hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
中枢神経系ニューロン樹状突起分枝形成のダイナミクスとシグナルの解析

本研究では、中枢神経系ニューロン樹状突起パターン形成の分子機構とダイナミクスを明らかにすることを目的とし、本年度は以下2つの研究計画を遂行した。(1)小脳顆粒細胞の長期リアルタイムイメージング系を用い、発生時の皮質形成を司るニューロン移動における核輸送の分子機構を解析した。その結果、微小管モーターdyneinの制御因子LIS1は核移動を特異的に制御し、中心体移動には関与しないことが明らかになった。さらに微小管のダイナミクスを追跡し、核移動に関与する微小管の少なくとも一部は中心体に収束しないことを明らかにし、核と中心体が独立に移動するという新しい核移動モデルをPNAS誌に発表した。またCdk5が先導突起からのシグナルを伝え、核移動を制御することを示唆する結果を得た。(2)小脳プルキンエ細胞が小脳矢状面に平板状に展開するメカニズムを解析するため、ウイルスベクターを用いてプルキンエ細胞を特異的に蛍光標識し、樹状突起パターンをグラフィクス化して定量的に解析した。その結果、プルキンエ細胞樹状突起は生後発達過程で一度複数の矢状面に展開してから単一面に再構築されるという大胆なリモデリングを経ることが明らかになった。さらにこのリモデリングはプルキンエ細胞への登上線維の余剰な入力が除去されるのと密接に連動して起こることを明らかにし、小脳回路形成過程で軸索入力のリモデリングと平行して樹状突起パターンの再編成が起こることを実証した。本研究では、中枢神経系ニューロン樹状突起パターン形成の分子機構とダイナミクスを明らかにすることを目的とし、本年度は以下3つの研究計画を遂行した。1.中枢神経系ニューロン樹状突起に特異的に発現するNotchの膜結合型リガンドDNERが、ニューロン間の相互作用を通じて樹状突起パターンを制御する可能性を検証した。DNER欠損動物の大脳錐体ニューロンにおいて、先端樹状突起の側枝形成と基底樹状突起の形成が促進していることが明らかになった。2.小脳矢状面に平板状に展開するプルキンエ細胞樹状突起をモデルとして、脳組織の立体細胞構築での突起形成過程のダイナミクスを解析した。ウイルスベクターを用いて標識したプルキンエ細胞の樹状突起を立体画像内でトレースし、発生過程を追って解析した結果、樹状突起は一枚の平面に伸展していくという定説に反し、複数の平面に平行に伸展した樹状突起が発生過程で解消していくダイナミクスの存在が明らかになった。今後その機能基盤を明らかにする。3.小脳切片中を法線移動する小脳顆粒細胞の長期リアルタイムイメージング系を用い、樹状突起性の先導突起の伸長と核移動のダイナミクスを解析した。その結果、小脳顆粒細胞の移動はこれまで分散培養で報告された結果より遥かに躍動的で、核はこれまで考えられていたように中心体に向かって移動するのではなく、中心体をしばしば通り越して移動することが明らかになり、中心体の牽引力を否定する結果を得た。さらに核移動にはLis1/dynein複合体による微小管の制御が不可欠であることを確認した。
気泡軽量混合土の力学特性のモデル化と変形解析への適用に関する研究

地盤の軽量化技術として,気泡混合土や発泡ビーズ混合土などが開発されているが,このような軽量混合材料の強度は,軽量材の含有率や拘束圧の影響を大きく受ける,そのメカニズムは十分に明らかにされておらず,軽量土の強度・変形特性を評価するためは理論的な考察が求められている.本研究では,このような特徴を有する気泡混合軽量土の力学特性のモデル化と変形解析への適用を行った.(1)軽量混合土の力学特性軽量材として気泡を用い,気泡混合率の異なる軽量土を作製し,拘束圧を変化させて圧縮試験ができる装置を用いて,平面ひずみ圧縮条件下で,その力学特性を調べた.さらに,プラスチック片を混合した軽量土の粘り強さの改善効果を明らかにした。(2)混合体モデルに基づく軽量混合軽量土の破壊基準式の提案異なる材料から成る複合材料の平均的な応力-ひずみ関係を求めるための混合体モデルを気泡軽量混合土に適用した.軽量混合混合土はモール・クーロンの破壊規準が適用できないため,混合体内部の応力分布の評価に基づく破壊基準式を提案した.実験結果との比較を基に,その妥当性および適用限界を明らかにした.(3)改良土の変形係数の測定安定処理土や気泡軽量土の変形係数を非破壊で測定できる装置を用いて,その適用性を室内試験および現場試験により確認した。地盤の軽量化技術として,気泡混合土や発泡ビーズ混合土日などか開発されているが,このような軽量混合材料の強度は,軽量材の種類や含有率などの影響を大きく受ける.また,地震時の加速度による衝撃荷重を和らげるためには軽くて柔軟な材料が望ましい.さらに,脆性的な材料は大変形時に残留強さが期待できないため,急激に崩壊することになるため,これらの軽量土を実際に利用する場合には,粘り強さの改善が求められている.このような軽量土の欠点を補うために,ねばり強い軽量地盤材料の力学特性の把握を行った.すなわち,安定処理土に細長い形状のプラスチック片と軽量材を混合してねばり強さの増加と軽量化を図った.さらに,数値解析により,表層改良地盤への適用性を検証した.その結果,以下のことが明らかとなった.1)軽量材として気泡および発泡スチロールを用いた場合,同一の体積含有率において,発泡スチロールを混合した軽量土の法が強度の増加が大きい.2)発泡スチロールとナイロン糸のような短繊維を混合することで,残留強度が増加し,脆性的な性質が大きく改良効果される.3)クラックの発生を考慮した変形解析の結果より,プラスチック片混合軽量土を表層改良地盤に適用することにより,改良地盤の支持力特性が改善されることが明らかとなった.地盤の軽量化技術として,気泡混合土や発泡ビーズ混合土などが開発されているが,このような軽量混合材料の強度は,軽量材の含有率や拘束圧の影響を大きく受ける,そのメカニズムは十分に明らかにされておらず,軽量土の強度・変形特性を評価するためは理論的な考察が求められている.本研究では,このような特徴を有する気泡混合軽量土の力学特性のモデル化と変形解析への適用を行った.(1)軽量混合土の力学特性軽量材として気泡を用い,気泡混合率の異なる軽量土を作製し,拘束圧を変化させて圧縮試験ができる装置を用いて,平面ひずみ圧縮条件下で,その力学特性を調べた.さらに,プラスチック片を混合した軽量土の粘り強さの改善効果を明らかにした。
一次求心性Aβ線維のイオンチャネル発現調節機構の解明と難治性疼痛治療への応用

末梢神経損傷後の慢性疼痛には、感覚ニューロンの過剰興奮と共に交感神経終末の異常な発芽(sprouting)を伴うことが多い。本研究では、これらの変化を誘導する分子を同定するための実験をおこなった。慢性成体ラットの左坐骨神経を切断し、3-7日後に近位側断端および健常側の右坐骨神経幹からmRNAを抽出した。cDNAを合成した後、サブトラクション・ハイブリダイゼーション法を行い、cDNAクローン約150個を得た。これらの塩基配列を決定し、GenBank/EMBL/DDBJに登録されているデータと比較したところ、89%が既存の配列と一致もしくは高い相同性を示した。コードされるタンパクは、細胞外マトリックスおよび細胞膜表面分子、細胞骨格関連分子、リン酸化酵素等の代謝酵素、分泌タンパク、RNA合成関連分子、タンパク合成関連分子、細胞周期・DNA複製関連分子、その他に分類された。これらの中から、分泌性タンパクの構造を備えているホルモン等のタンパクと細胞外マトリックスタンパクについて検討した。ポリスチレンのプレートをVI型コラーゲンで被覆すると、神経成長因子で刺激したラッ褐色細胞種由来PC12細胞の突起伸展が誘導されるのに対し、非被覆時には誘導されなかった。(Yokoyama S, et. al. Soc. Neurosci. Abstr. 872.21,2007)これらの観察から、VI型コラーゲンには、疼痛発生時の神経回路の可塑的変化に関与する可能性が示唆された。膜電位依存性Na^+チャネルの発現増加あるいはK^+チャネルの発現低下をもたらす活性の有無について調べる予定である。また今回単離した他のcDNAクローンについても、交感神経終末の発芽誘導活性とイオンチャネルの発現誘導(あるいは抑制)活性の両面から検討する予定である。左坐骨神経を切断した成体ラットを神経障害性疹痛のモデルとして使用した。切断後3-7日後に近位側断端および右坐骨神経幹(健常側)からmRNAを抽出した。cDNA合成の後、サブトラクション・ハイブリダイゼーション法を行い、cDNAクローン約150個を得た。これらの塩基配列を部分的に決定し、BLAST (Basic Local Alignment Tool)による検索を行い、GenBank/EMBL/DDBJデータベースに登録されている塩基配列と比較した。その結果、89%のcDNAクローンにおいて、既知のタンパクをコードする塩基配列と一致もしくは高い相同性を示した。しかしながら、残りの11%では既知のタンパクとの有意な相同性は認められなかった。既知のタンパクの内訳は、細胞外基質および細胞膜表面分子(フィブロネクチンなど)が25%、細胞骨格関連分子(チュブリンなど)が14%、リン酸化酵素・代謝酵素(ヘキソサミニダーゼなど)が18%、分泌タンパク(アポリポタンパクなど)が11%、RNA合成関連分子(リボゾームタンパクなど)が4%、タンパク合成関連分子(翻訳伸長因子など)が4%、細胞の恒常性維持(ホメオスターシス)に関連するタンパク(熱ショックタンパクなど)が3%、細胞周期・DNA複製関連分子が3%、その他が18%であった。これらの中から細胞外基質タンパクを選び、脊髄後根神経節ニューロンのイオンチャネル発現に与える影響を検討中である。成体ラットの左坐骨神経を切断し,3-7目後に近位側断端および健常側の右坐骨神経幹からmRNAを抽出した。cDNAを合成した後,サブトラクション、ハイブリダイゼーション法を行い,cDNAクローン約150個を得た。これらの塩基配列を決定し,GenBank/EMBL/DDBJに登録されているデータと比較したところ,89%が既存の配列と一致もしくは高い相同性を示した。コードされるタンパクは,細胞外マトリックスおよび細胞膜表面分子,細胞骨格

関連分子,リン酸化酵素等の代謝酵素,分泌タンパク,RNA合成関連分子,タンパク合成関連分子,細胞周期、DNA複製関連分子,その他に分類された。これらの中から,以下の分子種を選び実験を進めた。(1)細胞骨格分子としてβ5-tubulinおよびその類似タンパクのcDNAを選択し,神経損傷時に発現レベルが変化することを見出している。また,実験の過程でβ5-tubulinに類似する細胞骨格分子をコードすることが推測されるcDNA2種を新たにクローン化した。(2)分泌性タンパクの構造を備えているホルモン等のタンパクと細胞外マトリックスタンパクも、併せて検討した。ポリスチレンのプレートをVI型コラーゲンで被覆すると,神経成長因子で刺激したラッ褐色細胞種由来PC12細胞の突起伸展が誘導されるのに対し,非被覆時には誘導されない。(Yokoyama S, et.al.Soc.Neurosci.Abstr.872.21,2007)これらのcDNAにコードされるタンパクの中には,疼痛発生時の神経回路の可塑的変化に関与するものがある可能性が示唆された。膜電位依存性Na^<+>チャネルの発現増加あるいはK^<+>チャネルの発現低下をもたらす活性の有無については未確認である。
国際海嶺研究計画-中央海嶺とマントルダイナミクス

本国際学術研究は、InterRidge(インターリッジ、国際中央海嶺研究計画)を推進することを目的としたものである。インターリッジは、1992年より開始された、中央海嶺研究を国際協力の下に推進するための国際研究連絡組織である。本国際学術研究費は、インターリッジ主催のワークショップやインターリッジ運営委員会など各種関連委員会への参加旅費、招聘を受けた中央海嶺観測航海への日本人研究者の派遣に主として使用されている。本計画の3カ年間は、太平洋、大西洋、インド洋、西太平洋縁海の海嶺拡大系の観測航海に研究分担者を派遣し、グローバルに観測研究を実施したが、中でも超低速拡大海嶺である南西インド洋海嶺における研究を重点的に行った。研究分担者が参加する形で、以下の5つの航海が超低速拡大海嶺である南西インド洋海嶺で実施された:Galieni航海(1996年地球物理探査航海、千葉大伊勢修弘ら参加)、EDUL航海(1997年岩石採取航海、Chief Scientist:C.Mevel、金沢大田村芳彦参加)、FUJI航海(1997年深海曳航観測航海、科研費基盤研究Aにより実施、玉木co-chief scientist)、INDOYOU航海(1998年潜水観測航海、首席研究員:東大海洋研藤本博巳)、MODE98-4航海(1998年ODP735潜水観測航海、東大海洋研石井輝秋、富山大竹内章参加)。これらの集中的な南西インド洋海嶺の観測の実施により、超低速拡大海嶺の火山活動、地震活動、熱水活動、生物分布、拡大テクトニクスが急速に明らかになりつつある(本研究成果報告書/冊子体I-4,II-2,III-3,IV参照)。地殻の極端な不均質性、海嶺セグメントの大きなバリエーション、火山活動の局所的なフォーカシング、大規模デタッチメント断層による顕著な非対称拡大テクトニクスなど多くの新発見がなされている。今年度の成果概要を以下にまとめる。1インターリッジ参加国が実施する以下の5つの航海(仏3航海、米1航海、伊1航海)に研究者および観測機器を派遣して観測研究を行った。仏ノティール号による大西洋中央海嶺潜航航海(東京大学海洋研究所深海三成分磁力計搭載)、仏マリオンデュフレーヌ号によるインド洋深海曳航磁力計航海(東京大学海洋研究所深海曳航プロトン磁力計および船上三成分磁力計搭載)、米ユ-イング号による大西洋中央海嶺地球物理探査航海(千葉大学船上三成分磁力計搭載)、仏ナディール号による大西洋中央海嶺地球物理航海(千葉大学船上三成分磁力計搭載)、伊ウラニア号による地中海チレニア海地震観測航海(千葉大学海底地震計搭載)の5つである。ノティール号大西洋中央海嶺では21回の潜航で海底近傍の磁気異常データを取得することに成功した。得られたデータは現在磁気補正処理に関する研究を行っている。予察的な処理では、海底拡大のテクトニックモデルおよび地磁気反転遷移帯微細構造に言及できうるレベルのデータを取得している。マリオンデュフレーヌ号航海においては、50マイルに及ぶ長距離深海曳航測線4本の高解像度海底磁気異常データを取得した。これらのデータは、地磁気反転タイムスケールに変更をせまる質のものであり、現在解析中である。ユ-イング号による観測では、大西洋中央海嶺の船上三成分磁気異常観測を実施し、海底拡大テクトニクスを議論するための基礎となるデータを得ることができた。2オマーンオフィオライトおよびベトナム洪水性玄武岩台地の観測調査を実施した。

オマーンでは、主としてギャブロ層の調査を実施し、中央海嶺下のマグマティズムに関する基礎的研究を行った。ベトナム玄武岩調査は、大陸縁辺部のリフティングテクトニクス研究の一環として行ったもので、火山帯地下構造探査としての重力調査、マントル化学探査おためのマントル捕獲岩の採取を行った。これらのデータもやはり現在解析中であるが、西太平洋大陸縁辺部の最も大規模な玄武岩活動の起源にせまるデータを取得できたと考えている。3インターリッジ関係の会議および、関連シンポジウム、学会への研究者の派遣、外国人研究者の招へいを通じて、計画立案作業を行った。とくに大きな成果としては、日仏英、3国共同の南西インド洋観測航海を来年度実現できる見通しをつけたことである。本航海は、仏観測船マリオンデフュレ-ヌ号を使用して、1997年10月に実施される予定である。平成9年10月1日より同11月3日まで、フランス極地科学技術研究所の観測船マリオンデュフレース号(4500トン)を使用して、南西インド洋中央海嶺の観測を実施した。インターリッジジャパン事務局が主導して実現した本航海は、日本、フランス、英国3国共同で費用を分担して、インターリッジ計画の一環として行れ、FUJI(French-UK-Japan InterRidge cruise)と命名された。このような共同研究航海は、国際協力が進んでいるインターリッジ計画でも始めてのことであり、国際的に高く評価されている。FUJI航海の分担金は、科研費気基盤Aより支出されたが、FUJI航海および同海域で行われた関連する3航海(岩石採集2航海および海底地震計回収1航海)に乗船した日本人研究者の旅費、および10台の海底地震計と船上三成分磁力計の輸送費は、本研究から支出し、それらが本年度の支出の大きな部分を占めた。本年度はこのほかに、国際深海掘削計画へも積極的に参加した。FUJI航海には、英国の深海曳航式大型サイドスキャンソナーTOBIシステムが搭載され、海嶺軸周辺の詳細な海底イメージデータを取得した。この他にも、海上地球物理観測や、深海曳航方式の地球化学観測、海底地震計による地殻構造や地震活動の観測を実施した。この結果,超低速拡大海嶺の以下のような特異な活動が始めて明らかになった。(1)海嶺軸に沿ったマグマ活動の変動が極端に大きい。火山活動が見られない海嶺セグメントも発見された。(2)低角の正断層(デタッチメンノ断層)などの断層運動や非対称拡大が発達している。以上の成果は、英文航海報告(全86ページ)にまとめられるとともに、1997年12月の米国地球物理學連合秋期大会において発表された。今年度は、7つの観測航海への研究者と機器の派遣を実施した。また、複数の学会、研究集会、インターリッジ運営委員会、航海後検討会議に研究者を派遣し、研究成果の発表と研究計画の立案、研究成果の討議を行った。観測航海は、大西洋中央海嶺2航海(海洋科学技術センター「よこすか」
凝固第XIII因子Aサブユニット遺伝子多型の臨床応用ならびにその欠損家系の遺伝子解析

凝固第XIII因子Aサブユニット(FXIIIA)のcDNAを用いsouthern blotで正常人95例のRFLP解析を各種制限酵素で行い、現在までに報告されているHind III,Bam HIおよびTaq I部位に加えて2ヵ所のPvuII部位を同定した。これは、Intron Dに存在する7.6kbと7.0kbbandならびにIntron Iに存在する6.4kbと6.0kbbandである。それぞれのallele frequencyは0.66/0.34および0.46/0.56であった。このRFLPを利用してFXIIIA欠損家系の保因者診断が可能であり、また同種骨髄移植後の生着確認にも利用可能である。次に、FXIIIA欠損症2家系の遺伝子解析を施行した。2例とも血族結婚を有し、FXIIIA抗原活性ともに測定感度以下の欠損症である。患者単球からRNAを抽出し、FXIIIAcDNAをprobeとしてNorthern blotを施行した結果、正常および単球系白血病細胞株U937からのFXIIIAmRNAと同長のmRNAを発現していることが判明した。また、FXIIIA遺伝子のExon2-15をPCR法で増幅した結果、それぞれのExonも正常と同長の産物が得られた。よって、2例のFXIIIA欠損症の異常遺伝子はpoint mutationや数塩基までのdeletion/insertionであることが推測された。患者mRNAをRT-PCR法で、またそれぞれのExonをPCR法で増幅してPlasmid vectorPUC19に組み込み塩基配列を決定した。症例1では、cDNA番号212および213の、遺伝子ではExonIIIの5'未端のAG2塩基欠損がみられ、このため、frameshiftをきたし6塩基下流でTAAのstop codonが形成されFXIIIA欠損症を発症していることが解明された。同家系の遺伝子解析において患者第一子のheterozygosityが証明された。症例2では、cDNA番号866G→A(Exon IV)がみられアミノ酸では260Arg→His置換がみられた。この置換は、新しく形成された制限酵素NlaIII部位の検討から正常人では見られず、FXIIIA欠損症と関連があるものと思われるが、このような一アミノ酸置換が蛋白の欠損を来す機序については不明であり今後の解明が待たれる。CDNAプロープを用いて,正常日本人95例の凝固XIII因子Aサブユニット(FXIIIA)遺伝子のRFLP解析を行い,制限酵素PvuIIで新しいRFLPバンドを発見した。これは,イントロンDに存在する7.6kbと7.0kbのRFLPバンドおよびイントロンIに存在する6.4kbと6.0kbのRFLPバンドであり,それぞれのallele fregencyは,0.66/0.34および0.46/0.56であった。これを用いてFXIIIA欠損家系の保因者診断が可能であった。また,骨髄移植後の生着確認にも利用可能であり現在症例を集積中である。次にFXIIIA欠損症(Aサブユニット抗原および活性とも血液中濃度測定感度以下)の家系において異常遺伝子解析を施行した。

患者単球からのFXIIIAmRNAサイズは,正常者単球および細胞核U937からのmRNAとほぼ同大であり,またサザーンブロットでも患者白血球DNAで,FXIIIA遺伝子に大きな欠失や付加はみられなかった。リバトラPCR法で患者単球FXIIIAmRNAを4つの断片にわけて増幅し,塩基配列を検討したところ,mRNA210-213のAGAG4塩基のうちAGが欠損していた。また遺伝子では,イントロンBとエクソンIIIの境界部のAGAG4塩基のうちAG2塩基が欠損して,残りのAGがイントロンBのsplice accepforとなり,結果としてエクソンIIIの5 ́末端の2塩基AGの欠失と判明した。このmRNA212Aおよび213Gの欠失により6塩基下流にTAAのstop codonが生じ成熟蛋白が合成できなくなったと考えられた。患者の子供2人においてこのAG欠失がヘテロ接合体であることが証明された。このFXIIIA欠損症の遺伝子解析は世界で初めての発表である。ヒト凝固第XIII因子Aサブユニット(FXIIIA)のcDNAを用いたサザンブロッドで、正常人95例のRFLP解析を行い制限酵素PvuIIで2箇所のRFLP部位を発見した。これはイントロンDに存在する7.6kbと7.0kbバンドおよびイントロンIに存在する6.4kbと6.0kbバンドであり、allele frequencyはそれぞれ0.66/0.34及び0.46/0.56であった。このRFLPを用いてFXIIIA欠損家系の保因者診断が可能である。また、骨髄移植後の生着確認にも利用可能であった。昨年のFXIIIA欠損家系に加えて、他欠損症一例の遺伝子解析を施行した。2例目もFXIIIA抗原活性とも測定感度以下であり、一例目と同様の欠損症である。患者単球からのFXIIIA mRNAの大きさはノザンブロットで正常と同じ長さであった。FXIIIA遺伝子の各エクソンをPCR法で増幅しagarose gelでその大きさを比較しても正常遺伝子との差はなかった。以上より、この欠損症も一例目と同様point mutationや数塩基までのdeletion/insertionなどのminor changeが予測された。そこで単球からのFXIIIA mRNAを4つの断片に分けてRT-PCR法で増幅し、この断片をプラスミドPUC19に組み込み塩基配列を決定した。また、PCR法で増幅した各エクソンの塩基配列決定を施行した。その結果、エクソン6のcDNA番号866G→A置換がみられ、アミノ酸では260Arg→His置換となる。この置換がRFLPではないことを証明するため、G→Aにより新しくできる制限酵素部位NlaIIIを用いて正常50例(100allele)のエクソン6PCR増幅断片を検索したが、患者でのみ切断されRFLPは否定された。よって、この置換がFXIIIA欠損症と関連した遺伝子異常であることが示咳された。今後、この異常遺伝子を哺乳類細胞に発現させて、一アミノ酸置換がなぜ欠損症を発症するのか解明する予定である。
平均曲率型フローに現れる特異点の幾何構造の解明

本研究の研究目的を達成するため,研究代表者と宮岡先生及び中国側のオーガナイザー等は平成30年9月6日から12日まで第4回日中幾何学研究集会を主催した。さらに研究代表者と研究分担者等は平成30年11月3日から6日まで福岡大学微分幾何学研究集会を主催し,微分幾何に関する研究打ち合わせ及び情報収集を行った。平均曲率型のフローに現れる特異点に関する幾何構造を解明するため,研究代表者は南開大学のZhang Weiping教授と復旦大学のDing Qing教授等を招聘し,平成31年3月24日から29日まで微分幾何学セミナーを主催した。1.研究代表者と研究協力者Wei Guoxin教授と共同で4次元ユークリッド空間内の第2基本形式の長さが一定となる2次元完備ラグランジュセルフ-シュリンカーの分類研究を行い、大きな進展を得た。さらに,単位球面内の平均曲率が一定でコンパクトな超曲面上のJacobi作用素の第1固有値の評価研究について,新しい試験函数を見つけて,最適な評価を得た。2.研究分担者山田は3次元ユークリッド空間の楕円面は双等温構造をもつことが知られており,クリストッフェル双対が存在する。とくに楕円面の三軸が等しくなるような極限をとるとクリストッフェル双対はシャークタワーと呼ばれる極小曲面になる。この問題のミンコフスキー版を考察し,二次曲面の双対として得られる極大曲面を表示した。3.研究分担者塩谷は体積が有限で断面曲率が有界かつ負であるような完備リーマンのエンドにどのような多様体が現れるか?という問題を考えた。特に次元が4のときは,エンドはグラフ多様体または可解多様体であることが知られている。我々は任意の非正断面曲率を持つグラフ多様体がエンドに現れることを証明した。4.研究分担者納谷はラプラシアンの第1固有値を最大化する閉曲面上の計量を決定する問題を研究した。本研究では研究課題の研究計画に沿って部分多様体の部分幾何学に関する研究方法と広義最大値原理を用いて,平均曲率型のフローに現れる特異点に関する幾何構造に関する研究を順調に推進している。特に,体積保存平均曲率フローのコンパクトで埋め込みλ-超曲面を構成し,平均曲率フローの完備ラグランジュセルフ-シュリンカーの分類研究を行い,大きな進展を得た。単位球面内の平均曲率が一定でコンパクトな超曲面上のJacobi作用素の第1固有値の評価研究について,新しい試験函数を見つけて,最適な評価を得た。ローレンツ多様体の超曲面上の光的な点において誘導計量の行列式が臨界点をもつならば,退化点集合は光的測地線を含むことを示した。さらに,任意の非正断面曲率を持つグラフ多様体がエンドに現れることを証明した。種数2の閉リーマン面上のラプラシアンの第1固有値が最大となる計量に関する研究も順調に進展している。平成31年度の研究体制は平成30年度の体制と同様である。本研究課題の研究計画に沿って,平成30年度まで確立した基本的な研究手法を踏まえて,新しい研究方法を発案する。それを用いて,これまでの研究成果に基づき、さらなる研究を行い、研究代表者と研究分担者は国際研究集会と国内研究集会及びシンポジウムに参加・講演を通じて多方面の研究者と交流することを目指す。研究進展具合を踏まえながら、次のような計画を考えている。ユークリッド空間内の平均曲率フローの完備セルフ-シュリンカーに関する研究を行う。特に、ユークリッド空間内の第2基本形式の長さが一定となる完備ラグランジュ・セルフ-シュリンカーを完全に分類する。漸近円錐エンドをもつ完備セルフ-シュリンカーの一意性を研究する。さらに,重み付き体積を保つ平均曲率フロー型の完備λ-超曲面に関する研究及び平均曲率フローのセルフ-シュリンカーに関する研究を行い、完備セルフ-シュリンカーに関する定理を完備λ-超曲面に拡張する。閉リーマン面上でラプラシアンの第1固有値に関する研究,ワイエルストラス・データをもつローレンツ・ミンコフスキー時空の極大曲面に関する研究を推進する。球面内のコンパクト極小超曲面に関するS.S.Chernの予想に関する研究も行う。本研究の目的を達成するために最大限に努力する。本研究課題の研究目的を達成するために、研究代表者と研究分担者は平成28年11月3日から11月6日まで福岡大学微分幾何学研究集会:Geometry and Analysisを主催し、微分幾何学の情報収集を行った。さらに、平均曲率型フローに現れる特異点に関する幾何構造を究明するために、プリンストン大学Tian Gang教授、南開大学Zhang Weiping教授、清華大学Li Haizhong教授、北京大学Liu Xiaobo教授と東京大学二木昭人教授、京都大学山口孝男教授などを招聘し、平成29年3月23日から3月27日まで第7回国際微分幾何学ワークショップを開催し、平均曲率型フローおよび部分多様体の幾何学とリーマン多様体の幾何学に関する研究打ち合わせを行った。1.研究代表者と研究協力者Wei Guoxin教授と共同でコンパクトで埋め込みλ-超曲面の構成を研究し、重要な進展を得た。さらに、完備λ-超曲面のrigidity定理を得た。2次元完備セルフーシュリンカーの分類研究を行い、第2基本形式の長さが一定の条件のもとで、完全な分類を与えた。

2.研究分担者山田らは3次元ローレンツミンコフスキー空間の空間的極大曲面で,時間的極小曲面への解析的接続をもつクラスを定義し、これらの曲面がproperly immersedな曲面になること、ある仮定のもと自己交叉を持たず、平面上のentire graphとなることを示した。3次元ユークリッド空間の閉波面に対するガウス・ボンネの定理を、高次元の閉波面に対して、「ガウス写像の写像度」の立場から高次元化した。3.納谷はランダム群のヒルベルト空間へのアフィン作用に対する固定点定理を得た。4.塩谷は測度距離空間においてGromovが定義したオブザーバブル直径とCheegerの等周定数の関係を調べ,ある種の最適な不等式を得た。本研究課題の研究計画に沿って、部分多様体の微分幾何学に関する研究手法と最大値原理を用いて、平均曲率型フローに現れる特異点に関する幾何構造の研究を順調に進んでいる。特に、平均曲率フローの完備セルフーシュリンカーの分類研究、コンパクトで埋め込みλ-超曲面の構成の研究、3次元ローレンツミンコフスキー空間の空間的極大曲面、時間的極小曲面への解析的接続をもつクラスに関する研究および測度距離空間においてGromovが定義したオブザーバブル直径とCheegerの等周定数の関係について、非常に重要な進展を得た。本研究の研究目的を達成するため,研究代表者と宮岡先生等は平成29年9月5日から11日まで第3回日中幾何学研究集会を主催した。さらに研究代表者と研究分担者等は平成29年11月3日から6日まで福岡大学微分幾何学研究集会を主催し,微分幾何に関する研究打ち合わせ及び情報収集を行った。平均曲率型のフローに現れる特異点に関する幾何構造を解明するため,研究代表者は南開大学のFeng Huitao教授と復旦大学のFu Jixiang教授等を招聘し,平成30年3月25日から30日まで微分幾何学セミナーを主催した。1.研究代表者と研究協力者Wei Guoxin教授と共同でコンパクトで埋め込みλ-超曲面を構成することができた。さらに, 4次元ユークリッド空間内の第2基本形式の長さが一定となる2次元完備ラグランジュセルフ-シュリンカーの分類研究について進展を得た。2.研究分担者山田はユークリッド空間の極小曲面であるJorge-Meeks曲面と同じワイエルストラス・データをもつローレンツ・ミンコフスキー時空の極大曲面は,折り目特異点をもつが,それを越えて時間的極小曲面に解析的に延長される。この延長(の極大なもの)はローレンツ・ミンコフスキー時空に固有に埋め込まれた曲面になることを示した。3.研究分担者塩谷はisoperimetric profileの比較条件の元で,空間の大きさを測る量であるオブザーバブル分散の比較を得た。さらにそれが最大であるときに,ある種の剛性定理を証明した。これはChengの最大直径定理およびCheeger-Gromollの分割定理の一種になっている。4.研究分担者納谷はBolza曲面とよばれる種数2の閉リーマン面上のある特異計量が,面積一定という条件下でラプラシアンの第1固有値を最大化するという予想を肯定的に解決した。本研究では研究課題の研究計画に沿って部分多様体の部分幾何学に関する研究方法と広義最大値原理を用いて,平均曲率型のフローに現れる特異点に関する幾何構造に関する研究を順調に推進している。特に,体積保存平均曲率フローのコンパクトで埋め込みλ-超曲面の構成を完成した。
中心体複製異常を指標とした新しい膀胱癌の診断治療方針決定システムの確立をめざして

【目的】本研究の目的は(1)膀胱洗浄液細胞診検体を用いた中心体複製異常検索による膀胱癌予後診断の可能性を探ること、(2)array-CGH法を用いたゲノム網羅的解析により中心体複製異常症例に特異的なゲノム変異を検索同定すること、(3)中心体複製異常とtaxane系抗癌剤感受性との関連を明らかにすることである。【対象、方法、結果】(1)ヒト筋層非浸潤性膀胱癌検体85例を用いた検討では中心体過剰複製は50例(59%)、腫瘍進展は15例(18%)に認められ、多変量解析にて腫瘍進展の唯一の独立予後予測因子(p=0.0098)であった。膀胱洗浄液を用いた検討では生検検体との一致率は95%であり、膀胱洗浄液検体をもちいて同複製異常を同定しうることが示唆された。(2)array-CGHによるゲノム変異検索では中心体過剰複製症例は非過剰複製症例より、有意にゲノムコピー数異常の総和、染色体不安定性が高く、特に5p15.2gain、20p12.2gain、2q37.3loss、8p22loss、17p12lossを多く認めた。(3)膀胱癌継代培養細胞株6株を用いた検討では中心体正常株2株はすべてpaclitaxelに対する感受性を認めたが、異常株4株中3株は抵抗株であった。【結論】膀胱癌における中心体複製異常は尿路上皮癌の分子生物学的biomarkerとなる可能性が示唆された。さらにtaxane系抗癌剤耐性克服への応用が期待された。本研究の目的は中心体複製異常症例に特異的なゲノム変異を認めた領域遺伝子の欠失増幅をFISH法をもちいたヒト膀胱癌臨床検体にて確認し、真に中心体複製異常と関連のある遺伝子を同定すること、ヒト継代膀胱癌細胞株をもちいて、taxane系抗癌剤に対する感受性を検討し、複製異常株と非複製異常株との比較することにより中心体複製異常とtaxane系抗癌剤感受性との関連を明らかにし、臨床の現場におけるテーラーメード医療の実践に役立てることである。現在array CGH法を用いた臨床検体32検体の検討で中心体複製異常関連ゲノム一次構造異常の解析をおこなっている。また中心体複製異常をテーラーメード医療の実践に役立てるべく臨床検体30例の膀胱洗浄液を用いた中心体複製異常の検討を行い、臨床の予後との解析を行った。その結果中心体複製異常は膀胱癌病期とともに腫瘍進展を予測する独立予後因子であることが証明され、その結果を第102回米国泌尿器科学会および第96回日本泌尿器科学会総会で発表した。平成20年度は膀胱癌臨床症例の集積(100例)を行い、予後(とくに腫瘍進展)との関連を検討した。その結果を第24回欧州泌尿器科会議(EAU)にて発表した。また中心体複製異常株をもちいて、複製異常と染色体コピー数との関連を検討し、9番染色体は複製異常との関連があるものの他のコピー数異常と比較して、関連が弱いこと、7番および17番染色体コピー数は中心体複製異常との関連が強く、しかも偶数のコピー数が多いことよりcytokinesis failure (細胞質分離異常)によりコピー数増加していることが示唆された。

本研究結果をCancer Genetics and Cytogeneticsに投稿受理され、掲載予定である。また中心体複製異常に関連するゲノム変異をarray CGH法にて検討した結果、9個のゲノム領域増幅と51個のゲノム領域欠失を認めた。今後これらの領域上の遺伝子を検索し、責任遺伝子を絞り込む予定であす。本研究の目的は中心体複製異常症例に特異的なゲノム変異を認めた領域遺伝子の欠失増幅をFISH法をもちいたヒト膀胱癌臨床検体にて確認し、真に中心体複製異常と関連のある遺伝子を同定すること、ヒト継代膀胱癌細胞株をもちいて、taxane系抗癌剤に対する感受性を検討し、複製異常株と非複製異常株との比較することにより中心体複製異常とtaxane系抗癌剤感受性との関連を明らかにし、臨床の現場におけるテーラーメード医療の実践に役立てることである。また膀胱癌臨床検体において洗浄細胞診検体とタッチ生検検体を用いて中心体複製異常と予後(とくに腫瘍進展)との関連を検討し、いずれの検体をもちいた場合でも中心体複製異常は腫瘍進展を予測する独立予後予測因子であることを明らかにし、H21年日本泌尿器科学会総会および癌治療学会総会にて発表した。さらに5-ALA(5ーアミノレブリン酸)を用いた膀胱癌PDD(光力学診断)にて偽陽性と診断された赤色蛍光部位に9番染色体不安定性があることを報告(Matsuyama, H.Oncology.76 : 118-25,2009)したが、赤色蛍光部位における9番染色体不安定性は中心体複製異常とは関連がなかった。この結果は先に報告した中心体数と9番染色体数と有意の相関性がなかった結果と一致しており、膀胱癌発生および再発進展に関して中心体複製異常を介した染色体不安定性を介する経路と9番染色体コピー数異常を介する経路(Kawauchi, S.Hum Pathol. 40 : 1783-9, 2009)が独立して存在する可能性が示唆された。また中心体複製異常とTaxaane系抗癌剤感受性との関連では6つの膀胱癌継代培養細胞株(中心体複製異常株:4、正常株:2)を用いて検討した結果、正常株2株はすべてpaclitaxelに対する感受性を認めたが、異常株のうち3株は抵抗株であった。今後taxane系抗ガン剤を用いた抗がん化学療法施行例の効果と中心体複製異常との関連性を検討し、治療予測への応用を検討予定
弾性方程式族の逆問題研究

生体組織の粘弾性率を非侵襲的に測定するelastographyのデータ解析とそれに関連する放物型方程式に対するLSM(linear sampling method)及び異常拡散方程式に対するCarleman評価について研究し、十分な成果を挙げた。この数年間研究を行ってきた深さ方向に非均質な残留応力を持つ半無限弾性体に対するRayleigh波の速度分散公式を完成した。通常の橋やビルの構造物の基本ユニットであるコンクリート・鉄接合梁のコネクターの損傷同定問題に対する逆解析手法を与えた。本研究は、弾性方程式族の逆問題とそれに必要な弾性方程式族の解の構造について研究することが研究目的である。研究実施計画では、(i)MRE(magnetic resonance elastography)のデータ解析と粘弾性方程式の解の構造の研究、(ii)光トモグラフィーの研究、(iii)弾性波の散乱の逆問題の研究を計画した。(i)次のa)とb)の研究成果をあげた。a)粘弾性方程式の解の時間指数減衰混合型境界条件と区分的に滑らかな係数をもつ粘弾性方程式の初期値境界値問題に対して、境界データ以外は全てゼロとし、境界データの時間に関する台が有界ならば、解は時間的に指数減衰することを示した。ここで、粘弾性はMaxwell型やZener型を含む一般の微分積分型の粘弾性であり、境界はコンパクトとし、係数の不連続性は境界に到達しないものとする。生体の粘弾性率同定をMREにより行う場合のモデル方程式は、近似的に非圧縮定常粘弾性方程式である。これが修正ストークス方程式で近似出来ることを示した。また、この方程式の解から係数を同定する逆問題の安定性について、粘弾性が等方的な場合に考えた。解の勾配のvanishing orderの上からの評価、解析的集合に対するL-regular stratificationと解の球面調和関数による近似展開とを用いた解のcriticalsetのサイズ評価、coarea formula等を総動員して、係数同定逆問題の安定性が得られるとの確証を得た。(ii)光トモグラフィーについてdynamical probe methodを適用して、未知介在物形状とその中の吸収係数の同定を試みた。未知介在物の形状同定はうまくいったが、吸収係数の同定は未だ解決出来ていない。(iii)については、(i)、(ii)の研究に時間がかかってしまい研究することが出来なかった。H23年度交付申請に記載した以下の(i)(iv)の研究テーマについて行い、それぞれについて以下の様な研究成果を挙げた。研究テーマ(i)連続層状非等方弾性媒質の媒質係数の同定(研究分担者田沼氏との共同研究)研究成果:非均質性が深さ方向にのみ依存するような半無限非等方弾性体のレーリー波の速度の分散公式を導出した。これは残留応力・繊維組織の非破壊検査に有効である。(プレプリント有)研究テーマ(ii)弾性体の角でのレーリー波の反射・屈折係数の導出(研究分担者川下氏との共同研究)研究成果:当該研究テーマ研究は、レーリー波を用いた非破壊検査に関する未解決重要問題の一つである。この研究に不可欠な2次元角領域における外向きグリーン関数の構成法について研究した。研究テーマ(iii)多次元非線形波動方程式の係数同定逆問題(研究分担者渡邊氏と海外研究協力者Jishan Fan氏との共同研究)研究成果:未知関数の空間勾配にのみ依存するような発散型の非線形性をもつ多次元非線形波動方程式について、その非線形性のテーラー係数を、境界における有限回の計測で求めた。この研究は所謂高次の弾性係数の同定に係る問題である。(ドラフト有)研究テーマ(iv)MRE (magnetic resonance elastography)のデータ解析(研究分担者本多氏と海外研究協力者Yu Jiang氏、Ching-Lung Lin氏との共同研究)研究成果:人体内部の仮想的触診を可能とするMREのデータ解析について、次の3つの研究成果を挙げた。・連続wavelet変換を用いたMREのデータ解析を行い、局所的に波動ベクトル、粘性ベクトルを求めた。(学会発表、プレプリント有)・正則化最小二乗法による生体粘弾性率同定法をあたえた。(論文を投稿済み)・MREデータ解析に用いられる偏微分方程式モデルについて、その係数が区分的に解析である場合に、解を用いた係数同定のヘルダー安定性を示した。(ドラフト有)本研究の目的は、弾性方程式族の逆問題解決に必要な解析と数値計算手法の研究である。平成24年度は、(i)MREのエラストグラムへの応用を意図して粘弾性方程式に関連する逆問題と(ii)断層同定逆問題について研究した。(ii)については、ヒルベルト一意性法を試みたが、断層の等価外力項のような強い特異性を扱う事は出来なかった。しかし新しいアイデアを得ることは出来た。(ii)のエラストグラムとは、MREの計測データをそのモデル方程式である定常等方粘弾性方程式の解と見て、この方程式の弾性係数と粘性係数の同定する問題である。

この方程式が単独方程式に帰着出来、その係数が連続微分可能かつ区分的に解析的、そしてある種の条件を満たす場合に、同定の局所的ヘルダー安定性を示した。もしも粘性係数が既知ならば、このある種の条件は満たされ、弾性係数同定に関する局所的ヘルダー安定性のみならず大域的一意性が従う。更に副産物として、弾性係数同定の不完全ニュートン法の収束性が従う。また、MREの計測データを方程式の解としてモデリングすることなく、FBI変換(連続wavelet変換の一つ)を用いて、MREの診断対象物の弾性係数と粘性係数を定性的に推定する方法を与えた。即ち、MREの計測データは、診断対象物中の粘弾性波の変位ベクトルの各点pの近傍における単純波の線形一次結合と見て、これらの関数の一次結合係数の絶対値(即ち振幅)が最大となる位相関数を求める方法である。ここで単純波は、exp[iω(-iα+β)・(x-p)]の形をしたxの関数であり、ωは角振動数、α, βは波動ベクトル、減衰ベクトルに相当し、iは虚数単位、「・」は実内積を表す。関連研究としては、熱方程式のlinear sampling法、異常拡散方程式の解のCarleman評価について研究し、粘弾性方程式の逆問題への応用についての知見を得た。研究成果を論文として投稿するまで至っていないが、当初の計画記載の研究テーマのかなりの部分について研究成果が得られたため。24年度が最終年度であるため、記入しない。今後の研究の推進方策は、得られた研究成果を論文としてまとめ学術誌に投稿すること及び当初の計画記載の研究テーマで研究成果の上がっていないものについて、引き続き研究を行い研究成果を挙げることである。
新規澱粉性食品開発のための各種澱粉の物性制御と口腔内感覚に関する研究

植物起源が異なる澱粉の理化学的性質と糊液のレオロジー的性質を明らかにするために、以下の項目について実験を行った。1.澱粉の特性構成因子の抽出と澱粉の相互関係の検討理化学的特性値およびレオロジー特性値をパラメーターとして、多変量解析を行い、植物起源の異なる各種澱粉の特性を構成する因子を抽出し、その抽出因子により澱粉の相互関係を検討した。主成分分析を行った結果、澱粉の特性を構成する因子を統計的に抽出して同一軸上にマッピングし、各澱粉間の相関関係を新たに把握することができ、3次元表示で各澱粉の相互関係を整理することができた。このことは、さらに他の特性値を検討し、多くのパラメーターを用いて解析することにより、経験的に把握してきた各澱粉の特性を、理論的に体系づけられる新たな方法を提示した。2.口腔内感覚に関する評価食品を食べるときの一連の行動の中で、食品のどのような側面を知覚しているのかを解析する目的で、知覚プロセスを考慮したおいしさの総合評価をおこなった。食品を摂取する一連の行動で感知される特性を抽出し91項目に整頓分類した。そのキーワードを用いて官能特性の評価項目を設定した。得られた評点より主成分分析を行い、主成分の意味づけを行った。さらに変数増加型重回帰分析を行ったところ、総合的なおいしさに対する評価は、外観・手で捉えた触覚からの情報の寄与は20%程度で、口腔内で知覚された情報の寄与は80%であり、ヒトの感覚評価に影響を与えるのは、口腔内感覚であることが明らかになった。1.10種の澱粉の理化学的性質と糊液のレオロジー的性質(1)澱粉粒の性状と分子特性:粒径、アミロース含量、HPAEC法によるアミロペクチンの鎖長分布を測定し、さらに多角度光散乱検出器による慣性半径の測定を行なった。(2)糊化特性:膨潤力・溶解率、アミログラフイによる糊化・粘度挙動、不差操作熱測定(DSC)による熱測定を行なった。(3)糊液の粘弾性:糊液の動的粘弾性および静的粘弾性を測定し、各澱粉糊液の粘弾性特性値を算出した。2.澱粉の特性構成因子の抽出と澱粉の相互関係の検討1)で得られた理化学的特性値およびレオロジー特性値をパラメーターとして、多変量解析を行い、植物起源の異なる各種澱粉の特性を構成する因子を抽出し、その抽出因子により澱粉の相互関係を検討した。主成分分析を行った結果、澱粉の特性を構成する因子を統計的に抽出して同一軸上にマッピングし、各澱粉間の相関関係を新たに把握することができた。得られた因子を用いて各澱粉を布置して比較すると、寄与率の多い因子では、鈴木の提唱した澱粉尺に近似した分布であった。さらに澱粉間の関係を検討した結果、特性が近似していると考えられるジヤガイモとカタクリおよび食用カンナ澱粉、他の根茎澱粉、種実・幹澱粉、特異な性質を示すキャッサバ澱粉に大別され、3次元表示で各澱粉の相互関係を整理することができた。植物起源が異なる澱粉の理化学的性質と澱液のレオロジー的性質を明らかにするために、以下の項目について実験を行った。

1.澱粉の特性構成因子の抽出と澱粉の相互関係の検討理化学的特性値およびレオロジー特性値をパラメーターとして、多変量解析を行い、植物起源の異なる各種澱粉の特性を構成する因子を抽出し、その抽出因子により澱粉の相互関係を検討した。主成分分析を行った結果、澱粉の特性を構成する因子を統計的に抽出して同一軸上にマッピングし、各澱粉間の相関関係を新たに把握することができ、3次元表示で各澱粉の相互関係を整理することができた。このことは、さらに他の特性値を検討し、多くのパラメーターを用いて解析することにより、経験的に把握してきた各澱粉の特性を、理論的に体系づけられる新たな方法を提示した。2.口腔内感覚に関する評価食品を食べるときの一連の行動の中で、食品のどのような側面を知覚しているのかを解析する目的で、知覚プロセスを考慮したおいしさの総合評価をおこなった。食品を摂取する一連の行動で感知される特性を抽出し91項目に整頓分類した。そのキーワードを用いて官能特性の評価項目を設定した。得られた評点より主成分分析を行い、主成分の意味づけを行った。さらに変数増加型重回帰分析を行ったところ、総合的なおいしさに対する評価は、外観・手で捉えた触覚からの情報の寄与は20%程度で、口腔内で知覚された情報の寄与は80%であり、ヒトの感覚評価に影響を与えるのは、口腔内感覚であることが明らかになった。
魚臭症候群の原因の解明と遺伝子治療を目指して

フラビン含有モノオキシゲナーゼ(FMO)のノックアウトマウスの作製のため、マウスの遺伝子より、遺伝子ライブラリーのスクリーニングあるいは、ロングディスタンスPCRを行って、FMO1、FMO3およびFMO5の遺伝子を単離した。このうち、ヒトにおいてはFMO3が魚臭症候群の原因となる物質、トリメチルアミンの酸化的代謝反応に主要にかかわり、本酵素活性の遺伝的な欠損が魚臭症候群の原因である可能性が提唱されているため、本年度はFMO3遺伝子に焦点を絞り、FMO3遺伝子をノックアウトするためのターゲッティングベクターの構築を行った。FMOの場合、第2エクソンにコードされている領域に酵素活性発現のために必須なFADの結合ドメインを含んでいるため、第2エクソンをつぶすことによりFMO活性を完全に欠失させることができると考えられる。そこで、FMO3遺伝子の第2エクソンの部分に、翻訳領域をつぶし同時に発現を調べることができるようにLacZ遺伝子をノックインした。また、ポジティブ選別のためにneo耐性遺伝子をLacZの下流に連結した。これらはLacZ遺伝子のATG周りの塩基配列をPCRで改変し、インフレームで挿入されるように設計した。最終的にネガティブ選別のためにジフテリア毒素Aフラグメント(DT-A)遺伝子を組み込んでターゲッティングベクターとした。以後、マウスのES細胞に作製したターゲッティングベクターを導入し、組み換えを行って選別を行ない、相同組換え体を解析後、マウス胚に注入し、仮親の子宮に移植してキメラマウスを出産させる。
フッ化物洗口法とシーラントの併用による総合的う蝕予防管理に関する研究

本研究は、フッ化物洗口法を長期に渡り実施している集団に対し、シーラント処置を併用することで得られるう蝕予防のMaximum effectを明らかにするとともに、費用効果率の面からみた合理的なシーラント応用法を確立することを目的としている。フッ化物洗口法を4歳児から経験している新潟県西蒲原郡弥彦村立弥彦小学校の学童を対象とした。同校の16年生におけるMean DMFTは、ベースラインである1992年春の時点で0.39と極めて低いう蝕有病状態であり、う蝕の93.7%が小窩裂溝に限局していた。春・秋年2回の学校歯科検診時に、永久歯について歯面単位の視診型検診を実施し、軽度スティッキー感のあるアブノーマルな臼歯部小窩裂溝に対して、咬合指数、咬合面歯垢指数(OPI)、歯種および学年の4指標の組み合わせにより、経過観察歯およびシーラント処置対象歯を選定し、対象歯に対してシーラント処置を行った。この際、スクリーニングされた歯牙およびシーラント処置後の状態を口腔内写真機を用い記録した。また、シーラントの保持率等を数量化し、コンピュータに入力した後解析を行った。その結果、92年春には、アブノーマルな小窩裂溝として103歯面が検出され、スクリーニングにより57歯面がシーラント処置対象歯となった。また、92年秋には82歯面が検出されそのうち40歯面がシーラント処置対象歯となった。92年春に管理対象となった歯牙の6カ月後の経過を評価した結果、シーラント処置歯57歯面のうち、92年秋の時点で脱落が認められた歯面は7歯面(保持率:87.7%)であったが、そのうちう蝕に進行した症例は1例もなかった。また、経過観察歯となった46歯面のうちう蝕に進行したのは4歯面であった。今後、比較対照群として、弥彦村に隣接し4歳児からフッ化物洗口法を実施している西蒲原郡岩室村の和納小学校を選定し、同校学童において、シーラント処置を行わない状態でのアブノーマルな小窩裂溝の経過を調査していく予定である。
周術期における循環変動を伴わない心筋虚血と血管内皮機能

副交感神経の過緊張が冠動脈攣縮の発生に関与する可能性について基礎及び臨床研究を行った。基礎実験:術中冠動脈スパズムの発生原因の一つとして交感神経・副交感神経緊張度の不均衡が言われている。しかしながら副交感神経の過緊張だけでは冠血管の拡張作用しかこれまで示されていない。今回我々は冠動脈血管壁の緊張度の上昇がAch負荷テストにおける冠血管反応に対する影響を調べた。【方法】雑種成犬6匹を対象とした。完全AVブロック作成後右心室ペーシングにより心拍数(平均123bpm)を、平均体血圧(84mmHg)は加圧貯血バックにより実験中一定に保ち、右大腿動脈-左前下行枝バイパスを作成した。冠血管壁緊張度を上昇させるためにエンドセリン(ET-1)を直接バイパス内に投与(30%冠血流低下を目標)し、その前後においてAch投与(0.01-10μg)を行い冠血流量反応を測定した。【結果】Ach負荷により容量依存性に最大冠血流量は増加した(p<0.01)。ET-1投与下においてのみ、Ach投与による冠血流増加後、投与前値よりも低下した(p<0.01)。【結語】冠血管緊張度が副交感神経過緊張による冠動脈スパズム発生に関与する事を示唆する。臨床研究:虚血性心疾患患者において副交感神経を刺激するコリンエステラーゼ阻害薬であるエドロフォニウム(Edr)を投与し、副交感神経の過緊張が冠攣縮を誘発し心筋虚血を発生する可能性に付いて検討を行った。【方法】冠動脈バイパス術13例を対象とした。ミダゾラム(10mg)、フェンタニル(300μg)、ベクロニウム(6mg)にて麻酔を導入した。循環動態の安定した左内胸動脈採取時に中心静脈路よりEdr(0.25mg/kg)を急速静注(1-2秒)した。Edr投与後20分間、血行動態、心電図PQ時間、ST変化を経時的に測定した。【結果】Edr投与後全例洞性徐脈をきたし、Edr投与3分後に最低値(54±10拍/分、p<0.01)を示した。PQ時間は投与1分後において延長(+28msec,p<0.01)したが、投与2分以降回復した。観察中収縮期橈骨動脈圧、肺動脈圧、中心静脈圧は変化せず、ST変化も認められなかった。【結語】Edr投与直後に副交感神経の過緊張を誘発できたが冠攣縮による心筋虚血を示唆する所見は出現しなかった。これらより副交感神経の過緊張だけでは冠攣縮を誘発するとは言い難い。