hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
次世代偏心駆動型軸流式血液ポンプの先駆的開発

本研究では,小型かつ高生体適合性を有する血液ポンプを目指し,独自の偏心駆動型軸流式血液ポンプの開発を行った.羽根車直径10mm,2L/minで80mmHgを達成しながら,羽根車回転速度5%の低速化が達成された.また,数値解析によるポンプ内部流れと偏心駆動効果の要因の解明を行い,羽根表面の圧力分布では,偏心駆動時にケーシングに近い片側の羽根端部において圧力が高く,これによるポンプ内部流れの上昇された圧力が下流でも高く維持されることがわかった.本研究では,小型かつ高生体適合性を有する血液ポンプを目指し,独自の偏心駆動型軸流式血液ポンプの開発を行った.羽根車直径10mm,2L/minで80mmHgを達成しながら,羽根車回転速度5%の低速化が達成された.また,数値解析によるポンプ内部流れと偏心駆動効果の要因の解明を行い,羽根表面の圧力分布では,偏心駆動時にケーシングに近い片側の羽根端部において圧力が高く,これによるポンプ内部流れの上昇された圧力が下流でも高く維持されることがわかった.本研究では,小型かつ高生体適合性を有する血液ポンプを目指し,独自の偏心駆動型軸流式血液ポンプの開発を行っている.本年度は水力性能について小児への適用も考慮した目標性能である,羽根車外直径10mm,2L/minで80mmHgを達成しながら,(1)可能な限りの羽根車回転速度の低速化と,(2)内部流れの解析方法等の問題点の洗い出しを主として進めた.拍動流条件下における検討については,定常流条件下での成果が不十分であると判断し,次年度での検討とすることにした.(1)については,静圧計測の高精度化と軸受構造の改良,水漏れ防止対策により計測結果の再現性と高速回転実験での問題をクリアした.拡大管付ケーシングゆえの羽根車のケーシングに対する軸方向位置による水力性能への影響を調べ,設計流量で最大25%静圧上昇が異なることがわかった.また,羽根車回転数と偏心駆動回転数をそれぞれ変化させながら水力性能を調べ,羽根車回転数が低過ぎる場合には偏心駆動は効果的でない可能性があることがわかり,羽根車回転速度の低速化は5%にとどまった.これには偏心量が小さいゆえに偏心駆動の十分な効果が現れていないことが懸念されたため,偏心量を増大させたケーシングを準備して引き続き調査中である.偏心駆動の実施によりポンプの性能曲線の傾向が大きく変化することはない旨の結果を得た.(2)について,羽根車中心を0.4mm偏心させた総要素数170万程度の解析要素と境界条件により偏心駆動状態を表した定常解析による数値流体解析を実施した結果,偏心駆動なしに比べ,ありの方が水力性能は減少するという実験結果とは逆の傾向になったが,偏心駆動によりポンプ内部に生じる逆流が正確に捉えられていないためと考えられる.以上のうち,(1)について国際会議で1件,情報発信を行った.本研究では,小型かつ高生体適合性を有する血液ポンプを目指し,独自の偏心駆動型軸流式血液ポンプの開発を行っている.本年度は当初,溶血試験による血球破壊への影響に関する調査を主たる取り組みとする予定であったが,昨年度に目標性能(2L/minで80mmHg)での羽根車回転数の低速化がなされた9,400rpmの条件について,試験装置の回転部摩耗やモータ過負荷などの不調により溶血試験での前段階である4時間を越える連続運転(耐久試験)での目標性能維持が困難となったため,(1)短時間での低速運転条件下での可視化計測によるポンプ内部流れの把握と(2)数値解析によるポンプ内部流れと偏心駆動効果の要因の解明を行うことにした.対象とした偏心量(羽根車中心軸とケーシング中心軸の距離)は0.4mmとした.(1)については,水を作動流体,ガラスビーズ(平均球径50μm)をトレーサとして光源のYAGレーザとカメラによる高速撮影により撮影し,羽根車周り流れの下流側とケーシング拡大部付近の定性的な流れが把握できた.(2)については,偏心駆動なしのポンプと羽根車単体回転数と偏心駆動回転数を等しくした偏心駆動ポンプを対象とし,作動流体の粘性を血液と同条件にした非定常解析を行い,水力性能において試験結果と同様の結果となり,昨年度の双方の結果が異なる問題を解消した.また,羽根表面の圧力分布では,偏心駆動時にケーシングに近い片側の羽根端部において圧力が高く,これによるポンプ内部流れの上昇された圧力が下流でも高く維持されることがわかった.これより片側の羽根の遠心力増加が偏心駆動効果の主たる要因と考えられた.一方で内部流れのせん断速度分布から血球破壊に影響を与えると考えられる部位についても検討した.以上のうち,(2)について国際会議で1件発表し,海外雑誌に1件投稿し,情報発信を行った。
光通信用面発光レーザ高性能化のためのGaInNAs薄膜量子井戸構造に関する研究

現在,光ネットワークの普及や情報の大容量化に伴い,10Gbps以上の高速で動作する低コストの短距離伝送用光源が求められている.本研究では、これらの要求に応えるべく,温度特性・変調特性向上を実現するのに必要な,多層化や高歪化が可能な薄膜量子井戸構造に着目し,薄膜量子井戸活性層を有する高性能GaInAs(Sb)/GaAs面発光レーザの実現を目指し研究を行っていまる.本年度は,GaInAs結晶実現に向けた条件探索と,GaInAs薄膜量子井戸レーザの特性評価を中心に行った.まず,MBE法による高歪GaInAs結晶の高品質化についての検討を行なった.低温・高As圧下において,低成長速度化により結晶品質が向上することを明らかにし,従来膜厚を有するレーザにおいて,世界最低レベルのレーザを実現した.高品質なGaInAs結晶を実現したので,その結晶を活性層に有するGaInAs/GaAs薄膜量子井戸レーザを作製し,その適応性について実験的な検証を行った.従来の厚さの量子井戸に対し,同一組成,同一波長条件において,同等のしきい値特性を実現した.以上より,薄膜量子井戸が十分適応可能である事を実証した.また,薄膜量子井戸では,エネルギー準位差が拡大する.この影響を受けて,薄膜量子井戸により,従来構造に対し,温度特性が向上することを実証した.更に,多層量子井戸レーザを作製し,更なる特性温度向上を確認した.本研究より,分子ビーム成長法による高歪GaInAs成長技術を確立し,高性能化に向けた薄膜量子井戸構造の優位性を実証した.現在,光ネットワークの普及や情報の大容量化に伴い,10Gbps以上の高速で動作する低コストの短距離伝送用光源が求められている.本研究では,これらの要求に応えるべく,変調特性・温度特性向上を実現するのに必要な,多層化や高歪化が可能な薄膜量子井戸構造に着目し,薄膜量子井戸活性層を有する高性能GaInNAs(Sb)/GaAs面発光レーザの実現を目指し研究を行っている.本年度は,高歪結晶の高品質化についての検討を行なった.特に,3次元成長抑制に有効とされるSb(アンチモン)の導入手法や成長条件の探索を中心に行なった.また面発光レーザ構造で課題となる,p-DBR(多層膜反射鏡)の低抵抗化についての検討を行ったので報告する.実験には,MBE(分子ビーム成長)法を用いている.Sbの導入手法や成長条件の詳細な検討の報告例は殆ど無い.そこで,GaInAs量子井戸において,まず,導入箇所の検討を行った.Sbは既に3次元化した結晶に対しては,効力を発揮しない事を実験的に明らかにした.また,量子井戸の前半部分のみにSbを導入する手法では,量子井戸全体に均一に導入する場合よりも結晶品質向上につながる可能性を示した.成長条件の探索としては,高歪GaInAs量子井戸にSbを導入することで,通常3次元成長に有効とされる高速度成長に反し,低成長速度が有効である事を実証した.また,Sbを含まない場合では,同様に低成長速度において低温化する事でSb導入と同等の結晶品質が得られる事を明らかにした.面発光レーザでは,構造上p型DBRの低抵抗化が一つの課題である.本研究では,2段階擬似組成傾斜層を導入する事で,反射率の低減を抑えつつ,素子抵抗が低減することを明らかにした.現在,光ネットワークの普及や情報の大容量化に伴い,10Gbps以上の高速で動作する低コストの短距離伝送用光源が求められている.本研究では、これらの要求に応えるべく,温度特性・変調特性向上を実現するのに必要な,多層化や高歪化が可能な薄膜量子井戸構造に着目し,薄膜量子井戸活性層を有する高性能GaInAs(Sb)/GaAs面発光レーザの実現を目指し研究を行っていまる.本年度は,GaInAs結晶実現に向けた条件探索と,GaInAs薄膜量子井戸レーザの特性評価を中心に行った.まず,MBE法による高歪GaInAs結晶の高品質化についての検討を行なった.低温・高As圧下において,低成長速度化により結晶品質が向上することを明らかにし,従来膜厚を有するレーザにおいて,世界最低レベルのレーザを実現した.高品質なGaInAs結晶を実現したので,その結晶を活性層に有するGaInAs/GaAs薄膜量子井戸レーザを作製し,その適応性について実験的な検証を行った.従来の厚さの量子井戸に対し,同一組成,同一波長条件において,同等のしきい値特性を実現した.以上より,薄膜量子井戸が十分適応可能である事を実証した.また,薄膜量子井戸では,エネルギー準位差が拡大する.この影響を受けて,薄膜量子井戸により,従来構造に対し,温度特性が向上することを実証した.更に,多層量子井戸レーザを作製し,更なる特性温度向上を確認した.本研究より,分子ビーム成長法による高歪GaInAs成長技術を確立し,高性能化に向けた薄膜量子井戸構造の優位性を実証した.
共生のための障害者福祉地域支援システムに関する国際比較研究

本研究の目的は、主として知的障害をもつ成人の地域生活の実態調査から、障害者が自立して生活できるための福祉支援システムについて先進的な諸外国の状況を明らかにし、併せて我が国の今後の福祉支援システムに関する提言を行うことである。13年度は、8月6日8月29日までランカスター大学保健学研究所エリック・エマーソン教授とともに、地域生活援助システムのうち、特に市町村の果たす役割について調査を実施した。また平成14年2月28日3月9日に、ニュージーランド、クライストチャーチ、ウエリントン、オークランドの3地区で入所総合施設テンプルトン・センター、IHC(ニュージーランド親の会)、スペクトラム・ケアなどで調査を実施した。欧米の地域生活への展開が行われた経過を明らかにできた。14年度は、2002年にアメリカ合衆国知的障害学会の知的障害定義の改正が障害者の共生社会の成立に及ぼす影響を日本の支援費制度との関係で明らかにすることを目的とし、8月8日8月21日にカリフォルニア大学Duffy教授と適応行動の新たな3次元の定義について、カリフォルニア大学Nihira教授と日本版の適応行動尺度の改訂等について、アメリカ知的障害者学会の現在の会長ニュー・メキシコ大学Luckasson教授と新しい改訂に伴うアメリカ合衆国の制度や行政の対応について、アメリカ知的障害者学会の元会長でネブラスカ大学Schalock教授と従来の医学的モデルから社会的モデルヘの変更に伴う、支援制度について討議を行った。15年度は、知的障害を従来のように個人的な特性と見る見方から支援を中心に見る見方へと大きく転換しているアメリカ精神遅滞学会の知的障害定義の改正が障害者の共生社会の成立に及ぼす影響を日本の支援費制度との関係で明らかにすることを目的とし、8月5日19日にワシントン州シアトル地区てシアトル市地域および人間サービス部発達障害局(Department of Community and Human Services, Developmental Disabilities Division)およびワシントン州キンク郡知的障害者協会(The ARC of King County)への訪問調査によって行った。国内の支援費制度を直接担当する市町村職員のアンケート調査では、本来知的障害者の権利保障の第一の役割を担うべきケアマネージメントやコーディネーターの数や専門性も乏しく、共生という理念に向けてスタートした支援費制度は今後の多くの点で改善あるいは研修等の問題が出てくると思われる。本年度は、英国およびニュージーランドの障害者の地域支援システムについて、(1)具体的な福祉サービス(居住、仕事、生活形態、人権擁護)の状況(2)本人の主体的な生活を構築するための特に入所施設から地域移行をすすめるときの法的根拠(3)地域における人権擁護のシステム(4)入所施設運営から地域移行を進めたときの国および地方自治体の財政について調査を実施した。1.英国における調査平成13年8月6日8月29日までランカスター大学保健学研究所(Institute for Health Research, Lancaster University)エリック・エマーソン教授とともに、地域生活援助システムのうち、特に市町村の果たす役割について調査を実施した。調査地はリバプール地区及び、「パラダイム非営利法人」、ロッチデール市社会サービスセンター、保健省障害者サービス査察局、ロンドン大学キングズ校

健康および福祉政策研究所、ロンドン市イスリントン区社会サービスセンター、ロンドン市レヴィッシャム区社会サービスセンターである。知的障害者の地域生活援助における地方自治体の役割から調査を実施した。2.ニュージーランドにおける調査平成14年2月28日3月9日に、ニュージーランド、クライストチャーチ、ウェリントン、オークランドの3地区で入所総合施設テンプルトン・センター、IHC(ニュージーランド親の会)、スペクトラム・ケアなどで調査を実施した。調査の結果、ニュージーランドではすでに一つの入所施設(Kimberley施設)を残して地域への移行が完了しており、それを推進したのがIHCの親の会を中心とした活動であり、欧米の政府主導、あるいはサービス・プロバイダーや専門家主導と異なる仕方で地域生活への展開が行われた経過を明らかにできた。本年度は、2002年にアメリカ合衆国知的障害学会の知的障害定義の改正が障害者の共生社会の成立に及ぼす影響を日本の支援費制度との関係で明らかにすることを目的とした。アメリカ合衆国知的障害学会の定義は、ほぼ20数力国で翻訳されており世界的な影響を与えている。第一回の調査は、この定義の変更委員会の主要メンバーへの聞き取りを実施した。第二回目の調査は、学会が行った定義のワークショップに出席し、さらに委員との検討を行った。1.アメリカ合衆国での調査研究(8月8日8月21日)(1)カリフォルニア大学リバーサイド校教授Dr.Duffy教授と適応行動の新たな3次元の定義について、また第9版まで使用されていた10領域および2領域以上の制限に関する定義が廃止された経過とその学術的意義について討議を行った。(2)カリフォルニア大学ロスアンゼルス校教授Dr.Nihira教授と日本版の適応行動尺度の改訂等に関する協議を行った。(3)アメリカ知的障害者学会(AAMR)の現在の会長であり、2002年の知的障害定義の変更に関する委員会の委員長でもあるニュー・メキシコ大学教授Dr.Luckasson教授と新しい改訂に伴うアメリカ合衆国の制度や行政の対応について討議を行った。(4)アメリカ知的障害者学会(AAMR)の元会長であり、2002年の知的障害定義の変更に関する委員会の委員でもあるネブラスカ大学教授br.Schalock教授と従来の医学的モデルから社会的モデルへの変更に伴う、支援制度について討議を行った。(1)イリノイ大学シカゴ校研究主任Dr.Yamaki新しい定義の変更に伴うアメリカの影響や今後日本に及ぼすであろう影響について協議した。2.アメリカ合衆国での調査研究(9月19日9月26日)
アビトゥーア試験問題における能力観とコンピテンシーに関する研究

近年のコンピテンシーに基づいた教育改革の動向を受け,日本でも資質・能力を基軸に据えた教育改革が進められる中で,これらの能力概念をどのように具体化するかが喫緊の課題である。2000年代の国際学力調査での成績不振を契機として,ドイツではすでにコンピテンシーに基づいた教育改革が行われている。本研究では,ドイツにおけるコンピテンシーに基づいた教育改革の具体的な動向について検討するために,アビトゥーアに着目する。アビトゥーアの歴史的背景や能力観の変容過程,教育政策の動向,試験問題等を総合的に調査・分析することによって,ドイツにおける能力観と,試験におけるコンピテンシー概念の具体化のあり方を示す。
偏性嫌気性細菌におけるテトラクロロエテン脱ハロゲン化呼吸に関する研究

Desulfitobacterium hafniense Y51株は、還元的デハロゲナーゼ(PceA)により環境汚染物質であるテトラクロロエテン(PCE)とトリクロロエテン(TCE)をcis-ジクロロエテンへと脱塩素化する。この反応はPCEとTCEを最終電子受容体とする脱ハロゲン呼吸でエネルギー生産系と共役する。平成1719年度に、Y51株の継代培養後に脱塩素化能を失った2種類の株が出現することを見出し、SD株(Small Deletion)とLD株(Large Deletion)に分類した。Y51株、SD株、およびLD株のpceA遺伝子の周辺構造を解析した結果、Y51株のpce遺伝子群は2つの相同な挿入配列(ISDesp1とISDesp2)に挟まれており、複合トランスポゾンを形成していた。一方、SD株はISDesp1を欠失しており、LD株はpce遺伝子群をすべて欠失していた。次に、クロロホルム(CF)存在下でLD株が高頻度に出現する現象を見出した。本年度は、この原因が、CFがY51株のフマル酸呼吸を阻害し生育を阻害するのに対して、LD株の生育を阻害しないことにより、Y51株から自然誘発的に発生するLD株が優占種となるためであることを明らかにした。また、CFによるY51株のフマル酸呼吸の阻害は、PceAの基質であるTCE、あるいはPceA活性を阻害する2塩素化メタンの存在下では無効化された。従って、CFによる阻害効果は、Y51株でのみ発現するPceAへのCFの結合により生じると考察した。以上の研究成果は、脱ハロゲン遺伝子群の機能進化を考察する上で興味深く、また、CFとクロロエテン類の複合汚染時のバイオレメディエーションを効率よく遂行するための知見として重要である。Y51株をMMYPF液体培地で培養した際に脱ハロゲン化能を失った株が出現するという現象が観察され、SD(small deletion)株とLD(large deletion)株の2タイプに分類された。SD株はPCEデハロゲナーゼをコードするpceA遺伝子の上流において、そのプロモーター-35領域(TTGACA)を含む約1.6kbを欠失した株であり、一方、LD株はpceA-B-C-T遺伝子群を含む約6.5kbを欠失した株であった。これらの欠失株の出現機構には、Y51株のpce遺伝子群を挟むように位置する2つのIS因子(ISDesp1とISDesp2)が関与していた。MMYPF液体培地で培養したY51株より抽出した全DNAを鋳型として、ISDesp1、ISDesp2およびpce遺伝子群の内部に外向きにプライマーを設計してPCRを行った結果、3種類の増幅断片が得られた。シーケンス解析の結果、それぞれ、IS因子として環状体したISDesp1(約1.6kb)、ISDesp1とISDesp2とが相同組み換えを起こした結果、切り出されて環状化したTnDesp1(約6.5kb)、ISDesp1からISDesp2にわたる配列が複合トランスポゾンとして環状化したTnDesp2(約8.0kb)であることが分かった。したがって、SD株の出現にはISDesp1の転移現象が関与していること、一方、LD株の出現にはISDesp1とISDesp2の相同組み換えが関与していることが明らかになった。また、Y51株のpce遺伝子群がカタボリックトランスポゾンとして機能することが明らかになった。ISDesp1およびTnDesp2は、環状体を経て非複製的に転移するタイプのトランスポゾンであることが考察された。Y51株はクロロエテン脱塩素化細菌であるが、これまでの研究で、Y51株をMMYPE液体培地で培養すると脱塩素化能を失った株(欠失株)が出現するという現象が観察された。これらの欠失株は、SD(small deletion)株とLD(large deletion)株の2タイプに分類された。SD株は脱塩素化酵素をコードするpceA遺伝子の上流約1.6kbを欠失しており、その領域にpceA遺伝子のプロモーター-35領域(TTGACA)が含まれていたためにpceA遺伝子が転写されず、脱塩素化能を失った。一方、LD株はpceA-B-C-T遺伝子群を含む約6.5kbを欠失していた。本年度はまず、市販されているテトラクロロエテン、トリクロロエテン(TCE)、cis-1,2-ジクロロエテン(cis-DCE)などのクロロエテン類がY51株に及ぼす影響を調べた。その結果、cis-DCE(5mM)存在下でY51株を継代培養するとLD株が高頻度(>80%)に出現するという現象を見いだした。しかし、師範のcis-DCEには約0.62%mol/molという高濃度のクロロフォルムが混入しており、LD株の高頻度出現がcis-DCEではなくクロロフォルム(≧1μM)により引き起こされることを明らかにした。なお、Y51株によりTCE(クロロフォルムが混入していない)をcis-DCEに変換し、これがLD株の高頻度出現を引き起こさないことを確認した。また、クロロフォルムによりLD株が高頻度に出現する原因は、Y51野生株がクロロフォルムにより生育阻害を受けるのに対して、欠失株が阻害を受けないためであった。すなわち、クロロフォルム存在下ではY51野生株から生起する欠失株が優先種となることが明らかになった。

また、クロロフォルムと同様の作用が4塩素化メタン(≧1μM)にも観察されるが、一方2塩素化メタン(1mM)では観察されないことが分かった。Desulfitobacterium hafniense Y51株は、還元的デハロゲナーゼ(PceA)により環境汚染物質であるテトラクロロエテン(PCE)とトリクロロエテン(TCE)をcis-ジクロロエテンへと脱塩素化する。この反応はPCEとTCEを最終電子受容体とする脱ハロゲン呼吸でエネルギー生産系と共役する。平成1719年度に、Y51株の継代培養後に脱塩素化能を失った2種類の株が出現することを見出し、SD株(Small Deletion)とLD株(Large Deletion)に分類した。Y51株、SD株、およびLD株のpceA遺伝子の周辺構造を解析した結果、Y51株のpce遺伝子群は2つの相同な挿入配列(ISDesp1とISDesp2)に挟まれており、複合トランスポゾンを形成していた。一方、SD株はISDesp1を欠失しており、LD株はpce遺伝子群をすべて欠失していた。次に、クロロホルム(CF)存在下でLD株が高頻度に出現する現象を見出した。本年度は、この原因が、CFがY51株のフマル酸呼吸を阻害し生育を阻害するのに対して、LD株の生育を阻害しないことにより、Y51株から自然誘発的に発生するLD株が優占種となるためであることを明らかにした。また、CFによるY51株のフマル酸呼吸の阻害は、PceAの基質であるTCE、あるいはPceA活性を阻害する2塩素化メタンの存在下では無効化された。従って、CFによる阻害効果は、Y51株でのみ発現するPceAへのCFの結合により生じると考察した。以上の研究成果は、脱ハロゲン遺伝子群の機能進化を考察する上で興味深く、また、CFとクロロエテン類の複合汚染時のバイオレメディエーションを効率よく遂行するための知見として重要である。
高還元状態酸化物触媒の構造安定化と新触媒機能

有機塩基処理によるヘテロポリリンモリブデン酸触媒の高還元状態安定化有機物の介在による構造既成を利用した反応場構成をヘテロポリリンモリブデン酸触媒に展開した。三種の有機塩基、ピリジン、キノリン、a-ピコリンで処理した12-モリブドリン酸及び(NH_4)_3PMo_<12>O_<40>を加熱活性化した各触媒の還元状態安定性を検討した。ピリジン、キノリン処理触媒は低角度側で特徴的な回折を与える還元型の結晶相(斜方晶)を形成した。ピリジン処理触媒はH_2(C_5H_5N)PMo^<VI>_9Mo^V_3O_<38>の組成を有し、3電子還元状態にある。キノリン処理触媒はその純度は低く、還元型立方晶も存在している。この晶はNH_4塩を加熱活性化しても得られるが、酸化雰囲気で容易に酸化を受けて三方晶に変化する。a-ピコリン処理触媒では、非晶質相が活性化後に生じ、酸化雰囲気では不活性なNH4塩に変化した。ピリジン処理触媒で得られた還元型の結晶相だけが酸化雰囲気でも極めて安定に存在することができることから、有機物塩基の介在による特徴的な2次構造形成が以上のような還元安定化に寄与しているものと考えられる。加えて、酸化雰囲気でありながら、処理温度が高いほど高還元状態になるという、興味深い結果も得られた。高還元型ヘテロポリリンモリブデン酸触媒によるプロパンの酸化通常の酸型のヘテロポリ酸触媒はプロパンの酸化活性が極めて低く、プロピレンを主に与えるが、この触媒を有機塩基処理すると活性とアクリル酸生成への選択性が著しく向上する。最も効果的な有機塩基はピリジンでキノリンがこれに次ぐ。しかし、大半の有機塩基は効果を示さず、実際a-ピコリンの様にピリジンにメチル基がつくだけで活性は激減し、アクリル酸生成もほとんど見られない。NH_4塩を加熱活性化した触媒は比較的高い活性を示すが、容易に触媒が酸化を受けるため、酸生成活性は極め低かった。アクリル酸生成に活性な触媒ほど高還元状態を維持していることから、高還元によってもたらされた触媒機能がアクリル選択酸化に重要であることが判る。アクリル酸への選択率は反応温度が高いほど高く、前述の還元状態が高い温度ほど高い事実とよく対応しており興味深い。
原子状水素制御によるZnSe結晶の低温成膜に関する研究

有機金属化合物(ジエチル亜鉛(DEZn)、ジエチルセレン(DESe))を原料とし、原子状水素を付活剤とする新しい結晶成長法で、ZnSe結合のGaAs(100)基板上へのヘテロエピタキシャル成長を行った。この方法では、Zn系前駆体の基板上での吸着/脱着平衡とSe前駆体との活性化形の反応から成る擬似平衡状態での結晶成長であるため、200°C程度までの低温で高品質のZnSe結晶成長が可能となった。結晶性に加えて、点欠陥の低温をはかるため、II/VI原料供給比をパラメ-タ-に、蛍光スペクトル測定結果より、その制御性を検討し、II族原料過剰の領域で、短波長領域の励起子発光が強くなり、点欠陥の低減の可能性が見い出された。また、膜中の不純物量として、C,O,H,Nをそれぞれ、SIMS測定で検出したところ、基板に用いたGaAs結晶とほぼ同程度で、低温にも拘らず、高密度のZnSe結晶が育成できたことが確認された。この低温成長法と特徴として、異なる結晶の成長界面に生ずる歪みを保持した基板とのコヒ-レント成長が著しく安定に起こることが確認された。基板温度230°Cで成長したZnSe結晶では、3μm厚を越えてもコヒ-レント成長を保持し、2結晶XRDロッキングカ-ブより評価した結晶性も高いことが確認された。また、このようにして作製されたコヒ-レントZnSe膜(0.10.3μm厚)の薄層では、500°Cの熱アニ-リングによっても格子の緩和は認められない程の強固な構造が得られた。このような安定な非平衡構造が得られたことは、原子状水素による界面の清浄化と、化学反応を主体とし、より平衡状態に近い擬似平衡状態を前駆体の組合せによって達成できたことに因る。ZnTe結晶のヘテロエピタキシャル成長も試み、ZnSeと同様な結果が得られた。
咀嚼筋腱・腱膜過形成症におけるプロテオミクスと元素分析

開口制限を呈する新しい疾患である咀嚼筋腱・腱膜過形成症について次のような解析を行った。当大学の倫理委員会の承認を得た研究として、手術対象の同患者(疾患群)および顎変形症患者(対照群)の側頭筋腱組織を採取して、光学あるいは電子顕微鏡による観察と元素分析法による元素の種類の分布について解析を行った。組織学的観察では疾患群で石灰化を認めた。疾患群において、腱表面における粒子様物質の散在がみられた。粒子様物質に対して行った測定では、カルシウムおよびリンに加えケイ素が検出され、元素マッピングにおいて、粒子様物質周辺の腱組織および粒子様物質に集積するケイ素がみられた。咀嚼筋腱・腱膜過形成症および顎変形症患者の側頭筋について、電子顕微鏡による元素分析および形態学的解析を中心に行った。その結果、元素分析により咀嚼筋腱・腱膜過形成症においてケイ素が特異的に上昇していることが明らかとなった。ヒト検体を対象とする研究の施行のために、本学ガイドラインに基づき倫理委員会に申請して、承認を得た。対象は咀嚼筋腱腱膜過形成症あるいは顎変形症の患者で、手術で追加切除をしないで切除した検体を研究に用いた。まず、腱に対するプロテオーム解析に関して確立された方法が存在しなかったため、半年かけてマウスのアキレス腱に対する解析を行い、方法を確立した。咀嚼筋腱腱膜過形成症患者3名、顎変形症患者3名について、側頭筋腱のプロテオーム解析を行った。その結果、咀嚼筋腱腱膜過形成症においてβクリスタリンA4およびfibrinogenの発現上昇、myosin light chain2の発現低下を認めた。昨年度のプロテオーム解析の結果、咀嚼筋腱・腱膜過形成症患者において&#61538;-crystallin A4のタンパク質発現が上昇していたため、&#61538;-crystallin A4に着目した。このタンパク質は水晶体に多く存在するが、その機能についてはほとんどわかっていない。そこで、&#61538;-crystallin A4の機能する目的で、マウス眼球から&#61538;-crystallin A4のcDNAを抽出して遺伝子を環状DNA(プラスミド)に挿入するクローニングを行った。&#61538;-crystallin A4を腱細胞に遺伝子導入することで腱細胞の分化や増殖に影響を与えるかどうか検討した結果、分化には影響を与えなかったが、増殖を促進させた。また、咀嚼筋腱・腱膜過形成症は女性に多いことからエストロゲンの作用が関わっていると推測して、腱細胞にエストロゲンを作用させたところ、腱細胞のコラーゲン合成促進および分化後期マーカーの促進を確認した。以上の結果より、咀嚼筋腱・腱膜過形成症の発症には腱細胞の分化・増殖に関わる&#61538;-crystallin A4とエストロゲンが関与する可能性が示唆された。さらに、咀嚼筋腱・腱膜過形成症の病態について、メカニカルストレスの関与を示唆する臨床的証拠があり、腱細胞とメカニカルストレスについて検討する必要がでてきたため、メカニカルストレスを与える実験系を開始する必要があった。この実験系を習得するために、九州歯科大学の感染分子生物学の西原教授の教室に行き実験系を見学し習得してきた。口腔外科元素分析による解析を行うことができ、計画の遂行は順調と思われる。プロテオーム解析について結果がでており、順調といえる。今後は電子顕微鏡を中心とした組織学的検索と検体数の増加を目指す。また、細胞レベルでの解析を行うことができればと考えている。次年度は咀嚼筋腱腱膜過形成症および顎変形症患者の側頭筋について、電子顕微鏡解析を行う予定である。また、免疫染色やmRNA検出などの組織学・生化学実験を行う予定である。電子顕微鏡解析のための消耗品・試薬の費用がかかる。免疫染色の抗体や生化学実験の試薬費用がかかる。
古代ギリシア都市メッセネにおけるアスクレピオス神域のストアの復元的研究

1.オーダーの復元古代ギリシア都市メッセネにおけるアスクレピオス神域の実測調査(熊本大学古代ギリシア建築調査団)で得られたデータを分析し、ストアのオーダーの復元を行った。このストアが2列のコリント式列柱を持ち、柱身には胡麻柄フルートが施され、柱頭にはエロス等の彫刻が施されていた。また、アーキトレイブとフリーズは一体の石材で作られ、フリーズ部分には牛頭骨と聖胚の浮彫が施され、その上にデンティルの付いたゲイソンが載せられていた。シーマは、コリント式の屋根瓦と一体として作られ、蓋瓦の先端、シーマの上にはパルメット文様のアンテフィックスが載せられていた。尚、各部寸法は実測した各要素の平均値として求めた。2.屋根架構の復元オーダー各部の実測調査と、屋根架構に関する調査結果を踏まえて、屋根架構及び不明であった円柱の高さについて復元を試みた。背面に大きく壁が立ち上がることから、屋根の形状は片流れとしたが、北西隅に残る横断梁の痕跡から、ストア内部においては内部柱を中心として両側に傾斜する天井が掛けられていると判断した。また、隅に45度方向に掛けられた横断梁は通常の梁より下の位置に架けられるものとして復元した。これらは、アテネのアッタロスのストアやブラウロンのストア等との比較検討からも、合理的な復元案であると考えられた。3.設計過程の復元と設計法の検討神殿平面の設計法を分析した結果、神殿はその幅が40尺として設計が始められ、単純な比例関係により柱間寸法が求められていることが分かった。一方、ストアは、南北ストアの長さが神殿幅の4倍、東西ストア長さは神殿幅のおよそ32/3倍が想定され、神殿の柱間寸法を基準寸法として、平面上の各部寸法の基本設計やオーダーの設計がなされた。南北ストアと東西ストア間に見られる柱間寸法の微妙な差は、基壇石材寸法の微調整により発生したことが判明した。(1)平成15年7月22日から8月20日にかけて、古代ギリシア都市遺跡メッセネにて、アスクレピオス神域のストアの屋根架構の復元に必要な、屋根架構部材が配置されたと考えられる痕跡に関して調査した。その結果、ストアの北東隅の壁面上に、ストアの斜め45°方向に掛けられたと考えられる横断梁が差し込まれた痕跡を発見した。また、ストアの南西隅のアーキトレイブ部材のバッカーを発見した。この部材の上面は削り取られ、ストアの入り隅部における横断梁の乗せられたレベルや、梁の幅を推測する根拠となった。また、東ストアの前面に倒れていたエンタブラチュア部材の中に、背面が大きく削り取られたゲイゾンを発見した。これにより、隅以外の通常の横断梁の高さについて推測する根拠を得た。(2)過去の調査によるオーダー各部の実測調査と、今回の屋根架構に関する調査結果を踏まえて、屋根架構及び不明であった円柱の高さにについて復元を試みた。また、隅に45°方向に掛けられた横断梁は通常の梁より背が高いものとして復元した。これらは、アッタロスのストア(アテネ)やアスクレピオス神域のストア(ブラウロン)等との比較検討からも、合理的な復元案であると考えられた。

(3)アスクレピオス神域のストアはコリント式である。ところが、設計法に関しては殆どがドリスオーダーを有する神殿やストア等の研究しかなされていない。ドリス式以外の設計法に関する参考とするために、クラシック期のアテネのアクロポリスの丘の上に、パルテノン神殿と並べて建設されたエレクテイオン神殿の設計法に関し、分析を試みた。その結果、ヴィトゥルヴィウスが提唱する設計法に類似した設計過程を復元することができた。(1)復元案の完成昨年度の復元案に関し再検討を行い、最終的な復元案を完成させた。これを元に、CADを用いて復元図を描き、オルランドスの復元案と比較検討した。その結果、オルランドスの復元案には、フリーズに施された一柱間に配される牛頭骨と聖杯の数に、明らかな誤りがあることが判明した。また、オルランドスの復元案には、シーマやアンテフィックスが描かれておらず、これを復元案に書き込むことができた。(2)平面及び立面の設計手順に関する検討完成した復元案を元に、ストアの設計法に関する分析を行った。その結果、次のことが判明した。先ず、神殿の建つ中庭を囲むストアの寸法は、8尺を基準寸法(1 unit)とし、スタイロベイト上の長さが、その20倍の160尺として決定された。スタイロベイト上の南北長さは18 unitとされ、144尺として算出されている。また、柱間寸法はスタイロベイトの長さに円柱中心までの長さの2倍が加えられ、東西ストアは22柱間、南北ストアは20柱間とされ、それぞれの柱間寸法が算出された。その結果、東西ストアと南北ストアの柱間寸法には、1.5cmの違いが生じた。一方、オーダーの各部寸法は、東西ストアと南北ストアの柱間寸法の間の寸法で、古代の尺度で表現可能な寸法が柱間巣法とされ、その柱間寸法との単純な比例関係で導き出されたことが判明した。この設計過程は、東西ストアと南北ストアの柱間寸法の微妙な相違の理由が説明できると同時に、オーダー各部寸法が柱間寸法との単純な比例関係で決定されることも示しており、極めて合理的な結論であると考えられる。ただ、若干実測寸法と理論値との間に誤差が大きい部分もあり、この建築に使用された古代尺を含めて、更なる検討が必要である。1.ストアの平面及び立面の設計手順に関する再検討昨年度の分析で、8尺を基準とするストア平面の設計手順についての可能性を示したが、理論値と実測値の誤差が幾分大きいこと、基準寸法での柱割付と最終的な柱割付が異なり、その結果、柱間寸法が基準寸法と大きく異なってしまったこと、更に、この神域の中心には神殿が建設されており、神殿との設計上の関連性を検討していないことなど、問題移転が多かった。今年度はこれらの問題点を解消すべく、神殿の設計法の分析を合わせて実施し、新たな見解を得ることができた。先ず、神殿平面の設計法を分析した結果、神殿幅(第2クレピス)は(5 1/2×基準寸法)、神殿長さ(第2クレピス)は(11 1/2×基準寸法)として算出され、神殿幅は40尺として設計が始められたことが分かった。一方、ストアは、南北ストアの長さが神殿幅の4倍、東西ストア長さは神殿幅の凡そ3 2/3倍が想定され、ストアのスタイロベイト幅の微調整が、基準寸法と南北ストアや東西ストアの柱間寸法との微妙な差を生み出したことが判明した。2.関連研究古代ギリシアにおけるアテネのアクロポリスのプロピライアの設計手順に関する分析アスクレピオス
波形インバージョンによる局所的なマントル遷移層構造の推定

本年度は、昨年度に引き続き日本付近下の上部マントルおよびマントル遷移層をサンプルした20-200秒帯域の実体波波形を用いて、6地域の1次元S波速度構造及び非弾性減衰構造の同時推定を行った。これまで、インバージョン手法として特異値分解(SVD)を用いたが、将来的にモデルパラメータ数が膨大になる3次元推定を行うことを考えて、共役勾配法(CG)の導入を行った。これにより、モデルのスムーズ化を行うことができ、より少ない独立パラメータでSVDと同様の結果を得ることが示された。さらに、本インバージョンでは、複数の次元の異なるパラメータを扱うため、スケーリング則について考察を行い、モデルのスムーズ化に成功している。また、初期モデル依存性・反復インバージョンの不必要性について示し、インバージョン方法に対するモデルの鈍感さを示し、インバージョン手法を確立することができたといえる。また、インバージョンで得られたQ50というこれまで報告されたことのないマントル遷移層での大きな減衰について、さらなる考察を行った。フォワードモデリング実験を行うことによって、一本一本の波形に現れる特徴から、少なくとも20-200秒帯域ではQ50という値はデータをよく説明できているということを示した。この結果は、マントル遷移層内の水・温度状態について重要な情報をもっており、さらなる研究では、ETH Zurichの高圧物性のグループと共同研究を行い、直接的にマントル遷移層の物性を調べる方法を模索していく予定である。なお、これらの結果は、11.研究発表に示された雑誌論文・学会発表において発表済みであり、2010年の研究代表者の博士論文において、その詳細を記している。本年度は、日本付近下の上部マントルおよびマントル遷移層をサンプルした20-200秒帯域の実体波波形を用いて、6地域の1次元S波速度構造および非弾性減衰Qs構造の同時推定を行った。解像度テストによるインバージョンスキームの感度について検討を行い、S波速度構造の情報をより抽出することができることを示した。本研究では特異値分解(SVD)を用いたインバージョンを行うが、SVDの性質の考察も入念に行い、Wiggins(1972)の記述を簡単に定式化しなおし、データ空間とモデル空間の関係を明白に記述した。それによって、個々の波形に対するSVD展開係数のヒストグラムから、本研究で得られる情報は個々の波形からでは目視で抽出することがとても困難な情報であることを示した。また、AIC(Akaike Information Criteria)による推定モデルの評価における、波形の持つ独立パラメータの決定方法について検討を加えた。実際のデータからは、波形が持つ情報は、すべてが独立ではないために、独立パラメータ数が縮退している可能性が示唆された。インバージョンでは、データの選定基準に関わらず、全地域においてPREMよりも全体的に高速のS波速度構造が得られたが、これは長周期の表面波トモグラフィーの先行研究と一致する。さらに、非弾性減衰については、PREMのQs=143よりも相当小さいQs50という値が推定された。実際には、3次元の弾性構造や震源関数等の問題があるため、Qsは最小の値と考えることができるが、この結果はマントル遷移層内の水、温度の状態について制約を与えることができる。もし、Qsが50であれば地震波速度と温度の関係(偏微分係数)が2倍も変わる可能性があり、水がスラブによって遷移層まで運ばれたために、Qsが小さいと考えることもできるという点で地球物理的に興味深い結果である本年度は、昨年度に引き続き日本付近下の上部マントルおよびマントル遷移層をサンプルした20-200秒帯域の実体波波形を用いて、6地域の1次元S波速度構造及び非弾性減衰構造の同時推定を行った。
両生類視床下部-下垂体-甲状腺系に関する総合的研究

両生類における変態過程の調節機構を明らかにするためには、視床下部-下垂体-甲状腺における調節系を解明することが必要である。そのためにウシガエルの甲状腺刺激ホルモン(TSH)の単離、そのβ鎖に対するラジオイムノアッセイ(RIA)系を確立すること、甲状腺刺激ホルモン放出ホルモン(TRH)の同定を目指した。1.下垂体摘除ウシガエル甲状腺を用いてin vitroでのT_4放出活性を指標に、ウシガエル下垂体から、種々のクロマトグラフィ-によりTSH様物質を単離した。このものを二種のサブユニットに分け、おのおのについて殆どのアミノ酸配列を決定した。80%程度決定した一つのサブユニットはウシガエルLH、FSHのα鎖(生物種間で60%程度の共通性がある)と糖鎖結合部位を含めて完全に一致した。この結果この物質はTSHであることが確認された。しかしながらβ鎖と思われるサブユニットの一次構造はほかの生物のものとは大きく異なっていた。このことから、本ホルモンの進化を考える上で新たな知見が得られた。2.このβ鎖を用いて抗体を作成し、特異的なRIA系を確立した。RIAにより測定したウシガエル幼生の発達段階における下垂体TSH含量の増加は、血中レベルのそれよりはやく、ステ-ジXVIで最高値を示した。また血中レベルは血中T_4の変動にほぼ一致した。この結果も本標品がTSHであることを支持する。3.ウシガエルのTRHを検索するため、まず合成TRHを成体に静注(20ug/100g体重)し、経時的に採血、血中TSH量をRIAで測定した。この結果、合成TRHはウシガエルでは血中TSHを増加させなかった。このことから、ウシガエルにおけるTSH放出ホルモンは哺乳類のものとは異なる可能性が示唆された。ウシガエルの視床下部からのTRHの単離、その構造決定は今後の課題である。両生類における視床下部ー下垂体ー甲状腺における調節系を解明するために、まずウシガエルの甲状腺刺激ホルモン(TSH)の単離・抗体作製ついでラジオイムノアツセイ(RIA)系の確立をめざした。1.ウシガエルTSHの単離ー下重体アセトン粉末抽出物からエタノール沈澱法、疎水クロマト、イオン高官クロマト、さらにウシガエルの固定化LH、FSHβ鎖に対するモノクロナール抗体カラムを用いた免疫アフィニティークロマトにより、高度に精製されたTSH標品を得た。その検定はウシガエル幼生の甲状腺を用いたin vitroでの甲状腺ホルモンの放出量をRIAで測定して行なった。最終標品のこの系での活性はウシTSHの二倍であった。2.ウシガエルTSHβ鎖に対する抗体の作製ー純化したTSHより酸解離、逆相HPLCによりβ鎖を単離した。これを用いてウサギに対して免疫し抗体を作製した。3.RIAの確立ー得られた抗体を用いて二抗体法によるRIA系を確立した。ウシガエル血清、下垂体抽出物の希釈試料は標準曲線に対して平行し、また性腺刺激ホルモン(LH、FSH)およびそれらのサブユニットとは交差しなかった。0.150nmol/mlのTSHβが測定可能である。この系を用いてウシガエル幼生の血中TSHβの変動を測定した結果、変態始動期に低く、変態最盛期のはじめに顕著に上昇。その後減少した。これは血中甲状腺ホルモンの変動とほゞ一致するものである。

4.TSHβ鎖の一次構造ー約100残基分のアミノ酸配列を決定し、データベースを基に概知タンパク質との相同性検索を行なったところ、これに類似するタンパク質は知られておらず新規のタンパクであった。5.今後の課題ーTSHの全構造の解明、TSH放出ホルモンの検索、同定を行なうことは急務である。両生類における視床下部-下垂体-甲状腺における調節系を解明するために、昨年度はウシガエルの甲状腺刺激ホルモン(TSH)を単離しそのβ鎖に対する抗体を作成、ラジオイムノアッセイ(RIA)系を確立した。本年度はTSHの特徴ずけ、RIAを用いてウシガエル幼生の変体過程におけるTSHと甲状腺ホルモン(T_4)量の相関、視床下部抽出物からのTSH放出因子の解明を目指した。1.昨年度のTSHβ鎖に続いてα鎖のアミノ酸配列を分析した。80%程度決定したその一次構造はLH、FSHのものと糖鎖結合部位を含めて完全に一致した。この結果TSHは他の二つの糖蛋白ホルモンと共通のα鎖(生物種間でそれなりの共通性がある)を持つにもかかわらず、そのβ鎖がほかの生物のものとは大きく異なるという昨年度得られた知見と合わせ考えると、本ホルモンの進化を考える上で新たな知見が得られた。2.RIAにより測定したウシガエル幼生の発達段階における下垂体TSH含量の増加は、血中レベルのそれよりはやく、ステ-ジXVIで最高値を示した。また血中レベルは血中T_4の変動にほぼ一致した。3.ウシガエルのTSH放出ホルモンを検索するため、まず合成TRHを成体に静注(20ug/100g体重)し、経時的に採血、血中TSH量をRIAで測定した。この結果、合成TRHはウシガエルでは血中TSHを増加させなかった。ついで視床下部の酸抽出物をゲル瀘過で3分画に分け、おのおのについて、成体ウシガエル下垂体を用い糖蛋白ホルモンの器官培養液中への放出をαサブユニットについて調べた結果、特定の分画にのみ放出活性が見られた。このことから、ウシガエルにおけるTSH放出ホルモンは哺乳類のものとは異なる可能性が示唆された。ウシガエルのTSHおよび性腺刺激ホルモン放出ホルモンの単離、その構造決定は今後の課題である。
頸動脈内膜剥離術後過灌流の発生メカニズムと神経組織に与える影響の解明

頸部頸動脈狭窄症に対する内膜剥離術(CEA)の術後合併症として過灌流症候群が知られている。本研究では、1)CEA術中に頸静脈球部から静脈血をサンプリングすることにより,内頸動脈遮断により発生するフリーラジカル反応と術後過灌流との間に関連があるのか。2)CEA術前後にPETを用いて大脳皮質神経細胞の損傷度を,また超高磁場MRIを用いて大脳白質繊維の損傷度を定量し,術後過灌流および高次脳機能障害との間に関連があるのか。について検討し,CEA術後過灌流の発生メカニズムと神経組織に与える影響について解明する。1)については、昨年終了したので今回は2)の結果を報告する。「CEA後過灌流をきたした症例はきたさない症例に比し、有意思に大脳皮質神経細胞の術後損傷度が高かった。また、半球性の大脳皮質神経細胞術後損傷に関与する独立因子は唯一術後過灌流の有無のみであった。」「術後高次脳機能障害をきたした症例は有意に術後過灌流の頻度が高く、また、有意に大脳皮質神経細胞の術後損傷度が高かった。さらに、術後高次脳機能障害に関与する独立因子は術後過灌流および半球性の大脳皮質神経細胞術後損傷の有無のみであった。」以上の結果から、CEA後過灌流は大脳皮質神経細胞の損傷をきたし、結果として術後高次脳機能障害をきたすことが示唆された。結果として、「CEA後過灌流発生の有意な独立因子は術前の脳循環低下と頸動脈遮断中の重度脳虚血であった。脳内のフリーラジカル反応の指標である頸静脈球部MDA-LDL濃度は、内頸動脈遮断前に比し内頸動脈遮断解放後5分および20分で有意に高い値を示した。また、遮断の脳虚血重症度と遮断解放後の頸静脈球部MDA-LDL濃度は高い正の相関を示した。また、遮断解放後の頸静脈球部MDA-LDL濃度は術後高次脳機i能障害発生の有意な独立因子であった。」以上の結果から、CEA後の高次脳機能障害の原因は術中の内頸動脈一時遮断により発生する脳内フリーラジカルであることが証明された。また、この脳内フリーラジカル反応は血行再建術後過灌流発生にも関与し、術前の脳循環低下+内頸動脈一時遮断による脳内フリーラジカル発生→術後過灌流→高次脳機能障害という図式が示唆された。現在、目的2)について解析中である。本研究では、1)CEA術中に頸静脈球部から静脈血をサンプリングすることにより、内頸動脈遮断により発生するフリーラジカル反応と術後過灌流との間に関連があるのか。2)CEA術前後にPETを用いて大脳皮質神経細胞の損傷度を、また超高磁間MRIを用いて大脳白質繊維の損傷度を定量し、術後過灌流および高次脳機能障害との間に関連があるのか。について検討し、CEA術後過灌流の発生メカニズムと神経組織に与える影響について解明する。「CEA後過灌流をきたした症例はきたさない症例に比し、有意に大脳皮質神経細胞の術後損傷度が高かった。」

「術後高次脳機能障害をきたした症例は有意に術後過灌流の頻度が高く、また、有意に大脳皮質神経細胞の術後損傷度が高かった。さらに、術後高次脳機能障害に関与する独立因子は術後過灌流および半球性の大脳皮質神経細胞術後損傷の有無のみであった。」以上の結果から、CEA後過灌流は大脳皮質神経細胞の損傷をきたし、結果として術後高次脳機能障害をきたすことが示唆された。
Auditory neuropathyの日本人特異的遺伝背景の解明

日本人Auditoryneuropathy患者23家系23人のOTOF遺伝子解析では16人で変異が同定され、特にR1939Qミスセンス変異は13人に認められた。それ以外の変異アレルはすべて1人のみで認められた。さらにR1939Qミスセンス変異の近傍SNPのハプロタイプ解析からこの変異には日本人における創始者効果があることが明らかとなった。以上の結果から日本人特異的なAuditory neuropathyの遺伝背景が初めて明らかになった。Auditory neuropathyは他の感音難聴と比べて著しく言語聴取力が低いため補聴器の効果が乏しく、コミュニケーションが著しく困難となる特徴がある。このため、早期診断と病態に応じた適切な対応の選択が必要とされている。近年、本症には様々な原因と病態が存在することが解明され、遺伝的要因の関与も大きいことが海外の研究で明らかとなってきた。今回我々は難聴遺伝子解析研究に対するインフォームドコンセントを得てDNA採取された日本人のAuditory neuropathy患者12人で遺伝子解析を行った。全例先天性難聴が疑われる小児難聴例であった。まず先天性難聴の原因として頻度の高いGJB2遺伝子とA1555GおよびA3243GミトコンドリアDNA変異を解析して、病的変異を認めなかった。次いで、OTOF遺伝子を解析した。解析には直接シークエンス法で全エクソンと各エクソンの前後10塩基(スプライス部位)の塩基配列を決定し、SeqScapeソフトウエアで変異を検討した。OTOF遺伝子には大別して4種類のisoformがあるがそのすべてを解析した。12家系中の7家系で本遺伝子に病的変異を認めた。変異の種類は8種類であった。その中の一つの変異が半数以上のアレルで同定され、頻度が極めて高かった。これまで日本人では、Auditory neuropathyの診断自体が極めて少なく、遺伝背景については全く未知であったが、本研究により日本人のAuditory neuropathyの遺伝的要因が大きく解明された。この研究成果は今後Auditory neuropathyの遺伝子診断、病態に応じた聴覚リハビリテーション法の選択と遺伝カウンセリングに直接つながる重要な意義がある。そこで、本研究では難聴以外の症状がなく原因を推測することが困難な非症候群性Auditoryneuropathy患者において、Auditoryneuropathy候補遺伝子を解析し日本人特異的な遺伝背景を解明し、遺伝カウンセリングあるいは言語聴覚リハビリテーションに役立てることを目的とした。21年度までの日本人Auditoryneuropathy患者12人のOTOF遺伝子解析では7人で変異が同定され、その中の一つの変異アレル(ミスセンス変異)が全体の半数以上に認められた。それ以外の病的な変異アレルはすべて1家系のみで認められた。この高頻度に同定されたミスセンス変異が日本人特有の創始者効果で生じたものであるかどうかを解明するために、本遺伝子近傍に存在する8種類ほどのSNPの各家系内での連鎖解析を行った。この結果、近傍SNPに家系内の難聴者との連鎖が確認されて、創始者効果であることが明らかとなった。OTOF遺伝子変異の認められなかったAuditoryneuropathy患者5人では、もう一つの既知Auditoryneuropathy遺伝子であるPejvakin遺伝子について直接シークエンス法による解析を行った。この結果、全員で蛋白質コード領域には病的変異を認めなかった。以上の結果より、日本人AuditoryneuropathyではOTOF遺伝子検査が診断上の意義が高いと考えられた。23年度までの日本人Auditoryneuropathy患者23人のOTOF遺伝子解析では16人で変異が同定され、その中の一つの変異アレル(R1939Qミスセンス変異)が13人に認められた。それ以外の病的な変異アレルはすべて1人のみで認められた。この高頻度に同定されたミスセンス変異が日本人特有の創始者効果で生じたものであるかどうかを解明するために、本遺伝子近傍に存在する45種類の多型マーカーの各家系内でのハプロタイプ解析を行った。

この結果、近傍SNPが全ての家系で同一であり、創始者効果であることが明らかとなった。OTOF遺伝子変異の認められなかったAuditoryneuropathy患者7人では、さらに既知Auditory neuropathy遺伝子のPejvakin遺伝子について直接シークエンス法による解析を行い、全員で蛋白質コード領域には病的変異を認めなかった。以上の結果より、日本人AuditoryneuropathyではOTOF遺伝子検査が診断上の意義が高いと考えられた。