hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
磁性マイクロビーズを用いた肝細胞癌ラジオ波焼灼療法における焼灼範囲拡大の検討

H17年度は、(1)磁性マイクロビーズ・油性造影剤懸濁液動注後のラジオ波焼灼療法(RFA)施行による焼灼範囲拡大の評価と、(2)安全性の検証を中心に研究を行う予定であったが、昨年度MRI造影剤である超常磁性体酸化鉄(SPIO)を用いてRFA焼灼範囲が拡大する傾向を認めたため、引き続きSPIOを用いた焼灼範囲拡大の研究を主に行った。方法は以下の如くである。(1)ウサギにSPIOの一種であるフェルカルボトランを通常量投与した群と、倍量投与した群、生食のみ投与した群の3群に分け、それぞれ全身麻酔下にRFAを施行する。(2)RFA後屠殺し、MRIを撮影して焼灼範囲の体積を画像から測定する。(3)MRI撮影後、解剖を行い、肉眼的な焼灼範囲の測定と、組織学的検討を行う。(4)上記の実験を各群5羽ずつ施行し、焼灼範囲を比較検討する。結果:MRI画像より算出した焼灼体積は、フェルカルボトランを投与した群において、生食を投与した群よりも有意に大きかった(フェルカルボトラン通常量群:12.3±1.9cm^3、倍量群:12.3±3.4cm^3、生食群:5.9±1.1cm^3)。また、解剖時に焼灼範囲の割面から計測した焼灼横径もフェルカルボトラン群で増大傾向を認めた(通常群:24.8±3.6mm、倍量群:26.7±3.6mm、生食群:24.5±2.1mm)。これより、フェルカルボトラン投与後にRFAを施行することによって、より広範囲な焼灼範囲が得られる可能性が示唆された。また、研究過程でRFAの焼灼範囲得を規定する他の因子について検討した結果、ICGテストの結果が悪いほど焼灼範囲が拡大することを見出した。H16年度は、(1)磁性マイクロビーズ・油性造影剤懸濁液の作成と安全性の検証、(2)家兎VX2肝癌モデルを用いた磁性マイクロビーズ動注後の腫瘍および肝組織内分布の評価を行う予定であったが、まずMRI造影剤として現在臨床応用されており、安全性が確立されている、超常磁性体酸化鉄(SPIO)を用いたラジオ波焼灼療法(RFA)における焼灼範囲拡大の基礎的研究を行った。SPIOも酸化鉄コロイドからなる磁性体であるため、ラジオ波誘電加温時に特異的な熱を発生することが予想された。そこで、実際我々が行った基礎的研究は、以下の通りである。1.生食を門脈から環流した豚肝と、SPIO(フェルカルボトラン)の生食溶液を門脈から環流した豚肝をそれぞれ金属容器の中に入れ寒天で固め、RFAモデルを作成する。2.各々のモデルを超音波ガイド下で、冷水環流型ラジオ波電極を刺入し焼灼する(1個の豚肝につき5カ所ずつ)。3.焼灼範囲を超音波画像と割面で計測することによって評価し、比較検討する。今まで5個ずつの豚肝を用いて施行した上記実験の結果では、SPIO溶液で環流した豚肝にRFAを施行した方が、生食のみで環流したものよりも焼灼範囲が拡大する傾向を認めている。磁性マイクロビーズ・油性造影剤懸濁液が臨床応用できなかった場合でも、SPIO溶液で代用できる可能性があり、今後も安全性の確認やRFA時の効果的投与法について基礎的研究を継続する予定である。
東日本大震災における仮設期から復興期の高齢者等の居住環境に関する研究

1.仮設住宅閉鎖期における空間及びコミュニティのマネジメント研究1ー1.阪神・淡路大震災と中越地震の事例調査:関連資料収集、インタビュー調査を行った。前者では居住者が少数になっても仮設住宅の集約は殆ど実施されず、そのことがコミュニティ維持を困難なものにし団地内治安の低下につながり、後者では仮設住宅の集約が行われたが、閉鎖期の仮設住宅から仮設住宅への引っ越しは心理的な負担となったことが明らかになった。1ー2.東北三県の現状調査:被災市町村の訪問や各自治体が発信する情報の収集から把握した。仮設住宅を建設した東北三県39市町村のうち15市町村が仮設住宅を閉鎖し集約する方針を示し、中でも釜石市と大船渡市は閉鎖方針の基本的な考え方と具体的な閉鎖時期の計画案を発表していた。そこで釜石市担当者へインタビューを実施した結果、被災者の反応は総論賛成各論要調整であることがわかった。本研究計画を策定した2013年に想定した状況よりも、現在の復興の進捗は全体的にやや遅れている。2.陸前高田市における高齢者向け復興住宅の計画支援および実践研究2ー1.定例ワークショップ:2013年度からスタッフや地元高齢者を対象にワークショップを開いてきたが、本年度も引き続き2か月に1度程度の頻度で開催し意見を収集した。その過程で用途計画がサ高住だけでなく、デイサービスセンター(以下DS)と訪問介護事業所を併設するという計画へ変化していった。2ー2.既存DSの利用者とスタッフの使われ方調査:上述のような計画変更のため、居住者の住まい方調査に類するDSの使われ方調査を前倒しして行った。調査方法は非参与型の行動観察で、利用者数が同数程度の平日のうち2日間を選定し、調査員2名体制で実施した。結果、利用者数に対して狭いこと(特に浴室)、狭いなりに家具を使った上手い設え、一斉午睡の習慣などが特徴として挙げられた。26年度が最終年度であるため、記入しない。
小型水中ロボットと写真測量を用いた水中3D地図作成技術の確立

小型水中ロボット(sROV)を用いた水中3D地図作成技術の確立を、1撮影技術の確立、2データ精度検証、3環境計測技術の検証の3つの点から進めているが、本年度においては特に2において進捗があった。調査は主に潮位差の大きい山口県の秋穂湾において実施した。干潮時にUAV(ドローン)や手撮りによって冠水していない海岸をカメラ撮影し、これによって得られたモデルを教師として、満潮時にsROVにおける水中の撮影によって得られたモデルの精度を検証した。結果としてsROVによる測量によって概ね良い精度が得られた。満潮に近い時間帯においてsROVによる撮影を実施したのは礫等の対象物とsROVの距離が大きい方が、撮影範囲が大きくとれ対象物を欠損なく写真に収められるからである。一方で、潮位の高い時間は限られているため、大きな対象物を撮影した際には異なる撮影日の写真を合わせて解析し3Dモデルを作成することも実施した。しかし、同日の写真のみでモデル化した方が光条件や水の濁度の条件が均質なため、精度の高いモデルが作成できる。結果的に調査を進めるに際して、撮影条件をなるべく変えずに欠損のない写真を効率よく撮影するという困難があった。年度内に測量の計算を終える予定であったが、機体の制御や撮影に際して克服すべき課題もあり時間を要したので、計算時間を節約するために3Dモデルはやや粗い精度のものを実行するに止まっている。新年度においてはモデル作成時の計算精度をあげてモデルの精度検証を実施したいと考える。現地調査においてカメラのセッティングや測量に適した時間帯での測量に当初の予定よりも時間を要したため。昨年度の調査において主要な調査は終了したため、本年度は必要に応じて補足的な調査を実施し、成果発表をすることに専心する予定である。小型水中ロボット(sROV)を用いた水中3D地図作成技術の確立を、1撮影技術の確立、2データの精度検証、3環境計測技術への応用可能性の検証、の3つの観点から進めたが、特に1と3においては進捗があった。まず、1の撮影技術であるが、3D地図を作成するには対象の写真を欠損なく連続的に撮ることが必要である。対象を撮影するための測線を波や風の影響を受けにくい方向に設置する、カメラを極低速で移動させることで大幅に改善した。また、航行するsROVが波の影響を受けにくく、航行位置を目測で確認できる深度等の調整も改良し、この点でも撮影技術は改善した。一方で、複数台のカメラを同時に運用することも試みたが、現場において作業量が増大してしまう手間が予想外に大きかったためこの手法は導入せずに代わりに測線を多く取る(往復して何度も対象を撮影する)ことで対応した。また、3については淡水の湖沼と海岸で調査を進め、礫が多い環境や砂浜、水草、海藻といった様々な場や対象のモデル化も進めた。水面まで繁茂している水草はsROVでは撮影が困難であったので、UAV(ドローン)を同時に用いて撮影することで対応した。2は観測精度の確認されているUAVとsROVの観測を同じ地点に適用し、比較検討しているが、観測はしたものの解析途中である。また、UAVとsROV両者の適した撮影条件を見極めて両者を撮影対象ごとに使い分けるなどして、精度の高い水中3D地図作成についても今後観測や検討を進めていく予定である。これまでに海岸部や湖沼において計測を実施した。撮影技術の確立や様々な対象のモデル化については比較的順調に研究が進んでいるが、精度検証についてはやや作業が遅れている。測量の精度検証についての作業の速度を今後は進めつつ、研究を推進したいと考える。また、現地観測からデータ解析まで予定よりも時間を要することがわかりつつあるので、当初計画のようにかなり多くの地点で観測を実施するのはあまり適切ではない。むしろ1地点ごとに質の高い観測を実施し、きちんと解析・データ検証をすることで研究を推進したいと考える。

昨年度の調査において主要な調査は終了したため、本年度は必要に応じて補足的な調査を実施し、成果発表をすることに専心する予定である。大きな理由は予定よりも野外調査の回数が少なかったことによる。野外調査では測量を実施したが、測量を実施するにあたって欠損データが生じてしまう問題が発生していた。そこで、測量対象を変えてデータを集めるよりも機材の運用手法を工夫してあまり場の条件を変えずに調査を実施したほうが有効だと判断したためである。次年度は調査体制が整ったため初年度よりも円滑に予算を執行できる予定である。様々な水中環境での調査を進め取得データをワークステーションにて速やかに解析する。調査が予定よりも時間を要したため解析作業の時間が十分に確保できなかったため、当初予定であった研究機関を2年から3年に延長した。3年目最終年度では2年度までに終了していない調査の実施及び論文作成時の英文校閲料、論文投稿料、学会発表への渡航費用に用いる予定である。
ユーザの分布が時空間上で非均質な無線ネットワークにおけるリアルタイム制御法の研究

将来の無線ネットワークで展開されるミリ波通信, NOMA,基地局間協調といった多様な技術の効率的な設計・運用のため,空間確率過程を用いたモデリング手法である「確率幾何」による理論的な性能評価が近年盛んに行われているが,その多くがユーザの分布の時空間上における均質性を仮定している.しかし,膨大な数のユーザへ所望の通信品質を提供するためには,空間上に非均質に分布するユーザのダイナミクスに追従するネットワーク制御が必要となる.本研究では,確率幾何による通信品質の理論解析に基づき,ユーザの分布が時空間上で非均質な無線ネットワークにおけるリアルタイムな最適制御法の確立を目指す.将来の無線ネットワークで展開されるミリ波通信, NOMA,基地局間協調といった多様な技術の効率的な設計・運用のため,空間確率過程を用いたモデリング手法である「確率幾何」による理論的な性能評価が近年盛んに行われているが,その多くがユーザの分布の時空間上における均質性を仮定している.しかし,膨大な数のユーザへ所望の通信品質を提供するためには,空間上に非均質に分布するユーザのダイナミクスに追従するネットワーク制御が必要となる.本研究では,確率幾何による通信品質の理論解析に基づき,ユーザの分布が時空間上で非均質な無線ネットワークにおけるリアルタイムな最適制御法の確立を目指す.
記憶モデルとしてのキンドリング(小脳歯状核がてんかん焦点形成に果す役割)

我々はキンドリングモデルを用いて小脳歯状核が大脳の神経系可塑性にどのように関連するか検索した。ネコを用いて一側歯状核を破壊した破壊群と対照群でキンドリング発展過程、後放電の持続時間、自発性棘波の数を比較検討した。その結果,小脳機能が健全であった対照群より一側歯状核破壊群で棘波の出現が早く多いがその後むしろ減少し,キンドリングの後半では対照群より少なくなるという結果を示す。歯状核破壊群の二次側海馬ではむしろ棘波数が増大した。小脳機能の健全でない場合二次焦点形成が促進される結果となった。小脳の抑制系の一部である歯状核が損傷されているとより全般化に至りやすく,二次的てんかん原性病変を作りやすいという結果となった。この結果は小脳が大脳皮質での焦点形成に強く関わっていることを示唆する。扁桃核キンドリングの際の両側腹側海馬内の細胞外液中のグルタメートはキンドリング発作時にその発展過程と一致して放出が増大する。発作後数分-10分後には基礎値に戻る。第2-3段階では左右共,基礎値の約3.5倍に上昇し,刺激後1分から3分まで有意な上昇を示した。第5段階では約5倍に上昇していた。GABAはこれに対して発作後緩やかに上昇し数時間にわたってその変化は持続し,GABAレベルは第3段階で基準値の1.5倍で,第5段階では2.5倍になっていた。初期の段階では次の刺激前には基準値に復するが,後半になるともはや基準値に復さなくなった。これらのグルタメートの放出の増大とGABAの変化は,てんかん原性ならびにけいれん準備性に,本質的に関わっていると見做しうる。GABAの増大は歯状回などの入力部での抑制の増強をもたらし,結果的に海馬歯状回の顆粒細胞は低活動性の状態であり,出力部での異常なグルタメートの放出は一旦興奮が生じた場合のフィードバックの欠如を来たし,両者が相俟って過同期性に関与するものと考えられる。小脳歯状核が大脳の神経可塑性にどのように関与しているか扁桃核キンドリングモデムを用いて調べた。ラットでは一側小脳菌状核を予め破壊しておくと、扁桃核キンドリングの行動面の変化が促進されるが、キンドリングにともなう後放電の持続時間の増加、及び扁桃核における自発性てんかん性発射の数の増加はわずかであるのを報告している。今回、ネコを用いて、一側小脳菌状核を破壊した破壊群と対照群とで行動面のキンドリング発展過程、後放電の持続時間、てんかん性発作波の出現について比較検討した。11匹のネコを対照群と破壊群にわけ、扁桃核・海馬・視床腹外側核・小脳菌状核に電極を装着した。左小脳歯状核を電気破壊し、右扁桃核の電気刺激を行った。結果:1、キンドリングの進展過程:小脳菌状核一側破壊群の5/6と対照群の1/5において最初の刺激で2段階が認められたが、全経過で比較すると、有意差を認めなかった。2、後放電の持続時間:有意差を認めず。3、対照群のキンドリング完成時の脳波について、刺激側及び対側扁桃核に高頻度に棘波の出現を認めた。

一側歯状核破壊群では、全般化するまでは刺激側扁桃核の棘波が多いが、全般化すると対側に棘波の出現が多くなり、刺激側ではむしろ少ない傾向を認めた。この変化は、扁桃核・海馬共に共通して認められた。4、対照群と破壊群の一次側扁桃核と海馬の棘波数を比較すると、有意差を認めなかった。5、対照群と破壊群の二次側扁桃核の棘波数を比較すると、破壊群で二次側の棘波数が多い傾向はあるものの、有意ではなかった。6、対照群と破壊群の二次側海馬の棘波数を比較すると、破壊群の棘波数が多かった。7、棘波数を一次側と二次側で比較すると、対照群では有意に一次側が多いが、破壊群で一次側と二次側の棘波数に差を認めなかった。これらの結果より、左歯状核破壊が右扁桃核キンドリングにおいて二次焦点形成を有意に促進した。また、種族差の存在が示唆された。1.大脳扁桃核キンドリングを用いて小脳歯状核が大脳の神経可塑性にどのように関与しているか調べた。ラットとネコでは一側小脳歯状核を、予め破壊しておくと、扁桃核キンドリングの発展過程に及ぼす影響が異なるが、何れも初期の段階では促進傾向が認められた。後放電の持続時間でも種属差を認めた。左歯状核破壊が右扁桃核キンドリングにおいて二次焦点形成を優位に促進した。2.一側小脳破壊動物を用いて、メタアンフェタミンを投与し、回転運動がどのように変容しているか検索したが、明瞭な一側優位の回転を示すには至らなかった。3.発作発現の生物学的基盤に関連して、微小透析を用いて、キンドリング発作時のグルタメートをラット腹側海馬で両側性に測定すると、(1)扁桃核キンドリングに際し、グルタメートの放出が発作と一致して増大し、発作終了後急速に回復する、(2)その程度はキンドリングの段階が進展する程、グルタメート放出両が増大するのを観察出来た。しかしながら、各刺激毎の発作前のベースラインの値は発作前と変わらず、発作発現には関与するがけいれん準備性との関連は更に検討する必要がある。4.発作時のGABAの動態を微小透析法で検索し、刺激側、反対側の腹側海馬で、第1回キンドリング刺激では全く変化しないが、3段階で発作と一致して増大し、最終段階の5段階では更に増大する。これらの変化は発作後80分以上持続し、刺激前のベースラインに戻らず、発作間欠期でも、次第に、増大するのが観察された。このGABAの変化はけいれん準備性と関連するものであろう。向後海馬のグルタメートのレセプターがどのような動態に変化しているのか組織化学的に、また、分子生物学的に追求したい。我々はキンドリングモデルを用いて小脳歯状核が大脳の神経系可塑性にどのように関連するか検索した。ネコを用いて一側歯状核を破壊した破壊群と対照群でキンドリング発展過程、後放電の持続時間、自発性棘波の数を比較検討した。その結果,小脳機能が健全であった対照群より一側歯状核破壊群で棘波の出現が早く多いがその後むしろ減少し,キンドリングの後半では対照群より少なくなるという結果を示す。歯状核破壊群の二次側海馬ではむしろ棘波数が増大した。小脳機能の健全でない場合二次焦点形成が促進される結果となった。小脳の抑制系の一部である歯状核が損傷されているとより全般化に至りやすく,二次的てんかん原性病変を作りやすいという結果となった。この結果は小脳が大脳皮質での焦点形成に強く関わっていることを示唆する。扁桃核キンドリングの際の両側腹側海馬内の細胞外液中のグルタメートはキンドリング発作時にその発展過程と一致して放出が増大する。発作後数分-10分後には基礎値に戻る。第2-3段階では左右共,基礎値の約3.5倍に上昇し,刺激後1分3分まで有意な上昇を示した。第5段階では約5倍に上昇していた。
エンドセリンを標的とした非ウイルス遺伝子治療法と血管病変、血管作動性に関する研究

遺伝子導入による治療の可能性を探るため、血管攣縮や収縮作用に極めて重要であるエンドセリン(ET)を選択し、その受容体遺伝子を標的とした。まず、in vitroの研究として冠動脈内皮細胞を用い、そのET-B型受容体のアンチセンスオリゴを細胞へ導入し、その発現を抑制できるかを検討した。その遺伝子導入法としては、新しい方法である超音波とマイクロバブル法を用いた。また、従来の高濃度による導入法、リポフエクタミンによる導入法、および以前から取り組んでいた、合成ペプチドdiC18-Gly-apoE(dpGapoE)を使用した導入法を併せて行い比較検討した。dpGapoEは、LDL受容体と結合するアポ蛋白Eの129-169のペプチド合成物のN末端をパルミチック酸でアシル化し、さらにグルシンでアルキル化し、よりコンデンスさせ、LDL受容体に結合しやすくしたものである。超音波とマイクロバブル法の最適条件は、超音波を1W、10%duty cycle、10secで使用し、アンチセンスの濃度は、900nM、マイクロバブル量は、50μlであった。この条件下でアンチセンスオリゴの導入率は、25±2%(そのうち生細胞へは、22±2%、すでに死亡した細胞へは、3±2%)であった。その導入率は、高濃度法(7.3±5%)より高率であったが、リポフェクタミン法(69±5%)よりも低率であった。DpGpoEを用いた場合、導入率40%程度だった。超音波とマイクロバブル法の利点としては、リポフエクタミン法に比べて、操作が簡便で、短時間に終了すること、費用も高価なリボフエクタミンに比べ格安であることが挙げられるが、超音波による導入後に、フローサイトメーターにて陽性細胞のみを分別するなど、重なる改良で導入率の向上をはかる必要があると思われた。血管病変は血管内皮で産生、放出される種々の血管作動性物質の様々な関与により成立するが、中でも血管弛緩因子としてのプロスタサイクリン(PGI_2)や一酸化窒素(NO)、血管収縮因子としてのトロンボキサンA_2やエンドセリン(ET)が重要であり、それぞれに病態生理学的研究がなされている。現在知られている血管収縮因子の中で最も強力で長時間作用する血管作動性物質であるETは、高血圧症、血管攣縮に重要な役割を演じることが明らかにされ、病態生理学的にも細胞増殖および遊走作用など動脈硬化症発症、進展に関与すると示唆されている。血管の生理学的作用は、十分な量の循環血液を末梢組織へ供給することにある。動脈硬化症はその血管の生理作用を胞弱化させ、結果的に内腔の狭窄、収縮弛緩反応の異常を引き起こす。高血圧症はこの過程を更に悪化させる。そこで本研究ではET遺伝子、又はET受容体遺伝子を標的として、それを操作することにより、血管トーヌスを減少させ、その治療戦略が高血圧症+動脈硬化症の治療法として利用可能か否かを検討したい。遺伝子治療の方法として遺伝子の運び屋:ベクターとして、私達は合成ペプチドdiC_<18>-Gly-apoEを用いた。これはLDL-受容体と結合するアポ蛋白Eの129-169のペプチド合成物のN末端をパルミチック酸でアシル化し,さらにグリシンでアルキル化し、よりコンデンスさせLDL受容体に結合しやすくした。これにtargetとしてET1/2アンチセンスを結合し、ET1/2アンチセンス-apoE peptide complexを用いる。現在、以前合成したペプチドが不足しているため、diC_<18>-Gly-apoE(dpGapoE)ペプチド合成に関する研究を行っている。

エンドセリン-1(ET-1)は内皮細胞と平滑筋細胞に分泌される強力的な血管収縮因子である。その発現は動脈硬化症及び冠内皮機能障害等で増大され、不安定動脈硬化プラークの破裂を惹起し、急性冠イベントを起こしうる。従って、ET-1をコーディングする遺伝子は明らかに冠動脈硬化症(CHD)の候補遺伝子である。本年度実施した実験、下記2項目について報告する。その1:diC18-Gly-apoE(dpGapoE)ペプチドとpreproendothelin-1に対するアンチセンスオリゴの培養細胞導入実験は現在進行中である。その2:ET-1遺伝子に1塩基置換によるアミノ酸変異(SNP)Lys198Asn(K198N)多型は肥満患者での血圧の上昇と関連する。エンドセリン-1遺伝子によるpreproendothelin-1の合成は各種ホルモンと血管因子がGATA-2とAP-1などの転写因子とET-1遺伝子プロモータとの結合を調節することによって調節される。患者対照研究において、ET-1遺伝子多型とCHDの関係及び通常の冠危険因子の影響を検討した。対象は冠動脈造影術によって診断された486名CHDを有する患者と210名有さない者(対照者)。ET1-K198N多型はRFLP法によって同定した。対象全体では、TT,GT,とGG型の頻度は9.5%,39.1%,と54.1%であり、Hardy-Weinberg平衡より予測した頻度と一致した。CHD患者群では、対照群と比し、男性の割合が多く(M/F:379/107vs.112/98)、糖尿病(33.7%vs.19.1%)と喫煙者(59.7%vs.38.6%)の発生率が有意に高かった。CHD患者群と対照群の間に、GG,GT,TTの頻度分布は有意差がなかったが、糖尿病を有する喫煙者では、CHD患者群のT alleleの頻度は29.0%で、対照群の9.5%より有意に高く(p<0.01)、年齢と性別で補正後、T allele保有者(TT+TG)のCHDリスクはGG型保有者の5.4倍(95%Cl:2.3-14.8)であった。以上の結果は、ET-1遺伝子をターゲートに遺伝子治療を行う時に、環境因子との絡みを考える必要があると示唆した。遺伝子導入による治療の可能性を探るため、血管攣縮や収縮作用に極めて重要であるエンドセリン(ET)を選択し、その受容体遺伝子を標的とした。まず、in vitroの研究として冠動脈内皮細胞を用い、そのET-B型受容体のアンチセンスオリゴを細胞へ導入し、その発現を抑制できるかを検討した。その遺伝子導入法としては、新しい方法である超音波とマイクロバブル法を用いた。また、従来の高濃度による導入法、リポフエクタミンによる導入法、および以前から取り組んでいた、合成ペプチドdiC18-Gly-apoE(dpGapoE)を使用した導入法を併せて行い比較検討した。dpGapoEは、LDL受容体と結合するアポ蛋白Eの129-169のペプチド合成物のN末端をパルミチック酸でアシル化し、さらにグルシンでアルキル化し、よりコンデンスさせ、LDL受容体に結合しやすくしたものである。超音波とマイクロバブル法の最適条件は、超音波を1W、10%duty cycle、10secで使用し、アンチセンスの濃度は、900nM、マイクロバブル量は、50μlであった。
インターネットにおけるトラヒックの計測・解析と制御方法の提案・評価

コンテンツネットワーキングおよびそのアーキテクチャを研究課題としており,ネットワーク計測およびトラフィック解析に関する研究を行っている.この研究課題に関連して,今年度は商用P2P-TVシステムの大規模計測実験を実施し,その実験結果から大規模な商用P2P-TVシステムの特徴とインターネットトラフィックへの影響を明らかにした.また,今年度は,コンテンツネットワーキングに関する研究のほかに,次世代ネットワークの研究にも取り組み,Internet of Thingsと呼ばれる分野にも貢献した.Internet of Thingsの分野では,東京大学によって気象情報収集のためにアジア各地に設置された"Live-e!"センサーネットワークシステムにより収集された大規模データの解析を目的としたJSPS/CNRSの共同研究プロジェクトに参画した.本共同研究プロジェクトの目的は二つの要素からなる.一つ目は,ヒートアイランド現象などの微視的な気象現象や台風などの巨視的な気象現象の調査をすることであり,二つ目は,故障や消費電力といったセンサー機器に関する新しい情報モデルを構築し,センサーネットワークをフューチャーインターネットの新しいアプリケーションクラスと位置づけトラフィックモデルを提供することである.なお,今年度遂行したコンテンツネットワーキングとセンサーネットワークの二つの研究分野を結びつけるため,センサーネットワークやコンテンツネットワークなど多種多様なネットワークにおいて,コンテンツ配送を実現するポテンシャルを秘めた新しい手法として,information-centric networkに取り組み始めている.研究期間中に,著名な査読付き学術論文誌への掲載および学会における研究発表を行うことができた.そのほか,WIDEプロジェクト(代表:江崎浩)内の研究者との共同研究を遂行するとともに,スペインの以前の共同研究者との共同研究を継続できた.さらに,本研究期間の成果により,The University of Lorraineの准教授に着任することができた.研究期間は終了しているが,コンテンツネットワーキングについての研究を継続する予定である.より詳細には,Internet of Thingsの研究分野において,インターネットへ接続されたすべてのオブジェクトから収集されたコンテンツに焦点をあてている.この新しい研究トピックとして,フューチャーインターネットにおけるコンテンツ配送のクリーンスレートなアプローチであるinformation-centric networkに取り組む.さらにこの分野においての日仏間の協力関係を維持・強化していく予定である.本年度の研究実施計画として,既存研究の調査及び既存システムの問題点の抽出と整理を挙げた.この結果として,研究の焦点は次の3つのトピックとなっている.1.コンテンツネットワーク,2.センサーネットワーク,3.インターネットトラフィックにおける異常検出.それぞれについて,今年度の研究成果を以下にまとめた.1.コンテンツ配信ネットワークの新しいアーキテクチャモバイルデバイスとユーザのソーシャルネットワーク利用の広がりにより,コンテンツ配布の観点において,インターネットは現在とても重要な変化を迎えている.この広がりを利用し,我々は未来のコンテンツ配信サービスの新しいアーキテクチャと通信の枠組みのデザインを目的とするUrban-sanプロジェクトを提案した.また,これを2010年4月15日のANR/JSTのプロジェクト二次募集に投稿した.目標として,人々のいる場所と行動を考慮した,状況に関連のあるコンテンツを効果的に生み出すのに必要な技術革新を生み出すことを挙げる.このプロジェクトは,Telecom Sudparis,マリーキュリー大学,大阪大学,東京大学が関わる.2.Live E!センサーネットワークのトラフィック解析Live E!は学術界と産業界をまたぐ日本の研究プロジェクトである.このプラットフォームはアジアの国々に設置された気象センサーによって構成され,気温や湿度と言った環境情報を集めている.我々は,このLive E!のトラフィックを解析し,センサの故障や異常を検出するモデルを得ることを目指している.更に,近くのセンサが同じデータを送信することを防ぐことにより,ネットワーク全体の通信コストを減少させることを目指している.このプロジェクトはENS-Lyonと東京大学の間のJSPS/CNRSプロジェクトの一部となる.3.インターネットトラフィック中の異常検出トラフィックにおける異常検出はインターネットのユーザにとって重要なセキュリティの問題である.ネットワークトラフィック中の異常を検出する統計的な手法はいくつか存在しているが,その中でも有望な手法としてスケッチ及びマルチスケールガンマモデルを用いた手法を挙げる.このプロジェクトは,現実のネットワークトレースを解析することにより,この手法を使用する上で必要なパラメータを適切に調節することを目的としている.そして,我々はこの手法の有効性を確認するため,他のデータセットにもこの手法を適用し評価を行う.コンテンツ配送システムおよびそのアーキテクチャを研究課題としており,より詳細にはピア・ツー・ピア技術による動画のライブストリーミング(P2P-TV)に焦点をあて研究を遂行した.この研究課題に関連した今年度の成果を以下にまとめる.1.商用アプリケーションの隠れた特性を推測し,P2Pネットワークの全体的な特性を明らかにするため.P2P-TVのトラヒックの解析を行った.この研究はP2P-TVのシステム設計者にとってアーキテクチャを改善するために有用であり,また,インターネットサービスプロバイダにとって,これらのアプリケーションが彼らの提供するネットワーク及びインターネット全体に対し与える影響を評価するためにも有用である.2.The Universitat Polytecnica of Catalunya(バルセロナ,スペイン)との共同研究で,ドメイン間のライブストリーミングの性能改善に役立つ,コアとエッジの分離を基にしたCoreCastと言う新しいアーキテクチャを定義した.このCoreCastアーキテクチャは既に実装及び評価が行われており,この結果,このCoreCastアーキテクチャはドメン間トラフィックを削減することが実証された.3.東京大学によってアジア各地に気象情報の収集のために設置された"Live E!"センサネットワークの調査を目的としたJSPS/CNRSの共同研究プロジェクトに参画した.この研究では故障しているセンサの検出,故障しているセンサのデータの復元の方法の検討,処理時間やネットワーク帯域などのリソースの消費を抑えることなどを目的としている.また,このセンサネットワークのアーキテクチャ全体の改善もこの研究の目的の一つとなっている.コンテンツネットワーキングおよびそのアーキテクチャを研究課題としており,ネットワーク計測およびトラフィック解析に関する研究を行っている.

この研究課題に関連して,今年度は商用P2P-TVシステムの大規模計測実験を実施し,その実験結果から大規模な商用P2P-TVシステムの特徴とインターネットトラフィックへの影響を明らかにした.また,今年度は,コンテンツネットワーキングに関する研究のほかに,次世代ネットワークの研究にも取り組み,Internet of Thingsと呼ばれる分野にも貢献した.Internet of Thingsの分野では,東京大学によって気象情報収集のためにアジア各地に設置された"Live-e!"センサーネットワークシステムにより収集された大規模データの解析を目的としたJSPS/CNRSの共同研究プロジェクトに参画した.本共同研究プロジェクトの目的は二つの要素からなる.一つ目は,ヒートアイランド現象などの微視的な気象現象や台風などの巨視的な気象現象の調査をすることであり,二つ目は,故障や消費電力といったセンサー機器に関する新しい情報モデルを構築し,センサーネットワークをフューチャーインターネットの新しいアプリケーションクラスと位置づけトラフィックモデルを提供することである.なお,今年度遂行したコンテンツネットワーキングとセンサーネットワークの二つの研究分野を結びつけるため,センサーネットワークやコンテンツネットワークなど多種多様なネットワークにおいて,コンテンツ配送を実現するポテンシャルを秘めた新しい手法として,information-centric networkに取り組み始めている.研究期間中に,著名な査読付き学術論文誌への掲載および学会における研究発表を行うことができた.そのほか,WIDEプロジェクト(代表:江崎浩)内の研究者との共同研究を遂行するとともに,スペインの以前の共同研究者との共同研究を継続できた.
外因性神経調節ペプチドの受容機構の神経回路学的解明

これまで抗不安薬や抗うつ薬のスクリーニングにマウス等のげっ歯類が使用され行動学的評価法の基盤が確立している。一方、ショウジョウバエは、神経回路研究のモデル生物として優れているが、行動学的評価法の基盤が確立されていない。そこで我々は、まず、ショウジョウバエを用いた簡便な行動学的解析法を確立した。具体的には、ショウジョウバエの飼育バイアルから餌を取り除いた後に、サンプルを溶解した水を自由摂取させ、96穴マイクロプレートに移動し、その行動をビデオカメラで撮影し、一定時間の行動を測定する。Grooming, Walking, No movementの3つに状態に分類し、それぞれの時間を合計した。この新しく確立したショウジョウバエの行動学的評価法を用いて、各種ペプチドの投与効果を検討した。その結果、大豆の主要な貯蔵種子タンパク質であるβコングリシニン(CG)の酵素消化により生成する10残基ペプチドβCG(323-333)が、後肢のグルーミングを促進することが明らかとなった。これまで、後肢のグルーミングにはドーパミンD1受容体の活性化が関与していることが報告されている。そこで、βCG(323-333)の後肢グルーミング促進作用にD1受容体が関与しているかD1ノックアウトハエを用いて検討した。その結果、野生型において認められるβCG(323-333)による後肢グルーミング促進作用は、D1ノックアウトハエでは消失した。したがって、βCG(323-333)による後肢グルーミング促進作用には、D1受容体の活性化が関与していることが明らかとなった。βCG(323-333)は、D1受容体に直接結合しないことから、内因性のドーパミン放出を亢進し、ドーパミンD1受容体を活性化していると考えられる。これらの研究成果の一部は国際英文誌Biochemical and Biophysical Research Communications (Karim et al. 2018; 499(3): 454-458)に発表した。29年度が最終年度であるため、記入しない。生体内には数多くのペプチドホルモンや神経ペプチドが存在し多彩な生理作用を示すことが明らかとなっている。これらは前駆体タンパク質の酵素消化により分解され、活性型になることが知られている。これまで我々は、このような前駆体タンパク質と見なされていなかった食品タンパク質を酵素分解して得られた消化物から多彩な生理活性ペプチドが生成することを発見した。特に最近、マウス行動試験により抗不安様作用(精神的ストレス緩和作用)や抗うつ様作用(意欲向上作用)を示す食品由来、すなわち外因性の生理活性ペプチドを数多く見出している。中には、医薬品に匹敵する低用量で、かつ、経口投与で有効な生理活性ペプチドが存在することを明らかにしている。また、経口投与により食欲抑制作用や逆に食欲促進作用を示すペプチドも見出している。さらに本研究課題では、これらの外因性の神経調節ペプチドの作用機構について神経回路学的に解明することを目標とする。本年度(約3ヶ月)は、ショウジョウバエ研究に必要な装置と試薬を購入し、生理活性ペプチドの情動行動や摂食行動に及ぼす影響を評価する実験系を立ち上げた。ショウジョウバエ研究に必要な装置と試薬を購入し、生理活性ペプチドの情動行動や摂食行動に及ぼす影響を評価する実験系を立ち上げた。これまで我々は、食品タンパク質を酵素分解して得られた消化物から、多彩な生理活性ペプチドが生成することを見出してきた。最近、ペプチド構造ー活性相関情報と酵素消化物の一斉分析情報を活用することにより、効率的な生理活性ペプチドの探索が可能となった。実際、マウス行動試験により情動調節作用を示す一群の食品由来ペプチドが存在することを明らかにした。さらに、これらの外因性の生理活性ペプチドがどのような神経回路を介して生理活性を示すかについて、全脳レベルでの神経回路解析が進み、神経回路の解析に適しているショウジョウハエを用いて検討した。恒温・恒湿の条件で、さらに、明暗サイクルを調節できるインキュベーターを使用し、ショウジョウバエによる行動実験を実施した。サンプルは水に溶解し、絶水後に与え、自発的に飲水させせた。本溶液は青色に着色してあり、飲水により腹部が青色になるため、飲水を確認できる。また、飲水後、マイクロプレートにハエを移動させ、行動を観察した。抗不安薬のジアゼパム投与により行動変化が認められた。さらに、食品由来の情動調節ペプチドについて検討したところ、グルーミングを変化させることが判明した。インキュベーターの温度・湿度・明暗サイクルを調節できるようになり、安定したデータが得られるようになった。また、食品由来ペプチドの中でハエの行動を変化するものを見出した。

その結果、大豆の主要な貯蔵種子タンパク質であるβコングリシニン(CG)の酵素消化により生成する10残基ペプチドβCG(323-333)が、後肢のグルーミングを促進することが明らかとなった。これまで、後肢のグルーミングにはドーパミンD1受容体の活性化が関与していることが報告されている。そこで、βCG(323-333)の後肢グルーミング促進作用にD1受容体が関与しているかD1ノックアウトハエを用いて検討した。その結果、野生型において認められるβCG(323-333)による後肢グルーミング促進作用は、D1ノックアウトハエでは消失した。したがって、βCG(323-333)による後肢グルーミング促進作用には、D1受容体の活性化が関与していることが明らかとなった。βCG(323-333)は、D1受容体に直接結合しないことから、内因性のドーパミン放出を亢進し、ドーパミンD1受容体を活性化していると考えられる。これらの研究成果の一部は国際英文誌Biochemical and Biophysical Research Communications (Karim et al. 2018; 499(3): 454-458)に発表した。マウスにおいて神経調節作用を示す生理活性ペプチドがショウジョウバエにおいてどのような行動変化を示すのかを検討する。薬理学的検討により作用経路を解明する。マウスでは、多くの情動調節ペプチドはGABAニューロンに、摂食ペプチドはNPYニューロンに作用することから、これらのニューロンに着目する。また、ショウジョウバエでは、細胞特異的な発現パターンを有するGAL4エンハンサートラップ系統を使用することにより、膨大な神経細胞のごく一部をラベル化し、特定の遺伝子をノックダウン、または過剰発現することができる。本システムを用いて、外因性の生理活性ペプチドの作用を抑制あるいは増強するニューロンを特定し、作用点を明らかにする。新たに見出したペプチドのグルーミング促進作用の作用機構を解明する。GAL4エンハンサートラップ系統を使用し作用機構を明らかにする。マウスにおいてメディエーターとして作用する内因性リガンド受容体のノックアウトハエを用いて証明する。情動関連遺伝子ノックアウトジョウバエの準備を進めており、今後、これらを使用して作用機構を解析する。29年度が最終年度であるため、記入しない。
新規リゾリン脂質が制御する神経回路形成及び神経回路再生の分子機構の解析

(1)Lyso-PtdGlc応答性の異なる神経細胞間のGPCRの発現量を比較し、Lyso-PtdGlc応答性神経細胞に有意に多く発現するLyso-PG受容体の候補遺伝子を複数同定した。(2)Lyso-PtdGlcによる軸索ガイダンスの分子メカニズムとして、Lyso-PtdGlcの軸索反発活性はカルシウムイオンに依存しており、カルシウムイオンをブロックすることで反発から誘引へと変換されることを明らかにした。本年度は、軸索の伸長方向を制御する新規リゾリン脂質LysophosphatidylGlucoside(Lyso-PG)の受容体の探索を目的として研究を行った。本研究ではリゾリン脂質が媒介する軸索ガイダンスの生理的意義を示すことを目的としている。その中で、Lyso-PG受容体の同定は、遺伝学的アプローチが困難な脂質分子の解析において、受容体ノックアウトマウスを作製しLyso-PG-受容体シグナルの個体レベルの機能解析を行い神経回路形成におけるそれらの生理機能を明らかにしようとする上で極めて重要である。Lyso-PGによる軸索反発活性が百日咳毒素により消失することからLyso-PGがGαiと共役するGタンパク質共役型受容体(GPCR)であると予想されること、さらにLyso-PGによる軸索反発活性に対しTrkA陽性DRG神経細胞は感受性を示すが、TrkC陽性DRG神経細胞は感受性を示さないことから、Lyso-PGに対する受容体はTrkA陽性神経細胞に発現しTrkC陽性神経細胞に発現していないことが予想された。そこでTrkA、TrkC陽性の両神経細胞からmRNAを回収し、約300種類のGPCRプライマーカセットを用いて、定量的RT-PCRを行った。その結果、TrkC陽性DRG神経細胞に比べ、TrkA陽性DRG神経細胞に優位に発現し、さらにアミノ酸配列の相同性から脂質分子をリガンドとするファミリーに含まれるGPCRを2種類同定した。これらの受容体のうち、1つはリガンドが同定されていないOrphan-GPCRであった。同定したGPCRについて、TrkC陽性DRG神経細胞に当該遺伝子を導入しLyso-PG感受性を示すかを確認するため、レンチウィルスを作製した。現在DRG神経細胞へウィルス導入法の検討を行っており感染効率の改善を図っている。平成21年度の研究実績TrkA陽性DRG神経細胞とTrkC陽性DRG神経細胞において、スクリーニングで得られたTrkA陽性DRG神経細胞に多く発現するGPCR(平成21年度の研究成果として報告済み)の内、Lyso-PtdGlc受容体の候補遺伝子2種類について、HEK293安定発現細胞株の樹立を試みた。その結果、1つの候補遺伝子を発現する安定発現株を複数クローン得られた。得られた細胞株を用いてLyso-PtdGlc存在下における細胞内カルシウム及びMAPキナーゼの活性を測定したが、Lyso-PtdGlcに対する応答は認められなかった。TrkA陽性DRG神経細胞の軸索に対するLyso-PtdGlcの反発活性の分子作用機構を明らかにするため、細胞内シグナル伝達因子に対する薬理阻害剤存在下における軸索ガイダンスアッセイを行った。その結果、細胞内のカルシウムイオンをキレートすると軸索反発活性が消失し、逆に軸索成長円錐がLyso-PtdGlcの濃度勾配が高い方へと誘引された。また細胞膜上に存在するカルシウムチャネルを阻害するカドミウムイオン存在下でLyso-PtdGlcによる軸索反発活性が誘引へと変換されたのに対し、細胞内カルシウムストアからのカルシウムイオンの放出を阻害してもLyso-PtdGlcの軸索反発活性は維持された。さらに、Lyso-PtdGlcを神経細胞の培養液中に添加すると軸索成長円錐内のカルシウムイオン濃度が上昇した。以上のことから、Lyso-PtdGlcは細胞外から細胞膜上のカルシウムイオンチャネルを介してカルシウムの流入を引き起こし、カルシウムイオン依存性のシグナル伝達経路を介して軸索の伸長方向を制御することが示唆された。
新型行列模型による物質・重力の統一的記述

本研究の目的は、時空・重力の量子論を物質の量子論と統合するために行列模型を解析することである。そして可能であれば、それが実現できるような新型行列模型を構成することを目指す。当該年度は様々な行列模型を俯瞰的に観察し、目的達成に向けた知見を得た。特に具体的に研究したのは、IIB行列模型と呼ばれる模型である。これが時空・重力と物質を統合する理論の最有力候補であることを再度認識したため、現行の物質理論体系である場の理論とIIB行列模型を接続することを試みた。IIB行列模型に関する諸研究では最近、カイラルゲージ理論が自然に出現するという報告がなされた。これは、カイラルフェルミオンと呼ばれる種の物質が行列模型を通じてゲージ不変に正則化されることを示唆する。紫外発散の問題を除けば同じ物理を場の理論の枠内で記述することは可能であるはずである。したがって法外年度の研究として、カイラルゲージ理論のゲージ不変な正則化を模索した。素朴に従来の場の理論としてカイラルゲージ理論を正則化することはできないと知られる。そこで本研究では、格子場の理論で知られるドメインウォールフェルミオンと呼ばれる構成を連続理論に適用することで正則化を試みた。これは時空に余剰次元を追加し、その方向に質量項が位相欠陥を持つようなフェルミオンを考えるという手法である。紫外発散のうち、フェルミオンループからくるものはパウリ・フィラーズ正則化で正則化した。一方でゲージ場が関与する紫外発散は、ゲージ場のみに次元正則化を適用することで正則化した。その結果1ループでゲージ不変性を保つ正則化を構成できたが、得られた理論は大変に複雑なものになった。このことから、IIB行列模型と場の理論との接続を定式化するにあたっては非自明な構造を導入せねばならないと判明した。研究開始時点においては、行列模型からどのように時空が創発するのか、またどのような行列模型を考えればよいのかが不明であった。当初の計画では、二年目には様々な行列模型を解析し、行列模型から時空が創発するという描像がどの程度一般的に機能するのか調べることになっていた。しかし実際の当該年度においては、そのような描像がうまくいき得る模型がIIB行列模型とその僅かな変形に限られるという知見を得ることができた。非常に規模の大きな観察であるため論文執筆は現在も検討段階に留まっているものの、このことは研究方針に大きな、そして適切な方向性の影響を与えた。さらに、現在進行中の取組によって、従来考えられていなかった宇宙の新しい描像が、IIB行列模型から得られることが判明しつつある。これらを総合すると、本研究は時空・重力の量子論と物質の量子論を行列模型の枠内で統一するという、その目的に確実に近づいていると判断される。IIB行列模型の解析に重点を置く。ここまでの研究において、IIB行列模型から超弦理論の高エネルギー極限の物理が取り出せる可能性、そして同模型には重力を一般化した高スピン場が自由度として含まれている可能性が示唆されている。そこで今後はもともとの計画を修正する。行列模型が表す時空の描像とその上の物質の振舞をさらに正確に知るべく、その数理構造に焦点を当てて研究を進める。最終的に、拡張された時空の概念の下で現実的な場の理論と一般相対性理論を導くような行列模型を構成あるいは定式化する。可能であればさらに踏み込んで、宇宙項などの諸観測量を説明することを目指す。本研究においては、物質と重力を統一的に記述できる可能性を持った行列模型の研究と、新たな模型を開発する手がかりとしての、場の理論の諸問題の研究を並行して行うことが有効である。それを踏まえ本年度は、行列模型による時空と物質の創発に関する解析と、ヒッグス粒子及びインフレーションを扱う新奇な模型の一般化を行った。行列模型については、行列模型と等価な非可換幾何に内包される重力理論の研究が、年度初めの時点で一定の進展を見せていた。本年度ではこの内容を整備した結果、行列模型を扱う主流のアプローチではダイナミカルな重力が出現しないことが強く示唆された。これは行列模型によって時空や重力を記述しようとする同様の他研究に先んじた結果であるといえる。そこで続いて、行列模型で曲がった時空を記述できる興味深いアプローチに基づいた解析を行った。具体的には、古典解として創発した時空の上に生じる、行列の揺らぎとしての物質場の安定性に焦点を当てて議論を展開した。その結果、行列模型は輻射補正に対して安定であること、さらに超対称性が破れた状況下では全物質場が輻射補正を通じて質量を獲得することが示された[Nucl.Phys.B 925(2017)195]。これは行列模型により時空と安定な物質を同時に記述できる可能性を補強した。一方で場の理論における未解決問題であるfine-tuning問題と、ヒッグス粒子を用いたインフレーションを関係付ける新奇な模型について、その実現可能性を具体的に示し、さらに一般化を行った[Phys.Lett.B 778(2018)60]。これを通じて場の理論を超えた模型が満たすべき条件を議論することができると期待される。場の理論の未解決問題に取り組み模型構築の手がかりを得るという点に関しては予定通り一定の進展を見た。特に本研究で扱ったものは、場の理論の未解決問題と、物質・重力間の結合を関連づけて探るものであり、意義は大きかったと考えられる。

一方で行列模型に関しても、時空や重力を記述するという観点から見た主流のアプローチの問題を浮き彫りにした点と、別のアプローチで安定性を解析したことは、模型の性質の理解を深めることにつながった。これは本研究の主題である、行列模型でどのように物質と重力を記述することができるか、どの程度までそれが可能かといった問の答えにつながる、価値ある前進であったといえる。本研究の目的は、時空・重力の量子論を物質の量子論と統合するために行列模型を解析することである。そして可能であれば、それが実現できるような新型行列模型を構成することを目指す。当該年度は様々な行列模型を俯瞰的に観察し、目的達成に向けた知見を得た。特に具体的に研究したのは、IIB行列模型と呼ばれる模型である。これが時空・重力と物質を統合する理論の最有力候補であることを再度認識したため、現行の物質理論体系である場の理論とIIB行列模型を接続することを試みた。IIB行列模型に関する諸研究では最近、カイラルゲージ理論が自然に出現するという報告がなされた。これは、カイラルフェルミオンと呼ばれる種の物質が行列模型を通じてゲージ不変に正則化されることを示唆する。紫外発散の問題を除けば同じ物理を場の理論の枠内で記述することは可能であるはずである。したがって法外年度の研究として、カイラルゲージ理論のゲージ不変な正則化を模索した。素朴に従来の場の理論としてカイラルゲージ理論を正則化することはできないと知られる。そこで本研究では、格子場の理論で知られるドメインウォールフェルミオンと呼ばれる構成を連続理論に適用することで正則化を試みた。これは時空に余剰次元を追加し、その方向に質量項が位相欠陥を持つようなフェルミオンを考えるという手法である。紫外発散のうち、フェルミオンループからくるものはパウリ・フィラーズ正則化で正則化した。一方でゲージ場が関与する紫外発散は、ゲージ場のみに次元正則化を適用することで正則化した。その結果1ループでゲージ不変性を保つ正則化を構成できたが、得られた理論は大変に複雑なものになった。このことから、IIB行列模型と場の理論との接続を定式化するにあたっては非自明な構造を導入せねばならないと判明した。研究開始時点においては、行列模型からどのように時空が創発するのか、またどのような行列模型を考えればよいのかが不明であった。当初の計画では、二年目には様々な行列模型を解析し、行列模型から時空が創発するという描像がどの程度一般的に機能するのか調べることになっていた。しかし実際の当該年度においては、そのような描像がうまくいき得る模型がIIB行列模型とその僅かな変形に限られるという知見を得ることができた。非常に規模の大きな観察であるため論文執筆は現在も検討段階に留まっているものの、このことは研究方針に大きな、そして適切な方向性の影響を与えた。さらに、現在進行中の取組によって、従来考えられていなかった宇宙の新しい描像が、IIB行列模型から得られることが判明しつつある。これらを総合すると、本研究は時空・重力の量子論と物質の量子論を行列模型の枠内で統一するという、その目的に確実に近づいていると判断される。基本的にはこれまでと同じ方針で進めて問題ない。研究主題の性質上、個々の詳細な分野に研究を集中することは必ずしも望ましくない。