hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
レドックス状態に着目したapoEの臨床病理学的意義の確立とその臨床応用

蛋白質を構成するCys-thiol基のレドックス変化は多彩な生理機能を担う翻訳後修飾であり、apoEにおいても病態生理学的に重要な意義を持ち、その評価は発症にapoEが関与する動脈硬化症やアルツハイマー病の病態メカニズムの解明に繋がると考えられる。Cys-thiol基に特異的に結合するMaleimide化合物を用いたバンドシフトアッセイにより、還元型apoE (r-apoE)と非還元型apoE (nr-apoE)とともに、homodimerおよびapoAIIとの複合体であるapoE-AII complex (E-AII)を検出し、これらの血清リポ蛋白における分布の差異を検討した結果、r-apoEとnr-apoEはVLDL分画に、E-AIIはHDL分画に優位に存在していることを明らかにした。保存に伴う酸化の影響に対しても差異が認められ、経時的にVLDLではr-apoEの減少とnr-apoEの増加が認められたのに対し、HDLではr-apoEの減少に伴いnr-apoEではなくE-AIIとhomodimerの増加が認められた。これらの結果から、E-AIIとhomodimerは酸化ストレスに対して重要な意義をもつ可能性があると考え、apoEのレドックス変化の臨床的意義を明確にするという本研究の目的からも、先ずはこれに焦点を絞るべきであると考え、当初の計画を変更して実験を進めた。その結果、E-AIIとhomodimerは互いに動的平衡を保つことでapoEの不可逆的な酸化を防いでおり、その効果はHDLのようにapoAII-richな条件下で顕著であることを明らかにし、論文報告した(Bioscience Reports, 2019, DOI: 10.1042/BSR20190184)。この知見は、apoEが関与する疾患の病態メカニズムを明らかにしていくうえで重要であると考える。当初、apoEのレッドクス状態を定量的に解析する方法として、Maleimide (Mal)にDNA (オリゴヌクレオチド)を付加したDNA-MalとFITCで標識した相補的DNAプローブを反応させるDNAハイブリダイゼーション法の確立を試みたが、十分な感度と精密性を得ることが出来なかったため、代替法として予め考えていたMal化合物を用いたバンドシフトアッセイにより解析を進めた。また、血清リポ蛋白を用いた基礎実験の過程で、apoEのレドックス変化の臨床的意義を明確にするためにも、apoEのレドックス状態の維持にapoEのジスルフィド結合複合物が関与していることを実証する必要があると考えるに至り、その実験を優先させて遂行してきた。そのため、健常者と患者の血清を用いた解析については予定していた数を若干下回ってはいるが、E-AIIとhomodimerがapoEのレドックス状態の維持調節に関わっていることを明らかにしたことは、今後、得られた解析結果に対して的確な臨床的評価を下し、apoEが発症に関与する疾患の病態メカニズムを解明していくうえできわめて意義深く、本研究の発展に繋がると言える。加えて、当初の計画より早期に研究成果を論文発表(Bioscience Reports, 2019, DOI: 10.1042/BSR20190184)することができたことも大きな収穫であった。解析試料のストックは順調に進んでおり、今後滞りなく解析を進めることが可能であることから、当初の研究計画を変更せざるを得なかったものの、全体的にはほぼ順調に研究は進んでいると言える。健常者および患者血清の解析を行い、r-apoE、nr-apoE、E-AII、およびhomodimerそれぞれの基準値を設定し、これを指標に患者データの臨床的評価を進める。また、これと並行して、患者データが示唆する臨床的意味を的確に捉えていくために必要なapoEのレドックス状態に関する基礎的な情報の集積にも努めていく。特に、E-AIIとhomodimerがapoEの不可逆的酸化を防いでいることを実証する過程で(Bioscience Reports, 2019, DOI: 10.1042/BSR20190184)、不可逆的な酸化型apoEであると予想していたnr-apoEの大部分は、実は可逆的な酸化状態にあり、酸化ストレスに反応してその存在様式を変化させながら、E-AIIやhomodimerと同様にapoEのレドックス状態の維持調節に関与していることを示唆する結果が得られたことから、nr-apoEのCys-thiol基の修飾状態の同定は本研究の肝となると考えている。加えて、apoEアイソフォームによる違い、すなわち、分子内にCys基を1つもつapoE3 (Cys158)と2つもつapoE2(Cys112/158)それぞれのCys-thiol基の酸化ストレスに対する反応性と修飾状態の違いを比較検討していくこともapoEのレドックス状態の臨床的意義を明確にしていくうえできわめて重要であると考えている。apoE関連疾患の発症リスクにみられるapoEアイソフォームに差異の原因を明らかにし、病態メカニズムに迫るためには必須だからである。したがって、当初の計画として挙げていた「apoEのレドックス状態が分泌とコレステロールeffluxに及ぼす影響に関する解析」に優先させてこれらの実験に注力する計画である。

Cys-thiol基に特異的に結合するMaleimide化合物を用いたバンドシフトアッセイにより、還元型apoE (r-apoE)と非還元型apoE (nr-apoE)とともに、homodimerおよびapoAIIとの複合体であるapoE-AII complex (E-AII)を検出し、これらの血清リポ蛋白における分布の差異を検討した結果、r-apoEとnr-apoEはVLDL分画に、E-AIIはHDL分画に優位に存在していることを明らかにした。保存に伴う酸化の影響に対しても差異が認められ、経時的にVLDLではr-apoEの減少とnr-apoEの増加が認められたのに対し、HDLではr-apoEの減少に伴いnr-apoEではなくE-AIIとhomodimerの増加が認められた。これらの結果から、E-AIIとhomodimerは酸化ストレスに対して重要な意義をもつ可能性があると考え、apoEのレドックス変化の臨床的意義を明確にするという本研究の目的からも、先ずはこれに焦点を絞るべきであると考え、当初の計画を変更して実験を進めた。その結果、E-AIIとhomodimerは互いに動的平衡を保つことでapoEの不可逆的な酸化を防いでおり、その効果はHDLのようにapoAII-richな条件下で顕著であることを明らかにし、論文報告した(Bioscience Reports, 2019, DOI: 10.1042/BSR20190184)。この知見は、apoEが関与する疾患の病態メカニズムを明らかにしていくうえで重要であると考える。当初、apoEのレッドクス状態を定量的に解析する方法として、Maleimide (Mal)にDNA (オリゴヌクレオチド)を付加したDNA-MalとFITCで標識した相補的DNAプローブを反応させるDNAハイブリダイゼーション法の確立を試みたが、十分な感度と精密性を得ることが出来なかったため、代替法として予め考えていたMal化合物を用いたバンドシフトアッセイにより解析を進めた。また、血清リポ蛋白を用いた基礎実験の過程で、apoEのレドックス変化の臨床的意義を明確にするためにも、apoEのレドックス状態の維持にapoEのジスルフィド結合複合物が関与していることを実証する必要があると考えるに至り、その実験を優先させて遂行してきた。そのため、健常者と患者の血清を用いた解析については予定していた数を若干下回ってはいるが、E-AIIとhomodimerがapoEのレドックス状態の維持調節に関わっていることを明らかにしたことは、今後、得られた解析結果に対して的確な臨床的評価を下し、apoEが発症に関与する疾患の病態メカニズムを解明していくうえできわめて意義深く、本研究の発展に繋がると言える。加えて、当初の計画より早期に研究成果を論文発表(Bioscience Reports, 2019, DOI: 10.1042/BSR20190184)することができたことも大きな収穫であった。解析試料のストックは順調に進んでおり、今後滞りなく解析を進めることが可能であることから、当初の研究計画を変更せざるを得なかったものの、全体的にはほぼ順調に研究は進んでいると言える。健常者および患者血清の解析を行い、r-apoE、nr-apoE、E-AII、およびhomodimerそれぞれの基準値を設定し、これを指標に患者データの臨床的評価を進める。
成長する情報通信ネットワークの信頼性と構築法に関する研究

本研究では、地域情報通信ネットワークを新たな加入者が加わることによって徐々に成長していくネットワークとして捉え、さらにネットワークを、スター状の回線ネットワークとツリー状の管路ネットワークの2重構造をしたネットワークと考えることによって、その信頼性と構築コストの関係を検討した。まず、ネットワークの構造を具体的に検討することによって、ネットワークの信頼性と構築コストをつぎのような指標で捉えることがよいことが分かった。・構築コストは総管路長で評価する・加入者全体の故障率は総回線長で評価する・故障の社会的影響は同一の管路に収容されている回線数の1.5乗和(積分)で評価するさらに、新たな加入者が加わったときに、その加入者をどういう経路で局までつなげるかというルート選択ルールを、これらの評価尺度に関連したルート選択関数を最小にするルートを選ぶものとして与えることとした。このような前準備のもとで、シミュレーションにより多様なネットワークを多数生成し、ルート選択ルールと上記3評価尺度との関連を調べた。その結果、ルート選択にあたっては、新設する管路が最短であるものを選ぶのがよいが、ただし、そのときに回線長や同一の管路に収容される回線数についても考慮することが効果的であること、また事前に基幹管路を敷設しておくことが効果的であることが分かった。これらの措置により、ナイーブな方法を採ったときに比べ、建設コストは3%ほど上昇するが、信頼性は30%ほど改善されることが分かった。
高充填性コンクリートの調合則

高充填性コンクリートの調合設計上の条件である流動性状と材料分離性状に関して,「フレッシュコンクリート中では,粗骨材の表面にモルタルの一部が付着しており,粗骨材と一体となって挙動している」という仮説をもとに,余剰モルタル膜厚理論,間隙比理論を適用して流動性状に関する検討を行い,さらに材料の表面に保有可能な水量を算定して材料分離に関する検討を行った.研究成果を要約すると以下のとおりである.(1)付着するモルタルの厚さ(付着モルタル膜厚)の違いは,粗骨材の粒径および高性能AE減水剤添加率によること,モルタルの付着に伴って余剰モルタル膜厚が変化することが明らかになった.また,付着するモルタルの厚さは,粗骨材粒径,AE減水剤添加率,モルタルの降伏値から推定が可能であることを示した.(2)付着モルタルを考慮し,混和剤添加量から単位水量を換算することで,組成が同じで混和剤添加量のみが異なる場合,即ち,粗骨材量とモルタル量が同じでモルタルの性状のみが異なるようなコンクリートでも余剰モルタル理論を適用した流動性状の評価がより正確に行えることを示した.さらに,骨材の間隙比とセメントペーストの量的関係から,流動性および材料分離性状について検討を行った結果,基準となる普通コンクリートの1割程度の細骨材率を増加させることが最もよいことを実験的に確認した.(3)付着モルタル膜厚の概念を粒子表面に形成する水膜に適用して,モルタルの流動性,材料分離を生じない上限の水量(最大保有水量)に関して検討を行った.結果,材料分離対策としては粉体系混和材料の添加が有効で,特にフライアッシュは流動性増大効果が大きいことを示した.高充填性コンクリートの調合設計上の条件である流動性状と材料分離性状に関して,「フレッシュコンクリート中では,粗骨材の表面にモルタルの一部が付着しており,粗骨材と一体となって挙動している」という仮説をもとに,余剰モルタル膜厚理論,間隙比理論を適用して流動性状に関する検討を行い,さらに材料の表面に保有可能な水量を算定して材料分離に関する検討を行った.研究成果を要約すると以下のとおりである.(1)付着するモルタルの厚さ(付着モルタル膜厚)の違いは,粗骨材の粒径および高性能AE減水剤添加率によること,モルタルの付着に伴って余剰モルタル膜厚が変化することが明らかになった.また,付着するモルタルの厚さは,粗骨材粒径,AE減水剤添加率,モルタルの降伏値から推定が可能であることを示した.(2)付着モルタルを考慮し,混和剤添加量から単位水量を換算することで,組成が同じで混和剤添加量のみが異なる場合,即ち,粗骨材量とモルタル量が同じでモルタルの性状のみが異なるようなコンクリートでも余剰モルタル理論を適用した流動性状の評価がより正確に行えることを示した.さらに,骨材の間隙比とセメントペーストの量的関係から,流動性および材料分離性状について検討を行った結果,基準となる普通コンクリートの1割程度の細骨材率を増加させることが最もよいことを実験的に確認した.(3)付着モルタル膜厚の概念を粒子表面に形成する水膜に適用して,モルタルの流動性,材料分離を生じない上限の水量(最大保有水量)に関して検討を行った.結果,材料分離対策としては粉体系混和材料の添加が有効で,特にフライアッシュは流動性増大効果が大きいことを示した.本研究は高充填性コンクリートを実現するために,フレッシュ性状を最適化する細骨材率などの調合条件を定量的に明らかにし,更に硬化性状,経済性を考慮した高充填性コンクリートの調合則を確立することを目的とする.本研究では,フレッシュコンクリート中においては,粗骨材は表面にモルタルが付着した状態で挙動すると考え,先ず,モルタルが付着した粗骨材の寸法,形状,実積率,更に付着モルタル量を求めた.これらの結果から,粗骨材とモルタルの量的関係(余剰モルタル膜厚)が流動性に及ぼす影響,および付着していないモルタル(ウェットモルタル)の性状を検討した.次いで,材料分離抵抗性とともに流動性の向上に有効である石炭灰微粉末を混和材として用いたコンクリートについて,セメント,石炭灰および砂が保有可能な水量を求め,これを表面積で除した水膜厚さをもとに石炭灰使用の有効性ならびにその使用量について検討した.今年度の研究成果を要約すると以下のとおりである.(1)付着モルタル膜厚は,混和剤添加率,細骨材率ごとに異なり,それぞれの場合で粗骨材粒径の1/2乗に比例する.このときの比例定数は,混和剤添加率および細骨材率を変数とした回帰式で表される.(2)付着モルタル膜厚を考慮することで,調合条件が異なる場合でも余剰モルタル理論を適用したフレッシュコンクリートの評価が可能となる.(3)高充填性コンクリートにおける細骨材率は,基準となる普通コンクリートの概ね10%増とすることが有効である.(4)水膜厚さは,粒径の1/2乗に比例する.このことにより,表面積と水膜厚さの関係から材料分離を起こさない水量の上限が定量的に評価できる.(5)石炭灰を使用する場合,フロー試験および(4)にもとづく評価結果から,石炭灰使用量は砂に対する体積置換率で3%以上(上限は全量置換まで使用可能)が有効である.

本研究課題は,高充填性コンクリートの調合設計を行う上で,特に高性能AE減水剤の添加が影響を及ぼす流動性状及び材料分離性状について,「フレッシュコンクリート中では,粗骨材の表面にモルタルの一部が付着しており,粗骨材と一体となって挙動している」という仮説をもとに,流動性状に関しては余剰モルタル膜厚理論,間隙比を適用し,材料分離に関しては表面に保有可能な水量を算定することで,定量的な検討を行ったものである.研究成果を要約すると以下のとおりである.(1)モルタルに付着する粗骨材の厚さは,粗骨材の粒径および高性能AE減水剤添加率によって決定され,モルタルの付着に伴い余剰モルタル膜厚が変化することが明らかになった.また,付着するモルタルの厚さは,粗骨材粒径,AE減水剤添加率,モルタルの降伏値によって推定が可能であることを示した.(2)付着モルタル膜厚を定義し,混和剤添加量から単位水量を換算することで,これまで余剰モルタル理論を適用しての評価が困難であった,組成が同じで混和剤のみが異なる場合,即ち,粗骨材量とモルタル量が同じでモルタルの性状のみが異なるような場合のコンクリートの流動性状の評価がより正確に行えることを示した.(3)付着モルタルを考慮し,混和剤添加量から単位水量を換算して,骨材の間隙比とセメントペーストの量的関係から流動性および材料分離性状を検討した結果,細骨材率は1割程度の増量が最も適していることを実験的に確認した.(4)付着モルタル膜厚の概念を粒子表面に形成する水膜に適用して,モルタルの流動性,材料分離を生じない上限の水量(最大保有水量)に関して検討を行った.結果,材料分離対策としては粉体系混和材料の添加が有効で,特にフライアッシュは流動性増大効果が大きいことを示した.
骨・関節感染症に対する遺伝子治療法開発のための基礎的実験

(1)臨床検出菌株に関する解析1985年から1999年の15年間に当院整形外科で治療した感染症例から分離同定されたのち保存中の細菌株約4200株(重複株を調整して計1099株)に関するデータベースを完成させた。それから、各症例の病名、検体の種類および採取部位、使用したインプラントの種類と材質、さらに各菌株の薬剤感受性が簡単に把握することが可能となった。このデータベースを用いて整形外科感染症に関与した細菌株に関する各種の研究を行った。具体的には、(1)整形外科領域感染症例の起炎菌となった(1)メチシリン感受性黄色ブドウ球菌、(2)緑膿菌、(3)メチシリン耐性コアグラーゼ陰性ブドウ球菌などの薬剤感受性についての分析、(2)交通外傷あるいは人工関節置換術後の感染症例の起炎菌についての解析などを行なって学会発表を行った。(2)バイオフィルム形成in-vitroモデルの確立黄色ブドウ球菌および表皮ブドウ球菌の標準株を用いて、バイオフィルム形成in-vitroモデルの作製を試みた。米国モンタナ州立大学Center for Biofilm Engineeringに助言と資料、菌株提供等の便宜を受け、static culture methodによるバイオフィルム形成モデルが完成した。本法は簡易でしかも整形外科領域の骨関節感染症の病態解析により適しているものと考えられる。形成されたバイオフィルムは走査電顕像によって観察可能である。平成13年度は当院整形外科領域で治療を行なった感染症例の起炎菌に関するデータベースを作成して、その内容を解析した。1985年から1999年の間に当院整形外科で治療した感染症例のうち、培養検査で分離同定したのち保存中の細菌株は約4200株である。それらの重複を調整して計1102株をデータベースに登録した。これを用いて整形外科領域感染症の起炎菌に関する以下の研究発表を行なった。(4)人工関節置換術後の培養検査で検出された菌株の検討(第102回西日本整災2001年11月)(5)整形外科領域外傷例から検出された細菌株の検討(第102回西日本整災2001年11月)現在、それらの代表株を用いて培養実験を行いバイオフィルム形成モデルを作成中である。
幹細胞を用いた再生医学的歯周組織再生療法-実用化に向けた多施設共同研究-

再生医療で実用化に至っている例は少ない。本研究では再生医療技術を歯周病治療に応用した。再生医療の3要素である細胞、足場、生理活性物質の、幹細胞には未分化間葉系幹細胞(MSCs)を、足場、生理活性物質には多血小板血漿(PRP)を用い、注入型培養骨と名付けた。基礎研究において、犬下顎骨歯周病細菌感染モデルで、本法による歯周組織再生療法の可能性を検討した。dogMSCsとPRP,GTR法とdMSCs/PRPの併用では上皮の陥入は少なく、対照群(フラップ手術)に比べ、GTR法では再生されない有細胞セメント質を持ち合わせた幅広いセメント質を観察し、天然のセメント質構造を呈していた。移植細胞動態の検討では、GFP遺伝子導入レトロウイルスをMSCsに感染させ、in vivo評価では、新生セメント質は移植MSCsより再生されていた。臨床応用に向けて培養細胞の安全性は、マイコプラズマ感染、エンドトキシン試験、染色体異常は認められず、造腫瘍性試験では腫瘍形成(癌化)も認めていない。倫理委員会の承認後、臨床応用に向け、術式、適応症例等を多施設により検討し、プロトコールを作成した。MSCsは手術1ヶ月半前に採取し、PRPは前日に調製した。培養操作は無菌的環境下で行い、実用化を見据えて簡便で、操作性に優れることを配慮した。術前には歯周基本治療、プラークコントロールを徹底した。また、動物実験での結果を踏まえ、露出、感染などの危険性が高い膜は使用しないこととした。本結果はInt J Periodont Rest, 26,363-369,2006に報告した。術後経過も良好で、本当の意味での歯周組織再生が幹細胞により可能であることが示唆された。今後、トランスレーショナルリサーチの概念に則り、低侵襲な歯周組織再生医療を、実用化を踏まえて確立し、患者のQuality Of Life (QOL)向上に貢献したい。壮年期以降大多数の人は歯周疾患、う蝕に罹患しており、歯周疾患により歯槽骨吸収をきたした場合、有効な治療法はなく、さらなる吸収を予防するにとどまっている。現在、再生療法として歯周組織誘導法(GTR法)や各種生理活性物質を用いる方法が試みられているが十分な成果は得られていない。そこで、再生医療的手法を用い、幹細胞として未分化間葉系幹細胞(MSCs)を、足場、生理活性物質として多血小板血漿(PRP)を用いた注入型培養骨による低侵襲な歯槽骨、歯周組織再生療法を試みた。基礎研究として、犬下顎骨臼歯に2壁性欠損を作製し、歯周病的細菌感染を起こした。さまざまな最適マトリックスを検索することと平行して、臨床においてシンプルなモデルであるPRPとMSCsによる歯周組織再生療法の可能性についてまず検討を行った。実験群として(1)dogMSCsとPRPとの混合物(dMSCs/PRP),(2)吸収性メンブレンによるGTR法(BM),(3)GTR法とdMSCs/PRPの混合(dMSCs/PRP/BM),対照群としてフラップ手術のみを用いた。8週間後屠殺し、組織学的評価を行った。対照群に比べ、dMSCs/PRP、dMSCs/PRP/BM群では上皮の陥入は少なく、セメント質形成は特徴的で、対照群に比べ幅の広いセメント質が観察され、天然のセメント質構造を呈する再生が得られていたことは驚くべきことである。

つまり、GTR法では再生されなかった有細胞セメント質も再生させることができた。また、GFPを導入したレトロウイルスをMSCsに感染させ、in vivoにて評価することも進行中である。さらに、臨床応用に向けて、培養細胞の安全性についても検討を進めており、PCR法によってもマイコプラズマ感染は検出されておらず、染色体異常についてはキナクリン・ヘキスト染色法を用い、転座、欠失、重複などの異常は認められなかった。さらに、臨床プロトコールを作成し、臨床応用を進め、実用化しでいく段階にきている。本研究を進めることで一日も早く患者さんのQOL向上に貢献したいと考えている。昨年に引き続き、再生医療による歯周組織再生療法の検討を行った。再生医療の3要素である細胞、足場、生理活性物質には、幹細胞として未分化間葉系幹細胞(MSCs)を、足場、生理活性物質としては多血小板血漿(PRP)を用いた。この方法を注入型培養骨による低侵襲な歯槽骨、歯周組織再生療法と呼んでいる。基礎研究として、昨年、犬下顎骨臼歯に2壁性欠損を作製し、歯周病的細菌感染を起こし、注入型培養骨による歯周組織再生療法の可能性について検討を行った。その結果としてdogMSCsとPRPとの混合物(dMSCs/PRP),GTR法とdMSCs/PRPの混合(dMSCs/PRP/BM)では上皮の陥入は少なく、セメント質形成が特徴的で、対照群(フラップ手術のみ)に比べ幅の広いセメント質が観察され、天然のセメント質構造を呈する再生が得られていた。つまり、GTR法では再生されなかった有細胞セメント質も再生させることができることが明らかとなった。そこで、本年はGFPを導入したレトロウイルスをMSCsに感染させ、in vivoにて移植細胞の動態に関する評価も行った結果、再生セメント質は移植したMSCsにより再生されていることが示唆された。この成果を受け、臨床応用に向けて培養細胞の安全性についてもさらに検討を進めた。昨年、培養したMSCsは移植前においてもマイコプラズマ感染は検出されておらず、染色体異常についても、転座、欠失、重複などの異常は認められなかった。そこでさらに、安全性を確認するために、エンドトキシン試験、造腫瘍性試験を行った所、培養操作を行っても、移植細胞による腫瘍の形成(癌化)を認めなかった。この結果を受け、トランスレーショナルリサーチの概念にのっとり、臨床応用を進め、低侵襲な再生医療を確立していくことで、患者さんのQOL向上に貢献したいと考えている。来年度は多施設による臨床応用とその評価を行う予定としている。昨年までの動物実験、細胞の安全性試験などの結果、倫理委員会の承認内容に基づき、幹細胞を用いた再生医療による歯周組織再生療法の臨床応用を検討した。安全性、有効性の観点から、まず、術式、適応症例等を多施設により検討を行い、プロトコールを作成した。今回応用している再生療法は再生医療の3要素である細胞、足場、生理活性物質として、幹細胞には未分化間葉系幹細胞(MSCs)を、足場、生理活性物質には多血小板血漿(PRP)を用いている。MSCsは術前1ヶ月半前に採取することとし、PRPは手術1日前に調製、準備を行った。培養操作は無菌的環境下で行い、実用化を見据えて簡便で、操作性に優れ、システマチックに行えることを念頭においた。臨床応用にあたっては、術前に十分な歯周基本治療を行い、プラークコントロールを徹底した。
イオン蒸着によるSiヘテロ界面形成と制御に関する基礎研究

本研究は、界面中間相がどのようにSiヘテロ界面形成と制御に影響するかを系統的に調べることを目的とし、Si(100)清浄表面構造および、このような清浄表面上における水素吸着構造ならびにBi蒸着初期の表面・界面構造を表面最外層に最も敏感な手法の一つである低速イオン散乱法(LEIS)および低速電子回折(LEED)で解析することにした。とくにSi(100)清浄表面上へのBi蒸着の方法として、従来の抵抗加熱源による蒸着以外にBi金属イオン源による低エネルギーイオン(数拾eV)を高精度に計測・制御して表面に供給し、Biイオン蒸着によるBi薄膜成長初期過程についての基礎研究を行うことにした。この研究を遂行するために、平成7年度および平成8年度において次のような研究を計画した。それぞれについて成果を述べる。1、Si(100)清浄表面上の水素吸着構造の解析水素が吸着することによって、Si(100)表面に形成される(2x1)表面の吸着水素の結合角をイオン散乱法で明らかにした。これはSiヘテロ界面制御にとって重要な知見である。2、蒸着法によるBi薄膜成長初期のSi(100)表面構造解析通常の抵抗加熱法によってBiをSi(100)-2x1表面に蒸着し、(1x1)表面構造が現れることを見いだした。また、この表面をイオン散乱法によって解析した結果、Bi原子がSi(100)表面上にバルクSiと同じ周期で吸着している領域と乱れた周期で吸着している領域とが混在していることを明らかにした。3、Bi金属イオン源からの低エネルギーBiイオン蒸着によるSi(100)表面構造の解析電子衝撃型のBiイオン源、ウイーンフイルタ、静電偏向器を含み、差動排気系を備えた低速イオンビーム蒸着装置を完成させた。予備実験段階で、質量とエネルギーの揃ったイオンビームを超高真空試料チャンバーに導けることを明らかにした。また、Biイオンビームに関して、50-550eVの範囲でSi(100)清浄表面上にビーム蒸着できること、及びこの表面をイオン散乱法で"その場"観察できることを明らかにした。Siプロセスにおいて、LSIの徴高密度化、超高速化に伴い、素子の超微細化や立体化が必須となり、きわめてシャープな不純物分布や新しいヘテロ構造の導入が要求されつつある。最近、デバイスへの応用研究と並行して、ヘテロ界面の原子構造や界面反応の解析も進歩し、エピタキシの研究もその成長機構をミクロに考察できる段階に達しつつある。しかし、ヘテロエピタキシ-の物理現象はまだ解明されるまでには至っていない。本研究では、界面中間相がどのようにヘテロエピタキシ-を規制しているのかを系統的にしらべる。そこで金属イオン源からの低エネルギーイオン(数拾eV)を高精度に計測・制御してSi基板表面に供給し、イオン蒸着による膜成長初期過程を表面最外層に最も敏感な手法である低速イオン散乱法を用いて、動的観察を行う。この様な研究から、Si表面上におけるヘテロエピタキシ-を促進する中間層を探る。本年度は、現有の超高真空イオン計測表面解析装置(低速電子回折による表面構造解析と低速イオン散乱分光法による極表面構造と組成解析ができる)に、製作した金属イオン蒸着装置を取り付け、Si(100)表面上におけるイオン蒸着を試みた。

イオン蒸着装置は独自に開発したものであり、イオン源、加速・減速レンズ、ウイーンフィルタおよび排気系を備えている。イオン源には様々な型が報告されているが、ここでは小型軽量化の期待できる独自の電子衝撃型イオン源を独自に開発し、金属として、蒸気圧が非常に高く、電子衝撃によるイオン化が容易であるBiを選び、先ず、イオン化を検討した。その結果、900K程度で10_<-3>Torrの蒸気圧を示し、十分なイオンが生成できることが判った。製作したBiイオン蒸着装置について、エネルギーが800eVにおいて、30nAのイオン電流がターゲット表面で得られると共に、Si(100)表面上において、Biイオン蒸着が行われていることがイオン散乱法により確認された。Siプロセスにおいて、LSIの超高密度化、超高速化に伴い、素子の超微細化や立体化が必須となり、きわめてシャープな不純物分布や新しいヘテロ構造の導入が要求されつつある。また、このような、デバイスへの応用研究と並行して、ヘテロ界面の原子構造や界面反応の解析も進歩し、エピタキシ-研究もその成長機構をミクロに考察できる段階に達しつつある。しかし、ヘテロエピタキシ-の物理現象はまだ解明されるまでには至っていない。本研究では、界面中間相がどのようにヘテロエピタキシ-を規制しているのかを系統的にしらべることを目的とした。本年度は、Si(100)表面への低エネルギーイオン蒸着によるSiヘテロ界面形成と制御に関する基礎として、昨年完成させた簡便な電子衝撃型Biイオン源を用い、エネルギーと質量の揃ったイオンビームを超高真空チャンバー内に導くため、静電偏向器とウイーンフイルタ型質量分析器および減速レンズシステムを含み、差動排気系を備えた、ビーム輸送部を完成させた。このビーム輸送部を取り付けたことにより、Biイオン源からのビームに含まれるイオン種、不純物イオンなどが選別でき、目的のイオン種のみを試料表面に供給できるようになった。これは、昨年できなかった部分である。実験から、質量の揃った低エネルギーBi^+イオンビームをSi(100)試料表面に供給できることが確認された。また、低速イオン散乱法による、Biイオンビーム蒸着表面の"その場"観測にも成功した。Biイオンビームとして50-550eVのエネルギー範囲のものを、Si(100)-2x1清浄表面にイオン蒸着させられることが判明した。
多核種NMR法による唾液腺導管細胞のK分泌Na吸収とエネルギー代謝共役の研究

上皮膜における水、電解質の輸送機構を研究するため、輸送量が多く、刺激に応じて輸送の活性化が明確である唾液腺を材料に血管灌流系のイオン測定、NMR測定が行われ大きな成果を上げてきた。臓器レベルの実験系には数種類の細胞が含まれ、全体の結果として、80%存在する腺房細胞の情報を反映するものであった。次のステップとして約10%の導管細胞のイオン輸送機能の評価が必要とされる。今回の研究では、高密度に培養導管細胞に固定してNMR測定するためにlowmelting agarose法を適用した。細胞/寒天混合物を氷冷し、寒天/細胞の糸(cell/agarose thread)とし、この表面を酸素を飽和させた灌流液で絶えず洗い流すことにより、細胞環境を生理的状態に保った。細胞は、ヒト顎下腺導管由来細胞(HSG)、HSG株より誘導した腺房細胞の特徴をもつAZA3株を用いた。NMR測定システムとしては、スペクトロメータにはBRUKER AMX400、磁石はOxford 9.45 T広口径超伝導磁石を用いた。長時間(10-15時間)のコントロール実験でATP含量は維持されており、灌流条件が満足のゆくものであることが示された。^<21>P NMRスペクトル上には以下の11の共鳴線が観測された。全観測可能燐化合物量に対する相対値は、phosphomonoester(PME)25.9%、inorganic phosphate(Pi)10.0%、phosphodiesters(PDE、3components)14.9%、creatine phosphate(PCr)1.8%、adenosine triphosphate(ATP、3 resonance peaks)20.8%、uridine diphosphoglucose(UDPG、2 resonance peaks)26.6%であった。分泌刺激及び抑制の為にacetylcholine、ouabain、isoproterenolを灌流系に添加し、燐化合物の変化を調べた。これらの刺激薬、抑制薬で起こされた変化は、非常に小さいものであった(<10%)。無機燐の化学シフトより計算したpHも安定した値を示した。pHは通常7.2であったが、0.1pH以下の変化であった。すなわち、固定化した培養細胞のacetylcholineなどに対する反応は臓器レベルの反応から予測されるものよりかなり小さいことが判明した。同じ細胞を用いた細胞レベルの酸素消費量変化も燐化合物の小さい変化と一致した。一方、興味深い観察結果も得られた。非常に大きなUDPG(主にuridine diphosphoglucose)が、ラットではそれほど大量には観察されないが、ヒトの唾液腺では導管由来のもの(HSG)にも、腺房の性質をもつもの(AZA3)にも観察された。この理由は現在検討中である。
間質性膀胱炎における痛みの発現メカニズムの解析：サブスタンスＰと硫化水素の役割

膀胱組織においてサブスタンスPはおそらくNK1受容体を介して硫化水素合成酵素シスタチオニン-γ-リアーゼ(CSE)のup-regulationを引き起こし、これによって膀胱組織内で生成された硫化水素が炎症の進行を促進するとともにCav3.2 T型カルシウムチャネルを活性化することで膀胱痛の発現および維持に関与することが明らかとなった。今後、これらのシグナル経路を標的とした薬物が間質性膀胱炎の新たな治療薬として開発されることが期待される。本年度はシクロホスファミドおよびSP誘起膀胱炎モデルでの硫化水素合成酵素シスタチオニン-γ-リアーゼ(CSE)タンパク発現量増加におけるメカニズムの解明およびリポポリサッカライド(LPS)誘起膀胱炎モデルの作製と痛み・炎症の評価系の確立を中心に行った。シクロホスファミドおよびSP誘起膀胱炎モデルでのCSEタンパク発現量増加におけるメカニズムの解明:シクロホスファミド誘起膀胱炎モデルマウスにおける膀胱痛、膀胱炎症および膀胱組織中におけるCSEタンパク発現量増加がNK1阻害薬により抑制されたことから本モデルにおける膀胱痛および炎症の発現にSPの関与が示唆された。さらに、NF-kB阻害薬として知られるcurcuminを用いて、シクロホスファミド誘起膀胱炎モデルマウスにおける膀胱痛、膀胱炎症およびCSE発現量増加に対する効果を検討したところ、どちらも強く抑制されたことから本病態における痛みおよび炎症の発現メカニズムにNF-kBが関与する可能性が示唆された。LPS誘起膀胱炎モデルの作製と痛み・炎症の評価系の確立: LPSを膀胱内投与することにより炎症症状の指標である膀胱湿重量増加が認められた。さらに、膀胱周囲皮膚表面および後肢足底におけるvon Freyフィラメント刺激に対する反応の増加すなわち関連痛覚過敏が認められたことから、LPS誘起膀胱炎モデルの作製と痛み・炎症の評価系を確立できた。ける痛みおよび炎症の発現メカニズムの解明を行った。シクロホスファミド誘起膀胱炎モデルにおける新規T型カルシウムチャネル阻害薬RQ-00311651(RQ)の効果の検討:既存のT型カルシウムチャネル阻害薬NNC 55-0396は血液脳関門を通過するため、鎮静作用を有することが示唆されている。そこで血液脳関門を通過せず末梢のT型カルシウムチャネル阻害作用を持つことが示唆されている新規T型カルシウムチャネル阻害薬RQの効果を検討した。その結果、シクロホスファミド誘起膀胱炎モデルマウスにおいて認められる膀胱痛がRQにより抑制されることを確認した。シクロホスファミド誘起膀胱炎モデルにおける可逆的硫化水素合成酵素シスタチオニン-γ-リアーゼ(CSE)阻害薬β-cyano-L-alanine(BCA)の効果の検討:シクロホスファミド誘起膀胱炎モデルマウスにおいて認められる膀胱痛および膀胱炎症状がBCAにより抑制されたことから本モデルにおける膀胱痛および炎症の発現に内因性硫化水素の関与が再確認された。SP誘起膀胱炎モデルにおけるTRPA1阻害薬AP18の効果の検討:硫化水素の標的分子のうち、Cav3.2 T型カルシウムチャネル以外に侵害受容に関与することが示唆されているTRPA1がSP誘起膀胱炎モデルマウスにおいて認められる膀胱痛および膀胱炎症状発現に関与するかについて検討を行った。その結果、TRPA1阻害薬であるAP18はSP誘起膀胱炎モデルマウスにおいて認められる膀胱痛および膀胱炎症状に影響しなかったことから、本モデルにおける膀胱痛および炎症の発現にTRPA1は関与しないことが明らかになった。本年度はサブスタンスP(SP)誘起膀胱炎モデルおよび本モデルを用いた痛み評価系を確立し、本モデルにおける各種阻害薬の効果の検討を中心に行った。1)SP誘起膀胱炎モデルの作製と痛み・炎症の評価系の確立:マウスにサブスタンスP(SP)を膀胱内投与することにより実験的膀胱炎モデルを作製し、von Freyfilamentにより本モデルマウスの膀胱周囲皮膚表面および後肢足底を刺激することで関連痛覚過敏が認められることを証明した。炎症に関しては、膀胱相対湿重量の増加に加え、病理組織学的に僅かな好中球浸潤が認められることを明らかにした。2)SP誘起膀胱炎モデルにおける関連痛覚過敏および炎症症状へのH2S-T型Ca2+チャネル系の関与の検討:上記膀胱炎モデルにおいて、H2S合成酵素の1つであるシスタチオニン-γ-リアーゼ(CSE)の阻害薬であるDL-propargylglycine (PPG)が膀胱湿重量の増加および関連痛覚過敏の発現を抑制することを証明し、さらに、T型Ca2+チャネル阻害薬であるNNC 55-0396およびアンチセンス法によるCav3.2 T型Ca2+チャネルのノックダウンによりSP誘起関連痛覚過敏の発現が阻止されるとの知見も得られた。3)SP誘起膀胱炎モデルのCSEタンパク発現量の測定: Western blot法によりSP誘起膀胱炎モデルマウスの膀胱組織中でCSEのタンパク発現量が増加していることを確認した。

4)LPS誘起膀胱炎モデルの作製と痛み・炎症の評価系の確立:現在、SP誘起膀胱炎モデルに加え、リポポリサッカライド(LPS)を膀胱内投与することにより実験的膀胱炎モデルを作製し、本モデルにおいても膀胱周囲皮膚表面および後肢足底における関連痛覚過敏が認められるかについて検討を行なっている。本年度はシクロホスファミドおよびサブスタンスP(SP)誘起膀胱炎モデルにおける痛みおよび炎症の発現メカニズムの解明を行った。1)シクロホスファミド誘起膀胱炎モデルの膀胱組織中のリン酸化NF-kB p65の検出:これまでの研究により、NF-kB阻害薬が、シクロホスファミド誘起膀胱炎モデルマウスにおける膀胱痛、膀胱炎症および硫化水素合成酵素シスタチオニン-γ-リアーゼ(CSE)の発現量増加が強く抑制することを明らかにしている。そこで、シクロホスファミド処置により、膀胱組織においてリン酸化NF-kB p65が検出されるか否か検討を行った。その結果、シクロホスファミド誘起膀胱炎モデルマウスの膀胱組織においてNF-kB p65のリン酸化が促進されることが明らかになった。2)シクロホスファミド誘起膀胱炎モデルにおけるポラプレジンクの効果の検討:Cav3.2 T型Ca2+チャネルは亜鉛により抑制されることが明らかにされている。そこで、シクロホスファミド誘起膀胱炎モデルマウスにおいて認められる膀胱痛および膀胱炎症状が亜鉛含有製剤であるポラプレジンクにより抑制されるか否か検討を行った。その結果、本モデルにおける膀胱痛がポラプレジンクにより抑制された。薬理学本年度、シクロホスファミド誘起膀胱炎における膀胱痛、膀胱炎症およびCSEのup-regulationにSP/NK1系およびNF-kBの関与が明らかになったことからCSE/H2S系を介する膀胱痛、膀胱炎症および膀胱炎症の発現メカニズムが明らかになった。さらに、LPS誘起膀胱炎の確立および痛みの評価系が確立できたことから、今後は本モデルにおけるCSE/H2S系の関与を明らかにしていく。以上のことから、本年度は当初の計画予定通りに研究を進行できたと思われる。本年度、シクロホスファミド誘起膀胱炎における膀胱痛・膀胱炎症内因性硫化水素が関与することが再確認され、SP誘起膀胱炎モデルにおける痛みおよび炎症症状発現にTRPA1は関与しないことが明らかになった。今後は既に前年度モデル作製方法を確立しているLPS誘起膀胱炎モデルにおいてCSE/H2S/Cav3.2系が痛みおよび炎症症状の発現に関与するかについて明らかにしていく。産前産後休暇、育児休業取得により、実行できなかった研究については次年度に繰り越して行う。本年度、マウスへのSP膀胱内投与により膀胱組織中でH2S合成酵素の1つであるシスタチオニン-γ-リアーゼ(CSE)のタンパク発現量増加が認められ、CSEの阻害薬であるDL-propargylglycine (PPG)がSP誘起膀胱湿重量の増加および関連痛覚過敏の発現を抑制し、さらにH2Sの標的分子であるCav3.2 T型Ca2+チャネルのノックダウンにより関連痛覚過敏が阻止されたことから、膀胱痛発現におけるSP-H2S系の関与が強く示唆された。
血管内皮細胞における塩素電流の存在と調節に関する電気生理学的研究

内皮細胞において塩素(Cl)電流は肺動脈内皮だけでなく、大動脈内皮、臍帯静脈内皮でも発生することがホールセルクランプ法による実験で明らかになった。すなわち、Clチャネルの発生は血管内皮細胞では一般的とみなしうる。さらに本研究では培養ヒト大動脈血管内皮細胞を主たる標本とし、電流を発生させる機序と電流の機能的意味を検討した。内皮細胞は多くのアゴニストに反応して、細胞内Ca濃度を上昇させ、血管収縮の調節因子である1酸化窒素やプロスタサイクリンを放出させる。初年度の研究によって、アゴニストのひとつATPがCl電流を活性化することを発見し、さらに、細胞外のCl濃度の減少によってATP誘発性Ca濃度上昇の持続相が抑制されることが判明した。第2年度はATPがCl電流を発生する機序を解明し、これと関連して、細胞内CaによるCl電流の発生とCl電流の膜電位調節への関与を検討した。細胞内Ca濃度の増大によって、外向き整流性のCl電流が発生した。このCl電流の発生には細胞内におけるATPの存在が必要であった。またカルモジュリン拮抗剤のトリフルオペラジンおよびW7はこのCl電流を抑制したので、チャネルはカルモジュリンを介して活性化される。Cl電流はCa濃度が低い条件でも(pCa7.5)ピペット溶液の浸透圧の高い場合には発生した。従って、血管内皮細胞にも細胞の膨張により開孔するClチャネルがある。細胞接着型クランプで測定されるチャネル電流とリーク電流の変化から、アゴニストによる静止電位の変化を見積もると、静止電位はKの平衡電位より20-40mV脱分極していた。Cl電流は膜電位を-40mV付近の定常的な水準に安定化させるのが主たる機能と想定しうる。本研究の目的は血管内皮細胞の塩素(Cl)Cl電流の同定とその役割の検討であった。ヒト大動脈内皮細胞を培養し、ホールセルクランプ法により細胞全体の膜電流を記録し、fura-2蛍光法により、細胞内Ca([Ca]i)を測定した。ホールセルクランプ成立後、大きなCl電流が徐々に発生した。Clチャンネル阻害剤のNPA、SITS、DIDSは約1mMでこのCl電流を可逆的に消失させた。このClチャンネルは外向き整流性を示した。細胞変形時にはさらに大きな整流性のないCl電流も生じた。これらのCl電流は膜電位の-50mV以下への過分極で著しく減少した。ATPを細胞外に適用すると5-10uMの濃度でCl電流を発生した。電流は外向き整流性を示し、NPAなどの阻害剤で抑制された。ATPγSとADPはATPと同程度に有効、アデノシンは無効でり、P2y受容体の阻害剤スラミンは阻害効果を示すので、ATPはP2y受容体を介してCl電流を発生する。ピペット内へのEGTAまたはBAPTAの適用によって、ATPによるCl電流誘発の頻度が減少し、また細胞外Ca濃度の減少や、niflumic acidによってCl電流は抑制された。従ってATPは[Ca]i上昇により、Clチャンネルを開孔したと考えられる。カバーグラス上の一層の細胞群より、fura-2蛍光として[Ca]iを測定した。「Ca]iはATPで2相性に増加した。無Ca溶液、[Cl]oの減少、niflumic acidはそれぞれ遅い相を抑制した。遅い相は膜電位で駆動されるCa透過性チャネルからのCaの流入によると考えられる。Cl電流は膜電位を介して膜からのCa流入を増大すると考えられる。初年度の研究で培養ヒト大動脈血管内皮細胞でのATPによるCl電流の活性化と、細胞外のCl濃度を減少によってATP誘発性Ca濃度上昇の持続相が抑制されることが判明した。

本年度はATPがCl電流を発生する機序をホールセルクランプ法で解明し、さらにCl電流の膜電位を介するアゴニスト誘発性Ca上昇への役割を検討した。ピペット溶液のCa濃度をpCa7.5、6、5としてパッチ膜を破ると、外向き整流性のCl電流が発生し、膜コンダクタンスはそれぞれ、9、40、70nSに達した。pCa7.5によるCl電流はピペット溶液の浸透圧の減少で消失するので、細胞の膨張による。pCa5存在下にピペット内のATP濃度を5mMから1、0.5、0.1mMと減少するとCl電流による膜コンダクタンスはそれぞれ35、8、3%に減少した。0.5mMで比較してATPはADPおよびAMP-PNPより有効であり、ATPgammaSはATPより有効であった。ATPおよび類縁のヌクレオチドはClチャンネルへ結合してチャンネルのCaによる活性化を可能にするであろう。Ca誘発性Cl電流はカルモジュリン拮抗剤のトリフルオペラジンおよびW7によってKi60uMおよび100uMで抑制された。しかしCl電流はCAMKキナーゼIIの抑制剤であるカルミダゾリウムまたはKN-62で影響されなかった。従ってCa-CaM複合体は直接チャンネルに結合してチャンネルを活性化すると思われる。細胞接着型クランプで測定されるチャンネル電流とリーク電流の変化から、アゴニストによる静止電位の変化を見積もった。正常時、静止電位はKの平衡電位より20-40mV脱分極していた。ATPはCa活性化K電流により一過性過分極を生じ、Cl電流は過分極を打ち消して基の静止電位に近づけた。Cl電流は膜電位を-40mV付近の定常的な水準に安定化させる機能を持つ。
組合せデザインの代数的構成法およびその検査計画問題への応用

本研究は,離散数学の一分野である組合デザイン理論において,特殊な代数的内部構造を持つ組合せ構造の存在性・構成問題を進展させ,これまでの研究を包含・拡張し,組合せデザインと関連する様々な構成法・代数的特徴付け・最適性などを研究対象とする.また,既知の組合せ構造とその構成法に対して,組合せ論的,代数的および幾何的性質の解明を通して,近年発展してきた検査計画という分野に適用することを目的とする.さらに,検査計画の理論研究を基に,大規模・複雑システムの開発に伴う,ソフトウェアテスト・ネットワークテストなどの応用研究において,より良いアルゴリズムの開発・改良が期待される.本研究は,離散数学の一分野である組合デザイン理論において,特殊な代数的内部構造を持つ組合せ構造の存在性・構成問題を進展させ,これまでの研究を包含・拡張し,組合せデザインと関連する様々な構成法・代数的特徴付け・最適性などを研究対象とする.また,既知の組合せ構造とその構成法に対して,組合せ論的,代数的および幾何的性質の解明を通して,近年発展してきた検査計画という分野に適用することを目的とする.さらに,検査計画の理論研究を基に,大規模・複雑システムの開発に伴う,ソフトウェアテスト・ネットワークテストなどの応用研究において,より良いアルゴリズムの開発・改良が期待される.
重ね着した衣服の透湿の動的変化に関する研究

高分子膜のガス透過の測定装置の原理を、重ね着した衣服の透湿性の測定に応用して、シミュレーターを作製し、重ね着層での透湿性について検討を行った。水蒸気は水蒸気圧の高い方から低い方へ移動するから、一般に、肌と肌着の空間の水蒸気圧が低ければ発汗が容易になり快適であると考えられる。このシミュレーターを用い、下部から水蒸気を上昇させ、繊維素材による層間水蒸気圧がどのように異なるのか、まず20°Cの環境下で温度湿度をダイナミックに測定し考察した。その結果、吸湿性が高いものほど層間水蒸気圧は低くなり、透湿性よりも吸湿性の方が層間水蒸気圧に大きな影響をおよぼすことが明かとなった。さらに、-15°Cの低温環境下で水蒸気を透過させた場合に、最外衣布に霜あるいは氷の付着することが認められた。この付着量は、内衣に吸湿性のよいものを用いたり、内衣の重ね枚数を多くすることによって、少なくすることができることがわかった。また、外衣の素材によっても、付着する霜の量や結晶形が異なり、ケバが有るものは、主としてそのケバの部分に水滴状に霜が付着し、平滑なものは角柱状に付着する傾向があることが明かとなった。現在、この布に付着する霜について、その霜が成長していく経時的な観察、側面からの観察等を続行中である。
Fanconi貧血における高発癌性の機構の解明

Fanconi anemia(FA)は、主に小児期に発症する再生不良性貧血、先天性奇形、急性骨髄性白血病をはじめとする悪性腫瘍の高率の合併を特徴とする常染色体性劣性の遺伝疾患である。患者由来の細胞は正常細胞に比べて、低濃度のDNA架橋剤により染色体不安定性や細胞周期のG2期の延長を示すという特徴を持つ。FAは遺伝的に少なくとも5つのタイプに分けられ(A-E)、このうちタイプCの遺伝子FACが1992年にクローニングされた。FACは他の遺伝子と相同性を持たず、その産物の機能は不明である。欧米においてはタイプCの頻度は約12%とされ、変異は数種類あることが報告されているが、日本人FA患者におけるFAC異常の頻度や種類はまだ不明である。そこで、私共はFACの機能の解明と日本人FA患者におけるFAC遺伝子解析を目的として研究を行っており、本年度は以下の成果を得た。(1)FACの機能...(i)細胞周期を同調したHeLa細胞において、FACの発現量はG2期に最大となり、M期に減少した。(ii)アミノ酸置換(L554P)により機能を失ったFACを持つ細胞株HSC536N細胞に正常FAC導入すると低濃度のマイトマイシンC(MMC)によるG2期の延長が抑制された(iii)細胞可溶化液を抗FAC抗体で免疫沈降後に、抗cdc2抗体でウェスタン・ブロットしたところ、FACとcdc2の結合が示された。これらの結果は、FACの機能がG2/M移行と密接に関連していることを示唆する。(2)日本人FA患者におけるFAC遺伝子異常...ゲノムDNAをPCR-SSCP法により解析を行い、15人中7人においてイントロン4の塩基置換(IVS4+4A to T)を見出した。これは、日本人にもFAC異常が稀でないことを示唆する。単一の変異のみ見出されることは興味深いが、さらに多くの症例を解析する必要がある。
テレ・マクロ/マイクロ操作加工システムにおける情報の予測強調提示に関する研究

遠隔協調作業システムや技術伝承システムを構築するとき、遠隔地の操作者を対象物の存在する場所にガイドしたり、対象物を指示する必要がある。このとき、バ-バル・コミュニケーションや二次元的な視覚情報提示法では、三次元的な被支持者の移動を伴う場合には指示が難しい。そこで三次元CGと実時間トラッキング・ビジョン・システムを用いてガイドする方法を提案、構築し、実験した。被指示者は頭部に小型CCDカメラ、および、シースルー型HMDを装着する。小型CCDカメラからの映像情報は指示者側のモニタに送られるとともに、マシン・サイトに置かれた実時間トラッキング・ビジョン・システムに送られる。トラッキング情報は被指示者のシースルー型ディスプレイに表示されるとともに、指示者側にも送られる。指示者側の三次元CG画面は指示者の操作するジョイスティックによって視点の位置、視線方向が変更される。このCG画面は被指示者のシースルー型ディスプレイに提示される。被指示者はCG画面とトラッキング・ビジョンからの映像とをスイッチによって切り替える。構築したシステムの評価を行なうため、三次元CGあり、なしの場合について実験を行なった。三次元CGがありの場合の方が被指示者は単時間で対象物を探し出すことができた。