hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
ATPによる象牙芽細胞からの神経伝達機構の解明

歯の痛みの伝達には象牙芽細胞が感覚受容細胞として機能しているが、本研究では象牙芽細胞から知覚神経へのシグナル伝達にvesicular nucleotide transporter (VNUT)を介したATPの放出が関与しているかどうかを調べた。結果として、ラットの象牙芽細胞にVNUT免疫陽性小胞が存在すること、象牙芽細胞の間にATPの受容体であるP2X受容体を含む神経終末が存在することが確認された。また、培養象牙芽細胞様細胞を使った実験でもVNUTを介したATPの放出が確認された。これらの結果は象牙芽細胞からのシグナル伝達にVNUTを介したATPが関与していることが示唆された。平成26年度は象牙芽細胞のATP分泌に関与していると考えられるVNUTに関して、VNUTの発現、放出経路、ストレス(温熱刺激)時の象牙芽細胞からのATPの放出を確認することを目的として研究を行った。In vivo実験では7週齢SDラットを4%パラホルムアルデヒドで灌流固定を行い、上顎臼歯を上顎骨とともに取り出し、1晩浸漬固定を行ったあと、10%EDTA溶液にて3週間脱灰を行った。免疫蛍光染色としては、抗VNUT抗体、抗SNAP25抗体、抗P2X3受容体抗体等を使って、象牙芽細胞および象牙芽細胞近傍の神経線維における局在を明らかにした。In vitro実験では象牙芽細胞様細胞KN-3細胞を用い、NK-3細胞がコンフルエントになる前まで細胞を増殖させ、種々の時間を設定して60度程度の温熱刺激を加えKN-3細胞より培地中に放出されるATPの濃度を調べるとともに、ATPの放出が見られた状態で、VNUTの発現変化についてもRT-PCR法、免疫染色法を用いて調べた。結果、象牙芽細胞に顆粒状に見えるVNUT抗体陽性免疫反応が認められた。象牙芽細胞層の象牙芽細胞間には歯髄からの神経線維が認められ、神経線維にはP2X3抗体陽性反応が局在していた。また、象牙芽細胞内ではVNUT陽性反応とSNAP25陽性反応の共局在が認められたことは、VNUTにより小胞内に集められたATPが細胞膜に癒合し細胞外に放出されている事が示唆された。象牙芽細胞様細胞NK-3細胞にはVNUT免疫陽性反応が認められた。またNK-3細胞は温熱刺激により細胞外の培養液中のATP濃度が、刺激のない状態に比べ有意に上昇が認められた。また、NK-3細胞に温熱刺激を与える事によりVNUT mRNA発現の上昇が認められた。平成27年度は平成26年度に引き続き、象牙芽細が侵害刺激を歯髄内の知覚神経に情報伝達しているのにATPが使われて、さらにそのATPの象牙芽細胞からの放出に、小胞型のトランスポーターであるVesicular Nucleotide Transporter (VNUT)が関与しているという仮説のもとに、VNUTの発現、放出経路、ストレス(温熱刺激)後の象牙芽細胞のATPの放出を確認する研究を行って来た。ラットを使ったin vivoの実験ではすでに、抗VNUT抗体を用いた免疫組織学的手法により、蛍光顕微鏡観察でVNUTの象牙芽細胞中の局在を確認した。さらに、VNUT陽性小胞が細胞膜と癒合しているかどうかを調べる為に、抗SNAP25抗体を用いた実験では、象牙芽細胞の細胞膜周囲でVNUTとSNAP25の共局在が認められた。また、この共局在が象牙芽細胞の歯髄側に観察されたことから、VNUT陽性小胞に含まれたATPは象牙芽細胞より歯髄側に放出されていることが明らかとなった。さらに、象牙芽細胞層直下の歯髄神経にはATPの受容体のひとつであるP2X3受容体の局在が抗P2X3抗体を用いた実験により局在が認められた。一方、象牙芽細胞様細胞であるKN-3細胞をもちいて温熱刺激を与えた研究では、温熱刺激を与えた直後(1時間後)にすでにVNUTの発現が上昇し、すぐに発現が減少することが明らかとなった。また、この温熱刺激によるVNUTの発現上昇はVNUTに対するsiRNAの投与により著しく減少した。さらにはATP放出量も温熱刺激を加えることにより上昇したが、siRNAを投与することにより減少が認められた。以上の結果により象牙芽細胞はストレスを受けることによりVNUTを介してATPを含む小胞が増え、歯髄側にATPを放出することにより、歯髄の神経細胞上のATP受容体を介して歯髄の知覚神経に情報が伝達される事が示唆された。当初予定していた実験はすべて終了し、その内容をまとめた論文も学術誌に掲載されたため。平成28年度は平成27年度に、象牙芽細胞が侵害刺激を歯髄内の知覚神経に伝達するのにATPが使われ、さらにそのATPの象牙芽細胞の放出に、小胞型トランスポーターvesicular Nucleotide Transporter (VNUT)が関与していることが示されたので、研究を発展させて、象牙芽細胞の刺激が伝わる知覚神経の神経細胞体のある三叉神経節においてVNUTやATPがどのように関わっているかを調べた。当初、象牙芽細胞のような非神経細胞から神経細胞への情報伝達にVNUTを介してATPが使われると予想して三叉神経節の組織を調べたところ、三叉神経節の神経細胞周囲の衛星細胞のみならず神経細胞自体にも強いVNUTの免疫陽性反応が認められた。このVNUTの発現は、特に侵害刺激を受けていないコントロール群でも認められ、三叉神経節の神経細胞、衛星細胞にも恒常的に発現していることが確認された。

また、侵害刺激を受けると神経細胞ならびに周囲の衛星細胞におけるVNUT陽性小胞数増加も認められた。さらに、ATPの受容体であるP2X受容体の発現も、タイプは細胞によって違うが、神経細胞、衛星細胞、さらにはその周囲のマクロファージ様細胞にも認められた。抜歯や神経結紮後の三叉神経節内におけるマクロファージ様細胞の数の増加や形態的な活性化が認められたことは、侵害刺激を受けた神経細胞から衛星細胞を介してATPなどの伝達物質が放出され、侵害刺激を受けた神経細胞だけでなく周囲の神経細胞や他の細胞にも影響が及んでいることが示唆された。歯の痛みの伝達には象牙芽細胞が感覚受容細胞として機能しているが、本研究では象牙芽細胞から知覚神経へのシグナル伝達にvesicular nucleotide transporter (VNUT)を介したATPの放出が関与しているかどうかを調べた。結果として、ラットの象牙芽細胞にVNUT免疫陽性小胞が存在すること、象牙芽細胞の間にATPの受容体であるP2X受容体を含む神経終末が存在することが確認された。また、培養象牙芽細胞様細胞を使った実験でもVNUTを介したATPの放出が確認された。これらの結果は象牙芽細胞からのシグナル伝達にVNUTを介したATPが関与していることが示唆された。当初の予想通り象牙芽細胞内にATPトランスポーターであるVNUTの発現が確認され、温熱刺激により象牙芽細胞様細胞にVNUTの発現が上昇するとともに、細胞外のATP濃度の上昇が確認できたため。当初の予定していた実験は終了し、仮説は証明されたので、今後は、象牙芽細胞刺激によるVNUT発現の量的な評価を進めるとともに、象牙芽細胞の侵害刺激の受容体であると考えられているTRPV4とVNUTとの関連について研究を進めて行く予定である。口腔組織学現在、蛍光顕微鏡レベルでの象牙芽細胞中のVNUTの局在が確認できたが、今後は電子顕微鏡レベルでのVNUTの局在を調べる。また、象牙芽細胞にin vivoで歯を削合するなどの刺激を与えたのち象牙芽細胞のVNUT陽性小胞の量的な変化があるかどうかを調べる。In vitro実験では、ATP放出の方法としてVNUTの小胞分泌によるもの、ATPチャネルによるもの、ギャップ結合を介しての放出が考えられるので、それぞれの放出阻害剤を用いてATPの放出がVNUT小胞分泌が主である事を調べる。
腫瘍免疫モジュレーターとしてのCOX2およびそのbyproductsの役割

更に、これらの大腸癌細胞株にapoptosisを誘導するFASの発現をWestern blotで調べたが、HT29,DLD-1,にて、Fasの発現が認められた(DRについては、現在精査中)。今後はこれらの大腸癌細胞株を、IFN・・・・・・・で前処置した免疫担当細胞とco-cultureしCOX2の細胞障害能(apoptosis)にあたえる影響を調べると同時に、そのメカニズムとして考えられるFas-Fas igand, TRAIL-DR系に与える影響や、i-NOS産生能についても検討する。各種大腸癌細胞株(HCA7,HCT116,HT29,DLD-1)を使用。これらの細胞のcharactarizationのためCOX2の発現をまずwestern blotで検討した。その結果HCA7は非刺激状態でもCOX2の高発現を呈したが、DLD-1では、高度発現、HT29では軽度発現、HCT116では発現が認められなかった。更に腫瘍免疫をつかさどるeffector細胞(CTL,MΦ)に対応するapoptosis関連物質(FAS,DR3,5)についてもwestern blotで検討したが、HCT116,DLD-1においては、FAS,DR3,5の発現は認められずHT29,HCA7において、IFNγ投与時に発現が認められた。活性化した、Effector細胞と、各種大腸癌細胞株(HCA7,HCT116,HT29,DLD-1)をco-cultureしたが、HCT116,DLD-1においては、COX2 inhibitorの有無にかかわらず、細胞障害自体が認められなかった。HCA7,HT29については、effector細胞と、大腸癌細胞の比を変更し検討中である。
可解格子模型,共形場理論,部分因子環論と量子群

研究代表者は近年通常の量子群の一般化である「面代数」の概念を導入し、その基本的性質を研究してきた。面代数は量子逆散乱法におけるL作用素の概念にその起源をもっており可解格子模型、共形場理論、低次元多様体論に密接に関連していることが期待される。特に作用素環論の一分野であるジョーンズ指数理論との関係は、前年度の研究により、やや間接的ながらあきらかになってきている。そこで今年度は、両者の関係をより深く理解する事を主要な目標として研究を押し進めた。その結果としてある種の部分因子環と面代数との間に一対一対応を確立することができた。雑な言い方をすれば、これは古典的なガロア対応における体を因子環に、群を面代数に置き換えたものである。但し、部分因子環の構成のためには、面代数の構造だけでは不十分であり、さらに複素共役に相当する演算の存在と、それに関するある種の正定値性を仮定する必要がある。そこで、研究代表者は新たにコンパクト面代数の概念を導入し、不変測度などその抽象調和解析的構造を研究した。とりわけ、ヴォロノヴィッツがコンパクト量子群に対して存在を示したある種の線型汎関数の一般化は、面代数の表現の量子次元や量子トレースの基礎となるものであり、部分因子環論以外にも、結び目の不変量などへの応用が期待される。一方、部分因子環からの面代数の構成には、オクニャーニュによる部分因子環の分類理論、とりわけグラフ上の平坦接続の理論が本質であり、その表現論的な意味を明らかにできたことも本年度の大きな収穫であった。
魚類ゲノムの低い連鎖不平衡を活用した有用遺伝子の同定

近年、穀類を中心とした農業生物を対象とする遺伝学的研究の進展により、有用遺伝子座のみならず有用遺伝子の本体が次々と同定されているが、食用魚類において有用遺伝子本体が同定された例はない。本研究では、食用魚類で初となる有用遺伝子本体の遺伝学的な同定を試みた。解析対象としては、高級食用魚であるトラフグの付加価値を左右する精巣形成能を選んだ。トラフグは、XX-XY型の性決定様式を持ち、その性を決定する遺伝子は、課題代表者らが作製したフグゲノム地図(Fugu version5, http://www.fugu-sg.org/)による大規模連鎖マッピングにより、30-50kbのゲノム領域に存在することが示されていた。性決定遺伝子を同定するため、まず、本領域のリシーケンス解析により、多型サイトの網羅的な同定をおこなった。次に、本領域の連鎖不平衡状態を調べたところ、その度合いが著しく低いことが明らかとなった。これは、トラフグが比較的長期間にわたり大きな有効集団サイズを維持してきたことを示唆している。トラフグは乱獲によって個体数が減少していると考えられているが、その影響は連鎖不平衡状態には未だ反映されていないようであった。次に、連鎖不平衡マッピングをおこなったところ、性決定領域を一つの遺伝子にまで絞り込むことに成功した。この性決定遺伝子情報を基盤とすることにより、トラフグの性を迅速に判別する方法が開発可能となった。脊椎動物の性決定遺伝子は、これまでに、哺乳類のSRY、メダカのDMY、アフリカツメガエルのDM-Wしか同定されていない。本研究の成果は、新しい性決定遺伝子の存在を示しており、基礎科学的にも高い価値を持つと考えられる。
MRI造影剤を指向したフェリチン複合体の構築

本研究では、球状タンパク質であるフェリチンの表面近傍を構造制御された刺激応答性高分子で機能化し、内部空間を反応場とした金属ナノ粒子の形成評価および核磁気共鳴画像(MRI)造影剤を指向した材料開発について検討した。まず高分子薄膜上への自発的な静電吸着過程を利用したフェリチンおよびアポフェリチンの二次元配列の吸着挙動を定量的に解析した。フェリチの等電点以上ではカチオン表面へ、以下ではアニオン表面への選択的な吸着が観察され、静電的な相互作用により高分子電解質薄膜表面に吸着していることがわかった。アポフェリチンにおいても同様な挙動が観察され、内部金属の有無に依存した振動数変化の違いが観察された。次に異なる官能基を有する高分子とフェリチンとの積層薄膜作製による三次元配列、およびフェリチン内部の金属酸化・還元反応を電気化学的手法で評価した。フェリチンの表面電荷を制御することで、カルボキシル基もしくはアミノ基を有するポリマーとの静電相互作用を駆動力とした逐次的な積層化が確認され、縮合剤溶液に浸漬させることにより、簡便に共有結合が導入され薄膜安定性が向上した。また調製した2種の積層薄膜の積層ステップ依存的な電流応答に顕著な違いが観察され、用いた高分子により薄膜内部での電子移動メカニズムが異なることが示唆された。更に、高分子薄膜上に静電的に固定化させたフェリチンおよびアポフェリチンのバイオミネラリゼーションを定量的に評価した結果、フェリチンおよびアポフェリチンの内部空間領域での優先的な鉄の取り込みによる鉄コアの形成が、水晶発振子の振動数変化および電子顕微鏡の画像から確認された。構造制御された刺激応答性高分子の調製および球状フェリチンとの安定な二次元ナノ反応場の構築を目的とし、刺激応答性高分子の分子量や弱電解質の分布を制御し、フェリチン粒子間の接合界面距離(分布)、フェリチン種により内部空間としてのナノ空間反応場の構築を検討した。まず、リビングラジカル重合により刺激応答性高分子の調製とモデル化合物としてデンドリマーへの表面固定化を検討した結果、リビングラジカル重合の一つである原子移動ラジカル重合により、構造制御された刺激応答性高分子を調製し、水溶液中での連鎖構造に由来した溶解性を示すことを明らかとした。さらにデンドリマー表面に二元もしくは三元ブロック共重合体を固定化することで、水溶液中で自己組織化に伴う構造化が確認された。一方、フェリチンを用いたナノ反応場の構築として、高分子強電解質上への自発的な静電吸着過程を利用したフェリチンおよびアポフェリチンの二次元配列の吸着挙動を水晶発振子マイクロバランス(QCM)法により定量的に解析した。等電点以上ではカチオン表面へ、等電点以下ではアニオン表面への選択的な吸着が観察され、静電的な相互作用により高分子電解質薄膜表面に吸着していることがわかった。またLangmuirプロットによりフェリチンおよびアポフェリチンが単層吸着であることが示唆され、被覆率はタンパク質濃度により容易に制御可能であり、結合定数はほぼ同等の値を示すことを明らかとした。さらに高分子薄膜上に静電的に固定化させたフェリチンおよびアポフェリチンのバイオミネラリゼーションをQCMにより定量的に評価した結果、単層配列したアポフェリチン固定化膜は、適当な鉄イオン濃度条件下での溶液中に浸漬することにより、内部空間サイズに依存した鉄コアの形成が示唆された。
20世紀独米経済関係の研究1914年~1953年

20世紀の米独の相互関係が、両大戦のような外交的対立と第一次大戦後ワイマール期および第二次大戦後マーシャルプラン期のような外交的親和の時期に分かれていることに注目し、親和と対立の繰り返しが起こるメカニズムを、両国で一貫して進む経済的相互依存関係から説明するため、本研究では両国の産業的相互依存関係について、両国の自動車工業企業の対外直接投資による関係を具体的事例として解明した。本研究の目的は、20世紀のアメリカ合衆国とドイツとの間の相互関係が、第一次、第二次の両世界大戦を頂点とする外交的対立関係の時期と、第一次大戦後ワイマール期および第二次大戦後マーシャル・プラン期以降のような外交的親和関係の時期に大きく分かれていることに注目し、その中で一貫して進む両国の経済的相互関係の具体的分析を通じて、いかなるメカニズムによって相互の親和と対立が繰り返されるのかを解明するものである。平成26年度においては、両国の経済的相互関係のうち、1920年代におけるアメリカ諸企業の対ドイツ直接投資、すなわちアメリカ諸企業の在ドイツ子会社の設立やそれへの投資拡大についての動向の調査、および1929年世界大恐慌勃発後これらのアメリカ諸企業ドイツ子会社およびアメリカ本社がどのような対応をとったかの調査、また1930年代のドイツ経済成長期においてどのような対応をとったかの調査を行なった。その調査目的のために、アメリカ合衆国コネクティカット州ニュー・ヘイヴン市にあるイェール大学スターリング記念図書館付属文書館を訪れ、そこに所蔵されているアメリカ・ジェネラル・モーターズ社の第二次大戦期の諸文書を収集し、分析した。これによって、平成26年度における当初の計画であった1920年代におけるドイツ企業等のニューヨークにおけるドル建て証券発行に関する研究をするための前提調査作業を行なうことができた。本研究の目的は、20世紀のアメリカ合衆国とドイツとの相互関係が、第一次、第二次の両世界大戦を頂点とする外交的対立関係の時期と、第一次大戦後ワイマール期および第二次大戦後マーシャル・プラン期以降のような外交的親和関係の時期に大きく分かれていることに注目し、その中で一貫して進む両国の経済的相互関係の具体的分析を通じて、いかなるメカニズムによって相互の親和と対立が繰り返されるのかを解明するものである。平成27年度においては、平成26年度において調査したアメリカからドイツへの直接投資(アメリカ企業ドイツ子会社の形成)がナチ政権期および第二次大戦期アメリカ参戦前の時期においてどのような展開をしたか、さらにはそれが両国の外交関係にどのように影響したかをまとめ、政治経済学・経済史学会全国大会(10月17、18日、福島大学)のパネルディスカッション「兵器と通貨ー覇権・基軸通貨・軍事産業基盤の20世紀史」において報告した。他方アメリカからドイツへの証券投資(ニューヨークにおけるドル建てドイツ証券の発行)に関してはプリンストン大学(アメリカ・ニュージャージー州プリンストン市)図書館付属文書館に所蔵されているジョン・フォスター・ダレス文書を調査する予定であったが、公務や他の科研費研究を優先したため平成27年度使用予定分(海外調査旅費70万円)を翌平成28年度に使用することと変更した。当初計画ではアメリカ合衆国ニュージャージー州プリンストン市にあるプリンストン大学図書館付属文書館において1920年代にニューヨークで発行されたドル建てドイツ証券の法律事務に関して同館所蔵ジョン・フォスター・ダレス文書を調査する予定であったが、公務および他の科研費研究を優先したため実行できなかった。その分の海外調査旅費費用を平成28年度に使用することと変更した。本研究の目的は、20世紀のアメリカ合衆国とドイツ連邦共和国との間の相互関係が、第一次、第二次の両世界大戦を頂点とする外交的対立関係の時期と、第一次大戦後ワイマール期および第二次大戦後マーシャル・プラン期以降のような外交的親和関係の時期に大きく分かれていることに注目し、その中で一貫して進む両国の経済的相互関係の具体的分析を通じて、いかなるメカニズムによって相互の親和と対立が繰り返されるのかを解明するものである。平成28年度においては、当初アメリカからドイツへの証券投資(ニューヨークにおけるドル建てドイツ証券の発行に関してプリンストン大学(アメリカ・ニュージャージー州プリンストン市)図書館付属文書館に所蔵されているジョン・フォスター・ダレス文書を調査する予定であったが、アメリカからドイツへ証券投資ではなく直接投資の実態把握をより深めることを優先したためにイェール大学(アメリカ・コネティカット州ニューヘイヴン市)図書館付属文書館に所蔵するアメリカ・ジェネラルモーターズ社の第二次大戦期文書の継続収集とそれに基づく分析をおこなった。それにもとづき共著横井勝彦編著『航空機産業と航空戦力の世界的転回』(日本経済評論社、2016年12月発行)の第6章「ドイツ航空機産業におけるアメリカ資本の役割ーユンカース爆撃機Ju88主要サプライヤーとしてのアダム・オペル社ー」(同書241頁277頁)を執筆・発表した。当初計画とは若干変更し、独米経済関係のうち対外証券投資よりも対外直接投資の研究に集中したが、対外直接投資の動向およびその戦時経済への影響については認識が大きく進展した。20世紀のアメリカ合衆国とドイツとの間の相互関係が、第一次、第二次両世界大戦のような外交的対立の時期と、第一次大戦後ワイマール期及び第二次大戦後マーシャルプラン期のような外交的親和関係の時期に大きく分かれていることに注目し、その中で一貫して進む両国の経済的相互依存関係の具体的な分析を行い、どのようなメカニズムによって相互の親和と対立が繰り返されるのかを解明するために、本研究においてはまず、両国の産業的相互依存関係がどのように進行したのかを調査した。

具体的には、アメリカ合衆国からドイツへの諸企業の対外直接投資の展開を自動車工業企業、フォード社、ジェネラル・モーターズ(GM)社のドイツでの現地法人設立とその後の経営管理活動を、1920年代、1930年代、1940年代にわたって立ち入って調査した。そのための資料収集としては、現在アメリカ合衆国ニューヘイブン市にあるイェール大学付属スターリング図書館付属文書館に所蔵されている第二次世界大戦期GM社文書(MS1799)を資料調査し、収集した。それは、平成26年度、平成27年度と連続して行ったが、平成28年度は他研究課題に集中したため研究を延期し、平成29年度において再び同場所において資料調査・資料収集を行った。帰国後資料整理と資料分析に取り組み、それを基礎に、平成28年12月に「ドイツ航空機産業におけるアメリカ資本の役割ーユンカース爆撃機JU88主要サプライヤーとしてのアダム・オペル社」と題する論文を執筆し、横井勝彦編著『航空機産業と航空戦力の世界的転回』(日本経済評論社、平成28年)の第6章241頁277頁として発表した。平成29年度においては、これまでの研究をまとめて単著として発表すべく準備している。20世紀の米独の相互関係が、両大戦のような外交的対立と第一次大戦後ワイマール期および第二次大戦後マーシャルプラン期のような外交的親和の時期に分かれていることに注目し、親和と対立の繰り返しが起こるメカニズムを、両国で一貫して進む経済的相互依存関係から説明するため、本研究では両国の産業的相互依存関係について、両国の自動車工業企業の対外直接投資による関係を具体的事例として解明した。当初計画では、平成26年度において、1920年代にニューヨークで発行されたドイツ企業等のドル建て証券の発行業務についてその法律事務を担当したサリヴァン&クロムウェル法律事務所のパートナーであったジョン・フォスター・ダレスの文書をアメリカ合衆国ニュージャージー州プリンストン市にあるプリンストン大学図書館付属文書館を訪れ、調査する予定であったが、アメリカからドイツへの対外直接投資の動向の調査・確定を先行させた。これによって次年度以降対外証券投資動向を調査するための基礎・準備作業はできたが、直接本来の証券投資動向調査は平成27年度以降の課題として持ち越された。従って当初計画よりやや遅れている。平成28年度においてはアメリカからドイツへの証券投資の実態を解明するためプリンストン大学図書館付属文書館においてジョン・フォスター・ダレス文書を調査する。今後は独米の対外直接投資による国際経済関係の進展に関する研究を総括する研究書の執筆に取り掛かるとともに、独米の対外証券投資による国際経済関係の進展に関する研究に進む予定である。経済史アメリカ合衆国からドイツへの対外直接投資と対外証券投資とは並行して行なわれ、その両者間の相互関係も深いものがある。したがって両者を関連付けながら研究することで、直接投資についても証券投資についても研究が推進されるものと考えている。
芳香族分子の触媒的マルチアリール化反応の開発とその応用

複数のアリール基を有する単環および縮環芳香族化合物は、近年、有機発光材料や半導体材料として有用であり、近年活発にそれらの合成研究がなされている。本研究代表者らは、これまでに適当な官能基をもつ芳香族基質と過剰量の芳香族ハロゲン化物やジアリールアセチレンとの錯体触媒反応で芳香環のマルチアリール化物が得られことを見出している。そこで本研究では、マルチアリール化反応のさらなる展開を行うことを目的としている。本年度の研究では、昨年度の成果を踏まえ芳香族複素環化合物の反応を中心に検討した。まず、1-メチルインドール-3-カルボン酸類とジアリールアセチレンとの反応では、パラジウム触媒存在下、炭素-水素結合切断および脱炭酸を伴って1:2カップリングが効率よく進行し、テトラアリールカルバゾール類が収率よく得られることがわかった。また、1-フェニルインドール-3-カルボン酸を出発原料として用いると、1位フェニル基のオルト位とインドール環の2位で縮環がおこり、1:1カップリング体が主生成物として得られることを見出した。興味深いことに、この反応の生成物は強い固体蛍光を示すことも明らかとなった。一方、桂皮酸類からワンポットで容易に得られる3-クロロベンゾチオフェン-2-カルボン酸エステルの炭素-塩素結合活性化および脱炭酸を伴うクロスカップリングによる、様々な2,3-ジアリールベンゾチオフェンの新規合成法の開発にも成功した。すなわち、ニッケル触媒を用いたアリールホウ素反応剤による3位アリール化を行い、続く加水分解とパラジウム触媒を用いた脱炭酸アリール-アリールクロスカップリングによって2,3-ジアリールベンゾチオフェンが良好な収率で得られた。また、この手法は電子豊富有機材料としての2,3,6,7-テトラアリールベンゾジチオフェン類の合成にも適用可能であった。また、関連するトリおよびテトラアリールナフタレン類の新規合成も行った。複数のアリール基を有する単環および縮環芳香族化合物は、有機発光材料や半導体材料として有用であり、近年活発にそれらの合成研究がなされている。そこで本研究では、マルチアリール化反応のさらなる展開とその応用研究を行うことを目的としている。交付申請書に記したように、まず一連の官能基を有する芳香族およびヘテロ芳香族基質を用い、いくつかの後周期遷移金属錯体存在下での触媒的アリール化反応を検討した。我々は以前、パラジウム触媒を用いるハロゲン化アリールによるアリール化反応でチオフェン環のトリアリール化に成功しているが、本研究において、カルボキシル基をもつ基質を利用することにより完全アリール化体であるテトラアリールチオフェンの合成を達成できた。エステルを基質として用い、ジアリール化を行った後、加水分解を経て再度ジアリール化を行うことで2,5位と3,4位に異なるアリール基をもつテトラアリール化体を得ることにも成功した。この反応はフランカルボン酸の反応にも適用可能であった。また、カルボキシインドールを基質に用いたところ、置換可能な2,3位がうまくアリール化でき、生理活性や蛍光性を示すことの知られる2,3-ジアリールインドール類を高収率で得ることができた。
抗体の超高感度酵素免疫測定法に関する基礎的研究

抗インスリン抗体をモデルとして高感度酵素免疫測定法を開発した。抗インスリン抗体を含む血清中に少量のインスリンを添加しインスリンと抗インスリン抗体との結合物を形成させた後遊離の余剰インスリンをチャーコール処理などにより除去した。インスリンと抗体の結合物を酸処理して抗インスリン抗体を不活性化することにより解離させたインスリンを高感度酵素免疫測定法により測定した。この方法は従来法の測定感度と比べて一千倍から三千倍も高感度であった。また抗インスリン抗体と結合したヨーソ^<125>標識インスリンの放射活性を測定するラジオイムノアッセイと比べても十倍から三十倍高感度であった。そこでこの方法をインスリン治療下の患者血清中抗インスリン抗体の測定に応用したところ十八日以上インスリン治療を受けた患者ではその九十パーセント以上が抗インスリン抗体を保持していることが明らかとなった。ちなみに従来法では数パーセントの患者にのみ抗インスリン抗体が証明された。インスリン治療前のI型糖尿病患者にも僅かながら抗インスリン抗体が検出された。次にこの方法をインスリン以外の抗原に対する抗体の測定にも応用するためチャーコールやポリエチレングリコールにかえて抗イムノグロブリン抗体不溶化セファローズを用いて抗原抗体結合物を余剰の遊離抗原から分離する方法を試みた。その結果抗インスリン抗体の測定では上記の新しい測定法にはおよばないが従来法より高感度となることが明らかとなった。このような抗インスリン抗体を測定するための高感度酵素免疫測定法が一般化できるものかどうかを見極めるため抗原抗体結合物から酸処理により抗体を不活性化して抗原を解離させた結果成長ホルモン甲状腺刺激ホルモンなどの抗原性が保たれこの方法の一般化の見通しを得た。ハプテン抗体の測定については、種々検討の結果全く別の測定システムを開発することが望ましいという結論に至った。血清中の抗体を測定する従来の方法では血清中に存在する多量の非特異免疫グロブリンが障害となり高感度測定が困難であった.この点を克服するために抗インスリン抗体をモデルとして高感度酵素免疫測定法を開発した.抗インスリン抗体を含む血清中に少量のインスリンを添加しインスリンと抗インスリン抗体との結合物を形成させた後遊離の余剰インスリンをチャーコール処理などにより除去した.インスリンと抗体の結合物を酸処理して抗インスリン抗体を不活性化することにより解離させたインスリンを高感度酵素免疫測定法により測定した.この方法をヒト血清中抗インスリン抗体の測定に応用した結果従来法の測定感度と比べて一千倍から三千倍も高感度であった.また抗インスリン抗体と結合したヨーソ^<125>標識インスリン放射活性を測定するラジオイムノアッセイと比べても十倍から三十倍高感度であった.そこでこの方法をインスリン治療下の患者血清中抗インスリン抗体の測定に応用したところ十八日以上インスリン治療を受けた患者ではその九十パーセント以上が抗インスリン抗体を保持していることが明らかとなった.ちなみに従来法では数パーセントの患者にのみ抗インスリン抗体が証明された.次にこの方法をインスリン以外の抗原に対する抗体の測定にも応用するためチャーコールやポリエチレングリコールにかえて抗イムノグロブリン抗体不溶化セファローズを用いて抗原抗体結合物を余剰の遊離抗原から分離する方法を試みた.その結果抗インスリン抗体の測定では上記の新しい測定法にはおよばないが従来法より高感度となることが明らかとなった.このような抗インスリン抗体を測定するための高感度酵素免疫測定法が一般化できるものかどうかを見極めるため抗原抗体結合物から酸処理により抗体を不活性化して抗原を解離させた結果成長ホルモン甲状腺刺激ホルモンなどの抗原性が保たれこの方法の一般化の見通しを得た.前年度では、血清中抗インスリン抗体をモデル抗体として用い、超高感度酵素免疫測定法を開発した。

つまり、血清中抗インスリン抗体を少量のインスリンと反応させた後、インスリンと抗インスリン抗体との結合物をデキストランチャーコール、ポリエチレングルコース処理により遊離のインスリンと分離し、酸処理により抗インスリン抗体を不活性化して、抗インスリン抗体と結合していたインスリンを超高感度サンドイッチ酵素免疫測定法により測定した。その結果従来法より千倍から三千倍高感度化された。今年度は、インスリンより小分子であるハプテンに対する抗体の超高感度酵素免疫測定法の開発について検討した。抗インスリン抗体の測定の場合と同様、ハプテンと抗ハプテン抗体の結合物を遊離のハプテンと分離することはチャーコール処理などにより容易である。しかし、抗インスリン抗体の場合には抗インスリン抗体の結合していたインスリンを非競合法であるサンドイッチ法により測定したので超高感度が得られたのに対し、ハプテンは一般に非競合法では測定できず、競合法では超高感度とはならない。そこで、ハプテンの代りにハプテンとインスリンなどとの結合物を用いることを検討したが、チャーコールに吸着され、しかもサンドイッチ法により超高感度で測定される物質のうち目的にかなう適当なものが当面ないことがわかった。つまり、ハプテンとインスリンの結合物を用いると抗ハプテン抗体とともに抗インスリン抗体をも測定することになり不適当である。そこでハプテンを非競合法により超高感度で測定する方法あるいは抗体を測定する新しいシステムの開発をすることがより有効であるという結論に達し、現在開発中である。また、前年度に開発した超高感度抗インスリン抗体測定法により、治療前のI型糖尿病患者の抗インスリン抗体を測定したところ、一部の患者に濃度は低いながらも抗インスリン抗体が証明された。
脳卒中片麻痺歩行のための臨床用簡易歩行分析・評価システムの開発

本研究は,3次元磁気式位置計測装置を用いて,実用的片麻痺者用歩行分析システムを開発することを目的としている.従来のストップウォッチ計測による両側ステップ長,ケイデンス,歩行スピードに加え,片麻痺者の歩行分析で必要とされる健側患側別のストライド長やステップ長,歩行周期,遊脚/立脚期時間の算出可能なシステムの実現を目指す.さらに足部の軌跡と姿勢変化の計測値から,分回し歩行や下垂足の程度,健側患側の非対称性などの指標も作成し,脳卒中者の異常歩行のパターン分類とその程度も定量化を試みる予定としている.5年目となる今年度は,前年度までに構築した無線式の米国POLHEMUS社製3次元磁気式位置計測装置patriot system wireless(以下,PATRIOTーW)と,従来の光学式3次元動作解析装置MAC3Dsystem(以下MAC3D)で,健常者による脳卒中片麻痺を模した歩行の同時計測を実施し,取得データを比較することで,精度検証を行った.また,脳卒中片麻痺者において計測を実施し,本システムのメリットである,光学式や超音波式の歩行分析装置では計測することのできない,介助者が存在した場合の歩行計測においても,計測が実施可能であること,さらに,脳卒中患者の左右非対称の歩行の特徴を捉えられることを解析結果(健側患側別のストライド長やステップ長,歩行周期,遊脚/立脚期時間)より確認された.さらに,本システムにおいては,PATRIOTーW本体を搭載したワゴンを押しながら被験者を追尾する測定者が必要となるが,測定者の代わりとなる自動追尾ロボットを開発し,測定時の人手を削減した.研究代表者が,2017年5月から約4ヶ月間米国メイヨークリニック・Biomechanics/Motion Analysis研究室に滞在していたため,進捗がやや遅れた.また,光学式歩行分析装置と磁気式位置計測装置が故障し,海外修理と再セットアップのため,2018年2月から約8ヶ月間と,2018年7月から3ヶ月間,使用することができなかった.そのため,進捗が遅れている.装置をさらに発展させて,追尾測定者や自動追尾ロボットが存在しなくても計測できる,臨床において実用的な介助歩行分析システムを構築する.成果をまとめ論文等で報告する.本研究は、3D磁気式位置計測装置を用いて、臨床使用可能な片麻痺者用歩行分析システムを開発することを目的としている。従来のストップウォッチ計測による両側平均のステップ長、ケイデンス、歩行スピードに加え、片麻痺者の分析で必要とされる健側患側別のストライド長やステップ長、歩行周期、遊脚/立脚期時間の算出の可能なものを実現する。さらに、足部の軌跡と姿勢変化の計測値から、分回し歩行や下垂足の程度、健側患側の非対称性などの指標も作成し、脳卒中者の異常歩行のパターン分類とその程度も定量化し得るシステムの開発を目指している。初年度となる今年度は、まず、倫理審査の承認を得て、使用予定の米国POLHEMUS社製無線3D磁気式位置計測装置Patriot wirelesssystemによる計測に先立ち、同社製有線のpatriot systemにより、研究代表者が発案した歩行分析法(既知の移動距離による補正法も含む)について、光学式歩行分析装置との同時計測により、精度試験を行った。3D磁気式位置計測装置は、本体、原点となる磁界発生源、磁気センサより構成され、半径約1mの半球状の磁場空間内におけるセンサの座標と姿勢角を計測する。提案手法は、受信マーカを両側足背部に、発生源と本体をプラスチック製台車に搭載し、左右のセンサが磁場計測空間から逸脱しないように、進行方向を一定に保ちながら並走させる。リハ訓練室に設置されている10m歩行路などの移動距離が既知の空間で計測を行い、磁場の歪みによる系統誤差の補正も行った。左右非対称歩行など、7.2mの歩行において、左右の進行方向の相対距離の経時変化について、両者間に0.91-0.99の高い相関が認められた。また、共同研究者により、トレッドミル上歩行における進行方向の補正法として、トレッドミルの距離メータの値を既知の移動距離として用いる手法が新たに提案された。本研究は,3D磁気式位置計測装置を用いて,臨床で使用できる片麻痺者用歩行分析システムを開発することを目的としている.従来のストップウォッチ計測による両側平均ステップ長,ケイデンス,歩行スピードに加え,片麻痺者の歩行分析で必要とされる健側患側別のストライド長やステップ長,歩行周期,遊脚/立脚期時間の算出可能なシステムの実現を目指す.さらに,足部の軌跡と姿勢変化の計測値から,分回し歩行や下垂足の程度,健側患側の非対称性などの指標も作成し,脳卒中者の異常歩行のパターン分類とその程度も定量化を試みる予定としている.2年目となる今年度は,より安価で折り畳み収納できる家庭用ルームランナーと米国POLHEMUS社製有線式3D磁気式位置計測装置patriot system(以下PATRIOT)により,歩行分析・評価システムを構築し,その精度を検討するために,光学式3次元動作解析装置MAC3D System (以下MAC3D)と比較した.PATRIOTのトランスミッタをルームランナーのベルト底面中央に設置した.40代健常男性を被験者とし,左右の足背部舟状骨上にPATRIOT用の磁気センサを各1個と,その上面にMAC3D用の反射マーカを各1個取り付けた.ルームランナー上を正常歩行,および,擬似的に異常歩行である左右の分廻し歩行を時速1kmにて20秒間行い,PATRIOTとMAC3Dによる同時計測にて各2回,計6試行実施した.

左右方向と前後方向の座標において相関係数が0.9前後の非常に高い相関が認められた.回帰式を算出する校正法を考案できれば,高精度とされている既存の定量的歩行分析・評価システムと同程度の精度を有することが示唆された.また,2chの無線式筋電計を開発し,測定試験を行った.平地歩行に加え,ルームランナーによる歩行分析・評価システムも構築したため,作業が当初より増えた.そのため,進捗としては,やや遅れた.しかし,研究成果としては,当初と同等と考えている.本研究は,3次元磁気式位置計測装置を用いて,実用的片麻痺者用歩行分析システムを開発することを目的としている.従来のストップウォッチ計測による両側ステップ長,ケイデンス,歩行スピードに加え,片麻痺者の歩行分析で必要とされる健側患側別のストライド長やステップ長,歩行周期,遊脚/立脚期時間の算出可能なシステムの実現を目指す.さらに足部の軌跡と姿勢変化の計測値から,分回し歩行や下垂足の程度,健側患側の非対称性などの指標も作成し,脳卒中者の異常歩行のパターン分類とその程度も定量化を試みる予定としている.3年目となる今年度は,新たに無線式の米国POLHEMUS社製3次元磁気式位置計測装置patriot system wireless(以下,PATRIOTーW)を導入し,昨年度導入した折り畳み収納できる家庭用ルームランナーと組み合わせ,歩行分析・評価システムを構築した.トランスミッターの最適な設置位置などを検討し,その精度を検討するために,光学式3次元動作解析装置MAC3Dsystem(以下MAC3D)と比較した.サンプリングレートが,PATRIOTーWが50Hzに対し,MAC3Dが120Hzであるため,補間による補正を要し,解析が難航しており,現在も解析を進めている.また,前年度開発した2チャンネルの安価な簡易2ch筋電テレメータの精度試験も実施し,本歩行分析システムへの導入の準備を行った.さらに,安全性を高めるために,本システム導入用の免荷重計測機能付きハンガーの開発も進めた.本歩行分析装置に組み込むことのできる,簡易2ch筋電テレメータも新たに開発することとし,精度試験なども行っているため,作業が当初より増えた.そのため,進捗としては,やや遅れたが,分量としては,当初の予定に匹敵すると考えられる.本研究は,3次元磁気式位置計測装置を用いて,実用的片麻痺者用歩行分析システムを開発することを目的としている.従来のストップウォッチ計測による両側ステップ長,ケイデンス,歩行スピードに加え,片麻痺者の歩行分析で必要とされる健側患側別のストライド長やステップ長,歩行周期,遊脚/立脚期時間の算出可能なシステムの実現を目指す.さらに足部の軌跡と姿勢変化の計測値から,分回し歩行や下垂足の程度,健側患側の非対称性などの指標も作成し,脳卒中者の異常歩行のパターン分類とその程度も定量化を試みる予定としている.4年目となる今年度は,前年度までに構築した無線式の米国POLHEMUS社製3次元磁気式位置計測装置patriot system wireless(以下,PATRIOTーW)を使用して取得したデータを,従来の光学式3次元動作解析装置MAC3Dsystem(以下MAC3D)で同時計測して取得したデータと比較し,精度検証を行った.
疫学調査によるインスリン抵抗性に着目した下部尿路症状の病態解明と生活指導

下部尿路症状(lower urinary tract symptom: LUTS)とメタボリックシンドロームとの関連が示唆されているが一致した結論が出ていない。本研究では、LUTSの代表的な疾患である前立腺肥大症とメタボリックシンドロームの主たる病態であるインスリン抵抗性との関連を調査した。対象は35-79歳の健診受診男性(2,410名)。ベースライン時(平成18年2月から平成22年3月)に施行したアンケートと血液検査を解析した。前立腺肥大症群では、対照群と比較してインスリン抵抗性に差を認めなかった。研究課題「疫学調査によるインスリン抵抗性に着目した下部尿路症状の病態解明と生活指導」については、平成25年4月1日から平成26年2月4日まで1,653名の追跡調査対象者からアンケートの解答を得た。アンケートの入力が終了し、データクリーニングを終了した1,411名(男性800名、女性611名)に対して解析を終了した。このなかで男性について、自記式のアンケートから前立腺肥大症の既往について調査した。前立腺肥大症の既往は、なし・かかっている・かかったことあり・不明の4群に分けて集計した。対象者の年齢(mean±SD)は65.9±9.5歳であった。その結果、なし(689名、86.4%)、かかっている(67名、8.4%)、かかったことあり(30名、3.8%)、不明(11名、1.4%)欠損値(3名であった)。年代別に解析したところ、かかっている、かかったことありの2群を合わせた前立腺肥大症患者は、20代(0名)、30代(0名)、40代(0名)、50代(2名、1.5%)、60代(24名、9.5%)、70代(60名、18.5%)、80代(11名、42.3%)と年代が高くなるにつれて有意に罹患率の増加を認めた。来年度も引き続き、追跡調査を実施予定である。最終的に、対象者のベースライン時データと追跡調査時データをマージしてインスリン抵抗性が前立腺肥大症を含めた下部尿路症状におよぼす影響をプロスペクティブに解析する予定である。研究課題「疫学調査によるインスリン抵抗性に着目した下部尿路症状の病態解明と生活指導」については、平成25年4月1日から平成27年3月31日まで3,522名の追跡調査対象者からアンケートの解答を得た。このなかで男性について、自記式のアンケートから前立腺肥大症の既往について回答のあった1,667名を調査した。対象者の年齢(mean±SD)、BMI(mean±SD)はそれぞれ65.2±10.2歳、23.4±2.9であった。その結果、なし(1,387名、88.8%)、かかっている(109名、7.0%)、かかったことあり(50名、3.2%)、不明(16名、1.0%)欠損値(105名であった)。年代別に解析したところ、かかっている、かかったことありの2群を合わせた前立腺肥大症患者は、20代(0名)、30代(0名)、40代(0名)、50代(5名、1.7%)、60代(34名、7.0%)、70代(105名、18.4%)、80代(15名、30.0%)と年代が高くなるにつれて有意に罹患率の増加を認めた。今後、すべての対象者のデータクリーニングを終了後に、対象者のベースライン時データと追跡調査時データをマージしてインスリン抵抗性が前立腺肥大症を含めた下部尿路症状におよぼす影響をプロスペクティブに解析する。泌尿器科研究課題「疫学調査によるインスリン抵抗性に着目した下部尿路症状の病態解明と生活指導」については、平成25年4月1日から平成26年2月4日まで1,653名の追跡調査対象者からアンケートの解答を得た。平成25年度の予定研究対象者は2,462名であったため、67.1%の参加同意割合を得た。研究立案時には、約50%の参加同意割合を想定していたため、当初の計画を上回る研究参加者が得られている。しかしながら、大規模な研究参加者のデータ入力および、データクリーニングに時間を要していており、今後の解析を順調に進める上で改善する余地があると思われる。本研究を推進していくためには、「岡崎研究」の研究参加者のデータ入力および、データクリーニングの効率化が必要である。そこで、研究参加者のデータ入力および、データクリーニングに携わる研究員の増員を予定している。
硬X線偏光度検出器PHENEXを用いたカニ星雲の偏光観測

硬X線領域で高い感度を持った偏光度検出器を開発し、北海道大樹町から2009年にその検出器を気球で打ち上げた。主たる目的は上空での検出器の安定動作を確認する事であり、さらにカニ星雲の観測を行い、その偏光情報を得る事であった。残念ながら当日は風の状態が悪く長期間の観測が不可能であり、気球の方向制御もうまく行えなかったために、カニ星雲の観測は行えなかったが、検出器が安定に動作することは確認できた。この実験により、開発してきた検出器を衛星に搭載する道が大きく開けてきた。X線天文学はエネルギー、時間、イメージの3つの情報から天体の様々な物理を明らかにしてきた。しかしながらX線には偏光というもう一つ重要な情報が存在する。しかし精度の高い偏光度検出器の開発が困難であることから、ほとんど偏光の観測はわれなかった。その状況を打破するために、我々はPHENEX検出器という硬X線偏光度検出器の開発を行い、この検出器で実際の天体の偏光観測を行うことを目的として研究を行ってきた。2009年には有効面積を2倍に増やした検出器を製作し、6月18日に北海道大樹町から気球に搭載して検出器を打ち上げ、カニ星雲の偏光観測を目指して実験を行った。カニ星雲は性質がよく知られている天体であるが、中心付近の磁場構造がどの様になっているのか明確に分かっていない。我々が目標としていたのは、その中心付近の磁場の向きを決定するという事である。我々が製作した検出器は上空で動作し、2006年度に製作した検出器よりもS/N比が2倍程度向上している事が確認された。しかしながら、上空での風の状態がよくなかったために、当初予定していた観測時間(5時間)に比べ、その半分(2時間半)しか観測が行えなかった。さらに方向制御のトラブルから、検出器が実際にカニ星雲を見ていた時間はさらに減ってしまった。しかし、我々は数時間のバックグランド観測を行うことができたために、このデータを解析し、バックグランドの偏光に関して明らかにした。この結果は岸本祐二氏が博士論文としてまとめている。しかし精度の高い偏光度検出器の開発が困難であることから、ほとんど偏光の観測は行われなかった。その状況を打破するために、我々はPHENEX検出器という硬X線偏光度検出器の開発を行い、実際の天体の偏光観測を行うことを目的として研究を行ってきた。以上の目的から2009年に開発した検出器を北海道大樹町から気球に搭載して打ち上げ、カニ星雲の偏光観測を試みた。我々が製作した検出器は上空で動作し、2006年度に製作した検出器よりもS/N比が2倍程度向上している事が確認されたが、風の状態が悪かったことと、姿勢制御系統でトラブルが起こったために、十分な観測が行えなかった。そこで、2010年度は回収された検出器を修理し、さらに性能を向上させるための方法を模索した。その結果、回収された検出器の修理を2010年にほぼ完了させ、さらに検出器の性能を向上するためのチューンアップも行った。またうまく行えなかった姿勢制御に関しては、どこに問題があったかを入念に調べるために、宇宙科学研究所でダミーのゴンドラを作製し、方向制御のテストを繰り返し行った。その結果、姿勢制御のトラブルの原因が明らかになり、今後は安定して実験が行える目処がついた。X線及び硬X線天文学で最も観測が遅れているのが偏光観測である。偏光観測が実現すれば、今までにない物理が明らかになると期待されてきたが、検出器開発の困難さから、観測がほとんど進まなかった。そこでこの状況を打破するため、我々は硬X線領域で感度の高い偏光度検出器の開発を行ってきた。本研究の目的は硬X線領域でカニ星雲の偏光観測を行い、カニ星雲の磁場構造に関する情報を得る事である。そのため、我々が開発した硬X線偏光度検出器PHENEXを2009年に北海道の大樹町から打ち上げ、観測を試みた。しかし、風の状況が思わしくなく、観測時間は3時間以下となってしまった。しかしなから、検出器は正常に動作したことが確認されたので、本年度は我々が開発した検出器の技術的な成果をまとめ、将来どの様にこの検出器を活かしていくのか、そしてさらに性能を向上させるためにはどの様な事が必要かを調べた。まず我々の検出器を今後どの様に活かしていくのかを調べるため、コンピューターシミュレーションを行った。その結果、開口角を広げる工夫をすることで、ガンマ線バーストの偏光度検出器として役立つ事が分かった。この事に関しては2011年に論文としてまとめた。

また検出器の性能をさらに向上させるには、マルチアノード光電子増倍管(MAPMT)の性能が大きく影響する事が以前から分かっていたので、MAPMTの各種パラメーターと検出器の検出効率の関係を基礎実験とコンピューターシミュレーションから見積もった。その結果を2004年春に開かれた日本物理学会で発表した。
リン酸基アフィニティー蛍光ディファレンスゲル二次元電気泳動法の開発

フォスタグを用いた技術の1つにリン酸アフィニティー電気泳動法がある。通常の電気泳動ではリン酸基の有無による移動度の差がほとんどない。しかし,フォスタグを加えることで,リン酸基1つの違いでも分離することができる。更に,フォスタグは生体試料や低濃度の蛋白質にも適用できる。本研究では,この方法を用いたリン酸化蛋白質解析のための新しい2次元電気泳動法を開発した。リン酸化反応は蛋白質の代表的な翻訳後修飾の1つであり,蛋白質の機能,局在化,標的蛋白質への結合能などを調節している。生物はこの可逆的な反応を利用して,シグナル伝達,遺伝子発現,細胞周期の調節などを行っている。よって,蛋白質のリン酸化状態を知ることは疾患の治療や診断につながる可能性を持っている。そこで,当研究室ではリン酸化物をより特異的に認識する機能性低分子「フォスタグ」を開発した。フォスタグは低分子であるため,様々な既存のリン酸化物分離・分析法に適応できる。今回,この方法を用いた以下のようなリン酸化蛋白質の新しい電気泳動法を開発した。(1)同じリン酸化量のリン酸化異性体をリン酸化部位の違いにより分離検出することに成功した。(2) Urea-PAGEとリン酸アフィニティー電気泳動法を組み合わせた新しい2次元電気泳動法を開発した。(3) IEF/NEPHGEとリン酸アフィニティー電気泳動法を組み合わせた新しい2次元電気泳動法を開発した。(4) SDS-PAGEとリン酸アフィニティー電気泳動法を組み合わせた新しい2次元電気泳動法を開発した。今回構築した方法を用いることにより,より詳しいリン酸化状態の情報を得ることができ,今後リン酸化プロテオミクスにおける新しい技術として大きく貢献できるものと考えている。来年度は,これらの開発された電気泳動法とディファレンシャル検出のコンビネーションを実現していく。本研究では,Mn^<2+>-Phos-tag SDS-PAGEを蛍光ディファレンシャル二次元電気泳動法に組み込むことにより,異なる環境におかれた細胞のリン酸化状態の違いを比較する方法を開発した。この方法では,リン酸化状態の異なる2種類のタンパク質群を,それぞれ異なる蛍光色素で標識した後,それらを混合したものを試料とする。まず,その試料を通常のSDS-PAGEで分子量別に分離した後,Mn^<2+>-Phos-tag SDS-PAGEで2次元展開する。同じ分子量のタンパク質でリン酸化状態(リン酸化数やリン酸化部位)が異なるタンパク質があると,2種類の蛍光色素に由来する像は重ならない。この方法により環境の違いによる細胞内の複数のタンパク質のリン酸化状態を一度に比較することができる。
信頼性向上を持続するeテスティング・プラットフォームの開発

本研究では,eテスティングの運用過程で経年的に受検者への測定誤差が増加する問題の解決を目指し,継続的に高精度のテストを生成し続けるための技術・運営法の提供と,実際の大規模テストへの適用を通した実証を行う.また,近年,ニーズが高まっている筆記試験や実技試験などのパフォーマンステストおいて,スコアの測定誤差を等質かつ継続的に減少させていく手法の開発を行い,実際のパフォーマンステストに適用して実証する.本研究では,eテスティングの運用過程で経年的に受検者への測定誤差が増加する問題の解決を目指し,継続的に高精度のテストを生成し続けるための技術・運営法の提供と,実際の大規模テストへの適用を通した実証を行う.また,近年,ニーズが高まっている筆記試験や実技試験などのパフォーマンステストおいて,スコアの測定誤差を等質かつ継続的に減少させていく手法の開発を行い,実際のパフォーマンステストに適用して実証する.