hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
思春期以降のダウン症候群患者の健康問題の解析

うち6人の夢精付着と思われるサンプルの精子の有無を調べ、1人で精子を顕微鏡下で確認した。20歳代後半では、夢精の回数が減少し、血中テストステロン、LH、FSHは乏精子・無精子症のパターンを示した。(3)2004年12月に(1)の外来受診患者、東京都内のダウン症候群早期療育保育施設卒園者、静岡県ダウン症候群の親の会会員のうち、10歳以上のダウン症候群男女の保護者に郵送アンケートを実施した。その内容はダウン症候群患者本人の思春期発来時期、身体発育状況、思春期以降の健康問題のほか、両親の体格、兄弟姉妹の思春期発来時期と身体発育状況などである。アンケート総数562のうち、122の回答を得て、回答率は21.7%であった。患者と無関係な健常女性412人、健常男性37人においても同様の思春期発来時期アンケート調査を行った。以上のアンケート結果を集計、解析中である。(1)アンケート調査結果2004年12月に都内ダウン症相談外来受診患者、都内ダウン症早期療育施設卒園者、静岡県ダウン症の親の会会員のうち、10歳以上のダウン症候群(DS)の保護者に郵送アンケートを実施した。DS本人の思春期発来時期、身体発育状況、思春期以降の健康問題のほか、両親の体格、兄弟姉妹(Sib)の思春期発来時期と身体発育状況等を調べた。総数562のうち、122の回答を得た(回答率21.7%)。核型が判明していたDS113人中、21トリソミーは106人(93.8%)だった。DS117人の出生時体重は2.82±0.38kg(うち女(60人)は2.84±0.36kgで、男(57人)は2.81±0.41kg)で、1990年の出生時体重平均値に比べ有意に低かった。DSの合併症の頻度は53.7%で、その内訳は先天性心疾患、ついで難聴、眼疾患、消化管疾患、てんかん、斜視、環軸椎亜脱臼、肝疾患だった。思春期発来に関しては、身長スパートの開始時期はDSとSibで差がなかった。女の初経・乳房の発育時期はDSとSibで差がなかった。腋毛と陰毛発育は男ではDSとSibで差がなく、女ではDSの方が遅かった。男では声変わり、ペニス肥大、ひげの発育はDSがやや早く、陰嚢肥大と精通開始はDSとSibで差がなかった。異性への意識の芽生えは男ではDSの方が遅いが、女では差がなく、親が反抗を感じた時期はDSとSibで差がなかった。結果として思春期の発来は総じてDSとSibで差がなかった。成人期の疾患は肥満が男女とも約半数に見られ、ついで睡眠時無呼吸が多かった。男では高尿酸血症が多く、女では甲状腺疾患が多かった。(2)ダウン症相談外来都内のダウン症相談外来の診察・検査等のカルテ記録からDSの健康問題を抽出した。平成16年度DSを計80人(男46、女34、18歳以上は17人)、平成17年度(4月から18年2月まで)はDSを計55人(男33、女22、18歳以上は18人)診察した。患者の年齢層は上昇し、思春期以降の健康相談が増加している。高脂血症、高尿酸血症、糖尿病、精神的退行、うつ病などを個々の症例で検討した。
微小重力下の超流動ヘリウムに特異な超熱伝導性起因の沸騰・凝縮気泡挙動の解明

落下塔を用いて微小重力下の超流動ヘリウム(He II)中の沸騰について可視化実験を成功させた。これにより気泡の成長・収縮挙動を可視化することで、気泡の挙動を決めるHe IIの気液界面の熱輸送機構を明らかにし、気泡成長収縮の予測モデルを構築した。また、微小重力下におけるHe IIの臨界熱流束についても地上実験からの外挿が可能であることを示した。また、He II中の膜沸騰周りの流動現象について、固体水素-重水素の微粒子を用いた可視化実験を行い、He IIの挙動が変動成分である気泡運動と熱源からの距離で決まる熱流束から計算される流体挙動によって構成されていることを明らかにすることが出来た。微小重力落下棟を用いた超流動ヘリウム(He II)における沸騰実験の実施、可視化された気泡の成長崩壊過程の解析を行った。臨界熱流束については地上実験との比較を行い、ファンデルワールス力の臨界熱流束との関係を明らかにした。新規に作成された径50ミクロン長さ約2mmの極小ポイントヒータを製作し、ここからの入熱により球状の気泡の成長、ヒータからの過熱を中止したときに見られる気泡の収縮について、気泡サイズの変化のデータを得ることに成功した。球状の気泡全体の様相を撮影されたことで、円筒系の気泡が成長していく様相をとらえた過去の知見よりもはっきりとした入熱と気泡サイズの関係を明示することが出来た。一方で、ヒータ周りのHe II流動場に対して知見を広げるため、円筒ヒータの周りに形成される流れについて、重水素ー水素混合固体粒子をトレーサーとしたPIV実験を行い、これによりHe II膜沸騰の周辺における流動の特徴について知見を広げた。この中で、超流動流れに対するPIV法の応用に関し、そのトレーサー粒子と高密度渦との干渉がPIV流速値へ及ぼす効果について定量的に明らかにした。また、超流動ヘリウム膜沸騰現象に対してPIV法を応用し、各膜沸騰モードにおける周囲の流速場の特徴を明らかにし、更に各モード間における流速場の違いを明らかにした。昨年度作成した極小ヒータを使用して、HE II中生成した気泡への入熱を微小重力下において止め、その後の気泡収縮過程を可視化観測、並びにこうして得た可視化画像の解析を進めた。また、前年度得られた微小重力下におけるHe II中の臨界熱流束とファンデルワールス力の効果について、一般流体He Iにおける微小重力下の臨界熱流束について他の一般流体と比較し、He IIにおける臨界熱流束が膜沸騰への移行でなく気泡の生成開始という側面が強い事を改めて示した。さらに、PIVによるHe II中の平板ヒータ、円柱状ヒータ周りの流速場観測実験の解析を進めた。各沸騰モードの特徴が平均速度場においても弁別されることが明らかになった。また、円柱状ヒータ周りの流速場については沸騰がおきてしまうと、3次元性が強く出ていることが理解された。微小重力下の超流動ヘリウム中の気泡の収縮過程と気泡成長過程を統合的に解析を進め、既存理論からの説明可能かを検証した。気泡成長過程については、Kinetic theoryから推察される熱輸送と潜熱輸送による比較的単純な式で示せることが理解されたものの、この予測式をそのまま収縮過程に適応できないことが分かった。この問題をさらに理解するためには非定常状態の実験にとどまる本実験の微小重力時間をさらに数倍にのばすことが必要なことも理論的考察から明らかになった。さらに、これまでの知見の総合では理解ができない不安定な気泡崩壊も観測され、このモードの理解のためさらに長時間の微小重力実験が必要なことが明らかになった。また、一方で超流動ヘリウム中の沸騰気泡周りの3次元的に広がる流速分布についてさらに知見を深めた。気泡の運動に連動した変動成分と主に熱対向流で理解される平均流速場の弁別に成功し、その流速の特徴と沸騰モードの関係を明らかにした。微小重力下における超流動ヘリウム(He II)の気液界面における熱輸送メカニズムを明らかにすることを目標に、ドイツ・ブレーメン大学のZARM(Center of Applied Space technology and microgravity)という微小重力落下塔施設において、微小重力実験を成功させた。沸騰によるHe II単気泡の成長、収縮を2台のハイスピードカメラによって2軸からの同時観測を行った。この実験は、これまで行ってきた産総研北海道センターの落下塔施設で得られる微小重力時間の1.3秒のデータでは不足であった比較的長時間の定常状態に至るプロセスを明らかにすることを目的に、4.7秒間の微小重力時間を求めてZARMを選択した。さらに、これまでの実験では可視化窓が2か所のみであり、1軸の画像データのみであったものを窓の数を4つに増設し、気泡の3次元的な情報の取得を行った。また、制動時の加速度が45Gにも及ぶことから装置の部分的な軽量化や補強など、極低温冷媒を使用する上ではハードルの高い改造作業を施して、安全性を向上させるなど行った。この実験により、気泡形状や気泡生成用ヒータと気泡中心の相対位置など3次元観測により初めて明らかになった事実が判明した。また、過去の1.3秒間の実験との比較から十分な再現性が認められた他、定常熱伝達を示す安定した気泡の観測に成功した。これにより当初からの目標であった定常状態への過程を観測することに成功したと言える。

また、He IIと常流動ヘリウム(He I)の比較の為に僅かにラムダ点よりも高い2.2Kにおける気泡生成収縮実験についても行った。概ね順調であるが海外施設を使用し、また実験可能な期間が限られていたことから、実験実施が2016年度9月になり、当初計画よりやや遅れた。また機器の搬送や技術的な打ち合わせ等に予定よりも長い期間必要であったことで、年度内に解析から成果発表までを完了するには至らなかった。こうした事情から、ごくわずかに予定よりも遅れてはいるものの概ね順調である。29年度は、当初予定していた研究期間を延長して前年度28年度に行った微小重力実験において得られた可視化実験結果の動画解析作業、そしてその成果を発表として学会発表並びに論文発表を行った。これらの解析の結果、4.7秒間の微小重力時間の実験によって、超流動ヘリウム(He II)中の沸騰においては定常熱流量の微小重力実験として4.7秒間が十分であることが判った。さらに概ねこれまで提案してきたKinetic theoryからの界面における熱輸送と潜熱輸送による気泡成長モデルが正しいことが示された。そして構築したモデルは気泡成長についてはHe Iであっても良く一致することが分かった。一方で気泡収縮はHe IIにおいては概ね一致するもののHe Iにおいてはずれが生じることも分かった。He Iについては一般流体であるため、粘性や液相の温度分布が現れることからより複雑なモデルを構築する必要があるものの、He IIについてはこれまで提案してきた単純化したモデルで示せることが判った。これらはHe IIの性質である超熱伝導性や粘性ゼロがこうした界面熱輸送の基礎的物理を明らかにすることに有用であることを示している。また、更にラムダ点近傍においては特異的に気泡成長が非常に遅くなり、気泡の可視化からも不安定な界面が出来ることが分かるなど、これまでのHe II膜沸騰研究では予想されない現象を発見するに至った。この特異点的な振る舞いについては物理的に解明するに至らなかったが、ラムダ点近傍の比熱異常、界面熱抵抗の増大の効果を捕らえたものであると考えられる。落下塔を用いて微小重力下の超流動ヘリウム(He II)中の沸騰について可視化実験を成功させた。これにより気泡の成長・収縮挙動を可視化することで、気泡の挙動を決めるHe IIの気液界面の熱輸送機構を明らかにし、気泡成長収縮の予測モデルを構築した。また、微小重力下におけるHe IIの臨界熱流束についても地上実験からの外挿が可能であることを示した。また、He II中の膜沸騰周りの流動現象について、固体水素-重水素の微粒子を用いた可視化実験を行い、He IIの挙動が変動成分である気泡運動と熱源からの距離で決まる熱流束から計算される流体挙動によって構成されていることを明らかにすることが出来た。予定していた地上重力におけるHe II実験が、LHe供給を担う大型冷凍機の更新工事の遅滞、建屋の防振工事による実験室立ち入り禁止により、滞っている為予定から遅れている。また、本研究で微小重力実験を行う候補の一つであるとして検討していたHASTICの微小重力落下棟では、本実験の続行が不可能であることが判明したため、次回実験の予定が滞っている。さらに、もう一つの候補であった新設計画のあった微小重力落下棟が消滅してしまうなども重なり、微小重力実験の予定が立たないため、遅れが大きくなっている。
量子干渉性の解析的研究

量子計算とカオス力学を用いたNP完全問題の多項式時間解法計算機科学における30年来の重要な問題として、非決定性Turing Machineによって多項式時間で解かれるよう〓(NP問題)を果たして多項式時間で解くようなアルゴリズムが常に存在するだろうかという問い(いわゆる「P-NP?」〓存在する。NP問題の中でも最難の問題をNP完全問題といい、充足可能性問題(SAT問題)などがこれに含まれる〓はロシアのVolovichと共に、この充足可能性問題に関して量子コンピュータとカオスを用いた多項式時間の解法〓このアルゴリズムに関してはどのように物理系において実現するか、という課題があるが、これに関してはローマ大〓Accardiと大矢により、Stochastic Limitを用いる方法が提出された。これは、既存の理論でなされているより多くの〓カオス的カオス的側面を捉えることを可能にした、Adaptive Dynamicsの考え方によって自然に理解することがで〓量子通信路容量に関する研究量子通信理論とは、量子状態にいかに情報をのせて伝送するかということを扱う分野である。ここで一般の量子〓チャネルという数学的表現によって記述することができる。大矢は、ロシアのVolovich氏と共に、量子通信路容量〓極めて一般的な不等式を導くことに成功した。議論は、Bogoliubov不等式を用いたシンプルかつ強力なものであ〓いわゆるc-q-c channelに対するHolevo限界の導出もこれに含まれる。函数解析学や非可換解析などと深く関わる量子情報理論におけるいくつかの重要な問題は状態の干渉性に深く関連しており,このような干渉性をもつ量子状態を調べることは非可換解析の数学にとってもその物理的応用に対しても非常に大切な課題なっている.本研究では,このような干渉性をもつ状態の性質を実解析学,函数解析学,非可換確率論,作用素代数などの解析学の手法を主に用いて詳しく調べることを目的とし、平成13年は以下のような成果を得た。(1)1993年,Bennettたちは,EPR(Einstein-Podolsky-Rosen)状態というエンタングルド状態で2つの系の間の相関を記述し,量子テレポーテーションを可能にするシステムを示した.しかし,このEPR状態の干渉性を長い間保つことは難しい.そこで,本研究代表者とドイツのFichtnerは,コヒーレント状態という実際に使われている状態をベースとして,量子状態のテレポーテーションを可能にする方法を考案した.この方法はテレポーテーションの工学的な実現に役立つものと考えられる.また,この研究をベースとして,量子テレポーテーションの一つの核である量子エンタングルド状態の取り入れ方を再考することによって,量子テレポーテーションの実現に向けての基礎理論を構築した.(2)研究代表者等のグループが行ってきた量子情報通信理論の研究をベースとして,実函数論,函数解析学などの解析的手法や更に情報理論や物理学における諸概念を取り入れて,量子情報通信理論に関わる問題の中で,(1)新たな光状態として注目されているスクイズド状態をスクイズド状態に移す量子チャネル(スクイズドチャネル)とはどのようなものであるかを解明し,量子チャネルの厳密な分類を行った.(3)量子カオスに研究の一つとして、古典カオスを量子系に拡張したときに、どの程度の時刻まで、量子-古典対応が存在するかといったことが研究されている。多くの数値計算から、プランク定数をhとしたとき、T=Clogl/h(対数時間)(Cは比例定数)になるまでの間、この性質が維持されるといった結果が報告されている。我々は、数値的にしか導けなかったこの関係を、量子パイこね変換という量子カオスのモデルを用いて、解析的に導出した。また、情報力学の複雑さを用いて定義されるカオス尺度というカオスを測る指標を用いて、量子-古典対応が上記と同様に時刻Tで崩れることを示した.大矢は本年度、主にカオス・量子計算・量子情報通信に関する研究を行ってきた。具体的には,(1)量子通信路容量の限界を与える不等式の導出、(2)様々なカオスを記述できる新しい視点の導入、(3)量子計算機の原理的問題点の指摘などが研究成果である。以下順を追って報告する。

(1)本年度、大矢は、ロシアのVolovichと共に、量子通信路容量に関する、極めて一般的な不等式を導くことに成功した。この研究は、大矢が1983年に導入した量子相互エントロピーとその数理を基礎にし、Bogoliubov不等式を用いて得られたもので、いわゆるc-q-c channelに対するHolevo限界もその特殊な場合として含むものである。(2)大矢は、90年代に、情報力学の枠組み内でカオスを捉えるカオス尺度の導入を行い、様々な系に適用し解析を行ってきたが、本年度、より多くの事象のカオス的側面を捉えるにはどうすればよいかについて新たに研究をポーランドのKossakowski,と戸川(東京理科大)と共に考え、カオス力学についての新しい枠組みを与える考察を行った。この議論でポイントとなるのは、フォーマリズムに(一般化された)観測過程を考慮に入れることで、有限精度の粗視化、時間離散化、相空間分割の下で、カオス尺度を再定義することにある。この定義により、概周期軌道力学系について、新しい考察が行われた。(3)また、大矢は宮寺と共に、量子計算の停止過程について停止時刻は一般には、必然的に確率的なものになってしまうことが避けられず、量子計算量、計算の複雑さに関する一般理論の基礎を再検討する必要性を明らかにした。量子計算とカオス力学を用いたNP完全問題の多項式時間解法計算機科学における30年来の重要な問題として、非決定性Turing Machineによって多項式時間で解かれるような問題(NP問題)を果たして多項式時間で解くようなアルゴリズムが常に存在するだろうかという問い(いわゆる「P=NP?」問題)が存在する。NP問題の中でも最難の問題をNP完全問題といい、充足可能性問題(SAT問題)などがこれに含まれる。大矢はロシアのVolovichと共に、この充足可能性問題に関して量子コンピュータとカオスを用いた多項式時間の解法を示した。このアルゴリズムに関してはどのように物理系において実現するか、という課題があるが、これに関してはローマ大学のAccardiと大矢により、Stochastic Limitを用いる方法が提出された。この方法は、互いに直交しない出力状態が外界と接触したときの時間発展が振動的であるか減衰的であるかによって区別するというものである。これは、既存の理論でなされているより多くの事象のカオス的側面を捉えることを可能にした、Adaptive Dynamicsの考え方によって自然に理解することができる。量子通信路容量に関する研究量子通信理論とは、量子状態にいかに情報をのせて伝送するかということを扱う分野である。ここで一般の量子通信路はチャネルという数学的表現によって記述することができる。Shannonによる古典の通信理論との類推からわかるように、量子通信路の効率、信頼性等を評価するためには、一般のチャネルに対する量子相互エントロピーや通信路容量等が議論されなければならない。本年度、大矢は、ロシアのVolovich氏と共に、量子通信路容量に関する、極めて一般的な不等式を導くことに成功した。
亜熱帯前線帯における中間規模温帯低気圧および熱帯低気圧の力学に関する観測的研究

本研究の目的は,中小規模(水平スケール10^110^3km程度,時間スケール10^110^3分程度)の大気擾乱のうち,最も大きな階層である中間規模温帯低気圧(梅雨・秋霖季の亜熱帯前線帯に卓越)や熱帯低気圧の力学的構造について,過去に蓄積されたMU・境界層・気象レーダー観測結果を総合的に解析するとともに,観測を継続的に実施することによって解明することであった.2年間における成果の概要は以下の通りである:1.梅雨・秋霖季中間規模温帯低気圧の研究1986年以来の梅雨季(67月)・秋霖季(910月)の対流圏下部成層圏領域におけるMUレーダー(VHF帯)による標準観測データ(風速3成分,成層度,乱流風速分散)を,雨滴エコーなどを入念に除去してデータベースとして整備した.特に1991年6月17日7月8日に行った梅雨季3週間連続観測については,同時に行ったラジオゾンデ・気象レーダー(X,C,Ku帯)・気象衛星・気象庁客観解析結果などとともに整理し,中間規模低気圧構造,地上低気圧中心に相対的な鉛直流変動(対流雲群)の水平分布(階層構造),個々の対流雲の構造と時間変化などのほか,下部対流圏の低気圧通過に伴う対流圏界面ジェット気流や下部成層圏慣性重力波,乱流の分布特性と強度(鉛直渦拡散係数)などの時間変化も得た.また1992年67月に行なった境界層レーダー(UHF帯)・MUレーダー同時観測からは,中間規模低気圧の鉛直位相構造が対流圏下部(大気境界層)で逆転する例,中上部対流圏`generating cell'の構造と降水粒子降下などを検出した.1995年6月上旬に実施した新たな観測では,約10年前に観測されたようなcold vortexの通過に遭遇し,今回は中心よりかなり南側の詳細な構造を得ることに成功した.3.台風およびその温帯低気圧化の研究秋霖季の観測結果のうち,強い台風の中心付近を観測した1991年9月1920日(台風9019号),1994年9月2930日(台風9426号)の2つのケースについて,MUレーダー水平風速を気象庁資料と組み合わせることにより,台風中心からの水平距離の関数としての接線・動径風速に換算し,全体的には典型的な熱帯低気圧の軸対称構造を確認したが,非対称構造や時間変化など温帯低気圧化も示唆された.特に台風9428号については,様々な中心通過経路および時刻について計算を繰り返して,15分程度の間隔で前後2回ある地上気圧低極の間の時刻に中心がレーダーのほぼ真上を通過したとの結論を得た.また角運動量,渦度,ヘリシティ(速度と渦度の内積)など準保存量の解析も行なった.さらに地上・気象レーダー・レ-ウィンゾンデ・衛星,関西電力堺火力発電所境界層レーダーなどの観測データも解析し,MUデータとの比較から,最盛期の熱帯低気圧の特徴であるwarm core構造を持つことを確認するとともに,中心部が竜巻に見られるような螺旋構造を持ち,そのため局所的に高気圧性回転しているように観測されることがわかった.199596年には顕著な台風がMU観測所に接近することはなかったが,1996年7月1718日には台風9606号の中心付近を部分的に観測した通信総合研究所山川観測所(鹿児島県)境界線レーダーのデータを解析した.また過去にいくつか観測された台風崩れの梅雨・秋霖季中間規模低気圧についても,新たに解析を試みた.以上の研究を通じて,台風の中心付近や,梅雨前線帯の雲の階層構造に伴う3次元風速変動が初めて実測されたと言える.さらにVHF/UHF帯レーダーの中間規模低気圧・台風研究への有用性と具体的観測方法が確立され,メソ気象学の分野に新しい側面を切り開いたことも特筆すべきである.本研究の目的は,中小規模(水平スケール10^110^3km程度,時間スケール10^110^3分程度)の大気擾乱のうち,最も大きな階層である中間規模温帯低気圧(梅雨・秋霖季の亜熱帯前線帯に卓越)や熱帯低気圧の力学的構造について,過去に蓄積されたMU・境界層・気象レーダー観測結果を総合的に解析するとともに,観測を継続的に実施することによって解明することであった.2年間における成果の概要は以下の通りである:1.梅雨・秋霖季中間規模温帯低気圧の研究1986年以来の梅雨季(67月)・秋霖季(910月)の対流圏下部成層圏領域におけるMUレーダー(VHF帯)による標準観測データ(風速3成分,成層度,乱流風速分散)を,雨滴エコーなどを入念に除去してデータベースとして整備した.特に1991年6月17日7月8日に行った梅雨季

3週間連続観測については,同時に行ったラジオゾンデ・気象レーダー(X,C,Ku帯)・気象衛星・気象庁客観解析結果などとともに整理し,中間規模低気圧構造,地上低気圧中心に相対的な鉛直流変動(対流雲群)の水平分布(階層構造),個々の対流雲の構造と時間変化などのほか,下部対流圏の低気圧通過に伴う対流圏界面ジェット気流や下部成層圏慣性重力波,乱流の分布特性と強度(鉛直渦拡散係数)などの時間変化も得た.また1992年67月に行なった境界層レーダー(UHF帯)・MUレーダー同時観測からは,中間規模低気圧の鉛直位相構造が対流圏下部(大気境界層)で逆転する例,中上部対流圏`generating cell'の構造と降水粒子降下などを検出した.1995年6月上旬に実施した新たな観測では,約10年前に観測されたようなcold vortexの通過に遭遇し,今回は中心よりかなり南側の詳細な構造を得ることに成功した.3.台風およびその温帯低気圧化の研究秋霖季の観測結果のうち,強い台風の中心付近を観測した1991年9月1920日(台風9019号),1994年9月2930日(台風9426号)の2つのケースについて,MUレーダー水平風速を気象庁資料と組み合わせることにより,台風中心からの水平距離の関数としての接線・動径風速に換算し,全体的には典型的な熱帯低気圧の軸対称構造を確認したが,非対称構造や時間変化など温帯低気圧化も示唆された.特に台風9428号については,様々な中心通過経路および時刻について計算を繰り返して,15分程度の間隔で前後2回ある地上気圧低極の間の時刻に中心がレーダーのほぼ真上を通過したとの結論を得た.また角運動量,渦度,ヘリシティ(速度と渦度の内積)など準保存量の解析も行なった.さらに地上・気象レーダー・レ-ウィンゾンデ・衛星,関西電力堺火力発電所境界層レーダーなどの観測データも解析し,MUデータとの比較から,最盛期の熱帯低気圧の特徴であるwarm core構造を持つことを確認するとともに,中心部が竜巻に見られるような螺旋構造を持ち,そのため局所的に高気圧性回転しているように観測されることがわかった.199596年には顕著な台風がMU観測所に接近することはなかったが,1996年7月1718日には台風9606号の中心付近を部分的に観測した通信総合研究所山川観測所(鹿児島県)境界線レーダーのデータを解析した.また過去にいくつか観測された台風崩れの梅雨・秋霖季中間規模低気圧についても,新たに解析を試みた.以上の研究を通じて,台風の中心付近や,梅雨前線帯の雲の階層構造に伴う3次元風速変動が初めて実測されたと言える.さらにVHF/UHF帯レーダーの中間規模低気圧・台風研究への有用性と具体的観測方法が確立され,メソ気象学の分野に新しい側面を切り開いたことも特筆すべきである.本研究では,中小規模(水平スケース10^110^3km程度,時間スケール10^110^3分程度)の大気優乱のうち,最も大きな階層である中間規模温帯低気圧(梅雨・秋霖季の亜熱帯前線帯に卓越)や熱帯低気圧の力学的構造について,過去に蓄積されたMu・境界層・気象レーダー観測(特に1994年9月に成功した台風「中心」の観測)結果を総合的に解析するとともに,観測を継続的に実施することによって解明することを目的とする.本年度は以下のような研究を行った:1.台風9426号観測データの解析1994年9月に観測した台風9426号中心のデータを総合的に解析する.・MUレーダー水平風速を,中心からの水平距離の関数としての接線・動径風速に換算し,特に様々な中心通過経路および時刻について計算を繰り返して,15分程度の間隔で前後2回ある地上気圧低極の間の時刻に中心がレーダーのほぼ真上を通過したとの結論を得た.さらに角運動量,渦度,ヘリシティ(速度と渦度の内積)など準保存量の解析も行なった.・気象官署のレ-ウィンゾンデ等の観測データをも入手して解析し,MU観測所データとの比較から,最盛期の熱帯低気圧の特徴であるwarm core構造を持つことを確認するとともに,中心部が竜巻に見られるような螺旋構造を持ち,そのため局所的に高気圧性回転しているように観測されることがわかった.2.梅雨・秋霖季中間規模温帯低気圧の観測の実施各種レーダー・地上設備を用いて集中観測する.・MUレーダーによる梅雨季
権威主義体制における政治指導者の「法治」の論理とその条件

権威主義体制において、政治的自由度と法治の度合いは非相関関係にある。本研究の核心となる問いとは、なぜ権威主義体制下の政治指導者は「法治」を選択するのか/しないのか、である。本研究は、司法機関の機能の拡充を「法治」と定義し、中国共産党のガバナンスに注目する。研究手法として、人民法院に対する命令的指導権を持つ党組織である政法委員会の組織改編および人事に注目する。具体的には、11980年代後半に人民法院職歴任者が党中央政法委員会に登用され始めたことに関する中国共産党の論理に関する研究、2中国共産党が人民法院を重視する/しない要因を地方省レベルの比較研究から明らかにする。
感染細胞内でHIVコンポーネントの自壊をもらたす機序の解明とその誘導剤の研究

我々は以前、長期間のHAART療法後に治療不応性となった患者由来の多剤耐性臨床分離HIV-1株を用いて、Gag領域の開裂部位周辺に挿入変異が入る事により、薬剤耐性関連変異によって減衰したHIV protease(PR)のGag前駆蛋白に対する酵素活性が改善する事を報告した(Tamiya & Mitsuya.J Virol.2004)。この様なGag挿入変異を有する複数の変異株を細胞にtransfection(TF)しcell lysatesを作成、Gag CA抗体でWestern blotting(WB)を行った所、異常なGag蛋白の変性が起こり、degradation(自壊又は破壊)productsが出現する事を確認した。この結果より挿入変異を有するGag蛋白を分解の方向に進ませる何らかの機序が存在すると考えられ、新たな創薬のターゲットと成り得る本現象の原因について詳細な検討を行った。その結果、本現象はTFに用いる細胞の由来に関わらず、また出芽後のvirion lysatesを用いたWBにおいても認められ、cell lysatesを37°Cで定温静置する事で本現象の進行を認めた。阻害剤を用いた実験により、細胞内蛋白分解系であるユビキチン/プロテオソーム系や宿主細胞内PRやオートファジー系、またHIV-1PRは本現象に関与しない事が示唆された。更にPRを不活化した変異株を用いた実験の結果、Gag前駆体の段階では本現象は起こらず、成熟Gag蛋白まで開裂された段階において本現象は起こり、また進行する事が示唆された。これらの結果より挿入変異を有するGag蛋白自身がその構造学的変化により自壊し易くなっている事が推測された。この様なGag領域に挿入変異を有する変異株は、野生株と比較し複製能が著明に低下しており、この結果には挿入変異を有するGag蛋白の構造学的不安定化が関与していると考えられた。
皮膚糸状菌の低分子量Gタンパク質による菌糸形成および菌糸成長制御機構の解明

白癬(水虫)は、国民の10人に1人が感染していると言われるほど一般的な疾患である。肌の変色、爪の変形、脱毛などの外見的な変化だけでなく痒み並びに合併症の誘発などを引き起こすため、生活の質を低下させる。水虫の原因菌である皮膚糸状菌の菌糸成長は皮膚糸状菌の病原性と深い関係にあるが、その分子機構については未だ不明な点が多い。本研究は、皮膚糸状菌の菌糸成長における低分子量Gタンパク質の役割を明らかにすることを目的とする。本研究によって、水虫の起因菌である皮膚糸状菌に対する医薬品開発のための新規分子標的の同定を目指す。
気候変動に関する国際協同研究

気候変動の実態とそのメカニズムを明らかにすること、その基礎に立って気候システムの数値モデルを作り種々の気候変動の予測と地球温暖化など人間活動による気候変化のアセスメントを行うことを目的として、気候変動国際協同研究計画(WCRP)が1980年来行われている。日本の関連各分野の研究者もさまざまな研究グループを作り、あるいは個人研究を通じて国際的なWCRPに参加しているが、その研究の実施にあたって国際的な協調をはかって行く必要がある。そのために、WCRPの全体や各副計画の科学運営グループ(Science Steering Group)や各種ワーキンググループの会合にメンバーである専門研究者が出席して世界全体の研究方向を決めるとともに日本と世界各国との連絡をとり研究を有効に進めることがこの研究の目的である。このため、本年度は以下のようにWCRP関係の会合に派遣を行った。(1)小寺がドイツ連邦ウィスバ-デンで行われたEGUのSPARCセッションに参加し、成層圏循環の変動が対流圏大循環に及ぼす影響についての最近の成果を発表した。特に準2年周期振動(QBO)と太陽活動の11年周期変化の両方が影響して突然昇温などの成層圏循環が複雑に変わることを示しこの課題の重要性を喚起し、SPARC立案に反映させた。(2)安成が中国北京で行われた米中モンスーン共同研究ワークショップに参加してモンスーンの年々変動についてENSOとの関係、太平洋の海水温変動との相互関係などを示し、討論するとともに安成が中心となって日本で計画中のGAMEを説明し、両国研究者の参加を呼びかけ賛同を得た。(3)浅野がアメリカ、スプリングフィールドで行われたGEWEXの放射に関するWGに参加し、放射収支の観測と全球分布の算出法、雲の効果などについて討論した。また1987-90年に行われた日本のWCRPの雲の放射影響の研究成果を発表した。(4)佐藤がフランス、ツールーズで行われた数値実験ワーキンググループに参加し日本のNWPモデルによる降水量などの診断的算出法とその結果を発表した。また、大気陸面相互作用過程のパラメタリゼーションについて討論した。(5)山岬がイギリス、レッディングで行われたGEWEX雲システム研究計画会議に参加し、雲システムのモデリングについて討論した。(6)安成がイタリアで行われたGEWEX-SSGに参加し、安成を中心に日本で計画したGAMEを説明し国際プロジェクトとしての承認を得た。GAMEとはGEWEX-related Asian Monsoon Experiment(全球エネルギー水循環実験計画に関連したアジアモンスーン実験計画)のことである。(7)直接本研究費による派遣ではないが(一部滞在費支出)田中浩と松野がイギリス、ケンブリッジで行われたSPARC-SSGに参加し、SPARCの研究計画立案を行った。特に内部重力波の効果についてのワークショップを行うことを提唱し、日本で開催することを提案し概ねの了解を得た。以上の国際的委員会活動に対応して国内で次のような連絡や研究会活動を行った。(1)GAMEを日本から提案してゆくために、GAME立案委員会を設けて研究項目について討論し、それをまとめた計画書を作成した。それに基づき広く関連研究者の意見を聞くためのワークショップを開催した。(3)SPARCを日本国内で行うための準備として関係者で打ち合わせて大網を作くり、それをもとに広い範囲の討論をするため総研(B)を申請した。(4)GEWEXの中で重要になる衛星による観測の計画準備のため何回かの打ち合せ会合の後、重点領域研究の申請を行った。

また、大気陸面相互作用過程のパラメタリゼーションについて討論した。(5)山岬がイギリス、レッディングで行われたGEWEX雲システム研究計画会議に参加し、雲システムのモデリングについて討論した。(6)安成がイタリアで行われたGEWEX-SSGに参加し、安成を中心に日本で計画したGAMEを説明し国際プロジェクトとしての承認を得た。GAMEとはGEWEX-related Asian Monsoon Experiment(全球エネルギー水循環実験計画に関連したアジアモンスーン実験計画)のことである。(7)直接本研究費による派遣ではないが(一部滞在費支出)田中浩と松野がイギリス、ケンブリッジで行われたSPARC-SSGに参加し、SPARCの研究計画立案を行った。特に内部重力波の効果についてのワークショップを行うことを提唱し、日本で開催することを提案し概ねの了解を得た。以上の国際的委員会活動に対応して国内で次のような連絡や研究会活動を行った。(1)GAMEを日本から提案してゆくために、GAME立案委員会を設けて研究項目について討論し、それをまとめた計画書を作成した。それに基づき広く関連研究者の意見を聞くためのワークショップを開催した。(3)SPARCを日本国内で行うための準備として関係者で打ち合わせて大網を作くり、それをもとに広い範囲の討論をするため総研(B)を申請した。(4)GEWEXの中で重要になる衛星による観測の計画準備のため何回かの打ち合せ会合の後、重点領域研究の申請を行った。1990年11月に第2回世界気候会議が開催され、1980年以来行われてきた気候変動国際協同研究計画(WCRR)にレビュ-が行われ、同時に、地球温暖化問題に対処するため設けられた「気候変動に関する政府間パネル(IPCC)」の科学的知見についてのまとめが提出された。これらによって気候変動研究は、世界的にひとつの転機にさしかかった。一方、日本では、1987年度以来4年計画ですすめられて来た国際協力事業WCRPが1990年度をもって終了した。このような背景の下で、今年度は、日本の研究成果を国際的検討の場で発表し、今後の展開の方向をさぐることと、WCRPに直接・間接関連した国際会議やワ-クショップで気候変動研究の新しい方向を世界の研究者と討論することに力点をおいた。(1)WCRPの新しい副計画GEWEXの中心となるGCIPの立案会議に参加し、陸上水循環の研究計画について討論した。(2)日本のWCRPで重点的に観測を行った雲の放射影響について、イギリス、ドイツ、オ-ストリアの研究機関で成果を発表し討論を行った。(3)地球温暖化が実際に起こっているかどうか調べるため、過去100年余のデ-タを使って全地球平均気温の変化を求め、イギリスその他の研究者の結果と比較・検討した。(4)エルニ-ニョ南方振動(ENSO)現象に関連して重要な熱帯域の長周期大気変動の実態とそのメカニズムについて国際会議で最近の研究のレビュ-を行い、新しい問題提起をした。
シリコンMOS素子におけるゲート絶縁膜中の不純物スピンを利用したメモリ素子

シリコンMOSトランジスタ構造においてゲート絶縁膜の内部に意図的にドナーおよびアクセプター的な不純物の導入により局在準位を導入し、そのゲートリーク電流特性に現れる、局在準位を介したトンネル電気伝導を扱う。この系と、“人工的に形成された局在準位"を介した電気伝導を扱う量子ドット素子との類似性に着目し、申請者がこれまで量子ドット素子研究で培ってきた局在準位を介した電気伝導、特にそこに現れる電子スピン・核スピン効果に関する知識と経験をもとに、MOS構造において絶縁膜中の局在準位の電子スピンおよび核スピン状態の電気的制御を行うことで新しいメモリ素子の可能性を探索する。研究計画に対し2点の変更を行った。1点目として、局在準位への電気的アクセス手法として研究計画で上げたゲートリーク電流測定に変わり、チャネル長(ゲート幅)が十分短いMOSトランジスタのsubthreshold領域において観測されるソース・ドレイン間の量子ドット的伝導を用いた。研究計画で提案したゲートリーク電流に比べ、この手法は量子ドット電気伝道との類似性がより高く、量子ドット物理をより直接的に応用することが可能になった。また2点目として、研究計画で述べた電極→ドナー準位→アクセプター準位→電極のトンネル電流パスを形成する局在準位として、当初計画では1)ダングリングボンド欠陥と2)絶縁膜中へのドーピングによるアクセプター的局在準位の組み合わせを想定していたが、2)に変わり、3)SiO2/ゲート金属界面近傍に存在するポテンシャル揺らぎによる局在準位との組み合わせを用いた。これら2点の変更により単一ダングリングボンド欠陥の電子スピン共鳴を電気的に検出することに成功した。一方でポテンシャル揺らぎによる局在準位はその閉じ込めエネルギーが小さいため、実験は1ケルビン程度の低温に限られ、研究目的であげたより高温での素子動作は未達成である。また研究計画であげた核スピンの電気的制御も未達成である。また研究に用いる試料として、研究計画時には1)理研ナノサイエンス棟クリーンルームで作製するMOSダイオード、および2)半導体企業の基礎研究所から供与されるMOSトランジスタ、の両者を想定していたが、その後共同研究先の東芝研究開発センターより高品質な微細MOSトランジスタの供与を受けたため、後者に注力して研究を行った。研究に用いる試料について、昨年度に引き続き再度の変更を行った。研究計画であげた局在準位への電気的アクセス手法として研究計画で上げたゲートリーク電流測定に変わり、昨年度より短微細MOSトランジスタの量子ドット的伝導を用いた。この手法は量子ドット電気伝道との類似性がより高く、量子ドット物理をより直接的に応用することが可能になったが、実験は1ケルビン程度の低温に限られ、研究目的であげたより高温での素子動作は未達成であった。そこでMOSトランジスタにかわり、トンネル電界効果トランジスタ(TFET)に研究対象をシフトした。TFETはゲート変調可能はPIN構造であり、シリコンのバンドギャップ深くのダングリングボンド欠陥を介した量子ドット電気伝導が可能である。この素子により200Kを超える温度での量子ドット電気伝導の観測に成功した。これにより近い将来に研究目的であげた室温での素子動作を達成できる見込みがでてきた。上記変更に従い、研究計画時には1)理研ナノサイエンス棟クリーンルームで作製するMOSダイオード、および2)半導体企業の基礎研究所から供与されるMOSトランジスタ、の両者を想定していたが、昨年度より共同研究先の東芝研究開発センターより高品質な微細MOSトランジスタの研究を行った。今年度は新たな共同研究先として産総研ナノエレクトロニクス部門より供給される微細TFET素子に注力して研究をおこなった。研究計画であげた核スピンの電気的制御は未達成である。昨年度は低温ではあるもののMOSFET構造において単一ダングリングボンド欠陥準位の電気検出磁気共鳴に成功した。今年度はTFET素子により200Kを超える温度で量子ドット的電気伝導が観測できた。この素子で室温の量子ドット的電導が実現する可能性は高く、2重ドット構造が得られれば目標である室温での電気検出磁気共鳴に成功することになる。昨年度に引き続き、共同研究先である産総研ナノエレクトロニクス部門より供給されるトンネル電界効果トランジスタ(TFET)試料に関して研究を行った。TFETはゲート変調可能なPIN構造であることからシリコンバンドギャップ深くに位置するダングリングボンド欠陥を介した量子ドット的電気伝導が可能であり、昨年度までに温度200Kでのダングリングボンドを介した量子ドット的電導の観測に成功していた。今年度はダングリングボンドに変わる、より制御性の高い深い準位の探索と更なる動作温度の向上を目指した。制御性の高い深い準位として、シリコン中のAl-N複合不純物を用いた。この複合不純物はシリコンにALとNをイオン打ち込みにて導入したのち、低温で熱処置することで得られる。このAl-N複合不純物を導入したTFETにおいて最大0.3eVに及ぶ強い量子閉じ込めを実現し、室温における単一電子トンネル効果を観測することに成功した。素子は温度サイクルや経時変化にたいしてきわめて丈夫であり、これまでに報告されている室温動作単一電子素子とくらべて非常によい性能を持っている。また1.5Kから12Kまでの温度において、Al-N複合不純物起因と思われる電気検出磁気共鳴を観測した。さらに温度8K程度において、磁気共鳴信号位置が2レベルテレグラフノイズ的に変化する現象を観測した。このテレグラフ的変化は電子スピン近傍の核スピンに由来する可能性があり現在解析を進めている。計画書に上げた、深い準位を介した単一電子伝導を室温において再現するという目標を達成できた。

また室温にまでは及ばなかったものの、10ケルビンで単一スピン磁気共鳴を観測できた。従来型量子ドット素子を用いたこれまでのすべての研究においては単一スピン磁気共鳴の観測は0.1ケルビンの極低温に限られていた。我々の達成した動作温度は2桁もの性能向上を意味している。シリコンMOSトランジスタ構造においてゲート絶縁膜の内部に意図的にドナーおよびアクセプター的な不純物の導入により局在準位を導入し、そのゲートリーク電流特性に現れる、局在準位を介したトンネル電気伝導を扱う。この系と、“人工的に形成された局在準位"を介した電気伝導を扱う量子ドット素子との類似性に着目し、申請者がこれまで量子ドット素子研究で培ってきた局在準位を介した電気伝導、特にそこに現れる電子スピン・核スピン効果に関する知識と経験をもとに、MOS構造において絶縁膜中の局在準位の電子スピンおよび核スピン状態の電気的制御を行うことで新しいメモリ素子の可能性を探索する。上述のように低温ではあるもののMOSFET構造において単一ダングリングボンド欠陥準位の電気検出磁気共鳴に成功している。研究計画で強調したとおり、従来のドナー的準位のみを含むSiO2膜の電気検出磁気共鳴実験ではその信号強度がリーク電流との比率でわずか10-6程度であるのに対し、本計画で提案した電極→ドナー準位→アクセプター準位→電極のトンネル電流が支配的な場合、その比率は1-10と桁違いに大きなものになりうる。実際に観測された単一ダングリングボンド欠陥準位の電気検出磁気共鳴の磁気共鳴信号/背景リーク電流比率は1程度に達し、研究計画にて紹介した量子ドット素子に匹敵する巨大な磁気共鳴信号をMOS構造においても観測できたことになる。上述の変更した研究計画のもと、室温での電子スピン制御を行う。ダングリングボンド欠陥周辺の核スピンの電気検出・制御を行う。半導体量子ドットの電気伝導上述の変更した研究計画のもと、より高温での電子スピン制御を行う。高温動作のためには上述のポテンシャル揺らぎによる局在準位では不十分でありアクセプター的局在準位の導入が必須となる。またダングリングボンド欠陥周辺の核スピンの電気検出・制御を行う。上記観測された単一ダングリングボンド欠陥準位の電気検出磁気共鳴ではその共鳴幅は0.5mT程度であった。この線幅は、もし欠陥が核スピンを有する29Siからなる場合にはその電気検出磁気共鳴における超微細構造分裂を検出するのに十分な狭さであり、この超微細構造分裂構造を通して核スピンの検出・制御が可能となる。液体ヘリウム使用量が当初計画より少なくなった。所属機関のヘリウム液化設備の故障により液体ヘリウムを用いた実験を約2ヶ月間停止した。このため液体ヘリウム代の支出が不要となった。次年度の装置稼働時間を増やし、液体ヘリウム代として使用する。すでに液化設備は復旧しており、昨年度一時的に停止した実験を再開している。
カエル視蓋電流源密度デプスプロファイルの3つの主成分の形態的特徴

1、カエルの視蓋神経細胞を、偏りなく、できる限り多く染色するためにゴルジ染色法の最良の条件を検討した。グルタルアルデヒドとニクロム酸カリウムを用いて7日間固定を行い、1/8にトリミングした視蓋を37°Cで銀染色する方法が最も良好な染色像を与えることが判った。2、上記染色法を用いて、良好な染色像を示した合計40個の視蓋神経細胞から、その細胞体、樹状突起そして軸索の形態的特徴を表すパラメータをビデオミクロメータを用いて直接測定した。また、50μm毎の同心円を用いた樹状突起交点数の計測や、二分岐確率の計算等を行い合計21個のパラメータを得た。この21個のパラメータを説明変量として、相関行列を用いた主成分分析を行った。その結果、累積寄与率80%で、それぞれの寄与率が、27.8%、17.0%、12.3%、8.8%、7.6%そして6.5%の6つの主成分に分類することができた。3、各説明変量の因子負荷量の検討から、第1主成分は、放射状に広がる大きな樹状突起範囲と大きな細胞体を持つ神経細胞であり、第2主成分は、短い樹状突起が垂直方向に伸びている神経細胞であることが判った。また、第3及び第4主成分は、それぞれ、深い層に細胞体を持ち、表層に向けて垂直に伸びる長い樹状突起を持つ神経細胞と、8層に細胞体を持ち、垂直に伸びる樹状突起を持つ神経細胞であった。最後に、第5及び第6主成分は、それぞれ、分岐の多い、細い樹状突起を持つ神経細胞と、左右相称な基底突起を多く持つ神経細胞であることが判った。4、本研究で得られた主成分と、先に明らかにした電流源密度デプスプロファイルの3つの主成分との比較から、生理学的第1主成分が、形態学的第3主成分に、生理学的第2主成分が、形態学的第4主成分に、また、生理学的第3主成分が形態学的第2主成分に対応することが示された。1、カエルの視蓋神経細胞を、偏りなく、できる限り多く染色するために最良の方法を検討した。最初は、標準的なゴルジ染色法を用いたが、背景とのコントラストが低い等の問題があったため、様々な改良を試みた。現在、まだ多くの改良の余地は残されているが、グルタルアルデヒドとニクロム酸カリウムを用いて固定を行う方法で良好な染色像を得ることが可能になった。2、上記染色法を用いて、比較的良好な染色像を示した合計20個の視蓋神経細胞から、その細胞体、樹状突起そして軸索の形態的特徴を表す合計14個のパラメータをビデオミクロメータを用いて測定した。この14個のパラメータを説明変量として、相関行列を用いた主成分分析を行った。その結果、累積寄与率80%で、それぞれの寄与率が40.06%、22.53%、10.03%そして9.64%の4つの主成分に分類することができた。3、各説明変量の因子負荷量の検討から、第1主成分は、細胞体の大きさと、樹状突起の水平方向の広がりを表す軸であり、第2主成分は、樹状突起の垂直方向の広がりを表す軸であることが判った。また、第3及び第4主成分は、それぞれ、細胞体の形と、樹状突起の太さを表す軸であった。各神経細胞の主成分得点の検討から、4つの主成分が持つ形態的特徴を明らかにし、これまでの形態分類との対応を示した。

4、本研究で得られた主成分と、先に明らかにした電流源密度デプスプロファイルの3つの主成分との比較から、生理学的第1主成分が、形態学的第1または第4主成分に対応すると示唆された。また、生理学的第2主成分が、形態学的第2または第3主成分に対応する可能性が示された。1、カエルの視蓋神経細胞を、偏りなく、できる限り多く染色するためにゴルジ染色法の最良の条件を検討した。グルタルアルデヒドと二クロム酸カリウムを用いて7日間固定を行い、1/8にトリミングした視蓋を37°Cで銀染色する方法が最も良好な染色像を与えることが判った。2、上記染色法を用いて、良好な染色像を示した合計40個の視蓋神経細胞から、その細胞体、樹状突起そして軸索の形態的特徴を表すパラメータをビデオミクロメータを用いて直接測定した。また、50μm毎の同心円を用いた樹状突起交点数の計測や、二分岐確立の計算等を行い合計21個のパラメータを得た。この21個のパラメータを説明変量として、相関行列を用いた主成分分析を行った。その結果、累積寄与率80%で、それぞれの寄与率が、27.8%、17.0%、12.3%、8.8%、7.6%そして6.5%の6つの主成分に分類することができた。3、各説明変量の因子負荷量の検討から、第1主成分は、放射状に広がる大きな樹状突起範囲と大きな細胞体を持つ神経細胞であり、第2主成分は、短い樹状突起が垂直方向に伸びている神経細胞であることが判った。また、第3及び第4主成分は、それぞれ、深い層に細胞体を持ち、表層に向けて垂直に伸びる長い樹状突起を持つ神経細胞と、8層に細胞体を持ち、垂直に伸びる樹状突起を持つ神経細胞であった。最後に、第5及び第6主成分は、それぞれ、分岐の多い、細い樹状突起を持つ神経細胞と、左右相称な基底突起を多く持つ神経細胞であることが判った。4、本研究で得られた主成分と、先に明らかにした電流源密度デプスプロファイルの3つの主成分との比較から、生理学的第1主成分が、形態学的第3主成分に、生理学的第2主成分が、形態学的第4主成分に、また、生理学的第3主成分が形態学的第2主成分に対応することが示された。
口腔内病原菌内毒素による海馬のエピジェネティック修飾の網羅的検索

近年、歯周病原菌がアルツハイマー病の発症増悪に関与することが示唆されてきているが、そのメカニズムは未だに明らかとなっていない。アルツハイマー研究では脳内で記憶、学習機能に大きく関わっている海馬の障害に注目されているため、本研究では、歯周病原菌であるPorphyromonas gingivalis(P. gingivalis)由来内毒素Lipopolysaccharide(LPS)による、脳の海馬でのエピジェネティクス修飾について網羅的に観察することを目的とする。前年度に引き続き、P. gingivalis由来LPSを5 mg/kgになるよう調整し、610週齢の老化促進マウス(SAMP8)に72時間毎に1度、腹腔内に3ヶ月間投与した。対照群にはLPS溶液と同量の生理食塩水を投与した。マウスを屠殺し、海馬摘出を行い、薄切標本を作製後、蛍光免疫組織化学的観察を行った。前年度のマイクロアレイによる網羅的解析及び定量的PCR法によって、アルツハイマー病発症の核となるアミロイドβペプチド(Aβ)の分解に関与する脳内主要酵素であるMembrane metallo-endopeptidase(Mme)のmRNA発現が低下したことから、Mmeの蛍光免疫組織化学的観察を行った。その結果、対照群の海馬のCA3領域ではMME蛋白の発現がびまん性に蛍光発色しているのに対し,LPS投与群ではCA3領域のびまん性の蛍光発現が低いことが確認された.さらに,同部の蛍光強度を画像処理ソフトで定量化し評価したところ,対照群群に比べLPS投与群では蛍光強度が低いことが確認された(p<0.05).本研究の進捗状況は、前年度に引き続き順調に進展している。今後は、アルツハイマー病に影響を及ぼす炎症性サイトカインの発現変化について検討していく予定である。本研究では、口腔内病原菌の内毒素による、脳の海馬でのエピジェネティクス修飾について網羅的に観察することを目的とする。P. gingivalis由来LPSを5 mg/kgになるよう生理食塩水で調整し、68週齢のC57BL/6Jマウスに72時間毎に1度、腹腔内に1ヶ月間投与した。最終投与より3日後にマウスを屠殺し、海馬を摘出した。摘出に先立ち、マウスより血液を採取し血中LPSの濃度を確認した。摘出した臓器より薄切標本を作製し、組織像の観察を行い、また、Total RNAからcDNAを作成し、mRNA発現変化をマイクロアレイにより網羅的解析を行った。海馬の組織標本の観察では、明らかな急性炎症所見は認められなかった。マイクロアレイによる網羅的解析では、2倍以上に発現上昇した遺伝子は589プローブ、0.5倍以下に発現減少した遺伝子は1,175プローブであった。これらのデータからLPS投与群において、アルツハイマー病発症の核となるアミロイドβペプチド(Aβ)の分解に関与する脳内主要酵素であるMembrane metallo-endopeptidase(Mme)が0.18倍以下に発現低下していることが確認された。得られた結果から我々はMmeに注目し、生後8週齢のC57BL/6Jマウス及び老化促進(SAMP8/Ta)マウスを用い上記と同様の方法で、腹腔内にP. gingivalis由来LPSを3ヶ月間投与した。LPS投与開始から3ヶ月後にマウスを屠殺し、脳の海馬を摘出しDNAおよびRNAを抽出した。老化促進(SAMP8/Ta)マウスにおけるMmeの再現性を確認するため、定量的PCR法を行ったところ、LPS投与群ではControl群と比べて発現低下していることが確認された。本研究の進捗状況は当初の予定通り順調に進展している。

今後は、DNAメチル化プロフィール解析を行い、メチル化異常のメカニズムについて探索していく。今後は、アルツハイマー病に影響を及ぼす炎症性サイトカインの発現変化について検討していく予定である。今年度はスムーズに研究結果を得られた為、次年度使用額が生じた。次年度使用額はメチル化プロフィール解析に使用する予定である。次年度使用額が生じた理由と使用計画として、次年度はアルツハイマー病に影響を及ぼす炎症性サイトカインの発現変化について検討するため、ELISA法などにかかる物品費が予定より多くかかると想定されることが挙げられる。