hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
慢性腎臓病におけるCPP病原体説の臨床的検証

慢性腎臓病におけるリン毒性の病原体と想定されるcalci-protein particle (CPP)と、CPPがより細胞障害性の強い形態であるsecondary CPPに形質変換するまでの時間(T50)を測定した。血清CPP濃度は健常ボランティアに比較し血液透析患者で低値であった。透析患者でCPP濃度とT50は相関しなかった。透析患者コホートにおいて、T50が短いほど総死亡リスクが高かったが、CPP濃度は総死亡と関連しなかった。これらの結果は、慢性腎臓病患者においてCPPが生体内で変化することで病原体に変貌し、寿命の短縮に悪影響を与えていることを示唆する。【研究の目的】心血管疾患のリスクを高める要因としてリンの毒性が想定されており、その作用機序として、リン、カルシウム、Fetuin-Aが形成するナノ粒子であるCalciprotein particle (CPP)が主要な役割を果たすとする「CPP病原体説」を臨床的、疫学的に明らかにする。【実施計画】1CPPと血管内皮機能の関連(横断研究、N=200)、2CPPと動脈壁硬化度・肥厚度との関連(横断研究、N=200)、3CPPとCVD発症リスクとの関連(コホート研究、N=518)、4CPPと脳微小血管障害との関連(横断研究、N=200)【平成27年度の実施計画と達成状況】123においては、データベースにリンクした凍結保存血清を用いて測定を完了する予定であったが、CPP測定系の確立に時間を要しており、測定を完了できていない。4については、目標症例数200人のところ143人の登録を完了し、この人数を解析対象とすることに変更した。血清CPPの測定方法は共同研究者の黒尾誠教授の方法を踏襲する予定であったが、測定結果の表示のための標準物質をどうするかでDiscussionになった。A)精製Fetuin Aを用いて人工的に作成したCPPを用いる、B)ウシ胎児血清を用いて作成したCPP、C)ハイドロキシアパタイトを標準物質に用いる、これらのいずれを用いても一長一短がある。現時点では、A)とC)を同時に用いた測定法とするようにして、測定方法を確立しつつある。【研究の目的】心血管疾患(CVD)のリスクを高める要因として「リン毒性」が想定されており、その機序としてリン、カルシウム、Fetuin-Aが形成するナノ粒子であるCalciproein particle (CPP)が中心的役割を果たすとする「CPP病原体説」を臨床的・疫学的に明らかにすることが本研究の目的である。【実施計画】1.CPPと血管ナイフ機能の関連(横断研究、N=200)、2.CPPと動脈壁硬化度・肥厚度との関連(横断研究、N=200)、3.CPPとCVD発症リスクとの関連(コホート研究、N=518 )、4.CPPと脳微小血管障害との関連(横断研究、N=143)【平成28年度の達成状況】1.サンプルの収集:上記の4つの研究用血清サンプルはすでに収集を完了でいている。2.CPPの測定:自治医科大学黒尾誠博士の考案した高感度CPP測定法については、蛍光強度の測定自体は問題なく実施できることを確認している。そのうえで、血清中のCPP濃度を表現するのに、(1)人工CPPに換算した表現方法、(2)ハイドロキシアパタイトに換算した表現方法の二つが考えられる。そこで、(1)Fetuin-Aを用いて作成した既知濃度の人工CPPを用いて検量線を作成する方法に取り組んだが、検量線が安定しないことが判明した。(2)の方法も試みたが、やはり検量線が安定しなかった。そこで、検量線が安定しない原因を検討した結果、人工CPPもハイドロキシアパタイトもともに水溶液に不溶性であるため測定作業中にすぐに沈降してしまうため、定量的に測定系に持ち込めていないためと考えられた。この点を改善するために、測定の手順を見直した結果、異なる測定者間でもほぼ安定した検量線が引けるようになった。今年度の達成状況は上記のとおりであり、実際の血清サンプルの測定を保留していたため、平成29年度に測定を持ち越すことになった。研究のキーとなる血清CPP測定について安定した測定が困難であることが理由である。平成28年度にこの困難を克服する手順が判明したため、次年度には測定を完了できると考えている。【研究の目的】慢性腎臓病患者の心血管疾患のリスクを高める要因として「リン毒性」が想定されており、Calciprotein particle (CPP)がその中心的役割を果たすとする「CPP病原体仮説」を臨床的・疫学的に明らかにすることが本研究の目的である。【実施計画】#1.自治医大黒尾教授研究室の方法に基づき、本学でもCPP測定系を確立する。#2.以下の4つの臨床研究にて血清CPP測定を取り入れ、CPPの意義を検討する:(1)CPPと血管内皮機能との関連(横断研究、N=200)、(2)CPPと動脈壁硬化度・肥厚度との関連(横断研究、N=200)、(3)CPPと心血管リスクとの関連(コホート研究、N=518)、(4)CPPと脳微小血管障害との関連(横断研究、N=143)【平成29年度の達成状況】#1.自治医大黒尾教授研究室の方法に基づき、本学でもCPP測定系を確立すべく努めたが、測定結果が安定せず再現性に問題があった。

黒尾研究室では測定条件を変更し最近になりpublishした(Miura Y, et al. Sci Rep 8:1256, 2018)。その論文での測定方法に変更したところ、比較的安定した測定結果が得られるようになった。品質管理目的で健常人プール血清と透析患者プール血清を日をかえて7回測定したところ、日差変動(CV)は1521%であった。#2.4つの臨床研究のうち(3)のコホート研究のbaseline血清用いてCPP測定を実施した。透析患者(513人)の血清を測定したところ、健常人プール血清より低値であった。一方、このサンプルとは別に採取された透析患者のプール血清では、健常人プール血清よりも明らかな高値を示したため、透析患者の測定結果に何らかの問題がないか、更なる検討が必要であった。慢性腎臓病におけるリン毒性の病原体と想定されるcalci-protein particle (CPP)と、CPPがより細胞障害性の強い形態であるsecondary CPPに形質変換するまでの時間(T50)を測定した。血清CPP濃度は健常ボランティアに比較し血液透析患者で低値であった。透析患者でCPP濃度とT50は相関しなかった。透析患者コホートにおいて、T50が短いほど総死亡リスクが高かったが、CPP濃度は総死亡と関連しなかった。これらの結果は、慢性腎臓病患者においてCPPが生体内で変化することで病原体に変貌し、寿命の短縮に悪影響を与えていることを示唆する。測定方法の確立ができ次第、臨床サンプルの測定に取りかかれる。その他のデータは既にデータベース上に蓄積されているため、測定完了後はすぐに統計解析に進める。(1)人工CPPを一次スタンダートとするが、CPP低値から高値の複数のプール血清を毎回測定に加えることでこれらを二次スタンダードとして利用する。これにより、CPP測定の不安定性を克服することができる。腎臓病CPPの測定系の確立が遅れており、多数の検体を測定するために計上していた費用の支出に至らなかったため。研究のメインとなる血清CPP測定の安定性の確立に時間がかかっているため、収集済みの血清を用いた測定を保留しており、測定にかかる物品費の支出が少なく、また研究成果発表のための旅費支出がなかったことが理由である。現在、CPP測定系を確立しつつあり、今年度の全ての費用を次年度に使用する予定である。血清CPP測定の安定性確保のめどがたつようになり、遅れている測定を次年度に行うことで支出していく。また、どうしても血清CPP測定の安定性が不十分と判断すれば、代替指標としてT50を測定することで研究を促進する。
中国における農業経営の垂直的組織化およびその政策的含意に関する研究

本研究では,近年中国の各地で取り組まれている農業産業化のコンセプト,成立要因,農業・農村経済へのインパクト等について整理・分析を行った。中国における農業産業化は1)農業の市場化・商業化,2)農産物生産・加工・流通の垂直的調整,3)農業の地域特化という三つの側面の変化から捉えられ,農産物の生産・加工・流通の垂直的調整を図る農業経営の垂直的組織化であると規定できる。その成立要因は農業・フードシステムをとりまく制度的環境および経済条件の変化に求められる。具体的には,第1に食生活の高級化・多様化による畜産物,果樹・野菜等園芸作物,加工食品の消費の増大,外食産業の成長,労働集約的園芸作物及び畜産物の輸出拡大等の農産物需要の変化に対応する垂直的調整の要請,第2に市場経済化のなかでの市場の不完全性および情報の非対称性に対応する農産物マーケティングの組織的革新の要請があげられる。山東省諸城市,高密市,寿光市,安徽省利辛県,河北省館陶県,臨〓県の事例調査に基づき,農産物需要の変化や流通の市場化等の制度的環境および経済条件の変化に対応するため,アグリビジネス企業および生産農家が垂直的組織化を選択したことが確認された。したがって,中国では農業産業化を不完全市場および情報の制約に対応する制度変化として捉える視点がほとんどであるのに対して,本研究では,農業産業化はアグリビジネス企業および生産農家が農産物需要の変化や流通の市場化等の制度的環境および経済条件の変化に対応した結果であることを解明した。また,アグリビジネス企業と生産農家のモラル・ハザード対応のために行政仲介を導入しているケースが多いが,アグリビジネス企業と生産農家との間に仲介組織を組み込むことが必要され、仲介組織としては生産者組織を導入すべきであり、生産者の水平的組織化の政策的支援が要請されることを解明した。1.中国の各地で取り組まれている「農業産業化経営」という農業経営の垂直的組織化について,その政策理念は市場の不完全性に対応する精度適応,すなわち不完全市場の下での個別農家経営の市場対応を補完するために,垂直的関係にある農産物の生産・加工・流通等各段階の活動の調整を図るものであると整理した。さらに,「農業産業化経営」の実践を踏まえ,その類型区分を行った。その主要類型として「アグリビジネス企業+農家」,「合作社+農家」,「産地卸売市場+農家」等があげられた。そのうえ,「農業産業化経営」のなかの最も主要な類型である「アグリビジネス企業+農家」について,山東省,河北省,安徽省における養鶏経営,肉牛経営,野菜作経営の垂直的組織化の実態調査を行った。山東省諸城市養鶏経営および高密市野菜作経営の垂直的組織化の事例調査に基づき取りまとめた論文(中国における農業経営の垂直的組織化:理念と実践-山東省「農業産業化経営」の事例を中心に-)は,大学紀要『筑波大学農林社会経済研究』に公表した。2.上記の論文において,垂直的組織化の下での生産過程と加工・流通過程の垂直的調整,農業経営の出資構造,利益分配構造,リスク・シェアリング等の組織構造,および参加主体であるアグリビジネス企業と生産農家のモチベーションを分析し,垂直的組織化はアグリビジネス企業と生産農家のインセンティブ契約であることを明らかにした。さらに,垂直的組織化は,不完全市場の下での生産農家経営の市場リスク軽減,農産物品質の向上,資金力や技術力による商品化農業への参入障壁の緩和,および地域農業の振興といった効果をもたらしているが,取引価格の設定や契約履行等に関わるアグリビジネス企業および生産農家のモラル・ハザード問題を対応するメカニズムの確立が肝要であり,そのため,生産農家の水平的組織化が要請されることを指摘した。
行動制限最小化における多職種間の倫理調整プロセスモデルの作成

行動制限最小化を適切に進めるためには、多職種間における互いの倫理的葛藤を認識し、解決策を導き出すための倫理調整が必要である。そこで、本研究では「行動制限最小化における多職種間の倫理調整プロセスモデル」の作成を目的として、以下の2つの研究目標を挙げた。目標1として、行動制限最小化に関わる多職種の倫理的葛藤とそれを感じる場面、その内容、それぞれの職種がとった対処方法・行動について明らかすることとし、目標2として、行動制限最小化において多職種間に生じやすい倫理的葛藤と、それらに対する解決策を導くための倫理調整プロセスモデルを作成することした。平成29年度は、学会参加により、1身体拘束解除に向けての多施設での活動についての情報収集と、2行動制限最小化に関わる多職種の倫理的葛藤とそれを感じる場面、その内容、それぞれの職種がとった対処方法・行動について明らかにするための、研究計画書の作成および研究倫理審査の準備を行い、インタビューを開始した。1では、多くの病院で精神科リエゾンチームを初めとした、多職種での回診により適正化を図っていることがわかった。また、倫理調整として行っているという活動ではなかったが、身体拘束はやむを得ないという認識が強い病棟スタッフに対して、多職種それぞれの専門的な評価を統合して、身体拘束解除に向けた具体的な方策を提案している活動を行っているとの報告から、精神科リエゾンチームの構成員における多職種間だけでなく、精神科リエゾンチームと病棟スタッフとの倫理的葛藤や対処方法についても、その活動を行っている対象にはインタビューで確認する必要があることがわかった。2では、行動制限最小化に関わる多職種10名程度にインタビューを行うこととし、医師2名へのインタビュー調査を行い、分析を始めた。身内の介護および忌引により、研究協力施設への承諾を得るための連絡調整とインタビューの開始が大幅に遅れたため。平成30年度は、本研究の最終年度であるため、大幅に遅れているインタビュー調査は9月末までに終了することを目標とし、インタビュー調査を行いながら分析も同時に行うことで、データ分析の時間の短縮化に努める。12月末までには、目標2である倫理調整プロセスモデル案を作成し、3月末までには、臨床で倫理調整が必要な場面において、作成した倫理調整プロセスモデル案が実用可能かどうかについて、インタビューの協力者や精神看護学の教員、専門看護師などのグループで意見交換を行い、倫理調整プロセスモデルを洗練化することを目標として、研究を推し進める。
地方銀行を考慮した地域経済モデルの構築とその応用

本研究では、まず、マクロ経済学の観点から、地方銀行を明示的に導入した地域経済モデルを構築する。そして、構築したモデルを用いて、財政・金融・成長促進政策といったマクロ経済政策が各地域の所得にどのような影響をもたらすかを明らかにする。具体的には、地域間の異質性を考慮しながら、リレーションシップ・バンキングをモデル化し、その役割をマクロ経済学の枠組みの下で考察する。そして、マクロ経済政策が地域経済にどのような影響を与えるかを数量的に分析する。
言語の機能と類型に関する総合的研究

言語の類型的特徴を従来の形式的観点からでなく、機能の観点から追究し、言語記述上の説明的理論の展開を目指した本研究は、資料収集ならびに幾つかの重点領域においてかなりの成果をあげることができた。資料の収集については、朝鮮語(柴谷)、アイヌ語(切替、大島)ネワール語(柴谷)、チュクチ語(大島)、イロカノ語(平野)、ビルマ語(薮)、チベット語(長野)、エスキモー語(宮岡)等個別言語の資料収集にあたるとともに、一般的なレベルでは、東大文学部内に設置計画が進められている、「消滅しかけの言語」の情報センターとの協力のもと、より広範な資料収集の可能性について検討した(土田)。理論面での展開としては、格形式や人称代名詞の分布および類型特性については、特に中南米諸語およびウラル諸語のデータをもとに新しい展開が見られた(八杉、小泉)。動詞結合価の増減の問題については、新しい認知言語学の立場からの理論の開発に取り組み、受益構文や与格構文、受動構文、所有構文の解明において大きな進展がみられた(染谷)。また、同じ認知論的観点から、中国語その他の言語の語順に関する問題も検討された(中川)。情報分布の統語的表出については、特にテンスの意味論的・語用論的機能、ならびにモダリティーに関する領域を探求し新しい知見を得た(田窪、金水)。また、情報構造と文構造の接点を明確な形で見せる構文として、日本語の体言締め構文について類型的観点から新たに研究のメスが入れられた(角田)。本年度は研究計画のうちの方法諭ならびに研究テーマのひとつ「文法関係と意味関係の表出」について大きな進展が見られた。まず本研究の方法論として類型論と認知方法論の交差領域に立脚したものとすることで合意した。単に類型的パターンを求め、一般化を導き出す作業にとどまらず、それらの説明を求めるには、認知論的観点が有効であると認識された(柴谷、全員)。この方法論の有効性については、具体的に中国語の語順の原理の解明が示された(中川正之)。研究テーマのひとつである格のパターンと機能について、理論面では、従来混同されがちであった格、文法関係、意味役割の3つのレベルの区別とそれぞれの相関についてWarrthngn語をテスト・ケースとして分析の一端が示され、この言語における格のSynchetismを考える場合には雨なくとも3次元空間の構想が必要であると主張された(角田太作)。一方、名詞、代名詞の格の形態上の分離などを考えるうえにおいて、一つの格様式の中で、分裂が起るという従来の見解ではなく、二つの確シスムの一言語内に共存すると見る方が現実的であるという認識が得られた(全員)。また、格の認定という基本問題についても、形態に基づくのか、それとも抽象的な統語的構造関係ないし統語位置に基づくのかという点の議論が進められた(全員)。具体的な分析として、ウラリ語における格の用法と機能(小泉保)、ならびに中米諸言語の格体系について(八杉佳穂)の成果が得られた。本年度の課題である、動詞結合価の増減ならびに情報分布の統語的表出について、資料収集、整理、理論研究について平行的に計画遂行した。資料の収集については、朝鮮語、アイヌ語、ネワール語、チュクチ語、イロカノ語等個別言語の資料収集にあたるとともに、一般的なレベルでは、東大文学部内に設置計画が進められている、「消滅しかけの言語」の情報センターとの協力のもと、より広範な資料収集の可能性について検討した。理論面での展開としては、第一テーマ動詞結合価の増減の問題についてかなりの成果が得られた。かつての、フイルモアによる「格文法」やチョムスキーの「統率と束縛理論」における「セータ基準」の観点からの、動詞を中心とした項構造への接近では適切な捉え方が不可能な現象が認識され、本研究で新しい理論の開発に取り組んだ。特に、動詞の結合価からのみでは決定できない項構造を有する構文として、受益構文がある。例えば、英語のJohn bought Mary

a bookといった構文では、他動詞buyが関与しているが、この動詞は元来他動詞であって、主語と目的語の二つの項しかとらない。しかし、例文のような表現においてのみ、三つの項を取る。つまり、buyはこの、受益構文という構文形式において始めて三つの項を取るわけであり、動詞の元来の結合価ではなく、構文形式によって二項動詞が、結合価を増やしている状況が見られるのである。本研究では、このような受益構文を、動詞giveを使う基本的受益構文、例えばJohn gave Marya bookに依拠したものとして捉え、受益構文全般における統語特性および意味特性を追究し、理論的体系化を試みた。第二テーマである、情報分布の統語的表出については、特にテンスの意味論的・語用論的機能、ならびにモダリテイーに関する領域で大きな進展が見られた。
生体分子を有するポリマーの疎水性相互作用を利用した特異な細胞接着基質の構築

これまで、ウリジンを有するポリマーで処理した表面に3T3-L1線維芽細胞の特異的な接着が起こり、その接着が細胞表面に存在するガラクトース転移酵素を介したものであることを研究してきた。ガラクトース転移酵素はUDP-ガラクトースのガラクトース部分をN-アセチルグルコサミン上にβ1→4結合で転移する酵素であり、α-ラクトアルブミン存在下ではグルコース上にガラクトースを転移してラクトースを合成する。通常のガラクトース転移酵素は小胞体やゴルジ体に存在しているが、細胞膜表面にガラクトース転移酵素を発現している細胞がある。この細胞膜表面のガラクトース転移酵素は、細胞の接着や移動に関与していると考えられているが詳細な研究はされていない。本年度は、ウリジンおよび糖を有するポリマー上への各種細胞の接着に関して研究した。ガラクトース転移酵素を抗原としたウサギの抗血清と蛍光ラベルした抗ウサギIgG(二次抗体)を用いて調べると、3T3-L1線維芽細胞にガラクトース転移酵素があることがわかった。疎水性のポリスチレンシャーレをウリジンを有するポリスチレン(PUSS)でコートし、細胞接着実験を行ったところ、細胞膜表面にガラクトース転移酵素を持っている3T3-L1線維芽細胞がよく接着し、ガラクトース転移酵素を持っていないHeLa細胞はあまり接着しない。また、3T3-L1線維芽細胞は、ガラクトースを有するポリスチレン(PVLA)でコ-トした表面へは接着せず、2種のポリマーのブレンド(PUSS+PVLA)やコポリマー(P(U-V))でコートした表面に対しては、接着はするものの、細胞形態を見るかぎり、PUSS表面に対するような仮足の伸展は見られない。さらに、3T3-L1線維芽細胞は、N-アセチルグルコサミンを有するポリマーでコートした表面に対しては、ガラクトースに対してよりは強く接着するものの、ウリジンよりは弱い接着性を示した。このことから、強度の異なる3種類の制御が可能と思われる。
トラスツズマブにより誘導される担癌生体における腫瘍特異的細胞性免疫についての研究

前年度に引き続き、in vitroにおける樹状細胞(DC)の誘導、及び同DCを用いたCTL誘導におけるTrastuzumabの効果・作用機序についての検討を行った。健常人末梢血CD14+単球からIL4,GM-CSFを用いた通法によりin vitroにてimmature DCを誘導し、HER2陽性allo乳癌細胞株またはそのcell lysateによる刺激を行った。この際、anti-HER2(Trastuzumab)を添加することにより、一部の症例でCD83,CD80等の細胞表面マーカーの発現上昇が軽度認められた。更にTNF-alpha/LPSにより誘導されたmature DCにおいて、Trastuzumab添加例は非添加例に比し有意なIL12p70の産生上昇、IL-10産生の低下を認めた。HLA-A0201およびA2402陽性者に対しては,上記DCとPBMCによるMLTCを行いCTLの誘導を行ったが、Trastuzumab添加により誘導されたDCは非添加例に比し、HER2ペプタイド認識CTLの誘導能が有意に高かった。以上のことより、TrastuzumabはDCを介して抗腫瘍細胞性免疫を効果的に誘導し、癌の退縮に寄与すう可能性が示唆された。現在Trastuzumab治療患者(HLA-A2,-A24症例)の治療前後の末梢血を用い、免疫学的検討を行っている。vivoにおける腫瘍特異的細胞性免疫の誘導について、HER2ペプチド抗原に対する末梢血中のCTLプレカーサーアッセイ(ELISPOT法)にて、今後継続して解析を行っていく予定である。また今後Trastuzumab治療患者(HLA-A2,-A24症例)の治療前後の末梢血を用い、免疫学的検討を行う。vivoにおける腫瘍特異的細胞免疫の誘導について、HER2,CEAペプチド抗原に対する末梢血中のCTLプレカーサーアッセイ(ELISPOT法)にて解析を行うべく準備中である。
家計の金融資産保有に関する金融専門家の助言：どんな家計が誰の助言を求めているか？

(1)「家計の金融行動に関する世論調査」から、どのような属性(年齢、性別、職業、学歴、所得、資産残高、金融に関する知識)の家計が、金融の専門家や特定の業界に属さない中立公正な団体等の外部の知見を投資の際に活用しているかを、多項ロジットモデルで検討した。次に、外部の知見の活用を行う家計の資産運用は、外部の知見の活用を行わない家計とどのように異なるか(例えば、株式投資により積極的かどうか)も検討した。初稿が2018年10月に完成し、2018年12月のキャノン研究所の国際会議、2019年3月のHousehold Finance会議でのコメントを踏まえ改訂中。(2)「金融リテラシー調査」から、金融リテラシーを指数化し、指数の値が高い人はどんな属性を持つ人なのかを調べた。そのうえで、指数の水準と金融商品の商品性に関する理解、株式、投資信託、外貨預金・外貨MMFの購入経験、家計の金融商品を選択する際の情報入手先との関係について分析した。研究結果はTCERのワーキングペーパーに公表済み。分析の一部を全国銀行協会の研究会資料、財務省のフィナンシャル・レビューに発表予定。(3)「金融リテラシー調査」から、金融リテラシーを指数化し、これを年齢、性別、職業、所得、資産、居住地域で予測するモデルを作った。このモデルを「家計の金融行動に関する世論調査」にも利用できる同じ変数にあてはめ、金融リテラシーの代理変数を構築し、従来用いてきた預金保険機構に関する知識のデータとの性質の違いを確認した。初稿が2018年10月に完成し、20018年10月のカナダ銀行でのワークショップにおけるポスター発表ののち、専門雑誌に投稿。(1)について、初稿が2018年10月に完成し、20018年10月のカナダ銀行でのワークショップにおけるポスター発表ののち、専門雑誌に投稿できたため。(2)について、ワーキングペーパーが完成したため。(3)について、初稿が2018年10月に完成し、2018年12月のキャノン研究所の国際会議、2019年3月のHousehold Finance会議でのコメントを踏まえ改訂中であるため。(1)について、2019年6月の日本経済学会で発表し、コメントを踏まえさらに改訂する。(2)について、4月末に全国銀行協会、7月末に財務省向けの原稿を完成させる。(3)について、2018年12月のキャノン研究所の国際会議、2019年3月のHousehold Finance会議でのコメントを踏また改訂版を2019年8月のSWETとSingapore Economic Reviewコンファランスでの発表を踏まえさらに改訂。2019年内に専門雑誌に投稿できるようにプロジェクトを進める予定。統計ソフトのアップデートを2年目に遅らせたこと、海外出張招待先からの旅費・滞在費援助額が予測できず、前倒し申請が結果的には不要だったこと。
実用的ソフトマター材料設計への粗視化シミュレーションの応用

コロイド分散系の直接数値シミュレーションを実現する独自の方法(SP法)を開発した.SP法はコロイド分散系内の静電的・流体力学的相互作用を正しく考慮し,Newton-Euler方程式・移流拡散方程式・Navier-Stokes方程式を同時に矛盾なく解くことで,コロイド粒子・イオン・ホスト流体を正しく時間発展させる.本研究では,SP法を1)圧縮性流体分散系,2)自己推進粒子分散系,3)任意形状剛体粒子分散系に適用することに成功した.ソフトウエアはKAPSELホームページ[http://www-tph.cheme.kyoto-u.ac.jp/kapsel/]からダウンロード出来る.コロイド分散系の直接数値シミュレーションを実現する独自の方法(SP法)を開発した.SP法はコロイド分散系内の静電的・流体力学的相互作用を正しく考慮し,Newton-Euler方程式・移流拡散方程式・Navier-Stokes方程式を同時に矛盾なく解くことで,コロイド粒子・イオン・ホスト流体を正しく時間発展させる.本研究では,SP法を1)圧縮性流体分散系,2)自己推進粒子分散系,3)任意形状剛体粒子分散系に適用することに成功した.ソフトウエアはKAPSELホームページ[http://www-tph.cheme.kyoto-u.ac.jp/kapsel/]からダウンロード出来る.本研究では、シミュレーションによる実用的なソフトマターの材料・プロセス設計を想定し、我々自身がこれまで開発してきた各種シミュレーション手法を発展させて、いくつかの具体的問題の解決に取り組んでいる。いずれも流体や分散粒子や外力といった複数の自由度が連成する複雑な状況であり、境界条件の設定など自由度間の適切な結合が本質的に重要である。有効な材料・プロセス設計を行うためには物質のミクロな性質とメソスケールの構造との関係を理解し、制御することが必要である。新しい液晶ディスプレイやフォトニックデバイスの材料として期待されている液晶とコロイド粒子の複合物質について、実験とまるごとシミュレーションとを連携し、実験データと比較することによって定量的に粗視化モデルの妥当性を検証する。平成23年度は、実験とシミュレーションとを連携することによって定量的に粗視化モデルの妥当性を検証し、以下の結果を得た。1.周期境界条件下でせん断流動場を加えることが出来るようにコロイドシミュレータを拡張した。そのシミュレータを用いて鎖状粒子分散系のレオロジー特性について詳細なシミュレーションを行い、理論的な予測や実験データと定量的な比較を行い、計算モデルの妥当性を確認した。2.溶媒の圧縮性を考慮した計算が出来るようにコロイドシミュレータを拡張した。そのシミュレータを用いて、圧縮性溶媒中の分散粒子の動的性質を計算し、理論的な予測や実験データと定量的な比較を行い、計算モデルの妥当性を確認した。3.自己推進粒子を含むアクティブソフトマテリアルに適用すべく、粗視化モデルの検討とコロイドシミュレータの拡張を行った。本研究では、シミュレーションによる実用的なソフトマターの材料・プロセス設計を想定し、我々自身がこれまで開発してきた各種シミュレーション手法を発展させて、複数の具体的問題の解決に取り組んだ。平成25年度はコロイド分散系に対する粗視化モデルであるSP法をさらに改良し、現実的ソフトマター材料のへの応用を進め、以下の具体的成果を得ることに成功した。1.任意形状粒子の分散系への適用:球形粒子を多数組み合わせることで任意形状の剛体粒子を表現できるようにプログラムを改良した.これを用いて種々の非球形粒子分散系の動的課程に関するシミュレーションを行い、任意形状の剛体粒子についてもSP法は十分な精度で現実の結果を再現できることを確認した.2.干渉沈降の大規模シミュレーションへの適用:沈降する微粒子の挙動は、様々なアプローチで研究が行われたにもかかわらず十分に解明されていない.SP法による直接シミュレーションにより、そのミクロ構造や協同運動に対する粒子の体積分率,ペクレ数,レイノルズ数依存性を明らかにした.3.自己推進粒子系への適用:水中を泳動する微生物を模した球状のモデル自己推進粒子(スクワマー)の動的性質をSP法を用いた直接数値シミュレーションで明らかにした.特に多数のスクワマーが分散した溶液中におけるトレーサー(普通のコロイド粒子)の拡散運動を詳細に検討した.また、非対称形状の壁面に対して、スクワマー粒子は方向性を持った駆動力を発生させることを直接シミュレーションで示しただけでなく,さらにその駆動力がスクワマーの泳動様式(押出型/引張型)に大きく依存することも見いだした.4.これまでの成果を反映したシミュレーションソフトKAPSEL-3を一般公開した.本研究では、シミュレーションによる実用的なソフトマターの材料・プロセス設計を想定し、我々自身がこれまで開発してきた各種シミュレーション手法を発展させて、複数の具体的問題の解決に取り組んだ。平成24年度は、前年に開発したコロイド分散系に対する粗視化モデルを用いて、現実的ソフトマター材料のへの具体的な応用を進めた。現実的ソフトマター材料のへの具体的な応用を進め、以下の具体的成果を得ている。1.溶媒の圧縮性を考慮した微粒子分散系のダイナミクス:微粒子分散系を理論的に扱う場合、これまでは溶媒を非圧縮流体とみなすことがほとんどであった。

粒子の大きさが比較的大きく(メソスケール以上)、溶媒と粒子の遅い運動に注目する限りにおいてはこれでよいが、微粒子の大きさがミクロな分子サイズ程度に小さい場合や、微粒子分散系の音波物性に興味がある場合、溶媒の圧縮性を考慮した理論モデルを用いることが重要になる。本研究では、溶媒の圧縮性を考慮した計算手法を用いて、微粒子分散系の音波物性を定量的に解析可能なシミュレーション技術を構築した。2.自己推進粒子を含むアクティブソフトマテリアル:分散する粒子自身に自己推進する性質を付与し、粒子(群)に特定の方向性を持った運動を発生させることで新奇な特性を発揮するアクティブソフトマテリアルを実現することが、最近の実験技術の進歩によって可能となっている。本研究ではシミュレーションで基礎メカニズムの解明に取り組み、自己推進粒子の構造と運動を制御するための基礎技術を確立した。京都大学における夏季及び冬期の節電対策のため、平成23年度中に導入しても運転する目処が立たない装置(24時間運転で電力消費量の激しいクラスター計算機と大容量RAID装置)の導入を半年延期し、平成24年度により高性能で省電力のの装置を導入することにした。25年度が最終年度であるため、記入しない。平成23年は、震災後の電力不足によってクラスター計算機の運転時間に制限が出来たため、結果として研究計画に遅れが生じることとなった。この遅れを取り戻すべく、平成23年度中に導入しても運転する目処が立たない装置(24時間運転で電力消費量の激しいクラスター計算機と大容量RAID装置)の導入を半年延期し、平成24年度当初により高性能で省電力の装置を導入することにした。つまり、エネルギー効率にすぐれた新型の計算機を導入する方が年間の実働総計算量で有利であると考えて対応を行ったわけであるが、その結果24年度中にこれまでの遅れを解消することが出来た。ソフトマター(高分子・液晶・コロイド・ゲル・界面活性剤などの複雑で柔らかい物質)は機能性材料の宝庫であるが、その複雑なマルチスケール(ミクロnmメソμm)の階層構造のために有効にシミュレーションを行うことが難しい。そのような状況の中、我々が独自に開発したシミュレーション手法を駆使して現実的ソフトマター材料のへの具体的な応用を進め、「1.溶媒の圧縮性を考慮した微粒子分散系のダイナミクス」「2.自己推進粒子を含むアクティブソフトマテリアル」以下の研究内容について具体的成果を得ている。研究発表の実績としも、冊子論文は平成23年度の3件から平成24年度は8件、招待講演も1件から8件と飛躍的な伸びを示しており、23年度の遅れが24年度で完全に回復できたことを如実に表している。本研究課題の実施において、大型計算機を常時稼働し、長時間にわたるシミュレーションを実行することが不可欠である。平成24年度以降も節電要請が継続するのは確実な情勢であるため、性能とエネルギー効率にすぐれた新型の計算機を導入する方が実働総計算量で有利である。従来型に比べてエネルギー効率に優れた計算機の開発が進んでおり、平成24年度早々に発売となる。使用開始は遅れても、夏季に予測される節電対応を考慮すると、新型を導入した方がのべ計算時間をより多く確保できる見込みである。
高分子電解質国際シンポジウムの企画調査

平成8年10月18日に第1回企画会議、平成9年2月1日に第2回企画会議を開催し、以下の項目を計画・提案した。1)開催日時は、京都で平成10年5月27日-29日に開催される第47回高分子年次大会との関連を考慮して、平成10年5月31日(日)-6月3日(水)とし、また、開催地は、酸化予定者数(約150名)、費用、宿泊および交通の便等を考慮して、犬山国際観光センターとする。3)共催学会として、高分子学会、日本化学会、日本物理学会、日本生物物理学会等を検討した。また、酸化候補企業のリスト(52社)を作成した。4)招待講演候補者を28名(国外20名、国内8名)選んだ。これを基に、国際組織委員会や雇問委員会の意見を聞き、分野、国別等を考慮して最終的に14-15名を選ぶこととする。なお、その際、招待後援者がアジア諸国からでるように考慮する。5)アジア諸国の研究者、技術者の参加および欧米とアジア諸国の研究者間の交流の促進について検討した。first circular等で積極的にシンポジウへの参加を呼びかけると共に、必要に応じた資金援助の可能性を検討した。6)日本における組織委員会、プログラム委員会および事務局の構成を決定した。7)国際シンポジウム予告通知(first circular)の内容を上記の案を基に検討し、予告通知を作成した。
血球破壊と血液凝固を自己認識・回避するインテリジェント人工心臓の開発

本課題では,血球破壊と血液凝固を自己認識・回避するインテリジェント人工心臓の開発を行っている.平成30年度は,インペラ強制加振の応答と血栓形成量の評価,インペラ強制加振と血栓抑制の生体模擬評価を行った.1.インペラ強制加振による血栓検知:前年度までに磁気軸受の制御を応用し,インペラに強制加振を加えた際の入力電流とインペラ変位の位相差から,ポンプ内血栓を検知できることを確認した.本年度はインペラ強制加振の入力電流とインペラ変位の位相差と形成される血栓量に関して評価を行った.ポンプを模擬循環回路に接続し,実臨床に条件を近づけるためヘパリンナトリウムで抗凝固されたブタ血液を循環させた.その結果,まずヘパリンナトリウム抗凝固血液でも本手法によって血栓を検知できることを確認した.さらに,位相差とポンプ内隙間にできる血栓量に相関傾向があることが分かった.2.インペラ強制加振による血栓抑制:前年度までにポンプの出入口を塞いだ基礎実験系を用いた実験から,インペラを強制加振させた場合,加振なしの場合よりも計測トルクから算出した血栓形成時間が優位に延長し,血栓形成量も減少傾向にあることを確認した.本年度は回路を用いた模擬生体試験を行い,本手法の有効性を評価した.前述の基礎実験結果から選定したインペラ強制加振があるモデルとないモデルを比較した結果,加振がある場合はない場合よりも血栓形成時間が約2倍に優位に延長し,形成された血栓量も減少傾向にあることが分かった.本年度は,血栓に関する人工心臓のインテリジェント化に取り組んだ.まず血栓検知に関してインペラ加振変位と加振信号の位相差とポンプ内隙間に形成される血栓量に相関があることが確認できた.血栓予防に関しては,昨年度の基礎実験結果をもとに回路を用いた生体模擬実験を行い,インペラ加振がポンプ内血栓を優位に抑制することを確認できた.次年度は,血栓予防技術をさらに発展させるため,インペラ駆動方法が血栓予防特性に与える影響の評価を予定しており,従来のインペラ強制加振制御と拍動駆動制御の比較を行う.また,赤血球分離現象と溶血特性の関係評価に関しては,基礎実験装置を用いて評価する予定である.本課題では,血球破壊と血液凝固を自己認識・回避するインテリジェント人工心臓の開発を行っている.平成29年度は,評価用ハイブリッド人工心臓の製作およびインペラ強制加振の応答からポンプ内血栓の検出と抑制に関する評価を行った.1.ハイブリッド人工心臓の製作:血球破壊の抑制効果が期待されるプラズマスキミングを能動的に発生させるため,磁気軸受と螺旋状動圧軸受を組み合わせたハイブリッド人工心臓を提案した.まず,各軸受隙間に対して動圧軸受が発生する流体力を数値解析から算出した.算出した値をもとに,磁場解析ソフトウェアを用いてインペラを任意の浮上位置に調製可能な磁気軸受を設計した.設計した磁気軸受と動圧軸受を実装することで,先行研究より明らかになっているプラズマスキミングが発生する軸受隙間の区間で,インペラを能動制御可能なハイブリッド人工心臓を製作することができた.2.ポンプ内血栓の検知および抑制に関する評価:まず,人工心臓自体がポンプ内血栓を自己検知することが可能かを評価するため,インペラ強制加振を応用した血栓検知実験を行った.その結果,インペラ強制加振用の入力電流とインペラ変位の位相差から,ポンプ内血栓を検知可能であることを確認した.次に,インペラ強制加振とポンプ内血栓形成との関係を評価した.その結果,インペラ強制加振の周波数の増加とともに,ポンプ内血栓の血栓形成時間は延長傾向にあることが分かった.また,インペラ強制加振による血球破壊(溶血)への影響を評価するため,溶血試験を行った.その結果,インペラ強制加振がある場合とない場合で,溶血量に差はないことを確認した.本年度は,研究計画に従ってプラズマスキミングを能動的に発生可能なハイブリッド人工心臓を設計し,製作することができた.また,ポンプ内血栓を人工心臓自体が自己検知する技術を提案し,生体模擬環境下で実証することができた.さらに,ポンプ内血栓を物理的に抑制する手法を提案し,基礎実験からその可能性を確認することができた.本課題では,血球破壊と血液凝固を自己認識・回避するインテリジェント人工心臓の開発を行っている.平成30年度は,インペラ強制加振の応答と血栓形成量の評価,インペラ強制加振と血栓抑制の生体模擬評価を行った.1.インペラ強制加振による血栓検知:前年度までに磁気軸受の制御を応用し,インペラに強制加振を加えた際の入力電流とインペラ変位の位相差から,ポンプ内血栓を検知できることを確認した.本年度はインペラ強制加振の入力電流とインペラ変位の位相差と形成される血栓量に関して評価を行った.ポンプを模擬循環回路に接続し,実臨床に条件を近づけるためヘパリンナトリウムで抗凝固されたブタ血液を循環させた.その結果,まずヘパリンナトリウム抗凝固血液でも本手法によって血栓を検知できることを確認した.さらに,位相差とポンプ内隙間にできる血栓量に相関傾向があることが分かった.

2.インペラ強制加振による血栓抑制:前年度までにポンプの出入口を塞いだ基礎実験系を用いた実験から,インペラを強制加振させた場合,加振なしの場合よりも計測トルクから算出した血栓形成時間が優位に延長し,血栓形成量も減少傾向にあることを確認した.本年度は回路を用いた模擬生体試験を行い,本手法の有効性を評価した.前述の基礎実験結果から選定したインペラ強制加振があるモデルとないモデルを比較した結果,加振がある場合はない場合よりも血栓形成時間が約2倍に優位に延長し,形成された血栓量も減少傾向にあることが分かった.本年度は,血栓に関する人工心臓のインテリジェント化に取り組んだ.まず血栓検知に関してインペラ加振変位と加振信号の位相差とポンプ内隙間に形成される血栓量に相関があることが確認できた.血栓予防に関しては,昨年度の基礎実験結果をもとに回路を用いた生体模擬実験を行い,インペラ加振がポンプ内血栓を優位に抑制することを確認できた.次年度以降は,軸受隙間におけるプラズマスキミングの効率とポンプ内血栓形成および溶血との関係性に着目し,評価を行う予定である.次年度は,血栓予防技術をさらに発展させるため,インペラ駆動方法が血栓予防特性に与える影響の評価を予定しており,従来のインペラ強制加振制御と拍動駆動制御の比較を行う.また,赤血球分離現象と溶血特性の関係評価に関しては,基礎実験装置を用いて評価する予定である.
エストロゲン水素化反応における光学異性薬物投与の影響

薬物の光学対掌体間で観察される代謝速度の違いは、代謝酵素への親和性の差で説明される。一方、肝における水酸化反応には複数のチトクロームP-450が関与することが示唆されており、その発現量の違いが個体間での代謝様式の差異の要因とも考えられている。他方、P-450は同一の分子種が薬物のみならず内因性のステロイドホルモンなどの代謝にも関与しており、薬物がステロイドホルモンの代謝にも間接的に影響を与えることが予想される。そこで光学異性薬物の例としてβー遮断薬ブフラロール(Buf)を取り上げ、そのエストロゲン(Es)代謝への影響を検討した。まず、光学純度の高いBuf光学対掌体、ならびにEs代謝物標品23種を合成した。次いで、光学活性BufをC3H系雌性マウスに経口投与し調製した肝ミクロソーム画分と、[^<14>C]エストラジオールをNADPH存在下インキュベートし、二次元薄層クロマトグラフィーによりEsを分離した。これをオートラジオグラフィーに付し、標品との比較により代謝物を同定後、それらの放射活性により定量した。一方、信頼度に優れるガスクロマトグラフィーマススペクトロメトリー(GC-MS)に着目し、フェニルホウ酸結合シリカカートリッジを用いる分画法と組み合わせたEs代謝物の一斉分析法を確立し、さらに検討を加えた。その結果、S-Buf投与により代謝物中の16α水酸化体の生成比がR体のそれに比し大きく増大することが判明した。これは、薬物によるEsの16α水酸化酵素活性調節の可能性を示唆するものであり、極めて意味深い。
ホスホリパ-ゼCと物理的機能的に結びついたGTP結合蛋白の性質と生理的役割

牛胸腺リンパ球で見出したイノシト-ルリン脂質特異的ホスホリパ-ゼC(PLC)と物理的機能的に結びついたGTP結合蛋白(G蛋白)の精製、性質の検索、細胞レベルでの受容体およびPLCとの関係の解析(生理学的役割の解析)を行った。まず、本G蛋白はGTP結合活性に加えGTP-ase活性を示し、その性質がよく知られている三量体G蛋白と異なり、低分子量(ゲル濾過法で約25,000の分子量)であることを明らかにした。このG蛋白は、量的に細胞質より細胞膜に多く存在することを発見し、細胞膜画分よりこのG蛋白を精製することに成功した。精製G蛋白(G21K)の分子量はゲル濾過法で25,000、SDS電気泳動で21,000と計算された。部分アミノ酸配列を決定し、既知の低分子量G蛋白のアミノ酸配列と比較したところ、rho遺伝子産物と相同性の高いことが判明したが、一部のアミノ酸配列はrho蛋白のアミノ酸配列とは異なっており、新種の低分子量G蛋白であると考えられた。一方受容体とC蛋白およびPLCの関係を細胞(胸腺リンパ球)レベルで調べ、受容体を介したPLC活性制御の機作を明らかにした。すなわちマイト-ゲン受容体は少なくとも2種類のG蛋白(Giと低分子量G蛋白)と相互作用できる状態にあり、受容体へのマイト-ゲンの結合は、活性型となった一部の低分子量G蛋白の細胞膜から細胞質への移行を誘導する。細胞質へ移動したG蛋白は細胞質PLCおよび細胞膜の内側に存在する膜結合性PLCを活性化する。一方、受容体とGiの相互作用により細胞内でのcAMP濃度上昇が抑制され、cAMPによるPLC活性の抑制が生ずることを防ぐ機構として働く。受容体刺激に伴い膜から細胞質へ移行するG蛋白が、G21Kと同一のG蛋白であるかどうかは検討中であるが、G21Kも細胞質へ移行すると考えられるG蛋白もボツリヌス毒素によりADP-リボシル化を受けることから、その可能性は高いと思われた。牛胸腺細胞の細胞質画分に存在するイノシトールリン脂質特異的ホスホリパーゼC(PI-PLC)と物理的機能的に結びついたGTP結合蛋白(G蛋白)の性質を調べ、低分子量であること、本来主として細胞膜に存在することを見出した。本G蛋白が、量的に細胞質より細胞膜に多く存在することから,細胞膜画分より精製を試みた。このG蛋白は,膜をGTPγS処理することにより膜から遊離することができた。以下DEAE-Sepharose CL-6B、Sephacryl S-200,Mono Q、Mon Sのカラムにかけることにより電気泳動的に均一な標品を得た。この精製G蛋白は、GTPγS結合型であり、PI-PLCの活性を増強した。分子量はSDS電気泳動で21KDa、ゲルロ過で25KDaと推定された。部分アミノ酸配列を、リジルエンドぺプチダーゼ処理後HPLCで分離したフラグメントをペプチドシークエンサーで分析することにより決定した。得られた部分アミノ酸配列と既知の低分子量G蛋白のアミノ酸配列と比較したところ、rho遺伝子産物と比較的相同性が高かったが、それは一部のペプチドフラグメントについてのみであり、このG蛋白は新種であると推定された。

一方、この牛胸棟腺細胞で発見された低分子量G蛋白が、マイトーゲン刺激リンパ球におけるPI-PLC活性化で、制御因子として作用している可能性が、ConA刺激マウス胸腺細胞の糸で見出された。すなわち、マウス胸腺細胞をConAで刺激すると、数分後に膜画分のGTP結合活性が減少し、細胞質画分のGTP結合活性は増大するという、受容体刺激に伴う一部のGTP結合蛋白の移行を発見した。膜から細胞質へ移行するG蛋白の分子量はゲルロ過で約25KDaと計算された。また、ConA刺激胸腺細胞の細胞質画分のPI-PLC活性は、GTPγSを加えることにより非刺激細胞の細胞質画分のPI-PLC活性よりも有意に上昇した。以上の事実より、受容体刺激→膜から細胞質への低分子量G蛋白の移行→細胞質PI-PLCの活性化という情報伝達経路が推定された。昨年度ホスホリパ-ゼC(PLC)と親和性を有しPLC活性を増強する作用をもつ低分子量GTP結合蛋白(G21K)の精製に成功するとともに、マイト-ゲン刺激リンパ球では受容体刺激に伴い、G21Kと性質の類似した低分子量GTP結合蛋白(G蛋白)の一部が細胞膜から細胞質へ移行することを発見した。本年度は、胸腺リンパ球における受容体刺激に伴うG蛋白を介したPLCの活性化の機作について、低分子量G蛋白を中心に解析を進め、次のような成果を得た。(1)マイト-ゲン(本研究ではコンカナバリンAを用いた)受容体と親和性を有するG蛋白を発見し、これがGiであることを百日咳毒素によりADP-リボシル化をうけることおよび抗Gi抗体と交差反応性を示すことから確認した。(2)胸腺リンパ球の膜画分を化学的な架橋剤で処理後可溶化した膜蛋白画分に含まれるマイト-ゲン受容体画分には、Giのみでなく低分子量G蛋白も存在することを見出した。(3)この低分子量G蛋白画分にはPLCを増強する効果の存在することが確認された。(4)胸腺リンパ球をイソプロテレノ-ルやPGE_1で処理すると細胞内cAMP濃度が上昇するが、この作用はマイト-ゲンで抑制されることが判明した。(5)cAMPは胸腺リンパ球のイノシト-ルリン脂質代謝を抑制することを見出した。これらの結果を考え合わせると受容体刺激に伴うPLC活性化には、少なくとも2種類のG蛋白が関与していることが推測された。すなわち、マイト-ゲン受容体に対して弱い親和性を有する(あるいは相互作用が可能な近傍に存在する)低分子量G蛋白が存在し、これは受容体刺激によりその一部が細胞膜から細胞質へ移行して細胞質PLCおよび細胞膜の内側に存在する膜結合性PLCを活性化する。一方受容体とGiの相互作用により細胞内でのcAMP濃度上昇は抑制されPI代謝の亢進が阻害されない機構として働く。低分子量G蛋白の細胞レベルでのPLC活性化への関連性については、さらに検討中である。
ダウン症遺伝子病理地図の作成-遺伝病から遺伝病解明へ-

1.我々は、まず、PACによるゲノム物理地図を直接、遺伝子発現・機能地図に転換することを目的に、1)パルスフィールド電気泳導によるレアーカッター部位からCpGアイランドにある発現遺伝子を検索する方法と、2)ショットガン法でPACの全シークエンスを完成させ、その遺伝子解析から転換する方法とを較べた。その結果、パルスフィールド電気泳導での低分解精度では1Kb以内のCpGアイランドの検索は困難であること、むしろ現在のシークエンス技術では、ショットガン法で170Kbの全シークエンスを完成できること(Genomjcs52:95-100、1998)からゲノム・シークエンスによる詳細な遺伝子解析が確実で、絶対的有利であると結論ずけた。2.ダウン症の遺伝子解析に関しては、ダウン症主要領域(DCR)のhSIM2遺伝子を含まない家系性ダウン症患者の例が報告され,むしろ、染色体21番全体の遺伝子解析からダウン症病理解明する方向がうちだされた(Cytogenet.Cell Genet.79:21-52,1997)。3.このためには、米国で定めた大規模シークエンスのためのIRB-BACライブラリー(Institutional Review Boardapproval BAC library)を導入する必要があり,かつ,BAC末端の直接シークエンスとPCRによる三次元スクーニングを併せた染色体歩行法を確立せねばならなかった。4.本法を用いてダウン症領域に隣接するAMLl-GART-筋萎縮側鎖硬化症(ALS)領域までの3.5メガベースをBAC/PACに置き換え、APPまでの約10メガベースのゲノム物理地図を完成した。そのシークエンスは21番コンソーシアムで行われ、遺伝子解析に賦されている。これまでのヒト遺伝地図は遺伝子マーカー集合体であった。これをDNA(ゲノム物理地図)に置換えるとヒト遺伝地図はどのように改編されるだろうか?最近、開発された大腸菌人工染色体ベクターBAC/PACは、遺伝子材料を点(マーカー)から線(DNA)へ転換を可能にしただけでなく、遺伝子機能・発現地図、遺伝病理、発生シナリオ作成などゲノム生物学の萌芽的状況を作りだしている。本研究は、このインセンチブをダウン症病理解明で検証することを目的とする。1)当初、ゲノム物理地図からCpGタッグ法で直接、遺伝子発現・機能地図に転換することを目的とした。しかし、PACのレア-カッター部位の検索が予想以上に困難であるため、本年度は、175kbのPACをショットガン法で直接シークエンスし,遺伝子解析からダウン症遺伝子の一つCBR3を発見した。2)8メガベースのダウン症領域の物理地図を完成するため、約20万クローンのPACライブラリーのPCRスクリーニングを行い、10個のギャップのうち8個を埋めた。最長のコンテイグは3.5メガである。3)中枢神経系形成制御遺伝子hSIMに関して現在のクローンでは奇形マウス作製が困難とわかり、新に開発されたシークエンス用BACライブラリーを導入し、三次元スクリーニングと染色体歩行法を確立した。現在完全長の候補遺伝子をスクリーニング中である。