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核融合素過程理論における新手法の開発

(1)ミューオン触媒核融合クーロン3体間題に対する新手法として, 3つのチヤネルに〓〓ヤコビ座標を用いた基底関数を設定する組替えチヤネル結合法を提唱し,ミユーオン分子(α+μ)の束縛状態の計算に適用した.この方法の計算速度は非常に速く,収束性のよいエネルギー値が得られた.更にこの方法を散乱問題に拡張し,水素同位元素間のミューオン移行過程の反応率を広いエネルギー領域にわたって求めた.超球座標を用いた断熱基底展開法がクーロン3体問題で有望視されているが,これまで原子の問題で成功しているのみである.これは,超球面調和関数によって断熱基底を表現するという従来の方法が2中心問題では収束性が悪いからである.そこで超楕円体座標を用いた試行関数を作り,変分法によって(α+μ)系の超動経に対する断熱基底を求めた.得られたエネルギー曲線と非断熱相互作用は(α+μ)系の物理の理解に有用である.(α+μ)分子のエネルギーの相対論的補正についても検討した.(2)イオン・原子衝突電荷移行過程について系統的な研究を行っている.この過程では終状態を分別した断面積が重要であるが,これについて今までの実験及び理論のデータ収集を行い,レビューをした.また, O^<6+>+Heの低エネルギー電荷移行断面積を電子走行因子を含む分子基底を含む分子基底を用いて計算し,原子基底によるものと比較した.放射性電子補獲過程について,従来の理論では断面積が用いた座標系に依存するなどの基本的な問題が未解決であった.これに対してゲージ不変の立場から検討を加えて理論的基礎づけを行った.(1)ミューオン触媒核融合クーロン3体間題に対する新手法として, 3つのチヤネルに〓〓ヤコビ座標を用いた基底関数を設定する組替えチヤネル結合法を提唱し,ミユーオン分子(α+μ)の束縛状態の計算に適用した.この方法の計算速度は非常に速く,収束性のよいエネルギー値が得られた.更にこの方法を散乱問題に拡張し,水素同位元素間のミューオン移行過程の反応率を広いエネルギー領域にわたって求めた.超球座標を用いた断熱基底展開法がクーロン3体問題で有望視されているが,これまで原子の問題で成功しているのみである.これは,超球面調和関数によって断熱基底を表現するという従来の方法が2中心問題では収束性が悪いからである.そこで超楕円体座標を用いた試行関数を作り,変分法によって(α+μ)系の超動経に対する断熱基底を求めた.得られたエネルギー曲線と非断熱相互作用は(α+μ)系の物理の理解に有用である.(α+μ)分子のエネルギーの相対論的補正についても検討した.(2)イオン・原子衝突電荷移行過程について系統的な研究を行っている.この過程では終状態を分別した断面積が重要であるが,これについて今までの実験及び理論のデータ収集を行い,レビューをした.また, O^<6+>+Heの低エネルギー電荷移行断面積を電子走行因子を含む分子基底を含む分子基底を用いて計算し,原子基底によるものと比較した.放射性電子補獲過程について,従来の理論では断面積が用いた座標系に依存するなどの基本的な問題が未解決であった.これに対してゲージ不変の立場から検討を加えて理論的基礎づけを行った.
道路文脈に基づく予見的リスク推定による自律運転知能の基盤構築

近年、自動運転に代表される自動車の知能化に関する研究が世界的に推進されているが、外界センサの認識技術に基づく運転計画に留まっている。しかし、実際の事故発生状況から、歩行者の急な飛び出しなどの顕在化した状況の理解では事故回避が不可能な条件も多数確認されている。そこで、実際のドライバのような、道路環境の理解に基づく予見的リスク推定手法とそれに基づくリスク回避のための自動車運動力学に基づく運動計画理論を構築し,その有効性について明らかにした。本申請課題は、歩行者飛び出し場面における道路文脈に基づく予見的なリスク推定手法と、それに基づく運動計画理論の構築を目的とし、技術課題は以下の3つである。(1)道路文脈に基づく歩行者の行動モデルによるリスクポテンシャル推定:ヒヤリハットDB解析より,道路構造や標識や標示等の道路文脈に基づく行動モデルを構築する。そして、申請者がこれまで提案したリスクポテンシャル推定手法を拡張し、歩行者や周辺車両の存在確率に基づく予見的なリスクポテンシャル推定手法を構築する。(2)リスクポテンシャル推定に基づく車両運動計画アルゴリズムの構築:リスクポテンシャル推定結果に基づき、リスク低減のための前後方向と横方向の加速度・ヨーレイト、3自由度の車両運動を自動車の運動モデルより計画するアルゴリズムを構築する。(3)ヒヤリハット場面における自律運転知能システムの効果評価:超小型電気自動車をベースの自動運転車両プラットフォームに提案するシステムを実装し検証実験を行う。実験シナリオは、本研究室が所有しているヒヤリハットデータに基づいて設定し、実車実験により制御系の事故低減効果を検証する。さらに交通シミュレーションによってモデル都市における事故低減効果を予測する。本年度は,「(1)道路文脈に基づく歩行者の行動モデルによるリスクポテンシャル推定」と「(2)リスクポテンシャル推定に基づく車両運動計画アルゴリズムの構築」を進めてきた.具体的には,構造物や車両の陰から飛び出す歩行者のモデルを作成し,それに基づくポテンシャルフィールド理論を用いたリスク評価手法を提案した.そして,この評価を最小化しつつ,実現可能な車両運動計画アルゴリズムを構築し,シミュレーションにて検証を行った.これらの成果はDynamics and Design Conference 2015にて発表したほか,日本機械学会へと論文を投稿済みである.本年度は,本申請課題の目的である、歩行者飛び出し場面における道路文脈に基づく予見的なリスク推定手法と、それに基づく運動計画理論の構築に対し,基盤となる「道路文脈に基づく歩行者の行動モデルによるリスクポテンシャル推定」と「リスクポテンシャル推定に基づく車両運動計画アルゴリズムの構築」を進めてきた.具体的には,構造物や車両の陰から飛び出す歩行者のモデルを作成し,それに基づくポテンシャルフィールド理論を用いたリスク評価手法を提案した.そして,この評価を最小化しつつ,実現可能な車両運動計画アルゴリズムを構築し,シミュレーションにて検証を行った.これらの成果は基本的なシステムのフレームワークが完成したことを示しており,次年度の更なる拡張や検証につながる成果である.本申請課題は、歩行者飛び出し場面における道路文脈に基づく予見的なリスク推定手法と、それに基づく運動計画理論の構築を目的とし、技術課題以下の3つである。(3)ヒヤリハット場面における自律運転知能システムの効果評価:超小型電気自動車をベースの自動運転車両プラットフォームを使用した実装試験と交通シミュレーションから提案するシステムの事故低減効果などの評価を行う。実験シナリオは、本研究室が所有しているヒヤリハットデータに基づいて設定する。本年度は主にH27年度の成果を用いて「(3)ヒヤリハット場面における自律運転知能システムの効果評価」を進めてきた.なお,本申請課題の計画時点では超小型電気自動車をベースの自動運転車両プラットフォームの使用も予定していたが,車両の故障により予算内での実行が不可能になったため交通シミュレーションに注力して研究を進めることに計画を変更した.具体的には,当初予定していたヒヤリハット場面を模擬した十数秒規模のシナリオではなく,街規模の交通流に対する効果予測も可能な規模のシミュレータの開発を目的に交通流モデルの導入と,実際の街を模擬するために既存のデジタル道路地図データなどからのマップデータ生成手法について研究を行った.マップデータ生成手法については既に学会で報告しており,総合的な評価結果について自動車技術会論文集などへの投稿を検討している.近年、自動運転に代表される自動車の知能化に関する研究が世界的に推進されているが、外界センサの認識技術に基づく運転計画に留まっている。次年度は,「(3)ヒヤリハット場面における自律運転知能システムの効果評価」を中心に研究を遂行する.具体的には,実験シナリオを、本研究室が所有しているヒヤリハットデータに基づいて設定し、提案するシステムの事故低減効果を検証する。機械力学・制御使用額に変更があったのは,予定した物品より,次年度の研究に有益なセンサが購入可能になったためである.繰り越した予算については,実験車の改造に要する機材に購入費に当てる予定である.
実践的合成プロセスの開発

(1)立体選択的炭素-ケイ素結合形成反応の開発に関して、Pd,Pt,Ni錯体触媒の使い分けによりオレフィン、アセチレン、ジェン類の立体選択的シリルホウ素化反応に成功した。(2)オレフィン類の不斉エポキシ化反応で新規サレンマンガン錯体触媒を分子設計して合成し、高効率エポキシ化反応を達成した。(3)N-ベンジルヒドロキシアミンによって連絡したジェノフィンとジェンの分子ないディールス・アルダー反応を検討して、高収率で、かつ縮環部が完璧なシスの立体化学をもつ環状化合物の合成に成功した(4)4-位にアレン結合をもつN-トシル-4-ビニリデン-2-オキサゾリジノンが各種オレフィンやアセチレン類と特異な熱環化反応して新規な2-オキサゾリジノン誘導体に変換されることを発見した。(5)二点配位型チタン系ルイス酸を開発してカルボイル基やエーテル酸素の二重活性化の機構を明らかにするとともに、光学活性ビナフトールを基板とする二点配位型チタン触媒を設計、合成した。これを用いて実用的な不斉アリル化反応を開発した。(6)前年に完成したタキソール全合成をさらに改良すると共に、タキソール類縁体の合成を達成した。高次構造をもつ有用な天然有機化合物や有用物質を実践的に合成するための革新的な手法を開発するために下記の項目に絞って検討し、得られた成果は次の通りである。(1)キラル金属錯体触媒の分子設計に基づいて炭素-炭素結合形成反応やオレフィンへのヘテロ元素官能基の導入反応で触媒的不斉反応を開発した。サレン錯体を用いて高効率不斉エポキシ化反応を見出し、またアジリジン化でも高いエナンチオ選択性を達成した。林らはパラジウム錯体触媒を用いて共役ジェンの不斉ヒドロシリル化や不斉クロスカップリング反応で高い立体選択性を実現した。(香月・林)(2)炭素-酸素結合形成反応を開発すると共に、それを基にして抗腫瘍活性化合物として話題のタキソ-ルの基本骨格の構築法を開発した。(向山)(3)遷移金属ヒドロペルオキシド中間体として利用してアミンの新酸化触媒反応を開発し、各種のα置換アミン類の位置、立体選択的合成を確立した。(村橋)(4)アリルバリウム反応剤の構造論および反応論を検討し、エポキシ化合物とのクロスカップリング反応で高いα-選択性を明らかにした。(山本)(5)パラジウム(O)錯体触媒によるアリルアルコールおよびプロパルジルアルコールのビス-シリル化反応で各々アリルシランおよびアレニルシランの合成法を見出した。特に、光学活性アリルアルコールおよびプロパルジルアルコールのビス-シリル化反応では完璧な1,3-キラル転写による光学活性アリルシランおよびアレニルシランを合成した。(伊藤)上記の研究代表者および研究分担者の研究成果は次の通りである。(1)光学活性アリルアルコールおよびプロパルジルアルコールをパラジウム(0)イソニトリル錯体触媒の存在下、分子内ビス-シリル化する方法を経由して光学活性アリルシランおよびアレニルシアンを簡便かつ一般的に合成するのに成功した。(2)ο-アリリックヒドロキシアミンの〔2,3〕シグマトロピー転位を用いて新規炭素-窒素結合生成法を確立した。(3)ベルジル位の不斉ヒドロキシル化およびメソ環状エーテルの非対称化で高エナンチオ選択性を達成した。(4)不斉炭素-炭素結合形成法および、効率的な炭素-酸素結合形成反応の開発を基にして8員環骨格を中心にもつ四環性タキソ-ルの不斉全合成を完成させた。(5)γ-位に酸素原子を有するアリルスズ化合物とアルデヒドとの分子内反応を用い海洋産ポリ環状エーテルの高効率合成に成功した。また、γ-アミノアリルスズの分子内反応を利用し、アルカロイド類の全合成にも成功した。
連続時間周期摂動系におけるトンネル効果の複素半古典論を用いた解析

周期摂動を加えた1自由度系(1.5自由度系)では、従来のインスタントン理論では説明が出来ないトンネル現象が観測される。これまでの研究で、本研究者は、インスタントン理論に代わる複素半古典論の構築を目指し、その結果、安定多様体と不安定多様体に誘導された複素軌道がトンネル現象に深く関与することを発見した。平成17年度は、これまでの成果を応用し以下に述べる成果が得られた。1.1.5自由度障壁トンネル効果の研究を行い、エネルギースペクトルにプラトーと呼ばれる特異的な形状が現われることを発見した。さらに、複素半古典論による解析で、安定多様体と不安定多様体に誘導されたトンネル軌道の理論でプラトースペクトルが説明可能であることを示した。具体的には、プラトーは不安定多様体がスペクトルに射影されたものである。また、2自由度系でも同様のプラトースペクトルが観測されることを示し、プラトースペクトルが多自由度障壁トンネル効果で極めて一般的な現象であることを証明した。2.ステップ型や箱型のポテンシャルに周期摂動を加えた場合のトンネル効果の研究を行い、従来のインスタントン理論では、説明が出来ない異常なトンネル確率の増大やべき的に長いトンネル時間が現われることを発見した。さらに、複素半古典論を用いた解析を行い、このようなトンネル現象は安定多様体に誘導されたトンネル軌道が作り出すものであることを示した。ここで発見された、べき的に長いトンネル時間は、これまでのトンネル時間の定義のカテゴリーにない新しいトンネル時間の定義を提案するものである。平成16年度は、障壁ポテンシャルに周期摂動を加えたときに現れるカオス的トンネル現象に注目し、複素半古典論を用いたカオス的トンネル軌道の解析を行い、カオス的トンネル現象の背後にある複素古典力学的な機構を明らかにした。これまでの研究で明らかにされたように、カオス的トンネル現象は、従来のインスタントン描像では説明できない。カオス的トンネル現象に寄与するトンネル軌道の性質は複素領域に拡張された非可積分系の不変多様体の幾何学的な構造(安定多様体や不安定多様体等の絡み合い)に支配されている。このようなカオス的トンネル現象は、一次元の散乱ポテンシャルに周期摂動を加えたときに一般的に現れる現象と考えられ、波動関数やエネルギースペクトル等にカオス的トンネル軌道の性質を反映した著しい特徴が現れることが期待される。本研究では周期摂動下の障壁トンネル効果の問題に注目し、トンネルスペクトルにインスタントン理論では説明不可能な特徴が現れることを示した。さらに、断熱近似解を用いた理論計算により、複素領域の古典力学的なヘテロクリニック構造が複素半古典論を介しカオス的トンネル現象を支配する機構を詳細に調べ、カオス的トンネル現象特有のスペクトルを解析的に再現することに成功し、連続時間系におけるカオス的トンネル効果の基礎理論を確立した。本研究で明らかになったカオス的トンネル現象の基礎的な構造は、時間連続系だけでなく写像系のカオス的トンネル効果に見られるものと本質的に同じである。これらの成果を用いると、強光子場によるトンネルイオン化などの問題の背後にある複素古典力学的な機構を明らかにすることが可能であると考えられる。
AKIにおける、CCR7を介したC5a経路制御機構の解明

急性腎障害に補体とT細胞免疫はそれぞれ役割を果たすが、両者の相互作用については未だ不明である。最近補体が、樹状細胞(DC)の抗原提示から始まるナイーブT細胞(Th0)の分化増殖を調節することが注目され、DCとTh0細胞の会合に重要なCC-ケモカインレセプタ7(CCR7)発現が、補体活性化により誘導される可能性が報告されている。研究代表者らは補体C5aに注目してこれまで研究を進めてきたが、一方、CCR7欠損マウスで腎虚血再灌流モデル(IRI)において、野生型に比して腎障害が抑止されることを見出している。本研究において、CCR7を介したC5a経路の正の制御機構の存在を明らかにする。
アポトーシス関連分子をターゲットとする新しい癌治療の開発

1.BADの機能解析Bcl-2ファミリー分子の一つであるBADのBH3ドメインは、Bcl-XL,Bcl-2と会合するために必須の領域であり、それらの機能阻害によりアポトーシスを誘導することが推測されている。BH3ドメインで良く保存されているアスパラギン酸の点突然変異をもつ分子BAD D119Gの生物学的特性を解析した結果BAD D119G分子は、Bcl-2と結合できないにも関わらず野生型と同様のアポトーシス誘導効果を保持していることが明らかとなった。したがってBADによるBcl-2機能阻害は、アポトーシス誘導にはあまり寄与しておらず、このことから、Bcl-XLが高発現している癌細胞にBADが選択的に働くことが期待された。2.TNFの増強薬剤TNFは、多くの癌細胞でアポトーシスを十分誘導できないことが知られている。この理由の一つとしてTNFがアポトーシス誘導シグナルのみならず生存シグナルであるNF-kBのシグナルをも惹起することが考えられている。胃癌細胞株MKN45は、TNF20ng/mlの濃度であっても細胞死がほとんど起こらないが、NSAID sulindac(0.5-1mM)の添加により、著明な細胞死が誘導された。sulindac(0.5-1mM)は、TNFによるNF-kBの活性化シグナルに対する明らかな抑制効果を示した。COX-2阻害作用のみでNF-kB抑制効果のない類似分子indomethacinではこのようなTNF増強効果を認めなかった。このことから、NF-kBのシグナルの阻害により、TNFのアポトーシス誘導能が亢進することが強く示唆された。さらにこの併用療法はMKN45担癌ヌードマウスにおいて、高い坑腫瘍効果を認めた。したがって、sulindac・TNF併用療法は、有効ながん治療となりうるものと思われた。
中高生への子宮頸がん予防啓発に向けた教育支援ーピアエジュケーションの実践と評価ー

がんの罹患には様々なリスク要因が挙げられているが、多くのがんは生活習慣などと深い関わりがあるとされているため、若い世代からのがんやがん予防教育が重要であることが提言されている。平成24年6月に施行された、がん対策基本推進計画に基づき、文部科学省は平成29年度からのがん教育の全国展開を目指して、学校におけるがん教育の在り方に関して検討してきている。第一段階研究では中学生、高校生を対象として、がん教育に関するニーズ調査を実施した。その結果、中高生ともに、多くの生徒ががんに対してのイメージは、暗い感じ、苦しい感じ、怖い感じなどのネガティブイメージが高かった。また、がんやがん予防の授業の受講希望は、中高生共におよそ6から7割の者が希望していた。第二段階研究では、ピアサポーターも交えた、介入研究の教育プログラムの構築や学校で働く養護教諭を対象としてのがん教育の研修を実施し、学校関係者との連携構築に努めた。第三段階研究は、昨年7月に転倒による腰部圧迫骨折に見舞われ、長期の入院加療を余儀なくされたために、学会参加による情報収集、文部科学省主催のがん教育セミナーなどに参加しての情報収集にとどまり、学校現場に介入してのがん教育の調査研究の実施ができていない。補助期間延長申請を行い承認を得ている。昨年の7月に転倒による腰部圧迫骨折の診断により長期療養を余儀なくされ、本研究課題の実施ができずに、補助事業期間の延長を申し出て承認を得た。1.中学生、高校生を対象とした学校における介入研究はなかなかハードルが高いため、学校関係者(県指導主事、体育教諭、養護教諭、担任)と連携を密にして実施できるように取り組んでいきたい。2.沖縄本島のみならず、宮古、八重山などの離島の中学校、高等学校にも、がん教育の一環としての、子宮頸がん予防啓発のセミナーや出前授業が実施できるように、取り組んでいきたい。3.他府県の取り組みに関しても、日本緩和医療学会や日本がん看護学会などに参加して情報を獲得していきたい。わが国におけるがん患者は、年々増加傾向にあり、国民の2人に1人が生涯でがんに罹患する時代となっている。多くのがんは、生活習慣などと関連するとされており、若い世代から、がんを正しく理解し予防するためのがん教育が重要であると報告されている。そこで、本研究では、沖縄県内の中高生を対象として、がん教育を介入実施するための示唆を得ることを目的として意識及びニーズ調査を実施した。高校生では、1609人(86.6%)から有効回答が得られた。男子生徒801人(49.8%)、女子生徒808人(50.2%)と同等の割合であった。がんのイメージは、暗い感じ、痛い感じ、怖い感じのネガティブイメージが高かった。怖い感じを選択した理由は、「がん=死のイメージがある」、「がんは治りにくく治療が苦しそうだ」などの項目が高得点であった。がん予防についての関心度は、「関心がある」、「まあ関心がある」をあわせると5割程度であった。がんについての情報源は、テレビや新聞などのメディアよりが9割と最も多く、次いで、映画や闘病記、インターネット、家族で話題にする等は、各々2から3割であった。がんについての知識度では、「日本人の2人に1人ががんになる可能性がある」、「がんの中には、ウイルスが原因で罹るがんがある」、子宮頸がんは若い世代にも増えている」、「子宮頸がんの原因はHPVであり、性交渉によって感染する」などは得点が低かった。学校におけるがん予防に関する授業や体験者の講話を聴く機会については、8割以上が受講を希望していた。今回の調査より、高校生のがんに対するイメージは、怖い、苦しいなどのネガティブイメージが高く、がんに対する知識度も全般的に低い傾向にあった。中学生(N=827)の解析結果もほぼ同様であった。今後は、がんを身近に感じる機会を増やし、予防を含めた正確な情報を普及啓発していくなどのがん教育の必要性が示唆された。第一段階のニーズ調査(中高生を対象としてのがん教育に向けての実態調査)はほぼ順調に実施することができた。調査結果よりニーズを同定し、第二段階調査に順調に進むことができる。調査に協力して頂いた中学校7校、高等学校7校に調査結果の報告も順調に実施可能である。平成24年6月に施行された、がん対策基本推進計画に基づき、文部科学省は平成29年度からのがん教育の全国展開を目指して、学校におけるがん教育の在り方について検討してきている。第一段階研究では、中学生(N=820)、高校生(N=1,609)を対象として、がん教育に関するニーズ調査を実施した。その結果、がんやがん予防に関する関心度では、中学生が5割程度、高校生は6割程度が「関心がある」と回答しており、その情報源は中高生ともにテレビなどのマスメディアが9割以上を占めていた。また、がんに対するイメージは、中高生共に暗い感じ、苦しい感じ、怖い感じなどのネガティブイメージが高かった。がんやがん予防の授業の受講希望では、中高生共に、8割以上が希望しており、体験者の講話に関しても7割以上が希望していた。また、女子生徒を対象とした調査では、中高生共に、約7割の者が、子宮頸がん予防についての講話や体験者の話を聞いてみたいと希望しており、約8割の者が、「将来は子宮頸がん検診を受けようと思う」と回答していた。

これらの調査結果を受け、第二段階調査では、ピアサポーター(看護学生)を公募し2名の応募があった。ピアサポーターも交えた、実際のピアエジュケーションのためプログラムを構築した。1調査結果報告(研究代表者)2「いまから始まるがん教育」招聘講師(医師)、3子宮頸がん予防のことー未来のあなたとあなたの大切な人のために(研究代表者、分担者、ピアサポーターの介入)。このプログラムを実施校と調整し、第3段階調査(ピアエジュケーションによる中高生への予防啓発活動としての実践とその評価)につなげる。第一段階の調査実施校(中学校7校、高等学校7校)には、順調に調査結果報告をすることができたが、実際のがん教育の実施にあたっては、各学校と調整をしたが、学校側が多忙である、また、時間が作れないなどの理由で、沖縄本島内の中高校では、がん予防啓発の授業(実践)が実施できず、次年度への持越しとなった。がんの罹患には様々なリスク要因が挙げられているが、多くのがんは生活習慣などと深い関わりがあるとされているため、若い世代からのがんやがん予防教育が重要であることが提言されている。平成24年6月に施行された、がん対策基本推進計画に基づき、文部科学省は平成29年度からのがん教育の全国展開を目指して、学校におけるがん教育の在り方に関して検討してきている。第一段階研究では中学生、高校生を対象として、がん教育に関するニーズ調査を実施した。その結果、中高生ともに、多くの生徒ががんに対してのイメージは、暗い感じ、苦しい感じ、怖い感じなどのネガティブイメージが高かった。また、がんやがん予防の授業の受講希望は、中高生共におよそ6から7割の者が希望していた。第二段階研究では、ピアサポーターも交えた、介入研究の教育プログラムの構築や学校で働く養護教諭を対象としてのがん教育の研修を実施し、学校関係者との連携構築に努めた。第三段階研究は、昨年7月に転倒による腰部圧迫骨折に見舞われ、長期の入院加療を余儀なくされたために、学会参加による情報収集、文部科学省主催のがん教育セミナーなどに参加しての情報収集にとどまり、学校現場に介入してのがん教育の調査研究の実施ができていない。補助期間延長申請を行い承認を得ている。昨年の7月に転倒による腰部圧迫骨折の診断により長期療養を余儀なくされ、本研究課題の実施ができずに、補助事業期間の延長を申し出て承認を得た。第二段階調査1.がん教育(子宮頸がん含む)を担う看護学生の募集と教育支援プログラム構築1プログラム作成にあたっては、学校現場でがん教育を実施している先進地の視察研修を、研究代表者、分担者が実際に活動状況を見学する。2がん教育の実施介入を担当するピアサポーターは、女子看護学生より募集する(子宮頸がんの予防啓発にも興味関心があり、中高生への教育支援を行うことで、共に成長できる人を条件とする)。3先の意識調査結果と見学したプログラム内容をもとに、ピアサポーター養成研修会プログラム内容を検討し決定する。2.ピアエジュケーションによる中高生へのがん予防啓発活動としての実践とその評価1本調査を実施させて頂いた各中高校の中から、沖縄本島の中学校1校、高等学校1を校を選定し、協力を依頼する。
フォスフォリパーゼCを抑制するGタンパク質の特性

アフリカツメガエル卵母細胞において、GL1αおよびGL2αとよばれる相互にきわめて相同性の高い(アミノ酸ホモロジー83%)一対のGαタンパク質が、ともにメタボトロピック・グルタミン酸受容体と共役しながら、GL2αがフォスフォリパーゼC(PLC)を活性化するのに対し、GL1αは抑制することを我々は既に報告した。本研究では、この活性化/抑制の制御がGαタンパク質のどのような構造に由来してどのような仕組みで起こるのかを検討する目的で、両Gαタンパク質のキメラやミュータントGαタンパク質を遺伝子工学的方法によって作製し、アフリカツメガエル卵母細胞に発現してその生理活性を解析した。GL1α/GL2αキメラ10種類を作製し検討したところ、N末端側約3分の1の領域(アミノ酸残基1-87)がGL2α由来のキメラはPLCを活性化したがこの領域がGL1α由来のキメラは抑制すること、C末端領域がGL1αとGL2αのどちらに由来するかは活性化の有無と直接の対応はないこと、また、10種類のキメラの中に、GL2αと4アミノ酸残基が異なるのみであるにもかかわらずPLCを抑制するものがあること、が分かった。これらの4アミノ酸残基はいずれも上述N末端領域内にあった。これらの4アミノ酸残基を変異させたミュータント4種類を検討した結果、セリン59の残基が決定的に重要であり、GL2αのこの残基をGL1αの相当アミノ酸に変えるとPLC活性化は起きないことが分かった。この残基は、Gαタンパク質中のリンカー領域と呼ばれている部分の真ん中に位置している。以上の結果から、PLC活性化反応にとってGαタンパク質のN末端領域やリンカー領域が重要な役割を果たしていることが分かった。
腫瘍細切片とGM-CSF遺伝子組換えアデノウイルスを用いた免疫遺伝子治療

(1)まず、pilotstudyとしてハムスター膵癌細胞(HPD-2NR)とマウス乳癌細胞を用いてGM一CSF遺伝子組換えアデノウイルス感染腫瘍ワクチンの抗腫瘍効果について検討した。それぞれの腫瘍を用いて実験群は以下の3群(n=5)を作成した。(A)対照群:生食皮下投与。(B)照射単独群:膵癌細胞(5×100000)に100Gyの放射線照射のみ行い皮下投与。(C)腫瘍ワクチン群:膵癌細胞(5×100000)にGM-CSF組換えアデノウイルスを感染させ(感染効率:100)、100Gyの放射線照射した翌日にハムスター皮下に腫瘍ワクチンとして投与した群。各群に対して1週間後に腫瘍細胞(1×100000)をchallengeし、腫瘍の生着率とサイズを測定した。【結果】ELISAにて上清中のGM-CSFの発現はA、B群:0であったが、C群:360ng/1000000cells/24hrと高発現が認められた。Challenge後18週の時点で、膵癌の生着率はA、B、C群それぞれ80、40、0%、腫瘍サイズは、15700±10300、690±980、0立方mmと腫瘍の生着率、サイズともに腫瘍ワクチン群で完全に抑制された。乳癌においてもほぼ同様の結果であった。(2)両腫瘍細胞に対してGM-CSF組換えアデノウイルスを用いた腫瘍ワクチンが有効であることが証明されたので、続いて腫瘍細切片を用いた腫瘍ワクチンの実験系にとりかかった。腫瘍細切片をGM-CSF組換えアデノウイルス液に1時間浸し、100Gyで放射線照射を施行した24時間後に上清のGM-CSF濃度をELISAにて測定、GM-CSFが発現されていることを確認した。現在、腫瘍細切片を用いた腫瘍ワクチンの実験を施行中である。
放射光X線を用いた高温高圧その場観察実験の開発と地球深部物質の相転板の研究

本研究の大きな目的のひとつは高温実験の圧力範囲をさらに高圧へ拡大するための技術開発である。従来から、ダイヤモンドアンビル装置を用いて、室温では300万気圧を超える実験が行われてきた。しかしながら、室温における実験と、レーザーで加熱する高温実験では、実験の難易度がまったく異なる。本研究では、高圧容器の工作精度やアンビルの研摩技術の向上、アンビルの形状の最適化などに取り組んできた。今年度は、ついに300万気圧・2000度以上の高温超高圧実験に成功した。また、この世界最先端の技術を活かし、SiO_2(シリカ)立方晶構造相の合成に世界ではじめて成功した。シリカは地球の地殻やマントル中に含まれるもっとも主要な酸化物であり、また工業的にも広い用途がある。それゆえ、その構造相転移は大きな関心を集めている。シリカの多形は実験的に古くから数多く知られている。また超高圧下では立方晶の構造をとることが、理論計算により1980年代から予測されていた。しかしながら予測されていた立方晶構造相への相転移圧力は約200万気圧であり、そのような超高圧下の実験はこれまでまったく行われていなかった。今回われわれは265万気圧・1800ケルビン以上において、パイライト型と呼ばれる立方晶構造相を合成した。これは、以前から知られていたどのシリカ鉱物よりも密度が大きい。この新鉱物の安定領域はすでに地球のマントルの圧力範囲(135万気圧以下)を超えており、その下は金属核であることから、地球内部には存在し得ない。しかし、シリカは太陽系全体、さらにはおそらく多くの系外惑星の主要成分であり、今回発見された立方晶構造相は天王星や海王星の中心核を形成している可能性がある。本研究は放射光X線を用いたX線回折測定により、地球深部物質の相転移を明らかにすることを目的としている。われわれは下部マントルを代表する鉱物MgSiO3ペロブスカイト相が125万気圧・2500K以上において、ポストペロブスカイト相へ一次の構造転移を起こすことを世界ではじめて発見し、今年度はじめにScience誌の表紙を飾った。さらにわれわれは実験で得られた構造を基に第一原理電子状態計算を行い、絶対零度における安定性を理論的にも確認するとともに、その弾性定数を求めた。その結果、D"層と呼ばれるマントル最下部において観測される、D"不連続、横波の偏向異方性、バルク音速と横波速度の逆相関といった大きな地震波速度異常を、あたらしく発見されたポストペロブスカイト相によって説明できることがわかった。この結果はNature誌に発表した。これらの成果は高圧鉱物物理学における極めて重要な発見であり、50年以上にわたって地球内部の最大の謎とされてきたD"層の実体を解明するものとして大きな注目を浴びた。今年度はさらに天然のパイロライト的マントル組成、および中央海嶺玄武岩組成につき、同様にポストペロブスカイト相への相転移を確認すべく、レーザー加熱式ダイヤモンドアンビルセルを用いた高圧高温実験を行った。その結果、双方のバルク組成において、深さ約2500kmにおいてポストペロブスカイト相転移が起こることがわかった。また透過型分析電子顕微鏡を用いた化学分析により、ポストペロブスカイト相に鉄が分配されにくいこと、逆に多くナトリウムが含まれること、などがあたらたに明らかになった。
その場分析による水性ガスシフト反応用銅系触媒の失活要因の解明

銅系シフト反応用触媒の活性は基本的には金属銅の分散度に依存する.また,銅のレドックス性が高いことが重要である。焼成温度により触媒の結晶化度が向上するとレドックス性が低下し,耐久性が低下する。また,ベーマイト相の形成が失活の抑制に重要な寄与をしていることが明らかとなった。銅-アルミ系触媒による水性ガスシフト反応について、その活性および特にDSS(Daily Start-up and Shut down)運転条件下における安定性について検討を行った.含浸法,共沈法により調製した銅-アルミ系触媒の活性および安定性に大きく違いがあること、また焼成温度により安定性が大きく変化することが分かった.即ち、共沈法で調製し、比較的低温で調製した触媒の活性、安定性が高いこと、その安定性は、工業用銅-亜鉛系触媒よりも高いことを見出した.いずれの調製法で調製した触媒についても,CO転化率は焼成温度の上昇に伴い向上し973 K付近で最大値となり,それ以上の温度では焼成温度の上昇に伴い低下した.還元処理によりスピネル相上に高分散状態で存在するCuOが還元されCuO微粒子が生成すると推測される.焼成温度973 K以上でのCO転化率の低下は,スピネル骨格内にCu種が取り込まれることによって難還元性のCu2+種が増加し,高分散CuO種が減少することによってCuO表面積が低下したためと考えられる.高い安定性を示す触媒では、DSS処理後にベーマイト相が観測されるのに対して、活性劣化が著しい触媒では、ベーマイト相の形成は進行しなかったことからベーマイトの形成が安定性の向上に寄与していることが分かった.また,水蒸気処理前後における銅の酸化還元特性が,活性および安定性に関係していることを見出した.即ち、銅の分散度だけでなく、酸化還元がより低温で進行する銅種が多いほど活性が高いことが示された.これらの触媒について,銅種の構造・電子状態の変化を時間分解XAFS法による"その場分析"の予備的な検討を行い,実験条件の整備等を行った.均一な前駆体を823Kで焼成して調製したCu-Al-Ox触媒は, DSS水蒸気Cu-Zn-Al系にも見られない特異的な特徴を示すことを見出した.DSS処理によるBET比表面積の変化および金属銅表面積の変化から,触媒の構造変化がDSS処理に対する耐久性に大きな影響を及ぼすこと, CO転化率と金属銅表面積の間には緩やかな相関が見られ, DSS処理による活性低下の要因の一つは金属銅の粒子成長であることが示唆された.DSS処理を繰り返すごとに次第に活性が向上する触媒ではDSS水蒸気処理を繰り返すごとに,ベーマイト相の形成が確認された.また,ベーマイト相の回折線の強度の変化と,比表面積およびCO転化率の傾向が一致した.一方,次第に活性が低下する823Kで焼成した触媒では,ベーマイト相の形成は確認されなかった.これらの結果からベーマイト相の形成が,触媒の活性に影響することが示唆された.昇温還元法によりDSS処理による触媒の還元性の変化について検討した結果. DSS処理により活性が向上する触媒では,焼成後の触媒で550K付近に確認された金属銅の還元に由来する水素消費ピークが, DSS水蒸気処理を増すごとに低温側ヘシフトした.低温側へのシフトは,金属銅が高分散したことを示唆している.ベーマイト相の形成により比表面積が増加し,金属銅の分散度が向上すると同時に凝集が抑制された結果,触媒活性が向上または維持されたと考えられる.さらに, in-situ XAFS測定の結果から, DSS処理中に酸化還元を受けるCu種の割合が活性が高い触媒で多いことが分かった。これらのことから,金属銅の分散度だけでなく,酸化還元をしやすいCu種が多いほどCOシフト反応の活性が高いことが分かった.
「リンパ球チップ」を用いた感染症・細菌兵器に対する新たな抗体医療戦略

我々が開発したリンパ球チップの応用として、マイクロウエル内の抗体分泌細胞の分泌する抗体を直接検出する方法(ISAAC/FLISPOT)法をマウスの実験系で開発し、この系をヒトに応用して、ワクチン接種したボランティアの末梢血から、肝炎ウイルスとインフルエンザウイルスに対する高品質のヒト抗体を極めて迅速(1週間以内)に作製することに成功した。また、B型肝炎ウイルス(HBV)のin vitro迅速中和能検定法を開発し、ヒト抗HBs抗体が認識するHBs抗原のエピトープとHBV中和能との連関を明らかにした。本研究は、我々が開発した「リンパ球チップ」という新しい抗体医療戦略を用いて、感染症患者の血液から病原菌特異的なヒトBリンパ球を効率良く同定し、そのBリンパ球が産生する抗体遺伝子を迅速に単離し、ヒト型リコンビンナント抗体を1週間以内に作製することで、新興感染症や細菌を用いた生物テロに対する新しい抗体医療の道を開くことを目的とする。平成20年度の研究実績は以下のとおりである。【1】リンパ球マイクロチップの改良:検出感度と再現性を高めるために、スキャナーを2蛍光対応型に改良した。また、CCDカメラを用いた新しいスキャナーの開発を行った。その結果、抗原濃度、抗原エピトープ数や親和性等によって規定される細胞刺激の強弱に対するリンパ球クローンの反応差を確認することが可能となった。【2】ヒト抗体遺伝子解析の迅速化:採取した1個の抗原特異的B細胞の抗体遺伝子配列から、抗体が抗原を認識するために必要な最小単位であるVHおよびVLから構成される可変領域(Fv)をフレキシブルなペプチドリンカーで結合した単鎖可変領域フラグメント(scFv)の遺伝子を構築し、無細胞タンパク合成システムを用いてin vitroタンパク合成を行った。その結果、遺伝子機能解析が迅速化された。【3】抗体分泌細胞検出(ISAAC/FLISPOT)法の開発:リンパ球チップの応用として、抗体分泌細胞の分泌する抗体を直接検出する方法が考えられる。例えば、細胞が分泌する抗体を蛍光色素標識した抗原で検出すれば、この細胞を回収し、抗原特異的な抗体遺伝子候補をクローニングできる。H20年度は、マウスの抗体産生細胞の検出法をさらに改良し、より効率的に抗体産生細胞を検出できる系を確立した。本研究は、我々が世界で初めて開発した「リンパ球チップ」という新しい抗体医療戦略を用いて、感染症患者の血液から病原菌特異的なヒトBリンパ球を効率良く同定し、そのBリンパ球が産生する抗体遺伝子を迅速に単離し、ヒト型リコンビンナント抗体を1週間以内に作製することで、新興感染症や細菌を用いた生物テロに対する新しい抗体医療の道を開くことを目的とする。平成21年度の研究実績は以下のとおりである。【1】抗体分泌細胞の直接検出(ISAAC/FLISPOT)法の開発と実証:リンパ球チップの応用として、マイクロウエル内の抗体分泌細胞の分泌する抗体を直接検出する方法を確立した。具体的には、細胞が分泌する抗体を、蛍光色素標識した抗原で検出し、この細胞を回収後、抗原特異的な抗体遺伝子候補をクローニングできるシステムを構築した。このシステムで、HEL(鶏卵リゾチーム)抗体トランスジェニックマウス(MD4)の碑細胞から、HEL抗体分泌細胞を高感度かつ効率的に検出することを実証した。さらに、この系をヒトに応用して、ワクチン接種したボランティアの末梢血から、肝炎ウイルスあるいはインフルエンザウイルスに対する抗体を迅速に作製することができた。【2】B型肝炎ウイルス(HBV)の迅速中和能検定法の開発:HBVはヒトとチンパンジーの肝細胞でのみ増殖するため、HBVの中和実験にはヒトの初代肝細胞が必要であり、測定は容易ではない。今回、ヒト肝細胞癌由来のHepaRG細胞株を用いて、短期間にin vitroでHBVの中和能がアッセイできる系を確立した。具体的には、HepaRG細胞株にHBVを抗体の存在下あるいは非存在下で感染させ、細胞内あるいは培養液中のHBVウイルス量の変化をリアルタイムPCR法で調べた。この方法により、上記【1】で得られた多くのヒト型抗HBV抗体の中和能を効率良く調べることができた。本年度の研究実績は以下のとおりである。1.リンパ球チップで抗体分泌細胞の直接検出する方法(ISAAC法)の開発と実証:リンパ球チップ内の抗体分泌細胞が分泌する抗体を直接検出する方法として、チップに抗ヒト/マウス抗体をコートする方法とチップに抗原をコートする方法が考えられる。本年度は、この2つの方法で、HEL抗体トランスジェニックマウス脾細胞から、HEL抗体分泌細胞を高感度かつ効率的に検出できる方法を確立した。さらに、この系をヒト末梢血の抗体産生細胞の検出に応用し、ヒトのISAAC/FLISPOT法を開発した。さらに、この方法を用いて、ワクチン接種したボランティアの末梢血から、多数の肝炎ウイルスあるいはインフルエンザウイルスに対するヒトモノクローナル抗体を迅速に作製することに成功し、ISSAC法の臨床応用を実証した。

2.B型肝炎ウイルス(HBV)のin vitro中和能の測定と臨床応用:HBVの中和実験にはヒトの初代肝細胞が必要であり、測定は容易ではない。ヒト肝臓を移植したマウスモデルがあるが、高値である。我々は、ヒト肝細胞癌由来のHepaRG細胞株を用いて、短期間にin vitroでHBVの中和能を測定する方法を確立した。すなわち、HepaRG細胞株にHBVを抗体の存在下で感染させ、細胞内あるいは培養液中のHBVウイルス量の変化をリアルタイムPCR法で調べることで、HBV抗体の中和能をin vitroで調べることが可能となった。この方法を用いて、上記(1)で得られた多くのヒト型抗HBV抗体の中和能を測定し、その結果、多くの中和抗体をin vitroで検出することに成功した。
フレキシブルユニットによる建築平面構成システムの開発に関する研究

本年度の研究予定項目として、1.プログラムの統合化とインターフェイスの改良、2.多用途型システムへの改良、3.研究成果のとりまとめと学術雑誌等への投稿を挙げていた。1.については、昨年度の研究成果を踏まえて、プログラムの統合化を図った。現代建築の新たな特徴である、配置単位のヒエラルキーを解体して再び構成されるという平面構成をコンピュータでの演算によって導き出すために、ゾーン、クラスター、室、配置ユニットというヒエラルキーの異なる配置単位を設定し、それらの配置順序が相互に入れ替え可能となるようにプログラムを作成した。また、インターフェイス部分については、一般的なパーソナルコンピュータでの使用を前提に、誰でもが操作しやすいデザインを実現するとともに、プログラムコードの入念な検討によって短時間での演算が可能となるようシステムを構築した。2.については、現時点では多用途型システムへの改良がそれほど大きな意味を持たないと判断したことから、研究の予定を変更し、単用途型システムのまま高度化を図ることとした。高度化の内容としては、これまであまり扱われたことのなかった建物の周辺環境に対する評価という要素をシステムに取り込んだ。これらの成果により、フレキシブルユニットという概念を取り入れた、柔軟な平面パターンを自動生成するシステムを開発することができた。3.については、現段階で研究成果のとりまとめが終了し、学術雑誌に投稿すべく準備を進めているところである。以上、おおむね予定通りの研究スケジュールにしたがって、目的としている研究成果が得られたと考えられる。本年度の研究予定項目として、1.室配置システムに関連する既往研究の問題点抽出と体系化、2.配置単位のヒエラルキーを解体して設計された実施設計例の抽出と調査、3.対象領域の整理、4.プログラムのアルゴリズムの検討と実装を掲げていた。1.については、これまでに発表された室配置問題に関連する文献を、国内・国外あわせて網羅的にレビューし、室配置問題が本質的に抱える課題について論理的に整理をするとともに、既往のシステムの課題を抽出することで、本研究で開発するシステムの方向性を導き出した。2.については、本研究で生成させる配置パターンを意図しながら、現代建築の新たな潮流として登場し始めている、配置単位のヒエラルキーを解体して再び構成されたような平面構成を持つ建築について、関連文献による調査と実地調査を数回重ね、新たな建築の可能性について再確認を行った。3.については、前記の調査を踏まえて、プログラムの具体的な検討の前提となる対象建物の領域を整理し、システムの特徴を明確化する作業を行った。4.については、具体的なプログラム・コードを編成するために必要なアルゴリズムについて検討し、来年度以降のシステム開発のための準備を行った。本年度はほぼ予定通りの研究スケジュールとなったが、加えて、これまであまり扱われたことのなかった建物の周辺環境に対する評価を組み込んだ室配置システムの開発にも着手し、一定の成果を収めた。今後はフレキシブルユニットという建築的な概念をシステムに組み込むべく、検討を重ねたアルゴリズムをプログラム・コードという形で実装し、さらに周辺環境を評価できるシステムを目指して総合化するための作業を行っていく予定である。
覚せい剤に対する感受性とドパミン受容体遺伝子の多型あるいは変異との関連性

乱用薬物の強化作用にとって重要な神経回路となっている腹側被蓋野-側坐核および黒質-線条体系ドパミン(DA)神経系を中心に、覚せい剤(メタンフェタミン:MAP)によって引き起こされる神経細胞の変化と、乱用薬物によって発現する精神病発現のメカニズムについて、DA受容体およびドパミントランスポーター(DAT)のmRNA、タンパク質発現率から分子レベルでの変化と、その変化を誘導する遺伝子の変異について現在検討を行っている。これまでに慢性的にMAP投与されたラットの線条体・側坐核においてDATのmRNA発現量に有意差が確認され、度重なるDAの過剰活動がDATのダウンレギュレーションを起こしていることが推察された。最終的な機能発現を議論するためにmRNA量のみならずタンパク質発現量の確認・定量を行ったところ、慢性投与だけではなく、単回投与においてもDATタンパク質の発現量に低下が見られた。これは依存形成の初期変化には極めて重要であり、乱用者が覚せい剤を止めることが出来ない状況は個人の意志の弱さが要因なのではなく、わずか一度の薬物使用によって脳神経に不可逆的な変化が起こっている可能性がある。これらを確認するため、より正確で再現性が高いと考えられるLCMS/MSを用いたタンパク質定量法を模索しているが、現段階では目的タンパク質をLCMS/MSにアプライできるレベルまで精製するための抽出方法が、煩雑かつ長時間を要し、再現性が十分に得られていないため検討を継続している状況である。これまでの我々の研究結果により、覚せい剤(メタンフェタミン;以下MAP)に対する遺伝的感受性差は側坐核ではなく線条体のドパミン(DA)、特にD1神経系に存在する可能性が高い。またMAP投与後に、ドパミントランスポーター(DAT)のmRNAおよびタンパク質発現率が減少する傾向が確認されていることから、MAPによるDA神経系の度重なる過剰活動によってDAの再取り込み機構であるDATがdown-regulationを起こし、その結果DAT濃度の減少あるいはその機能低下を招くことが原因の一つではないかと考えられる。平成27年度においては、採取・保存しているラットの線条体における、MAP投与によるDA受容体およびDATの増減について、これまでのタンパク質定量法として汎用されているウェスタンブロット法のみならず、より高感度・高性能であるLCMS/MSによるタンパク質定量について検討を行っている。LCMS/MSによるタンパク質定量法は、確立されればより簡易的に、かつ高感度な結果が期待できる。現在は、採取試料からの低分子タンパク質の抽出方法を、キット等を用いて検討している。平成27年度は所属講座の教員減少により、当研究以外の職務に関する実務活動や教育活動についての負担が増加したため、当研究のエフェートが低下した。またキットを使ったLCMS/MS用のタンパク抽出およびサンプル調製が安定しておらず、もうしばらく検討時間が必要である。覚せい剤(メタンフェタミン)が乱用薬物として定着して久しい。近年は第3次覚せい剤乱用期といわれ、低年齢への拡大が懸念されている。乱用薬物の強化作用にとって重要な神経回路である腹側被蓋野-側坐核および黒質-線条体系ドパミン神経系を中心に、覚せい剤によって引き起こされるドパミン神経細胞の変化と、乱用薬物によって発現する精神病発現のメカニズムについて、ドパミン受容体およびドパミントランスポーターのmRNA、タンパク質発現率から分子レベルでの変化について現在検討を行ってる。これまで我々が行ってきた研究により、メタンフェタミンに対する遺伝的感受性の差は、側坐核より線条体のドパミン神経系(特にD1神経系)における何らかの差異に依るところが大きいと考えられる。またメタンフェタミンの単回投与群より頻回投与群の方がドパミントランスポーターのmRNAおよびタンパク質の発現率が減少することを確認しており、度重なるドパミンの過剰活動がトランスポーターのダウンレギュレーションを起こしていることが推測される。平成27年度から28年度にかけて、採取・保存しているメタンフェタミン処置後のラット線条体を用い、メタンフェタミン投与によって引き起こされるドパミン受容体およびドパミントランスポーターの増減について、ウェスタンブロット法を始めとし、より高感度・高性能であるLCMS/MSを用いたタンパク質定量法の確立を目指している。LCMS/MSによるタンパク質定量法が確立できれば、より簡易的かつ高感度な結果が期待できるが、現在は線条体からの目的成分(低分子タンパク質)の抽出方法と、LCMS/MSの条件設定について検討している。平成27年度に所属講座の教員減少により、当研究以外の職務に関する実務活動や教育活動に携わる時間が増加したため、当研究のエフォートが大幅に減少した。平成28年度もその状態が継続している。また抽出キットを用いたLCMS/MS用の試料調製と分析機器の最適条件設定に、あと数ヶ月の時間が必要である。乱用薬物の強化作用にとって重要な神経回路となっている腹側被蓋野ー側坐核および黒質ー線条体系ドパミン(DA)神経系を中心に、覚せい剤(メタンフェタミン:MAP)によって引き起こされる神経細胞の変化と、乱用薬物によって発現する精神病発現のメカニズムについて、DA受容体およびドパミントランスポーター(DAT)のmRNA、タンパク質発現率から分子レベルでの変化と、その変化を誘導する遺伝子の変異について現在検討を行っている。

これは依存形成の初期変化には極めて重要であり、乱用者が覚せい剤を止めることが出来ない状況は個人の意志の弱さが要因なのではなく、わずか1度の薬物使用によって脳神経に不可逆的な変化が起こっている可能性がある。これらを確認するため、より正確で再現性が高いと考えられるLCMS/MSを用いたタンパク質定量法を模索しているが、現在目的タンパクをLCMS/MSにアプライできるレベルまで精製するための抽出方法とLCMS/MSの条件設定について検討しているところである。所属講座の教員減少と、当研究以外の実務業務や教育活動が大幅に増加したため、少し遅れが生じた。また抽出キットを用いたLCMS/MS用試料調整と分析機器の最適条件設定に時間がかかっており、研究方法の変更を検討している。乱用薬物の強化作用にとって重要な神経回路となっている腹側被蓋野-側坐核および黒質-線条体系ドパミン(DA)神経系を中心に、覚せい剤(メタンフェタミン:MAP)によって引き起こされる神経細胞の変化と、乱用薬物によって発現する精神病発現のメカニズムについて、DA受容体およびドパミントランスポーター(DAT)のmRNA、タンパク質発現率から分子レベルでの変化と、その変化を誘導する遺伝子の変異について現在検討を行っている。これまでに慢性的にMAP投与されたラットの線条体・側坐核においてDATのmRNA発現量に有意差が確認され、度重なるDAの過剰活動がDATのダウンレギュレーションを起こしていることが推察された。最終的な機能発現を議論するためにmRNA量のみならずタンパク質発現量の確認・定量を行ったところ、慢性投与だけではなく、単回投与においてもDATタンパク質の発現量に低下が見られた。これは依存形成の初期変化には極めて重要であり、乱用者が覚せい剤を止めることが出来ない状況は個人の意志の弱さが要因なのではなく、わずか一度の薬物使用によって脳神経に不可逆的な変化が起こっている可能性がある。これらを確認するため、より正確で再現性が高いと考えられるLCMS/MSを用いたタンパク質定量法を模索しているが、現段階では目的タンパク質をLCMS/MSにアプライできるレベルまで精製するための抽出方法が、煩雑かつ長時間を要し、再現性が十分に得られていないため検討を継続している状況である。平成27年度の後半に行う予定であったDNAシークエンシングによるDAT遺伝子多形の確認について、平成28年度中には取り組みたいと考えている。また平成27年度に行っていた、キット等を使用したLCMS/MS用のタンパク抽出およびサンプル調製について、今後も慎重かつ正確にデータを積み重ねていく予定である。平成28年度に行う予定であったDNA遺伝子多型の確認を行うとともに、キット等を用いたLCMS/MS用のタンパク質抽出およびサンプル調製について、今後も慎重かつ正確に進めていく予定である。