hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
内包イオンの局所対称性の破れが誘起するクラスレートの高い熱電変換特性の物理的起源

このようなガラス的な振る舞いを示す奇妙な実験結果は、内包イオンの配置の対称性の破れに起因する。中でも数Kから数10Kで観測される熱伝導のプラトー温度領域では「温度依存性を示さない」ものであり、これまでの常識では理解できない現象である。28年度には、この普遍的に観測されるプラトーおよび関連する奇妙な現象を以下の手順で理論的に明らかにした。1)。対称性が破れたクラスレートには、THz振動数領域で3つの性質の異なるモードが励起されていうことを大規模シミュレーションにより明らかにした。それぞれ、非局在の音響モード、弱局在モード、そして強局在モードが存在することを明らかにした。2)。THz振動数領域での動的構造因子S(q,ω)を計算した。3)。以上の結果に基づき熱伝導プラトーは、音響フォノンが弱い局在モードへ転化することにより生じることを明らかした。4)。さらに温度を100K以上に上げていくと熱伝導度は、温度Tに比例して増加する。この現象に対して、強局在モードが主要な役割を担うことを明らかにした。このモードは、内包イオンの局在モードと籠のネットワークが担う音響フォノンとが相互作用することにより生じた混成モード(Hybridized Modes)である事も明らかにした。5)。非線形ポテンシャルから生じる3フォノン過程により、プラトーの高温度領域で観測される温度Tに比例した特異な熱伝導温度依存性を定量的に説明した。以上の結果は論文、および学術講演会において発表された。I型クラスレートでは、内包イオンの対称性が破れる事により、ガラスと同じ熱的ならびに動的な現象が発現する。これらはすべて、THz振動数領域のフォノン・モードの特異な性質に起因する。本研究では、対称性が破れたI型クラスレートに対して、大規模シミュレーションを遂行し、状態密度、比熱、動的構造因子、そして各モードの局在因子(PR)を計算した。これにより対称性が破れたクラスレートには3つの特徴的なモードが存在することが分かった。これらは非局在モード、弱く局在したモード、そして強く局在したモードである。これらの結果を基に、I型クラスレートの熱伝導度の特徴的な温度依存性を理論的に説明することができた。ガラスのような低い熱伝導を示す熱電変換籠状クラスレートに関する研究においては、これまで主に単一の籠の中での内包イオンのラットリング運動が主に注目され、内包イオンと籠の相互作用や隣り合う籠に内包されたイオン間の相互作用の効果は考慮されることはなかった。しかし、内包イオンの局所的対称性が破れ双極子モーメントや籠の弾性歪を誘起することは特に重要である。すなわち隣り合う内包イオン同士の相互作用を無視することはできない。内包イオンとネットワークを組んだ籠との相互作用は、THz領域でのフォノン分散関係にavoided crossing効果に基づく大きな変化を与える。そして、この分散関係はフォノン熱伝導に特報的な効果をもたらすことが分かった。この結果に基づき、実際に熱電変換効果が適用される室温以上の高温度領域でのフォノン熱伝導の研究を遂行し、これまでの研究をさらに掘り下げた。
ナノテクノロジーを用いた新しい抗原虫戦略の開発

前年度までに、金属ナノ粒子を用いて、トキソプラズマ原虫の増殖阻止に働くかを解析した結果、特に銀ナノ粒子が原虫の分裂・増殖阻止に働くことを証明した。さらに、より細胞に取り込まれやすい形態にすることを目指し、トリプトファン被覆の金及び銀粒子に関して、その後の解析を行った。トリプトファン被覆がきちんとできているかを解析するため、透過型電子顕微鏡で解析を行った結果、金及び銀ナノ粒子の各々において、トリプトファンの被覆が確認された。これらの解析結果を受け、本年度は原虫のシスト(休眠型虫体)に対するナノ粒子の効果を解析した結果、一定の抗原虫効果があることが明らかとなった。さらに、金属ナノ粒子の抗原虫機構について解析を行った結果、酸化ストレスやトリプトファン代謝経路が関わっていることがわかった。29年度が最終年度であるため、記入しない。細胞培養系において金属ナノ粒子がトキソプラズマ原虫の活性型虫体に対する増殖抑制効果を持つか解析を行った。β-ガラクトシダーゼ導入トキソプラズマ原虫株を使用し、基質による発光を計測することで金属ナノ粒子による虫体の増殖阻害効果を測定した。次に、金属ナノ粒子が哺乳類細胞(宿主細胞)への細胞毒性を有するか解析を行った。ピリメサミン等のトキソプラズマ原虫のタキゾイドの増殖阻止に効果があることが知られている薬剤を参照薬として用い、実際に、金属ナノ粒子が原虫のトキソプラズマの宿主細胞として用いられるVero細胞、HFF細胞などに細胞毒性を持たないか解析を行った。本年度の研究実施計画として、(i)細胞培養系において金属ナノ粒子がトキソプラズマ原虫の活性型虫体に対する増殖抑制効果を持つか解析を行う、(ii)金属ナノ粒子が哺乳類細胞(宿主細胞)への細胞毒性を有するか解析を行うことの2点を当初挙げていた。従って、本年度は計画通りにおおむね順調に進展している。本年度は、より細胞に取り込まれやすい形態にすることを目指し、金及び銀ナノ粒子にアミノ酸被覆を行った。トリプトファン以外のアミノ酸で被覆した金属ナノ粒子は、宿主細胞に毒性が強かったり、そもそも原虫の増殖阻止に効果が小さかったため、トリプトファン被覆の金及び銀粒子に関して、その後の解析を行った。当初は金属ナノ粒子について抗トキソプラズマ効果を解析する計画であったが、研究の進展に伴い、アミノ酸被覆した金属ナノ粒子についてもその抗トキソプラズマ効果を解析する必要が生じため、アミノ酸被覆した金属ナノ粒子の作製とその被覆について、透過型電子顕微鏡での確認を行った。今後は、(i)共焦点顕微鏡を使って、金属ナノ粒子の宿主細胞内、及び原虫への攻撃の動態を解析する。(ii)トキソプラズマ原虫のシスト(休眠型虫体)に対するナノ粒子の効果を解析する。以上、2点を今後の研究の推進方策とする。被覆の確認された金属ナノ粒子を用いて、その後の原虫阻止試験を行う。特に、原虫のシスト(休眠型虫体)に対するナノ粒子の効果を解析する。以上を今度の研究の推進方策とする。
液中レーザーアブレーション法による太陽系初期形成鉱物の同位体分析

本研究の2目では、MC-ICPMS(重出器型誘導結合プラズマ質量分析計)用いたタンステン同位体比分析の感度向上をめざし、ETV(電気加熱気化法)を用いたMC-ICPMSへの試料導入法の開発をおこなった。1CP-MSへのETV試料導入法は1970年代に開発された古典的な手法であり、現在でも1CP-MSを用いた元素定量等に使用されている。この方法は、通常のICP-MSへの試料導入法では必要不可欠なスプレーチャンバー部分が存在せず、そのため、高い感度が得られることが知られている。しかし、ETV法は得られる信号にスパイク状のノイズが入り、安定した信号が得られないため、高精度同位体比分析には適用することができなかった。従来のETV-ICPMS法で信号がスパイク状になる理由は、ICP-MSのプラズマに導入される試料のサイズが大きいためだと考えられる。本研究ではよりサイズの小さな試料をプラズマへと導入するために、従来のETV法で一般的に用いられてきたアルゴンガスではなく、新たにヘリウムガスの中で試料を蒸発させた。それぞれ1CP-MSで得られた信号プロファイルを比較した結果、アルゴンガス下で蒸発させたタングステン試料から得られた信号がスパイク状になっているのに対して、ヘリウムガス下で蒸発させたタングステン試料から得られた信号は非常に滑らかとなっていた。さらに、ヘリウムガスを用いたEWによりタングステン試料を蒸発させてMC-ICPMSへと試料を導入してそのタングステン同位体比を測定した結果、従来のネブライザー試料導入法と比較して約5倍の感度が得られることがわかった。また、Hf-W年代測定をおこなうのに十分な同位体比分析精度が得られた。これらの結果は、本研究で開発したETV試料導入法が、コンドライト中のメタルナゲットのHf-W年代測定に適用できることを示している。(抄録なし)今年度は、液中レーザーアブレーション法による普通コンドライト中のメタル相及びサルファイド相の鉄同位体比分析を中心に研究を進めた。サルファイド相は磁性を持たないため、シリケイト相との分離が非常に難しく、普通コンドライトの構成物質の成因と進化を知るうえで大きな障害となっていた。本研究では液中レーザーアブレーション法によりメタル相のみ、もしくはサルファイド相のみをサンプリングし、その鉄同位体比を測定することに成功した。その結果、それらのコンドライト構成物資が形成されたときに持っていたであろう初期の鉄同位体比と、その後コンドライト母天体での変成による鉄同位体比の分別過程が明らかになった。これらの研究結果は、随時国内外の学会で発表した。より微小な鉱物の同位体比測定のためには、より高感度な分析法が必要である。そこで年度の後半は、ICP-MS(誘導結合プラズマ質量分析計)を用いて、微少量のタングステン同位体分析をおこなうための分析手法の開発をおこなった。本研究では、ETV(electrothermal vaporization)というICPへの試料導入法に着目した。この方法は1970年代から使用されている試料導入法であり、ネブライザーを用いた方法に比べて試料の損失が少ないことが特徴である。しかし、従来のETV法ではタングステンのような難揮発性元素は蒸発させることが難しく、また、蒸発してもすぐに凝縮して大きな粒子を形成してしまうため、難揮発性元素の同位体分析には不向きとされてきた。そこで本研究では、蒸発させた試料の再凝縮を防ぐために、従来はAr雰囲気下で行われていた試料の蒸発をHe雰囲気下でおこなうよにした。これは、HeガスがArガスに比べて ̄10倍の熱伝導率を持っているため、タングステン試料の再凝縮が起こりにくいと考えたからである。その結果、He雰囲気下で蒸発させるETV法ではタングステンのような難揮発性元素でも安定した信号プロファイルを得られることがわかった。また、25ngの微小量のタングステン試料から高精度同位体分析が可能であることがわかった。さらに、ヘリウムガスを用いたEWによりタングステン試料を蒸発させてMC-

ICPMSへと試料を導入してそのタングステン同位体比を測定した結果、従来のネブライザー試料導入法と比較して約5倍の感度が得られることがわかった。また、Hf-W年代測定をおこなうのに十分な同位体比分析精度が得られた。これらの結果は、本研究で開発したETV試料導入法が、コンドライト中のメタルナゲットのHf-W年代測定に適用できることを示している。液中レーザーアブレーション法の開発により、今までにない微小領域からの固体サンプリングが可能となった。また、独自にETV法によりICP-MSへの試料導入装置を自作し、分析条件の最適化をはかった。その結果、同位体分析に必要なW試料量を従来の分析の半分以下に抑えることができるようになった。現在、さらなる分析法の開発をすすめており、当初の計画以上に進展しているといえる。当初の計画にはなかったETV試料導入法の開発により、太陽系初期形成鉱物の同位体分析のための研究が大きく進展した。今後は、実際に液中レーザーアブレーション法により隕石中から鉱物をサンプリングし、そのタングステン同位体比を測定することになる。測定にETV試料導入法を用いることにより、従来の方法よりも微少な試料量で同位体分析をおこなう。(抄録なし)
時間発展行列積状態を基にしたスピン流の微視模型解析

スピンカレントは次世代デバイス技術として期待されているスピントロニクスの根幹を成す概念である。そこで、本研究課題では、申請者らが独自に考案したブロックランチョス変換による1次元化と時間発展行列積状態計算手法を組み合わせた計算方法を用いて、量子スピン-フェルミオン接合系の数値的厳密な結果を提供し、スピンカレントの基礎理論を進展させる事を目的とした。本年度は、タイトバインディング模型に接続した1次元量子スピン系のダイナミクスの一般的な振る舞いを調べた。系のセットアップとしては、1次元量子スピン系が二つのタイトバインディング模型に挟まれた系を想定し、それぞれのタイトバインディング模型に時刻0で地場を印加し、十分時間が経ったときにスピン系に流れるスピンカレントの大きさを調べた。印加する磁場が弱い時には流れるスピンカレントが強く抑制されており、スピン系がギャップレスの系に近いほど抑制が強いことがわかった。このことから、この抑制はスピン系のギャップにはあまり依存せず、むしろ接合部分の性質に依存しているように見られる。そこで、我々はタイトバインディング模型のバンド幅Wと量子スピン系の交換相互作用Jの大きさ依存性を調べたところ、ある特定の比のところでスピン流は極大値を取ることがわかった。さらに、この極大値をとるパラメータにおける磁場依存性を系統的に調べた結果、このパラメータにおいてはスピンカレントが印加する磁場に比例する、すなわち、スピンカレントに対するオームの法則を満たすことがわかった。これらの結果は論文として公表予定である。
診療クリニカルパス自動生成のためのアクティブマイニングプロセスに関する研究

データマイニングを用いたクリニカルパス(診療工程管理)の自動生成を以下のプロセスによって実現し,病院情報システムに蓄積されたデータにより,出力結果を検証した:(1)病院情報システム内に蓄積された診療記録・診療行為のデータから,各疾患の診療に必要な診療記載・検査および診療行為のデータを抽出。(2)各DPCコードにおいて入院日数に関するEMクラスタリングの適用,(3)サブグループにデータを分割し,抽出した診療行為のデータにデュアルクラスタリングを適用,クリニカルパスを生成。(4)退院時要約を用いて,サブグループに関する分類器の構築。(5)分類器と生成されたパスを出力する。本課題の目的は,データマイニングを用いたクリニカルパス(診療工程管理)の自動生成を以下のプロセスによって実現するための基盤技術を研究することにある:(1)病院情報システム内に蓄積された診療記録・診療行為のデータから,各疾患の診療に必要な診療記載・検査および診療行為のデータを抽出。(2)抽出したデータに時系列マイニング・系列マイニング等の方法を適用し,クリニカルパスを作成するための知識をマイニングする。(3)生成されたクリニカルパスを病院情報システム内に実装し,実際の診療において評価を定量的に行う。(4)評価に基づいて,不足したデータの追加を含むデータ収集を行い,手法の洗練化・新たな開発を行う。本年度前半では,データウェアハウスサーバ設置を設置し,病院情報システムに同期する形で蓄積を開始した。さらに,これら蓄積されたデータとそのデータに関わる背景的情報となりうる診療記録,診療行為を抽出するシステムを開発し,本年度設置されるデータウェアハウスサーバに実装し,情報系データの蓄積を開始している。さらに,蓄積されたデータの一部を用いて,本年度設置されるデータマイニングサーバを用いて,以前から行ってきた眼科領域について,従来の方法のマイニング技術の予備的適用を行い,得られたパターンの評価を進めた。本年度後半には,年度前半に蓄積されたデータを用いた時系列データからのマイニング技術を開発した。まず,従来の時系列マイニングを含むデータマイニングの手法を拡張して実装,本年度前半に蓄積されたデータを用いて,検証を本格的に行った。検証においては,これまで提案されてきた非類似度,クラスタ手法,ルール生成の手法について可能な限りの選択肢を実装し,その性能を評価した。研究代表者が体調を崩し,入院した期間があったため,2ヶ月ほど実装の開始が遅れた。そのため,マイニングシステムの実装およびその評価の時期が少し遅れた。しかし,28年5月の段階でおおむねその遅れは解消できた。本年度前半では,前年度に引き続き,マイニングの要素技術の開発を昨年度設置されたデータマイニングサーバを用いて行った。得られたマイニングの結果を用いて,専門家にインタビュー,本格的にクリニカルパス実行システムの開発を本年度設置の開発用ワークステーションを用いて行い,本大学附属病院設置の病院情報システムのテスト開発系との連携を図った。本年度後半には,評価領域としては,内科の場合に,技術的困難が見つかり,パスが比較的使用されている眼科領域にフォーカスをあて,クリニカルパスを逐次,病院情報システム本体に埋め込み,その実行記録をデータマイニングサーバに蓄積を試みた。サーバに蓄積されたデータに,これまで開発したマイニング技術を適用,診療支援システムの評価を行った。その評価に必要な情報あるいは前プロセスでは足りなかったと思われる情報の収集を目指し,データの収集のデザインを行い,さらにそのデータをデータマイニングサーバに蓄積した。申請においては,内科を対象領域とすることをうたっていたが,呼吸器内科(肺がん)および脳梗塞について,これまで提案してきた方法を適用したところ,予想以上に複雑なパスが生成され,精査したところ,入院病名(DPCコード)中に複数の病態が含まれているため,複雑な症例と簡易な症例が混じったパスが生成されてしまった。そこで,これら複数の病態をなるべく分離できるように,改めて,これまでとは異なる手法を適用し,結局,入院日数を基準とした混合正規分布クラスタリングを適用,その後,生成されたクラスタの特徴付けを行った後,再分類を施す方法を考案した。これによってより簡易なパスが生成させることが可能となった。しかし,これらと並行に作業を進めるため,このような複雑な病態を含まない領域を評価に用いるように変更するとともに,新たに開発・実装した方法の評価を行った。ただし,この方法については,まえもって目視でクラスタ数を推定するなどの処理が必要であり,今後自動化することが必要かどうか検討する必要がある。本課題の目的は,データマイニングを用いたクリニカルパス(診療工程管理)の自動生成を以下のプロセスによって実現するための基盤技術を研究することにある:

(1)病院情報システム内に蓄積された診療記録・診療行為のデータから,各疾患の診療に必要な診療記載・検査および診療行為のデータを抽出。(2)抽出したデータに時系列マイニング・系列マイニング等の方法を適用し,クリニカルパスを作成するための知識をマイニングする。(3)生成されたクリニカルパスを病院情報システム内に実装し,実際の診療において評価を定量的に行う。(4)評価に基づいて,不足したデータの追加を含むデータ収集を行い,手法の洗練化・新たな開発を行う。本年度では,昨年度後半までに開発されたクリニカルパス支援システムを病院情報システムからのデータ提供によって動作する環境を開発用ワークステーション上に構築し,その後,病院システム内のデータマイニングサーバに移植し,病院内の看護実行オーダー歴を用いて,診療支援システムの評価を行った。その評価に必要な情報あるいは前プロセスでは足りなかったと思われる情報の収集を目指し,データの収集のデザインを行い,さらにそのデータをデータマイニングサーバに蓄積をすすめた。その結果,眼科等外科領域においては,きわめて精度の高いクリニカルパスが構築できたが,内科領域を含めて,複数の病態が混合しているDPCにおいては,クリニカルパスは,専門家が考えるパスよりも長いパスとなった。例えば,脳梗塞では,入院日数の短いものと長いものとがありうるが,それぞれの和集合のようなパスが得られた。そこで,この混合状態を解消するようなクラスタリングを施すことで,サンプルを分離することでより精度の高いパスが得られた。今後,このような混合状態解消の方法を考察していく予定である。データマイニングを用いたクリニカルパス(診療工程管理)の自動生成を以下のプロセスによって実現し,病院情報システムに蓄積されたデータにより,出力結果を検証した:(1)病院情報システム内に蓄積された診療記録・診療行為のデータから,各疾患の診療に必要な診療記載・検査および診療行為のデータを抽出。(2)各DPCコードにおいて入院日数に関するEMクラスタリングの適用,(3)サブグループにデータを分割し,抽出した診療行為のデータにデュアルクラスタリングを適用,クリニカルパスを生成。(4)退院時要約を用いて,サブグループに関する分類器の構築。(5)分類器と生成されたパスを出力する。本年度の研究の遅れについては,28年5月の段階でおおむね解消している。今後は,平成28年度前半で計画されている:マイニングシステムの実装とクリニカルパスの実装:「引き続き,マイニングの要素技術の開発は昨年度設置されたデータマイニングサーバを用いて行う。得られたマイニングの結果を用いて,専門家にインタビュー,本格的にクリニカルパス実行システムの開発を本年度設置の開発用ワークステーションを用いて行い,本大学附属病院設置の病院情報システムのテスト開発系との連携を図る。この期間においてユーザー指向アクティブマイニングのための装備が完成する。この期間では,上記であげた内科全般を適用領域とする。」の遂行を時間通り進めている。
小児AMLにおけるEVI1/MEL1高発現の臨床的意義の検証とその作用機構の解析

本研究は、研究代表者らが見出した小児AMLの予後不良マーカー「EVI1遺伝子及びMEL1遺伝子の高発現」について、リスク分類及び造血幹細胞移植治療選択における有用性を検証するとともに、その予後不良に至る作用機構を明らかにすることを目的としている。特に、治療層別化因子として臨床応用することに重点を置いて研究を進めて来た。EVI1とMEL1は相同遺伝子であり、ともにPRドメインあり[PR(+)]/なし[PR(-)]の異なるisoformを産生する。MEL1高発現例は全例PR(+) isoformを主に発現しているが、EVI1高発現例にはPR(+) isoformを主に発現しているものとPR(-) isoformを主に発現しているものがあり、このisoformの違いが小児AMLの予後に与える影響がはっきりしていない。そこで、isoformの違いを認識でき、高い精度と再現性を実現できるアッセイ系としてnCounterシステムを採用し、EVI1/MEL1遺伝子高発現検査法の開発を行なっている。2018年度は、AML99研究登録症例からMEL1高発現例17例とEVI1高発現例16例を含む88例を選出し、そのRNA検体を用いて、開発したnCounterアッセイの検証を行った。その結果、極めて簡便・迅速に測定できること、測定したEVI1、MEL1発現量がマイクロアレイ測定値、定量RT-PCR測定値と高い相関性を示すこと、同一検体の複数回測定において高い再現性を示すことを確認した。また、まだ少数例の解析で今後の検証が必要であるが、小児AMLにおいてEVI1 PR(+) isoform高発現例とEVI1 PR(-) isoform高発現例は同数程度存在し、予後は同程度に不良であることが示唆された。今後、AML-05研究登録症例の検体を用いて、臨床的有用性についての検討を続けていく予定である。本研究は、小児AMLのマイクロアレイ遺伝子発現プロファイル解析から研究代表者らが見出した予後不良マーカー「EVI1遺伝子及びMEL1遺伝子の高発現」について、リスク分類及び造血幹細胞移植治療選択における有用性を検証するとともに、その予後不良に至る作用機構を明らかにすることを目的とするものである。EVI1とMEL1は相同遺伝子であり、ともに転写開始点・スプライシングの違いにより、PRドメインあり[PR(+)]/なし[PR(-)]の異なるisoformが産生される。両者は機能的に異なることが示唆されており、小児AMLにおいて高発現しているEVI1、MEL1遺伝子がどのようなisoformであるのかを、RT-PCR、RNAシークエンシング、nCounterアッセイなどにより検討した。その結果、小児AMLのEVI1高発現症例ではPR(+) isoformを主に発現している症例とPR(-) isoformを主に発現している症例が見られた。MEL1高発現症例では全例PR(+) isoformを主に発現していた。EVI1遺伝子及びMEL1遺伝子の高発現を治療層別化因子として臨床応用する際には、高い精度と再現性が求められる。一般に、定量RT-PCRにおいて、長期にわたってコンタミネーションを排除し高い再現性を持ってアッセイを行うことは簡単ではない。そこで、より簡便で、PCR反応を経ずにRNA検体から直接測定可能なnCounterシステムを用いることを検討した。その結果、nCounterアッセイは、EVI1遺伝子及びMEL1遺伝子の発現量の測定においてマイクロアレイ、定量RT-PCRと高い相関性を示し、再現性も高いことが示された。nCounterアッセイは、臨床実装しうる検査法として有望と考えられた。2018年開始が予定される次期小児AML多施設共同臨床試験において「EVI1遺伝子及びMEL1遺伝子の高発現」を治療層別化因子として導入することを提案中であり、そのアッセイ系の構築に注力したため、本年度予定していた「マウス白血病モデル系を用いたEVI1/MEL1高発現が白血病の病態に与える影響の解析」等があまり進められなかった。本研究は、小児AMLのマイクロアレイ遺伝子発現プロファイル解析から研究代表者らが見出した予後不良マーカー「EVI1遺伝子及びMEL1遺伝子の高発現」について、リスク分類及び造血幹細胞移植治療選択における有用性を検証するとともに、その予後不良に至る作用機構を明らかにすることを目的として開始した。現在は、この予後不良マーカーを治療層別化因子として臨床応用することに重点を置いて研究を進めている。EVI1とMEL1は相同遺伝子であり、ともに転写開始点・スプライシングの違いによりPRドメインあり[PR(+)]/なし[PR(-)]の異なるisoformを産生するが、平成28年度の解析から、小児AMLのEVI1高発現症例ではPR(+) isoformを主に発現している症例とPR(-) isoformを主に発現している症例が見られ、MEL1高発現症例では全例PR(+) isoformを主に発現していることが明らかになっている。このisoformの違いが小児AMLの予後に与える影響がはっきりしないため、isoformの違いを認識でき、高い精度と再現性を実現できるアッセイ系としてnCounterシステムを採用し、EVI1/MEL1遺伝子高発現検査法の開発を開始した。平成29年度は、平成28年度に開始したnCounterアッセイの再現性及びマイクロアレイ/定量RT-PCRとの一致性の検証をさらに進めるとともに、EVI1/MEL1遺伝子高発現が予後不良マーカーとして機能しないM7サブタイプについて、群馬県赤十字血液センターの林泰秀先生とともに新たな予後不良マーカー候補を選択し、これらを搭載したnCounterアッセイの開発を行った。

平成30年度開始が予定される次期小児AML多施設共同臨床試験においてEVI1/MEL1遺伝子高発現を治療層別化因子として導入することを提案中であり、そのための検査法の構築に注力しているため、予定していたEVI1/MEL1遺伝子高発現が予後不良に至る機構の解析をあまり進められなかった。本研究は、研究代表者らが見出した小児AMLの予後不良マーカー「EVI1遺伝子及びMEL1遺伝子の高発現」について、リスク分類及び造血幹細胞移植治療選択における有用性を検証するとともに、その予後不良に至る作用機構を明らかにすることを目的としている。特に、治療層別化因子として臨床応用することに重点を置いて研究を進めて来た。EVI1とMEL1は相同遺伝子であり、ともにPRドメインあり[PR(+)]/なし[PR(-)]の異なるisoformを産生する。MEL1高発現例は全例PR(+) isoformを主に発現しているが、EVI1高発現例にはPR(+) isoformを主に発現しているものとPR(-) isoformを主に発現しているものがあり、このisoformの違いが小児AMLの予後に与える影響がはっきりしていない。そこで、isoformの違いを認識でき、高い精度と再現性を実現できるアッセイ系としてnCounterシステムを採用し、EVI1/MEL1遺伝子高発現検査法の開発を行なっている。2018年度は、AML99研究登録症例からMEL1高発現例17例とEVI1高発現例16例を含む88例を選出し、そのRNA検体を用いて、開発したnCounterアッセイの検証を行った。その結果、極めて簡便・迅速に測定できること、測定したEVI1、MEL1発現量がマイクロアレイ測定値、定量RT-PCR測定値と高い相関性を示すこと、同一検体の複数回測定において高い再現性を示すことを確認した。また、まだ少数例の解析で今後の検証が必要であるが、小児AMLにおいてEVI1 PR(+) isoform高発現例とEVI1 PR(-) isoform高発現例は同数程度存在し、予後は同程度に不良であることが示唆された。今後、AML-05研究登録症例の検体を用いて、臨床的有用性についての検討を続けていく予定である。次期小児AML多施設共同臨床試験において「EVI1遺伝子及びMEL1遺伝子の高発現」を治療層別化因子として導入することを最優先に考え、nCounterアッセイ系の分析的妥当性、臨床的妥当性の検証に注力する。まず、AML-05研究登録症例の検体を用いた検証を予定する。この検証の終了後、当初計画していた「マウス白血病モデル系を用いたEVI1/MEL1高発現が白血病の病態に与える影響の解析」等を、再開する予定である。次期小児AML多施設共同臨床試験においてEVI1/MEL1遺伝子を治療層別化因子として導入する場合に必要な検査法を確立することを最優先に考え、nCounterアッセイ系の分析的妥当性、臨床的妥当性を示すことに注力する。AML-05研究登録症例の検体を用いた検証用に、一部取り置きした。nCounterアッセイの分析的妥当性、臨床的妥当性を示す実験の試薬用に、一部取り置きした。
経時的連続観察を利用した卵巣体外培養系の確立と応用

マウス卵巣切片を各種増殖因子添加下に培養し、経時的連続観察による卵胞発育や顆粒膜細胞増殖能について評価した。GDF-9およびbFGFは顆粒膜細胞増殖能を有意に亢進させた。TGF-αは有意差は認めないものの増殖能亢進傾向を示した。BMP-4およびmTORactivatorは増殖能に影響しなかった。いずれの投与群においても卵胞発育速度促進、成熟卵獲得数も増加した。発育卵胞中の卵母細胞径の測定は成熟度の推測に有用であった。経時的連続観察下の卵巣組織培養は卵胞発育と卵母細胞成熟度の比較評価に有用であり、GDF-9およびbFGFは卵巣組織体外培養系において卵胞発育促進効果を持つことを示した。既に樹立したヒト不死化顆粒膜細胞株/HGrCを培養し、GDF-9, BMP4,6,7, Kit Ligand, AMH, FSH , mTOR inhibitor/activator, PTENinhibitor, CNP, S1Pをそれぞれ添加して48時間培養しタンパク、mRNAおよび培養上清を回収、細胞増殖能や、細胞内シグナル評価、培養上清ステロイド産生能評価を行った。定量的RT-PCRにおいて、GDF-9添加によりコレステロール合成経路に関与する酵素のmRNA発現増加を認め、FSH添加を追加することで相乗効果が得られた。これらの酵素には卵の減数分裂も関与していることが、これまでに報告されており、これらが卵と卵胞発育における、両者の相互作用へ関連している可能性が示唆された。また8週齢マウス卵巣切片を経時的連続観察下に培養し、得られた画像より、原始卵胞数や発育卵胞の数や直径、面積、発育速度の変化を観察した。BrdUパルスチェイスによる取り込み評価も併用し、至適培養条件についての検討を行った。得られた至適条件下に培養を行い、LHを添加することで一部の卵は排卵に至った。GDF-9やFSHなどの因子を添加し、それぞれの条件下での発育卵胞の数や直径、発育速度、BrdUパルスチェイスによる取り込みについて比較検討を行った。また加齢マウスについても24週齢前後のマウスを対象に体外受精を行い、受精率や胚盤胞到達率などを比較検討した。前年度に行ったヒト不死化顆粒膜細胞株/HGrCにおける結果をもとにに8週齢マウス卵巣切片を経時的連続観察下に培養し、BrdUパルスチェイスによる卵胞内顆粒膜細胞へ取り込みや、発育卵胞数について至適条件設定のための評価を行った。連続観察によって、一次卵胞から胞状卵胞、グラーフ卵胞への発育が見られ、hCG投与によって排卵に類似した卵子放出が確認された。放出された卵子にはGV期からM2期までの各発育段階の卵が含まれていた。GDF-9、BMP4,6,7、Kit Ligand、AMH、FSH、mTOR activatorなどの刺激因子を添加しBrdUパルスチェイスによる卵胞内顆粒膜細胞へ取り込みや、発育卵胞数計測によって比較検討が可能であることを確認した。マウスでの至適条件を参考に、ヒト卵巣切片でも同様の検討を行ったが、BrdUパルスチェイスによる卵胞内顆粒膜細胞への取り込みはマウス卵巣と比較し弱いものであった。また体外培養下での卵胞発育や成熟卵獲得にも至らなかったため、培養条件についての再検討をおこなった。培養条件による影響は軽度であり、今回のヒト卵巣体外培養系で用いた卵巣切片については加齢による影響が大きいと考えられた。マウス卵巣培養における至適条件とは異なった条件が必要と考えられる。今後はマウス卵巣培養における各種刺激因子での結果を参考に、ヒト卵巣培養での至適条件探索を行う予定である。マウス卵巣組織培養での結果をもとに、ヒト卵巣組織培養への応用を目指しているが、使用可能なヒト卵巣組織は薬物療法や加齢の影響が大き、マウスでの結果と乖離している。4週齢マウスの卵巣切片について、各種増殖因子刺激下に組織培養を行い、タイムラプス撮影による卵胞発育評価を行なった。放出された卵母細胞については成熟培養を行い、放出時の卵胞面積、卵母細胞径、培養前後の減数分裂期を評価した。抗BrdU抗体陽性の顆粒膜細胞を有する卵胞をカウントし顆粒膜細胞のDNA合成を評価した。これらの結果より添加因子の効果を解析した。全ての群において、卵母細胞放出時の卵胞面積に比例して卵母細胞径も有意に増加し、MII期到達率も有意にに増加していた。GDF-9およびbFGFの単剤添加群ではコントロール群と比較して卵胞発育の促進を認め、BrdU免疫染色法による初期卵胞における顆粒膜細胞のBrdU陽性率も増加していた。TGF-α添加群で顆粒膜細胞のBrdU陽性率が高い傾向を認めた。BMP-4およびMHY1485 (mTOR activator )添加群添加群ではControl群と比較してBrdU陽性率に変化は見られなかった。1週間連続添加群とDay6ー7のみ添加群との比較では同等のBrdU陽性率であった。マウス卵巣組織培養による経時観察と放出卵母細胞の成熟培養は,卵胞発育と卵母細胞の成熟度を比較評価する上で有用であった。

BrdU免疫染色法を併用することで、増殖因子がどの発育段階の卵胞に寄与するかを評価するのに有用であり、増殖因子の効果の評価方法を確立することができた。GDF-9およびbFGF添加によるが卵胞発育促進効果を確認した。マウス卵巣切片を各種増殖因子添加下に培養し、経時的連続観察による卵胞発育や顆粒膜細胞増殖能について評価した。GDF-9およびbFGFは顆粒膜細胞増殖能を有意に亢進させた。TGF-αは有意差は認めないものの増殖能亢進傾向を示した。BMP-4およびmTORactivatorは増殖能に影響しなかった。いずれの投与群においても卵胞発育速度促進、成熟卵獲得数も増加した。発育卵胞中の卵母細胞径の測定は成熟度の推測に有用であった。経時的連続観察下の卵巣組織培養は卵胞発育と卵母細胞成熟度の比較評価に有用であり、GDF-9およびbFGFは卵巣組織体外培養系において卵胞発育促進効果を持つことを示した。培養細胞での結果をもとに、卵巣体外培養の条件を設定したが、in vitroでの反応とin vivoでの反応には乖離があるため。マウス卵巣組織培養を中心に、体外培養で得られた卵子の受精能や、各種刺激下における卵子や顆粒膜細胞の機能解析を中心に検討を進めていく。生殖内分泌当初の予定通り、卵胞の単離培養を進めていく。また、マウス卵巣体外培養系での原始卵胞リクルートメント・初期卵胞発育にも着目して解析を進めていく予定である。
マイトファジーにおけるBRCA1の機能解明とBRCA1変異乳癌の新規治療開発

これまで我々は、オートファジーやユビキチン・プロテアソーム系などのタンパク分解系に着目し、乳癌をはじめとする様々な癌細胞株において、これを標的とした新規治療法を報告してきた(Miyahara K,et al. Int J Oncol,2016)。本研究は、臨床において予後不良であるにもかかわらず、いまだに有用な標的治療が確立していない“BRCA1変異乳癌"に対して、ミトコンドリアの選択的オートファジーである“マイトファジー"を標的とした新規治療法を開発することを目的としている。本研究においてマイトファジーの観察法の確立は必須であるため、まず、BRCA1野生型乳癌由来MCF7細胞を用いて、マイトファジー実行分子であるE3ユビキチンリガーゼのParkinを安定導入したMCF7-Parkin細胞を樹立した。このMCF7-Parkin細胞は、normal MCF7と比較し、CCCP(ミトコンドリア脱共役剤)の添加により、ミトコンドリア外膜タンパクであるTOM20が減少することを、ウエスタンブロット法で確認することができた。また、免疫染色による顕微鏡観察においても同様に、CCCPによるTOM20の減少を確認することができた。このことから、マイトファジーによるミトコンドリア分解過程の観察が可能となった。続いて、BRCA1がマイトファジー誘導に関与しているかどうかを検証するために、MCF7-Parkin細胞を用いて、テトラサイクリン誘導型BRCA1ノックダウンベクターを安定導入し、Tet-shBRCA1-MCF7-Parkin細胞を樹立することに成功した。MCF7-Parkin細胞を作成したことにより、マイトファジーの観察が可能となった。また、この細胞株を用いて、Tet-shBRCA1-MCF7-Parkin細胞を樹立することに成功したことから、本研究は「おおむね順調に進展している」と考えられる。(理由)端数分のため、必要試薬・抗体・消耗品の購入費に満たなかったため。(使用計画)次年度と合算し、試薬・抗体・消耗品の購入費とする。
定型および非定型抗精神病薬のドーパミン受容体に対する作用の検討ーD3.D4およびD5受容体を中心にしてー

抗精神病薬の抗ドーパミン作用、ことにD3、D4、D5受容体に対する作用の検討を進めている。分子生物学的手法を用いての検索を計画していたが、現時点で完成したのはD4受容体のmRNAのプライマーのみであるので、まず米国サンド社よりD4受容体に高い親和性をもつ非定型抗精神病薬clozapineの[3H]標識体(以下[3H]CLZ)の提供を受け、これにより脳内各部位でその結合特性の検討を開始した。ラット脳より大脳皮質、辺緑系、線条体、海馬の4部位を切出し、膜標品を作成して[3H]CLZの結合実験を行った。25°Cのインキュベーション温度では、[3H]CLZの結合はいずれの部位においても約10分でプラトーに達し、1時間後まで結合は持続した。[3H]CLZの結合がプラントーに達した後、高濃度の非標識CLZを加えると、[3H]CLZの結合は急速に解離し、その結合が可逆的であることが確認された。算出された解離定数は各部位でほとんど差がなく、また高親和性、低親和性の2部位よりなることが示された。次に10μMのCLZにより非特異的結合を規定し、各部位における[3H]CLZの特異的結合の薬理学的特性の予備的検討を行った。ムスカリン性コリン拮抗薬(atropine)、ヒスタミンH1拮抗薬(pyrilamine)、ドーパミンD2拮抗薬(sulpiride)、セロトニン2拮抗薬(ketanserin)、アルファ1アドレナリン拮抗薬(prazosine)、アルファ2アドレナリン拮抗薬(yohimbin)による[3H]CLZ結合阻害実験を行った。いずれの部位においても[3H]CLZ結合の約1050%はatropineに対して高い親和性を示した。線条体における[3H]CLZ結合のうちsulpirideの親和性が高いのは約20%程度に過ぎなかった。ヒスタミンH1部位の混入がめだったのは辺緑系であるが、特異的結合の2030%であり、他の部位では10%前後であった。
公平な再分配に関する実験研究

公平な再分配についての実験研究である.経済学の視点(当事者のもつ公平観)からだけでなく哲学の視点(公平な第三者のもつ公平観)から,経済実験を設計して,日本と中国で実験を実施した.実験は,様々な再分配において,各人の意見(何が公平か)と各人のもつ他者の意見の推測(何が公平と他者は思うと思うか)を明らかにした.特に注目されるのは,多くの被験者は,客観的にそうであるか否かから独立に,自分の意見は,全ての被験者にも支持されるか,そうでなくとも多数派であると信じていたことである.計画に従い実験を京都産業大学経済実験室で行った。当初の計画では第三者の公平感を知るための経済実験を日本と中国でする予定であったが、予備実験の結果にしたがってもっと基礎的な副作用に対する意図の帰属に関する哲学実験の必要性があることが分かった。そのため、過去に実施した海外実験を再検討し、基礎的な哲学実験を設計し国内で実施した。結果は、1他者の行為を意図的とみなすか否かは、(既存研究が明らかにする)副作用の善悪とその予見可能性だけでなく、事後的な副作用の善悪に依存すること、2どのような設定でも、自分自身よりも他の公平な第三者のほうが副作用発生者に副作用も意図していたとみなすだろうと推測すること、3(既存研究が明らかにする)悪い副作用を良い副作用とみなす効果は、もっと複雑な設定でも確認される。4中国と日本では、副作用が意図的か否かであることに関する判断基準は絶対水準はかなり違うが、相対的には同じ構造を保つ、すなわち「AがXをしたのは意図的か」という質問に対する答えは個人と所属する社会ごとに異なるが、「AがXをしたのを意図的とみなすなら、BがYをしたのは意図的か」という質問に対する答えは、個人間でも集団間でも差がない。1.前年度までに実施したノーブ効果(悪い副作用を意図的と見做す一方で,良い副作用を意図的と見做さない傾向)についての実験結果を国際会議(英国実験哲学学会など)で報告するとともに,(京都産業大学の資金を得て)国際会議「経済学と哲学における意識と意図」を主催し,当研究課題についての報告および意見交換をした.新たな発見は,以下の通り.(1)ノープ効果は,従来は予想される副作用の善悪に基づくものと考えられてきた(他者に対して悪い副作用が予想されることをすると,その副作用も意図的と見做されるが,他者に対して良い副作用が予想されることをしても,その副作用は意図的と見做されるない)が,予想されない副作用についても結果の善悪に基づいて発生する.(2)副作用が意図的か否かについての自分自身の意見と他者の意見の推測の乖離があり,自分は意図的と認めない副作用でも他者はそれを意図的と見做すかもしれないと見做す傾向が観察される.(3)自分がある副作用を意図的と見做すか否かの意見と,他者がそれを意図的と見做すか否かの推測に相関があるが,その分布が二峰であること,すなわち,ほとんど全員が自分と同意見と見做す被験者たちと,半数をやや上回る割合の人たちが自分と同意見の見做す被験者たちに別れる.2.研究課題に関する実験(実験室実験および質問紙調査)を京都産業大学で実施した.結果を分析中であるが,自分と他者の利益だけでなく,他者の意図の判断が意思決定者の効用関数に含まれることを示唆する結果を得ている.これと,1のノーブ効果の関連と経済的含意について分析中である.上記の国際会議の実施,およびそれと組み合わせて実施した中国およびマレーシアの学生,院生,研究者を招聘しての実験経済学の国際交流活動(JSTさくらサイエンスプラン)のため,本研究計画のためにあてる時間が当初の予定より短くなり,そのために短期的には遅れた部分(実験室実験の実施)がある.しかし,どちらの活動も長期的には本計画に貢献する(前者は海外および他分野の研究者との新たな交流,後者は海外の大学研究機関との連携)ものであり,研究計画全体としては,十分な進展があった.公平な再分配についての実験研究を,日本および中国で実施した.当初の計画では曖昧であった最初の分配の決定を,(a)偶然,(b)危険選好,(c)努力に応じて決定される場合について調べた.ただし各被験者の初期所得は,(a)においては各被験者が所得カードを引くことで,(b)においては各被験者が安全な選択肢または危険な選択肢を選ぶことで(後者を選ぶと確率的に),(c)においては各被験者がジクソーパズルに取組むことで(成績に応じて)決定され,再配分は(再分配される対の)両人が再分配案を示し,いずれかの案が確率的に採用される.京都産業大学と江南大学で,上記3設定の実験を実施した.実験は各大学の経済実験室で,実験参加者はすべて所属の大学生である.被験者数が十分でない(6実験合計144名)ため,統計的に有意な結論を得ていないが,おおよそ以下の結果を得た.(1) 3つの設定すべてにおいて,x(初期所得における自身への分配率)が大きいほど,y(再分配における自身への分配率)は大きい.(2)日中両国ともに,yは,(a),(b),(c)の順で大きい.(3)対応する設定ごとに日中の結果を比べると,yの傾きは中国における方が大きく,yの切片は日本における方が大きい.他者の再分配案の推測および関連する実験(Knobe効果の実験など)も実施したが,結果は(上の結果と同様に)

日中両国で定性的には同じであるが,定量的にはかなりの差が認められた.公平な再分配についての実験研究である.経済学の視点(当事者のもつ公平観)からだけでなく哲学の視点(公平な第三者のもつ公平観)から,経済実験を設計して,日本と中国で実験を実施した.実験は,様々な再分配において,各人の意見(何が公平か)と各人のもつ他者の意見の推測(何が公平と他者は思うと思うか)を明らかにした.特に注目されるのは,多くの被験者は,客観的にそうであるか否かから独立に,自分の意見は,全ての被験者にも支持されるか,そうでなくとも多数派であると信じていたことである.実験と研究の計画に修正はあったが、いずれも順調に進み、すでに最初の成果を国際会議で報告するところまできているため。1.H27年度に学会報告した内容について,必要な追加実験を実施して研究をまとめたい.とりわけ自身の意見(自分は何を公平と思うか)と推測(他者は何を公平と思うと思うか)は集団全体として相互に依存する.これについての実験結果の分析は,H27年度の学会報告などで好意的に迎えられたと思う.しかし,分析には不十分な点もあり,H28年度は分析を完成させたい.2.予算の観点から難しいと考えていた国際比較実験も,昨年度の国際交流活動を通じて資金的にも制度的にも可能になった.H28年度中に国際比較実験を中国およびマレーシアで実施し,いま得られている日本での実験結果と比較したい.実験経済学国際会議の発表とそこでの討論を参考に今年度の研究計画を確立させて、研究を進めたい。海外実験も今年度中に実施したい。H27年度に実施予定の実験を,国際会議での報告と討論にもとづき修正してH28年度に実施するため.経済実験の謝金が予定より少なかったから上記の理由の通り,実験のためにあてる.経済実験の謝金に追加
病原細菌における細胞間シグナル伝達による病原性発現制御の解析

ウェルシュ菌の細胞間シグナルをコードするvapABC遺伝子のアミノ酸配列をさらに詳細に解析し、これらの遺伝子のうちシグナル分子の産生に直接関わる遺伝子の同定を試みた。現在のところ、vapBの分泌シグナル配列中に他の細菌のフェロモンと類似の部分が存在し、この配列をもとに4から20アミノ酸のペプチドを合成し、これらをウェルシュ菌の培養上清中に加えてシグナルとして機能するかをスクリーニングしたが、はっきりとした活性は見いだせず、ペプチドに対して何らかの修飾が加わっている可能性が考えられた。ただし、vapABC変異株においては細胞間シグナルが消失していることから、この遺伝子がシグナル産生に関与していることは明らかであると考えられ、さらなる解析を進めている。さらに、昨年度行ったDNAマイクロアレイを用いたVirR/VirSシステムやvapABC遺伝子による病原性発現解析の発展として、本年度は他の細菌とのシグナル伝達による病原性発現調節機構の解析を、すでに確立されたDNAマイクロアレイの手法を用い行った。具体的には腸管内で常在菌である大腸菌をウェルシュ菌と共存させて培養し、ウェルシュ菌の病原遺伝子発現に対する影響をDNAマイクロアレイにて解析した。しかしながらアレイを解析した結果、バックグラウンドが高く信頼性の得られないデータとなっており、二回の実験を行っても信頼性の高いデータは得られなかった。理由としては、大腸菌の培養上清を加えた際のRNA抽出に対する阻害物質などが影響し、品質の良いウェルシュ菌RNAが抽出できなかったことが原因として考えられた。そこで、感染の際重要であると思われる宿主因子によるシグナルを解析するために、ヒト血清添加によるウェルシュ菌遺伝子発現への影響をマイクロアレイにて解析したところ、ウマ血清では変化がなくヒト血清特異的に影響をうける多数の遺伝子が同定された。これらにはシアリダーゼなどの病原遺伝子も含まれており、ヒトの血清中の因子がウェルシュ菌の病原性発現に特異的に作用することが示唆され、宿主-寄生体関係を調べる上で重要な知見が得られた。平成15年度の研究計画に基づき、ウェルシュ菌の病原性発現を制御するフェロモン(VAP)合成に関与する遺伝子を同定するために以下の研究を行った。ウェルシュ菌の全染色体をカバーする遺伝子ライブラリーを大腸菌で作成し、ウェルシュ菌毒素非産生株SI112を一面に塗布した血液寒天上にライブラリーを含む大腸菌のコロニーを形成させ、大腸菌からVAPを受け取って溶血毒素の産生が回復するウェルシュ菌をスクリーニングした。その結果、明らかに溶血毒素の産生を回復させる1つの大腸菌クローンが得られ、その大腸菌の中には約6.0kbのDNA断片が含まれていた。このプラスミド上のDNA断片の塩基配列を決定したところ、3つの完全なORFが含まれており、それぞれをvapA,vapB,vapCと命名した。これらの遺伝子のウェルシュ菌での機能を解析するためにvapABC遺伝子の破壊株を作成したところ、複数の毒素産生が低下し毒素遺伝子の転写発現も低下していたことから、これらの遺伝子はウェルシュ菌のVAP産生に深く関わる遺伝子であることが明らかとなった。さらに解析を続けたところ、vapABC遺伝子変異株では細胞外フェロモンの産生が消失しており、細胞間シグナル伝達に関与する重要な遺伝子であることも判明した。また、こうして得られたウェルシュ菌vapABC変異株を用いてDNAマイクロアレイ解析を行い、ウェルシュ菌の細胞外情報伝達による包括的遺伝子発現調節について試験的に解析を行ってみた。その結果、vap遺伝子変異株では非常に多数の遺伝子の発現が低下、あるいは上昇しており、毒素遺伝子のみならずさまざまな遺伝子の発現にVAPが関与していることが示唆された。

また、VAPによって制御される遺伝子のレパートリーを解析すると、ウェルシュ菌の毒素産生を包括的に制御する二成分制御系VirR/VirSシステムのレパートリーとほぼ一致するため、VAPの受容体(センサー)はVirR/VirSシステムであることが予測された。平成16年度の研究計画に基づき、ウェルシュ菌の細胞間シグナルをコードするvapABC遺伝子のアミノ酸配列をさらに詳細に解析し、これらの遺伝子のうちシグナル分子の産生に直接関わる遺伝子の同定を試みた。現在のところ、vapBの分泌シグナル配列中に他の細菌のフェロモンと類似の部分が存在し、この配列をもとに4から20アミノ酸のペプチドを合成し、これらをウェルシュ菌の培養上清中に加えてシグナルとして機能するかをスクリーニングしたが、はっきりとした活性は見いだせず、ペプチドに対して何らかの修飾が加わっている可能性が考えられた。ただし、vapABC変異株においては細胞間シグナルが消失していることから、この遺伝子がシグナル産生に関与していることは明らかであると考えられ、さらなる解析を進めている。さらに、昨年度行ったDNAマイクロアレイを用いたVirR/VirSシステムやvapABC遺伝子による病原性発現解析の発展として、本年度は他の細菌とのシグナル伝達による病原性発現調節機構の解析を、すでに確立されたDNAマイクロアレイの手法を用い行った。具体的には腸管内で常在菌である大腸菌をウェルシュ菌と共存させて培養し、ウェルシュ菌の病原遺伝子発現に対する影響をDNAマイクロアレイにて解析した。しかしながらアレイを解析した結果、バックグラウンドが高く信頼性の得られないデータとなっており、二回の実験を行っても信頼性の高いデータは得られなかった。理由としては、大腸菌の培養上清を加えた際のRNA抽出に対する阻害物質などが影響し、品質の良いウェルシュ菌RNAが抽出できなかったことが原因として考えられた。そこで、感染の際重要であると思われる宿主因子によるシグナルを解析するために、ヒト血清添加によるウェルシュ菌遺伝子発現への影響をマイクロアレイにて解析したところ、ウマ血清では変化がなくヒト血清特異的に影響をうける多数の遺伝子が同定された。これらにはシアリダーゼなどの病原遺伝子も含まれており、ヒトの血清中の因子がウェルシュ菌の病原性発現に特異的に作用することが示唆され、宿主-寄生体関係を調べる上で重要な知見が得られた。
協調学習支援環境における学習者のグループ自己形成モデルとその処理系の開発

本研究の目的は,学習者自らが他の学習者たちとの相互作用により,グループの形成,加入,脱退が行えるような,協調学習支援環境の開発を行い,より現実に則した協調学習支援を行うことである。協調学習支援環境の開発にあたり,協調学習における学習者のプロトコル解析を行い,支援環境に対する要求要件を明らかにした。その解析結果をもとにした,学習者モデル,協調学習支援環境モデルを設計した。次に計算機上で,上記モデルを基にした支援環境を実装した。特に,協調プログラミング支援に特化し,遠隔協調プログラミングを行うための共通の話し合いの場や開発の場を,計算機上に提供し支援できるようになっている。さらに,実際の協調プログラミングの授業を行い,上記支援環境の教育的効果を評価した。本研究は,学習者自らが他の学習者たちとの相互作用により,グループの形成、加入、脱退が行えるような,協調学習支援環境の開発を行い,より現実に則した協調学習支援を行うことである.特に,本環境を協調プログラミング支援に特化し,遠隔協調プログラミングを行うための共通の話し合いの場や開発の場を,計算機上に提供し支援するシステムを提案する.システム開発にあたり,システムに必要とされる機能を分析するために,協調学習における学習者のプロトコ分析を行った.具体的には,本学学生に被験者として協力してもらい,多少大規模なプログラム開発を共同で行ってもらった.その際,学生同士の会話や情報交換の様子をデータとして収集・分析し,協調作業でどのようなインタフェースが必要か,どのような機能を持つ支援環境が必要かなどを検討した.その結果を、下記のように報告した.・「グループプログラミング教育支援システムの提案」,日本教育工学会第14会全国大会講演論文集,735-736,(1998)本研究の目的は,学習者自らが他の学習者たちとの相互作用により,グループの形成,加入,脱退が行えるような,協調学習支援環境の開発を行い,より現実に則した協調学習支援を行うことである。