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行列・作用素解析(不等式，平均，マジョリゼーション)と量子情報理論への応用

行列・作用素解析の研究と量子情報への応用的研究を行い,所定の成果を得た.J. Lawson(米国), Y. Lim(韓国)との共同研究により,最近発展している順序をもつ距離空間上の確率測度に対する重心写像の研究の一環として,確率測度の空間上の確率順序(stochastic order)について研究した.Y. Limとの共同研究により,n×n正定値行列のなすリーマン多様体(負計量空間の典型例となる)上のリーマン計量に関して固有値関数とシンプレクテイック固有値関数がリプシッツ連続であることを示し,さらにこの多様体上の確率測度に対するCartan重心(幾何平均の確率測度への一般化)に対する対数マジョリゼーションを示した.瀬尾(大阪教育大),和田(木更津高専)との共同研究により,多変数の作用素平均に対する安藤-日合型の不等式について考察した.安藤-日合の不等式は1994年に2変数の重み付き作用素幾何平均に対して証明された後,2014年に和田によってこの不等式を満たす2変数の作用素平均の特徴付けが与えられた.瀬尾,和田との共同研究では,近年発展が著しいn変数の作用素平均に対して,従来型でけでなく補完型さらに逆向き型などの幾つかの形式の安藤-日合型不等式を系統的に示した.以前に,量子情報で有用な相対エントロピーやレニィ・ダイバージェンスを一般化した量子f-ダイバージェンスについて,M. Mosonyi(ハンガリー)と有限次元のヒルベルト空間の設定で共同研究した.その継続研究として,フォンノイマン環の設定での量子ダイバージェンスを研究し,単著の連作論文をJ. Math. Phys.に出版した.平成30年度に予定した3つの研究項目のすべてについて,当初の計画通りまたはそれ以上に研究が進展した.フォンノイマン環の設定での量子f-ダイバージェンスに関する研究は,首尾良く合計57ページの連作論文として数理物理の一流誌J. Math. Phys.に出版された.行列・作用素の作るNPC空間(負計量空間)と呼ばれるリーマン多様体上のCartan重心さらに一般の作用素平均に関するY. Limとの共同研究は当初の計画以上に進展しており,下記の平成30年度の研究成果にある共著論文1編に加えて,現在投稿中の論文が2編ある.多変数の作用素平均に対する安藤-日合型の不等式に関する瀬尾,和田との共同研究でも.当初の計画以上の成果が得られた.日本数学会2018年会の函数解析学分科会で「多変数の行列・作用素平均」と題して特別講演を行った.さらに.レニィ型の量子ダイバージェンスに関連した対数マジョリゼーションの研究で単著論文を発表したが,その継続研究として,安藤-日合型の不等式を作用素平均より一般の作用素パースペクティブに拡張する論文を瀬尾,和田と共著で現在執筆中である.平成30年に実施したvon Neumann環上の標準型と極大型のf-ダイバージェンスの一般論の研究の続きとして,フォンノイマン環上での量子ダイバージェンスのリバーシビリティ(復元可能性)問題を研究する.将来的には,フォンノイマン環の場合に拡張した設定で,量子情報の分野で関連する問題についての応用的研究を目指す.Y. Lim(韓国)と継続中の共同研究で,距離空間上の確率測度の設定で,Wasserstein距離について縮小性をもつ重心写像の下で,距離空間に値をもつ確率変数に対する条件づき期待値,エルゴード定理,マルチンゲール収束,大偏差原理などの一連の確率解析の研究を行い,現在論文を投稿中である.この方向での研究を継続するとともに,確率測度に対する一般の作用素平均の構築と関連する作用素不等式の研究を目指す.瀬尾(大阪教育大),和田(木更津高専)との安藤-日合型不等式の共同研究については,多変数の作用素パースペクティブの場合に考察を拡張したい.行列・作用素解析の研究と量子情報への応用的研究を行い,所定の成果を得た.M. Lin(中国)との共同研究により,アダマール積と幾何平均に関係して知られた行列の固有値に対するマジョリゼーションを重み付き幾何平均の場合に拡張した.R. Konig(独)とM. Tomamichel(オーストラリア)との共同研究により,行列の固有値のマジョリゼーションを積分による平均を含む形式に一般化し,それを用いて,Golden-Thompsonトレース不等式の多変数版をユニタリ不変ノルムに対する一般的なノルム不等式として証明することに成功した.これによりE. H. Liebの有名な論文(1973)以来の長年の問題であった3個以上の作用素に対するGolden-Thompson不等式に対する一定の解答を与えた.Y. Lim(韓国)との共同研究により,n×n正定値行列のなすリーマン多様体(負計量空間の典型例となる)上の確率測度のCartan重心(幾何平均の確率測度への一般化)に対するAndo-Hiaiの対数マジョリゼーションを示した.さらに,確率測度の幾何平均による流れに対するCartan重心の軌跡の微分可能性を示し,それを用いて,ユニタリ不変ノルム不等式とLie-Trotterの極限公式を得た.M. Mosonyi(ハンガリー)との共同研究により,量子情報の分野で重要ないろいろな量子f-ダイバージェンスについて組織的に研究した.標準型f-ダイバージェンスと極大型f-ダイバージェンスについて,量子情報路の下での単調不等式の等号条件からリバーシビリティがどの程度成立するかを比較した.これら2つのf-ダイバージェンスの間の大小関係を示した.さらに,α-z-レニィ・ダイバージェンスと呼ばれる一般化されたレニィ・ダイバージェンスについて単調性とリバーシビリティを考察した.

平成29年度の計画として掲げた3つの研究項目のすべてについて,当初の計画通りまたはそれ以上に研究が進展した.量子f-ダイバージェンスに関するM. Mosonyiとの共同研究は時間をかけて80ページの長い論文に纏まり,数理物理の一流誌J. Math. Phys.に出版された.著名な雑誌Ann. Henri Poincareに掲載されたR. KonigとM. Tomamichelとの共著論文では,長年の問題であった3個以上の作用素に対するGolden-Thompsonトレース不等式を一般のユニタリ不変ノルムの不等式として計画した以上に上首尾に証明できた.行列・作用素の作るNPC空間(負計量空間)と呼ばれるリーマン多様体上のCartan重心に関するY. Limとの共同研究は当初の計画以上に進展しており,下記の平成29年度の研究成果にある2編の論文に加えて,現在投稿中の論文と執筆中の論文が1編ずつある.さらに,当初の計画になかった研究として,J. Lawson(米国)とY. Limとの3人共著で,順序をもつ距離空間上の確率測度に対する確率順序を導入しその性質を調べた論文がJ. Math. Anal. Appl.に印刷中である.この論文は,順序をもつ距離空間上の確率解析の研究において,今後重要な役割を果たすと期待される.行列・作用素解析の研究と量子情報への応用的研究を行い,所定の成果を得た.J. Lawson(米国), Y. Lim(韓国)との共同研究により,最近発展している順序をもつ距離空間上の確率測度に対する重心写像の研究の一環として,確率測度の空間上の確率順序(stochastic order)について研究した.Y. Limとの共同研究により,n×n正定値行列のなすリーマン多様体(負計量空間の典型例となる)上のリーマン計量に関して固有値関数とシンプレクテイック固有値関数がリプシッツ連続であることを示し,さらにこの多様体上の確率測度に対するCartan重心(幾何平均の確率測度への一般化)に対する対数マジョリゼーションを示した.瀬尾(大阪教育大),和田(木更津高専)との共同研究により,多変数の作用素平均に対する安藤-日合型の不等式について考察した.安藤-日合の不等式は1994年に2変数の重み付き作用素幾何平均に対して証明された後,2014年に和田によってこの不等式を満たす2変数の作用素平均の特徴付けが与えられた.瀬尾,和田との共同研究では,近年発展が著しいn変数の作用素平均に対して,従来型でけでなく補完型さらに逆向き型などの幾つかの形式の安藤-日合型不等式を系統的に示した.以前に,量子情報で有用な相対エントロピーやレニィ・ダイバージェンスを一般化した量子f-ダイバージェンスについて,M. Mosonyi(ハンガリー)と有限次元のヒルベルト空間の設定で共同研究した.その継続研究として,フォンノイマン環の設定での量子ダイバージェンスを研究し,単著の連作論文をJ. Math. Phys.に出版した.
「沈黙の螺旋」=「閾値」モデルにおける全体状況の認知過程に関する研究

本研究は,「沈黙の螺旋」=「閾値」モデルの数理的性質の検討と現実の事象データへ適用するための手法の開発を行うとともに,現実の事象データを対象に本モデルを用いた分析を行い,その有効性と限界を検証した。また,今日の多様化したコミュニケーション環境における人々の全体状況の認知の把握を目的として,コンピュータ科学・機械学習分野で開発されてきた技法を応用し,1それぞれの言説が生成・流通する場・システムによって,各々の言説生成は大きな影響を受け,その結果,その生成・流通する場・システムの全体状況が決定されること,および,2人々のおかれた状況・文脈により,全体状況の認知に大きな違いが生じることを示した。集団極化,バンドワゴン効果といった社会現象をその対象としている「沈黙の螺旋」=「閾値」モデルは,今日のインターネット・コミュニケーションにおいて,まさにその有効性を持つ。本研究は,今日のコミュニケーション状況の変化を踏まえ,コンピュータ情報検索・機械学習分野で開発されてきた技法を活用することにより,このモデルの応用可能性を実証的に検証することを目的としている。この研究課題に対し,本年度は3年計画の1年目にあたり,実施した研究内容は下記の2点である。1.「沈黙の螺旋」=「閾値」モデルの数理的整備:まず,「沈黙の螺旋」=「閾値」モデルの数理的な整備を行った。具体的には,「沈黙の螺旋」=「閾値」モデルにおいて利用する閾値分布関数やそのパラメータの導出方法などの検討,さらに,「沈黙の螺旋」=「閾値」モデルを応用可能とするためのコンピュータ・プログラム・コードの作成を行った。2.インターネット・コミュニケーションのオンライン・データを取得するための手法の把握・習得と,その実際の利用:(「沈黙の螺旋」=「閾値」モデルが対象とする)「沈黙の螺旋」現象がもっとも生じやすいと考えられるインターネット・コミュニケーションの実データの取得・分析を行った。具体的には,インターネット・コミュニケーションの事例として,オンライン・ショッピング・サイトでのユーザ・レビューを採り上げ,Web Scraping技術を利用したデータ取得方法の有効性の検討を行い,一定の結論を得た。さらに,その取得データに対し,topic-model / LDA (Latent Dirichlet Allocation)などのいわゆるテキスト・マイニング手法を適用し,その有効性を確認した。当初,想定した手法の有効性が確認できたことから,おおむね順調に進捗しているものと判断している。ただし,本年度以降,本務校での仕事の激化により,本研究課題を遂行する時間が十分にとれなくなる恐れがあることが,今後の懸念材料である。本年度は3年計画の2年目にあたるが,実施した主要な研究内容として,次の2点をあげておく。まず,1年目に検討したデータ取得およびテキスト・マイニング手法(topic-model)を用いて,インターネット・コミュニケーションのオンライン・データを対象にした分析を行った。その成果のひとつが論文「音楽をめぐる言説の現在:ディスク・レビューの内容分析」であるが,ここでは,音楽関連出版社WEBサイトのディスク・レビューとオンライン・ショッピング・サイトでのユーザによるディスク・レビュー(ユーザ・レビュー)を対象に,両者の共通点,相違点の検出,および,それらを生み出す要因の検討を行った。この研究で得られたもっとも重要な知見は,それぞれの言説が生成・流通する場・システムによって,人々の言説の認知過程,および,それに基づく言説生成に大きな違いが生じることである。次に実施したのは,「全体状況の認知」過程を比較検討することを目的とした既存大規模調査データを利用した二次分析である。その成果が論文「現代の社会意識:オープンデータ活用による数量的分析の試み」であるが,ここでは,1990年代からほぼ20年間にわたって継続的にユニークな設問内容の定点調査を行っている大規模データを利用し,「多重対応分析」,「順序ロジスティック回帰(比例オッズモデル)」,「対数線形モデル(残差分析)」といった手法を用いて分析を行った。その結果,得られた知見は,人々が社会の状況を認知する際に,対象の社会状況の広がり(範囲)の想定が,その認知内容に大きな違いを与えており,その効果は,他の要因,例えば,時代や性別・年齢などの回答者のデモグラフィックな要因よりも,遥かに大きいことである。以上,研究内容のうち主要なものをあげたが,そのほか,コンピュータ情報処理・機械学習分野で開発されてきた最新の各種分析手法応用の準備作業を行っている。2016年度には,前述の通り,2つの成果を実現しており,おおむね順調に進捗しているものと判断している。ただし,前年度同様,本務校での仕事の激化により,本研究課題を遂行する時間が十分にとれなくなる恐れがあることが,今後の懸念材料である。本研究は,今日のコミュニケーション状況の変化を踏まえ,コンピュータ情報検索・機械学習分野で開発されてきた技法を活用することにより,このモデルの応用可能性を実証的に検証することを目的とする。本研究で実施した主要な研究内容は,下記のとおりである。(1)まず,「沈黙の螺旋」=「閾値」モデルの数理的な整備を行った。具体的には,「沈黙の螺旋」=「閾値」モデルにおいて利用する閾値分布関数やそのパラメータの導出方法などの検討,コンピュータ・プログラム・コードの作成を行った。(2)次に,(「沈黙の螺旋」=「閾値」モデルが対象とする)

「沈黙の螺旋」現象がもっとも生じやすいと考えられるインターネット・コミュニケーション・データに対して,各種手法の有効性の検討を行った。具体的には,インターネット・コミュニケーションの事例として,オンライン・ショッピング・サイトでのユーザ・レビューを採り上げ,Web Scraping技術やテキスト・マイニング手法の有効性の検討を行い,一定の結論を得た。(3)上記を踏まえた実証研究として,インターネット・コミュニケーションのオンライン・データを対象にした分析を実施した。具体的には,音楽関連出版社WEBサイトのディスク・レビューとオンライン・ショッピング・サイトでのユーザによるディスク・レビュー(ユーザ・レビュー)を対象に,両者の共通点,相違点の検出,および,それらを生み出す集合的構造要因の検討を行った。(4)また,副次的な研究内容として,「全体状況の認知」過程を比較検討することを目的としたオープンデータ(既存大規模調査データ)を利用した二次分析も実施している。本研究は,「沈黙の螺旋」=「閾値」モデルの数理的性質の検討と現実の事象データへ適用するための手法の開発を行うとともに,現実の事象データを対象に本モデルを用いた分析を行い,その有効性と限界を検証した。また,今日の多様化したコミュニケーション環境における人々の全体状況の認知の把握を目的として,コンピュータ科学・機械学習分野で開発されてきた技法を応用し,1それぞれの言説が生成・流通する場・システムによって,各々の言説生成は大きな影響を受け,その結果,その生成・流通する場・システムの全体状況が決定されること,および,2人々のおかれた状況・文脈により,全体状況の認知に大きな違いが生じることを示した。初年度の研究実績により,当初,想定していたWeb Scraping技術やテキスト・マイニング手法の適用可能性・有効性は確認できたことから,2年目以降には,その本格的な応用を通じて,インターネット・コミュニケーションでの社会現象を分析し,論文として発表することを予定している。なお,初年度に,オンライン・ショッピング・サイトでのユーザ・レビューを採り上げたのは,(1)ユーザ・レビューとはある特定の商品を対象として書かれる文章であり,その対象である商品についてのほかの文章との比較分析が可能であること,(2)ソーシャル・メディアなどのほかのインターネット・コミュニケーション上のデータと比べて,比較的,文章の形式が整っており,形態素解析などの手法を適用しやすいこと,(3)ユーザ・レビューは不特定多数の読者に読まれることを前提に書かれるものであり,特定の者を想定して書かれることも多いソーシャル・メディア上のデータなどと比較して,プライバシー侵害などの危険性が少ないこと,といった理由からであるが,特に(1)の点から,非インターネット・コミュニケーションとの比較が可能となることから,これを有効に活用して,インターネット・コミュニケーションの特徴を明らかにする予定である。
多重スケール沿岸海洋モデル構築に基づく外海栄養塩流入フラックス算定の試み

本研究では,外海域から沿岸域への外洋水の進入構造やそれに伴う栄養塩フラックスの定量化に向けて,性質の大きく異なる開放性沿岸域及び半閉鎖性内湾域を対象とした現地調査及び数値実験を行い外洋水影響の実態解明を試みた.平成13年度は,外洋域から沿岸域への栄養塩流入の実態を把握するために現地計測実験を鹿島灘海域で実施した.その結果から,鹿島灘沿岸域における栄養塩・クロロフィルa量の季節変化の基本特性が明らかとなり,季節変化よりも短いスケールの変動現象として黒潮流路の急激な接岸に伴って外洋域下層から高濃度の栄養塩が沿岸域に供給され,それが原因となって沿岸域に植物プランクトンのブルーミングが発生することを見出した.これまで,東北・常磐海域では親潮による栄養塩供給が海域の生産性を支える上で重要であると認識されてきたが,今回の計測結果は親潮のみならず,黒潮によっても栄養塩が輸送されることを示しており,黒潮親潮混合域にあたる同海域では,黒潮及び親潮の両者の影響によって沿岸域に高い生産性が保たれていることが明らかとなった.平成14年度には,数値モデルの構築を試み,外海栄養塩フラックスを評価する上で重要な内湾域への外洋水進入特性について東京湾を対象として検討した.数値モデルの妥当性を,外洋水進入の観測データが比較的充実している1999年を対象として,89月に発生した外洋水の中層貫入現象の再現を試みたところ,観測によって捉えられている底層進入モード(8月)から中層貫入モード(9月)への遷移や流入する外洋水の流心が外海側から湾奥に向かうにつれて東側(千葉)側にシフトする性質などを正確に再現していることが確認された.これを用いて,1998年各月について外洋水進入特性を検討した結果,流入量は冬季に小さく夏季に大きいという基本的な季節変動に加えて,6月,9月には季節変動では説明できない強い流入が発生したことが推定され,この時の外海域の塩分水温構造を検討した結果,高温低塩分の黒潮系水が湾口部に押し寄せたことが強い流入の原因であることを明らかにした.以上のように,今回構築した数値モデルによってこれまでその評価法が困難であった外洋水進入量定量化の基本形を示すことができた.本研究では,外海域から沿岸域への外洋水の進入構造やそれに伴う栄養塩フラックスの定量化に向けて,性質の大きく異なる開放性沿岸域及び半閉鎖性内湾域を対象とした現地調査及び数値実験を行い外洋水影響の実態解明を試みた.平成13年度は,外洋域から沿岸域への栄養塩流入の実態を把握するために現地計測実験を鹿島灘海域で実施した.その結果から,鹿島灘沿岸域における栄養塩・クロロフィルa量の季節変化の基本特性が明らかとなり,季節変化よりも短いスケールの変動現象として黒潮流路の急激な接岸に伴って外洋域下層から高濃度の栄養塩が沿岸域に供給され,それが原因となって沿岸域に植物プランクトンのブルーミングが発生することを見出した.これまで,東北・常磐海域では親潮による栄養塩供給が海域の生産性を支える上で重要であると認識されてきたが,今回の計測結果は親潮のみならず,黒潮によっても栄養塩が輸送されることを示しており,黒潮親潮混合域にあたる同海域では,黒潮及び親潮の両者の影響によって沿岸域に高い生産性が保たれていることが明らかとなった.平成14年度には,数値モデルの構築を試み,外海栄養塩フラックスを評価する上で重要な内湾域への外洋水進入特性について東京湾を対象として検討した.数値モデルの妥当性を,外洋水進入の観測データが比較的充実している1999年を対象として,89月に発生した外洋水の中層貫入現象の再現を試みたところ,観測によって捉えられている底層進入モード(8月)から中層貫入モード(9月)への遷移や流入する外洋水の流心が外海側から湾奥に向かうにつれて東側(千葉)側にシフトする性質などを正確に再現していることが確認された.これを用いて,1998年各月について外洋水進入特性を検討した結果,流入量は冬季に小さく夏季に大きいという基本的な季節変動に加えて,6月,9月には季節変動では説明できない強い流入が発生したことが推定され,この時の外海域の塩分水温構造を検討した結果,高温低塩分の黒潮系水が湾口部に押し寄せたことが強い流入の原因であることを明らかにした.以上のように,今回構築した数値モデルによってこれまでその評価法が困難であった外洋水進入量定量化の基本形を示すことができた.最近の現地観測をベースとする研究によって,東京湾や大阪湾といった地形的な閉鎖性の高い内湾域においても,海流変動に伴う外洋水中層貫入現象や外洋底層から内湾への栄養塩供給過程の存在など,外洋水の動態が内湾の水質生態環境に重要な役割を果たしている可能性が明らかになってきている.このような外海から内湾への栄養塩供給が恒常的に行われているとすれば,これまでの陸域栄養塩供給を主体とした内湾物質収支の基本的な枠組み自体の再検討が必要となるため,外洋影響のさらなる実態把握,特に外海栄養塩流入フラックスの定量的評価が強く求められている.

本研究では,沿岸域に与える外洋影響を直接評価するために,現地調査によって外海から沿岸域への栄養塩流入の実態を明らかにした上で,外洋モデルと地域水環境モデルを結びつける多重スケールモデルを構築し,外海から沿岸への栄養塩フラックスの定量的な評価法の確立を目指す.今年度は,外洋域から沿岸域への栄養塩流入の実態を把握するために現地計測実験を鹿島灘海域で実施した.その結果から,鹿島灘沿岸域における栄養塩・クロロフィルa量の季節変化の基本特性が明らかとなり,季節変化よりも短いスケールの変動現象として黒潮流路の急激な接岸に伴って外洋域下層から高濃度の栄養塩が沿岸域に供給され,それが原因となって沿岸域に植物プランクトンのブルーミングが発生することを見出した.これまで,東北・常磐海域では親潮による栄養塩供給が海域の生産性を支える上で重要であると認識されてきたが,今回の計測結果は親潮のみならず,黒潮によっても栄養塩が輸送されることを示しており,黒潮親潮混合域にあたる同海域では,黒潮及び親潮の両者の影響によって沿岸域に高い生産性が保たれていることが明らかとなった.最近の現地観測をベースとする研究によって,東京湾や大阪湾といった地形的な閉鎖性の高い内湾域においても,海流変動に伴う外洋水中層貫入現象や外洋底層から内湾への栄養塩供給過程の存在など,外洋水の動態が内湾の水質生態環境に重要な役割を果たしている可能性が明らかになってきている.このような外海から内湾への栄養塩供給が恒常的に行われているとすれば,これまでの陸域栄養塩供給を主体とした内湾物質収支の基本的な枠組み自体の再検討が必要となるため,外洋影響のさらなる実態把握,特に外海栄養塩流入フラックスの定量的評価が強く求められている.本研究では,沿岸域に与える外洋影響を直接評価するために,現地調査によって外海から沿岸域への栄養塩流入の実態を明らかにした上で,外洋モデルと地域水環境モデルを結びつける多重スケールモデルを構築し,外海から沿岸への栄養塩フラックスの定量的な評価法の確立を目指す.昨年度は,外洋域から沿岸域への栄養塩流入の実態を把握するために現地計測実験を鹿島灘海域で実施し,季節変化よりも短いスケールの変動現象として黒潮流路の急激な接岸に伴って外洋域下層から高濃度の栄養塩が沿岸域に供給されることを見いだした.今年度は,数値モデルの構築を試み,外海栄養塩フラックスを評価する上で重要な内湾域への外洋水進入特性について東京湾を対象として検討した.数値モデルの妥当性を,外洋水進入の観測データが比較的充実している1999年を対象として,89月に発生した外洋水の中層貫入現象の再現を試みたところ,観測によって捉えられている底層進入モード(8月)から中層貫入モード(9月)への遷移や流入する外洋水の流心が外海側から湾奥に向かうにつれて東側(千葉)側にシフトする性質などを正確に再現していることが確認された.これを用いて,1998年各月について外洋水進入特性を検討した結果,流入量は冬季に小さく夏季に大きいという基本的な季節変動に加えて,6月,9月には季節変動では説明できない強い流入が発生したことが推定され,この時の外海域の塩分水温構造を検討した結果,高温低塩分の黒潮系水が湾口部に押し寄せたことが強い流入の原因であることを明らかにした.以上のように,今回構築した数値モデルによってこれまでその評価法が困難であった外洋水進入量定量化の基本形を示すことができた.
ビオチン化抗強心配糖体抗体による抗癌作用の増強

抗癌作用をもつ天然物を検索する過程で、digitoxin(以下、DTXと略す)などの強心配糖体に、HL60細胞などのヒト白血病細胞などに対する細胞毒活性を見出した。ところで、昨年度の研究報告にもあるように、当初の目的である「ビオチン化抗強心配糖体による抗癌作用の増強」を検討中に、培地中に塩化カリウム溶液を添加すると、DTXの細胞毒性が減弱されることを見出したので、今年度はその実験を更に発展させることにした。DTXをHL60細胞に作用させた後の生細胞内のカリウムイオン濃度をPBFIとPIで染色後、フローサイトメーターで測定すると、無処理細胞に比べて、減少していた。そこで、培地に塩化カリウム溶液を添加したのちに、DTX処理した細胞内のカリウムイオン濃度を測定すると、添加しない場合より更に減少した。一般にアポトーシス誘導剤は細胞を縮小させると同時に、細胞内のカリウムイオン濃度が低下すると考えられているので、Staurosporinなどの他のアポトーシス誘導剤(10種)についても検討した結果、薬剤によっては細胞が増大したり、細胞内のカリウムイオン濃度が増大した。例えば、cytarabineを作用させると細胞内カリウムイオン濃度が上昇し、staurosporinを作用させると減少した。しかし、staurosporinの場合はDTXの場合と異なり、塩化カリウム溶液を添加しても細胞内のカリウムイオン濃度や細胞毒性は殆ど変化しなかった。このように、薬剤によって細胞内のカリウム濃度の変化は様々であり、作用機作の違いを反映しているのかもしれない。一般に細胞内のカリウムイオンはアポトーシスを阻害すると考えられているが、我々のデータはそれと矛盾する結果となった。また、薬剤処理によって細胞内カリウムイオンが上昇することは通常では考えられない。抗癌作用をもつ天然物を検索する過程で、digitoxin(以下、DTXと略す)などの強心配糖体に、ヒト白血病細胞などに対する細胞毒活性を見出した。そこで、癌細胞のどういう成分と相互作用するかを検討するために、まず、DTXに対するモノクローナル抗体を作製し、それをビオチン化することによってDTXで処理した細胞におけるDTXの分布を調べることにした。予備実験として、抗体によるDTXの細胞毒性の中和効果を確認したが、予想に反して、ビオチン化抗体では逆にDTXの細胞毒性を増強した。このことは、DTXとそのビオチン化抗体を併用すれば、DTX単独よりも効果的な抗癌剤が可能であることを示唆しており、今回の萌芽研究の眼目でもある。しかし、今年度は抗体産生細胞(ハイブリドーマ)の調子が悪いのか、抗体産生量が少なく、抗体を精製することに難航している。何とか手持ちのビオチン化精製抗体を用いて、ヒト白血病細胞のHL60に対するDTXの細胞毒性増強効果は確認できたが、今年の目標である、各種の癌細胞に対する抗癌作用の増強効果はまだ、検討できていない。早急に、抗体を精製しなければならない。以上の実験と平行して、DTXが癌細胞のどのような成分と相互作用をするか検討するために、癌細胞を界面活性剤で可溶化してから、DTXカラムを用いたアフィニティクロマトを行い、SDS-PAGEで、DTX親和性分画をゲル内消化し、MASSにかけることにより、DTXがチュブリンと相互作用している可能性が判明したので、DTXの抗癌作用は細胞分裂阻害に基づくのかもしれない。一方、DTXは心筋の細胞膜のNa,K-ATPaseを阻害して、強心作用を示すと考えられており、DTXの抗癌作用もNa,K-ATPase阻害に基づくと考えられたが、予想に反する結果となった。今後は、DTXの抗体精製を急ぎ、当初の目標をクリアすると共に、DTXと相互作用をする細胞成分を検索したい。そこで、HL60細胞のどういう成分と相互作用するかを検討するために、まず、DTXに対するモノクローナル抗体を作製し、それをビオチン化することによってDTXで処理したHL60細胞におけるDTXの分布を調べることにした。しかし、今年度の研究により、ビオチン化抗体よりも溶媒として使ったPBSに細胞毒性増強効果が見出されたので、各種陽イオンが細胞毒性に与える効果を検討した。その結果、K+/Na+の比が大きいほどDTXの細胞毒性が減弱されることがわかった。一方、Staurosporinなどの他のアポトーシス誘導剤はDTXほどはK+/Na+の比の影響を受けなかった。このことはDTXのHL60細胞上のターゲットがNa+,K+-ATPaseであることを示唆している。以上の実験と平行して、昨年度の研究でDTXが癌細胞のどのような成分と相互作用をするか検討するために、癌細胞を界面活性剤で可溶化してから、DTXカラムを用いたアフィニティクロマトを行い、SDS-PAGEで、DTX親和性分画をゲル内消化し、LC-MSにかけることにより、DTXがチュブリンと相互作用している可能性が推定されたが、再度、カラム内の樹脂の活性基をブロッキングミルクなどでマスクするなどの工夫をしてやり直す必要がある。

一方、Bodipy DTXとHL60細胞との結合はK+/Na+の比にあまり影響を受けないので、DTXの抗癌作用がNa,K-ATPase阻害に基づくと考えられるのは、まだ、早計と考えられる。今後は、この点を明らかにすることを目的とし、DTXと相互作用をするHL60細胞成分を検索したい。また、それを土台として、DTXの細胞毒性が細胞種によって大きく異なる原因を明らかにしたい。抗癌作用をもつ天然物を検索する過程で、digitoxin(以下、DTXと略す)などの強心配糖体に、HL60細胞などのヒト白血病細胞などに対する細胞毒活性を見出した。ところで、昨年度の研究報告にもあるように、当初の目的である「ビオチン化抗強心配糖体による抗癌作用の増強」を検討中に、培地中に塩化カリウム溶液を添加すると、DTXの細胞毒性が減弱されることを見出したので、今年度はその実験を更に発展させることにした。DTXをHL60細胞に作用させた後の生細胞内のカリウムイオン濃度をPBFIとPIで染色後、フローサイトメーターで測定すると、無処理細胞に比べて、減少していた。そこで、培地に塩化カリウム溶液を添加したのちに、DTX処理した細胞内のカリウムイオン濃度を測定すると、添加しない場合より更に減少した。一般にアポトーシス誘導剤は細胞を縮小させると同時に、細胞内のカリウムイオン濃度が低下すると考えられているので、Staurosporinなどの他のアポトーシス誘導剤(10種)についても検討した結果、薬剤によっては細胞が増大したり、細胞内のカリウムイオン濃度が増大した。例えば、cytarabineを作用させると細胞内カリウムイオン濃度が上昇し、staurosporinを作用させると減少した。しかし、staurosporinの場合はDTXの場合と異なり、塩化カリウム溶液を添加しても細胞内のカリウムイオン濃度や細胞毒性は殆ど変化しなかった。このように、薬剤によって細胞内のカリウム濃度の変化は様々であり、作用機作の違いを反映しているのかもしれない。一般に細胞内のカリウムイオンはアポトーシスを阻害すると考えられているが、我々のデータはそれと矛盾する結果となった。また、薬剤処理によって細胞内カリウムイオンが上昇することは通常では考えられない。
超高温環境下における耐酸化性ニオブ基合金の創製と耐食機構の解明

ニオブ等の耐火金属の合金や複合材料は高温強度に優れることから,次世代の高温材料として期待されているが,高温での耐酸化性に劣ることが問題となっている.ニオブにアルミニウムやクロムを添加すると,耐酸化性は改善するが充分とはいえない。本研究では,ニオブにアルミニウムやクロムなどの耐酸化性の改善に有効と思われる元素を複合添加し,耐酸化性に優れたニオブ基合金を開発することを目的として研究を行った.スパッタ法で作製したNb-Al-Cr合金に関する2年間の研究の結果,ニオブを40 at%程度含み,アルミニウムとクロムを同時添加することで耐酸化性が大幅に改善し,1273K以下で酸化は放物線則にほぼ従うようになった。その速度定数は一般的なクロミアを形成する耐熱合金よりも小さな値となった。しかしながら,生成スケールは外層にクロミア,内層にニオブ,クロム,アルミニウムを含む酸化物の混合物であり,最も望ましいα-アルミナスケールは形成しなかった。硫化環境ではNb-Al合金は初期にアルミニウムの優先的な硫化が生じるので,アルミニウムの優先酸化を期待してSO2を含む酸化環境で反応を行った。その結果,40 at%程度のニオブを含む合金では,アルミニウムの優先酸化が起こるようにはなったものの,アルミナは外層スケールを形成することなく,内部酸化層を形成することがわかった。そこで,ニオブをさらにアルミニウムで置換することで,アルミニウムの活量を増大させると,α-アルミナスケールが1073K以上で生成し,耐酸化性は著しく向上した。このようにアルミニウム含有量が多い合金を機械的特性に優れたニオブ基合金へコーティングした場合,相互拡散によるアルミニウムの減少のために,耐酸化性が低下する危倶があるが,本研究では,アノード酸化アルミナを換算障壁層として導入することにより,相互拡散を効果的に抑制できる可能性も明らかとした。ニオブなどの耐火金属の合金や複合材料は高温強度に優れることから,次世代の高温材料として期待されているが,高温での耐酸化性に劣ることが問題となっている.本研究では,ニオブにアルミニウムやクロムなどの耐酸化性の改善に有効と思われる元素を複合添加し,耐酸化性に優れたニオブ基合金を開発することを目的として研究を行った.耐酸化性を向上させるには合金表面に均一な保護スケールを形成させる必要があり,そのためには合金は単相もしくは結晶粒の小さいナノ結晶合金が望ましい.そこで,本研究ではニオブにアルミニウムとクロムを添加した単相アモルファス合金をスパッタ法により作製し,その耐酸化性について検討を行った.このように作製した合金は高温で結晶化しても結晶粒があまり成長せず,数10nmの結晶サイズに留まる.これまでの研究から,Nb-Al二元合金では,耐酸化性を担うと期待される連続的なアルミナスケールが形成せず,合金は800°C以上の温度でbreakaway酸化を示し,耐酸化性は乏しい.また,Nb-Cr合金においても,スケール内層にニオブを含むポーラスな酸化物層が生成するため,耐酸化性を担う外層クロミア層の局部的な破壊と修復を伴うような酸化となり,充分な耐酸化性は得られないことを明らかにしている.しかし,本研究において,ニオブにアルミニウムとクロムを同時添加することで,耐酸化性は大きく改善されることが明らかとなり,その1000°Cまでの酸化速度は典型的なクロミアスケールを形成する耐熱合金よりも小さくなった.酸化によって生成した表面保護スケールの解析を行ったところ,外層はクロミアからなり,また,最内層はNbOとAl_2O_3からなることが明らかとなった.このような低次のニオブ酸化物の生成はNb-AlやNb-Cr合金の場合には認められず,緻密な酸化物スケールが形成した結果,スケール内層における酸素ポテンシャルがかなり低下していることが示唆された.ニオブ等の耐火金属の合金や複合材料は高温強度に優れることから,次世代の高温材料として期待されているが,高温での耐酸化性に劣ることが問題となっている.ニオブにアルミニウムやクロムを添加すると,耐酸化性は改善するが充分とはいえない。

このようにアルミニウム含有量が多い合金を機械的特性に優れたニオブ基合金へコーティングした場合,相互拡散によるアルミニウムの減少のために,耐酸化性が低下する危倶があるが,本研究では,アノード酸化アルミナを換算障壁層として導入することにより,相互拡散を効果的に抑制できる可能性も明らかとした。次世代の高温材料として期待されているニオブ基材料の耐酸化性を改善するには,アルミニウムとクロムを同時添加することが有効であることが前年度の研究で明らかになった。一方,ニオブは耐酸化性に乏しいものの,高温硫化腐食環境では優れた耐食性を示すことが知られている。そこで,本年度はSO_2を含む酸化環境において,Nb-Al-Cr合金上により保護性の高いスケールを形成する可能性について検討を行った。ニオブを40at%程度含む3元合金では,SO_2を10%まで含む環境では酸化の進行が速くなり,保護性の向上したスケールは形成しないが,硫黄が合金/スケール界面にまで侵入することで,アルミニウムが優先的に反応することになり,アルミナが金属ニオブ中に分散するような内層スケールを形成することをはじめて明らかにした。この現象は,合金/スケール界面で硫化物としては最も安定なAl_2S_3が速度論支配で一旦生成する。このとき,硫黄分圧が低いために,ニオブやクロムは硫化物を作らないと考えられる。その後、Al_2S_3は熱力学的により安定な酸化物へと変化することで説明される。このようにSO_2を含む環境においてニオブを40at%程度含むNb-Al-Cr合金では,アルミニウムが優先的に酸化するがその酸化は内部酸化的に進行するため,連続的な保護性の高い保護アルミナスケールを形成するには至らない。しかし,さらにアルミニウム量を増やし,ニオブを減らすと,SO_2の有無にかかわらず,連続的なアルミナスケールが形成し,高い耐酸化性を示すことが明らかとなった。この場合,SO_2を含む環境下でも硫黄が合金/スケール界面にまで侵入することはなく,非常に緻密なアルミナスケールが形成していることを示す結果となった。また,この合金を耐酸化性乏しいTiAlにコーティングすると,密着性が悪く,充分な耐高温酸化性を付与できないが,TiAl上にアルミニウムをスパッタし,これをアノード酸化してアルミナ膜を形成した後,Nb-Al-Cr合金をコーティングすると,母材とコーティングとの間の相互拡散を防ぐとともに,密着性も改善され,耐酸化性が大きく向上することがわかった。
中新世類人猿の食性に関する形態学的研究

この研究プロゼクトの契機は、北ケニアのツルカナ湖の南方、約100キロメートルのナチョラ地域とサンプル・ヒルズで多数のヒト上科霊長類が発見されたことにあり、ここでは、主として歯牙形態学により、それら中新世中・後期ヒト上科霊長類の食性を復元することが目的である。具体的には、原生の各種ヒト上科霊長類(人類と類人猿)の食性を主として文献から探り、平行して三次元計測・解析システムによる歯牙形態の詳細な量的解析をおこなう。そのうえで、両者のデータをふまえて現生ヒト上科の食性と歯牙形態の相互関係をまず明らかにする。次いで中新世化石ヒト上科の歯牙標本の同様な量的解析をおこない、上記の化石ヒト上科や東アフリカ産の中新世類人猿や初期人類の食性を推定することになる。今年度はこの補助金による研究の最終年度にあたることから、標本を追加、充実し、化石ヒト上科霊長類の食性復元をより確かなものとするように心がけた。今年度の計測、解析対象は現生種では、チンパンジー、ピグミーチンパンジー、ゴリラ、オランウータン、テナガザルの類人猿とヒヒ類、アカコロブス、ニホンザル、オマキザル類などのサル類であり、化石ヒト上科としてはケニアピテクス、ニアンザピテクス、プロコンスルなどの追加、ラエトリのアウストラロピテクス、それに先史時代人などであった。結果の概要としては、プロコンスルなどの初期中新世の類人猿は、咬頭が高く、柔らかい繊維性の食物を、ケニアピテクスなどは丸みのある低い咬頭をもち、かなり堅い堅果や樹皮などの食物を口で破砕して接収することが、さらにアウストラロピテクス類は堅果、穀粒、樹皮などの堅く、強靭な食物を擦り潰して摂食することが推定された。今年度実施予定の主要項目は、1)計測・解析システムの導入、2)現生類人猿の歯牙形態の計測と解析、3)現生類人猿の食性についての資料の収集、4)計測・解析用標本の収集、5)歯牙形態と食性の関連について予備的考察、それに6)解析システムの改良であった。実施状況としては計画をほぼ達成できたと考えている。システムの導入は計測にサーベーヤーを、解析に3Dスフィンクス・システムを予定通り導入した。歯牙の計測と解析はスイスのチューリッヒ大学人類学博物館より提供を受けた幼年のゴリラを中心に行った。萌出したばかりの上顎第1大臼歯を取り上げ、トリゴン盆の形状をプロトコーン、メタコーン、パラコーンの3咬頭とトリゴン盆の最深部からなる三角錐を用いて解析をおこなった。予備的ではあるがケニアピテクスとの比較ではゴリラのトリゴン盆は有意に深いとされ、その結果を昨年の人類学会大会で発表した。アフリカの大型類人猿に関する食性の文献調査を開始し、中新世類人猿の歯牙模型の収集についてもプロコンスルの一部を収集した。食性と形態の関連についてはゴリラのほかオセアニアの資料についても検討を試みた。解析システムの改良は等高線図作成の簡略化、2方向から見た傾斜度の表示などについて行い、さらに三次元形状のモデル化についても検討を始めている。歯冠形状と咬合様式の関連についてはヒトの研究を基礎に進めており、来年度はプロコンスル類に加えオランウータン、シバピテクス、ドリオピテクスの各類の歯牙標本の充実と解析に力点を置く。現生ヒト上科の食性と歯牙形態の解析から、東アフリカ中新世類人猿と初期人類の食性を知ることがこの研究の目的である。

第2年度にあたる平成6年度の計画は、第1年度で導入した三次元計測・解析システムを駆使した現生および化石類人猿の歯牙形態の計測と解析、現生類人猿の食性調査、標本収集、さらに計測=解析システムの改良とデータベース化などにより食性と歯牙形態の関連を把握することであった。計測と解析をおこなった現生類人猿はチンパンジー、ピグミーチンパンジー、ゴリラ、オランウータン、テナガザルであり、サル類はアカコロブス、ニホンザル、ナキガオザルで、化石ヒト上科はケニアピテクス、ニアンザピテクス、プロコンスル、サンブル、ホミノイド、ツルカナのアウストラロピテクスである。食性に関して調査、情報収集した現生の類人猿はチンパンジー、ゴリラ、オランウータンである。資料の収集はとくにオラン=ウータンを中心に若干の化石ヒト上科であった。計測=解析システムの改良では円筒座標系による解析を試み、計測においても若干速度を高めた。結果の発表は、北海道での慟態学会大会、霊長類研究所での国際および国内の2つのシンポジウム、さらに鹿児島での人類学=民族学連合大会で行った。その中には3次元計測=解析システムの四肢躯幹骨化石への応用例も含まれ、今後、有限要素法を用いた歯の構造解析も計画している。現生のヒト上科(ヒトと類人猿)の食性と歯牙形態の解析から、東アフリカ中新世類人猿と初期人類の食性を知ることがこの研究の目的である。第3年度にあたる平成7年度の具体的な計画は、第2年度に引き続き第1年度で導入した三次元計測・解析システムを駆使して歯牙形態の詳細な解析をおこない、標本収集と現生類人猿の食性分析ともあわせて、化石類人猿の食性解明に向けたアプローチを推進することであり、同時に計測・解析システムの改良をすすめ、データベース化への準備もはじめることであった。計測と解析をおこなった現生類人猿は第2年度の上に積み重ねる形でチンパンジー、ピグミーチンパンジー、ゴリラ、オランウータン、テナガザルについておこなった。サル類はヒヒ類、アカコロブス、ニホンザル、オマキザル類などで、化石ヒト上科はケニアピテクス、ニアンザピテクス、プロコンスルなどの追加、ラエトリのアウストラロピテクス、それに先史時代人である。食性に関して情報収集した現生の類人猿はチンパンジー、ゴリラ、オランウータンの追加とテナガザルである。資料の収集は中新世のホミノイドと若干の先史時代人であった。計測=解析システムは円筒座標系による計測・解析方法をさらに改善した。結果の発表は、国内の学会などでの歯牙形態の発表のほか、シカゴ大学人類学部のR.タトル教授が組織した北イタリア、コモ湖畔のロックフェラ-財団国際会議場のシンポジ-ムでは3次元計測=解析システムによるラエトリの足跡化石の解析結果を発表した。新しい企画としては、摩耗様式の分析や有限要素法による歯の力学的な構造解析も始めている。この研究プロゼクトの契機は、北ケニアのツルカナ湖の南方、約100キロメートルのナチョラ地域とサンブル・ヒルズで多数のヒト上科霊長類が発見されたことにあり、ここでは主として歯牙形態学により、それら中新世中・後期ヒト上科霊長類の食性を復元することが目的である。具体的には、現生の各種ヒト上科霊長類(人類と類人猿)の食性として文献から探り、平行して三次元計測・解析システムによる歯牙形態の詳細な量的解析をおこなう。その上で、両者のデータを踏まえて現生ヒト上科の食性と歯牙形態の相互関係をまず明らかにする。次いで中新世化石ヒト上科の歯牙標本の同様な量的解析をおこない、上記の化石ヒト上科や東アフリカ産の中新世類人猿や初期人類の食性を推定することになる。今年度はこの補助金による研究の最終年度にあたることから、標本を追加、充実し、化石ヒト上科霊長類の食性復元をより確かなものとするように心がけた。
多項式環の指数自己同型の余順性

本研究では,多項式環の自己同型群の構造を解明するために,「順部分群」と関係が深い「余順自己同型」の研究を行う.多項式環の自己同型Fが余順であるとは,Fとアフィン自己同型で生成される部分群が順部分群を含むときにいう.近年導入されたこの概念は,自己同型群の構造と密接に関係している.本研究の目標は,3変数の場合に野生かつ非余順な自己同型の例を構成することである.このような例が構成できれば,順部分群を横断する新たな部分群の発見となる.また,指数自己同型の余順性を解明していく中で,指数自己同型を簡約する技法の確立も目指す.この技法が確立されれば未解決だった自己同型の問題への応用が期待できる.本研究では,多項式環の自己同型群の構造を解明するために,「順部分群」と関係が深い「余順自己同型」の研究を行う.多項式環の自己同型Fが余順であるとは,Fとアフィン自己同型で生成される部分群が順部分群を含むときにいう.近年導入されたこの概念は,自己同型群の構造と密接に関係している.本研究の目標は,3変数の場合に野生かつ非余順な自己同型の例を構成することである.このような例が構成できれば,順部分群を横断する新たな部分群の発見となる.また,指数自己同型の余順性を解明していく中で,指数自己同型を簡約する技法の確立も目指す.この技法が確立されれば未解決だった自己同型の問題への応用が期待できる.
抗IL-18受容体抗体を用いた炎症性呼吸器疾患治療研究

BALB/cバックグラウンドのIL-18トランスジェニックマウスの気管支喘息モデルマウスは、野性型の気管支喘息モデルマウスと比べて、気道過敏性亢進および気管支肺胞洗浄液中の好酸球増加を認めました。これらの作用は、CD4およびIL-13による機序であることが明らかになりました。一方臨床検体においては、気管支喘息、健常者を対象に血清中の可溶化IL-18受容体(sIL-18R)レベルを測定しました。対象は、アトピー型気管支喘息患者19名、気道過敏性を有さないアレルギー患者14名および気道過敏性を有さない非アレルギー健常者14名としました。結果は、アトピー型気管支喘息患者:32.93ng/ml、気道過敏性を有さないアレルギー患者:18.78ng/ml、気道過敏性を有さない非アレルギー健常者:16.09ng/mlであり、アトピー型気管支喘息患者では、その他の二群と比較して有意に高値でした。さらに、血清中SIL-18Rは、IgEレベルと正の相関を認めました。これらの結果より血清中の可溶化IL-18受容体レベルは、アトピー型気管支喘息の新規バイオマーカーとして有用であると考えられました。BALB/cバックグラウンドのIL-18トランスジェニックマウスの気管支喘息モデルマウスは、野性型の気管支喘息モデルマウスと比べて、気道過敏性亢進および気管支肺胞洗浄液中の好酸球増加を認めた。これらの作用は、CD4およびIL-13によることがわかった(Sawada M,PLoS ONE; 2013)。しかし、気管支喘息モデルマウスに抗IL-18抗体を投与したが、気管支洗浄液中の好酸球増多および気道過敏性亢進は抑制されなかった。また、C57BL/6マウスにてIL-18を肺特異的に強発現したマウスは、肺気腫を引き起こし、体重、筋量および骨密度の減少を認め、ヒトの慢性閉塞性肺疾患に近いモデルであることがわかった(現在論文投稿中)。臨床検体においては、血清中の可溶化IL-18受容体が、アトピー型気管支喘息患者において、健常者とアレルギー患者と比較して有意に高値であった。さらに、血清中SIL-18Rは、IgEレベルと正の相関を認めた。これらの結果より血清中の可溶化IL-18受容体レベルは、アトピー型気管支喘息の新規バイオマーカーとして有用であると考えられた(Imaoka H, Allergology Int; 2013)。COPD (重症度Stage IIV),気管支喘息、健常者を対象に新規ELISAシステムを開発、利用して、血清中の可溶化IL-18受容体レベルを測定しました。結果は、COPD重症度stageI/II (n=59): 40.27ng/nl、stage III/IV (n=39): 44.77ng/ml、喫煙者(n=36): 53.11ng/ml、非喫煙者(n=51): 58.62ng/mlであり各群における有意な差を認めませんでした。一方、アトピー性気管支喘息患者(n=19): 32.93ng/ml、気道過敏性を有さないアレルギー性患者(n=14): 18.78ng/ml、気道過敏性を有さない非アレルギー健常者(n=14): 16.09ng/mlでありアトピー性気管支喘息患者では、その他の二群と比較して有意に高値をしめしました。本研究の目的の一つであった新規バイオマーカーとしての血清中の可溶化IL-18受容体は、気管支喘息患者では有用であると考えられました。今後、気管支喘息の症状コントロール不良時と比較検討をおこなっていく予定です。また、マウスモデルにおいて、IL-18受容体の機能解析目的にてIL-18受容体KOマウスに対して、抗原吸入曝露実験をおこないました。結果としては、気管支肺胞洗浄液中の好酸球数は、コントロール群と比較して変化を認めませんでした。今後、実際にIL-18抗体を投与して検討をおこなっていく予定です。可溶化IL-18受容体レベルを、COPD,気管支喘息患者、健常者において測定はすでに終了し、解析を終了しました。

また、マウスの実験に関しても、IL-18レセプターKOマウスによるその機能解析を終了しました。平成24年度は基本的には前年度の研究の継続と抗IL-18受容体抗体の中和活性の効果判定を中心に行います。抗IL-18受容体抗体の中和活性の効果判定樹立した中和抗体をNK0細胞株(IL-18感受細胞)やIL-18TGマウスを使用して中和活性の効果判定を試験管内や生体内で行い中和活性の効果判定を行います。方法:我々が確立した急性期気管支喘息モデルの方法を用います。具体的にはBalb/c IL-18TGマウスを使用します。抗IL-18受容体抗体投与群(6匹)、コントロールとしての生理食塩水投与群(6匹)にて、気管支肺胞洗浄液の細胞分画、気道過敏性を比較検討し、樹立したモノクロナール抗体が治療効果があるかを検討します。また、増悪前後のCOPD、喘息患者をそれぞれ20名ずつ集め増悪予測および症状コントロール予測因子として、可溶化IL-18受容体が有用であるかを検討します。前年度と同様にマウス購入や実験資材を中心とした物品費が、おもな実験費の使用目的となります。加えて、前年度および本年度で得られた結果を米国呼吸器学会、アレルギー学会にて発表さらに論文投稿にかかる諸経費としての使用を予定しています。