hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
シュレーディンガー方程式の数理

3ファインマン積分の数学的理論に関するこれまでの研究を集大成すると共に,次元が大きくなる時の停留位相の方法についての研究を継続した。(藤原)4単位円板の被覆面の研究を行い,2葉の被覆面が極大であるための十分条件が倉持理想境界の状態で表されることを示した。(神)5磁場付きのシュレーディンガー作用素の研究の一環として,2次元の低エネルギーでの散乱問題を論じた。また,Pauli作用素のスペクトル理論的な研究も継続した。(田村)6多項式の零点を求める新方法の実用性を論じた。(鈴木)7重み付きルベーグ空間等におけるシュレーディンガー作用素や一般楕円型作用素の逆作用素の有界性を研究した。(倉田,菅野)
血管内皮細胞における骨吸収抑制因子OPGの新しいシグナル受容機構の解明

炎症存在下でのオステオプロテゲリン(OPG)の血中濃度上昇のメカニズムとシグナル受容機構を明らかにする目的で、血液凝固因子で炎症メディエーターでもあるトロンビンが、血管内皮細胞からのOPG産生に及ぼす作用について検討を行った。その結果トロンビンは濃度依存的に、ヒト皮膚微小血管内皮細胞(HMVEC)からOPG産生を誘導した。LY294002、PP1およびSCH79797はトロンビンによるOPG産生を抑制した。しかし、U0126はトロンビンによるOPG産生誘導に影響を及ぼさなかった。本実験結果より、OPGの血中濃度上昇においてトロンビンが関与しており、その情報伝達経路にはPAR-1、SrcおよびPI3Kの活性が関与する可能性が示唆された。【目的】破骨細胞活性化抑制因子であるオステオプロテゲリン(OPG)は、動脈硬化や心疾患によりその血中濃度が上昇することが報告されている。我々は炎症存在下での血管とOPGの作用メカニズムを明らかにする目的で、血液凝固因子で炎症メディエーターでもあるトロンビンが、血管内皮細胞からのOPG産生に及ぼす作用について検討を行った。【方法】ヒト皮膚微小血管内皮細胞(HMVEC)にトロンビンを添加し、18時間培養を行った。必要に応じてSrcキナーゼの阻害剤であるPP1およびERKの阻害剤であるU0126、PI3K阻害剤であるLY294002、PAR-1の阻害剤であるSCH79797でHMVECを30分間前処理行った後に、トロンビン共存下で培養した。培養上清中のOPG濃度はELISAにて測定した。さらに、OPGを囮レセプターとするRANKLとの相互作用を調べるために、HMVECをRANKL抗体で一時間前処理を行った後に、トロンビン共存下で培養し、炎症性サイトカインであるIL-6の産生をELISAにて測定した。【結果および考察】トロンビンは濃度依存的に、HMVECからOPG産生を誘導した。さらに、RANKL抗体はHMVECからのトロンビンによるIL-6の産生誘導に関与しなかったが、OPGの添加はOPG濃度依存的にトロンビンによるIL-6の産生を増加させた。【結論】本実験結果より、OPGの血中濃度上昇においてトロンビンが関与しており、その情報伝達経路にはPAR-1、SrcおよびPI3Kの活性が関与することが示唆された。さらに、RANKL非依存的に、OPGが血管内皮細胞から炎症性サイトカインを誘導している可能性が示唆された。必要に応じてSrcキナーゼの阻害剤であるPP1およびERKの阻害剤であるUOI26、PI3K阻害剤であるLY294002、PAR-1の阻害剤であるSCH79797でHMVECを30分間前処理行った後に、トロンビン共存下で培養した。さらに、OPGを囮レセプターとするRANKLとの相互作用を調べるために、HMVECをRANKL抗体で一時間前処理を行った後に、トロンビン共存下で培養し、炎症性サイトカインであるIL-6およびIL-8の産生をELISAにて測定した。しかし、UO126はトロンビンによるOPG産生誘導に影響を及ぼさなかった。また、トロンビンはHMVECからIL-6およびIL-8の産生を誘導した。RANKL抗体およびOPGをHMVECと前培養した後トロンビンにて刺激したところ、RANKL抗体およびOPGはIL-8の産生に影響を与えなかったが、IL-6の産生を濃度依存的に抑制した。【結論】本実験結果より、OPGの血中濃度上昇においてトロンビンが関与しており、その情報伝達経路にはPAR-1、SrcおよびPI3Kの活性が関与することが示峻された。

さらに、OPGはトロンビンによる血管内皮細胞からのIL-6の上昇を抑制し、局所における炎症反応を制御している可能性が示唆された。【目的】破骨細胞活性化抑制因子であるオステオプロテゲリン(OPG)は、動脈硬化や心疾患によりその血中濃度が上昇することが報告されている。我々は炎症存在下での血管とOPGの作用メカニズムを明らかにする目的で、血液凝固因子で炎症メディエーターであるトロンビンが、血管内皮細胞からのOPG産生に及ぼす作用について検討を行った。【方法】ヒト皮膚微小血管内皮細胞(HMVEC)にトロンビンを添加し培養を行った。必要に応じてSrcキナーゼの阻害剤であるPP1およびERKの阻害剤であるU0126、PI3K阻害剤であるLY294002、PAR-1の阻害剤であるSCH79797で前処理行った後に、HMVECをトロンビン共存下で培養した。培養上清中のOPG濃度はELISAにて測定した。さらに、OPGを囮レセプターとするRANKLとの相互作用を調べるために、HMVECをRANKL抗体で前処理を行った後に、トロンビン共存下で培養し、炎症性サイトカインの産生をELISAにて測定した。【結果および考察】トロンビンは濃度依存的に、HMVECからOPG産生を誘導した。LY294002、PP1およびSCH79797はトロンビンによるOPG産生を抑制した。また、トロンビンはHMVECからTNF-α、IL-6およびIL-8の産生を誘導した。RANKL抗体およびOPGを添加しHMVECを前培養した後トロンビンにて刺激したところ、TNF-αおよびIL-8の産生は影響を受けなかったが、IL-6の産生は抑制した。【結論】本実験結果より、OPGの血中濃度上昇においてトロンビンが関与しており、その情報伝達経路にはPAR-1、SrcおよびPI3Kの活性が関与することが示唆された。さらに、OPGはトロンビンによる血管内皮細胞からのIL-6の上昇を抑制し、局所における炎症反応を制御している可能性が示された。血管内皮細胞におけるトロンビン刺激において、OPG産生メカニズムやその役割、およびRANKLとの関係が解明しつつあるから24年度が最終年度であるため、記入しない。siRNA干渉を利用したOPG、RANKLまたはTRAIL欠損ヒト皮膚微小血管内皮細胞(HMVEC)の作成と炎症性サイトカインの発現動態の解明、およびトロンビン刺激によるOPG産生と産生されたOPGの局在の解明をOPGの免疫染色および共焦点レーザー顕微鏡、同位体顕微鏡を用いて解析する。24年度が最終年度であるため、記入しない。
生命生体渋滞学の創成と通信・交通分野での分散平均化輻輳回避システム設計への適用

現在、情報通信ネットワーク、P2Pネットワーク、センサーネットワーク、アドホックネットワークに対して耐障害性、拡張性、自律分散性が求められている。この問題に対して、代謝経路内に数多く存在する酵素反応フィードバック制御による負荷分散機構を情報通信のルート選択のアルゴリズムに導入し、有用性を検証した。その結果、100ノードから成るスケールフリーのネットワークにおいて、ヘビーな通信流量をもつわずか上位10%のノードを酵素反応フィードバック制御機構を組み入れた適応型ルーティングに変更することで、DoSアタック障害によるパケット転送のふくそうを回避することができた。交通工学分野では、現状の渋滞要因が明確に把握されていないことから、渋滞対策が局所的で、あるエリア全体の渋滞解消に至っていない。また、事故、工事等による通行止めに呼応して、エリアネットワークから見て最適な補完ルートを即座に設定すること、および渋滞に応じた信号制御の最適化は困難である。この問題に対して、酵素反応フィードバック制御によるAdaptiveな負荷分散機構を適用した。特定の渋滞エリア(福岡市天神地区の渡辺通り)の道路の通行止めや車線幅減少などを想定し、従来の信号時間固定のものと、信号を混雑状況によってAdaptiveに変化させる場合のシミュレーション結果を比較した。Adaptiveな場合は、渋滞状況に応じて、時々刻々の自律的補完ルートの設計が可能となった。1)情報通信工学分野の課題:ア)他の種類の酵素反応フィードバック関数導入の検討:100ノードから成るスケールフリーのネットワークにおいて、ヘビーな通信流量をもつわずか上位10%のノードを酵素反応フィードバック制御機構を組み入れた適応型ルーティングに変更することで、DoSアタック障害によるパケット転送のふくそうを回避することができた。イ)他の種類の酵素反応フィードバック関数導入の検討:酵素反応フィードバックの制御様式として拮抗阻害タイプとnon essential activationタイプの2つを想定し、SPFおよびECMPと発生パケットの転送のレイテンシー比較した結果、2つの酵素反応フィードバック制御機構を模したルーティングアルゴリズムはすべて小さな値を示し、特に,non essential activationを用いた提案ルーティングアルゴリズムは最大の評価を示した。2)交通工学分野の課題:ウ)特定の渋滞エリアにターゲットを絞って、時間ごとの交通流調査データを基にした信号機を含むエリア交通流シミュレータを設計する:福岡市中央区天神地区にターゲットを絞り、時間ごとの交通流調査データをもとに、一方通行、信号機を含む天神地区エリア交通流シミュレータのプロトタイプを設計した。生体内(代謝系、神経系)の渋滞解消アルゴリズムの交通工学分野での適用(課題6)シミュレータを用いて、各信号機の渋滞に対する感度解析を行う特定の渋滞エリア(福岡市中央区天神地区)にターゲットを絞って、時間ごとの交通流調査データをもとにした信号機を含むエリア交通流シミュレータのプロトタイプを設計した。これを用いて、渋滞状況を作り出し、その時刻の各信号機の赤青信号機切り替え時間の変化に対する渋滞解消効果(感度解析)を調べるシミュレータを構築した。(課題7)シミュレータを用いて、事故による道路通行止め、あるいは車線幅減少に伴う有効な補完ルートを設計するこれまでに、生体内フィードバック制御機構を組み入れたADAPTIVEルーティングを導入したネットワークの耐障性能力を検証してきた。福岡市天神地区の渡辺通りの道路の通行止めや車線幅減少などを想定し、従来の信号時間固定のものと、信号を混雑状況によってAdaptiveに変化させる場合のシミュレーション結果を比較した。生体内(代謝系、神経系)の渋滞解消アルゴリズムの交通工学分野での適用(課題)シミュレータを用いて、事故による道路通行止め、あるいは車線幅減少に伴う有効な補完ルートを設計するこれまでに、交通マイクロシミュレータAimsum6.1を用いて、福岡市の交通渋滞頻発箇所一つの中央区天神地区の道路状況、交通流状況(OD表)を再現するモデルを構築してきた。そして、提案したAdaptiveアルゴリズムを各車両の目的地に向かうルート選択に適用することで、各車両の目的地までの最短距離ルートをたどらせた場合と比べて、各車両の目的地までの到達時間(delay time)に向上が見られた。さらに、事故による道路通行止め、あるいは車線幅減少を想定した場合においても、適応アルゴリズムの有用性が明らかになった。(課題)

交差点の信号機の青、赤の時間を車両渋滞にあわせて調節するアルゴリズムを構築する各車両に上記のAdaptiveアルゴリズムを適用するかわりに、交差点の信号の青、赤の点灯時間を、南北に走る道路の渋滞状況と東西に走る道路の渋滞状況を考慮して調節するアルゴリズムを新しく考案した。そして、福岡市天神地区の渡辺道路の5つの信号に適用したところ、先に考案したAdaptiveアルゴリズムと同様な効果(各車両の目的地までの到達時間(delay time)の向上)が見られた。
オープンデータへの高効率アクセス基盤実現と高速エージェントシミュレーションの結合

LOD(Linked Open Data)のデータモデルを定義するオントロジーにおいて推論のような高度な処理が可能となる場合に,それらのLODに対して効果的でかつ現実的な時間での問い合わせ実行を可能とする技術の開発と洗練を進めるとともに,エージェントシミュレーション時に複雑な資源配分メカニズムの適用が可能となるように,オークションに基づく資源配分メカニズムに対する外部からの割り当て調整との整合性を取る機構をさらに高速化するためのアルゴリズム等や汎用GPUを用いたシミュレーション高速化フレームワークの設計を行い,所定の成果を得た.LOD(Linked Open Data)のデータモデルを定義するオントロジーがそのエンドポイントごとに多様でかつ推論のような高度な処理が可能な場合に,それらのLODに対して効果的でかつ現実的な時間での問い合わせ実行を可能とする技術の開発を進めた.本年度では特に,同技術の洗練と適用範囲を拡張するためのソフトウェア基盤の開発を進めた.具体的には,推論付きLODエンドポイントを対象としたLODデータへのアクセスのフロントエンド向けの処理最適化・近似技術の試作と,LODデータソースの探索効率化アルゴリズムをBLMAB(Budget-Limited Multi-Armed Bandit)モデルの拡張により実現する機構の試作を行い,LODクエリ作成・実行支援機構として活用できるようにした.これらの研究と並行して,もう1つの研究課題である,主に公共データなどを扱うLODからの情報抽出結果を踏まえて,高速にエージェントシミュレーションを行い,特定の公共政策などの影響の可能性や,必要な公共政策・メカニズムの自動計算・最適化を行えるようにするためのソフトウェア基盤・最適化技術の開発を進めた.シミュレーションそのものの高速化のために,マルチコア計算資源を核として,多様な高速演算機,たとえばGPGPU(グラフィックプロセッサを用いた汎用計算)やFPGA(書き換え可能型高集積回路)等の特殊なハードウェアの利用にも適用可能な汎用性の高い実行パラメータ最適化機構を試作し検討を進めた.LOD(Linked Open Data)のデータモデルを定義するオントロジーにおいて推論のような高度な処理が可能となる場合に,それらのLODに対して効果的でかつ現実的な時間での問い合わせ実行を可能とする技術の開発をさらに進めるとともに,エージェントシミュレーション時に複雑な資源配分メカニズムの適用が可能となるように,オークションに基づく資源配分メカニズムに対する外部からの割り当て調整との整合性を取る機構およびアルゴリズムの設計に取り組んだ.本年度では特に,同技術の洗練と適用範囲を拡張するためのソフトウェア基盤の開発を進めた.具体的には,推論付きLODエンドポイントを対象としたLODデータへのアクセスのフロントエンド向けの処理最適化・近似技術のさらなる拡張を行うと同時にその性能評価をまとめ,LODデータソースの探索効率化アルゴリズムをBLMAB(Budget-Limited Multi-Armed Bandit)モデルの拡張により実現する機構の開発を進めるとともに,LODクエリ作成・実行支援機構として活用できるようにした.これらの研究と並行して,もう1つの研究課題である,主に公共データなどを扱うLODからの情報抽出結果を踏まえて,高速にエージェントシミュレーションを行い,特定の公共政策などの影響の可能性や,必要な公共政策・メカニズムの自動計算・最適化を行えるようにするためのソフトウェア基盤・最適化技術の開発を進めた.シミュレーションそのものの高速化のために,マルチコア計算資源を核として,汎用性の高い実行パラメータ最適化機構に適用できるように,メカニズムの側の計算アルゴリズムの拡張およびその試作を行い,初期性能の評価を行った.本年度では,持つ基本概念(オントロジー)の多様性を考慮しながら,それらのデータ源を効率的に探索しその差異を吸収・補間すると同時に高度な推論を用いたより広く正確なデータの検索を実現する機構として必要な,応用アルゴリズム・手法の開発とその性能評価を進めることができた.本研究で試作を進めた内容が,本研究の背景である,政策提言などに向けたマルチエージェントシミュレーションやメカニズムデザインにおける知見の活用に向けて,その検証における実世界に近づけた条件設定をいかに適切に取り込み実行していくことができるかという1つの重要な課題の解決に向けた端点として,有益な役割を果たすことが期待できるような成果につながると期待される.本研究のねらいは,より高い視野から述べるなら,政策提言を行うための根拠となるような公共データに対するデータ処理やそれに基づくシミュレーションの条件設定の過程などすべてをオープンに表現・記述・実行できるようにすることで,そうした政策提言に対する透明性や特定の利害関係からの独立性を証明しやすい状況を作り,それをもって失われた専門家への信頼を取り戻そうという専門家たちの行動を少しでも支えられるような技術的な基盤を実現することである.この課題を解決する鍵の1つが,近年政策的に多くの国で進められてきているLOD・オープンデータ化であり,その課題の解決に向けた取り組みは前出のとおりである.もう1つの鍵となる,シミュレーションそのものの高精度化と高速化の両立に向けた取り組みにでは,特に複雑なメカニズムのシミュレーションへの適用可能性を高めるためのアルゴリズムおよびメカニズム面での検討については,ほぼ計画通り進めることができたと考えられる.LOD(Linked Open Data)のデータモデルを定義するオントロジーにおいて推論のような高度な処理が可能となる場合に,それらのLODに対して効果的でかつ現実的な時間での問い合わせ実行を可能とする技術の洗練をさらに進めるとともに,エージェントシミュレーション時に複雑な資源配分メカニズムの適用が可能となるように,オークションに基づく資源配分メカニズムに対する外部からの割り当て調整との整合性を取る機構をさらに高速化するためのアルゴリズムの設計に取り組んだ.本年度では特に,同技術の洗練と適用範囲を拡張するためのソフトウェア基盤の開発を進めた.

具体的には,推論付きLODエンドポイントを対象としたLODデータへのアクセスのフロントエンド向けの処理最適化・近似技術をオントロジー設計への最適化まで扱えるようにさらなる拡張を行うと同時にその性能評価をまとめ,その実装プラットフォームを活用できるようにした.これらの研究と並行して,もう1つの研究課題である,エージェントシミュレーションを行い,特定の公共政策などの影響の可能性や,必要な公共政策・メカニズムの適性の評価について,人間を交えて行えるようにするための参加者の負担軽減の考慮したソフトウェア基盤・最適化技術の開発を進めた.シミュレーションそのものの高速化のために,資源割当てメカニズムの側の計算アルゴリズムの拡張・高速化およびその試作を行い,性能向上に関する評価を行った.LOD(Linked Open Data)のデータモデルを定義するオントロジーにおいて推論のような高度な処理が可能となる場合に,それらのLODに対して効果的でかつ現実的な時間での問い合わせ実行を可能とする技術の開発と洗練を進めるとともに,エージェントシミュレーション時に複雑な資源配分メカニズムの適用が可能となるように,オークションに基づく資源配分メカニズムに対する外部からの割り当て調整との整合性を取る機構をさらに高速化するためのアルゴリズム等や汎用GPUを用いたシミュレーション高速化フレームワークの設計を行い,所定の成果を得た.本年度では,持つ基本概念(オントロジー)の多様性を考慮しながら,それらのデータ源を効率的に探索しその差異を吸収・補間するための機構として必要な基礎アルゴリズム・手法の試作を進めることができた.本研究で試作を進めた内容が,本研究の背景である,政策提言などに向けたマルチエージェントシミュレーションやメカニズムデザインにおける知見の活用に向けて.その検証において実世界に近い条件設定をいかに適切に取り込むことができるかという1つの重要な課題の解決に向けた端点として,有益な役割を果たすことが期待できるような成果につながると期待される.本研究のねらいは,より高い視野から述べるなら,政策提言を行うための根拠となるような公共データに対するデータ処理やそれに基づくシミュレーションの条件設定の過程などすべてをオープンに表現・記述・実行できるようにすることで,そうした政策提言に対する透明性や特定の利害関係からの独立性を証明しやすい状況を作り,それをもって失われた専門家への信頼を取り戻そうという専門家たちの行動を少しでも支えられるような技術的な基盤を実現することである.この課題を解決する鍵の1つが,近年政策的に多くの国で進められてきているLOD・オープンデータ化であり,その課題の解決に向けた取り組みは前出のとおりである.
機能性表面による摩擦力の低下現象を応用した切削工具の開発

本研究では,表面にマイクロ・ナノメータオーダの微細なテクスチャを有する切削工具を開発した.これを用いてアルミニウム合金の旋削加工を行った結果,テクスチャを作製することで工具・被削材間の摩擦が小さくなり,切削抵抗が減少することを明らかにした.また,その効果の加工条件およびテクスチャ形状依存性について検討した.さらに本工具の応用化について検討した.本研究では,表面にマイクロ・ナノメータオーダの微細なテクスチャを有する切削工具を開発した.これを用いてアルミニウム合金の旋削加工を行った結果,テクスチャを作製することで工具・被削材間の摩擦が小さくなり,切削抵抗が減少することを明らかにした.また,その効果の加工条件およびテクスチャ形状依存性について検討した.さらに本工具の応用化について検討した.固体表面に微細なテクスチャを作製することで,表面の摩擦係数が減少することが知られている。この原理を切削工具に適用することで,工具・被削材間の摩擦係数が低下し,切削抵抗や工具摩耗などを改善することが可能であると考える。本研究は,工具表面にマイクロ・ナノメータオーダの微細なテクスチャを作製し,そこで発現する摩擦係数の低下現象を応用することで,優れた加工性を持った切削工具を開発することを目的としている。工具表面に微細なテクスチャを作製する手法として,フェムト秒レーザを利用した。これによって,幅,深さが数100nm10μmオーダのテクスチャの作製が可能であった。作製した工具の加工性を明らかにするため,アルミニウム合金の旋削加工実験を行った。その結果,テクスチャを作製することで,工具すくい面の摩擦力が減少し,切削抵抗が小さくなることを明らかにした。また,その効果はテクスチャの方向によって異なり,テクスチャの方向が切りくずの排出方向に対して垂直の場合に,切削抵抗は小さくなる。一方,テクスチャの方向が切りくずの排出方向に対して平行な場合,被削材の溶着が生じやすく,その効果は現れない。また,テクスチャによる効果は加工条件によっても変化し,切削速度が大きな場合に被削材の溶着が少なく,その効果が現れやすくなる。さらに,DLCコーティングを行った工具に適用した場合でも,その効果が現れる。以上の結果より,本工具の基礎的な特性を明らかにすることができた。本研究は,工具表面にマイクロ・ナノメータオーダの微細なテクスチャを作製し,そこで発現する摩擦の低下の作用を応用することで,優れた加工性を持った切削工具を開発することを目的としている.本年度は,前年度作製したDLCコーティッド工具の工具形状の最適化について検討した.その結果,DLCコーティッド工具におけるテクスチャの効果は,コーティングのない場合のそれとは異なり,テクスチャが浅い場合にその効果が強く表れることがわかった.またコーティングのない場合には効果が現れない低速度加工域においても,切削抵抗が減少することを示した.つぎに,これまでの結果を応用して,マイクロ・ナノメータオーダの微細なテクスチャを小径ドリルに適用した.小径ドリルによる加工では,その工具剛性の低さから,切りくずのつまりや切削抵抗の増加にともなう工具の折損などが問題となってくる.テクスチャによって,これらの問題を改善できると考えた.開発した工具の評価を行うため,溶着の生じやすいアルミニウム合金の穴あけ加工を行った.その結果,テクスチャを作製することで,とくに高送り条件下においてスラストおよびその変動幅を小さくできることがわかった.また,この傾向はテクスチャの方向によって異なり,テクスチャの方向が切りくず排出方向に対して垂直な場合にその効果が現れる.さらにこの現象を応用することで工具の耐折損性を向上できることがわかった.以上の結果より,本工具の有用性を示すことができた.
新規ルイス酸としてのYb触媒の構造解析

イッテルビウムトリフルオロメタンスルホナート錯体(Yb(OTf)_3錯体)は水溶液中で安定なルイス酸として機能しアルドール反応、Michael反応などの重要な反応を促進する優れた触媒である。更にYb(OTf)_3錯体とR-(+)-binapthtol、三級アミンから調製されるキラルなYb触媒は、適当な配位子を添加することにより、これまで困雉であった同一の不斉源からの両鏡像異性体の選択的合成を可能にする。前年度はキラルなYb触媒の局所構造について詳しい知見を得た。本年度はYb(OTf)_3錯体を水、無水アルコール溶媒、無水アルコールと水の混合溶液にそれぞれ溶かした試料について、YbL_3殻吸収端X線吸収スペクトルの測定及び解析を行ないYb原子周辺の構造変化を調べた。この結果、Yb-O原子間距離などYb(OTf)_3錯体の基本的な構造は溶液の種類に拘わらず変化しないが、特に水溶液中ではYb原子に付き1-2個の水分子が更に配位していることが明らかになった。またこの配位による加水分解は起こっていないことも見い出された。一方、水中でルイス酸触媒として機能しないYbCl_3錯体については、非水溶液中では錯体の局所構造は保持されているが、水溶液中では錯体配位子と水分子の交換が起こり加水分解が進行していることが示唆された。このようにYb(OTf)_3錯体が特に水溶液中で安定化されルイス酸触媒として機能する様子が本研究によって明確に示された。イッテルビウムトリフルオロメタンスルホナ-ト錯体(Yb(OSO_2CF_3)_3 : Yb(OTf)_3)とR-(+)-binapthtol、三級アミンから調製されるキラルなYb触媒は、適当な配位子を添加することにより、これまで困難であった同一の不斉源からの両鏡像異性体の選択的合成を可能にする。本年度は、反応選択性の異なるキラル触媒A(配位子として3-acetyl-1,3-oxazolidin-2-oneを添加したもの)とキラル触媒B(配位子として3-phenylacetylacetonetonを添加したもの)のYb周辺の局所構造やYbの電子状態について知見を得ることを目的とし、YbL_3殻吸収喘X線吸収スペクトルの測定及び解析を行った。この結果、両触媒ともYbの価数はYb(OTf)_3と同じ3価であることが明らかになり、添加した配位子の種類によってYbの電子状態は大きく変化しないことがわかった。またYb原子に隣接する酸素原子の配位数やYb-Oの原子間距離はYb(OTf)_3と殆ど同じであるが、キラル触媒A・BについてはYb(OTf)_3には見られないYb-Yb結合が見い出された。スペクトルの詳細な解析を行ったところキラル触媒A・Bは2核又は3核の錯体として存在していることやYb-Yb間の原子間距離はキラル触媒Bの方が約0.4.長いことが明らかとなった。現在、両触媒におけるYb-Yb原子間距離の違いが反応選択性に及ぼす影響について検討している。
虚弱高齢者のふらつき・転倒と血清ビタミンD濃度との関連及び介護予防の介入研究

放置すると介護が必要となる可能性の高い「特定高齢者」に運動と栄養指導を組み合わせた包括的介護予防プログラムを導入した。多様な食品摂取をしている者は身体機能が高かった。さらに、特定高齢者の約90%以上がふらつき・転倒と関連のある血清ビタミンD(25(OH)D)が不足していた。25(OH)D濃度が67.5nmol/L以上群は筋力・バランス・歩行能力が改善したが、不足群の体力は改善しなかった。介護予防教室の運動効果は、ある一定濃度以上のビタミンDが必要であることが明らかになった。平成18年度の「本研究の目的」は、特定高齢者へ「地域支援事業」として「運動器の機能向上」や「栄養指導」を含む包括的なプログラムを作成し、そのプログラムの介護予防の効果を体力測定から評価することである。さらに、ビタミンDの転倒・骨折などの介護が必要となる要因との関連についても検討する。本年度は、(1)特定高齢者の特徴である歩行能力の低下・バランス能力の低下を予防できる運動教室のみならず、自宅でもできる運動プログラムの開発を行った。教室で学んだ運動を自宅でもできるような「お約束運動」を作成した。(2)さらに、「栄養チェック表」を用いて10品目の食品摂取の状況を把握した。その結果、食品摂取に偏りがみられ、毎日5品目以上摂摂しているとバランス能力は維持できる事が明らかになった。また、(3)ビタミンDとして血清25hydroxybitamin D(25OHD)を測定し、体力との関連について検討した結果、25OHDが50nmol/ml未満だと運動効果が期待できないことが示唆された。この結果は、2007年度のASBMR学会で発表し、関心を集めた。(4)現在、ビタミンDとしてcalcitriol1μg/日、乳酸カルシウム6g/日を3ケ月間投与し運動効果を観察している。現在の所、ビタミンD服用群で足関節背屈力に差がみられるが対象者を増やしているところである。平成20年度は、平成18年度から実施してきたプログラムを一部修正した。特定高齢者の多くは歩行能力の低下やバランス能力が低下していることから、特に下肢機能向上の強化プログラムを作成した。厚生労働省が提案している体力測定項目は3ヵ月間で変化を評価しづらいことから、バランス能力や筋力に敏感に反応する項目を追加し評価項目とした。これまでの評価項目では変化を評価することは困難であったが、新たに追加した項目では改善が見られ評価が可能となり、参加者の満足度も向上した。運動教室において、運動のみならず栄養指導も行い包括的に行いその効果を検証している。「栄養チェック表」による食品摂取の評価と同時に新たに写真による評価を行い、グループ講和に加え個別の「栄養指導」を実施した。その結果、多様な食品摂取が行われるようになり、食品摂取が改善している群は身体機能も改善していることが明らかになった。我々のこれまでの研究で地域在住の虚弱高齢者の血清25(OH)Dが50nmol/L未満の場合、身体機能低下と関連があることを明らかにしたが、ビタミンDとしてalfacalcidol1μg/日と乳酸カルシウム4g/日を3ヵ月間補充しその効果を検討した。教室開始時に血清25(OH)Dが50nmol/L未満の場合で、ビタミンD服用率80%以上の場合には、バランス能力や筋力が有意に改善していたが、開始時25(OH)D50nmol/L未満の場合、ビタミンDの補充効果は見られなかった。また、血清ビタミンD不足は腎機能低下と関連があることは海外の研究で報告されているが、日本での腎機能低下と身体機能との関連はあまり報告されていないが、推算糸球体濾過量(eGFR)とバランス能力と関連があることを明らかにした。平成21年度は平成19年度から実施している介護予防教室に参加した特定高齢者を対象に運動と栄養の包括的プログラムの効果をまとめた。1)ア:多様な食品摂取をしている者はそうでない者に比し、身体機能が有意に高かった。イ:教室で栄養指導を組み入れることで食品摂取が改善・維持した群は、悪化した群に比し有意に身体機能が改善した。ウ:隣接した市の介護予防の運動のみを提供している(対照群)参加者と、我々の包括的プログラム(運動+栄養)(介入群)の参加者の身体機能を比較した場合、介入群は対照群に比し身体機能の開眼片足立ち・Timed up and goが有意に改善していた。2)教室参加者でビタミンDを服用していない者にalfacalcidol 1μg/日(ビタミンD)と乳酸カルシウム4g/日を3ヵ月間提供し身体機能との関連をみた。血清25(OH)D濃度とバランス能力とは関連があることが明らかになった。また、25(OH)Dの至適濃度については、最近75nmol/L以上が好ましいといわれている。我々も対象者の75%

タイル値で検討した結果、開始時25(OH)D濃度の75%タイル値以上を維持している者は身体機能が維持・改善し、高濃度の血清25(OH)D濃度を維持することが重要であることが明らかになった。しかしビタミンDは季節変化があるため、季節による影響を検討した場合、冬季はビタミンD非補充者は、血清25(OH)D濃度は有意に低下するが、alfacalcidol 1μg/日(ビタミンD)を3ヵ月間服用した場合、開始時の血清濃度を維持でき身体機能も維持できていた。冬季に開始する介護予防教室の場合、ビタミンDの補充も考慮しながら教室のプログラムを提供することが重要であることが示唆された。3)25(OH)D濃度の最終活性物質である1,25(OH)_2D濃度は腎機能と関連があることから、クレアチニンからGFRを計算して検討した。eGFR<60ml/minの特定高齢者は約30%おり、eGFRとバランス能力と関連があり、腎機能も考慮することが必要であることが示唆された。
声明資料を利用した日本材の音節構造に関する歴史的研究

本年度は、15年度より継続して行っている東京大学国語学研究室蔵『大慈院本涅槃講式』の調査を行った。調査の概要は次の通りである。第1回調査東京大学文学部国語研究室平成17年8月23日8月24日。昨年度の調査に引き続き、講式としてもっと古い譜の形態を留める「大慈院本涅槃講式」(一巻、南北朝写、特22F-36、L99806)の調査を行い、移点作業を予定通り完了した。また他に「涅槃講式付舎利講式」(一帖、室町時代写、特1-34、L91122)の閲覧も行った。この調査結果をコンピューターに入力し、そのデータを元に諸本との校異作業を行った。さらに、これらの成果を踏まえて訓読文を作成した。この訓読文を一つの資料として、「涅槃講式譜本における促音」を執筆した。この論文は、講式の譜における促音の扱われ方を取り上げ、和語の促音音節に譜が付されるかどうかについて涅槃講式の諸本を資料として観察を行ったものである。その結果、促音が施譜されるかどうかは、節博士が施される仮名「ツ」の有無に基本的に依存することが明らかとなった。「ツ」が付されているにも関わらず施譜されない場合もあるが、その大部分はその音節が促音であることとは関係なく、他の要因による節博士の省略と判断できる例であった。このように講式譜において、促音であるかどうかが施譜にあまり影響していない原因としては、講式譜の成立が比較的新しいこと、記譜法の基本的な構造として、右節博士の付される対象が仮名であるために、仮名の有無が節博士を加えるかどうかの判断に大きく影響することが考えられる。今年度は本研究に使用する声明譜を収集するため、大学、図書館、寺院が所蔵する声明譜の調査を中心に活動した。また音韻史・仏教音楽に関する研究文献並びに資料・調査用の計算機等を購入し、研究の基盤を固めた。調査は計5カ所について行い、それぞれ資料を閲覧し、可能ならば撮影・複写を行った。それぞれの調査の概要を次に示す。第一回調査東京大学文学部国語研究室平成15年8月7日8月8日。最も古い譜の形態を留める講式資料として著名な『大慈院本涅槃講式』を閲覧した。この譜は既に東京大学国語研究室資料叢書15に刊行されているが、本調査により朱墨弁別等詳細な調査を行った。なおこの調査は完了しなかったため、次年度改めて行う予定である。また他に『遺跡講式』『涅槃講式付舎利講式』の閲覧も行った。第二回調査高野山大学図書館平成15年8月25日8月27日。『阿弥陀講式』『薬師講式』の閲覧を行った。複写はCD-ROMで参照可能となっている。第三回調査和歌山県桃山町興山寺平成15年9月14日9月15日。真言宗寺院興山寺に所蔵される聖教類の調査を行った。そのうち『十二月聲明講諸講法則集』を写真撮影し、研究資料として利用できる状態にした。第四回調査神奈川県立金沢文庫平成16年1月14日15日。『南山進流聲明集』を閲覧した。本資料も金沢文庫資料全書により影印が刊行されているものであるが、調査によりその詳細を確認できた。第五回調査上野学園日本音楽資料室平成16年1月16日。『弁財天講式』『涅槃講式』『十六羅漢講式』の閲覧を行った。これらについては研究用途の複写が認められた。現在この調査による資料等を使用し、南山進流声明譜における仮名「ム」と「ン」の使い分けについて論じた論文を執筆中である。また写真撮影したものについては、画像データベース化作業が進行中である。本年度は昨年度から継続して寺院、大学に所蔵される資料の調査を進めた。調査は2カ所において行い、それぞれ資料を閲覧し、可能ならば撮影・複写を行った。その概要を次に示す。第1回調査和歌山県桃山町興山寺平成16年5月1日5月2日。「土砂加持法則」の文献調査及び写真撮影を行った。複写したものはCD-ROMで参照可能となっている。第2回調査東京大学文学部国語研究室平成16年8月17日8月18日。昨年度の調査に引き続き、講式としてもっと古い譜の形態を留める「大慈院本涅槃講式」の調査を行った。なおこの調査は完了しなかったため、次年度に再調査を行う予定である。また他に「般若波羅密多理趣品」の閲覧も行った。これらの調査の成果をもとに、声明譜における「ム」と「ン」の使い分けについての論を公表予定である(3月公刊予定)。これによれば、韻尾の種類による「ム」「ン」の書き分けは、真言宗相応院流の譜本、天台宗の譜本に見られ、韻尾の開始位置による「ム」「ン」の書き分けは、真言宗南山進流の譜本と真言宗相応院流の譜本、天台宗の一部の譜本に見られることが明らかとなった。

このことにより、天台宗では韻尾の種類による書き分けを残したことによって韻尾の開始位置による区別が発達せず、逆に南山進流では韻尾の種類による書き分けが衰退したことによって韻尾の開始位置による区別が発達したものと推定した。また一方で漢字音を対象とした音節構造についての論を発表した。代表的な声明集の調査に基づき、漢字音における韻尾や後位母音は時代を経るに従って独立性が高くなることを論じた。本年度は、15年度より継続して行っている東京大学国語学研究室蔵『大慈院本涅槃講式』の調査を行った。調査の概要は次の通りである。第1回調査東京大学文学部国語研究室平成17年8月23日8月24日。昨年度の調査に引き続き、講式としてもっと古い譜の形態を留める「大慈院本涅槃講式」(一巻、南北朝写、特22F-36、L99806)の調査を行い、移点作業を予定通り完了した。また他に「涅槃講式付舎利講式」(一帖、室町時代写、特1-34、L91122)の閲覧も行った。この調査結果をコンピューターに入力し、そのデータを元に諸本との校異作業を行った。さらに、これらの成果を踏まえて訓読文を作成した。この訓読文を一つの資料として、「涅槃講式譜本における促音」を執筆した。この論文は、講式の譜における促音の扱われ方を取り上げ、和語の促音音節に譜が付されるかどうかについて涅槃講式の諸本を資料として観察を行ったものである。その結果、促音が施譜されるかどうかは、節博士が施される仮名「ツ」の有無に基本的に依存することが明らかとなった。「ツ」が付されているにも関わらず施譜されない場合もあるが、その大部分はその音節が促音であることとは関係なく、他の要因による節博士の省略と判断できる例であった。このように講式譜において、促音であるかどうかが施譜にあまり影響していない原因としては、講式譜の成立が比較的新しいこと、記譜法の基本的な構造として、右節博士の付される対象が仮名であるために、仮名の有無が節博士を加えるかどうかの判断に大きく影響することが考えられる。
アルコール誘発喘息の機序の分子生物学的解明

本邦の喘息患者の約半数が飲酒によって喘息発作を生じる。我々は、この現象がアセトアルデヒド刺激によって肥満細胞から遊離されるヒスタミンに起因する可能性を報告した。しかし、アセトアルデヒドのヒト気道肥満細胞に与える影響を検討した報告はない。初めにアセトアルデヒド刺激によるヒト気道肥満細胞からのヒスタミン遊離と引き続く気道平滑筋収縮を証明することを目的に実験を行った。肺癌患者の切除肺から健常部を採取して用いた。アセトアルデヒド刺激の前後でマグヌス槽内に懸垂したヒト肺組織の張力の変化と上清中へのケミカルメディエーター遊離を測定した。別の実験では、免疫磁気的方法でヒト肺組織より肥満細胞を分離し、アセトアルデヒドで刺激し、ケミカルメディエーターの遊離を測定した。3×10^<-4>M以上の濃度のアセトアルデヒドによりヒト肺組織は収縮し、上清中にはヒスタミンが遊離されたが、トロンボキサンやロイコトリエン産生は認められなかった。ヒスタミン受容体拮抗薬により収縮は完全に抑制された。アセトアルデヒド刺激によりヒト肺組織の肥満細胞の脱頼粒が認められた。以上より、アルコール喘息の患者では、飲酒により血中に増加したアセトアルデヒドによって気道の肥満細胞からヒスタミンが遊離し、これによって平滑筋収縮が起こることが明らかとなった。アセトアルデヒドはアルコールの代謝産物であるのみならず、煙草煙中にも存在し、気道炎症の原因となる可能性もある。ヒト肺組織を用いて、アセトアルデヒド刺激による炎症性サイトカイン産生とNP-κBの活性化を検討した。手術で得られたヒト肺組織を5×10^<-4>Mのアセトアルデヒドで24時間制激し、炎症性サイトカインの産生をELISA法により測定した。肺組織はNF-κBp65抗体を用いて免疫染色も行った。アセトアルデヒド刺激によりGM-CSF産生と上皮細胞でのNF-κBp65核内移行が認められた。以上の結果からアセトアルデヒドは気道上皮細胞において、NF-κBの核内移行とそれに引き続くGM-CSF産生を介して気道炎症の原因となる可能性が示された。アセトアルデヒド刺激による気管支の収縮を、肺癌患者より摘出された正常部分気管支組織を用いて圧トランスデューサーで測定したところ、明らかな収縮を認めた。RIA法による測定で、アセトアルデヒド添加後培養上清中には有意なヒスタミンの上昇を認めたが、トロンボキサン及びロイコトリエンの上昇は認めなかった。添加前後の培養上清中TNF-αを測定したが測定感度以下であった。アセトアルデヒド添加前の気管支組織と、添加後の収縮力測定後の気管支組織標本に対して、ヒトトリプターゼ及びNFκBに対する免疫染色を行った。添加前後の組織像を比較すると、添加後の組織ではトリプターゼ陽性細胞数の著明な減少を認めており、アセトアルデヒド添加によるヒト肥満細胞の脱顆粒が証明された。添加前の組織では細胞質がNFκB陽性に染まっていたが、添加後の組織では核内が陽性に染まっており、NFκBの核内移行が示された。このため、アセトアルデヒド刺激によりNFκBが活性化することが示唆された。

肺癌患者摘出標本の正常部分肺実質をコラゲナーゼ、ヒアルロニダーゼ、DNA分解酵素等を含む溶解酵素を用いて酵素的に溶解した後、比重遠心法により顆粒球を分離し、この顆粒球から免疫磁気ビーズ法により抗ヒトc-kit抗体を用いてヒト肥満細胞のみを分離した。分離したヒト肥満細胞を用いて、無刺激培養とアセトアルデヒドを添加して培養した群の上清中ヒスタミンをRIA法にて測定、比較したところ、アセトアルデヒド添加群の培養上清ではヒスタミンの著明な上昇を認めていた。このため、アルコール誘発喘息のメカニズムは、アセトアルデヒドによる肥満細胞からのヒスタミン遊離による気管支収縮によって起こっていることが直接的に証明され、転写因子NFκBの関与が示唆された。アセトアルデヒド刺激による気管支の収縮を、肺癌患者より摘出された正常部分気管支組織を用いて圧トランスデューサーで測定したところ、有意な収縮を認めた。RIA法による測定で、アセトアルデヒド添加後培養上清中には有意なヒスタミンの上昇を認めたが、トロンボキサン及びロイコトリエンの上昇は認めなかった。アセトアルデヒド添加により、培養上清中のIL-5、Eotaxin、RANTES、TNF-α、IL-8濃度は変化しなかったが、GM-CSFが有意に産生された。アセトアルデヒド添加前の気管支組織と、添加後の収縮力測定後の気管支組織標本に対して、NFκBに対する免疫染色を行ったところ、アセトアルデヒド添加前の組織では気道上皮細胞の基底層のみにNFκB核染色陽性細胞が認められたが、アセトアルデヒド刺激により気道上皮全層の核、細胞質が陽性となった。更にアセトアルデヒド刺激により気道粘膜下の腺組織がNFκB核染色陽性となった。ダニアレルゲン感作マウスの肺を、アセトアルデヒドと結合することが知られているエストロゲン受容体に対する抗体で染色したところ、気管支血管周囲の炎症細胞が陽性であった。このマウスに経鼻的にアセトアルデヒドを投与したところ、肺組織のNFκB活性亢進とともに、気道炎症の増悪と気道過敏性亢進が認められた。以上より、アセトアルデヒドは気道の肥満細胞を脱顆粒させ、気道収縮に関与するばかりではなく、気道上皮細胞や腺細胞からのサイトカイン産生をNFκBを介して活性化し、気道炎症の発症、維持にも関与する可能性が示唆された。飲酒による喘息症状の悪化(アルコール誘発喘息)は、欧米白人においては稀であるが、日本人喘息患者の約半数に認められる。我々はこれまでに、アルコール誘発喘息はアセトアルデヒドが気道の肥満細胞からヒスタミンを遊離させることが原因であることを報告してきた。本研究は、アセトアルデヒドによる気道上皮細胞からの炎症性メディエーター産生の機序を分子レベルで明らかにし、最終的にはその制御を行うことを目的とした。文書によるインフォームドコンセントを得た肺ガン患者の手術標本から得たヒト正常気管支をマグヌス槽に懸垂し、アセトアルデヒドを添加すると等張性収縮が発生し、組織中ではトリプターゼ陽性細胞の減少、即ち肥満細胞の脱顆粒が認められ、上清中にはヒスタミンが産生される。この系を用いてアセトアルデヒドによる収縮の24時間後の上清中のサイトカインをELISA法により測定したところコントロール刺激に比較して有意なIL-5とGM-CSFの産生が認められた。
前立腺癌感受性遺伝子座のＳＮＰが影響する癌関連遺伝子発現の検討と病理診断への応用

日本人前立腺癌患者のゲノムワイド関連解析及び再現解析を行い、欧米と比較し11q12、10q26、3p11の3箇所の新規前立腺癌感受性遺伝子座を同定することができた。既に報告した前立腺癌抑制遺伝子NKX3.1発現への抑制的関与以外にも前立腺癌感受性遺伝子座に認めるSNPに影響される近傍の前立腺癌関連遺伝子としてIRX4を検索し、機能的には前立腺癌に対して抑制的に関与していることを示した。前立腺癌のPSA以外の腫瘍マーカーとしてのneuropeptide-Yを同定後、臨床応用への可能性を検討し、Terrestrosin Dが前立腺癌増生及び血管新生に対して抑制的に関与することを明らかにした。一般に癌に関しての腫瘍動態及び病理形態学的多様性に対応する発癌過程の全体像は、癌遺伝子及び癌抑制遺伝子の発現異常が、癌化との関連において重要な役割を担うことが知られている。前立腺癌に関しては、多くの癌遺伝子及び癌抑制遺伝子異常の検討がなされてきたが、前立腺癌感受性遺伝子座におけるSNPと、その癌化への影響に関しての研究報告は極めて僅かであり、我々は前立腺癌感受性遺伝子座(既に同定された10遺伝子座)を中心にSNPの解析をし、その遺伝子座でのSNPに影響され得る近傍の前立腺癌関連遺伝子の発現異常を明らかにする。まず前立腺生検及び外科組織材料を中心に、非腫瘍性前立腺、PIN、前立腺癌に関して分子生物学的及び免疫組織化学的にこれら遺伝子発現を比較検討し、前立腺癌における正常→前癌病変→発癌に至る過程を、今まで我々が報告した前立腺癌関連遺伝子の発現異常結果と比較検討し、前立腺癌の腫瘍動態全容を組織学的に解析する。さらに同定し得た癌感受性遺伝子座に認めるSNPに影響されうる近傍の新規前立腺癌関連遺伝子産物に関しては、必要に応じてそれら産物を抗原とした免疫組織化学に応用可能な抗体を作製する。これら遺伝子産物に対する抗体を用いて、前立腺生検組織材料を基に、主として非腫瘍性前立腺からPINそして前立腺癌へ至る段階で、これらSNPに影響され得る前立腺癌関連遺伝子産物の発現状態を比較検討し、その症例が前立腺癌に移行するか否かを免疫組織化学的に判定可能な産物候補を決定する。さらにはホルモン抵抗性前立腺癌での抵抗性獲得過程へのこれら産物の関与の有無も検討し、前立腺癌の病態解析及び治療方針決定に対応可能な病理診断の確立を目的とする。前立腺癌に関しては、多くの癌遺伝子及び癌抑制遺伝子異常の検討がなされてきたが、前立腺癌感受性遺伝子座におけるSNPと、その癌化への影響に関しての研究報告は極めて僅かである。日本人前立腺癌患者のゲノムワイド関連解析及び再現解析を行い、欧米との比較において更に11q12、10q26、3p11の3箇所の新規前立腺癌感受性遺伝子座を同定することができた。更に、既に報告した前立腺癌抑制遺伝子NKX3.1発現への抑制的関与以外にも、前立腺癌感受性遺伝子座に認めるSNPに影響される近傍の前立腺癌関連遺伝子としてIRX4 (5p15)を検索し、機能的には前立腺癌に対して抑制的に関与していることを示した。

IRX4遺伝子産物に対する抗体を用いた免疫組織化学的検討では、前立腺での正常から癌化に至る発癌過程におけるそれら産物の発現異常は、特に正常組織→PINでは陽性所見を認め、PIN→癌へ移行する部位を組織学的に同定し、その染色パターンを比較したが、癌部での陰性所見はみとめず、両部位とも陽性を呈した。前立腺癌症例では約半数に陰性所見を認めたが、その発現と臨床病理学的因子との関連に有意差は無く、さらにはホルモン抵抗性前立腺癌の組織材料に関しても、これら遺伝子産物の発現異常を解析し、既に我々が同定し得たホルモン抵抗性前立腺癌に特異的に発現する癌遺伝子産物発現異常との比較検討を行うも、それらに関しての有意差は認めなかった。更に前立腺癌に関しては、PSA以外の腫瘍マーカーとしてのneuropeptide-Yを同定後、臨床応用への可能性を検討し、更にTerrestrosin Dが前立腺癌増生及び血管新生に対して抑制的に関与することを明らかにした。基礎医学・人体病理学平成24年以前における高知大学医学部病理学教室と、学外関連施設及び医学部附属病院に関連した前立腺癌の生検及び手術症例を把握集計し、組織型、Gleason Score、進達度(手術材料)、遠隔転移の有無等の臨床病理学的諸因子に関する基本的な統計学的解析を検討した。前立腺癌感受性遺伝子座でのSNP解析は、NKX3.1及びIRX4遺伝子に関連する領域を中心に、既に同定されているSNPも含め再確認後、その近傍に存在するその他癌関連遺伝子に影響を及ぼし得る新たなSNP候補の再検討も試みた。さらに前立腺癌関連遺伝子産物の候補として、neuropeptide-yを前立腺癌患者血中の腫瘍マーカーとして同定した。平成24年以前における高知大学医学部病理学教室と、学外関連施設及び医学部附属病院に関連した前立腺癌の生検及び手術症例を把握集計し、組織型、Gleason Score、進達度(手術材料)、遠隔転移の有無等の臨床病理学的諸因子に関する基本的な統計学的解析を検討した。前立腺癌感受性遺伝子座でのSNP解析は、Biobank Japan(ClinAdvHematolOncol. 5:696-,2007)に登録済の前立腺癌患者、非腺癌患者に関してApplied Biosystems社AB13730Genetic Analyzerにてゲノムワイド関連解析を検討し、既に同定されているSNPも含め再確認後、その近傍に存在する癌関連遺伝子に影響を及ぼし得るSNP候補を選択し、目的とする癌遺伝子発現異常の有無につき前立腺癌培養細胞株を用い分子生物学的検討を行った。既に報告した前立腺癌抑制遺伝子NKX3.1及びIRX4発現への抑制的関与以外に、前立腺癌感受性遺伝子座に認めるSNPに影響される近傍の前立腺癌関連遺伝子を検索し、これらを筆頭に、前立腺癌感受性遺伝子座に認めるSNPに伴う近傍の前立腺癌関連遺伝子発現への影響等の検討を行う。前立腺生検及び外科組織材料を中心に、非腫瘍性前立腺、PIN、前立腺癌に関して分子生物学的及び免疫組織化学的にこれら遺伝子発現を比較検討し、前立腺癌における正常→前癌病変→
高温超伝導マグネットのキーテクノロジーとなる革新的即時遮断・保護技術の開発

本研究の目的は、高温超伝導マグネットのキーテクノロジーとなる革新的即時遮断・保護技術の開発である。超伝導応用は他の技術では為し得ないほどの高磁界を発生できる電磁石応用がその根幹を支えており、高温超伝導線材の開発進展によって、従来の低温超伝導線材による電磁石応用が一変しようとしている。具体的には、飛躍的な高磁界化と冷却負荷の低減が期待されている。一方、高温超伝導マグネットは、その保護技術に大きなボトルネックを抱えており、あと少しのところでその応用展開が行き詰っている。そこで本研究では、これまでのコンセプトにとらない革新的な保護技術の提案により、その問題を解決するばかりか、高温超伝導マグネットの設計制約を根本から取り去ることによって、超小型高磁界マグネット実現の可能性を提示する。平成30年度は、この高磁界マグネット応用の1つとして、エネルギー貯蔵機能を有する超伝導ケーブルを対象とし、本保護技術が可能とする高電流密度通電による高磁界化の定量検討と大電流通電手法の提案を以下の通りに行った。(1)高電流密度通電による高磁界化の定量検討:本保護技術による高電流密度通電により、液体水素温度(20 K)程度の冷却が必要であったエネルギー貯蔵超伝導ケーブルが、サブクール液体窒素温度(65 K)で実現できる可能性を示し、高温超伝導マグネット応用の適用先の飛躍的な拡大を示した。(2)大電流通電手法の提案:本保護技術の鍵は等価インダクタンスの低減によるものであるが、そのための巻線の巻数の低減を可能とする大電流通電電力変換回路の提案を行った。本研究の達成には、巻線構造の設計と通電の制御が必要であり、上述の2項目はそれぞれに対応していることから、本研究は順調に進んでいる。特に、近年の酸化物系高温超伝導線材の特性向上とその複雑な電流輸送特性を反映した巻線設計は、他では困難なものである。これは、巻線に必要な長尺線材に対して、様々な温度や磁界印加環境下の特性を評価することが、当グループでしかできないことに起因する。さらに、この特性を物理モデルに基づいてモデル化することにより、系統的な巻線設計が可能となった。また、通電の制御に関しては、巻線保護時の電圧の許容値を超えないことが制約となるが、この電圧を制限した上で、高速に電流を制御させる手法を提案し、数値シミュレーションによってその有効性を示した。以上により、当初の期待通りに、順調に成果が得られているものと考えている。平成30年度の成果により、巻線の設計と制御手法の開発を行うことができた。平成31年度は、作製中の巻線を完成させ、実験的に本成果を実証することを目指す。具体的には、その高い特性から高磁界マグネット応用に期待されているものの遅いクエンチ伝搬特性から早急な保護の必要な希土類系高温超伝導線材を用い、設計した巻線構造のコイルを作製する。補助巻線を加え、電流の即時遮断試験を行い、電圧の制限の観点からこれまでに困難であった保護技術として実証する予定である。