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日本古代における天皇権威の形成・変容と東アジア世界

七世紀後半に確立した点や、八世紀に前半に八幡神や香椎廟などが出現すること、八世紀後半に平安期を規定する枠組みを形成した点などを明らかにした。研究成果を「七九世紀の天皇の祖先祭祀-山陵・神宮・廟の関係史-」と題して、栄原永遠男他編『律令国家史論集』(塙書房)に掲載した。(3)2009年11月21日はびきの市民大学(大阪府羽曳野市)で「東アジアのなかの女性天皇」と題して、祥瑞制度と伊勢神宮の関わりなど研究成果と関わる講演を行った。
Ｓｔｏｃｈａｓｔｉｃアプローチによる歯根膜幹細胞の同定

本研究は、歯根膜組織における間葉系幹細胞もしくは前駆細胞集団の局在や機能を同定し、同細胞群がどのようなプロセスで様々な間葉系細胞へと分化するのかを明らかにすることで、歯周組織の恒常性維持と再生機構の理解を深めることを目的としている。本年度は主に以下の3つの成果を得た。1.Dermo1-Cre;R26-Tomatoマウスの歯周組織の組織学的解析により、歯根膜組織中の間葉系細胞のほぼすべてがTomato陽性であったことから、「H2BGFP標識保持細胞」の同定に用いるCreマウスをDermo1-Creとした。Dermo1-Cre; R26-tTA;TetO-H2BGFPマウスを交配により作製し、6週齢からドキシサイクリンを投与し、経時的に解析したところ、6ヶ月経過するとほとんどの細胞でGFP標識が消失していることが明らかとなった。2.歯根膜細胞の初代培養プロトコルを確立し、Nestin-GFPマウス由来の歯根膜細胞の単離およびセルソーターによるGFP陽性細胞の分取・培養、さらにはシングル・セルソーティング法によるNestin-GFP陽性クローンを樹立した。同細胞は高い分化能を持つ間葉系幹細胞である可能性が示唆されており、今後の歯根膜細胞を解析するための有用なリソースとなることが期待される。3.Nestin-Cre; Nestin-GFP; R26-Tomatoマウスの第二臼歯に5-0絹糸を結紮することにより、歯槽骨吸収を惹起する骨吸収モデル実験を行った。絹糸除去後の歯周組織修復過程におけるNestin陽性細胞の系譜を経時的に解析したところ、平常時は毛細血管近傍にのみ位置するペリサイトであったNestin陽性細胞が、修復時には組織全体に広がって、修復組織の大部分を占めることが明らかとなった。以上の得られた結果を取りまとめ、国内の学会で発表を行った。29年度が最終年度であるため、記入しない。本研究は、遺伝子改変マウスを多用し、歯根膜組織における間葉系幹細胞もしくは前駆細胞集団の局在や機能を同定し、同細胞群がどのようなプロセスで様々な間葉系細胞へと分化するのかを明らかにすることで、歯周組織の恒常性維持と再生機構の理解を深めることを目的としている。1.Nestin-GFPマウスおよびNestin-Cre;R26-Tomatoマウスの組織学的解析により、歯根膜組織中のNestin陽性細胞およびその系譜細胞が毛細血管近傍に位置することのみならず、その細胞体がIsolectinIB4陽性の血管内皮細胞の基底膜に覆われた周皮細胞様細胞であることも示した。さらに同マウスからNestin陽性細胞を単離し、in vitroにおいて、高い自己複製能と多分化能を持つことを明らかとした。歯根膜組織中の間葉系幹細胞もしくは前駆細胞がNestin陽性の周皮細胞であることが示唆された。2.歯根膜組織および間葉系幹細胞特異的と報告されている遺伝子について、in situ hybridization法を用いて解析し、中でもAsporin/PLAP-1が歯根膜細胞を特異的に標識することを確認した。同手法にて歯根膜組織中の遺伝子発現を網羅的に解析した報告はなく、同組織の理解が深まるものと期待される。3.歯根膜細胞を特異的に標識する新規マウスの作製に向けて、そのターゲッティングベクターの設計と作成を行った。今後、ES細胞への導入、相同組換え体のスクリーニングを共同研究者と共に遂行する。以上の得られた結果を取りまとめ、国内外の学会で発表を行った。SPF動物実験施設の一時閉鎖により必要な遺伝子改変マウスの施設への導入が遅れたが、予定していた免疫組織学的解析、初代培養細胞の単離およびin vitroでの解析、さらに新規マウスのターゲッティングベクターの作成が進展したため。本年度は主に以下の2つの成果を得た。1. Nestin陽性細胞およびその系譜細胞を同時に標識することのできるトリプルトランスジェニックマウス(Nestin-GFP;Nestin-Cre;R26-Tomatoマウス)を作成し、生後3日齢から1年まで経時的に歯周組織を解析することにより、Nestin陽性細胞のin vivoにおける局在やその経時的変化を明らかとした。3日齢においては、GFP陽性細胞は外エナメル上皮および象牙芽細胞層に局在する一方で、Tomato陽性細胞は主に血管に関連した細胞群であった。24日齢およびadultにおいては、昨年度得られたNestin-GFPマウスでの結果と一致して、歯根膜中においてNestin陽性細胞およびその系譜細胞が周皮細胞であった。興味深いことに、1年齢において、その数は減少するものの局在は変わらないことから、Nestin陽性細胞はほとんど増殖しないquiescentな細胞であることが示唆された。2.歯根膜細胞を特異的に標識する新規マウスの作製に向けて、そのターゲッティングベクターの作成を行った。ES細胞への導入後の相同組換え体のスクリーニングのためにコントロールベクターも同時に作成し、PCRおよびサザンブロットの実験条件の検討を完了した。

以上の得られた結果を取りまとめ、招待講演を含む学会発表を行った。新規ノックインマウスの作成に必要なターゲッティングベクターのES細胞への導入が遅れているが、予定していたマウスSPF化、掛け合わせによるトランスジェニックマウスの作製、免疫組織学的解析、初代培養細胞の単離およびin vitroでの解析が進展した。新規ノックインマウスの作成が完了していないものの、ES細胞への導入後のスクリーニング手法については条件検討が完了しており、3年目に完遂できるものと期待される。本研究は、歯根膜組織における間葉系幹細胞もしくは前駆細胞集団の局在や機能を同定し、同細胞群がどのようなプロセスで様々な間葉系細胞へと分化するのかを明らかにすることで、歯周組織の恒常性維持と再生機構の理解を深めることを目的としている。本年度は主に以下の3つの成果を得た。1.Dermo1-Cre;R26-Tomatoマウスの歯周組織の組織学的解析により、歯根膜組織中の間葉系細胞のほぼすべてがTomato陽性であったことから、「H2BGFP標識保持細胞」の同定に用いるCreマウスをDermo1-Creとした。Dermo1-Cre; R26-tTA;TetO-H2BGFPマウスを交配により作製し、6週齢からドキシサイクリンを投与し、経時的に解析したところ、6ヶ月経過するとほとんどの細胞でGFP標識が消失していることが明らかとなった。2.歯根膜細胞の初代培養プロトコルを確立し、Nestin-GFPマウス由来の歯根膜細胞の単離およびセルソーターによるGFP陽性細胞の分取・培養、さらにはシングル・セルソーティング法によるNestin-GFP陽性クローンを樹立した。同細胞は高い分化能を持つ間葉系幹細胞である可能性が示唆されており、今後の歯根膜細胞を解析するための有用なリソースとなることが期待される。3.Nestin-Cre; Nestin-GFP; R26-Tomatoマウスの第二臼歯に5-0絹糸を結紮することにより、歯槽骨吸収を惹起する骨吸収モデル実験を行った。絹糸除去後の歯周組織修復過程におけるNestin陽性細胞の系譜を経時的に解析したところ、平常時は毛細血管近傍にのみ位置するペリサイトであったNestin陽性細胞が、修復時には組織全体に広がって、修復組織の大部分を占めることが明らかとなった。以上の得られた結果を取りまとめ、国内の学会で発表を行った。計画している遺伝子改変マウスの導入を進め、現在までに遂行済みのものとは異なったアプローチを用いて歯根膜組織における間葉系幹細胞もしくは前駆細胞の同定を進める。計画している遺伝子改変マウスの作成を完了し、歯根膜細胞における間葉系幹細胞もしくは前駆細胞の同定を進める。29年度が最終年度であるため、記入しない。
選択的支配領域造影を可能とする静脈性コントラストエコー法の開発

対象は麻酔開胸ビーグル犬。SPIのための使用装置は、現有設備の従来の二次元断層心エコー装置2台を、一方をイメージング用、他方を微小気泡破壊用として用いた。まず、イメージング用エコー装置にて左室短軸断面を描出し、微小気泡からなる超音波造影剤を持続的に静脈注入することで、心筋コントラストエコー法を施行した。次に、左冠動脈回旋枝近位部に気泡破壊用装置の探触子を固定し、送信間隔200msで高音圧照射し、回旋枝を通過する微小気泡を破壊しながら、心筋コントラストエコー法を施行した。結果として、高音圧で微小気泡を破壊することで、全例に回旋枝領域に非染影領域が認められ、SPIが可能であった。回旋枝近位部を機械的に閉塞させて心筋コントラストエコー法を行ったときの非染影領域と回旋枝近位部閉塞後のエバンスブルー染色による組織の非染色領域は、SPIによる気泡破壊時の非染影領域と一致した(それぞれ、r=0.90、r=0.91)。以上の結果より、静脈性心筋コントラストエコー法においても、高音圧超音波で選択的に対象血管を通過する微小気泡を破壊することで、選択的潅流イメージングは可能であることが示唆された。平成16年度においては、SPIの最適化条件を探るための新たな動物実験を行った。微小気泡を破壊するための超音波の音圧を変化させた場合、音圧を高くすればするほど、選択した血管を通過する微小気泡をより効果的に破壊することができたが、選択していない血管を流れている微小気泡も一部壊れることがわかった。また、神戸市立中央市民病院の循環器科と共同研究を行い、冠動脈バイパスグラフト術後の患者でのバイパスグラフト潅流をSPIで評価した。結果として、SPIによりバイパスグラフトの潅流領域を非侵襲的に可視化することに成功した。対象は麻酔開胸ビーグル犬10頭。SPIのための使用装置は、現有設備の従来の二次元断層心エコー装置2台(PHILIPS社製SONOS 5500とSIEMENS社製Sequoia)を、一方をイメージング用、他方を微小気泡破壊用として用いた。

平成16年度においては、前年度で行った実験の追加実験を行い、さらにその検討結果を踏まえ、静脈性心筋コントラストエコー法による選択的潅流イメージング(selective perfusion imaging:SPI)の最適化条件を探るための新たな動物実験を行った。対象として、麻酔開胸犬を使用し、前年度の実験同様2台の心エコー装置を用い、一方をイメージング用、他方を超音波造影剤中の微小気泡破壊用として、経静脈性コントラストエコー下にSPIを行った。微小気泡を破壊するための超音波の音圧を変化させた場合、音圧を高くすればするほど、選択した血管を通過する微小気泡をより効果的に破壊することができたが、選択していない血管を流れている微小気泡も一部壊れることがわかった。このためSPIで効果的に潅流領域を評価するには、最適な音圧があるものと考えられた。さらに、選択した血管を通過する気泡のみを破壊するには、通常の断層法を使用するよりも、ドプラ法を用いるほうが効果的であることが示唆された。また、神戸市立中央市民病院の循環器科と共同研究を行い、冠動脈バイパスグラフト術後の患者でのバイパスグラフト潅流をSPIで評価した。結果として、SPIによりバイパスグラフトの潅流領域を非侵襲的に可視化することに成功した。選択的潅流イメージングは臨床においても可能であり、バイパスグラフト潅流の評価に有用である可能性が示唆された。
がん病態時における血中miRNAに基づくオピオイドの至適薬物療法の構築

オピオイドは優れた除痛効果を有するものの、その臨床効果については個人差が大きい。近年、オピオイドシグナル伝達系に及ぼすmicroRNA(miRNA)の影響が注目されており、オピオイドによる疼痛治療の個別化に向けた新規バイオマーカーとしての有用性が期待される。本研究では、がん患者を対象に、オピオイド投与後の血中miRNAレベルの変動、オピオイドの臨床効果との関係性を評価する。本研究により、がん患者における血中miRNAに基づくオピオイドの至適薬物療法の構築を目指す。
監査における従業員不正から経営者不正の真偽確認の実証的研究

財務諸表監査は適正意見の表明を主目的とし、不正摘発は副次目的であるとされてきた。法定監査の生成・発展・成熟段階においては、不正問題は従業員不正の摘発・防止監査から経営者不正の発見・防止監査へと消極的防止の立場から積極的防止の立場へ、さらに適正意見は財務諸に重大な不正が存在しないとする消極的保証の立場から財務諸表の信頼性の積極的保証の立場へと進展している。不正は従業員不正を意味してきたが、1988年の監査基準書(SAS)では従業員不正を経営者不正があると分類された。誤謬は無意識的単純ミス、不正は意図的操作ミス、違法行為は会計に直接的、間接的に関係する不実行為である。誤謬・不正・遺伝行為は財務諸表に影響を及ぼすので、重要な虚偽記載として監査ではチェックすることになった。監査実実務は、監査人、被監査会社の当事者はフォーマルには監査制度に拘束されるため、アメリカの公認会計士協会の監査手続書、監査基準書、日本の監査基準、日本公認会計士協会の委員会報告などを順守し、それに依存した監査を実施しているとする。監査制度上の公式文書によれは、従業員不正の防止から経営者不正の防止へと進展しているが、法定監査は最初から経営者不正の防止を主目的としていたとする見解もみられる。監査上の不正訴訟事件は、企業倒産を引き起こす経営者不正に関係するものであり、その教訓から監査基準や監査手続などが改訂強化されてきた。法定監査では従業員不正は内部統制組織の整備充実によって防止するが、内部統制組織の枠外で行われる経営者不正をいかに防止するかが重要な課題であった。経営者不正への関与は監査人の責任問題と関係しているため、消極的対応が余儀なくされてきたが、積極的対応が必要となった。公認会計士が適正意見を表明しているにもかかわらず、企業不祥事が多くみられ、会計監査の有効性に疑問が見出れている。不正は不実行為であり、経営者不正には明らかに不正行為を伴うものと、発覚すれば不正行為となるものがある。監査ではすべての不正問題に直接肉薄することが難しいものの、経営活動は会計に記録されてくるので、財務諸表の上に「重要な虚偽記載として表示されるものを把握する。公認会計士監査における適正監査は「不正摘発を主たる目的とはしない適正監査」から「不正摘発を主たる目的とする適正監査」へとパラダイム変革があったと言える。アメリカでは、1961年のマウツ・シャウフの『監査哲学』1978年のコーエン委員会報告書、1987年のトレッドウェイ委員会報告書等では、不正は経営者不正を問題としている。内部統制は「内部牽制と調整→内部牽制と統制→内部統制組織→内部統制機構」のように変化してきている。これは従業員不正の発生は経営者の管理、統制に不備があるため、内部統制組織の整備充実によって予防しようとしてきている。内部統制は内部統制組織と経営環境から構成されるので、経営環境の把握を通して経営者の誠実性をチェックすることによって経営者不正の予防を行っている。監査上の不正は従業員不正の発見・防止から従業員不正と経営者不正の発見・防止へさらに経営者不正の発見・防止へと変化していることを、監査論の書物の上で検証している。財務諸表監査は適正意見の表明を主目的とし、不正摘発は副次目的であると一般的に言われてきた。

法定監査の生成段階、発展段階、成熟段階においては、不正問題は従業員不正の摘発・防止監査から経営者不正の発見・防止監査へと消極的防止の立場から積極的防止の立場へ、さらに適正意見は財務諸表に重大な不正が存在しないとする消極的保証の立場から財務諸表の信頼性の積極的保証の立場へと進展している。不正は従業員不正を意味してきたが、1988年の監査基準書では従業員不正と経営者不正があると分類された。誤謬は無意識的単純ミス、不正は意図的操作ミス、違法行為は会計に直接的、間接的に関係する不実行為である。誤謬、不正、違法行為は財務諸表に影響を及ぼすので、重要な虚偽記載として監査ではチェックすることになった。監査実務では、監査人、被監査会社の当事者はフォーマルには監査制度に拘束されるため、アメリカ公認会計士協会の監査手続書、監査基準書、日本の監査基準、日本公認会計士協会の委員会報告書などを順守し、それに依存した監査を実施しているとする。監査制度上の公式文書によれば、従業員不正の防止から経営者不正の防止へと進展しているが、法定監査は最初から経営者不正の防止を主目的としていたとする見解もみられる。監査上の不正訴訟事件は、企業倒産を引き起こす経営者不正に関係するものであり、その教訓から監査基準や監査手続などが改訂強化されてきた。法定監査では従業員不正は内部統制組織の整備充実によって防止するが、内部統制組織の枠外で行われる経営者不正をいかに防止するかが重要な課題であった。経営者不正への関与は監査人の責任問題と関係しているため、消極的な対応が余儀なくされてきたが、積極的対応が必要となった。
クリプトビオシス動物における極限環境耐性に関する研究

クマムシの一種、ツメボソヤマクマムシRamazzottius cf. varieornatusは、周囲の水がなくなると完全に脱水して半永久的な乾燥休眠状態、クリプトビオシスに陥る。クリプトビオシス状態にあるクマムシは、様々な種類の極限環境に対する耐性を持つことが知られている。本研究では、活動状態およびクリプトビオシス(乾燥休眠状態)に陥ったR. cf. varieornatusに対してさまざまな線量のHeイオンビームを照射し、生存判定を行い耐性能力を検証するとともに、照射後の繁殖能力の有無を検証した。結果、両状態の個体ともに、線量依存的に生存率および、生存可能日数が減少する傾向が見られた。クリプトビオシス状態の個体においては、1000Gyに暴露された後であっても、産卵し、その卵はふ化することが確認された。一方で、活動状態個体では、1000Gy以上の照射により、完全に不妊化することが分かった。今後は、照射個体の損傷を、DNAレベルで検出するため、コメットアッセイを用いた評価が必要であることが示唆された。クマムシの一種、オニクマムシMilnesium tardigradumは、周囲の水がなくなると完全に脱水して半永久的な乾燥休眠状態、クリプトビオシスに陥る。本研究では、活動状態およびクリプトビオシス(乾燥休眠状態)に陥ったM.tardigradumに対してさまざまな線量のγ線およびHeイオンビームを照射し、生存判定を行い耐性能力を検証した。また、電離放射線は、生物にとって致命傷となるDNAの二本鎖切断を招く。この損傷がどの程度起きているかを検出するため、コメットアッセイ法を用いた予備実験をγ線照射個体を用いて行った。まず、M.tardigradumの体内の水分含量率を精密電子天秤を用いて推定したところ、活動状態時で80.73%、クリプトビオシス状態時で1.09%だった。M.tardigradumに対する致死的作用は、γ線の方がイオンビームよりも高かった。また、γ線とイオンビームの両者の照射において、活動状態の個体の方がクリプトビオシス状態の個体よりも、耐性が高い傾向が見られた。一般に、生物への放射線の影響は、生物体内に存在する水を介して生じるラジカルによって損傷を受ける(間接作用)が主とされているため、水をほとんど含まないクリプトビオシス状態の個体の方が水を多量に含む活動状態の個体よりも死亡率が高くなった原因については、現段階では説明できない。コメットアッセイを用いたDNA二本鎖切断の検出を試みたが、0Gyと3000Gyの両者で有意な差が見られず、今後のさらなる条件設定の模索を行いたい。
タレント発掘された子供の育成環境と発掘事業参加による精神面への影響調査

平成30年度は、タレント発掘事業で発掘される子どもたちが、普段実施しているスポーツ種目について調べたところ、男子はサッカー、水泳、野球の順に多く、女子は水泳、体操、陸上の順に多かった。また、男子は2種目のスポーツを実施していることが多いが、女子は1種目のみの実施が多かった。さらに、週当たりのスポーツの実施回数に関しては、男子は平均3.9回、女子は平均2.7回であった。また、平成30年度は、タレント発掘された子どもの中でもサッカー選手に限定して分析を行った。サッカーの習い事の回数と各運動能力に関して分析し、回数の増加に対して顕著に効果が表れたのが、持久的能力の指標である20mシャトルランの結果であった。また、サッカーの習い事の回数が、週3回から5回の子どもたちの運動能力は、ほとんどの項目で有意な違いは表れなかった。さらに、タレント発掘されたことによる子ども達の精神面への影響に関して、保護者に対してインタビュー調査を実施した。分析するデータの整理に多くの時間がかかったため、予定よりも少々遅れてしまった。研究で必要な多くのデータは、取得済みであり、分析済みの内容も多い。そのため、来年度は論文の執筆を重点的に行う予定である。平成26年度は、タレント発掘事業により発掘された子供の育成環境の調査という事で、アンケート調査を実施した。所属していた幼稚園・保育園、スポーツ歴等に関して、簡単な調査を実施したが、特に一定の傾向は見られなかった。子供の運動能力をあげるために家庭で行った事を自由記述させる部分では、子供が小さな時から保護者が熱心に運動させていた家庭と特に何もさせていない家庭があり、興味深いところであった。この辺り含め、今後他の小学生と比較検討する必要があると考えられた。タレント発掘された子供の運動能力は、彩の国プラチナキッズ事業と組んで測定を実施した。測定項目と例として今回の4年生の最高値(参考;文科省新体力テスト同年代平均値)は、30m走4.5秒、メディシンボール投げ(1kg)9m60cm、反復横とび57回(文科平均値39回)、立ち幅跳び197cm(145cm)、立ち三段跳び5m63cm、20mシャトルラン110回(46回)であった。今後、タレント発掘された子供の体力的特徴について分析する予定である。当初の予定では、タレント発掘された子供の詳細な運動能力調査として、足圧分布測定器(フットビュークリニックKA)を用いるつもりでいたが、実際に計測してみると今回の測定には合わない面があり、急きょNovel社製の測定器に変更した。この装置で測定された様々な指標の再現性を確認した。一例として、通常歩行をさせた際のピーク圧力、力、足接地面積の変動係数(CV)は、それぞれ16.7%、6.3%、2.3%であった。本来であれば、他の指標も検討していきたいところであるが、専用ソフトがなければ分析が出来ず、分析方法は来年度の課題となった。タレント発掘された事での子供の精神面への影響は、調査方法を検討しているところである。平成27年度は、まずスポーツ選手のタレント発掘選考結果に及ぼす誕生月の影響を調査した。対象は、埼玉県「彩の国プラチナキッズ」発掘育成事業に参加した小学校4年生であった。プラチナキッズとして認定された子供の誕生月は、4月6月生まれが男女とも8名だったのに対し、1月3月生まれは、男子で1名、女子は0名であった。その他、この事業に参加する時点で早生まれの児童が少ないという現状もあり、誕生月の影響を強く受けることが明らかとなった。また、発掘された子供の育成環境の調査は、昨年度から引き続き調査中である。さらに、タレント発掘された子供の運動能力の調査の一つとして、Novel社製足圧分析器を用いている予定でいるが、分析方法について検討中である。タレント発掘された事での子供の精神面への影響は、さらに調査方法を検討している。足裏を測定する機器が変更になったため、その指標と出力方法が定まっていない。予定していた以上に難しい面がある。また、タレント発掘された事での子供の精神面への影響は、調査方法の検討と調査時期の調整で時間がかかってしまった。平成28年度は、まずタレント発掘された子どもの運動能力の縦断的発達様相を調査した。4年生から6年生まで全ての運動能力を計測しているタレント発掘された子どもと一般児童の運動能力の発達(文部科学省新体力テスト)を比較した。その結果、タレント発掘された子どもの運動能力に関して、例を示すと男子の場合、小学4年生時点で立ち幅跳び、反復横とび、50m走は、一般の子どもの中学1年から2年生レベルに達していた。女子の場合、小学4年生時点で、立ち幅跳び、ソフトボール投げ、反復横とび、20mシャトルラン、50m走で一般女子の最高値(20歳までの)よりも高い値を示していた。その後の発達様相に関しては、男子は20mシャトルランで5年生から6年生の伸びに若干の停滞傾向が見られるが、その他の項目で学年進行に伴う能力の伸びに停滞している状況は見られなかった。しかし、女子は立ち幅跳び、反復横とび、ソフトボール投げ、50m走、20mシャトルランにおいて学年進行に伴う能力の伸びに若干の停滞傾向が見られた。男女とも体格に関しては、2学年上の大きさを有していた。小学生年代に卓越して高い運動能力を有した子どもが、その後どのように運動能力を発達させていくか、さらに縦断的調査が必要と考えられた。

タレント発掘された子どもの精神面への影響は、インタビュー調査を実施するための調整に終わった。また、合わせてアンケート調査により、生活面の調査も実施するよう準備をした。本研究の一部では、足裏形状を動的に測定する機器を使用する予定であったが、分析方法が定まらず、計測が非常に困難な状況となった。そのため今年度は、運動能力を詳細に調査していく方向へ変更した。そのため当初の予定より少々遅れることとなった。平成29年度は、タレント発掘された子どもの育成環境の一つとして、スポーツ関連の習い事の回数と運動能力の関係を調査した。まず、タレント発掘された子どもは、男子は週3回、女子は週2回スポーツ関連の習い事に通っている子どもが多く、一方で1日に複数回、週7回以上通っている子どももいた。また、運動能力とスポーツ関連の習い事の回数は、女子の20mシャトルランの結果と習い事の回数に、有意な相関関係が見られた(p < 0.01)。男子の場合、メディシンボール投げで評価した全身のパワーは、週当たりの習い事の回数が多い週6回以上よりも週2から3回の方が優れていた。全体に、統計的な有意差はない項目もあるが、特に女子の場合、スポーツ関連の習い事の回数が週4から5回までは、各運動能力の平均値は高くなり、6回以上で低くなる傾向が見られた。今年度は、スポーツ関連の習い事と運動能力の関係に焦点を絞って分析した。データ量が多く思いの外、分析に時間がかかった。そのため、タレント発掘されたことによる精神面への影響は、調査が進んでいない。平成30年度は、タレント発掘事業で発掘される子どもたちが、普段実施しているスポーツ種目について調べたところ、男子はサッカー、水泳、野球の順に多く、女子は水泳、体操、陸上の順に多かった。また、男子は2種目のスポーツを実施していることが多いが、女子は1種目のみの実施が多かった。さらに、週当たりのスポーツの実施回数に関しては、男子は平均3.9回、女子は平均2.7回であった。また、平成30年度は、タレント発掘された子どもの中でもサッカー選手に限定して分析を行った。サッカーの習い事の回数と各運動能力に関して分析し、回数の増加に対して顕著に効果が表れたのが、持久的能力の指標である20mシャトルランの結果であった。また、サッカーの習い事の回数が、週3回から5回の子どもたちの運動能力は、ほとんどの項目で有意な違いは表れなかった。さらに、タレント発掘されたことによる子ども達の精神面への影響に関して、保護者に対してインタビュー調査を実施した。分析するデータの整理に多くの時間がかかったため、予定よりも少々遅れてしまった。足裏形状を測定する機器の変更をしたため、分析方法が定まらず予定よりやや遅れてしまった。また、タレント発掘された事での子供の精神面への影響は、なかなか調査方法が定まらず、当初の予定していた連携研究者とは別にカウンセリング等を専門にしている研究者と新たに調査内容を検討しているため調査が遅れた。足裏を測定する機器の出力方法を決定する。その上でタレント発掘事業の中のどの時期に測定するかを検討し、実施する。あわせてタレント発掘された事による精神面への影響を調査する時期を検討する。その他、発掘された子供の育成環境の調査は、アンケートに加えて、聞き取り調査も実施していく。
天然超分子の化学的研究

天然有機化合物は炭素をはじめとする、ごく限られた種類の元素から構成されているにもかかわらず、その構造は極めて多様であり、それを反映して多彩な生物機能を有している。本研究は生物活性天然有機化合物がその機能を発揮するに当たって、生体側の成分によって極めて精密にその構造を認識される過程を超分子として捉えるものである。そして、その超分子の形成原理と、それに基づく生物機能の発現機構を有機化学の立場から解明し、さらにその制御へと発展させることをめざした新しい超分子化学の基礎を築くために、従来からこの分野で最も活発な研究を行っている我が国の代表的な研究者が集まって調査研究を行った。その結果、超分子を形成する比較的低分子の新しい生物活性天然有機化合物の発見の可能性とその構造および合成に関する研究、核酸の関与する超分子の形成と機能発現の研究、従来は余り厳密な研究がおこなわれていなかった脂質の機能発現に関与する超分子の形成とその物理的ならびに化学的研究、細胞表層などに存在する生物活性糖質の構造ならびに合成研究とそれに基づく超分子の形成と機能に関する研究、生合成過程における酵素蛋白質の役割とレセプターによる分子の認識過程研究などの多彩な方向と分野において、多くの成果があげられつつあることが明かになった。また同時に、まだ萌芽的ではあるが、近い将来に大きく発展する可能性のある研究も多数見られた。現在は比較的個別に行われているそれらの研究を、超分子と言う概念で見直し、対象化合物のタイプや研究手法によって相互に情報を交換するとともに、互いに密接に協力することによって、我が国のこの分野の研究を格段に進めることができることが明かになった。
「薬局を活用したセルフメディケーション推進の教育プログラム」の構築と有効性の検証

本研究では、健康情報拠点である薬局を活用したセルフメディケーション推進のための新しい教育プログラムを構築し、ランダム化比較試験によりその有効性を検証する。教育プログラムの有効性を明らかにすることができれば、その普及により、地域住民は積極的にセルフメディケーションを行うようになると考えられる。究極的には、セルフメディケーションを通じて国民の予防・健康管理の推進や医療費抑制が期待される。本年度は、セルフメディケーションにおけるお薬手帳利用の手法を取り入れた「薬局を活用したセルフメディケーション推進の教育プログラム」を構築し、ランダム化比較試験を行った。薬と健康講座のみを受ける群(対照群)および薬と健康講座および本教育プログラムを受ける群(介入群)に無作為に割付し、薬と健康講座の直前(1回目)およびその2か月後(2回目)にアンケート調査を行った。「セルフメディケーションについて薬剤師に相談するようになった人の割合」は介入群で有意に高かったことから、本教育プログラムにより受講者はセルフメディケーションのために薬剤師を活用するようになることが分かった。また、「自身のセルフメディケーションに関することをお薬手帳に記載するようになった人の割合」は介入群で有意に高かったことから、本教育プログラムにより受講者は自身のセルフメディケーションに関することをお薬手帳に記載するようになることが分かった。本研究により、「薬局・薬剤師を活用した適切なセルフメディケーション推進のための教育プログラム」は、薬局・薬剤師を活用した適切なセルフメディケーションへの行動変容に対して有効であることを明らかにした。本研究では、健康情報拠点である薬局を活用したセルフメディケーション推進のための新しい教育プログラムを構築し、その有効性をランダム化比較試験により検証する。教育プログラムの有効性を明らかにすることができれば、その普及により、地域住民は積極的にセルフメディケーションを行う意識を持つようになり、地域に密着した健康情報の拠点である薬局において一般用医薬品等の適正な使用に関する助言や健康情報に関する相談、情報提供等を享受するようになると考えられる。究極的には、セルフメディケーションを通じて国民の予防・健康管理の推進や医療費抑制が期待されると考える。本教育プログラムを構築するための基本的資料・情報を収集することを目的として、岐阜市の薬局を対象に、薬局で提供するセルフメディケーションや健康サポートに関するサービスの内容と実施状況、薬局管理者のサービスに対する意識、およびサービスの実施要因について実態調査を行った。薬局は、その属性に関わらず、「薬の飲み方や使い方など医薬品の適正使用に関する相談」、「飲み残しや飲み忘れ防止等の高齢者・要介護者に対する服薬管理」を積極的に実施しており、薬局管理者はこれらのサービスの重要性、早急な必要性、実現性は高いと考えていることが分かった。一方、「薬物やアルコールの乱用・依存を防止するための健康サポート」、「特定健診、がん検診等の受診率向上の取り組み」を積極的に実施している薬局の割合は低く、積極的に実施している薬局の属性にも偏りがみられ、薬局管理者はこれらのサービスの重要性、早急な必要性、実現性は高いと考えていないことが分かった。これらの知見は、本教育プログラムを構築する際に重要な参考資料となると考える。平成27年度に予定していた、岐阜市の薬局を対象とした薬局で提供するセルフメディケーションや健康サポートに関するサービスの内容等についての実態調査を実施し、解析も終えることができた。そのため、本研究課題はおおむね順調に進展しているといえる。昨年度は、本教育プログラムを構築するための基本的資料・情報を収集することを目的として、岐阜市の薬局を対象に、薬局で提供するセルフメディケーションや健康サポートに関するサービスの内容と実施状況、薬局管理者のサービスに対する意識、およびサービスの実施要因について実態調査を行った。本年度は、アンケート調査結果にもとづき、薬局の各種サービス内容のデータベース化を行った。また、研究代表者らは、セルフメディケーション教育の一環として、一般用医薬品・健康食品等の購入時におけるお薬手帳の自発的利用をめざした患者教育の構築とその有効性をすでに明らかにしており、セルフメディケーションにおけるお薬手帳利用の本手法を取り入れた「薬局を活用したセルフメディケーション推進の教育プログラム」を構築し、来年度に実施する予定であるランダム化比較試験にむけて準備を行った。平成28年度に実施を予定していた「薬局を活用したセルフメディケーション推進の教育プログラム」の構築をある程度実施することができたことから、本研究課題はおおむね順調に進展しているといえる。教育プログラムの有効性を明らかにすることができれば、その普及により、地域住民は積極的にセルフメディケーションを行う意識を持つようになり、地域に密着した健康情報拠点である薬局において一般用医薬品等の適正使用に関する助言や健康情報に関する相談、情報提供等を享受するようになると考えられる。昨年度までは、薬局に対するアンケート調査により本教育プログラムを構築するための基本的資料・情報を収集し、それらの内容のデータベース化を行った。

本年度は、セルフメディケーションにおけるお薬手帳利用の手法を取り入れた「薬局を活用したセルフメディケーション推進の教育プログラム」を構築し、ランダム化比較試験を行う予定であった。しかしながら、倫理関係の法改定により本学の倫理委員会の開催が1年ほど中止されていたため、本ランダム化比較試験の実施に関する倫理委員会の承認が遅れた。次年度は、本ランダム化比較試験の実施を行い、試験結果について解析を行うことで、その有効性(薬局で提供しているセルフメディケーションに関するサービスを利用するようになったか、普段の生活において実際にセルフメディケーションを行うようになったか)を検証する予定である。そのため、本研究課題は遅れているといえる。本研究では、健康情報拠点である薬局を活用したセルフメディケーション推進のための新しい教育プログラムを構築し、ランダム化比較試験によりその有効性を検証する。教育プログラムの有効性を明らかにすることができれば、その普及により、地域住民は積極的にセルフメディケーションを行うようになると考えられる。究極的には、セルフメディケーションを通じて国民の予防・健康管理の推進や医療費抑制が期待される。本年度は、セルフメディケーションにおけるお薬手帳利用の手法を取り入れた「薬局を活用したセルフメディケーション推進の教育プログラム」を構築し、ランダム化比較試験を行った。薬と健康講座のみを受ける群(対照群)および薬と健康講座および本教育プログラムを受ける群(介入群)に無作為に割付し、薬と健康講座の直前(1回目)およびその2か月後(2回目)にアンケート調査を行った。「セルフメディケーションについて薬剤師に相談するようになった人の割合」は介入群で有意に高かったことから、本教育プログラムにより受講者はセルフメディケーションのために薬剤師を活用するようになることが分かった。また、「自身のセルフメディケーションに関することをお薬手帳に記載するようになった人の割合」は介入群で有意に高かったことから、本教育プログラムにより受講者は自身のセルフメディケーションに関することをお薬手帳に記載するようになることが分かった。本研究により、「薬局・薬剤師を活用した適切なセルフメディケーション推進のための教育プログラム」は、薬局・薬剤師を活用した適切なセルフメディケーションへの行動変容に対して有効であることを明らかにした。
子宮内膜症における骨盤痛発症ならびに疼痛慢性化に関与する遺伝子の解析

本年度も継続して、子宮内膜症患者から、同意を得た上で、月経時の疼痛評価(visual analog scale)、子宮内模症病巣の部位と広がり(rASRM)について臨床情報を得た上で、子宮内膜症病巣からの試料収集を行った。昨年度から継続して収集している試料もふくめて、NGFの発現と子宮内膜症病巣との関連性を検討した。本研究によって、子宮内膜症病巣において、正所性子宮内膜に比してNGFの発現およびCTGFの発現強度が著明であることを明確にした。NGFの定量的なmRNA測定におていは、発現強度と臨床的指標(rASRMスコア、疼痛)との関連性は明確ではなかった。しかし、子宮内膜症性嚢胞、腹膜病変、子宮腺筋症などに分類して発現強度解析を行ったところ、腹膜病変においてより著明なNGFの発現を認めた。一方、NGFレセプターである、TrkAおよびp75NTRについても同様の解析を行ったが、主たるレセプターである、TrkAの発現は子宮内膜症病巣周囲においてほとんど認められなかった。一方、p75NTRは腹膜病変、卵巣子宮内膜症、および、子宮腺筋症病巣にて発現を認めた。明確な機能は今後の解析が必要ではあるが、子宮内膜症の進展と疼痛の発症に対して、NGF-p75NTRが関与している可能性を示すことができた。また、子宮宇内膜症患者の腹水中のNGFについても検討を加えた。骨盤痛の程度との関連性は明確ではなかったが、子宮内膜症病巣がある患者においては、腹水中のNGFが陽性を示す比率が高いことが検出された。慢性骨盤痛を発症している子宮内膜症患者の一部にNGF-p75NTRのシステムが関与している可能性があり、今後、アンタゴニストをふくめた治療の可能性、および、慢性骨盤痛に子宮内膜症が関与している場合の補助診断にNGFが使用可能である可能性を明らかにすることができた。本年度は、慢性骨盤痛を生じた患者の集積を行った。主として,子宮内膜症の患者において、月経時の疼痛の程度(visual analog scaleによる相対的評価),疼痛の部位,子宮内膜症病変の位置(腹膜子宮内膜症およびダグラス窩子宮内膜症,卵巣子宮内膜症,子宮腺筋症),癒着と子宮内膜症病変の広がりの相対的評価(rASRMの子宮内膜症スコアおよび癒着スコアによる評価),NSAIDsなどの標準的治療による疼痛緩和の程度(visual analog scaleによる相対的評価)を109名の患者に対して情報収集を行った。患者から同意を得た上で,卵巣病変,腹膜病変,子宮腺筋症病変,および子宮内膜からのmRNA抽出を行った.また,われわれの研究室で提案したステロイドホルモンのwithdrawalmodel(17β-estradiol+progesterone投与後の離脱によって子宮内膜症の進展に関わる因子を探索したmodel)におけるIshikawa細胞のmRNAを抽出した.NGF, TrkA, p75^<NTR>の定量的解析方法の確立を行った.NGFとTrkAのreal time PCR用のプライマーを設計し,定量的な解析方法を確立するした.また,子宮内膜症病巣において,NGFレセプターの発現解析を行ったが,major receptorであるTrkAはほとんど発現せず,代わってNGFとの結合がやや弱いp75^<NTR>が発現していることが確認された.

このレセプターについても定量性のあるreal time PCRのシステムを構築した.NGFの発現が,正所性子宮内膜と比して,子宮内膜症性嚢胞,腹膜病変,および子宮腺筋症にて強いことを確認したNGFの発現強度は腹膜病変の顕著であり,その次に子宮内膜症陸嚢胞に発現増強が認められた.本年度も継続して、子宮内膜症患者から、同意を得た上で、,月経時の痺痛評価(visual analog scale)、子宮内膜症病巣の部位と広がり(rASRM)について臨床情報を得た上で、子宮内膜症病巣からの試料収集を行った。昨年度から継続して収集している試料もふくめて、NGFの発現と子宮内膜症病巣との関連性を検討した。本研究によって、子宮内膜症病巣において、正所性子宮内膜に比してNGFの発現およびCTGFの発現強度が著明であることを明確にした。NGFの定量的なmRNA測定においては、発現強度と臨床的指標(rASRMスコア、痺痛)との関連は明確ではなかった。しかし、子宮内膜症性嚢胞、腹膜病変、子宮腺筋症などに分類して発現強度解析を行ったところ、腹膜病変においてより著明なNGFの発現を認めた。一方、NGFレセプターである、TrkAおよびp75NTRについても同様の解析を行ったが、主たるレセプターである、TrkAの発現は子宮内膜症病巣周囲においてほとんど認められなかった。一方、p75NTRは腹膜病変、卵巣子宮内膜症、および、子宮腺筋症病巣にて発現を認めた。明確な機能は今後の解析が必要ではあるが、子宮内膜症の進展と痙痛の発症に対して、NGF-p75NTRが関与している可能性を示すことができた。また、子宮宇内膜症患者の腹水中のNGFについても検討を加えた。骨盤痛の程度との関連性は明確ではなかったが、子宮内膜症病巣がある患者においては、腹水中のNGFが陽性を示す比率が高いことが検出された。慢性骨盤痛を発症している子宮内膜症患者の一部にNGF-p75NTRのシステムが関与している可能性があり、今後、アンタゴニストをふくめた治療の可能性、および、慢性骨盤痛に子宮内膜症が関与している場合の補助診断にNGFが使用可能である可能性を明らかにすることができた。
接合界面へのレーザ照射による超高効率な亜鉛めっきゼロギャップ重ね溶接技術の開発

従来法による亜鉛めっき鋼板のレーザ重ね溶接は,スパッタやポロシティなどの欠陥が形成されやすく良好な継手を得ることが困難である.本研究では,接合界面に直接レーザを照射し,溶接不良の原因となる接合界面のめっき層を溶接前に除去することで,スパッタ低減およびポロシティなどの欠陥を生じさせることなく,健全な継手が得られる条件を明らかにすることを目的とした.本年度は,レーザ出力,送り速度,ローラ荷重,レーザ照射位置およびレーザ焦点はずし距離などを種々変化させて実験を行い,溶接前のめっき除去と溶接性について検討した.供試材として,合金化溶融亜鉛めっき鋼板(40×1000×0.7t mm)を用い,レーザには最大出力4 kwのファイバレーザを用いた.供試材は1対のローラ間に送り込まれ,張合わせ面を60°に開口し,合わせ面に200 μmのスポット径で集光した.実験条件は,レーザ出力14 kW,溶接速度10100 m/min,焦点はずし距離JF+30 mmおよびローラ圧接荷重200400 kgfと変化させて実験を行った.レーザ出力4 kWで100 m/min以上の高速度で溶接可能な条件範囲を明らかにした.また,亜鉛めっきの事前除去にはデフォーカスが有効であり,レーザスポット径を広げ圧接直前でめっきを除去しつつ接合界面のみを溶融し接合することで,溶接欠陥を抑制しつつ高速度に接合できることがわかった.従来の溶接法では困難な,接合界面を直接加熱・溶融可能な溶接法により,溶接前にめっき層を除去することで,スパッタ発生の低減およびポロシティ等の欠陥が少なく高速度で溶接が可能な条件範囲を明らかにすることができており,当初予定通りにおおむね順調に進展していると考えている.今後は,各種レーザ照射条件が及ぼす接合部への影響について検討するとともに,高速度ビデオカメラ等を用いて,接合部のめっき除去および溶接現象を観察し,接合機構について明らかにしていく.また,より高速度で高効率な溶接技術確立のために,接合界面へのレーザ照射のあり方について検討を行う.従来法による亜鉛めっき鋼板のレーザ重ね溶接は,スパッタやポロシティなどの欠陥が形成されやすく良好な継手を得ることが困難である.本研究では,接合界面に直接レーザを照射し,溶接不良の原因となる接合界面のめっき層を溶接前に除去することで,スパッタ低減およびポロシティなどの欠陥を生じさせることなく,健全な継手が得られる条件を明らかにすることを目的とした.本年度は,レーザ出力,送り速度,ローラ荷重,レーザ照射位置およびレーザ焦点はずし距離などを種々変化させて実験を行い,溶接前のめっき除去と溶接性について検討した.供試材として,合金化溶融亜鉛めっき鋼板(40×1000×0.7t mm)を用い,レーザには最大出力4 kwのファイバレーザを用いた.供試材は1対のローラ間に送り込まれ,張合わせ面を60°に開口し,合わせ面に200 μmのスポット径で集光した.実験条件は,レーザ出力14 kW,溶接速度10100 m/min,焦点はずし距離JF+30 mmおよびローラ圧接荷重200400 kgfと変化させて実験を行った.レーザ出力4 kWで100 m/min以上の高速度で溶接可能な条件範囲を明らかにした.また,亜鉛めっきの事前除去にはデフォーカスが有効であり,レーザスポット径を広げ圧接直前でめっきを除去しつつ接合界面のみを溶融し接合することで,溶接欠陥を抑制しつつ高速度に接合できることがわかった.従来の溶接法では困難な,接合界面を直接加熱・溶融可能な溶接法により,溶接前にめっき層を除去することで,スパッタ発生の低減およびポロシティ等の欠陥が少なく高速度で溶接が可能な条件範囲を明らかにすることができており,当初予定通りにおおむね順調に進展していると考えている.今後は,各種レーザ照射条件が及ぼす接合部への影響について検討するとともに,高速度ビデオカメラ等を用いて,接合部のめっき除去および溶接現象を観察し,接合機構について明らかにしていく.また,より高速度で高効率な溶接技術確立のために,接合界面へのレーザ照射のあり方について検討を行う.購入物品等の購入金額を当初予定より若干抑えることができたため,わずかに次年度使用額が生じた。試験片材料費等として繰り越した費用を使用する.
高精度タンパク質固体NMRの圧縮センシング測定法開発

本研究の目的は、圧縮センシングを応用した高精度タンパク質1H固体NMR測定方法の開発である。固体NMRデータ処理に特化した圧縮センシング法と、データ分解能を高めるために測定帯域を効率的に絞り込めるNMR測定法を開発することで、高精度測定の実現を目指した。測定帯域を効率的に絞り込む測定法について、タンパク質の炭素骨格の大部分を占める脂肪族炭素の信号帯域で、優先的に相関を得られるラジオ波パルス系列を開発した。これによって、信号帯域を60%まで削減することに成功した。圧縮センシング法について、低次元スペクトルの情報に基づき、不完全にサンプリングされた高次元スペクトルのデータを再構成するSIRUP法を開発した。通常のL1正則化のみを用いる信号復元手法と比べ、4次元データの場合において、処理速度を10倍以上高速化した。モデルタンパク質であるGB1で4次元測定を行い、測定時間を百分の一に短縮することに成功した。また、様々な疾患と関係があると考えられているアミロイド線維でも、SIRUP法によって良好なデータを短時間で得られることを確認した(第56回NMR討論会,領域会議最終成果報告会)。加えて固体NMRの重要な測定ターゲットである膜タンパク質についてもシミュレーションによって、3次元測定と同等の測定時間で4次元測定が可能であることも明らかにした。さらに、重点モンテカルロサンプリングを応用した、多次元NMRデータからの自動データ抽出法を開発した。これによって、広大で可視化が難しい多次元NMRスペクトルから自動的かつ網羅的に信号情報を収集することが可能となった(20th ISMAR Conference, 2017)。以上をまとめると、NMRの高精度解析に重要な多次元測定を現実的な実験時間で行うための測定・信号処理法や、それを解析する手法を開発することができた。29年度が最終年度であるため、記入しない。具体的には固体NMRデータ処理に特化した圧縮センシング法と、データ分解能を高めるために測定帯域を効率的に絞り込めるNMR測定法を開発することで、高精度測定の実現を目指す。データのスパースさの指標であるL1ノルムを最小化するようデータを補間するアルゴリズムNESTAを固体NMRデータ処理に適用した。モデルタンパク質の3次元固体NMRスペクトルについて、従来法で必要なデータの2030%からスペクトルを復元することに成功した。測定法についても、タンパク質の大部分を占める脂肪族13Cの帯域のみを観測するNMRパルスプログラムの作成が完了した。13Cの信号帯域幅は約200ppmであり、脂肪族はその内の約80ppmであるため、帯域を60%削減することができた。これにより高分解能データが得やすくなる。例えば、タンパク質側鎖の解析で信号帰属に有用である三次元13C-13C-1H相関測定では両者の組み合わせにより、13Cの全帯域を均一データサンプリングする場合と比べて10%以下の測定時間でデータを得ることができる。さらに、モンテカルロ積分を応用した高次元スペクトル処理方法を開発し、データ間の共分散に基づいて複数のスペクトルを高次元空間上に統合する共分散NMR法に応用した。データ量がテラバイトにおよぶ6次元スペクトルを、ノートPCを用いて数分程度の時間で処理することに成功した。提案法で得られたデータに基づきモデルタンパク質GB1の主鎖原子帰属にも成功した。提案法は高速フーリエ変換に基づく圧縮センシングアルゴリズムでは処理困難な高次元測定データの信号復元にも有効であると考えられる。このスペクトル処理方法については成果を国際誌に投稿する準備を進めている。本研究の骨子は、タンパク質1H固体NMRスペクトル測定の高精度化をパルス系列の開発と圧縮センシング、すなわち実験とデータ処理の側面から進めることである。パルス系列の開発は、研究開始時点では標準試料では順調に進んでいたものの、タンパク質測定では信号が観測できず原因特定に時間を要した。そのため、圧縮センシングの手法開発に必要な基礎データの収集が遅れてしまった。圧縮センシングにより10%まで測定点を間引くことを研究目標に掲げているが、現時点では2030%程度までの削減にとどまっておりアルゴリズムの改良が必要である。ただし、現時点でも測定法の改良と合わせて10%以下まで測定時間を短縮可能であり、従来では数十日かかる測定を数日以内と現実的な時間に収めることができる。測定トラブルの原因究明の間、新規の高次元スペクトル処理技術の開発を進め、モデルタンパク質解析でその有用性を実証できた。提案法はNESTAやFISTA等、現在広く使われている圧縮センシングアルゴリズムが適用困難な高次元スペクトルのデータ復元処理にも応用できる可能性がある。この成果はスパースモデリング研究で幅広く使われているモンテカルロ積分をNMRデータ解析に応用したものであり、スパースモデリングがNMR分光法の発展に重要であることを改めて示したと考えている。以上の通り、圧縮センシング法の開発について遅れが生じているものの、測定法や新規データ処理法の開発による応酬によって一定の成果を得たと考えている。

これによって、信号帯域を60%まで削減することに成功した。圧縮センシング法について、低次元スペクトルの情報に基づき、不完全にサンプリングされた高次元スペクトルのデータを再構成するSIRUP法を開発した。通常のL1正則化のみを用いる信号復元手法と比べ、4次元データの場合において、処理速度を10倍以上高速化した。モデルタンパク質であるGB1で4次元測定を行い、測定時間を百分の一に短縮することに成功した。また、様々な疾患と関係があると考えられているアミロイド線維でも、SIRUP法によって良好なデータを短時間で得られることを確認した(第56回NMR討論会,領域会議最終成果報告会)。加えて固体NMRの重要な測定ターゲットである膜タンパク質についてもシミュレーションによって、3次元測定と同等の測定時間で4次元測定が可能であることも明らかにした。さらに、重点モンテカルロサンプリングを応用した、多次元NMRデータからの自動データ抽出法を開発した。これによって、広大で可視化が難しい多次元NMRスペクトルから自動的かつ網羅的に信号情報を収集することが可能となった(20th ISMAR Conference, 2017)。以上をまとめると、NMRの高精度解析に重要な多次元測定を現実的な実験時間で行うための測定・信号処理法や、それを解析する手法を開発することができた。昨年度の研究によって、現実的な測定時間で高分解能スペクトルを測定できる目処が立ったため、今後は開発した手法の有用性実証に移行する。具体的には固体NMR測定・解析のモデルとして広く用いられているタンパク質GB1の立体構造解析をおこなう。立体構造解析では数百から数千におよぶ1Hスピン間相関信号を識別する必要があるため、スペクトルの分解能が解析精度を大きく左右する。つまり、構造解析は圧縮センシングの有用性を示す最適なモデルケースである。高分解能データを得るには試料調製方法の最適化も必要である。前年度に行なった予備測定において、構造解析に耐えうるスペクトルを測定するためにはタンパク質の重水素化が必要であることが判明した。無細胞タンパク質合成を用いることで、試料調製の迅速化を図る。また、圧縮センシングの性能を高めるために、NMRの測定原理に基づいたデータ処理手法の開発を行い、性能向上を目指す。NMR信号は時間領域において減衰振動モデルで記述できる。従来の圧縮センシングでは信号減衰をフーリエ基底の重ね合わせで表現している。減衰振動モデルを信号補間にNMRの測定原理を組み込むことで、スパース性が向上すると考えられる。これにより信号復元能力の改善を目指す。ただし、フーリエ変換と比べアルゴリズムが不安定になることが予想されるため、堅牢性の評価が不可欠である。そこでNMR測定で想定される様々な信号を網羅的にシミュレートすることで評価を行い、良好な結果が得られた場合は上記のタンパク質構造解析に応用する。