hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
IgA腎症の発症の原因解明に関する研究(IgA腎症患者におけるHaemophilus parainfluenzae抗原に対する扁桃リンパ球の免疫応答について)

本研究では、IgA腎症の発症の原因として、Haemophilus parainfluenzae (HP)の菌体外膜成分に対する本症患者の扁桃組織中リンパ球のHP外膜抗原に対する免疫応答を解明することを目的として研究を遂行し、以下に示す新たな知見を得た。1.IgA腎症患者(A群)および他の糸球体疾患患者(B群)の扁桃組織リンパ球を、HP菌体外膜抗原にて刺激し、^3H-サイミジンの取り込みの測定を行った結果、両群間においてNet cpm値に有意な差は認められなかった。2.A群およびB群の扁桃組織リンパ球を、HP菌体外膜抗原にて刺激し、^3H-サイミジンの取り込みの測定を行った結果、A群における刺激指数SI〔Stimulation Index:刺激時のリンパ球活性(cpm)/非刺激時のリンパ球活性(cpm)〕は、B群における刺激指数に比して、有意に高値を示した。3.A群およびB群の扁桃組織中リンパ球を、HP菌体外膜抗原にて刺激し、培養上清中のIgA型抗HP抗体価をELISAにて測定した結果、両群間に有意差は認められなかった。4.A群およびB群の扁桃組織中リンパ球を、HP菌体外膜抗原にて刺激し、培養上清中のIgA型抗HP抗体価をELISAにて測定した結果、A群における刺激指数〔刺激時のIgA型抗HP抗体価/非刺激時のIgA型抗HP抗体価〕は、B群における刺激指数に比して有意に高値を示した。5.唾液中IgA型抗HP抗体価/唾液中IgA濃度の値は、A群およびB群において、有意差は認められなかった。6.唾液中IgA型HP抗体価/唾液中アルブミン濃度の値は、A群ではB群に比して有意に高値を示した。以上より、IgA腎症患者においては、扁桃組織中リンパ球のHP菌体外膜抗原に対する免疫応答が亢進しており、IgA腎症の発症機序において、HP菌体外膜抗原が扁桃を中心とした局所免疫機構にとり重要な役割を果している、との結論を得た。本研究では、IgA腎症の発症の病因としてのIgA型免疫複合体の原因抗原として、Haemophilus parainfluenzae(HP)の外膜成分に焦点を絞り、本症患者の扁桃組織中リンパ球の、HPの外膜抗原に対する免疫応答を解明することを目的とし、研究を遂行した。そのため、研究実施計画に沿って、IgA腎症例と他の糸球体疾患例において、HPの外膜構成成分に対する、患者の扁桃組織中リンパ球の免疫応答を、サイミジンの取り込み実験により検討し、さらに、患者唾液中の免疫グロブリン濃度およびIgA型抗HP抗体を測定し、以下に示す新たな知見を得た。1.IgA腎症患者および他の糸球体疾患患者の扁桃組織中リンパ球を、HP菌体外膜抗原にて刺激し、サイミジンの取り込みの測定を行った結果、IgA腎症患者における刺激指数(Stimulation Index: SI)は、他の糸球体疾患患者における刺激指数に比して、有意に高値を示した。2.唾液中IgA型抗HP抗体価/唾液中IgA濃度の値は、IgA腎症患者群および他の糸球体疾患患者群の間において、有意な差は認められなかった。3.唾液中IgA型HP抗体価/唾液中アルブミン濃度の値は、IgA腎症患者群では他の糸球体疾患患者群に比して有意に高値を示した。

以上より、IgA腎症患者においては、扁桃組織中リンパ球のHP菌体外膜抗原に対する免疫応答が亢進しており、その結果としてIgA腎症患者の唾液には、他の糸球体患者の唾液に比して、IgA型抗HP抗体が有意に高値に存在することが考えられた。これらのことから、IgA腎症の発症機序において、HP菌体外膜抗原が扁桃を中心とした局所免疫機構にとり重要な役割を果していること、との結論を得た。本研究では、IgA腎症の発症の病因としてのIgA型免疫複合体の原因抗原として、Haemophilus parainfluenzae(HP)の外膜成分に焦点を絞り、本症患者の扁桃組識中リンパ球の、HPの外膜抗原に対する免疫応答を解明することを目的とし、研究を遂行した。そのため、研究実施計画に沿って、IgA腎症13例と対照群14例〔尿所見陰性かっ腎機能正常の慢性扁桃炎例およびメサンギウム増殖性糸球体腎炎例(非IgA腎炎例)〕において、HPの外膜構成成分による刺激に対する、患者の扁桃組織中リンパ球の免疫応答を、^3H-サイミジンの取り込み実験、さらに、HPの外膜構成成分を抗原としてELISAによる培養上清中のIgA型HP抗体価を測定し、以下に示す新たな知見を得た。1.IgA腎症患者および対照群の患者の扁桃組織中リンパ球を、HP菌体外膜抗原にて刺激し、^3H-サイミジンの取り込みの測定を行った結果、Net cpmの値においては有意差は認められなかった。2.IgA腎症患者および対照群の患者の扁桃組織中リンパ球を、HP菌体外膜抗原にて刺激し、^3H-サイミジンの取り込みの測定を行った結果、IgA腎症患者における刺激指数SI〔Stimulation Index:(SI):刺激時のリンパ球活性(cpm)/非刺激時のリンパ球活性(cpm)〕は、対照群患者における刺激指数に比して、有意に高値を示した。3.IgA腎症患者および対照群の患者の扁桃組織中リンパ球を、HP菌体外膜抗原にて刺激し、培養上清中のIgA型抗HP抗体価をELISAにて測定した結果、両群間に有意差は認められなかった。4.IgA腎症患者および対照群の患者の扁桃組織中リンパ球を、HP菌体外膜抗原にて刺激し、培養上清中のIgA抗HP抗体価をELISAにて測定した結果、IgA腎症における刺激指数〔刺激時のIgA型抗HP抗体価/非刺激時のIgA型抗HP抗体価〕は、対照群患者における刺激指数に比して有意に高値を示した。以上より、IgA腎症患者においては、扁桃組織中リンパ球のHP菌体外膜抗原に対する免疫応答が亢進しており、IgA腎症の発症機序において、HP菌体外膜抗原が扁桃を中心とした局所免疫機構にとり重要な役割を果している、との結論を得た。
文法学習理論に基づく蛋白質の高次構造予測システムの開発

DNA、RNA、あるいは蛋白質等の生物学的データの構造予測問題を、計算機科学的な手法で解決するためにまず最も重要となるのは、それらの構造を表現するためのモデルを提案することである。本研究では、形式言語理論の枠組を援用することにより、核酸配列の構造、あるいは蛋白質の構造を表現するための形式的なモデルを提案することを第一の目的とした。上記の生物学的配列には、しばしば水素結合などの力学的結合を通して、一次元的には比較的離れた配列上の分子が互いに干渉し合っている構造が見られ、しかも、そういった構造要素が生物学的に重要な機能を担っていると考えられる場合が多い。例えば、RNA配列では、シュードノット構造であり、アミノ酸配列(蛋白質)では、β-シート構造などがそれに相当する。本研究では、このように一次元的に見ると離れている部分配列が互いに交差しながら依存し合っている構造を、交差依存性(crossing dpendency)を持つ構造と名づけ、それらを表現するための形式文法を提案した。提案した文法は、タグ付き木文法と呼ばれる。これは、木文法を拡張したものであり、その言語理論的な特徴が解析され、交差依存性を持つ生物学的配列を表現するのに十分な能力を持つことが示された。また、本研究では、その構文解析アルゴリズムを開発して、実際にインプリメントすることにより、本手法が、交差依存性を含むような構造要素を同定するのに有効であることが確認された。今後は提案したタグ付き木文法を、実際の配列データから学習するアルゴリズムを開発し、その数理的評価、実験的評価を行っていく予定である。
球根作物の球根形成を誘導する遺伝子の単離・同定

ヒアシンスおおびカノコユリにおける球根形成および球根被形成条件を確立した.ディファレンシャルディスプレイによりヒアシンスとカノコユリの両方において,球根形成条件下で共通して発現した特異的断片が8本,共通して発現が抑制された断片が9本得られた.両種で共通して発現した特異的遺伝子断片のうち,OPA-08のプライマーで増幅された1000bpの断片はヒアシンスの5°C処理区と25°C+ABA処理区で,OPA-19で増幅された500bpの断片はヒアシンスの5°C処理区とカノコユリの25°C+ABA処理区で塩基配列の相同性が98%以上と非常に高かったことから,これらは球根形成制御に関与する遺伝子断片である可能性が考えられる.ABA合成を経由しない低温のシグナル経路と,ABAのシグナル経路間のクロストークにおける中心的な存在であり,それぞれのストレス誘導性遺伝子の発現を調節しているCIPK3(タンパク質リン酸化酵素)遺伝子の単離をdegenerate PCRにより,カノコユリにおいて試みた.PCRにより,675bpのCIPK3 cDNA断片が得られ,degenerateプライマー作成に用いた6種の植物のCIPK3との相同性は65-71%であった.球根形成種アサツキと非形成種チャイブとの交配で昨年度得られたF_1個体にアサツキを戻し交配して,BC_1作出を行った.次に,得られたBC_1種子を,ホルモンフリーのMS培地に無菌播種し、発芽した実生を、25°C恒温・8時間日長下で1ヶ月間培養後、16時間日長下で60日間栽培した。その結果,BC_1の球根比の値は,非球根形成種チャイブに近い値から球根形成種アサツキに近い値まで広く分布した.球根比を元にBC_1個体群を球根形成集団と非球根形成集団の2Bulk集団に分類し,100種類のランダムプライマーを用いてRAPD分析を行った.その結果,各Bulk集団にのみ特異的に出現するマーカーは得られなかったが,いくつかのマーカーでは,球根形成個体に多く出現するバンドが検出された.ヒアシンスおおびカノコユリにおける球根形成および球根被形成条件を確立した.ディファレンシャルディスプレイによりヒアシンスとカノコユリの両方において,球根形成条件下で共通して発現した特異的断片が8本,共通して発現が抑制された断片が9本得られた.両種で共通して発現した特異的遺伝子断片のうち,OPA-08のプライマーで増幅された1000bpの断片はヒアシンスの5°C処理区と25°C+ABA処理区で,OPA-19で増幅された500bpの断片はヒアシンスの5°C処理区とカノコユリの25°C+ABA処理区で塩基配列の相同性が98%以上と非常に高かったことから,これらは球根形成制御に関与する遺伝子断片である可能性が考えられる.ABA合成を経由しない低温のシグナル経路と,ABAのシグナル経路間のクロストークにおける中心的な存在であり,それぞれのストレス誘導性遺伝子の発現を調節しているCIPK3(タンパク質リン酸化酵素)遺伝子の単離をdegenerate PCRにより,カノコユリにおいて試みた.PCRにより,675bpのCIPK3 cDNA断片が得られ,degenerateプライマー作成に用いた6種の植物のCIPK3との相同性は65-71%であった.球根形成種アサツキと非形成種チャイブとの交配で昨年度得られたF_1個体にアサツキを戻し交配して,BC_1作出を行った.次に,得られたBC_1種子を,ホルモンフリーのMS培地に無菌播種し、発芽した実生を、25°C恒温・8時間日長下で1ヶ月間培養後、16時間日長下で60日間栽培した。その結果,BC_1の球根比の値は,非球根形成種チャイブに近い値から球根形成種アサツキに近い値まで広く分布した.球根比を元にBC_1個体群を球根形成集団と非球根形成集団の2Bulk集団に分類し,100種類のランダムプライマーを用いてRAPD分析を行った.その結果,各Bulk集団にのみ特異的に出現するマーカーは得られなかったが,いくつかのマーカーでは,球根形成個体に多く出現するバンドが検出された.まず,カノコユリにおける球根形成の制御法を確立した.すなわち,in vitro,MS培地条件下で,(1)25°Cでは球根形成が起こるが,15°Cでは起こらない,(2)25°C+ABAでは球根形成がさらに促進される,および(3)25°C+フルリドンでは抑制されることを明らかにした.次ぎに,これらの条件下における遺伝子発現を1週間おきに50プライマーによるディファレンシャルディスプレイ分析により比較した.球根形成条件下では39の,また,球根非形成条件下では42の特異的遺伝子断片が検出された.球根形成条件下で発現した39のうちの5個の遺伝子断片は,すでにヒヤシンスの球根形成条件である低温処理により発現する断片と共通していた.さらに,その5個のうちの3個は,ヒヤシンスのもう一つの球根形成条件である無低温+ABA処理により発現する断片とも共通していた.

一方,ネギ属植物においては,アグロバクテリウムを利用した遺伝子組み換え系の確立を目的として,リーフディスク法および直接接種法を検討した.供試材料には,ネギ,タマネギ,ニラの3種を用い,アグロバクテリウムとして,野生株A13を用いた.リーフディスク法では,アグロバクテリウム接種後,毛上根の発生はみられず,再分化個体は得られなかった.直接接種法では,ネギおよびタマネギでアグロバクテリウム接種部位から根もしくは分けつの発生がみられ,再分化個体が得られた.現在,再分化個体が組み換え体であるかをPCR法により確認している.また,カルス法による細み換え休作出の検討のため,現在,生長点由来のカルスを増殖中である.球根形成条件(25°C,25°C+ABA)と非球根形成条件(15°C,25°C+フルリドン)条件下で栽培したカノコユリ外植体における遺伝子発現の違いを調査した.培養開始後2,4,6週目の外植体から抽出した全RNAからcDNAを合成し,50のランダムプライマーを用いてディファレンシャル・ディスプレイを行った.球根形成条件下で特異的に発現する遺伝子断片が39本,発現が抑制される断片が42本得られた.39本の特異的断片のうち,8本はヒアシンスにおいて球根形成条件下(5°C処理区もしくは25°C+ABA処理区)で特異的に発現した断片と共通しており,そのうち,カノコユリの25°C処理区で特異的に発現していた3断片は,ヒアシンスの5°C処理区と25°C+ABA処理区の両方においてみられた特異的断片と共通していた.これらの3断片をクローニングし,塩基配列の決定を行った.培養6週目にCMN-A10のプライマーでみられた約1400bpの特異的断片には5種類の断片が含まれていた.4週目にOPA-08のプライマーでみられた約1000bpの断片には2種類,2週目にOPA-17のプライマーでみられた約1200bpの断片には3種類の断片が含まれていた.これらの断片と現在報告されている既知遺伝子とのアミノ酸配列の相同性は低かった.また,これらの断片と共通していたヒアシンスの5°C処理区でみられた断片との相同性も低かった.球根形成種アサツキと非形成種チャイブとの間で正逆交配を行った.交配の結果,いずれの組み合わせでも実生が得られた.得られた実生について,アイソザイム分析により,雑種性を確認した.また,実生における球根形成の早期判別法の確立のため,アサツキおよびチャイブ種子をホルモンフリーのMS培地に無菌播種し,発芽した実生を.25°C恒温・8時間日長下で1ヶ月間培養後,8時間もしくは16時間日長下で45日間栽培した.その結果,チャイブでは,いずれの区でも球根形成は確認されなかったが,アサツキでは,16時間日長区で著しい球根形成が確認された.上記の交配で得られた雑種実生については,現在,培養中である.ディファレンシャルディスプレイによりヒアシンスとカノコユリの両方において,球根形成条件下で共通して発現した特異的断片が8本,共通して発現が抑制された断片が9本得られた.両種で共通して発現した特異的遺伝子断片のうち,OPA-08のプライマーで増幅された1000bpの断片はヒアシンスの5°C処理区と25°C+ABA処理区で,OPA-19で増幅された500bpの断片はヒアシンスの5°C処理区とカノコユリの25°C+ABA処理区で塩基配列の相同性が98%以上と非常に高かったことから,これらは球根形成制御に関与する遺伝子断片である可能性が考えられる.ABA合成を経由しない低温のシグナル経路と,ABAのシグナル経路間のクロストークにおける中心的な存在であり,それぞれのストレス誘導性遺伝子の発現を調節しているCIPK3(タンパク質リン酸化酵素)遺伝子の単離をdegenerate PCRにより,カノコユリにおいて試みた.PCRにより,675bpのCIPK3 cDNA断片が得られ,degenerateプライマー作成に用いた6種の植物のCIPK3との相同性は65-71%であった.球根形成種アサツキと非形成種チャイブとの交配で昨年度得られたF_1個体にアサツキを戻し交配して,BC_1作出を行った.
次世代人工関節の開発に関する共同研究

当初案に近い形で本研究を実施し,九州大学からは2名を英国に派遣し,リーズ大学・ブラッドフォード大学からは別予算で2名が来日した.訪英と訪日の機会を活かすために,9月には,リーズで開催された第26回トライボロジーに関するリーズ・リヨンシンポジウムにおいて,村上が次世代人工関節用の人口軟骨の潤滑特性に関する共同研究成果を発表し,リーズ大学において研究協議を行った.11月には,英国から2名が来日し九州大学で研究協議を行った.その後,京都で開催された第25回日本臨床バイオメカニクス学会において村上・フィッシャー教授がオーガナイザとして国際シンポジウム「関節の潤滑機構」を進行し,両国の4名が参加し,研究成果を発表するとともに国内他機関のシンポジストとともに討議を行い,今後の研究展望を明らかにした.なお,4月ロンドンで開催された人工膝関節に関する国際会議ではジン博士が共同研究について発表した.まず,ポリエチレンを用いた人工関節の形状設計と潤滑膜形成の関係を評価するとともに,摩耗挙動を評価した.また,摩耗粉に対する細胞の応答と骨融解の関連を検討した.とくに,実験室レベルでの摩耗評価に関して,多様な運動を反映した多方向滑り試験では,一方向試験よりも摩耗が多くなり,臨床例に近くなることを指摘した.また,関節液に近い性状を有する血清の使用が,臨床上の摩耗挙動に対応することを示した.メタル・メタル人工股関節では,磁場印加による摩耗低減を実証し,多方向滑り試験では,なじみ効果による摩耗低下を提示した.セラミック同士については,アルミナセラミックスの結晶構造・機械的特性の影響や異種材組合せの優位性を評価した.人工軟骨を有する人工関節に関しては,ハイドロゲル人工軟骨の物性と歩行条件下における潤滑特性の関連を実験的に評価した.以上の成果を総括し,次世代人工関節の設計指針を提示した.当初案に近い形で本研究を実施し,九州大学からは2名を英国に派遣し,リーズ大学・ブラッドフォード大学からは別予算で2名が来日した.訪英と訪日の機会を活かすために,9月には,リーズで開催された第26回トライボロジーに関するリーズ・リヨンシンポジウムにおいて,村上が次世代人工関節用の人口軟骨の潤滑特性に関する共同研究成果を発表し,リーズ大学において研究協議を行った.11月には,英国から2名が来日し九州大学で研究協議を行った.その後,京都で開催された第25回日本臨床バイオメカニクス学会において村上・フィッシャー教授がオーガナイザとして国際シンポジウム「関節の潤滑機構」を進行し,両国の4名が参加し,研究成果を発表するとともに国内他機関のシンポジストとともに討議を行い,今後の研究展望を明らかにした.なお,4月ロンドンで開催された人工膝関節に関する国際会議ではジン博士が共同研究について発表した.まず,ポリエチレンを用いた人工関節の形状設計と潤滑膜形成の関係を評価するとともに,摩耗挙動を評価した.また,摩耗粉に対する細胞の応答と骨融解の関連を検討した.とくに,実験室レベルでの摩耗評価に関して,多様な運動を反映した多方向滑り試験では,一方向試験よりも摩耗が多くなり,臨床例に近くなることを指摘した.また,関節液に近い性状を有する血清の使用が,臨床上の摩耗挙動に対応することを示した.メタル・メタル人工股関節では,磁場印加による摩耗低減を実証し,多方向滑り試験では,なじみ効果による摩耗低下を提示した.セラミック同士については,アルミナセラミックスの結晶構造・機械的特性の影響や異種材組合せの優位性を評価した.人工軟骨を有する人工関節に関しては,ハイドロゲル人工軟骨の物性と歩行条件下における潤滑特性の関連を実験的に評価した.以上の成果を総括し,次世代人工関節の設計指針を提示した.当初案に近い形で本研究を実施し,九州大学からは1名を英国に派遣し,リーズ大学からは2名を日本へ招へいした.訪英と訪日の機会を活かすために,8月に札幌で開催された第3回世界バイオメカニクス会議(世界第一線の研究者約千名が参加)において両国の5名が参加し,各大学の研究成果を発表するとともに研究協議を行った.その後,日米星中バイオメカニクス会議でも成果を発表した.9月には,リヨンで開催された第25回トライボロジーに関するリーズ-リヨンシンポジウムにおいて村上が次世代人工関節用の人工軟骨の潤滑特性に関する研究成果を発表し,リーズ大学・ブラッドフォード大学において研究協議を行った.また,10月に北京で開催された第1回アジアトリブにおいて九州大学における研究成果を発表した.まず,臨床応用されているポリエチレンを用いた人工関節について,潤滑モードや摩耗の発生,摩耗粉に対する細胞の応答と骨融解の関連などについて種々の問題点の把握を行った.とくに,実験室レベルでの摩耗特性評価に関して,生体の多様な運動を反映した多方向滑り試験では,一方向試験よりも摩耗が多くなり,臨床例に近くなることを指摘した.また,関節液に近い性状を有する血清や構成成分の使用が,臨床上の摩耗挙動と近くなることを示した.メタル・メタル人工股関節に関しては,磁場印加により摩耗が低減することを実証するとともに,多方向滑り試験では,なじみ効果により一方向試験に比べて摩耗が低下することを提示した..

セラミック同士については,流体潤滑効果の有効な作動条件を示すとともに,アルミナセラミックスの結晶構造・機械的特性の影響や異種材組合せの優位性を評価した.人工軟骨を有する人工関節に関しては,ポリウレタンやシリコーンゴム,PVAハイドロゲル人工軟骨の物性と歩行条件下における潤滑特性の関連を実験的に評価し,数値解析との対応をつけた.当初案に近い形で本研究を実施し,九州大学からは2名を英国に派遣し,リース大学・ブラットフォード大学からは別予算で2名が来日した.訪英と訪日の機会を活かすために,9月には,リーズで開催された第26回トライボロジーに関するリーズーリヨンシンポジウムにおいて,村上が次世代人工関節用の人工軟骨の潤滑特性に関する共同研究成果を発表し,リーズ大学において研究協議を行った.11月には,英国から2名が来日し九州大学で研究協議を行った.その後,京都で開催された第25回日本臨床バイオメカニクス学会において村上・フィッシャー教授がオーガナイザとして国際シンポジウム「関節の潤滑機構」を進行し,両国の4名が参加し,研究成果を発表するとともに国内他機関のシンポジストとともに討議を行い,今後の研究展望を明らかにした.なお,4月ロンドンで開催された人工膝関節に関する国際会議ではジン博士が共同研究について発表した.まず,ポリエチレンを用いた人工関節の形状設計と潤滑膜形成の関係を評価するとともに,摩耗挙動を評価した.また,摩耗粉に対する細胞の応答と骨融解の関連を検討した.とくに,実験室レベルでの摩耗評価に関して,多様な運動を反映した多方向滑り試験では,一方向試験よりも摩耗が多くなり,臨床例に近くなることを指摘した.また,関節液に近い性状を有する血清の使用が,臨床上の摩耗挙動に対応することを示した.メタル・メタル人工股関節では,磁場印加による摩耗低減を実証し,多方向滑り実験では,なじみ効果による摩耗低下を提示した.セラミック同士については,アルミナセラミックスの結晶構造・機械的特性の影響や異種材組合せの優位性を評価した.人工軟骨を有する人工関節に関しては,ハイドロゲル人工軟骨の物性と歩行条件下における潤滑特性の関連を実験的に評価した.以上の成果を統括し,次世代人工関節の設計指針を提示した.
ソルバトクロミズムを利用したイオン会合反応の平衡論・速度論的解析と分析化学的研究

水溶液中でイオン会合反応により,染料イオンの吸収波長及び吸収強度が大きく変わる現象を発見し,詳細な基礎化学的研究と共に分析化学的な観点からの研究を進めた.この現象は,イオン会合反応により染料イオンの周りのミクロ環境が(親水性→疎水性)の変化をすることにより起こるもので,新しいタイプのソルバトクロミズムであることを確認した.本現象発現性の陽イオン,陰イオン性試薬を合成し,それらの基本的な化学的,光学的性質を調べた.さらに平衡論的な面から吸光光度法とキャピラリー電気泳動法により,水溶液におけるイオン会合反応を研究し,新しい分析化学的応用を開発した.得られた成果の概要は次の通りである.1.新規試薬の合成・開発イオン会合反応により,光吸収が短波長にシフトする試薬,長波長シフトする試薬を合成した.また,陽イオン性試薬として,トリアルキルアミノ基を持つ一価,二価陽イオン性試薬を合成した.これらは新規合成の分析化学的に有用なイオン会合性試薬である.2.イオン会合の平衡論的・速度論的研究:イオン会合によるイオン移動度の減少を利用するイオン会合反応の平衡論的解析法を確立し,有機陰イオンと疎水性陽イオンとのイオン会合定数を求めた.ソルバトクロミズム現象を示すアゾ系陰イオンを用い,吸光光度法によりイオン会合反応の解析に成功した.光度滴定による長鎖アルキル基を持つ陽イオン,陰イオン間のイオン会合定数の決定にも成功した。これらの結果から,イオ会合に寄与する因子としてイオンのかさ高さ(疎水性),イオン間距離の重要性を見いだした.温度依存性の解析より,エンタルピーとエントロピーの直線的相関,イオン会合に伴う水の出入りの重要性も見いだした.疎水性相互作用の寄与分を見積もり,二相間分配平衡におけるイオン会合体の分配が重要であることを初めて実証した.さらに,生命現象等との関連では速度論滴情報が大変重要であることを見いだした.3.分析化学的応用に関する研究:合成・開発した試薬を用いるイオン性物質の吸光光度法,蛍光光度法を確立し,フローインジェクション法,HPLCポストカラム検出法,滴定終点検出指示薬,キャピラリー電気泳動分離への適用を検討し,実際試料に応用できることを実証した.水溶液中でイオン会合反応により,染料イオンの吸収波長及び吸収強度が大きく変わる現象を発見し,詳細な基礎化学的研究と共に分析化学的な観点からの研究を進めた.この現象は,イオン会合反応により染料イオンの周りのミクロ環境が(親水性→疎水性)の変化をすることにより起こるもので,新しいタイプのソルバトクロミズムであることを確認した.本現象発現性の陽イオン,陰イオン性試薬を合成し,それらの基本的な化学的,光学的性質を調べた.さらに平衡論的な面から吸光光度法とキャピラリー電気泳動法により,水溶液におけるイオン会合反応を研究し,新しい分析化学的応用を開発した.得られた成果の概要は次の通りである.1.新規試薬の合成・開発イオン会合反応により,光吸収が短波長にシフトする試薬,長波長シフトする試薬を合成した.また,陽イオン性試薬として,トリアルキルアミノ基を持つ一価,二価陽イオン性試薬を合成した.これらは新規合成の分析化学的に有用なイオン会合性試薬である.2.イオン会合の平衡論的・速度論的研究:イオン会合によるイオン移動度の減少を利用するイオン会合反応の平衡論的解析法を確立し,有機陰イオンと疎水性陽イオンとのイオン会合定数を求めた.ソルバトクロミズム現象を示すアゾ系陰イオンを用い,吸光光度法によりイオン会合反応の解析に成功した.光度滴定による長鎖アルキル基を持つ陽イオン,陰イオン間のイオン会合定数の決定にも成功した。これらの結果から,イオ会合に寄与する因子としてイオンのかさ高さ(疎水性),イオン間距離の重要性を見いだした.温度依存性の解析より,エンタルピーとエントロピーの直線的相関,イオン会合に伴う水の出入りの重要性も見いだした.疎水性相互作用の寄与分を見積もり,二相間分配平衡におけるイオン会合体の分配が重要であることを初めて実証した.さらに,生命現象等との関連では速度論滴情報が大変重要であることを見いだした.3.分析化学的応用に関する研究:合成・開発した試薬を用いるイオン性物質の吸光光度法,蛍光光度法を確立し,フローインジェクション法,HPLCポストカラム検出法,滴定終点検出指示薬,キャピラリー電気泳動分離への適用を検討し,実際試料に応用できることを実証した.水溶液中でイオン会合反応により,染料イオンの吸収波長及び吸収強度が大きく変わる現象を発見し,詳細な基礎化学的研究と共に分析化学的な観点からの研究を進めた.この現象は,イオン会合反応により染料イオンの周りのミクロ環境が(親水性⇔疎水性)の変化をすることにより起こるもので,新しいタイプのソルバトクロミズムであることを確認した.本現象発現性の陰イオン性試薬を主体的に合成し,それらの基本的な化学的,光学的性質を調べた.得られた新しい知見の概要は次の3点である.1.新規試薬の合成・開発イオン会合反応により,光吸収が短波長にシフトするアゾベンゼンスルホン酸系試薬15種,長波長シフトするニトロフェニルアゾフェノール系試薬20種,ジフェニルアミン系試薬6種を合成した.更に強い光吸収を示すトリフェニルメタン系試薬7種を合成した.これらはいずれも新規合成試薬であり,分析化学的にも有用なイオン会合性試薬である.

2.イオン移動度測定によるストークス半径,イオンの疎水性尺度決定及び置換基の寄与の見積りキャピラリー電気泳動法により,第4級アンモニウムイオン共存下でのイオンの移動度変化を利用して,イオン会合定数を算出する新手法を開発した.求めたイオン会合定数から,イオンの疎水性尺度,置換基の寄与分の決定,イオン会合に及ぼす疎水性相互作用を見積ることができた,これらの新知見を,水相-有機相間におけるイオン会合体の分配平衡データと比較したところ,対象性の良い陽イオンにおいて大きな違いがあることが判明した.3.ソルバトクロミズスを利用する水溶液内イオン会合の平衡論的研究低濃度域での平衡論的研究を吸光光度法で初めて可能とした.又光度滴定のデータ解析から平衡定数を求める新手法を開発した.求めた平衡定数より,反応のΔG°,ΔH°,ΔS°を求め,ΔS°よりイオン会合における疎水性相互作用の寄与に関する知見を得た.以上の平衡論的知見を,陽イオン試薬に関する今後の研究データとの統一的解釈に資することにより,水溶液内の新しいイオン会合の概念構築が可能となる.水溶液におけるイオン会合反応を,ソルバトクロミズムを示す新規合成のイオン会合試薬を用いて,平衡論的な面から吸光光度法とキャピラリー電気泳動法により研究した。更に新規合成の試薬を用いて、水溶液内イオン会合反応に基づく分析化学的応用に関する研究を行った。主要な研究成果は次の4点に集約される。1.イオン会合試薬の合成:陽イオン性試薬として、R_3N^1-がメチレン鎖で結ばれた二価試薬を合成した。更に、短波長シフト試薬として,アゾ系陽イオン染料を合成することができた。2.イオン会合の平衡論的研究:対イオン共存下でイオン会合により引き起こされるイオン移動度の減少を利用するイオン会合反応の平衡論的解析法を確立し、一価,二価有機陰イオンと疎水性陽イオンとのイオン会合定数を求めた。イオン会合によりソルバトクロミズム7現象を示すアゾ系陰イオンを用いて吸光光度法によりイオン会合反応を解析することにも成功した。後者を光度滴定に用いて、長鎖アルキル基を持つ陽イオン、陰イオン間のイオン会合定数の決定にも初めて成功した。これらの平衡定数から、イオン会合に寄与する因子としてイオンのかさ高さ(疎水性),イオン間距離の重要性が見いだされた。また、イオン会合の温度依存性を解析することにより、エンタルピーとエントロピーの直線的相関を見いだし、イオン会合に伴う水の出入りが重要であることを見いだした。水溶液における疎水性相互作用の寄与分を見積もり,既に求めている二相間分配平衡の結果と比較し、イオン会合体の分配が重要であることを初めて実証した。3.イオン会合反応の速度論的研究:比較的長いアルキル鎖を持つイオンでは,水溶液において反応速度が極端に遅くなるものがあることを見いだした。合成したアゾ系陰イオンとアルブミンとのイオン会合反応について検討し、生命現象等との関連では速度論的情報が大変重要であることを見いだした。4.分析化学的応用に関する研究:本研究で合成・開発した試薬を用いて,水溶液でのイオン性物質の吸光光度法,蛍光光度法を確立した。また,フローインジェクション法への適用,HPLCポストカラム検出法,滴定終点検出指示薬への適用、キャピラリー電気泳動分離への適用が検討され、実際試料に応用された。
生命倫理における決定権の構造-フランス法を中心に-

生命倫理領域における自己決定の概念について、理念的な、また実践的な法理を明らかにすることを研究目的とした。生命・身体について、医療技術が高度に進展するとともに、その医療技術を受ける法的手続きが問題になる。まず自己決定が働きうる領域の確定である。生命を工業化された道具にしないという倫理的観点から、また他者(社会、家族、生まれてくる子)との関係からも、自己決定の領域は限定されざるを得ないが、その限界はどこに求められるかを検討しなければならない。方法としてはこれらの問題について、フランス法の議論と実践の現状を探ることによって、日本法の解釈・立法の方針を探ることとした。生殖補助医療の問題については、充実した成果をあげることができたと自負している。この研究の成果として、民法の位置づけとフランス法の生命倫理に関する総論的な論文「人工生殖における民法と子どもの権利」(湯沢他編『人の法と医の倫理』所収)をはじめいくつかの論文を公表し、またそれを具体化した仕事としても、日本法の喫緊の課題に従事した。たとえば具体的な事例として訴訟になった凍結精子による死後認知請求事件について、評釈を公表し、公表後の同種の事件の判決、たとえば東京地裁2005年9月26日判決などに影響がみられる。生殖補助医療領域については、当初の目的を十分に果たしたと思われるが、時事的な問題に追われたこともあり、当初は、意思決定能力を欠いた者がどのように自己決定できるのかという問題も射程に含めていたが、意思決定の代行問題については、研究は進めたものの活字にするにはいたらなかった。フランス法の生命倫理を中心に、資料収集と研究を行った。日本民法の母法であるフランス法は、生命倫理領域について、1994年の生命倫理法立法をはじめ、先進的な立法規制を成立させてきた。それらは卵子バンクや精子バンクなどが存在するような生殖子の市場化が行われているアメリカとは、まったく異なった法規制となっている。生命や身体に関する基礎的な概念についての蓄積も多いフランス法は、我が国の今後の生命倫理領域の法規制に大きな意義を持つ。わが国の生命倫理においては、アングロ・サクソン法理の中で育まれてきた自己決定権の主張が、それ以外の法理との整合性を問われることなく、いわば場当たり的に主張されてきたが、自己決定という概念は、ときにはあいまいであり、また危険ですらある。これに対してフランス法における法規制は、自由や自己決定を尊重してそれと調和をはかる規制を作り上げることは当然のことではあるが、それを絶対視するものではなく、また法が従来成し遂げてきた諸利益・諸価値の調和を前提として、これまでの法を参照し、法体系に整合的に、新たな規制を考える姿勢である。そして人間の諸利益調整の基本法として、民法は、絶えず参照され、議論と規制の基礎となる。1994年法の基本的理念は、民法の改正として、法体系に組み込まれた。人体の尊厳と不可侵性を格調高くうたいあげたフランス民法16条以下の原則的な規定が民法の位置づけを象徴する。このような民法の位置づけとフランス法の生命倫理に関する総論的な論文「人工生殖における民法と子どもの権利」を公表した。昨年度に引き続き、フランス法の生命倫理を中心に、資料収集と研究を行うとともに、今年度は日本法についても研究成果をまとめる準備を行った。昨年度末に民法の位置づけとフランス法の生命倫理に関する総論的な論文「人工生殖における民法と子どもの権利」を公表したが、今年度はそれを具体化して日本法の喫緊の課題に従事した。しかし法制審議会の立案作業に加わってまとめた成果は、国会議員の反対によって立法が頓挫したままである。

卵子バンクや精子バンクなどが存在するような生殖子の市場化が行われているアメリカとは、異なる法規制が日本にも必要と考えられるが、アメリカに渡って人工生殖施術を受けた有名人の例や夫の死後の人工授精の裁判がマスコミにとりあげられ、マスコミの論調は、生まれた子の福祉を前面に出して、規制緩和を求めるものが圧倒的である。あらゆる技術を使って子を求める「親」希望者の「権利」と自己決定は、わかりやすい論理であり、さらにすでに出生した子の存在とその福祉を求める要請は、あまりにも圧倒的で誰も否定できない迫力をもつ。それに比して、これから人工生殖で創り出される子の福祉や将来の人生の重さは、考えるのに想像力を必要とするため、マスコミの議論にはのりにくいようである。しかしそのような慎重な観点から発言する必要があると考え、マスコミの取材にも応じ、他分野の学会報告(公共哲学京都フォーラム等)も引き受けるようにした。また具体的な事例として訴訟になった事件について、「死者の凍結精子を用いた生殖補助医療により誕生した子からの死後認知請求を認めた事例ー高松高裁平成16年7月16日判決評釈」を公表した。昨年度に引き続き、フランス法を中心に、資料収集と研究、および研究成果公表を行うとともに、今年度は日本法についても研究成果を公表した。一昨年度末に民法の位置づけとフランス法の生命倫理に関する総論的な論文「人工生殖における民法と子どもの権利」を公表したが、今年度はそれを具体化して日本法の喫緊の課題に従事した。しかし法制審議会の立案作業に加わってまとめた成果は、国会議員の反対によって立法が頓挫したままである。また立法が頓挫しているうちに、具体的な事例が訴訟に現れ始めた。昨年度末に「死者の凍結精子を用いた生殖補助医療により誕生した子からの死後認知請求を認めた事例--高松高裁平成16年7月16日判決評釈」を公表したが、その高松高裁判決は、原審である松山地裁平成15年11月12日判決を覆して認知請求を認容したものであった。その後、東京地裁平成17年9月29日判決、東京高裁平成18年2月1日判決と、高松高裁と異なって請求棄却する判決が続いているが、その判決文には私の前記評釈の影響が見られる。本来、伝統的には、肉体に関する決定は、たとえば人身の自由に代表されるように、もっとも強力に固有の「権利」に属する領域であり、その権利行使は「自由」の領域そのものであった。生殖子を含む人体に関する問題においては、「自由」と「権利」という法学の基本的な概念を用いることが危うくなる。とりわけ生命の誕生においては、生まれてくる子の尊厳を大切に秩序設計すべきであろう。さまざまな法益の対立するその制度設計においては、民法の既存の体系を利用して発想するしかない。本年度はそのような観点から、フランス家族法の諸方面の研究を活字にした。
言語表現に於けるリズムや間を応用した視覚伝達デザインの教材開発

「リズム」や「間(ま)」といった時間軸表現を、空間表現に置き換え、図形化された音を空間的に配置することで視覚的かつ直感的に「リズム」や「間(ま)」をデザインできる革新的なiPadアプリケーション「Graphic Composer」を開発した。このアプリケーションは2013年7月に一般公開され、大学での視覚伝達デザイン教材としてだけでなく、小中学校でのICT教育用教材としての活用も期待される。時間的な間(ま)やタイミングといった時間軸表現に於ける表現要素を、音楽的な素養の無い人が直感的にデザインする為の教材研究を行ってきた。当初は言語表現を応用した教材開発を行ってきたが、研究過程に於いてより効果的な方法として「図形楽譜」を用いるスキームを選択し、最終年度は図形楽譜を応用した教材用iPadアプリケーションの開発を行った。アプリケーションの企画、デザインについては研究代表者である江藤が担当し、プログラミングの実装は協力プログラマーに委託。H25年5月中旬現在90%程度まで完成し、6月中にはApple社のiTunesミュージックストアに公開申請、7月中には一般公開される予定である。開発したアプリケーションは、画面上にフリーハンドで描画した曲線や点が「図形楽譜」となって実際に音声を奏でる仕組みで、楽譜の読み書きが出来ないユーザーでも簡単に作曲や演奏が可能となる。また描画した図形は個々にオブジェクト化され、譜面空間上に自在に再配置することができるため、空間造形に於けるレイアウト作業を、音楽表現としての間(ま)やタイミングと関連づけて表現することができる画期的なアプリケーションである。しかし同種のアプリケーションが存在しないためプログラミングが難航し、本来であれば最終年度の秋に完成、その後アプリケーションを用いた試行授業を行う予定であったが、先述の理由により現時点で試行授業は行えていない。開発したアプリケーションが公開され次第、大学のデザイン教育で本アプリケーションを用いた試行授業を実施する他、小学校に於けるICT教材として、図工と音楽の融合した新しいカテゴリーの試行授業を実施し、秋には学会や学術論文にて成果報告を行う予定である。平成23年度は、平成24年度に実施する試行授業で用いる教材開発及び教室環境整備を重点的に行った。具体的には、デジタルメディア上でのインタラクティブ作品やアニメーション作品を制作する上で重要となる、時間表現としての「リズム・テンポ・間」といった表現要素を、空間的に構想するためのツールとして、タブレットコンピュータ用のアプリケーションの開発を行っている。このアプリケーションは図形楽譜からヒントを得たインターフェイスを有しており、画面上にフリーハンドで曲線を数本描画することによって、様々なリズム有する複雑な音声を作成することが出来る。ここで作成された音声を手掛かりに、画面を構成するオブジェクトの動きやリズム、テンポ、間の取り方を設計することで、インタラクティヴ・コンテンツに於いてより高度なヴィジュアルコミュニケーションが実現するとともに、色や形、その構成といった造形要素と同様に、時間表現要素を自在にデザインすることが出来ると予測している。本プロジェクトでは、このアプリケーションを用いた基礎デザイン教育のカリキュラムモデルの構築を目指し、アプリケーションの完成次第、試行授業を実施する。教材用アプリケーションの開発(主にプログラミング作業)が当初の予定より遅れており、その遅延に伴い教材を用いた試行授業の実施も現段階では実施出来ていない状況にある。H24年度からはタブレットコンピュータ用アプリケーション開発に長けたプログラマーを謝金雇用し、出来るだけ早急に開発を完了させ試行授業の実施を行う。教材開発が当初の予定より遅れているが、8月中にはアプリケーション開発を完了させ、9月には第一回の試行授業、10月後半11月には第二回の試行授業を実施する。この二回の試行授業から得られたフィードバックを活かしてアプリケーションを改良し、本研究期間が終了するH25年3月迄には、開発した教材を用いた授業モデルを冊子及び映像形式で公開する。物品費としては主として教材用アプリケーション開発に必要なコンピュータ及びソフトウェアのライセンス、そして試行授業を実施する為に必要なタブレットコンピュータの補充購入を行う。謝金としては、遅延が発生しているアプリケーション開発に関わる支援者への謝金及び授業実施及び成果報告に関わる資料整理補助員への謝金を想定している。また、H23年度分の繰越金については、本来アプリケーション作成補助に関わる謝金として計上していたものであるが、これについてはH24年度での作業補助経費に充てるものとする。
超高速超音波イメージングによる心臓内血流動態の高精度・高空間分解能計測の研究

本研究員は、これまでに秒間数千枚の高速超音波撮像を用いた血液からのエコーの描出により心腔内の血流動態の可視化を達成した。さらに、それら血液の動きの検出による血流速度ベクトルを推定する手法の開発を行ってきた。しかし、推定された血流速度ベクトルは時間的・空間的にばらついていており、推定精度が十分でないことが示唆されている。血液の動きに伴うエコー信号の位相変化量は音場の空間的な振動周期に依存するため、形成される音場は血液の動きの検出精度に影響すると考えられる。また、従来法のもう一つの課題として、離散点間隔以下のフレーム間変位を検出するために補間が必要とされるため計算時間が長いことが挙げられる。これらの課題を考慮し、本年度は、血流速度ベクトルの推定精度を向上させるための最適な受信音場形成法について検討を行うとともに、二次元フーリエ変換を用いた二次元速度ベクトル推定の実現可能性を調査した。受信音場の振動周期を変更するために、アレーを構成する各素子で受信された信号に適用する重み関数(いわゆるアポダイゼーション)を変更した。計算機上で模擬された血流からのエコー信号を用いて、受信アポダイゼーションを変更して推定された二次元速度ベクトルの精度を比較したところ、形成される音場のビーム直交方向の振動周期が短く、焦点が小さいほど高い精度を示した。さらに、二次元フーリエ変換を用いた心腔内血流速度ベクトル推定の妥当性を評価するために、従来法との間で、上述の擬似血液を用いた基礎実験において従来法との間で二次元血流速度ベクトルの推定精度、および推定される計算時間を比較した。得られた結果から、二次元フーリエ変換を用いた手法が、従来法と比べて遜色のない二次元血流速度ベクトルの推定精度で加算回数および乗算回数を従来法の9.7%に低減可能であることが示された。27年度が最終年度であるため、記入しない。本研究の目的は,血球からの超音波エコー信号の動きおよびエコー信号の動きから推定される血流速度ベクトルを画像化することによって,心臓内の血流の定性的および定量的な情報を可視化するための手法を開発することである.本研究では,血球からのエコーを連続的に可視化するために,高フレームレート計測法を適用する.また,血球からのエコー信号のS/Nは非常に小さいため,送信超音波パルスを符号化することでS/Nを改善する.本年度は,送信超音波パルスの符号化における適切な符号の決定,血球からの超音波エコーの高フレームレート計測法の問題点の発見,およびその改善手法の開発を行った.単一の符号を用いて符号化する手法と比べて,複数の符号を用いる手法は圧縮効率の点で有利である.しかし,複数回の送信を必要とし,送信間の対象物の動きが送信超音波の波長に対して大きいほどその圧縮効率は劣化する.心臓内の血球は1m/sに達する速度で運動するため,送信間(数百μs)で送信超音波の波長(約400μm)の2分の1に達する距離を動く.心臓内の血球エコーの効率的な圧縮のために,単一の符号を用いた符号化を適用することを決定した.高フレームレート超音波イメージング法は,広範囲をカバーする送信音場を形成し,受信時に異なる方向に指向性を向ける複数の超音波ビームを形成する.従来は送信間で得られるエコー信号を合成していたが,送信間の血球の動きが大きいため,血球からのエコーが相殺されることが分かった.そこで,血球エコーの相殺を抑えるために,送信毎にエコーの位相情報を除去した後で合成する手法を開発した.提案手法を用いて流速ベクトルを推定することで管状流路内に流れる疑似血液の流量を評価したところ,従来のエコー信号合成法と比較して推定精度を大きく向上させることができた.開発した新しい信号合成法は,血球エコーを相殺することなく高フレームレートで可視化することを可能にする点で価値がある.心臓のポンプ効率と心内腔の血流パターンは密接に関係する.本研究の目的は,超音波を用いた秒間数千枚の撮像を可能とする高速イメージング法により心内腔の1 m/sを超える高速かつ複雑な血流の可視化を達成することである.血液の流れる領域を同定するために周囲を囲む心筋の可視化が必要であるが,指向性の低い拡散超音波を送信するため心筋の描出能が大きく劣化する.拡散範囲を狭くすることで指向性を向上させることが可能であるが,心内腔を走査するために多数回の送信が必要となるため,フレームレート(時間分解能)が低下する.そこで,心内腔を描出するために必要な超音波の拡散範囲について検討を行ったところ,拡散範囲を最小限に抑えることで,心筋の描出により血液の流れる領域を同定しながら秒間6000枚を超える血流の高フレームレート計測が達成できることが分かった.血流パターンの定量評価のために心内腔血流の速度ベクトルの計測は有用である.しかし,管状流路に流れる疑似血液を対象とした基礎実験結果から,速度ベクトル推定の方向推定誤差が18.2%と大きいことが分かった.

血球エコーのフレーム間の2次元相関関数の時間平均により推定精度の改善が期待されるが,時間分解能は劣化する.そこで,速度ベクトル計測の精度改善に必要な時間平均幅を評価した.約2 msと短い平均幅であっても,前述の誤差を18.2%から6.7%に大きく改善できることが分かった.心内腔の複雑な血流を理解するために,流線の描出は有効である.精度を改善された速度ベクトル推定法により得られる血流速度場に基づき,ヒト心臓内の血流の流線を推定する手法について検討した.1階微分方程式で表される流線を推定するために,ルンゲ・クッタ法に基づいて近似解を算出した.超音波断層像の面外方向の速度は考慮しない疑似的な流線ではあるが,心内腔へ流入する血流の流線の可視化を達成した.本研究員は、これまでに秒間数千枚の高速超音波撮像を用いた血液からのエコーの描出により心腔内の血流動態の可視化を達成した。さらに、それら血液の動きの検出による血流速度ベクトルを推定する手法の開発を行ってきた。しかし、推定された血流速度ベクトルは時間的・空間的にばらついていており、推定精度が十分でないことが示唆されている。血液の動きに伴うエコー信号の位相変化量は音場の空間的な振動周期に依存するため、形成される音場は血液の動きの検出精度に影響すると考えられる。また、従来法のもう一つの課題として、離散点間隔以下のフレーム間変位を検出するために補間が必要とされるため計算時間が長いことが挙げられる。これらの課題を考慮し、本年度は、血流速度ベクトルの推定精度を向上させるための最適な受信音場形成法について検討を行うとともに、二次元フーリエ変換を用いた二次元速度ベクトル推定の実現可能性を調査した。受信音場の振動周期を変更するために、アレーを構成する各素子で受信された信号に適用する重み関数(いわゆるアポダイゼーション)を変更した。計算機上で模擬された血流からのエコー信号を用いて、受信アポダイゼーションを変更して推定された二次元速度ベクトルの精度を比較したところ、形成される音場のビーム直交方向の振動周期が短く、焦点が小さいほど高い精度を示した。さらに、二次元フーリエ変換を用いた心腔内血流速度ベクトル推定の妥当性を評価するために、従来法との間で、上述の擬似血液を用いた基礎実験において従来法との間で二次元血流速度ベクトルの推定精度、および推定される計算時間を比較した。得られた結果から、二次元フーリエ変換を用いた手法が、従来法と比べて遜色のない二次元血流速度ベクトルの推定精度で加算回数および乗算回数を従来法の9.7%に低減可能であることが示された。本研究の目的は,超音波を用いてヒト心臓内の1 m/sを超える高速かつ複雑な血流の可視化を達成することである.目的を達成するために,秒間数千枚の撮像を可能とする高速超音波イメージングを行うことで,血液の真の流れを可視化する.さらに,血球からのエコーの動きに基づき心内腔血流の速度ベクトル推定法を開発する.超音波の送信音場について検討を行った結果,秒間6000枚の高速超音波イメージングが可能であることを明らかにした.管状流路内を定常流で流れる疑似血液を対象とした実験において,検討した高速イメージングを用いることで平均流速0.6 m/sの疑似血液からのエコーの動きを高い相関で(つまり,連続的に)計測可能であることが分かった.心臓ポンプ機能と密接に関係する重要な心内腔血流パターンとして血液流入時における渦状の血流が知られているが,提案手法を用いることで,ヒト心臓の心内腔における血球エコーの渦状の動きの描出を達成した.定量情報を提供するために,血流の速度ベクトル分布の可視化は有用である.超音波の波長500ミクロン程度に対し長径約8ミクロンの血球からのエコーは微弱であり,心筋などの組織からのエコーに比べて信号対雑音比が圧倒的に低いため,血球エコーの動きを用いた血流速度ベクトル推定法の精度も低い.
マラリア原虫表面抗原B細胞及びT細胞エピトープの分子マッピングと多型性の解析

1.熱帯熱マラリア原虫スポロゾイト表面タンパク質(CSP)遺伝子の多型:CSP遺伝子の多型をタイで分離した18株について調べた。CSPの主要T細胞エピトープであるTh2R,Th3R,CTL領域に変異が集中していたが、CS・T3では変異が認められなかった。主要B細胞エピトープであるテトラペプチド反復領域では、点突然変異、反復単位の欠出・挿入、遺伝子内組換え、という三つの機構が多型の形成機構であると示唆された。また、T細胞エピトープとテトラペプチド反復部位との間では変異の遺伝的連関性はなかった。2.熱帯熱マラリア原虫メロゾイト表面抗原(MSPI)遺伝子の多型:タイ分離株についてMSP1遺伝子の多型をブロック1-4、ブロック13-17領域で検討した。3′末端側ではMSP1の代表対立遺伝子であるMAD型とK1型の遺伝子内組換えは認められなかった。変異塩基数は5′側の保存領域と比べて約1/2と少なく、18個あった変異はすべてdimorphicで、非同義語置換になっていた。C末端側の19kDポリペプチド部分に存在する12個のシステイン残基は完全に保存されていた。一方、19kD切断部位のオリゴペプチドに反応するモノクローナル抗体を作成し、そのエピトープを分子マッピングして同定した。また、MSP1の分子疫学的解析を行うために、血液塗抹標本から原虫DNAを分離するという技術を開発した。3.MSP1T細胞エピトープ部位の決定:MSP1特異的なT細胞のクローンを3人の日本人から確立した。MSP1のブロック1-6のうち、CD4^+・8^-クローンが反応したのは変異領域であるM6ブロックのポリペプチドのみであった。13-16残基の合成オリゴペプチドを用いた抗原特異的増殖で見ると、それぞれのT細胞クローンは5種類以上の異なるペプチドを認識し、その反応性にはMHCの拘束性の存在が示唆された。1.CSPT細胞エピトープの多様性熱帯熱マラリア原虫(P.falciparum)のスポロゾイト表面タンパク質CSPの主要T細胞エピトープの多様性をタイのマラリア流行地で分離した原虫株について検討した。18株の原虫ゲノムDNAを培養より得た後、CSP遺伝子のエピトープ領域をPCR法により増幅し、プラスミドに挿入して塩基配列を決定した。その結果、ヘルパーT細胞エピトープであるTh2R,Th3R、及び細胞傷害性T細胞エピトープにおいてタイ分離株では著して変異が見られた。しかもその変異のタイプはこれまでガンビア、ブラジルで報告されているものと大きく異なっていた。しかし、もう一つのヘルパーエピトープであるCT・3Lは完全に保存されていた。これらの知見はスポロゾイトに基づくマラリアワクチンの開発に重要な意味を与える。2.MSP1のC末端部位の原虫株間保存性P.falciparumのワクチン候補抗原であるメロゾイト表面抗原MSP1のカルボキシル未端部位は感染防御に重要な働きをするが、その部位のアミノ酸配列の変異については野生原虫株でまだ詳しく調べられていない。そこでタイのマラリア流行地より得た原虫分離株のMSP1遺伝子3'側1.7kbの塩基配列を決定して、変異の程度を検討した。その結果、18個の塩基置換はすべてアミノ酸の変異につながっていたが、その変異はランダムではなく大きく二つのグループに分かれた。重要なことに、C末端側19kDのポリペプチド中に存在する12のシステイン残基は完全に保存されていた。