hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
交通渋滞を考慮する最適避難施設配置モデルの構築

本研究の目的は,災害時の交通渋滞や不確実性を考慮した避難施設配置を行うことが出来るモデルの構築である.本年度の成果は以下の2件である.(1)辺容量一定の動的フローパスネットワークにおける最大後悔最小化型単一施設配置問題について,最大後悔を平均避難時間に基づき定義する場合に対する既存アルゴリズム[Theory of Computing Systems, 2018]の高速化に成功した.既存研究では,任意の施設配置点に対する最悪シナリオの候補数が多項式上限を持つことを示した上で,各候補シナリオに対する最適配置の計算を線形時間で行なっていたが,本結果では,シナリオの順序性に着目することで同計算を償却的に劣線形時間で行えることを示した.本結果は,査読付国際会議The 29th International Symposium on Algorithms and Computation (ISAAC 2018)にて発表された.(2)動的フローパスネットワークにおける平均避難時間最小化型k-施設配置問題に対する新しい高速アルゴリズムを提案した.本結果では,問題が「リンクコストに凹モンジュ性を有する完全有向非巡回グラフにおける最小k-リンクパス問題」に帰着されることを示し,最小k-リンクパス問題に対する既存のアルゴリズムを適用した.リンクコストの計算については,各クエリ計算を劣線形時間で行えるデータ構造を新たに開発して用いている.本結果は,既存アルゴリズム[IWOCA 2018]の計算量を大きく改善しているだけに留まらず,同頂点上の避難者の異なる施設への避難を許可する一般の設定においても適用できる.本成果は,国際会議The 30th European Conference on Operational Research (EURO 2019)にて発表される予定である.当初の予定では,扱うネットワーククラスの拡張を目指していたが,上述の方向で研究を進めた結果,従来の最適化手法の洗練に成功した.これらの結果は,昨年度の本研究の成果である[Theory of Computing Systems, 2018]および[IWOCA, 2018]の結果を改善している.(1)の成果については,すでに査読付国際会議で発表されている.また(2)の成果についても,国際会議での発表が予定されており,査読付国際論文誌への投稿準備が整っている.以上をまとめると,ネットワーククラスの拡張は滞っているものの一定の成果は得られており,本研究はおおむね順調に進展していると言える.昨年度の計画に引き続き,現実的なネットワークにおける施設配置に向けて,扱うネットワーククラスの拡張を目指す.また,次年度が最終年度であることから,本研究の総括を兼ねて,動的フローネットワークにおける施設配置に関するサーベイ論文の執筆を目指す.本年度の主な研究実績は以下の3件である.(1)パス状の動的フローネットワークにおける最大後悔最小化型の施設配置問題を考え,対するアルゴリズムを開発した.本研究では,目的関数である最大後悔を平均避難時間に基づき定義した.辺容量一定かつ単一施設配置の場合,任意の施設配置点に対する最悪シナリオの候補数が多項式上限を持つことを示し,この性質に基づいて多項式時間アルゴリズムを開発した.(2)パス状の動的フローネットワークにおける避難完了時間最小化型の施設配置問題を考え,対する高速アルゴリズムを開発した.本研究では,避難完了時間が一定以下となる施設配置の存在判定問題を劣線形時間で解くことができるデータ構造を開発し,パラメトリック探索などの最適化手法と組み合わせることで準線形時間アルゴリズムを与えた.また,辺容量一定の場合に対してはさらに高速なアルゴリズムを示しており,既存の結果[Theoretical Computer Science, 2015]を改良している.(3)パス状の動的フローネットワークにおける平均避難時間最小化型の施設配置問題を考え,対するアルゴリズムを開発した.本研究では,部分パスにおける(片方の端点への避難に関する)平均避難時間を効率的に計算できるデータ構造を開発し,動的計画法の枠組みと組み合わせることで,初の多項式時間アルゴリズムを与えた.また,辺容量一定の場合に対してはさらに高速なアルゴリズムを示しており,既存の結果[Theoretical Computer Science, 2015]を改良している.当初に予定していた通り,避難完了時間最小化型および平均避難時間最小化型の施設配置問題に取り組んだ.一般のネットワークを対象とした研究はあまり進んでいないものの,関連する研究実績(2),(3)については,それぞれ査読付き国際会議WADS 2017,IWOCA 2018に採択されており,一定の成果を得ている.また,当初は次年度に予定していた最大後悔最小化型の施設配置問題にも取り組み,関連する研究実績(1)については査読付き国際論文誌Theory of Computing Systemsに採録されている.以上をまとめると,おおむね順調に進展していると言える.本研究の目的は,災害時の交通渋滞や不確実性を考慮した避難施設配置を行うことが出来るモデルの構築である.本年度の成果は以下の2件である.(1)辺容量一定の動的フローパスネットワークにおける最大後悔最小化型単一施設配置問題について,最大後悔を平均避難時間に基づき定義する場合に対する既存アルゴリズム[Theory of Computing Systems, 2018]の高速化に成功した.既存研究では,任意の施設配置点に対する最悪シナリオの候補数が多項式上限を持つことを示した上で,各候補シナリオに対する最適配置の計算を線形時間で行なっていたが,本結果では,シナリオの順序性に着目することで同計算を償却的に劣線形時間で行えることを示した.本結果は,査読付国際会議The 29th International Symposium on Algorithms and Computation (ISAAC 2018)にて発表された.

(2)動的フローパスネットワークにおける平均避難時間最小化型k-施設配置問題に対する新しい高速アルゴリズムを提案した.本結果では,問題が「リンクコストに凹モンジュ性を有する完全有向非巡回グラフにおける最小k-リンクパス問題」に帰着されることを示し,最小k-リンクパス問題に対する既存のアルゴリズムを適用した.リンクコストの計算については,各クエリ計算を劣線形時間で行えるデータ構造を新たに開発して用いている.本結果は,既存アルゴリズム[IWOCA 2018]の計算量を大きく改善しているだけに留まらず,同頂点上の避難者の異なる施設への避難を許可する一般の設定においても適用できる.本成果は,国際会議The 30th European Conference on Operational Research (EURO 2019)にて発表される予定である.当初の予定では,扱うネットワーククラスの拡張を目指していたが,上述の方向で研究を進めた結果,従来の最適化手法の洗練に成功した.これらの結果は,昨年度の本研究の成果である[Theory of Computing Systems, 2018]および[IWOCA, 2018]の結果を改善している.(1)の成果については,すでに査読付国際会議で発表されている.また(2)の成果についても,国際会議での発表が予定されており,査読付国際論文誌への投稿準備が整っている.以上をまとめると,ネットワーククラスの拡張は滞っているものの一定の成果は得られており,本研究はおおむね順調に進展していると言える.まず,避難完了時間最小化型および平均避難時間最小化型の施設配置問題において,扱うネットワーククラスの拡張を図る.当初は,一般のネットワークを扱う予定であったが,避難完了時間最小化型施設配置問題の部分問題である「避難流問題」に対するSchloter等による最新の結果[SODA 2017]を考慮しても,実用的な高速アルゴリズムは望めないと考えられる.したがって今後は,格子グラフや平面グラフなど現実的なネットワークに向けて,ネットワーククラスの拡張を行う.また,当初に予定していた通り,最大後悔最小化型の施設配置問題に取り組み,上記と同様に扱うネットワーククラスの拡張を図る.昨年度の計画に引き続き,現実的なネットワークにおける施設配置に向けて,扱うネットワーククラスの拡張を目指す.また,次年度が最終年度であることから,本研究の総括を兼ねて,動的フローネットワークにおける施設配置に関するサーベイ論文の執筆を目指す.本年度は国内の学会や研究会に参加せずに,海外での研究打合せにおける滞在日数を増やしたので,当初の予定額とずれが生じた.次年度予算と合算して,旅費として用いる予定である.当初予定していたより国内出張の回数が少なかった.次年度,執筆予定のサーベイ論文校正に用いる予定である.
OncomiR を標的とした新規口腔癌治療の開発

LNAをGapmerでかつ21塩基にデザインしたmiR-361-3pに対するASOを用いて動物実験を行ったが、対照群と比べて有意な差を認めなかった。しかしながら、マウスの体重減少や食欲低下などの副作用も認めなかった。初代培養細胞にmiR-361-3p, miR-133abに対するASOを10nMで導入したところ口腔癌細胞と同様に著明な細胞増殖抑制効果を認めた。標的遺伝子の探索については、miR-361-3pの標的遺伝子候補としてOSR2を、miR-133abの標的遺伝子候補としてCEBPAを抽出した。生体投与に向けた核酸の修飾ついては、LNAの配列をGapmerとMixmerにし、両者で比較するとGapmer配列の方が低濃度での細胞増殖抑制効果に優れいることが分かった。miR-361-3pのシード配列に対する相補鎖を完全に含めた2115 merの機能阻害効果が顕著であることが分かった。miR-361-3pに対する完全相補鎖であるLNA/DNA ASOの機能阻害効果はほぼ消失していた。LNA/DNA ASOにS化修飾を加えそれをを10 nM以上で導入すると非特異的細胞増殖抑制を認めることが分かった。さらにS化骨格はLNA/DNA ASOの機能阻害効果を減弱させることが分かった。初代培養細胞に対するASOの細胞増殖抑制効果の評価については、初代培養細胞にmiR-361-3p, miR-133a/bに対するASOを10 nMの濃度で導入したところ、口腔癌細胞株と同様に、著明な細胞増殖抑制効果を認めた。生体投与に向け、マウス背部皮下腫瘍モデル用いて動物実験を行った。前年度の研究成果でもっとも細胞増殖抑制効果の高かった、LNAをGapmerでかつ塩基数を21塩基にしデザインしたASOを用いた。マトリゲルと混合させた口腔癌細胞株であるGFP-SAS 200万個をヌードマウス背部皮下に移植し腫瘍形成後にASOを10mg/kgで尾静脈から7日に1度の頻度で全身投与した。投与後28日まで経過観察したが対照群と比べて有意な腫瘍増殖抑制効果を認めなかった。さらに投与量を50mg/kgへ増加させ同様の実験を行った。しかしながら、10mg/kgの際と同じように有意な腫瘍増殖抑制効果は認めなかったが、マウスの体重減少や食欲低下などの副作用も認めなかった。そこで、ASO投与群と対照群の腫瘍からtotal RNAを抽出し、miR-361-3pの発現量とその標的遺伝子であるOSR2の発現量を定量化リアルタイムRT-PCR法にて検討した。10mg/kg投与群と比較し50mg/kg投与群において有意にmiR-361-3pの発現は低下し、標的遺伝子であるOSR2の発現量は増加していた。以上のことから、抗腫瘍効果を得るためにはASOの投与量を増やす必要性があることが示唆されたため、今後の研究では投与量をさらに増やし行っていく予定である。また初代培養細胞におけるASOの細胞増殖抑制効果に関しては、口腔癌初代培養細胞におけるmiR-361-3p, 133abに対するASOは細胞株と同様に著明な細胞増殖抑制効果を認めた。さらに正常口腔粘膜由来の初代培養細胞に対してはASOの細胞増殖抑制効果が減弱していることが分かった。口腔癌初代培養細胞に関しては手術材料となるため症例が限定され、症例数が少ないながらも仮説通りの結果を得ることができた。正常口腔粘膜の初代培養細胞の取得が困難でありこれに関しては未だ結果が得られておらず正常細胞に与えるASOの影響は不明である。標的遺伝子候補の抽出を行ったが、ルシフェラーゼアッセイによる標的遺伝子の同定と口腔癌細胞における分子機構の解明はまだ行えていない。in vivoにおけるASOの抗腫瘍効果の検討は現在予備実験の段階である。アテロコラーゲンを媒体としてASOを尾静脈より全身投与したが有意な結果が得られなかった。そのため様々なDDSを試みているのが現状である。口腔癌組織由来初代培養細胞は限定されるが、miR-361-3p, miR-133a/bに対するASOの細胞増殖抑制効果の確認を症例数を増やし継続して行っていきたい。初代培養技術は取得できているが、正常口腔粘膜の初代培養細胞の取得が困難である。症例数は少数となる可能性はあるがこちらも継続して行って行く予定である。また、マイクロアレイを用いて同定した標的遺伝子候補に関して、ルシフェラーゼアッセイによる同定と口腔癌細胞における分子機構の解明には至っておらず、今後の実験で進めていきたい。今後もっとも重点的に取り組みたいのがin vivoにおけるASOの抗腫瘍効果の検討である。現在は、全身投与におけるドラッグデリバリーシステム(DDS)に苦慮している。様々なDDSを試行錯誤しているが全身投与ではなく局所投与等、投与方法の変更も考慮に入れ今後進めていく予定である。
ビリルビンの抗酸化作用に関する研究

種々の刺激によって生体内に発生したフリ-ラジカルは、生体細胞膜脂質中の多価不飽和脂肪酸に働いて脂質の過酸化を引き起して細胞障害をもたらす。一方、ヒトを含めて多くの哺乳類では、赤血球由来のヘムは最終的にビリルビンに代謝されて胆汁中へ排泄される。このビリルビンの有害性についてはよく知られている。しかし、ビリベルジンからの還元・グルクロン酸との抱合など、複雑な代謝過程を必要とするビリルビンが全く無益な物質であるということは不合理ともいえる。今回私達は、フリ-ラジカルを産生させる実験糸を用い、フリ-ラジカルとビリルビン分解との関係を調べるとともに、初代培養肝細胞における検討を行った。(方法)0.5mMヒポキサンチンおよび50mMキサンチンオキシダ-ゼの混合溶液に10mMのビリルビンを加え、ビリルビン濃度の減少を444nmにおいて経時的に測定した。同時に656nmの吸光度を測定した。ビリルビンの分解に対するSOD、カタラ-ゼ、DMSO、アスコルビン酸の影響を検討した。さらに、コラ-ゼナ-ゼ潅流法によりラット肝細胞を培養し、^<51>Crでラベルしたのちヒポキサンチンとキサンチンオキシダ-ゼによる肝細胞からの^<51>Cr放出に対するビリルビンの影響を検討した。(結果と考察)ヒポキサンチン/キサンチンオキシダ-ゼによってビリルビンの減少が促進され、SODとアルコルビン酸はこの減少を抑制した。培養肝細胞からの^<51>Crの放出を0.10.4mg/dlのビリルビンが抑制した。以上のことから、産生されたフリ-ラジカルの攻撃によってビリルビンが破壊され、この際に肝細胞をフリ-ラジカルの攻撃から保護することが考えられた。ヒトを含めて多くの哺乳類では、ヘムは最終的にビリルビンに代謝されて胆汁中に排泄される。ビリベルジンからの還元・グリクロン酸との抱合などの複雑な代謝過程を必要とするビリルビンは、人体に対して有害な物質であると考えられてきた。しかし最近になって、ビリルビンの抗酸化作用が注目されるようになり、フリーラジカルによる過酸化脂質産生反応から生体細胞を保護することが、リノール酸を用いた実験によって報告されている。本年度は四塩化炭素の脂質過酸化反応に対するビリルビンの保護作用について検討したので報告する。〔方法〕ウィスター系雄性ラットから肝ミクロゾームを調整した。1mg protein/mlの肝ミクロゾームにG6P、NADP、G6PP、およびCCL4 400μgを添加したのち、06mg/dlのビリルビンを加えて37°C、10分間インキュベートし、過酸化脂質を測定した。また、α-tocopherol、SOD、catolase、CoenjymeQ10などについて比較検討した。次に、ビリルビン溶液に0.5mMヒポキサンチン150mVキサンチンオキシダーゼを加えて反応させ、ビリルビンの経時的減少を444nmおよびジアゾ反応によって検討した。〔結果〕四塩化炭素(CCL_4)は用量依存性に肝ミクロゾームのLPOを増加させた。これに対し、ビリルビン、α-tocopherolはいずれもLPOの増加を抑制した。SODは抑制作用が認められなかった。また、キサンチン/キサンチンオキシダーゼを用いた場合、ビリルビンはキサンチンオキシダーゼの濃度に対して依存性に減少した。このときビリルビンからの生成物はジアゾ反応陰性であり、また、ビリベルジンの増加は認められなかった。

ビリルビンの減少はSODおよびアスコルビン酸によって抑制された。種々の刺激によって生体内の発生したフリ-ラジカルは、生体細胞膜脂質中の多価不飽和脂肪酸に働いて脂質の過酸化を引き起こして細胞障害をもたらす。一方、ヒトを含めて多くの哺乳類では、赤血球由来のヘムは最終的にビリルビンに代謝されて胆汁中へ排泄される。このビリルビンの有害性についてはよく知られている。しかし、ビリベルジンからの還元・グルクロン酸との抱合など、複雑な代謝過程を必要とするビリルビンが全く無益な物質であるということは不合理とも言える。今回私達は、フリ-ラジカルを産生させる実験系を用い、フリ-ラジカルとビリルビン分解との関係を調べるとともに、初代培養肝細胞における検討を行った。(方法)0.5mMヒポキサンチンおよび50mMキサンチンオキシダ-ゼの混合溶液に10μMのビリルビンを加え、ビリルビン濃度の減少を444nmにおいて経時的に測定した。同時に656nmの吸光〓を測定した。ビリルビンの分解に対するSOD。カタラ-ゼ、DMSO、アスコルビン酸の影響を検討した。さらに、コラ-ゼナ-ゼ灌流法によりラット肝細胞を培養し、^<51>Crでラベルしたのちヒポキサンチンとキサンチンオキシダ-ゼによる肝細胞からの^<51>Cr放出に対するビリルビンの影響を検討した。(結果と考察)ヒポキサンチン/キサンチンオキシダ-ゼによってビリルビンの減少が促進され、SODとアルユビン酸はこの減少を抑制した。培養肝細胞からの^<51>Crの放出を0.10.4mg/dlのビリルビンが抑制した。以上のことから、産生されたフリ-ラジカルの攻撃によってビリルビンが破壊され、この際に肝細胞をフリラジカルの攻撃から保護することが考えられた。
GFAP変異による新しい脊髄小脳変性症の病態解明と治療法の開発に関する研究

目的:GFAP(glial fibrillary acidic protein)は主に星状膠細胞に発現している中間径フィラメントであり、近年、小児の疾患であるアレキサンダー病の原因遺伝子として注目されている。われわれは、成人型アレキサンダー病において新しいGFAP変異(Va187Gly)を見いだし報告した。今回、GFAP変異を伴うアレキサンダー病の遺伝子変異と臨床表現型の関連について検討した。対象:自験例4家系9例と文献報告例65例の計74例。発症年齢、臨床症状、脳画像所見、GFAP変異について検討した。また、今回の検討で見いだされた変異GFAP(T235C, T274G, C276T, C1260T)を導入した発現ベクターを培養細胞にトランスフェクションし、その発現を抗GFAP抗体にて組織学的に検討した。結果:乳児発症42例、若年発症13例、成人発症19例であった。成人発症2例には自覚症状はなかった。成人発症7家系中6家系に家族歴を認めた。口蓋ミオクローヌスは成人発症4例のみに認められた。乳児発症型で前頭葉優位の白質変化が、成人発症例では脊髄萎縮が高率であった。GFAP変異部位は、exon 1、4、8に集中していた。R416W変異はすべての病型で認められた。同一家系内に若年発症例と成人発症例の混在を認めた。ミトコンドリア異常を1例に認め、mtDNA8291A/G多型と9bp欠失を認めた。検討した範囲ではnestinに変異は認められなかった。変異GFAP発現細胞では、野生型に比してGFAPの発現が亢進していた。結論:同一のGFAP変異を示す家系内にでもアレキサンダー病の臨床表現型は多様であり、GFAP変異以外の修飾因子が臨床表現型に関与していることが示唆された。今後、変異GFAPの発現動態と臨床表現型との関連について更に検討する予定である。対象:第1家系6例(女性3例、男性3例)、第2家系1例(男性)、第3家系1例(女性)の計8例。成人発症4例、錐体路徴候のみを示す2例、若年発症の2例。第1家系内には、若年発症例、成人発症例、錐体路徴候のみの例がみられた。第3家系例は、筋生検にてragged-red fibersを認めた。全例に脊髄MRIにて延髄以下の著明な萎縮を認めた。口蓋ミオクローヌスは成人発症4例中3例に認めた。これらの8例およびその家族について、GFAP、mtDNA、nestinの塩基配列を検討した。結果:GFAPの検討では、第1家系では臨床表現にかかわらず6例全例にV87G変異を、第2家系ではR416W変異を、第3家系ではR88C変異をいずれもヘテロ接合で認めた。第3家系の両親にはGFAP変異を認めなかった。ミトコンドリア異常を認めた第3家系でのみmtDNA8291A/G多型と9bp欠失を認めた。

検討した範囲ではnestinに変異は認められなかった。結論:同一のGFAP変異を示す家系内にでもアレキサンダー病の臨床表現型は多様であり、GFAP変異以外の修飾因子が臨床表現型に関与していることが示唆された。今回の検討で見いだされた変異GFAPを導入した発現ベクターを作成し、培養細胞にトランスフェクションし、その発現動態を組織学的、分子生物学的に検討中である。目的:GFAP (glial fibrillary acidic protein)は主に星状膠細胞に発現している中間径フィラメントであり、近年、小児の疾患であるアレキサンダー病の原因遺伝子として注目されている。われわれは、成人型アレキサンダー病において新しいGFAP変異(Val87Gly)を見いだし報告した。今回、GFAP変異を伴うアレキサンダー病の遺伝子変異と臨床表現型の関連について検討した。対象:自験例4家系9例と文献報告例65例の計74例。発症年齢、臨床症状、脳画像所見、GFAP変異について検討した。結果:乳児発症42例、若年発症13例、成人発症19例であった。成人発症2例には自覚症状はなかった。成人発症7家系中6家系に家族歴を認めた。口蓋ミオクローヌスは成人発症4例のみに認められた。乳児発症型で前頭葉優位の白質変化が、成人発症例では脊髄萎縮が高率であった。GFAP変異部位は、exon 1、4、8に集中していた。R416W変異はすべての病型で認められた。同一家系内に若年発症例と成人発症例の混在を認めた。ミトコンドリア異常を1例に認め、mtDNA8291A/G多型と9bp欠失を認めた。今回の検討で見いだされた変異GFAP (T235C, T274G, C276T, C1260T)を導入した発現ベクターを作成し、培養細胞にトランスフェクションし、その発現動態を組織学的、分子生物学的に検討中である。
孤立ナノ空間を有する有機金属錯体での特異な光化学反応の分光解析

本研究では、実在高次系である蛋白質そのものを研究する一方で、その触媒反応の本質のみを取り出したモデル系の研究も重要と考え、自己組織化により形成された「かご状有機金属錯体」のナノ空間中での光化学反応を赤外および可視分光法により明らかにすることを目指している。これまでにアダマンタンを内包したかご状錯体に対する低温赤外分光解析により、光電子移動によるアダマンタンおよびかご状錯体の構造変化を検出した(Y.Furutani et al.,J.Am.Chem.Soc.,2009)。このような構造変化を実時間で捉えるために、新たに時間分解赤外分光計測系を立ち上げた。かご状錯体のアダマンタンの光酸化反応は不可逆的であるため、繰り返し励起が可能な[Ru(bpy)_3]^<2+>」・2Cl^-を用いて計測条件の最適化を行った。50ナノ秒での光反応誘起赤外差スペクトルの計測が可能であることを確認した。光受容タンパク質であるバクテリオロドプシンに対して行った時間分解赤外分光計測のデータをSVDやGlobal Fittingにより詳細に解析した。バクテリオロドプシンの内部結合水の0-D伸縮振動やレチナールシッフ塩基のN-D伸縮振動を帰属した。これらの赤外スペクトル変化はプロトン移動が行われる中間体状態でのタンパク質内部の水素結合構造の変化を捉えたものである。カリウムイオンチャネルであるKcsAはアルカリ金属イオンであるK^+を選択的に透過するイオンチャネルである。そのイオン透過孔での配位構造を明らかにするため、全反射赤外分光解析による研究を平成20年度から継続して行っている。カリウム濃度依存的な赤外差スペクトルを解析することにより、アミドIに特徴的な変化が見られることを明らかにした。蛋白質が触媒する化学反応は、それを構成するアミノ酸だけでなく、金属原子や水分子によって形成されるナノメートルサイズの特異な反応場により行われる。植物の光合成では、光化学系IIに存在するマンガンクラスターによって水分子から電子を受け取っており、古細菌型ロドプシンの光駆動プロトンポンプにおいては水分子がプロトン移動に重要な役割を果たしている。これらの実在高次系である蛋白質そのものを研究する一方で、その触媒反応の本質のみを取り出したモデル系の構築も重要である。本研究では、自己組織化により形成された「かご状有機金属錯体」のナノ空間中での様々な特異な光化学反応を赤外および可視分光法により明らかにすることを目的としている。平成22年度は以下のような成果を得た。1)Pd-Nanocageにおけるピコ秒過渡吸収スペクトルに対してSVDおよびGlobal fitting解析を行い、励起状態の吸収スペクトルおよびその時定数を見積もった。電子移動反応が生じるアダマンタン入りPd-Nanocage試料で時定数が2倍程度大きくなることを再確認した。2)バクテリオロドプシンおよびハロロドプシンの時間分解赤外分光解析を行い、蛋白質内部の水分子に由来する振動スペクトルの変化や、蛋白質骨格の構造変化を明らかにした。3)Pd-Nanocageの光反応に伴う赤外吸収スペクトル変化を実時間で計測するためにナノ秒領域での計測条件の検討を行った。
尿路悪性腫瘍におけるB7-H4の機能解析と新規免疫療法の開発

B7-H4はImmunoglobulin superfamilyに属する、I型膜貫通蛋白であり癌細胞の膜表面に発現している。そこで、この新たな分子であるB7-H4を尿路悪性腫瘍の診療に応用するために、尿路悪性腫瘍の患者血清中の可溶型B7-H4の有無と予後との関連を評価した。この結果により腫瘍マーカー、予後予測因子としての有用性を評価した。都立多摩総合医療センターにおいて、施行された腎細胞癌患者の術前、術後の血清中の可溶型B7-H4の濃度測定を施行した。現時点までに解析した結果からは、血清中のB7-H4の濃度と予後との関連を認めた。すなわち、血清中の可溶型B7-H4が高濃度の患者は、全生存率(Overall survival)ならびに無増悪生存率(Progression free survival)が不良であることが明らになった。過去に報告されている予後予測因子を含めた多変量解析においても血清中の可溶型B7-H4は予後予測因子であった。さらに、B7-H4と好中球との関連も明らかにした。また、術前に血清に認めた可溶型B7-H4が、術後の同じ患者血清からは同定出来ないことから、血清中の可溶型B7-H4は腎細胞癌が直接分泌しているか、あるいは強く関連していると考えられた。どちらにしても腎細胞癌患者において腫瘍マーカーとしても有望であると推測できた。また、マウスモデルでは、抗体投与で腫瘍の抑制効果を認めたが、安定した結果が得られなかった。研究は、ほぼ終了している。本年度は発表、追加実験を予定している。試薬等の消耗品を安価で購入ができたため、残額が生じた。最終年度の研究のとりまとめに際しての経費に使用する予定。初年度の成果としては都立多摩総合医療センターにおいて、施行された腎細胞癌患者の術前、術後の血清中の可溶型B7-H4の濃度測定を施行した。すなわち、血清中の可溶型B7-H4が高濃度の患者は、全生存率(Overall survival)ならびに無増悪生存率(Progression free survival)が不良であることが明らかになった。さらに、他の因子も収集し、多変量解析を施行する予定である。以前にマウスモデルで報告されたB7-H4と好中球との関連も明らかにしていく予定である。また、他の尿路悪性腫瘍患者においても同様の解析を施行する予定である。現在、これらの患者さんの現時点での最新の予後を確認している。現在判明した結果では、血清中のB7-H4の濃度と予後との関連を認めている。In vitroの膜型B7-H4を発現している腎細胞癌細胞株によるリンパ球への抑制作用は、現時点では認められなかった。また、マウスモデルでは、抗体投与で腫瘍の抑制効果を認めた。都立多摩総合医療センターにおいて、施行された腎細胞癌患者の術前、術後の血清中の可溶型B7-H4の濃度測定と予後との関連が証明された。現在、海外雑誌に投稿中である。

マウスモデルでは、抗体投与で腫瘍の抑制効果を認めた。B7-H4はImmunoglobulin superfamilyに属する、I型膜貫通蛋白であり癌細胞の膜表面に発現している。そこで、この新たな分子であるB7-H4を尿路悪性腫瘍の診療に応用するために、尿路悪性腫瘍の患者血清中の可溶型B7-H4の有無と予後との関連を評価した。この結果により腫瘍マーカー、予後予測因子としての有用性を評価した。都立多摩総合医療センターにおいて、施行された腎細胞癌患者の術前、術後の血清中の可溶型B7-H4の濃度測定を施行した。現時点までに解析した結果からは、血清中のB7-H4の濃度と予後との関連を認めた。すなわち、血清中の可溶型B7-H4が高濃度の患者は、全生存率(Overall survival)ならびに無増悪生存率(Progression free survival)が不良であることが明らになった。過去に報告されている予後予測因子を含めた多変量解析においても血清中の可溶型B7-H4は予後予測因子であった。さらに、B7-H4と好中球との関連も明らかにした。また、術前に血清に認めた可溶型B7-H4が、術後の同じ患者血清からは同定出来ないことから、血清中の可溶型B7-H4は腎細胞癌が直接分泌しているか、あるいは強く関連していると考えられた。どちらにしても腎細胞癌患者において腫瘍マーカーとしても有望であると推測できた。また、マウスモデルでは、抗体投与で腫瘍の抑制効果を認めたが、安定した結果が得られなかった。研究は、ほぼ終了している。本年度は発表、追加実験を予定している。他の悪性腫瘍(浸潤性膀胱癌、表在性膀胱癌、前立腺癌)患者の血清中の可溶型B7-H4に関しても濃度測定を行う予定である。In vitroの実験に関しては、さらなる条件設定を施行し抑制効果を確認する。同時にマウスモデルにおいて膜型B7-H4の抑制性効果を確認する予定である。都立多摩総合医療センターにおいて、施行された腎細胞癌患者の術前、術後の血清中の可溶型B7-H4の濃度測定と予後との関連が証明された。現在、海外雑誌に投稿中である。試薬等の消耗品を安価で購入ができたため、残額が生じた。最終年度の研究のとりまとめに際しての経費に使用する予定。本年度は、ELISAを中心に施行した。その際、研究室にある備品を使ったため当初の予定より支出額が少なくなった。雑誌の掲載費学会参加費として今後使用する予定である。国際学会で発表する予定が中止となり、論文発表になりました。新たなデータで、発表予定です。次年度は、さらに研究を進めるため、当初予定した予算が必要となると考えています。
地下探査レーダによる月の海領域における地質状態および地下構造の解明

本研究は、(1)月の地質および、(2)月の地下構造の解明から成る研究である。研究(1)では、月の地質を議論するため、3カ所の海領域において、月上部玄武岩層の誘電率を推定し、その値から空隙率を推定した。しかしながら、有効媒質近似理論から、媒質中のクラック量が同じでも、クラックの異方性によって誘電率が変化することを示唆されたことから、本研究では、衝突実験に基づいて、誘電率から空隙率を推定する方法の妥当性を検証した。人工的なクレーターを作成し、その周辺の誘電率・密度・クラック量を測定した結果、クレーター近傍でクラックの量が増加し、それが誘電率や密度の低下を引き起こしていることが明らかとなった。クラックの異方性による誘電率が変化も確認できたが、クレーター近傍に生じた実際のクラックは異方性に乏しく、等方と見なして誘電率から空隙率を推定する方法が近似的に妥当であることを確認することができた。研究(2)では、2次元でのレーダエコーの計算機シミュレーションコードを作成し、溶岩チューブや断層などの地形からの電磁波のエコーパターンを調べ、月レーダーサウンダー観測データとの比較を試みたが、類似したエコーパターンの同定には至らなかった。月面上のラフネスや誘電率等の空間的な非一様性を2次元モデルでは再現でないことが原因の1つとして挙げられる。そのため、3次元エコーシミュレーションの必要性を確認した。3次元エコーシミュレーションとの比較の準備として、月レーダーサウンダーデータから月地下反射面の3次元マップの導出を行った。この3次元マップを活用した解析から、月面よりも傾斜角の大きい地下反射層が発見され、月リソスフェアが溶岩荷重によってたわんだ観測的証拠と考えられる。研究(1)の成果(海領域の誘電率推定)は学術誌で公表済、研究(2)の成果(傾斜角の大きな地下反射層)は学術誌に投稿し査読中である。27年度が最終年度であるため、記入しない。研究(1)について、月の地質を議論するため、3カ所の海領域(湿りの海、晴れの海、嵐の大洋)において、月上部玄武岩層の誘電率を推定し、その値から空隙率を推定した。湿りの海では、誘電率値は4.25.1と推定され、21%33%の空隙が存在するが推定された。この空隙率は、主に、火山灰の空隙成分、溶岩固有の空隙成分、隕石衝突由来の空隙成分から成る。しかし、隕石衝突由来の空隙成分が、月の上部玄武岩層にどの程度含まれるかは未だ不明であるため、本研究では、地球の玄武岩に弾丸を衝突させてクレーターを作る実験を行い、人工的なクレーター周辺のクラック量や誘電率、密度の測定を試みた。初期解析では、クラックの量が増加することで、誘電率や密度が低下することが判明しており、2015年の解析では、クラックの異方性(入り方)の影響の詳細を調査する予定である。研究(2)について、計算機シミュレーションの2次元コードを作成し、溶岩チューブや断層などの複雑な地形からの電磁波のエコーパターンを調べ、月レーダーサウンダー観測データとの比較を試みたが、類似したエコーパターンを見つけることはできなかった。但し、表面のラフネスやバルク誘電率の非一様性を考慮しておらず、現実の複雑なエコーパターンを十分模擬できていなかった可能性がある。2015年度はこれらを考慮した媒質モデルで計算に取り組む。一方、今後行う3次元でのエコーシミュレーションとの比較の準備として、月レーダーサウンダーデータから月地下反射面の3次元マップの導出を行った。この3次元マップは、層状の複雑でない地下構造の解析研究においてもきわめて有用である。本研究では、この3次元マップを活用した地下層の傾斜角の調査から、月リソスフェアのたわみを示唆する地下構造を発見し、現在、これに関する論文をまとめている。

そのため、3次元エコーシミュレーションの必要性を確認した。3次元エコーシミュレーションとの比較の準備として、月レーダーサウンダーデータから月地下反射面の3次元マップの導出を行った。この3次元マップを活用した解析から、月面よりも傾斜角の大きい地下反射層が発見され、月リソスフェアが溶岩荷重によってたわんだ観測的証拠と考えられる。研究(1)の成果(海領域の誘電率推定)は学術誌で公表済、研究(2)の成果(傾斜角の大きな地下反射層)は学術誌に投稿し査読中である。研究(1)では、月上部玄武岩層の誘電率の推定から、月の地質を議論する上で重要なパラメータである空隙率の推定を行うことに成功した。この研究からは、月上部の玄武岩層は、空隙率の高い地質であることが示唆された。さらに、隕石衝突が月の上部玄武岩層にどの程度の空隙を形成するのかを調査するため、衝突実験を行った。したがって、研究(1)は当初の計画以上に研究が進んでいる。研究(2)では、計算機シミュレーションの2次元コードを作成し、溶岩チューブや断層などの複雑な地形からの電磁波のエコーパターンを調べ、月レーダーサウンダー観測データの比較を試みたが、類似したエコーパターンを見つけることはできなかった。この結果については、表面のラフネスやバルク誘電率の非一様性を考慮していなかった点が原因であると分析しており、これらを考慮した媒質モデルの検討を進めている。したがって、研究(2)は、実施して明らかになった問題点に対応して計画を小修正しながらも着実に研究が進んでいる。27年度が最終年度であるため、記入しない。研究(1)では、隕石衝突によって形成される実際のクラックとレーダ観測から導出される誘電率、密度、空隙率の関係を詳しく調査するため、玄武岩試料に人工的に作成したクレーター周辺の誘電率、密度、空隙率の解析を行う。衝突実験は、すでに、2014年12月に宇宙科学研究所の衝突実験施設を利用して行った。今後は、特にクラックの入り方(異方性)と誘電率・密度の関係に注目して調査を進める。研究(2)では、2014年度に実施した地下エコーの計算機シミュレーションの結果から、月面上のラフネスやバルク誘電率の非一様性を考慮する必要性が明らかになってきた。2015年度は、それらを考慮した媒質モデルを作成し、再度計算機シミュレーションを行う予定である。
視線と心的状態の多重ダイナミックモデルに基づく意思決定のインタラクションデザイン

本研究では,ユーザがカタログコンテンツ上の複数候補の中から対象を選択する際の興味を「選択興味」と呼び,これをモデル化すると共に,ユーザの選択行動中の視線運動からその背後にある選択興味を推定することを通して,対話的にユーザの選択行動を支援することを目的とした.前年度までに我々は,ユーザの選択興味を推定するための手法として,カタログコンテンツを閲覧する際のユーザの視線運動から,選択興味を表現する状態空間を構築し,その構築された状態空間の中で選択興味を推定する手法を提案してきた.当該年度ではまず,既存の意思決定手法の1つとして知られる階層分析法と,提案した選択興味の状態空間の表現の関係性について整理した.そして,階層分析法のコンセプトを取り入れることで,ユーザの選択行動を対話的に支援する手法を提案し,実験参加者の協力のもと,提案する枠組みの効果を確認した.さらに,ユーザが対象を選択する際,ユーザは常に自らの選択興味が明確であるとは限らず,自らが何を求めているか曖昧な場合があるとの考えに基づき,ユーザの選択興味の曖昧さをモデル化した.この選択興味の曖昧さは,例えば選択の初期段階では自らの選択興味が定まっていない(曖昧さが大きい)が,最終段階では明確な選択興味となり(曖昧さが小さい)対象の選択を行う,というように時間的に変化することが考えられるため,この曖昧性の大きさを,その変化も含めて推定するための手法について提案し,学会にて発表を行うとともに,前年度までの成果と合わせて学位論文に纏めた.29年度が最終年度であるため、記入しない。29年度が最終年度であるため、記入しない。当該年度は申請書に記載した研究計画のうち,ユーザの自律的な興味のダイナミクスのモデル化を目指し,1.ユーザの視線運動に対する外的要因による影響およびその時間的変化,2.閲覧行動中の興味の変化,を考慮した上でユーザの視線運動からその興味を推定するための研究に取り組んだ.以下ではそれぞれの取り組みについて述べる.1.ユーザの視線運動はその興味(内的要因)のみで定まるのではなく,コンテンツのレイアウトなど外的な要因による影響も受けて振舞うため,ユーザの内的要因を知るためには視線運動に対する外的要因の影響を切り分ける必要がある.そこで,これまでに提案していたユーザの内的な要因(興味アスペクト)に基づく視線の生成モデルを,外的な要因による影響を取り入れるように拡張することでこの問題に対処した.提案手法では,外的・内的両要因をモデル上で統一的に扱うことで,ユーザの視線運動から両要因を同時に学習し,ユーザの内的要因を推定する.これにより,視線運動に対する外的要因の影響を考慮しながらユーザの興味を推定することを可能にした.2.ユーザが複数候補から対象を選択する際,複数の候補を比較するための基準を適宜変更させながら選択行動を行うというように,その興味が動的に変化することがある.そのため,ユーザに対して適切な働きかけを行うためには,ユーザの興味が変化する様子を追跡する必要がある.そこで,統計的検定の考え方を利用し,ユーザが特定の基準に着目した際に生じる閲覧行動の偏りを短時間スケールで検出することでこの問題に対処した.具体的には,ユーザがどの基準にも着目していない場合の閲覧行動モデルを仮定することで,閲覧行動の偏りを有意水準から検出するという手法を提案した.提案手法によって,ユーザが特定の基準に着目して閲覧行動を行う様子を,その時間スケールと共に可視化できることを示した.当該年度における研究成果は,ユーザの視線運動からその内的な興味を推定するための手法を提案し.さらにユーザの閲覧行動に対する自律的な興味(着目する評価基準)の変化をその時間スケールとともに可視化できることを示したものであり,これは,興味のダイナミクスのモデル化における基盤技術となると考えられる.また,本学で開催された情報学シンポジウム「第10回ICTイノベーション」において,「優秀研究賞(受賞件数/対象件数= 6 / 43)」を受賞した.当該年度は、ユーザの意思決定を支援するためのインタラクションを明らかにするために,1.ユーザの興味空間をどのように表現,獲得するか,及び2.ユーザに対してどのような情報を呈示することが有効か,を明らかにするための研究を行った.1.一般に知られている階層的な意思決定支援手法を参考にして,ユーザの興味空間を複数の評価基準によって構成する.考えうる評価基準をシステムが予め知っていることで,対話的システムで同様の支援手法が実現可能になると期待される.しかしながら,評価基準は全てをトップダウンに与えることは困難な場合が多いため,様々なユーザが比較行動を行う際の視線運動から獲得するというアプローチをとる.この時,これまでに提案してきた視線の生成モデルによる閲覧属性値からの評価基準の獲得手法には限界があり,ユーザが,i)いつ比較しているか,ii)どの属性に着目しているか,を考慮していなかった.そこで,これら2点をまず検出し,その背後にある評価基準を学習する2ステップの枠組みを提案した.第1ステップでは,統計的仮説検定の考え方に基づき,閲覧行動における視線の偏りに着目した比較行動の検出手法を提案した.これは昨年度コンセプトを提案していた手法を拡張したものである.第2ステップでは,これまでに提案してきた視線の生成モデルを,複数属性への着目を扱えるよう拡張した.2.ユーザの選択行動の対話的支援として,閲覧対象の有する属性だけでなく,背後にある評価基準に言及することが,ユーザの選択に対する明確さを高め,選択後の満足に繋がるのではないか,という仮説を検証するため,実験参加者の協力を得て予備的な検討を行った.

この結果から,評価基準を明示的に用いることによって,システムとのやり取りの回数および選択に有する時間が減少し,さらにユーザの選択に対する満足度が向上する可能性があることが示唆された.当該年度における研究成果は,ユーザが複数属性を有する対象が提示されたコンテンツを閲覧する際の視線運動から,ユーザが"いつ""どの属性に"着目した閲覧を行っているのか,を検出するとともに,その背後にある選択基準を学習するための枠組みを提案するものである.ユーザの興味空間を構築する際にこれら選択基準によって構築しておくことで,ユーザがどのような理由で比較を行っているのか,に基づいた選択支援が可能になると考えられる.さらに本研究では意思決定支援のためには,これら選択基準に基づいたインタラクションが重要になるという仮説を置いており,当該年度に行った予備的検討のための実験において,この仮説を裏付けるデータセットが獲得できているため,研究の指針を改めて確認することができている.本研究では,ユーザがカタログコンテンツ上の複数候補の中から対象を選択する際の興味を「選択興味」と呼び,これをモデル化すると共に,ユーザの選択行動中の視線運動からその背後にある選択興味を推定することを通して,対話的にユーザの選択行動を支援することを目的とした.前年度までに我々は,ユーザの選択興味を推定するための手法として,カタログコンテンツを閲覧する際のユーザの視線運動から,選択興味を表現する状態空間を構築し,その構築された状態空間の中で選択興味を推定する手法を提案してきた.当該年度ではまず,既存の意思決定手法の1つとして知られる階層分析法と,提案した選択興味の状態空間の表現の関係性について整理した.そして,階層分析法のコンセプトを取り入れることで,ユーザの選択行動を対話的に支援する手法を提案し,実験参加者の協力のもと,提案する枠組みの効果を確認した.さらに,ユーザが対象を選択する際,ユーザは常に自らの選択興味が明確であるとは限らず,自らが何を求めているか曖昧な場合があるとの考えに基づき,ユーザの選択興味の曖昧さをモデル化した.この選択興味の曖昧さは,例えば選択の初期段階では自らの選択興味が定まっていない(曖昧さが大きい)が,最終段階では明確な選択興味となり(曖昧さが小さい)対象の選択を行う,というように時間的に変化することが考えられるため,この曖昧性の大きさを,その変化も含めて推定するための手法について提案し,学会にて発表を行うとともに,前年度までの成果と合わせて学位論文に纏めた.現在は,カタログコンテンツを閲覧しているユーザの興味を,システムからの働きかけの前後でそれぞれとらえてやることにより,ユーザの興味の変化と働きかけの関係をモデル化することを目指している.また,このモデル化のために,システムの働きかけおよびその前後でのユーザの視線運動のデータセットを構築することも今年度の課題とする.現在は,これまでにおいて構築及び獲得法を提案してきた興味空間を利用し,昨年度に行った予備的な検討に基づいて,ユーザの選択行動を対話的に支援するためのシステムを構築している.今年度は,実際にこのシステムを用いて実験参加者の協力を得て実験を行い,システムの評価をまとめる予定である.29年度が最終年度であるため、記入しない。29年度が最終年度であるため、記入しない。
動脈硬化巣の血栓能を反映する血管代謝産物の同定

動脈血栓症では動脈硬化巣(プラーク)の血栓形成能が重要であるが、その血栓能を反映する指標は確立していない。本研究では、動脈硬化巣の血栓形成能を反映する代謝産物の同定を目的とし、病理標本や動物モデル等を用いて検討した。プラーク内では炎症性刺激や低酸素刺激により代謝変動が生じており、特に糖代謝経路の亢進がみられた。低酸素刺激は血栓性因子の発現を促進し動脈血栓の形成に寄与していた。糖代謝酵素であるヘキソキナーゼIIの発現が冠動脈の血栓サイズと相関していた。このようにプラークの糖代謝産物や解糖系の代謝酵素、および低酸素状態の検出により血栓症のリスク評価や、新たな治療指標の確立への展開が期待される。心血管イベントの多くが動脈硬化巣(プラーク)の破綻に伴う閉塞性血栓によって発症する。しかしながら、プラーク破綻が必ずしも血栓症の発症を引き起こすのではないことが認識されるようになってきた。動脈硬化性血栓症ではプラークの血栓形成能が特に重要と考えられるが、プラークの血栓能を検出する非侵襲的診断法は確立していない。本研究では、血管壁の糖代謝と血管の血栓能に注目し、18F-フルオロデオシキグルコース(FDG)と家兎動脈硬化性血栓モデルを用いて、FDG集積と動脈硬化巣の血栓形成能との関連を検討した。動脈に形成された血栓のサイズは陽電子放射断層撮影(PET)画像から算出した血管壁の放射活性と相関した。またFDGの集積は血管壁における組織因子(TF、血液凝固の開始因子)発現、TFの転写因子の一つであるnuclearfactor (NF)-κB陽性核数と正相関を示した。この結果から動脈壁におけるFDG集積の程度はTFの発現と関連し病巣の血栓形成能を反映すると考えられ、FDG-PETによって動脈硬化巣の血栓性リスクを非侵襲的に評価できる可能性が示唆された。次に、動脈の代謝全体を明らかにするため家兎動脈硬化血管のメタボローム解析を行った。マクロファージに富む動脈硬化血管では、解糖系、ペントースリン酸回路、核酸代謝産物が増加しており、これは構成細胞の代謝の相違や低酸素環境の影響が示唆された。また、培養マクロファージのメタボローム解析で、炎症性刺激や低酸素刺激における代謝変動と線溶抑制因子であるプラスミノーゲンアクチベーターインヒビター1の変動が連動することが示唆された。これらの結果より、プラークの代謝解析やその検出により血栓症のリスク評価や、新たな治療指標の確立への展開が期待される。なお、臨床研究のための検体収集を継続している。本研究では、動脈硬化巣の血栓形成能を反映する代謝産物の同定を目的としている。これまでに血管壁の糖代謝と血管の血栓能に注目し、18F-フルオロデオシキグルコース(FDG)と家兎動脈硬化性血栓モデルを用いて、動脈壁におけるFDG集積の程度は血液凝固開始因子である組織因子の発現と関連し病巣の血栓形成能を反映すると考えられ、FDG-PET(陽電子放射断層撮影)によって動脈硬化巣の血栓性リスクを非侵襲的に評価できる可能性が示唆された。次に、動脈代謝の全体像を明らかにするため家兎動脈硬化血管のメタボローム解析を行った。動脈硬化血管では、おおくの代謝経路に変動が生じており、これには構成細胞の相違や低酸素環境の影響が考えられた。また低酸素環境と血管壁の血栓形成能に関連があることを明らかにした。さらにヒト冠動脈の血栓サイズと関連する代謝性因子を抽出し検討中である。このようにプラークの代謝解析やその検出により血栓症のリスク評価や、新たな治療指標の確立への展開が期待される。動脈硬化血管では、多くの代謝経路に変動が生じており、これには構成細胞の相違や低酸素環境の影響が考えられた。

また家兎動脈硬化血栓モデルを用いて、プラークの低酸素状態が血液凝固因子である組織因子の発現を介して動脈血栓の形成、とくにフィブリン形成に寄与していることを明らかにした。さらに剖検症例を用いて、冠動脈の血栓サイズを規定する因子について病理学的に解析し、冠動脈の血栓サイズと解糖系代謝酵素であるヘキソキナーゼIIの発現が相関することを明らかにした。このようにプラークの糖代謝産物や解糖系の代謝酵素の検出により血栓症のリスク評価や、新たな治療指標の確立への展開が期待される。動脈血栓症では動脈硬化巣(プラーク)の血栓形成能が重要であるが、その血栓能を反映する指標は確立していない。本研究では、動脈硬化巣の血栓形成能を反映する代謝産物の同定を目的とし、病理標本や動物モデル等を用いて検討した。プラーク内では炎症性刺激や低酸素刺激により代謝変動が生じており、特に糖代謝経路の亢進がみられた。低酸素刺激は血栓性因子の発現を促進し動脈血栓の形成に寄与していた。糖代謝酵素であるヘキソキナーゼIIの発現が冠動脈の血栓サイズと相関していた。このようにプラークの糖代謝産物や解糖系の代謝酵素、および低酸素状態の検出により血栓症のリスク評価や、新たな治療指標の確立への展開が期待される。これまでに研究成果として5編の研究論文を発表し、現在1編を投稿中である。血栓症臨床病理学的研究のための解析を進める。また基礎研究では代謝と血栓形成能との関連を検討する。研究成果として2本の研究論文を発表した。臨床研究のための検体収集を継続する。基礎研究においては、代謝産物と血栓性因子の関連を検討する。
強相関酸化物ヘテロ界面における新奇な界面電子状態の物理的機構に関する研究

本年度は、強相関ヘテロ界面および強相関酸化物薄膜の界面電子状態の研究において以下のような成果が得られた。(1)強相関ヘテロ界面強相関ヘテロ界面で発現する特異な電子状態の発現機構の解明を目指して、典型的なモット絶縁体であるLaMnO3とSrMnO3からなる強相関酸化物超格子を対象として、放射光X線測定やSTEM-EELSによるミクロな構造および電子状態を継続して行った。特定領域内での連携研究によるSTEM-EELSにより、強相関酸化物LaMnO3とSrMnO3の超格子界面の電子物性は、界面の原子レベルでの平坦性と、格子ミスマッチに起因する歪に大きく依存することが明らかになり、放射光軟X線共鳴散乱の結果と合わせ原子レベルで平坦な強相関ヘテロ界面では従来報告されているような界面の電荷移動はほとんど起こらないことが明らかになった。(2)強相関酸化物薄膜わずかな元素置換が強相関酸化物薄膜の電子物性に与える効果を明にすることを目的に、CeをドープしたCaMnO3薄膜を対象に、元素置換量に対する電子相図を詳細に調べた。その結果、CaMnO3薄膜の電子相図は、基板からのエピタキシャル歪に対して大きく変化することが分かり、圧縮歪を受けた薄膜は、歪のない薄膜に比べて、半分以下のCeドープ量で絶縁体から金属に相転移することを見出した。反対に、引っぱり歪を受けた薄膜は、Ceをドープしても金属に転移しないことも分かった。これらの結果から、強相関酸化物薄膜とそのヘテロ界面の電子物性制御や、新たな機能発現には、元素置換等によるキャリア量の制御に加え、歪の制御が重要であると言う知見が得られた。強相関酸化物を含む遷移金属酸化物のヘテロ界面のナノメートルオーダーの領域において、特異な電子状態が誘起されることが発見され、その物理的起源が精力的に研究されているが、起源の詳細は明らかになっていない。そこで、典型的なモット絶縁体であるLaMnO_3とSrMnO_3からなる強相関酸化物超格子を対象として、放射光X線測定やSTEM-EELSによるミクロな構造および電子状態の測定により、界面構造と電子物性の関係を調べた。放射光軟X線による共鳴散乱の結果から、原子レベルで平坦なヘテロ界面では、Mnの価数はLaMnO_3層とSrMnO_3層の境界でシャープに変化していることが確認され、界面の平坦性を改善すると、これまでに報告されているような界面での電荷移動はほとんど起こらないことが分かった。また、磁場を印加すると、Mn価数の分布がわずかに変化することが確認され、このヘテロ界面で発現する巨大磁気効果はMn価数分布の変化が関与している可能性が見出された。界面の平坦性の異なる2種類の試料についてSTEM-EELSの実験に着手し、界面の平坦性がMn価数の分布や酸素欠損の生成などに影響を与えていることを示唆する結果が得られつつあり、今後、詳細な測定、解析を行う予定である。界面平坦性の乱れは元素の拡散などを引き起こす可能性があることから、温度変化により数ケタの抵抗変化を伴う鋭い金属-絶縁体転移を示すペロブスカイト型Ni酸化物(SmNiO_3)をモデル材料として、わずかな元素の置換が強相関物性の一つである金属-絶縁体転移に与える効果を調べた。+3価のSmイオンを+2価のCaで置換した結果、2%程度の元素置換により金属-絶縁体転移温度が400Kから300Kまで低下し、8%以上の元素置換で金属-絶縁体転移が抑制されることが分かった。