hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
高速電磁界計算法の適用による脳神経活動の磁気共鳴画像・脳磁図統合計測法

1.電磁界解析:極変換付き等価多重極モーメント法を開発し任意個数・任意配置(交差は除く)の球群内ラプラス場の厳密数値計算を可能にした。ボクルデータ用高速多重極表面電荷法を開発し数百万から1億個程度のボクセルで表現されたモデル内のラプラス場の高速数値計算を可能にした。後者による日本人成人男性全身ボクセルモデル(2mmボクセル)の解析所要時間は市販PCで約100分となった。2.MEG順計算法:脳神経電気活動を等価電流ダイポールで表現した際の脳磁計測値(コイル鎖交磁束数)の順計算法を整備した。「等価電流ダイポール→境界上ポテンシャル→磁束数」の順に計算する方法と、「交流コイル電流→誘導電界→Eatonの相反定理→磁束数」の順に計算する方法とが選択できる。7球頭部モデルの極変換付き等価多重極モーメント法解析を実施し、両手法の計算値が倍精度限界程度で一致することを示した。3.ボクセルデータ用高速多重極表面電荷法の精度評価:7球頭部モデルに対して極変換付き等価多重極モーメント法解析とボクセルデータ用高速多重極表面電荷法解析とを行い、灰白質領域での後者の電界計算精度を評価した。ボクセルサイズが1mm、0.5mm、0.34mmの各ケースで、電界誤差ベクトルの標準偏差は1.4%、0.98%、0.81%(灰白質内最大電界で規格)となった。ボクセルサイズが0.34mmのケースで、全ボクセル数、表面電荷要素数、計算時間はそれぞれ106,575,801、4,936,874、59分39秒となった。4.fMRI・MEG統合解析法:サーバスの式を用いたfMRI・MEG統合解析法について、最小二乗法を変則的に使用する手法と線形制約付きアダプティブビームフォーマを用いる手法とを検討した。後者をノンアダプティブ化すると前者と等価となることが判明し、前者の意味が明確になった。(1)ボクセルモデルの作成:本学大学院医学研究科附属高次脳機能研究センター所有の3.0T MRI装置(Simens社製)によるMRイメージを画像解析し、頭表形状・骨格形状・脳組織形状などを抽出することで、人体頭部簡易ボクセルモデルを作成可能とした。組織導電率についてはNICT数値人体モデルデータベース(日本人健常成人男女性全身ボクセルモデル)で使用されているGabrielレポートの値を用いているが、被験者固有の形状を有する数値電磁界解析用簡易頭部ボクセルモデルが数時間程度で作成可能となった。(2)電磁界解析システム:ボクセルデータ用高速多重極表面電荷法を開発し、NICT Taro(日本人健常成人男性全身モデル;体組織部分800万ボクセル;ボクセルサイズ2mm)モデル、ならびに(1)で作成した日本人健常成人男性簡易頭部ボクセルモデル(体組織部分400万ボクセル;ボクセルサイズ1mm)を用いた数値計算の実施に成功した。また、球形導体内誘導電界について外部磁気ダイポール誘導場の汎用解析法を整備し、さらに単一導体のケースでは解析式も導出し、数値計算精度の精密評価を可能とした。(3)fMRI-MEG統合解析法:本学再生

医科学研究所所有の1.5T MRI装置(Simens社製)によるfMRI解析結果を脳内賦活部位の拘束条件として使用して、本学大学院医学研究科附属高次脳機能研究センター所有の306チャネル脳磁界計測(MEG)システム(Neuromag社製)によるMEGデータの統合解析に着手した。今年度は、脳神経活動分布の時間変化を可視表現することを重点目標とし、この観点より逆計算処理を緩和した内積計算処理のみで、複数近接皮質活動を分離して動的イメージングすることに成功した。現状ではMEG出力の理論値算出にサーバスの式を使用しているが、引き続き(1),(2)で述べた手法を適用し、解析法の信頼性を向上させてゆく予定である。(1)MEG順計算法:脳神経電気活動を等価電流ダイポールで表現した際の脳磁計測値(コイル鎖交磁束数)の順計算法を整備した。「等価電流ダイポール→境界上ポテンシャル→磁束数」の順に計算する方法(方法1)と、「交流コイル電流→誘導電界→Eatonの相反定理→磁束数」の順に計算する方法(方法2)とが選択できる。7球頭部モデルの極変換付き等価多重極モーメント法解析を実施し、両手法の計算値が倍精度限界程度で一致することを示した。ダイポール配置点数をV、コイル数をMとして3VM個の値を得るには、方法1と2で各々3V回、M回の計算を要し、方法2の優位性が確認された。(2)ボクセルデータ用高速多重極表面電荷法の精度評価:(1)より「交流コイル電流→誘導電界」の計算を行えばMEG順計算が可能であり、この計算精度をボクセルデータ用高速多重極表面電荷法について検証した。7球頭部モデルに対して極変換付き等価多重極モーメント法解析とボクセルデータ用高速多重極表面電荷法解析とを行い、灰白質領域での後者の電界精度を評価した。結果、ボクセルサイズが1mm、0.5mm、0.34mmの各ケースで、電界誤差ベクトルの標準偏差は1.4%、0.98%、0.81%(灰白質内最大電界で規格)となった。なお、ボクセルサイズが0.34mmのケースで、全ボクセル数、表面電荷要素数、計算時間はそれぞれ106,575,801、4,936,874、59分39秒となった。人体詳細ボクセルモデル解析時の計算精度は直接検証不能だが、概算で7球モデルのケースに近いと考えられる。また、日本人成人男性全身ボクセルモデル(2mmボクセル)の電界計算時間を100分にまで短縮した。(3)fMRI・MEG統合解析法:サーバスの式を用いたfMRI・MEG統合解析法について、報告者らは従来、最小二乗法を変則的に使用する逆計算手法を用いていたが、今回はアダプティブビームフォーマを用いて同様の解析を行った。両手法による解析結果には一長一短があることが分かったが、同時に、線形制約付きアダプティブビームフォーマとして定式化した後にノンアダプティブ化した式が、従来使用していた方法と同一の式となることが判明し、従来法の理論的位置付けが明確になった。
ドメインウォールフェルミオンによる超対称ヤンミルズ理論の動的シミュレーション

数値シミュレーションは、量子色力学(QCD)、超対称ゲージ理論、非相対論的フェルミ気体のような強く相互作用する系での非摂動論的物理を理解する上で重要な役割を果たす。ここでの研究の重点はこうした系での数値的研究において残された挑戦的な課題を議論することであった。ここで得られた技術はN=1 SYM(これは超対称ゲージ理論の中でも最もQCDに近いものであるが)の数値的研究に直接的に有用となることが期待される。昨年度の研究成果は、格子場の理論の計算におけるいくつかの挑戦的問題に関するもので、主に、フェルミオンを含んだ少数多体系に対する計算アルゴリズムと解析手法の開発、それらを用いた解析からなる。実際に扱った理論は、量子色力学(QCD)、また、超冷却フェルミ気体(ユニタリーフェルミオン)を記述する非相対論的共形場の理論である。ここで特定の理論に対して開発した技術は、今後より広い応用が期待される。フェルミオン多体系の計算における問題の一つは「縮約問題」である。これは計算コストを粒子の数の階乗的として増やすため、実際に扱える粒子数に極めて強い制約を与える。この問題に対して我々は、計算コストを粒子数の多項式までに劇的に減らす全く新しいアルゴリズムを開発した。この研究は、原子核物理をQCDに基づいた第一原理シミュレーションから研究する際の大きな障害の一つを取り除いた成果と言える。フェルミオンを含む系の数値実験における別の困難は、複素作用に起因する「符号問題」である。ここでは、空間1次元の非相対論的フェルミオン系に対して、その分配関数を「双対変数」を用いて表現することで、この問題を解くことに成功した。さらにこの格子定式化を用い、引力的な4体相互作用を持つ4成分フェルミ気体の系を解析した。この系はコンフォーマル不変な系を実現し、そこでは、系のエネルギーと自由フェルミオン系のエネルギーとの比(Bertschパラメター)が非自明な物理量となる。私は、このBertschパラメターを数値的に測定し、それが3次元のユニタリーフェルミオンにおけるものに1%の統計誤差内で一致していることを見いだした。この驚くべき一致は異なった次元の共形場の理論間の双対性を示唆しており大変興味深い。これら以外の成果としては、超対称行列模型における高精度の数値実験から超対称性の自発的な破れを検証したものが挙げられる。フェルミオン系の多体相関関数を素朴に計算すると数値計算のコストはフェルミ粒子の数に対して指数的に増加する。土井琢身と私は、この計算コストを劇的に減らす全く新しいアルゴリズムを開発した。このアルゴリズムでは計算コストはフェルミ粒子の数の多項式として振る舞う。この研究成果は、原子核物理を第一原理から研究する際の主な障害の一つを取り除き、格子QCDの分野に重要な進展を与えた。フェルミ粒子の数値的研究における別の大きな問題は、符号問題である。この問題を避ける一つの方法は、分配関数に対する(しばしば双対な変数で書かれた)別の表示を見いだすことである。私は、空間が一次元の場合の非相対論的フェルミ粒子に適したこの種の定式化を開発した。さらにこの定式化を用いて、引力的4体点相互作用を持つ4成分フェルミ粒子系を解析した。この系は相互作用を微調整することでコンフォーマル不変性を獲得する。系のエネルギーは同じ密度での自由気体のエネルギーに比例し、この比例定数はBertschパラメターとして知られる次元を持たない普遍的な数である。私は、このパラメターの値を上記の方法で決定し、それが3次元のユニタリーフェルミ気体に対する類似のパラメターの値と1%の統計誤差の範囲内で一致することを見いだした。この結果は驚くべきもので、異なった次元の時空で定義された共形場の理論の間にある双対性を強く示唆している。最後に、鈴木博、杉野文彦、黒木経秀との共同研究として、0次元の二重井戸型超対称行列模型の性質を解析した。この模型は2次元IIA型超弦理論との対応から関心が持たれるものである。我々は行列模型の自由エネルギーを極めて高い精度で数値的に計算し、超対称性が自発的に破れることを示した。この行列模型側での超対称性の破れは、対応する超弦理論側での時空超対称性の破れを意味する。昨年度の研究活動は、格子超対称性の数値研究だけでなく、より広い範囲の格子場の理論において遭遇する数値的困難を解決する技法の開発も含んでいる。これらの技法は非相対論的格子理論や格子QCDのみならず格子上の超対称性理論や標準模型を越えたゲージ理論への応用の可能性を持っている。以下、私が挙げた成果を簡単にまとめる。格子上の超対称性理論のシミュレーションに関しては、N=1の超対称ヤンミルズ理論に対して、ドメインウォールフェルミオンとDBW2作用を用いて、4種類の異なったゲージーノの質量のそれぞれに対して、1000個のオーダーのゲージ場配位を生成した。

これらに含まれる物理の最初の理解に向けて、残余質量、トポロジカルチャージ、静的クォークポテンシャル、平均プラケット、カイラル凝縮、アジョイントパイ中間子の相関関数などの基本的物理量を測定した。数値的技法に関しては、非常にノイズの大きい多フェルミオンの相関関数から、その統計分布の性質に注目することでエネルギーの値を引き出す新しい技法を開発した。共同研究者と私は、特に、エネルギーの値をこれまでよりより小さいSN比で引き出すことができる観測量を発見した。この評価法は同時にある種の系統誤差を含むのだが、統計分布に関する経験的な情報があれば、この系統誤差は統計誤差より小さいことがしばしば示せ、結果として評価の不確定さを小さくできる。これらの技法は、いわゆるユニタリーフェルミオンの研究に直接的応用を持っている。また、これらの技法がより一般にゲージ理論におけるノイズの大きい相関関数から情報を引き出す際に有用になると思われる強い示唆がある。N=1の超対称ヤンミルズ理論の低エネルギースペクトラムの研究においてノイズの大きな非連結ダイアグラムの寄与が非常な障害になることを考えると、同様の技法が超対称ヤンミルズ理論の研究においても極めて有用になると思われる。今年度得られた研究成果、「フェルミオン縮約問題」の解決、1次元フェルミオン系の「符号問題」を避けた格子定式化、これを用いた1次元と3次元のコンフォーマルな系の間の不思議な一致、などはいずれも極めて非自明で重要な結果であると自負しており、研究はおおむね順調に進展していると考える。超対称ヤンミルズ理論の数値シミュレーションに関しては、残念ながら進展はゆっくりである。これは主に、ゲージ場の配位の生成にこれまで使用してきた計算機(NY Blue)上で利用できる計算資源が限られていることによる。今後の物理的解析には、この計算機上で利用できる資源だけでは不十分なようなので、今後は他の計算機資源、例えば理研のクラスター計算機を利用することが必要である。一方、数値アルゴリズムの開発の側面に関しては、私の研究業績は大変重要なものであったと考えている。上で述べた、ノイズの大きな相関関数から情報を引き出す数値的技法は、フィジカル・レビュー・レターに掲載された。フレーバーを含む格子QCDのような格子ゲージ理論を研究している研究者からの情報では、多フェルミオン相関関数に限らず、多くの観測量に関して長い裾野を持つ統計分布(これが上の技法の重要なポイントなのだが)が観測されているようである。そこで、我々が上で開発した技法が、エータ中間子やグルーボールの相関関数などの観測量、、また同様の相関関数を持つ超対称ヤンミルズ理論のより効率的な数値計算、に応用できないか大変関心を持っているところである。次年度も、今年度に引き続き3次元以下の強く相互作用するフェルミオン系の理論的・数値的研究を行う予定である。一つの目標は、1次元と3次元のユニタリーフェルミ気体の間の関係を追求し、今年度私が発見したBertschパラメターの両者での一致に対する根源的な説明を見いだすことである。この一致は両者が非相対論的な共形場の理論で記述されることに根ざしていると思われ、共形場の理論の間の双対性を示唆していると同時に、実用上も(1次元系は計算が容易なので)重要なものと思われる。また、1次元のフェルミオン系に対して連続時間アルゴリズムを開発することにも興味がある。
微小隕石衝突による鉱物反射スペクトルの変化:宇宙風化作用と太陽系天体表層進化

本研究では天体表面における微小隕石等の衝突をパルスレーザー照射で再現したシミュレーション実験を行うことで微小鉄と反射スペクトル変化の関係を詳細に調べ、宇宙風化作用による天体表面物質の変化とそのメカニズムを明らかにすることを目的としている.本年度は、これまで行われていない、中間赤外領域(1.6μmから26μm)での反射スペクトル変化を測定した。本研究で購入した、フーリエ赤外分光機器、(照射実験のため)磁気軸受型真空ポンプを、使用した。以前の測定では近赤外領域の2.5μmまでのデータしか取得されておらず、宇宙風化作用に伴う、反射率低下が中間赤外領域まで及んでいるかどうかはわかっていなかった。今回の計測では、30mJのレーザー照射スキャンを行った、かんらん石サンプルを、入射角50度、反射角50度の位置で反射スペクトルを計測した。その結果、中間赤外領域でも1回照射後に20-30%の反射率減少が見られることがわかる。特に、10μm付近のかんらん石の反射率の高いピークが、大きく減少することが明らかとなった。複数回数(5回、10回)の照射サンプルでは、赤外の反射率低下はあまり大きくない。これは、可視・近赤外領域とは異なる結果である。宇宙風化作用の根本的原因と考えられている微小鉄について調べるために、電子スピン共鳴(ESR)測定を行った。また、ESR測定では、かんらん石試料および輝石試料について風化度があがるほど微小鉄の量が増加していることが初めて明らかにした。しかし、輝石試料では微小鉄量に関して飽和する効果が見られることもわかった。本研究では天体表面における微小隕石等の衝突をパルスレーザー照射で再現したシミュレーション実験を行うことで微小鉄と反射スペクトル変化の関係を詳細に調べ、宇宙風化作用による天体表面物質の変化とそのメカニズムを明らかにすることを目的としている.本年度は、かんらん石と輝石の混合試料についてシミュレーション実験を行い、宇宙風化作用を考慮した場合でもスペクトルの足しあわせで混合試料のスペクトルを再現することができるのかを確かめた.照射実験のために磁気軸受型真空ポンプを、スペクトル測定のため分光測定機器を購入した。かんらん石と輝石の混合試料はOl(75wt%)+Px(25wt%), Ol(50%)+Px(50%), Ol(25%)+Px(75%)を作成し、シミュレーション実験を行った結果、それぞれについて反射率低下・吸収帯浅化・赤化が見られた.次に、かんらん石100%・輝石100%のスペクトル結果を用いて、上記の混合試料に対して最小二乗法を用いたフィッティングを行った.その結果、すべての混合試料について宇宙風化作用を考慮した場合でも単一鉱物のスペクトルの足しあわせで混合試料のスペクトルを再現することができることがわかった.また、それぞれの試料についてかんらん石と輝石のフィッティング比を比較した結果、フィッティング比は実際の混合比とは一致しないことが明らかになった.さらに、宇由風化作用の根本的原因と考えられている微小鉄について調べるために、電子顕微鏡による観察および電子スピン共鳴(ESR)測定を行った.その結果、新たにエンスタタイト試料についても微小鉄が生成していることが確認された.また、ESR測定では、Ol・Px・Ol+Pxについて風化度があがるほど微小鉄の量が増加していることが初めて明らかになった.以上のことから、微小鉄の生成形態・生成量と反射スペクトル変化の関係についての考察も行った.本研究では天体表面における微小隕石等の衝突をパルスレーザー照射で再現したシミュレーション実験を行うことで微小鉄と反射スペクトル変化の関係を詳細に調べ、宇宙風化作用による天体表面物質の変化とそのメカニズムを明らかにすることを目的としている.本年度は、これまで行われていない、中間赤外領域(1.6μmから26μm)での反射スペクトル変化を測定した。

本研究で購入した、フーリエ赤外分光機器、(照射実験のため)磁気軸受型真空ポンプを、使用した。以前の測定では近赤外領域の2.5μmまでのデータしか取得されておらず、宇宙風化作用に伴う、反射率低下が中間赤外領域まで及んでいるかどうかはわかっていなかった。今回の計測では、30mJのレーザー照射スキャンを行った、かんらん石サンプルを、入射角50度、反射角50度の位置で反射スペクトルを計測した。その結果、中間赤外領域でも1回照射後に20-30%の反射率減少が見られることがわかる。特に、10μm付近のかんらん石の反射率の高いピークが、大きく減少することが明らかとなった。複数回数(5回、10回)の照射サンプルでは、赤外の反射率低下はあまり大きくない。これは、可視・近赤外領域とは異なる結果である。宇宙風化作用の根本的原因と考えられている微小鉄について調べるために、電子スピン共鳴(ESR)測定を行った。また、ESR測定では、かんらん石試料および輝石試料について風化度があがるほど微小鉄の量が増加していることが初めて明らかにした。しかし、輝石試料では微小鉄量に関して飽和する効果が見られることもわかった。
マクロファージをターゲットとした慢性腎疾患(CKD)治療戦略

マクロファージ(Mφ)の浸潤が、炎症性、非炎症性を問わず全ての進行性腎疾患の進展過程にみられる共通所見であることに着目し、慢性腎疾患(CKD)におけるMφ機能の検討ならびにその制御法について、腎生検標本を用いた組織学的検討、動物腎炎モデルおよび培養系を用いて解析を行った。その結果、ヒトの慢性糸球体腎炎や移植腎などの慢性腎疾患組織中には、腎傷害の進展過程で2系統の活性化Mφ(M1, M2)の浸潤が認められることが明らかとなった。M1は古典的な炎症性活性化Mφで主に急性、活動性病変の形成に関与し、ステロイド薬や代謝拮抗薬を主とする免疫抑制薬により抑制される。一方、M2は抗炎症性または組織修復型の活性化Mφ群であり、主に腎糸球体の硬化性病変や間質線維化などの慢性病変の形成に関与しており、ステロイド薬によりむしろ活性化し、組織の線維化を助長する可能性が示唆された。以上より、活性化MφはCKDの重要な治療のターゲットであり、ステロイド薬や免疫抑制薬の使用にあたっては、ステロイド単剤ではむしろ活性化するMφ群(M2)の存在を念頭に、病勢や病期を考慮した治療が必要であることを明らかにした。1.ヒトの慢性糸球体腎炎におけるM2型活性化マクロファージ(M2)の機能解析小児および成人IgA腎症の腎生検組織所見および臨床像の検討から、CD163またはCD204陽性のM2型Mφが慢性組織病変(糸球体硬化・間質線維化)に関与していること、成人例は小児例に比べより慢性所見を取りやすい要因となることを明らかにした。また、in vitroの実験系と合わせ、このM2による慢性組織病変の形成には、線維化促進因子であるconnectivetissuefactor(CTGF)の産生を介している可能性を明らかにし、欧文誌に報告した。2.ヒト単球を用いた網羅解析ヒト末梢血正常単球をマクロファージに分化させ、LPS/IFNγおよびDexamethasoneを用いて、それぞれM1型、M2型に活性した際に産生するサイトカインや特異的発現タンパクの解析を行い、腎炎の進展に係るマクロファージ由来因子の候補の抽出を試みた。その結果、IL4、PDGFなどのサイトカインが組織病変慢性化に係るM2由来因子として重要な候補である可能性を見出した。今後、これら候補因子のヒト腎炎での発現の確認とともに制御法などを検討する予定である。本研究の目的は腎炎の進展機序および治療抵抗性(難治化)機序を明らかにし、社会的に問題となっている慢性腎疾患(CKD)の制御法を確立することである。これまでの検討から全ての進行性腎疾患に見られるマクロファージの亜型(M2)浸潤に焦点をしぼり、以下の検討を行っている。1.M2による組織障害(線維化)機序の検討IgA腎症におけるM2の病期による出現頻度、局在およびこれらと組織障害との関連を解析し、小児IgA腎症と比較し、成人発症例では慢性病変(基質増生、線維化)が優位であり、高脂血症などの生活習慣病の合併が関与する可能性を見出している。2.ネフローゼ症候群患者ステロイド抵抗性ネフローゼ症候群患児の組織検討から、CD36(LDLスカベンジャー受容体)陽性のM2型マクロファージの浸潤がステロイド感受性ネフローゼ患児より有意に多いことを明らかにしている。上記IgA腎症例の検討と合わせ、腎疾患の慢性病変の形成、進展には高脂血症の病態とM2の関与が示唆され、現在その分子機構を明らかにすべく検討を行っている。3.サイトカイン発現の網羅的解析ヒト単球由来マクロファージを用いた検討から、LDLがCD36陽性M2マクロファージの活性化を促進すること、また線維化促進因子(TGFβなど)の発現を介して慢性化病変の形成に関与している可能性を見出している。現在その分子機序(シグナル伝達など)および制御法について引き続きin vitro実験系で解析を継続している。本研究の目的はM1(炎症性), M2(抗炎症性・組織修復型)の2系統の活性化マクロファージ(Mφ)に発現する特異抗原に着目し、慢性腎疾患(CKD)の進展における機能を明らかにし、CKD進展機序およびその制御法を解明することである。

H24年度は、本来ステロイド反応性の微小変化型ネフローゼ症候群の治療経過中にステロイド治療に対する反応性が低下する症例があること、また、高脂血症が慢性糸球体腎炎の発症、増悪因子であることに着目し、高脂血症を呈する小児ネフローゼ患者におけM2型活性化マクロファージの関与について検討を行った。その結果、M2の一型であるCD36またはCD204(ともにLDLスカベンジャー受容体)陽性Mφが、ステロイド依存性または抵抗性のネフローゼ症候群患児あるいは、ステロイド総投与量の多い患児に有意に多くの組織浸潤が認められることが明らかとなった。また、ヒト単球由来マクロファージを用いたin vitroの実験から酸化LDLまたはステロイド(デキサメサゾン)がCD36発現を誘導すること、さらにCD36陽性MφがTGFβ、CTGFなどの線維化促進因子を産生することを見出した。このことから、一般にネフローゼ症候群症例ではLDLを含むコレステロールの増加が見られるが、高脂血症下で活性化したCD36陽性M2が、本症の治療に汎用されるステロイド薬によりむしろ活性化し、TGFβ等の線維化促進因子の産生を介して基質の増加を招き、治療抵抗性(難治化)に関与している可能性が示唆された。(アメリカ腎臓学会、日本腎臓学会、日本小児腎臓学会で発表)ヒト腎炎または巣状糸球体硬化症に相同的な動物モデルの覚醒が困難なため、腎生検組織標本およびヒトの末梢血単球を用いたin vitroの実験系での解析を余技なくされている。また、分子レベルでの病態解明に当たって、ターゲット分子の抽出に時間を要している。24年度が最終年度であるため、記入しない。in vitroの実験系の再検討(再現性の確認)および分子レベルで検討。特にM2活性化機序におけるmTORシグナルの関与について明らかにし、アメリカ腎臓学会での発表および欧文誌投稿を行う予定である。動物実験系での検討を考慮しているが、ヒト腎炎もしくはネフローゼ症候群に相同なモデルの確立が現段階では困難と考えられ、主にヒト単球を用いたin vitroの実験系で検討を進めていく予定である。
半導体ナノ構造の量子伝導物性とその応用

(221)A CaAs基板上の分子線エピタキシャル成長でInGaAs表面に形成される周期36nm、振幅1.8nmのコラゲーションを利用した世界で最も高均一の自己形成型InGaAs/GaAs量子細線層を40層積層した。12Kで880nmに観測されたホトルミネッセンス(PL)ピークの半値幅は7.2meVで、量子細線層一層のPL半値幅6.6meVに比較して殆ど増加せず、体積あたりの密度の高い量子細線が作製できることが明らかになった。(冷水)半導体量子ドットにおける電子輸送現象を自己無撞着に解く方法について研究を行った.量子ドット構造における電子の波動関数と電位分布を自己無撞着に解き.電子伝導が量子ドットの数や大きさに依存することを定量的に示した.(濱口)GaAs(100)基板上に成長したZnSe表面上に自己形成型CdSe量子ドットを分子線成長法で作製し、数十nmの空間分解能を持った近接場光学顕微鏡を用いて孤立したCdSe量子ドットからのイメージ、および、2次元島を反映するイメージを得た。(中島)集束MnイオンビームプロセスによりGaAs基板にMnを局所注入した領域の磁性をより明確にするため、磁気力顕微鏡による測定を行なった結果、Mn注入領域に強磁性層の存在を示唆する像が観測され、本プロセスが局所強磁性層の形成に有効であることを示した。(蒲生)固体中のホットエレクトロンに対して二重スリット干渉観測を達成した。50meV以上熱平衡から外れて一方向に高速走行する電子に対するものであること、25nm間隔という極めて狭い間隔の二重スリットによること、の二点で従来にない達成である。これによりフーリエ変換演算のような波動性に基づく機能を用いるデバイス創成へ道を拓いた。バリスティック走行を最大限利用するホットエレクトロントランジスタの動作を達成した。さらに、コレクタベース間容量を最小化できる埋込金属コレクタHBTを作製し動作を得た。(古屋)ABリングに量子ドットを埋め込んだ系におけるFano効果を詳細に調べ,量子ドットを通過する電子の位相コヒーレンスの様子を明らかにした.2次元電子系のアンチドット格子におけるAB振動およびAAS振動の温度依存性を調べそれぞれのデコヒーレンス機構を議論した.空間変化磁場下の量子細線においてスネーク軌道に起因する非対称伝導を観測し,電子電子散乱と境界散乱の複合効果として解釈した.(家)VLSI互換プロセスを用いたシリコンドット形成法を改良し,直径約2nmのシリコン量子ドットをチャネル中に有する単正孔トランジスタの作製に成功した.このトランジスタは,室温において山谷比40という巨大なクーロンブロッケード振動を示す.また,共鳴トンネルによる巨大な負性微分コンダクタンス(山谷比11.8)も示す.(平本)磁場によるミニバンド伝導消失に関して最近ノッティンガム大学のEaves教授のグループらにより系統的な測定が行わた.そこで,本年度は,非平衡グリーン関数法を用いて,測定結果との比較検討を行い,良い一致を得た.また,シュタルク・サイクロトロン共鳴と共鳴光学フォノン散乱とが超格子の電気伝導特性に与える影響について,実験的・理論的に調べた.(森)外部磁場・外部電場下におかれたGaAs/AlGaAs超格子構造の垂直伝導度が,強磁場のもとでクエンチする現象を観測し,磁場強度に伴う散乱過程の変化によることを確認した.また,GaAs/AlGaAs超格子構造の低電界移動度の非線形性より,Esaki-Ignatovモデルの妥当性とその適用限界について考察した.GaAs/AIGaAs-HEMT構造試料の表面に強磁性体の細線アレイを付加した系を作製し,空間変調磁場中の2次元電子系の輸送現象を調べ,超周期構造による電子電子ウムクラップ散乱の効果を観測した.GaAs/AlGaAs超格子の垂直伝導を量子ホール状態において測定し,顕著な非線形伝導効果を見出した.磁場を傾けた測定によって,カイラル表面状態に対する層に平行な磁場の効果を調べた.シリコンナノデバイスをVLSI互換プロセスで作製する方法を開発した.直径10nm以下のシリコンドットMOSFETおよびチャネル幅10nm以下のMOSFETにおいて,それぞれ室温において明瞭なクーロンブロッケード振動及び量子閉じ込め効果を観測することに成功した.環境インピーダンス制御型単電子トランジスタおよび抵抗結合型単電子トランジスタを試作し,基本的な伝導特性を確認した.また,直列および並列量子ドット結合系を試作し,弱結合領域の輸送特性を調べた.集束イオンビームを用いて,その特長を生かした量子構造作成のためのプロセスの開発を進めてきた.巨大ステップを持つ微傾斜GaAs(110)基板上にGaAs,InAsおよびInGaAs量子細線を分子線成長法で形成した.GaAs量子細線では変調ドープを試み,フォトルミネセンスおよび抵抗値の異方性より確認した.InAs,InGaAs量子細線のフォトルミネセンスは強く偏光していることが判明した.偏光度の組成および厚さ依存性から歪の影響と考えられる.超微細加工および精密結晶成長技術を開発し,半導体中埋め込み25nm間隔ダブルスリット構造と100nmピッチ金属電極配列をもつ電子波干渉デバイス作製を達成した.このサンプルに対して温度4K,印加磁場3Tでの電流測定を行い,特異な電流特性を観測した.半導体中埋め込み微細金属細線構造について,金属細線による電子波回折および周囲ポテンシャルによるバイプリズム干渉観測可能性を理論的に解明した.外部磁場・外部電場下におかれたGaAs/AlGaAs

超格子構造の垂直伝導度が,極低温では,強磁場のもとでクエンチする現象に関して,その温度依存性に対する理論的な考察を行った.ミニバンドランダウ準位が光学フォノンを介してオーバラップする磁場領域ではクエンチした伝導度の温度上昇に伴う回復が見られた.しかし,観測されたような広い磁場範囲におけるクエンチした伝導度の回復現象は得られなかった.低温における多層量子ホール系の垂直伝導に顕著な非線形性を見出し,カイラル表面伝導が層に平行な磁場によって大きく抑えられることを見出した.変調ポテンシャル下の2次元電子系の磁気量子振動の振幅に対する散乱緩和時間の効果を定量的に明らかにした.短周期変調ポテンシャル下の2次元電子系の量子ホール領域の伝導を調べ,ν=3/2近傍の複合フェルミオンの幾何学共鳴効果を観測した.またν=9/2付近に特徴的な構造を見出し,ストライプ相との関係を議論した.半導体中のホットエレクトロン波のコヒーレンスをダブルバリア共鳴トンネルダイオードを用いて推定する方法を新たに提案した.位相相関を考慮した理論電流電圧特性のピークの1/10000程度の電流レベルで実験データをフィッティングしコヒーレンス長500nmと推定した.半導体中での位相コヒーレンスを利用し,タングステン細線バイプリズムによる干渉縞観測を目ざし,これに用いるダブルバリア共鳴構造の設計法を確立し新たなコヒーレントホットエレクトロンエミッタとして提案した.選択ドープを目的として,GaAsおよびAlGaAs量子細線の顕微フォトルミネセンスを測定し,AlGaAs量子細線がより一次元性に優れているとの結果を得た.ルミネセンス測定孔を持つマスクを通して電子線を照射し,電子・正孔を励起し,励起子の細線中の拡散の様子を調べ,その異方性を確認した.非対称環境インピーダンスのために単電子トランジスタのアイライドに電荷が蓄積される様子を,自己無童着な数値計算によって求めた.また,アイランド電荷の揺らぎに注目した計算もおこない,クーロンステアケースに伴って,アイランド電荷の揺らぎがどのように振舞うのかを明らかにした.これまでで最も均一なInGaAs自己形成型量子細線が(221)A基板に作製される。平均膜厚3nmの(221)A変調ドープInGaAs量子細線層において,横方向閉じ込めの励起準位をホトルミネッセンス励起スペクトルで自己形成型量子細線では初めて観測した。(冷水)室温においても大きな振動を示すシリコン単一電子トランジスタを作製し,その電気伝導特性について評価を行った.低温においてドレイン電圧依存性に負性微分抵抗が表れることを示し,その起源はシリコン量子ドット中の量子準位であることを示した。(平本)導電性カンチレバーを用いた原子間力顕微鏡により単一InAs量子細線の電流像を得た。また、CdSe量子ドットのフォトルミネスセンス励起スペクトルおよび時間分解フォトルミネセンスを測定し、量子ドット中の電子状態およびキャリア再結合過程を明らかにした。(中島)ダブルバリア共鳴トンネルダイオードを用いて半導体中のホットエレクトロン波のコヒーレンス評価する方法を新たに提案した。
胸腺上皮細胞異常による自己免疫病の免疫組織学的解析

胸腺上皮細胞は、これまでマウスを主な研究対象とし、ケラチンの発現パターンやレクチンとの結合を用いて同定されてきた。我々は他の動物種の胸腺上皮細胞もマウスと同様の手法にて同定可能か検討するため、既存の手法に加え新規抗体であるED18、ED19、ED21を用いてマウスとラットの胸腺を免疫染色した。その結果、マウス、ラットに共通し、髄質胸腺上皮細胞は2つの画分を含むことが明らかとなり、我々はこれらをmTEC1およびmTEC2と命名した。レクチンの結合および機能分子の発現はmTEC1に主に見出された。またシクロスポリンA投与ラットでは特にmTEC1が優先的に減少することを明らかとした。平成26年度は、まず当該研究を投稿するために前年度までの知見に加えた追加実験として、免疫多重染色でわかっていた胸腺上皮細胞の二つの新規サブセット(mTEC1, mTEC2)をフローサイトメトリー上で測定し、細胞接着分子の一種であり、mTECにおいては機能性とも相関する発現を示すclaudin3/4のmTEC1, mTEC2上での発現を免疫染色で測定した。しかるのち、当該研究のそれまでの知見を投稿、発表した(PLoS One. 2014Oct 21;9(10):e109995.doi: 10.1371/journal.pone.0109995. eCollection 2014.)。その後、それまでは免疫多重染色で新規抗体ED18/ED21により染色した映像を目視することにより判断していたmTEC1, mTEC2を、定量的に解析するため、Keyence社製蛍光顕微鏡BZ-9000および解析アプリケーションにより顕微鏡像の画素を抽出解析した。シクロスポリンA投与ラットおよび通常ラットの胸腺を比較したところ、シクロスポリンA投与ラットではmTEC1の数が有意に低下していることが確認された。これは第43回日本免疫学会学術集会(2014年12月10日-12日、京都)にて発表した。ラットとマウスで得られた知見をヒトにも拡大するため、本学呼吸器外科と共同研究を行い、手術時にヒト胸腺サンプルの提供を受けた。ヒト組織はラット・マウスに比べ包埋・薄切を行うのが難しく、条件検討に労力が費やされたが、適切な条件を割り出し、ラット・マウス組織の解析に用いられる抗体の多くでヒト組織が染色できることを確認した。平成27年度は、前年度までに得た知見である「ラット、マウス髄質胸腺上皮細胞は活性の高い集団であるmTEC1および低い集団であるmTEC2に分かれる」「シクロスポリン投与下ではmTEC1が優先的に減少し、これが免疫寛容を破綻させシクロスポリン投与ラットにみられる同系統動物間GVHD惹起のメカニズムである可能性が高い」を発展させるため、mTEC1、mTEC2それぞれの表面分子のさらに詳細な解析を行った。すなわちmTECの成熟に従い発現することが知られているCD40、CD80、Involucrinの発現を多重免疫染色にて検討した。CD40とCD80はmTEC1、mTEC2の双方に発現しており、mTEC2が単純に未成熟なサブセットとは言えないことが明らかになった。またハッサル小体は近年成熟mTECが終末期に入り形成する構造体であることが明らかになっているが、これはED18+ED21-でありmTEC1との共通点が大きかった。多重免疫染色で得られた結果を定量的に解析するためのフローサイトメトリー解析を行うため、細胞の調整および染色メソッドを探索中である。一方で、ヒト胸腺サンプルも獨協医科大学胸部外科の協力の下入手し、ED18およびED21交代を用いた染色を行った。ラット、マウスとは大きく異なり、ED18とED21は殆どパラレルな染色を示し、MHC II陽性細胞、陰性細胞の双方に分布することが明らかとなった。以上の結果を発展、統合し、自己に対する免疫寛容が破綻した状況下でのmTEC1およびmTEC2の役割と振る舞いについての報告を平成28年度中に投稿するべく、研究を続行中である。平成26年度は、ラット・マウスにおいて胸腺上皮細胞に複数の亜集団が発見されたという、これまでの知見を論文としてまとめ、国際誌に発表することができた。さらに画像解析で亜集団の存在比を定量的に解析し、亜集団をヒト胸腺にて探索するという新規の知見へと研究は発展しつつある。当初予定としていたautoGVHDによる検討は、現在検討続行中である。画像解析やヒト胸腺における検討を進めて行きたい。解剖学mTEC

1はMHC IIやautoimmune regulator (AIRE)といった分子の発現が多く、T細胞を選別、生産するためにmTEC2と比べて特に重要な胸腺上皮細胞亜集団であると思われる。2014年免疫学会総会で、我々はシクロスポリンA投与時にはmTEC1が特に減少することを報告した。さらに我々は、シクロスポリンA投与ラットでは実際に胸腺のT細胞新生と末梢リンパ節のT細胞のターンオーバーが低下することと、制御性T細胞が胸腺、末梢の双方で減少することを確かめている(未発表データ)。これらの知見から、シクロスポリンA投与ラットで見られるautoGVHDは、“mTEC1を減少させT細胞選別能力が低下した胸腺から自己応答性のT細胞が供給される"、“制御性T細胞の減少により自己応答性T細胞が抑制されなくなる"の二つの原因のどちらかもしくは双方に引き起こされると考えられる。我々はシクロスポリンA投与ラットと通常ラットの通常T細胞と制御性T細胞を別々に磁気ソーティングで精製し、混合リンパ球試験を用いて、これらを検討する予定である。ヒト胸腺の染色については、包埋・薄切で検討が必要だったものの、安定して薄切・染色できる条件を割り出している。今後さらに検体数を増やし、多重染色を行うことにより、ヒトでもマウス・ラットと同様のmTEC1/mTEC2の存在があるのかを確認できることが期待される。さらに、マウスにおいてはこれまでmTECの成熟段階におけるMHC IIの発現強度や共刺激分子の発現パターンの変化に関して多くの知見がつまれている。ED18/ED21の染色パターンの相違によって定義された我々のmTEC1, mTEC2という亜集団が、mTECの成熟段階の相違に該当するのか、それとも全く新しい亜集団となるのかは興味深く、我々はラット・マウス・ヒトの3つで共刺激分子の発現パターンとmTEC1, mTEC2の関連について調査する予定である。26年度末に、研究の進行上組織内のアポトーシスを観察する必要が生じ、染色キット(Trevigen 4810-30-K TACS 2 TdT Kit, HRP-DAB)を購入する予定があったのだが、約58000円と残金をやや上回ったため、必要性の低い試薬などで残金を使い切るよりも、次年度に残金を繰り越して購入したほうが能率的だと判断したためである。予定通りアポトーシス染色・検出キットを購入し使用する。
アクチュエータ集積化プローブを用いた走査化学プローブ顕微鏡の研究

走査型電解蒸発型質量分析顕微鏡に応用するためのプローブとして、ジッパー形静電アクチュエータを集積化したプローブとその作製プロセスを開発した。ピックアップ機能に十分な最大340μmの変位と表面走査に必要な10N/m以上のバネ定数を両立できるバネ硬化機能を有しており、このプローブを用いた表面走査顕微鏡像の取得および、誘電体パーティクルの拾い上げと再配置をデモンストレーションした。以上の成果により、半導体微細加工技術を用いたアクチュエータ集積化プローブの表面原子を拾い上げ化学特性をマッピングするための走査型化学プローブ顕微鏡応用が期待される。本研究では走査型プローブ顕微鏡で原子や分子を拾い上げ、電界蒸発で質量分析器に飛ばしてその化学種を分析する走査型化学プローブ顕微鏡(走査型電解蒸発型質量分析顕微鏡)を開発し、試料表面の化学的特性や化学種分布をアトムスケールでマッピングすることが目的である。本年度は、走査型電解蒸発型質量分析顕微鏡に必要なアクチュエータ集積化プローブの作製と作製のためのプロセス技術の最適化、作製したプローブの評価を行った。このような顕微鏡には表面を観察し分子を拾い分析器に電界蒸発によってターゲットを飛ばし同定する為にプローブを大きく反らし、放出する動作を繰り返せる、アクチュエータが必要であるため、大きな変位を出力できるジッパー形静電アクチュエータを集積化したプローブを半導体微細加工によって作製した。作製プロセスでは、穴あけ加工したガラスに貼り付けた50μm厚のSiウェハを深堀エッチングすることで設計どおりの構造を得た。集積化したアクチュエータはプローブ先端に最大340μmとターゲットの拾い上げに十分な変位を発生させることができた。採用したジッパー形アクチュエータを用いることでアクチュエータ駆動後には振動可能なプローブ長が短くなるために、プローブのバネ定数が上昇することを確認した。これによってアクチュエータに求められる柔らかいバネと、表面分析に求められる硬いバネを両立することが可能になった。必要な10N/mには満たなかったが、先端部のプローブを厚くすることでさらなるバネ硬化が期待できるのを数値計算から確認した。作製したプローブを既存の走査型プローブ顕微鏡に組み込み、加工済みの試料の表面走査画像を取得できた。この時の分解能はプローブ先端の劣化もあったため1μm以下であったが先端を鋭くすることで分解能を向上することができる。本年度は、昨年度の開発を行った走査型電解蒸発型質量分析顕微鏡のためのアクチュエータ集積化プローブの問題点である、形状に起因する加工誤差によるアクチュエータ特性の劣化および、能動的バネ定数向上機能の不足を改善するために、セルフアラインなプローブ組立技術の開発とこの技術を用いたアクチュエータ集積化プローブを作製した。クリップメカニズムと呼ばれる機構を半導体微細加工で作製し、別途作製したシリコン製カンチレバーと引き出し電極を組み付けることで均一な厚さで設計通りの振動特性を持つアクチュエータの作製に成功した。これにより、カンチレバーをアクチュエータ部分とは別に設計できるようになったため、表面走査に必要なバネ硬化機能も向上でき目標である10N/m以上のバネ定数を達成した。またデモンストレーションとして、作製したプローブを用いたナノメートルオーダーの誘電体パーティクルのマニピュレーションを試み、表面走査による画像化の後に引き抜きと再配置を行った。以上の成果により、半導体微細加工技術を用いたアクチュエータ集積化プローブによって走査型電解蒸発型質量分析顕微鏡への応用の可能性を示した。併せて、熱の発生が少ないアクチュエーションの方式として圧電駆動について検討を行い、高い圧電定数が期待できるPZT薄膜を4inch径シリコンウェハ上に成膜するための成膜を試み。バルク材料と同程度の性能であるd_<31>が-150pm/Vを確認した。
テキスト分析のためのツールキットの開発

今年度は以下の作業を行った。1.ツールキットの基本設計および実装設計前年度の調査をもとに、ツールキットの設計を行った。設計にあたって留意した点は以下の通りである。・対象とする文書の基本形式はプレーンテキストおよびXML形式とした。・プレーンテキストについては形態素解析を行ってXML形式に変換し、分析が行えるようにした。・形態解析プログラムとして「茶筅」を採用した。・XMLのタグを分析時の操作対象として利用できるようにした。典型的な分析を行うために適するタグ属性を洗い出し、あらかじめ用意した。本ツールキットを用いて形態素解析を行うとこれらのタグが挿入されたXML形式となる。さらにユーザ側でも操作対象としたいタグ名や属性値を自由に設定追加できるようにした・分析対象単位(データ単位)の設定を行えるようにした。タグを利用することで、単語、フレーズ、部分文字列、文、段落等を分析対象単位として自由に設定できる。さらに、ユーザが設定したタグで示される特定範囲も対象にできる。・提供される最低限の機能として、多変量解析の各種マクロ関数、平均、ヒストグラム算出、tf、idf値の計算等がある。さらにユーザが定義した関数やプラグインを組み込んで拡張できるようにした。2、ツールキットのコーディング設計をもとにコーディング作業を行った。現在プラグインを組み込む部分が未実装である。今年度は,以下の作業を行った。1.デジタル・ドキュメントの形式や分析手法の動向についての調査2.ツールキットを用いて分析をおこなう場合に必要になる機能の検討前者の調査によって,ツールキットが扱う文書に求められる形式としては,1.情報の内容や構造,意味が記述できる2.利用者の使用目的に合せた設定ができる3.特定のソフトによらず中身を閲覧することができる4.各種媒体の特性に合わせた情報からの変換が自動的にできる5.情報加工を自動的に行えるなどの条件を満たす必要があることを確認した。このために,ツールキットが扱う文書の基本形式として,テキスト形式であるXMLを採用することとした。XML文書は,DTDを作成することで,利用者が自由に意味づけをしたり,構造化したりすることができるのが特徴である。また,後者によって,ツールキットの機能を有効に活用するために,1.文,単語,フレーズ,段落,部分文字列など,分析データの基本単位を利用者が自由に設定できる2.XMLのタグの意味や属性に基づいた分析ができるなどの条件を満たすことの重要性を確認した。この点を踏まえ,来年度は,データマイニングに採用されている手法,多変量解析,N-gram,tf・idf,利用者が定義した数式などを扱えるようにツールキットを設計し,コーディングを行う予定である。
適正体重維持とストレス応答-脳腸相関、脳脂相関、脂腸相関、三軸からのアプローチ

Urocortin 3(Ucn3)の中枢投与はマウスの胃排出を遅延させ、胃十二指腸の空腹期運動を変化させた。心理的ストレスにより、ラットの空腹期胃前庭部運動が変化し、視床下部のUcn3の発現が上昇した。Ucn3の抗血清の脳室内投与は、心理的ストレス下の空腹期消化管運動の変化を抑制した。ストレス関連疾患の治療に対してUcn3、corticotrophinreleasing factor type 2受容体が有望なターゲットになるものと予想される。マウスの胃前庭部、十二指腸内にカテーテルを留置し、マノメトリック法によって空腹期、食後期における消化管運動測定を行い、空腹期運動の変化はMigrating Motor Complex(MMC)の頻度、食後期運動の変化は% Motor Index(MI)で評価し、マウスにおける消化管運動測定系を開発、確立し論文として報告した(Am J Physiol Gastrointest Liver Physiol, in press)。これまでにラットにおけるマノメトリック法による消化管運動の測定系は存在していたが、マウスにおける測定系はなく、ノックアウトマウス、トランスジェニックマウスの消化管運動測定に応用できる系として重要であると考えられる。既に、我々はこの消化管運動測定系により、食欲・消化管運動調節に関与するneuropeptide Yのtype 2受容体ノックアウトマウスの消化管運動を測定し報告した(Am J Physiol Gastrointest Liver Physiol, in press)。また食欲調節ペプチドであるneuromedin Sの消化管運動への影響を、この測定系を用いて報告した(Horm Metab Res, in press)。一方、高脂肪食負荷による肥満マウスを作成し、血中のアディポネクチン、ネスファチンなどのアディポサイトカインを測定し、アディポネクチン、ネスファチンが正常マウスに比較して低下している知見を得ている。さらに、この消化管運動測定系を用い、これらのアディポサイトカインの投与により消化管運動が変化することを確認している。これらの研究を進めることにより、適性体重を維持することの重要性、摂食障害や機能性胃腸症などの、ストレスと関連する疾患に対しての臨床応用の可能性を示すことができるものと予想される。マノメトリック法によって、マウスの胃前庭部、十二指腸の消化管運動を、空腹期においてmigrating motor complex (MMC)の頻度、食後期において% motor index (MI)として測定した。我々は、高脂肪食負荷による肥満マウスにおいては、血中のアディポネクチン、ネスファチンが正常マウスに比較して、低下していることを報告した(Exp Therap Med 2011)。摂食抑制シグナルであるネスファチンの消化管運動への影響を検討するため、マウスにネスファチンを投与し、ネスファチンが食後期において、胃前庭部の% MIを低下させ、十二指腸におけるphase III様の強収縮の発現を遷延させることを報告した(Neuroreport 2010)。肥満の原因の一要因である消化管運動異常において、ネスファチンの低下が関与している可能性が示唆された。また、ストレス関連ペプチドであるcorticotrophinreleasing factor (CRF)のファミリーペプチドである、urocortin 3のマウスへの投与が、胃排出率を低下させ(Endocrine 2010、Exp Therap Med 2011)、空腹期における消化管運動を抑制することを確認した。コミュニケーションボックスを用いた心理的ストレス負荷の実験においては、心理的ストレスによって、マウスの胃前庭部、十二指腸の消化管運動が抑制されること、視床下部における摂食抑制ペプチドのmRNAの発現が上昇することが確認された。今後、これらの研究を進めることにより、体重異常をきたす疾患やストレス関連疾患における、消化管運動異常の役割とその機序が解明されるとともに、創薬などの臨床応用の可能性を示すことができるものと予想される。ストレス関連ペプチドでcorticotrophinreleasing factor (CRF)のファミリーペプチドであり、我々が前年度に胃排出を遅延させることを報告した、urocortin 3 (Ucn3)を空腹期のマウスに投与し、マノメトリック法によって、マウスの胃前庭部、十二指腸の消化管運動を測定し、Ucn3が空腹期の消化管運動を食後期の運動に変化させることを確認した。また新規視床下部神経ペプチドで泓視床下部-下垂体-副腎系に影響を及ぼすaugurinが、Ucn3同様に空腹期の消化管運動を食後期の運動に変化させた。アディポサイトカインの一つであるネスファチンは食後期において、胃前庭部の%motor indexを低下させ、十二指腸におけるphase III様の強収縮の発現を遷延させたが、ビスファチンは変化を示さなかった。コミュニケーションボックスを用いた心理的ストレス負荷の実験においては、心理的ストレスによって、マウスの胃前庭部、十二指腸の消化管運動が抑制されることが確認された。

さらにラットを用いて、心理的ストレス下の視床下部の神経ペプチド:arginine vasopressin (AVP)、amphetamine-regulated transcript、proopiomelanocortin、agouti-related protein、oxytocin (OXT)、CRF、neuropeptide Y、Ucn1、Ucn2、Ucn3などの発現を検討し、AVP、OXT、Ucn3の上昇が認められた。またUcn3の抗血清の投与により、心理的ストレス下の胃前庭部の消化管運動の変化がブロックされた。従って、心理的ストレスにより、視床下部のUcn3が上昇し、消化管運動を抑制する可能性が示された。今後、心理的ストレスによる消化管運動異常に対してUcn3、あるいはUcn3の受容体であるCRF type2Rの作用をブロックすることが臨床応用のターゲットになるものと予想される。
企業家の省察についての二人称的アプローチとその有用性の検討

本研究の目的は、創業期のアントレプレナーシップの試行錯誤プロセスとその帰結を捉えるために、企業家の省察についての二人称的アプローチを経営学分野の研究方法論として位置づけ、このアプローチの有用性を検討することである。本研究が目指すのは、企業家の省察についての二人称的アプローチを中心に据えた研究成果の国際的な発信であり、加えて、1つの研究潮流をつくることである。
マラリア原虫におけるカルシウム依存性タンパク質燐酸化酵素の精製と酵素学的解析

多種類の細胞において、カルシウム依存性蛋白質燐酸化酵素が重要な役割を果たしていることが明らかにされている。マラリア原虫では赤血球内寄生に伴い細胞内カルシウム濃度が上昇すること、膜蛋白質の燐酸化が増加すること等が既に報告されている。従って、カルシウム依存性蛋白質燐酸化酵素がマラリア原虫の赤血球内感染機構において重要な機能を担っていることが示唆される。しかし分子レベルでマラシア原虫のカルシウム依存性蛋白質燐酸化酵素に対する検討を加えた報告は今までなかった。今回申請者は、カルシウム依存性タンパク質燐酸化酵素のうちプロテインキナーゼCに注目し、分子構造が既に明らかにされている数種の生物のプロテインキナーゼCの一次構造を比較し、相同性の高いcatarytic domain部分のアミノ酸配列をもとにオリゴヌクレオチドプローブを作成し、PCR法にて、マラリア原虫(Plasmodium Yoelii)DNAの遺伝子増幅を行なった。その結果、約870塩基のPCR産物を得た。塩基配列からそのPCR産物はプロテインキナーゼC様の蛋白質(catarytic domainの一部)をコードするDNAである可能性が高いことがわかった。さらにこのPCR産物をプローブとし、マラリア原虫(Plasmodium yoelii)DNAのSorthern blot hydridizationを行ったところ、確かに一本のDNAバンドを認め、このPCR産物がマラリア原虫(Plasmodium yoelii)DNA由来であることを確認した。さらに、マラリア原虫の遺伝子ライブラリーを作製し、PCR産物をプローブとして、ライブラリーをスクリーニングし、本蛋白質をコードする遺伝子をクローン化した。現在、本蛋白質の全一次構造を決定中である。今後、昆虫発現ベクターを用い、本蛋白質を発現させ、その酵素学的性質を解明していく予定である。