hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
ナノ界面制御材料の構築による分子認識バイオチップの創製に関する研究

石英などのガラス基板やポリマー基板を用いて、分子認識バイオチップのプロセス技術の確立を行った。基盤技術としては、(1)バイオ分子が吸着しない界面創製、(2)分子認識原理の探索、を検討した。具体的には、半導体微細加工プロセス技術を駆使して石英基板にナノギャップを有する流路を形成し、キャピラリーゾーン電気泳動法によりDNAのサイズ分離を評価した。またマイクロ・ナノ流路内へバイオ分子が吸着することを抑制するため、タンパク質や細胞等の吸着抑制能に優れるリン脂質系の生体適合性ポリマーバイオマテリアルをベースとした新規マテリアルの合成を行い、DNAの吸着特性の評価を行った。さらに、電気浸透流の制御に、DNAがナノ流路内壁へ付着することを抑制し、かつ様々な表面ゼータ電位をもつリン脂質ポリマーを創製した。DNAの検出に関しては、ナノ流路を流れる電流による電気化学的検出を試みた。電気化学検出は、蛍光検出と比較し、蛍光ラベルが必要ない検出方法である。そのため、DNAや、タンパク質といった生体分子の蛍光ラベル化による構造変化を引き起こすことなく検出できるという利点をもつ。ナノ流路を流れるDNAの速度、および分離能は、電気浸透流と電気泳動により制御される。そのためゼータ電位、および印加電圧をパラメータとして、電気化学検出が可能であるかを検討し、DNAのサイズ分離検出に成功した。さらに、ナノ空間で使用するポリマーにおいては、分子量の乱れの少ない特性が重要な制御因子であることがわかった。そのため、マイクロ流路内壁から直接ポリマーをグラフトさせる高精密合成の手法を探り、光グラフト重合によりポリマー修飾が可能であることを示した。本年度は、シリコン基板を用いた分子認識チップのプロセス技術の確立、バイオ分子と材料界面の相互作用を評価することを目的として、種々の生体適合性バイオマテリアルの新規合成を行い、細胞やたんぱく質の吸着特性の評価を行った。分子認識バイオチップの基本構造は、ソース、ドレイン間のある特定の部位に、ナノメートルサイズの流路が形成され、このナノメートルサイズの流路を流れる物質の電流値を測定することにより、分子認識を行うデザインである。シリコン酸化膜表面電位の制御は、裏面から印加するゲート電圧を制御することにより行い、表面電位の異なるナノ領域部位を流路内に複合化することにより、電荷状態の異なる分子の認識が同時に可能となると予想される。このようなシリコン酸化膜の表面電位の制御を行う分子認識チップを作製するにあたり、ナノ加工技術の確立、およびより耐圧の高い、つまり欠陥の少ないシリコン酸化膜をもつチップ作製条件について検討を行った。その結果、シリコン酸化膜は、アルカリ溶液だけでなく、バイオ分子の生存環境である中性領域においても、エッチングされるため、欠陥密度が低い酸化膜を用いても、また、ゲート電圧の印加の有無に関わらず、ソース、ドレイン間測定電流値の不安定性を引き起こすことも問題であることがわかった。従って、バイオ分子測定のための、最適酸化膜、例えば、酸化膜の下地層として窒化膜を用いる等の酸化膜構造と、それに適応した微細加工プロセス技術の確立が必要であることがわかった。また、DNAをモデルバイオ分子として取り上げ、DNAの塩基対の異なる分子をこのような、裏面ゲートからの印加電圧の変化により、ナノ流路を流れる電流を測定することで、分子認識が可能であるか検討を行った。この測定において、ナノ流路をDNAが一分子ずつ流れることが条件となる。しかし、ナノ流路材料表面、ここでは、シリコン酸化膜の表面にDNAが付着し、再現性のある結果は得られなかった。そこで、流路内壁に生体分子との相互作用の少ないつまり、生体適合性に優れるポリマーにより表面修飾したナノ流路を用いて、DNAの電気泳動実験を行つた。その結果、材料表面への付着は抑制され、再現性に優れる測定が可能となった。シリコン基板を用いた分子認識チップのプロセス技術の確立を目的としていたが、様々な不安定性を取り除くことが困難であったため、本年度は、石英などのガラス基板を用いた分子認識バイオチップのプロセス技術の確立を行った。

またバイオ分子と材料界面の相互作用を評価することを目的として、種々の生体適合性バイオマテリアルの新規合成を行い、細胞やたんぱく質の吸着特性の評価を行った。まず、チップのプロセス技術の確立については、石英基板にナノ流路を形成し、キャピラリーゾーン電気泳動法(CZE)によるDNA分離をマイクロチップで行うことを試みた。電気浸透流の制御は、表面ζ電位を変化させることにより行った。表面ζ電位の制御方法としては、DNAがナノ流路内壁へ付着することを抑制し、かつ表面電位を制御できるリン脂質ポリマーを新規合成して行った。合成したポリマーの生体適合性を、FITC標識アルブミンタンパク質で評価したところ、どれも石英基板に比べてタンパク質の吸着量が減少し、生体適合性に優れた表面であることがわかった。また、ζ電位を、0mV-60mVまで変化させることができた。まず、合成したポリマーの特性評価のため、通常のCZEを用いてT4DNAと1DNAを分離する最適条件を検討した。ここで用いたポリマーは、poly[2-methacryloxyethylphosphorylcholine (MPC)-co-n-butyl methacrylate (BMA)] (PMB30, MPC 30 mol%), poly(potassium 3-methacryloyloxypropyl-sulfonate (PMPS) -co-MPC-co-BMA (PMSB, MPC 45 mol%), poly[(MPC)-co-3-metacryloxypropyltrietoxysilane (MPTES)] (PMSi, MPC 90 mol%)とである。これらのポリマーの中で、石英基板に化学的に修飾させたPMSiだけが、CZEで再現性のあるDNA分離が可能となった。この結果からマイクロ・ナノ空間で生体物質を高速で輸送する際には、基板とポリマーの密着性に優れるものが必要であることがわかった。また、分子認識バイオチップとしての基板としてガラスだけでなくポリマー系の基板を用いることを想定し、ポリマー用リン脂質ポリマーの新規合成を行った。さらに、ナノ空間で使用するポリマーにおいては、分子量の乱れの少ない特性が必要となる。そのため、リビングラジカル重合によりポリマーの高精密合成を行った。今後これらのチッププロセス技術と高精密ポリマー界面創製技術を融合させて、電気化学的にDNA分離を行う分子認識バイオチップを創製してゆく予定である。昨年度までに、石英などのガラス基板を用い、ナノ流路をもつ分子認識バイオチップのプロセス技術の確立を行った。またバイオ分子と材料界面の相互作用を評価することを目的として、種々のリン脂質系の生体適合性バイオマテリアルの新規合成を行い、細胞やたんぱく質の吸着特性の評価を行った。本年度は、昨年度のプロセス技術を駆使して石英基板にナノ流路を形成し、キャピラリーゾーン電気泳動法(CZE)によるDNA分離をマイクロチップで行うことを試みた。
神経膠腫における分子生物学的分類の構築と、個別化治療の確立

神経膠腫において、治療効果や生命予後と相関し客観性のある分類を構築するため、CGH(comparative genomic hybridization)法による腫瘍染色体解析とMGMTなど予後因子の解析を、全神経膠腫症例に対して、prospectiveに日常的に継続した。その結果、grade 2-3神経膠腫において、染色体異常により予後と相関する分類がなされること、小児神経膠腫において特定の染色体異常が組織型よりも予後と相関すること、などを論文報告した。また、化学療法感受性(1p/19q欠失あり)神経膠腫に対する化学療法先行治療を継続し、特に化学療法による腫瘍縮小後の根治切除は8例で行われ、神経膠腫に対するneoadjuvant approachの安全性、有用性が確認されつつある(学会報告)。1 1p/19q欠失をもつ神経膠腫に対するneoadjuvant chemotherapy(術前化学療法による腫瘍縮小後、治癒切除)あるいは2期的治療戦略(まず可及的摘出にて腫瘍の1p/19q欠失を確認後、化学療法で腫瘍縮小させた後の再切除あるいは放射線治療)の確立:当施設では2期的治療を念頭に置き、1p/19q欠失をもつ神経膠腫初発例は、全て化学療法先行で治療を行っている。現時点で17例が同方針で治療されており、うち2例で化学療法による腫瘍縮小後の摘出が行われ、1例で縮小後の放射線照射が行われた。再発が2例あるが、いずれも腫瘍縮小時の手術に対し了解が得られなかった症例で、再発部位は摘出予定範囲内であった。すなわち、本治療戦略の有用性が確認されつつある。2 1p/19q欠失を伴う星細胞系腫瘍の治療感受性、生命予後の確認:星細胞系腫瘍におけるlp/19q欠失の意義はまだ明らかでない。我々が今までに解析してきた230例以上の解析結果と、現在の治療方針(1p/19q欠失をもつ神経膠腫初発例は全て化学療法先行で治療)から、この点を明らかにする。3 1p/19q欠失をもつ神経膠腫における次の予後予測因子の検討:1p/19q欠失をもつ乏突起膠細胞系腫瘍は治療感受性が高いが、早期に再発するものも存在する。1p,19qの次の予後因子を検索する。2、3に関し、当院で治療が行われた1p/19q欠失をもつ神経膠腫(oligo系28例、astro系22例)のCGH解析は終了し、現時点で、1p/19q欠失をもつ腫瘍の中ではoligoとastro系でPFSに差がない、などのデータが得られている。1 1p/19q欠失をもっ神経膠腫に対するneoadjuvant chemotherapyと2期的治療戦略(まず可及的摘出にて腫瘍の1p/19q欠失を確認後、化学療法で腫瘍縮小させた後の再切除あるいは放射線治療)の確立:当施設では、組織型に関わらず1p/19q欠失の有無で治療方針を選択しており、1p/19q欠失をもつ神経膠腫初発例は、放射線を温存した化学療法先行で治療が行われている。現在までに21例が同方針で治療されており、化学療法先行中のPDは1例もない。また、化学療法で腫瘍縮小させた後の根治切除は5例で行われ、これらの症例では再発は認めていない。このように同治療方針の安全性、有用性が確認されつつある。2 1p/19q欠失を伴う星細胞系腫瘍の治療感受性、生命予後の確認:3 1p/19q欠失をもつ神経膠腫における次の予後予測因子の検討:1p/19q欠失をもつ乏突起膠細胞系腫瘍は治療感受性が高いが、早期に再発するものも存在する。1 1p/19q欠失をもつ神経膠腫に対するneoadjuvant chemotherapyと2期的治療戦略(まず可及的摘出にて腫瘍の1p/19q欠失を確認後、化学療法で腫瘍縮小させた後の根治的再切除あるいは放射線治療)の確立:1p/19q欠失をもつ神経膠腫は治療感受性が高く、1p/19q欠失の有無は、特に化学療法反応性の予測に重要である。

当施設では、組織型に関わらず1p/19q欠失の有無で治療方針を選択しており、1p/19q欠失をもつ神経膠腫初発例は、放射線を温存した化学療法先行で治療が行われている。現在までに23例が同方針で治療されており、化学療法先行中のPDは1例もない。また、化学療法で腫瘍縮小させた後の根治切除は7例で行われ、これらの症例では再発は認めていない。このように同治療方針の安全性、有用性が確認されつつある。また、現在までの治療成績は学会、講演で紹介、発表した。2 1p/19q欠失を伴う星細胞系腫瘍の治療感受性、生命予後の確認:3 1p/19q欠失をもつ神経膠腫における次の予後予測因子の検討:1p/19q欠失をもつ乏突起膠細胞系腫瘍は治療感受性が高いが、早期に再発するものも存在する。1p,19qの次の予後因子を検索する。2、3に関し、当院で治療が行われた1p/19q欠失をもつ神経膠腫(oligo系28例、astro系22例)のCGH解析は終了し、現時点で、1p/19q欠失をもつ腫瘍の中ではoligoとastro系でPFSに差がない、などのデータが得られている。
新しい不斉コントロールユニットと実践的高効率立体制御法の開発

本研究は、高次構造を有する化合物の合成に際し、有用な新規不斉コントロールユニットと反応手法の開発を目的として行った。まず、人工不斉源を用いる不斉助剤の開発としてcis-2-アミノ-3,3-ジメチル-1-インダノールを設計した。これまでにこの不斉源から誘導したアシルオキサゾリジノンを用いて、不斉アルキル化反応等を開発し、このアミノアルコールが優れた不斉助剤であることを明らかにしている。今回、このアミノアルコールから誘導したオキサゾリン部位とホスフィン部位を分子内に合わせ持つ新規オキサゾリン-ホスフィン複合型不斉配位子を設計し、これを用いる触媒的不斉合成反応について検討した。まず、ラセミ酢酸アリル誘導体に対する窒素求核剤の不斉求核反応について検討した。その結果、アリル部位の末端に2つのアリール基が結合した対称型酢酸アリル誘導体に、オキサゾリン-ホスフィン複合型不斉配位子とパラジウム触媒存存下窒素求核剤を作用させると、95%以上の極めて高い光学収率で目的とするアリルアミン誘導体が生成することを見出した。同様の反応は、天然物であるL-バリン由来の配位子を用いても行なわれているが、その選択性を凌駕する好結果を得ることができた。また、末端がアルキル基の対称型酢酸アリル誘導体では、選択性の低下が観測されたが、一端に嵩高いフェニル基を2つ導入した非対称酢酸アリル誘導体を用いれば、この場合にも高エナンチオ選択的に反応が進行することを明らかにした。次に、このオキサゾリン-ホスフィン複合型不斉配位子を不斉ヒドロシリル化反応へ適用した。ロジウム触媒と不斉配位子の存在下、ジフェニルシランによりケトンの還元を行なうと、極めて高いエナンチオ選択性で対応するアルコールが得られることを見出した。この反応は、芳香族ケトンのみならず、立体障害の差があれば脂肪族ケトンヘの適用も可能で、従来にない高い選択性が達成できた。
再野生化家畜に関する地理学的研究

世界各地の再野生化家畜(特にブタ)の分布状況,発生時期,発生要因,評価について諸情報を収集・整理した結果,次のような知見を得た。分布については,原種との関係に留意する必要があり,原種の分布域内では原種との交雑による再野生化の不鮮明さが指摘された。したがって再野生化家畜集団の分布は,原種の分布域外で顕著であった。発生時期に関しては,民族の移動や物質の交流に伴う家畜の持ち込みが背景として指摘でき,大航海植民・開拓時代が再野生化家畜の分布の主軸形成期として抽出された。発生要因は,飼育の粗放性,意図的な解き放ち,不慮の事故といったものに分類できた。特にfree rangingにみられる伝統的な粗放飼育とその類似環境への持ち込みが再野生化をすすめた。評価については,植民・開拓初期の補充的な意味をもつ好意的な存在から,今日の農林業への害獣としての位置づけへの変化が指摘できた。わが国の再野生化家畜については,南西諸島と小笠原諸島を主な調査地とした。わが国のおもな再野生化家畜はヤギで,南西諸島の場合,自然繁殖にまかされる放牧がヤギの野生化と関連してきた。当地でのヤギ飼育の記録は15世紀にさかのぼれるが,free ranging型式の放牧下で,一時的あるいは長期的に管理がゆるくなった場合や飼育の放棄によってヤギが再野生化してきた。しかし,これらのヤギは状況次第で捕獲され,再飼育されることもめずらしくなかった。これは,伊平屋島,粟国島,座間味諸島などの小島群でみられ,これらの地域では家畜と再野生化家畜を連続体として動態的に把握する必要があることが指摘できた。一方,西表島や小笠原諸島(1830年にはすでに生息)のようにその後国立公園指定を受けた地域では,国有地利用が規制されるためヤギの管理は公園にゆだねられ,在来の生態系の保護上それらの駆除が進められている。その他,わが国ではブタやウシの再野生化がみられる。
生きたマウス脳の長期精密計測を可能にするマイクロインターフェイスデバイスの開発

2光子励起顕微鏡法(2PLMS)は脳機能を細胞レベルで研究するための強力な手法であるが、生きたままの動物の脳を長期計測するためのツール・手法の欠落が課題であった。そこで、本研究では、生きたマウスの脳の長期・精密計測を可能にする動物個体埋め込み型インターフェイスデバイスを開発した。この成果は、2PLMSを軸とするinvivo脳研究の技術的制限を克服する新たなツール・手法を提供し、脳神経細胞の機能のより深い理解に貢献すると期待される。超短パルス赤外レーザー励起を用いた2光子励起顕微鏡を利用して、脳組織中の神経細胞を直接見る手法が近年開発され、脳機能研究の強力な手法として利用されている。当該手法を用いた研究により記憶と神経細胞スパインの形態変化の関連性が示唆されるなど、神経細胞の精密計測でもたらされる形態学的、分子生物学的知見により、脳機能を理解する新たな時代を迎えつつある。現在、摘出脳を用いた研究(in vitro研究)が世界中で精力的に進められており、今後、神経細胞機能のより深い理解のため、ありのままの生きたマウス脳(in vivo)の長期・精密計測が必要とされている。しかし、これを可能にするツール・手法の欠落が大きな障壁である。そこで、本研究では2PLMSを軸とするin vivo脳研究の技術的制限の大幅な拡張を可能にする、動物個体への埋め込み型インターフェイスデバイスを開発し、世界初の「in vivoマウス脳神経細胞の長期精密計測」の実現を目指す。本年度は、ポリマー(エラストマー、ゲルなど)やガラス材料を微細加工して作製するマイクロ流体デバイス技術によりマイクロ流路(幅:100μm)を集積化し、脳内への試薬投与を良好に制御可能な埋め込み型光学計測用デバイス(φ=2.7mm,t=300μm)を開発した。また、当該デバイスの性能評価のためFDTD解析により、デバイスから脳組織への薬物移動特性の予測をおこなった。近年、2光子励起顕微鏡(2PLSM)が脳研究の強力な手法として利用されている。当該手法を用いて記憶と神経細胞スパインの形態変化の関連性が示唆される等、神経細胞の精密計測でもたらされる形態学的、分子生物学的知見により、脳機能を理解する新たな時代が到来している。現在、摘出脳を用いた研究(in vitro研究)が世界中で精力的に進められているが、神経細胞機能のより深い理解のため、ありのままの生きたマウス脳(in vivo)の長期・精密計測が必要とされている。しかし、これを可能にするツール・手法の欠落している。本年度は、昨年度開発した頭蓋骨埋め込み型マイクロ流体デバイスにおいて時折生じた気泡混入や試薬導入時の脳組織の振動などの課題の解決を目的として、物質透過性と柔軟性、生体適合性を有するハイドロゲルをマイクロ流体デバイスに応用するための要素技術を開発した。具体的にはデバイスの送液系と脳組織をハイドロゲル薄膜構造で分離することで、上記課題を回避する半開放系デバイスを構想し、その試作開発を行った。まず、ハイドロゲルをマイクロ流体デバイスに組み込むために、Tetra-PEGgelとPDMSを精密接合する手法としてハイドロゲルリアクティブマイクロボンディング法(HRMB法)を開発した。本法を用いて、実際にデバイス内の送液系と脳組織をハイドロゲルで分離した半開放系デバイスを作製し、デバイスを埋設したマウス脳組織の神経細胞の観察及び脳組織への試薬投与を達成した。本技術は、従来困難であった生きたマウス脳組織中の神経細胞の長期的観察ならびに脳組織への微量試薬の直接投与を可能にするものであり、脳機能の解明や脳疾患の治療法開発に資する知見を得るための有効な手段を提供するものである。そこで、本研究では2PLMSを軸とするin vivo脳研究の技術的制限の大幅な拡張を可能にする、動物個体への埋め込み型インターフェイスデバイスを開発し、世界初の「in vivoマウス脳神経細胞の長期精密計測」の実現を目指した。最終年度は、前年度までに開発した頭蓋骨埋め込み型マイクロ流体デバイスと外部送液系との接続時に細菌や気泡が混入する懸念を解決することを目的として、熱応答性形状記憶ポリマー(Shape Memory Polymer: SMP)材料を利用した新規なマイクロバルブ技術を開発した。

具体的にはPDMS製のマイクロ流路構造の下に薄いSMPバルブシートを設置し、微細加工したマイクロヒーターあるいはレーザーを用いた局所加熱により、予めバルブ機能を果たすように設計した変形形状を加えておいたSMPに相転移を生じさせ、数100msの速度で動作するマイクロバルブを試作し、その動作特性を評価した。本技術により、溶液試料の制御機構を脳計測用インターフェイスデバイスに集積することが可能になった。また、最終年度にあたり3年間の成果を総括し、動物個体への埋め込み型インターフェイスデバイスの設計指針、要素技術の体系化を行った。実際にマウスに長期埋め込み可能なインターフェイスデバイスが開発され、医学研究用ツールとしての有用性の検討がが進められているため。24年度が最終年度であるため、記入しない。動物埋め込み実験を通じてデバイス機能の向上等に努めるとともに、埋め込みデバイス技術の更なる展開の可能性を検討し、埋め込み型マイクロ流体デバイス技術に関する知見の一般化・体系化を行う。
ドイツの移民の背景を持つ子ども達のための参画アプローチの実際と課題に関する研究

本研究の目的はドイツの移民の背景を持つ子ども達の保育施設における参画について、国及び州レベルでの政策、教育カリキュラム及び保育実践、教材、保育者対象の研修等から検証することを通して、その効果的な支援方法と課題を明らかにすることである。研究期間全体を通じて、主としてバイエルン州及びシュレースヴィヒ=ホルシュタイン州の保育施設でフィールドワークを行なって、移民の背景を持つ子ども達の参画に関する支援や実践を収集するとともに、関係者にインタビューを行った。研究の中で、ドイツでは移民の背景を持つ子ども達の参画が多様性を尊重する教育(インクルーシヴ教育)によって支えられていること、及び保育施設における子ども達の参画は国連子どもの権利条約、ドイツの社会保障法典、及び州の幼児教育に関する法律の中で規定されていることを明らかにした。また、バイエルン州のドイツ語支援の必要な就学前の子ども達対象の「準備コースドイツ語240」を調査して、その学力保障と社会参画に果たす役割と意義について明らかにした。さらにドイツにおける子ども達の参画をテーマとする保育者研修に参加して、そのプログラムの特徴を明らかにすると共に、アンケート調査を実施して、参加者の意識を明らかにした。研究期間最終年度の研究成果は、2018年4月から5月にバイエルン州の保育施設でフィールドワークを行い、保育者、母親、さらに子ども達に参画に関してインタビューを行ったことである。この研究成果については今後学会発表や紀要等で発信する予定である。また、日本保育学会では、子ども達の参画にとって重要な役割を果たす家庭から保育施設へのスムーズな移行のための慣らし保育と多言語絵本についてその意義を明らかにした。また紀要において、バイエルン州における移民政策と言語教育の関連性、言語観察シートの特徴、及び今後の日本の幼児教育の課題について明らかにした。平成27年度では、文献資料によって、ドイツの保育施設における子ども達の参画を支える教育理念である「多様性の教育」が、バイエルン州幼児教育計画においてどのように位置づけられているのかを明らかにした。多様性の教育は子どもの権利条約(1989)、サラマンカ宣言(1994)を経て、国連障害者の権利に関する条約(2006)をドイツが批准し(2009)、教育の場にインクルージョン理念が導入されたことによって確立した理念である。ドイツでは移民の背景を持つ子ども達の参画もまた、多様性の教育との関連で捉えられていることから、本研究を進めていくための理論的支柱を明らかにすることができた。平成27年度は、バイエルン州とシュレースヴィヒ=ホルシュタイン州でフィールドワークを行った。バイエルン州では、複数の保育施設でのフィールドワーク、及び園長へのインタビューを行った。さらに、バイエルン州立乳幼児教育研究所にて、「日本の幼児教育制度」について関係者対象に講演を行うと共に、意見交換を行った。また、ミュンヘン学校スポーツ局の異文化理解教育担当者と意見交換を行った。シュレースヴィヒ=ホルシュタイン州では、研究協力者のクナウアー氏(キール専門大学教授)他と子ども達の参画について意見交換を行うと共に、複数の保育施設でフィールドワーク、及び園長にインタビューを行った。さらに、AWOシュレースヴィヒ=ホルシュタイン幼稚園課を訪問し、関係者にインタビューを行った。2回にわたるフィールドワークで行ったインタビューについては、すでにドイツ語テープ起こしを終えており、現在は日本語翻訳と内容分析を行っている。ドイツの保育施設における参画アプローチを根拠づけている思想・理論については、平成27年度では、バイエルン州幼児教育計画における「多様性の教育」について明らかにすることができた。今後は子どもの権利条約以前にまで遡って、歴史的に参画を位置付けることが課題である。バイエルン州とシュレースヴィヒ=ホルシュタイン州の保育施設において、予定通り2回のフィールドワークを行い、保育実践事例の収集を行うことができた。また、平成27年度は予定していた以上に保育関係者へのインタビューを複数回行うことができた。インタビューはすべてドイツ語で行われ、すでにドイツ語テープ起こしは完成している。平成28年度はインタビュー内容の日本語への翻訳を完成させ、分析を行うことによって、研究成果の発信につなげることが課題である。本研究で得られた研究成果については、学会発表2回、大学紀要1本にまとめた。さらに、平成27年度教員免許状更新講習「海外の幼児教育の事例から日々の保育を捉え直すワークショップ」において、保育者対象に「ドイツの保育施設における環境」と題して、ドイツの保育施設における参画を促進する実践について講義を行った。このことによって、地域の保育者に対して研究成果の発信を行うことができた。本研究の目的は、ドイツにおける移民の背景を持つ子ども達が、いかにして保育施設の日常生活に参画することができるのかについて、国及び州レベルでの政策、教育カリキュラム及び保育実践、教材、保育者対象の研修等から検証することを通して、その効果的な支援方法と課題を明らかにすることである。平成28年度の計画では、移民の背景を持つ子ども達に対する支援対策としてドイツ語学習支援の実際を明らかにすること、保育者による援助及び教材の収集が主な課題であった。平成28年5月6月にドイツ・バイエルン州の複数の保育施設でフィールドワークを行ない、保育実践事例の収集、関係者へのインタビューを行なった。具体的には、移民の背景を持つ子ども達へのドイツ語学習支援としてバイエルン州で実施している「準備コースドイツ語240」を参与観察し、担当の小学校教員及び研究協力者にインタビューを行った。また、移民の背景を持つ母親達への支援のための取り組みを参与観察し、母親と担当者にインタビューを行った。バイエルン州

立乳幼児教育研究所の研究協力者ローレンツ博士、バイエルン州社会省乳幼児教育課の担当者と意見交換とインタビューを行った。さらに子ども達の参画をテーマとした保育者対象の研修会を参与観察して、参加者にアンケート調査を行なった。平成28年9月にはドイツ・ベルリン市の移民の子ども達の在籍率が極めて高い保育施設でフィールドワークを行い、保育実践事例の収集と、関係者へのインタビューを行った。ベルリン市では、研究協力者であるキール専門大学クナウアー教授と研究に関して意見交換を行った。さらに、ドイツ・ニーダーザクセン州のリューネブルクの保育施設における保育者研修で参与観察を行い、参加者にアンケート調査を行なった。バイエルン州、及びベルリン市でのフィールドワークにおいて、ドイツ語学習、及び異文化理解に関する教材を収集した。平成28年度の研究計画では、移民の背景を持つ子ども達に対する支援対策、保育者による援助及び教材を収集し分析することであった。そのためにドイツの保育施設でフィールドワークを行なって、移民の背景を持つ子ども達の保育場面での参画状況と、保育者による援助等の実践事例を収集し分析を行うこと、特にドイツ語支援の場面観察を行うことが目標であった。当初の計画通り、ドイツの保育施設でのフィールドワークを2回にわたって行うとともに、ドイツ語学習支援の取り組みを観察し、担当者にインタビューを行うことができた。また、ドイツ語学習、及び異文化理解に関連する教材の収集をも行うことができた。さらに、平成29年度の計画であるドイツの保育者対象の研修会にも2回にわたって参与観察することができ、アンケート調査も実施することができた。また、研究遂行の中で、重要なテーマであることが明らかとなった、移民の背景を持つ母親への支援の実際を参与観察し、母親と担当者にインタビューを行うことができた。本研究で得られた研究成果については、学会発表1回、大学紀要1本にまとめた。さらに、平成28年度教員免許状更新講習「ドイツの幼児教育から子どもの自己決定を考える」において、保育者対象にドイツの保育施設における子ども達の参画について講義を行い、受講生がワークショップを通じて、日々の保育実践を振り返り改善していく機会を提供した。このことによって、地域の保育者に対して研究成果の発信を行うことができた。平成29年度の研究実施計画では、ドイツの保育施設におけるフィールドワークによって関係者にインタビューを行うと共に、保育者対象の研修会に参加して、研修カリキュラムの検証を行うことであった。保育者研修への参加と調査は平成28年度に実施済みであったので、平成29年度は得られたデータを分析して、研究成果を紀要にまとめた。
計算解剖モデルに基づくオートプシー・イメージング支援

本研究では,死亡時画像診断のための計算解剖学とそれを用いた診断支援についての研究を実施した.具体的にはまず,死亡後の臓器専用の計算解剖モデルを構築し,それを用いて死亡後のCT像から臓器領域を自動認識するアルゴリズムを開発した.次に,死亡後のCT像から,骨折部位を自動検出するアルゴリズムを開発した.さらに,実際の死亡時画像から臓器の認識や骨折の自動検出を行って,その性能を評価した.その結果,従来の生体用の計算解剖モデルを用いた場合よりも高精度に臓器を認識できること,骨折も精度良く検出できることが確認できた.本研究では,死亡時画像診断のための計算解剖学とそれを用いた診断支援についての研究を実施した.具体的にはまず,死亡後の臓器専用の計算解剖モデルを構築し,それを用いて死亡後のCT像から臓器領域を自動認識するアルゴリズムを開発した.次に,死亡後のCT像から,骨折部位を自動検出するアルゴリズムを開発した.さらに,実際の死亡時画像から臓器の認識や骨折の自動検出を行って,その性能を評価した.その結果,従来の生体用の計算解剖モデルを用いた場合よりも高精度に臓器を認識できること,骨折も精度良く検出できることが確認できた.研究に必要な死亡時画像のデータベース化のために,データ蓄積用の計算機を購入し,本年度はまず50症例のCT像とその臨床レポートなどを蓄積した.また,このデータベースを用いて,骨組織用Ai-CADと軟部組織用Ai-CADの開発に取り組んだが,得られた主な成果を以下に示す.まず,抽出すべき画像所見について洗い出した.具体的には,骨折などの死因に直接関係する所見を調べた.次に,画像から自動的に骨領域を抽出するために,アンサンブル学習によって数百から数千の多数の処理を組み合せた一つの骨抽出処理を開発した.その際,症例間のCT値の変動に対して処理がロバストになるように,期待値最大化アルゴリズムや変分ベイズアルゴリズムによる濃度分布のパラメータの推定結果を利用した.また,提案した手法を実際のCT像に適用して有効性について確認をした.本年度は肺に注目したが,まず,骨のときと同様,抽出すべき画像所見について洗い出した.具体的にはがんなどの病変や胸水などの異常所見に注目した.また,死亡時画像特有の血液就下などの所見も同時に抽出した.次に,グラフカットアルゴリズムに基づいて肺野領域を特定する処理を開発した.この際,肺野内に大量の病変が存在した場合にも,それらの影響を受けずに安定して肺野を特定できるよう,肺の形状に関する事前知識を利用可能な新しいグラフカットアルゴリズムを提案した.また,提案手法を実際の症例に適用して有効性を評価した.本年度は下記の3点に関する成果が得られた.以下それぞれについて説明する.・死亡時画像データペース・計算解剖モデル・骨折検出支援システム1)死亡時画像データベース本年度は,約130名の死体に対してスライス間隔1mm程度の高精細CT像を撮影し,それらのデータベース化を進めた.これにより,初年度とあわせると合計で約180例分の死亡時画像が蓄積された.また,計算解剖モデル作成や診断支援システム開発のために,画像内の肝臓と肺の領域ラベルをマニュアルで入力する作業も並行して進めた.2)計算解剖モデル本年度は,レベルセット関数に基づいて表現された肝臓と肺の統計的形状モデルに注目し,死体と生体のモデルの違いを明らかにした.その結果,平均的な意味では,生体用のモデルであっても死体の形状を上手く表現できることが分かった.この成果は,生体用のモデルを死体用に変換する次年度以降の研究のための重要な基礎データとなる.3)骨折検出支援システム骨折検出のためには,まず,骨の精密抽出が重要となる.これまでにアンサンブル学習を応用して骨を抽出する処理を開発したが,撮影条件の違いによるCT値の変動により,抽出精度に問題があることが分かった.そこで本年度は,骨のクラスとそれ以外の組織のクラスについて密度関数を推定し,それらから計算される尤度比を用いることでCT値の変動を吸収することを試みた.今回は混合正規分布と仮定して,そのパラメータを実際のデータから推定したが,従来の方法を実際のデータに適用すると,二つのクラスの分布が重なる範囲において推定が上手く行かないことが確認された.そこで,骨の位置に関する事前知識を利用する推定法を新しく考案した.現在までに実際のデータを用いて評価したところ,従来よりも推定精度が向上し,その結果,骨の抽出精度も向上することが確認できた.本年度の成果は以下のとおりである.1.Ai用計算解剖モデル生成型学習や固有空間における座標変換により,疑似的な死体のデータを生成する新しい方法を考案し,それに基づいて死体専用の7つの統計的形状モデルを提案した.また,それぞれの性能を比較し,従来よりも優れたモデルが構築できることを示した。2.死体からの臓器抽出処理の開発上で提案した死体用統計的形状モデルを利用した臓器抽出処理を開発した.また,実際の画像に適用して,従来のモデルを用いる場合よりも臓器の抽出精度が向上することを示した.3.骨折検出用Ai-CADの開発骨折検出のための新しいシステムを開発し,実画像を用いてその有効性を評価した。4.Aiデータベース生前と死後の両方の画像の組み合わせのデータを,79症例から収集した.上記は全て死体に関する画像処理の成果であるが,これらは従来の生体に対する画像処理が基本となり,それらを拡張しながら死体に応用している.

そのため,生体に対する画像処理の研究も重要であるが,今年度も生体に対して以下の項目についての研究を進め,これらは次年度以降死体の画像処理に応用する予定である.・生成型学習を用いた臓器の統計的形状モデルの性能強化に関する研究・通常の統計的形状モデルと条件付き形状モデルの橋渡しをする新しい形状モデルの提案・新しい統計的形状モデルを用いた臓器抽出処理の研究平成25年度の成果は以下のとおりである。1。死亡時CT像からの臓器抽出処理の開発:スパースモデリングとマルチアトラス法に基づく臓器抽出処理を開発した。これは、肝臓とその周辺臓器や組織の部分画像を大量に蓄積したデータベースを用意し、それを用いて肝臓を近似表現する方法であり、従来法と比べ、特に形状が病気や死後変化などで変形した症例に対して効果があることが確認できた。実際の死亡時CT像を用いた評価実験により、昨年までのモデルやアトラスに基づく方法よりも、臓器の抽出精度が一層向上することを示した。2。死亡時CT像からの骨折検出支援システムの開発:骨折検出支援システムの高度化のために、ディープラーニングに基づく判定アルゴリズムを導入した。具体的には、骨の断面像を入力して、骨折を含むか否かを判定するアルゴリズムを構築した。その結果、従来よりも、検出精度を一定に保ったままで、拾いすぎが半数程度削減できることが分かった。上記は死体に関する画像処理の成果であるが、これらは従来の生体に対する画像処理が基本となり、それらを拡張しながら死体に応用している。そのため、生体に対する画像処理の研究も平行して進め、今年度は以下の成果が得られた。1)複数臓器の統計的形状モデルの性能強化:昨年までの単臓器の成果を複数臓器に拡張して高度化を進めた。2)新しい統計的形状モデルを用いた臓器抽出処理の開発:新しく開発したモデルを組み込むことで画像からの臓器抽出精度の向上を達成した。本年度の成果は以下のとおりである.1.死体からの臓器抽出処理の開発:昨年度提案した死体用統計的形状モデル中から,最も良いモデルを選び,それに基づく臓器抽出処理を開発した.特に,死体は臓器の位置や形の変形が大きいことに注目し,ダイナミック確率アトラスと呼ばれる新しいアトラスを提案した.また,実画像を用いた評価実験を行い,従来のモデルやアトラスに基づく方法よりも臓器の抽出精度が大きく向上することを示した.2.骨折検出用Ai-CADの開発:骨折検出支援システムの高度化のために,骨の精密抽出処理と,抽出された骨に対して解剖学的ラベルを自動で付与する処理を開発した.また,実画像を用いてその有効性を評価した.上記は死体に関する画像処理の成果であるが,これらは従来の生体に対する画像処理が基本となり,それらを拡張しながら死体に応用している.そのため,生体に対する画像処理の研究も平行して進め,今年度は以下の成果が得られた.なお,これらは次年度以降死体の画像処理に応用する予定である.1)臓器の統計的形状モデルの性能強化:人工的に生成した擬似死体臓器ラベルを用いて統計的形状モデルの高度化を進めた.2)新しい統計的形状モデルに関する研究:通常の統計的形状モデルと条件付き形状モデルの橋渡しをする形状
人口減少による負のスパイラルを抑制する都市間旅客交通ネットワーク形状計画

2015年度の研究を通じて,研究計画段階で大きいと予想していた,交通サービスの悪化が旅行数自体を減少させる効果が予想より小さく,「旅行先の配分」で吸収される可能性が示唆された.この示唆は,都市間旅客交通ネットワーク計画を考えるにあたり,「限られた資源である旅行量をどう配分すべきか」という従来と異なった視点が必要であることを示す,重要なものである.そこで2016年度には,以下の2点の分析を実施した.一点目は,当初の計画通りネットワーク形状と都市間旅行需要との関係を示すシミュレーションを通じて,「ある空港が廃止されたときに,負のスパイラル現象によって地域の都市間流動が衰退するか」という疑問に答える分析を実施した.その分析の結果,存続が危ぶまれる地方空港の多くは十分な代替機能を持っており,空港がなくなっても旅行発生量の面では大きな影響がないことを明らかにした.一方で,羽田空港や新千歳空港のような大規模かつ代替できる機能がない空港においては,旅行総数への影響が大きく「負のスパイラル現象」の引き金になりうることが明らかにした.二点目は,混雑統計とモバイル空間統計の時系列解析から交通サービスの整備効果を抽出する方法を提案して,都市間旅行データを活用した需要モデルの再検証を実施した.そして,2015年度の分析で得られていた,「交通サービスの悪化による旅行数全体への影響は小さい」という結果を支持する結果が得られた.一方で,北陸新幹線開業効果の分析を通じて,交通サービス状態の変化による,都市自体の魅力レベルの変化に相当する間接効果と,東京から石川と石川から東京の間で方向別に大きく異なるという,整備効果の非対称性が明らかになった.これらは,従来の交通需要モデルでは表現しきれない新たな発見であり,今後この現象の解明と新たなモデルの提案が求められる.28年度が最終年度であるため、記入しない。28年度が最終年度であるため、記入しない。本研究では,人口減少期に公共交通機関に起こりうる「LOS低下の負のスパイラル」に着目し,(1) LOS低下の負のスパイラルの基本的な性質の解明,(2)負のスパイラルを抑制できるようなネットワーク基本形状を明らかにすることを目的としている.初年度である2015年度には,都市間旅客流動データの統計分析を通じて,旅行需要の面からLOS低下の負のスパイラルの基本的な性質の解明を行った.具体的には,社会生活基本調査と全国幹線旅客純流動調査の過去20年分の統計分析から,交通サービスの新設・廃止に対する旅行行動の変化を予測するための2つのモデルを提案した.これらのモデルは,LOS低下による旅行需要の変化を予測することができ,供給側の行動と組み合わせることでLOS低下の負のスパイラルの全容を理解しシミュレーションを行うことができる.そのモデルの感度分析として,北陸新幹線開業による都市間旅行パターンの変化を算出するシミュレーションを行った.このシミュレーションを通じて,以下の2点が明らかになった.(a)交通サービスの新設(廃止)によって,旅行回数を増やす(減らす)という効果があるが,「年間にまったく旅行しない」という層の構成比を変える効果はない.(b)交通サービスの新設(廃止)があった地域では,集中量が大きく変化する.しかし,集中量変化の大半は,「旅行先変更」によるものであり,全体の旅行数を変える効果は,旅行先変更分と比較して非常に小さい.これらの成果は,都市間旅客交通ネットワーク計画を考えるにあたり,「どのように交流量を維持するべきか?」といった議論ではなく,「限られた資源である旅行量をどう配分すべきか?」という従来と異なった視点が必要であることを示唆する,重要なものである.本研究では,人口減少期に公共交通機関に起こりうる「LOS低下の負のスパイラル」に着目し,(1) LOS低下の負のスパイラルの基本的な性質の解明,(2)負のスパイラルを抑制できるようなネットワーク基本形状を明らかにすることを目的としている.そのうち,2015年度では,(1)LOS低下の負のスパイラルの基本的な性質の解明に相当する,交通サービスの新設・廃止に対する都市間旅行パターンの変化を表現するモデルの作成を予定通りに完了している点で,おおむね順調に進展しているといえる.その研究を通じて,「定量的な減少予測」や,「旅行需要が限られた資源であり,ネットワーク計画はその配分を決める問題である」という,これまでにない貴重な研究成果を得て,積極的に対外発表を実施してきた.しかし,「旅行需要が限られた資源である」という成果については,当初の予想と異なるものであり, (2)のネットワーク計画部分の目標値を発生旅行数ではなく集中旅行数に置き換えて考えるべき点と,その結果に関する検証を追加的に行うという,2点において,研究計画を微修正して進める必要がある.前者については分析作業・取りまとめ上は大きな変更ではなく,順調に研究を遂行できる見込みである.後者については,当初の計画にはない追加的なものであるが,すでに利用するデータを決定し分析準備を始めており,計画以上の成果が期待できる.2015年度の研究を通じて,研究計画段階で大きいと予想していた,交通サービスの悪化が旅行数自体を減少させる効果が予想より小さく,「旅行先の配分」で吸収される可能性が示唆された.この示唆は,都市間旅客交通ネットワーク計画を考えるにあたり,「限られた資源である旅行量をどう配分すべきか」という従来と異なった視点が必要であることを示す,重要なものである.そこで2016年度には,以下の2点の分析を実施した.

一点目は,当初の計画通りネットワーク形状と都市間旅行需要との関係を示すシミュレーションを通じて,「ある空港が廃止されたときに,負のスパイラル現象によって地域の都市間流動が衰退するか」という疑問に答える分析を実施した.その分析の結果,存続が危ぶまれる地方空港の多くは十分な代替機能を持っており,空港がなくなっても旅行発生量の面では大きな影響がないことを明らかにした.一方で,羽田空港や新千歳空港のような大規模かつ代替できる機能がない空港においては,旅行総数への影響が大きく「負のスパイラル現象」の引き金になりうることが明らかにした.二点目は,混雑統計とモバイル空間統計の時系列解析から交通サービスの整備効果を抽出する方法を提案して,都市間旅行データを活用した需要モデルの再検証を実施した.そして,2015年度の分析で得られていた,「交通サービスの悪化による旅行数全体への影響は小さい」という結果を支持する結果が得られた.一方で,北陸新幹線開業効果の分析を通じて,交通サービス状態の変化による,都市自体の魅力レベルの変化に相当する間接効果と,東京から石川と石川から東京の間で方向別に大きく異なるという,整備効果の非対称性が明らかになった.これらは,従来の交通需要モデルでは表現しきれない新たな発見であり,今後この現象の解明と新たなモデルの提案が求められる.2015年度の研究において,交通サービスのLOS変化による都市間旅行パターンの変化を予測するモデルの作成を通じて,「LOS低下の負のスパイラル」の基本的な性質の解明を行った.この研究を通じて,研究計画段階で大きいと予想していた交通サービスの悪化が旅行数自体を減少させる効果は予想より小さく,「旅行先の配分」という形で吸収される可能性が示唆された.この示唆は,都市間旅客交通ネットワーク計画を考えるにあたり,「どのように交流量を維持するべきか?」といった議論ではなく,「限られた資源である旅行量をどう配分すべきか?」という従来と異なった視点が必要であることを示す,重要なものである.しかし,この成果を学会などで発表したところ懐疑的な意見も多く,山口が利用した5年ごと20年分のrepeated cross sectionalデータの限界からも,より精緻な検証が求められる.そこで,研究計画におけるネットワーク計画の前段階として,「別データから2015年度の研究成果の検証」を新たに追加して研究を進める.この検証分析は,その後のネットワーク計画における基本的な考え方につながるものであり,事前に完了しておくことが望ましい.そこで,携帯電話位置情報を用いた分析を,本年度の上半期(4月-8月)で分析を行い,成果をとりまとめる予定である.その後に,当初の予定通り,都市間旅行需要モデルを用いたシミュレーションを行い,本研究のまとめとして都市間旅客交通ネットワーク計画に向けた示唆をとりまとめる予定である.28年度が最終年度であるため、記入しない。28年度が最終年度であるため、記入しない。
アルツハイマー病原因遺伝子プレセニリンがアミロイド前駆体タンパクに及ぼす影響

アルツハイマー病(AD)原因遺伝子産物プレセニリン1(PS1)はアミロイド前駆体タンパク質(APP)代謝に関与し、Aβ産生を制御していることが知られている。最近、PS1はγ分泌酵素そのものであるという報告もなされているが、依然として不明な点も多い。我々は、ヒトPS1およびヒト突然変異PS1を安定的に発現するPC12D細胞の膜画分を、ショ糖溶液を用いて5,000xg沈殿(P2a画分)、8,000xg沈殿(P2b画分)、100,000xg沈殿(P3画分)に分画した。P2a画分にはMAO、Rab8が含まれ、P3画分にはsynaptophysin、Bip、golgi58、acid phosphataseが主として分布し、ミトコンドリア、分泌顆粒は比重の重いP2a画分に、小胞体、ゴルジ体、リソソーム、シナプトソーム等は比重の軽いP3画分に存在していた。未導入細胞のラット由来PS1はP2aおよびP3に回収され、分布の割合は、P2a画分42%、P2b画分16%、P3画分42%であった。一方、ヒトPS1導入細胞のヒトPS1およびヒト突然変異PS1は比重の重い膜画分に主として回収され、それら分布は、どちらもほぼP2a画分60%、P2b画分20%、P3画分20%であった。これらのことから導入したPS1においては突然変異の有無の差はみられず、ラット細胞にとっては共に変異PS1と作用したと考えられた。また、ヒトPS1およびヒト突然変異PS1を導入した細胞のP2a画分ではともにAPPのC末断片の存在割合も増加し、さらに、Aβ42の割合がヒトPS1およびヒト突然変異PS1を導入した細胞で有意に増加していた。これらのことと合わせて考えると、比重の重い膜画分で異常PS1とAPPC末断片とが作用し、Aβ42の産生割合が増加したものと考えられた。早期発症型家族性アルツハイマー病の原因遺伝子プレセニリン1(PS1)は467残基のアミノ酸からなる膜タンパク質であることが知られ、その突然変異がアミロイド線維の主成分であるAβ42を増加させることが明らかとなっている。このことは、PSlがAβの前駆体タンパク質(APP)の代謝過程に関与していることを示唆している。そこで本研究では、PSlとAPPの関連性について培養細胞を用いて解析した。PC12D細胞および安定的にAPP695を発現するたCHO細胞(CHO695)に、PS1遺伝子およびPS1突然変異型遺伝子を安定的に組み込んだ。発現したPS1および突然変異PS1はPS1N末抗体AD3NおよびPSN2、ループ部抗体AD3L、C末抗体CC3を用いて確認した。得られた遺伝子導入細胞の膜分画に存在するAPPおよびAPPC末断片を抗APP抗体22C11、抗Aβ抗体6E10およびY27、およびAPPC末抗体R37を用いて解析した。PSlおよびPS1A260V導入PC12D細胞と未導入細胞から得られたAPPおよびその誘導体を比べてみるとαおよびβ分泌酵素による切断およびその割合について差は見られなかった。これらのことからPSlが直接APPのαおよびβ分泌酵素による切断に関与する可能性は低いと考えられた。

次に、APPの発現量に対するC端断片の量を比べてみるとPSl導入細胞では未導入細胞に比べC端断片の量が減少し、PS1A260V導入細胞ではC端断片の量が増加していた。CHO695細胞においても同様の結果が得られた。以上のことからPSlおよび突然変異PSlはAPPC末断片の代謝関与していることが推定された。培養細胞に導入したPSlおよび突然変異PS1は膜画分に存在するAPPC末断片の代謝に影響を与えた。<目的>アルツハイマー病(AD)原因遺伝子産物プレセニリン1(PS1)はアミロイド前駆体タンパク質(APP)代謝に関与し、アミロイド線維を形成するAβの産生を制御していることが知られている。そこで本研究ではヒトPS1および突然変異型PS1を安定的に発現するPC12D細胞を用いて、PS1とAPPC末断片の細胞内の分布、量的な関係等を解析し、PS1がAPPC末断片の代謝にどのように関与するのか検討した。<方法>(1)ヒトPS1および突然変異PS1(A260V)を安定的に発現するPC12D細胞を0.25M sucrose溶液でホモゲナイズした後、1,000×gの遠心上清をさらに遠心し、5,000×g沈殿画分(P2a)、8,000×g沈殿画分(P2b)、100,000×g沈殿画分(P3)に分画した。(2)それぞれの画分に含まれるAPPおよびAPPC末断片の存在量、PS1の存在量等を、電気泳動、イムノブロッティング等を用いて解析した。(3)細胞内でのγ分泌酵素活性(Aβ40およびAβ42)をドットブロットにより測定した。<結果>PS1およびPS1A260Vを安定的に発現するPC12D細胞および野生型PC12D細胞において以下のことが明らかとなった。(1)αおよびβ分泌酵素による切断活性との間の関連性は見出せなかった。(2)突然変異の有無での差は見られなかった。(3)各膜画分におけるAPPCTFの量比を野生型のものと比べると、P2a画分に含まれるAPPCTFの量が有意に増加していた。(4)野生型に比べると、Aβ42活性の増加が見られた。<考察>導入したPS1は突然変異の有無にかかわらずPC12D細胞内でAPPCTFの分布を変化させることから、PS1はAPPCTFの輸送を担い、その輸送に障害が生じるとAβ42活性が上昇すると推定された。ヒトPS1および突然変異PS1を安定的に発現するPC12D細胞をRIPA溶液でホモゲナイズあるいはショ糖溶液を用いて膜画分を、5,000xg沈殿(P2a画分)、8,000xg沈殿(P2b画分)、100,000xg沈殿(P3画分)に分画した。P2a画分にはMAO、Rab8が含まれ、P3画分にはsynaptophysin、Bip、golgi58、acid phosphataseが主として分布し、ミトコンドリア、分泌顆粒は比重の重いP2a画分に、小胞体、ゴルジ体、リソソーム、シナプトソーム等は比重の軽いP3画分に存在していた。安定的に導入したヒトのプレセニリン1(PS1)、ヒト突然変異プレセニリン(PS1A260V)、および、この細胞が本来もっているラットPS1を免疫沈降し、電気泳動およびイムノブロッティング等で解析した。未導入細胞のラット由来PS1のN末断片はP2aおよびP3に回収され、分布の割合は、P2a画分42%、P2b画分16%、P3画分42%であった。一方、ヒトPS1導入細胞のヒトPS1およびヒト突然変異PS1のN末断片は比重の重い膜画分に主として回収され、それら分布は、どちらもほぼP2a画分60%、P2b画分20%、P3画分20%であった。