hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
形状記憶ゲルとバルーン技術を利用した３次元口腔・鼻咽腔印象採得方法の開発

また、3次元ゲルプリンターで形状記憶ゲルをバルーン状に造形する方法について検討した結果、同じ形状のものを、Z軸を変更しながら3層構造にし、中間である2層目に空洞となるようPETフィルムなどでレーザー光を遮断することで空洞を形成することによりバルーン状に造形することができた。さらに印象採得に応用できることが確認でき、印象精度に関する基礎データを得ることができた。この時柔らかい形状記憶ゲルと硬いゲルの2層構造とすることで精度が上がるとの結果から、3次元造形された形状記憶ゲルにも2層構造ができないか検討を行った。初めに硬い形状記憶ゲルを造形し、そこから均一な空隙をとった外枠を使い柔らかい形状記憶ゲルを流し込むことで製作できる可能性が示唆された。今後も本研究を継続しこの開発目的が達成された場合、治療時間が短縮、治療が簡便化され、患者の痛みや身体的負担が軽減され、医療の安全性が向上する。また、軟性バルーン膜や形状記憶ゲルの操作条件を調節することで、骨支持のない軟組織の形態記録が可能となる現行の印象採得に代わる新しい方法となりうることが示唆された。1.形状記憶バルーン膜の開発を行った。バルーン膜は印象面を軟性バルーン膜、支持面を硬性バルーン膜とする2層バルーン膜とするため、ジメチルアクリルアミド、アクリル酸ドデジル、アクリル酸オクタデシル、メチルンベスアクリルアミド、ベンゾフェノン試薬を用い、配合比を調整することにより、適切な硬性バルーン膜および軟性バルーン膜の組成を検討し、適切な硬度を付与できた。次に、それぞれの物性を引張試験にて検討したところ、硬性バルーン膜は降伏時の応力4.06Mpa、ひずみ0.11、破断時の応力4.06Mpa、ひずみ0.11およびヤング率は48.67Mpaを示した。一方、軟性バルーン膜は降伏時の応力1.85Mpa、ひずみ0.09、破断時の応力7.48Mpa、ひずみ6.18およびヤング率は27.37Mpaを示した。2.形状記憶を有する2層バルーン膜で印象面を軟性バルーン膜、支持面を硬性バルーン膜とする2層バルーン膜の製作を行った。最適化条件を見つけ出すことを目的として、1軟性バルーン膜(印象面)の厚さ0.5mm、硬性バルーン膜(支持面)の厚さ1.0mm、2印象面;1.0mm、支持面;1.0mm、3印象面;1.5mm、支持面;0.5mmの3通りの2層バルーン膜作製条件について検討を行った。硬度は1、2、3の順に硬かった。3.条件1から3で作製した2層バルーン膜の印象精度の評価を行ったところ、軟性バルーン膜の厚さ0.5mm、硬性バルーン膜の厚さ1.0mmとする2層バルーン膜での印象精度が一番高く、実際に形状を印象できた。4.バルーン状3次元プリンティング方法としてガラス版を使用した袋状の造形について検討を行い、同じ形状のものを、Z軸を変更しながら3層構造にし、中間である2層目に空洞となるようPETフィルムなどでレーザー光を遮断することで空洞を形成しバルーン状にすることができた。今後の研究の推進するための重要な検討課題として、形状記憶ゲルと3次元プリンティング方法を用いたバルーン製作方法の確立となる。形状記憶ゲル形成方法として浴槽に沈めながら造形を行う方法と、ガラス版に枠を付け少量のゲルを流し板状に造形を行う方法がある。
発育期における下肢および大腰筋の発育と疾走能力の発達との関係

本研究の目的は、北九州市立浅川小学校に平成29年度に入学した児童を対象に縦断的に形態、下肢の筋および大腰筋の筋厚、疾走能力の測定を行い、形態と筋の発育と疾走能力の発達との関係を明らかにすることである。平成30年度は本研究の2年目にあたる。平成30年10月16、17日の両日、北九州市立浅川小学校の児童の形態(身長、体重、大腿囲、下腿囲)、大腿前部、大腿後部、下腿後部の筋および大腰筋の筋厚を測定した。筋厚については超音波法を用いて測定した。形態(身長、体重、大腿囲、下腿囲)に関してはすべての項目で1年次(6歳)より2年次(7歳)が高い値を示した。下肢の筋厚においては1年目においては船津ら(2013)の測定値よりも若干高い値を示した(大腿前部9.1%、大腿後部5.0%、下腿後部2.6%)。また、2年目の筋厚については現在分析中である。50m走については10m毎のスピード(走タイム)、ピッチ、ストライドを測定したが、全ての区間、全ての項目において1年目より2年目において高い値が認められた。区間記録の中でも最も良い記録は1年目、2年目ともに10-20m区間であった。50mの平均記録は9.4%の短縮が見られたが、中でも30-40mの区間記録が最も短縮率が高かった(16.3%)。ストライド(m)においても同様に30-40mの増大率が最も高いこと16.4%)、ピッチ(歩/秒)においては30-40mには経年的な変化は認められないことから、30-40m区間の記録の向上はストライドの増大によるものと推察される。昨年度の実施状況報告書に記載したように、当初は研究の対象としている当該校のカリキュラムおよび時間割、学校行事の都合上、二つの学年(1、4年生)を対象とするより一つの学年を対象として6年間のスパンで縦断的に測定するという結論に至った。子どもの発育を正確にとらえるには同一対象者を長期間追跡することは大変価値のあることと思われる。本研究においてはその途中であるプレゴールデンエイジの筋の発育と疾走能力の発達との関係を完結させる必要がある。2年間のデータが取得できたため、今後、学会や論文を通じて研究成果の公表に取り組んでいく予定である。本研究に関しては発育段階のことなる2群の児童(1、4年生)の形態、筋の発育と疾走能力の発達をを同時に観察し、併せて6年間の筋の発育と疾走能力の発達との関係を検討する予定であったが、上に述べた理由により、小学校を入学してから卒業するまでの児童を縦断的に追跡することとなった。これは当初予定していたより長い期間である。しかし、入学から卒業までの6年間の追跡をすることにより大変貴重なデータが取得できると考えている。従って本事業の支援を受ける3年間という研究スパンにおいては、児童期前半(プレゴールデンエイジ)における筋の発育を疾走能力の発達との関係を縦断的データを通じて明らかにする必要がある。プレゴールデンエイジ身長の発育加速期を迎えていない子どもがほとんどであり、体格が急激に発育を始める以前の特徴をより正確横断的データより正確に捉えることができると思われる。よって2019年度はこれまでと同様に2017年度に入学した児童(現3年生)を対象として形態、下肢筋厚、大腰筋厚および疾走能力(50mまでの10m毎の区間記録、ピッチ、ストライド)の測定を行う(今年度で3年目)。前年度の実施状況報告書に記載したように、大腰筋の測定手法の迅速化を図る必要がある。2018年度はその前年度よりもかなりの迅速化をができたが、より多くの測定を行いさらに制度を増す必要がある。今年度の測定に関しては7月に対象としている小学校と打ち合わせを行い、910月に測定を行う予定である。また、研究による成果を体力科学などの学会誌に投稿し公表する予定である。本研究の目的は、A群:6歳(児童期前半)、B群:9歳(児童期後半)、C群:12歳(中学校期)の3つの年齢群の子どもを対象として、疾走能力の発達と下肢筋群および大腰筋の発育との関係を検討するため、超音波法を用いて測定した各群の大腿前部、大腿後部、下腿後部および大腰筋の筋厚と、50m走におけるスピード、ピッチ、ストライドとの関係を明らかにすることである。なお、各年齢群を縦断的に追跡する。本研究を遂行するにあたり、ハイスピードカメラにて撮影した50m走の疾走動作からスピード、ピッチ、ストライドを算出するソフトを開発する必要があった。よって、キッセイコムテック株式会社と共同で、疾走中のピッチ、ストライド、スピードを算出するソフト(Lap-Analyzer)を開発した。このソフトは、300Hzで撮影した子どもの疾走動作をaviファイルに変換し、区間毎のピッチ、ストライド、スピードを算出するものである。このソフトの開発により、従来、ビデオ画像に表示さる時間や視覚的にカウントした歩数を表計算ソフトに入力し、算出する手間がなくなり、効率よく作業を進めることができるようになった。本研究の対象者は3つの群を予定しいたが、対象となる小学校の都合により6歳群のみを対象とすることになった。

したがって、当初2つの群を3年間縦断的に計測することになっていたが、6歳群6年間縦断的に追跡する必要が出てきた。よって、本年度は近隣の北九州市立小学校の1年生(6歳群60名)を対象として、超音波法を用いて下肢の筋群(大腿前部、大腿後部、下腿後部、大腰筋)の筋厚の測定と、50m走タイム、10m毎の区間ピッチ、ストライド、疾走スピードを測定した。下肢筋群および大腰筋の筋厚とピッチ、ストライド、疾走スピードとの関係については現在分析中である。「研究実績の概要」で示したように、本研究の目的は、A群:6歳(児童期前半)、B群:9歳(児童期後半)、C群:12歳(中学校期)の3つの年齢群の発育期の子どもを対象として3年間縦断的に下肢の筋群の発育と疾走能力の発達を追跡し、発育期における下肢筋群の発育と疾走能力の発達の全容を明らかにする事を目的とした。対象者は近隣の小・中学校に所属する児童・生徒である。児童に関しては、本研究の目的、実施計画に基づき、特定の小学校と研究についての打合せを行った結果、当該校のカリキュラムおよび時間割、学校行事の都合上、二つの学年(1、4年生)を対象とすることは困難であり、協力できる範囲は一つの学年のみであるとの結論に至った。よって、平成30年度入学者を対象とし、当初予定していた3年間という研究スパンを6年間に変更する必要性が出てきた。子どもの発育を正確に捉えるには同一対象者を長期間追跡する必要があり、筋の発育や疾走能力の発達も同様と思われる。本研究の目的は、北九州市立浅川小学校に平成29年度に入学した児童を対象に縦断的に形態、下肢の筋および大腰筋の筋厚、疾走能力の測定を行い、形態と筋の発育と疾走能力の発達との関係を明らかにすることである。平成30年度は本研究の2年目にあたる。平成30年10月16、17日の両日、北九州市立浅川小学校の児童の形態(身長、体重、大腿囲、下腿囲)、大腿前部、大腿後部、下腿後部の筋および大腰筋の筋厚を測定した。筋厚については超音波法を用いて測定した。形態(身長、体重、大腿囲、下腿囲)に関してはすべての項目で1年次(6歳)より2年次(7歳)が高い値を示した。下肢の筋厚においては1年目においては船津ら(2013)の測定値よりも若干高い値を示した(大腿前部9.1%、大腿後部5.0%、下腿後部2.6%)。また、2年目の筋厚については現在分析中である。50m走については10m毎のスピード(走タイム)、ピッチ、ストライドを測定したが、全ての区間、全ての項目において1年目より2年目において高い値が認められた。区間記録の中でも最も良い記録は1年目、2年目ともに10-20m区間であった。50mの平均記録は9.4%の短縮が見られたが、中でも30-40mの区間記録が最も短縮率が高かった(16.3%)。ストライド(m)においても同様に30-40mの増大率が最も高いこと16.4%)、ピッチ(歩/秒)においては30-40mには経年的な変化は認められないことから、30-40m区間の記録の向上はストライドの増大によるものと推察される。昨年度の実施状況報告書に記載したように、当初は研究の対象としている当該校のカリキュラムおよび時間割、学校行事の都合上、二つの学年(1、4年生)を対象とするより一つの学年を対象として6年間のスパンで縦断的に測定するという結論に至った。子どもの発育を正確にとらえるには同一対象者を長期間追跡することは大変価値のあることと思われる。本研究においてはその途中であるプレゴールデンエイジの筋の発育と疾走能力の発達との関係を完結させる必要がある。2年間のデータが取得できたため、今後、学会や論文を通じて研究成果の公表に取り組んでいく予定である。
伸展ストレスによる顎関節滑膜細胞の応答とその制御

顎関節症の誘因のひとつとして、ブラキシズムやクレンチングなどの習癖による顎関節構成体への過度の機械的ストレスが挙げられているが、その分子病態生理学的機序については依然不明な点が多い。われわれは以前より、顎関節構成体への機械的ストレスを受容する組織として滑膜を想定し、培養滑膜細胞(HIG-82)に一軸方向の機械的伸展ストレスを加えると、炎症反応に重要な役割を果たす誘導型Cyclooxytenase-2(COX-)や同酵素の主要な転写因子であるNF-κΒの発現誘導が生じることを報告してきた。本研究では、自動細胞伸展装置をを使用し、伸展ストレスの大きさ・周期・時間を可変させて、COX-2の誘導量ならびにNF-κΒ活性値の変化を検討した。その結果、軽微なストレスであっても周期が小さくなるにつれて,時間が長くなるにつれてその誘導量・活性値は増加した。これはブラキシズムやクレンチングなどの慢性的なメカニカルストレスが顎関節滑膜の炎症を惹起する可能性を強く示唆している。ついで、本実験系を用いて、NF-κΒ活性を抑制する因子を検索した。伸展前に、以下の薬剤(BAY11-7085(2μM), curcumin(1040μM), MG132(2μM), PDTC (5μM), SP600125(5μM))を培地に添加してインキュベート後、伸展ストレスを細胞に付与し、COX-2誘導量ならびにNF-κΒ活性値を測定した。その結果、いずれの薬剤もメカニカルストレスにより誘導されるCOX-2誘導量・NF-κΒ活性を有意に抑制し、BAY11-7085, curcuminはほぼ完全にその活性を抑制した。中でも、curcuminは生姜系ウコンに含まれる黄色色素で、近年、機能性食品としてその抗酸化作用が注目されており、顎関節症の臨床的応用が期待される。顎関節症の誘因の一つとして顎関節構成体への物理的ストレスが知られているが、その発症機序はほとんど解明されていない。これまでのわれわれの研究結果より培養滑膜細胞(HIG-82)に過剰な伸展ストレスを加えると、誘導型Cyclooxygenase-2(COX-2)の発現誘導ならびに同酵素の主要な転写因子のひとつであるNuclear Factor κB(NF-κB)の活性が生じることを報告した。今回、自動細胞伸展装置を導入して、クレンチングやブラキシズムのような慢性的な伸展ストレスをHIG-82に加えた時の応答についてNF-κBの活性値を中心として解析した。その結果、HIG-82に比較的軽微な伸展ストレスを繰り返したところ、コントロール比8倍の高いNF-κB活性値を示した。また、本実験系を用いてCOX-2の誘導を抑制する薬剤(BAY11-7085、Curucumin、PDTC、MG132、SP600125、15d-PGJ_2)についても検討した。前述の薬剤をHIG-82に前処理したのち伸展ストレスを加えた結果、BAY11-7085、Curucumin、PDTC、15d-PGJ_2で著明にNF-κB活性値を抑制した。これらの実験結果より、口腔習癖(ブラキシズムなど)のような慢性的、反復的なストレスが顎関節部の炎症の原因となりえることを示唆している。また、COX-2の誘導を抑制する薬剤を用いることにより滑膜細胞の炎症を抑えられることが示された。

今後は、本実験系を用いて幅広く抗炎症作用を有する物質を検索し、顎関節症の新たな治療薬の開発を目指したい。顎関節症の誘因のひとつとして、ブラキシズムやクレンチングなどの習癖による顎関節構成体への過度の機械的ストレスが挙げられているが、その分子病態生理学的機序については依然不明な点が多い。われわれは以前より、顎関節構成体への機械的ストレスを受容する組織として滑膜を想定し、培養滑膜細胞(HIG-82)に一軸方向の機械的伸展ストレスを加えると、炎症反応に重要な役割を果たす誘導型Cyclooxygenase-2(COX-2)や同酵素の主要な転写因子であるNF-κBの発現誘導が生じることを報告してきた。本研究では、自動細胞伸展装置を使用し、伸展ストレスの大きさ・周期・時間を可変させて、COX-2の誘導量ならびにNF-κB活性値の変化を検討した。その結果、軽微なストレスであっても周期が小さくなるにつれて,時間が長くなるにつれてその誘導量・活性値は増加した。これはブラキシズムやクレンチングなどの慢性的なメカニカルストレスが顎関節滑膜の炎症を惹起する可能性を強く示唆している。ついで、本実験系を用いて、NF-κB活性を抑制する因子を検索した。伸展前に、以下の薬剤(BAY11-7085(2μM),curcumin(10-40μM),MG132(2μM),PDTC(5μM),SP600125(5μM))を培地に添加してインキュベート後、伸展ストレスを細胞に付与し、COX-2誘導量ならびにNF-κB活性値を測定した。その結果、いずれの薬剤もメカニカルストレスにより誘導されるCOX-2誘導量・NF-κB活性を有意に抑制し、BAY11-7085,curcuminはほぼ完全にその活性を抑制した。中でも、curcuminは生姜系ウコンに含まれる黄色色素で、近年、機能性食品としてその抗酸化作用が注目されており、顎関節症への臨床的応用が期待される。
標準ケーラー計量とモジュライ空間

2018年度は主に、大島芳樹氏との共同研究において偏極射影代数的K3曲面およびケーラーK3曲面のモジュライ空間のトロピカル幾何学的コンパクト化の理論の発展が一通りの完成を見せるという意味で大きな意義があった。当初このコンパクト化の理論はK3曲面の上の自然な微分幾何学的構造であるRicci-flat計量の極限・漸近構造を記述するはずであるという予想・意図を持っていたのだが、これの意図の通りに、K3曲面の球面への崩壊が一般の場合に証明され、Kontsevich-Soibelmanの予想がそれに従うこととなった。とりわけ昨年度進んだのは、Gross-WilsonやGross-Tosatti-Zhangの行なっていた、固定されたK3曲面の断熱極限としての球面の現れ方に必要な複雑な幾何解析・ケーラーポテンシャルの評価を一般の場合まで拡張する困難を乗り越えたところにある。その問題の難しさは、Gross-WilsonやGross-Tosatti-Zhangに比べて我々の設定においては全空間であるK3曲面が摂動するということであり、その状況においては一般には非崩壊極限であるとはいえ、ADE特異点を持ってくるということである。それに従って曲率が発散し、彼らの以前の評価はそのままは適応されない。同時にK3曲面の高次元化である超ケーラー多様体のモジュライ空間のコンパクト化についても、同様の理論は成立し、その証明のための手法は適応されると考えており、実際にそれのための部分的成果をあげた。すなわち非崩壊極限による部分コンパクト化の構成、ならびに幾何学的実現写像の構成をK3型の場合に行った。大島芳樹氏とのK3曲面のトロピカル幾何学的コンパクト化の共同研究が完成をして、プレプリントをarXivに公開することができたというのは非常に大きい一区切りであった。今後はこれらのトロピカル幾何学的コンパクト化ないし、以前まで行っていた(間接的には関係のある)K安定性およびそれに基づくKモジュライの理論を、非アルキメデス幾何学的、ないしトロピカル幾何学的視点から発展させていきたいと思う。
マオウ属植物の分子育種を志向した指標遺伝子の開発

本研究課題はマオウ属植物の分子育種に応用可能な指標遺伝子の開発を目的としている.研究計画に従って,まず実験植物の評価を行った.アルカロイド非生産型として育種したE. sinicaとE. chilensisとの雑種であるE. sinica×chilensisについてアルカロイドの分析を行った結果,全ての個体でアルカロイドは検出されなかった.また,E. sinica×chilensisにE. sinicaを交配したE. sinica×chilensis×sinicaについて交配の有無を確認するため,DNAを抽出しITS領域,trn L/F領域を解析することによって交配の事実を証明した.以上から,交雑法によって作製したE. sinica×chilensis,さらに戻し交配を行ったE. sinica×chilensis×sinicaの評価を行った.次に,分子育種に応用可能な指標遺伝子の探索を行った.実験植物としてこれまでに育種したE. sinica,E. chilensis,E. sinica×chilensisなどのアルカロイド含量,組成の異なる個体を用いて,GRAS-Di(Genotyping by Random Amplicon Sequencing-Direct)の検討を行った.マオウ属植物はこれまでに応用例がなかったが,予備試験として十分な結果が得られた.また,生薬「麻黄」の原植物として主に使用されるE. sinicaの簡易鑑別法の開発を行った.本鑑別法はMultiplex PCRを用いてE. sinicaと同属植物及びそれらの雑種を鑑別することが可能である.マオウ属植物の交雑は自然界でも起こっているが,特に薬用植物園などでは容易に交雑することが予想される.そのため,DNAを用いた本鑑別法はマオウ栽培において純系統を維持する重要な技術であると考えられる.今年度はマオウ栽培における原植物の管理に応用可能なE. sinicaの簡易鑑別法を開発した.GRAS-Di解析は今後解析を進めていく上で十分な結果が得られたものの,さらなる検討が必要であり指標遺伝子の探索では若干の遅れがあると考えられる.これまでに育種した植物のDNA解析,含有成分,生産性など優良株の指標となる調査が概ね完了し,様々な特徴を持った実験植物の育種に成功したことなどを考慮すると,概ね順調に進展していると判断した.これまでに育種した植物について,次世代シーケンサーによって得られたデータの蓄積を進め,塩基配列情報と含有成分,生産性などの関連性について精査し,指標遺伝子の開発を実施する.本研究課題はマオウ属植物の分子育種に応用可能な指標遺伝子の開発を目的としている.研究計画に従って,まず実験植物の評価を行った.アルカロイド非生産型として育種したE. sinicaとE. chilensisとの雑種であるE. sinica×chilensisについてアルカロイドの分析を行った結果,全ての個体でアルカロイドは検出されなかった.また,E. sinica×chilensisにE. sinicaを交配したE. sinica×chilensis×sinicaについて交配の有無を確認するため,DNAを抽出しITS領域,trn L/F領域を解析することによって交配の事実を証明した.以上から,交雑法によって作製したE. sinica×chilensis,さらに戻し交配を行ったE. sinica×chilensis×sinicaの評価を行った.次に,分子育種に応用可能な指標遺伝子の探索を行った.実験植物としてこれまでに育種したE. sinica,E. chilensis,E. sinica×chilensisなどのアルカロイド含量,組成の異なる個体を用いて,GRAS-Di(Genotyping by Random Amplicon Sequencing-Direct)の検討を行った.マオウ属植物はこれまでに応用例がなかったが,予備試験として十分な結果が得られた.また,生薬「麻黄」の原植物として主に使用されるE. sinicaの簡易鑑別法の開発を行った.本鑑別法はMultiplex PCRを用いてE. sinicaと同属植物及びそれらの雑種を鑑別することが可能である.マオウ属植物の交雑は自然界でも起こっているが,特に薬用植物園などでは容易に交雑することが予想される.そのため,DNAを用いた本鑑別法はマオウ栽培において純系統を維持する重要な技術であると考えられる.今年度はマオウ栽培における原植物の管理に応用可能なE. sinicaの簡易鑑別法を開発した.GRAS-Di解析は今後解析を進めていく上で十分な結果が得られたものの,さらなる検討が必要であり指標遺伝子の探索では若干の遅れがあると考えられる.これまでに育種した植物のDNA解析,含有成分,生産性など優良株の指標となる調査が概ね完了し,様々な特徴を持った実験植物の育種に成功したことなどを考慮すると,概ね順調に進展していると判断した.これまでに育種した植物について,次世代シーケンサーによって得られたデータの蓄積を進め,塩基配列情報と含有成分,生産性などの関連性について精査し,指標遺伝子の開発を実施する.
非有界作用素環の構造の研究

非有界作用素環(O^*-代数)の研究で巡回ベクトルをもつ場合の構造については多くのことが知られている。しかし巡回ベクトルを持たないO^*-代数についてはまだその構造はよく知られていない。我々は次の順序でO^*-代数の構造について、研究し成果を得た。巡回ベクトルの一般化された巡回ベクトルの概念を定義し、その性質を調べた。一般化された巡回ベクトルlambdaの可換子lambda^cを定義する。O^*-代数MU、一般化された巡回ベクトルlambda、その可換子lambda^cからなる系(MU,lambda,lambda^c)を考える。特に、standard系、modular系とよばれるO^*-代数上で富田-竹崎理論が展開可能となる系を定義し詳細にその性質を調べた。どのようなO^*-代数が一般化された巡回ベクトルをもつか?どのようなO^*-代数に対してstandard系あるいはmodular系がつくれるか?以上の問題を考え成果を得た。さらに以上の研究をすすめるためにO^*-代数上のWeightの概念を定義し研究する必要があり、現在その研究をすすめている。量子群への応用について考えている。
ベトナム大企業の所有と経営：企業システムの解明に向けて

2000年代以降のベトナムでは、市場経済化や国際経済統合の進展に伴い、国有企業の株式会社への転換や民間大企業の台頭など、企業セクターに著しい変化が生じた。本研究は、統計データや独自に構築したデータベースの分析、現地調査などを組み合わせることにより、これまで包括的研究が皆無であったベトナムの大企業の所有と経営の体系的な把握を試みるとともに、企業システムの多様性についての理解に貢献することを目指す。
MEMS空間光変調器とパルス光照明を用いたホログラム表示技術の研究

従来の電子的なホログラフィーの実現方法では、画面サイズと視域角の間にトレードオフの関係があり両方を同時に拡大できないことが課題であった。最近になり、MEMS空間光変調器と走査光学系を組み合わせた解決方法が提案されたが、視域角は大きくできるが、走査光学系のミラーサイズで画面サイズが制限される問題点があった。そこで、本研究では、パルス光照明を導入することで、MEMS空間光変調器のみで光走査と光変調の両方を実現する。走査光学系が不要になるため表示システムが簡略化でき、MEMS空間光変調器の画素ピッチを大きくできるため大画面化が容易になる。
低消費電力型クラスタPCの試作と並列処理教育教材開発のための基礎研究

通常動作時の消費電力が10ワット以下の小型クラスタPCを試作し,このクラスタPC上で並列的に動作する簡易画像処理システムを開発した.さらに,このシステム構築手順を組込みソフトウェアの観点から学べるPBL(Project Based Learning)型の演習教材を製作し,その効果を実際の教育を通じて検証した.通常動作時の消費電力が10ワット以下の小型クラスタPCを試作し,このクラスタPC上で並列的に動作する簡易画像処理システムを開発した.さらに,このシステム構築手順を組込みソフトウェアの観点から学べるPBL(Project Based Learning)型の演習教材を製作し,その効果を実際の教育を通じて検証した.今年度は,低消費電力型クラスタPCの試作と,その試作クラスタPC上で用いる画像処理ライブラリの開発に主眼を置いて,以下の通り研究を進めた.計算ノードとして小型CPUボードのArmadillo(Atmark Techno社製)を4台準備し,それらを100Base-TX接続してネットワーク分散型並列処理力河能な小型クラスタPCを構築した.クラスタPCのOSには組み込み機器に広く利用されているLinuxを採用した.なお, ARM CPUそのものは比較的非力であり,このクラスタPC上で直接開発を行うことは非効率的なので,別途, Quad-Core CPUを搭載した高性能サーバを準備し,そちらにクロス開発環境も構築した.2.並列処理プログラム開発のためのライブラリ開発と各種画像処理機能の並列実装教材開発の下準備として,クラスタPCのUSBポートに接続された画像入力デバイスから任意の時点で静止画像を取り込むためライブラリ,及び画像データをVGA出力するためのライブラリを開発した.また,これに並行して,複数の計算ノードを使って画像のノイズ除去やエッジ抽出を行う基本画像処理ライブラリも作成した.今後は,これらをべースとして, WEBカメラ等で撮影している映像をリアルタイムで並列画像処理し,その結果をディスプレイに表示する,といった内容の並列処理教育用教材の開発に取り組む計画である.なお,今年度出来なかったライブラリの性能評価も,次年度以降に行う計画である.今年度は,前年度までに試作を完了したクラスタPCの性能評価と,その試作クラスタPC上で動作する各種画像処理機能の実現に主眼を置き,以下の通り研究を進めた.まず,比較的計算量の多い画像処理アルゴリズムとして,画像のウェーブレット変換,画像のアフィン変換,画像のHough変換,文書画像の自動傾き抽出などに着目し,これらの処理を試作済のクラスタPCに搭載されている複数のCPUを使って効率良く並列実行するための並列画像処理プログラムを開発した.開発にあたっては,将来このプログラムを教材として利用するであろう初学者の技術的なハードルを下げつつ,かつプログラム自体の汎用性や移植性を高めるために,オープンソースの並列処理ライブラリ(MPICH)を一部に採用した.また,本研究で試作したクラスタPCの計算性能はそれほど高くないので,実装時にはこの弱点を補えるような形で(たたみ込み計算の効率化やパラメータの階層的探索といった)各種の工夫を凝らした.次年度は,これらを一つの並列画像処理システムとして取りまとめ,その詳細なシステム構築プロセスを効果的に学べるような演習教材を作り上げる計画である.さらに今年度は,上で述べたいくつかの並列画像処理プログラムを用いて,クラスタPCのさまざまな性能評価テストも行った.その結果,計算ノード数を1から4に増やすことで処理時間は1/3程度にまで短縮できることを確認したが,汎用PC1台(Core2Duo搭載)の処理性能に匹敵させるのはまだ困難であることも明らかになった.また,通信に伴うネットワーク遅延や搭載メモリの制限等によって,400×300画素以上の画像に対しては実際的な時間での処理が困難であることも判明した.しかしその一方で,処理実行時の消費電力はいずれの場合においても10W程度に抑えられることが確認でき(汎用PCでは50W以上消費),使用目的や用途を限定すれば十分に実用的な並列画像処理システムを講築できる見通しも立てられた.研究の最終年となる今年度は,前年度までの成果を踏まえて,試作済クラスタPCを用いた演習教材の開発,及びその教材の効果検証を中心に研究を進めた.まず,既に開発済みの並列画像処理ライブラリと試作済みクラスタPCを利用する形の"簡易並列画像処理システム"の開発過程を習得できるような教材を作成し,続いてその教材を利用して(申請者の研究室に新規に配属された)学生達に対する実習を試みた.教材の具体的な中身は,試作したクラスタPCの開発環境構築手順(OSインストールまで含む),及び画像の2値化・画像のウェーブレット変換を複数CPUで並列実行するためのプログラム生成手順を取りまとめたものである.学生の理解度を分析したところ,画像処理アルゴリズムをMPICH(オープンソースの並列処理ライブラリ)によって並列実装する,いわゆる並列プログラミング部分については問題なく理解できていたようであり,教材には含まれていない画像のHough変換処理などについても,特に指導することなく自力で並列実装することができていた.この意味で,本研究の目的の一つである「並列プログラミング技術を有する人材の育成」という面に対しては,ある程度の成果を挙げられたものと考える.しかしながら,その一方で,学生達はクラスタPCへのOSインストールやネットワーク分散協調処理のためのシステム構築,あるいはクラスタPCでUSBカメラを使うためのドライバ設定といった,よりハードウェアに近い部分を苦手としており,この点に関しては,基本的な事項の記述を充実させて学習者の技術力向上を図る工夫が不可欠であることも判明した.これは今後の課題である.また,最近では,本研究を始めた当初には存在していなかったマルチコアタイプの低消費電力CPUも市場に出回ってきており,今回開発した教材のままでは12年で内容面が陳腐化してしまうことも懸念される.今後は,市場の技術進歩に合わせた形で継続的にクラスタPCや教材の更新を進めていくことも重要である.
星間水素の精密定量による新たな星間物質像の構築

1) NASCO計画の推進前年度の光学系の改良案に基づいてアレイ型超伝導受信機の製作を進めた。光学系と受信機本体をクライオスタット内に実装し、冷却試験によって実験室において所期の性能が達成されることを確認した。並行してチリの現地における発電機、制御系他の諸設備の更新を行い、観測環境を整備した。特に発電機についてはいくつかのハード上のトラブルに遭遇したが、メーカー側と密に検討を重ねて問題点を克服した。また現地における制御系の確認も順調に進んでいる。以上の作業期間中、予想外の悪天候(主に雪)に阻まれたこともあって、工程の進捗は予定よりも数ヶ月遅れている。ただし、前年度の受信機の設計変更によって当初の観測目標は達成できる見込みである。2)星間水素の物理状態の追究観測データと数値実験結果を用いた疑似観測との比較を継続し、星間水素の物理状態について理解を深化させた。星間水素原子は温度密度が数桁にわたり大きく変化するために投影された観測量と実際の物理状態の詳細を正しく把握することは大きな困難を伴う。我々の研究以前には、この問題に正面から取り組んだ研究はほぼ皆無であった。本研究において創出された成果[Fukui et al. 2018"Synthetic Observations of 21cm HI Line Profiles from Inhomogeneous Turbulent Interstellar HI Gas with Magnetic Field" (ApJ, in press)]は、星間水素の観測量の意味と、そこから抽出できる情報における物理的な制約をあます所なく堤示することに初めて成功した。また、この成果は、水素分子雲形成、超新星残骸、大質量星形成領域、銀河間相互作用等に幅広く応用されており、星間水素の相転移、重元素量の変動、星間微粒子の進化、宇宙線の定量などの多岐にわたる課題に波及しつつある。観測機器の開発はほぼ予定どおりすすんでいる。現地の悪天候に阻まれて現地における計画進行の若干の遅れはあるものの、総合的な科学成果は期待を上回っており、星間水素研究における画期的な成果にまとまることがほぼ確実である。特に水素の理論研究との連携による分子雲への相転移の詳細が可視化されてきたことの意義は大きい。HI雲衝突によるガスの圧縮と星団形成、CIによる広域観測など、今後の研究の展開において豊かなポテンシャルが示されており、世界にも類のない成果が創出されることが予想される。計画通り新受信機をNANTEN2に搭載し、観測を実施する。観測計画の最適化計画の当初段階に比べて、水素原子と原子分子相転移に関する理解は著しく深化した。疑似観測結果をもとに、分子雲形成初期の観測的特徴を整理し、最終的な観測計画に反映させる。特に、形成初期の分子雲は、原子の存在量が卓越している可能性があり、また、サイズが小さいと予想される。これに対応するCO分子の観測的な特徴を踏まえて、必要な感度の検討を精密化する。プランクとの比較研究の拡張プランク衛星の観測結果が更新されたのに伴い、初期のプランクとの比較解析を検討する必要がある。また、ペルセウス座、カメレオン座に加えてあらたな領域に解析を拡張して結果の一般性を確立することが求められる。フェルミ衛星の活用も含めて、これらの課題を遂行する。XCO因子の分布の導出等本研究の成果の一つとして、COの電波強度を水素全量に変換する係数の導出がある。これを全天の数10%の領域に拡張し、分子雲定量の精密化をはかる。これと同時に、星間微粒子のサイズの進化に関する知見も得られると期待される。さらに、銀河系とマゼラン雲のシステムの重元素量の分布と起源についても画期的な知見が得られることが期待される。星間水素ガスの高温成分(WNM)と低温成分(CNM)の理解のため、磁気流体力学による数値計算結果(Inoue and Inutsuka 2012)を用いて、太陽系近傍の紫外線観測との比較から、H2/HI比が観測に合うモデル(進化時間0.5Myrs)について、21cmスペクトル観測をシミュレートし、Fukui et al. (2015) (以後、F15)他で示された解析手法を検証した。この結果、次の結論を導いた。水素ガスの運動温度は10-5000Kに広く分布し、CNMとWNMはほぼ同程度の質量を担う。F15の導いたスピン温度Tsは、さまざまな値をとるTsの「視線上の調和平均」と理解でき、主にCNMのTsを反映する。これは吸収係数が1/Tsに比例するために、WNMの光学的厚みが極端に小さいことによる。HIスペクトルの光学的厚さは1程度であり、F15の結論「21cmスペクトルが光学的に厚い」を支持する。また、WHI-NHプロットでのH2の寄与は小さい。つまり「CO dark H2」は少なくとも太陽系近傍では効かず、光学的に厚いHIのみで理解できる。本シミュレーションによるCNMの空間分布は極度にフィラメンタリーであり、空間的なfilling factorは小さい。その間の空間はWNMによって満たされている。吸収線観測から導かれる光学的厚みが小さいと指摘されて来たが、この原因の一つはfilling factorにあることが本解析で示された。HIの分布は極度に非一様であり、光学的厚さが小さい部分が観測領域の70%を占める。この他、ガンマ線解析、ダスト放射解析等による成果も上がっている。

新受信器NASCO(115GHz帯の4ビームと230GHz帯1ビーム)の光学系の設計を、物理光学手法シミュレーターを用いて完了し、現地にて抵触なく設置できることを確認した。100GHzの1ビーム受信機の開発を行った。電磁界シミュレーターを用いて偏波分離器と導波管型片バンド透過フィルター、局部発振信信号を分配する導波管型回路の開発を行った。これらすべてを製作し、他の冷却装置と共に冷却試験を行った。当初どおりの仕様を満たしたことを確認し、マルチビーム受信機製作に向けた量産体制を築いた。100GHz帯、200GHz帯の中間周波数系(IF系)の設計を行った。必要な増幅器等の一部購入、性能測定を実施し、観測に必要な性能が出ていることを確認した。また、国立天文台と協力して、受信素子製作も行っている。数値シミュレーションのデータを用いて我々の星間水素の見積もりの新手法を検証できたことは今後の解析を実行する上で非常に重要であった。またこれと平行してガンマ線との比較、ダスト放射の解析もいくつかの領域について進んでいる。装置開発に関しては光学系の設計を完了させ、マルチビーム受信機の量産体制を築き、中間周波数帯の開発などが同時に進んでいる。また、これに付随して新受信機の観測に対応するよう老朽化した望遠鏡の制御ソフトウェアの開発も進んでいる。ソフトウェアについてはすでにNANTEN2に搭載し、試験中である。以上のように科学的成果、装置開発の両面で大きな進展をみせていることから当初の計画以上に進展していると判断した。当初の研究計画に沿って、研究を推進した。主な実績は以下の2点に要約される。1) NASCO計画の推進NANTEN2望遠鏡に搭載するアレイ型超伝導受信機の開発を進めた。光学系として冷却型を導入してシステムのコンパクト化をはかり実装上の困難を回避する設計を固めて、実機の製作を推進した。光学性能を詳細にシミュレートすることによって、115GHz帯のビーム4系統と、中心の光軸をとおる230GHz帯のシングルビームの配置を最適化した。また、システムを機械的に可動とせず、スキャン法・データ処理を最適化することによって広域観測を一様に行なう方法を確立した。実機の製作を予定どおり進めており、3年次に実機による試験観測を行なって動作確認を行なう予定である。また、そのための準備として望遠鏡駆動系の全面的な更新を行い、新システムにおける基本的な駆動性能を確認した。2)星間水素の物理状態の追究Fukui et al. 2014, 2015を発展させて以下の項目について研究を進めた。この結果、ダスト放射を用いた水素原子定量の精度向上をはかるとともに、水素の密度分布の非一様性が観測に及ぼす影響を明らかにし、密度上昇に伴うダスト成長を観測的に捉え、あわせて重元素量の変動を検出する手法を提案した。これらの成果は、水素原子の存在形態について洞察を深化させ、星間ガスの物理状態について格段に理解を深化させた。特に、C. Heilesらによって用いられてきた電波連続波源の吸収による水素光学的深さの定量法では、水素の原子の空間的非一様な分布のために選択的に光学的厚みを過小評価されることを見いだしたことは、重要な成果である。
PKC特異的阻害剤によるグリオーマ細胞のアポトーシス発生機序について

PKC特異的阻害剤によって誘導されるグリオーマ細胞のアポトーシスについて次の諸点を検討した。1、ジアシルグリセロールキナーゼアッセイおよび薄層クロマトグラフィー(TLC)により、スフィンゴ脂質(特にセラミド)の動態を解析した結果、カルホスチンC投与後、数時間でセラミドの活性化が認められた。2、イムノブロット法により、カルホスチンC投与後数時間で、PKCδ/εの膜分画から細胞質分画への移行が確認された(これはPKC活性化による移行の逆)。3、ミトコンドリア機能の解析:(1)FACSscanによるDiOC_6の解析では、カルホスチンC投与後、経時的にDiOC_6の低下が認められ、ミトコンドリア内膜の機能低下が示唆された。(2)イムノブロット法により、カルホスチンC投与後、経時的にチトクロームCの細胞質分画への放出が認められた。(1)、(2)はともにcaspases阻害剤z-VAD.fmkにより阻害されなかった。一方、(1)のDiOC_6の低下は、F_0-F_1プロトンポンプ阻害剤であるオリゴマイシンにて阻害されたが、(2)のチトクロームCの細胞質分画への放出は、オリゴマイシンにて抑制されなかった。4、イムノブロット法で、Bax蛋白の細胞質からミトコンドリアへのtranslocationがカルホスチンC投与後1時間で認められた。また、ミトコンドリアでのBax-homodimerの形成はtranslocationより遅く、約6時間後に認められた。1.イムノブロット法によりCaspase-1および3の活性型の出現を調べたところ、カルホスチンC投与後、経時的にCaspase-3の活性型が検出されたが、Caspase-1では変化がなかった。またCaspase-3のよい基質であるPARPの限定分解がCaspase-3の活性型の出現と同期していた。同様に、カスペース特異的基質を用いたプロテアーゼ活性化能解析でもCaspase-3の活性は経時的に増加したが、Caspase-1は不変であった。3.ミトコンドリア機能の解析(1)FACSscanによるDiOC_6の解析では、カルホスチンC投与後、経時的にDiOC_6の低下が認められ、ミトコンドリア内膜の機能低下が示唆された。(2)イムノブロット法により、カルホスチンC投与後、経時的にチトクロームCの細胞質分画へ放出を認めた。
成熟期エナメル芽細胞の基底膜様構造に関するレクチンおよび免疫組織化学 的研究

本研究から、次の2点が明らかとなり、エナメル質の石灰化を考える上で極めて貴重な結果が得られた。第一点は、成熟期エナメル芽細胞層とエナメル質との境界面にみられる基底膜様構造(以下"疑似膜"と呼ぶ)が4種のレクチン(BP A,MPA,PNA,WGA)に結合する複合糖質を含むこと、第二点は、疑似膜が、免疫組織化学的に見て、ラミニンを含むとは考え難いことである。本研究の結果だけで、ラミニンの存在や内外のエナメル上皮に付随する基底膜、さらに、血管や筋組織にみられる基底膜には、ラミニンを検出できたので、疑似膜には、ラミニンが存在しないか、存在ても極めて少量であると考えられる。したがって、疑似膜を基底膜と呼ぶことは、現時点では、ふさわしくないと考える。疑似膜へ結合するレクチンについては、内外のエナメル上皮の基底膜に比べ、BPAの結合量が多く、ConAの結合が極めて少量しか認められない点に特徴があった。結合するレクチンの種類と量から考えて、内エナメル上皮の基底膜は、外エナマル上皮や表皮の基底膜に比べ、複合糖質を多量に含むと考えられる。疑似膜は、内エナメル上皮に類似して複合糖質をやはり多量に含むが、複合糖質の種類に関しては、かなり相違すると思われる。したがって、ラミニンとレクチンを指標とした今回の結果は、疑似膜が、一般に知られている基底膜に比べ極めて異質な構造物であり、エナメル質の石灰化の過程で出現する固有の構造であることを示唆している。なお、本研究の結果は、ラットとマウスの切歯歯胚に関するものである。また疑似膜へのレクチンの結合は、エナメル質の石灰化が進むにつれ徐々に減少した。〔略号説明〕BPA:モクワンジュマメレクチン、Co nA:コンカナバリンA、MPA:オサゲオレジレクチン、PNA:ピーナッツレクチン、WGA:小麦胚芽レクチン。
精密に分子集積した表面上での特異な触媒反応場の創製

入手容易な原料利用、枯渇性資源非依存型の物質変換反応、環境負荷軽減等の高難度有機合成反応の開発が希求される現在、触媒化学が果たすべき役割は大きく、従来の学問分野の枠組みを超えた新しい触媒設計の概念が必要であろう。本研究では、触媒調製の新しいアプローチとして、金属錯体を規整表面上に精密かつ自在に集積することによって特異な触媒反応場を構築する手法を開発する。本年度は、配位性の有機物を構成ユニットするメソポーラス有機シリカ(PMO)の細孔表面に種々の金属錯体を固定化し、特異な触媒機能の探索を行い、前年度の鉄に加えて、本年度は、銅、亜鉛、ニッケル、パラジウムなど多様な金属の固定化を行い、新規触媒機能の開拓を行った。また、領域内の研究者との共同研究を積極的に進めた。さらに本研究では、金属表面上における分子活性化機能を有するユニットの集積による新規な触媒機能の実現、金属表面上に形成させる高密度な金属錯体の単分子層において触媒活性中心の近接集積の効果による新規な触媒機能の発現を達成することを目指した。この目的のために高密度な金属錯体単分子層を利用することから、各触媒活性中心の近接二次元配列が可能である。このような近接した活性中心間には協奏的な触媒機能が発現することが期待される。本年度は、前年度まで検討を行ってきたジイソシアニド単分子層に加えて新たな種々の有機分子を設計・合成した。これらの成果の一部を学会、学術論文等で発表した。29年度が最終年度であるため、記入しない。入手容易な原料の利用、枯渇性資源非依存型の物質変換反応、環境負荷軽減等の高難度有機合成反応の開発が希求される現在、触媒化学が果たすべき役割は大きく、従来の学問分野の枠組みを超えた新しい触媒設計の概念が必要であろう。本研究では、触媒調製の新しいアプローチとして、金属錯体を規整表面上に精密かつ自在に集積することによって特異な触媒反応場を構築する手法を開発することを目的とした。当該年度は、メソポーラス有機シリカ(PMO)の細孔表面上に形成した金属錯体による特異な触媒機能の探索に注力した検討を行った。配位性の有機物を構成ユニットするPMOの細孔表面に精密に種々の金属錯体を固定化し、触媒機能の探索を実施した。特に、ビピリジンを配位性部位とするPMOへの金属錯体の固定化を実施した。固定化された金属錯体の構造については、各種分光法により明らかにした。固定化された金属錯体を触媒とする合成反応を種々検討した。その結果、ナノメートルサイズの規則的な細孔構造を有するPMOの細孔空間を特異な反応場とする新規な触媒機能の発現を示唆する結果を得た。得られた成果の一部は、国内外の学会等において発表を行うとともに、同分野の研究者との議論を行った。また、国内外の研究者との共同研究を開始し、本手法をさらに展開することとした。今後は適用可能な触媒反応をさらに拡大する計画である。また、平滑な金属基板上に高密度に金属錯体を集積する手法についても、引き続き開発を行う予定である。おおよそ当初計画した通りに研究課題を遂行しているため。当初の研究計画に基づいて実施する。加えて、領域内の共同研究および国際協同研究についても注力する。
アルツハイマー型神経病理変化形成の危険因子に関する研究

高齢者やアルツハイマー病患者の脳内にみられるアルツハイマー型病理変化の形成に関与する因子を解明する目的で以下の研究をした。(1)臨床的・神経病理学的検索:アルツハイマー病(AD)を含む60歳以上の200剖検例を対象とし、臨床データ、脳病変の検討(アミロイドβ蛋白やリン酸化タウに対する抗体、ミクログリアやアストロサイトなどのマーカーに対する免疫染色)を行った。AD型病理変化(老人斑、神経原線維変化、脳アミロイドアンギオパチーCAA)について定量的に評価した。(3)アルツハイマー型神経病理変化と遺伝子多型との関連を検討した。(4)アミロイド細線維形成実験:脳アミロイド細線維形成に影響を与える因子を検索するために、アミロイドβ蛋白のin vitroでの実験系について検討した。その結果、以下のような研究結果を得た。(1)PS-1遺伝子多型はCAAと関連したが、ADの発症、老人斑、神経原線維変化とは関連しなかった。(2)ACT遺伝子多型はADの発症や老人斑、神経原線維変化とは関連しなかったが、AD脳におけるCAAの程度と関連した。(3)BChE遺伝子多型(K variant)はADやCAAとは関連しなかったが、老人斑、神経原線維変化の程度と関連した。(4)A2MおよびPON遺伝子多型はAD、老人斑、神経原線維変化、CAAのいずれとも関連しなかった。(5)アミロイドβ蛋白の重合・線維形成ばかりでなく、分解・脱重合をモニターできるin vitroの系を開発した。以上の研究成果により、既に確立したADの危険因子であるアポリポタンパクE遺伝子型以外に、老人斑、神経原線維変化、CAAなどのAD型神経病理変化の新たな危険因子が明らかになった。高齢者やアルツハイマー病患者の脳内でみられるアルツハイマー型神経病理変化の形成に関与する遺伝的危険因子を解明する目的で以下の研究を実施した。(1)症例の収集と神経病理学的検索:アルツハイマー病を含む60歳以上の200剖検例を対象とし、脳病変の病理学的検索を行った。通常の神経病理学的検索の他、アミロイドβ蛋白や異常リン酸化タウに対する抗体を用いた免疫組織化学的検索を行った。アルツハイマー型神経病理変化[老人斑(SP)、神経原線維変化(NFT)、脳アミロイドアンギオパチー(CAA)]について組織定量的な評価を行った。(3)アルツハイマー型神経病理変化((1))と遺伝子多型((2))の関連を検討した。その結果、以下の研究成果を得た。(1) PS-1遺伝子多型とアルツハイマー型神経病理変化:PS-1遺伝子多型はアルツハイマー病の発症と関連せず、SPやNETとの関連も認めなかった。しかし、PS-1遺伝子多型はCAAの程度と相関を示した。(2) ACT遺伝子多型とアルツハイマー型神経病理変化:ACT遺伝子多型はアルツハイマー病の発症と関連せず、SPやDNFTとの関連も認めなかった。しかし、ACT遺伝子多型はアルツハイマー病におけるCAAの程度と相関を示した。(3) BChE遺伝子多型とアルツハイマー型神経病理変化:BChE遺伝子多型K variant(BCHE-K)はアルツハイマー病の発症とは関連しなかったが、SPやNETの程度と関連を示した。BCHE-KはCAAの程度と関連しなかった。高齢者やアルツハイマー病患者の脳内でみられるアルツハイマー型神経病理変化の形成に影響する遺伝的危険困子とその機序を解明する目的で以下の研究を実施した。

(1)症例の収集と神経病理学的検索:アルツハイマー病を含む60歳以上の200剖検例を対象とし、脳病変の病理学的検索を行った。通常の神経病理学的検索の他、アミロイドβ蛋白や異常リン酸化タウに対する抗体を用いた免疫組織化学的検索を行った。アルツハイマー型神経病理変化[老人斑(SP)、神経原線維変化(NFT)、脳アミロイドアンギオパチー(CAA)]について組織定量的な評価を行った。更にアポリポ蛋白E(ApoE)やparaoxonase(PON)遺伝子多型との関連が指摘されている動脈梗化についても併せて評価を行った。(2)遺伝子多型の検索:患者血液あるいは凍結脳からDNAを抽出後、ApoE遺伝子、PON遺伝子、α_2-macroglobulin遺伝子(A2M)の多型について検索した。(3)アルツハイマー型神経病理変化、動脈硬化、遺伝子多型の関連を検討した。その結果、現在までに以下の研究成果を得た。(1)ApoE遺伝子多型がアルツハイマー病発症に影響する機序:既報通り、ApoE遺伝子ε4アリルはアルツハイマー病の発症の強い危険因子であったが、その効果は動脈硬化を介したものではないことが明らかになった。(2)PON遺伝子多型とアルツハイマー病/アルツハイマー型神経病理変化/動脈硬化:PON遺伝子多型はアルツハイマー病の発症、アルツハイマー型神経病理変化、動腕硬化のいずれとも関連しなかった。高齢者やアルツハイマー病患者の脳内でみられるアルツハイマー型病理変化の形成に関与する因子を解明する目的で以下の研究をした。(1)臨床的・神経病理学的検索:アルツハイマー病を含む60歳以上の200剖検例を対象とし、臨床データ、脳病変の検討(アミロイドβ蛋白やリン酸化タウに対する抗体、ミクログリアやアストロサイトなどのマーカーに対する免疫染色)を行った。アルツハイマー型病理変化(老人斑、神経原線維変化、脳アミロイドアンギオパチー)について定量的に評価した。脳を含む全身血管の動脈硬化の程度を評価した。(2)遺伝的危険因子の検索:患者血液あるいは凍結脳からDNAを抽出後、候補遺伝子α2-マクログロブリン(A2M)、paraoxonase(PON)遺伝子多型を検索した。(3)アルツハイマー型神経病理変化と遺伝子多型との関連を検討した。(4)アミロイド細線維形成実験:脳アミロイド細線維形成に影響を与える因子を検索するために、アミロイドβ蛋白のin vitroでの重合および脱重合の実験系を検討した。その結果、以下のような研究成果を得た。(1)A2M遺伝子多型はアルツハイマー病の発症、老人斑、神経原線維変化のいずれとも関係しなかった。(2)脳アミロイドアンギオパチーはPON遺伝子多型、血清脂質、動脈硬化のいずれとも関連しなかった。(3)アミロイドβ蛋白の重合・線維形成ばかりでなく、その分解・脱重合をモニターできるin vitroの系を開発した。