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Live cell imaging of regulated necrosis

Research Project

Project/Area Number 16K01378
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Research Field Biomedical engineering/Biomaterial science and engineering
Research InstitutionToho University

Principal Investigator

MURAI Shin  東邦大学, 医学部, 助教 (90287540)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 中野 裕康  東邦大学, 医学部, 教授 (70276476)
Research Collaborator YAMAGUCHI Yoshifumi  
Project Period (FY) 2016-04-01 – 2019-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2018)
Budget Amount *help
¥4,810,000 (Direct Cost: ¥3,700,000、Indirect Cost: ¥1,110,000)
Fiscal Year 2018: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2017: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
Fiscal Year 2016: ¥1,950,000 (Direct Cost: ¥1,500,000、Indirect Cost: ¥450,000)
KeywordsMLKL / RIPK3 / Necroptosis / FRET / ネクロプトーシス / HMGB1 / LCI-S / 1分子FRET / 計画的ネクローシス / 1分子FRET / ライブセルイメージング
Outline of Final Research Achievements

Regulated necrosis is a regulated form of necrosis that depends on RIPK3 and MLKL. To monitor the induction of regulated necrosis, we have designed FRET biosensor (KLN) which inserted the linker sequence derived from MLKL between CFP and YFP. Since KLN expression suppressed the cell proliferation, the KLN linker sequence was modified. As the result, FRET biosensor without cytotoxicity was developed and termed as SMART. SMART can monitor regulated necrosis, but not apoptosis or necrosis in vitro, indicating that SMART is a specific sensor to regulated necrosis. FRET was not observed by the knockdown of RIPK3 expression or the inhibition of RIPK3 activity, suggesting that SMART can monitor RIPK3 activity which is required the induction of regulated necrosis. Since the unphosphorylated SMART mutant can also monitor RIPK3 activation by its FRET, it was concluded that FRET of SMART is required for the interaction of RIPK3 but not phosphorylation by RIPK3.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

疾患により損傷をうけた組織では、アポトーシスや計画的ネクローシスに加え、貪食されずに残った死細胞による二次的ネクローシス、ウイルス感染によるパイロトーシスや膜脂質の酸化によるフェロトーシスなど様々な細胞死が混在していることが予想される。病態の増悪を抑制するためには、それぞれの細胞死に特異的な阻害剤が有用である。本研究の成果により、計画的ネクローシスを他の細胞死と区別して検出することで、効果的な治療薬の選択が可能となる。さらに薬剤投与による計画的ネクローシスの抑制効果の解析が可能であるため、ドラッグ・スクリーニングによる新規治療薬の開発をはじめとする医療面への貢献も期待できる。

Report

(4 results)
  • 2018 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2017 Research-status Report
  • 2016 Research-status Report
  • Research Products

    (42 results)

All 2019 2018 2017 2016

All Journal Article (10 results) (of which Int'l Joint Research: 4 results,  Peer Reviewed: 10 results,  Open Access: 9 results,  Acknowledgement Compliant: 5 results) Presentation (32 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Invited: 5 results)

  • [Journal Article] Development of novel methods that monitor necroptosis and the release of DAMPs at the single cell resolution2019

    • Author(s)
      Nakano Hiroyasu、Murai Shin、Yamaguchi Yoshifumi、Shirasaki Yoshitaka、Nakabayashi Osamu、Yamazaki Soh
    • Journal Title

      Cell Stress

      Volume: 3 Issue: 2 Pages: 66-69

    • DOI

      10.15698/cst2019.02.177

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    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] A FRET biosensor for necroptosis uncovers two different modes of the release of DAMPs.2018

    • Author(s)
      Murai S, Yamaguchi Y, Shirasaki Y, Yamagishi M, Shindo R, Hildebrand JM, Miura R, Nakabayashi O, Totsuka M, Tomida T, Adachi-Akahane S, Uemura S, Silke J, Yagita H, Miura M, Nakano H
    • Journal Title

      Nat Commun

      Volume: 9 Issue: 1 Pages: 4457-4457

    • DOI

      10.1038/s41467-018-06985-6

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    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Blockade of TNF receptor superfamily 1 (TNFR1)-dependent and TNFR1-independent cell death is crucial for normal epidermal differentiation2018

    • Author(s)
      Piao Xuehua、Miura Ryosuke、Miyake Sanae、Komazawa-Sakon Sachiko、Koike Masato、Shindo Ryodai、Takeda Junji、Hasegawa Akito、Abe Riichiro、Nishiyama Chiharu、Mikami Tetsuo、Yagita Hideo、Uchiyama Yasuo、Nakano Hiroyasu
    • Journal Title

      Journal of Allergy and Clinical Immunology

      Volume: - Issue: 1 Pages: 213-228.e10

    • DOI

      10.1016/j.jaci.2018.02.043

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    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Cellular FLICE-Inhibitory Protein Regulates Tissue Homeostasis2017

    • Author(s)
      Nakano, H. Piao, X. Shindo, R. Komazawa-Sakon, S.
    • Journal Title

      Curr Top Microbiol Immunol

      Volume: 403 Pages: 119-141

    • DOI

      10.1007/82_2015_448

    • ISBN
      9783319239125, 9783319239132
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    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] The AP-1 transcription factor JunB is required for Th17 cell differentiation2017

    • Author(s)
      Yamazaki Soh、Tanaka Yoshihiko、Araki Hiromitsu、Kohda Akira、Sanematsu Fumiyuki、Arasaki Tomoko、Duan Xuefeng、Miura Fumihito、Katagiri Takaharu、Shindo Ryodai、Nakano Hiroyasu、Ito Takashi、Fukui Yoshinori、Endo Shogo、Sumimoto Hideki
    • Journal Title

      Scientific Reports

      Volume: 7 Issue: 1 Pages: 17402-17402

    • DOI

      10.1038/s41598-017-17597-3

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    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Depletion of myeloid cells exacerbates hepatitis and induces an aberrant increase in histone H3 in mouse serum2017

    • Author(s)
      Piao, X. Yamazaki, S. Komazawa-Sakon, S. Miyake, S. Nakabayashi, O. Kurosawa, T. Mikami, T. Tanaka, M. Van Rooijen, N. Ohmuraya, M. Oikawa, A. Kojima, Y. Kakuta, S. Uchiyama, Y. Tanaka, M. Nakano, H.
    • Journal Title

      Hepatology

      Volume: 65 Issue: 1 Pages: 237-252

    • DOI

      10.1002/hep.28878

    • NAID

      120006528815

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  • [Journal Article] Critical contribution of nuclear factor erythroid 2-related factor 2 (NRF2) to electrophile-induced Interleukin-11 production.2017

    • Author(s)
      Nishina T, Deguchi Y, Miura R, Yamazaki S, Shinkai Y, Kojima Y, Okumura K, Kumagai Y, Nakano H.
    • Journal Title

      Journal of Biological Chemistry

      Volume: 292 Issue: 1 Pages: 205-216

    • DOI

      10.1074/jbc.m116.744755

    • NAID

      120007135104

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    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] HTLV-1 Tax induces formation of the active macromolecular IKK complex by generating Lys63- and Met1-linked hybrid polyubiquitin chains.2017

    • Author(s)
      Shibata Y, Tokunaga F, Goto E, Komatsu G, Gohda J, Saeki Y, Tanaka K, Takahashi H, Sawasaki T, Inoue S, Oshiumi H, Seya T, Nakano H, Tanaka Y, Iwai K, and Inoue J.
    • Journal Title

      PLoS Pathog.

      Volume: 13 Issue: 12 Pages: e1006162-e1006162

    • DOI

      10.1371/journal.ppat.1006162

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      2016 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Novel method to rescue a lethal phenotype through integration of target gene onto the X-chromosome2016

    • Author(s)
      Sakata, K. Araki, K. Nakano, H. Nishina, T. Komazawa-Sakon, S. Murai, S. Lee, G. E. Hashimoto, D. Suzuki, C. Uchiyama, Y. Notohara, K. Gukovskaya, A. S. Gukovsky, I. Yamamura, K. I. Baba, H. Ohmuraya, M.
    • Journal Title

      Sci Rep

      Volume: 6 Issue: 1 Pages: 37200-37200

    • DOI

      10.1038/srep37200

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      2016 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Short form FLICE-inhibitory protein promotes TNFalpha-induced necroptosis in fibroblasts derived from CFLARs transgenic mice2016

    • Author(s)
      Shindo, R. Yamazaki, S. Ohmuraya, M. Araki, K. Nakano, H.
    • Journal Title

      Biochem Biophys Res Commun

      Volume: 480 Issue: 1 Pages: 23-28

    • DOI

      10.1016/j.bbrc.2016.10.015

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    • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
  • [Presentation] ネクロプトーシスのタイムラプスイメージング2019

    • Author(s)
      村井 晋
    • Organizer
      理研シンポジウム「細胞システムの動態と論理XI」
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  • [Presentation] FRETバイオセンサーによるネクロプトーシス実行の1細胞イメージング2018

    • Author(s)
      村井 晋, 山口 良文, 白崎 義隆, 進藤 綾大, 中林 修, Hildebrand Joanne, 冨田 太一郎, 赤羽 悟美, Silke John, 三浦 正幸, 中野 裕康
    • Organizer
      第91回日本生化学会大会
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  • [Presentation] A Novel FRET Biosensor for Necroptosis Uncovers Two Different Modes of the Release of DAMPs2018

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      Shin Murai, Hiroyasu Nakano
    • Organizer
      Gordon Research Conference
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    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 1分子FRETによるネクロプトーシスのライブセルイメージング2017

    • Author(s)
      村井 晋
    • Organizer
      第4回Expert Seminar of Immunology
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      セルリアンタワー東急ホテル(東京都・渋谷区)
    • Year and Date
      2017-05-22
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  • [Presentation] Short form FLICE-inhibitory protein promotes TNFα-induced necroptosis in fibroblasts derived from CFLARs transgenic mice2017

    • Author(s)
      Ryodai Shindoa, Soh Yamazakia, Masaki Ohmuraya, Kimi Araki, Hiroyasu Nakano.
    • Organizer
      Keystone Symposia on Molecular and Cellular Biology
    • Place of Presentation
      Keystone, Colorado, USA
    • Year and Date
      2017-02-07
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      Takashi Nishina, Yutaka Deguchi, Eri Nakamura, Yuko Kojima, Norihiro Tada, Hiroyasu Nakano
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      Keystone Symposia on Molecular and Cellular Biology
    • Place of Presentation
      Keystone, Colorado, USA
    • Year and Date
      2017-02-07
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  • [Presentation] Deletion of Cflar in the epidermis results in TNFR1-dependent and -independent lethal dermatitis.2017

    • Author(s)
      三浦亮介、朴雪花、三宅早苗、駒沢幸子、小池正人、内山安男、中野裕康
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      細胞競合・ダイイングコード合同若手ワークショップ
    • Place of Presentation
      ホテルコスモスクエア国際交流センター(大阪府・大阪市)
    • Year and Date
      2017-01-17
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  • [Presentation] Short form FLICE-inhibitory protein promotes TNFα-induced necroptosis in fibroblasts derived from CFLARs transgenic mice2017

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      進藤綾大、山崎創、大村谷昌樹、荒木喜美、中野裕康
    • Organizer
      細胞競合・ダイイングコード合同若手ワークショップ
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      ホテルコスモスクエア国際交流センター(大阪府・大阪市)
    • Year and Date
      2017-01-17
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      片桐翔治、朴雪花、中野 裕康
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      細胞競合・ダイイングコード合同若手ワークショップ
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      ホテルコスモスクエア国際交流センター(大阪府・大阪市)
    • Year and Date
      2017-01-17
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      Ryodai Shindo、Soh Yamazaki、Hiroyasu Nakano
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      第46回日本免疫学会学術集会
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  • [Presentation] 計画的ネクローシスをモニターするFRETバイオセンサーによるDAMPs放出メカニズムの解明2017

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      村井 晋、 山口 良文、白崎 善隆、進藤 綾大、中林 修、三浦 亮介、冨田 太一郎、赤羽 悟美、三浦 正幸、中野 裕康
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      2017年度生命科学系学会合同年次大会
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      中林 修、 高橋 宏隆、澤崎 達也、吉田 雪子、 佐伯 泰、中野 裕康
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      2017年度生命科学系学会合同年次大会
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  • [Presentation] cFLIPはTNFR1依存的な致死的な皮膚炎とTNFR1非依存的な表皮分化障害を防ぐ2017

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      三浦 亮介、朴 雪花、三宅 早苗、駒沢 幸子、小池 正人、進藤 綾大、内山 安男、中野 裕康
    • Organizer
      2017年度生命科学系学会合同年次大会
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      中野 裕康
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      中野 裕康
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  • [Presentation] 肝特異的cFLIP低発現マウスを用いた肝障害モデルの解析2017

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      山﨑 創、朴 雪花、駒澤 幸子、三宅 早苗、中林 修、田中 稔、大村谷 昌樹、及川 彰、角田 宗一郎、内山 安男、 田中 正人, 中野 裕康
    • Organizer
      第26回日本Cell Death学会学術集会
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      三浦 亮介、朴 雪花、三宅 早苗、駒沢 幸子、小池 正人、進藤 綾大、内山 安男、中野 裕康
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      第26回日本Cell Death学会学術集会
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      三好 嗣臣、黒澤 武介、仁科 隆史、山崎 創、本間 栄、中野 裕康
    • Organizer
      第26回日本Cell Death学会学術集会
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      進藤 綾大、大村谷 昌樹、駒澤 幸子、三宅 早苗、山﨑 創、仁科 隆史、小西 博之、木山 博資、三上 哲夫、荒木 喜美、中野 裕康
    • Organizer
      第26回日本Cell Death学会学術集会
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  • [Presentation] SMARTによるネクロプトーシス進行の継時的解析2017

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      村井 晋、白崎 善隆、山口 良文、冨田 太一郎、赤羽 悟美、三浦 正幸、中野 裕康
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  • [Presentation] 腸上皮特異的cFLIP欠損マウスで見られるTNFR1非依存性腸炎の発症メカニズムの解析2017

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      片桐 翔治、朴 雪花、進藤 綾大、駒沢 幸子、大村谷 昌樹、中野 裕康
    • Organizer
      第26回日本Cell Death学会学術集会
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      仁科 隆史、出口 裕、三浦 亮介、山﨑 創、新開 泰弘、小島 裕子、奥村 康、熊谷 嘉人、中野 裕康
    • Organizer
      第44回日本毒性学会学術年会
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      Hiroyasu Nakano
    • Organizer
      16th TNF super family meeting
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    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] 電子顕微鏡を用いたネクロプトーシスの微細構造の解析2016

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      三宅早苗, 角田宗一郎, 小池正人, 内山安男, 中野裕康
    • Organizer
      第39回日本分子生物学会年会
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      パシフィコ横浜(神奈川県・横浜市)
    • Year and Date
      2016-12-02
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  • [Presentation] アポトーシス細胞は腸内細菌非依存的にReg3βを産生し腸管の恒常性を維持する2016

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      進藤綾大、大村谷昌樹、駒澤幸子、三宅早苗、山崎創、仁科隆史、小西博之、木山博資、三上哲夫、荒木喜美、中野裕康
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      第89回日本生化学会大会
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      東北大学(宮城県・仙台)
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      2016-09-27
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      土屋勇一, 田中稔, 鶴崎慎也, 及川彰, 駒澤幸子, 三上哲夫, 中野裕康
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      第89回日本生化学会大会
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      東北大学(宮城県・仙台)
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      2016-09-26
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      東北大学(宮城県・仙台)
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      2016-09-26
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      中野裕康
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      東北大学(宮城県・仙台)
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      2016-09-25
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      東北大学(宮城県・仙台)
    • Year and Date
      2016-09-25
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      村井 晋, 山口 良文, 中林 修, 冨田 太一郎, 赤羽 悟美, 三浦 正幸, 中野 裕康
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      第25回 日本Cell Death学会学術集会
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      きゅりあん(東京都・品川区)
    • Year and Date
      2016-09-09
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      Hiroyuki Nagashima, Yuko Okuyama, Takaya Hayashi, Atsuko Asao, Takeshi Kawabe, Satoshi Yamaki, Hiroyasu Nakano, Michael Croft, Naoto Ishii, Takanori So.
    • Organizer
      第16回国際免疫学会議
    • Place of Presentation
      メルボルン、オーストラリア
    • Year and Date
      2016-08-21
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    • Author(s)
      Takanori So, Hiroyuki Nagashima, Yuko Okuyama, Takaya Hayahi, Atsuko Asao, Takeshi Kawabe, Satoshi Yamaki, Hiroyasu Nakano, Michael Croft, Naoto Ishii.
    • Organizer
      第16回国際免疫学会議
    • Place of Presentation
      メルボルン、オーストラリア
    • Year and Date
      2016-08-21
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Published: 2016-04-21   Modified: 2020-03-30  

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