hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
抗がん剤投与による口腔粘膜炎に対する多孔性ハイドロゲルの開発

HPMC,HPC(MC:0.6 mm、HPMC≒HPC:約0.24および0.18mm)であり、素材により粉砕物の粒子径に違いが認められた。3種類の水溶性高分子のゲル分率は、電子線の照射量に依存(50kGy>30kGy>20kGy)した。MCおよびHPMCのDSC曲線には粉砕の有無による違いは認められなかったが、HPC粉砕物のDSC曲線には180200°C付近に発熱ピークが認められた。FPを導入したハイドロゲルの放出試験では電子線の照射量により、FPの放出率に違いが認められ、電子線ハイドロゲルの粉砕物においても物性の異なる粉砕物を組み合わせることにより放出制御できる可能性を示唆する結果が得られた。粘膜および創傷部位に貼付可能な細孔を形成するための鋳型の選択に時間を要しているが、ポリビニルアルコールの凍結融解法と電子線照射法を組み合わせることで、一定形状に成形後のハイドロゲル調製が可能と予想されることから、「おおむね順調に進展している」と判断した。(1)多孔性ハイドロゲルの調製使用するハイドロゲル製剤は内部に医薬品を担持し、かつ、口腔粘膜に付着する性質を有する必要がある。平成30年度はゲル表面に細孔を有し、粘膜に貼付する際に内部の空気を押し出すことにより、細孔内部が陰圧になり、吸盤と同様の原理で粘膜付着性を有するハイドロゲルの調製を試みる。PVA、PVPなどの水溶性高分子を単独で、またはそれらを混合した溶液を、凹凸を有するプラスチック製鋳型(mold)に流し込み、電子線により架橋する。(2)ゲルの物性評価i)基本物性評価:得られたハイドロゲルの強度、展延性などの基本物性をレオメーターにより評価する。また、温度変化に伴う性状変化を示差走査熱量測定(DSC)により観察し、それらの結果を製剤処方、照射条件にフィードバックし、最適な条件を確定する。ii)ハイドロゲルの粘膜付着性評価:剥離試験:調製したハイドロゲルの粘膜付着性をガラスプレートおよびムチン溶液を展開したフィルターを対象とし、クリープメーターによる付着強度の測定を行う。(1)多孔性ハイドロゲルの調製:数種類の鋳型を成形し、まず、ポリビニルアルコールなど、電子線照射せずにハイドゲルを形成する高分子により予備成形した試料に電子線照射して架橋する。(2)調製したゲルの細孔の有効性、例えば粘膜や創傷部位への付着力などをクリープメーターなどにより評価する。また、実際にメトロニダゾールなどの抗生物質や、塩化亜鉛などのタンパク変性作用を有する物質を導入した際の医薬品の放出挙動、治療効果などについて検証する。本年度予定していた研究分担者の打ち合わせに伴う出張などが行われなかったため、当初配分した予算額の残額を次年度に繰越し、次年度購入予定物品の購入、論文投稿費用等に充当する。申請当初予定していた鋳型設計のための3Dプリンター購入から外注によりより精度の高い鋳型成形に切り替えたため、当該費用を次年度に繰り越して使用しようと考えたため。
スペクトラルマンモグラフィとMRIによる乳癌の宿主・腫瘍側リスクの定量化と層別化

乳癌の宿主・腫瘍側リスクの定量化を目的に、治療前にダイナミック造影MRIの撮像を行った乳癌を対象に、画像を定量的に解析し、臨床的予後予測因子や生存との相関を検討した。乳癌のダイナミックカーブを薬物動態モデルを用いて、定量的に解析することによって、いくつかのパラメータが乳癌の臨床的予後予測因子と相関することが明らかになった。特に、トリプルネガティブ乳癌においては、ホルモン陽性の乳癌に対して、特徴的なパラメータが同定でき、画像の定量化によって、サブタイプや予後の予測が可能であることが明らかになった。また、乳房画像診断専用のComputer-Aided Diagnosis(CAD:コンピュータ支援診断)を用いて、半定量的に解析したところ、トリプルネガティブ乳癌においては、無再発生存や全生存との相関が認められた。更に、これらの乳癌について、ダイナミック造影MRや他シークエンスの画像をテクスチャ解析を行ったところ、画像の不均一性を表すいくつかの特徴量が生存と相関していることが明らかになった。特に、腫瘍の辺縁境界領域が生存と相関することが新たに明らかになった。これらの研究について、研究会や学会で、成果を報告し、論文を作成した。ダイナミックカーブの薬物動態解析と乳癌の予後予測因子との相関についての研究については投稿を行い、既に掲載された。現在、トリプルネガティブ乳癌とCADを用いた研究やテクスチャ解析を行った研究について論文を作成し、投稿中である。スペクトラルマンモグラフィにおける乳腺密度の評価を行うために、ファントムを用いて撮像を行い精度判定の実験を施行した。撮像条件を変えて、ファントム撮像を行ったところ、線量によって算出される乳腺量の変動は有意でなかったことが判明した。また、平成26年のスペクトラルマンモグラフィ導入以降に撮像されたマンモグラフィ88例に対し、算出された乳腺量および臨床所見、画像所見の検討評価を行った。乳腺量はスコアIIIが最も多く、特に臨床的に乳腺症と診断されていたり、良性疾患の経過観察症例におおいてスコアIIIの占有が多くみられた。乳房MRIにおける背景乳腺造影効果や乳腺量との比較では乳腺量とは相関がみられたが、背景乳腺造影効果とスペクトラルマンモグラフィで算出された乳腺量のスコアの間には相関がみられなかった。乳癌の腫瘍側の評価としては、過去に当院でMRI撮像の行われた乳癌50例を対象に、ダイナミックMRIを薬物動態モデリングを用いて定量化を行い、予後予測因子や乳癌のサブタイプと比較検討を行った。悪性度の高い予後予測因子を備えた乳癌は、細胞外間質を示すVe値が有意に低値であること、また、そのばらつきに有意差があることが判明した。また、ホルモンレセプター陰性、Her2抗原の過剰増殖が陰性であるトリプルネガティブ乳癌においても、同様に、有意にVe値が低く、そのばらつきが多いことが明らかなとなった。ホルモン陽性乳癌の間では、化学療法による治療が必要と思われるルミナルB型の乳癌はA型に比し、血管透過性を示すパラメータが有意に高値であった。当初計画したスペクトラルマンモグラフィのファントム実験は行ったが、症例の蓄積が少なく、乳腺濃度の定量・視覚的評価および症例調査が計画よりやや遅れている。MRIによる乳癌の評価は進んでいるが、宿主側の評価として背景乳腺の評価・解析が遅れている。乳癌の宿主・腫瘍側リスクの定量化を目的に、当院で、術前にダイナミック造影MRIの撮像を施行した乳癌を対象に、MRIの所見を解析し、予後との相関を検討した。解析を行った対象はトリプルネガティブ乳癌40例で、そのダイナミック造影MRIの時間信号曲線を、乳房画像診断専用のComputer-Aided Diagnosis(CAD)を用いて三次元的に解析を行った。時間信号曲の解析はBreast Imaging Reporting and Data System (BIRADS) MRIに準じて、造影初期相と晩期相に分別して行い、更に独自の閾値を設定し、閾値に合致したカーブパターンを示す領域の体積率を測定した。病理組織学的リスク因子の調査や、BIRADS MRIの所見用語に基づいた視覚的なダイナミック造影MRIの形態評価やT2強調像の信号評価も行い、CADで算出されたパラメータと併せ、生存との相関を統計学的に解析した。疾患特異的的生存に対しては、早期造影率の高い血流の多い領域の体積率が高いほど生存予後が悪く、無再発生存に関しては、早期造影率が高く、漸増性に造影されるパターンを呈す体積率が高いほど予後が悪いという結果を示した。造影早期相で高い造影率を示すことは腫瘍の血管増生や透過性の亢進によるものと思われ、過去の報告に合致するものと考えられた。漸増性に造影される領域の体積率が予後との相関したことは、過去に報告がないが、最近、病理学的・分子生物学的にも注目のされている間質の微小環境が関係している可能性が考察された。これらの成果を日本医学放射線学会総会等で報告の予定である。症例の蓄積が計画より進まず、MRIによる乳癌の評価解析が遅れている。また、宿主側の評価として背景乳腺のMR評価やスペクトラルマンモグラフイの乳房構成の解析が進んでおらず、当初の計画より遅れている乳癌の宿主・腫瘍側リスクの定量化を目的に、術前にダイナミック造影MRIの撮像を行った乳癌を対象に所見を定量的に解析し、臨床的予後予測因子や生存との相関を検討した。

対象は乳癌101例で、ダイナミック造影MRIについて、専用ソフトを用いて、血流所見の定量化を行い、いくつかのパラメータを算出した。また、40例のトリプルネガティブ乳癌に対して、乳房画像診断専用のComputer-Aided Diagnosis(CAD)を用いて、ダイナミックカーブについて半定量的に解析を行い、生存との相関を解析した。ダイナミック造影MRIは定量化をすることによって、その定量値やヒストグラム解析で得られた値が、臨床的予後予測因子と相関が得られることがわかり、悪性度の高い乳癌を予測するバイオマーカーとなりうるいくつかのパラメータが明らかとなった。また、トリプルネガティブ乳癌の生存については、ダイナミックカーブのパターンが全生存期間や無再発生存期間と相関がみられることが明らかとなった。現在、これらの研究について、論文を作成中であり、投稿予定である。また、乳癌のMRIについては、更に新しい方法で解析を行い、研究を持続していく予定である。具体的には、MRI所見の内部構築の性状についての多量のパラメータを専用ソフトを用いて解析(テクスチャー解析)算出し、これらについても臨床的予後予測因子や生存との相関を求め、より診断精度の高い乳癌のバイオマーカーの発見を目指す予定であり、既にこれらの研究に着手しているところである。論文作成が遅延しており、研究の発信ができていない。乳癌の宿主・腫瘍側リスクの定量化を目的に、治療前にダイナミック造影MRIの撮像を行った乳癌を対象に、画像を定量的に解析し、臨床的予後予測因子や生存との相関を検討した。乳癌のダイナミックカーブを薬物動態モデルを用いて、定量的に解析することによって、いくつかのパラメータが乳癌の臨床的予後予測因子と相関することが明らかになった。特に、トリプルネガティブ乳癌においては、ホルモン陽性の乳癌に対して、特徴的なパラメータが同定でき、画像の定量化によって、サブタイプや予後の予測が可能であることが明らかになった。また、乳房画像診断専用のComputer-Aided Diagnosis(CAD:コンピュータ支援診断)を用いて、半定量的に解析したところ、トリプルネガティブ乳癌においては、無再発生存や全生存との相関が認められた。更に、これらの乳癌について、ダイナミック造影MRや他シークエンスの画像をテクスチャ解析を行ったところ、画像の不均一性を表すいくつかの特徴量が生存と相関していることが明らかになった。特に、腫瘍の辺縁境界領域が生存と相関することが新たに明らかになった。これらの研究について、研究会や学会で、成果を報告し、論文を作成した。ダイナミックカーブの薬物動態解析と乳癌の予後予測因子との相関についての研究については投稿を行い、既に掲載された。現在、トリプルネガティブ乳癌とCADを用いた研究やテクスチャ解析を行った研究について論文を作成し、投稿中である。スペクトラルマンモグラフィおよび乳房MRIの症例蓄積をすすめ、乳腺量・背景乳腺造影効果・乳癌病変の解析をすすめる。乳癌においては、病理学的・免疫学的調査や臨床的、長期的な転帰についてまで調査をすすめ、画像との関連を明らかにする計画である。スペクトラルマンモグラフイおよび乳房MRIの症例蓄積を更にすすめ、宿主側の背景乳腺や乳房構成の画像評価・解析をすすめる。
パターンデータを直接回路化することによる高速物体追跡・認識装置

昨年度までの研究推進により,パターンデータ直接回路化によるパターン認識装置のプロトタイプを完成した.これをベースに以下の開発を行った.1)パターン認識装置のプロトタイプに対して,データの入出力を柔軟に行なえるMeta-I/O機構を付加した.具体的には,FPGAを入出力回路の実装用に用い,入出力仕様にあったI/O回路を常に実現できる機構を実現した.また,接続される入出力機器の方にFPGA上に実装される回路構成データを保持しておく機構も試作した.このような再構成可能な入出力機構により,従来の入出力仕様(例えは,Ethernet, USB, SCSI)に対してコンパクトなハードウェアサイズで効率的な対応が可能となる.さらに,新たな入出力機構に対してソフトウェアだけでなくハードウェア(回路)も適応的に実装することができ,柔軟な対応が可能となる.最終年度である本年度では,この入出力機構を完成し,これをパターン認識装置のプロトタイプに付加することで全体を完成した.2)物体追跡用のカメラシステムを試作した.具体的には,色情報などをもとに,対象の画面上の位置情報から対象物体を検出しこれに追従するカメラシステム(CCDカメラとサーボモータ,および,検出装置から構成される)を試作した.本カメラシステムと上述したパターン認識装置を組み合わせることで,高速物体追跡の基本性能を実現することができた.3)昨年度までに試作したパターンデータの直接回路化システムに上記の高速入出力機構と物体追跡用カメラを接続することで,本研究の提案(パターンデータの直接回路化)がシステムプロトタイプとして完成した.今後は,本システムの実世界における本格的な適用を検討する.本研究の目的は,データを直接回路化するというこれまで無かったアイデアに基づき,飛躍的に高速な物体追跡・認識装置を実現することである.具体的なアルゴリズムとして,統計的パターン認識手法の一つである「Parzen Window法」,およびニューラルネットワークアルゴリズムの一つである「Probabilistic Neural Network」に着目し,そのハードウェア化の検討を行った.「Parzen Window法」のカーネル関数,および「Probabilistic Neural Network」の入力層ニューロンを回路化することにより,"データを直接回路化する"ことができる.提案手法をFPGA(Field Programmable Gate Array)を用いて試作した.「Parzen Window法」については,画像データをFPGAによって組み合わせ回路で実現し,ナノ秒オーダの高速認識処理が可能であることがわかった.これにより,高速に物体認識ができる見通しを得た.一方,一般の画像処理はフレームレート(33ms)内で処理されるため,この処理時間を満たした上で,小型なハードウェアシステムが望まれる.これより,PNNについてはメモリLSIを一部に利用し,画像データの一部をメモリ中にストアすることで小型を目指し,試作機を開発した.また,このニューロン用のFPGA加えて画像処理用のADコンバータICや任意の画像前処理用のFPGAも搭載し,これらを1ボードに実装することができた.今後は,この前処理用のFPGAに主成分抽出回路を実装することで認識率の向上を行う.また,80万ゲートのFPGAを利用してニューロン回路を増すことで並列度を上げ,フレームレート中に処理できる画像データ数を増加させる.これにより,前処理だけではなくニューロン回路における認識率の向上を計る.昨年度試作した「メモリLSIを利用した小型PNN(確率的ニューラルネットワーク:Probabilistic Neural Network)ハードウェア」をベースとして,これに画像の前処理を高速に行うA/Dコンバータを実装した1ボードシステムを試作した.1ボードシステムの構成は以下の通りである.2)80万ゲート相当のFPGAとA/Dコンバータによる画像前処理用部.3)画像入力以外(音声,加速度センセ出力など)のパターンデータにも対応できる汎用ポート.試作機を評価した結果,フレームレート(33ms)に追従して画像認識が可能であることがわかった.また,顔画像や手形状画像を対象に本試作の認識率を評価したところ,それぞれの画像に合わせて前処理を変化させること(具体的には,標本化の精度を変えて実験を行った)により,対象とする画像認識問題毎に高い認識率を実現できることがわかった.これは,今後,前処理において再構成可能な集積回路であるFPGAを活用することでこれまでになかった画像認識システムを構築する技術につながると考えられる.以上の試作とその評価結果により,「データを直接回路化し,これを再構成可能な集積回路に実装することで,高速・高精度認識を実現する」という本研究の目的の基本が達成(実証)された.次年度に向けて,本試作を高速追跡・認識装置に展開する計画であるが,一方で,FPGA上に他のアルゴリズムを実装し,その認識精度と認識速度を評価することも本アイデアの新たな可能性を探る上で重要な課題であると考える.昨年度までの研究推進により,パターンデータ直接回路化によるパターン認識装置のプロトタイプを完成した.これをベースに以下の開発を行った.1)パターン認識装置のプロトタイプに対して,データの入出力を柔軟に行なえるMeta-I/O機構を付加した.具体的には,FPGAを入出力回路の実装用に用い,入出力仕様にあったI/O回路を常に実現できる機構を実現した.また,接続される入出力機器の方にFPGA上に実装される回路構成データを保持しておく機構も試作した.このような再構成可能な入出力機構により,従来の入出力仕様(例えは,Ethernet, USB, SCSI)に対してコンパクトなハードウェアサイズで効率的な対応が可能となる.さらに,新たな入出力機構に対してソフトウェアだけでなくハードウェア(回路)も適応的に実装することができ,柔軟な対応が可能となる.最終年度である本年度では,この入出力機構を完成し,これをパターン認識装置のプロトタイプに付加することで全体を完成した.2)物体追跡用のカメラシステムを試作した.

具体的には,色情報などをもとに,対象の画面上の位置情報から対象物体を検出しこれに追従するカメラシステム(CCDカメラとサーボモータ,および,検出装置から構成される)を試作した.本カメラシステムと上述したパターン認識装置を組み合わせることで,高速物体追跡の基本性能を実現することができた.3)昨年度までに試作したパターンデータの直接回路化システムに上記の高速入出力機構と物体追跡用カメラを接続することで,本研究の提案(パターンデータの直接回路化)がシステムプロトタイプとして完成した.今後は,本システムの実世界における本格的な適用を検討する.
高エネルギー分解能硬Ｘ線分光検出器によるトリウム２２９の核異性準位決定

トリウム229異性体準位は20 eV以下と考えられており、正確に測定する方法としてトリウム229の29.19 keVから基底準位と異性体準位に遷移する二本のガンマ線を直接測定する方法がある。そこで私は、超伝導遷移端(TES)カロリメータの検出器を用いて29 keVで15 eVの分解能を有する素子の開発とトリウム229異性体準位の測定を行なった。29 keVのエネルギーを測定するために、TES素子サイズを従来の2倍の大きさである400 μm角とし吸収体の厚みを4.0 μmに変更して熱容量を増加させ、エネルギー帯域を51 keVまで拡大させた。この素子を用いて実験室系で評価試験を行なったところ、26 keVに対して20 eVの分解能を示した。そしてJAEAで233U線源源の照射環境下で素子の性能を評価すると、26 keVに対して44 eVに分解能が劣化しており、その要因は線源から放射されるガンマ線等によるTES素子の熱揺らぎであることが分かった。分解能が不十分であるため、29.19 keVの二本のガンマ線を分離することが出来ず、97.1 keVから始まる崩壊系列を使用して異性体準位を見積もった。その結果、統計誤差と系統誤差を含めて8.4_(-5.8)^(+7.2)±9.5 eVの値を得た。JAEAの試験から統計誤差を改善するために、TESカロリメータの分解能の向上、素子の熱揺らぎによるノイズの抑制、トリウム229ラインの統計数の増加を行なった。再設計したTESカロリメータとコリメータを低温ステージに搭載し、東北大学で試験を行なった。動作できた3素子について241Am線源を使用して65 mKの動作温度で分解能を評価した結果、26 keVのエネルギーに対して18 eVの分解能を示し、分解能を向上させた素子の開発を行うことができた。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。本年度は、29 keVで10 eV以下の分解能を有するTESカロリメータの開発と229-Th異性体準位の決定に向けた予備実験を行なった。TESカロリメータは、TES、吸収体、熱リンクから成り立っており吸収体が熱容量の大半を占める。また、TESカロリメータの分解能は転移温度と熱容量に依存する。10eV以下の分解能を達成するには、転移温度160 mK、熱容量5 pJ/K以下が必要であり、素子の設計は吸収体サイズ300 μm角、吸収体の厚み3 μmとした。そして、宇宙科学研究所でTESカロリメータの製作を行なった。製作した素子の転移温度、熱容量、原理的な分解能は165 mK、6.7 pJ/K、12 eVであり、設計と20-30%程度のずれがあったが概ね設計通りのものができた。さらにFe線源とAm線源を用いて分解能の評価を行うと、5.9 keVでは15 eV、26 keVでは20 eVの分解能であった。分解能を改善するために、熱容量や転移温度を小さくして原理的な分解能を下げ、性能評価を設計と製作にフィードバックし素子設計の最適化を行なっていく。東北大学金属研究所でU線源を用いて実験を行なった。本試験では、4つ(29.19,29.39,42.43,42.63 keV)のエネルギーピークを検出し各エネルギーを正確に決定することを試みたが、一番強度の低い29.39 keVは検出できなかった。これは統計数不足が考えられるので、今後は複数素子の同時動作を行う。本試験での分解能は26 keVで30 eVであり、宇宙科学研究所の試験より劣化がみられた。これは吸収体以外に当たるγ線によるTESカロリメータの温度揺らぎが考えられるため、γ線を制限するコリメータの設計、製作を行う。29 keVで10 eV以下の分解能を有する素子の開発に向けて、熱容量を従来の5倍の5 pJ/Kとした素子の設計と製作を行うことができた。残念ながら分解能は26 keVで20 eVと目標値を達成出来ていない。測定した低エネルギーの分解能と原理的な分解能が同等であることを確認し、高エネルギーになるとTESカロリメータのエネルギー応答の非線形性から、分解能が劣化していることを確認した。そこで、原理的な分解能を10 eV以下となる素子を製作する。高エネルギーでの分解能の劣化はエネルギー応答の非線形性を解析的に改善することで抑える。このエネルギー応答の非線形性を改善する方法は、本年度考案しており、国際学会で発表済みである。東北大学でU線源とAm線源を用いて試験を行い、26 keVで30 eVの分解能であった。分解能の劣化原因はTESカロリメータの熱揺らぎであることを突き止めた。また統計不足により検出すべき29.39 keVのラインが確認できなかったことも分かった。この予備試験から、熱揺らぎを抑える事と複数素子を動作させる必要性を確認した。

トリウム229異性体準位は20 eV以下と考えられており、正確に測定する方法としてトリウム229の29.19 keVから基底準位と異性体準位に遷移する二本のガンマ線を直接測定する方法がある。そこで私は、超伝導遷移端(TES)カロリメータの検出器を用いて29 keVで15 eVの分解能を有する素子の開発とトリウム229異性体準位の測定を行なった。29 keVのエネルギーを測定するために、TES素子サイズを従来の2倍の大きさである400 μm角とし吸収体の厚みを4.0 μmに変更して熱容量を増加させ、エネルギー帯域を51 keVまで拡大させた。この素子を用いて実験室系で評価試験を行なったところ、26 keVに対して20 eVの分解能を示した。そしてJAEAで233U線源源の照射環境下で素子の性能を評価すると、26 keVに対して44 eVに分解能が劣化しており、その要因は線源から放射されるガンマ線等によるTES素子の熱揺らぎであることが分かった。分解能が不十分であるため、29.19 keVの二本のガンマ線を分離することが出来ず、97.1 keVから始まる崩壊系列を使用して異性体準位を見積もった。その結果、統計誤差と系統誤差を含めて8.4_(-5.8)^(+7.2)±9.5 eVの値を得た。JAEAの試験から統計誤差を改善するために、TESカロリメータの分解能の向上、素子の熱揺らぎによるノイズの抑制、トリウム229ラインの統計数の増加を行なった。再設計したTESカロリメータとコリメータを低温ステージに搭載し、東北大学で試験を行なった。動作できた3素子について241Am線源を使用して65 mKの動作温度で分解能を評価した結果、26 keVのエネルギーに対して18 eVの分解能を示し、分解能を向上させた素子の開発を行うことができた。29 keVで10 eVの分解能を有するTESカロリメータを開発する。そのために、吸収体のサイズを小さくして熱容量を小さくし、転移温度も低くして原理的分解能を10 eV以下で設計を行い、製作する。そして、Fe線源とAm線源を用いて5.9-26 keVで分解能を評価し、目標値を達成するように結果を設計、製作にフィードバックし素子の最適化を行う。また、分解能の劣化原因であるTESカロリメータの熱揺らぎを抑えるために、コリメータの設計、製作を行う。U線源からは54 keVのγ線など高エネルギーのγ線も放射するため、コリメータの材質は原子番号の大きい金属を選択する。TESカロリメータが検出するγ線をモンテカルロ法を用いてシミュレーションを行い、コリメータの形状や設置位置を決定する。東北大学でコリメータと素子を組み合わせた状態でU線源を用いて試験を行う。そして229-Thから放射される29 keVの2本のγ線を分離し、異性体準位を決定する。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
非接触プラズマに及ぼすプラズマ流の影響

近年、トカマク装置の非接触ダイバータプラズマ領域のマッハプローブによる流速計測により、ダイバータプラズマにおける複雑なプラズマ流の存在や非接触プラズマ形成に伴う高速プラズマ流の発生が観測され、その発生原因や非接触プラズマへの影響が問題とされている。本研究では、直線型プラズマ発生装置CTP-HCにおいて磁気ノズルによりプラズマ流速を変化させ、プラズマ流速の違いによって非接触プラズマの構造(電子・イオン温度、密度分布、電位構造等)がどのように変化するか、また、非接触プラズマの形成によりプラズマ流速やその空間分布がどのように変化するのかを、主としてプローブ計測により明らかにしていくことを目的としている。本年度は、磁場をこれまでの10倍(0.1T)に増強し、プラズマテスト部の中性ガス圧力を上昇させて非接触プラズマを生成し、プラズマ流速計測、イオン温度計測を行った。マッハプローブによるプラズマ径方向分布の計測において、ガス圧上昇により、中心部では上下流のイオン飽和電流比に大きな変化はないが、周辺部ではガス圧上昇により、流速の増大が示唆される結果を得た。プラズマ周辺部のイオンセンシティブプローブ計測において、イオン温度のガス圧力に対する変化の計測にも成功した。また、これらのプローブ計測に大きな影響を与えると考えられる高エネルギー電子についても詳細に実験を行った。磁場配位の違いによる流速の変化、およびその状況におけるガス圧変化の影響についての実験を行い、発散磁場配位にて流速の上昇傾向を確認した。今後、引き続き磁力線方向のパラメータ分布の変化、イオン温度の空間分布に注目して実験及び解析を進めていく予定である。本研究では、直線型プラズマ発生装置において磁気ノズルによりプラズマ流速を変化させ、プラズマ流速の違いによって非接触プラズマの構造(電子・イオン温度、密度分布、電位構造等)がどのように変化するか、また、非接触プラズマの形成によりプラズマ流速やその空間分布がどのように変化するのかを、主としてプローブ計測により明らかにしていくことを目的としている。本年度はプラズマテスト部の中性ガス圧力を上昇させて非接触プラズマを生成し、テスト部の中央付近のプラズマ流速計測をマッハプローブを用いて行った。非磁化条件下におけるマッハ数評価式(Free Fall Model)によりマッハ数を評価し、中性ガス圧力の上昇に伴い、マッハ数は単調に減少する結果を得た。非接触プラズマの電離フロントにおいてマッハ数の上昇が流体シミュレーションによって予測されていたが、本実験では観測されなかった。現在、運動量損失の影響を考慮した、非接触プラズマ構造変化に関する一次元流体モデルによる解析と実験結果の比較を行っており、これらの成果は11th International Workshop on Plasma Edge Theory in Fusion Devices, May 2007, Takayamaにて発表予定である。また、本年度の研究実施計画に基づき、磁気ノズル配位形成のための磁場コイルと電源の準備が完了し、磁気ノズル配位におけるプラズマ流速制御の基礎データの収集の準備を進めているが、真空排気系の増強については磁場コイル設備導入との関係で行えなかったため、非接触プラズマを発生させるためのガス圧制御が困難であったが、本年度は排気方法を工夫することで対応した。
介護老人福祉施設の見守り機器導入と夜勤従事者のタスクシェアリング（働き方改革）

介護人材の問題は喫緊の重要課題である。中でも介護老人福祉施設の入所者の重度化や医療依存度の高さからケア内容が変化し、特に夜勤帯は従事者が少なく身体的負担感がある上に、医療職が従事していない心理的負担感を更なる離職の要因になっている。本研究の目的は、夜勤従事者を対象にし、介護ロボット見守り機器の有用性を検討し、タスクシェアリング(働き方改革)提案することで、シナジー向上の可能性を明らかにし、経営状態を可視化することで、従事する職員の意識改革の方策を見出すことである。夜勤従事者のシナジープログラムと、組織の見える化プログラムを合わせたアドバンスケアモデルの構築を目指すものである。
治療的介入方法としての看護師の"手"の有用性-統合医療における手当学の構築-

看護師の"手"を用いたケアの有用性を、具体的な実践と基礎的研究の両面から追求し、臨床的応用の可能性について一定の知見を得た。また、他領域で実施されている手技を看護技術にとりいれる方向性も示唆された。キュア志向の医療からケア重視へと変革する上で、"手"を用いたケアの理論的構築とその普及を図る意義は大きい。未来医学を志向する統合医療の一端を担う手当学の構築については、その方向性を示唆されたものの今後の課題でもある。21年度は、3班6グループにより下記の研究を行った。1)看護における"手"を用いたケアとその効果に関する文献検討と実態調査(川嶋、尾崎班)では文献検討を参考に「看護師の手を用いたケア」の実態調査用紙を作成。プレテストにより質問紙の洗練を行った後、医療機関、介護福祉施設等に勤務している看護師へ質問紙の配布を行い、現時点での回答数は577(回収率は28%)である。2)臨床場面における"手"の効果の検証(小板橋班)では、外来で継続的にマッサージを実施している患者を対象に臨床事例の検討を行った。痛みのある腰背部と倦怠感のある下肢のマッサージを実施した結果、心拍数の減少や「背中に羽が生えたようだ」「足が軽くなった」等の反応があった。3)手で触れる看護援助技術の有効性と意味の研究(尾崎班)は、学生に対する手のケア技術を教授した後、ケア実施後に対象と学生の反応を聴取、何れもその有用性が実感されていた。4)手のわざの癒しの効果研究(川嶋班)では、(1)脳性麻痺障害児者の訓練法の一つとして認知されている「静的弛緩誘導法」の有用性について文献検討した。(2)スウェーデンマッサージの効果の検証については、タクティールケアに焦点をあてることとして、(1)タクティールケアに関する先行研究の検討を行い、(2)認知症緩和ケアの理念とタクティールケアの手技の習得(3)スウェーデンにおける認知症緩和ケアの実際を理解するため現地での研修に参加(4)日本におけるタクティールケアの実態を明らかにするために実施者へのインタビューを行った。この他、嚥下障害者の食事介助場面において筋強剛症状のある嚥下障害者に対して、リラックスを促がすために看護師の手を用いたアプローチにより食べられる状態を整えている様子が参与観察の結果得られた。上記の成果をふまえて、次年度は手のケアの有用性の検証とともに研修プログラムの作成と理論構築に向かう準備を行う予定である。22年度は下記の研究を行った。1)【川嶋研究室】では4班により研究を行った。(1)グライナー班では、医療機関、介護福祉施設等の看護師へ手を用いたケアに関する実態調査を行い、回答数は582(回収率28%)であった。手を用いたケアの重要性を認識しているが、実施する上での知識レベルや技術の熟練度は高くなかった。(2)川嶋・川原班では、高齢者に対するタクティールケアの効果を明らかにする目的でRCTを実施した。対象は健常な高齢者20名である。二元配置分散分析の結果、心拍数、HF、皮膚血流量で有意差を確認、実験群のみ介入前後でPOMSの混乱の有意な低下、およびリラクセーション(VAS)の有意な上昇が確認された。(3)千葉班では、タクティールケアを実施している看護職・介護職に、実施状態や認知症高齢者におよぼす効果を明らかにすることを目的にインタビューを実施した。認知症高齢者に精神的安寧やBPSD軽減、ケア提供者間のコミュニケーション促進などの効果が明かとなった。(4)川嶋班では「静的弛緩誘導法」の研修を開催することになった。その他、嚥下障害者への食事介助において看護師が触れることについて前年度に引き続き調査した。2)【小板橋・柳研究室】の臨床場面における"手"の効果の検証では、外来通院中または入院中の患者に対しマッサージを施行した。対象者から「身体が温かくなった」「幸せな気分になれた」などの反応があり心身両面への影響が確認された。3)【尾崎研究室】の手で触れる看護援助技術の有効性と意味の研究では、寝衣の上からのマッサージによる看護ケアの科学的根拠を生理的指標および主観的指標から明らかにすることを目的とした。65歳以上の協力者20名(地域住民、入院患者)の測定を終えた。看護師の手が患者の安楽を図るための有用なツールであることを、基礎的研究、臨床研究により明らかにした。とりわけ臨床研究では対象の状態に応じて活用できる種々の方法についての効果を,主観的ならびに生理学的データ等を用いて明らかにすることができた。

1.ホリスティクタッチの効果の研究では、心拍数の減少が生理学的指標として明らかになった他、ストレスの軽減、安心感やリラックス感を促進する可能性が示唆された(小板橋班)。2.がん患者の不快症状を緩和するマッサージの効果については、唾液アミラーゼ活性、脈拍数の減少から副交感神経優位が推察できた。主観的反応からマッサージがさまざまな症状緩和や精神的な安定を図ることが明らかとなり、皮膚を介して伝わる患者の反応が看護師の意欲を高める結果にも通じること、また、苦痛の場に居合わせる家族の気持ちを和らげたこと考察した(柳班)。3.男女42名のボランティア高齢者に対して行ったタクティールケアのリラクセーション効果では、心拍数低下、皮膚血流量の増加、収縮期血圧の低下等とともに心理的な効果が明らかにできた(川原班)。4.タクティールケアを、老年看護学の授業に取り入れた効果を明らかにするため、老年看護学実習における学生の学びを検討した(千葉班)。5.寝衣の上から背部マッサージを行うことによるリラックス効果を明らかにする研究では、唾液アミラーゼの低下は認められた。主観的にはそばに話のできる人の存在により楽になった面もあり、マッサージそのものの効果は朗かではなかった(尾崎班)。6.障がい児・者の看護に関心をもつ看護師を対象に、静的弛緩誘導法の基本・模擬体験学習の場を設けて手で触れることの意味づけを行った。目的意識的に手で触れることの重要性を再考し、本誘導法がコミュニケーションや緩和ケア、生活行動のセルフケアに活用できることを提言した(川嶋班)。
骨の発生と再生における新規細胞外基質分解酵素ADAMTSの発現と役割に関する研究

本研究計画では新規の細胞外基質タンパク分解酵素群であるADAMTSファミリーに注目し、骨の発生と再生、および歯の萌出過程と軟骨の成長過程における発現について、基質であるバーシカン等のプロテオグリカンの発現と比較して検討することを目的とした。ラットの骨、軟骨および歯を研究対象とし、ADAMTSファミリーとプロテオグリカンの発現の動態を分子生物学的及び遺伝子組織化学的に検索した。平成15年度では、骨の発生・成長過程におけるADAMTSファミリーとバーシカンの発現を分子生物学的及び遺伝子組織化学的に検討し,ADAMTS1、4、5及びバーシカンが一部の骨芽細胞に限局して発現することを明らかとした。平成16年度では、歯の萌出過程におけるADAMTSファミリーとバーシカンの発現を同様に検討し、ADAMTS1、4、5及びバーシカンの遺伝子発現が歯髄細胞、象牙芽細胞、セメント芽細胞、セメント細胞、歯根膜細胞、骨芽細胞、骨細胞に局在することを明らかとした。平成17年度では、さらに軟骨の成長過程に検討を加え、軟骨細胞がADAMTS1、4、5及びアグリカンを時期特異的に発現することを明らかとした。また、我々が独自に開発したラット頭蓋骨部分欠損実験モデルを利用して、骨の再生過程におけるADAMTSファミリーとバーシカンの発現に関する検討を始め、骨の再生・修復に伴い、ADAMTS1の発現が特徴的に変動することを示唆している。本研究で、ADAMTS1、4、5及びバーシカン等のプロテオグリカンの遺伝子発現が骨芽細胞、骨細胞、歯髄細胞、象牙芽細胞、セメント芽細胞、セメント細胞、歯根膜細胞、および軟骨細胞に局在することが明らかとなった。ADAMTSファミリーの各分子とプロテオグリカンの発現は時間的にも空間的にも類似していた。これらの細胞は、プロテオグリカンを産生すると同時に、ADAMTSファミリーを分泌してプロテオグリカンを分解する可能性が示された。申請者らの最近の研究で、骨発生過程において骨芽細胞と骨細胞がMMP-8とMMP-13を発現し細胞外基質を分解することが示唆された。また、申請者等は予備的研究で、骨の再生過程でも骨芽細胞や骨細胞がMMPを発現し、骨基質の改造に関与することを示している。本研究計画ではMMPとは異なる新規の細胞外基質タンパク分解酵素群であるADAMTSファミリーに注目し、骨の発生と再生における発現と役割について、MMPファミリーと比較して検討することを目的とする。ラットの骨の発生と再生の過程を研究対象とし、ADAMTSファミリーとMMPファミリーの発現の動態を分子生物学的、遺伝子組織化学的及び免疫組織学的に検索する。平成15年度では、骨の発生・形成過程におけるADAMTSファミリーの発現を以下に示すように分子生物学的及び遺伝子組織化学的に検討した。(1)胎生1320日齢及び生後1日4週齢のラット上下顎骨を研究対象とした。(2)各骨発生・形成段階の試料からRNAを抽出し、ADAMTSファミリーの遺伝子発現をRT-PCRで検討した。(3)各骨発生・形成段階の試料を固定し、必要に応じて脱灰しパラフィン包埋試料または凍結試料として連続切片をつくり、隣接切片を用いてADAMTSファミリーの遺伝子発現の局在をin situハイブリダイゼーションで検討した。骨発生・形成の過程で、RT-PCRにより、上下顎におけるADAMTS-1,-4,-5,-9の遺伝子発現が認められた。

またin situハイブリダイゼーションにより、これらのADAMTSファミリーの遺伝子発現が骨芽細胞、骨細胞、軟骨細胞等に局在することが、明らかとなった。さらにADAMTSファミリーを発現する細胞は、同時に基質と想定されるバーシカンやアグリカンも発現する可能性が示された。申請者等の最近の研究で、骨の発生と再生の過程において骨芽細胞と骨細胞がMMP-8を発現し細胞外基質を分解することが示唆された。さらに、歯の萌出過程で象牙芽細胞、セメント芽細胞、歯根膜細胞、骨芽細胞、骨細胞等がMMP-2、MMP-8等を発現し歯根の成長と歯周組織の改造に関与することを示している。本研究計画ではMMPとは異なる新規の細胞外基質タンパク分解酵素群であるADAMTSファミリーに注目し、骨の発生と再生、および歯の萌出過程における発現について、基質であるバーシカンの発現と比較して検討することを目的とした。ラットの骨の発生と再生、および歯の萌出過程を研究対象とし、ADAMTSファミリーとバーシカンの発現の動態を分子生物学的及び遺伝子組織化学的に検索した。平成15年度では、骨の発生・形成過程におけるADAMTSファミリーとバーシカンの発現を分子生物学的及び遺伝子組織化学的に検討した。平成16年度では、歯の萌出過程におけるADAMTSファミリーとバーシカンの発現を以下に示すように検討した。(1)生後1、2、3、4及び6週齢のラット上顎第一臼歯を研究対象とした。(2)歯の各萌出段階の試料を固定して脱灰しパラフィン包埋試料として連続切片をつくり、隣接切片を用いてADAMTS1、4、5及びバーシカンの遺伝子発現の局在をin situハイブリダイゼーションで検討した。歯の萌出過程で、ADAMTS1、4、5及びバーシカンの遺伝子発現が歯髄細胞、象牙芽細胞、セメント芽細胞、セメント細胞、歯根膜細胞、骨芽細胞、骨細胞に局在することが明らかとなった。ADAMTSファミリーの各分子とバーシカンの発現は時間的にも空間的にも類似していた。これらの細胞は、バーシカンを産生すると同時に、ADAMTSファミリーを分泌してバーシカンを分解する可能性が示された。本研究計画では新規の細胞外基質タンパク分解酵素群であるADAMTSファミリーに注目し、骨の発生と再生、および歯の萌出過程と軟骨の成長過程における発現について、基質であるバーシカン等のプロテオグリカンの発現と比較して検討することを目的とした。ラットの骨、軟骨および歯を研究対象とし、ADAMTSファミリーとプロテオグリカンの発現の動態を分子生物学的及び遺伝子組織化学的に検索した。平成15年度では、骨の発生・形成過程におけるADAMTSファミリーとバーシカンの発現を分子生物学的及び遺伝子組織化学的に検討し,ADAMTS1、4、5及びバーシカンが一部の骨芽細胞に限局して発現することを明らかとした。平成16年度では、歯の萌出過程におけるADAMTSファミリーとバーシカンの発現を同様に検討し、ADAMTS1、4、5及びバーシカンの遺伝子発現が歯髄細胞、象牙芽細胞、セメント芽細胞、セメント細胞、歯根膜細胞、骨芽細胞、骨細胞に局在することを明らかとした。平成17年度では、さらに軟骨の成長過程に検討を加え、軟骨細胞がADAMTS1、4、5及びアグリカンを時期特異的に発現することを明らかとした。
株主主権の企業ガバナンスにおける社外職業監査人の責任に関する理論的・実証的研究

(1)証券取引法監査のみならず商法(大会社)監査においても、公認会計士(会計監査人)として企業のガバナンスに関与する社外職業監査人は、本来、一定の契約に基づいたサービスの提供における債務不履行(契約違反)や、当該サービス上の暇疵(不法行為)に起因して、常に損害賠償訴訟を提起されるリスクにさらされいる。特にここ数年、株式会社の一機関として会計監査を専担する会計監査人にとって、株主代表訴訟手続の簡素化や海外の機関投資者の増加は、企業ガバナンスへの関心を高め、社外職業監査人としての被訴訟リスクをも高めてきた。このような傾向は、ボーターレス化した資金調達の促進と、それに伴う監査報告書の国内指向から国際的流布によって、ヨリ増進させられている。(2)以上のような視点から、現在時点まで研究を行ない、特に株主による企業ガバナンスに積極的で、かつ社外職業監査人訴訟ではかなり先を行くアメリカの判例を中心に探り挙げて研究した。その中で、アメリカの会計事務所はその損害賠償負担能力の相対的大きさ(ディープ・ポケット)によって、被損当事者(原告)の標的にされてきた事実があった。しかし、アメリカ職業会計士業界自体もそのようなリスク負担能力に限界を感じ、近年、有限責任パートナーシップ(LLP)への立法化を各州議会に働きかけを行なってきた。その結果、幾つかの州では当該LLP制度が認められ、業界に対する法的責任追及の環境が新たな時代に入ったともいえる。(3)この平成6年度分について、具体的には、コモン・ロ-と監査論上の争点という両専門分野における知識に基づき、アメリカにおいて社外監査人に賦課されてきた法的責任の流れを、判例から把握するという従来からの研究スタイルを維持しつつ、新たにLLP立法化のためのアメリカ公認会計士協会ならびにビッグ・シックス各事務所の対応について、協会メンバーへの会報などの資料を請求し続けている情況にある。但し、これらの資料については、未だ完全に入手しきれていない。
消化器癌浸潤部におけるケモカイン・プロフィールについての基礎的研究

癌の浸潤・転移は癌細胞単独による現象ではなく、常に周囲の非癌細胞との共同作業において起こってくることから、我々は癌細胞周囲間質細胞(血管内皮細胞・線維芽細胞・免疫担当細胞等)間の、特に分泌性因子による相互作用に注目した。我々のグループは、パイエル板の発生時期にIL-7Ra陽性細胞及びCD11c陽性DCがCCR7を発現し、このIL-7Ra陽性細胞がDCやNKへの分化能力を持つprecursorであることを明らかにした。この知見は、免疫細胞のhomingを理解する上で重要のみならず、消化器癌のリンパ節転移においてケモカインが重要な役割を果たしている可能性を示唆するものである。また、腫瘍が産生する因子に着目し、ケモカインを含めた遺伝子、蛋白発現を解析し、CD13及びVEGF-Cの産生増加に着目した。CD13は細胞のmotilityの活性化に関与し癌細胞株で発現の上昇を認め、手術切除標本にて大腸癌リンパ節転移例でも増加していることを明らかにした。さらにin vivo modelにてCD13の阻害により癌の転移が抑制されることを明らかにした。また、VEGF-Cとその受容体であるVEGFR-3に着目して、VEGFR-3陽性脈管の発現と癌転移との相関を臨床検体にて検討し、さらに我々の作成したVEGFR-3の阻害抗体を用いて、in vivo modelにてVEGF-C/VEGFR-3システムの阻害を介したリンパ管新生及び血管新生阻害による癌転移抑制効果を示した。さらに、ケモカインがウイルス性肝炎に関与していることから、肝癌発癌に関与する遺伝子に着目し、肝癌関連遺伝子発現を網羅的に検討した中からの絞り込みによって癌抑制遺伝子SIAH1を同定、これが肝癌の進展に関与していることを示した。以上のごとく消化器癌のケモカインを中心とした遺伝子発現プロファイルにより癌転移に関連する因子が同定された。最近、乳癌において、腫瘍細胞のCXCR4やCCR7の発現とそのligandであるCXCL12/SDF-1alfaやCCL21/6Ckineの多臓器における発現度が、乳癌の転移先臓器を決定するという報告がなされている(Nature.2001Mar1;410(6824):50-6)。我々のグループの端らは、パイエル板の発生時期にIL-7Ra陽性細胞及びCD11c陽性DCはCCR7を発現し、このIL-7Ra陽性細胞がDCやNKへの分化能力を持つprecursorであることを明らかにした(J Immunol.2001Mar15;166(6):3702-9)。また、腫瘍細胞のα4β7integrin発現は従来より癌の転移、特に癌細胞の着床に関与することが知られているが、このα4β7integrinのligandであるMAdCAM-1の癌における関与は知られていなかった。我々は外科切除標本(胃癌20症例、大腸癌20症例)を用いて、癌部におけるMAdCAM-1の発現検討を行った。大腸癌症例においてMAdCAM-1の発現は見られず、悪性度が高い未分化胃癌の病巣の血管に高発現していた。MAdCAM-1のinducerであるLymphotoxin-αが血行性転移を促進することがin vivoで示され(J Immunol.1999Sep1;163(5):2809-2815)たことからも、MAdCAM-1が癌の転移に関与する可能性は高いと考えあれる。

今後、ケモカイン・接着分子の観点から癌の進展・転移のメカニズムを消化器癌の臨床標本を中心に検討してゆく方針である。我々のグループは、パイエル板の発生時期にIL-7Ra陽性細胞及びCD11c陽性DCはCCR7を発現し、このIL-7Ra陽性細胞がDCやNKへの分化能力を持つprecursorであることを明らかにした。また、腫瘍細胞のα4β7integrin発現は従来より癌の転移、特に癌細胞の着床に関与することが知られているが、このligandであるMAdCAM-1の癌における関与は知られていなかった。我々は大腸癌20症例を用いて、癌部におけるMAdCAM-1の発現検討を行った。大腸癌症例においてMAdCAM-1の発現は見られず、悪性度が高い未分化胃癌の病巣の血管に高発現していた。MAdCAM-1の1nducerであるLymphotoxin-αが血行性転移を促進することがin vivoで示されたことからも、MAdCAM-1が癌の転移に関与する可能性は高いと考えられる。本年度、我々は腫瘍が産生する因子に着目し、ケモカインを含めた遺伝子、蛋白発現を解析し、CD13及びVEGF-Cの産生増加に着目。CD13は細胞のmotilityの活性化に関与し癌細胞株で発現の上昇を認め、大腸癌リンパ節転移例でも増加していることを明らかにした。また、CD13の阻書により癌の転移が抑制されることが分かった。この結果はGastroentelorogyに発表。また、VEGF-Cの受容体であるVEGF-R3の陽性脈管、すなわち新生リンパ管が腫瘍内に増生した大腸癌は高率にリンパ節転移を起こすことを明らかにした。さらにヒト胃癌細胞株をもちいた胃癌リンパ節転移モデルにたいしてVEGFR-3阻害抗体を投与し、VEGF-C/VEGFR-3システムの阻害により、胃癌リンパ節転移が抑制される結果を得ている(投稿準備中)。以上のごとく消化器癌のケモカインを中心とした遺伝子発現プロファイルにより癌転移に関連する因子が同定された。
胚性ゲノム活性化に伴うヒストン修飾動態のin vivoイメージング

本研究は、ゼブラフィッシュ発生過程における胚ゲノムの転写活性化(Zygotic genome activation; ZGA)を、抗体由来の蛍光生細胞プローブ(Ser2リン酸化型RNAポリメラーゼII抗体抗原結合断片;RNAP2Ser2 Fab)により可視化し、それに伴うヒストンの翻訳後修飾動態を計測することで、転写活性化におけるヒストン修飾の意義を明らかにすることを目的とした。平成30年度は、ゼブラフィッシュ胚においてZGAに先んじて高発現することが知られているマイクロRNA(miR-430)に着目し、転写産物の精細胞イメージングを試みた。既報(Hadzhiev et al., Nat Commn, 2019)をもとに、miR-430をターゲットとするモルフォリノヌクレオチドを作製した。3'末端に導入したアミノ基にCy3-NHSエステルを反応させ、miR-430モルフォリノ(miR-430 MO)のCy3標識を行った。Cy3標識miR-430 MOとAlexa Fluor 488標識RNAP2Ser2 Fabを同時にゼブラフィッシュ初期胚に導入したところ、これまで観察されていたRNAP2Ser2 Fab fociとmiR-430 MOの局在が一致した。また、RNAP2Ser2 fociの集積動態について詳細な解析を行ったところ、fociのヒストンH3アセチル化(H3K27ac)レベルが十分に高くなって初めてRNAP2Ser2phが集積し始めることが示唆された。以上の結果から、ゼブラフィッシュZGA初期において高発現するmiR-430遺伝子領域にはまずH3K27acが集積し、アセチル化が十分なレベルに足した後に活性化型RNAポリメラーゼIIの集積が始まることが考えられた。本研究は、ゼブラフィッシュ発生過程における転写活性化を可視化し、それに伴うヒストンの翻訳後修飾の変動を計測することで、転写活性化におけるヒストン修飾の意義を明らかにすることを目的としている。我々はこれまで翻訳後修飾特異的抗体の抗原結合部位を用いた生細胞観察法(Fab-based Live Endogenous Modification Labeling; FabLEM)による修飾動態のライブイメージングを行ってきた。平成27年度は、転写活性化とヒストン修飾を可視化するための蛍光標識Fabプローブを作製し、1細胞期のゼブラフィッシュ胚にインジェクションして、共焦点蛍光顕微鏡を用いたライブイメージングを行った。取得したタイムラプス画像から細胞核と細胞質のシグナル強度を定量化して細胞質に対する細胞核のシグナル比を算出することで、胚ゲノム全体における修飾動態を解析した。定量解析の結果、転写活性化に関与することが知られているヒストン修飾のなかでも、RNAポリメラーゼIIの転写活性に伴って上昇するもの(H3K9ac、H3K27ac)と、全体レベルとしては大きな変動は見られないもの(H3K4me3)があった。またH3K27acは、活性化型RNAポリメラーゼIIの集積よりも先に修飾レベルの上昇がみられた。今後これらの修飾変動の再現性を確認するとともに、修飾動態と転写活性化の因果関係を調べていく予定である。蛍光プローブの作製およびライブイメージングについてはおおむね順調に進行している。平成28年度は、胚ゲノム活性化に伴うヒストンH3K27アセチル化の上昇が、転写活性化に依存しているかどうか調べるため、転写活性化を阻害する薬剤(フラボピリドールおよびアルファ-アマニチン)を1細胞期に添加した胚を用いてFab-based Live Endogenous Modification Labeling(FabLEM)法を行った。アルファ-アマニチンは細胞への浸透が悪いため蛍光標識Fabとともにマイクロインジェクションにより導入した。その結果、アルファ-アマニチンやフラボピリドールにより転写活性化を阻害した胚でも、H3K27acレベルは高いまま維持されていた。これまでの結果(H3K27アセチル化は転写活性化よりも先に上昇する)と合わせると、H3K27アセチル化がグローバルレベルで転写活性化を促進している可能性が考えられる。さらに、活性化型RNAポリメラーゼは、転写活性化された胚の核内で一様ではなく一部に集積しているが、256細胞期で初めて核内でfociを形成することを見出した。このfociは、最初2つ現れ、発生が進むにつれて数が増えた。またfociそれぞれの大きさは小さくなった。今後は、アセチル化の増減を引き起こす薬剤を添加して転写活性化への影響を調べるとともに、fociに濃縮されるヒストン修飾についても調べる予定である。胚性ゲノム活性化に伴うヒストン修飾動態について、おおむね順調に解析が進められている。本研究は、ゼブラフィッシュ発生過程における転写活性化を、活性型(Ser2リン酸化型)RNAポリメラーゼ2に対する抗原結合断片を用いて可視化し、それに伴うヒストンの翻訳後修飾の変動を計測することで、転写活性化におけるヒストン修飾の意義を明らかにすることを目的としている。平成29年度は、胚ゲノム活性化に伴うヒストンH3K27アセチル化の上昇が、転写活性化を促進するかどうか調べるため、アセチル化レベルを増減させる処理を行った。しかしヒストン脱アセチル化酵素阻害剤(トリコスタチンA)やアセチル化酵素阻害剤(C646)を添加しても、初期発生過程のアセチル化レベルに大きな変化は見られなかった。添加濃度や使用する薬剤について更なる検討が必要であると考えられる。