hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
診療所組織を対象としたプライマリ・ケア質向上プログラムの開発

これは、医療の質を「患者経験(Patient Experience)」を用いて評価するもので、医療者が自施設の質評価と改善を行うことが可能な状態となっている。その後、JPCATと乳癌検診受診との関連や、その下位概念である「包括性」とヘルスリテラシーとの関連が示唆された。本研究では、診療所における質向上プログラム開発に向け、まず、米国の「患者中心のメディカルホーム(Patient-centered medical home:PCMH)」に関する調査を実施し、Practice facilitationに関して整理を行った。また、質向上(Quality Improvement:QI)に関する教育のあり方を調査した。米国ではPCMHが全国的に推進され、認証のために診療データに基づく質の測定、患者経験評価、Population healthへの取り組みが必須となっていた。Practice facilitationやコーチの導入、診療所間のネットワーク、連携によりこれらの取り組みが推進されていた。これらに基づき、日本の診療所で実践可能な質評価・向上プログラムの計画を立案した。3カ所の診療所職員(医師・看護師・事務職員等)を対象に、QIと患者安全に関する講義とワークショップを開催した。基本知識としてヒューマンエラーの種類と予防策、根本原因分析、PDSA(Plan-Do-Study-Act)サイクルを用いたQIプロジェクトの実施法を解説した。各診療所における目標・評価について議論し、患者誤認の予防、待ち時間の短縮などがテーマに挙がった。続いて、診療録データに用いた質の評価法について検討を行った。今後は、米国のプライマリ・ケア改革においてどのような方策がとられ、診療の現場においてどのような変化がみられたか、文献調査に加えて現地でのヒアリングをも行い、そこから得られた資料を本研究の参考とする予定である。前年度の研究経過をもとに、具体的な質評価および向上(Quality Improvement)プログラムをプライマリ・ケア医療機関にて実装する。
生体巨大分子の混み合いが形成する制限された水和空間での蛋白質の構造転移とその制御

実際にタンパク質が機能を発現する細胞内は,生体高分子やイオンなどが極端に混み合った環境にある.本研究では,生体高分子の立体構造安定性に対して,「分子の混み合い効果」,「電解質の添加効果」,「細胞の大きさ(閉じ込め効果)」などの環境因子がどのような影響を与えるかに注目するとともに,細胞の大きさと同程度の微小空間領域における光と分子の相互作用の特異性を利用した高感度顕微分光法の確立を目指した研究を行った.1リボヌクレアーゼA (RNaseA)に対する電解質および分子混み合いの複合効果:RNaseA水溶液にホフマイスター塩であるNaSCNとポリエチレングリコール(100 mg/mL)を同時に添加すると,それぞれを独立に添加したときの融解温度の変化の和とはならないことが分かった(複合効果).昨年報告したポリ(Nーイソプロピルアクリルアミド)の結果と比較することによって,高分子への電解質の吸着の大きさと複合効果の大きさには相関があることが明らかとなった.2単一微小液滴内での色素分子間のフェスルター共鳴励起エネルギー移動(FRET):イオントラップを用いて,色素分子が溶存した単一微小液滴(直径約10&#61549;m)を空間捕捉し,色素分子間のFRETを観測した.バルク溶液における通常の蛍光を観測する方法と比べて,微小液滴からのレーザー発振を観測することでドナーアクセプター間のFRETを高感度に観測できることを明らかにした.3単一微小液滴表面に形成された単分子膜のレーザー顕微分光:イオントラップを用いて空間捕捉した単一微小液滴表面に色素標識された界面活性分子からなる単分子膜を形成し,レーザー顕微分光を行った.微小液滴界面に存在する色素分子は,液滴界面に形成される電磁場モードと強く相互作用するため,極めて低いしきい値でレーザー発振に至ることが明らかとなった.27年度が最終年度であるため、記入しない。27年度が最終年度であるため、記入しない。細胞中で生合成されたタンパク質は,正しい構造に折り畳まれることによって生体分子機械としての機能を獲得する.タンパク質の折り畳み機構を解明するために非常に多くの研究が行われてきたが,過去の研究によって得られた知見の多くは系中に共雑物が存在しない状況で行われた実験結果によって導かれたものである.しかしながら,実際にタンパク質が分子機械として機能を発揮する場所は,非常に多くの共存分子が密に詰まった空間である.本課題では,タンパク質を取り囲む環境因子に目を向け,特に「巨大分子の混み合い効果」,「水和効果」,「閉じ込め効果(サイズ効果)」に注目して研究を行った.平成26年度は,温度応答性高分子として知られているポリ(Nーイソプロピルアクリルアミド)(PNIAPM)のランダムコイルーグロビュール転移に対する巨大分子の混み合いと塩添加の複合効果に関して研究を行った.PNIAPM水溶液にカオトロピック塩として知られるNaSCNおよび親水性非荷電ポリマーであるポリエチレングリコール(PEG)を同時に添加すると,それぞれを独立に添加したときと比較して,PNIPAMの相転移温度が大きく変化することを見出した.同様の振る舞いは,NaClO4においても観測された.これは,PEGの添加によって水溶液の誘電率が低下したため,PNIPAMに吸着したSCN-もしくはClO4-アニオン同士の静電反発が増大し,その結果,構造転移による排除体積利得(水分子の並進エントロピー利得)が減少したためであると考えられる.一方,コスモトロピック塩として知られるNaFやNaH2PO4などはPNIPAMに吸着しないため,上記のようなPEGとの顕著な複合効果は見られなかった.実際にタンパク質が機能を発現する細胞内は,生体高分子やイオンなどが極端に混み合った環境にある.本研究では,生体高分子の立体構造安定性に対して,「分子の混み合い効果」,「電解質の添加効果」,「細胞の大きさ(閉じ込め効果)」などの環境因子がどのような影響を与えるかに注目するとともに,細胞の大きさと同程度の微小空間領域における光と分子の相互作用の特異性を利用した高感度顕微分光法の確立を目指した研究を行った.1リボヌクレアーゼA (RNaseA)に対する電解質および分子混み合いの複合効果:RNaseA水溶液にホフマイスター塩であるNaSCNとポリエチレングリコール(100 mg/mL)を同時に添加すると,それぞれを独立に添加したときの融解温度の変化の和とはならないことが分かった(複合効果).昨年報告したポリ(Nーイソプロピルアクリルアミド)の結果と比較することによって,高分子への電解質の吸着の大きさと複合効果の大きさには相関があることが明らかとなった.2単一微小液滴内での色素分子間のフェスルター共鳴励起エネルギー移動(FRET):イオントラップを用いて,色素分子が溶存した単一微小液滴(直径約10&#61549;m)を空間捕捉し,色素分子間のFRETを観測した.バルク溶液における通常の蛍光を観測する方法と比べて,微小液滴からのレーザー発振を観測することでドナーアクセプター間のFRETを高感度に観測できることを明らかにした.3単一微小液滴表面に形成された単分子膜のレーザー顕微分光:イオントラップを用いて空間捕捉した単一微小液滴表面に色素標識された界面活性分子からなる単分子膜を形成し,レーザー顕微分光を行った.微小液滴界面に存在する色素分子は,液滴界面に形成される電磁場モードと強く相互作用するため,極めて低いしきい値で

レーザー発振に至ることが明らかとなった.当初の研究計画どおり,平成26年度は,バルク溶液におけるPNIPAMのランダムコイルーグロビュール転移に関する共存分子の混み合いと塩添加効果を調査し,一定の成果を得た.また,平成27年度の研究を遂行するために必要なイオントラップおよびレーザー顕微分光装置も開発済みである.以上のことから,本研究課題は順調に進展しているといえる.27年度が最終年度であるため、記入しない。平成26年度に得られたPNIPAMのランダムコイルーグロビュール転移に対する混み合い効果や水和効果に関する知見を深めるために,微小液滴が形成するミクロな空間サイズにおいて同様の実験を行う.また,実際の生体高分子が示す「巨大分子の混み合い効果」,「水和効果」,「閉じ込め効果(サイズ効果)」に関する知見を得るために,ミオグロビンやシトクロムcのようなヘムタンパク質にも研究を展開していく予定である.27年度が最終年度であるため、記入しない。
磁場と磁気ナノ粒子を用いた細胞シート工学とその再生医療への応用開発研究

マグネタイトは鉱物として自然界に存在しており、生体内にも微量に存在している生体に無害な磁性微粒子である。我々はマグネタイト(Fe_3O_4)をナノメーターサイズに成形した磁性微粒子を使って、標的の細胞へ特異的に集積させることができる磁性微粒子封入リポソームの開発を行った。一方リポソームはその水相あるいは脂質膜に種々の薬物を封入することが可能なカプセルである。生体適合性も優れており、荷電・粒子径、あるいは脂質成分を変えたり、抗原・抗体・糖などの特異的リガンドを化学的に結合させたりして、細胞特異性を持たせることが出来ることからドラッグデリバリーシステム(DDS)の材料として注目を集めている。我々はこれらのリポソームとナノメーターサイズ磁性微粒子とを用い、磁性ナノ微粒子を細胞に取り込ませ、磁場を利用して細胞を目的の場所に配置・接着させて、2次元細胞シートを構築することに成功した。さらにこれらの細胞シートを多重層化することにより、3次元(3D)での細胞組織構築を可能にした。この新しい方法を用いて、骨髄細胞由来の間葉系幹細胞(Mesenchymal stem cell: MSC)の三次元組織への構築を行った。作成された間葉系幹細胞シートを重症下肢虚血モデルに移植したところ、同部位への血管再生が増強された。機序として、移植細胞シートから放出されたVEGFなどのサイトカインの関与が示唆された。以上より磁性微粒子による細胞シート工学は、将来有望な再生医療のDDSを構築できるものと期待される。
キノプロテインの構造と電子移動およびそのバイオ電極デバイスへの応用

(1)放線菌類のヒスタミン脱水素酵素(HmDH)の構造解析と電子移動特性HmDHは6-S-cyteinyl-FMNおよび4Fe-4Sクラスターを分子内酸化還元中心とする非常にまれな酵素であることを明らかにした.また基質による還元(モノマー当たり2電子還元)状態の吸収スペクトルがpHに大きく依存することがわかり,2つの酸化還元中心の酸化還元電位のpH依存性から説明できる可能性を示した.さらに,基質による還元反応をストップドフロー法により追跡し,その速度解析を行った.一方,HmDHの大腸菌での大量発現系で,活性種の発現率を,培養条件を検討することにより,当初のほぼ100%にまで向上させた.また,部位特的変異を試み,さらに電子受容体特性を利用して,ヒスタミンに対する基質選択性の向上に成功した.(2)キノヘモプロテインの直接電子移動系電極反応脱窒菌が産生するキノヘモプロティンアミン脱永素酵素(QH-AmDH)と電子受容体電子移動反応に及ぼすイオン強度の効果を検討し,その近傍の正電荷が,電子移動反応に大きく寄与することがわかった.QH-AmDHの電極での直接電子移動反応が観測できない理由を,その構造との関係で論じた.今後,さらに,電極の微細電荷の調整が必要であると考えている.一方,酢酸菌由来のキノヘモプロテインアルコール脱水素酵素(QH-ADH)の酸化還元電位が,環境により変化することを明らかにした.(3)バイオセンサ,バイオ電池への展開組換え体HmDHを用いてヒスタミンバイオセンサを構築した.また,これら脱水素酵素反応系等をアノード系触媒とし,またビリルビンオキシダーゼ(BOD)触媒のカソード極と組み合わせたバイオ電池の基本特性の評価を行った.BOD触媒に関しては,直接電子移動反応が電極基材特性に大きく依存することがわかり,吸着量と触媒能との関係を論じた.これらの反応系の基礎検討をもとに,電流密度的には,実用を視野に入れることができるまで向上させることに成功した.また,バイオ電池の試作も行った.(1)放線菌類のヒスタミン脱水素酵素(HmDH)の構造解析と電子移動特性HmDHは6-S-cyteinyl-FMNおよび4Fe-4Sクラスターを分子内酸化還元中心とする非常にまれな酵素であることを明らかにした.また基質による還元(モノマー当たり2電子還元)状態の吸収スペクトルがpHに大きく依存することがわかり,2つの酸化還元中心の酸化還元電位のpH依存性から説明できる可能性を示した.さらに,基質による還元反応をストップドフロー法により追跡し,その速度解析を行った.一方,HmDHの大腸菌での大量発現系で,活性種の発現率を,培養条件を検討することにより,当初のほぼ100%にまで向上させた.また,部位特的変異を試み,さらに電子受容体特性を利用して,ヒスタミンに対する基質選択性の向上に成功した.(2)キノヘモプロテインの直接電子移動系電極反応脱窒菌が産生するキノヘモプロティンアミン脱永素酵素(QH-AmDH)と電子受容体電子移動反応に及ぼすイオン強度の効果を検討し,その近傍の正電荷が,電子移動反応に大きく寄与することがわかった.QH-AmDHの電極での直接電子移動反応が観測できない理由を,その構造との関係で論じた.今後,さらに,電極の微細電荷の調整が必要であると考えている.一方,酢酸菌由来のキノヘモプロテインアルコール脱水素酵素(QH-ADH)の酸化還元電位が,環境により変化することを明らかにした.(3)バイオセンサ,バイオ電池への展開組換え体HmDHを用いてヒスタミンバイオセンサを構築した.また,これら脱水素酵素反応系等をアノード系触媒とし,またビリルビンオキシダーゼ(BOD)触媒のカソード極と組み合わせたバイオ電池の基本特性の評価を行った.BOD触媒に関しては,直接電子移動反応が電極基材特性に大きく依存することがわかり,吸着量と触媒能との関係を論じた.これらの反応系の基礎検討をもとに,電流密度的には,実用を視野に入れることができるまで向上させることに成功した.また,バイオ電池の試作も行った.(1)放線菌類のヒスタミン脱水素酵素(HmDH)の構造解析と細胞内電子移動特性HmDHのクローニング,シークエンス,活性中心の化学分析を行い,HmDHの一次構造解析に成功した.HmDHの活性中心はキノンであるとの報告もされていたが,本研究の結果,HmDHは6-S-cyteinyl-FMNおよび4Fe-4Sクラスターを分子内酸化還元中心とする非常にまれな酵素であることがわかった.類似酵素の場合,その生理的電子受容体はelectron transfer flavoprotein (ETF)であるとされているが,HmDHのそれは,ETFではない可能性が示唆された.さらに,HmDHの大腸菌での大量発現に成功した.大腸菌での発現系では,約40%のHmDHは,FMNで修飾されることなく,発現されることがわかった.今後は,アポ型タンパク質の単離とその特性評価が重要であると考えている.(2)キノヘモプロテインの直接電子移動系電極反応脱窒菌が産生するキノヘモプロテインアミン脱水素酵素(QH-AmDH)と電子受容体電子移動反応に及ぼすイオン強度の効果を検討した.

電気分析法による平衡論的解析と,ストップトフロー法による速度論的解析の結果,QH-AmDHの電子供与部位は酸化還元電位的に一番下流のMet-heme cである可能性が示唆され,その近傍の正電荷が,電子移動反応に大きく寄与することがわかった.この知見に基づき,電極を負電荷修飾し,QH-AmDHの電極での直接電子移動反応の実現を試みたが,現時点では,観測に成功していない.今後,さらに,電極の微細電荷の調整が必要であると考えている.一方,酢酸菌由来のキノヘモプロテインアルコール脱水素酵素(QH-ADH)の直接電子移動型電極触媒反応についても電気化学的解析を行った.その結果,4つのヘムのうち,酸化還元電位的に下流から2番目のheme cが電子供与サイトとして機能すると結論した.この考えに基づき,はじめて電流-電圧曲線の理論的解析に成功した.(3)バイオ電池への展開これら脱水素酵素反応系をアノード系触媒とし,またビリルビンオキシダーゼ触媒のカソード極と組み合わせたバイオ電池の基本特性の評価を行った.電流密度的には,実用を視野に入れることができるまで向上させることに成功した.(1)放線菌類のヒスタミン脱水素酵素(HmDH)の構造解析と細胞内電子移動特性HmDHは6-S-cyteinyl-FMNおよび4Fe-4Sクラスターを分子内酸化還元中心とする非常にまれな酵素であることがわかった.また基質による還元(モノマー当たり2電子還元)状態の吸収スペクトルがpHに大きく依存することがわかり,2つの酸化還元中心の酸化還元電位のpH依存性から説明できる可能性を示した.一方,HmDHの大腸菌での大量発現系で,活性種の発現率を,培養条件を検討することにより,当初の60%から80%にまで向上させた.また,部位特的変異を試み,ヒスタミンに対する基質選択性の向上に成功した.(2)キノヘモプロテインの直接電子移動系電極反応脱窒菌が産生するキノヘモプロテインアミン脱水素酵素(QH-AmDH)と電子受容体電子移動反応に及ぼすイオン強度の効果を検討し,その近傍の正電荷が,電子移動反応に大きく寄与することがわかった.QH-AmDHの電極での直接電子移動反応が観測できない理由を,その構造との関係で論じた.今後,さらに,電極の微細電荷の調整が必要であると考えている.一方,酢酸菌由来のキノヘモプロテインアルコール脱水素酵素(QH-ADH)の酸化還元電位が,環境により変化することを明らかにした.(3)バイオ電池への展開これら脱水素酵素反応系,および他のキノプロテインあるいはNAD依存依存性酵素をアノード系触媒とし,またビリルビンオキシダーゼ(BOD)触媒のカソード極と組み合わせたバイオ電池の基本特性の評価を行った.BOD触媒に関しては,直接電子移動反応が電極基材特性に大きく依存することがわかり,吸着量と触媒能との関係を論じた.これらの反応系の基礎検討をもとに,電流密度的には,実用を視野に入れることができるまで向上させることに成功した.また,バイオ電池の試作も行った.(1)放線菌類のヒスタミン脱水素酵素(HmDH)の構造解析と細胞内電子移動特性HmDHは6-S-cyteinyl-FMNおよび4Fe-4Sクラスターを分子内酸化還元中心とする非常にまれな酵素であることを明らかにした.また基質による還元(モノマー当たり2電子還元)状態の吸収スペクトルがpHに大きく依存することがわかり,2つの酸化還元中心の酸化還元電位のpH依存性から説明できる可能性を示した.
三叉神経感覚核から視床VPM核に投射する歯根膜機械受容ニューロンの応答特性

歯に機械的刺激を与えると、その感覚情報は歯根膜内にある歯根膜機械受容器、三叉神経、三叉神経主感覚核・脊髄路核、視床VPM核を経て、大脳皮質体性感覚野へと投射する。今回、三叉神経主感覚核・脊髄路核から視床VPM核に投射する歯根膜応答ニューロンの反応特性について調べて見た。成猫をペントバルビタールとクロラロースで麻酔し、三叉神経主感覚核と微小金属電極を刺入し、種々の歯を機械的に刺激して、歯根膜ニューロンの活動を検索した。さらに、視床VPM核を電気的に刺激し、短潜時、一定潜時で反応し、VPM投射ニューロンと同定されるユニットのみを記録した。(1)主感覚核から視床VPM核に投射するユニットの90%以上が遅順応型で、その殆どが上顎または下顎の犬歯に応答した。主感覚核の吻背側のニューロンは同側のVPM核へ、吻腹側部と尾側部のニューロンは対側のVPM核に投射し、両側のVPM核に投射するニューロンは見つからなかった。同側・対側投射ニューロン共、その約60%が単歯支配ニューロンであった。歯根膜刺激とVPM核刺激による平均潜時からVPMニューロンの反応潜時を推定して見ると(シナプス遅延0.5msとして)、同側投射ニューロンで4.4ms、対側投射ニューロンで3.9msという事になる。(2)脊髄路核のニューロンは中間亜核より全て反対側のVPM核に投射していた。中間亜核ニューロンの受容野は主感覚核のそれより広く、多歯支配ニューロンが60%以上であった。それらの約50%は遅順応型で、残り約50%は速順応型であった。この中間亜核の経路を介す視床ニューロンの推定潜時は遅順応型・速順応型共、5.6msという事になる。VPM核投射ニューロンは中間亜核より主感覚核からなり多く検出された。(3)視床VPM核の歯根膜ニューロンは遅順応型が速順応型より潜時が長いという報告がある。したがって今回の結果から、視床VPM核の遅順応型ニューロンは、主感覚核を介して短潜時に反応し、速順応型のニューロンは中間亜核を介して長潜時で反応しているものと思われる。
有機金属複合体など凝縮重電子系複合体の光反応の理論的研究

本研究が対象とする凝縮重電子系複合体のサンドイッチ多核Pd錯体について理論研究を行い、具体的には前年度の一次元π共役分子(カロテノイド分子)の理論解析からの発展によりベンゼンやシクロオクタテトラエンなど環状π共役分子を用いたサンドイッチ多核Pd錯体の理論解析に取り組んだ。特に、ベンゼン分子のみでサンドイッチしたPd錯体が安定に得られないのに対して片方をシクロオクタテトラエンにしたPd錯体は安定に得られる原理を凝縮重電子系複合体における電子論的な考察から説明を与え、これから同様の環状π共役分子を用いた新たなサンドイッチ錯体の分子設計に対し指針を得ることができた。また長波長の光エネルギーを三重項三重項消滅を利用してより短波長の発光に変換するフォトンアップコンバージョン現象のπ共役分子集合体における機構解明について理論研究を行った。具体的には溶液中ではフォトンアップコンバージョン現象が確認されなかった分子を集合化させることにより初めて現象が確認されるという凝縮重電子系複合体ならでわの凝集誘起フォトンアップコンバージョン現象について理論計算から機構を解明する事に成功した。特に分子の置換基効果から三重項の失活機構が大きく異なることが理論的に明らかになり、今後の凝集誘起フォトンアップコンバージョン材料に用いる分子の設計に対する指針を得ることができた。27年度が最終年度であるため、記入しない。凝縮重電子系複合体に対する応用研究と、そのための理論開発を行った。理論開発ではまず、大規模な分子系の多参照電子状態計算を可能にするためのresolution of the identity(RI)法による積分変換の高速化を行った。本研究対象の凝縮重電子系複合体の解析には分子間の相互作用を精密に調べるため、最低でも数百原子からなる2量体モデルの多参照電子状態計算が必要となる。基底関数としては千基底を超える計算となるため電子相関理論では原子軌道基底から分子軌道基底への積分変換が一つのボトルネックであったが、RI法の実装によりこのボトルネックを解決することが出来た。次に、これを用いた複合体間の相互作用としてフォン・ノイマンエントロピーに基づく分子間の量子もつれを計算した。分子間の量子もつれは、共有結合を介した分子内の量子もつれに比べて小さいことが確認された。この場合、密度行列繰り込み群を用いた対角化は次元の大きさによらず非常に効率的に計算実行可能である。一方で、炭素π共役分子配位子を有する有機金属複合体については金属配位結合を介した量子もつれは両者の中間的な大きさを持つことが分かり、密度行列繰り込み群を用いた対角化においては比較的大きな繰り込み基底が必要となることが分かった。また応用研究ではサンドイッチPd錯体の吸収スペクトルの解析を行った。ジフェニルポリエンやカロテノイドを用いて複数のPd原子を挟んだサンドイッチPd錯体においては、配位子のπ共役分子と同様に大きな吸光度をもつ光吸収が観測され、吸収波長は挟まれたPd原子の数によって大きく変化する。この実験事実から同錯体の光吸収にはPd原子が関与することが予想されるが、実際にこれを多参照電子状態理論と時間依存密度汎関数理論により解析を行い光励起状態同定とその性質を電子論的に解析することに成功した。目的である対象分子系の解析を進めると共にその理論計算のために必要な理論開発の遂行を行うという今年度の計画は予定どおり達成できた。開発においては密度行列繰り込み群による巨大配置間相互作用空間での対角化、resolution of the identity(RI)法による高速な積分変換に加えて、キュムラント展開を利用した新たな近似法による高次縮約密度行列の計算にも目処がつけられ、凝縮重電子系複合体のように大規模な分子を取り扱うための多参照電子状態理論の開発はこれで完了する。応用研究においてもサンドイッチPd錯体の光励起状態の解析を達成するなど予定どおりに研究が進められた。前年度に開発した、キュムラント展開近似を利用した大規模分子系計算のための密度行列繰り込み群多参照電子相関理論(cumulant-DMRG-CASPT2法)などの高精度電子状態理論を用いて、凝縮重電子系複合体の励起状態計算を進める。

前年度にサンドイッチPd錯体の解析では平衡構造からの垂直励起の計算を行ったが、光異性化反応を理論的に解析するためには垂直励起直後の構造変化を追跡する必要があり、これを達成するためには構造変化を効率的に追跡するための構造変化に対するエネルギー解析微分法を用いる事と、構造変化の自由度を反応座標に関与するもののみに絞るなど可能な限り小さくする方法がある。解析の対象とする現象は面配位する分子の反転のように多くの自由度が関与する異性化の追跡の前に、関与する自由度が比較的すくないと考えられる面配位子の一方向スライドや一次元Pt錯体の配位子回転の光反応とする。一次元Pt錯体の光反応では、光吸収により励起一重項(S1)状態が生成した後に重原子効果によるスピン-軌道相互作用により高効率な項間交差を経て三重項(T1)状態へと遷移し、そこからリン光を発光すると考えられる。重原子効果はスピン-軌道相互作用を大きくする必要条件の一つであるが、他にも重原子軌道が状態遷移に関与すること、またその状態遷移に関与する重原子軌道の角運動量がことなることがスピン-軌道相互作用を大きくするには必要である。しかし、一次元Pt錯体の基底状態平衡構造においては重原子軌道が状態遷移に関与するものの、それは同じ角運動量の軌道であり光吸収後にPt金属中心近傍での構造変化が起こることが可能性の一つであり、これを理論的に解析する。27年度が最終年度であるため、記入しない。
哺乳類オートファジーの制御機構の解析

本研究の目的は、オートファジーの初期過程で機能するULK1複合体(ULK1-Atg13-FIP200-Atg101複合体)の機能を明らかにすることである。本年度は、この複合体の中でオートファジー特異的な因子かどうかが明らかにされていないAtg13の個体レベルでの機能解析を主に行った。【Atg13ノックアウトマウスの解析】昨年度までの研究により、Atg13のノックアウトマウスは他の多くのAtg因子のノックアウトマウスと異なり、胎児期に心血管系の異常を呈して致死となることがわかった。本年度はこのマウスの表現型のより詳細な解析、およびこの表現型に関係しうる分子機能の解析を行った。その結果、Atg13は心筋の緻密層の発達に重要であるが、血管形成には必須でないことが明らかとなった。また、Atg13を欠損した細胞ではTNF-α(Tumor Necrosis Factor-α)で処理した際のアポトーシスの誘導が野生型細胞よりも顕著に起こることがわかった。TNF-αによるアポトーシスを抑制する因子であるc-FLIPのノックアウトマウスは心臓の形成不全により耐性致死となることが報告されていることから、Atg13はTNF-αシグナルを介して胚発生を制御している可能性があると考えられる。本研究の結果はAtg13を含むULK1複合体がオートファジー以外の機能も有する多機能な因子であることを示唆している。この知見はオートファジーの初期過程の分子機構を考える上で重要な知見であると考えられる。(抄録なし)本研究の目的は、これまでに同定されたオートファジーを実行する分子群の機能解析を通じて、オートファジーの制御機構・分子機構を明らかにすることである。【リン酸化シグナルとオートファジー】近年、オートファジーを負に制御するキナーゼ複合体mTORC1が、オートファジーに機能するキナーゼであるULK1をリン酸化することがわかっていたが、そのリン酸化部位、およびその生理的意義は不明であった。本年度、筆者らはmTORC1によるULK1のリン酸化サイトを複数同定することに成功した。リン酸化部位に変異を入れたULK1はオートファゴソーム形成部位へ正常に局在することができたことから、このリン酸化は局在制御以外のメカニズムにより、オートファジーを制御していると考えられた。これはmTORC1によるオートファジー制御機構を理解する上で重要な知見である。一方、筆者はULK1が別のオートファジータンパク質であるAtg14に結合し、それをリン酸化することも見出しており、本年度、そのリン酸化部位の同定に成功した。しかし、リン酸化部位に変異を入れたAtg14は、野生型のAtg14と同様に機能できたことから、ULK1はAtg14以外の基質をリン酸化することでオートファジーを制御していると考えられた。【Atg13ノックアウトマウスの解析】計画通りAtg13ノックアウトマウスの作製を行ったところ、このマウスは胎生致死であった。このことから、Atg13はオートファジーだけでなく、胚発生にも重要な役割を果たしている多機能タンパク質であることが明らかとなった。この発見はAtg13の機能特性を理解する上で重要である。本研究の目的は、これまでに同定されたオートファジーを実行する分子群の機能解析を通じて、オートファジーの制御機構・分子機構を明らかにすることである。その中でも、特にオートファゴソーム形成の初期の過程で機能するとされるULK1複合体(ULK1-Atg13-FIP200-Atg101複合体)の解析を重点的に行っている。また、この複合体の中でオートファジー特異的な因子かどうかが明らかにされていないAtg13について、ノックアウトマウスを作製することでその機能を解析している。【ULK1複合体とAtg16L1複合体の相互作用】今年度の研究ではULK1複合体がAtg16L1-Atg5-Atg12複合体と会合することが明らかとなった。共同研究者の実験により、この相互作用はオートファゴソームの形成に重要であることがわかった。また、筆者はAtg16L1複合体がULK1複合体の安定性を正に制御していることを発見した。以上の成果は、筆者を第二著者として論文に発表された。(EMBO Rep.14(3):284-91,2013)【Atg13ノックアウトマウスの解析】昨年度の研究により、Atg13のノックアウトマウスは胎生致死となることがわかったため、本年度はこのマウスの胚がどの発生段階で、どのような異常を伴って致死となるかを重点的に調べた。その結果、このマウスは胎生12.5日目までは目立った異常は示さないが、13.5日目以降に腹部周辺領域のうっ血、心筋の発育不全及び変性、そして卵黄嚢血管の形成異常を伴って致死となることが明らかとなった。これらの結果は、Atg13が心血管系の正常な発生に必須であることを示唆している。これはAtg13という分子の機能特性を理解する上で重要な知見である。

本年度は、この複合体の中でオートファジー特異的な因子かどうかが明らかにされていないAtg13の個体レベルでの機能解析を主に行った。【Atg13ノックアウトマウスの解析】昨年度までの研究により、Atg13のノックアウトマウスは他の多くのAtg因子のノックアウトマウスと異なり、胎児期に心血管系の異常を呈して致死となることがわかった。本年度はこのマウスの表現型のより詳細な解析、およびこの表現型に関係しうる分子機能の解析を行った。その結果、Atg13は心筋の緻密層の発達に重要であるが、血管形成には必須でないことが明らかとなった。また、Atg13を欠損した細胞ではTNF-α(Tumor Necrosis Factor-α)で処理した際のアポトーシスの誘導が野生型細胞よりも顕著に起こることがわかった。TNF-αによるアポトーシスを抑制する因子であるc-FLIPのノックアウトマウスは心臓の形成不全により耐性致死となることが報告されていることから、Atg13はTNF-αシグナルを介して胚発生を制御している可能性があると考えられる。本研究の結果はAtg13を含むULK1複合体がオートファジー以外の機能も有する多機能な因子であることを示唆している。この知見はオートファジーの初期過程の分子機構を考える上で重要な知見であると考えられる。実験の系には大きな問題はなく、ほぼ全ての項目が計画通りに進行している。当初の計画とは異なるが、ULK1複合体の機能解析の一環として「ULK1複合体とAtg16L1複合体の相互作用」がオートファジーに重要であることを示すことができたため、全体として研究は進展していると言える。また、Atg13ノックアウトマウスの解析は予定通りに進んでいる。mTORC1によるULK1のリン酸化については、リン酸化部位の変異体をULK1欠損細胞に導入ことで、そのオートファジーにおける重要性を評価する。また、Atg13のノックアウトマウスについては、発生途中の胚を採取し、表現型を包括的に解析する(異常が現れるステージ、組織、およびその所見を詳細に調査する)ことで、胚発生におけるAtg13の機能を明らかにすることを試みる。これまでの研究でAtg13ノックアウトマウスが心血管系の異常を伴って胎生致死となることがわかった。最終年度は、Atg13がどのような分子メカニズムでこれらの過程に寄与しているかを明らかにする予定である。具体的には胎児の心臓サンプルを用いてマイクロアレイ解析を行い、Atg13が関与する因子またはシグナル経路を同定する。(抄録なし)
ことばによる応答理論」に基づいた家庭科のふれあい体験学習の開発

家庭科で一般的に実践されてきた「乳幼児とのふれあい体験学習」を改善・向上させるために,「ことばによる応答理論」を基盤として「絵本」,と「途上国理解」という要素を組み込んだ新しいプログラムを構築し,授業実践を通してその効果について検証すること,並びにその効果が示されたときは,学校現場や途上国援助を行っているボランティア団体に普及することを設定した。プログラム・モデルを理論的に作成し、広島大学附属中学校・高等学校で授業実践して検証したところ、高い学習効果が示されたため、今後、教育現場への幅広い普及が望まれる。本研究の目的は、「ことばによる応答理論」に基づいた家庭科のふれあい体験学習のプログラム開発であるが,この中に,途上国のこどもたちを理解して援助する精神を啓培し,援助の方法を考えることのできる人間の育成をもう一つの目標として組み込むことの可能性も合わせて追求することである。本年度の研究計画を指針として研究を進めたが、想定以上に進展が早かった。まず、平成21年8月から9月にかけて、広島県の中高等学校の家庭科教師を対象として、「ことばによる応答理論」に基づくふれあい体験学習を成功させるための準備性についてアンケート調査を行った。その結果、この学習に対する家庭科教師の準備性はかなり高いことが判明した。このような状況を背景として、広島大学附属東雲中学校において、お手玉製作を含んだ、「ことばによる応答理論」に基づくふれあい体験学習を実施し、その効果を把握した。アンケート調査などから、「ことばによる応答理論」の学習やふれあい体験学習、そしてお手玉製作に対する興味・関心が極めて高く、授業が成功したことが明らかになった。さらには、「ことばによる応答理論」を基盤としたふれあい体験学習の成果を発展途上国に発信するための基礎研究として,ラオスの高地に住む少数民族「モン族」に絵本の読み聞かせをしている安井清子氏の活動を取り上げて検討し、「モン族」の民話を手作り絵本にすることを試みた。これには広島大学教育学部の学生と附属福山高等学校の生徒が取り組み、良質の絵本が製作された。またこれと関連して、本学の2つの附属高等学校において「モン族」の布と暮らしを中心とする授業を行い、途上国の人々に対する理解と敬愛の念が深まった。以上のように、研究は順調に進んでいる。本年度の研究は2つに分かれる。その1は,「ことばによる応答理論」の学習と幼児向きのぬりえ絵本の製作を通して,中学校家庭科の「ふれあい体験学習」を開発することである。その2は,国際理解教育の視点から,「ことばによる応答理論」の学習とぬりえ絵本製作をとおしてモン族の子どもたちと心を結びあうことを可能とする,高等学校「家庭基礎」の保育学習をつくることである。前者については前年度の研究と同様の成果が得られているので,ここでは後者について報告する。平成22年度,広島と福山の両附属高等学校の生徒を対象として,次の(1)(4)のような家庭科の授業を実施して,学習効果を測った。(1)「針と糸の民」といわれるモン族の生活について,映像の視聴や刺繍が特徴である民族衣裳の実物に触れることを通して理解させるとともに,モン族の子ども文化の形成を支援することの重要性や,このような支援のためには,絵本が重要な役割を担っていることを了解させた。さらに「ことばによる応答理論」の学習をさせた。(2)2つの附属学校の高校1年生の各2クラスにおいて,モン族の子どもに読み聞かせをすることを前提にした「ぬりえ絵本」を製作させた。(3)出来上がった絵本をモン族の支援団体であるシャンティ山口に委託し,タイのホイプム村において保育園児を対象として読み聞かせを実施してもらい,その際の反応を写真や映像等を通して知らせてもらった。(4)授業の事前と事後において実施されたアンケート調査等を集計・分析した。以上の(1)(4)を実施したことにより,「ことばによる応答理論」の学習と「モンの子どもたちに贈るぬりえ絵本の製作」を柱とした家庭科授業は,国際理解教育の視点を含んだ,新しい形の「ふれあい体験学習」となり得ることが明らかになった。本年度の研究目的は、これまでの研究成果を踏まえて、「ことばによる応答理論」,「食育ぬりえ絵本製作と読み聞かせ」,「年少者とのふれあい体験学習」をリンクさせた中学校と高等学校の家庭科プログラムの構築とその評価である。研究は次のように進捗した。広島大学附属高等学校5クラス,附属福山高等学校2クラス、附属東雲中学校2クラスにおいて,Monica Wellington作の食育ぬりえ絵本を原図として、これをもとに独自のぬりえ絵本を製作させた。各校ともこの過程において、製作する絵本と関連ある調理実習を実施した。附属福山高等学校では、1年生1クラスで、調理実習を含むぬりえ絵本製作と「ことばによる応答理論」の学習、さらに保育園での幼児とのふれあい体験学習を組み合わせた授業を実施し、その効果についてアンケート調査を実施した。また、附属東雲中学校においても3年生4クラスにおいて、同様の実践と調査を行った。

事前と事後調査の結果、対象とした全てのクラスにおいて、この度の取り組みが高い学習効果を上げたことが示された。このような、従前のふれあい体験学習を大きく転回させた今回の学習であったが、その具体的な方法や使用した教材、授業ビデオ、児童・生徒の感想などをセットにして、どのような家庭科教師でも授業実践できる形態に整理し、資料共々提供することは、今後の課題として残された。ただし、次第に広島県内の家庭科教師には、この有効な学習の情報が波及的に伝わっており、申請者も個別に対応を繰り返しているので、全国的に影響をもつ日も遠くないと思われる。
脂肪酸ω3/ω6バランスが食細胞のプロスタグランジン代謝調節に及ぼす効果について

本研究は食品より摂取するω3/ω6系脂肪酸バランスの貧食細胞におけるプロスタグランジン(PG)等エイコサノイド産生における意義解明を目的とした。マクロファージ系細胞株RAW264.7をアラキドン酸(AA)、エイコサペンタエン酸(EPA)あるいはその混合物により修飾した。この細胞ではLPS刺激によりPGエンドペルオキシド合成酵素(PGHS)-2が誘導されるが、AA遊離とPG遊離及びPGHS活性賦活化タイムコースの比較から、PG遊離調節におけるPGHS-2誘導の重要性が確認された。AA修飾細胞、EPA修飾細胞においてLPS刺激によるPGHS-2誘導が確認されたが、共に非修飾細胞に比べPGHS活性の賦活化もPG遊離も抑制されており、誘導されたPGHS-2が不活性型となっていることが示唆された。過剰の2型PG合成を抑制する未知の調節機構が存在すると思われる。また、EPAはAAに比べPG合成の基質にはなりにくいが、2型PG合成を強く阻害することも見い出され、EPA修飾は食細胞の2型PG遊離を抑えるのみならず、遊離したEPAが他の炎症性細胞の2型PG合成も抑制すると考えられた。更に、EPAを基質とするシクロオキシゲナーゼ反応の解析とこの活性がLPS刺激による影響を受けないことから、3型PG合成に関与する新たな酵素の存在が示唆され、2型PG合成とは異なる調節を受けている可能性が見い出された。EPA/AA混合物による修飾でもLPSによるPGHS活性の賦活化が抑制されたことから、どのような割合でのEPA摂取も2型PG合成を抑制し、炎症性疾患を抑える方向に働くと考えられる。従って、炎症性疾患の抑制を考える場合、魚油や紫蘇油のようにω3型の脂肪酸を多く含む食品を積極的に食事に取り入れることは、食細胞におけるPG合成調節の面から合理的であると思われる。1.マクロファージ系細胞株RAW264.7を用いて脂肪酸とBSAの複合体による細胞修飾法、GCとGC-MSによる脂肪酸定量法を確立した。ω3脂肪酸のEPAまたはαリノレン酸(αLA)修飾細胞では用いた脂肪酸とその代謝産物のDPAまたはEPAの増加が検出された。他方、ω6脂肪酸であるγリノレン酸(γLA)修飾細胞ではγLAの増加はわずかで、ジホモγリノレン酸やアラキドン酸(AA)の増加が認められた。AA修飾ではAAのみが増加した。2.プロスタグランジン(PG)H合成酵素(PGHS)活性測定法を確立し各種脂肪酸の効果を調べた。飽和脂肪酸及びオレイン酸は酵素活性に影響を与えなかったが、AA及びEPAはこの酵素活性を強く阻害した。この阻害は基質[^<14>C]AAに対する拮抗阻害として説明できる。一方、酵素反応の基質とはならないリノール酸、αLAあるいはγLAも高濃度ではPGHS活性を阻害した。3.EPAを基質とするPGHS活性を測定したところ、AAに比べ1/5程度しか反応しなかった。4.脂肪酸修飾した細胞のPGHS比活性について調べたところ、脂肪酸修飾のみではPGHS比活性はほとんど変化していなかった。5.この細胞ではLPS刺激によりPGHS比活性の上昇とPG遊離促進が観察される。ウエスタンブロット法により誘導型のPGHS-2がLPS刺激により増加していることが確認され、この酵素の誘導がPG遊離の調節に重要であることが示唆された。6.EPA修飾細胞ではLPS刺激によるPGHS比活性の上昇は認められず、また、AA修飾細胞をLPS刺激すると、PGHS比活性は著しく低下した。

しかしながら、ウエスタンブロット法の結果はPGHS-2の誘導が未修飾細胞と同様かそれ以上であることを示唆しており、マクロファージのPG遊離に新たな因子の関与も考えられる。この点について更に解析を進めたい。我々はリポ多糖(LPS)によるマウスマクロファージ(MΦ)系細胞株RAW264.7のプロスタグランジン(PG)合成系活性の賦活化が、AA遊離の促進のみでは起こらず、PGエンドパーオキサイド合成酵素(PGHS-2)の誘導が必須であることを前年度までに報告してきた。本年度は、EPAやアラキドン酸(AA)で修飾した細胞におけるPG合成の調節機構について解析を行った。GC及びGC-MSによる分析から、MΦをAAにより修飾すると細胞のAA含量及び炭素鎖の延長したドコサテトラエン酸含量の増加が認められた。これらの細胞をLPS処理すると多量のAA遊離は観察されたものの、PG遊離量は増加せず、また、その抽出物中のPGHS-2蛋白質量は対照の脂肪酸未修飾細胞と同様に増加したが、これらの細胞抽出物中におけるAAからの2型PG合成活性は、未修飾細胞の場合とは異なり、上昇しなかった。LPS処理を行った未修飾細胞の抽出物を予めAAとプレインキュベーションした酵素標品はその活性の9割を失うことがわかり、AA修飾細胞のPG合成活性調節に酵素の自殺型阻害反応の寄与が示唆された。他方、EPA修飾細胞では著しいドコサペンタエン酸含量の増加とEPA含量の増加が認められ、2型PGの合成が抑制されていた。in vitroの活性測定において、低濃度のEPAが2型PGの合成を阻害したことから、これがEPA修飾細胞における低い2型PG合成の理由であると思われる。また、AAは3型PG合成を強くは阻害しないこともわかった。これらの結果から、AA修飾細胞あるいはEPA修飾細胞ではLPS刺激による2型PGの合成が抑制されること、他方、3型PG合成は抑制されないことが示唆された。以上、マクロファージのPG合成の調節にはAA遊離の促進やPGHS-2誘導以外の機構も働いていることが明らかになった。本年度までの研究により、マクロファージ(MΦ)系細胞株RAW264.7におけるプロスタグランジン(PG)合成の調節にはアラキドン酸(AA)の遊離促進及びPGエンドパーオキサイド合成酵素(PGHS)-2の誘導以外に、過剰の2型PG合成を抑制する何らかの機構の関与が明らかになった。本年度は、種々のエイコサペンタエン酸(EPA)/AA混合比で修飾した細胞におけるPGHS活性の解析を行った。GC及びGC-MS分析により、細胞のAA含有量は修飾に用いるEPAの割合と逆相関するが、EPA含有量は混合比が1:1以上になって初めて上昇することがわかった。また、いずれの混合比による修飾細胞でも、そのホモジェネートの2型PG合成活性は未修飾細胞に比べ低く、3型PG合成活性は殆ど影響を受けていないことがわかった。これらの結果から、どのようなAA/EPA混合比による修飾細胞でも2型PGの合成は抑制されていること、3型PGの合成は抑制されていないことが示唆された。更に、リポ多糖刺激により2型PGの合成活性が上昇するのに対し、3型PGの合成活性は殆ど影響を受けないことや、両者の反応のタイムコース、Km値、あるいは非ステロイド系抗炎症剤の効果の比較により、EPAからのPG合成系とAAからのPG合成系は異なっており、異なる制御機構により調節されている可能性が示唆された。
新型背臥位コーンビームＣＴの開発と歯科Ｘ線写真大規模蓄積データの活用

背臥位コーンビームCT装置の開発をおこなった.歯科用コーンビームCT画像情報からパノラマX線写真に類似する再構成像の再構成に成功した.この再構成像とX線フィルム写真からデジタル変換した画像との比較検証実験を実施したところ,非常に高い一致率が得られた.一連の成果から,情報処理システムを構築し,背臥位コーンビームCTと共に運用することにより迅速な個体識別が可能となることが示された.平成25年度計画として以下の3項目について実施し、その結果をもって当該年度の実績とする。1頭部背臥位X線CT装置の開発および製作、2X線CT装置からのボクセル画像情報抽出、3アナログ画像情報からデジタル画像への変換、の3項目について研究を実施した。1についての結果:頭部背臥位X線CT装置の開発および製作について、研究代表者である小林、研究分担者である下田、そして朝日レントゲンを交えて開発、製作に関する会議を7回開催し技術的課題、および開発組織のフォーメーションについて意見交換を行った。その結果、CT開発に際して、他の専門研究機関からのアドバイスを積極的に反映した設計とすることが決まった。2についての結果:X線CT装置からのボクセル画像情報抽出は、歯科用CT画像を口内法エックス線画像またはパノラマエックス線画像と比較することが可能で、RaySum画像よりスラブ厚を変えたものがよりデンタル画像やパノラマエックス線画像に近い、とりわけて、厚さを2030mmに設定することがデンタル撮影やパノラマエックス線撮影における撮影範囲と近くなることから画像が比較しやすくなることが判明した。3についての結果:アナログ画像情報からデジタル画像への変換は、一般歯科医院で用いられている旧来の現像タイプのX線画像をデジタルスキャナーによりデジタル画像に変換し、256階調グレイスケールでほぼデジタル画像と同等に比較できることを確認した。1頭部背臥位X線CT装置からのボクセル画像情報抽出についての結果:平成25年度は小照射野(φ41mm×41mm)撮影においての検討を行ったが、大照射野(φ102mm×102mm)撮影においても検討を試みた。同様の方法で大照射野撮影画像の再構成を行ったところ、画質は小照射野撮影時のものと比較して大幅に向上した。スラブ厚についても再検討を行い30mmが最も識別性あるいは相似性が高いことが判明した。大照射野撮影では一度に全顎を撮影できるため、パノラマエックス線様の画像を再構成することが原理的に可能となり、パノラマエックス線画像と直接的に対比あるいは照合することが可能であることが判明した。2ボクセル画像情報抽出ソフトウェアの開発についての結果:ボクセルデータを抽出するにあたり当初は小照射野撮影をベースに進めていたが、前述の通り大照射野撮影の有用性が明らかとなったため、大照射野撮影をベースとしたデータ抽出に対応するためにソフトウェアの仕様を変更することとなり、当該案件についての再検討を行った。歪み・濃度・コントラストのパラメーターが小照射野の場合のそれと異なるため現在調整中である。3アナログ画像情報とCTデジタル情報の比較・検討についての結果:相互の画像の重ね合わせによる一致率を検討する前段階として、相互の画像の肉眼的な一致率を算出するため照合実験を行うこととした。再構成画像とパノラマエックス線撮影の画像をそれぞれフィルムに出力しそれらを用いて肉眼的に照合作業を行ったところ、非常に高い一致率であった。照合作業にあたってどのような項目を特徴として捉えたかを改めてリストアップを行い、今後のソフトウェア開発にフィードバックする予定である。前年度までの標準歯科用X線写真およびパノラマX線写真と歯科用コーンビームCT画像(CBCT)との検討において、RaySum画像よりスラブ厚を2030mmに設定することにより両画像は近似するとの結果を得ている。平成27年度はこの実績を踏まえて、大規模災害時のCBCT撮影画像と歯科用X線写真(アナログ画像)の画像の検証をおこなった。これに先立って、一般歯科医院で用いられている旧来の現像タイプのX線画像をデジタルスキャナーによりデジタル画像に変換し、256階調グレイスケールでほぼデジタル画像と同等に比較できることを確認した。検証方法は埋伏歯およびインプラント埋入所見の認められる20症例を比較対象とすることとした。CBCT画像に関しては、ray-sumation法を用い、視野FOV(Field of View)をφ102mm×102mmとしてパノラマ画像に近似する再構成画像を用意した。また同時に、当該症例のデジタルパノラマX線画像も用意し、無作為抽出、無作為比較を5名の画像診断の専門家により実験を実施した。その結果、再構成CBCTイメージとパノラマのX線撮影の間の一致率は、全ての症例において100%の結果が得られた。これにより、大規模災害時の移動型CBCTによる再構成画像と各歯科医院に保存されている歯科用X線写真(アナログ画像)は十分に対応、識別が可能なことが示唆された。本研究結果はThe 22th International Congress of Dento-Maxillo-Facial Radiologyに報告した。また、顎関節部の画像では、従来の歯科用X線パノラマ写真(アナログ画像)では下顎枝領域、特に顎関節関節隆起の領域は障害陰影によりしばしば不明瞭な画像としてが認められたが、CBCTから得られた抽出画像についてはそのような障害陰影が認められないことも判明した。この点は、本申請課題から得られた極めて重要な所見と考えられ、4th Asian Academic Congress for Temporomanibular Jointにて報告した。背臥位コーンビームCT装置の開発をおこなった.歯科用コーンビームCT画像情報からパノラマX線写真に類似する再構成像の再構成に成功した.

この再構成像とX線フィルム写真からデジタル変換した画像との比較検証実験を実施したところ,非常に高い一致率が得られた.一連の成果から,情報処理システムを構築し,背臥位コーンビームCTと共に運用することにより迅速な個体識別が可能となることが示された.平成25年度に実施した移動型CBCTの開発について、(株)朝日レントゲン工業との話し合いの中で開発課題は解決し、設計図完成の段階まで到達するも、最終的な仕様について現在検討を進めている。本研究課題である蓄積データの活用に関しては固定式CBCT装置を用いて引き続き研究を進めた。よって移動型CBCT装置で行う研究を固定式CBCT装置で行ったため遅れが生じた。歯科放射線学蓄積データの活用については引き続き研究を進めていくが、H27年度は本研究課題の最終年度であるため、仮に移動型CBCTの新規製造が不可能となった場合、既存の固定式CBCTを移動型へと改良・転用する方法を模索して、本研究課題の完遂を目指す。加えて、当該研究期間に得られた結果およびそれについての考察のとりまとめと総括を行い、国内外の学会にて発表あるいは積極的に本研究についての発信を行う。本研究における「目的」は、在宅診療あるいは大規模災害時収集遺体の個人識別ための頭部背臥位X線CT装置を開発し、それにより得られる3次元画像データに基づいて、歯科標準X線撮影画像および頭部パノラマX線写真に一致する撮影方向と部位の画像情報を抽出し、再構成画像を作成・照合することである。具体的に平成25年度は1頭部背臥位X線CT装置の開発および製作、2頭部背臥位X線CT装置からのボクセル画像情報抽出、3アナログ画像情報からデジタル画像への変換についての評価、1についての評価:開発計画の立案、設計まで進んでいるので段階評価で4に相当、2についての評価:学会発表まで行い、これからの課題が明瞭化されているので5段階評価で3に相当、3についての評価:ほぼ完了しているので5段階評価で5に相当、と判定した。経費不足による機器開発が困難な状況に至ったため、従前に予定していた会議費および出張旅費が未使用となったため。今後は25年度の実績を踏まえて以下のとおり、研究を推進する。1ボクセル画像情報抽出ソフトウエアを朝日レントゲンと共同して開発し、すでに鶴見大学歯学部が所有している歯科用コーンビームCT装置を用いて、歯科用X線写真一致する領域の切り出し、抽出を行い、i)CT撮影で得られる撮影領域からボクセル・データの切り出し、抽出の可能性について検討する、ii)抽出した領域の画像の歪み、濃度、コントラストの修正、ダイナミックレンジ等について修正を試み、iii)CT抽出データの比較対照にテスト撮影した標準歯科用X線写真を用いる。2アナログ画像情報とCTデジタル情報の比較、検証は、ワークステーション上で画像情報の拡張子を統一した上で、相互の画像の重ね合わせを行い、1で抽出した画像情報との一致率を参照しながら修正を繰り返す。