hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
新規アディポカインＢＡＦＦが非アルコール性脂肪性肝疾患の病態に及ぼす影響

本研究ではアディポカインであるB細胞活性化因子(BAFF)の脂肪性肝疾患への病態への役割について内臓脂肪組織と肝臓を中心に解析を行った。酸化ストレスにより脂肪細胞に誘導されるBAFFは内臓脂肪組織においてインスリン抵抗性を増悪させた。一方、BAFFは肝細胞の脂質代謝を調整して肝脂肪化を抑制することが明らかとなった。これらの結果から、脂肪性肝疾患の病態におけるBAFFの役割は内臓脂肪組織と肝臓で異なっていることが示唆された。メタボリック症候群の病態には脂肪組織における慢性炎症が関与し、内臓脂肪組織におけるアディポカインの産生・分泌の異常が重要な役割を果たしている。我々は、B細胞活性化因子(BAFF)が脂肪細胞から分泌され、インスリン抵抗性誘導に関与するアディポカインであることを同定した。また、昨年度までに脂肪細胞でのBAFF発現に酸化ストレスが関与していることを示した。本年度はBAFF受容体ノックアウトマウス(BAFF-R KOマウス)を用いてインスリン抵抗性および肝脂肪化への影響を解析した。高脂肪食で8-12週間飼育するとBAFF-R KOマウスではコントロールマウス(C57BL/6マウス)に比べて、B細胞数、血清IgG値が低く、内臓脂肪組織でのF4/80, CD11bなどのマクロファージマーカーの発現が低下していた。また、糖負荷試験による耐糖能、インスリン負荷によるインスリン感受性が改善していた。一方、BAFF-R KOマウスでは血清ALT値の増加がみられた。肝臓においては炎症には差がなかったが、脂肪沈着が増悪し、肝内中性脂肪量も増加した。その機序として肝臓における脂肪合成に関与するFAS, ACCの発現増強がみられた。脂肪取り込みやベータ酸化、VLDL排出や炎症に関与する遺伝子は両群で差がなかった。以上から、肥満において、BAFFは内臓脂肪組織と肝臓では異なった役割を担っていることが示唆された。メタボリック症候群の発症には肥満の脂肪組織における慢性炎症を基盤としたインスリン抵抗性が関与している。内臓脂肪蓄積状態においては,アディポサイトカインの産生・分泌が過剰あるいは過小となり,このバランスの破綻がメタボリックシンドロームの病態形成に関与する。われわれは、B細胞の生存、分化や活性化に関与するB細胞活性化因子(BAFF)が脂肪細胞から分泌される新規アディポカインであることを明らかにした。本年度はまず、高脂肪食誘導肥満マウス、および培養脂肪細胞株を用いて脂肪細胞からのBAFF産生機序を解析した。1)脂肪細胞に各種刺激を加えたところ、BAFF産生にはH2O2刺激が必要であり、この産生増加は抗酸化剤であるN-アセチルシステインの添加により抑制された。2)高脂肪食を投与したマウスでは血清BAFF濃度が上昇していた。また、血清BAFF濃度の上昇は酸化ストレスの指標であるMDAの血清濃度と相関していた。各臓器・組織のBAFF発現を調べたところ、高脂肪食誘導肥満マウスでは内臓脂肪組織においてBAFF発現および酸化ストレスマーカーである8-OHdG発現が増加した。以上から、肥満におけるBAFF産生増加に脂肪組織の酸化ストレスが関与していることが考えられた。次に、BAFFの脂肪細胞のサイトカイン産生に与える影響について培養脂肪細胞株を用いて検討した。BAFFはMCP-1, TNF-a, IL-6などのアディポカイン産生を誘導すること、アディポネクチンの産生を抑制することが明らかとなった。また、これらの変化はBAFF-R Fcの添加により抑制された。メタボリック症候群の発症・進展には肥満の内臓脂肪組織における慢性炎症を基盤としたインスリン抵抗性が関与している。我々は、B細胞活性化因子(BAFF)が脂肪組織から分泌されるアディポカインであることを同定した。さらに、BAFF-Rノックアウトマウスは高脂肪食で飼育すると野生型に比べてインスリン抵抗性が改善することを示した。これらの研究を継続する中で、予想に反して高脂肪食飼育(8-12週)下のBAFF-Rノックアウトマウスは肝脂肪化が増悪することが明らかとなった。本年度は培養肝癌細胞(Hepa1-6細胞)を用いてBAFFの肝脂肪化への直接的な影響を解析した。1初代培養肝細胞、Hepa1-6細胞にはBAFF-Rが発現していた。3Hepa1-6細胞に脂肪酸(オレイン酸)を負荷すると、肝細胞の脂肪化が誘導され、中性脂肪濃度が増加する。この培養系にBAFFを添加すると中性脂肪合成は抑制された。これらの結果から、BAFFは肝細胞の脂肪化抑制に直接的に関与することが示された。肝臓病学マウスを用いた解析はおおむね順調に進行しているが、遺伝子解析の一部が遅れている。臨床検体の収集は当初の計画通り進んでいる。培養細胞を用いた研究は順調に進行している。マウスを用いた研究もほぼ予定通り進行しており、臨床検体の収集は当初の計画以上に進展している。

肝細胞におけるBAFFの役割をin vitroで詳細に解析する予定である。また、BAFF-R KOマウスでは長期間高脂肪食で飼育したマウスの解析も行う予定である。臨床例においても血清や脂肪組織の集積は順調に行われており、バイオマーカーとしての有用性を明らかにしていく予定としている。脂肪組織におけるBAFF産生機構の分子メカニズムを解析するとともに、肝細胞に対するBAFFの影響を解析する予定としている。また、マウスモデルを用いて非アルコール性脂肪性肝疾患におけるBAFFの役割を明らかにする。現在、BAFF受容体欠損マウスを用いた検討を行っており、すでに予備的な研究成果を得ている。今後は、肝臓の脂肪化、炎症、線維化、発癌を中心に解析を行っていく予定としており、アディポカインとしての生体内での役割を明確にしていく。また、臨床においても非アルコール性脂肪性肝疾患患者の血清や内臓脂肪組織の集積は順調に行われており、バイオマーカーとしての有用性も明らかにしてく予定である。本年度は計画が順調に進行したが、予定していた肝臓における遺伝子発現の網羅的解析が間に合わずに来年度に持ち越しになった。来年度はさらに多くのマウスを用いた実験を予定している。また、肝臓における遺伝子発現の網羅的解析を行う予定であり、予定額以上の費用を要する見込みである。多数のマウスを用いて非アルコール性脂肪性肝疾患におけるBAFFの役割を明らかにするとともに、各種治療に対する影響についての解析も予定している。また、分子生物学的アプローチを用いた解析も予定しているため、研究費の多くを物品費として使用する予定である。加えて、成果を発表するための旅費にも一部使用したいと考えている。
細胞内オルガネラ形成においてのタンパク質のプロセシング

真核生物の細胞内に存在する小胞体、ミトコンドリア、リソゾームなどのオルガネラの形成機構を、それぞれのオルガネラに個有なタンパク質のオルガネラへの選択的な組込みとそれに共役しているタンパク質のプロセシングに重点を置いて研究を進めている。主要な研究成果は下記の通りである。1.小胞体についてはP-450(PB-1)のように膜結合リボソームで合成されてプロセシングを受けずに膜に組込まれるもの、エステラーゼ【E_1】のように膜結合リボソームで合成されて分泌蛋白質のようにプロセシングを受けながら小胞体に留るもの、アルデヒド脱水素酵素のように遊離リボソームで合成されて小胞体膜に組込まれるものが見出され、膜への組込み機構の多様性が明らかになった。2.ミトコンドリアへの酵素前駆体の取り込みは、前駆体のミトコンドリア表面への結合段階、前駆体が膜を通過してミトコンドリア内へ入る段階、ミトコンドリア内のプロテアーゼによる前駆体の延長ペプチドの切断の3段階に分けて研究が進めることが可能になった。第1段階については、この過程に関与する細胞質のタンパク質因子とミトコンドリア外膜中の前駆体受容タンパク質の性質が外膜への前駆体の結合、外膜の細分画、前駆体の延長ペプチドのアミノ酸配列をもつ合成ペプチドの使用など多様な方法を用いて検討されている。3.ミトコンドリア酵素前駆体の膜通過については、クローン化された前駆体のcDNAを利用して、アミノ酸配列を変えた前駆体を無細胞転写翻訳系で作る手段が有効に利用されている。前駆体の延長ペプチド中に散在している塩基性アミノ酸の重要性はこの方法によって確認された。無細胞転写翻訳系により作られる前駆体は、延長ペプチドを選択的に切断するプロテアーゼの研究にも有効に利用されており、マトリックスの可溶性プロテアーゼは100倍以上精製された。
加齢及びトレーニング後の運動負荷における水酸化ラジカルの生成とその除去能力

本研究は、8週齢ラットを対象に5週間の自由運動トレーニングが中等度(20m/min)及び高強度トレッドミル運動(35m/min)でのヒドロキシルラジカルの生成と除去、還元型(GSH)及び酸化型(GSSG)グルタチオン濃度に及ぼす影響について明らかにした。トレーニングは安静時のヒドロキシルラジカル濃度に影響を与えなかった。トレーニング群において、中等度での運動後、肝臓、心臓、脳、ヒラメ筋とヒフク筋のヒドロキシルラジカル濃度は非トレーニング群に比較し、有意に増大したが、血漿中のヒドロキシルラジカル濃度は逆に減少した。高強度運動ではトレーニング群及び非トレーニング群ともに、血漿、心臓、肝臓、脳及び骨格筋のヒドロキシルラジカル濃度は有意に増大したが、肝臓では逆に減少した。トレーニングは、安静時における心臓のGSH濃度を増大させたが、血漿中のGSH濃度を減少させた。中等度での運動後、血漿、心臓、骨格筋、脳のGSH濃度は有意に増大し、高強度の運動では血漿及び全ての組織においてGSH濃度はさらに増大した。トレーニング群において、安静時の心臓及び骨格筋のGSH/(GSH+GSSG)の比は、非トレーニング群に比較し、有意に増大した。中等度及び高強度運動群におけるこの比は非運動群に比べ有意に増大した。一方25週齢ラットにおいて、安静時及び運動後のヒドロキシルラジカル濃度とGSH濃度は8週齢ラットに比べ、有意に増大した。しかし5週間のトレーニング後、25週齢ラットの安静時ヒドロキシルラジカル濃度は8週齢ラットの値とほぼ同じレベルにまで低下した。これらの結果から、1)加齢によりヒドロキシルラジカルの生成量は増大し、2)トレッドミル運動はヒドロキシルラジカルの生成を高め、3)トレーニングはヒドロキシルラジカル除去能力を増大させることが明らかとなった。8週齢と25週齢ラットを対象に、5週間の自由運動トレーニングを行わせた後、20m/min(中等度運動)と35m/min(高強度運動)でのスピードにてトレッドミル運動を負荷し、血漿、肝臓、心臓、脳、骨格筋(ヒラメ筋とヒフク筋)の水酸化ラジカルの生成量及び還元型グルタチオン濃度を測定した。8週齢ラットにおいて、自由運動トレーニング群の安静時水酸化ラジカルレベルは非トレーニング群に比較し有意な差は認められなかった。5週目の自由運動トレーニング後、中等度運動を負荷すると、肝臓、脳、ヒラメ筋及びヒフク筋の2,3-DHBA(2,3-dihydroxybenzoic acid;水酸化ラジカルの指標)は有意に増大したが、血漿中の2,3-DHBA濃度は有意に減少した。高強度運動では血漿、肝臓、心臓及び脳の2,3-DHBA濃度は安静時の値に比較し有意に増大した。中等度運動負荷後、血漿、ヒラメ筋及びヒフク筋の還元型グルタチオン濃度は安静時群に比べ有意に増大したが、心臓、肝臓及び脳においては有意に減少した。高強度運動後、還元型グルタチオンは肝臓、心臓及び脳において有意に増大し、特に肝臓においては著しく増大した。5週間の自由運動トレーニン群において、安静時の組織及び血漿中の還元型グルタチオン濃度は非運動群に比較し有意な変化は認められなかったが、運動負荷後ではトレーニング群の血漿と骨格筋の還元型グルタチオン濃度は非トレーニング群に比較し有意に増大した。一方、25週齢ラットにおいては、安静時及び運動後の2,3-DHBAと還元型グルタチオン濃度は、8週齢ラットの値に比べ有意に高い値であったが、5週間の自由運動トレーニング後、25週齢ラットの安静時2,3-DHBA濃度は8週齢ラットのそれと同じレベルにまで低下した。これらの結果からトレーニングは水酸化ラジカル除去機能を高めることが明らかとなった。

本研究は、8週齡及び25週齡ラットを対象に5週間の自由運動トレーニングが中等度(20m/min)及び高強度トレッドミル運動(35m/min)でのヒドロキシルラジカルの生成と除去、還元型(GSH)及び酸化型(GSSG)グルタチオン濃度に及ぼす影響について明らかにした。トレーニングは安静時のヒドロキシルラジカル濃度に影響を与えなかった。トレーニング群において、中等度での運動後、肝臓、心臓、脳、ヒラメ筋とヒフク筋のヒドロキシルラジカル濃度は非トレーニング群に比較し、有意に増大したが、血漿中のヒドロキシルラジカル濃度は逆に減少した。高強度運動ではトレーニング群及び非トレーニング群ともに、血漿、心臓、肝臓、脳及び骨格筋のヒドロキシルラジカル濃度は有意に増大したが、肝臓では逆に減少した。トレーニングは、安静時における心臓のGSH濃度を増大させたが、血漿中のGSH濃度を減少させた。中等度での運動後、血漿、心臓、骨格筋、脳のGSH濃度は有意に増大し、高強度の運動では血漿及び全ての組織においてGSH濃度はさらに増大した。トレーニング群において、安静時の心臓及び骨格筋のGSH/(GSH+GSSG)比は、非トレーニング群に比較し、有意に増大した。中等度及び高強度運動群におけるこの比は非運動群に比べ有意に増大した。一方25週齡ラットにおいて、安静時及び運動後のヒドロキシルラジカル濃度とGSH濃度は8週齡ラットに比べ、有意に増大した。しかし5週間のトレーニング後、25週齡ラットの安静時ヒドロキシルラジカル濃度は8週齡ラットの値とほぼ同じレベルにまで低下した。これらの結果から、1)加齡によりヒドロキシルラジカルの生成量は増大し、2)トレッドミル運動はヒドロキシルラジカルの生成を高め、3)トレーニングはヒドロキシルラジカル除去能力を増大させることが明らかとなった。
線虫におけるシトクロムb561の分子生理機能

線虫をモデルとしてb561タンパク質の生理機能解明を行った。線虫の7種のb561ホモログの内、Cecytb-5、Cecytb-1、Cecytb-2の3種についての研究を行った。Cecytb-1は咽頭、卵巣に発現して神経伝達物質生合成と関係している事が想定された。Cecytb-5は卵巣で発現している事がわかった。我々は以前にCecytb-2が腸で発現し線虫のDcytbとしての機能を持つことを明らかにしている。メタノール資化性酵母を用いた発現系を構築し、Cecytb-1とCecytb-5タンパク質の発現と精製に初めて成功した。共にヘム結合型として調製でき、アスコルビン酸による素早い還元を示した。線虫Caenorhabditis elegansをモデル生物として用いることによりb561タンパク質の生理機能解明を目指した。線虫には7つのb561ファミリータンパク質(Cecytb-1Cecytb-7)が存在している。その中で他のファミリータンパク質とは異なり、C末端部分に余分な疎水性α-ヘリックスをもつため7回膜貫通構造をとると推定されているCecytb-5に関する研究を進めた。Cecytb-5タンパク質には2つのアイソフォーム(新規配列をCecytb-5-1、データベース登録済みのものをCecytb-5-2と命名)が存在することを明らかにしてる。まずメタノール資化性酵母Pichia pastorisに対してpPICZ-Bベクターを用いた遺伝子組換えを行い、膜中に発現させたCecytb-5-1タンパク質とCecytb-5-2タンパク質の可溶化・部分精製方法を確立した。部分精製標品について酸化・還元時の可視吸収スペクトルを測定し、タンパク質の構造的差異とAsAによる還元性という機能的差異の相関について調べた。ついでCecytb-5-2タンパク質の線虫体内における発現局在を調べるために、in situ hybridizationによりCecytb-5-2遺伝子が転写される部位を明らかにし、次にCecytb-5-2タンパク質の親水性ループ部分に結合する特異的抗ペプチド抗体を用いて免疫染色を行い、Cecytb-5-2タンパク質が発現する器官を明らかにした。また、Cecytb-5-2タンパク質の線虫体内における生理機能を調べるために、RNA干渉(RNAi)を行った。Cecytb-5-2遺伝子をもとに合成したdsRNAをSoaking法により線虫体内に導入し、Cecytb-5-2遺伝子の発現をノックダウンした線虫と、通常の線虫の表現形を比較した。線虫をモデル生物として用いる事によりcytochrome b561タンパク質の生理機能解明を目的とした研究を行っている。ゲノム解析により線虫には7種類のb561ファミリータンパク質(Cecytb-1Cecytb-7)が存在していることが分かっている。今年度は、そのアミノ酸配列から考えて、ヒトを含む高等動物の脳神経系に特異的に発現しているCGcytb561に最も類縁と考えられるCecytb-1に関しての研究を進めた。まずメタノール資化性酵母Pichia pastorisとpPICZ-Bベクターを用いた遺伝子組換体の作成により、資化性酵母の膜中に発現させたCecytb-1タンパク質の可溶化と部分精製方法を確立した。部分精製標品に対して分光学的解析を行い、神経型b561と非常によく似た性質(可視吸収スペクトル、アスコルビン酸による還元性)を示すことが分かった。続いて、Cecytb-1タンパク質の線虫体内における発現局在を調べた。まずin situ hybridizationによる遺伝子発現部位の解析を行った。その結果、adult期の卵巣において転写発現していることが判明した。さらに、親水性C末端部分に特異的に結合する抗ペプチド抗体を用いた免疫染色を行った。その結果、Cecytb-1タンパク質は咽頭、卵巣に発現していることが分かった。これらの発現部位は線虫の神経伝達物質オクトパミンの生合成を行っているTBHの発現局在と似ていることが分かった。最後にCecytb-1タンパク質の線虫体内における生理機能を調べるため、RNA干渉(RNAi)を行った。Cecytb-1遺伝子を元に合成したdsDNAをSoaking法により線虫体内に導入して遺伝子発現をノックダウンする事を試みたが、この遺伝子は抑制効果を受けにくいことが判明した。線虫をモデル生物として用いる事により、高等動物において通常6種類存在しているcytochrome b561ファミリータンパク質の生理機能および分子機構の解明を目的とした研究を行っている。線虫のゲノム解析により、線虫体内では7種類のb561ファミリータンパク質(Cecytb-1 Cecytb-7)が存在している。(その内、2種類ほどは非常に相同性が高く、同一の機能を持つものと考えられる)今年度は、そのアミノ酸配列を考慮して、ヒトを含む高等動物の腸組織に特異的に発現しているDcytbに最も類縁であると思われているCecytb-2に関しての研究を推進した。Cecytb-2については、以前に当研究室所属の三浦氏によって、線虫の腸組織に発現し、Dcytbとしての生理機能を持つことが明らかにされており、また、メタノール資化性酵母Pichia pastorisとpPICZ-bベクターを利用した大量発現系の構築と精製方法が確立されている。

今年度は、一昨年に明らかにされたシロイヌナズナのcytochrome b561のX線結晶構造の情報をもとに、Dcytbの持つ酸化鉄還元活性(ferric reductase)発現のための鉄イオン結合部位を明らかにすることを目指した。そのため、7種類の部位特異的変異体(D64S, T123H, T132Y, T132F, E199S, D207S, E215A)発現用プラスミドを作製した。このうち、鉄還元に影響が大きいと考えられるD64SとE199S変異体について、変異タンパク質を発現・精製した。精製後のD64S, E199S変異タンパク質はいずれもAsA還元によってb561に特徴的な561 nmにピークを持つ吸収スペクトルを示した。このことから、2つの変異タンパク質は正しく発現しており、ヘム結合型として精製できたことがわかった。線虫をモデルとしてb561タンパク質の生理機能解明を行った。線虫の7種のb561ホモログの内、Cecytb-5、Cecytb-1、Cecytb-2の3種についての研究を行った。Cecytb-1は咽頭、卵巣に発現して神経伝達物質生合成と関係している事が想定された。Cecytb-5は卵巣で発現している事がわかった。我々は以前にCecytb-2が腸で発現し線虫のDcytbとしての機能を持つことを明らかにしている。メタノール資化性酵母を用いた発現系を構築し、Cecytb-1とCecytb-5タンパク質の発現と精製に初めて成功した。共にヘム結合型として調製でき、アスコルビン酸による素早い還元を示した。資化性酵母を利用した異種発現系を構築する事により、線虫b561ホモログの1つであり、高等動物の脳神経系に特異的に発現しているCGcytb561に最も類縁のCecytb-1タンパク質をについて、そのヘムが結合し、アスコルビン酸からの電子受容能を保持した活性型において発現させることに成功した。さらに部分精製にも成功した。しかしRNA干渉によるCecytb-1遺伝子のノックダウンの効果がほとんど出ない。しかしこのことは線虫の神経細胞ではRNA干渉が効きにくいという傾向を考えると、Cecytb-1タンパク質の線虫神経細胞での特異的発現していると言うことをサポートしている実験結果ともいえる。生物化学これまで線虫のb561ホモログの内、Cecytb-2、Cecytb-5、そして今回のCecytb-1と行ってきている。現在のところ2つの困難がある。1つは資化性酵母を用いた異種発現系での発現効率の悪さである。2つ目はRNA干渉による遺伝子ノックダウンの程度がそれほど顕著に出ないということである。発現効率の悪さについては遺伝子多コピー株を簡便に選択する方法を開発しつつあるので、何とか打開できると考えられる。遺伝子ノックダウンについては用いているsoaking法の効率の悪さが原因とも考えられるので、injection法等の別の手法も考慮する必要がある。資化性酵母を用いた異種発現系を構築することにより、線虫b561ホモログの1つを活性を持った状態で発現・部分精製することに成功している。さらに、in situ hybridizationと免疫染色法によりその発現部位の解析を行っている。
構造損傷のセンシング技術とそのモニタリングシステムの開発

構造部材の損傷センシング用のセンサとして,センサボルトと薄膜型センサを提案・作製し,その損傷検出用のセンサとしての有効性を示した.多点・長時間のモニタリングに適した計測法として,安価で小型化が可能な発振回路を用いた測定方法を提案した.この発振回路法を用いて測定した局所ひずみの時間的平均値の変化によって,構造物の損傷で問題となる疲労損傷(き裂の発生・進展)のセンシングが可能であることを示した.また,光通信を用いてひずみ波形をワイヤレスでモニタリングできることを確認した.さらに回転体の曲げ疲労においても,ひずみの時間平均値の変化により疲労損傷を検出できることを示した.構造部材の損傷センシング用のセンサとして,センサボルトと薄膜型センサを提案・作製し,その損傷検出用のセンサとしての有効性を示した.多点・長時間のモニタリングに適した計測法として,安価で小型化が可能な発振回路を用いた測定方法を提案した.この発振回路法を用いて測定した局所ひずみの時間的平均値の変化によって,構造物の損傷で問題となる疲労損傷(き裂の発生・進展)のセンシングが可能であることを示した.また,光通信を用いてひずみ波形をワイヤレスでモニタリングできることを確認した.さらに回転体の曲げ疲労においても,ひずみの時間平均値の変化により疲労損傷を検出できることを示した.損傷センシング用の薄膜型荷重センサを用いた圧縮試験における圧縮荷重とセンサ出力の関係をもとに,荷重測定精度を調査した.その結果,薄膜型荷重センサは8.8kN程度までの荷重を実用上十分な精度で測定できることを確認できた.続いて,ひずみゲージおよび薄膜型荷重センサに適した発振回路の素子定数を決定し,同回路を設計・作製した.この発振回路によるひずみ計測の精度を確認するため,ひずみゲージを貼付したアルミニウム合金試験片の引張り型荷重下での材料試験を行った.この試験では,ひずみゲージを組み込んだ発振回路と計測器を有線結線したときの出力と,通常のインタフェースを用いた計測結果との比較した.その結果,発振回路による出力は通常の出力結果に近い値が測定できたが,通常のインタフェースを用いた場合に比べて変動が大きかった.これは回路の温度特性が影響したものである.そこで,ケーシング,温度特性の良い素子の利用等,温度変化への対策を行った.さらに,繰り返し荷重下での発振回路によるひずみ測定精度の検討を行うため,発振回路を用いた軸力疲労試験を,荷重負荷の繰り返し周波数を変化させて行った.ひずみゲージを組み込んだ発振回路による出力と通常のインタフェースを用いた計測結果を比較したところ,繰り返し周波数が小さい場合ひずみ波形を精度よく計測できることがわかった.また周波数が大きい場合でも,平均応力を精度よく見積もることができることが確認できた.回転部材の疲労センシングの予備的試験として,アルミニウム合金試験片の回転曲げ疲労試験を行い,主に低サイクル領域の疲労寿命を採取することができた.これらの実験と並行して,複合材/金属のボルト接合試験片における損傷検出試験に用いる試験片を設計し,複合材やボルトの作製・発注を行った.複合材/金属のボルト接合した試験片を用いて,引張り型荷重下での損傷検出試験を実施した.主に単列の試験片を対象として,センサボルトを用いて,荷重伝達機構の遷移など力学挙動のモニタリングの検出ができることがわかった.また,過大荷重がかかった場合を想定し,ボルト周りに起こる複合材の初期段階の損傷の検出ができることを示した.前年度に検討を行ったひずみゲージを回路中の一素子として組み込んだ発振回路を構成した計測モジュールを実際の損傷試験の場に適用し,測定精度,安定性等の検討を行った.繰り返し荷重下での損傷試験を実施し,発振回路を構成した計測モジュールにより疲労き裂の発生・進展にともなうひずみ平均値の変化を測定した.その結果,ひずみの平均値の変化に基づいて,ひずみゲージが添付されている場所の近傍にき裂が発生,進展する状況を検出できることを示した.この発振回路によるひずみ測定は,長時間にわたってひずみ値のンプリング問の平均値を採取するところに特徴がある.構造物内で多点および長時間にわたる計測では膨大なデータの処理などの問題が発生する.発振回路によるひずみ計測は,損傷の有無を計測出力のみで判断できる可能性があり,多点や長時間の計測を対象とする場合に有効と考えられる.さらに,光通信機能用いたワイヤレス通信によるひずみの計測を試みた.計測精度には若干の問題はあったが,繰り返し荷重によるひずみ波形は,通常のひずみ計測による結果と同程度の計測が可能であった.また,回転部材の疲労センシングの予備的試験として,アルミニウム合金試験片の回転曲げ疲労試験を行い,高サイクル域までの疲労寿命曲線を採取することができた.現実的な多列結合継手として碁盤目状および千鳥形式に配列した複合材/金属のボルト接合試験片を用い,引張り型荷重下の損傷検出試験を実施した.この試験より,センサボルトを用いて多列継手においても力学挙動のモニタリングの検出ができることを示した.さらに,配列形式の違いにより検出可能な範囲は異なるが,複合材と金属間の固着がとけるときの荷重や,継手の荷重とひずみが線形的に増加する領域の傾きの変化に基づいて,センサボルト周囲のボルト欠損,緩みや複合材損傷の検出が可能であることを明らかにした.回転部材のセンシング試験として,回転曲げ繰返し荷重下でのワイヤレスモニタリングによる損傷検出試験を行った.

この試験より,ワイヤレスに計測したひずみ波形のサンプリング時間の平均値の変化に基づいて,表面でのき裂発生・進展を検出できることを示した.サンプリング時間の平均値は発振回路法で測定が容易であり,回転部材においても軸力の場合と同様に発振回路法による損傷検出が有効であることが明らかとなった.発振回路法によるひずみ計測に対して,計測回路中に組み込んだひずみゲージの抵抗値変化と回路出力(周波数)変化を関連づける係数の周波数依存性を考慮することにより,ひずみの測定値の精度向上および安定性の向上をはかることができた.さらに,損傷検出試験において,ひずみ計測と同時にサーミスタにより微小な温度変化の測定を行い,その結果を用いてひずみ測定値を補正することにより,測定値の精度および損傷の有無の判定精度を向上させることができた.サーミスタによる温度測定にもひずみ計測同様に発振回路法を用いている.発振回路法は多くのセンサに用いることができる汎用性の高い方法であることも確認できた.また,新たに薄膜荷重センサを設計・製作し,荷重測定における基本的な安定性を評価した.本センサは,複合材/金属のボルト接合に実用上十分な精度で適用可能なものであることがわかった.
飢餓ストレスによって誘導される自食作用のシグナル伝達系とその生理的役割

細胞は常に外界の条件を感知しながらその増殖を制御している。栄養飢餓は自然界で最も頻繁に遭遇するストレスである。我々は最近酵母細胞を種々の栄養飢餓条件にさらすと、自己の細胞構成成分を液胞内に取り込んで分解する自食作用を誘導することを見い出した。自食作用の誘導が不能となった変異株を多数分離し15個の相補性群に分類した。本研究は従来解析がほとんど進んでいない栄養飢餓ストレスの誘導とそのシグナル伝達機構を分子レベルで明らかにすることと、自食作用の持つ生理的意義を明らかにすることを目的とする。本年度に得られた主な成果は以下の通りである。(1)昨年度までにクローニング、塩基配列を決定したApglpの機構についてより詳細な解析を行った。APGlpは、確かにタンパク質キナーゼとして機能する自食作用に必須な遺伝子であることが判った。Apglpの発現量は栄養飢餓によって変動することはないが、栄養飢餓によってそのキナーゼ活性は20分以内に急激に増加する。apgl遺伝子破壊株は栄養増殖になんらの表現型を示さないが、自食作用を誘導できず、栄養飢餓下に生存率は速やかに低下する。液胞内タンパク分解酵素PrB、CPYは転写レベルでは誘導されるにもかからわずタンパク質の誘導が起こらない。従ってAPG1遺伝子は膜現象の誘導のみならず、液胞内分解酵素の制御にも関与するものと思われる。一方、一般的なストレスタンパク質の変動は正常であったことから栄養飢餓に特異的な新しいシグナル伝達系の存在が予想される。(2)APG1と遺伝的な相互作用が検出されるAPG10、APG13の遺伝子のクローニング、塩基配列の決定を行った。いずれも新規の遺伝子で栄養飢餓下の自食作用の誘導に必須であることが示された。
慢性下気道感染症患者の気管支洗浄液から検出された新規微生物の遺伝子解析

慢性下気道感染患者由来の気管支洗浄液(BALF)検体から検出された新規微生物IOLAを単離することなく、ゲノム解析に成功した。IOLAのゲノムは極めて小さく(303,838bp)、CDSが310個しかないこと、細胞壁合成に関与する遺伝子がゲノム上に見つからないこと等が明らかになった。また、16S、23S rRNA遺伝子、および29種のユニバーサルタンパク分子の系統解析の結果から、IOLAは門のレベルで新規な細菌であることが明らかになった。IOLA特異的PCRの解析結果から、IOLAは細菌感染症の患者からのみ統計的に有意に検出され、感染性を有する新しい系統の細菌であることが示唆された。新たな病原体の発見や、病態と細菌叢の相関に関する詳細な知見を得る為に、様々な臨床検体を対象とした16S rRNA遺伝子シークエンスに基づく網羅的細菌叢解析を行っている。その過程で、慢性下気道感染症患者由来の気管支洗浄液(BALF)検体から、既知菌種との相同性が80%未満の極めてユニークな16S rRNA遺伝子シークエンスが得られた。我々は本配列を有する微生物をInfectious Organism Lurking in human Airways(IOLA)と命名した。この配列は細菌叢において最も多く検出されたものであり、本症例における起炎菌と疑われたが、本配列の相同性検索からは近縁の細菌を推定することが出来なかった。IOLAは未だに培養法による分離が成功していない未知の微生物である。この配列を有する生物の正体について分子生物学的手法により知見を得、慢性下気道感染を含む原因が明らかでない呼吸器疾患へのこの未知の微生物の関与について明らかにする。平成27年度はIOLA特異的PCR法を構築し、呼吸器疾患患者由来検体(BALFや喀痰等約500検体)におけるIOLAの含有状況を調べ、細菌感染症患者由来の検体からのみIOLAは検出されることを明らかにした。また、IOLA特異的Real-time PCR法を確立し、各検体の細菌叢におけるIOLAの割合について明らかにした。さらに、IOLAを含むBALF検体からIOLA細胞を濃縮し、IOLAゲノムDNAの粗抽出および全ゲノム増幅を行った。得られたDNAを用いてゲノム解析を試み、IOLAを単離することなく、全長303,838bp、GC含量20.7%のIOLAのゲノム配列を取得した。平成27年度の計画として、1、IOLAの16S rRNA遺伝子を特異的に検出可能なPCR法の確立、2、細菌叢におけるIOLAの割合を把握するためのReal-time PCR法の確立、3、IOLA特異的PCR法およびReal-time PCRを用いて、様々な呼吸器疾患患者由来検体におけるIOLA含有検体の調査、4、IOLAが検出された検体の臨床情報とIOLA保有状況との相関についての解析、以上4項目を計画した。1に関しては、ヒトや他の細菌が混在している検体から、検出感度5コピー以上(テンプレート溶液1μL中)でIOLAの16S rRNA遺伝子を特異的に検出可能なPCR手法を確立した。2に関しては、1で設計したIOLA特異的プライマーと全細菌を網羅するユニバーサルプライマーを用いて、全16S rRNA遺伝子コピー数におけるIOLAの16S rRNA遺伝子コピー数を定量するReal-time PCR法を構築した。3については、1と2で構築した手法を用いて、呼吸器臨床検体523例についてIOLAの検出を試みた。その結果、BALF検体480例から12例、気管支吸引痰43検体から2検体でIOLAが検出できた。また、IOLAは細菌感染症と診断された患者由来の検体からのみ検出されること、及び細菌叢におけるIOLAの割合は検体によって大きく異なることを明らかにした。4については、IOLAが検出された検体が14検体(523検体中)と少ないことから、臨床情報とIOLA保有状況との相関についての統計解析には至らなかった。しかし、IOLAの優占率が高い検体を用いて、IOLAのゲノム解析用DNAの調製を行い、次世代型シークエンサーによるIOLAゲノムシークエンス情報の取得に成功した。IOLA(Infectious Organism Lurking in human Airways)は、慢性下気道感染患者由来の気管支洗浄液(BALF)検体から検出された新規な細菌様微生物である。IOLAは未だに培養法が確立しておらず、その詳細についてはほとんど明らかになっていない。我々は、臨床検体からIOLAの16S rRNA遺伝子を特異的に検出するPCR法を構築し、産業医科大学病院呼吸器内科および関連病院で得られた呼吸器疾患患者由来臨床検体を用いてIOLAの検出を行った。480検体のBALFのうち、348例が細菌感染症患者由来の検体で、そのうち12検体でIOLAが検出(陽性率3.4%)された。非細菌感染症患者由来検体132例においてはIOLAが検出されず、IOLAは細菌感染症のBALFから有意に検出されることが明らかになった(p=0.047)。また、IOLAの16S rRNA遺伝子が検出された検体から、菌体サイズ(約1μm)や低GC含量等のIOLAの特徴を利用してIOLAのゲノムDNAを濃縮し、ゲノム塩基配列決定およびゲノム解析に成功した。

IOLAのゲノムはトータル303,838bpの環状で、GC含量は20.7%、310のCDS、34のtRNA遺伝子、および、16SrRNA遺伝子と23S rRNA遺伝子がそれぞれ1つづつ存在した。29個のユニバーサル遺伝子セット(本来は31遺伝子であるが、IOLAでは2つ未同定遺伝子がある)を連結した系統解析では、IOLAは真核生物や古細菌よりも細菌に近いところで分岐していた。もっとも近い分岐はマイコプラズマ属を含むTenericutes門であったが、配列の違いは真核生物や古細菌よりも大きいことが明らかになった。IOLAは感染性を有する微生物であること、および、ゲノム解析からも新規性が高い細菌の一種であることが明らかになった。慢性下気道感染患者由来の気管支洗浄液(BALF)検体から検出された新規微生物IOLAを単離することなく、ゲノム解析に成功した。IOLAのゲノムは極めて小さく(303,838bp)、CDSが310個しかないこと、細胞壁合成に関与する遺伝子がゲノム上に見つからないこと等が明らかになった。また、16S、23S rRNA遺伝子、および29種のユニバーサルタンパク分子の系統解析の結果から、IOLAは門のレベルで新規な細菌であることが明らかになった。IOLA特異的PCRの解析結果から、IOLAは細菌感染症の患者からのみ統計的に有意に検出され、感染性を有する新しい系統の細菌であることが示唆された。平成28年度は、平成27年度に得られたIOLAゲノムシークエンス情報を基に、IOLAの完全ゲノム配列の決定と解析を行う。ゲノム情報から、IOLAの生物学的な特徴や分類の位置付けについて考察を行う。また、IOLAが検出された検体から抽出したDNAを用いてIOLAの遺伝的多様性について検討を行う。当初の計画では、これまでに明らかにした約19kbのIOLAの部分ゲノム断片配列上に認められた30S ribosomal protein S4, 50S ribosomal protein L27,および50S ribosomal protein L20様遺伝子について解析を行う予定であったが、IOLAのゲノム解析が順調に進行していることから、ゲノム配列を利用した、より網羅的な遺伝的多様性解析を行う予定である。また、引き続きIOLA特異的PCR法およびReal-time PCRを用いてIOLA含有検体の調査を行い、IOLAの保有状況と臨床所見との相関について考察する。さらに、得られた情報に基づき、培養による分離培養もしくは培養細胞を用いた増殖を試みる予定である。病原微生物学平成27年度に計画したIOLAの16S rRNA遺伝子を特異的に検出可能なPCR法の確立、及び、細菌叢におけるIOLAの割合を把握するためのReal-time PCR法の確立が順調に進捗した。そのため、当初予定した予備実験に要する試薬や消耗品の消費量が予想以上に少なく済んだ。また、共同研究者の旅費が、他の研究費から賄われたため、旅費の支出額も抑えられた。これまでに、IOLAが含まれる検体として呼吸器臨床検体14検体が得られているが、臨床症状とIOLAの相関について統計的な解析を行うには十分ではない。
サイト・トランスレーションに関する理論的・実証的研究

サイト・トランスレーション(以下、サイトラとする)に関する各種の文献を調査し、書籍を中心に購入して、できうる範囲で幅広い講読を計画し実施した。言語のペアを問わない理論分野は英語文献が主であったが、サイトラの訳出方略という点では日本語での文献も新旧問わず網羅的にカバーするように努めた。国内外の研究者と積極的に交流して情報交換を試みた。たとえば海外の研究者に対しては、学会などでの関西地区への滞在の機会をとらえて、ゲスト講師として本学に招き、最新の研究動向を共有することができた。サイトラの実証的研究を行う上で基礎となる実験に関しては、まずは小規模なパイロット的な実験からデータを収集した。この結果については予備的な分析と考察をして、研究ノートあるいは論文としてまとめて学会誌に投稿する予定である。しかしながら、本年度は本格的な研究に着手した段階であり、データ収集の方法や分析手法など基本的な諸側面においても依然として不十分な点が残るため、さらなる熟考を重ねて考察を深めることが課題である。サイトラ実験で使用するアイトラッカー(視線計測装置)については、思った以上にバリエーションがあることが判明した。本研究にとって最適なタイプをさまざまな観点から吟味して検討する必要があると思われる。サイト・トランスレーション(以下、サイトラとする)に関する各種の文献を網羅的に揃えて講読し、先行研究としてまとめている最中であり、予想以上に時間がかかっている。実験データに関しては、データ収集の方法や分析手法に不十分な点があるため、当初の予定よりもやや遅れていると言わざるを得ない。またサイトラ実験において重要な役割を果たすことになるアイトラッカー(視線計測装置)について、本研究にとって最適なタイプを見極める必要があり、時間を要している。サイト・トランスレーション(以下、サイトラとする)に関する文献を様々な視点から、さらに深く読み込んで先行研究としてまとめ、今後の論文に明確に生かすことができるような形にしたいと考えている。本研究にとって最適なアイトラッカーを用いた実験を設計し実施する計画である。本格的な実験によって得られたデータの分析を試みる予定である。視野を広げるために、学会活動などを通して、国内外の研究者と引き続き意見交換を積極的に行いたいと考えている。最新の国際的な動向も踏まえて、今後の研究推進に生かす努力を重ねたい。サイト・トランスレーションのデータを収集するために極めて重要なアイトラッカー(視線計測装置)のタイプとして、本研究に最適なタイプを決定するのが難しかったため、パイロット実験の規模を縮小したことが主たる理由で、次年度使用額が生じた結果となった。
映像コーパスを用いたビデオオントロジー構築を支援する共同利用型テストベッドの実現

近年の計算機技術の進展により、大量の映像を蓄積することが可能になり、大規模な映像コーパスを構築できる時代になっている。映像コーパスは、映像検索や映像理解のための知識源として有用であるが、映像コーパスを活用するには、テキスト処理における辞書に相当する映像オントロジーの構築が不可欠である。そこで、映像オントロジーの構築を効率的に行うためのプラットフォームとして、映像コーパス、計算機クラスタ、Ground Truth作成環境の3者を、シームレスに統合したテストベッドを実現し、その有効性を検証した。近年の計算機技術の進展により、大規模な映像コーパスを構築できる時代になっている。映像コーパスは、映像検索や映像理解のための知識源として有用であると考えられるが、これまでの取り組みから、映像コーパスを活用するには、テキスト処理における辞書に相当する『ビデオオントロジー』の構築が不可欠であることが明らかになっている。では、そのようなビデオオントロジーをどのようにして構築するかであるが、原始的ではあるがひとつひとつ人手で積み上げていくしかない。本研究の目的は、このような知識の積み上げを効率的に行うための『共同利用型テストベッド』を実現することにある。ビデオオントロジーの構築に必要とされる映像コーパス、計算機クラスタ、Ground Truth作成環境を多数の研究者が効率的に利用可能なプラットフォームを実現することで、ビデオオントロジー構築のハードルに対して突破口を開くことを目指している。平成21年度には、予備実験を行いつつ、テストベッドの基本設計を進めた。ビデオオントロジーの仕様を決定するとともに、テストベッドの利用者側(研究者側)の要求条件を調査しつつ、どのような機能を実装することが効果的であるかを検証した。具体的には、以下に述べるように、2種類のソフトウェアプラットフォームと2種類のデータベースの構築が必要であると考えている。ソフトウェアプラットフォームは、テストベッド中核部とGround Truth作成環境から成り、前者は、研究者へのユーザインターフェイスを提供するとともに、映像コーパスを始めとするコンポーネントを統合する。後者は、オペレータへのユーザインターフェイスを提供するとともに、Ground Truth作成に係わる業務全般を支援する。一方、データベースとしては、ビデオオントロジーとGround Truthの2種類のデータベースが必要であると考えている。本年度は、映像コーパスに蓄積されている大量のニュース映像を効率的に閲覧するための表示方式として、複数チャンネルの映像同士を照合することで出現チャンネル数を計測し、出現チャンネル数が多いものほど大きく表示するタグクラウド型の表示方式を考案し、試作中のテストベッドを用いて実装した。本手法は、複数チャンネルを活用した情報フィルタリングと見ることができ、放送局によるソーシャルフィルタリング、または、放送局による人気投票とも見なせるものである。6チャンネル×1ヶ月の数千時間の映像を対象に評価実験を行い、大規模映像コーパスに対する閲覧方法としての有効性を検証した。本研究は、ビデオオントロジーの構築に必要とされる映像コーパス、計算機クラスタ、Ground Truth作成環境の3者を、シームレスに統合したプラットフォームを実現することにより、ビデオオントロジー構築のハードルに対して突破口を開くことを目的としている。最終年度となる本年度は、これまでに構築したテストベッドの整備を進めるとともに、その有効性を確かめるための実証実験として、震災後のテレビ報道におけるニュースショットの分類と分析を行った。具体的には、テストベッドを用いて放送映像で使われたショットを分類・分析する環境を構築し、ニュースショットの出現傾向の分析を行った。ショットの検出は計算機クラスタを用いた自動処理によって行い、ショットの分類は専用のGround Truth作成環境を作成し目視による人手の作業によって行った。東日本大震災後の半年間のNHKニュース7(延長時は先頭の30分間)に対してショット分類を行ったところ、学生アルバイト6人で分担してのべ約200時間の作業を必要とした。そして、得られた分類結果を用いてショットの出現傾向について分析した結果、モノローグや説明用補助資料の出現頻度はニュースの内容によって大きく変動することがあり、震災後のテレビ報道の中では、特に原発事故の報道において顕著に現れていることが明らかになった。この結果は、テレビ報道において視覚的情報がどのように活用されているのかを考察する上で具体的かつ客観的な手掛かりになるものと期待できる。

また、本実験は、映像コーパス、計算機クラスタ、Ground Truth作成環境を統合するという本研究の目的を実現したものであり、半年間に渡る大量の放送映像に対して俯瞰的な考察を可能にしている点に大きな特徴と意義がある。
超音波治療における周波数重畳法を用いたキャビテーション制御手法の開発

超音波治療は非侵襲なガン治療法として期待されており、様々な研究が行われている。その一つが超音波照射時に生成するキャビテーション気泡の制御である。本研究では、キャビテーション気泡を低い超音波強度で生成し、制御する手法として、異なる周波数の超音波を重畳する手法について調べた。その結果、キャビテーション気泡の大きさなどに合わせた周波数の選択、異なる周波数の超音波間の位相差の選択が重要であることがわかった。本年度は,実験によるアプローチとしては,超音波治療で代表的に用いられている周波数を考慮した周波数領域において重畳波形を発生させる実験系を構築した.実験は,生体と音響インピーダンスの近い水中で行い,ハイドロフォンによってキャビテーションからの放出音波を測定することによって,キャビテーション発生の閾値を測定した.今年度は主として波連長を変えて実験を行い,キャビテーション気泡から放出されるサブハーモニック信号を検出することによってキャビテーションの閾値を測定した.この結果は国際会議などにおいて口頭発表・ポスター発表を行った.数値計算によるアプローチとしては,「rectified diffusion]による気泡の成長速度のシミュレーションを行った。超音波によって振動するキャビテーション気泡ではrectified diffusionによって周囲のガスが気泡内部へ拡散して成長する.本研究ではすでに研究代表者が作成している計算コードの精度検証を行い,精度を維持したまま計算負荷を低減するために一部モデル化をした上で,様々な周波数重畳波形に対して,様々な大きさの気泡に対して数値解析を行った.様々な周波数重畳波形については,実験装置の実装上の問題を考慮して, 2周波数成分による重畳波形を主として取り扱った.本年度調べたパラメータは, 2つの周波数成分の圧力振幅,周波数成分の位相差である.これによって,周波数重畳法が効果的にはたらく圧力振幅や位相差についての知見が得られた.本年度は,数値計算によるアプローチとしては,「rectified diffusion」による気泡の成長速度のシミュレーション結果をまとめた.様々な周波数重畳波形および様々な大きさの気泡に対して行った結果を解析し,どのような気泡が存在するときに,どのような周波数重畳波形がキャビテーション気泡を成長させるのに有効なのかについてまとめた.まとめた結果は,日本機械学会論文集に掲載された.実験によるアプローチとしては,音響的性質は水に近く,かつ光学的に透明で,一定以上の温度上昇によって変色するゲルを生体模擬ファントムとして用いる実験を構築した.トランスデューサは1MHzと2MHzそれぞれを共振周波数にもつ圧電セラミックを組み合わせることで,高出力な周波数重畳超音波を照射する装置を開発した.キャビテーション気泡発生を検出する手法としては,分数調波数成分を効果的に引き起こす超音波照射方法を開発した.これによって通常のハイドロフォン,もしくは焦点型のハイドロフォンを用いて,非常に感度良く検出できる.この検出方法はそのほかの超音波実験結果と併せてMedical & Biological Engineering & Computingに掲載された.さらに,キャビテーションによる発熱効果については,ファントムもしくは鶏肉のタンパク質変性による変色というある閾値以上の領域を可視化する手法のみならず,熱電対による温度測定を行い,定量的な評価も行い,キャビテーション気泡による加熱増強効果を定量的に調べた.
量子ドット系におけスピン制御現象の研究

本課題では、量子ドット系のトンネル現象における近藤効果と、磁性半導体における低濃度キャリヤー媒介による磁性について調べた。量子ドット系については、数値繰り込み群法による伝導度の計算方法を発展させてきた。本年は量子ドットに存在する軌道が単一である場合の詳細な計算、及び複数の軌道の存在する効果を調べた。これをもとに最近実験が発表された量子ドット系のトンネル効果について、解析を行った。実験結果の温度、ゲート電圧依存性は単純な磁性不純物模型による伝導度の計算と定性的に良い一致を示す。伝導度のゲート電圧依存性では、電子準位を変化させるため、近藤温度自体が非常に大きく変化する。高温のクーロン振動から、極低温の近藤効果が完全である極低温域に単純に移行するのではなく、近藤温度がゲート電圧に大きく依存しているとの視点が重要であることを示した。その他に、本年度発展させた量子モンテカルロ法計算により、伝導度にたいする磁場の効果を調べた。伝導度が近藤効果により増加している場合には、磁場印加により伝導度は強く抑制される。マグネテックポーラロンに関するモンテカルロ法計算を開発した。低濃度キャリャーのときには、電子状態がスピン状態に応じて状態を敏感に変え得るため、磁化は低温で比較的急激に一度減少する特徴を示すことを指摘した。このことは、最近のIn_<0.88>Mn_<0.12>AS/AlSbの実験に良く対応している。