hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
希ガスクラスターにおける励起子生成・崩壊過程の実験的研究

・サイズが数十原子数程度のKrクラスターを標的とした損失スペクトルの測定を行い、クラスターの電子励起状態に起因するエネルギーレベルの広がりとそのシフトが観察できた。今後、電子エネルギー損失スペクトルのサイズ依存性を測定してバルク励起子の出現サイズを決定し、表面励起子および高次の各励起子のサイズ依存性の分離観測を試みる予定である。・希ガスクラスターの安定な負イオンの存在を確認する目的で、クラスターへの電子付着用低エネルギー(23eV)電子源、および負クラスターイオンの検出器を設計・製作し、動作の確認を行った。サイズが数十原子程度のKrクラスターを標的として実験を行い、この程度のサイズでは負イオンが安定に存在しないことを確認した。本年度は,サイズが数十原子数程度のKrクラスターを標的とした電子エネルギー損失スペクトルの測定を行い,Kr原子の4p^55s励起に対応する表面励起子の生成を確認し,クラスターの電子励起過程に特徴的な励起エネルギーのシフトを観測した.昨年度までは,我々が以前開発したクライオポンプ差動排気型クラスター線源を用いていた.このクラスター線源は,液体ヘリウムを使用するためにマシンタイムが限られ,またNe, Ar等動作温度(約30K)での蒸気圧の高い気体を用いることができなかった.本年度は上記のクラスター線源を用いた実験と並行して,他の希ガス(Ar, Ne)クラスタービームの生成も可能なクラスター線源を製作した.これらの装置は全て現有の設備を流用して製作した.現在このクラスター線源により生成されるクラスタービームのサイズ分布測定等の性能評価を行っている.次年度より,新しく製作したクラスタービーム源を用いて以下の研究を計画している.・Ar, Neクラスターの電子エネルギー損失スペクトルを測定し,ウラスター内における電子励起過程に関する系統的な知見を得る.・Kr, Xeクラスターの負イオンの存在を確認する実験を行い,原子⇒クラスター⇒固体における電子親和力の符号の負から正への変化を実証する.
プロテアーゼインヒビター様ドメインをもつ新規EGF様蛋白質の機能解析

(1)新規cDNAがコードする蛋白質のEGF様増殖活性の検討1)新規EGF様蛋白質cDNAを形質導入したNIH線維芽細胞のクローン化2)新規EGF様蛋白質を高発現するクローン化NIH線維芽細胞の大量培養及び新規EGF様蛋白質の精製。私共は既に大腸菌よりGST融合蛋白質を得ており、この蛋白質よりEGFドメインとfollistatinドメインに対するモノクローナル抗体を作成している。モノクローナル抗体を用いて新規EGF様蛋白質TRが高発現するNIH線維芽細胞培養液上清よりTRの精製を試みている。3)精製EGF様蛋白質の生物活性の検討EGF受容体を過剰発現する細胞株を用いたEGF受容体リン酸化能の検討。TR高発現NIH細胞の培養液上清を用いてミンク肺上皮細胞、A172glioblastoma細胞でerbB2のリン酸化を認めた。一方、erbB2,erbB3発現細胞でも、必ずしもTRを含む培養液はerbB2をリン酸化せず、従ってTRの受容体が存在する細胞においてerbB2のリン酸化が観察されるものと思われた。4)NIH線維芽細胞培養液上清のDNA合成能の検討。TRを含む培養液上清はA172細胞や、ミンク肺上皮細胞でDNA合成能を認めた。(3)胎児、新生児、成人マウスにおける組織分布のノーザン分析、ウエスタン分析による検討。TRはヒト成人組織では大脳、骨格筋、胃粘膜線維芽細胞に高発現する。マウス胎児では胎生11日目より発現が観察される。免疫染色では中枢神経シュワン細胞や皮膚基底膜に免疫活性を認めた。
口腔内粘膜と歯肉の末梢循環診断システムの開発と客観的指標に基づく歯肉炎診断の提案

歯肉炎に罹患した歯肉と健康部位の歯肉の判別方法として、その臨床徴候である発赤・出血に注目し、客観的な歯肉炎診断法を考察した。歯肉の発赤の評価からは、各被験者で共通に使用できる歯肉炎の客観的評価法が抽出されなかったが、規格化プロービング法による出血の有無の確認による歯肉炎の臨床診断は、より簡便で客観的で臨床応用が可能な歯肉炎の臨床診断法であることが示された。本申請研究は採択の時期が遅く、年次計画を変更して効率よく必要な実験に集中して実施した。即ち、歯肉炎部位における毛細血管像と出血反応の関連の検索に必要な歯肉毛細血管観察用のカメラとして、拡大鏡付きのデジタルビデオカメラに微少特殊照明装置を配置して制作した。本カメラの臨床での使用時の感染防御のために透明カバーが必要になるが、透明シートの使用は条件によって表面反射が強く光軸に垂直な方向でない向きでの設置が必要であった。このカバーの設置にて、観察視野位置の確定のためのライトガイドの再設定が必要となり、レーザーポインタを用いたライトガイドを再制作中である。一方で、歯肉炎は、プロービング時の出血をもって臨床診断するのが一般的である。しかしながら、歯肉炎の診断を行うプロービングの操作法には、歯肉縁の軽い擦過といった簡単な表現しかなく、全ての歯科医師が臨床診断を規格化させて実施しているものではない。そこで、このプロービング時にかかる圧を一定に設定することができ、さらにその設定圧が可変できる歯周プローブを開発した。本プローブを使用することにより、プロービング時の患者の感じる疼痛の域値を簡便に測ることができ、さらに、歯周治療時のプロービング操作を規格化することが可能になった。本歯周プローブと歯肉毛細血管観察用のカメラを使用して、歯肉の炎症の有無の部位の毛細血管増とプロービングによる歯肉炎診断、さらに生化学的検査を用いて、これらの関連のデータを集積中である。臨床的診断が診査者の主観に頼る歯肉炎に関して、その臨床徴候である出血に注目し、出血部位の毛細血管の形態と末梢循環の状態を検索した。それによって、歯肉炎の診断基準の設定に必要な用件を抽出した。I.末梢血液循環の評価機器の準備歯肉の毛細血管撮影装置のライトガイドと感染防御用のカバーを装着するために、カメラを再度改造した。しかしながら、微少エリアの画像撮影のための焦点調整と撮影部の特定と固定のための特別の仕掛けが必要であることが判明し、課題として検討中である。II.歯肉炎部位における毛細血管像、および、欝血の状態と歯肉炎の関連の検索本研究の実施に当たり、歯学研究科研究倫理専門委員会に実験実施の承認を受けた。臨床的な歯肉炎に関する末梢循環の状態を検索するために、歯周疾患に罹患していないが歯肉炎を持つ20代男性の被験者を募ったが、集団での実験実施の日程調整を図ったために、実際の実験開始の準備段階に留まっている。また、歯肉の炎症を評価する指標として、歯肉溝滲出液量とその採取後の炎症性マーカーの解析、歯肉の発赤を評価するための規格化写真撮影法とTUCLプローブによる一定の力での圧迫による歯肉の退色像の撮影、唾液の潜血試験と浮遊細菌数の算定、TUCLプローブによる規格化プロービング時の出血、内縁上皮の擦過時の出血、歯肉縁に接している歯垢量の位相差顕微鏡による評価を実施した。この実験から、これらの指標と規格化プロービングでの出血状態との関連による規格化臨床診断法の用件を確認した。厳密な臨床的診断の不明際である歯肉炎を、その臨床徴候である出血に注目し、出血部位の血管の状態から歯肉炎の診断基準を設定し、臨床的診断法の提示を行うために、末梢血管の欝血および出血の関連の検索を行い、さらに女性の性周期と歯肉炎の関連の検証した。歯肉炎における末梢血管像と欝血、および出血の関連に関しては、歯肉炎を惹起した歯間乳頭部歯肉と比較的健康な歯肉をハロゲンライト照射下にて反射光波長分析を実施したところ、620nmの反射強度を一定に換算した場合、550nmを中心に反射強度の違いが顕著化していた。この波長はヘモグロビンに含まれるヘムのポルフィン環のQ吸収帯に相当し、酸素飽和度の測定に応用される近赤外域とは違った視点の評価対象である。これらと規格化プロービング法を組み合わせて、新しい歯肉炎の臨床診断基準の設定が可能になったと考えられる。一方、成人女性の性周期と歯肉炎の状態の関連は、歯肉炎の再現性のある明白な診断基準がないために症例報告としてしか示されていない。これは思春期性歯肉炎も同様である。

よって、本研究では20歳の妊娠の可能性のない健康女性10名を5週間、基礎体温を測定し、一日一回測定時間を決めて、および、歯肉炎の臨床診断に使用される測定項目、及び、規格化プロービング法による歯肉の出血の有無を確認した。この結果から、規格化プロービング法による歯肉炎の臨床診断がより簡便な歯肉炎の臨床診断法であることが示された。以上より、歯肉炎の臨床診断基準として末梢血管の状態を簡便に確認する方法が確実であり、その簡便な方法として規格化プロービング法が相応しいと考えられた。
口腔粘膜扁平苔癬のDendritic cellを標的とした治療の試み

ヒト口腔粘膜難治性病変の免疫組織学的検討を行い,TM1優位な自己反応性病変であるこどを明らかにし,この反応に樹枝状細胞の局所での増加が役割を果たしていることを明らかにした。ついで,我々が開発したマウスモデルを用いて,治療の基礎的検討を行った。その結果,NK細胞の活性を抑制すると,病変の重症度が低下することが明らかになり治療法としてきたいされた。また近年,慢性炎症の治療にアラキドン酸カスケードとプロスタグランジンが重要な働きをしていることが注目され,各種の炎症や腫瘍のpreventionに用いられている。そこで,ヒト口腔粘膜難治性病変で,sPLA2およおびCOX2の発現を検討したところ,過剰発現をmRNAおよびタンパクレベル確認した。これらの分子は,樹枝状細胞の最終分化にIL-1,TNFとともに関わっているPGE2を病巣の局所で産生すると考えられた。そこで今度は,株化扁平上皮細胞を用いて,sPLA2,CGX2の発現をmRNAおよびタンパクレベル確認した後,histonedeacthylationimhibitorを用いて,発現抑制を観察した。Histone deacetylation inhibitorは,P21,P27分子を通して細胞を分化させ,NfkB分子を通して,COX2やsPLA2の発現を濃度依存性に抑制したことから,上皮におけるPGE2の産生抑制を介して樹枝状細胞の分化を制御すると考えられた。今後,樹枝状細胞の分化,活性化のレベルをCCR7. MHC class IおよびIIの発現,サイトカイン産生能の解析を通じて,樹枝状細胞の活性制御の検討を続けていく。口腔粘膜扁平苔癬は,レース状の白斑を特徴とする慢性の難治性疾患であり,多彩な症状を示しす.現在まで原因は不明で,治療は対症療法のみで根治的な治療法はない.病変は組織学的に,上皮下へのTh1 cellの浸潤による,上皮基底層の破壊と再生がみられる複雑な像を示し,上皮層内に多量の樹枝状細胞(DC)の出現が特徴的である.我々は口腔粘膜扁平苔癬の発症メカニズムを研究する目的で,マウス実験モデルを作成しTh1病巣の動態について検討している.現在まで,病巣成立に局所でのIL-2およびINF-gの過剰発現と,NK細胞の役割を明らかにしてきた.本年度は病巣の特徴となっている粘膜白色化を解析し,上皮層の肥厚にCOX2およびsecretory PLA2の過剰発現が在る事を免疫組織化学およびin situ hybridizationで明らかにした.また,これらの変化とDCとの関係を検討するために,マウス実験モデルを用いて,病変成立期のDCの動態を,Thy1, follicular DC, CD11cおよびIaの特異的抗体を用い,flowcytometeryにより検討した.マウス顎下リンパ節および脾臓におけるこれら抗体陽性細胞の動態は,病変成立に伴ってこれらの細胞が減少傾向を示した.この現象はassialoGM1の投与マウスでは,病変マウスと比べ,それぞれThy1は103倍,follicular DCは20倍,Ia陽性細胞は53倍増加し,CD11c細胞は逆に半数となった.脾臓おいても同様の傾向を示したが,数値の変化はより小さいものであった.従来の実験結果でassialoGM1投与が,マウス頬粘膜のTh1病変の緩解を導くことと合わせて,局所リンパ節でのDC細胞数の回復により病巣の治癒を導くことができる可能性が示唆された.今後,DCの分化の状態,局所における動態をさらに検討する予定である.口腔粘膜扁平苔癬のマウスモデルとして,腹部にOxazolneを感作し,つぎに微量のOxazoloneを頬粘膜に塗布しTh1優位なDTH病変を誘導し,発症のメカニズムを検討してきた。

病変成立の初期にNK細胞および好中球の浸潤が,T細胞浸潤に先駆けて起こり,病変を誘導していることを明らかにした。病変ではサイトカイン特にIL-2の産生が上昇すること,またINFγは病変部で恒常的に上昇していることをみいだした。ヒト病巣では,上皮をターゲットとしたCD8陽性のkiller Tcellの浸潤がみられ,上皮の破壊,糜爛形成の主因と考えられる。近年,このメカニズムに樹枝状細胞の役割が注目されている。そこで,ヒト病変で樹枝状細胞を観察し,上皮内に樹枝状細胞が多数出現することを示した。これまでに,in vitroの実験から,PGE2が樹枝状細胞の終末分化に重要であることが分っている。我々はPFE2産生の律速酵素であるPLA2とCOX2のヒト病巣に置ける発現を,in situ hybridizationと免疫染色により検討した。その結果,病巣で両酵素発現が上昇していて,樹枝状細胞の分布と相関することを明らかにした。次に,マウスモデルを用いて,assialo GM1抗体を投与して,樹枝状細胞の前駆細胞である単球の一部を抑制したところ,局所に樹枝状細胞の浸潤はみられなくなり,病変も形成されなかった。続いて,樹枝状細胞の動きをみるために,顎下リンパ節での細胞動態についてFACSを用いて検索し,follicular dendritic cellマーカーに陽性の細胞の比率が上昇した。これは,病変部で刺激を受けた樹枝状細胞がT細胞分化を誘導できず,Th1細胞の病変部へのリクルートが阻害され,病変が成立しないものと感がえられた。これらの結果は,第12回国際口腔病理学会議(マドリット)を始め国内外の学会で発表した。
プラズマプロセスを用いた低温原子層堆積法の研究

前年度の研究で構築した酸化ハフニウムの室温原子層堆積プロセスを用いて、HfO2-SiMOSキャパシタを試作し、電気的特性評価から、試作したHfO2-SiMOSキャパシタがMOS動作することを確認した。また、膜堆積後の熱処理と膜堆積前の表面処理を検討し、試作したHfO2-SiMOSキャパシタの電気的特性向上の可能性を見出した。新膜種として酸化ジルコニウムの室温原子層堆積の開発に取り組んだ。原料ガスとしてテトラキスエチルメチルアミノジルコニウム(TEMAZ)と酸化ガスにプラズマ励起した加湿アルゴンを用いた。赤外吸収分光によってSi基板上への原料分子の吸着過程と酸化過程をその場観察し、酸化ジルコニウムの室温原子層堆積プロセスを設計する際に必須となる情報を抽出した。この情報をもとに酸化ジルコニウムの室温原子層堆積を行い、X線光電子分光と分光エリプソメトリーによる評価を行い、酸化ジルコニウムの室温原子層堆積を実証した。ガスバリアコート向け室温原子層堆積において、本研究で構築した酸化アルミニウムと酸化チタンの室温原子層堆積プロセスを複合することで、単層では難しかった10-3g/m2/day台の水蒸気バリア性を達成している。この値は電子ペーパー、薄膜系Si太陽電池の封止材として十分な性能であると考えられる。この成果をもって企業との共同研究に繋げていきたいと考えている。難腐食コート向けの室温原子層堆積において表面科学と腐食分野の第一人者であるフランスのパリテック研究所のフィリップマーカス教授と議論を行い、本研究で構築した室温原子層堆積プロセスを用いた難腐食コートについて共同研究を継続する予定である。本研究の成果は英語論文誌への論文投稿4件、国際会議3件、国内会議3件で成果公開を行っている。本年度の研究成果をもとに研究を継続し、室温原子層堆積の可能性を拡げていきたいと考えている。27年度が最終年度であるため、記入しない。これまで、原料ガスにtetrakis(ethylmethylamino)hafnium(TEMAH)と酸化ガスにプラズマ励起した水蒸気を用いた酸化ハフニウムの室温原子層堆積の報告がなかった。そこで本研究では原料ガスにTEMAHと酸化ガスにプラズマ励起した水蒸気を用いた酸化ハフニウムの室温原子層堆積プロセスの構築を目指した。はじめに、酸化ハフニウムの室温原子層堆積の吸着と酸化の過程を多重内部反射型赤外吸収分光法によって、その場観察した。この結果から、TEMAH分子はOH基を介して室温において酸化ハフニウム表面に化学吸着することが明らかになった。また、酸化ガスして加湿アルゴンプラズマガスを用いて酸化試験を行った。赤外吸収分光の結果から炭化水素のピークの落ち込みが観察され、TEMAH分子のアミノ炭化水素部分の酸化が確認された。しかし、OH基の形成が確認できず、実際に室温原子層堆積プロセスを行った際にも酸化ハフニウムは製膜されなかった。このことより、加湿アルゴンプラズマガスではOH基の形成が十分ではないことが明らかになった。そこで、本研究ではOH基形成のために水蒸気を生成する際のキャリアガスをアルゴンから酸素にすることで、加湿酸素プラズマガスを生成し、これを酸化ガスに用いることを独自に考案した。赤外吸収分光より、加湿酸素プラズマガスは吸着したTEMAH分子を酸化し、次のTEMAH分子の吸着サイトとなるOH基を形成できることが明らかになった。赤外吸収分光より、酸化ハフニウムの室温原子層堆積プロセスを設計した。分光エリプソメトリーを用いて酸化ハフニウムの膜厚測定を行い、サイクル数と膜厚の関係が線形であることより、酸化ハフニウムがALDモードで製膜されていることが示された。また、成長速度は0.26nm/cycleと算出され、これは従来の熱ALDに匹敵する成長速度が得られたと考えられる。

本研究の成果は英語論文誌への論文投稿4件、国際会議3件、国内会議3件で成果公開を行っている。本年度の研究成果をもとに研究を継続し、室温原子層堆積の可能性を拡げていきたいと考えている。本研究では酸化ハフニウムの室温原子層堆積の過程を多重内部反射型赤外吸収分光によって観察し、室温において酸化ハフニウムが製膜されない要因を明らかにした。また、OH基形成のために水蒸気を生成する際のキャリアガスをアルゴンから酸素に変更し、プラズマ励起することで加湿酸素プラズマガスを生成した。これを酸化ガスとして用いることを独自に考案した。このことにより、これまで報告がなかったプラズマ励起した水蒸気を用いた酸化ハフニウムの室温原子層堆積を達成するに至っている。また、赤外吸収分光より、酸化ハフニウム表面上におけるTEMAH分子の飽和吸着特性を取得した。この飽和吸着曲線をラングミュアー型吸着モデル、多数サイト吸着モデルによるフィッティングを行い、TEMAH分子が吸着の際に必要とする吸着サイト数を推定した。その結果、TEMAH分子は2つのOH基を介して、酸化ハフニウム表面上に化学吸着することが明らかになった。この吸着サイトフィッティングの結果と赤外吸収分光の結果より、酸化ハフニウムの室温原子層堆積における反応モデルを構築した。本研究で構築した反応モデルは酸化ハフニウムの室温原子層堆積における表面反応の研究分野に有益な情報を提供すると考えられる。本研究の成果は英語論文誌への論文投稿1件、国際会議2件、国内会議1件で成果公開を行っている。さらに、本研究では高誘電率ゲート絶縁膜の用途だけでなく、防蝕コートへの適用も検討を行っている。酸化ハフニウムはフッ酸にも不溶な超難腐食膜であり、防蝕コート技術としても適用可能である。防蝕コートへの適用研究において、フランスのパリステック研究所の研究者と共同研究を行い、TOF-SIMSや電気化学測定を用いた評価から、本研究で室温製膜した酸化ハフニウム膜の防蝕性向上のためのプロセス改良を現在行っている。27年度が最終年度であるため、記入しない。開発した酸化ハフニウムの室温原子層堆積プロセスを用いて、実際にHfO2-Si MOSキャパシタを試作し、I-V測定から絶縁特性を評価し、C-V測定から誘電率を明らかにするとともに、界面準位密度を評価する。また、室温でHigh-k膜が形成できるメリットを活用し、界面偏析を抑えたHfO2-Ge MOSキャパシタの試作を試み、その工業的な有用性を実証したいと考えている。さらに、室温でMOSキャパシタが作製できることから極めて急峻な界面が実現できる可能性があり、サーマルバジェットを極限まで抑えられるため、プラズマ窒化やシリケート層を挿入しても非常に急峻な界面で、かつ界面準位密度も抑えられる可能性がある。プラズマ窒化やシリケート層の挿入などの界面処理法を併用し、室温MOSキャパシタとしての可能性を貪欲に追及していきたいと考えている。加えて、防蝕コート応用についてもフランスのパリステック研究所の研究者と共同研究を継続し、TOF-SIMSや電気化学測定の結果から防蝕性向上を行い、有用性を実証したいと考えている。
Notchシグナリングを中心とした動物appendage形成の基本的共通機構

これまでに研究代表者は、ショウジョウバエで強制的にNotchシグナリングを活性化すると、その場所に、複眼の形成を支配するeyeless(ey)が新たに発現し、本来は存在しない複眼が形成される事、そして、逆に、複眼原基に元来存在するNotchシグナリングを遮断すると、ey遺伝子の発現がなくなり、複眼が形成されない事を明らかにしている。さらに、同様にNotchシグナリングを活性化しても、ey-のミュータントバックグランドでは、複眼のかわりに触角が形成される事を見い出している。これらの結果は、複眼と触角の形成時に共通して、Notchシグナリングがそれらの器官形成を支配するマスターコントロール遺伝子の発現を制御していることを示唆している。そこで、本研究では、触角の形成を支配するDistal-less(Dll)遺伝子に着目し、ey-のバックグランドで、Notchシグナリングを活性化した際、eyのかわりにDllが発現するかどうか調べた。その結果、ey-のバックグランドの複眼原基で、Notchシグナリングを活性化すると、本来は発現がみられないDllが発現するようになることを明らかにした。さらに、触角の原基に元来存在するNotchシグナリングを遮断すると、Dllの発現がなくなり、触角が形成されない事を明らかにした。これにより、複眼と触角の形成には、Notchシグナリングがそれぞれのマスターコントロール遺伝子の発現を制御するという基本的な共通機構が存在する事が明らかとなった。
動画像分析に基づくMPEG-4符号化の画質改善及び高度化に関する研究

本研究課題では,MPEG-4をはじめとする低ビットレート映像符号化の画質改善及び高機能化を実現するために必要となる高度な前処理技術の確立を目的として研究を進めた.平成16年度の成果としては,大きく2つが挙げられる.第1の成果は,画質改善のためのプレフィルタに関する研究成果を論文化して公表したことである。これは,主として前年度に実施した「非等方拡散法に基づくエッジ保存型フィルタ」に関する研究をまとめたものであり,本年度の上半期に,基礎理論に関する成果とその時空間3次元への展開に関する成果をそれぞれ信学会の技術報告として発表した.その後,前者は信学論D-IIの論文として採択されている(H17年6月掲載予定).後者についても,近日中に論文化する予定である.第2の成果は,MPEG-4の高機能化に関わる研究として,エッジ情報に基づくオブジェクト輪郭推定法について検討を行い,提案手法による良好な実験結果が確認された点である.本研究は,MPEG-4のオブジェクトベース符号化において,自然画像から自動的にVOPを生成する過程で必要となる技術であり,応用上も重要である.研究代表者による提案法は,エッジ抽出フィルタによって得られた不完全なエッジ情報を基にオブジェクトの完全な閉輪郭を推定する手法であり,幾何学的な動的輪郭法を用いる点に特徴がある.本手法はその独創性を認められ,国際会議inTech'05で発表した論文ではBest Research Paper Awardを受賞するとともに,国際論文誌JACIIIにその改訂版が掲載されることとなった(H18年1月掲載予定).また,同手法をさらに改善して得られた研究成果を,IEEE主催の国際学会であるICIP'05に投稿したところ,その有効性を認められ論文が採択されている.本成果に関しては,より完成度の高い技術を目指し,今後も研究を継続する予定である.木研究課題では,MPEG-4等の低ビットレート映像符号化の画質改善及び高機能化を実現するために必要となる,高度な前処理技術を確立することを目的として研究を進めている.平成15年度の成果は以下のとおりである.まず,画質改善を目的とするプレフィルタ関連のテーマとしては,(1)フレームスキップを抑制するためのプレフィルタ制御法の研究(2)非等方拡散法に基づくエッジ保存型フィルタの構築の研究を実施し,その成果を学会で発表した.(1)では,VBVバッファ残量に基づき,プレフィルタの平滑化強度を制御してフレームスキップを減少させる方法にづいて提案し,検証を行った.本研究成果は情報科学技術フォーラム(FIT2003)に探稿し,査読付き論文として採用された.(2)では,主観画質をなるべく保ったまま大幅に符号量削減を実現するエッジ保存型フィルタを,非等方拡散法という技術を核として構築した.本研究の成果は芸術科学会主催のNICOGRAPH論文コンテストに投稿し,最優秀論文賞を受賞した.また,国際会議IWAIT2004においても同様のテーマに関する研究成果を発表する機会を得た.次に,高機能化に関するテーマとしては,(3)Geodesic Active Contour法に基づく自然画像からのオブジェクト自動抽出法の研究を実施した.これは,MPEG-4においてオブジェクトベースの符号化を実現することを目的とし,不完全なエッジ情報からオブジェクト領域を特定する手法を検討したものである.本研究の成果は,国内シンポジウムIMPSにおいて発表を行ったが,本研究はまだ初期検討の段階にあり,平成16年度も引き続き研究を進めていく必要がある.本研究課題では,MPEG-4をはじめとする低ビットレート映像符号化の画質改善及び高機能化を実現するために必要となる高度な前処理技術の確立を目的として研究を進めた.平成16年度の成果としては,大きく2つが挙げられる.第1の成果は,画質改善のためのプレフィルタに関する研究成果を論文化して公表したことである。これは,主として前年度に実施した「非等方拡散法に基づくエッジ保存型フィルタ」に関する研究をまとめたものであり,本年度の上半期に,基礎理論に関する成果とその時空間3次元への展開に関する成果をそれぞれ信学会の技術報告として発表した.その後,前者は信学論D-IIの論文として採択されている(H17年6月掲載予定).後者についても,近日中に論文化する予定である.第2の成果は,MPEG-4の高機能化に関わる研究として,エッジ情報に基づくオブジェクト輪郭推定法について検討を行い,提案手法による良好な実験結果が確認された点である.本研究は,MPEG-4のオブジェクトベース符号化において,自然画像から自動的にVOPを生成する過程で必要となる技術であり,応用上も重要である.研究代表者による提案法は,エッジ抽出フィルタによって得られた不完全なエッジ情報を基にオブジェクトの完全な閉輪郭を推定する手法であり,幾何学的な動的輪郭法を用いる点に特徴がある.本手法はその独創性を認められ,国際会議inTech'05で発表した論文ではBest Research Paper Awardを受賞するとともに,国際論文誌JACIIIにその改訂版が掲載されることとなった(H18年1月掲載予定).また,同手法をさらに改善して得られた研究成果を,IEEE主催の国際学会であるICIP'05に投稿したところ,その有効性を認められ論文が採択されている.本成果に関しては,より完成度の高い技術を目指し,今後も研究を継続する予定である.
部派の形成過程と大乗の興起に関する包括的研究

1.資料の収集:インド仏教の歴史的背景・社会的基盤に関する資料は,インド考古学・美術史・社会史の領域に亙っている。このため東洋文庫・国際仏教学大学院附属図書館・東北大学附属図書館等の文献を調査し関係資料の収集に努めた。2.資料の整理:(1)背景史の研究:史伝・論書に出現する仏教の部派・学派の名称と所在地の状況,仏教碑銘記載の背景史との関連を整理し,コンピュータに入力した。(2)学説史研究:論書に出現する仏教の部派・学派が主張する命題を整理し,問題史に関連する学説の変遷を解明するためのデータをコンピュータに入力した。3.データの検討:東北大学金属材料研究所の情報処理部門の研究者の協力を得て,データ処理・索引作成のためのプログラムを作成した。4.研究成果の刊行平成911年度(19972000)の研究成果は将来,『部派仏教の形成と展開』I歴史編II思想編『大乗仏教の興起』として出版を予定している。1.資料の収集:インド仏教の歴史的背景・社会的基盤に関する資料は,インド考古学・美術史・社会史の領域に亘っている。これまで関係の資料を収集してきたが,まだ入手できない資料が残されているので,組織的に補充する必要がある。このため東洋文庫・東京大学・国際仏教学研究所・東北大学・京都大学・大谷大学・竜谷大学等の図書館および海外諸機関所蔵の文献を調査し,関係資料のコピーを依頼した。このデータに基づいて『インド仏教碑銘の研究,II索引・図版』の基礎原稿を完成した。(塚本)(2)学説史の研究:小乗から大乗への展開を跡づけ得る可能性のある経典に経集部所収の初期経典がある。これらを研究する第一段階として,それらの経典類のサンスクリット・チベット・漢文・中央アジア言語のテキストを整理し,従来の研究を『経集部小経解題』としてまとめた。(菅原)1.資料の収集:インドにおける「部派の形成過程」と「大乗の興起」の歴史的・社会的基盤と思想展開の動機と契機に関連する資料を,東北大学・東洋文庫・東京大学・国際仏教学大学院大学・竜谷大学等の図書館で組織的に調査して,関係の資料を収集した。(2)データの分析:本研究成果の公開を前提としたデータの分析に必要なプログラムの作成に当っての諸問題に関して,東北大学金属材料研究所の情報学関係の研究者と意見の交換を行った。(3)上記の成果の一部は,『インド仏教碑銘の研究II索引・図版』として公刊した。(4)学説史の研究:小乗から大乗への展開を跡づけ得る可能性のある経典に経集部所収の初期経典がある。研究協力者(菅原泰典)はこれらを研究する第一段階として,それらの経典類のサンスクリット・チベット・漢文・中央アジア言語のテキストを整理し,従来の研究を『経集部小経解題』として公刊した。このため東洋文庫・国際仏教学大学院大学附属図書館・東北大学附属図書館等の文献を調査し関係資料の収集に努めた。4.研究成果の刊行平成911年度(19972000)の研究成果は将来,『部派仏教の形成と展開』I歴史篇II思想篇『大乗仏教の興起』として出版を予定している。
microRNA発現解析による胆道閉鎖症患者の層別化と個別化治療のための研究

胆道閉鎖症の葛西手術時肝生検標本を用いて、microRNAの発現レベルについての網羅的解析を行った。具体的には手術時期の違い、術後経過の違いとmicroRNAの発現レベルについての違いを検討した。さらにGO解析により転写ネットワークにおいて有意な要因となり得るmicroRNAを抽出して、ホルマリン固定パラフィン包埋標本からのmicroRNAによるリアルタイムPCRによる発現解析を実施した。今回の研究で胆道閉鎖症の病態進展にmicroRNAによるエピジェネティック制御が関与している可能性について追求することができ、microRNAの発現状況により患者の層別化の可能性を確認できた。これらの発表に関連した解析データは、今後行うmicroRNAの解析結果と照合、統合することで、本研究の目的である、これまでとは違った視点からの患者層別化に必須のデータである。平成26年度は臨床データと既存検体の使用可能性の検討、および新規胆道閉鎖症患者からの検体収集を主に行った。臨床データの整理、検討の結果は第51回日本小児外科学会総会で「当科の胆道閉鎖症における肝移植症例についての検討:特に年長者の肝移植の問題点について」と題して発表を行った。またその内容はPediatric Surgery Internationalに「Liver transplantation following the Kasai procedure in treatment of biliary atresia: a single institution analysis.」として掲載された。さらに第41回日本胆道閉鎖症研究会では「胆道閉鎖症の術後肝病態評価における核医学的検査の有用性について」と題して、発表を行った。その研究結果では肝胆道シンチグラフィが血液生化学検査より鋭敏で定量的に胆汁鬱滞を評価できることを示した。また肝胆道シンチグラフィにおける核種最大取り込み時間が10分以内の症例は良好な経過であることを示した。肝アシアロシンチグラフィは総合的な肝予備能を評価する上で有用であることを示した。今回の発表に用いた臨床症例は、いずれもホルマリン固定パラフィン包埋標本が十分利用可能であることを確認した。次年度はこれまでまとめた臨床的な層別化とmicroRNAの発現の違いを検討することで、新たな視点での患者層別化作業を行う予定である。平成27年度は前年度からの臨床データによる層別化や予後因子の検討に加え、使用する肝臓の病理組織的所見による臨床経過の検討、病理学的所見と臨床経過に関する既存論文のシステマティックレビューによるエビデンスの集積・統合を行った。システマティックレビューの結果からは、肝生検の肝線維化が中期的な自己肝生存に対しても有意な因子である可能性が示された。また、中期的に自己肝生存を得た症例が長期的な予後を確保できるためには、食道静脈瘤のコントロールが重要であることも確認された。これらの所見は初回の肝臓の病態とくに線維化の進行に関連する因子が中長期的に重要であることを示唆している。さらにホルマリン固定パラフィン包埋標本からのmicroRNA抽出を行う準備を整えて、実際の作業を行った。microRNAの抽出の精度を向上させ、今後のmicro arrayを行う事が可能な核酸の品質を確保することが課題であった。臨床データの解析により患者の臨床経過による層別化は順調に進行している。さらに使用する肝臓の病理組織的所見による層別化を行う作業もある程度の進捗を得ている。microRNAの抽出作業は遅れを見せているが、問題点を明らかにすることで今後の作業を進めることが可能と考えている。さらにGO解析によりよ転写ネットワークにおいて有意な要因となり得るmicroRNAを抽出して、ホルマリン固定パラフィン包埋標本からのmicroRNAによるリアルタイムPCRによる発現解析を実施した。まずは網羅的解析では予後良好と予後不良との比較において、1.5倍以上と発現の違いが認められたmicroRNAを計23個同定した。これらのmicroRNAがターゲットとするmRNAについて、実験的に確認されているものは68個である。さらに相互作用のある可能性ある遺伝子をPITA, TargetScan, microRNAorgで抽出したところ、146遺伝子が抽出された。これらの遺伝子についてGene Ontology解析を実施したところ、GO:0010720 (positive regulation of cell development)やGO:0001837 (epithelial to mesenchymal transition)など、計86個のGO termで有意差を認めた。さらにホルマリン固定パラフィン包埋標本からのmicroRNAによるリアルタイムPCRによる発現解析をhsa-miR-3176、hsa-miR-193a-5p、hsa-miR-26bの3種類について実施した。その結果hsa-miR-3176は予後が良好な群において有意に低値であった。また統計学的有意差には至らないが手術日齢が遅い症例で高値である傾向を認めた。今回の研究で胆道閉鎖症の病態進展にmicroRNAによるエピジェネティック制御が関与している可能性について追求することができた。

今回の研究で胆道閉鎖症の病態進展にmicroRNAによるエピジェネティック制御が関与している可能性について追求することができ、microRNAの発現状況により患者の層別化の可能性を確認できた。本年度に入り、ようやく東日本大震災に関連した既存研究棟の耐震補修工事が終了したが、実験室内の環境整備と、工事に伴う実験試料の移動や整理などに手間を必要とした。上記環境により、RNAを取り扱う実験については、あまり大きな進捗を得ることができなかったが、その分のエフォートを臨床データ解析に向けることで、こちらについては当初の想定以上の進展を得ている。結果として上記の自己評価としております。平成28年度には現在進めているホルマリン固定パラフィン包埋標本の肝生検組織からの核酸抽出を進めて、当初の目標であるmicroRNAおよびRNAのmicro arrayによる核酸情報による患者層別化と既存の肝組織所見による層別化、これまで行ってきた臨床経過による患者層別化との結果を統合することで、これまでとは異なった視点による手術時検体の核酸情報による患者予後予測モデルの確立を目指す予定である。小児外科学平成27年度には既存のホルマリン固定パラフィン包埋標本の肝生検組織からRNAの抽出ならびにmicroRNAのアレイによる解析を中心に行う予定である。具体的には上記標本からQIAGENのmiRNAeasyFFPE Kitを用いてRNA抽出を行う。抽出されたRNAがmicroRNAのmicro arrayを行うのに十分なクオリティを保っているかをRNU6Bなどのコントロールになるsmall RNAの発現により検討を行う。また、これまでに収集した凍結検体からのRNAの抽出も併せて行い、ホルマリン固定パラフィン包埋標本の肝生検組織からRNAによる検討の妥当性も検討する予定である。平成25年度は東日本大震災により、我々が主に仕事をしている研究室がある研究棟の耐震補修工事が行われた。これにより、研究スペースが一時的に仮移転先へ移転することが必要なった。これにより一番大きな影響を受けたのは、実験スペースであり、工事が行われている環境下で仕事をすることが要求された。この事はRNA抽出を行うにあたっての大きな障壁となったので、こちらの方面の作業に滞りが認められた。一方で、あまり良好な環境とは言えないまでも、臨床データの整理については行うことが可能であったので、当該年度は主にこちらに注力して、作業を進めたので、上記自己評価とした。核酸抽出の過程において、使用検体の品質およびその手技の精度によりmicro arrayを実施するに十分な品質と量の核酸抽出に至らなかったため、尤も費用がかかるmicro arrayを実施することが平成27年度にはできなかったため。
プロテインキナーゼCの高等植物における存在様式の解明

前年度の研究で、高等植物コマツナにPKCが存在することを明らかになったことから、次に、本植物の各器官(根部、茎部、葉部)それぞれのPKC分布を検討した。その結果、本酵素活性は根部、茎部、さらに葉部すべてに検出され、とくに根部と葉部に集中していた。本酵素の植物体内における生理生化学的役割を検討するのに、我々は葉部におけるその機能解明を試みた。そこで葉部からのPKCの精製を、すでに前年度の研究で確立した方法で遂行し、部分精製標品を得た。また、葉部からコマツナ硝酸還元酵素(NR)を既に確立されている方法で部分精製し、部分精製PKC画分とNR画分をin vitroで反応させ、NRタンパク質へのリン酸基転移触媒能を検討した。その結果、NR活性への失活的影響は認められなかったが、PS、DO、Ca^<2+>存在下でのみNRタンパク質へのリン酸基付加が検証された。NRは高等植物の硝酸同化の律速段階(硝酸イオンが亜硝酸イオンに還元される反応)を触媒する酵素である。現在、植物生体内におけるNR活性は光照射によって活性化され、暗黒処理によって阻害されると言われている。その際、NRタンパク質の脱リン酸化、リン酸化が起こっているという見解が認められつつある。我々もコマツナ葉中のNRが暗黒処理によりin vivoでリン酸化されていることを明らかにした。さらに、本年度、高等植物の窒素代謝の基幹酵素であるNRのリン酸化に本高等植物のPKCが関与している可能性が示唆されたことは、高等植物における環境情報伝達過程におけるPKCの役割をクローズアップさせるにたる重要な糸口となったといえるとともに、NRの失活機構やPKCの詳細な反応機構等さらになる検討は、植物生理生化学上の重要な発見に連なるであろう。高等植物、コマツナ(Brassica campestlis L.)抽出液中より、イオン交換クロマトグラフィー、ハイドロキシアパタイトカラムクロマトグラフィー、疎水カラムクロマトグフィー法などにより植物起源のプロテインキナーゼC(PKC)を精製した。本酵素は、カルシウム存在下、ジアシルグリセロールで活性化された。また、ホルボールエステルでも明らかな活性化が認められた。本酵素は、ラット抗プロテインキナーゼC(γPKC)抗体と免疫交叉反応し、推定分子量は約75kDであった。我々は、平成5年度の研究において、高等植物においては、世界で初めて、PKCの存在を明らかにした。高等植物ではカルシウムのみに依存する、いわゆるカルシウム依存性キナーゼが主に存在し、今までその影に隠れて植物由来のPKCが分離されていなかった、と考えられる。本年度の研究成果に基ずいて、次年度は、本酵素の詳細な酵素化学的諸性質並びに植物各組織での局在性、さらに、本酵素の植物生理化学的役割の検討を行なう予定である。高等植物、コマツナ(Brassica campestlis L.)抽出液中より、イオン交換クロマトグラフィー、ハイドロキシアパタイトカラムクロマトグラフィー、疎水カラムクロマトグラフィー法などにより植物起源のプロテインキナーゼ(PKC)を精製した。本酵素は、カルシウム存在下、ジアシルグリセロールでは活性化された。本酵素は、ラッと抗プロテインキナーゼC(γPKC)抗体と免疫交叉反応し、推定分子量は約75kDであった。
クロマチンダイナミクス制御因子の実体解明とその協調的機能発現機構

本研究の目的は、クロマチンダイナミクスの基本原理を理解することである。クロマチン構造のダイナミックな制御は遺伝子発現の制御において、非常に重要な役割を担っている。細胞の分化・発生は遺伝情報プログラムの変換によって引き起こされる。遺伝情報を発現するためには、鋳型となるクロマチンのダイナミックな構造変換が必須である。本研究では、上述の目的のもと、新規のクロマチン構造制御因子の同定を行った。その結果、二つのクロマチン構造制御因子を同定した。一方はリンカーヒストンのシャペロンとして機能する因子であり、もう一方は、ヒストンH2A-H2Bのクロマチン上でのダイナミクスを制御する因子であった。いずれの因子もヒストンと直接相互作用し、クロマチン形成を促進する活性を有していた。また、細胞内において新規リンカーヒストンシャペロンをノックダウンすると、リンカーヒストンのダイナミックな交換反応が抑制された。これまでにいくつかのヒストンダイナミクスを制御する因子は同定されているが、高等真核細胞においては、リンカーヒストンを制御する因子は明らかになっていなかった。本研究で同定したシャペロンは、動物細胞でリンカーヒストンを介したクロマチン構造制御、遺伝子発現制御にかかわる初めての因子である。また、これらのヒストンシャペロンと、ATP要求性のクロマチンリモデリング因子との協調的な構造変換機構の解析を進めた。今後は、ヒストン修飾も含めた、クロマチン構造変換機構の解明を目指して研究を進めていく予定である。本研究では遺伝子発現を制御するクロマチンダイナミクスの基本原理を理解する事を目的として研究を進めている。遺伝情報発現には、鋳型となるクロマチンのダイナミックな構造変換が必須である。本研究では、上述の目的のもと、新規のクロマチン構造制御因子の同定を試みている。これまでの解析から、二つのクロマチン構造制御因子の同定に成功した。リンカーヒストンはクロマチンの高次構造を制御する因子である事が知られており、新規に同定された因子はリンカーヒストンのクロマチンへの安定的な結合を制御することが実験的に示唆されている。今後は、新規因子のリンカーヒストンの制御を介した生物学的な意義に着目しながら研究を進めていく予定である。また、二番目の因子に関しては、大腸菌を用いた組換え体を作成してこの因子の活性を検討し、ヒストンダイナミクスの制御機構を明らかにしていく予定である。また、本研究において同定された因子と、既知のヒストン修飾因子や、ATP要求性のクロマチンリモデリング因子との協調的な機能発現機構を、試験管内反応系を用いて明らかにする予定である。
コアラレトロウイルスの内在化過程の解明

レトロウイルスはプロウイルスとして宿主のゲノムに組み込まれるという性質があり、レトロウイルスが生殖細胞に感染し、それが個体として発生すると、内在性レトロウイルス(ERV)となる。ほ乳類ではゲノムの約10%をERVが占めている。そのほとんどは変異により不活化しているが、中には胎盤で働くシンシチンなど機能をもつようになったものが相次いで発見され、ほ乳類の進化にレトロウイルスの内在化が重要な役割を果たしていることが分かってきた。しかしながら現存のレトロウイルスは、ウイルスが個体に感染しても生殖細胞には感染しない。従って、レトロウイルスの内在化過程を再現することはできず、レトロウイルスの内在化から新規機能の獲得のメカニズムは不明のままである。ところが、2006年にオーストラリアのコアラで蔓延しているコアラレトロウイルス(KoRV)は、わずか200年の間にコアラに蔓延し、しかも生殖細胞に感染し、ERVとなっていることが報告された。本年度は、健康なコアラと腫瘍のコアラにおいて、KoRVのサイレンシングに差があるかどうか調べるために、KoRVの制御配列である5' LTRのメチル化状態を調べた。CpGメチル化はレトロウイルスに対する宿主細胞の防御機構の一般的なものである。健康なコアラや腫瘍をもっているコアラの血液サンプルでは、完全、もしくはほとんど脱メチル化されているKoRV 5' LTRと、逆にほとんど完全にメチル化されているKoRV5' LTRが検出された。興味深いことに、メチル化の多様性はコアラの一つの組織でも観察された。今回の結果から、ほとんどのコアラにおいては多数のプロウイルスが活性化されており、RNAやウイルス粒子の産生に寄与していると結論づけられた。また、健康なコアラと腫瘍のコアラで5' LTRのメチル化パターンに明確な差は認められなかった。本研究課題は平成26年度が最終年度のため、記入しない。本年度は、KoRV-AおよびJのリアルタイムPCR検出系の開発を行い、嚢児落下したコアラの組織中のKoRV-AおよびKoRV-Jのコピー数を計測した。その結果、嚢児落下したコアラの骨髄で非常に高いKoRV-Jのプロウイルスが検出され、嚢児落下の原因の一つとして、KoRV-Jの感染が関与している可能性が示唆された。また、南方系コアラの中でKoRV-Aを保有しているコアラのKoRVのゲノム解析を行ったところ、ゲノム中に1コピーが挿入されており、変異によりウイルスとしての複製能を失っていることを明らかにした。しかしながら、θ加遺伝子領域はintactであり、マウスのレトロウイルス抵抗性因子のFv-4と同様に、抗レトロウイルス因子として機能している可能性が示唆された。レトロウイルスの内在化からわずか数百年の間に、ERVが抗レトロウイルス因子として機能を獲得したとすれば、レトロウイルスの内在化に伴う抗レトロウイルス機能の獲得が極めて早く起こった可能性を示唆する貴重な知見が得られた。

今回の結果から、ほとんどのコアラにおいては多数のプロウイルスが活性化されており、RNAやウイルス粒子の産生に寄与していると結論づけられた。また、健康なコアラと腫瘍のコアラで5' LTRのメチル化パターンに明確な差は認められなかった。本研究課題は平成26年度が最終年度のため、記入しない。コアラという貴重な動物由来のサンプルを利用して、レトロウイルスの内在化から抗レトロウイルス因子(restriction factor)としての機能の獲得までを観察することができつつあり、当初の計画以上の成果が上がりつつある。南方系コアラで見られた内在性レトロウイルスにより、実際に外来性レトロウイルスであるKoRV-Aの感染を阻止できるか否かについて、in vitroで詳細に検討していく予定である。このことにより、レトロウイルスの内在化から機能獲得までの過程を明らかにできると考えられる。
濾過胞瘢痕化抑制薬の開発のための新規バイオマーカー及び創薬基盤の確立

緑内障は中途失明原因第1位である。眼圧下降が不十分な難治性緑内障には線維柱帯切除術等の濾過手術が施行されるが、長期に良好な眼圧を維持できる症例は約半数であり、緑内障による失明患者数減少には、手術成績の向上が必須である。濾過手術は、濾過胞が瘢痕化し眼圧の再上昇が起こる。術後瘢痕化は長期的に生じ、濾過胞瘢痕化を継続的に抑制し続ける治療方法はない。本研究では、濾過胞瘢痕化の非侵襲的な定量評価のために開発し、医療機器承認を取得した前眼部偏光OCTを活用し、家兎濾過手術モデルを用いて濾過胞瘢痕化の非侵襲的なバイオマーカーを確立し、瘢痕化抑制薬の創薬研究基盤の確立と瘢痕抑制薬の開発を目的とする。
分子遺伝疫学的解析による虚血性心疾患の病態解明と予防医学への応用に向けた研究

虚血性心疾患を対象とした臨床遺伝学的研究の基盤となる研究リソースの構築を行うとともに、痛風遺伝子ABCG2の病因変異(多型)との関連解析を実施したところ、有意な結果が得られつつある。他の尿酸トランスポーター遺伝子についても、これまでに候補が絞られてきている。本研究において、これらとABCG2の解析結果を併せて評価していくことにより、発症リスクと分子病態に基づく虚血性心疾患の予防法・治療法の開発に資する研究体制の基盤が整備された。本研究では、分子遺伝疫学的解析による虚血性心疾患の病態を解明し、その予防医学への応用を目指すために、以下の(1)(4)の観点から研究を実施した。( 1 )虚血性心疾患を対象とした臨床遺伝学的研究の基盤となる研究リソースの構築( 2 )痛風遺伝子ABCG2の病因変異(多型)と虚血性心疾患の関連解析( 3 )他の尿酸トランスポーター遺伝子を対象とした虚血性心疾患の関連解析( 4 )発症リスクと分子病態に基づく虚血性心疾患の予防法・治療法の開発に資する研究の展開初年度については特に(1)の研究リソースの構築が進展し、予定数の虚血性心疾患のサンプルが得られており、臨床情報を整理し追加サンプルの収集を実施した。それらのサンプルに対して、現在ABCG2における病因変異となる2つの主要なSNPについて解析し、有意な結果が得られつつある。これらとABCG2の解析結果と併せて評価していくことにより、(4)の研究展開が十分に可能な段階に至ることができた。また、虚血性心疾患を対象として解析している痛風遺伝子ABCG2についても、研究が進展して、高尿酸血症の発症機序に関する定説を覆すような新規メカニズムの解明につながる成果が得られた。すなわち、これまで尿酸排泄過剰によると考えられてきた高尿酸血症の多くは、実際には腎外排泄の低下(腸管からの尿酸排泄低下)が関わっていることが分かった。高尿酸血症と虚血性疾患を含む循環器疾患との関連は最近報告が認められるようになっており、ABCG2遺伝子がこれまで不明であった機序を介して、これらの循環器疾患に関連していることも考えられる重要な知見となった。(Ichida K, Matsuo H, Takada T, et al. Nat Commun, 3, 764, 2012)虚血性心疾患を対象とした臨床遺伝学的研究の基盤となる研究リソースの構築を行うとともに、痛風遺伝子ABCG2の病因変異(多型)との関連解析を実施したところ、有意な結果が得られつつある。本研究では、分子遺伝疫学的解析による虚血性心疾患の病態を解明し、その予防医学への応用を目指すために、以下の(1)から(4)の観点から研究を実施している。( 1 )虚血性心疾患を対象とした臨床遺伝学的研究の基盤となる研究リソースの構築( 2 )痛風遺伝子ABCG2の病因変異(多型)と虚血性心疾患の関連解析( 3 )他の尿酸トランスポーター遺伝子を対象とした虚血性心疾患の関連解析( 4 )発症リスクと分子病態に基づく虚血性心疾患の予防法・治療法の開発に資する研究の展開初年度については、特に(1)の研究リソースの構築が進展し、予定数の虚血性心疾患のサンプルが得られつつあり、現在臨床情報の整理や追加サンプルの収集を実施中である。それらのサンプルに対して、現在、ABCG2における病因変異となる2つの主要なSNPについて解析中であり、2年度中に成果が十分に得られる状態である。これらとABCG2の解析結果と併せて評価していくことにより、(4)の目的達成は十分に可能な段階にある。(Ichida K, Matsuo H, etal. NatCommun,inpress.)虚血性心疾患のサンプル収集と臨床データの収集は予定通りに進展している。また、解析対象としている痛風遺伝子ABCG2についても研究が進展して、これまでの通説を覆すような新規メカニズムの解明につながる成果が得られたことは、本研究においても、意義が大きいと考えられる。

特に、虚血性心疾患と高尿酸血症との関連のメカニズムが、今回、申請者らが発見した高尿酸血症の新規メカニズム(Ichida K, Matsuo H, Takada T, et al. Nature Communications, in press.)による可能性もあり、今回発見された新規知見に基づいて、本研究の目的達成を目指せる体制が構築できている状況である。虚血性心疾患を含む循環器疾患のゲノムサンプルの収集をさらに充実させるとともに、臨床情報の収集に努める。すでに、収集されたサンプルについては、現在、痛風遺伝子ABCG2を対象とした遺伝子解析が進行中であり、これらの解析結果についても評価を進めていく。さらに、ABCG2以外の候補遺伝子の絞り込みを進めて、今後の虚血性疾患の解析に備えていく。また、高尿酸血症が虚血心疾患などの病態にどのように関わっているかという問題に関して、上記の知見を詳細に解析することで、問題の解決につながる研究成果が得られる可能性もあり、今後の研究を推進していく必要がある。本研究課題においては、特に遺伝子解析が重点項目であるため、研究費は主に遺伝子解析の試薬などの消耗品の購入に使用する。また、それらの成果発表のため、及び関連研究の進展度を把握するため、国内学会などの参加のための旅費も計上している。さらに、臨床データを扱うため、臨床データ解析のための雑役務費についても、「その他」の項目で計上している。