hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
多次元トンネル効果のカオス理論:基礎と応用

量子世界には軌道は存在しない。しかし、量子現象のもっとも不思議な現象であるトンネル効果が、系が複雑なカオス運動をする場合でさえ、"複素数の空間"を走る軌道によって完全に理解できる事が明らかにされた。多次元トンネル効果では、可積分系極限においてトンネル機構を記述するインスタントン機構とは全く異なる、真性多次元性に由来する新しい機構である複素安定不安定多様体機構がトンネル効果を嚮導する。これが我々の極めて一般的な主張であるが、障壁トンネル効果の場合と動的トンネル効果の場合についてこの基本的主張がどのように現れるのかを解明した。障壁トンネル効果ではこの新機構がトンネル効果のスペクトル的特徴に明確に現れる事を示す事に成功し、成果が出版された。動的トンネル効果の場合、多次元性は必然的に<カオス>を帰結する。この場合にも、上記複素安定不安定多様体機構が本質的役割りをする。カオス的トンネル効果を支配するトンネル軌道集合の特性が数値的アプローチと数学的アプローチを総合した方法によって解明された。動的トンネルを支配する事が1996年我々によって明らかにされた、いわゆるLaputa集合の漸近的性質が解明され、その数学的定義が与えられると同時にジュリア集合との関係があきらかにされた。すなわち、ジュリア集合にはlaputa集合が稠密に存在する。一方、ジュリア集合にはカオス集合の複素安定多様体が稠密に存在する。トンネル軌道は複素安定多様体にそって吸引されカオス集合の近傍を通過し不安定多様体に沿って目的地に到達する。これが上記複素安定多様体がトンネル効果を支配するという主張のカオス的状況での現れである。この主張は従来の伝統的なトンネル描像で、可積分極限でなりたつインスタントン描像と対極にある非可積分極限での全く新しいトンネル描像(カオス的トンネル効果)を与えたと考える。成果は論文Julia set and chaotic tunnelling I, IIとして投稿中である。なお、RGの俵口忠功は本プロジェクトが基礎をおく半古典理論の基礎的研究に於いて貢献した。非可積分系のトンネル効果では、可積分系極限におけるインスタントン機構とは全く異なる新しい機構である複素安定不安定多様体機構がトンネル効果を嚮導する事を主張してきた。この成果は時間領域の研究成果だが、相補的なEnergy領域でこのニ極限をつなぐ遷移課程が解明されつつある。不変トーラスの自然境界とトンネル効果の関係が明確になりつつあり、これが確立すれば、可積分性喪失の複素解析的表現である自然境界がトンネル確率という物理実体に鋭敏に反映される事になり、愛昧模糊だったEnergy領域非可積分トンネル効果の現象論が始めて明確になる。上記はカオスが実空間に存在する系に対する研究成果だが、カオスが実空間に存在しないより単純な系で上記ニ機構の遷移課程が周波数依存性の形で解明された。周波数の中間領域で複素安定不安定機構がトンネルに支配的になる。昨年度DresdenのMax-Planckで研究所で2週間にわたって行われたトンネル効果の国際会議に本科研費支援の下、首藤、高橋、池田が参加して講義、講演を行い本課題の研究成果を発信した。又海外研究者との交流にも本科研費が有効に使われている。エネルギー領域の現象論が発展し、可積分領域から非可積分領域への遷移過程が明らかになってきた。即ち古典力学系理論ではPoincare以来の問題である非可積分系トーラスの複素構造、特にその収束閾を決定する自然境界が、数学的対象ではなくトンネル効果という物理現象に明確に現れる事がはっきりとしてきた事が一大成果である(preprint)同時に時間領域研究が進展し長時間挙動が複素半古典論によって解釈されつつあり特異なStokes現象や複素空間のカオス的遍歴軌道の役割が明らかになってきた。一方ドイツ、Dresden工大のグループが進展させてきた仮想的可積分アプローチに対する我々の批判(出版準備中)が機縁になって我々の複素半古典理論によって彼らの成果を解読する共同研究が進展しつつある。本年我々の研究グループの成果は動的トンネル効果の国際共同研究(独、仏、英、米、インド、日等)の一環として出版された成書「Dynamical Tunneling : Theory and Experiment」で二章分を割いて発表された。この共同研究は本年も独Max-Planck研究所の長期計画として実施され、首藤は組織委員として、池田、高橋は招待講演者として参加する。
インテリジェントスク-ル実現のための基礎研究

インテリジェントスク-ルの校内情報ネットワ-クを利用して、生徒達が学習情報を作成したり送受信するのを助けるソフトである学習用グル-プウェアのプロとタイプを開発した。学習用グル-プウェアは、クライアント-サ-バ-方式で稼働する。生徒用のコンピュ-タ(クライアント)で動作するソフトは、以下に示す4種のツ-ル型ソフトを統合したものである。(1)ノ-ト:文書作成の他に、図や簡易アニメなどの作成機能を加えたオンライン・ドキュメント・プロセッサ出ある。作文やレポ-ト作成といった通常の利用に加え、発表でのプレゼンテ-ショウンやディスカッションなど、さまざまな場面での利用が可能である。(2)電子メ-ル:ノ-トで作成した情報を特定の相手とやりとりするために使うもの。(3)電子掲示板:クラス全体や全校生徒といった不特定多数へ、ノ-トで作成した情報を送りたいときに使うもの。(4)デ-タベ-ス:ノ-トで作成した情報をテ-マごとにちゅくせきし、それを自由に検索できるようにするドキュメント・デ-タベ-スである。情報検索にはキ-ワ-ドやタイトル情報などが使える。また、教師用コンピュ-タ(サ-バ-)で動作するソフトは、生徒用コンピュ-タから送られてくる情報をちゅくせきしておき、要求に応じてその情報を他の生徒用コンピュ-タへ提供する働きをおこなう。学習用グル-プウェアは、さまざまな教科において、生徒それぞれが個性的存在として相互作用しあい学習を深めてゆく共同学習の場面で活用が期待される。本研究の初年度にあたる本年度は次の研究成果を得た。1.インテリジェント・スク-ルに必要な情報通信機能の検討と設置インテリジェント・スク-ルに必要な情報通信機能を検討し、システム構成を行った。ネットワ-クとしては、すでに竹園東小学校に設置されているものを利用し、教室用コンピュ-タ、職員室用コンピュ-タ、ファイルサ-バを接続したシステムとすることにした。2.インテリジェント・スク-ル用ネットワ-クシステムの開発インテリジェント・スク-ルに必要なネットワ-クシステムの開発を行った。開発されたシステムによって、複数の異なる教室に設置されたコンピュ-タから、同時にファイルサ-バのデ-タを利用できることが確認された。このシステムにより、パソコンをある程度知っている人ならばとくにネットワ-クに詳しくなくても、ネットワ-クを利用したアプリケ-ションソフトを容易に開発できる道を拓いた。ネットワ-クを利用した様々なソフトの開発は、教師によっても可能となった。3.ネットワ-クを利用した教育の実践ネットワ-クとデ-タベ-スを利用した授業を設計して、実際に実施した。竹園東小学校の図書室の本のデ-タベ-スを作成し,社会科の時間に必要となる本の検索が可能となるようにした。児童はこのデ-タベ-スを利用して資料を検索し、必要な資料を調べた。その結果をグル-プでまとめて、その結果を児童の手によってデ-タベ-スに入力した。そのデ-タベ-スはさらに他の児童や次年度の学年が利用する。このような活動を通して、児童は社会科の学習を進めながら、情報活用能力を育成する経験ができた。この結果は、本格的に校内情報ネットワ-クが稼動したとき、児童がその機能を十分活かせる可能性を示唆した。〔一般研究A〕インテリジェント・スク-ルに必要な情報環境に対する教師の希望を調査し、その活用例について検討した。主な活用例は、(1)保健デ-タの管理、(2)図書検索、(3)予定表、(4)学級日誌、(5)学級会計、(6)委員会活動、集会活動、(7)パソコン通信、(8)成績管理、(9)教材デ-タベ-スなどであった。

教材デ-タベ-スについては、CAIの小コ-スウェアをデ-タとすることとし、OHP的なコンピュ-タのために必要な小コ-スウェアを多数開発した。この小コ-スウェアは各教科各学年のものを1つのコ-スウェアとし、これを構成するフレ-ム群をモジュ-ルとして扱えるように構築した。作成された教材デ-タベ-スの一部は、岩手県山田町立大浦小学校、つくば市立竹園東小学校などで実際に利用して検討を進めた。その結果、解決すべき点としてコンピュ-タのモニタ画面が小さいこと、それを安価に解決するための方法が実現しないと、校内情報ネットワ-クとそれを利用した教材デ-タベ-スへの期待が薄れてしまうことが指摘された。学校間のネットワ-クであるパソコン通信については、児童・生徒がコンピュ-タを利用できる場への専用の電話回線が敷設されないと、自由に利用することが困難であり、結局利用されないことになってしまう可能性のあることが指摘された。通信の利用は相手が少ないと意味がない。インテリジェント・スク-ルを実現するためには、多くの学校が専用電話回線を敷設するようなガイドラインが行政サイドから示される必要がある。児童のためのデ-タベ-ス検索方法は、入力された短文中にキ-ワ-ドがあるかを調べる方法、項目別フィ-ルドに必要事項を入力する方法を実現したが、さらに、ビジュアルな検索方法の実現が望まれることが示された。インテリジェントスク-ルの校内情報ネットワ-クを利用して、生徒達が学習情報を作成したり送受信するのを助けるソフトである学習用グル-プウェアのプロトタイプを開発した。学習用グル-プウェアは、クライアント-サ-バ方式で稼働する。生徒用のコンピュ-タ(クライアント)で動作するソフトは、以下に示す4種のツ-ル型ソフトを統合したものである。(1)ノ-ト:文書作成の他に、図や簡易アニメなどの作成機能を加えたオンライン・ドキュメント・プロセッサである。作文やレポ-ト作成といった通常の利用に加え、発表でのプレゼンテ-ションやディスカッションなど、さまざまな場面での利用が可能である。(2)電子メ-ル:ノ-トで作成した情報を特定の相手とやりとりするために使うものである。(3)電子掲示板:クラス全体や全校生徒といった不特定多数へ、ノ-トで作成した情報を送りたいときに使うものである。(4)デ-タベ-ス:ノ-トで作成した情報をテ-マごとにちゅくせきし、それを自由に検索できるようにするドキュメント・デ-タベ-スである。情報検索にはキ-ワ-ドやタイトル情報などが使える。また、教師用コンピュ-タ(サ-バ-)で動作するソフトは、生徒用コンピュ-タから送られてくる情報を蓄積しておき、要求に応じてその情報を他の生徒用コンピュ-タへ提供する働きをおこなう。学習用グル-プウェアは、さまざまな教科において、生徒それぞれが個性的存在として相互作用しあい学習を深めてゆく共同学習の場面で活用が期待される。
q-解析にあらわれる非可換代数に関するアルゴリズムの研究

80年代半ばよりさかんとなったq-解析ではさまざまな非可換代数があらわれる。たとえばq-差分作用素環や古典群の包絡環の量子化、さらにはアフィンワイル群やアフィンヘッケ環などがq-解析にあらわれる。この研究では、これらの多様な代数で種々の実験をおこなうための数式処理系のための言語およびアルゴリズムを開発することが目的であった。残念ながらこの目標はいまだ完全に達成されていないが、以下のような成果があった。1.グレブナ基底の計算システムkan/sm1は5年目を迎えた。kan/sm1は多項式環、微分差分作用素環、q-差分作用素環のイデアルに関する種々の演算を実行することができる。旧来のコードをすべて書き換えて、Version 2を公開した。パ-サの書き換えと高速化、グレブナ基底の計算をhomogeneous polynomialsを基本とした方法にあらためて高速化、D-加群用のパッケージの充実、富士通情報研のrisa/asir, D. GraysonとM. StillmanによるMacaulay2などへの実験的組み込みなどをおこなった。2.整数計画法とq-超幾何関数との間に関係があることがわかった。3.Coxeter群やHecke環をあつかうためのアルゴリズムの研究をスタートした。とくに,Brink-Howlettのアルゴリズムの研究をスタートした。Coxwter群やHecke環をあつかうためのアルゴリズム、システムの研究は来年度にはなんらかの成果をだせるものと期待している。
妊娠末期内分泌環境におけるインスリンの細胞内シグナル伝達機構の変化に関する検討

妊娠時には糖尿病が増悪したり妊娠糖尿病が発症したりする事が多く,これには妊娠時のインスリン抵抗性が増大することが関与していると考えられている.この細胞レベルの機序に関しては,従来よりインスリン受容体のレベルではなく受容体以降の細胞内シグナル伝達機構の変化によると考えられてきた.今回その細胞内シグナル伝達機構のどの部位が関与しているかを明らかにするために,インスリンが受容体に結合した後の最初の細胞内ステップである受容体チロシンキナ-ゼ活性について検討した.妊娠,非妊娠正常,非妊娠糖尿病ラットの肝ならびに骨格筋から部分精製したインスリン受容体分画を得て,インスリン結合能,インスリン受容体の自己燐酸化能および外基質のチロシン燐酸化能を測定した.妊娠群の部分精製インスリン受容体分画におけるインスリンの結合能においては非妊娠群との間でインスリン結合率に有意差は認められなかった.糖尿病群では有意に結合率が増大していた.自己燐酸化能促進作用については妊娠群および糖尿病群では有意に低下していた.外基質の燐酸化能も妊娠群と糖尿病群で有意に低下していた.以上の成績により妊娠時のインスリン抵抗性増大の細胞内機序の一つとしては,糖尿病ラットと同様にインスリン受容体のチロシン燐酸化酵素活性の低下が関与していることが示唆された.妊娠時には糖尿病が増悪したり妊娠糖尿病が発症したりする事が多く,これには妊娠時のインスリン抵抗性が増大することが関与していると考えられている.この細胞レベルの機序に関しては,従来よりインスリン受容体のレベルではなく受容体以降の細胞内シグナル伝達機構の変化によると考えられてきた.今回その細胞内シグナル伝達機構のどの部位が関与しているかを明らかにするために,インスリンが受容体に結合した後の最初の細胞内ステップである受容体チロシンキナ-ゼ活性について検討した.妊娠,非妊娠正常,非妊娠糖尿病ラットの肝ならびに骨格筋から部分精製したインスリン受容体分画を得て,インスリン結合能,インスリン受容体の自己燐酸化能および外基質のチロシン燐酸化能を測定した.妊娠群の部分精製インスリン受容体分画におけるインスリンの結合能においては非妊娠群との間でインスリン結合率に有意差は認められなかった.糖尿病群では有意に結合率が増大していた.自己燐酸化能促進作用については妊娠群および糖尿病群では有意に低下していた.外基質の燐酸化能も妊娠群と糖尿病群で有意に低下していた.以上の成績により妊娠時のインスリン抵抗性増大の細胞内機序の一つとしては,糖尿病ラットと同様にインスリン受容体のチロシン燐酸化酵素活性の低下が関与していることが示唆された.妊娠は内分泌の嵐ととも表現されるように、多種多様のホルモンの分泌量あるいはその感受性が大きく変化し、非妊娠時には見られない内分泌環境を形成している。たとえば糖代謝調節に中心的役割を果たしているインスリンについても、分泌増加とともに末梢組織にけおる抵抗性が増大することが知られており、それが妊娠糖尿病の発症、あるいは糖尿病の妊娠時の増悪に深く関わっていると考えられている。本研究は妊娠時のインスリン抵抗性の機序を明らかにしようとする目的で、インスリンの細胞内シグナル伝達機構が妊娠時の内分泌環境においてどのように変化するのかを明らかにすることを目的とする。最近明らかにされたインスリン作用の細胞内機序についての大きな研究成果の一つは、インスリンがその受容体に結合した後の第一歩がチロシン燐酸化酵素の活性化であるということであり、さらにインスリンにより糖輸送体が細胞内の膜分画から細胞膜表面へ移動(translocation)するという発見も見逃せない。そこで、今回は妊娠末期のラットおよび非妊娠ラットを用いて、糖輸送体のtranslocationに変化がないかどうか、また、インスリン受容体のチロンシン燐酸化酵素に変化がないかどうかを検討することとした。平成元年度はまず糖輸送体のtranslocationが妊娠により変化するかを検討する目的で、ラット後肢筋肉のホモジネ-トからしょ糖密度勾配遠心法を用いて細胞膜分画およびゴルジ膜分画を調製し、cytochalasibB結合法により糖輸送体の数の定量を試みた。しかしながら、一つにはcytochalasinB結合の実験手技がきわめて困難であることも関係しているかも知れないが、妊娠ラットと非妊娠ラットでcytichalasinB結合に有意差は認められなかった。平成2年度にはチロシン燐酸化酵素の活性について検討する予定である。妊娠時には糖尿病が増悪したり妊娠糖尿病が発症したりする事が多く,これには妊娠時のインスリン抵抗性が増大することが関与していると考えられている.この細胞レベルの機序に関しては,従来よりインスリン受容体のレベルではなく受容体以降の細胞内シグナル伝達機構の変化によると考えられてきた.今回その細胞内シグナル伝達機構のどの部位が関与しているかを明らかにするために,インスリンが受容体に結合した後の最初の細胞内ステップである受容体チロシンキナ-ゼ活性について検討した.妊娠,非妊娠正常非妊娠糖尿病ラットの肝ならびに骨格筋から部分精製したインスリン受容体分画を得て,インスリン結合能,インスリン受容体の自己燐酸化能および外基質のチロシン燐酸化能を測定した.妊娠群の部分精製インスリン受容体分画におけるインスリン結合能においては非妊娠群との間でインスリンの結合率に有意差は認められなかった.糖尿病群では有意に結合率が増大していた.自己燐酸化能促進作用については妊娠群および糖尿病群では有意に低下していた.外基質の燐酸化能も妊娠群と糖尿病群で有意に低下していた.以上の成績により妊娠時のインスリン抵抗性増大の細胞内機序の一つとしては,糖尿病ラットと同様にインスリン受容体のチロシン燐酸化酵素活性の低下が関与していることが示唆された.
CTサブトラクションによる冠動脈評価の有用性に関する検討

臨床データの解析では本研究のメインであったCTサブトラクションの有用性と限界点がある程度確認された。当初の造影前後の長時間息止めでの撮像は失敗例が一定の割合で生じるため、ZIOソフト社のPhysiodynamicsの冠動脈サブトラクション機能の併用してのサブトラクション解析を追加で行っている。また撮像時の心拍数も重要な要素であることも判明した。現在は概ね論文投稿のため準備中で本年度中の投稿を目指している。更にアンモニア血流PETとの比較でも有意な相関関係が示唆されたため(2017年米国心臓病学会で発表済み)、引き続き冠動脈支配領域毎のPET血流データの負荷情報(負荷時の虚血や壁運動異常など)との比較を継続している。また冠動脈血流をdynamic seriesから解析することが可能となったため造影剤の時間濃度曲線から得られた情報を単回帰分析で血流値をシュミレートすることに成功した。これにより再現性を持って血流値を測定することができ、日常臨床に視覚的評価に加えて客観的な血流情報を加えることが可能となり、本年度はその信頼精度を検証する。2017年末から2018年にかけて研究代表者の施設異動があった。そのためデータ解析や保管場所の再確認などが必要となり、解析の進捗が一時期中断を余儀なくされた。本年度中に論文投稿を目指す。また概要に記載したとおり、追加で検証可能な内容(血流PETの負荷情報との比較、CTのでの冠動脈血流解析)についても、引き続き解析を行い、学会発表・論文投稿を検討する。本研究での冠動脈流速解析の土台となる冠動脈CTでのサブトラクション解析の精度向上を継続している。研究での提唱プロトコールに基づき、単純CTからのサブトラクションでの画像解析により狭窄度がより詳細に評価可能となり冠動脈ツリートレースなどが簡便となった。また画質変換・補間機能を用いたサブトラクションでは更に精度が向上し、それによりワークステーション上での狭窄解析が容易となった。しかし心拍上昇や不整脈では撮像条件が好条件を再現性を持って担保できないためサブトラクション解析も困難な状況であった。また患者の息止めなど被検者の要因も少なからずあり、撮像スピードなど撮像機器そのものの限界によるものもあった。アンモニア血流PETとの対比解析では、高度狭窄では虚血所見が有意であったが、虚血所見・あるいは有意狭窄を認めなくとも動脈硬化が顕著な病変ほど血流予備能が低下しており、血管毎の血流予備能と冠動脈石灰化+プラーク程度に有意な逆相関がみられ、血管内皮機能と動脈硬化の関連が示唆された(相関係数r=-0.2、p値0.007. 2017年3月の米国心臓病学会で発表済)。しかし冠動脈狭窄や石灰化を有さない症例でも、血流予備能は幅が見られ動脈硬化に至る前段階での内皮機能障害を見ている可能性がある。また血流予備能正常で動脈硬化の見られない冠動脈においては支配血管領域の心筋重量との相関や、支配領域と血流PETでの血流量との相関は得られず、健常では心筋重量に関係なく安定した灌流が末梢まで維持されている可能性が示唆された。サブトラクションは通常のルチンプロトコールとして進捗。冠動脈CT撮像の条件は心拍数が低いことであるが、β遮断薬による心拍抑制が困難な症例が見られ、また心拍抑制が成功しても撮像時に心拍数が緊張などにより急上昇することがあり、受診時の安静時心電図が指標になる可能性が示唆された。冠動脈CTのサブトラクションによる狭窄評価の研究は、十分な症例数が得られたため詳細な解析を開始している。狭窄評価は位置ずれや高度石灰化での失敗例などの問題は発生するが一定数の成功例があり、解析可能なデータとしての再現性が得られたと判定した。アンモニア心筋血流PETでの虚血評価を対照とした解析も行っており、冠動脈支配領域解析での血流予備能との比較は2017年3月の米国心臓病学会(American Collegue of Cardiology)で発表済みで、さらに冠動脈CTでの血流解析も追加し、2017年7月の米国冠動脈CT学会(Society of cardiovascular Computed Tomography)で口演発表を行い、研究優秀賞を受賞するに至った。年度後半は論文化に向けて更なる解析を進め、統計処理などの検討に入っている。症例数の獲得ができた。安定かつ再現性のあるデータ解析の確認がとれた。

これにより再現性を持って血流値を測定することができ、日常臨床に視覚的評価に加えて客観的な血流情報を加えることが可能となり、本年度はその信頼精度を検証する。2017年末から2018年にかけて研究代表者の施設異動があった。そのためデータ解析や保管場所の再確認などが必要となり、解析の進捗が一時期中断を余儀なくされた。今後は冠動脈サブトラクションの再現性を高めるための撮像条件や至適心拍数などの検討を開始する。特に高心拍での対処は喫緊の課題であり、撮像機器のマシンスペックの限界もあり様々な検討を要する。また、通常のテストスキャンから低被ばくでの画像再構成を用いてダイナミック解析を行い。流体解析を行えるかを検討する。本研究に基づいた研究内容を2演題を米国での国際学会で発表済みで、更に解析を進めて論文化を勧める。本年度中に論文投稿を目指す。また概要に記載したとおり、追加で検証可能な内容(血流PETの負荷情報との比較、CTのでの冠動脈血流解析)についても、引き続き解析を行い、学会発表・論文投稿を検討する。研究計画当初必要と考えられた高スペックのPCでなく、個人使用レベルの比較的安価なPCで解析可能と判明したため、また学会や研究会でのプレゼンテーションなどで解析作業画面を提示する必要があったためノートタイプのPCを選択し、研究計画当初より安価に準備が出来たため。画像処理において新たな解析を追加する事になったが、購入済みおよび施設備え付けのソフト(Osirix, Sohos)では不十分なため、処理ソフトのバージョンアップあるいは新規購入を検討。その際は導入済みのPCへのインストールであるがライセンス契約が必要。2017年末から2018年始めにかけて研究代表者の異動があり、研究の進捗に影響があった。そのため今年度(2019年度)での論文投稿を目指す事になり、英文校正や投稿料を含めた費用が必要になる。また追加解析が必要な検証項目があるため、HDDなどデータメディアの購入が必要になる。残余金は更に研究を進めるにあたり、冠動脈CTと血流PETのイメージ融合のための外部グラフィカルユーザーインターフェースの購入に充てる。更に冠動脈流体モデルの検証において、本年度は冠動脈CT学会など国際的な専門学会での本研究の紹介を目的とした発表を予定している。
軽水炉シビアアクシデント時の溶融凝固燃料の冷却・事故拡大防止に関する研究(溶融燃料凝固物と圧力容器内壁間の狭間隙内侵入水による冷却可能性について)

まず実験装置の製作を行った。装置は圧力0.1MpaのR-113密閉ループである。テスト部は、長さ240mm、外径100mmで内径が34または36mmの厚肉銅パイプであり、その中に挿入されるガラス管との間に0.5、1、2または5mmの間隙の垂直環状テスト流路が形成される。このテスト流路間隙は、TMI-2号炉事故後調査で推測されている圧力容器と堆積炉心損傷物間の間隙値から、ボンド数スケーリングにより決定した。テスト部は外巻き電気ヒーターで加熱される。加熱部温度は10箇所で熱電対により測定した。装置完成後、垂直狭隘環状流路の(1)下部密閉系対向流、(2)液下端排出系対向流、の限界熱流速実験を行った。また、伝熱面状況と流動状況の目視観察も行い、ファイバースコープとCCDカメラを用いてVTRにその画像を記録した。狭間隙条件下での伝熱様式は核沸騰であった。加熱熱流速上昇にともない限界熱流速状態(CHF)を迎える。ただし、CHF発生では急激な伝熱面温度上昇には至らず、更に熱流速を上げた段階で初めて急な伝熱面温度上昇を迎える。(1)下部密閉系、(2)液下端排出系の場合ともに、対向流落水制限(CCFL)が発生し、伝熱面への液の供給が抑制され、伝熱面上に部分的間欠的乾き面が形成されてCHF発生に至っていた。このCHF時点では、伝熱面温度の大幅上昇は生じない。更に加熱量(上昇蒸気流量)が増加し、液流下が更に抑制されて、液流下量が液蒸発量を下回る状態となると、伝熱面上に大きな乾き面が定在する状態となり、伝熱面温度の大幅はな上昇に至っていた。なお、流路間隙が広くなるにつれ、CCFL発生からCHF発生までの期間は短くなる傾向にあった。(1)下部密閉系、(2)液下端排出系間で限界熱流速値q_<CHF>及び伝熱面温度急上昇開始時熱流速値q_<EXC>に差異は見られていない。本実験のq_<CHF>は、既在の自然循環流動下の相関式から求まるq_<CHF>に比べて約1オーダー低い値であった。平成8年度は主に本研究課題で使用する実験装置の製作を行った。装置は圧力0.1MPaで使用するR-113液-蒸気系密閉ループである。装置はテスト部、上部プレナム、コンデンサー兼液だめタンク、液循環ポンプ、流量計及び熱電対等の計装品で構成される。

テスト部は、長さ240mm(加熱長さ220mm)、外径100mmで内径が34mmまたは36mmの圧肉銅パイプと、その中に挿入される外径35mmまたは32mmのガラス管で構成され、銅パイプとガラス管の間に形成される0.5mm、1mmまたは2mmの間隙の垂直環状流路がテスト流路となっている。このテスト流路間隙は、TMI-2号炉事故後調査で推測されている圧力容器と堆積炉心損傷物間隙間(δ=0.20.3mm)より、スケーリング則にボンド数を用いて決定した。テスト部銅パイプ外側にはバンドヒーターが巻き付けられており、テスト部は加熱される。加熱部には高さ方向5箇所、周方向180度離れて2列、計10箇所熱電対が取り付けられ、加熱面温度が測定される。装置完成後直ちに試運転として、研究計画で述べた(1)下部密閉系対向流限界熱流束実験(2)液下端排出対向流限界熱流束実験について、予備実験を行った。装置は計画どおりにできており、予定した実験を目標どおり行える見通しを得ることができた。限られた条件ではあるが、本実験体系での限界熱流束は、これまでの自然対流条件あるいは強制対流条件下の限界熱流束整理式の値に比べ著しく低い結果が得られている。平成9年度は、この結果を踏まえて本実験を進めるとともに、現象の観察実験を行う予定である。平成8年度は昨年度の装置完成に引き続いて、実験を進めた。実験流体はR-113であり、実験圧力は0.1Mpaであった。垂直狭隘環状流路の(1)下部密閉系対向流限界熱流束実験、(2)液下端排出系対向流限界熱流束実験、の2種の実験を行った。流路間隙は0.5mm、1mm、2mm、更に今年度新たに作成した流路の5mmであった。なお、テスト部加熱長さは220mm、流路外径は34mm36mmの範囲にある。これら実験に並行して伝熱面状況と流動状況の目視観察も行い、ファイバースコープとCCDカメラを用いてVTRにその画像を記録した。得られた結果は以下のとおりである。狭間隙の本実験条件下での伝熱様式は核沸騰であった。加熱熱流束上昇にともない限界熱流束状態(CHF)を迎える。ただしCHF発生では急激な伝熱面温度上昇には至らず、更に熱流束を上げた段階で初めて急な伝熱面温度上昇を迎える。狭流路(11)下部密閉系、(2)液下端排出系の場合ともに、対向流落水制限(CCFL)が発生し、伝熱面への液の供給が抑制され、伝熱面上に部分的に間欠的乾き面が形成されてCHF発生に至っていた。ただし、このCHF時点では、伝熱面温度の大幅な上昇は生じない。更に上昇蒸気流量が増加し、すなわち加熱量が増加し、液流下が更に抑制されて、液流下量が液蒸発量を上回る状態となると、伝熱面上に大きな乾き面が定在する状態となり、伝熱面温度の大幅な上昇に至っていた。なお、流路間隙か広くなるにつれ、CCFL発生からCHF発生までの期間は短くなる傾向にあるようである。狭流路(1)下部密閉系、(2)液下端排出系間で限界熱流束値q_<CHF>及び伝熱面温度急上昇開始熱流束値q_<EXC>に差異は見られていない。本実験の垂直狭隘環状流路q_<CHF>は、既存の自然循環流動下の相関式から求まるq_<CHF>に比べて約1オーダー低い値であった。
難治性根尖性歯周疾患における細菌バイオフィルムの実態と抑制に関する多面的研究

難治性根尖性歯周疾患に関与する根尖孔外バイオフィルム細菌を遺伝子解析法により同定し,Fusobacterium nucleatum, Porphyromonas gingivalisやTannellera forsythensisを高頻度で検出し,辺縁性歯周炎の病原性細菌とされている細菌種のいくつかが、難治性根尖性歯周炎にも密接に関与していることを明らかにした。そして,これら3細菌種の局在性を免疫組織化学的に検索した結果、P.gingivalisはセメント質に近接した部位からバイオフィルム表層にかけ散在性に,F.nucleatumはバイオフィルムの中層から表層にかけ,T.forsythensisはバイオフィルムの最表層部で検出され,個々の細菌種がそれぞれ特定の局在傾向を示すことを見いだした.一方,根尖孔外バイオフィルムから同定された細菌種のバイオフイルムに対する抑制法をin vitroにて検討した.Modified Robbins Deviceにて作製したP.gingivalisバイオフィルムに対しグルコン酸クロルヘキシジンはある程度の抗菌効果を有するが,浮遊系のP.gingivalisに著効を示すミノサイクリンやメトロニダゾールはバイオフィルムには抗菌効果を示さないことを明らかにした.また,各種の単一細菌バイオフィルムに対し,Er:YAGレーザーは,形成する細菌種によりその抑制効果が異なることが分かった.続いて,同定結果を基に,P.gingivalisのバイオフィルム形成に関与するglycosyltransferaseをコードする遺伝子のクローニングおよびその役割解析を行った。11個のORFを同定し,その1つ(gtfA)は248のアミノ酸からなりN末端にglycosyltransferaseのドメインを有していることを見いだした。さらにgtfA遺伝子欠損株を作製した後、野生型P.gingivalis 381株と比較検討したところ,gtfA欠損株においては自己凝集能の低下がみられ,gtfAはP.gingivalisの自己凝集に必須の遺伝子であることを明らかにした。他方で,根尖孔外バイオフィルム形成の足場となるガッタパーチャポイントに対する単一細菌種によるバイオフィルム形成能を検索し,50%以上の血清添加培地においてEeterococcus faecalisやStreptococcus sanguisなどのグラム陽性細菌が強いバイオフィルム形成能を有していること,供試したグラム陰性細菌種はガッタパーチャポイントに対し単一細菌種ではバイオフィルムを形成しないことを明らかにした.難治性根尖性歯周疾患に関与する根尖孔外バイオフィルム細菌を遺伝子解析法により同定し,Fusobacterium nucleatum, Porphyromonas gingivalisやTannellera forsythensisを高頻度で検出し,辺縁性歯周炎の病原性細菌とされている細菌種のいくつかが、難治性根尖性歯周炎にも密接に関与していることを明らかにした。他方で,根尖孔外バイオフィルム形成の足場となるガッタパーチャポイントに対する単一細菌種によるバイオフィルム形成能を検索し,50%以上の血清添加培地においてEeterococcus faecalisやStreptococcus sanguisなどのグラム陽性細菌が強いバイオフィルム形成能を有していること,供試したグラム陰性細菌種はガッタパーチャポイントに対し単一細菌種ではバイオフィルムを形成しないことを明らかにした.難治性根尖性歯周疾患には根尖孔外の細菌バイオフィルムが関与しているが、バイオフィルムを構成する細菌種の詳細は全く未解明である。本年度は、根尖孔外のバイオフィルム形成細菌種を16S rRNA遺伝子解析法により検索した。その結果、供試した7名の難治性根尖性歯周炎患者の抜去歯牙、あるいは歯根端切除術より得られた根尖部歯牙断片に形成された根尖孔外バイオフィルムからは、599クローンより94細菌種が同定された。Porphyromonas sp.は24.5%を占め、その中でもPorphyromonas gingivalisは21.9%で、最も高頻度で検出された。

その他、Bacteroides forsythusやFusobacterium nucleatumがそれぞれ5%以上の検出率で同定され、辺緑性歯周炎の病原性細菌とされている細菌種のいくつかは、特にP.gingivalisが難治性根尖性歯周炎と密接に関与していることが明らかとなった。一方、培養不可能な細菌が8.9%検出されこれらが根尖性歯周疾患の難治化に関与している可能性が示唆された。得られた結果に基づき,P.gingivalisのバイオフィルム形成に関与すると推察されるglycosyltransferaseをコードする遺伝子のクローニングおよびその役割解析を行った。その結果、11個のputative glycosyltransferaseのORFを同定し、その1つ(gtfA)は248のアミノ酸からなりN末端にglycosyltransferaseのドメインを有していることを見いだした。さらに、P.gingivalis381株を用いgene targetingによりこの遺伝子をエリスロマイシン耐性遺伝子で置換してgtfA遺伝子欠損株を作製した後、野生型P.gingivalis381株と比較検討したtころ、gtfA遺伝子欠損株においては自己凝集能の低下がみられ、gtfA遺伝子はP.gingivalisの自己凝集に必須の遺伝子であることが明らかとなった。昨年度に引き続き根尖孔外バイオフィルム形成細菌を16s rRNA遺伝子解析法により検索した.新たに供試した難治性根尖性歯周炎患者から得られた7試料の根尖孔外バイオフィルムと,昨年度の7試料をあわせ、計14試料より,1,207クローンを解析し、113細菌種が同定された.Fusobacteriumnucleatumは全試料から検出され,12試料からPorphyromonas gingivalisが,8試料からTannerellaforsythensis,7試料からPrevotella intermediaが検出された。Uncultured bacteriumは,11試料より検出された。これらの結果から,F.nucleatum, P.gingivalisやT.forsythensisといった辺縁性歯周疾患の病原性細菌種や,培養不可能な細菌が根尖孔外バイオフィルムを形成していることが明らかとなった。昨年度クローニングしたP.gingivalisのバイオフィルム形成に関与する遺伝子(gtfA)を用いてgtfA遺伝子欠損株を作成し,野性株と欠損株を超微形態学的に検索した.両菌株間で,莢膜構造には形態学的相違はみられなかったが,欠損株において線毛の欠損が観察され,gtfA遺伝子が同菌の病原因子の1つである線毛の発現に関与していることを明らかにした.現在,gtfAに対する特異抗血清を作製し,免疫電顕法によりgtfA遺伝子の発現部位を検索中である.一方,Modified Robbins Deviceにて作製したP.gingivalisバイオフィルムに対する,3種類の抗菌剤の抗菌効果をATP測定法により検討した.
大腸菌の細胞分裂に関与する遺伝子群の構造と機能の解析

当研究は、大腸菌の細胞分裂調節の機構を解明する為に、先ずこの機構を構成する全遺伝子群を系統的に同定し、個々の遺伝子の構造と機能、互の連関を網羅的に解析すると共に、一方ではまた細胞の増殖過程に整合性を与える機構特にDNA複製の終了から細胞分裂の開始に到る機構に重点を置いて、細胞分裂機構のkey反応を追究するものである。今年度は以下の成果をえた。1.DNA複製終結点(<ter>___ー)近傍に座位する細胞分裂遺伝子(<fts>___ー)群の解析を行った結果、堀内(基生研)らにより解析された複製終結点terC_1とterC_3の間の領域に座位する<fts>___ー遺伝子は少なかったが時計方向複製の終結点terC_3ーterC_2領域及び反時計方向複製の終結点terC_1ーterC_4領域には結胞分裂遺伝子群が集中的に座位していた。2.細胞分裂の温度感受性欠損株<fts349>___ーは95分に座位するにも拘らず、この欠損は異なる4ケ所(4分10分28分59分)に座位するDNA分子種によって抑制されることが判明した。こられ4種はDNAの既知のDNAとは異る重複配列を持つ。現在この重複配列を含む更に広範囲の領域の塩基配列の解析を行い機能と構造の関連を追究している。3.昨年実証した「細胞分裂の頻度を決定する遺伝子<cfcA>___ー」の構造解析を開始した。現在この遺伝子欠損<cfcA1>___ーを抑制するDNA分子種(遺伝子座位79.2分)3.6Kbとそのdeletionmutantの塩基配列の解析により機能と構造の関連を追究している。4.昨年多数の温度感受性変異株コレクションとpLCーplasmidコレクションとの相補性テストにより、細胞分裂に関与する全<fts>___ー遺伝子群の染色体地図を作成した。今年度はこのpLCーplasmidと小原(遺伝研)の連鎖clone bankとのplaque hybridizationにより、<fts>___ー遺伝子群が座位するDNA分子種の解析を完了した。今後順次これらのDNA分子の構造解析を行う。
HIVインテグラーゼの新規機能ドメイン解析

HIVの感染初期過程におけるインテグラーゼの役割として、ウイルスゲノムの組み込みに加え、脱殻、逆転写、核内輸送にも関与する可能性を示してきた。本研究では、in vitroの核移行アッセイ、Pull-downアッセイ、yeast-two hybrid法によりHIV-1インテグラーゼの核内移行能には中央ドメイン(51-210)とC-末端ドメイン(211-288)が重要であることを明らかにした。また、C-末端ドメインの核内移行はimportin α/βを介した古典的経路の関与、中央ドメインの核内移行機能にはimoprtin α/β以外の細胞性因子の関与あるいは直接、核膜孔に結合し、エネルギー依存的に核膜孔を通過する可能性が示唆された。さらに、インテグラーゼと相互作用する細胞性因子としてRch-1, transportin, HSP70を同定した。こうした因子のHIV複製における機能を調べるため、アンチセンス、およびRNAiの手法を用い、関連因子の欠損細胞株の樹立をおこなっている。また、インテグラーゼ変異体のウイルス性状解析から、_<142>PYNP_<145>モチーフおよび156、159、160位のリジン残基はウイルスゲノム認識に関与するものと考えられた。以上、ウイルスゲノムの核内移行には、インテグラーゼの核移行関連ドメインとウイルスゲノム認識ドメインの両者が重要であることが示唆された。今後は、インテグラーゼ蛋白のウイルスゲノムおよび宿主因子との相互作用ドメインを同定し、新たな抗ウイルス剤の開発の一助としたい。
光信号変換におけるソフトな分子間相互作用の果たす役割

視覚機能を担う光受容タンパク質(明暗視を司るロドプシン、色覚を司る錐体光受容タンパク質)が関わるソフトな分子間相互作用について、主にCCD分光光度計を用いた吸収分光学・反応速度論的な方法により研究を行った。(1)ロドプシンの機能発現機構天然の視細胞外節膜試料を用いて、ロドプシンが光受容した後、活性化状態形成に至る反応過程をG蛋白質(Gt)存在下・非存在下で吸収スペクトル・反応速度両面から詳細に観測した。その結果、Gtを活性化するメタII中間体はGtの不活性型であるGDP結合型とは結合しないが、その前駆体であるメタIb中間体が結合し、その後のメタIIによる活性化を引き起こすことを解明した。また、ロドプシンをリン酸化して不活性化する酵素を発現・精製し、分光学的研究に適用できるようにした。(2)錐体光受容タンパク質の機能発現機構色覚異常を引き起こす変異が挿入されている錐体光受容タンパク質の機能を解析した。膜貫通領域に存在するプロリン残基を置換した場合は錐体・桿体のタンパク質共機能しないが、Gtとの相互作用部位近傍に存在するグルタミン酸残基を置換した場合は、桿体の蛋白質のみ機能することがわかった。また、中間体の挙勦についても錐体蛋白質ではアミノ酸変異の影響が観測されたが、ロドプシンでは効果が観測されない場合が見られた。これらの結果は、錐体光受容タンパク質特有の構造変化、G蛋白質との相互作用の存在を示唆している。(3)ノックインマウスを用いた桿体外節膜における情報伝達機構上記のタンパク質間相互作用が天然膜環境で視覚機能に与える影響を検討するため、視細胞外節膜中に任意の受容体を発現するノックインマウス系を構築した。中間体の反応速度が異なるロドプシン変異体を発現する視細胞の応答解析と分子の挙動を比較することにより、これらの中間体が視覚機能に果たす役割を同定することができた。
水中有機合成を実現する両親媒性固相担持触媒の開発

ほとんど全ての有機化合物は疎水性部分構造有する.有機分子間に起こりうる疎水的相互作用を有機変換反応の挙動制御(反応性,選択性など)に積極的・戦略的に利用する試みはきわめて前例がない.本課題研究では、有機化合物がもっともその疎水性相互作用を強く発現しうる「水」を反応媒体とすることで,疎水性相互作用を駆動力とした有機反応制御をおこなう.既に両親媒性高分子レジン上への幾つかの反応性官能基(触媒活性種など)の導入と,それを利用した水中有機変換工程を実現している.固相レジン利用の利点を縦横に活用するならば,水中触媒活性が期待される官能基群のコンビナトリアル合成が可能である.本研究では:(1)両親媒性固相上での水中機能性触媒群のコンビナトリアル合成法の確立.(2)開発した方法論に立脚した触媒ライブラリーの構築,(3)ライブラリー利用による各候補分子の触媒機能評価.を実施する.またコンビナトリアル・アプローチの実施により短期間で1001000に及ぶ触媒候補分子の水中機能情報が集積できることから,最終的には:(4)集積した情報に立脚した水中反応制御法の指針の提出.を目標とした.具体的には遷移金属-ホスフィン錯体を両親媒性固相に担持し従来有機溶媒中で実施されてきた合成プロセスの水中実施を検討した.昨年度の研究では水中でこそ進行するパラジウム触媒による最も代表的な炭素-炭素結合形成反応であるアリルエステル類求核置換反応および一酸化炭素挿入によるカルボン酸合成反応を完全に水中で実施できる反応系を確立し,報告した.本年度はこの水中触媒反応の駆動概念をロジウムなどにも適用し,触媒的水素化反応,オキソ型反応などへと展開する.現有の設備により若干名の大学院生と共同で推進した.またさらにワッカー法やアリル位酸化反応など,種々の酸化反応など汎用性に富む変換工程の水中実施を実現した.遷移金属触媒を利用した有機変換工程は現在の有機合成化学においてなくてはならないものと認識されている.中でもパラジウム錯体が触媒する変換工程は多くの研究報告があり応用例も枚挙に暇がない.有機変換工程であるから当然とも言えるが,それらの触媒反応はほとんど全て有機溶媒中で実施されており「水」の中での有機変換反応は未検討の部分が多い.水中での有機変換反応の挙動は従来とは大きく異なることも期待でき,新反応,新触媒の開発に関わる一つの鍵となるだろう.さらに最近の環境調和型プロセス確立を目指す社会的要請を考慮し水中での触媒機能を持つ固定化触媒の開発を開始した.有機化合物は多かれ少なかれ「油」であり,本来「水」とは馴染まない.有機反応の基質となる有機化合物,それと作用する触媒,この二つの「油」を水中で扱う作戦が必要である.両親媒性の高分子担体の利用が,触媒の固定化とともに水中での有機変換触媒機能発現に最適と考えた.固定化触媒の第1候補としては有機合成上の反応性が確立しているパラジウム-ホスフィン錯体触媒を標的とした.両親媒性PS-PEGレジンビーズ上にパラジウム-ホスフィン錯体を固定化することに成功した.同固定化錯体は完全水系メディア中でのパラジウム触媒有機変換を効率よく触媒した.具体的にはアリルエステル類のアリル位置換反応,一酸化炭素挿入反応,クロスカップリング反応において高性能を確認している.ほとんど全ての有機化合物は疎水性部分構造有する.有機分子間に起こりうる疎水的相互作用を有機変換反応の挙動制御(反応性,選択性など)に積極的・戦略的に利用する試みはきわめて前例がない.本課題研究では、有機化合物がもっともその疎水性相互作用を強く発現しうる「水」を反応媒体とすることで,疎水性相互作用を駆動力とした有機反応制御をおこなう.既に両親媒性高分子レジン上への幾つかの反応性官能基(触媒活性種など)の導入と,それを利用した水中有機変換工程を実現している.固相レジン利用の利点を縦横に活用するならば,水中触媒活性が期待される官能基群のコンビナトリアル合成が可能である.本研究では:(1)両親媒性固相上での水中機能性触媒群のコンビナトリアル合成法の確立.(2)開発した方法論に立脚した触媒ライブラリーの構築,(3)ライブラリー利用による各候補分子の触媒機能評価.を実施する.またコンビナトリアル・アプローチの実施により短期間で1001000に及ぶ触媒候補分子の水中機能情報が集積できることから,最終的には:(4)集積した情報に立脚した水中反応制御法の指針の提出.を目標とした.具体的には遷移金属-ホスフィン錯体を両親媒性固相に担持し従来有機溶媒中で実施されてきた合成プロセスの水中実施を検討した.昨年度の研究では水中でこそ進行するパラジウム触媒による最も代表的な炭素-炭素結合形成反応であるアリルエステル類求核置換反応および一酸化炭素挿入によるカルボン酸合成反応を完全に水中で実施できる反応系を確立し,報告した.本年度はこの水中触媒反応の駆動概念をロジウムなどにも適用し,触媒的水素化反応,オキソ型反応などへと展開する.現有の設備により若干名の大学院生と共同で推進した.またさらにワッカー法やアリル位酸化反応など,種々の酸化反応など汎用性に富む変換工程の水中実施を実現した.

ほとんど全ての有機化合物は疎水性部分構造有する.有機分子間に起こりうる疎水的相互作用を有機変換反応の挙動制御(反応性,選択性など)に積極的・戦略的に利用する試みはきわめて前例がない.本課題研究では、有機化合物がもっともその疎水性相互作用を強く発現しうる「水」を反応媒体とすることで,疎水性相互作用を駆動力とした有機反応制御をおこなう.既に両親媒性高分子レジン上への幾つかの反応性官能基(触媒活性種など)の導入と,それを利用した水中有機変換工程を実現している.固相レジン利用の利点を縦横に活用するならば,水中触媒活性が期待される官能基群のコンビナトリアル合成が可能である.本研究では:(1)両親媒性固相上での水中機能性触媒群のコンビナトリアル合成法の確立.(2)開発した方法論に立脚した触媒ライブラリーの構築,(3)ライブラリー利用による各候補分子の触媒機能評価.を実施する.またコンビナトリアル・アプローチの実施により短期間で1001000に及ぶ触媒候補分子の水中機能情報が集積できることから,最終的には:(4)集積した情報に立脚した水中反応制御法の指針の提出.を目標とした.具体的には遷移金属-ホスフィン錯体を両親媒性固相に担持し従来有機溶媒中で実施されてきた合成プロセスの水中実施を検討した.昨年度の研究では水中でこそ進行するパラジウム触媒による最も代表的な炭素-炭素結合形成反応であるアリルエステル類求核置換反応および一酸化炭素挿入によるカルボン酸合成反応を完全に水中で実施できる反応系を確立し,報告した.本年度はこの水中触媒反応の駆動概念をロジウムなどにも適用し,触媒的水素化反応,オキソ型反応などへと展開する.現有の設備により若干名の大学院生と共同で推進した.またさらにワッカー法やアリル位酸化反応など,種々の酸化反応など汎用性に富む変換工程の水中実施を実現した.
神経障害性疼痛の発症と治療に関わる遺伝子多型の同定

神経障害性疼痛は、その発症脆弱性や治療薬反応性が患者ごとに大きく異なり、治療が極めて難しい。本研究では、下顎枝矢状分割術は術式が確立しており手術で同程度の侵襲が与えるにもかかわらず、手術後に末梢神経障害が発症する患者としない患者がいることに注目し、末梢神経障害発症脆弱性に関わる遺伝子多型を360症例においてゲノムワイドに調べた。その結果、知覚神経鈍麻出現がARID1BとZPLD1遺伝子の多型と、感覚異常出現がMETTL4遺伝子の多型とそれぞれ関連することを明らかにした。一方、近年のゲノム科学の進歩は著しく、研究代表者らは、いくつもの鎮痛薬感受性関連遺伝子多型を見出している。そこで本研究では、以下の3つの項目を目指しており、平成23年度は以下の成果を得た。1.下顎枝矢状分割術後の末梢神経障害発症脆弱性に関わる遺伝子多型の同定東京歯科大学水道橋病院にて下顎枝矢状分割術を受けた360症例において、神経症状をカルテ調査によって収集した。カルテ調査は、研究分担者(福田)の指導の下、研究代表者の研究室の研究生である青木謙典歯科医と小林大輔歯科医が行った。本症例においては、既にイルミナ社製iScanシステムを用いた30万以上の遺伝子多型の判定がなされているので、末梢神経障害の発症と関連する遺伝子多型を網羅的に検索した。具体的には、症例を120ごとに3群に分け、2群でゲノムワイド関連解析を2回行い、残り1群で検証試験を行った。その結果、3つの遺伝子に関して遺伝子多型が神経障害発症と有意に関連することが示された。2.タキサン系抗がん剤投与後の末梢神経障害発症脆弱性に関わる遺伝子多型の同定「オーダーメイド医療実現化プロジェクト」より導入した、タキサン系抗がん剤を投与された乳がん患者または卵巣がん患者に由来する1050のDNAサンプルに関して、イルミナ社製iScanシステムを用いた70万以上の遺伝子多型の判定を終了させた。3.神経障害性疼痛における発症脆弱性と治療薬反応性に関わる遺伝子多型の同定帯状疱疹後神経痛をはじめとする神経障害性疼痛患者100名以上より資料を収集した。本研究の成果は、神経障害性疼痛の治療技術の向上および病態メカニズムの解明に繋がるものである。そこで本研究では、以下の3つの項目を目指して研究を進め、平成25年度は以下の成果を得た。1.下顎枝矢状分割術後の末梢神経障害発症脆弱性に関わる遺伝子多型の同定:東京歯科大学水道橋病院にて下顎枝矢状分割術を受けた360症例において、知覚神経鈍麻と感覚異常の出現と約30万の遺伝子多型との関連を解析した結果、前年度までに知覚神経鈍麻出現がARID1BとZPLD1遺伝子の多型と、感覚異常出現がMETTL4遺伝子の多型とそれぞれ関連することが明らかになった。平成25年度はこれらの多型と脳画像との関連を検討した結果、ZPLD1遺伝子の多型が左帯状回灰白質の容積と関連することが明らかになった。2.タキサン系抗がん剤投与後の末梢神経障害発症脆弱性に関わる遺伝子多型の同定:「オーダーメイド医療実現化プロジェクト」より導入した、タキサン系抗がん剤を投与された乳がん患者または卵巣がん患者に由来する1050のDNAサンプルに関して、前年度までにイルミナ社製iScanシステムを用いた70万以上の遺伝子多型の判定を終了させた。今年度は統計解析を行ったが、ゲノムワイドレベルで有意な多型は見いだせなかった。3.神経障害性疼痛における発症脆弱性と治療薬反応性に関わる遺伝子多型の同定:平成25年度までに帯状疱疹後神経痛をはじめとする神経障害性疼痛患者150名以上よりゲノムDNAおよび臨床データを収集した。臨床データを分析して遺伝子多型との関連を適正に解析できるようにデータの整理を行い、今後収集が見込まれる12サンプル分が加わった時点でゲノムワイド関連解析が行えるように解析チップの準備を完了させた。そこで本研究では、以下の3つの項目を目指しており、平成24年度までに以下の成果を得た。

1.下顎枝矢状分割術後の末梢神経障害発症脆弱性に関わる遺伝子多型の同定:東京歯科大学水道橋病院にて下顎枝矢状分割術を受けた360症例において、知覚神経鈍麻と感覚異常の出現と約30万の遺伝子多型との関連を解析した結果、知覚神経鈍麻出現がARID1BとZPLD1遺伝子の多型と、感覚異常出現がMETTL4遺伝子の多型とそれぞれ関連することが明らかになった。2.タキサン系抗がん剤投与後の末梢神経障害発症脆弱性に関わる遺伝子多型の同定:「オーダーメイド医療実現化プロジェクト」より導入した、タキサン系抗がん剤を投与された乳がん患者または卵巣がん患者に由来する1050のDNAサンプルに関して、イルミナ社製iScanシステムを用いた70万以上の遺伝子多型の判定を終了させた。また、国立がん研究センターおよび虎の門病院において同様の患者100例以上についてより詳細な臨床データを収集するとともにゲノムDNAを収集した。3.神経障害性疼痛における発症脆弱性と治療薬反応性に関わる遺伝子多型の同定:帯状疱疹後神経痛をはじめとする神経障害性疼痛患者100名以上よりゲノムDNAおよび臨床データを収集した。臨床データを分析し、遺伝子多型との関連を適正に解析できるようにデータの整理を行った。本研究の成果は、神経障害性疼痛の治療技術の向上および病態メカニズムの解明に繋がるものである。特に研究を妨げる予想外の事象は生じなかったため。25年度が最終年度であるため、記入しない。当初計画通りに推進する。