hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
表面波プラズマによる大面積・高品質液晶プロセスの開発

液晶のプラズマプロセスには従来13.56MHzの容量結合プラズマが用いられているが、プラズマ密度が低いために限界に直面している。これを打ち破るために、マイクロ波放電で生成する新しい表面波プフズマを利用し、プラズマの高密度化と大口径化をはかり、低温基板上にポリシリコンを堆積する大面積液晶プロセスを開発するのが、本研究の目的である。本年度までに次の項目について重点的に研究をおこなった。(1)放電用アンテナ系の最適化:2.45GHzの表面波放電により高密度・大面積プラズマを作るために、導波管底のスロットアンテナと石英板の間に空気層を設けることにより、プラズマ生成効率を向上できることを見出した。また、プラズマと接する石英壁や金属壁の表面に凹凸を設けて均一化する方法を、波動シミュレーションを用いて詳細に調べた。(2)電子エネルギー分布関数の計測と制御:希ガスの種類を変えることにより分布関数(電子温度)を制御できることを実験と計算から示した。(3)大面積プラズマの試作:実際に大面積(1m×0.3m)のプラズマ生成装置を作り、石英壁の強度や金属壁によるプラズマ局在化の課題を明らかにし、対策の指針を見出した。(4)ゲート酸化膜用の酸素プラズマ:液晶用の高品質・極薄ゲート酸化膜を低温プラズマ酸化法で作るために、表面波酸素プラズマを生成し、その中の酸素ラジカルの振舞いを明らかにした。(5)シリコン膜の成長条件と結晶性:液晶用高速TFTの作製をめざして、高圧力水素希釈シランの表面波プラズマにより、ポリシリコン膜の低温・高速作製に成功した。また、膜中の酸素不純物が石英窓から混入することを見出し、これを低減する方法を示した。これを打ち破るために、マイクロ波放電で生成する新しいプラズマ源として注目される表面波プラズマを利用する。これによってプラズマの高密度化(10^<11>cm^<-3>)と大口径化(直径80cm)をはかり、低温基板上に高品質のポリシリコンを堆積する大面積の液晶作製プロセスを開発するのが、本研究の目的である。本年度は次の項目について重点的に研究を行った。(1)放電用アンテナ系の最適化:2.45GHzと915MHzの放電を用いて高密度・大口径プラズマを生成するためのアンテナを実験とシミュレーションから調べた。(2)電子エネルギー分布関数の計測と制御:表面波プラズマの電子エネルギー分布関数を詳細に調べ、体積加熱と表面加熱の違いを明らかにした。さらに、電子エネルギー分布関数とプラズマ内のラジカル組成との相関を実験と計算から明らかにした。これを打ち破るために、マイクロ波放電で生成する新しい表面波プラズマを利用し、プラズマの高密度化と大口径化をはかり、低温基板上にポリシリコンを堆積する大面積液晶プロセスを開発するのが、本研究の目的である。本年度は次の項目について重点的に研究をおこなった。(1)放電用アンテナ系の最適化:プラズマ界面に周期構造をもたせることにより、モードジャンプなしに安定にプラズマを生成できることを示した。(3)シリコン膜の成長条件と結晶性の関係:適度の圧力、パワーにおいて大きな粒径をもつポリシリコン膜を低温で作製することができた。

これを打ち破るために、マイクロ波放電で生成する新しい表面波プラズマを利用し、プラズマの高密度化と大口径化をはかり、低温基板上にポリシリコンを堆積する大面積液晶プロセスを開発するのが、本研究の目的である。本年度は次の項目について重点的に研究をおこなった。(1)放電用アンテナ系の最適化:2.45GHzの表面波放電により高密度・大面積プラズマを作るために、導波管底のスロットアンテナと石英板の間に空気層を設けることにより、プラズマ生成効率を向上できることを見出した。また、プラズマと接する石英壁や金属壁の表面に凹凸を設けて均一化する方法を、波動シミュレーションを用いて詳細に調べた。(2)大面積プラズマの試作:実際に大面積(1m×0.3m)のプラズマ生成装置を作り、石英壁の強度や金属壁によるプラズマ局在化の課題を明らかにし、対策の指針を見出した。(3)ゲート酸化膜の酸素プラズマ:液晶用の高品質・極薄ゲート酸化膜を低温プラズマ酸化法で作るために、表面波酸素プラズマを生成し、その中の酸素ラジカルの振舞いを明らかにした。(4)シリコン膜の成長条件と結晶性:液晶用高速TFTの作製をめざして、高圧力水素希釈シランの表面波プラズマにより、ポリシリコン膜の低温・高速作製に成功した。また、膜中の酸素不純物が石英窓から混入することを見出し、これを低減する方法を示した。
安定なヘリックス構造を分子部品とする機能性ペプチドの開発

安定なヘリックス構造を構築する手法を用いて、三種類の機能性ペプチドを開発した。(1)外部刺激応答性分子を骨格とするクロスリンク剤で架橋したペプチド(2)末端にチオール残基を有するクロスリンク剤で架橋したペプチド(3)アミノ末端側を蛍光色素でラベル化した架橋ペプチド(1)においては、フェロセンを骨格とするクロスリンク剤によるヘリックス構造の制御に成功した。(2)・(3)においては、DNAと相互作用するタンパクのα-ヘリックス領域をもとにこれら架橋ペプチドを合成し、DNAとの相互作用を評価した。2007年度において、既に開発済みのクロスリンク剤によるα-ヘリックス構造の安定化の手法を発展させ、より一般的なものとし、さらに安定なヘリックス構造を有する機能性ペプチドを数例開発することに成功した。短鎖ペプチドのα-ヘリックス構造を安定化させるためのクロスリンク剤を多数開発し、その安定化手法を一般化することに成功し、Chemistry A European Journalに論文を掲載した。ペプチド配列・長さとクロスリンク剤の種類を組み合わせることで、ほぼ完全なα-ヘリックス構造を構築することが可能となった。安定なヘリックス構造を有する機能性ペプチドとして、以下に示す三種類の短鎖ペプチドを創製した。(1)光異性化色素であるジアリールエテンを骨格とするクロスリンク剤で架橋した短鎖ペプチド(学会発表)(2)酸化還元活性種であるフェロセンを骨格とするクロスリンク剤で架橋した短鎖ペプチド(The Journal of Organic Chemistryに掲載予定)(3)アミノ末端側を蛍光色素でラベル化した架橋短鎖ペプチド(学会発表)(1)や(2)の機能性短鎖ペプチドにおいて、光や電気といった外部刺激によってα-ヘリックス構造を制御することができる。将来的にタンパクが関係する生体反応の制御への応用が期待できる。(3)の蛍光色素でラベル化した架橋短鎖ペプチドは、タンパクが関係する生体分子間相互作用の蛍光解析に応用することが期待される。平成20年度においては、安定なヘリカルペプチドを構築する手法をもとに開発した機能性ペプチドを用いて研究を展開した。安定なヘリックス構造を有する機能性ペプチドとして、以下に示す三種類の短鎖ペプチドを用いた。(1)酸化還元活性種であるフェロセンを骨格とするクロスリンク剤で架橋した短鎖ペプチド(The Journal of Organic Chemistryに掲載)(2)光異性化色素であるジアリールエテンを骨格とするクロスリンク剤で架橋した短鎖ペプチド(学会発表)(3)アミノ末端側を蛍光色素でラベル化した架橋短鎖ペプチド(学会発表)(1)においては、クロスリンク剤によるヘリックス構造の制御に加えて、フェロセンを骨格とする非天然アミノ酸を開発し、フェロセンを主鎖に導入したペプチドの合成に成功した。今後、フェロセン導入ペプチドを基板に固定化してチップ化する予定である。前者では、ジアリールエテン架橋ペプチドとDNAとの相互作用を光照射によって制御することに成功した。後者では、DNAとの相互作用を蛍光偏光スペクトルで解析し、その結果架橋ペプチドが非架橋ペプチドに比べてDNAと非常に強く相互作用することが明らかとなった。
リポタンパク質受容体とセレノプロテインPを標的とした2型糖尿病抑制の食品成分探索

セレノプロテインPの過多はインスリン抵抗性を惹起し2型糖尿病発症の一因となるが,その詳細な分子機構は不明である.また,セレノプロテインPの産生阻害は,2型糖尿病発症を抑制できると予想される一方,全身のセレン欠乏が指摘される.本研究では,セレノプロテインPの受容体であるリポタンパク質受容体を介したセレノプロテインPの取込みを食品成分によって制御し,セレン欠乏に陥ることなく2型糖尿病発症を抑制する食品成分を探索する.実験では,セレノプロテインPの過多による2型糖尿病発症の分子機構を解明し,解明した分子機構を制御できる食品成分を明らかにする.最終的に実験動物を用いて食品成分による発症抑制を検証する.セレノプロテインPの過多はインスリン抵抗性を惹起し2型糖尿病発症の一因となるが,その詳細な分子機構は不明である.また,セレノプロテインPの産生阻害は,2型糖尿病発症を抑制できると予想される一方,全身のセレン欠乏が指摘される.本研究では,セレノプロテインPの受容体であるリポタンパク質受容体を介したセレノプロテインPの取込みを食品成分によって制御し,セレン欠乏に陥ることなく2型糖尿病発症を抑制する食品成分を探索する.実験では,セレノプロテインPの過多による2型糖尿病発症の分子機構を解明し,解明した分子機構を制御できる食品成分を明らかにする.最終的に実験動物を用いて食品成分による発症抑制を検証する.
神経細胞死及びてんかんにおける興奮性アミノ酸、エンドセリン及び神経成長因子の関与

海馬CA1領域選択的細胞死の機構を分子および回路の両面から解明することを目指した。ラットにNMDAを一側海馬CA1に微量注入すると注入側海馬から対側海馬および大脳皮質にに広がるてんかん波が伝搬し、ラットはてんかん重積となり注入側CA1錘体細胞死が生じる。しかしより強力なNMAD受容体アゴニストであるL-CCG-IVで同様の実験を行うと、同様のてんかん波伝搬および症状を呈するが、CA1細胞死は両側に生じた。背側海馬交連および脳梁を切断して注入すると、てんかん波は抑制されCA1細胞死は両側で軽減した。今まで他にこのような報告は全くされておらず、海馬CA1領域選択的細胞死にはそのグルタミン酸受容体の差と海馬内およびその入出力系の興奮性回路の関わりが明らかとなった。近年臨床的に難知性てんかんに対する脳梁切断術が改めて注目されてきたが、我々の結果はこの理論的支えになる。一方NGFファミリー、すなわちBGF、BDNFおよびNT-3の高感度抗体およびtrkファミリーの抗体を作成し、一過性脳虚血後の海馬での動態を検討した。その結果全てのNGFファミリータンパクが虚血後早期に発現上昇し、神経細胞死が生じる前の自己修復機転と考えられた。エンドセリンは初のET-1受容体アンタゴニストが開発され、まずそのイヌ脳血管攣縮抑制効果を現在検討した。その結果脳血管攣縮が軽減されることが判明した。脳虚血時にもエンドセリン受容体が発現することを我々はみており、本薬剤の虚血性神経細胞死に対する効果を検討している。海馬CAl錘体細胞の遅発性神経細胞壊死の発生機構に迫るべく、グルタミン酸受容体を中心とした分子レベルでの情報を、海馬興奮性神経回路網の理解に結び付けることを試みた。ラットを用いた主な実験結果は次の通りである。(1)グルタミン酸NMDA受容体アゴニストL-CCG-IV,50nmole/μlの脳組織内注入は選択的CAl細胞死を起こした。(2)一側CAlに注入したにもかかわらず、CAl細胞死は両側性に見られた。(3)脳梁および背側海馬交連をあらかじめ切断した後には、細胞死は両側性に抑制された。(4)海馬脳波はL-CCG-IV注入数分後、注入側CAlで棘波が見られ、その後対側CAlに棘波が伝搬した。ラットは間欠的に前肢の間代性痙攣およびWet-Dog Shakingを示した。(5)脳梁および背側海馬交連切断後は棘波の形成は見られず、痙攣も無かった。(6)NMDAを用いて同様の検索を行った。10nmole/μlのCAl注入で痙攣が生じるが、非致死的であった。30nmole以上は致死的であった。(7)グルタミン酸代謝調節型受容体アゴニストであるL-CCG-Iはキンドリングてんかんを抑制した。これらの結果から選択的CAl細胞死の理解には、興奮性アミノ酸による局所細胞の分子レベルの応答のみならず、海馬そしておそらくは大脳皮質を含めた興奮性神経回路のかかわりが重要である。また分子レベルではNMDA型と代謝調節型グルタミン酸受容体の拮抗する役割が推察された。一方海馬ではグルタミン酸受容体刺激後、NGFあるいはBDNFの遺伝子発現がみられる。我々は既にNGFが遅発性神経細胞死を抑制することをみているが、現在このモデルでNGFおよび我々が最近その生成に成功したBDNFの作用を検討している。エンドセリンB受容体の発現は脳梗塞モデルでその辺縁部の他に遠隔部である黒質でも見られ、これがグリアの反応であることが明らかになった。このグリアはエンドセリン刺激によりNGF分泌をすることが最近報告され、我々は現在このモデルにおけるエンドセリンの発現をみている。

海馬CA1領域選択的細胞死の機構を分子および回路の両面から解明した。ラットにNMDAを一側海馬CA1に微量注入すると注入側海馬から対側海馬および大脳皮質に広がるてんかん波が伝搬し、ラットはてんかん重積となり注入側CA1錘体細胞死が生じる。しかしより強力なNMDA受容体アゴニストであるL-CCG-IVで同様の実験を行うと、同様のてんかん波伝搬および症状を呈するが、CA1細胞死は両側に生じた。背側海馬交連および脳梁を切断して注入すると、てんかん波は抑制されCA1細胞死は両側で軽減した。今まで他にこのような報告は全くされておらず、海馬CA1領域選択的細胞死にはそのグルタミン酸受容体の差と海馬内およびその入出力系の興奮性回路の関わりが明らかとなった。一方NGFファミリー、すなわちBGF、BDNFおよびNT-3の高感度抗体を作成し、一過性脳虚血後の海馬での動態を検討した。その結果全てのNGFファミリータンパクが虚血後早期に発現上昇し、神経細胞死が生じる前の自己修復機転と考えられた。そこでNMDAおよびL-CCG-IVによるこの発現を現在検討中である。エンドセリンは初のET-1受容体アンタゴニストが最近開発され、まずそのイヌ脳血管攣縮抑制効果を現在検討しており、虚血性神経細胞死を抑制できるかどうかの研究へと向かう。海馬CA1領域選択的細胞死の機構を分子および回路の両面から解明することを目指した。近年臨床的に難知性てんかんに対する脳梁切断術が改めて注目されてきたが、我々の結果はこの理論的支えになる。一方NGFファミリー、すなわちBGF、BDNFおよびNT-3の高感度抗体およびtrkファミリーの抗体を作成し、一過性脳虚血後の海馬での動態を検討した。エンドセリンは初のET-1受容体アンタゴニストが開発され、まずそのイヌ脳血管攣縮抑制効果を現在検討した。その結果脳血管攣縮が軽減されることが判明した。脳虚血時にもエンドセリン受容体が発現することを我々はみており、本薬剤の虚血性神経細胞死に対する効果を検討している。
グリーン関数法を用いた励起状態の高精度かつ大規模全電子第一原理計算手法の開発

本課題では現実の物質の励起状態を第一原理により正確に求めることの出来るグリーン関数法プログラムの開発を行った。本手法は膨大な計算時間を要するために、取り扱うことのできる系のサイズは少数原子系に限られてしまっていた。一方で、本手法は現在のスーパーコンピュータのトレンドでもある大規模並列計算に適した手法であるために、並列計算向けにプログラム開発を行うことでより大規模な系の取り扱いが可能になる。そこで本課題ではOpenMPとMPIを用いたハイブリッド型の並列計算向けにプログラム開発を行った。本課題最終年度には、110原子系にたいして高精度光吸収スペクトル計算にも成功した。研究計画書に従い今年度は全電子GW+Bethe-Salpeter法をより大規模系に適応できるようにするため、全電子混合基底法プログラムの並列化・高速化に取り組んだ。本計算手法でその出発点となる通常のLDAは超大規模並列が難しいために、いくつかの高速化アルゴリズムを導入した。具体的には計算量がN^3に比例する波動関数の直交化部分(Gramm-Schmidt法)にはBlaslevel3を多用することで高速に実行することができるrecursive blocking Gramm-Schmidt法を導入した。また電荷密度混合法にresidual minimization method in thedirect inversion of iterative subspace法(RMM-DIIS法)を導入することでself-consistent loopの回数自体を減らすことにも成功した。そのRMM-DIIS法を固有値問題にも適応し計算量が多いGramm-Schmidtの回数を減らすことにも成功した。以上の高速化アルゴリズムの導入により、高速にLDA計算を行うことができるようになった。またGW+Bethe-Salpeter部分ではその計算の特性上、超大規模並列計算に向いていることからプログラム全体のMPI並列化に取り組んだ。またFFTを多用するために、FFTによる通信を避ける必要がある。そのために1つのFFT計算はノード内に納めるようにプログラムを設計・開発を行った。1538CPUコアまでを用いたベンチマークテストの結果は良好であり、日常的に使用することのできるスーパーコンピュータ資源でも100原子程度のシステムを取り扱うことができるようになった。本年度はこのプログラムをアルカリ金属内包フラーレンに適応し、その光学特性を計算した。その結果は近く論文に投稿予定である。研究計画書に従い本課題では、全電子混合基底法プログラムに実装されたGW+Bethe-Salpeter法を超大規模並列計算向けにプログラムコードの開発を行った。その際には、プログラム構造を抜本的に見直し、今後のプログラム開発を容易にするためにプログラムコードのスリム化なども徹底的に行った。これらの作業を行った結果、Fujitsu FX10スーパーコンピュータ上で測定したベンチマークテストで1536MPI並列実行時に約97%の並列効率(weak scalingで測定時)を達成することが出来るようになった。高効率で大規模な並列計算が可能になったことにより、およそ150原子程度の系を本手法で取り扱う事が出来るようになった。本課題で超大規模並列計算向けに開発した全電子混合基底法プログラムを用いた応用計算も行った。CdSeクラスターの光吸収スペクトル計算を行い、実験のスペクトルと詳細な比較を行うと共に、励起子の波動関数を調査し、電子-ホール間のクーロン相互作用の影響を可視化した。また本プログラムを有機太陽電池のアクセプター分子として期待されているLi+内包フラーレンへ適応し、その光吸収スペクトルを計算した。孤立フラーレンの計算結果などと比較を行い、内包されたLi+はフラーレン内に点電荷として存在し、フラーレンを安定化させる役割を果たしているもののその電子状態には影響を与えないことを確認した。いずれの計算も実験のスペクトルをよく再現できており本手法の有用性を確かめることが出来た。本研究では第一原理グリーン関数法の超大規模並列計算プログラム開発を主な目的としている。また研究計画最終年度には、そのプログラムを用いて実際に大規模系へ適用する予定である。一般的にMPI並列プログラムは逐次プログラムに比べてそのプログラムの構造はより複雑になることは避けられない。そのためにプログラムをMPI化する前にまず可能な限り単純化し、かつきちんと整理された逐次プログラムを準備することは、その後のMPI並列プログラム開発をより簡単にし、結果的にはプログラムの開発期間を短縮させることが可能になる。研究計画初年度に当たるH23年度は、研究計画書に基づき全電子混合基底法の第一原理プログラムコードのスリム化と整理整頓を中心に行った。本プログラムは申請者が独自に開発を行ってきたFortranで書かれた6万行を超える第一原理計算プログラムである。プログラム構造を単純化するに当たっては、今後MPI化することを前提として、プログラム設計を見直し、多用する部分をモジュール化するなどの変更を行った。また重複する機能を持つサブルーチンを統一するなどのプログラムのスリム化も同時に行った。

またH23年度は実際に本プログラムを少数原子系((CdSe)3と(CdSe)6クラスター)に適応し、全電子GW+Bethe-Salpheter法を用いてその光吸収スペクトルを計算した。その結果は国際会議で発表し、現在論文に投稿中である。物性物理今年度は全電子GW+Bethe-Salpeterプログラムの並列化と並列計算が難しいLDA部分にはいくつかの高速化アルゴリズムを導入した。これらのプログラム開発は計画通り進み、無事に開発は終了した。また実際にいくつかのベンチマークテストを行い、並列効率(strong scalingとweak scaling)を測定した。特にweak scaling測定では1538MPI並列実行時においても並列効率97%程度を実現することができたことからも、日常的に使用するスーパーコンピュータ資源をフルに活用できるまでにプログラム開発が行われたことを確認することができた。今年度は、このプログラムを使用してソーラーセルなどへの応用が期待されているアルカリ金属内包フラーレンの光吸収スペクトルを計算し、その光学特性を詳細に議論した。研究計画初年度のH23年度は、研究計画書に従い、次年度以降に行う予定の大規模並列プログラム開発のための準備期間として、プログラムコードのスリム化と整理整頓を徹底的に行った。その作業は予定通り完了し、並列化に向けた作業を開始できる準備が現段階で整っている。またそのプログラムを実際にCdSeクラスターに適応し、現状のプログラムの性能確認を行うとともに、CdSeクラスターの光吸収スペクトルを計算し議論した。今年度までに超大規模並列計算が可能な全電子GW+Bethe-Salpeterプログラムを開発してきた。その結果、100原子程度のシステムを取り扱うことができるようになった。しかしGW+Bethe-Salpeter法は依然として密度汎関数理論に基づいた通常の第一原理計算手法に比べるとその計算コストは遙かに高い。その一つの要因はGW+Bethe-Salpeter法では数千に及ぶ非占有軌道の情報が必要になることがあげられる。数千もの固有値、固有状態を生成する作業に多くの計算時間がかかってしまう。そこで今後はこの大量に必要となる非占有軌道を近似的に扱うことにより、計算制度を維持しつつ計算時間を劇的に減らすことのできる新たな計算手法(Phys. Rev. B_87 165124 (2013))を導入するつもりである。研究計画初年度にプログラムコードのスリム化と整理整頓を徹底的に行った結果、次年度以降に大規模並列計算用にプログラム開発を行うための準備はすでに整っている。研究計画書に従い、今後実際にプログラムコードをMPI化させていく予定である。
移流自己組織化を用いたコロイドナノ粒子パターン構造制御手法の確立とその応用展開

コロイドナノ粒子のパターン状規則配列構造は,透明導電材料,フォトニクス材料,触媒,バイオセンサーなど幅広い分野で多岐に渡る応用が盛んに研究されており,構造制御手法の確立が求められている。本研究では,粒子の自己組織化現象に立脚したストライプ構造および格子構造の周期性制御手法の確立に向けた検討を行った。その結果,液面操作式移流集積法という独自の手法開発に成功し,構造形成過程の直接観察と計算機シミュレーションによる検討を通して,形成メカニズムを明らかにした。本研究では,移流自己組織化を利用したコロイドナノ粒子パターン状配列構造の周期性制御手法の確立を目的とする。用いる手法は,従来の移流集積法に,コロイド粒子懸濁液の液面位置制御プロセスを独自に組み込んだ,液面制御式移流集積法である。液面制御は,プログラム入力によって液の吸引と停止を任意の間隔で運転可能なシリンジポンプを用いて行った。本年度は,吸引の時間間隔,吸引量と形成する粒子細線の幅,細線間隔との関係を詳細に検討した。シリンジポンプが停止している時間に,粒子はメニスカス先端部に集積し粒子細線が形成する。粒子細線幅は,停止時間とともに線形に増加し,その傾きは,粒子濃度が高いほど大きくなることが明らかになった。これは,定性的には,時間とともに粒子移流量が増加するためである。停止時間と細線幅の関係を定量的に表すべく,メニスカス先端部での物質収支をとることにより,定式化を試みた。モデル式を用いた計算値と実験値を比較したところ,両者は良好な一致を示し,モデル式の定量的な妥当性を確認した。すなわち,本モデル式によって,形成する粒子細線幅が予測可能であることを示す結果である。一方で,吸引量,すなわち液面の降下距離は,粒子細線の間隔と等しくなることが予想されたが,それに反して,細線間隔は液面降下距離より広くなることが明らかになった。これは,停止時間中には,蒸発によって液面が降下するためであり,蒸発による液面降下距離と吸引による液面降下距離の和が,形成する細線間隔になることを明らかにした。蒸発による液面降下距離は計算可能であるため,細線間隔も定式化することができる。モデルによる予測値と実験値は良好に一致し,細線間隔についても,予測可能なモデル式の構築に成功した。また,本法を用いて集積を2回繰り返すことにより,格子状構造を形成できることを確認した。実験的検討:液レベル制御式移流集積法を用いたストライプ状ネットワーク構造の形成速度をさらに高速化するべく,高い粒子濃度(0.1 vol%)のサスペンションを使用して検討を行った。その結果,高濃度領域でも粒子の堆積速度は粒子濃度に比例して増加することを確認した。一方で,高濃度条件下では,非堆積部であるべき部分に粒子が堆積してしまったため,透過率は低下する結果となった。この問題を解決するために吸引速度と基板の濡れ性を変化させたところ,吸引速度2500 μm/s,接触角48度において,透過率を大きく低下させることなく構造形成可能であることを見出した。さらに本手法を改良し,液面の上昇操作を加えることで,堆積部厚みが増大することを確認した。液面の上昇/降下速度を調節することにより,非堆積部への粒子堆積を防ぎつつ断面積を増加できることを示した。ストライプ構造を形成後,基板を90度回転してもう一度集積を行うことで,格子状構造が得られる。得られた格子構造を焼成後,表面抵抗と透過率を測定したところ,抵抗は30Ω/□,透過率は88%と,初年度の結果から大きく性能が向上した透明導電膜の形成に成功した。理論的検討:移流集積過程において,粒子堆積部先端でのメニスカス挙動が粒子集積構造に与える影響を詳細に検討するため,気液二相系格子ボルツマン法を用いた流体シミュレーションにより,移流集積過程を模した系における界面の形状変化を追跡した。メニスカス先端へ向かう対流が形状変化に与える影響を検討し,移流集積過程におけるメニスカス形状の動的な挙動が溶媒蒸発に誘起される対流に起因することを明らかにした。さらにメニスカスの動的形状を予測するモデルを構築し,メニスカスの破断は,曲率が大きくなることで幾何学的に界面形状を保持できなくなるために生じることを明らかにした。本年度は,ストライプ状粒子膜堆積メカニズムを明らかにすべく,高速度カメラを用いたメニスカス先端部挙動の直接観察を行った。

さらに,金ナノ粒子を用いて,ストライプ状・格子状パターン構造を作成し,透過率と導電率を測定することで透明導電材料としての特性評価を行った。得られた成果は以下の通りである。1)ストライプ構造形成過程の直接観察単色光を粒子膜が形成しているメニスカス先端部に照射し,メニスカス表面と基板表面それぞれで反射した光が干渉を起こすことにより現れる干渉縞パターンを解析し,メニスカス形状を求めた。その結果,蒸発の進行に伴いメニスカスはYoung-Laplace式に従った形状を維持したまま引き伸ばされていくが,やがて,ある限界において液膜が破断することを明らかにした。つまり,液膜の破断によって,メニスカス先端部は,接触角で定まる安定な位置に移動し,次の粒子細線の形成が始まる。これが,ストライプ構造形成のメカニズムである。2)金ナノ粒子格子状パターン構造形成液面制御式移流集積法を用いて,金ナノ粒子のストライプ状および格子状構造の形成を行った。シリカ粒子を用いた場合と同様に,粒子細線の幅は,堆積時間にほぼ比例し,一方で細線間隔は液の吸引量で決定できることを確認した。格子構造の透過率と表面抵抗は,それぞれ76 %,41Ω/□であり,透過性と導電性を併せ持つことが分かった。特に困難と考えていた現象のモデル化を実現するなど,初年度に設定した目的をおよそ達成することができており,大いに研究が進展したため。25年度が最終年度であるため、記入しない。研究計画で設定した目的をおよそ達成することができており,大いに研究が進展したため。現象の基礎的な部分は提案モデルによっておおよそ記述することが可能となった。今後は,このモデルをベースに応用展開を見据えた検討へと進みたい。具体的には,金ナノ粒子を用いたパターン構造形成とその透明性・導電性の評価を行うが,これは当初の予定通りである。金ナノ粒子の格子構造を作成し,透過性と導電性を併せ持つことは確認したが,さらに性能を向上させることが今後の課題である。透過性を落とすことなく導電性を上げるには,細線の厚みを増やす必要がある。基板の濡れ性の影響を検討することで,厚み制御の実現を目指したい。
短翅性バッタに見られる染色体変異の進化的起源と分布拡大過程の解明

染色体間で転座が生じ,性決定システムに違いが生じている短翅性のサッポロフキバッタを材料に,地域集団間に見られる遺伝的な違いの程度を定量化するプライマーを開発すると共に,一塩基多型情報を効率良く抽出する解析を実施した.また本種で不明であったゲノムサイズの定量化,また本種で初めて共生微生物の感染が認められたことから,変異体の種類と系統関係についても予備解析し,論文にまとめた.また交配実験から,集団間に見られる繁殖行動の違いを観察,定量化した.標本サンプリングとフィールド調査については,異なる染色体レースが接している北海道上士幌町と西興部村周辺で分布調査を行い,分子解析と行動解析に用いる個体をサンプリングした.また採集したオスから精巣を取り出し,固定液に浸漬したものを,ポーランドの共同研究者に送付して,核型分析を依頼した.現在その結果待ちである.次世代シーケンサーを用いた解析では,繰り返し配列の濃縮を行う塩基配列の解読(MEP法)を,サッポロフキバッタと,その近縁属に含まれるセトウチフキバッタについて実施した.琉球大学に設置されている454 GS Junior Systemを用いた.その結果,サッポロについては有効な候補配列が366,セトウチについては73がそれぞれ得られた.現在設計出来たプライマーを逐次発注して,増幅・多型チェックを試みているところである.また核型を直接調べることなく,遺伝子マーカーを使って間接的に核型を判別する方法について,関係者らと議論を行った.チャレンジングなテーマではあるが,26年度に幾つかの新たな実験を試みるつもりである.行動実験については,上士幌町と西興部村から採集した個体を飼育し,オス1メス1を同じケージに入れた強制交配実験を実施した.その結果,これまで別集団で観察されていた,極端な交尾行動は示さず,ランダム交配に近い形の交尾が観察された.つまり異なる染色体レースであっても,交配前生殖隔離は生じていないことが強く示唆された.また近縁属のミカドフキバッタで,交尾嚢の形状に左右非対称性があることがわかり,その比率を集団毎に調査した.その結果,全ての地域集団で交尾嚢の鏡像二型性が確認できた.さらに,左型・右型が1:1に近い割合で存在していた小樽集団から,一方の型が過剰(1:2)に見られた岩見沢集団まで,地理的変異も確認できた.標本サンプリングとフィールド調査については,異なる染色体レースが接している北海道上士幌町と西興部村周辺で分布調査を行い,分子解析と行動解析に用いる個体をサンプリングした.また採集したオスから精巣を取り出し,固定液に浸漬したものを,ポーランドの共同研究者に送付して,核型分析を依頼した.またロシアの共同研究者を訪問して,交雑帯付近で採集したバッタの精巣の染色体分析を依頼すると共に,今後の核型分析のポイントと採集方法の再検討を実施した.マイクロサテライトの解析については,昨年度次世代シーケンサーを用いて作製した候補プライマーについて,増幅・多型チェックを実施した.その結果,サッポロフキバッタについては総計20ペア前後のプライマーで正常な遺伝子増幅と遺伝的多型が観察された.現在はYao et al. (2006)で開発された6ペアのマイクロサテライト遺伝多型情報を逐次取得中である.バッタ類は他の昆虫と比べてDNA含量が多いと言われている一方,正確な定量は行われていない.染色体型の変化に合わせて,一部の染色体が増加,消失することでDNA含量が変化すると言われており,フキバッタ類についても種や集団を単位としたDNA含量の推定が必要である.そこでセルソーターを使い,DNA総量が予めわかっているトノサマバッタ,エンドウヒゲナガアブラムシとの比較を実施した.標本サンプリングとフィールド調査については,異なる染色体レースが接している北海道上士幌町と西興部村周辺で2014年度に引き続き分布調査を行い,分子解析と行動解析に用いる個体をサンプリングした.また採集したオスから精巣を取り出し,固定液に浸漬したものを,ポーランドの共同研究者に送付して,核型分析を依頼した.またロシアの共同研究者を訪問して,交雑帯付近で採集したバッタの受精卵の染色体分析を依頼すると共に,今後の核型分析のポイントと採集方法の再検討を実施した.また精巣についてはポーランドの共同研究者に郵送し,現在同定作業を進めている.マイクロサテライトデータについても2014年度に引き続き,Yao et al. (2006)で開発されたマーカーを中心にジェノタイピングを行った.またサッポロフキバッタのゲノムサイズについてフローサイトメトリーによる解析を実施し,各染色体レースについて雌雄別に推定を実施した.推定の際には予めDNA総量がわかっているトノサマバッタ,エンドウヒゲナガアブラムシのゲノムを参照した.雌雄間では有意なDNAの相違がみられたことから,性染色体の数に起因していると推測された.また染色体レース間では有意なゲノムサイズの変動は認められなかった.これらの成果は現在投稿用論文としてまとめているところである.また細胞内共生微生物であるWolbachiaがサッポロフキバッタに感染していることが明らかになり,最初の論文を執筆し,学会英文誌に受理された.ここでは透過電子顕微鏡による観察から,宿主の細胞中に存在するWolbachiaを本種で初めて撮影に成功した.またサッポロフキバッタには少なくとも3つのタイプの微生物が存在することがわかり,今後生殖隔離の強度との関連性を調べる必要がある.野外調査,染色体・遺伝子解析,行動解析ともに概ね計画通りに推移している.特にゲノムサイズの推定については申請書に掲げていた偽遺伝子の量を今後推定するにあたり,極めて有益な成果が得られた.

今後は近縁種でも同様の解析を実施していく予定である.また細胞内共生微生物の発見は本課題を進める上で研究計画の見直しも含めた変更が必要な程,重要なものであった.これらの成果を皮切りに,新規課題の立案を行っていく予定である.染色体間で転座が生じ,性決定システムに違いが生じている短翅性のサッポロフキバッタを材料に,地域集団間に見られる遺伝的な違いの程度を定量化するプライマーを開発すると共に,一塩基多型情報を効率良く抽出する解析を実施した.また本種で不明であったゲノムサイズの定量化,また本種で初めて共生微生物の感染が認められたことから,変異体の種類と系統関係についても予備解析し,論文にまとめた.また交配実験から,集団間に見られる繁殖行動の違いを観察,定量化した.サッポロフキバッタのサンプリングについては,異なる染色体レースが分布する上士幌町,西興部町とその周辺地域で実施した.オス個体については精巣を取りだし,顕微鏡下で個体の核型を判定した.観察した標本は複数のプローブを用いた蛍光in situハイブリダイゼーション法により,染色体構造を観察,比較した.また異なる染色体レースの間で交配実験も引き続き実施し,ペア間の交雑頻度,産卵数などの適応度形質データを取得した.また新たに開発したマイクロサテライトマーカーを使った父性解析を開始した.これにより,見かけの交接が起きているのか,受精に至っているのかを判別する.サンプリングされた個体からはDNAを抽出し,マイクロサテライトデータを取得した(現在も継続中).これまでの成果については,ブラジルで開催された国際直翅類学会大会にて口頭発表にて報告した.また本種にて新たに見つかった共生微生物Wolbachiaに少なくとも3つの変異体が存在していることが明らかとなり,一連の成果が日本昆虫学会英文誌に掲載された.またゲノムワイドな塩基多型情報を抽出可能にするRAD-seq法については,現在提唱されているプロトコルを改変した方法に従いライブラリを作成し,Illumina HiSeqにて塩基配列を解読終了した.現在出力されたデータについて,解析パイプラインを作成している.分子遺伝解析,行動解析とも,近縁属での解析も含め概ね順調に推移している.標本採集については限られた時間の中で,比較的広範囲を網羅しなければならず,毎年少しずつ進めていくしかない.行動解析についても観察する人手の確保が引き続き重要ポイントとなる.今年度は染色体,遺伝子,行動に関する3つの課題を引き続き実施すると共に,新たに発見された共生微生物のタイプ分けに関するパイロット試験を実施する.またこれまで明らかになったゲノムサイズ推定に関する成果,遺伝構造に関する成果,染色体レースの詳細な分布に関する成果を逐次論文化する.進化生物学28年度が最終年度であるため、記入しない。
一側性嗅覚検査によるアルツハイマー病早期診断法の確立

高齢者人口が増加の一途をたどる本邦において、アルツハイマー病(AD)を主とした認知症のスクリーニング法の開発は喫緊の課題である。ADやパーキンソン病などの認知症を呈する神経変性疾患では早期から嗅覚障害がみられることが知られている。本研究の目的は、ADの各病期における嗅覚障害を解析することで、嗅覚検査がADスクリーニングとして利用できるか検証することである。現在までにAD症例を対象にT&Tオルファクトメーターによる一側性嗅覚検査およびAD早期画像診断支援ソフトであるVSRADを用いた内側側頭葉萎縮を解析し、その結果、内側側頭葉萎縮に有意な左右差を認め、嗅覚障害に関しては有意差まではないものの、左右差がみられる傾向が示された。現在は健常高齢者を対象とし、12種類の嗅素を用いたカード型嗅覚同定能力測定用カードキット(オープンエッセンス)を用いた嗅覚検査を行なっている。300例ほどの解析から、加齢に伴い嗅覚が低下すること、女性は男性に比べ嗅覚が保たれていること、高齢者では嗅覚の主観的評価と客観的評価に乖離がみられる傾向が示された。今後は嗅覚と認知機能の関連を解析し、嗅覚低下と認知機能低下との相関や、主観的評価と客観的評価の乖離と認知機能の関連について検討していく。また、オープンエッセンスの各嗅素における正答率と認知機能の関連を解析し、12種の嗅素の中で鋭敏に認知機能低下を反映しているものがないか検討する。最終的には高齢者の嗅覚を長期間フォローすることで、AD発症群、非発症群における嗅覚低下の差異を検討し、非侵襲的かつ簡便な嗅覚検査がADスクリーニングの新たなバイオマーカーとして有用か検証していく。本学で実施している十日町いきいき健康調査とよばれる健常高齢者を対象とした横断的な疫学研究において、12種の嗅素(墨汁、材木、香水、メントール、みかん、カレー、家庭用ガス、ばら、ひのき、蒸れた靴下、練乳、炒めたにんにく)を用いた嗅覚同定検査であるオープンエッセンスによる嗅覚評価と、MMSE-Jによる認知機能との関連を検討した。2018年度の日本鼻科学会総会・学術講演会において、加齢により嗅覚は低下し、高齢者では自覚的な嗅覚と客観的な嗅覚に乖離を認めることを発表した。また、オープンエッセンスの嗅素毎の検討を行ない、墨汁、材木、メントール、練乳の4嗅素は認知機能により有意な差があり、この4嗅素を用いた認知機能低下の有無をROC曲線で描くとAUCは0.673となった。4嗅素の合計値(0から4)のカットオフ値を2に設定した場合、認知機能低下のスクリーニングとして感度69.5%、特異度59.0%という結果になった。嗅覚検査を施行した群を長期間経過観察し、アルツハイマー病を発症する群の嗅覚の推移を把握する。また、嗅覚のみならず、ApoE4や脳MRI、聴力検査などを総合的に評価し、認知症スクリーニング法の確立を目指す。オープンエッセンスによる嗅覚検査は他の検査キット(T&TオルファクトメーターやOSIT-Jなど)と比較すると、検査時間も短く簡便な検査ではあるが、一日に施行できる回数は限られている。対象症例を600例弱に設定しているため、全ての検査が終了するまでに今後半年程度の期間を要する見込みであり、解析にはさらに時間を要する。

本研究の目的は、ADの各病期における嗅覚障害を解析することで、嗅覚検査がADスクリーニングとして利用できるか検証することである。現在までにAD症例を対象にT&Tオルファクトメーターによる一側性嗅覚検査およびAD早期画像診断支援ソフトであるVSRADを用いた内側側頭葉萎縮を解析し、その結果、内側側頭葉萎縮に有意な左右差を認め、嗅覚障害に関しては有意差まではないものの、左右差がみられる傾向が示された。現在は健常高齢者を対象とし、12種類の嗅素を用いたカード型嗅覚同定能力測定用カードキット(オープンエッセンス)を用いた嗅覚検査を行なっている。300例ほどの解析から、加齢に伴い嗅覚が低下すること、女性は男性に比べ嗅覚が保たれていること、高齢者では嗅覚の主観的評価と客観的評価に乖離がみられる傾向が示された。今後は嗅覚と認知機能の関連を解析し、嗅覚低下と認知機能低下との相関や、主観的評価と客観的評価の乖離と認知機能の関連について検討していく。また、オープンエッセンスの各嗅素における正答率と認知機能の関連を解析し、12種の嗅素の中で鋭敏に認知機能低下を反映しているものがないか検討する。最終的には高齢者の嗅覚を長期間フォローすることで、AD発症群、非発症群における嗅覚低下の差異を検討し、非侵襲的かつ簡便な嗅覚検査がADスクリーニングの新たなバイオマーカーとして有用か検証していく。本学で実施している十日町いきいき健康調査とよばれる健常高齢者を対象とした横断的な疫学研究において、12種の嗅素(墨汁、材木、香水、メントール、みかん、カレー、家庭用ガス、ばら、ひのき、蒸れた靴下、練乳、炒めたにんにく)を用いた嗅覚同定検査であるオープンエッセンスによる嗅覚評価と、MMSE-Jによる認知機能との関連を検討した。2018年度の日本鼻科学会総会・学術講演会において、加齢により嗅覚は低下し、高齢者では自覚的な嗅覚と客観的な嗅覚に乖離を認めることを発表した。また、オープンエッセンスの嗅素毎の検討を行ない、墨汁、材木、メントール、練乳の4嗅素は認知機能により有意な差があり、この4嗅素を用いた認知機能低下の有無をROC曲線で描くとAUCは0.673となった。4嗅素の合計値(0から4)のカットオフ値を2に設定した場合、認知機能低下のスクリーニングとして感度69.5%、特異度59.0%という結果になった。高齢者の嗅覚低下と認知機能の調査を継続し、本年度中に中間報告として学会発表を行なう。十分なデータ収集が完了した後、統計的解析を加え嗅覚低下と認知機能の相関を検討し、その成果を論文として提出する予定である。嗅覚検査を施行した群を長期間経過観察し、アルツハイマー病を発症する群の嗅覚の推移を把握する。また、嗅覚のみならず、ApoE4や脳MRI、聴力検査などを総合的に評価し、認知症スクリーニング法の確立を目指す。設備備品として計画していたT&Tオルファクトメーターおよび排気チェンバーを嗅覚同定能力測定用カードキット(オープンエッセンス)にて代用できたため、初年度の使用金額に差異が生じた。今後もオープンエッセンスを追加購入する予定であり、その物品費として使用していく予定である
ビッグデータ解析に基づく医薬品副作用のリスク因子・分子機序の推定及び実験的検証

臨床有害事象報告データベースFAERSを用いた薬物有害事象交絡因子の探索について,以前発表した論文(Nagashima T et al., Scientific Reports, 2016)が注目を集めたおかげもあり,今年度は複数の企業・研究機関と共同研究を進めることができた.しかしながら一方で,本手法は従来の薬理学分野には無かった研究手法であるため,データに対する理解の程度や解釈の仕方に乖離があり,研究者間で上手くコミュニケーションを取れず誤解を招いてしまう局面も度々生じてしまった.そこで,薬剤疫学分野で頻繁に用いられているオッズ比やテーブル表現を,薬理学分野で頻繁に用いられているバープロット表現に変換し,適切な解釈の仕方,頻繁に認められるバイアス,指標,統計的仮説検定法及びデータベース解析の欠点・限界についてまとめている最中である.薬物Aによる有害事象を低下させる併用薬Bを探索する場合,その程度が強ければ強いほどデータのバラツキも大きくなってしまうという関係にあり,特に最も程度が強い場合,即ち0セルを含む分割表を扱う場合には通常のオッズ比やP値を計算することができず,代替法として別の解析手法を適用しなければならない.これらの結果,データの解析・解釈の仕方は多岐にわたり,どうしても複雑化してしまう傾向にある.そのため現在では,このような複雑なデータを実験薬理学研究者にも伝わるよう簡潔に説明できるデータ表現法を考案しているところである.上述したデータ表現・解釈におけるコミュニケーションの問題があったため,研究の進行は若干遅れることとなった.結果としては,薬剤疫学研究及びバイオインフォマティクス研究により,クエチアピン誘発糖尿病やボルテゾミブ誘発末梢神経障害等,複数の薬物有害事象の対策法について仮説を得ることに成功している.しかしながら,これらの仮説に対する実験薬理学的検証の一部については動物・細胞上で再現できず,研究が滞ってしまっているものもある.これらについて,仮説生成段階に問題があるのか,それとも作製した疾患モデル動物・細胞がヒトの病態を適切に模倣できていないのか判然としない状況にある.FAERSで得られた仮説について,医薬品医療機器総合機構が管理する日本版の有害事象報告データベースJADERや,株式会社JMDCが管理する健康保険レセプト情報データベースJMDC Claims Database等, FAERS以外の臨床データベースを用いた検証も実施したところ, FAERSで得られた仮説はJADER, JMDC Claims Database上でも一貫して成立していることを確認できている.これらの結果から, FAERSの解析で得られた仮説の妥当性については問題無いと考えられるため,今後の研究の推進方策としては昨年度に引き続き,薬理学的実験モデルの構築に力を入れ,分子メカニズムの解明を進めていく予定である.本研究は1薬剤疫学研究, 2生物情報学(バイオインフォマティクス)研究, 3実験薬理学研究, 4臨床研究の4領域を統合することで,基礎から臨床まで裏付けられた新たな薬物有害事象低減策の提示を目指すものである.初年度は1の薬剤疫学研究用に新たにコンピュータを購入し,医薬品有害事象ビッグデータFAERSの解析環境を構築した.2004年第一四半期から2017年第二四半期までの累計9,553,117件の報告をSQLデータベースに取り込み,重複症例を除外することで計7,939,335人のデータセットを得た.薬物名はライフサイエンス辞書(LSD)シソーラスを活用することで, 58万種類の薬物名を5547種の薬理活性成分名に統一した.このFAERSデータベースの解析により,「オランザピンにより引き起こされる糖尿病はビタミンD製剤の併用により抑制できる」という仮説が得られ,培養骨格筋細胞を用いたグルコース取り込み試験3により,この仮説の妥当性が証明された.抗精神病薬オランザピン投与中の血糖値上昇による糖尿病性ケトアシドーシス・糖尿病性昏睡は臨床上大きな問題となっているが,本研究結果から,ビタミンD併用という安全・安価・簡便な手法で予防できる可能性が示唆された.この他, 2の分子メカニズムに関する仮説導出法として,京都大学化学研究所スーパーコンピュータシステムのDiscovery Studioを活用した分子ドッキングシミュレーションを新たに導入し,薬物作用点の探索手法の確立を進めている状況である.薬剤疫学データベースの解析環境の構築1は予定通り進めることができた.FAERSを用いた薬物有害事象交絡因子の探索手法については,一般化線形モデルを適用することで仮説生成アルゴリズムの改良に成功している.時系列情報や母数情報の不足といったFAERSの欠点については,新たに導入した日本医療情報センター(JMDC)のレセプトデータベースの解析結果からある程度解決できる見込みが得られている.これまでに,オランザピン誘発糖尿病を含む複数の薬物有害反応の対策法についてFAERSデータベース解析から仮説を立てており,それらの全てにおいて薬理学的実験検証3に成功している状況である.一方で, 4の臨床研究については研究がほとんど進展していない.前向き臨床試験を実施するよりも先に電子カルテの後向き調査が必要だと考え,京都大学医学部付属病院の電子カルテシステム(KING6)の閲覧・調査について研究計画を申請し,京都大学医の倫理委員会からの承認を得るところまでは進めることができたが,匿名化・個人情報保護への配慮の点から,具体的な解析を実施する状況には至っていない.臨床有害事象報告データベース

FAERSを用いた薬物有害事象交絡因子の探索について,以前発表した論文(Nagashima T et al., Scientific Reports, 2016)が注目を集めたおかげもあり,今年度は複数の企業・研究機関と共同研究を進めることができた.しかしながら一方で,本手法は従来の薬理学分野には無かった研究手法であるため,データに対する理解の程度や解釈の仕方に乖離があり,研究者間で上手くコミュニケーションを取れず誤解を招いてしまう局面も度々生じてしまった.そこで,薬剤疫学分野で頻繁に用いられているオッズ比やテーブル表現を,薬理学分野で頻繁に用いられているバープロット表現に変換し,適切な解釈の仕方,頻繁に認められるバイアス,指標,統計的仮説検定法及びデータベース解析の欠点・限界についてまとめている最中である.薬物Aによる有害事象を低下させる併用薬Bを探索する場合,その程度が強ければ強いほどデータのバラツキも大きくなってしまうという関係にあり,特に最も程度が強い場合,即ち0セルを含む分割表を扱う場合には通常のオッズ比やP値を計算することができず,代替法として別の解析手法を適用しなければならない.これらの結果,データの解析・解釈の仕方は多岐にわたり,どうしても複雑化してしまう傾向にある.そのため現在では,このような複雑なデータを実験薬理学研究者にも伝わるよう簡潔に説明できるデータ表現法を考案しているところである.上述したデータ表現・解釈におけるコミュニケーションの問題があったため,研究の進行は若干遅れることとなった.結果としては,薬剤疫学研究及びバイオインフォマティクス研究により,クエチアピン誘発糖尿病やボルテゾミブ誘発末梢神経障害等,複数の薬物有害事象の対策法について仮説を得ることに成功している.しかしながら,これらの仮説に対する実験薬理学的検証の一部については動物・細胞上で再現できず,研究が滞ってしまっているものもある.これらについて,仮説生成段階に問題があるのか,それとも作製した疾患モデル動物・細胞がヒトの病態を適切に模倣できていないのか判然としない状況にある.まずは1の薬剤疫学研究結果の可視化・表現方法の改良に取り組み,解析手法及びその特徴に関してこれまでに得られた知見をまとめる.続いて, 2の分子メカニズムに関する仮説導出法として, Connectivity MapやOpen TG-GATEsといった薬物投与後の遺伝子発現変動データベースの解析を導入し, 1の解析結果との統合を図る. 3の薬理学的実験検証については実験条件をより臨床に近づけ, 2で得られた分子メカニズムの仮説検証に取り組む. 4の臨床研究については, MID-NETやNDBといった国家規模の医療情報データベースの利活用が近年急速に推進されてきていることに注目し,これらのデータベースの解析を導入することにより臨床現場へ還元できないか構想を進める予定である.FAERSで得られた仮説について,医薬品医療機器総合機構が管理する日本版の有害事象報告データベースJADERや,株式会社JMDCが管理する健康保険レセプト情報データベースJMDC Claims Database等, FAERS以外の臨床データベースを用いた検証も実施したところ, FAERSで得られた仮説はJADER, JMDC Claims Database上でも一貫して成立していることを確認できている.