hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
分子内Diels-Alder反応を鍵反応とする生理活性三環性化合物の合成

ベンジル位に硫黄系脱離基を有するO-アルキルフェノ-ルを前駆物質とし、熱反応または触媒反応により生成するジエン・親ジエン系の分子内反応によるカンナビノイド系中枢神経作用物質の合成について検討した。オリベト-ルモノアセタ-トとイソペンテニルイソプロピルスルフィドを、塩化スルフリルとトリエチルアミンの反応剤を用いて縮合させると、2-(1-イソプロピルチオイソペンテニル)オリベト-ル3-アセタ-トとその位置異性体(6-アルキル体)がほぼ1:1の比で生成した。前者を純粋に単離した後、アクリル酸エステルとし、酸化、熱脱離、分子内環化を行なわせるとシス-ジベンゾピラン-6-オン体が得られた。これをジメチル化し、再閉環させることにより、シス-Δ^9-テトラヒドロカンナビノ-ルを合成することができた。一方トリベト-ルモノアセタ-トとゲラニルイソプロピルスルフィドとを上記と同様の方法によって縮合させ、2-ゲラニルオリベト-ル誘導体を合成し、これに三フッ化ホウ素エ-テル錯体を作用させるとO-キノンメチド中間体を経由して分子内環化反応が進行し、Δ^9-テトラヒドロカンナビノ-ルがトランス:シス=1:1の混合物として得られた。また、オリベト-ルとジシトロネリルスルフィドとを同様の方法で縮合させ、ルイス酸触媒を作用させると、トランス-ヘキサヒドロカンナビノ-ルを得ることができた。さらに、シトロネリル基の3位メチル基をアセトキシル基で置き換えた化合物を上と同様の方法で合成し、酸化銀を作用させて環化させると、トランス-9-ノル-9-アセトキシヘキサヒドロカンナビノ-ルを得ることができた。これを酸化すればナビロン型化合物を合成することが可能と思われ、さらに検討を進める。以上のように新しい方法による分子内環化反応によってしゅじゅの生理活性カンナビノイドの合成に成功した。
中耳真珠腫の発症ならびに進展における上皮、表皮成長因子の関与に関する研究

中耳真珠腫上皮の増殖機序を調べるため主に増殖因子、サイトカインの発現について研究した。さらに上皮細胞の増殖、分化、細胞死のバランスをとらえるため上皮細胞のアポトーシスについても検討を行った。対象には中耳真珠腫例に摘出した真珠腫標本および外耳道皮膚を用いた。1.真珠腫上皮におけるKGF-Receptor mRNAの検出:KGF Receptorに特異的なoligonuckeotide probeを作成し、in situ hybridization法とRT-PCR法を行い、組織上におけるmRNAの局在と、組織におけるmRNAを検出した。結果、真珠腫上皮においてKGF-mRNAの発現の亢進が認められた。TGF-αmRNAは上皮下の炎症の強い真珠腫上皮で発現の亢進が見られ、さらにTGF-αとPCNAの発現に相関関係が認められた。2.真珠腫上皮の増殖能に関する研究:真珠腫上皮におけるPCNAの発現と局在を免疫組織学的に検索した。その結果、真珠腫上皮では上皮全層にわたるPCNA陽性細胞がみられ、基底層を離れた上層の細胞においても増殖能が亢進していることが示唆された。3.真珠腫上皮におけるapoptotic cell deathの検出:真珠腫上皮においては増殖能が亢進していると思われるが、ケラチンデブリの異常堆積からも示唆されるように同時にapoptosisも増加していると思われる。真珠腫上皮におけるapoptotic cell deathを調べるためにパラフィン切片上で、apoptotic cellのDNA断片を検出した。結果、真珠腫上皮では基底層を除く全層にapoptotic cellが検出され、増殖能の亢進とともに細胞死も同時に誘導され、ケラチンデブリの異常堆積を生じるというメカニズムが示唆された。
Hoxホメオドメインタンパク質による標的遺伝子の転写制御機構の解析

BMP-2,BMP-4は肢芽において特徴的な発現を示し、これらの因子のパターン形成における機能が注目されている。私たちは個体レベルでBMP-2/-4の機能を阻害するために、肢芽間充織でのドミナントネガティブ型のレセプターの強制発現を行った。この操作により、肢芽間充織におけるプログラム細胞死の阻害と指骨形成不全が誘導された。このことからBMP-2/-4は肢芽において細胞死と指骨増殖・分化のメディエーターとなっていることが明らかになった。Hoxa-13,Hoxd-13の二重欠失マウスでは自脚の軟骨パターン形成、軟骨分化がおきず、さらに合指がおきることが報告されている。これらのことから、Hoxa-13,Hoxd-13が自脚においてBMP-4の発現制御に関わっていることが推測される。マウスBMP-4プロモーター部分をレポーターのルシフェラーゼ遺伝子に連結し、培養細胞株NG108を用いたトランジエントトランスフェクション系においてHoxa-13,Hoxd-13の作用について解析を行った。両エフェクターはこの系においてBMPプロモーターからの転写を強く促進した。このような促進作用は転写開始点上流700塩基対以内にあることも判明したが、典型的なホメオドメインタンパク質結合部位は見あたらず、他の因子との共同作用があることが示唆された。他のHoxは、このプロモーターに対して弱い転写因子として機能した。Msx-1、Msx-2はこのプロモーターに対して転写促進効果は持たないが、Hoxa-13と同時に発現させるとHoxa-13の転写促進活性に対してこれを抑制する作用を示した。Msx-1,Msx-2、Hoxa-13,Hoxd-13の発現は自脚においてBMP-4の発現とオーバーラップしており、これらのホメオドメインタンパク質が異なる様式でBMP-4の転写制御に関わっている可能性が示された。
文化財としてみた地歌箏曲の研究―伝承の危機にある楽曲のアーカイブ化を目的として

地歌箏曲の楽曲アーカイブを目的とした研究。稀曲等次代への伝承が危ぶまれている楽曲について、音源の収集、楽曲の伝承者に指導を受けることで、楽曲の音源化・楽譜化を試みた。地歌箏曲では口頭伝承が昭和の初めまで行われていた。現在は作品の多くが楽譜化されているが、楽譜化できない口頭伝承の部分を知る実演家の多くは没し、口頭伝承を受けた実演家の存在は貴重である。本研究はそうした実演家より直接指導を受け、楽曲をアーカイブすることを目的とした。地歌箏曲の喫緊の課題といえる現存する古典曲の調査、楽曲の楽譜化、録音等による伝承者の演奏の保存、稀曲等の公開演奏を行うことで無形文化財ともいうべき楽曲の保護保存を進めた。今年度の研究実績は、第1として地歌楽曲資料のアーカイブに取り組んだ。貴重音源(レコード・ライブ録音)の収集とデジタルデータ化、、楽譜の収集とPDFデータ化を行った。楽譜については大阪古生田流系の楽譜、菊田歌雄所蔵の楽譜、名古屋系の楽譜、九州系の楽譜を収集し徐々にPDF化を進めているところである。こうした楽譜をもとに芸系において各派に伝わる古曲に関する曲目の楽曲目録作成にも取り掛かっている。第2として、伝承者の演奏を録音保存するために、若手実演家に協力を依頼しレッスンを受けてもらった。録音と楽譜を収集し、より詳細な楽譜化に際しての微妙なニュアンスを記録することができた。第3として、伝承者(岩田柔柯、中澤眞佐ほか)への聞き取りを行った。伝承する楽曲の目録、楽譜のほか初学時の自身の稽古の様子や師の人となりなどの芸談について記録した。第4として、研究代表者が伝承する希少曲の楽譜の整譜を行った。当初に立てた年次計画に基づいて順調に進んでいる。楽譜及び音源資料については当初予想以上に収集成果が上がった。同時にデジタルデータ化について膨大な時間を要するためにアーカイブ作業にやや遅れがみられるものの順調に進んでいる。楽譜の整譜について納期が遅れたため今年度予定数を達成できなかった。今年度は第1として初年度に引き続き地歌楽曲資料のアーカイブを中心に取り組んだ。特に大阪の演奏家が伝える継山流の手書き伝承楽譜及び歴史的画像資料について取材をし、提供を受けた資料をデジタルアーカイブすることができた。また、名古屋派の伝承状況について古老を取材し音源及び楽譜の提供を受けた。第2として、これまで収集した楽譜目録と合わせSP音源を中心としてデジタルアーカイブ作業も順次進め、節付けの分析から地歌箏曲の各芸系の音楽的な特徴をまとめつつあるところである。第3として、研究代表者が伝承する山田流箏曲に移調された地歌箏曲の楽譜の整譜を行なった。楽譜及び音源資料については大阪の芸系である継山流菊田系の手書きオリジナル楽譜をほぼ全て収集することができた。それらをデジタルデータ化し目録に基づいて整理することができた。今年度は、第1として地歌楽曲資料のアーカイブを引き続き取り組んだ。これまで収集した楽譜とSPレコードにくわえ今年度入手した京都系及び大阪系各派の楽譜およびSPレコードのデジタルアーカイブ作業も順次進めた。これにより相当数の芸系の楽譜および音源資料を収集・アーカイブできたこととなり、今後の地歌箏曲研究の基礎資料を確保することができた。第2として、研究代表者が伝承する山田流箏曲に移調された地歌箏曲の楽譜の整譜を行なった。これまでの研究成果を「萩岡松韻の世界ー2017」と題した演奏会のパンフレットとして制作し配布した。同演奏会では山田検校をはじめとした山田流箏曲の演奏家たちが摂取した地歌の作品がどのように楽曲に取り入れられているかについて研究成果を執筆し、研究代表者と研究協力者が該当曲を演奏し、研究分担者による楽曲の解説を行った。平成30年度から基盤研究(B)の助成により、次代への伝承が危ぶまれている楽曲の録音、楽譜化、伝承者から曲の伝授、目録の作成を行い、その研究成果を基に公開演奏および公開講習を実施し稀曲・秘曲を次代へと伝えること目的としている本研究をさらに継続する。具体的には各派に伝わる楽曲について、楽曲目録の整理・作成、伝承者の演奏の保存(録音・楽譜化)、公開演奏および公開講習を行うことで喫緊の課題である無形文化財ともいうべき楽曲の保護保存を行い、もって、山田流箏曲及び地歌箏曲の貴重な古曲を次代へとつなぐの伝承の一助とすべくこれまでに積みあげて来た研究の集大成としたい。平成28度は1年次に続く継続的な楽曲の収集・音源の録音、伝承者への聞き取り調査を実施する。

2年次のまとめとして、情報・意見交換会を開催し次年度への発展的な研究のための示唆を得る。平成29年度は継続的な楽曲の収集及び音源の収集、録音、伝承者への聞き取り調査を実施する。最終年度のまとめとして、研究成果を発表するための演奏会を各地で開催する。山田流箏曲演奏家楽譜の整譜について納品が遅れたため今年度に使用できなかったことと、音源のデータ化謝金が予定以上の時間数を要したことから未使用金が発生した。デジタルアーカイブ作業を研究補助者に依頼をしたところであるが、予想以上に短期間で終了したため未使用額が生じた。このため、納品が遅れている楽譜の整譜は次年度初旬となる見通しであるため、未使用額はその経費に充てることとしたい。また、音源のデータ化謝金について次年度は調整を行う予定である。成果発表会を次年度に行うこととし、未使用額はその経費に充てることとしたい。
多様なσ結合切断を伴うプロパルギルオキシム骨格転位反応の開発

<ロジウム触媒を用いたタンデム型2,3転位ーヘテロ環化反応によるアゼピン誘導体の合成>当研究室では、O-プロパルギルオキシムからのπ酸性触媒による2,3-転位によりN-アレニルニトロン中間体が過渡的に生成することを見出している。このアレニルニトロン中間体は、ビニルアレンの窒素類縁体とみなすことが出来る。そこで、我々はこの2,3-転位とアザメタラサイクル形成の連続化によりヘテロ環を構築する新たな方法論を創成できると考えた。この構想のもと、シクロプロパンカルバルデヒド由来の基質のロジウム触媒反応を検討した結果、アゼピンオキシド誘導体2が効率的に得られることを見出した。[RhCl(cod)]2および水溶性リン配位子TPPMSの存在下、Z体基質を80°Cで加熱撹拌した結果、アルキリデン基をもつアゼピンオキシド誘導体が良好な収率で得られた。アルキン末端の置換基はアリール基・アルキル基に適応可能である。一方、プロパルギル位の置換基効果は、アリール系置換基の場合その電子的性質に関わらず良好な収率で生成物を与えたのに対し、アルキルの場合反応性の低下が見られた。E体基質の反応は、DMF溶媒中、リン配位子の添加量を適切に調整することにより同一の生成物が良好な収率で得られる。<3.タンデム型銅触媒2,3転位ー4π電子環状反応における不斉転写>キラル基質を用いた4員環ニトロンへの骨格転位反応において不斉情報が生成物へ効率的に転写されることを明らかにした。特に基質のオキシム部位の立体化学に関わらず同一のエナンチオマーに変換された。この結果は、2,3-転位によって生じるN-アレニルニトロン中間体が、ニトロン部位が熱力学的に安定なZ体へ異性化した後に、同旋的4π電子環状反応が進行することを強く示唆している。24年度が最終年度であるため、記入しない。骨格転位は置換基効果により反応経路が著しく変化する。多様性をもたらす官能基として、酸性プロトン、分子内炭素-炭素多重結合、オキシラン環、連結炭素鎖の伸長などが予想される。本年はPropargyl oximeの反応系において置換基効果による反応経路の探索を行った。芳香族アルデヒド由来のO-プロパルギルオキシムの骨格転位反応により炭素-酸素結合の切断を経て4員環ニトロンが効率的かつ位置選択的に合成できることを見出した(Org.Lett,2011,13,3616に報告)。特に触媒条件の再検討により、ジエン配位子CODを用いることにより反応は円滑に進行することを見出した。生成物の異性化実験により、位置選択性の発現機構を解明した。また、α、β不飽和アルデヒド由来のZオキシムの反応は180°Cの加熱条件では銅触媒なしで反応が進行し、2,3,6-3置換ピリジンオキシドが生成することを見出した(Tetrahedron Lett.2011,50,6470に報告)。鍵素過程であるO-プロパルギルオキシムとN-アレニルニトロン間の[2,3]-転位は環状遷移状態での立体反発が小さい場合、協奏的に進行することを明らかにした。また、α、β不飽和アルデヒド由来のEオキシムの銅触媒反応とは異なる置換パターンのピリジン誘導体を合成することが可能である。オキシムα位に水素を有する基質の反応がN-0結合の切断を経て、オキシラン環・エナミン・イミン部位を持つ化合物が生成するとことを見出した。特に嵩高いアミンを添加することにより効率的に反応が進行することを明らかにした。アルキニルオキシム系において骨格転位の多様性が潜在していることを示唆している。<3.タンデム型銅触媒2,3転位ー4π電子環状反応における不斉転写>

キラル基質を用いた4員環ニトロンへの骨格転位反応において不斉情報が生成物へ効率的に転写されることを明らかにした。特に基質のオキシム部位の立体化学に関わらず同一のエナンチオマーに変換された。この結果は、2,3-転位によって生じるN-アレニルニトロン中間体が、ニトロン部位が熱力学的に安定なZ体へ異性化した後に、同旋的4π電子環状反応が進行することを強く示唆している。24年度が最終年度であるため、記入しない。上述のようにO-プロパルギルオキシムからのC-O結合切断プロセスの基本的な反応性、効率的な切断反応条件の開発に成功した。この知見はより複雑なタンデム反応への展開の足がかりとなる。実際、既にタンデム反応に関する予備的知見を得ており、次年度以降の研究により当初研究目的を達成する。当初計画どおり(1)Propargyl oxime骨格転位反応における置換基効果・多様性探索(2)ニトロン発生法としての活用(3)反応の不斉化(4)骨格転位反応経路の触媒による制御、の研究を展開する。酸素・水に対して不安定な金属触媒を活用しより精度の高い有機合成実験を実施するために、グローブボックスなどの精密実験機器の導入が必要になると考えられる。
有機ケイ素ならびに有機スズ化合物を用いる高選択的合成反応の開拓

トリエチルボラン触媒によるアセチレンのヒドロスタニル化反応を開拓した.従来法では,過酸化物などをカジカル開始剤として用いてこの反応を行い,ビニルスズ化合物を合成してきた.この場合には,高濃度で反応剤を作用させることが必要であり,また加熱して始めて反応が進行した.これに対し,ここに見出したトリエチルボラン触媒法は低温で反応が行えるのみならず,反応剤の濃度を低くしても行える点が特徴であり,分子内の適当な位置に二重結合をもつエンインにこの反応を行えば,まず三重結合に反応が起り,生成するビニルラジカルが分子内環化反応を起す.このようにラジカル環化反応に役立つヒドロスタニル化を開拓したことになる.また一方,パラジウム触媒がアセチレンのヒドロスタニル化に活性があることを見出し,温和な条件での付加反応を行うことを明らかにした.反応はシス付加で進行することを明らかにしており,基質によっては高い位置および立体選択性でビニルスズ化合物を与える.ビニルスズは有機合成反応剤としてよく利用されているビニルリチウム化合物の前駆体として重要であるが,また一方そのままでも重要なビニル化剤としても働く.ここではパラジウム触媒を用いてペルフルオロアルキル化反応を開拓した.すなわちヨウ化ペルフルオロアルキルにビニルスズ化合物とパラジウム触媒存在下に反応させると,ペルフルオロアルキル基とトリアルキルスズ基とが置換したかたちのペルフルオロアルキル置換オレフィンが生成する.この場合E-ビニルスズ化合物から出発しても, Z-ビニルスズ化合物を原料としても,いずれの場合にも,生成物はE体が選択的に得られる.このことからラジカル機構で反応は進行すると考えられる.有機フッ素化合物は生理活性が高く,その意味で簡便な合成法が望まれていたが,ここに示す方法は原料の入手が容易なこと,反応が温和な条件で進行するなどの特徴がある.トリエチルボラン触媒によるアセチレンのヒドロスタニル化反応を開拓した.従来法では,過酸化物などをカジカル開始剤として用いてこの反応を行い,ビニルスズ化合物を合成してきた.この場合には,高濃度で反応剤を作用させることが必要であり,また加熱して始めて反応が進行した.これに対し,ここに見出したトリエチルボラン触媒法は低温で反応が行えるのみならず,反応剤の濃度を低くしても行える点が特徴であり,分子内の適当な位置に二重結合をもつエンインにこの反応を行えば,まず三重結合に反応が起り,生成するビニルラジカルが分子内環化反応を起す.このようにラジカル環化反応に役立つヒドロスタニル化を開拓したことになる.また一方,パラジウム触媒がアセチレンのヒドロスタニル化に活性があることを見出し,温和な条件での付加反応を行うことを明らかにした.反応はシス付加で進行することを明らかにしており,基質によっては高い位置および立体選択性でビニルスズ化合物を与える.ビニルスズは有機合成反応剤としてよく利用されているビニルリチウム化合物の前駆体として重要であるが,また一方そのままでも重要なビニル化剤としても働く.ここではパラジウム触媒を用いてペルフルオロアルキル化反応を開拓した.すなわちヨウ化ペルフルオロアルキルにビニルスズ化合物とパラジウム触媒存在下に反応させると,ペルフルオロアルキル基とトリアルキルスズ基とが置換したかたちのペルフルオロアルキル置換オレフィンが生成する.この場合E-ビニルスズ化合物から出発しても, Z-ビニルスズ化合物を原料としても,いずれの場合にも,生成物はE体が選択的に得られる.このことからラジカル機構で反応は進行すると考えられる.有機フッ素化合物は生理活性が高く,その意味で簡便な合成法が望まれていたが,ここに示す方法は原料の入手が容易なこと,反応が温和な条件で進行するなどの特徴がある.
多孔質ガラス内における金属錯体の挙動

1.多孔質ガラス内へのシリカゲル及びMNAの固定:含フッ素ソ-ダホウケイ酸塩ガラスから、平均細孔半径5nmの多孔質ガラス板(15×15×2mm^3)を作製し、その細孔内に適切な量の水分を吸着させた後、テトラエチルオルソシリケ-トを含侵させ、細孔内での加水分解・重合反応を進行させ、乾燥した結果、多孔質ガラス1g当り50mgのシリカゲルが細孔内に生成し、それが、細孔内で新たな半径2nmの微細孔を形成することがわかった。次に、光応答性有機材料の2メチル・4ニトロアニリン(MNA)のクロロホルム溶液を用いて、細孔内にMNAを吸着させることを試み、多孔質ガラス1g当り4mgのMNAが吸着し、黄色透明性の試片を作製することができた。それについて、光応答性を測定したが、顕著な光応答性は認められなかった。2.多孔質ガラス内での遷移金属化合物の光吸収:第一遷移系列元素(Ti,V,Cr,Mn,Fe,Co,Ni)の塩化物水溶液を、多孔質ガラス内に充填・乾燥する方法で、多孔質ガラス内に遷移金属塩化物を固定し、その加熱変化を可視・紫外吸収スペクトル法で検討している。この結果、多孔質ガラスの均質性を高めることが必要であり、さらに、化合物の吸着量を微量に制限するために、化合物の0.010.1mol/lの濃度の溶液が適当であることがわかった。したがって、細孔内の化合物の加熱による重量変化及び熱量変化は測定が困難であり、光吸収スペクトル法が有効であることがわかった。目下その測定を実施中である。1.多孔質ガラス板の作製方法の検討この研究には、細孔径が約100A^^°、均質、透明性の多孔質ガラス試験片が必要である。このような試験片を作製するためには、1.01.5wt%のフッ素を含む均質な原料ガラスが必要である。ガラス原料の溶融方法を改良し、ガラス溶融中のフッ素の揮散率を30%以下まで減少させることができた。また、多孔質化するための酸処理にはガラス1g当り200ml以上の1ーN硫酸が必要であることを確認した。今年度補助金で購入した装置で測定した結果、大部分の細孔直径は40120A^^°(平均6070A^^°)、細孔表面積は110150m^2/g、細孔容積は0.20cm^3/gであり、これに、約5wt%のシリカゲルを充填したときの細孔径分布の変化も測定した。2.多孔質ガラス内へのバナジウム化合物の固定及び発光スペクトルの測定フッ素含量1.0wt%の原料ガラスから多孔質板(3×15×15mm)を作製し、この細孔内にVCl_3水溶液を充填し、60°Cで乾燥後、500°Cに加熱し、この間の細孔内におけるバナジウム化合物の変化を調べた。細孔内で、VCl_3は60°CではVOCl_2に変化し、500°CではV_2O_5に変化することがわかった。なお、細孔内の微量のバナジウム化合物の定性分析には、補償法による赤外吸収スペクトル法が有効であった。さらに、VOCl_2及びV_2O_5を固定した多孔質ガラスの可視・紫外吸収スペクトル及び発光スペクトルを測定した。多孔質ガラス1g当り23mgのV_2O_5を固定した試料に、400500°C,10^<-6>Torrの減圧加熱処理を行うと、V=O結合が関与する燐光発光が観測された。室内雰囲気で測定した可視・紫外スペクトルは、V=OがH_2Oを吸収している可能性を示し、可視・紫外スペクトル法は、この研究に有効であることがわかった。
集団ゲノムから探るインド・太平洋サンゴ礁生物の種分化と幼生分散

本年度は、オニヒトデとマンジュウヒトデについてインド洋・太平洋の海域においてゲノムDNAを抽出し、両者の遺伝構造を比較した。その結果、全体としてオニヒトデとマンジュウヒトデは非常に類似する遺伝構造を持っていることが分かり、氷河期に類似する種分化パターンを示したことがわかった。インド洋種と太平洋種が分岐した年代も焼く200万年前と共通しており、マンジュウヒトデの方がより分岐が若いことが分かった。これはより長い幼生分散期間が関係している可能性がある。さらに、インド洋と太平洋で遺伝構造の強さを比較したところ、インド洋側では地理的距離が太平洋側よりも短いにも関わらず大きな遺伝構造を持っており、太平洋側の方が遺伝構造が小さいことが両方の種において明らかになった。このことから、オニヒトデ、マンジュウヒトデともに幼生分散によるコネクティビティは海流の影響が大きく、インド洋よりも太平洋の方が海流による分散がおこりにくいことが分かった。これらの事実から、強い流れにさらされやすい太平洋側の方が幼生分散による2次的大量発生などの伝播が起きやすく注意が必要であることがわかった。一方アオサンゴでは、西オーストラリアで2種、黒潮系でさらに2種のアオサンゴので印系統が見つかり、西オーストラリアの種には、新たにHeliopora hiberianaの名を付けた。黒潮系では産卵期の異時性により生殖隔離のおきている2種について産卵期の推定を行うと同時に、MIG-seqにより従来の遺伝子マーカーでは見えなかった遺伝構造の違いを検出することに成功した。また、黒潮海域において、近年の温暖化により北上しているサンゴ類の遺伝構造を明らかにし、温帯域がサンゴの避難所として働く可能性を示した。今後さらにインド洋・太平洋のサンプルを加え、異所的種分化についての知見を深める予定である。対象種の生物について、順調にMTA,MOUなどの締結を行い、遺伝子サンプルを入手し、遺伝解析を進められている。そして実際に、MIG-seq法を用いた集団ゲノム解析により、対象種それぞれでこれまでに見えていなかった遺伝構造を次々と明らかにすることに成功している。特に、アオサンゴにおいては西オーストラリア、黒潮海域ともに、種分化の原因となっていると考えられる生殖時期の違いを生殖腺データなど、遺伝子以外のアプローチにより明らかにすることに成功しており、生殖隔離を裏付けるデータの取得にも成功している。サンゴ関係についてはScientidic Reportsに2報論文を掲載することができるなど、論文化についても徐々に進めているところである。今後、シンガポール、モルジブ、GBRなどのサンプルをさらに追加し、当初の目的であるインド太平洋広域のサンプリングを達成する予定である。現在採集許可・輸出許可などの手続きを行っているところである。また古いサンプルについても適宜利用して解析に役立てる予定である。H29年度は、まず研究に関連する様々な手続きを開始するととともに、宮崎大学においてMIG-seq解析を行うための基盤を整えた。遺伝子サンプルを使用するためのタイ、オーストラリア、イタリア、イスラエル、フレンチポリネシア、フィリピンとのABS手続きを開始した。フィリピン、イタリアとの間ではMoUの締結が出来、PICの申請を行うところである。イスラエル、タイでは地元手続きが煩雑でやや難航しており現在これらの手続きは進めている最中である。すでに集めているサンプルを用いてMIG-seqの集団ゲノム解析も徐々に進めた。オニヒトデおよびマンジュウヒトデでは、インド洋と太平洋の間に位置するコーラルトライアングルを中心とした海域で集団ゲノム解析を行った結果、インド洋北種と太平洋種が2次接触している海域において、2種の形態をしたヒトデが同所的に分布するにも関わらず、遺伝的に交雑した後がほとんどなく、なんらかの生殖前隔離(産卵期の違いなど)ないし、生殖後隔離(雑種の適応性の低さなど)で2種の自然交雑が限定されていることが分かった。一方、類似するミトコンドリア遺伝構造をもつマンジュウヒトデでは2種間が同所的に分布する海域で、2種の遺伝子が混在している結果が見られ、自然交雑が行われていることが示唆された。アオサンゴに関しては、本年度は西オーストラリアおよび、日本国内の群体形の少し異なる集団についてMIG-seq解析を行った。まず、褐虫藻ゲノムの排除のため、褐虫藻を含まない幼生を用いてアオサンゴのリファレンスゲノムを作成した。MIG-seq解析を西オーストラリア集団に対して行った結果、黒潮海域と類似するような遺伝的に異なる2系統が発見された。また国内のアオサンゴに関しては、群体形が異なるものについて、従来のマイクロサテライト解析では見えなかった遺伝的な違いをMIG-seq解析により発見した。最も時間のかかる海外の遺伝資源を使用するための地元および国際許可手続きは難航してはいるものの、少しずつ進んでいる。また、MIG-seq開発者である東北大学の全面的な協力を得てH29年度のはじめにMIG-seq解析を行うための基盤を一気に整えることが出来たため、手元にあるサンプルに関して一気に解析を進めることが出来た。結果としてもかなり順調に出ており、従来の少数遺伝子座を用いた遺伝子解析では見えなかった遺伝構造が明白に見えてきており、本研究の目的であるインド太平洋の種分化を明らかにしていく上で重要な情報を得ることが出来たため。

これはより長い幼生分散期間が関係している可能性がある。さらに、インド洋と太平洋で遺伝構造の強さを比較したところ、インド洋側では地理的距離が太平洋側よりも短いにも関わらず大きな遺伝構造を持っており、太平洋側の方が遺伝構造が小さいことが両方の種において明らかになった。このことから、オニヒトデ、マンジュウヒトデともに幼生分散によるコネクティビティは海流の影響が大きく、インド洋よりも太平洋の方が海流による分散がおこりにくいことが分かった。これらの事実から、強い流れにさらされやすい太平洋側の方が幼生分散による2次的大量発生などの伝播が起きやすく注意が必要であることがわかった。一方アオサンゴでは、西オーストラリアで2種、黒潮系でさらに2種のアオサンゴので印系統が見つかり、西オーストラリアの種には、新たにHeliopora hiberianaの名を付けた。黒潮系では産卵期の異時性により生殖隔離のおきている2種について産卵期の推定を行うと同時に、MIG-seqにより従来の遺伝子マーカーでは見えなかった遺伝構造の違いを検出することに成功した。また、黒潮海域において、近年の温暖化により北上しているサンゴ類の遺伝構造を明らかにし、温帯域がサンゴの避難所として働く可能性を示した。今後さらにインド洋・太平洋のサンプルを加え、異所的種分化についての知見を深める予定である。対象種の生物について、順調にMTA,MOUなどの締結を行い、遺伝子サンプルを入手し、遺伝解析を進められている。そして実際に、MIG-seq法を用いた集団ゲノム解析により、対象種それぞれでこれまでに見えていなかった遺伝構造を次々と明らかにすることに成功している。特に、アオサンゴにおいては西オーストラリア、黒潮海域ともに、種分化の原因となっていると考えられる生殖時期の違いを生殖腺データなど、遺伝子以外のアプローチにより明らかにすることに成功しており、生殖隔離を裏付けるデータの取得にも成功している。サンゴ関係についてはScientidic Reportsに2報論文を掲載することができるなど、論文化についても徐々に進めているところである。今後は、海外の遺伝資源を使用するための地元および国際許可手続きを進めるとともに、一部ふるいサンプルではどうしても解析が出来ないものがあったため、それらの遺伝サンプルから良好なDNAを抽出する方法等も検討する。またバイオインフォマティクスのスキルをあげることで、今後配列ベースの様々な解析を行っていく予定である。オニヒトデに関しては、2次接触の海域で解析できた個体数が少なかったため、さらに解析数を増やすことに専念する。また、北インド洋種のリファレンスが少ないため、ドイツの共同研究者から古いサンプルを譲りうけ、解析に加えていく予定である。
植物病原糸状菌の生成する各種宿主特異的毒素の作用過程の比較

植物病原菌の生成する宿主特異的毒素は、現在までに13列知られているが、本研究では、これらすべての毒素についてその作用機構を比較検討し、毒素作用の総合的理解をはかることを目的とした。1.アルターナリア属菌の生成する宿主特異的毒素。毒素作用と菌受容化との関係をみるために、毒素の作用過程を阻害する各種人為処理葉での毒素による菌の感染誘発効果を調べた。その結果、AK、AMおよびACR毒素による菌受容化の誘導には宿主細胞の致死は必要でなく、毒素による宿主細胞膜の機能障害が重要であることが明らかとなった。また、ACR毒素は宿主ミトコンドリアに膜電位障害を伴う脱共役およびNAD漏出という2つの効果を及ぼした。AM毒素による宿主葉の壊死斑形成は光輝射により阻害されることが見出されたが、本毒素の葉緑体への作用は、光と無関係であることが示された。宿主細胞の毒素受容体に関しては、AD毒素結合蛋白質が感受性ナシ細胞膜に存在することが明らかとなった。作用点が不明であったAL毒素は、宿主トマト葉の光合成および呼吸能に影響を及ぼすことが認められた。また<Alternaia>___ー<tennissima>___ーの生成するATC毒素が発見された。2.ヘルミントスポリウム属菌の生成する宿主特異的毒素。宿主ミトコンドリアに作用点をもつHMT毒素の作用様式をACR毒素と比較した結果、宿主植物への作用過程は両毒素ともきわめて類似しており、毒素のミトコンドリアへの作用は、暗期を必要とする過程グ経て細胞膜機能障害を誘起し、細胞死に至るものと考えられた。3.その他の宿主特異的毒素。ニレ立枯病菌、ラッキョウ灰色かび病菌およびトマト葉かび病菌は、それぞれ胞子発芽時に、非病原菌の感染を誘導する感染誘発因子を生成していることが明らかとなり、これら因子の純化を行った。1.細胞膜に作用する宿主特異的毒素:細胞膜に作用点を持つと思われる宿主特異的毒素(HST)は、その作用過程から大きく2つのグループに類別できた。ナシ黒斑病菌HST(AK毒素)処理ナシ,リンゴ斑点落葉病菌HST(AM毒素)処理リンゴ,イチゴ黒斑病菌HST(AF毒素)処理ナシ,カンキツBrown spot病菌T系統HST(ACT毒素)処理ナシ,エンバクVictoria blight病菌HST(HV毒素)処理エンバクおよびサトウキビ眼点病菌HST(HS毒素)処理サトウキビでは、いずれもその初期に宿主細胞のSH基化合物が関与して細胞膜透過機能障害が誘起されること、その後蛋白de novo合成の関与する過程をへて壊死に至ることが示唆された。一方、AM毒素処理ナシ,AF毒素処理イチゴおよびACT毒素処理カンキツでは、SH基化合物や蛋白de novo合成の関与は認められず、前記グループとは異った過程で壊死に至るものと思われる。なお、AK毒素では、ナシ細胞膜に毒素受容体の存在が示唆され、現在、受容体を単離精製中である。2.ミトコンドリアに作用する宿主特異的毒素:カンキツ葉よりミトコンドリア(Mt)を単離し、カンキツBrown spot病菌R系統HST(ACR毒素)の作用を調べた結果、毒素は感受性Mtにのみ作用を示し、その作用点がMtにあることが認められた。毒素処理Mtでは、Mt膜電位障害を伴う脱共役およびMt内在の【NAD^+】減少による呼吸の停止という2つの現象が誘起された。

これらの現象は、トウモロコシごま葉枯病菌HST(HMT毒素)の作用と類似しており、今後、両毒素作用の比較研究が重要である。3.他の宿主特異的毒素:作用点の明らかとなっていないトマトアルターナリア茎枯病菌HST(AL毒素)の作用点の探索を試みた。電顕観察では、宿主Mtに変性がみられたが、単離Mtに対する毒素の効果はみられなかった。今後、さらに他の細胞内小器官に対する毒素作用を検討する予定である。宿主細胞膜に作用するAK毒素の作用過程に関しては,毒素結合物質が感受性ナシ細胞膜に存在する可能活が示され,結合物質の純化をAK毒素をリガンドとしてアラィニティークロマトグラフィーを用いて試みた.宿主ミトコンドリア(M+)に作用するACR毒素においては,感受性カンキツ葉からM+を単離し,その吸収活性に対する毒素の作用を検討した.その結果,外性NADH駆動の呼吸系に毒素を添加すると酸素消費が脱共役的に促進された.一方,リンゴ酸基質の場合は,毒素添加により酸素消費の著しい抑制がみられた.この抑制された酸素消費はNADの添加により再び増大した.さらに感受性M+にのみ毒素処理によるNAD漏出量の増大が認められた.これより,本毒素は感受性M+に,脱共役およびNAD漏出という2つの効果をおよぼすことが明らかとなった.作用点が不明であったAL毒素に関しては,本毒素が宿主トマト葉の光合成および呼吸能に影響をおよぼすことが認められた.また,他の宿主特異的毒素として,Alterrarla tenuissimaの生成するATC毒素が新たに発見された.病原菌の感染場面における毒素の役割に関しては,以下の知見が得られた.AK毒素では,毒素による細胞機能障害を阻害するSH基修飾剤処理により感染は抑制されたが,膜機能障害後の致死過程を阻害する鉄および銅キレート剤処理では感染が誘発された.一方,AM,ACRおよびHMT毒素の作用はいずれも光照射下で抑制され,AM毒素では細胞膜機能障害後の致死過程が,ACRおよびHMT毒素ではM+作用後の細胞膜機能障害が阻害されるが,AM毒素では光照射下でも感染が誘発されたのに対し,ACRおよびHMT毒素では感染誘発はみられなかった.以上の結果は,宿主特異的毒素による菌受容化の誘導には宿主細胞の致死は必要ではなく,毒素による宿主細胞膜の機能障害が重要であることを示している.宿主特異的毒素の作用と菌受容化との関係をみるために、毒素の作用過程を阻害する各種人為処理葉での毒素による菌の感染誘発効果を調べた。その結果、AK毒素では、毒素による細胞膜機能障害を阻害するSH基修飾剤処理により感染は著しく抑制されたが、膜機能障害後の致死過程を阻害する鉄および銅キレート剤処理では感染が誘発された。一方、AMおよびACR毒素の作用は、いずれも光照射大で抑制され、AM毒素では細胞膜機能障害後の致死過程が、ACR毒素ではミトコンドリア作用後の細胞膜機能障害が阻害されるが、AM毒素では光照射下でも感染が誘発されたのに対し、ACR毒素では感染誘発はみられなかった。これらの結果は、宿主特異的毒素による菌受容化の誘導には、毒素による宿主細胞膜の機能障害が重要であることを示している。一方、AM毒素作用に対する光の効果について検討した結果、毒素処理したリンゴ葉においては、光照射下および晴下のいずれの場合にも明下CO_2固定能が対照区と比較して低下した。さらに、電顕観察により光照射下および晴下ともにグラナの小胞化頻度は経時的に増大することが示された。
ロボティック外套管による体内深部腫瘍THz波照射治療デバイスの開発

本研究では、従来にない新しい治療法の提案として、体内深部の患部に対して低侵襲的なアプローチを行い、治療有効性が示されつつあるTHz(テラヘルツ)波やPDTレーザの精密照射による治療法創出を目指した治療機器の基礎要素研究を行う。具体的にはTHz波を伝送するファイバの選定,柔剛可変外套管先端部に首振り機構を取り付けたレーザ照射デバイス試作および、内視鏡画像と同軸でレーザ照射するデバイス開発を実施し、それぞれの評価を行い臨床適応可能性を示した。本研究では,従来にない新しい治療法の提案として,体内深部にある患部に対して低侵襲的にアプローチし,治療に有効なTHz(テラヘルツ)波の精密照射による治療法創出を目指している.具体的には萌芽研究として,先端部で微小機構を持つロボティック柔剛可変外套管の開発および,その中を通る光ファイバによるTHz波伝送・精密照射技術の開発および基礎評価を研究期間内の目的としている.THz波照射の治療効果はまだ研究が緒についたばかりであるが,治療法自体が大きく期待されている中で,体表に照射する治療しか行えない現状があり,体内深部へ安全に導入することはこれまで出来なかった.そこで本研究は,低侵襲的に体内深部に挿入可能でかつ,先端部においてファイバの位置を制御可能な治療デバイスのプロトタイプを開発することを目的とする.本年度は,THz波の体内導入を行う,的確かつ安全に低侵襲治療を実現する新しい治療法を創出するための基礎検討としてTHz温熱照射可能なロボティック柔剛可変外套管デバイスのプロトタイプ設計および試作を検討した.柔剛可変機構については鋸歯状リンク機構と真空制御によるロック方式を採用した.内部に内視鏡チャンネル,ファイバチャンネルを設けた.伝送用ファイバにはポリメチルメタクリレートをコアとした外径3mmのものを用い,また外套管先端を曲げる2自由度機構を設計した.今後は試作機評価および検証を進める予定である.本研究では、従来にない新しい治療法の提案として、体内深部にある患部に対して低侵襲的にアプローチし、治療有効性が示されているTHz(テラヘルツ)派の精密照射による治療法創出を目指した。具体的には萌芽的な研究として、デバイス先端部で微小機構を有するロボティック柔剛可変外套管の開発および、その中を通る光ファイバによるTHz波伝送およびファイバ伝送されたレーザの精密照射技術の開発および基礎評価を研究期間内の目的とした。THz波照射の治療効果はまだ研究が緒についたばかりであるが、治療法自体が大きく期待されている中で、体表に照射する治療しか行えない現状があり、体内深部へ安全に導入することは従来出来なかった。そこで具体的には低侵襲的に体内深部に挿入可能でかつ、ファイバから照射されるレーザの方向を制御可能な治療デバイスのプロトタイプを開発することを目的とする。本年度はジャイロトロンによるTHz波の生成システムの開発を進めると同時に、ロボティック柔剛可変外套管デバイスのプロトタイプ開発・評価を行い最終年度としてまとめた。柔剛可変機構については先行研究の改良試作を繰り返し、4本の鋸歯状リンクを組み込んだ直径15mmのデバイスを試作した。また、THz伝送用ファイバとしてポリメチルメタクリレートからなる外形約3mmのファイバを用い、剛性評価をした後、デバイス先端部で上下25度の首振りが出来る機構を試作した。上下の首振りはワイヤにより向きを制御した。また、直径3.9mmの軟性内視鏡を組み込むことで、柔剛可変機構を持つ内視鏡かつ先端部でレーザ照射位置を変えて照射するデバイスを実現した。またさらに、軟性内視鏡の画像伝承とレーザ照射を同軸で行う機構開発に取り組み、in-vitroによる照射実験を行った。試作機では、レーザパワー788mW/cm2、レーザ照射効率2.44%で照射位置決め精度0.67mmを実現し、臨床に適応可能であることを確認した。研究計画として,フェーズI:THz温熱照射可能なロボティック柔剛可変外套管デバイスの開発,フェーズII:上記デバイスシステムを用いたファントムによる実動試験,フェーズIII:上記デバイスシステムを用いた動物実験を行うが,本年はフェーズIおよびフェーズIIの準備を始めており,順調に進展している.医用工学昨年度試作したデバイスの改良を加え,再試作を行う.また,随時基礎評価実験およびファントムによる実動試験を行う.また,分担研究者と共に動物実験実施を検討する.計画の変更はない.研究室で導入した3Dプリンタの導入によって,試作経費を抑えつつ試作回数を増やすことが可能となったことが理由の一つである.また,当初予定した導波管の購入が本年度行えなかったため.試作したデバイスの改良を更に加える計画であるが,駆動部の自動化を進めるために制御系パーツを購入する.また,導波管導入を計画し,分担研究者・連携研究者と共に動物実験実施を検討する.また本研究を含めた研究発表を随時行うことで,研究の展開を模索する.
ナノ強誘電体の自発分極とそのサイズ依存性

ナノサイズの強誘電体の物性を明らかにするために,走査型プローブ顕微鏡をベースとして微小な電荷を検出できる測定系を独自に構築した.それを用いて,幅数10nm,高さ数nmのチタン酸鉛ナノ島の自発分極を測定することに初めて成功し,薄膜と同程度の自発分極を有することを明らかにした.さらに自発分極と圧電定数のサイズ依存性とそれらの相関について検討し,サイズの縮小に伴う圧電定数の減少が自発分極の減少に由来することを明らかにした.走査型プローブ顕微鏡(SPM)を用いて,強誘電体ナノ島の自発分極のサイズ依存性の評価を行い,以下のような成果を得た.・試料のガーディングと多層基板を用いた測定回路の新規設計により,浮遊容量を従来の200fFから20fFまで減少させることに成功した.・上述の測定系を用いて,高さ数nm,幅数10nmのPbTiO3ナノ島の自発分極Psと圧電定数d_33のサイズ依存性を同一のナノ島で測定することに成功した.自発分極も圧電定数もナノ島の高さが5nmまでは,薄膜と同等の100μC/cm^2,40pm/Vという値を示したが,それ以下では急激に減少した.・圧電定数のサイズ依存性に,基板による拘束が及ぼす影響を調べた.PbTiO3ナノ島ではアスペクト比は数10であるが,薄膜とほぼ同じ拘束状態にあることを明らかにした.また,アスペクト比の変化が圧電定数に及ぼす影響は小さく,アスペクト比によらず,ほぼ一定と見なせることを明らかにした.・圧電定数と自発分極のサイズ依存性から,比誘電率ε_33と電歪定数Q_11の積を算出したところ,単結晶の数分の一の12m^4/C^2であり,ナノ島の高さには依存した大きな変化は示さないことを見いだした.・上記の知見をもとに,強誘電体ナノ島における自発分極のサイズ依存性はその高さに依存したサイズ効果によって説明でき,圧電定数のサイズ依存性も自発分極のそれによって決定されることを明らかにした.したがって,これらの高さ数nm,幅数10nmのPbTiO3ナノ島は,強誘電体メモリの記憶素子として充分な強誘電性を有するものと結論づけた.ナノサイズの強誘電体の物性を明らかにするために,走査型プローブ顕微鏡をベースとして微小な電荷を検出できる測定系を独自に構築した.それを用いて,幅数10nm,高さ数nmのチタン酸鉛ナノ島の自発分極を測定することに初めて成功し,薄膜と同程度の自発分極を有することを明らかにした.さらに自発分極と圧電定数のサイズ依存性とそれらの相関について検討し,サイズの縮小に伴う圧電定数の減少が自発分極の減少に由来することを明らかにした.本年度は走査型プローブ顕微鏡(SPM)を用いた自発分極の測定技術の確立に注力するとともに,それらを用いたナノ強誘電体の自発分極のサイズ依存性の測定を行い,以下のような成果を得た.・測定系の浮遊容量を低減するために,Q-V変換回路の入力端子の面積を縮小するとともに,シールドを行い,従来の浮遊容量200fFを100fFまで減少させることに成功した.また,電解研磨法によって直径20-30μmのPt及びCu細線から,探針高さが数百μmかつ先端の曲率半径が50nm以下の金属探針を得ることに成功した.しかし,これらの探針では探針高さの増大に伴うたわみとねじれの増大により試料接触時の原子間力を安定して検知できず,安定した機械的/電気的接触を得ることはできなかった.一方,これらの金属探針では予想される浮遊容量は数fFであるのに対し,約50fFの浮遊容量が観察され,これはQ-V変換回路の回路基板に起因することが示唆された.そのため,回路基板に起因する浮遊容量のさらなる低減を行うべく,再度の回路基板の設計と試作評価を進めている.・データ処理の手法について検討を行い,繰り返し測定と平均化処理の組み合わせではリーク電流のばらつきによって大きな誤差が生じることを明らかにした.これを解決するべく,個々の電荷応答波形に含まれるリーク電流を評価・解析することで,分極反転電荷を検出する手法を新たに開発した.・開発した測定系を用いて,高さ数nm,幅数10nmのPbTiO3ナノプレートの自発分極とそのサイズ依存性を評価することに成功した.その結果,PbTiO3ナノプレートの自発分極は幅ではなく,その高さに依存し,高さ5nmまでは薄膜と同等であり,それ以下では急激に減少することを見いだした.しかし,最大で±100%のばらつきを含むため,さらなる浮遊容量の低減による測定精度の向上が必要である.

いくつかの問題は生じたものの,それらを解決しつつ,本年度の研究実施計画を予定通り実施でき,実際にナノ強誘電体の自発分極のサイズ依存性を測定するところまでこぎ着けたことから,当初計画よりも順調に進んでいると考える.前年度には,浮遊容量低減のための切り札と考えていた金属探針の作製には成功したものの,試料への接触安定性が不十分であるという問題が発生し,探針高さの大きな金属探針によって浮遊容量を低減することは困難であることが判明した.しかし,その過程で測定回路と探針を一体化した基板に改良の余地があることが判明したため,今年度は回路基板の改良による浮遊容量の低減に注力することで,さらなる測定精度の向上を目指す.さらに研究実施計画にしたがって,ナノ強誘電体のサイズ依存性をより高精度に明らかにする.該当なし
包括歯科医療の場への遠隔歯科診療支援システムの積極的導入に関する研究

目的奥羽大学歯学部附属病院(センター)と一次歯科医療機関(拠点)との間で平成13年2月26日からリアルタイム双方向性の遠隔歯科診療支援システムを構築・運用し,歯科治療時のリスクの軽減,危険性の予測および偶発症の発生予防など安全性の確保が確認された。本システムはナローバンドであることからプログラム動作や画面の切替などアプリケーション稼働時の速度低下による不具合が生じ,端末から送信された医療情報と医用画像に基づいた診断に支障をきたすことが判明した。そこで,新たなネットワークの構築と医療情報と医用画像の診断によるシステムの実験的運用と今後の展望について検討した。対象および方法センターから約30km離れた端末拠点との間に仮想私設通信網(Internet Protocol Virtual Private Network ; IP-VPN)接続による広域通信網(WAN)の構築を試みた。構築に際しては,県内のどの地域が端末拠点になっても100%網羅できるナローバンド接続およびプライベートネットワークによるセキュアな通信を確保し,ランニングコストをリーズナブルにするためにFLET'S Group Access Lightを適用した。また,通信速度の向上とデータ暗号化を目的にメタフレームとサイボーズ【○!R】Office6を導入した。成果サイボーズ【○!R】Office6の導入により,拠点側から添付ファイルで送信した医療画像はセンター側で診断できる鮮明度を有し,ナローバントとは思えない円滑な受信速度が可能となった。CPUセレクターにより,システムの切り替えが瞬時にでき,かつマルチモニタースプリッタでアナログRGB信号を液晶プロジェクターに分配・出力することにより,大画面への投影が可能となり,遠隔カンファレンス,卒前臨床実習および卒後歯科医師臨床研修の場において,教育支援ツールとして活用できるようになった。今後,ネットワークの拡張を視野に入れたシステムの推進,電送費用など診療報酬としての経済的インセンティブの付与,画像診断専門医などの人材育成および海外へのアプリケーションの拡張を視野に入れながら,運用評価を重ねて行きたいと考えている。目的インターネットを取り巻くは利便性が高まる一方でメール機能やセキュリティホールを悪用するタイプのウイルスや悪質な不正アクセスが増加しており,利用者のセキュリティ対策の必要性がますます高まっている。このような中,今年4月から個人情報保護法が全面施行されることなども配慮して,セキュアな通信を重視した新たなネットワークの構築と実験的運用を試みた。システムの概要本学附属病院から約30km離れた一次歯科医療機関との間に,IP-VPN接続によるWANの構築を試みた。IP-VPNはIPネットワーク上に第三者がアクセスできない仮想的なプライベートネットワークを構築し,特定のユーザー同士で専用線のような通信を可能にするサービスである。バックボーンを流れるトラヒックを送信元や宛先などの組み合わせごとに分類し,トンネリングして特定サイト間での通信を実現する。通信料金が拠点間の距離に依存しないのも大きな特長である。今回使用した回線は県内のどの地域が拠点になっても100%網羅できる点を重視してISDN回線とし,IP-VPNの構築に際しては,FLET, S GroupAccessライト(NTT東日本)を利用した。ISDN回線は一般にナローバンドと呼ばれ,最大速度が64kbpsである。この環境は100Mbpsで動作するLAN上では非常に遅い速度である。一方,リモート側の拠点からセンター側のプログラム動作や画面の切替などのアプリケーションを稼働させる場合にも速度が遅いため不具合が生じやすい。そこで,通信速度の向上とデータ暗号化を目的にメタフレーム(サーバーアプリケーション)を導入した。速度向上の方法としては,プログラム処理をすべてセンター側のサーバーで行い,その結果を画面のイメージとして拠点側に転送することにした。謂わば,ビデオ信号を送信しているようなものである。

このため,拠点側ではナローバンドでありながら高速に動作ができるようになった。さらにデータ暗号化により,仮にデータスキャンをされたとしても解析することができないなど,よりセキュアな通信が可能となった。目的かかりつけ歯科医機能が推進される中,全身的合併症を有する高齢者の歯科治療の機会が増加している。それに伴い,自院で治療するかどうかの判断に悩みかつグレーゾーンに陥り,治療の遅れや判断を誤る危険性も高まっている。インターネットを取り巻く環境は利便性が高まる一方でメール機能やセキュリティホールを悪用するタイプのウイルスや悪質な不正アクセスが増加しており,利用者のセキュリティ対策の必要性がますます高まっている。そこで,セキュアな通信を重視した新たなネットワークと遠隔カンファレンスシステムの構築および実験的運用を試みた。システムの概要センターシステムを設置している本学附属病院から約30km離れた一次歯科医療機関との間に,Internet Protocol-Virtual Private Network(以下IP-VPN)接続によるWAN(広域通信網)の構築を試みた。IP-VPNはIPネットワーク上に第三者がアクセスできない仮想的なプライベートネットワークを構築し,特定のユーザー同士で専用線のような通信を可能にするサービスで,バックボーンを流れるトラヒックを送信元や宛先などの組み合わせごとに分類し,トンネリングして特定サイト間での通信を実現する。IP-VPNの構築に際してはFLET,S GroupAccessライト(NTT)を利用し,回線は県内のどの地域が拠点になっても100%網羅できる点を重視してISDN回線とした。データ暗号化により,仮にデータスキャンをされたとしても解析することができないなど,よりセキュアな通信が可能となった。また,配信された画像をデジタルプロジェクターで投影する遠隔カンファレンスの試みは,動画表示時の一時停止やコマ送りに失敗するなどのトラブルが発生したので,次年度検討することした。成果公表1)第46回日本歯科医療管理学会総会・学術大会(平成17年6月26日;東京)にて口演発表2)第54回東北公衆衛生学会(平成17年7月22日;福島)にて口演発表目的奥羽大学歯学部附属病院と一次歯科医療機関との間で平成13年2月26日からリアルタイム双方向性の遠隔歯科診療支援システムを構築・運用し,歯科治療時のリスクの軽減,危険性の予測および偶発症の発生予防など安全性の確保が確認された。