hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
ウィルス性疾患の感染初期パラメータとしての可溶性アミノペプチダーゼの研究

ウィルス感染症の初期パラメータとして、血清中での可容性アミノペプチダーゼ(CーAP)の活性の変動を検索した。麻疹、風疹、伝染性紅斑、ロタウィルス感染による下痢症などの疾患では、このCーAPの患者血清での明かな上昇が観察され、同時に乳酸デヒドロゲナーゼ(LD)の活性上昇と、アイソエンザイム分画では、LD-2およびLD-3の上昇が観察された。一方、マイトーゲン刺激でTリンパ球でのCーAPの上昇が観察され、これらの血清酵素の変化は、ウィルス感染により活性化されたリンパ球に由来する酵素活性の変動と考えられた。この血清でのCーAPの変動は、ウィルス感染初期の情報として有用なものであることが示された。しかし、インフルエンザなどのようにCーAPの上昇の認められない疾患も存在し、今後の問題は残されている。すでに観察されているように、このCーAPの変動はリンパ球でもT細胞に特異的な反応であることから、感染の標的となるリンパ球の差による現象であれば興味ある所見となる。今後培養細胞でのin vitroの実験などで確認される必要のある現象である。結論として、麻疹、風疹などの一部のウィルス感染症の初期パラメー夕としてCーAPが有用であることが示された。また、この初期の変動はA型肝炎の患者で、肝酵素の変動が認められる前にも観察され、ウィルス感染症に対して、リンパ球の反応を示す所見であると考えられた。ウィルス感染症の診断は、感染に伴う抗体価の上昇を、とくにIgM分画の抗体価の上昇で検出するのが確定診断とされている。しかし、ウィルス感染の初期感染を検出するパラメ-タは、ほとんど知られていない。本研究の目的は、ウィルス感染初期に惹起されるリンパ球の反応に着目し、この反応をリンパ球内の可溶性アミノペプチダ-ゼ(CーAP)の変動の血清成分への反映で検出しようとするものである。すでに我々は、リンパ球のPHA刺激による幼若化反応で細胞内の可溶性分画のアミノペプチダ-ゼが著しく上昇することを見いだし報告してきた(Blochem、J.1985)。さらに、この反応はT細胞に特異的であることを確証した。しかし、特異的な測定法が電気泳動分析を要するなど煩雑であるため、まず簡便な自動分析に電用可能な分析法を確立し、この方法を分析の基本とした。この方法を用いて、ウィルス感染症初期での血清中でのCーAPならびに総アミノペプチダ-ゼ活性中のCーAPの占める比率の変動を追跡検索し、麻疹を中心に感染初期の酵素活性の上昇を証明した。その他の小児科を中心としたウィルス感染症、A型肝炎の初期、伝染性単核症など広範なウィルス感染症を対象に、特に感染の初期ににおけるCーAPの変動を中心として検索した。症例は大学病院に限らず、第一線の医療機関からも協力をも依頼し、ウィルス感染症初期でのこの酵素活性の変動を確認した。ウィルス感染症の初期パラメータとして、血清中の可溶性アミノペプチダーゼ(c-AP)の活性の変動を検索した。麻疹43例、風疹38例、伝染性紅斑6例、ウィルス性の下痢症5例での観察では、大部分の症例でc-APの明かな上昇が観察され、同時に乳酸デヒドロゲナーゼ(LD)の活性上昇と、アイソエンザイム分画では、LD-2およびLD-3の上昇が観察された。また、上昇の程度は、麻疹が最も高く、風疹、伝染性紅斑が続いた。さらに、マイコプラズマ肺炎でもこのc-APの上昇が観察された。これらの血清酵素の変化は、ウィルス感染により活性化されたリンパ球に由来する酵素活性の変動と考えられ、ウィルス感染初期の情報として有用なものであることが示された。しかし、インフルエンザなどのようにc-APの上昇の認められないウィルス性疾患も存在し、今後の問題を残している。

また、本研究で示されたように、このc-APの変動はリンパ球でもT細胞に特異的な反応であることから、感染の標的となるリンパ球の差による現象であれば興味ある所見となる。今後、培養細胞でのウィルス感染を含めたin vitroの実験などで確認される必要のある現象である。結論として、麻疹、風疹などの一部のウィルス感染症の初期パラメータとしてc-APが有用であることが示された。また、この初期の変動はA型肝炎の患者で、肝酵素の変動が認められる前にも観察され、ウィルス感染症に対して、リンパ球の反応を示す所見であると考えられた。
GPUクラウドによるHCCIンジン内乱流燃焼のDNS

環境・エネルギー問題の解決策の一つとして,高効率・低環境負荷燃焼法である圧縮自着火乱流燃焼(HCCI燃焼)が近年注目されている。本研究では,乱流燃焼の直接数値計算(DMS)のGPUクラウドに最適化したプログラムを開発するとともに,移動境界壁を有する実用燃焼器へ適用可能な計算スキームを構築し, HCCIエンジン内の不均一燃料濃度及び不均一温度分布を有する自着火・火炎伝播機構のDNSを行い,乱流燃焼機構や壁面と火炎の干渉機構を明らかにした。本研究では,詳細化学反応機構と熱物性値・輸送係数の温度依存性を考慮した乱流燃焼の直接数値計算(DNS)のGPUクラウド(GPGPUを搭載したグリッド型スーパーコンピュータ)に最適化したプログラムを開発するとともに,移動境界壁を有する実用燃焼器へ適用可能な計算スキームを構築し,HCCIエンジン内の不均一燃料濃度及び不均一温度分布を有する自着火・火炎伝播機構のDNSを行い,圧縮・膨張過程を伴う乱流燃焼機構や壁面と火炎の干渉機構を解明することを目的としている.平成22年度は,GPUクラウドへの最適化による乱流燃焼の直接数値計算の高速化と移動境界壁を境界条件に適用可能とする計算スキームの開発に加えて,不均一燃料濃度及び不均一温度分布を有する予混合気の自着火・火炎伝播機構の解明に重点を置いて研究を進めた.CPUによるグリッド・コンピュータに最適化された乱流燃焼のDNSプログラムを,GPUクラウドへ最適化した.移動境界壁を境界条件に適用可能とするため,境界適合座標系における高精度空間離散化や高精度フィルターなどの計算スキームを構築した,開発したプログラムを用い,詳細化学反応機構と物性値・輸送係数の温度依存性を考慮に入れたDNSを行い,乱流中での予混合気の自着火・火炎伝播機構や壁面と火炎の干渉による消炎機構や壁面熱損失の有無による未燃物や反応中間生成物等の滞留時間などを明らかにした,メタン・空気の均一予混合気に対して,二次元一様等方性乱流中での自着火・火炎伝播に関するDNSを行い,乱流燃焼速度に対する乱流強度,乱流スケール,当量比及び圧力の影響を明らかにした.さらに,温度変動もしくは当量比変動を有するメタン・空気の予混合気に対して,同様な自着火・火炎伝播に関するDNSを行い,局所火炎構造と乱流燃焼速度に対する乱流強度,乱流スケール,変動強度とそのスケール及び圧力の影響を明らかにした.本研究では,詳細化学反応機構と熱物性値・輸送係数の温度依存性を考慮した乱流燃焼の直接数値計算(DNS)のGPUクラウド(GPGPUを搭載したグリッド型スーパーコンピュータ)に最適化したプログラムを開発するとともに,移動境界壁を有する実用燃焼器へ適用可能な計算スキームを構築し,HCCIエンジン内の不均一燃料濃度及び不均一温度分布を有する自着火・火炎伝播機構のDNSを行い,圧縮・膨張過程を伴う乱流燃焼機構や壁面と火炎の干渉機構を解明することを目的としている.平成23年度は,前年度に行った乱流中での不均一燃料濃度及び不均一温度分布を有する予混合気の自着火・火炎伝播に関するDNSを三次元に拡張する共に,移動境界壁による圧縮・膨張過程を伴う乱流中での不均一予混合気の自着火・火炎伝播機構の解明に重点を置いて研究を進めた.前年度に開発したGPUクラウドへ最適化した乱流燃焼のDNSプログラムの更なる高速化を進め,乱流中での不均一燃料濃度及び不均一温度分布を有する予混合気の自着火・火炎伝播機構や壁面と火炎の干渉機構を明らかにするために,詳細化学反応機構と物性値・輸送係数の温度依存性を考慮に入れたDNSを三次元に拡張した.移動境界壁を伴う流路において圧縮・膨張過程を伴う不均一予混合気の自着火・火炎伝播機構を解明するために,前年度開発し,今年度高速化を進めたDNSを圧縮・膨張過程に拡張した.さらに,不均一予混合気の圧縮自着火乱流燃焼機構を明らかにするために,ラグランジュ流体粒子追跡法を用いた燃焼形態の分類法を開発した.流体粒子上の熱伝導や物質拡散の時間変化特性から,不均一燃料または温度分布を有する予混合気の圧縮自着火乱流燃焼において,3つの燃焼形態:自着火燃焼形態,火炎伝播形態及び火炎囲い込み形態への分類を提案,その有効性を明らかにし,乱流燃焼機構の総合的な解明が必要であることを明らかにした.
ノード的準粒子の量子干渉効果の数理構造とグラファイトなどへの応用

グラファイト(グラフェン)における量子干渉効果のうち、[1]状態密度および電気伝導度における欠陥による量子効果(非自明な指数をともなう低次元量子臨界現象の発現)[2]欠陥のまわりの局所状態密度(あたらしい共鳴状態の発見およびSTM実験への予言)に関して知見を得た。さらには、ノード的準粒子の発現は、グラファイト(グラフェン)のみならず2次元d波超伝導をはじめとした近年注目を集めている新奇な超伝導体、さらには有機導体をはじめとしたいくつかの強く相互作用する電子系でもその可能性が提案されている。それらを念頭に分野横断型の分析を発展させた。グラファイト(グラフェン)における量子干渉効果のうち、[1]状態密度および電気伝導度における欠陥による量子効果(非自明な指数をともなう低次元量子臨界現象の発現)[2]欠陥のまわりの局所状態密度(あたらしい共鳴状態の発見およびSTM実験への予言)に関して研究を開始した。それらを念頭に分野横断型の分析を開始した。なお本研究では低次元性に起因する非摂動論的効果が随所に現れることが予想され、それが興味深い量子効果につながることが予想される反面、解析的アプローチを一般に困難にさせる。このような予想される困難に対しては解析的アプローチと数値的手法を相補的に用いるのが正攻法と考えられ、ハードのみならずソフトの面からも計算機環境を整備した。さらには将来的課題に対する準備としてグラフェン量子ホール効果の大域的相図(欠陥による量子ホール効果の「崩壊」の仕方の解明)についても考察を開始した。また関連してノード的超伝導を位相幾何学的数で分類し、それを基礎にした超伝導渦のコア状態の性質の分析およびその実験の検出に関して考察を開始した。具体的にはまず最初のステップとして、3重項ノード的超伝導におけるハーフヴォルテックスについて系統的な研究をし、論文としてまとめた。さらには、ノード的準粒子の発現は、グラファイト(グラフェン)のみならず2次元d波超伝導をはじめとした近年注目を集めている新奇な超伝、さらには有機導体をはじめとしたいくつかの強く相互作用する電子でもその可能性が提案されている。より具体的にはVortex Motion in quasi-2D d-wave Suberconductorsと題し、phys. stat. sol. (b)に成果を発表した。さらにはグラフェン量子ホール効果の大域的相図(欠陥による量子ホール効果の「崩壊」の仕方の解明)についても考察を開始し知見を得た。また関連してノード的超伝導を位相幾何学的数で分類し、それを基礎にした超伝導渦のコア状態の性質の分析およびその実験的検出に関して知見を得た。具体的にはまず最初のステップとして、3重項ノード的超伝導におけるハーフヴォルテックスについて系統的な研究をし結果を整理し、さらにはそれを含む成果をJournal of Superconductivity and Novel Magnetismなどにレヴューとしてまとめた。
初等関数と特殊関数の高可搬で高精度かつ高信頼な高速計算手法の実現

丸め誤差や打ち切り誤差などの全ての誤差を考慮した上で、数学的に正しい結果を数値計算によって導く計算法を精度保証付き数値計算と呼ぶ。本研究では、特定の初等関数や特殊関数の計算について、倍精度数だけを利用して(高可搬)、倍精度数の倍の精度を(高精度)、精度保証付きで達成する(高信頼)、既存手法より実行時間が早い(高速)、計算アルゴリズムの設計法を提案した。これにより、現在使っている計算機環境のまま、わずかなソフトウエアの変更で、従来の精度の倍の結果を精度保証付きで得られる高速なアルゴリズムの構築に成功した.本研究の目標は,初等関数や特殊関数に対して,高可搬・高精度・高信頼・高速という4つの特徴を持つ数値計算アルゴリズム(4H-Algorithm)の設計法を構築することである.二年目である平成25年度は,平成24年度に達成した双曲線関数と三角関数の構築で得た知識と,四則演算の4H-Algorithm・エラーフリー変換を組み合わせ,逆双曲線関数と逆三角関数の4H-Algorithmを構築した.これら逆関数の計算法は,従来利用していた浮動小数点数を和の形に分解する手法を直接利用することができず,これまで構築した技術を再利用する事が非常に困難であった.この問題に対して,浮動小数点数を乗算の形に分解する新たな手法を考案し,従来利用していた和の形に分解する手法と対応させることで,高精度のまま計算を行なえるだけでなく,これまでに構築してきた技術を部分的に利用する事が可能となった.この乗算の形に分解する技術をベースとして逆関数計算の誤差解析を行ない,逆双曲線関数と逆三角関数の計算法の4H-Algorithmの構築を行なった.また,これまでに考案した技術を結集させ,特殊関数の4H-Algorithmの考案に向けた基礎基盤の構築を行なった.特殊関数の多くは,四則演算・初等関数・積分の組み合わせで計算されているが,4H-Algorithmを達成するためには,計算法の内部で出力結果の精度より高精度な結果を与える機能が必要となる.この問題に対し,倍精度演算のみで約八倍精度を達成する高速なフォーマットを提案した.現在広く利用されているDD/QDフォーマットと比べて,表現能力は数ビット程度劣るものの,内積計算などの実行時間において約2倍の高速化を達成した.基礎的な部分での高速化の達成により,特殊関数の計算法の構築においても非常に大きな役割を果たすことが期待される.本研究は初等関数や特殊関数に対して,高可搬・高精度・高信頼・高速という4つの特徴を持つ数値計算アルゴリズム(4H-Algorithm)の設計法を構築することである.初年度である平成24年度は四則演算の4H-Algorithmとエラーフリー変換を組み合わせ,また,その誤差解析を行なう事で双曲線関数と三角関数の4H-Algorithmを構築する事を目的とした.浮動小数点数を用いた数値計算システムで双曲線関数を計算する際は,桁を有限桁しか保持する事ができないことが原因となり大きなキャンセレーションが発生する.この問題に対し,キャンセレーションの根本的原因となるexp(x)-1の部分に対し,計算法の中で計算することなく事前に保持することで大きなキャンセレーションを回避した.これにより双曲線関数は従来の高速性を失うこと無く高精度な計算を行なう事ができるようになった.また,三角関数の計算においては,入力値が非常に大きな値であっても出力値は小さな結果になりうるため,入力値の引き戻しを行なう必要がある.しかしこの引き戻しの工程にはほぼ確実に計算誤差が混入してしまい,その結果出力値が小さいような入力では大きく間違った結果を返すことになっていた.この問題に対して,内部で必要な場所に必要な精度だけの高精度計算を用いた引き戻しを行なう事で,この問題を回避した.これには円周率の値を高精度に保持する必要があったが,エラーフリー変換に基づく方法を用いて,高精度な結果を得ることができるように設計を行なった.また,両関数においてそれらで発生するすべての誤差を考慮した誤差解析を行ない,これらの4H-Algorithmを達成した.本研究の目標は,初等関数や特殊関数に対して,高可搬・高精度・高信頼・高速という4つの特徴を持つ数値計算アルゴリズム(4H-Algorithm)の設計法を構築することである.三年目である平成26年度は,これまでに達成した初等関数の4H-Algorithmを組み合わせ,無限区間の精度保証付き数値積分法の構築を行った.これは,積分法によって計算される特殊関数計算法構築の基礎になり,特にガンマ関数の4H-Algorithm構築においては,大きな役割を果たす.これまで無限区間の精度保証付き数値積分法は一般的な方法としては構築されておらず,特定の問題に対し,無限区間を積分区間の長い有限区間とそれ以外の区間に分けて計算されていた.より具体的には,有限区間は従来の有限区間の精度保証付き数値積分を用い,それ以外の部分は関数の上限関数を考え,上限関数の積分値を解析的に求めたものを利用していた.そのため,精度と計算速度の両面で近似計算には大きく及ばないものであった.この問題に対し,無限積分として高精度な結果を得ることができる二重指数関数型数値積分公式を用いることで,高精度かつ高信頼な無限積分の値を得る計算法の構築に成功した.これには共同研究者である岡山による誤差評価式を利用している.

この計算法を用いると,正則性の確認は必要になるものの,厳密な誤差上限を得ることができ,高精度な結果を得ることも容易になる.また,この提案法を利用することで,当初の目的であった特殊関数,特にガンマ関数の4H-Algorithmの構築を行なえるという点で,本研究課題の達成に向けて大変大きな役割を果たすと考えている.本研究の目標は,初等関数や特殊関数に対して,高可搬・高精度・高信頼・高速という4つの特徴を持つ数値計算アルゴリズム(4H-Algorithm)の設計法を構築することである.最終年度である平成27年度は,これまでに達成した初等関数の構築で得た知識と,四則演算の4H-Algorithm・エラーフリー変換を組み合わせ,無限積分によって表現される特殊関数,特に変形ベッセル関数の精度保証フレームワークの構築を行った.これまで半無限区間の数値積分に対する精度保証法は,被積分関数ごとに数学的な解析が必要であったため,汎用的な精度保証法の構築は簡単ではないと考えられてきた.この問題に対して,近年,二重指数関数型積分公式に基づく誤差解析が行われ,半無限区間の積分を変数変換により,誤差解析の行いやすい形に変更する方法が提案された.この方法は,半無限積分を直接扱える点で画期的であるが,誤差定数の計算が簡単ではないという問題点があった.この問題点に対し提案手法では,従来手計算が必要であった箇所に,最大値の原理を基礎とする複素区間演算を用いることにより,半無限積分の誤差上限が汎用的に計算できるようになった.また,変形ベッセル関数の計算に於いては,被積分関数の中に指数減衰する項が含まれているが,それ以外の部分をブラックボックスとして計算を行うと,誤差定数が発散することがあった.この点に対し提案手法では,指数減衰項・多項式項・それ以外の部分に分け,被積分関数に多項式が含まれていても誤差定数が発散しない定理を与えた.この方法は,従来法では精度保証できない形状の半無限積分でも,被積分関数内の項を別個に取り扱うことで精度保証ができることを示しており,この精度保証フレームワークが本研究課題を更に発展させ,より複雑な関数に対しても4H-Algorithmを構築することができることを示唆している.丸め誤差や打ち切り誤差などの全ての誤差を考慮した上で、数学的に正しい結果を数値計算によって導く計算法を精度保証付き数値計算と呼ぶ。本研究では、特定の初等関数や特殊関数の計算について、倍精度数だけを利用して(高可搬)、倍精度数の倍の精度を(高精度)、精度保証付きで達成する(高信頼)、既存手法より実行時間が早い(高速)、計算アルゴリズムの設計法を提案した。これにより、現在使っている計算機環境のまま、わずかなソフトウエアの変更で、従来の精度の倍の結果を精度保証付きで得られる高速なアルゴリズムの構築に成功した.平成26年度の研究計画分については,申請書に書いてある数値積分法の構築が完了しており,また,特殊関数計算法の構築の基盤が準備できているため,滞り無く順調に進展していると言える.来年度も研究計画に従って研究を推進したい.数値解析平成25・26年度で構築してきた技術をまとめ,特殊関数の4H-Algorithm構築を行なう.平成26年度の研究により特殊関数計算法の基礎となる数値積分について,高精度・高信頼という2つの特徴を満たす計算法の構築はほぼ行えた.
腎細胞癌および前立腺癌に対する細胞療法における免疫学的モニタリング

平成1718年度1.腎癌患者における血清Th1/Th2サイトカインプロファイル転移を有する腎癌患者の血清を採取し、Th1サイトカインとしてIFNγ、TNFα、IL-2を、Th2サイトカインとしてIL-4、IL-6、IL-10を、Cytometric Bead Array法を用いて同時に測定してプロファイリングした。一部の症例で血清IFNγおよびIL-6の高値を認めた。2.前立腺癌骨転移患者における骨リモデリングに関与するサイトカインの測定骨転移を有する前立腺癌患者の血清を採取し、上記サイトカインを測定した。骨リモデリングに関与する因子に関しては現在検討中である。3.腎癌、前立腺癌患者における活性化NK細胞の誘導効率転移を有する腎癌および前立腺癌患者の末梢血30mlから活性化NK細胞を誘導し、腎癌2例、前立腺癌3例に活性化NK細胞の臨床投与を実施した。誘導されたリンパ球の表面マーカー解析の結果、CD3-CD56^+のNK細胞の割合は平均82%であった。WST-8アッセイ法で測定した標的細胞に対するNK活性はE/T比8において平均85%であった。いずれの患者からも選択的に活性化NK細胞が誘導された。4.細胞療法後の末梢血リンパ球サブセットの変化とサイトカインの推移細胞療法前後に経時的に採血を行い、PBMC中のリンパ球表面マーカーの解析、上記サイトカインの測定を行って比較した。PBMC中のリンパ球に占めるT細胞およびNK細胞の割合に有意な変化は認められなかった。腎癌の1例において、細胞療法後の臨床経過を反映して血清IFNγおよびIL-6の変動が確認された。平成17年度1.腎癌患者における血清Th1/Th2サイトカインプロファイル転移を有する、腎癌患者の血清を採取し、Th1サイトカインとしてIFNγ、TNFα、IL-2を、Th2サイトカインとしてIL-4、IL-6、IL-10を、Cytometric Bead Array法を用いて同時に測定してプロファイリングした。3.腎癌、前立腺癌患者における活性化NK細胞の誘導効率転移を有する腎癌および前立腺癌患者の末梢血30mlから活性化NK細胞を誘導し、各2例に活性化NK細胞の臨床投与を実施した。誘導されたリンパ球の表面マーカー解析の結果、CD3^-CD56^+のNK細胞の割合は平均84%であった。WST-8アッセイ法で測定した標的細胞に対するNK活性はE/T比8において平均86%であった。
Λ(1405)粒子精密分光のための液体重水素標的の開発

Λ粒子の第一励起状態であるΛ(1405)は、負パリティのバリオンの中で最も軽く、その質量が単純なクォークモデルで説明できないため、その性質を調べることはクォーク結合によるハドロン形成メカニズムの明解が繋がる。そこで、J-PARCにおけるd(K^-, n)反応を利用したΛ(1405)精密分光実験(E31)を行うために、液体重水素標的の開発研究と実機製作を行った。E31実験において、標的容器は円筒型粒子検出器群の中心に配置され、検出器の立体角を十分に確保するために冷凍系から分離される。そのため、本標的は、標的容器へ流入する熱を液体重水素自身の対流により輸送し、1.3m離れた熱交換器で吸収させ、標的容器の温度を約20 Kで維持するようにデザインされた。冷却試験の結果、少量の水素液化し、標的容器を20 Kで保持することが出来た。Λ粒子の第一励起状態であるΛ(1405)は、負パリティのバリオンの中で最も軽く、その質量が単純なクォークモデルで説明できないことから、この粒子は純粋に3クォークから構成されているのではなく、マルチクォーク状態、エネルギーの近い二つの粒子の共鳴の複合、あるいはメソン-バリオンの分子的な共鳴状態ではないかという議論が現在もなされている。一方、実験的研究としては、日本ではSpring-8(LEPS)、アメリカではJ-lab(CLAS)でそれぞれ光生成を利用した実験が行われ、いずれの結果もΛ(1405)が通常のバリオンとは異なる性質を持っていることがわかり、その性質を明らかにするためには、更なる実験によるデータの収集が必要である。そこで、我々は、d(K-,n)反応を利用したハドロン反応でのΛ(1405)分光をJ-PARCで計画し、その実験のための液体重水素標的の開発研究と実機製作を本予算により推進している。本標的の特徴として、円筒型粒子検出器群の中心に標的容器を配置するため、標的容器への熱流入を液体重水素自身の対流により熱を運び、約1.3m離れた冷凍機で吸収することで低温状態を維持するものであるが、2009年度に行った基礎的なテストでその方式が機能することは確かめられている。そこで、2010年度は、装置全体のデザインを完成させ、装置の主要部分である、重水素用熱交換器、放射シールド、断熱真空容器等の詳細設計を行い、実機の製作を行った。また、温度コントロールシステム、液体重水素の圧力モニター、真空度計などを選定し購入した。これらは、2011年度に組み立てられ、冷却テスト・改良を繰り返し、ビーム散乱実験に耐えうる実機を完成させる。A粒子の第一励起状態であるA(1405)は、負パリティのバリオンの中で最も軽く、その質量が単純なクォークモデルで説明できないことから、更なる実験によるデータの収集が必要である。そこで、d(K,n)反応を利用したハドロン反応での^(1405)分光をJ-PARCで計画し、その実験のための液体重水素標的の開発研究と実機製作を本予算により推進している。本標的の特徴として、円筒型粒子検出器群の中心に標的容器を配置するため、冷却部と標的容器を切り離したL型の構造にし、標的容器への熱流入を液体重水素自身の対流により、約1.3m離れた冷凍機で吸収することで低温状態を維持するものである。2010年度に装置の主要部分である、重水素用熱交換器、放射シールドボックス、断熱真空容器等の設計と製作を行った。2011年度は、それらを組立て、真空度、温度、圧力のモニタリングシステムを構築し、冷却テストを行った。開発を段階的に進めるために、まずはL型の縦の部分のみで、冷却テストを行った。真空容器や配管、テスト用のターゲットセルのリークなどに付随するトラブルもあったが、最終的に熱交換器を20.8Kまで冷却でき、重水素の代わりに、少量の水素を液化させ、その温度を±0.2Kの安定度で16時間の保持に成功した。本標的では、熱負荷が1.5Wの場合、コールドヘッドを4.2Kまで冷却できるGM冷凍機を用いているが、テストの結果、熱交換器を20Kに保つために、ヒータでの15W程度の熱が必要だった。これは、装置全体の熱流入量を低く抑えることが出来たということであり、L型の横部分を取りつけたとしても、冷却能力には十分な余力があることがわかり、標的装置の完成への目途が立った。
ストレプトコッカス・ミュータンスのクオラムセンシング機構とバイオフィルム

バイオフィルム感染症は院内感染などで問題になっており、歯科領域ではう蝕、歯周病、慢性骨髄炎などが挙げられる。S.mtttansにおける病原因子を解明していくことにより、う蝕や歯髄炎発症のメカニズムを探り、従来の方法とは全く異なったう蝕治療法、予防法の開発をすることが目的である。まず、バイオフィルム形成におけるスクロースエンザイムII(scrA)遺伝子の役割を解析することにした。scrA遺伝子変異株の培養上清中における非水溶性及び水溶性グルカンの産生量は、高濃度スクロース存在下で親株よりも有意に少なく、象牙質板に付着した非水溶性グルカン産生量も、親株より有意に少なかった。このことから、scrA遺伝子を欠損させることにより、スクロースの代謝経路が部分的に遮断されたことが考えられる。また、熱ショック誘導性タンパクであるhtrA遺伝子変異株を作製した。この株においてもグルカンの産生量は低下していることが明らかになった。これらの結果は、scrA遺伝子及びhtrA遺伝子がバイオフィルム形成に重要な役割を担っているということを示唆していると思われる。バイオフィルム形成を阻害する治療法を確立する上でこれらの遺伝子を阻害することが非常に重要であると考えられる。細菌は、自己が不利な環境におかれた場合に菌体外に多糖などを産生し、バイオフィルムを形成することによってその危機から逃れようとする。このバイオフィルム形成の結果がバイオフィルム感染症であり、歯科領域ではう蝕、歯周病、慢性骨髄炎などが挙げられる。申請者らの目的は、S.mutansにおける病原因子を解明していくことにより、う蝕や歯髄炎発症のメカニズムを探り、従来の方法とは全く異なったう蝕治療法、予防法の開発をすることである。この解析にあたり、バイオフィルム形成におけるスクロースエンザイムII(scrA)遺伝子の役割を解析することにした。この遺伝子のカスケードの上流に、クオラムセンシング機構が存在すると著者は推測している。scrA遺伝子変異株の培養上清中における非水溶性及び水溶性グルカンの産生量は、高濃度スクロース存在下で親株よりも有意に少なかった。また、象牙質板に付着した非水溶性グルカン産生量も、親株より有意に少なかった。しかし、scrA遺伝子変異株の産生するグルカン量はスクロース存在下では非存在下に比べて増加していた。この事実は、scrA遺伝子がバイオフィルム形成に重要な役割を担っているということを示唆していると思われる。これらの結果より、バイオフィルム形成を阻害する治療法を確立する上でscrA遺伝子を阻害することが非常に重要であると考えられる。バイオフィルムは、細菌が不利な環境におかれた場合に菌体外に産生する多糖などによって構成されるものであり、これによって外敵からもたらされる危機から逃れようとする。申請者らの目的は、S. mutansにおける病原因子を解明していくことにより、う蝕や歯髄炎発症のメカニズムを探り、従来の方法とは全く異なったう蝕治療法、予防法の開発をすることである。この解析にあたり、バイオフィルム形成におけるスクロースエンザイムII(ScrA)遺伝子の役割を解析することにした。また、熱ショックタンパクであるhtrA遺伝子変異株においてもグルカンの産生量は低下していることが明らかになった。
気体放電が誘起するカーボンナノチューブ集積化現象を利用した機能性繊維の創製

本研究は,気体放電を利用した新規カーボンナノチューブ(CNT)紡績法の開発を目指す。この方法は, CNT間に働く静電気力により紡績を行うものであり,従来は困難であった単層CNTや強磁性金属内包CNTなど,優れた機能性を有するものの紡績が不可能であったCNTの紡績を可能とする。さらに,CNTを任意のパターンに「編む」方法を開発し,従来には無い優れた機能性を有する「CNT紡織布」の作製を目指す。
日本及びドイツにおける文書偽造理論の歴史的展開とその現代的意義に関する研究

本年度は、わが国における近年の(行使罪等を含む広い意味での)文書偽造罪を巡る学説・判例の動向を検討し、わが国の文書偽造罪理論が直面している課題についての認識を深めると同時に、その課題を克服するための比較法的視座を獲得するために、ドイツにおける文書偽造罪に関する学説・判例に関する検討を行った。なお、ドイツにおける文書偽造罪に関する議論の検討を行うに当たっては、近年の学説・判例の動向の確認を行いながらも、主として、1871年のドイツ帝国刑法典の制定から戦前(1945年)までの判例及び有力な刑法学者の見解を対象とした。上記の研究の結果、(1)現在のわが国における文書偽造罪に関する議論は、偽造という概念を中心に展開されており、判例においても、偽造概念に関わるもの、特に、偽造に関する「作成者と名義人の人格の同一性を偽ること」との定義の有力化を受け、「作成者」・「名義人」という概念の内容が問題とされているものが大多数であること、(2)近時の判例においては、「文書に対する公共の信用」という文書偽造罪の保護法益の侵害の有無という観点から問題の解決を図るものが多いが、判例がその実質的内容をどのように理解しているのかは、必ずしも判然としないこと、(3)ドイツにおいては、わが国同様、偽造概念に関する議論の蓄積もあるが、同時に、刑法典制定当初から、「文書」という客体を巡って活発な議論が展開されてきたこと、(4)そのような文書概念を巡る議論を受け、文書偽造罪の保護法益や作成者概念などわが国の刑法学が継受している諸概念についても、客体である文書の性質、特に、証拠としての文書という観点を基礎にした説明がなされており、それは、現在のわが国の文書偽造理論に有益な示唆を与えうるものであることなどが明らかとなった。今年度は、主として、プロイセン刑法典制定過程において出現した草案、草案に関する理由書と草案に影響を与えたと考えられる同時代の刑法学説の検討を行った。その結果、現行ドイツ刑法典の文書偽造罪規定の重要な淵源の一つがプロイセン刑法典の規定に求められること、19世紀前半までのプロイセンの文書偽造理論は、ドイツにおいて先端的なものであったわけではなく、バイエルンなど他のドイツ諸邦の刑法典の規定の方が理論的に優れた点が認められること、このような状況を顧慮し、1840年代以降、プロイセンにおいては、草案に対する批判的意見を研究者・実務家等に広く求め、それを反映した草案を作成した上で、枢密院等において議論することによって、現代的な文書偽造罪規定を形成していったこと、当時のプロイセンの特殊性から、プロイセン刑法典の文書偽造規定にはフランス刑法の影響が看取されることなどが明らかとなった。また、プロイセン刑法典に関する注釈書やプロイセンにおける刑事法関係の雑誌に収録された判例・論文を基礎にプロイセン刑法典下における文書偽造罪を巡る判例・学説の検討を行った。その結果、プロイセンにおいては、刑法典の予定する偽造の内容について、有形偽造と無形偽造との区別、文書偽造と文書毀棄についての区別などを巡って詳細な論議が行われていたこと、その際、他のドイツ諸邦やフランスにおける議論が参照されていたこと、学説上、プロイセン刑法典の規定の不十分さに関する認識が存在していたことなどが明らかとなり、その後のドイツ刑法典の制定過程において現在のような文書偽造罪の規定形式が採用されるに至った一つの経緯が確認されると同時に、わが国における通説的な文書偽造理論の形成過程とそこに内包されている課題の一端も確認された。
宗教団体法制における聖俗分離をめぐる基礎的研究

本研究は、宗教団体の公益性と世俗性について、多面的な角度からその内容を明らかにしようと試みるものである。宗教団体をめぐる法的諸問題を網羅的に検討することで、我が国の実情に則した宗教法人法制度のあり方について、その解決すべき課題を明らかにすることができた。新しい宗教法人法制度において、宗教団体に求められる公益性と果たすべき義務を明確にすることが市民の宗教に対する信頼醸成には必要であることを明らかにした。本年度は、3つあるサブテーマのうち、2宗教団体の収益活動と税制上の取扱いと3宗教団体運営の透明性と公益性の2点を主として検討を行ってきた。2のサブテーマについては、「宗教活動」、「公益活動」、「収益活動」が存在する。宗教団体の税制上における取り扱いについては、収益を対象とする所得課税と資産課税の両面において宗教団体の活動や事業を峻別してその宗教性・公益性を判断することとなっている。しかし、一体として行われることの多い宗教団体の宗教活動と経済活動を現在の基準によって明確に区別することは難しいという実情がある。本年度においては、宗教団体による収益活動と税制上の取扱いを念頭に、宗教団体の収益活動の現状と団体経営について、その他公益法人との間の距離感や特異性の検討を行った。さらには、アメリカにおける法制度を参照しながら、宗教団体を取り巻く法制・税制の状況から問題点を洗い出し、「聖」と「俗」が法制度にどのような影響を及ぼしているかについても検討を行った。宗教団体における公益性に着目し、公共財の一翼を担う文化的伝統的価値をもつ組織体としての側面と、他方で他の法人同様の経済主体としての実質ももつ企業体としての側面とで、その実体に即した税制上の取扱いをすべく再検討の必要性があるという点で一定の結論を得た。3のサブテーマにおいては、宗教団体運営の透明性について現行法上の情報開示や公益活動の規模・程度についての調査を行った。特に外的活動としての公益活動がどの程度行われているかを東日本大震災時の活動を中心に検討した。同時に情報開示の状況についても検討を行い、公益性と情報開示の間に一定の関連性を見出すべきことについても指摘を行った。本年度は、3つあるサブテーマのうち、1宗教活動による損害の民事法上の取り扱い、ならびに2宗教団体の収益活動と税制上の取扱いの2点について主として検討を行なってきた。1のサブテーマは研究目的の一つである「宗教団体の活動による被害への団体の責任」を考える上で、必要なテーマであり、2のサブテーマは研究目的のうち「税制における『宗教活動』と『収益活動』」に対応するサブテーマである。宗教団体がその活動の中で外的に被害を及ぼした場合の団体の責任についての検討は、その「損害」において、法律学(不法行為法)にとどまらず、他の学問分野からの検討も行った。特に宗教社会学の視点からは、宗教が独自に担っている社会貢献や社会的な弱者に対する支援の与える影響などについて、従来は検討されることのなかった新たな知見を得た。損害をどう位置づけるかは、宗教団体により被害を受けた者にとって認識が一般との間で最も乖離する部分であり、この点をクリアにすることは今後の被害救済のあり方を示す上で非常に重要な論点であると言える。宗教団体と税制の問題については、収益活動と宗教活動とをどのように峻別するのかについて主に検討を行った。諸外国における宗教団体への課税の状況等について資料分析を行い、特に所得課税については一定のあるべき方向性について知見を得ることができた。今年度に得られた方向性を軸として、来年度はさらなる検討及び資料の分析などを通じて結論を得られるものと考える。宗教団体税制は原則課税、原則非課税の二者択一的な主張がなされがちであるが、こうした検討を通じて得られた新しい所得税課税の仕組みこそが、有るべき宗教法人課税の仕組みになりうるものであり、多面的な検討はあまり試みられておらず、その意義が十分にあったと考える。最終年度は、宗教団体の公益活動をどう捉えるのかを中心に検討を行った。具体的には、これまで明らかにしてきた宗教団体の行っている公益活動の現状を踏まえつつ、実際に社会的に必要とされ、望まれる公益活動とは何であるかについて検討を行うため、大規模なアンケート調査を行った。このアンケートにおいては、信者・非信者を問わない形で年代別・世代別に調査を行い、宗教団体に対して期待する公益活動の内容やあり方についてを明らかにすることができた。これにより、宗教団体の行う公益活動が社会一般に求められる公益活動や宗教団体に期待される公益活動とは大きく異なるということが明らかになった。さらに、宗教団体そのもののあり方や期待される姿勢についても知ることができた。こうした点を踏まえて、宗教団体に対して真に必要な法的な手当ての形についての検討を行った。研究期間全体を通じて、わが国における宗教法人法制を考える上での重要課題である宗教団体活動の「神聖性」と「世俗性」について多角的な分析を行った。宗教団体の活動による被害に対して、その行為についての評価を通じた責任を負うことが求められることについて指摘した。

さらに、税制上の優遇については、非課税の根拠における不明瞭性や献金の提供者側に対する保護の不足などの問題点が判明した。そして、宗教団体の情報公開については、信者以外の市民からもその開示が強く望まれている部分でもあり、宗教団体自らが自浄作用を発揮し、積極的な情報開示を行うとともに、その信頼を自ら構築する努力の必要性を描出した。こうした点を背景として、宗教団体はその公益性について、より市民に寄り添う形で貢献することが求められており、特殊な宗教的・文化的背景を持つわが国において乗り越えるべき課題を多く析出することができた。民法概ね順調に研究を進行することができたが、当初予定されていたアンケート調査において、予定されていた宗教団体からの協力が得られないこともあり、大幅に予定を変更しなくてはならなくなった。ただ、現状調査の体制は整っており、翌年度中に有効な調査を行うことができるようになっているため、回復は可能であると考える。概ね、当初予定した通りのスケジュールで検討が行われているが、一部のサブテーマにおいて予定していた調査が遅れている。これについては、今年度に行うことで全体のスケジュールに影響をおよぼすこと無く進行する事が可能であり、問題はないと考えている。今後の計画としては、宗教団体の公益活動をどう捉えるのかを中心に検討を行っていく。具体的には、これまで明らかにしてきた宗教団体の行っている公益活動の現状を踏まえながら、実際はどのような公益活動が望まれる状況にあり、それを可能にするためにはどのような法的支援が必要であるかについて検討を行う。本年度は、当初の予定通り、2「宗教団体の収益的活動と税制上の取扱い」及び3「宗教団体運営の透明性と公益性」の2つのサブテーマを中心として検討を進めていく。2のサブテーマについては前年度の検討を踏まえて、景気動向と税収の関係から見る分析と宗教団体の経営状況について分析を行う。3のサブテーマについては、宗教団体運営の透明性について現行法上の情報開示や公益活動の規模・状況について調査を行う。情報開示ついては主要な団体においてどの程度外部に情報を開示しているか、信徒とその他の間で度の程度差があるかについて調査を行う。また、公益活動については、外的な活動として宗教団体がどの程度行なっているかを調査する。これらの検討を踏まえて、最終的な研究目的であるわが国の宗教団体法制を考える上で、必要な方向性や背景を明らかにし、有るべき法の姿をできうる限り明らかにしたいと考えている。当初、宗教団体や信者組織等にアンケート調査を行う予定であったが、事前の問い合わせの中で協力を期待できる団体が非常に少なく、有効な回答数を確保することが難しくなった。さらには、関連資料の収集も困難であることが明らかとなったため、信者・非信者を問わない形でのアンケート調査を年代別・世代別に行うことで、宗教団体に対して求める公益性を描出することができると考えた。しかしながら、こうした調査を行うためのアンケート項目を新たに作成する作業等に追加的な時間が必要となっている。未使用分はすべて、未入手の書籍資料の購入とアンケート調査に関する委託費、その他関連費用として利用する予定である。
静電気を利用した非接触浮上搬送システムの開発

静電気力を用いて物体の非接触搬送を行う研究を行った.このシステムは,電極と浮上体の間のギャップを調整することにより,浮上力を制御し非接触浮上搬送を行うものである.1自由度浮上機構において浮上可能であることを確認できたが,3自由度の浮上装置での浮上は成功せず,当初の目的である搬送機構を構成することは失敗した.本年度の研究実績の概要を以下に述べる.まず,1自由度浮上装置を製作した.電極を平行バネ,浮上体をリニアガイドで,それぞれの運動の自由度を1自由度に拘束した.浮上体としてはシリコンウエハを用い,電極は自作した.電極の駆動源としてボイスコイルモータを用いた.この装置において浮上実験を行い,浮上に成功した.制御性能を確認するために,浮上体位置を目標としたステップ応答について数値シミュレーションおよび実験を行った.その結果ほぼ予想通りの結果を得ることができた.他方,電極と浮上体の間の隙間は,面積が広くかつ距離は狭いため,電極位置が変化したときに,隙間にある空気の圧力が瞬時に大気圧にならない.よって電極や浮上体に外力が働く.この影響と考えられる現象が実験において確認された.次に非接触浮上を目的として3自由度制御装置を製作した.シリコンウエハを3つの電極によって浮上させるものとし,電極の形を120度の扇形とした.ゲインおよび0点位置などを調整し浮上を試みたが,浮上は不可能であった.原因は,隙間の空気圧の影響であると考え,まず1自由度のシミュレーションを空気圧の影響を考慮して実験結果に合うように行い,その結果に基づいて3自由度のシミュレーションを行った.この結果,実験に用いたゲインでは,浮上が不可能であることがわかった.この対策として,ゲインをより広い範囲で探す,空気圧の影響を受けないような電極とする,などの方法が考えられる.これらについては,現在引き続き実験を継続している。
好熱菌由来ＡＴＰ駆動型分子モーターの運動測定

ATP合成酵素F1-ATPaseは、ATPを加水分解しながら回転運動を行う代表的な分子モーターである。本研究課題では、研究代表者がこれまでより開発した高圧力顕微鏡を用いて(Nishiyama and Sowa, Biophys J. (2012))、高圧力にあるF1-ATPaseの回転運動がどのように変化するのか調べてきた。平成24年度は、回転運動の変位トレースの詳細な解析を行った。高圧力下にある野生型のF1-ATPaseの回転トレースは、ATP濃度に依存せず120#186;を単位とするステップ状の変位から構成されており、80#186;と40#186;のサブステップは検出されなかった。また、120#186;ステップの立ち上がり速度には圧力依存性がみられなかったので、高圧力下であってもF1-ATPaseの構造やトルク発生にいたるポテンシャル形状にはほぼ影響がなかったことを意味する。その後の解析により、40#186;サブステップから80#186;サブステップまでのATP binding dwellに圧力依存性があることが判明し、ATPの結合反応、および、それに続く(1つ以上の)反応過程が高圧力の影響をうけることが明らかになった。これらの活性化体積は、それぞれ+100#197;3と+88#197;3であり、水分子3個分程度の体積変化に相当すする。今後、圧力の影響を顕著に受けている中間状態の構造が解明されれば、高圧力条件下で水を含んだMD計算を実施することで、F1-ATPaseの水和状態がどのようにして回転運動を生み出しているのか、その詳細なメカニズムが明らかになると期待される。24年度が最終年度であるため、記入しない。F1-ATPaseはATP加水分解反応に共役して回転する分子モーターであり、回転と化学共役反応は様々な変調手法によって詳細に調べられてきた。本研究課題では、研究代表者が開発した高圧力顕微鏡を利用し、(Nishiyama and Sowa, Biophys J.(2012))、F1-ATPaseの水和状態を変えることでぐ回転運動の変調と可視化を行う研究に取り組んだ。高圧チャンバー内で、Fl-ATPaseのγサブユニットにビーズを取り付け、回転を可視化できる実験系を開発し、回転計測を行った。その結果、圧力め増加と共に、F1-ATPaseの回転速度が低下したものの、1気圧に減圧した後では、再び回転速度が回復した。これは、圧力に対して、F1-ATPaseの速度が可逆的に変化することを意味する。様々なATP濃度、および、圧力値における回転速度について、ミカエリスーメンテンの式で解析したところ、圧力の増加と共に、Vmaxが低下し、Kmが増加することが明ちかになった。次に、どの反応過程が圧力によって律速になっているかを同定するため加水分解反応の遅いミュータント[F1(βE190D)]を用いて実験したところ、高圧力下では、ATP結合反応過程が阻害され、回転速度の低下を招いていることが判明した。これらの結果から、F1-ATPaseの回転速度が阻害されるのは、1)ATP結合反応、2)ADP解離、もしくは、3)両反応過程、以上三つのうちのどれかであると考えられる。高圧力下で好熱菌由来のF1-ATPaseの回転計測は概ね修了し、H24年2月の米国生物物理学会で発表を行った。現在、論文投稿準備中の段階にある。F1-ATPaseの運動計測について論文投稿を行う。研究計画の変更や遂行上の問題点は特になし。
細胞移動先端における重層的アクチン細胞骨格制御の研究

IRSp53は、そのIMD/I-BARドメインが立体構造上の凸面で膜突起の菅構造の内側に局在することで脂質膜の形態を形成する。pacsin2は、そのEFC/F-BARドメインの立体構造上の凹面で脂質膜に結合する。凹面に対応する膜曲率は突起構造の根本の部分に見られ、EFC/F-BARドメインは、突起の根本の膜構造を形成することで、突起形成に関わっている。がん細胞などに見られる突起構造であるポドソームにおいても、この機構が働いていると考えられる。本研究では細胞の移動先端において、アクチン細胞骨格の再構成がどのような分子機構によって細胞膜の形態変化につながり、移動先端にみられる特徴的な細胞形態を形成する機構に注目している。私たちが見いだしたISRp53は、細胞膜に対する結合能を持ちさらに細胞膜の突起構造をアクチン細胞骨格の再構成によらず誘導することができる。IRSp53は細胞膜の中でも突起構造に限局して局在する。本年度の研究では、IRSp53が突起構造に局在する様子を計時的に観察した。その結果IRSp53は細胞の突起構造が形成されるより早い時間に将来の突起構造が形成される位置に局在することを見いだした。さらにIRSp53の局在に関する時空間解析を開始し、IRSp53の局在と突起形成の時間相関の解析を試みている。現在のところ、粒子状の局在を示す場合に関しては2種類のタンパク質の局在の時間相関をとることに成功している。さらに、IRSp53の膜結合能に関する変異体を検討し、細胞膜への局在が障害されていることを見いだした。また、突起構造に局在し、かつ膜変形能を持つタンパク質を新たに見いだした。本研究では細胞の移動先端において、アクチン細胞骨格の再構成がどのような分子機構によって細胞膜の形態変化につながり、移動先端にみられる特徴的な細胞形態を形成する機構に注目してい私たちが見いだしたISRp53は、細胞膜に対する結合能を持ちさらに細胞膜の突起構造をアクチン細胞骨格の再構成によらず誘導することができる。本年度の研究では、pacsin2の過剰発現が膜の変形によって突起構造を誘導することを見いだした。本年度の研究では、IRSp53およびpacsin2に焦点を絞り研究を行った。IRSp53はI-BAR/IMDドメインを持ち、I-BARドメインの凸部で膜と相互作用することから、突起膜の軸部、あるいは、先端の内側において膜の形態を制御すると考えられる。Pacsin2はF-BARドメインを持ち、F-BARドメインの凹部で膜と相互作用することから、突起膜の基部(細胞膜の突出が開始される部分)で機能すると想像される。本年度は、がん細胞の浸潤に関わるポドソームにおけるIRSp53とpacsin2の機能を検討した。ポドソームは活性化型SrcでトランスフォームしたNIH-3T3細胞に見られる、その形成はSrc依存的である。IRSp53とpacsin2の細胞内局在を詳細に検討したところ、IRSp53とpacsin2はともにポドソームに局在したがポドソーム内での局在部位は異なっていた。さらに、IRSp53やpacsin2のノックダウンを行ったところ、いずれの場合にもポドソームの消失が観察された。さらに、Srcの自己リン酸化を認識する抗体でSrcの活性を検討したところ、Srcの自己リン酸化の減弱がIRSp53やpacsin2のノックダウン細胞で観察された。すなわち、ポドソームなどの膜の形態形成がSrcの活性制御に関わっている可能性が示唆された。このことは、膜の形態と細胞移動装置の形成が細胞内シグナル伝達と関連していることを示唆している。
運動時の心循環調節中枢コマンドの発生機構:脳幹ドパミン系との関連

本研究は心循環調節中枢コマンドの発生機構を探索するため実験動物を用いた基礎的研究そしてパーキンソン病患者を用いた臨床的研究を実施してきた。中枢ドパミン系変性疾患であるパーキンソン病の臨床所見から、作業仮説として中脳腹側被蓋野のドパミン細胞が心循環調節中枢コマンドの発生と関連するか否かを検討してきた。1.麻酔動物(ネコやラット)の中脳腹側被蓋野の電気刺激または化学刺激は筋血流量を増加させたが、ドパミン系細胞であっても中脳黒質の刺激は筋血流量を変化させなかった。次に意識ネコおよび除脳ネコの両側腹側被蓋野を破壊した後に自発運動時にみられる中枢性心循環応答に及ぼす影響を調べた。その結果,腹側被蓋野を破壊した動物では自発運動開始時に対する心拍数や毎分心拍出量応答が減弱した。2.特発型パーキンソン病患者の中脳ドパミン細胞群は広範囲に変性するが、遺伝性若年発症型パーキンソン病患者では中脳腹側被蓋野に存在するドパミン神経細胞の変性は少ない。年齢構成を一致させた健常者そして特発型および若年発症型パーキンソン病患者を用いて自発運動(ハンドグリップ運動,歩行運動そして座位から立位への姿勢変換)に対する心循環応答を比較した。自発運動時にみられる動脈血圧,心拍数,毎分心拍出量,一回心拍出量および末梢血管抵抗を記録した。その結果,特発型パーキンソン病患者の心拍数・毎分心拍出量の応答は健常者に比べて減弱し,若年発症型パーキンソン病患者の応答は両群間に位置した。以上の結果は中脳腹側被蓋野のドパミン細胞群が心臓循環調節を担う中枢コマンドの発生機構に関係するという仮説を支持した。中脳腹側被蓋野は体温調節やREM睡眠時にみられる心循環応答の中枢機構としても働くことが最近報告され,この神経核は随意運動だけでなく様々な日常活動と関連して最適な心循環中枢コマンドを発生させる可能性が考えられる。1心循環系効果器の時間遅れを見込んだ予測的な心循環調節を行うためには高次中枢から下降する中枢コマンドによるfeedforward制御が最重要であるが,その発生源や神経回路等は、"Black-box"として残されている。中枢コマンドの発生に中脳腹側被蓋野(VTA)のドパミン神経細胞が関連するという仮説を解明するため,動物を用いた基礎的研究および健常者や特発型Parkinson病(IPD)患者を用いた臨床的研究を実施した。2麻酔動物を用いてVTAや黒質(SN)を電気刺激し心拍数(HR),動脈血圧や大腿動脈血流量に与える影響を調べた。VTAの電気刺激は大腿動脈血流量を増加させたが,SN電気刺激は影響を与えなかった。HRや動脈血圧に関しても同様な成績を得た。中脳に存在するドパミン細胞群の中でもVTA細胞が心血管運動支配の自律神経系に影響することを解明した。3指先連続血圧計(Finometer)による血圧波形からModelflow法を用いて毎分心拍出量(CO)や一回心拍出量(SV)を記録した。この方法の信頼性を調べるため色素希釈法と比較したところ両者間で有意な相関関係を得たので,Modelflow法はCO計測に適用可能であると思われた。4 IPD患者は広範な中脳ドパミン細胞群の変性のため運動障害や循環調節異常を呈する。年齢が一致した健常者およびIPD患者を用いて