hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
超低温化学スパッタリング法が切り開く含遷移金属活性種研究の新局面

さらに、「金ー硫黄活性種」についてもこれまでにない知見が次々に得られており、結果の一部はすでに学会発表済みである。これは、当初の予定と同じかやや上回るペースで成果が出ていることを意味する。この他にも、硫黄を含まないものの金や銀を含む活性種について多くの知見を得た。よって、現時点でおおむね順調に進展していると判断する。「銀ー硫黄活性種」および「白金ー硫黄活性種」については、分光学的検出と物理化学的解析が進み、現在投稿準備中である。さらに、「金ー硫黄活性種」についても成果が出つつあり、結果の一部は近いうちに学会にて発表する予定である。この他にも、硫黄を含まないもののパラジウムやコバルトを含む活性種について多くの知見を得た。また、本研究の遂行途中で行った装置の高感度化は、異分野との共同研究に発展し、星間分子として期待される直線炭素鎖アルコールHC4OHや、大気ヨウ素化学における重要化学種であるCH2ICl,CH2IBrの分光学的研究へとつながった。よって、現時点で当初の計画以上に進展していると判断する。まず、現在順調に進展している「金ー硫黄活性種」についての研究を、重点的に進めてゆく。得られたノウハウををもとに、パラジウムやロジウムなどの他の金属と硫黄との結合についての研究へと展開してゆく予定である。さらには、貴金属クラスターを触媒として利用する場合のターゲットの大部分は有機化合物であることから、貴金属ー有機物活性種など、より生成が困難な化学種に向けてのチャレンジを進めてゆく。次年度の研究費の大部分は、当初の予定通り分光装置の維持運営費(超低温スパッタリング装置冷却用の液体窒素、および検出器冷却用の液体ヘリウム)として使用する予定である。現在、液体ヘリウムの供給が世界的に極めて逼迫しており、学内に液化設備を持たない静岡大学では、その価格の高騰と合わせて、研究遂行に極めて大きな障害となっているが、装置の高感度化や解析システムの更新に力を注ぐなどして、最大限の成果が出るように研究費を使用する。また、昨年度からの繰越金の原因は投機的な貴金属価格高騰により、貴金属ターゲットの価格が暴騰したため購入が困難になったためである。無理に暴騰しているターゲットを購入してもサイズが小さくなってしまい、表面反応を利用する本研究としては致命的な状況となるので、情勢を見ながら最適な判断を下してゆく。
高齢者の慢性疾患併存パターンの実態把握と疾病管理法の研究開発

高齢患者は複数の慢性疾患(多病)を抱える者が多く、本研究では東京都の75歳以上の高齢者を対象に、3疾患の併存頻度を同定した。国内外において、各種疾患の診療ガイドラインが作成されているが、そのほとんどは対象疾患に関する診療が中心であり、併存疾患を考慮した診療ガイドラインは少なかった。多剤処方・薬剤有害事象の発生、断片化した非効率な診療等を防ぐためにも、併存疾患を考慮する診療ガイドラインが必要である。多病を抱える高齢患者の疾病管理として、身体機能、認知機能、社会的側面を評価する総合的高齢者評価の実施と、患者の意向を重視する患者中心医療が必要である。【研究1】高齢者における多病の実態把握のための疫学研究後期高齢者医療レセプト電子データを用いた分析:東京都後期高齢者医療広域連合の被保険者について、平成25年9月平成26年8月診療分の医科・調剤レセプトデータを用い、レセプトデータの傷病名コードから分析対象とする慢性疾患を抽出した。また、調剤レセプトデータの薬剤名コードを用いて、それぞれの対象疾患について疾病特異的な薬剤を抽出した。患者一人あたりの傷病名・処方薬を同定し、その組み合わせパターンと頻度を性・年齢階級・二次医療圏別に集計すると同時に、組み合わせパターンを同定した。【研究2】多病を考慮した診療ガイドライン開発のため文献的考察管理しているレセプトデータベース(格納データ:平成25年9月平成26年8月診療分)を用い、傷病名コードからの対象疾患の抽出、そして対象疾患に関連する処方薬剤の抽出が順調に進行した。他方、国民生活基礎調査の個票データの申出手続きが遅れているため、平成28年度の早い時点で手続きを行う。研究1・高齢者における多病の実態把握のための疫学研究:被保険者数135万人の東京都後期高齢者医療広域連合レセプトデータを用い、22種類の慢性疾患を対象に多病の有病率や2疾患・3疾患組合せパターン、基本属性・受診医療機関の特性との関連を分析した。75歳以上の3人のうち2人(約75%)が多病を抱えており、女性、75歳から94歳、低所得者、在宅医療を受けている者、入院回数が多い者、受診医療施設が多い者で多病の有病率が高かった。全体の4割以上が3つ以上の慢性疾患を併存しており、高血圧、脂質異常症、胃・十二指腸潰瘍の組合せが男女ともに最多であったが、男女間で組合せの頻度・順位は異なっていた。女性では関節疾患や骨粗鬆症を含む組合せが多く、男性では糖尿病を含む組合せが多かった。後期高齢者の慢性疾患を適切に管理するためには、患者が抱える全ての慢性疾患を一元的に把握し、多剤処方に注目した保健指導体制の構築が必要であることが示唆された。研究2・多病を考慮した診療ガイドライン開発のため文献的考察:昨年度に実施した「多病の概念整理」、「海外の診療ガイドラインにおける多病への対応状況の把握」を受けて、今年度は、わが国で作成された診療ガイドラインを対象に、多病や高齢患者に関する記載を把握し、多病を考慮した診療ガイドライン開発の課題を検討した。わが国の診療ガイドラインにおいて、併存疾患として取り上げらやすい慢性疾患は、高血圧症、糖尿病、脂質異常症、慢性腎疾患、心血管疾患であった。これらはいずれも高齢者で有病率が高い疾患であり、動脈硬化性疾患に関する記述が多かった。他方、不眠症や認知症といった精神科系疾患の併存に関する記述のある診療ガイドラインは少数であった。管理しているレセプトデータベースを用い、傷病名ファイルと薬剤処方ファイルから慢性疾患の有無を同定するプログラムを完成した。多病と多剤処方の分析、診療ガイドラインのレビューは、順調に進行できた。以上のことから、概ね順調に進展している。【研究1】高齢者における多病の実態把握のための疫学研究:被保険者数135万人の東京都後期高齢者医療広域連合の医科レセプトデータを用いて、3疾患の組み合わせパターンを分析した。被保険者3人に2人は3疾患以上を抱えていた。男性では、高血圧症・潰瘍・虚血性心疾患、女性で高血圧症・脂質異常症・潰瘍の組合せ頻度が最も高く、頻度の高い組合せは年齢階級で異なった。「3疾患以上の併存あり」の関連要因は、性別(男性)、年齢階級(85-89歳)、所得区分(一般)、在宅医療あり、入院回数(多い)、外来受診医療施設数(多い)であった。高齢者の保健事業が見直される中で後期高齢者の特性に適合する健康診査が求められており、健康診査問診票に多病を把握する項目を導入する必要があると考える。【研究2】多病を考慮した診療ガイドライン開発のための文献的考察:2017年に日本老年医学会と日本糖尿病学会が合同で編集した「高齢者糖尿病診療ガイドライン2017」では、治療戦略の選択に際し、高齢者包括評価(CGA)を重要視している。糖尿病を抱える高齢患者の診療では,糖尿病の評価はもちろんであるが、日常生活機能や認知機能といった身体・心理・社会・経済的状態などを総合的に評価することで、その患者に対する最適な治療方略を検討する必要がある。多病を抱える高齢患者の診療では、医療介入による心身機能への負の影響を考慮し、生活機能自立度維持を治療のアウトカムとする老年医学的戦略が、多病患者における診療ガイドライン開発の際に重要な視点となる。

高齢患者は複数の慢性疾患(多病)を抱える者が多く、本研究では東京都の75歳以上の高齢者を対象に、3疾患の併存頻度を同定した。国内外において、各種疾患の診療ガイドラインが作成されているが、そのほとんどは対象疾患に関する診療が中心であり、併存疾患を考慮した診療ガイドラインは少なかった。多剤処方・薬剤有害事象の発生、断片化した非効率な診療等を防ぐためにも、併存疾患を考慮する診療ガイドラインが必要である。多病を抱える高齢患者の疾病管理として、身体機能、認知機能、社会的側面を評価する総合的高齢者評価の実施と、患者の意向を重視する患者中心医療が必要である。【研究1】高齢者における多病の実態把握のための疫学研究:平成27年度に引き続いて分析を継続する。【研究2】多病を考慮した診療ガイドライン開発のため文献的考察1)文献検索を継続する。2)診療ガイドラインに関する情報収集:高齢者に多い慢性疾患を対象に、国内外の診療ガイドラインをレビューし、多病に対する対応に関する記述の有無とその内容を整理する。多病への対応を考慮した診療ガイドライン開発における課題とその対応方法を検討する。これらが終了した後に、国内の診療ガイドライン作成のエキスパートを対象に聞き取り調査を実施する。多病を考慮した診療ガイドライン開発のため文献的考察は、平成29年度も研究を継続する。そして、わが国の多病を抱える高齢患者の疾病管理・ケアの質向上の方法を考案するために、これまでに得られた知見知見を融合し、わが国の健康・医療制度に即した疾病管理の手立てを開発する。特に、性・年齢階級別にみた場合、発生頻度が高く、今後の増加が予測される多病パターンを把握することで、優先順位の高い疾患の併存組み合わせを同定し、診療ガイドラインの開発方法や多病の把握・対応に関する手立てを開発する。公衆衛生学データベースの開発とデータ分析に使用する予定で計上していたワークステーション(予算約60万円)を別の研究費で購入したため。年度内の人件費執行計画を立てていたが、臨時職員として雇用していた者が年度途中で退職し、その後の人員補充ができなかったため、人件費予算の全額を執行できなかった。平成28年度は主に、データベース開発業務のための人件費、多病に対する包括ケアシステムに係る情報収集と研究成果報告のための旅費を執行する予定である。平成29年度も引き続き、データベース管理のための人件費と情報収集に要する旅費を執行する予定である。
慢性肝障害と鉄代謝調節異常の病態オーバーラップの分子メカニズム解析

慢性肝疾患は二次性鉄過剰症を合併することが多い。その肝病態と鉄代謝異常はオーバーラップし、相互作用によって進行する。慢性肝疾患の中で肥満を背景に発症する非アルコール性脂肪性肝疾患も二次性に肝内鉄沈着を起こし、酸化ストレス増強、肝細胞障害・線維化・発癌の原因となる。本研究ではマウス及び培養細胞株モデルを用いて、過食・脂肪負荷がトランスフェリン結合鉄取り込みに関与するトランスフェリン受容体、腸管の鉄吸収に関与するDMT1、さらに細胞からの鉄放出を調節するヘプシジンなどの鉄関連分子の発現異常とそのメカニズムを示した。肝臓は鉄の貯蔵,利用およびその代謝調節の中心臓器である.この肝臓においてC型慢性肝炎,アルコール性肝障害(ALD),非アルコール性脂肪性肝疾患(NAFLD)などの慢性肝疾患は二次性鉄過剰症を合併することが知られている.そして,個々の肝障害の原因病態と鉄代謝異常はオーバーラップし,相互作用によって進行する.最近の我々の検討では肝疾患の終末像である肝硬変は原因に関わらず鉄過剰症を合併することが多い.このことは慢性肝障害の病態と鉄代謝異常がオーバーラップしていることを裏付けるものである慢性肝疾患は二次性鉄過剰症を合併することが多い。肝臓は鉄の貯蔵,利用およびその代謝調節の中心臓器であり,慢性の肝障害が鉄代謝調節異常を引き起こす可能性がある.我々はこれまでの知見からウイルス性肝炎,アルコール性肝障害(ALD),非アルコール性脂肪性肝炎(NASH)などの慢性肝疾患において,肝障害と鉄代謝調節異常はオーバーラップし,相乗的に進行するという仮説をたて,その立証のため平成20年度は下記のALDモデルとNASHモデルにおける検討を行った.まず,当施設のNAFLD症例では肝線維化進展例で鉄染色陽性率が高いという結果を踏まえて,鉄代謝異常の原因遺伝子としてトランスフェリン鉄の取り込みに関与するトランスフェリン受容体(TfR1)の肝組織における発現を免疫組織染色法で検討し, NASH肝硬変例で発現が亢進していることを示した.さらに高脂肪食負荷によるマウス脂肪肝モデルにおいてもTfR1の発現亢進.が認められ, NASHにおける肝内鉄過剰の原因の一つとしてTfR1の発現亢進が関与していることを確認した.また,レプチン遺伝子欠損の過食,肥満および脂肪肝マウスまたはアルコール負荷マウスにおいて腸管からの鉄吸収と網内皮系細胞からの鉄放出に対して抑制的に働く鉄代謝因子ヘプシジンの発現が肝組織の遺伝子発現レベルだけでなく,血清蛋白レベルでも低下していることを確認した.これら鎌関連遺伝子の発現異常がNAFLDまたはALDの病態に深く関与している可能性が示された.肝臓は鉄の貯蔵,利用およびその代謝調節の中心臓器である.この肝臓においてC型慢性肝炎,アルコール性肝障害,非アルコール性脂肪性肝疾患などの慢性肝疾患は二次性鉄過剰症を合併することが知られている.そして,個々の肝障害の原因病態と鉄代謝異常はオーバーラップし,相互作用によって進行し,肝疾患の終末像である肝硬変症は原因に関わらず鉄過剰症を合併することが多い.レプチン欠損の過食マウスや高脂肪食負荷によるマウス脂肪肝モデルにおいて,肝組織のトランスフェリン鉄取り込みに働くトランスフェリン容体TfR1の発現亢進が認められ,NASHにおける肝内鉄過剰の原因の一つとしてTfR1の発現亢進が関与していることを示した.さらに肝癌細胞株を用いたin vitroの検討では脂肪酸負荷がTfR1の発現亢進に関与していることを示した.また,2008年度にはレプチン遺伝子欠損の過食,肥満および脂肪肝マウスにおいて腸管からの鉄吸収と網内皮系細胞からの鉄放出に対して抑制的に働く鉄代謝因子ヘプシジンの発現が肝組織の遺伝子発現レベルだけでなく,血清蛋白レベルでも低下していることを示したが,本年度はこのメカニズムとしてHJV/BMPシグナルの変化が関与している可能性を示した.肝臓は鉄代謝の中心臓器である.この肝臓においてC型慢性肝炎,アルコール性肝障害,非アルコール性脂肪性肝疾患などの慢性肝疾患は二次性鉄過剰症を合併することが知られている.そして,個々の肝障害の原因病態と鉄代謝異常はオーバーラップし,相互作用によって進行する.最近の我々の検討では肝疾患の終末像である肝硬変症は原因に関わらず鉄過剰症を合併することも,慢性肝障害の病態と鉄代謝異常がオーバーラップしていることを裏付けるものであるレプチン欠損の過食マウスや高脂肪食負荷によるマウス脂肪肝モデルにおいて,肝組織のトランスフェリン鉄取り込みに働くトランスフェリン受容体TfR1の発現亢進が認められ,NASHにおける肝内鉄過剰の原因の一つとしてTfR1の発現亢進が関与していることを示した.

さらに肝癌細胞株を用いたin vitroの検討では脂肪酸負荷がTfR1の発現亢進に関与していることを示したまた,2008年度にはレプチン遺伝子欠損の過食,肥満および脂肪肝マウスにおいて腸管からの鉄吸収と網内皮系細胞からの鉄放出に対して抑制的に働く鉄代謝因子ヘプシジンの発現が肝組織の遺伝子発現レベルだけでなく,血清蛋白レベルでも低下していることを示したが,本年度はこのメカニズムとしてBMP-Smadシグナル1系の変化が関与していることを示した肝臓は生体内鉄代謝の中心臓器である.C型慢性肝炎(CHC),アルコール性肝障害(ALD),非アルコール性脂肪性肝疾患(NAFLD)などの慢性肝疾患は二次性鉄過剰症を合併することが知られている.これらの病態は成因が異なるが,それぞれの肝病態は鉄代謝異常とオーバーラップし,相互作用によって進展することが類似している.我々の検討では肝疾患の終末像である肝硬変症は原因に関わらず鉄過剰症を合併することも,慢性肝障害の病態と鉄代謝異常がオーバーラップしていることを裏付けるものである.NALFDだけでなく,CHC,ALDにおいても肥満は肝病態進展のリスク因子となっている.レプチン欠損の過食,肥満および脂肪肝マウスや高脂肪食負荷によるマウス脂肪肝モデルにおいて,肝組織のトランスフェリン鉄取り込みに働くトランスフェリン受容体(TfR1)の発現亢進が認められ,NAFLDにおける肝内鉄過剰の原因の一つとしてTfR1の発現亢進が関与していることを示した.さらに肝癌細胞株を用いたin vitroの検討でも脂肪酸負荷がTfR1の発現亢進に関与していることを示した.また,本マウスモデルにおいて腸管からの鉄吸収と網内皮系細胞からの鉄放出に対して抑制的に働く鉄代謝調節因子ヘプシジンの発現が肝組織の遺伝子発現レベルだけでなく,血清蛋白レベルでも低下していることを示した.このメカニズムとしてレプチンシグナルだけでなく,ヘプシジン発現調節系のBMP-Smadシグナル系の変化が関与していることを示した.具体的には腸管組織におけるBMP6の発現が低下しており,同時に肝組織のBMP受容体下流のSmadのリン酸化が低下していることを確認した.この結果は病的肥満において腸肝臓器間のBMPシグナルの変化がヘプシジンの発現低下を介して鉄過剰状態をもたらす可能性を示唆するものである.
rp元素合成過程に関与する陽子過剰な原子核の構造の研究

rp過程に関与する陽子過剰核の殻模型および平均場近似理論による研究のほか、その微視的記述に不可欠である殻模型にもとづく計算コードの開発がなされ、その有効性の確認もかね種々の原子核構造への応用が行われた。1.軽い陽子過剰核の構造鏡映核における核力の荷電対称性の破れ、いわゆるThonas-Ehrman shiftの原因を弱束縛のs(1/2)陽子に求め、A=17核をはじめとしてhotCNOサイクルに関与する可能性のある原子核構造研究に新展開を行った。2.N=82近傍核の構造Ba-136原子核におけるアイソマーが、原研グループによる実験的研究であきらかになった。開発された殻模型コードを用いて、Ba-136原子核をふくめたN=80isotoneをSn-132核を芯とみなした配位で統一的記述を行い、J=10+状態がアイソマーとして再現され、その出現機構が判明した。3.平均場近似による陽子過剰核の研究特に不安定核の殻構造を理解するため,平均場近似の下で原子核の有効相互作用について再検討を行った。Spin-isospin自由度についても妥当な性質を持つ新しい有効相互作用が,安定核について従来のSkyrme相互作用やGogny相互作用と同様の結果を与えることを確かめる一方,N=16及びN=32近傍で異なる殻構造を与え,これが最近の実験と矛盾しないことを示した。4.殻模型計算コードの汎用性の拡大jj-結合方式殻模型にもとづく原子核構造の微視的記述用の計算プログラムの開発を行ってきたが、今年度はこの計算コードの汎用性を高めるため、陽子過剰な原子核のみならず、種々の核への適応や、種々の手法との融合を試みた。その一つはランダムな相互作用を用いた原子核ハミルトニアンの性質の研究で、特定核を1000回繰返して行う必要があり、高速性が要求される。今回開発したコードこの要請に十分答えるものであった。またハイパー核への応用も行い、ガンマ線によるハイパー核生成実験の可能性を得るなど、計算コードの有効性を確認した。本年度は,γp元素合成過程に関与する陽子過剰核の構造に関連して,次のような研究を行った。●我々が指摘してきた残留相互作用の陽子・中性子間の非対称性を考慮に入れて,A20領域の原子核に対してThomas-Ehrmanシフトの理論的評価を行った上で,分光学因子やGamow-Teller遷移確率を計算して殻模型波動関数に対する影響を調べた。これらはγp過程に直接関わり得る重要な知見である。●我々が先に明らかにした,N=82核におけるisomerがZ=64 coreの硬さのよい指標となるという知見を発展させ,N=81及びN=83核で観測されているhigh-spin isomerのE2遷移確率がZ=64 coreからの励起をどのように反映しているかを調べた。これにより,陽子過剰領域でのZ=64 submagic numberに対する理解を深めることができた。●不安定核におけるmagic number変化のmechanismを理解するため,不安定核の取り扱いに留意した新しいHartree-Fock計算のalgorithm及びそれに基づく計算codeの開発を行った。この手法は今後,陽子過剰核の構造を知りγp過程の可能性を調べる上で重要な役割を果たすものと期待される。rp元素合成過程に関与する陽子過剰核の構造に関連して,次のような研究を行った。

・我々が指摘してきた残留相互作用の陽子・中性子間の非対称性を考慮に入れて,A20領域の原子核におけるGamow-Teller遷移確率の鏡映核間の非対称について理論的に調べた。これは鏡映核の波動関数の違いを直接反映しており,その知見はrp過程の際の陽子捕獲反応,β崩壊の両方に対して重要である。・pf殻領域の陽子過剰核の準位密度について,特にisospinの効果に注目しながら,殻模型に基づく微視的立場から理論的に研究した。特にZ=Nの奇核では,isospinによるエネルギー差を正しく取扱う必要があることを指摘した。・不安定核をも含めて原子核の殻構造をよりよく理解するため,平均場近似の下で原子核の有効相互作用について再検討を行った。Spin-isospin自由度がmagic numberの変化に関係し得ることが指摘されているが,従来の相互作用が必ずしもspin-isospin応答を再現しないことを示し,同時にspin-isospin自由度についても妥当な性質を持つ,新しい有効相互作用を開発した。今後,陽子過剰核の殻構造を調べる上でも有効であろう。・Drip line近傍での殻構造についての理解を深めるため,殻模型計算により^<68>Ni周辺の核構造について調べた。その磁気的性質がこの領域のmagic numberについて重要な知見をもたらすことが期待される。rp元素合成過程に関与する陽子過剰核の構造に関連して,次のような研究を行った。・実験グループとの協力の下,T=1の3重項を成す^<26>Mg,^<26>Al,^<26>Siについて,Gamow-Teller遷移及びisovector型M1遷移の詳細な比較により,isospin対称性の検証等を行った。特に,殻模型計算に基づく理論的立場からの検討を担当し,^<26>Mg(^3He,t)高分解能実験より得られたGamow-Teller遷移強度を殻模型計算の結果と比較したほか,M1遷移における軌道部分の寄与の評価等を行った。この研究を通じて,sd殻領域の安定核と陽子過剰核の実験データを総合的に取扱うことにより,isospin対称性の波動関数レベルでの詳細な検証,また磁気的性質及びβ崩壊を個々の成分に分解した詳細な研究が可能であることを示した。・Drip line近傍での殼構造についての理解を深めるため,殻模型計算により^<68>Ni周辺の核構造について調べた。実験グループとの協力の下,特に磁気的性質に焦点を置いた研究を行い,^<68>CuのM1遷移確率に関する新しいデータと^<67>Ni,^<69>Cuも含めた磁気モーメントのデータを併せ用いて,f_<7/2>殻からの陽子励起の影響について議論した。・原子核,特に不安定核の殼構造等をよりよく理解するため,平均場近似の下で原子核の有効相互作用について再検討を行った。Spin-isospin自由度が殼構造に影響しえること,従来の相互作用が必ずしもspin-isospin応答を再現しないことを示し,同時にspin-isospin自由度についても妥当な性質を持つ,新しい有効相互作用を開発した。さらにこれを用いて,N=16及びN=32近傍の殼構造について理論的立場から調べ,spin-isospin自由度,特にπ中間子交換が殼構造の変化に対して一定の効果を持つことを確かめた。
慢性肉芽腫症における肉芽腫形成の機序の解明と新規治療薬の開発

予定していた解析を行うことができている。予想とは異なる結果であり、今後の研究ないように修正が必要と判断している。活性酸素産生の有無以外の機序がないか、今後は肉芽腫や腸炎を引き起こす機序についてCGD以外の疾患からも解析を予定している。X連鎖性の慢性肉芽腫症の保因者では、活性酸素を産生する食細胞と活性酸素を産生しない食細胞が混在するが、約半数は活性酸素の産生能があることから易感染性を示さない。しかし保因者でも肉芽腫を始め多くの免疫異常を経験し、また文献上でも報告がある。これらの免疫異常に活性酸素産生能のない細胞が関与していることが予想される。そこでまず、好中球の成熟障害が与える免疫や炎症における影響の分析のため、モザイク現象を認めた好中球減少の代表的な疾患である重症先天性好中球減少症(SCN)で解析を行った。SCNでは重度の好中球減少のため幼少期から易感染性を示し、75ー80%に好中球エラスターゼをコードするELANE遺伝子の変異を認める。ヘテロ接合性変異より発症することから常染色体優性遺伝形式をとり、その浸透率は極めて高いことが知られている。発端者は生後から重症の好中球減少症を認め既報告のELANE遺伝子変異(c.607G>C)からSCNと診断した。母親にも同一の変異を認めたが、易感染性はなく末梢血好中球数も正常であった。母親の末梢血を分離し変異の割合を解析したところ、単球、リンパ球、血液前駆細胞で約4ー5割、爪の細胞では2割程度の変異アリルを認めた。一方で好中球には変異アリルを認めなかった。さらに無症候性母親の末梢血からiPS細胞を作製したところ、変異クローン以外にも正常のクローンが存在することを確認できモザイク現象を証明した。次に、樹立した変異有/無iPS細胞の好中球への分化誘導能を検討した。変異無iPS細胞からの好中球への分化は保たれていたが、変異有iPS細胞からの好中球への分化は著しく減弱していた。末梢血の好中球数とこれらの結果から、X連鎖性の慢性肉芽腫症の保因者とは異なり、変異有クローンは正常の好中球分化に影響を与えないことが考えられた。好中球分化における病態を重症先天性好中球減少症の責任遺伝子であるELANE遺伝子変異をモザイクにて認めた症例で解析することで、当初は予定していなかった解析ができたため。また慢性肉芽腫症患者・保因者解析のための予備実験となり、おおむね予定通り研究は進展していると判断した。患者、保因者でiPS細胞を樹立する。保因者から樹立したiPS細胞から食細胞へ分化誘導を行い、活性酸素産生有/無クローンを作成する。同様にこれらを比較検討する。PPARγ添加下、好中球分化を行い活性酸素産生量の変化、殺菌蛋白の変化を解析する。末梢血をもちいた解析結果からiPS細胞作成が必要なくなり、予定していた試薬、培養液の購入を見合わせたため差額が生じた。今後は肉芽腫や腸炎を引き起こす機序についてCGD以外の疾患からも解析を予定しており、T細胞、B細胞にも着目し、抗原認識抗体を購入する予定である。
静脈投与したリドカインの脊髄における鎮痛機序の解明

リドカインは、静脈投与により神経障害性痛を軽減することが知られているが、その作用機序については明らかにされていない。我々はin vivoパッチクランプ法を用いてリドカインの脊髄での作用を明らかにすることを目的とした。リドカインの静脈投与により、濃度依存性に興奮性シナプス伝達が抑制された。また、後肢への侵害刺激によって誘発される興奮性電流も抑制された。一方、リドカインを脊髄へ直接投与したところ、興奮性シナプス伝達は変化しなかった。静脈投与したリドカインは、脊髄後角ニューロンにおける興奮性シナプス伝達をシナプス前性に抑制することが明らかになった。1.研究結果(1)脊髄後角ニューロンにおけるリドカインの自発性興奮性シナプス後電流(excitatory postsynaptic currents:EPSC)への作用:成熟ラットより脊髄in vivo標本を作成し、脊髄後角ニューロンよりホールセル・パッチクランプ記録を行った。リドカインを尾静脈より投与したところ、自発性EPSCの頻度は用量依存性に減少した。振幅に有意差は認めなかった。リドカインによる抑制作用は可逆的であった。つまり、静脈投与したリドカインは用量依存性に自発性EPSCの頻度のみを減少させることを明らかにした。(2)リドカインの誘発性EPSCへの作用:右下肢受容野に有鉤鑷子で5秒間のpinch刺激を与えることにより、誘発性EPSCが記録できる。リドカイン投与により、誘発性EPSCは投与前に対して有意に減少した。(3)脊髄表面に灌流投与したリドカインの自発性EPSCへの作用:静脈投与したリドカインが血中から脳脊髄液中へ移行した結果、Na+チャネルに作用した可能性を考慮し、リドカイン100 μMを脊髄表面に2分間灌流投与したが、自発性EPSCの頻度、振幅いずれも変化はなかった。2.研究結果の意義これまで、静脈投与したリドカインが神経障害性疼痛および炎症性疼痛に対して鎮痛作用を発揮することが報告されているが、その作用機序についての詳細は不明である。リドカインがNa+チャネル遮断作用を持つことは知られているが、静脈投与した際のリドカイン血中濃度はNa+チャネルを遮断するには著しく低い。また、直接脊髄表面にリドカインを灌流投与しても自発性EPSCに変化を認めなかったことから、今回観察された興奮性シナプス伝達の抑制には、Na+チャネル阻害作用というよりも他の受容体や下行性抑制系などが関与している可能性がある。現在これらの系の関与について更なる研究を進めているところである。1.研究の目的:リドカインは静脈投与によって神経障害性痛や術後痛を抑制することが知られているが、その作用機序については未だ明らかになっていない。障害神経からの異常発火を抑制する可能性や、下行性疼痛抑制系への関与も示唆されているが、生理的条件下におけるシナプス・細胞レベルでの解析は進んでいない。そこでin vivoパッチクランプ法を用いて正常ラット脊髄後角ニューロンにおけるリドカインの作用機序の解明を試みた。2.研究結果:リドカイン静脈投与により濃度依存性に自発性の興奮性シナプス後電流(EPSC)の頻度のみが減少したが、振幅に変化は認めなかった。テトロドトキシン存在下でも同様にEPSCの頻度のみが減少した。この作用が脊髄ニューロンへの直接作用によるものかをどうかを調べるためにリドカインを脊髄表面へ灌流投与したが、EPSCの変化は認めなかった。抑制性シナプス後電流への影響を調べたところ、頻度・振幅ともに変化はしなかった。ラットの後肢にピンチ刺激を加えevoked EPSCを観察し、リドカインを静脈投与したところ、濃度依存性にevoked EPSCが抑制された。3.研究結果の意義:今回の実験結果から静脈投与したリドカインは、脊髄後角ニューロンにおいてシナプス前終末からのグルタミン酸の放出を抑制することが示された。また、少なくとも正常ラットにおいてはリドカインの下行性疼痛抑制系への関与は認められなかった。つまり興奮性シナプス伝達を抑制した結果、脳への痛覚伝達が抑制され、鎮痛作用を発揮すると考えられた。静脈投与したリドカインが、局所投与に比べて著しく低い濃度で中枢神経に作用するという今回の結果は、リドカインの新たな作用部位の存在を示唆するものと考えられた。麻酔科学平成25年度は、主に正常ラットにおいてin vivoパッチクランプ法を用いて静脈投与したリドカインの作用を解析した。これまでの研究より、リドカインは、脊髄後角ニューロンにおいてシナプス前終末からのグルタミン酸の放出を抑制し、その結果として脳への痛覚伝達が抑制され、鎮痛作用を発揮している可能性が示唆された。

当初の研究計画では、臨床的にリドカインの静脈投与は神経障害性疼痛患者に対して使用されているため、すぐに神経障害性疼痛モデルラットでの解析を行う予定であった。しかし、本研究から正常ラットにおいてもリドカインが興奮性シナプス伝達を抑制することが明らかとなったため、その詳細な機序について検討しているところである。また、平行して神経障害性疼痛モデル(坐骨神経絞扼モデル)ラットを作成し,静脈投与したリドカインの作用の解析を進めている。平成25年度は、正常ラットにおいて静脈投与したリドカインの作用を解析した。リドカインが興奮性シナプス伝達を修飾することは明らかになったが、過去の報告からリドカインの鎮痛機序に、下行性抑制系やグリシントランスポーターなどが関与することが示唆されている。このため、平成26年度は、引き続き正常ラットにおいて抑制性シナプス後電流へのリドカインの作用を解析する。また、脊髄半切ラットを作成し下行性抑制系の関与を絶った上で、興奮性シナプス伝達および抑制性シナプス伝達に対するリドカインの作用を解析する予定である。同時に、神経障害性疼痛モデルラットにおけるリドカインの作用についてもデータ数を増やす予定である。予定していたよりもin vivoパッチクランプ法での記録がスムーズに行えたため、当初購入予定であったラットやその他の消耗品代が低く抑えられたため。平成26年度には、リドカインのより詳細な作用機序を解明するために、脊髄半切ラットや、神経障害性疼痛モデルラットを作成し、実験を進める予定である。そのため、平成25年度よりは実験手技がより困難になることが予想され、消耗品により予算が必要となると考えられる。
体操競技者の技認知における脳内および視覚メカニズムの解明

平成30年度の目標は、研究2(光点表示映像の運動補完仮説を運動野の興奮性により検証)の実験にとりかかることであった。平成29年度後半、実験で使用する映像を作成している際に、動画編集において問題が発生したが、平成30年度に入って問題が解消されたため、実験を始める準備は整った。具体的には、身体の各関節部位に貼付したマーカー動画(モーションキャプチャー)の編集作業を行った。マーカーの数は2ポイント(片側の肩と膝)、4ポイント(両側の肩と膝)、10ポイント(両側の肩・膝・大転子・手首・足首)とした。動きは体操競技の動き、およびその他の動きを30種類撮影した。撮影した動画は、実験動画用としてポイントのみで表示するバイオロジカルモーションにしたうえで、映像をランダムにして80試行を作成した。その後、プレ実験を実施して不具合が起きた部分を修正し、本実験ができるように準備をした。しかし、私自身が産前産後休暇、ならびに育児休暇に入ったため、7月の時点で研究が一時中断している。平成30年度は、研究2(光点表示映像の運動補完仮説を運動野の興奮性により検証)の実験動画の編集が完了している。具体的には身体の各関節部位に貼付したマーカー動画の編集作業を行った。編集した動画は、実験動画用として動きをランダムにして80試行の動画を作成した。その後、プレ実験を実施して、修正点を直していつでも実験ができる状態になっている。研究2の実験直前で産前産後、ならびに育児休暇のため、研究は一時中断している。研究再開後は、すぐに研究2ができる準備はある。現在は育児休暇中のため、研究が一時中断している。研究再開後は、速やかに研究2(光点表示映像の運動補完仮説を運動野の興奮性により検証)を実施して結果をまとめていく予定である。その後、研究3(ミラーシステムによる運動補完仮説を運動野の興奮性と視線行動プロセスにより検証)の準備とプレ実験を実施し、本実験の準備にとりかかり、実験後に結果をまとめていく予定である。研究3では、経頭蓋磁気刺激装置とアイカメラをかけ合わせた実験を行う予定であり、挑戦的な実験になるため入念に準備を進めていきたいと考えている。平成28年度は、研究1の熟達レベルによる運動の認知における正確性を検討することが目的であった。ヒトは呈示される少ない情報において運動を正確に認知するには、熟達レベルに応じてどのくらいの情報量が必要であるのかを検討する必要がある。そのため、本研究ではヒトの各関節中心につけた光点のみが映像上で表示される"光点表示"を用いるため、実験の準備を進めている。平成28年度前半は、モーションキャプチャーを用いて実験で使用する映像の撮影を行い、編集作業を行った。また、平成28年度後半は、最終年度に用いる予定の実験機器(非接触視線入力装置QG-PLUS:DKH社製)の使用方法・実験方法について学んだ。このQG-PLUSはキャリブレーションを簡単に実施することが可能であり、従来のアイマーク測定の機器と比較して、実験参加者に対するストレスも大幅に軽減できることがわかった。このように実験参加者に対するメリットを十分理解した上で、動作確認や実験のための練習を入念に行った。その後、研究1に関する実験を開始した。研究1において、実験で呈示する刺激映像の作成に時間を要していた。また、最終年度に使用予定の実験機器について、本研究を実施するにあたって2つの機器(1View TrackerII;DKH社、2QG-PLUS;DKH社)の特性を見極めていたため、購入までに時間を要してしまった。そのため、予定している全被験者の実験が終了していない。次年度は早急に実験を実施し、結果をまとめていく予定である。また、最終年度に使用予定の機器については入念に練習を重ねたため、いつでも実験ができるように準備はできている。平成29年度は、これまでの研究発表を行うことが1つめの目的であり、国際学会にてポスター発表を実施した。次に、研究2の光点表示映像の運動補完仮説を運動野の興奮性により検証することが目的であった。研究2では、研究1において検討してきた、熟達レベルに応じた運動認知に関わる情報量の必要性に加えて、ヒトが実際に運動を見た時、どのようなメカニズムで運動を認知しているのか、脳活動(運動野の興奮性)の変化を指標として検討する必要がある。そのため、刺激映像に光点表示を使用し、経頭蓋磁気刺激装置を用いて、運動誘発電位を測定するため実験の準備を進めた。平成29年度前半は、経頭蓋磁気刺激装置(magstim200)を用いてプレ実験を行った。プレ実験の際、いくつかの問題点が出てきたが無事に解消された。また、平成29年度後半は、実験で使用する映像を作成するため、モーションキャプチャーを用いて実験・編集を行った。この動画編集において、問題点が発生し現在研究が滞っているが、解消される見込みが出てきているため、問題解消後は至急、実験に取りかかりたいと考えている。今年度は問題が2つあった。1つめは、経頭蓋磁気刺激装置を用いたプレ実験の際に機器の不具合により一時実験を中断為ざるを得ない状況が起こった。そのため、機器の点検等により実験の進度が遅れた。

しかし、現在は不具合が解消され、無事に実験が行える状態になっている。2つめは、実験で使用する映像編集の際に、編集パソコンの不具合により現在実験が滞っている状態である。しかし、この問題も解消される見込みがあるため、解消後は至急実験に取り組んでいきたい。平成30年度の目標は、研究2(光点表示映像の運動補完仮説を運動野の興奮性により検証)の実験にとりかかることであった。平成29年度後半、実験で使用する映像を作成している際に、動画編集において問題が発生したが、平成30年度に入って問題が解消されたため、実験を始める準備は整った。具体的には、身体の各関節部位に貼付したマーカー動画(モーションキャプチャー)の編集作業を行った。マーカーの数は2ポイント(片側の肩と膝)、4ポイント(両側の肩と膝)、10ポイント(両側の肩・膝・大転子・手首・足首)とした。動きは体操競技の動き、およびその他の動きを30種類撮影した。撮影した動画は、実験動画用としてポイントのみで表示するバイオロジカルモーションにしたうえで、映像をランダムにして80試行を作成した。その後、プレ実験を実施して不具合が起きた部分を修正し、本実験ができるように準備をした。しかし、私自身が産前産後休暇、ならびに育児休暇に入ったため、7月の時点で研究が一時中断している。平成30年度は、研究2(光点表示映像の運動補完仮説を運動野の興奮性により検証)の実験動画の編集が完了している。具体的には身体の各関節部位に貼付したマーカー動画の編集作業を行った。編集した動画は、実験動画用として動きをランダムにして80試行の動画を作成した。その後、プレ実験を実施して、修正点を直していつでも実験ができる状態になっている。研究2の実験直前で産前産後、ならびに育児休暇のため、研究は一時中断している。研究再開後は、すぐに研究2ができる準備はある。今後の研究の推進方策として、研究1で予定している実験を早急に実施し結果をまとめていく。終了予定は8月頃とする。その後、研究2を開始する。研究2で使用する実験機器については、使用方法を熟知しているため、すぐに実験に取りかかれる予定である。研究2の実験は9月に開始して1月頃には実験を終了し、3月末までに結果をまとめていけるように計画的に研究を進めていく。今後の研究の推進方策として、研究2で予定している実験を早急に実施し結果をまとめていく。また、研究3は昨年度購入したアイマーク(QG PLUS;DKH社)を用いた実験であり、昨年度のうちに使用方法を熟知しているので、実験にはすぐに取りかかれる予定である。研究3の実験は9月頃に開始して1月頃には実験を終了し、3月末までに結果をまとめていけるよう計画的に研究を進めていく。現在は育児休暇中のため、研究が一時中断している。研究再開後は、速やかに研究2(光点表示映像の運動補完仮説を運動野の興奮性により検証)を実施して結果をまとめていく予定である。
歪および歪緩和シリコン系結晶成長と歪高速デバイスの作製と評価

シリコントランジスタの微細化を用いない高性能化技術の一つに歪チャネル技術がある。本研究ではIV族混晶半導体であるSi_<1-y>C_yに着目し、歪Si/Si_<1-y>C_y構造を提案している。この構造では従来の歪Si/SiGeにおける歪Siとは逆方向の歪が生じ、成長方向の移動度の向上が期待される。このことから、チャネルが縦方向である縦型トランジスタへの応用が可能となり、歪チャネルと縦型トランジスタ構造という二つの技術を組み合わせることでより一層の性能向上が達成可能となる。前年度までにこの構造の実現へ向けて重要である歪緩和Si_<1-y>C_y膜の作製と高品質化を試み、SOI基板が緩和膜の作製に有効であるとの指針を得た。平成19年度は、SOI基板上に作製した歪緩和膜上に歪Siの作製を試み、歪量0.178%を有する歪Siの作製に成功した。歪Siの品質は歪緩和Si_<1-y>C_y膜に依存することが分かっており、さらなる歪SIの高品質化へ向け、歪緩和Si_<1-y>C_y膜の緩和メカニズムの解明を試みた。Si_<1-y>C_y/Si系では、一般的に見られる歪緩和とは異なる現象が見られ、これは緩和メカニズムが異なることが原因であると考えた。その上で、歪緩和が表面の形状変化により発生すると仮定し、これにより誘発された90°転位によって欠陥が発生、凝集するモデルを新たに提案した。この形状変化が発生する膜厚を理論計算した結果、C濃度1%のSi_<1-y>C_y膜では241nmであった。これは実験結果に良く合致しており、提案したモデルで実験結果を定量的に説明出来ることを確認した。このことから、良質な緩和膜作製にはヘテロ界面に転位を集中させる層を導入することが有効であり、デバイス応用可能な歪Si層作製のための歪緩和Si_<1-y>C_y膜の高品質化手法を導いた。シリコントランジスタの微細化の限界を打破する技術の一つに歪チャネル技術がある。広く研究されている歪Si/SiGe構造では、SiGeの熱伝導率などの問題が存在している。そこで本研究ではIV族系混晶半導体であるSi_<1-y>C_yに着目し、歪Si/Si_<1-y>C_y構造を提案している。この構造では従来の歪Si/SiGeにおける歪Siとは逆方向に歪が生じるため、成長方向の移動度が上昇すると考えられる。このことから、チャネルが縦方向である縦型トランジスタへの応用が可能となり、歪チャネルと縦型トランジスタという二つの技術を組み合わせることでより一層の性能向上が期待できる。現在はこの構造の実現へ向けて重要である歪緩和Si_<1-y>C_y層の研究を重点的に行っている。平成17年度は、固定C濃度Si_<1-y>C_y緩和層について研究を行った。まず始めに、Si基板上におけるSi_<1-y>C_yの臨界膜厚を計算により求めた。これより、移動度が上昇するのに十分なC量である1%の置換型C濃度を有するSi_<1-y>C_yの臨界膜厚は、1200nmであることが分かった。Si_<1-y>C_y膜は、原料ガスにジシランとアセチレンを用いたガスソース分子線エピタキシー法により、エピタキシャル成長させた。この時、Si基板上にSiバッファ層を200nm導入することにより、Si基板からの転位や欠陥をSi_<1-y>C_y膜内へ侵入することを防ぎ、良好なヘテロ界面を得ることに成功した。そこで、次にSiバッファ層上へ膜厚を変化させてSi_<1-y>C_yを成長させ、各膜厚における結晶構造の評価を行った。その結果、臨界膜厚よりも十分薄い膜厚230nmでは、Si_<1-y>C_y膜は面内方向に引っ張り歪をもって成長していることが分かった。臨界膜厚付近の膜厚1070nmにおいては、Si_<1-y>C_y膜は成長方向、面内方向ともに少し緩和していることが分かった。さらに膜厚を増加させた膜厚1700nmでは、膜厚1070nmに対して成長方向にのみ緩和が進行することが明らかとなった。前年度に、この構造の実現へ向けて重要である歪緩和Si_<1-y>C_y膜に関する研究に着手した結果、緩和膜の高品質化が必要であることが明らかとなった。平成18年度は、緩和膜の高品質化に向け、ステップ濃度バッファ層とSOI(Si-on-lnsulator)基板を用いる方法を試した。膜の成長にはガスソース分子線エピタキシー法を用いた。

前年度までの結果により、Si基板上に固定組成(C濃度:1%)を有する膜厚1000nmの緩和Si_<1-y>C_y膜を作製すると、歪緩和率は10%程度であり、表面ラフネスが30nmと非常に荒れた表面を有した。これに対して、ステップ濃度バッファ層を用いると、緩和率が75%まで上昇した。しかし、表面は荒れており、良質な歪Siの成長を妨げることが分かった。一方、SOI基板を用いると、緩和率は55%でありSi基板に比べて上昇しているのにも関わらず、表面ラフネスは10nmと小さくなった。これはSiとSiO_2のせん断係数の違いと薄いSOI層による効果であると考えられる。以上の結果から、SOI基板が緩和Si_<1-y>C_y膜の作製に有効な手法であるとの指針を得た。シリコントランジスタの微細化を用いない高性能化技術の一つに歪チャネル技術がある。本研究ではIV族混晶半導体であるSi_<1-y>C_yに着目し、歪Si/Si_<1-y>C_y構造を提案している。この構造では従来の歪Si/SiGeにおける歪Siとは逆方向の歪が生じ、成長方向の移動度の向上が期待される。このことから、チャネルが縦方向である縦型トランジスタへの応用が可能となり、歪チャネルと縦型トランジスタ構造という二つの技術を組み合わせることでより一層の性能向上が達成可能となる。前年度までにこの構造の実現へ向けて重要である歪緩和Si_<1-y>C_y膜の作製と高品質化を試み、SOI基板が緩和膜の作製に有効であるとの指針を得た。平成19年度は、SOI基板上に作製した歪緩和膜上に歪Siの作製を試み、歪量0.178%を有する歪Siの作製に成功した。歪Siの品質は歪緩和Si_<1-y>C_y膜に依存することが分かっており、さらなる歪SIの高品質化へ向け、歪緩和Si_<1-y>C_y膜の緩和メカニズムの解明を試みた。Si_<1-y>C_y/Si系では、一般的に見られる歪緩和とは異なる現象が見られ、これは緩和メカニズムが異なることが原因であると考えた。その上で、歪緩和が表面の形状変化により発生すると仮定し、これにより誘発された90°転位によって欠陥が発生、凝集するモデルを新たに提案した。この形状変化が発生する膜厚を理論計算した結果、C濃度1%のSi_<1-y>C_y膜では241nmであった。これは実験結果に良く合致しており、提案したモデルで実験結果を定量的に説明出来ることを確認した。このことから、良質な緩和膜作製にはヘテロ界面に転位を集中させる層を導入することが有効であり、デバイス応用可能な歪Si層作製のための歪緩和Si_<1-y>C_y膜の高品質化手法を導いた。
大規模分散処理環境におけるハイパーテキストのシームレスな情報共有に関する研究

本研究では大規模分散処理環境におけるシームレスな情報共有の実現と、スケーラビリティを考慮したハイパーテキストストレージに対するINDEX作成手法の提案を行ない、実装評価した。今日、インターネットを中心とした情報ネットワークには、無数の情報発信源があり、また、その発信源から発信される情報の種類や情報へのアクセス方法(クライアントの種類)も多種多様となりつつある。そのため、情報ヘアクセスしたい我々利用者は多くの情報アクセスツールの使い方とツール毎の情報管理の方法を覚えなければならず、大きなストレス下に晒されている。そこでまず我々の研究グループでは、ニュースサーバ、文字放送のように垂れ流しで送り付けられてくる大量のデジタル情報をことごとく一個所の情報処理データベースを経由させるようにして、ユーザの視点に合わせたデータベース作成を設計した。その際、異なる情報源から発信されるさまざまなデータを同一フォーマットに予め変換し、情報源多重化を指向した。次にテキスト、画像、音声などの情報を手元で情報整理しやすいように制御情報を付加した上でカプセル化をおこなった。最後にマルチキャストでカプセルデータの配信を多数のLAN内利用者へ行なうことでスケーラビリティに配慮し、利用者の手元で目的の情報をフィルタリングするための機構を提供した。WWWを情報源とするハイパーテキスト情報の配送は今後の課題となっている。一方でハイパーテキストのINDEX化はサーチエンジンと呼ばれる種々の検索サービスで広く行なわれるようになったが、以前個人ベースへの検索サービスであることに変わりはない。そこでアノテーションをベースとした情報の共有とINDEXINGの手法を提案し、そのプロトタイプを実装、評価した。このことにより、複数利用者間の情報共有の新しい可能性について示せた。
ミトコンドリア外膜透過装置の立体構造と通過中のポリペプチド鎖のコンホメーション

ミトコンドリア外膜に存在する膜透過装置においてTom40タンパク質がチャネルを形成している。このチャネルのポアを通過して前駆体タンパク質が輸送される。立体構造はβバレルからなるポーリン型であると予想されている.大腸菌を用いて酵母のTom40全長を発現すると,インクルージョンボディとなった.6M尿素を用いて可溶化し,陽イオン交換カラムクロマトグラフィーを用いて精製を行い、大腸菌1L培養当たり6070mgの変成状態のTom40タンパク質を得ることができた。膜タンパク質の立体構造解析においては使用する界面活性剤の選択が鍵となる。そこで、我々はCD、NMR、電子顕微鏡・負染色、ブルーネイティブ-PAGE、界面活性剤存在下でのゲルろ過などを指標として27種類の界面活性剤のスクリーニングを行い、Tom40の巻き戻しに有効であると思われるものを5種類選択した(DDM,OG,SML,Brij35,C_<12>E_6).ついで,Tom40の巻き戻し方法を,希釈法,ゲルろ過に直接インジェクションする方法,ヒスタグを用いてカラムに固定しながら変性剤を取り除く3つの方法について検討した.その結果、ゲルろ過カラムによる巻き戻し法が最も有効であった.ボイドボリュームよりあとの位置のピークから,電子顕微鏡・負染色観察で穴が1つあいたリング状の粒子が確認された.また,CDおよびNMRでβシート構造が含まれることが判明した.しかしながら,安定性が低く1日経過すると変性状態へもどっていた.また,機能的な指標としてのプレタンパク質(pSu9-DHFR)との特異的な結合は検出できなかった.ミトコンドリアを構成するタンパク質の大部分は細胞質のリボソームで合成された後に、ミトコンドリアへと輸送される。膜通過は2つの膜それぞれに存在する膜透過装置によって行われる。ミトコンドリア外膜の透過はTom40タンパク質がつくるチャネルを通して起こる。本課題ではTom40チャネルの立体構造決定とポリペプチド鎖がチャネルを通過するときのコンホメーションの解析を行う。そのために、大腸菌内でインクルージョンボディとして発現させた酵母由来のTom40を尿素あるいは塩酸グアニジン存在下で可溶化と精製を行った後に、界面活性剤存在下に巻き戻して再構成したTom40チャネルを得るプロトコルの確立を目指した。従来、活性のあるTom40チャネルが再構成された報告はあるが、大量調製に適した方法ではない。希釈法、ゲル濾過による方法、タグで固定して洗う方法などを用いて、種々の界面活性剤を添加して巻き戻し実験をおこなった。結果の正否はBN-PAGE(ブルーネイティブ電気泳動)、電子顕微鏡負染色観察、CD、NMRを用いておこなった。残念ながら、完全なプロトコルの確立には至っていないが、2種類の界面活性剤を組み合わせることが有望である見通しをもっている。すなわち、リゾPCを用いた希釈を行うと効率よく巻き戻しができ、CD測定とNMR測定によりβシート構造が確認できた。しかし、この方法で調製した試料はアグリゲーションを起こしているのでゲル濾過によって、第2の界面活性剤に置換することによって、単分散試料の調製を行う。現在、第2の界面活性剤として最適なものを探している段階にある。そこで、我々はCD、NMR、電子顕微鏡・負染色、ブルーネイティブ-PAGE、界面活性剤存在下でのゲルろ過などを指標として27種類の界面活性剤のスクリーニングを行い、Tom40の巻き戻しに有効であると思われるものを5種類選択した(DDM,OG,SML,Brij35,C_<12>E_6).ついで,Tom40の巻き戻し方法を,希釈法,ゲルろ過に直接インジェクションする方法,ヒスタグを用いてカラムに固定しながら変性剤を取り除く3つの方法について検討した.その結果、ゲルろ過カラムによる巻き戻し法が最も有効であった.ボイドボリュームよりあとの位置のピークから,電子顕微鏡・負染色観察で穴が1つあいたリング状の粒子が確認された.また,CDおよびNMRでβシート構造が含まれることが判明した.しかしながら,安定性が低く1日経過すると変性状態へもどっていた.また,機能的な指標としてのプレタンパク質(pSu9-DHFR)との特異的な結合は検出できなかった.