hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
大脳皮質錐体細胞サブタイプの樹状突起上シナプスマップ

大脳皮質内の抑制性の介在ニューロンと、興奮性の錐体細胞に対する皮質-皮質間、視床-皮質間の興奮性入力パターンについて、免疫組織化学的手法を用いた解析を行った。その結果、神経細胞によって異なる興奮性の入力パターンが存在することが明らかとなった。このことは、大脳皮質の神経細胞が、細胞特有の興奮性制御を受けていることを示唆するものである。私は、研究計画にある、錐体細胞への入力様式の解明の前に、皮質内の抑制性局所回路を形成する、介在ニューロンへの入力パターンを解明することが重要であると考え、以下の実験を遂行した。介在ニューロンはそれぞれの形状や保有するタンパク質によってさらにいくつかのサブタイプに分類される。私はラット大脳皮質組織切片の蛍光多重免疫染色を行い、大脳皮質内の介在ニューロンの大部分を占めるfast-spiking(FS)細胞への入力パターンの解明を試みた。FS細胞の識別にはparvalbumin(PV)を利用した。皮質一皮質問の興奮性神経終末にはVGluT1、視床-皮質問の興奮性終末にはVGluT2がそれぞれ局在することが知られているので、それぞれのVGluTに対する抗体を用いて上記の抗PV抗体との多重免疫染色を行い、共焦点レーザー顕微鏡を用いて連続断層画像を撮影し、FS細胞の細胞体/樹状突起に対するVGluT1/VGlT2-positive boutonの密度を計測した。これらの研究をさらにすすめることにより、皮質ニューロンの反応選択性のメカニズムの理解や皮質内局所結合モデルの構築に貢献する可能性が見込まれる。21年度に引き続き、私は大脳皮質内のfast-spiking(FS)細胞への興奮性入力パターンの解明を継続中である。大脳皮質は密度の異なる6つの神経細胞層から構成されていることから、それぞれの層におけるFS細胞への興奮性入力パターンの解明を試みた。大脳皮質のFS細胞は主に2種類の興奮性の入力を受けている。1つは大脳皮質内の錐体細胞からの入力(皮質-皮質問入力)で、もう1つは視床からの入力(視床-皮質問入力)である。FS細胞の識別には昨年度と同様に、parvalbumin(PV)の免疫染色、若しくはvicia villosa agglutinin(VVA)を用いた染色後に蛍光色素であるLucifer yellowの微量注入を行った。皮質-皮質問の興奮性神経終末にはvesicular glutamatetransporter type 1(VGluT1)、視床-皮質間の興奮性終末にはVGIuT2がそれぞれ特異的に局在することが知られている。これらのVGIuTに対する抗体を用いることで、それぞれの興奮性神経終末を免疫組織学的に識別することが可能である。この特性を活かし、脳組織切片の蛍光多重染色を行つた後、共焦点レーザー顕微鏡を用いて連続断層画像を撮影し、FS細胞の細胞体、及び樹状突起に近接するVGluT1/VGluT2-immunolabeled terminal boutonを観察し、その密度の計測を行った。その結果、FS細胞の細胞体/樹状突起はその殆どが皮質-皮質問の興奮性神経終末のマーカー蛋白である、VGluT1-posiUve boutonによつて占められていることが判明した。視床-皮質問の興奮性終末のマーカー蛋白であるVGluT2-positiv eboutonはFS細胞の細胞体/樹状突起にも僅かな近接しか確認できなかつたが、視床入力が比較的豊富に見られる、前頭皮質4層のFS細胞の細胞体には全体の興奮性入力の約2割をVGluT2-positive boutonが占めることが確認された。これらはFS細胞が視床からの興奮性入力を皮質4層では細胞体で直接受けていることを示唆する結果である。前年度では、前頭皮質4層のfast-spiking(FS)細胞が視床からの興奮性入力を細胞体で直接受けている可能性を示唆する結果を共焦点レーザー顕微鏡による観察から得た。実験には免疫組織化学的手法を採用した。FS細胞の識別には前年度と同様に、parvalbumin(PV)の免疫染色、若しくはvicia villosa agglutinin(VVA)を用いた染色後に蛍光色素であるLucifer yellowの微量注入を行った。皮質-皮質間の興奮性神経終末はvesicular glutamatetransporter type 1(VGluT1)、視床-皮質間の興奮性終末はVGluT2、それぞれ特異的に局在するマーカー蛋白に対する抗体を用いた免疫染色により可視化した。前年度の結果をより確証あるものにするために、共焦点レーザー顕微鏡で観察してbouton appositionを確認した部分を電子顕微鏡観察でシナプス形成の有無について確認を行った。具体的には、PV/VVAにはDAB法を、VGluT1/VGluT2については銀増感法を用いて、それぞれの染色像の可視化を行った。この観察については現在も異動先である熊本大学大学院生命科学研究部形態構築学分野において継続して解析を進めている。さらに、今年度は視床-皮質間の興奮性神経終末が多く存在する前頭皮質4層と5層下部について、錐体細胞の樹状突起を同様の共焦点レーザー顕微鏡を用いた観察を行った。

投射型の錐体細胞の樹状突起を可視化するためには逆行性トレーサーを注入して、投射型サブタイプごとに識別したのちに、それぞれの細胞にLucifer Yellowを微量注入した。上記と同様に皮質-皮質間/視床-皮質間の興奮性終末について蛍光免疫染色を施し、それぞれの樹状突起に対する、それぞれの興奮性終末のbouton appositionを観察した。この観察から、視床-皮質間の興奮性終末の多くは、投射型の錐体細胞の樹状突起上の棘突起に広範に付いていることが確認された。これらの結果は視床-皮質間の興奮性終末が前頭皮質の神経細胞には異なる入力を行っていることが示唆するものである。
変分問題と大域解解析学

本研究の目的は,幾何,物理・工学における変分問題を中心に,微分方程式などを大域的に解析することにあった.代表者は,調和写像,極小曲面,および,それらに対応する非線形放物型偏微分方程式の解の構成と解の特異点集合の考察を行った.また,調和写像などの変分問題においては,対応した熱型方程式にある汎関数のオイラー方程式ー差分微分方程式ーがその近似方程式になることに気付き,その正則解など基本的研究を続け,幾つかの論文の準備中である.谷温之は連続体方程式の研究を続け,圧縮性流体方程式の自由境界問題の解の存在を示し,更に,ソ連のソロニユフ教授と研究を進めている.石井一平は位相力学の研究からスパインなどの概念の発見にいたり,そこで見いだされた手法を用いて低次元トポロジーの研究成果を出している林喜代司はハミルトン系の周期解の存在について決定的結果を出し,物理の中に,数学的に寄与出来ることを模索し,物理学者との協同研究から,成果をひきだしている.立川篤は幾何にあらわれる非線形偏微分方程式を扱い,調和写像の正則解を構成した.本研究の目的は,幾何,物理・工学における変分問題を中心に,微分方程式などを大域的に解析することにあった.代表者は,調和写像,極小曲面,および,それらに対応する非線形放物型偏微分方程式の解の構成と解の特異点集合の考察を行った.また,調和写像などの変分問題においては,対応した熱型方程式にある汎関数のオイラー方程式ー差分微分方程式ーがその近似方程式になることに気付き,その正則解など基本的研究を続け,幾つかの論文の準備中である.谷温之は連続体方程式の研究を続け,圧縮性流体方程式の自由境界問題の解の存在を示し,更に,ソ連のソロニユフ教授と研究を進めている.石井一平は位相力学の研究からスパインなどの概念の発見にいたり,そこで見いだされた手法を用いて低次元トポロジーの研究成果を出している林喜代司はハミルトン系の周期解の存在について決定的結果を出し,物理の中に,数学的に寄与出来ることを模索し,物理学者との協同研究から,成果をひきだしている.立川篤は幾何にあらわれる非線形偏微分方程式を扱い,調和写像の正則解を構成した.
誘導多能性幹細胞から神経網膜細胞への分化誘導

眼科的疾患(主に網膜変性疾患)に対する細胞移植・再生治療の開発の一環として移植細胞の供給源の開発を行う。すなわちマウスにおいてレトロウィルスによる遺伝子導入により体細胞から未分化増殖能・分化多能性を持つように誘導された人工多能性幹細胞(induced pluripotent stem cells,以下iPS細胞と略)から網膜を構成する細胞、特に網膜変性疾患において移植細胞の供給が必要となる網膜視細胞への分化誘導の研究、および分化誘導で得られた細胞が眼内への細胞移植後に視機能の維持・再生に有効かどうかの検証実験を行う。網膜変性疾患に対する細胞移植・再生治療の開発の一環として移植細胞の供給源の開発を行った。マウスおよびヒトの人工多能性幹細胞(iPS細胞)から網膜を構成する細胞、特に網膜変性疾患において移植細胞の供給が必要となる網膜視細胞および網膜色素上皮細胞への分化誘導が可能なことを示し、iPS細胞が細胞移植医療の細胞供給源となる可能性を示した。人工多能性幹(iPS)細胞を用いて網膜細胞の分化誘導を試みるという目的に対して、ES細胞からの網膜細胞の分化誘導に用いた方法を応用して分化誘導を行った。マウスiPS細胞からの分化誘導は、未分化iPS細胞をフィーダー細胞と分離して無血清培地中で浮遊培養を9日間行い、その間、培地にWntおよびNodalシグナルの阻害薬を加えた。その後接着培養を行い、約15日目に神経網膜の前駆細胞のマーカーであるRxとPax6陽性の細胞および網膜色素上皮の前駆細胞のマーカーであるMitfとPax6陽性の細胞を免疫細胞染色およびRT-PCRで確認した。さらに分化開始後約30日目にタイトジャンクションのマーカーであるZO-1で染色される多角形状の細胞を確認し、約45日目には網膜色素上皮のマーカーであるRPE65陽性の細胞を確認した。分化開始30日目には視細胞の前駆細胞のマーカーであるCrx陽性の細胞も確認し、その後から培地にレチノイン酸およびタウリンを添加することにより、視細胞のマーカーであるリカバリンとロドプシン陽性の細胞を確認した。同様にヒトiPS細胞からの分化誘導は、未分化iPS細胞をフィーダー細胞と分離して無血清培地中で浮遊培養を20日間行い、その間、培地にWntおよびNodalシグナルの阻害薬を加えた。その後接着培養を行い、約40日目に神経網膜の前駆細胞のマーカーであるRxとPax6陽性の細胞および網膜色素上皮の前駆細胞のマーカーであるMitfとPax6陽性の細胞を確認した。さらに分化開始後約60日目に色素を有する多角形の網膜色素上皮様の細胞を確認した。以上の結果から、マウスおよびヒトiPS細胞から網膜視細胞および色素上皮細胞が分化誘導されたと考えられた。網膜細胞移植の細胞源としてiPS細胞を利用できる可能性が示された。ヒトiPS細胞からの分化誘導は、未分化iPS細胞をフィーダー細胞と分離して無血清培地にWntおよびNodalシグナルの阻害薬を加えた中で浮遊培養を20日間行った後接着培養を行うと、約40日目に神経網膜の前駆細胞のマーカーであるRxとPax6陽性の細胞および網膜色素上皮の前駆細胞のマーカーであるMitfとPax6陽性の細胞を出現し、さらに分化開始後約60日目には色素を有する多角形の網膜色素上皮様の細胞が出現する。分化開始90日目には視細胞の前駆細胞のマーカーであるCrx陽性の細胞が出現し、その後から培地にレチノイン酸およびタウリンを添加することにより、120日目には視細胞のマーカーであるリカバリンとロドプシン陽性の細胞が出現する。一方で複数の未分化iPS細胞株から同じ方法を用いて分化誘導を行った結果から、ips細胞株によって分化誘導の効率が異なることも確認した。使用した未分化ips細胞株はレトロウィルスによって3遺伝子(OCT3/4,SOX2,KLF4)あるいは4遺伝子(OCT3/4,SOX2,KLF4,c-MYC)を導入して作製されたものであったが、導入された遺伝子の違いによる分化誘導の効率の差は見られなかった。iPS細胞からの網膜細胞の分化誘導については分化誘導の効率の改善も課題であるが、細胞株ごとの分化効率にも差があるため、患者の自己細胞を用いた細胞治療の臨床応用に向けては同一患者から作製した細胞株間での差異も検討する必要があることが示唆された。
糸球体腎炎に対する可溶型α-Klotho蛋白の新規治療薬としての有用性の検討

慢性腎臓病症例の腎生検検体を用いた研究および巣状糸球体硬化症モデルマウスを用いた研究で,腎臓でのα-Klotho(KL)発現低下が,KLによる腎尿細管上皮細胞の形質転化の抑制効果が減じることで,腎間質線維化病変の進行に関与する可能性が示唆された.しかし,糸球体硬化病変の進行には腎臓でのKL発現低下は有意な影響は及ぼさないと考えられた.一方で,ループス腎炎モデルマウスを用いた実験では,腎臓でのKL発現低下は糸球体腎炎の進行に有意な影響を及ぼさないと考えられた.これらことは,KL蛋白は,腎間質線維化の進行を抑制する可能性があるが,糸球体病変の進行には有意な抑制作用を有しない可能性を意味する.本研究は,ポドサイトや尿細管上皮細胞の形質変異に対する可溶型α-Klotho蛋白の病理生理学的意義を解明し,糸球体硬化や腎間質線維化の発症・進展に対する新たな治療法の解明を目指した基礎的知見を集積することを目的に展開した.1ヒト糸球体腎炎例での腎臓の膜型α-Klotho蛋白および血中分泌型α-Klotho蛋白と腎糸球体FSP1陽性ポドサイト数および間質内FSP1陽性細胞数との関係[対象]当施設および関連施設で腎生検を施行しえた慢性腎臓病(CKD)例120例を対象とした. [結果] CKD例では,eGFR低下に伴い,有意に腎臓での膜型α-Klotho発現量および血中分泌型α-Klotho濃度は低下,間質内FSP1陽性細胞数は有意に上昇した.また,腎糸球体硬化率の増加に伴いFSP1陽性ポドサイト数は増加した.腎臓の膜型α-Klotho発現量と間質内FSP1陽性細胞数は有意な負の相関関係を示したが,血中分泌型α-Klotho濃度とは負の相関関係を示す傾向にあったが,有意なものではなかった.また,腎生検連続切片を用いた免疫染色法では,膜型α-Klotho発現の低下した尿細管上皮細胞の周辺にFSP1陽性細胞が多く存在する傾向にあり,尿細管上皮より分泌されたα-Klotho蛋白がparacrine的に作用し,腎間質のFSP1陽性細胞の出現に関与している可能性が示唆された.また,FSP1陽性ポドサイト数と血中分泌型α-Klotho濃度には,負の相関関係を示す傾向であったが,有意なものではなかった.今後,対象症例数をさらに増やして検討する必要がある.2糸球体腎炎モデルマウスでの腎臓の膜型α-Klotho蛋白および血中・尿中分泌型α-Klotho蛋白と腎糸球体FSP1陽性ポドサイト数および間質内FSP1陽性細胞数との関係現在各種実験腎炎モデルマウスを作成,検討中である.本研究は,ポドサイトや尿細管上皮細胞の形質変異に対する可溶型α-Klotho蛋白の病理生理学的意義を解明し,糸球体硬化や腎間質線維化の発症・進展に対する新たな治療法の解明を目指した基礎的知見を集積することを目的に展開した.【糸球体腎炎モデルマウスでの腎臓の膜型α-Klotho蛋白および血中・尿中分泌型α-Klotho蛋白と腎糸球体FSP1陽性ポドサイト数および間質内FSP1陽性細胞数との関係】【方法】Balb/cマウスを用いて,アドリアマイシン腎症(ADR腎症)を作成し(n=8),腎組織障害の程度と腎臓での膜型α-Klotho蛋白発現と腎糸球体FSP1陽性ポドサイト数および間質内FSP1陽性細胞数との関係について検討した.【結果】糸球体硬化率とFSP1陽性ポドサイト数とは有意な正の相関関係を示した.一方で,腎間質線維化率と間質内FSP1陽性細胞数とは有意な正の相関関係を,膜型α-Klotho発現量とは有意な負の相関関係を示した.また,間質内FSP1陽性細胞数は膜型α-Klotho発現量の低下の伴い有意に増加していた.腎連続切片を用いた免疫染色法で,膜型α-Klotho発現の低下した尿細管上皮細胞の周辺にFSP1陽性細胞が多く存在する傾向にあり,ヒト腎生検標本を用いた検討と同様であった.そこで,Balb/c klotho+/-(n=8)およびBalb/c klotho+/+(n=8)マウスを作成し,ADR腎症を惹起し,腎障害を病理組織学的検討を行った.糸球体硬化率および腎間質線維化の程度は,wild-typeに比してBalb/c klotho+/-で増悪傾向を示したものの,有意な差ではなかった.また,wild-typeに比してBalb/c klotho+/-マウスで,FSP1陽性ポドサイト数および間質内FSP1陽性細胞数が増加傾向ではあったが,有意な差は得られなかった.Klotho発現量が半減していることが,ADR腎症の増悪に影響をおよぼすことが示唆された.今年度は,ループス腎炎(LN)モデルマウスMRL/lprマウスより樹立した腎炎原性抗体による実験糸球体腎炎の発症・進展に対する腎臓の膜型α-Klotho(KL)蛋白の意義につき検討を行った.【方法】

α-Klotho遺伝子Hetero-typeマウス(klotho+/-)をSCIDマウスにBackcross交配(10代)行い,SCID klotho+/-(KL+/-)マウスおよびSCID klotho+/+(KL+/+)を作成した.SCID klotho-/-マウスの作成を試みたが作成できなかった.そこで2種類のマウスにLNモデルマウスMRL/lprより樹立した腎炎原性抗体産生ハイブリドーマを腹腔内投与し,管内増殖型腎炎LNを誘導し,経時的に腎病変の発症・進展を病理組織学的に,腎糸球体FSP1陽性ポドサイト数および間質内FSP1陽性細胞数を解析した.【結果】SCID KL+/-(n=8)はSCIDKL+/+(n=8)に比べ腎臓における膜型KL mRNA発現が半量程度であることを確認した.SCID KL+/-およびSCIDKL+/+のいずれも,管内増殖病変の進行に伴いFSP1陽性ポドサイト数は有意に増加した.また,糸球体内CD68陽性細胞数とFSP1陽性ポドサイト数は有意な正の相関関係を示した.しかし,SCID KL+/-とSCID KL+/+で管内増殖病変の進行度やFSP1陽性ポドサイト数に有意な差は認められなかった.一方,間質の線維化は惹起されず,また間質内FSP1陽性細胞はほとんど同定できなかった.以上のことから,ループス腎炎原性抗体により惹起される実験LNの発症・進展に,腎臓での膜型KL発現量は有意な影響を及ぼさず,また糸球体内への炎症細胞浸潤やFSP1陽性ポドサイトの誘導に対しても有意な影響を及ぼさなかった.実験LNの発症・進展に腎臓局所の膜型KL発現量は有意な影響を及ぼさない可能性が示唆された.ただSCIDklotho-/-マウスが作成できなかったため,今回の実験LNにおける腎臓局所での膜型KL発現の意義の解明が未解決である.慢性腎臓病症例の腎生検検体を用いた研究および巣状糸球体硬化症モデルマウスを用いた研究で,腎臓でのα-Klotho(KL)発現低下が,KLによる腎尿細管上皮細胞の形質転化の抑制効果が減じることで,腎間質線維化病変の進行に関与する可能性が示唆された.しかし,糸球体硬化病変の進行には腎臓でのKL発現低下は有意な影響は及ぼさないと考えられた.一方で,ループス腎炎モデルマウスを用いた実験では,腎臓でのKL発現低下は糸球体腎炎の進行に有意な影響を及ぼさないと考えられた.これらことは,KL蛋白は,腎間質線維化の進行を抑制する可能性があるが,糸球体病変の進行には有意な抑制作用を有しない可能性を意味する.腎生検を施行しえたCKD症例で,本研究に同意,対象となった症例が予測通りの症例数で,ヒト腎生検標本を用いた検討は十分に行えている.また,CKDの実験腎炎モデルとしてAdriamycin(ADR)腎症を作成し,その解析を終了した.最後に,ループス腎炎モデルマウスであるMRL/lprマウス,MRL/lprマウスより樹立したモノクローナル抗体惹起型ループス腎炎マウスの作成を現在進行中である.内科系臨床医学・腎臓内科学現在,α-Klotho遺伝子Hetero-typeマウス(klotho+/-)をSCIDマウスにBackcross交配を現在行っているが,おおよそ8代Backcross交配が終了し,管内増殖型腎炎LNを誘導,経時的に腎病変の発症・進展を病理組織学的に,腎糸球体FSP1陽性ポドサイト数および間質内FSP1陽性細胞数を解析する予定である.腎生検を施行しえたCKD症例で,本研究に同意,対象となった症例が予測通りの症例数で,十分な検討を行えたと考える.また,実験腎炎モデルとしてAdriamycin(ADR)腎症およびループス腎炎モデルマウスであるMRL/lprマウス,MRL/lprマウスより樹立したモノクローナル抗体惹起型ループス腎炎マウスの作成が順調に進行し,解析が十分行える状況である.
免疫担当細胞の細胞代謝を利用した自己免疫疾患の新規治療

全身性強皮症は全身の皮膚が硬くなるのみならず、肺や腸なども硬くなること(線維化と呼ぶ)で内臓の機能低下を来す難病であり、いまだ根本的な治療法は見つかっていない。ヒトの細胞は使用するエネルギー源によって機能が変わるため、細胞が利用するエネルギー源を薬で調整することで、線維化を抑制できる機能をもった細胞を増やし、全身性強皮症で見られる内臓の線維化を抑制できるのではないかと考え実験を行うものである。
食道癌における容積感受性チャネル蛋白LRRC8Aの機能解析と低浸透圧療法への応用

平成30年度は、まず、ヒト食道癌組織における容積感受性チャネル蛋白LRRC8Aの発現レベルを解析した。扁平上皮癌組織において、癌細胞の細胞膜・細胞質にLRRC8A発現が確認された。LRRC8A高発現群、低発現群で比較すると発現強度は深達度(pT)、リンパ節転移(pN)と関連した。生存解析ではLRRC8A高発現群では低発現群に比べ有意に予後不良であり、多変量解析では高発現は独立した予後不良因子であった。次に、種々のヒト食道癌細胞株におけるLRRC8A発現を解析し、TE15、KYSE170においてLRRC8Aが高発現していることを確認した。TE15、KYSE170に対してLRRC8A siRNAをトランスフェクションしたところ、細胞増殖能、遊走・浸潤能が低下しアポトーシスが惹起された。Microarray解析では食道扁平上皮癌細胞株に対するLRRC8Aのノックダウンにより、G1/S checkpoint regulationに関与するp21やp27、E2F7や細胞接着に関与するMMPやIntegrinなどを含む多くの遺伝子発現を促進/抑制していた。更に、食道扁平上皮癌細胞株にLRRC8A siRNAをトランスフェクションし、低浸透圧刺激に対する反応性の解析を行った。LRRC8Aのノックダウンにより、調節性容積減少(RVD)が抑制され、低浸透圧による殺細胞効果が増強されることが確認された。現在、食道扁平上皮癌細胞株の温度刺激による、LRRC8A発現変化・低浸透圧刺激に対する反応性の解析を検証している。当初の研究計画のうち、ヒト食道癌組織における容積感受性チャネル蛋白LRRC8Aの発現解析、癌細胞におけるLRRC8Aを介する細胞周期・アポトーシス・細胞浸潤制御機構の解明、食道扁平上皮癌細胞株のLRRC8A発現調節(siRNA)と低浸透圧刺激に対する反応性の解析などの基礎実験は、ほぼ終了している。また、上部消化管癌における種々のイオン輸送体・pH制御因子の機能解析も進展しており、研究成果は既に国内外の学会で発表し、英文雑誌にも投稿・掲載されている。現在、食道扁平上皮癌細胞株の温度刺激による、LRRC8A発現変化・低浸透圧刺激に対する反応性の解析も進行しており、研究目的・研究計画はおおむね順調に進展していると考える。次年度以降は、ヒト食道扁平上皮癌細胞株におけるLRRC8A発現ベクターを用いた際の低浸透圧刺激に対する反応性(RVDや、低浸透圧殺細胞効果への影響)の解析を行う。また、温度刺激(低温・高温)によるLRRC8A発現変化・細胞内局在変化・低浸透圧刺激に対する反応性への影響を検証する。更に、マウス胸膜転移モデルを用い、in vivoにおけるLRRC8A発現レベルによる低浸透圧細胞破壊療法反応性、温度が及ばす影響について検討する予定である。

更に、マウス胸膜転移モデルを用い、in vivoにおけるLRRC8A発現レベルによる低浸透圧細胞破壊療法反応性、温度が及ばす影響について検討する予定である。
荷電非対称核力に関連する現象とその起原

核子間の力で荷電対称性を破るものとして、クーロン力を始めとする電磁相互作用の存在は明らかであるが、電磁相互作用を除いても核力(強い相互作用)にも荷電対称性を破る成分があることが、近年の実験から分かってきている。核力の荷電非対称成分がどの様な原因から生じているのか、現在明確な結論が得られていないが、その候補と見なされている中間子混合ポテンシャルなどは、かなり短距離的な性質のものである。これまで私が中心になって進めた研究では、更に積極的に「短距離的な荷電非対称力であることが、原子核のデータを再現する上で必要である」ことを示した。しかしながら、短距離的な力であることは理解計算の誤差を大きくする。本研究での主要な目的はそのような誤差を見積もり、更にこれを小さくすることで最終的に「実際に働いている荷電非対称力」の原因を探ることである。これまでに計算したところでは、短距離力であることからくる誤差はおおよそ中心値の1倍の大きさである。この数値は中間子混合力を仮定し、更に“現実的な核力"(中間子交換による湯川ポテンシャルの積み重ねで核力を表現し、その中のパラメータを実験に合うように決めたもの)の範囲で散乱長の荷電非対称項を計算したものである。種々の“現実的な核力"があるが、それは現在分かっている知識の限界を表すものを考えてよいだろう。その範囲で計算しても小さい予言値は大きな予言値の半分でしかない、というのが結果である。このような誤差を小さくするために、短距離に注目した核力の研究が今後必要である。
EPIを用いた全頭部Functional MRIによる脳機能診断法の開発

1.5Tの装置のみならず4Tの装置も使用できる機会を得たので、1.5Tと4Tで同一対象に同一刺激を行い、fMRIの描出能の違いを検討した。統計学的処理等の条件は、両者で統一した。刺激は、1)単語記憶試験、2)単語復唱試験の2種類を施行した。BOLD効果を示すΔR2は、4T装置の方が1.5Tよりも約3倍高値であったが、理論的には、磁場強度の2乗に比例すると考えられていた値よりは低かった。マッピングの結果は、4T,1.5Tともに2種類の刺激で聴覚野、Broca野、Wernicke野等の脳局所が賦活化されており、ほぼ同等であった。その他単語記憶試験では、角回、帯状回、海馬等の領域が不活されており、いわゆるPapez回路の一部に該当した。信号のtimecourseでは、刺激終了後の回復が聴覚野では早く、海馬では緩やかな傾向にあり、局所の反応生を示唆するようで興味深かった。そこで、信号のtimecourseを周波数解析を行い、脳局所の相関性を検討した。安静状態にくらべて、刺激をくわえると10-60Hz付近の周波数成分の変化が目立つ傾向にあり、聴覚野同士では高い相関を有するが、聴覚野とBroca野では弱い相関しか示さなかった。Wernicke野は聴覚野との相関がBroca野よりも高く、Wernicke野とBroca野との反応性に違いがあることが示唆された。また、安静時のMRI信号を周波数分析すると周波数の累乗の逆数に比例する部分があり、刺激における変化もこの部分に特に多いことが示され、同部分の周波数を解析することにより、刺激への反応性が評価できるのではないかと考えられた。今回の検討でfMRIは、局所マッピングのみならず局所反応の相関性などの評価も行える可能性があり、neuronnetworkの解析にも期待がもてるのではないかと考えられた。現時点ではEPIの当大学への導入が送れており、当施設ではGradient echo法によるfunctional MRIの測定条件について検討した。EPIを用いたfunctional MRIは、CE-横河メディカルの装置にて行った。Cradient echo法での撮像条件は、Flip angleの角度と流入効果を抑えるsaturation pulseの有無について検討した。Flip angleでは10-40度の間で変化させたが、flip angleが小さくなるほど全体の信号強度も低下するがnoiseも少なくなる傾向にあり、画質としてはやや良好になることが多い。。flip angle40度では運動負荷により賦活部位が5-7%の信号上昇がみられ、flip angle10度でも4-6%の信号上昇がみられることから、信号強度の変化の機序としてblood oxygenlevel dependent (BOLD)effectも関与しているものと考えられた。以上よりGradient echo法ではflip angleは10度でも十分な結果が得られると考えられた。saturation pulseの有無では、saturation pulseを入れる方が信号強度は低くなるが、noiseも小さくなる傾向にある。しかし、satulation pulseの位置が測定断面に近いと、干渉をおこし、画像の劣化の原因となることがあり、注意を要した。EPIでは、検討数が少なく、多数の条件で施行できていないが、運動負荷による賦活部位の信号強度の変化は3-4%程度であるが、検定画像にても有意差が認められた。ただ、susceptibilityの影響が強く、画像の歪みも少し認められ、今後位置情報の精度の向上が必要と考えられた。3)task:聴覚刺激(言語)および手指の感覚刺激について検討した。

taskは繰り返さずに一回のみで行った。聴覚刺激には、headphoneを用いてできるだけ外部の音を遮断した。4)結果:聴覚刺激では、側頭葉の聴覚野のみならず、連合野でも信号の有意な変化を認めた。信号の経時的な変化のtaskよりも延長するpixelが少なからず認められた。感覚刺激では、冷温刺激の方が描出されやすかったが、信号の上昇の他に信号が低下する部位がみとめられ、抑制(inhibition)との関係も考えられた。5)問題点と今後の方針:fMRIで確かに信号変化は捕えられるが、処理方法や統計のしきい値の設定により有意な変化部位や範囲が変化するため、最も信頼にたる処理方法や条件の設定を行いたい。得られた結果の生理学的意味づけも他検査での結果と比較して、解析が必要である。1.5Tの装置のみならず4Tの装置も使用できる機会を得たので、1.5Tと4Tで同一対象に同一刺激を行い、fMRIの描出能の違いを検討した。統計学的処理等の条件は、両者で統一した。刺激は、1)単語記憶試験、2)単語復唱試験の2種類を施行した。BOLD効果を示す△R2は、4T装置の方が1.5Tよりも約3倍高値であったが、理論的には、磁場強度の2乗に比例すると考えられていた値よりは低かった。マッピングの結果は、4T,1.5Tともに2種類の刺激で聴覚野、Broca野、Wernicke野等の脳局所が賦活化されており、ほぼ同等であった。その他単語記憶試験では、角回、帯状回、海馬等の領域が不活されており,いわゆるPapez回路の一部に該当した。信号のtimecourseでは、刺激終了後の回復が聴覚野では早く、海馬では緩やかな傾向にあり、局所の反応性を示唆するようで興味深かった。そこで、信号のtimecourseを周波数解析を行い、脳局所の相関性を検討した。安静状態にくらべて、刺激をくわえると10-60mHz付近の周波数成分の変化が目立つ傾向にあり、聴覚野同士では高い相関を有するが、聴覚野とBroca野では弱い相関しか示さなかった。Wernicke野は聴覚野との相関がBroca野よりも高く、Wernicke野とBroca野との反応性に違いがあることが示唆された。また、安静時のMRI信号を周波数分析すると周波数の累乗の逆数に比例する部分があり、刺激における変化もこの部分に特に多いことが示され、同部分の周波数を解析することにより、刺激への反応性が評価できるのではないかと考えられた。今回の検討でfMRIは、局所マッピングのみならず局所反応の相関性などの評価も行える可能性があり、neuronnetworkの解析にも期待がもてるのではないかと考えられた。
コンクリートの微視的構造の評価への高次ステレオロジーパラメーターの導入

(1)セメントペーストの反射電子像の画像解析において,水和反応の進行に伴う構成相の幾何学的特徴の変化を詳細に定量評価することを目的として,2次のステレオロジーパラメーターである2点相関関数を導入した.各構成相の空間分布と位置関係および比表面積を評価し,組織の定量評価パラメーターとしての有効性を検討した.各相の2点相関関数は水セメント比や水和度の相違を反映し,残存セメント粒子分布構造と比表面積が水和反応進行過程の情報を担うことが明らかとなった.また,固体構造や粗大毛細管空隙構造の形成が距離を測度として理解され,分布構造の変化を特徴付ける距離の変化はPowersのモデルや不均質組織の代表体積要素の大きさとも矛盾しないことが示された.(2)凝結から硬化にいたる若材齢のセメントペーストの組織変化を観察し,構成相の空間構造の定量評価を行った.高水セメント比の場合はブリーディングにより構成相の分布が不均質になるが,増粘剤の使用や継続的な練り返しにより組織全体は均質化する.また,終結時の固体相の直線経路に関する相関関数はいずれの配合に対してもほぼ一致し,ある一定の連続性を有した固体骨格構造が形成されたときに終結に達する.(3)電子顕微鏡観察像とシミュレーションCEMHYD3Dにより再現された組織の幾何学的特徴の比較を行った.実組織とシミュレーションの水和度が一致する場合,視覚的には実際の観察像と類似のシミュレーション組織が得られ,セメント粒子の空間分布状況を把握することが可能である.しかし,シミュレーションによる毛細管空隙構造は画素寸法による影響を受け,粗大な空隙が直線的に連続する確率は再現されるが,その他の空間分布の特徴は,観察された組織とシミュレーションでは大きく異なることが明らかとなった.(1)セメントペーストの反射電子像の画像解析において,水和反応の進行に伴う構成相の幾何学的特徴の変化を詳細に定量評価することを目的として,2次のステレオロジーパラメーターである2点相関関数を導入した.各構成相の空間分布と位置関係および比表面積を評価し,組織の定量評価パラメーターとしての有効性を検討した.各相の2点相関関数は水セメント比や水和度の相違を反映し,残存セメント粒子分布構造と比表面積が水和反応進行過程の情報を担うことが明らかとなった.また,固体構造や粗大毛細管空隙構造の形成が距離を測度として理解され,分布構造の変化を特徴付ける距離の変化はPowersのモデルや不均質組織の代表体積要素の大きさとも矛盾しないことが示された.(2)凝結から硬化にいたる若材齢のセメントペーストの組織変化を観察し,構成相の空間構造の定量評価を行った.高水セメント比の場合はブリーディングにより構成相の分布が不均質になるが,増粘剤の使用や継続的な練り返しにより組織全体は均質化する.また,終結時の固体相の直線経路に関する相関関数はいずれの配合に対してもほぼ一致し,ある一定の連続性を有した固体骨格構造が形成されたときに終結に達する.(3)電子顕微鏡観察像とシミュレーションCEMHYD3Dにより再現された組織の幾何学的特徴の比較を行った.実組織とシミュレーションの水和度が一致する場合,視覚的には実際の観察像と類似のシミュレーション組織が得られ,セメント粒子の空間分布状況を把握することが可能である.しかし,シミュレーションによる毛細管空隙構造は画素寸法による影響を受け,粗大な空隙が直線的に連続する確率は再現されるが,その他の空間分布の特徴は,観察された組織とシミュレーションでは大きく異なることが明らかとなった.セメント硬化体内部組織の定量評価に2次のステレオロジーパラメーターである2点相関関数を適用し、材齢の進行にともなう変化を明らかにした。空間を構成する相としては、反射電子像の画像解析法にて識別できる未水和セメント粒子、粗大毛細管空隙およびセメントゲル領域の3相を考え、同相および異相の位置関係や分布状況を定量的に評価した。本年度にて得られた主な結果は以下の通りである。(1)2点相関関数は一般に反射電子像の画像解析法で採用される観察倍率範囲内では、倍率の変化の影響を受けない。(2)通常の反射電子像の画像解析に用いられる観察倍率では、セメントペーストの微視的構造の代表領域が十分に包含されていることが2点相関関数により示された。(3)2点間経路相関関数より、水セメント比0.6と0.25のセメントペーストでは、固体相および粗大毛細管空隙相の連続性に約2倍程度の差があることが示された。(4)材齢の進行および水セメント比の増大にともなうセメントの水和度の増大は、反応生成物の析出状態を変化させるが、これは未水和セメントー毛細管空隙間のクロス相関関数を用いて、負の相関距離の変化として評価が可能である。(5)幾何学的特徴から決定された負の相関距離は、Powersの水和反応モデルとも矛盾しない。(6)2点相関関数を用いることにより、水セメント比の相違および材齢の進行にともなう組織変化を、空間内の距離をパラメーターとして理解することが可能である。2次のステレオロジーパラメーターをセメントペーストの組織評価に適用し,材齢の進行や配合の相違による組織変化を明らかにした。本年度にて得られた主な結果は以下のとおりである。(1)シミュレーションにより再現された構造と反射電子像の空隙構造を比較し,シミュレーションは実際の組織を再現しないことを指摘した。

(2)シミュレーションでは全毛細管空隙構造を画素寸法以上の空隙で表現し,反射電子像はある寸法以上の空隙のみを表す。よって,これらの空間構造(量と位置)が異なるのは当然であり,画像として観察された組織とシミュレーションの組織の比較が可能で,有意であるのは限られた場合であることを指摘した。(3)粗大毛細管空隙の2点相関関数とセメントペーストの透水性の間には,良好な相関性が存在する。したがって,全毛細管空隙構造を明らかにしなくても,粗大毛細管空隙構造の特徴を把握すれば,セメント系材料の物質透過性や耐久性を評価することの可能性が示唆された。(4)若材齢(凝結時)の組織評価に,2点相関関数を導入し,高性能AE減水剤の添加が,組織形成に及ぼす影響を明らかにした。(5)高性能AE減水剤による凝結遅延は物理的な要因が大きく,水和反応は遅延しないことを示した。(6)高性能AE減水剤により凝結時間が変化しても,終結時の固体相の連続性はいずれの配合も等しい。すなわち,水和度が異なっても,ある一定の連続性を持った個体骨格構造が形成されたときに,セメントペーストは終結に達することが明らかとなった。
エピジェネティクス機構による造血幹細胞の老化制御メカニズム

Bmi1過剰発現マウスについて、造血幹細胞の加齢に伴う変化を解析した。Bmi1を過剰発現することにより、マウスは約2年の老齢でも貧血や血小板減少の進行が軽度で、造血が維持される。骨髄移植解析により、このときBmi1過剰発現マウスでは造血幹細胞の幹細胞機能、すなわち長期再構築能と自己複製能が増強していることを明らかにした。老齢マウスにおける骨髄造血細胞分画の詳細な解析を行うと、Bmi1過剰発現マウスでは最も未分化な静止期幹細胞が含まれるCD41陰性分画が減少し、加齢に伴って増加することが知られるCD41陽性の分画が増加しており、造血細胞分画の構成はむしろ老化形質が増強する様に見られた。しかしその中で幹細胞の長期再構築能を保持している細胞は、野生型同様CD41陰性分画に存在しており、Bmi1は造血幹細胞の見た目上の形質は変えずに幹細胞機能を増強していると考えられた。つまりBmi1は加齢に伴って造血幹細胞を数的に制御するのではなく、元々存在する少数の造血幹細胞の機能を増強することに貢献しており、また分化については関与しないか、むしろ老化に似た方向へ制御している可能性を示唆した。これらのマウスの造血幹細胞を用いたChIPシークエンス及びRNAシークエンスを行ってBmi1の標的遺伝子を同定し、さらには野生型では加齢に伴ってこれらのBmi1標的遺伝子のいくつかが脱抑制して発現が増加することを明らかにした。造血幹細胞は老化に伴ってこれらの分子が発現することで幹細胞性が失われることを示し、Bmi1の過剰発現により抑制を保つことで造血幹細胞が維持できる可能性を示唆した。Bmi1過剰発現マウス造血幹細胞の加齢に伴う変化について、その生理学的機能や性質についての解析を順調に遂行した。さらにChIPシークエンスやRNAシークエンスを行い、分子生物学的にもアプローチして分子機構についても明らかにして、結果を論文としてまとめて投稿し、現在査読である。また、代表者は29年度に所属を千葉大学から神戸大学へ変更し、モデルマウスなど動物の移動手続きに数ヶ月を要したが、既に立ち上げに成功し、マウス実験を再開・継続できる状況である。現在、Bmi1による老化の分子機構を解明し、結果を論文としてまとめて投稿し、査読中である。今後、査読の結果により実験を追加し、来年度中には論文掲載にまで至る予定である。また、クロマチンリモデリング因子BRMノックアウトマウス造血幹細胞を用いたChIPシークエンス等を行ってBRM欠損によるヒストン修飾の変化を調べ、またBRMノックアウトマウスとBmi1ノックアウトマウスを掛け合わせてBRMノックアウトマウスの表現形のレスキューを試み、クロマチンリモデリング因子の造血制御におけるポリコーム複合体PRC1/2の関与の詳細にまで研究を進めたい。現在、Bmi1過剰発現マウスに加え、Bmi1コンディショナルノックアウトマウスを用いた造血特異的Bmi1欠損マウスの造血解析、またこれらのマウスの造血幹細胞を用いたChIPシークエンス及びRNAシークエンスを行っており、Bmi1の標的遺伝子を同定しBmi1による老化の分子機構を解明するため、分子生物学的な解析を進めている。さらに分子生物学的にアプローチするため、30年度に施行予定であったChIPシークエンスやRNAシークエンスについても、既にほぼデータの取得を終え、現在ドライでの解析を行っているところである。また、代表者は29年度に所属を千葉大学から神戸大学へ変更したため、モデルマウスなど動物の移動手続きに数ヶ月を要したが、既に立ち上げに成功し、現在繁殖を行っているところであるため、30年度の前半には実験に使用できるマウスを得て造血解析や骨髄移植などのマウス実験を再開・継続する予定である。

老齢マウスにおける骨髄造血細胞分画の詳細な解析を行うと、Bmi1過剰発現マウスでは最も未分化な静止期幹細胞が含まれるCD41陰性分画が減少し、加齢に伴って増加することが知られるCD41陽性の分画が増加しており、造血細胞分画の構成はむしろ老化形質が増強する様に見られた。しかしその中で幹細胞の長期再構築能を保持している細胞は、野生型同様CD41陰性分画に存在しており、Bmi1は造血幹細胞の見た目上の形質は変えずに幹細胞機能を増強していると考えられた。つまりBmi1は加齢に伴って造血幹細胞を数的に制御するのではなく、元々存在する少数の造血幹細胞の機能を増強することに貢献しており、また分化については関与しないか、むしろ老化に似た方向へ制御している可能性を示唆した。これらのマウスの造血幹細胞を用いたChIPシークエンス及びRNAシークエンスを行ってBmi1の標的遺伝子を同定し、さらには野生型では加齢に伴ってこれらのBmi1標的遺伝子のいくつかが脱抑制して発現が増加することを明らかにした。造血幹細胞は老化に伴ってこれらの分子が発現することで幹細胞性が失われることを示し、Bmi1の過剰発現により抑制を保つことで造血幹細胞が維持できる可能性を示唆した。Bmi1過剰発現マウス造血幹細胞の加齢に伴う変化について、その生理学的機能や性質についての解析を順調に遂行した。さらにChIPシークエンスやRNAシークエンスを行い、分子生物学的にもアプローチして分子機構についても明らかにして、結果を論文としてまとめて投稿し、現在査読である。また、代表者は29年度に所属を千葉大学から神戸大学へ変更し、モデルマウスなど動物の移動手続きに数ヶ月を要したが、既に立ち上げに成功し、マウス実験を再開・継続できる状況である。現在、Bmi1過剰発現マウスに加え、Bmi1コンディショナルノックアウトマウスを用いた造血特異的Bmi1欠損マウスなどの造血幹細胞を用いて、ChIPシークエンス及びRNAシークエンスを行っている。分子生物学的な解析をさらに進め、まずはBmi1の標的遺伝子を同定し、Bmi1による老化の分子機構を解明する。また、クロマチンリモデリング因子BRMノックアウトマウス造血幹細胞を用いたChIPシークエンス等を行ってBRM欠損によるヒストン修飾の変化を調べ、またBRMノックアウトマウスとBmi1ノックアウトマウスを掛け合わせてBRMノックアウトマウスの表現形のレスキューを試み、クロマチンリモデリング因子の造血制御におけるポリコーム複合体PRC1/2の関与の詳細を解明する。現在、Bmi1による老化の分子機構を解明し、結果を論文としてまとめて投稿し、査読中である。今後、査読の結果により実験を追加し、来年度中には論文掲載にまで至る予定である。また、クロマチンリモデリング因子BRMノックアウトマウス造血幹細胞を用いたChIPシークエンス等を行ってBRM欠損によるヒストン修飾の変化を調べ、またBRMノックアウトマウスとBmi1ノックアウトマウスを掛け合わせてBRMノックアウトマウスの表現形のレスキューを試み、クロマチンリモデリング因子の造血制御におけるポリコーム複合体PRC1/2の関与の詳細にまで研究を進めたい。代表者は、29年度7月に所属を千葉大学から神戸大学へ異動しており、実験動物の移動手続きに約半年を要したため、その間、研究費使用計画の大きい部分を占める動物実験を一時停止している。
大規模文化財モデルをインタフェースとしたオンラインデータベースシステム

今年度は,昨年度に研究・実装を行ったサーバ/クライアントモデルによるイメージベースの大規模形状モデル描画システムをより効率的な描画システムとする技術の研究を行った.また,本研究によって実現したネットワークレンダリングシステムを使い,表示された3次元モデルを介して他の情報へのアクセスを可能とするインタフェースの開発を行った.イメージベースによる3次元形状の描画を高品質に描画するには,ある程度の解像度の形状データが必要である.本年度は低解像度の形状データを効率よくクライアントに送信するために,Adaptive Tetrapuzzlesのようなパッチベースの階層構造モデルをサーバ上で予め生成しておき,部分パッチごとに形状モデルを送るシステムを構築した.これにより,大規模モデル閲覧の際,視点がどの位置にあっても適切な解像度の形状データを常に供給することが可能となった.また,こうして構築したネットワーク上での大規模モデル描画システムを用い,大規模文化財3次元モデルを他の情報ヘアクセスするためのインタフェースとして用いるシステムを開発した.ここでは,以前に開発した3次元モデルの特定領域に対して,情報へのリンクを関連付けるシステムをネットワーク描画システムに拡張した.サーバ上にある階層的な形状モデル内に関連付けデータを保存しておき,上記の低解像度モデルと共にそれを送ることで,3次元モデルの特定領域に関連付けられた情報を特定し,それをユーザに提示することが可能となった.また,描画システム上でユーザが特定領域を選択し,情報を関連付けた結果をサーバ上の形状データに反映させることで,多ユーザ間で3次元モデルとそこに関連付けられた情報を自由に編集,及び共有できるシステムを構築することに成功した.今年度はサーバ/クライアントモデルによる画像ベースの描画システムを実現するため、サーバ・クライアントそれぞれのシステムの開発を行った。サーバシステムではクライアント側に送る画像を生成するためのシステムを開発した。画像生成には、階層的な形状データを用いた実時間描画システムを採用した。これにより画像生成が非常に高速かつ大量に行うことが可能となった。この画像生成システムに加え、クライアント側からのリクエストに応じて画像を送信する機能を実装した。またこのリクエスト処理を高速に行うために頻繁なアクセスを受ける、もしくは最近アクセスされた画像に関してはその周辺の画像群と含めてメモリ上に保持するキャッシング機能の開発を行った。クライアントシステムではサーバ側に現在の視点情報を送り、返される画像群から現在のシーン画像を再構成するシステムを開発した。シーン画像生成には光線空間法を用いて行うが、入力となる画像群のサンプリング密度が低い場合、正確な光線を認識できないために生成画像の質が落ちてしまう。それを補うために、低解像度の形状データをサーバ側から適宜受信し、これから深度画像の生成を行い、この深度情報を用いることにより正確な光線の取得を行った。光線空間法による画像生成では射影テクスチャマッピングの技術を用いることでハードウェア処理によって行うこととした。これにより描画処理の速度を大幅に向上することができた。また、サーバ側と同様なメモリキャッシングを行うことで、描画の際の通信負荷を軽減することができた。今年度は,昨年度に研究・実装を行ったサーバ/クライアントモデルによるイメージベースの大規模形状モデル描画システムをより効率的な描画システムとする技術の研究を行った.また,本研究によって実現したネットワークレンダリングシステムを使い,表示された3次元モデルを介して他の情報へのアクセスを可能とするインタフェースの開発を行った.イメージベースによる3次元形状の描画を高品質に描画するには,ある程度の解像度の形状データが必要である.本年度は低解像度の形状データを効率よくクライアントに送信するために,Adaptive Tetrapuzzlesのようなパッチベースの階層構造モデルをサーバ上で予め生成しておき,部分パッチごとに形状モデルを送るシステムを構築した.これにより,大規模モデル閲覧の際,視点がどの位置にあっても適切な解像度の形状データを常に供給することが可能となった.また,こうして構築したネットワーク上での大規模モデル描画システムを用い,大規模文化財3次元モデルを他の情報ヘアクセスするためのインタフェースとして用いるシステムを開発した.ここでは,以前に開発した3次元モデルの特定領域に対して,情報へのリンクを関連付けるシステムをネットワーク描画システムに拡張した.サーバ上にある階層的な形状モデル内に関連付けデータを保存しておき,上記の低解像度モデルと共にそれを送ることで,3次元モデルの特定領域に関連付けられた情報を特定し,それをユーザに提示することが可能となった.また,描画システム上でユーザが特定領域を選択し,情報を関連付けた結果をサーバ上の形状データに反映させることで,多ユーザ間で3次元モデルとそこに関連付けられた情報を自由に編集,及び共有できるシステムを構築することに成功した.
胆嚢がん多発国ハンガリーにおける本症の成因に関する疫学的国際比較研究

本研究の目的は、過去19年間にわたる日本(女性死亡率で世界第5位)及び南米チリ(1位)での胆嚢がんの成因研究の成果を踏まえ、次の多発国ハンガリー(2位)で本症の成因を環境と遺伝の両面から明らかにし、その研究結果を日本及びチリと比較することである。(1)ハンガリーの共同研究者とともに、既に収集した胆石を有する胆嚢がん群に対する胆石でマッチングした対照群の調査票データを収集し、残りのデータを確実に収集する方法を検討してきた。胆嚢がん群42例と対照群30例のロジスティック回帰分析の結果、胆嚢がんの有無に有意な重みを持つ因子は、唐辛子摂取、年齢の順であった。(3)ハンガリーの胆嚢がん20例と日本の胆嚢がん22例を用いて、p53遺伝子変異、K-ras codon 12遺伝子変異、MSI(microsatellite instability)を比較した。(1)p53遺伝子変異の変異頻度、ハンガリー例(6/18)、日本例(11/22)には差は認められなかった。(2)p53遺伝子の変異は、ハンガリー例と日本例とでそれぞれ10箇所と13箇所にみられたが、そのパターンは、日本例の4/13が外因性発がんを示唆するTransversion型であったのに対し、ハンガリー例では1/10のみであった。逆に内因性発がんを示唆するTransition型のCpG siteの変異は日本例にはなく、ハンガリー例には2/10認められた。(3)K-ras変異はハンガリー例、日本例いずれにも認めなかった。(4)日本例ではMSI-Hの頻度がハンガリー例に比べ有意に高かった(8/19、1/15,p=0.047)。以上の結果から、ハンガリーと日本の胆嚢がんではその発がん機構が異なることが明らかとなった。ハンガリーの胆嚢がんの成因には、環境因子としてチリと同様の唐辛子摂取が検出された。遺伝要因では日本と異なる結果であった。平成15年12月にハンガリー・ブダペストにあるハンガリー国立がん研究所を訪れ、海外共同研究者Lang教授と研究打ち合わせの会議を開催した(味岡、中平)。その結果は以下の通りである。(1)事前にハンガリー国立がん研究所の遺伝子倫理委員会に申請してあった本研究は、平成16年1月に承認された。(2)ハンガリーにおける胆嚢がん死亡の地域集積性と時系列変化を確認するため、19792002年における性別・年齢階級別の過去10年間の人口動態統計資料を収集した。その分析の結果、この期間においては、男性の胆のうがんによる死亡は204人から129人に、女性は696人から424人に減少し、男女とも粗死亡率は低下していることが明らかになった。今後、年齢調整死亡率及び標準化死亡比(SMR)を計算し、国際比較ができるよう、さらに詳細なハンガリーの動態統計の収集を行う。(3)ハンガリーにおける胆嚢がんの症例対照研究を実施するため、ハンガリーの食生活、ライフスタイル等の特性を考慮した調査票を現地語で作成した。胆嚢がん症例はハンガリーがん登録を利用し、現在38症例から同意を得、質問票を回収した。性、年齢(±3歳)をマッチングした対照は2例収集でき、残りを現在収集中である。(4)胆嚢がんのp53遺伝子変異分析及びCYP1A1遺伝子多型分析のため、胆嚢がんのパラフィンブロックの収集をハンガリー国立がん研究所に依頼し開始した。現在までに13試料を得た。