hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
食物抗原吸収に及ぼす非ステロイド性抗炎症薬の影響

昨年度に行った研究で、健常人においてアスピリン以外の非ステロイド性抗炎症薬であるロキソプロフェンナトリウムやジクロフェナクにもアスピリン同様に小麦製品摂取後の血中グリアジン濃度上昇作用があること、および、非ステロイド性抗炎症薬のなかでもシクロオキシゲナーゼ2を選択的に阻害するメロキシカムはその作用がほとんど無いことを明らかにした。本年度は、血中に検出される小麦グリアジンの性状および生物学的活性を明らかにする目的で以下のとおり実施した。健常人3名にアスピリン(1000mg)を投与し、30分後にうどん(小麦粉120g)を摂取させ、試験前及び食後0,15,30,60,120,180分に採血を行った。食後60分の血清から70%エタノールによりグリアジンを抽出し、ゲル濾過HPLC(TSKgel-2000)により解析した結果、分子量約3万をピークトップとするブロードなピークが認められた。すなわち、グリアジンは抗原性を有する高分子の状態で吸収され血液中に存在していることが示唆された。また、血清を直接ゲル濾過により分析すると、分子量3万のピークに加え免疫複合体と推測される分子量10万以上のピークが認められた。次に、血清中に検出されるグリアジンの抗原としての活性を、小麦依存性運動誘発アナフィラキシー患者由来好塩基球を用いて評価した。その結果、健常人の血中に存在するグリアジンは好塩基球からのヒスタミンを遊離する活性をもつことが明らかとなった。さらに、小麦依存性運動誘発アナフィラキシー患者の小麦負荷試験時の血中に存在するグリアジンは、同様に好塩基球からのヒスタミン遊離活性を有することが示された。以上の結果は、非ステロイド抗炎症薬の服用が食物抗原の吸収を促進することを示唆するものである。従って、非ステロイド抗炎症薬の服用は食物アレルギーの症状誘発やアレルゲンへの感作段階における危険因子であると考えられた。小麦依存性運動誘発アナフィラキシー患者の誘発試験において、アスピリン投与後小麦製品を負荷すると、症状の誘発に平行して原因抗原である小麦グリアジンの血中濃度が上昇することを見い出している。本研究ではまず初めに、健常人においてアスピリンが小麦摂取後の血中グリアジン量に及ぼす影響を検討した。被検者7名にアスピリン(0,100,200,500,1000mg)を投与し、30分後に小麦(うどん120g)を摂取させ試験前及び食後0,15,30,60,120,180分に採血を行い、血清中グリアジン濃度をELISA法にて測定した。その結果、アスピリン濃度依存的に血中グリアジン量の上昇が認められた。しかし、アスピリンに対する感受性には個体差が認められた。次に、アスピリン以外の非ステロイド抗炎症薬(NSAIDs)の影響を明らかにする目的で、ロキソニン(120mg),ボルタレン(50mg)およびモービック(15mg)の作用を同様の方法で検討した。その結果、ロキソニンおよびボルタレンには、アスピリン同様に血中グリアジン上昇作用が認められた。しかし、モービックについては、血中抗原の上昇作用はほとんど認められなかった。以上の結果より、アスピリン以外のNSAIDs服用によっても小麦アレルゲンの血中濃度が上昇することが明らかとなった。また、シクロオキシゲナーゼ-2(COX-2)選択的阻害剤であるモービックでは血中グリアジン濃度上昇作用は認められなかったことから、血中抗原上昇のメカニズムのひとつにCOX-1阻害により引き起こされる消化管障害に伴う高分子物質の消化管透過性亢進が考えられた。
p53の変異部位に対応した放射線による癌治療法の開発

1.いくつかの突然変異したp53遺伝子と正常p53遺伝子をSaos-2細胞(p53遺伝子が欠失している骨肉腫細胞)に導入した。2.放射線感受性を測定したところ、正常p53遺伝子導入細胞では、Saos-2細胞より放射線感受性が高くなった。一方、143A、175H、273H変異細胞では、放射線感受性が変わらなかったが、123A変異細胞では、放射線感受性が高くなった。3.放射線によるアポトーシスの誘導を調べたところ、放射線の感受性とアポトーシス誘導が対応していた。4.放射線によるWaf-1の誘導と細胞周期停止を調べたところ、放射線感受性とは相関していなかった。5.各種抗癌剤に対する感受性を測定したところp53遺伝子の変異部位によって抗癌剤に対する感受性が異なった。6.Yeastfunctional assayでこれらのp53変異遺伝子を調べたところ、放射線感受性が高くなった変異では正常型に判定され、放射線感受性が変わらなかった変異では変異型に判定された。Yeastfunctional assayの判定と放射線感受性は対応していた。
ヘム蛋白特にP450における鉄I価中間体検出のための高速酸素混合測定装置試作

ヘムオキシゲナーゼやP-450はNADPHに由来する2ケの電子と分子状酸素を用いて,それぞれ基質としてのヘムや脂質ヘムの酸素添加を行うモノオキシゲナーゼ反応を触媒している.その場合何れもプロトヘムの鉄の電子状態と酸素の活性化及び基質への酸素分子又は原子の取り込みがおこるのであるが,その詳細は不明である.ヘムオキシゲナーゼ反応ではプロトヘムからα-オキシヘムに至る過程は酵素的に進行するが,それ以後ベルドヘム,ビリベルジンへの過程は自動酸化的に非酵素的に反応が進行する.高速酸素混合装置を試作し,酵素反応及び有機溶媒系を用いるモデル反応において,反応中間体の生成の模様をm-secのオーダーで常温から-10°C迄の低温下で電子スペクトルを観察し,更に77Kに迄導いてESRを測定した.その結果酵素的に生じたオキシヘムのメゾ位炭素につく水素基は容易に脱プロトン化してエノレートイオンを形成し,更に中心鉄へ-電子分子内転移を行い,鉄2価のポルフィリンπ-中性ラジカルを生じ,メゾ位炭素に隣接する炭素に,電子密度が高くなることが計算され,そこに酸素の添加がおこり, 893nmに一過性に吸収が現れる.このFe(II)-ラジカルを77KでESRをとるとFeI価と極めて類似のESR像が得られる. P-450反応に於いて, S^-+Fe^<2+>-O_2→S・Fe(I)-O_2→S・Fe〓→(FeO)^<3+>を考え反応中間体としてFeI価に近いものが現れるのではないかと予想して,プロトヘムーn-ブチルメチルカプチドを用いて実験を行ったが, ESRではFe(II)価の低スピン状態を観察するに止まりFe(I)価の状態は認められなかった.Fe(IV)=Oを思わせる438, 555, 583nmに吸収を持つスペクトルが得られ,これはS・FeII-O_2^〓→Fe(IV)=Oを形成するものと考えられる.本研究に試作された高速酸素混合装置は,プロトヘム→α-オキシヘム生成の反応やその他の有機溶媒系を用いる化学反応の中間代謝産物の電子スペクトル及びESR測定に極めて大きい効果を持つことが判明した.ヘムオキシゲナーゼやP-450はNADPHに由来する2ケの電子と分子状酸素を用いて,それぞれ基質としてのヘムや脂質ヘムの酸素添加を行うモノオキシゲナーゼ反応を触媒している.その場合何れもプロトヘムの鉄の電子状態と酸素の活性化及び基質への酸素分子又は原子の取り込みがおこるのであるが,その詳細は不明である.ヘムオキシゲナーゼ反応ではプロトヘムからα-オキシヘムに至る過程は酵素的に進行するが,それ以後ベルドヘム,ビリベルジンへの過程は自動酸化的に非酵素的に反応が進行する.高速酸素混合装置を試作し,酵素反応及び有機溶媒系を用いるモデル反応において,反応中間体の生成の模様をm-secのオーダーで常温から-10°C迄の低温下で電子スペクトルを観察し,更に77Kに迄導いてESRを測定した.その結果酵素的に生じたオキシヘムのメゾ位炭素につく水素基は容易に脱プロトン化してエノレートイオンを形成し,更に中心鉄へ-電子分子内転移を行い,鉄2価のポルフィリンπ-中性ラジカルを生じ,メゾ位炭素に隣接する炭素に,電子密度が高くなることが計算され,そこに酸素の添加がおこり, 893nmに一過性に吸収が現れる.このFe(II)-ラジカルを77KでESRをとるとFeI価と極めて類似のESR像が得られる. P-450反応に於いて, S^-+Fe^<2+>-O_2→S・Fe(I)-O_2→S・Fe〓→(FeO)^<3+>を考え反応中間体としてFeI価に近いものが現れるのではないかと予想して,プロトヘムーn-ブチルメチルカプチドを用いて実験を行ったが, ESRではFe(II)価の低スピン状態を観察するに止まりFe(I)価の状態は認められなかった.Fe(IV)=Oを思わせる438, 555, 583nmに吸収を持つスペクトルが得られ,これはS・FeII-O_2^〓→Fe(IV)=Oを形成するものと考えられる.本研究に試作された高速酸素混合装置は,プロトヘム→α-オキシヘム生成の反応やその他の有機溶媒系を用いる化学反応の中間代謝産物の電子スペクトル及びESR測定に極めて大きい効果を持つことが判明した.ヘムが酸化的に開裂して胆汁色素を形成する過程はヘム→α-オキシヘム→α-ベルドヘム→α-ビリベルジンを経過する。α-オキシヘムのピリジン錯体は常温では鉄2価のπ-中性ラジカルの性質を示し低温ではポルフィリンπ系から中心鉄へ1電子が移動して鉄1価に還元される。この反応は温度依存性を示し可逆的である。ヘム蛋白にみられる酸素添加反応の場合にもこのようにヘム鉄とポルフィリン環との電子移動を伴う中間体が観察されるのではないかと思われる。このような一過性に出現する中間体を捕えるために、試作品として吸收スペクトル用とESR用の高速酸素混合装置を本年度完成した。共に窒素下並びに一定温度の酸素ガス下において電磁バルブを通じて瞬間的に反応液を観測セル中に導入して温度を変えながら、msec又はμ-secの高速で吸收

スペクトルとESRの変化を同時に測定することができ、この系と高速スペクトルモニターをコンピューターで連結した。次に【P_(450)】ヘム蛋白は第5配位子としてチオラートアニオン(【RS^-】)を有しているが、この【RS^-】が酸素活性化に際し、どのような役割を演じるかを調べるために【P_(450)】モデル物質として、プロトヘムとn-ブチルメルカプチドを用いて第5配位子の【S^-】から鉄への1電子移動で鉄1価の中間体の出現を予想して上記の高速混合装置を用いて実験を行った。しかしESRではシグナルを認めず、鉄2価の低スピン状態を観察するに止まった。しかし微量の【O_2】と【H_2】Oを添加すると明暸に3本線に分れる超微細構造をもつNOラジカル類似の未知のESRシグナルを観測した。このESRシグナルは何を意味するか、その本態の研究は次年度にもちこされている。更に【P_(450)】モデル化合物の酸素添加後のスペクトルで【〔#K#〕^-】を思わせる438,555,583nmに吸收をもつ一過性の吸收帯が現われることを確認した。これはoxenoidの前駆物質ではないかと考えられる。ヘムが開裂分解して胆汁色素(ビリベルジン,ビリルビン)を形成する反応は生物学上極めて重要であり、反応はヘムオキシゲナーゼによる酸素添加反応の形で進行する。今回はヘム分解の初期反応であるヘムのα-メゾ位の炭素を水酸化してα-オキシヘムを生成する水酸化反応の機構を研究した。この水酸化反応がp-450型のモノオキシゲナーゼ反応であると予想すると、ヘム鉄【II】価の酸素型に(1)電子が何個酸素側に移動して酸素が活性化されるのか、(2)その結果生じた酸素原子がポルフィリンのピロール環内を移動してα-メゾ位の炭素に達するのか?或は鉄と結合した活性酸素が直接橋渡し的にα-メゾ位炭素に導入されるのかを研究する必要がある。われわれはこのオキシゲナーゼのモデル系としてミオグロビン(Mb)又はプロトヘム-1,2-ジメチルイミダゾール錯体から種々の鉄-酸素又は活性酸素誘導体を合成して、そこから生ずる中間体→α-オキシヘム生成の条件を研究した。そして中間体を調べるために、低温下の反応や、酸素又は活性酸素高速混合測定装置を用いて電子スペクトルの変化を測定した。Mb-Fe(【III】)に過酸化水素を添加すると、Mb-Fe(【IV】)=Oを生ずるが、この酸素原子は安定で、α-メゾ位炭素に水酸化反応を起すことはない。次にFe(【IV】)=Oにアスコルビン酸を加えて更に一電子還元するか、或は予めアスコルビン酸でMb-Fe(【II】)を生成させ過酸化水素を加えると約1520%の収率でα-メゾ位に水酸化を起す。ヌプロトヘム-1,2-ジメチルイミダゾール系において、アスコルビン酸を加えFe(【II】)に還元して【H_2】【O_2】を添加すると定量的にα-オキシヘムを生成する。以上の結果から、Fe(【IV】)=Oに1電子還元して生じた水酸ラジカルの関与がメゾ位攻撃の主流と考えられる。そしてこれらの変化は酸素原子がポルフィリン環内を移動するのではなく、Fe(【II】)-過酸化水素から橋渡し式にα-メゾ位に移動するように考えられる。
ソリトン理論の非可換化・高次元化と弦理論・可積分系への応用

昨年度に引き続き、非可換反自己双対Yang-Mills方程式のソリトン解の研究を推し進め、ソリトン解の漸近的振る舞いなどを考察した。特にDarboux変換を用いたWronskian型のQuasideterminant解を用いることで、ソリトン数が一般の場合の散乱過程の漸近的振る舞いを明らかにした。これは英国グラスゴー大学のClaire Gilson氏との共同研究に基づく。昨年度に研究代表者の博士後期課程学生が導出した高次元ゲージ理論の特殊な非可換ソリトン解について、解の拡張・超対称性との関連を調べ、8次元からのリダクションによる包括的な分類を行った。非可換空間におけるインスタントン解のAtiyah-Drinfeld-Hitchin-Manin (ADHM)構成法に関する中津了勇氏(摂南大学)との共同研究の一部を論文としてまとめている。スター積形式でのモジュライ空間の双対性の証明が主結果である。これに加えて、オぺレータ形式での厳密かつ系統的な解構成とインスタントン数の起源について研究会で成果を発表した。他にも、非可換べックルント変換を用いた高次元ブラックホール解の構成、G = U (1)の場合のPenrose- Ward変換、可積分系のラグランジュ形式などについて、専門家と議論しながら考察を深めた。一連の成果に関して国内外の研究会・セミナーで積極的に発表し、幅広い分野の専門家と質疑応答を行った。特に2019年3月の英国訪問において、高次元ゲージ理論の可積分構造についてさまざまな知見を得た。研究計画に沿って当初の研究課題を着々と進めている.今年度は多岐にわたって新しい方向への萌芽的成果があった.特に数学的側面に関して専門知識を吸収する機会がたくさんあり、個人的にはとても有意義な一年だったと感じている。2018年夏頃は検診のため海外出張を控えたこともあって、今年度の冬は積極的に研究会に参加した。特に2018年12月の本庄早稲田の合宿はとても有意義であった。2018年11月に共同研究者のClaire Gilson氏を名古屋に招聘した際、2019年3月頃にグラスゴーを訪問することを約束し,その機会を活かして周辺大学を訪問した.2週間の滞在であったが、Durham大学でRichard Ward氏と、Oxford大学でLionel Mason氏と、高次元可積分系などについて大変実りある議論をすることができた。Gilson氏との共同研究も大きく進展し来年度に継続することになった。また背景磁場の効果が標準的なゲージ場の量子論の分配関数などにどのような補正を与えるかについて考察を進めていく.ゲージ理論においては背景磁場の効果は時空座標の非可換性に置き換えることができる.非可換パラメータの一次摂動で物理量にどのような補正が入るのか調べたい.リサージェンス構造についても議論する.初年度はまず,中津了勇氏(摂南大学)と共同で,非可換空間におけるインスタントン解のAtiyahDrinfeld-Hitchin-Manin(ADHM)構成法について詳しく調べた.ADHM構成法とは,インスタントン解のモジュライ空間とADHMデータのモジュライ空間との1対1対応(双対性)を基にしたものであり,その双対性の証明を非可換空間上に拡張することが一つの目標である.非可換空間上のゲージ理論の記述には,スター積を用いる記述とオペレータ形式による記述がある.前者は,物理的・幾何学的意味は比較的分かりやすいが,非可換パラメータに関する収束性の取り扱いが難しい.後者は,非可換パラメータの任意の値に対して議論を展開できるが,幾何学的解釈が難しい.スター積を用いる方法で上記1対1対応に関する論文をまとめているが,共同研究者との間で解釈の相違があると思っていたのが実はないことが判明した.同時に論文の全体構成を再検討する必要があると判断し,全面書き換えを施しつつ仕上げに向かっている.大学院生と議論している高次元インスタントンの研究はいろいろと予想以上に難しいことが判明した.6月に北里大学の専門家をセミナー招へいし,ある種の8次元インスタントン解の構成について知見を得た.2月に北里大学にセミナーに呼ばれたため,せっかくの機会だと思い,8次元の非可換インスタントン解の構成を試みたが結局うまくいかなかった.一連の成果に関して国内外の研究会で積極的に発表し,幅広い分野の専門家と質疑応答を行った.可積分系のラグランジュ形式での定式化について休憩時間に(主に文献に関して)有益なコメントをいただいた.2次元複素射影空間上のインスタントンのADHM構成法について,研究会で紹介していただいたのがきっかけとなり,1月のセミナー招へいの際,佐古彰史氏(東京理科大学)と詳しく議論した.おおむね計画に沿って研究を進展させている.しかしどのテーマも予想以上に時間がかかり論文という形にまとめることができなかった.教育負担の増加とそれに伴う健康状態の崩れも一因となってしまった.可積分系のラグランジュ形式に向けた定式化についても児玉裕治氏(米国オハイオ州立大学)、高崎金久氏(近畿大学)と議論しながら考察を深めた.高次元インスタントン解の構成については岡部央昂氏(名古屋大学多元数理科学研究科・大学院生)と引き続き議論を重ねている.岡部氏の導出した厳密解に対して物理的解釈や応用を考えている.

全体的にはすべて良い方向に進展しており,継続研究による実りある成果が期待される.一連の成果に関して国内外の研究会で積極的に発表し,幅広い分野の専門家と質疑応答を行った.公表には至らないものの研究自体は着実に進んでおり,また関連した話題について専門的知識を吸収する機会がたくさんあり,個人的にはとても有意義な一年だったと感じている.特にALF空間上のインスタントンに付随したBowダイヤグラムに関してセミナー・研究会から多くの知見を得た.柳田伸太郎氏(名古屋大学多元数理)のHilbertスキームについての集中講義や望月拓郎氏(京都大学数理解析研究所)のKobayashi-Hitchin対応の解説は,大変貴重だった.研究会には今年もいろいろと参加し,交流を深めてきた.特に,イタリアの国際会議に今年こそ意を決して参加したのが非常によかった.休憩時間に可積分系の専門家(特に児玉氏と高崎氏)にコバンザメのようにへばりついて質問ばかりしていたが可積分系のいろいろな側面について理解が深まった.レジストレーション代を想定してなかったり為替が悪い方向に動いたりして5万円ぐらい赤字だったが元は十分とった.昨年度から北里大学とのつながりが芽生えて,国際会議に呼んでいただくなど意義深い交流があった.特にCaloronの最新成果に関する知見を得た.昨年度に引き続き、非可換反自己双対Yang-Mills方程式のソリトン解の研究を推し進め、ソリトン解の漸近的振る舞いなどを考察した。特にDarboux変換を用いたWronskian型のQuasideterminant解を用いることで、ソリトン数が一般の場合の散乱過程の漸近的振る舞いを明らかにした。これは英国グラスゴー大学のClaire Gilson氏との共同研究に基づく。昨年度に研究代表者の博士後期課程学生が導出した高次元ゲージ理論の特殊な非可換ソリトン解について、解の拡張・超対称性との関連を調べ、8次元からのリダクションによる包括的な分類を行った。非可換空間におけるインスタントン解のAtiyah-Drinfeld-Hitchin-Manin (ADHM)構成法に関する中津了勇氏(摂南大学)との共同研究の一部を論文としてまとめている。スター積形式でのモジュライ空間の双対性の証明が主結果である。これに加えて、オぺレータ形式での厳密かつ系統的な解構成とインスタントン数の起源について研究会で成果を発表した。他にも、非可換べックルント変換を用いた高次元ブラックホール解の構成、G = U (1)の場合のPenrose- Ward変換、可積分系のラグランジュ形式などについて、専門家と議論しながら考察を深めた。一連の成果に関して国内外の研究会・セミナーで積極的に発表し、幅広い分野の専門家と質疑応答を行った。特に2019年3月の英国訪問において、高次元ゲージ理論の可積分構造についてさまざまな知見を得た。研究計画に沿って当初の研究課題を着々と進めている.今年度は多岐にわたって新しい方向への萌芽的成果があった.特に数学的側面に関して専門知識を吸収する機会がたくさんあり、個人的にはとても有意義な一年だったと感じている。2018年夏頃は検診のため海外出張を控えたこともあって、今年度の冬は積極的に研究会に参加した。特に2018年12月の本庄早稲田の合宿はとても有意義であった。
CD134をマーカーとする活性化Tリンパ球測定による移植後GVHDの早期診断

【研究目的】:同種造血細胞移植治療を行う上で、移植後GVHD (graft versus host disease)の発症をいかに早期に診断し治療するかは、患者の生命予後を左右する上で極めて重要な問題である。移植後GVHDは、移植後23週頃に好発する疾患で、その診断は皮疹、肝機能障害、消化器症状等の臨床症状や病理診断により行われているのが現状である。そして、典型的な症状が出現する場合にはその診断は比較的容易であるが、非典型例の場合では診断に苦慮する場合が多く、その場合には死に至るケースも少なくない。そこで、本研究は、同種造血細胞移植患者においてCD3陽性、CD4陽性とともに、活性化Tリンパ球に特異的なCD134陽性細胞を測定し、比較検討することにより、移植後GVHDの早期診断を行うことが可能か否かを検討する。本研究により、ヒトにおいてもCD134とGVHDとの関連性が証明されれば、将来的にGVHD予防薬の適宜使用や投薬量の減量による患者QOLの向上につながるものと考えられる。【研究方法】:当院では年間10例前後の造血細胞移植が施行されているので、これらの患者を対象とし、フローサイトメーターにて対象患者の末梢血のTリンパ球(CD3陽性/CD4陽性)と活性化Tリンパ球(CD3陽性/CD4陽性/CD134陽性)を経時的に計数し、その比(Tリンパ球活性化率:%Activated T Cell ; %ATC)=活性化Tリンパ球/Tリンパ球を求め、臨床所見と対比する。【研究成果】:AML(M4)非血縁者間骨髄移植患者10E001のTリンパ球活性化率は、移植前6.2%、移植後(day2053)7.6±2.4%(n=9)、健常人4.2±1.9%(n=9)であり、観察期間中患者はGVHDを発症しなかった。移植前後のTリンパ球活性化率に差を認めず、健常人との比較で差があることが示唆されたが、今後GVHD発症患者、未発症患者両面で統計解析に耐えうるデータの集積が必要である。
スパース正則化による判別とグループ化に基づく意思決定システムの構築

統計モデルにおいて目的変数を説明する候補変数が高次元の状況下で,適切な変数選択・グルーピングを行う円滑閾値型推定方程式法を援用し,高精度の予測を主眼に置いた意思決定システムの構築を行った.電話による直接顧客マーケティングデータの解析では,預金契約に至りやすい顧客の特徴の把握と予測性が,変数選択法ないしグルーピング法によってどう異なるかを統計的に検証した.また,ゲノムワイド関連研究において個人の疾患発症リスクを高精度に予測するモデルの構築を行った.また,高相関の説明変数が多い状況で,複数の競合モデルを残すことで誤って重要な変数を捨てることを防ぐ方法も提案した.カテゴリカルな応答変数に対して説明変数候補が膨大で、交互作用項が組合せ爆発的に多い状況を考える。このようなデータセットに対し、高次元分割表解析による情報抽出法を経由して、有効な予測変数の探索法を構築できることを明らかにすることと、スパース正則化法を利用したリスク因子剪定法が効率的かつ実用的な変数減少法を与えることを明らかにするのが、本研究の目的である。平成25年度は、まず「高次元分割表の悉皆解析に基づくクロス項探索法の開発と実装」を課題として設定したが、これに関しては、高次のクロス項(交互作用項)まで含めたモデルを推定する目的で、2次まで、3次までと決めた範囲で、目的変数を含めた3変数、4変数のデータセットを全て生成し(その意味での悉皆)、分割表解析を行う環境を実装した。また、「スパース正則化を利用した自動変数グルーピング法の数値的側面の研究」をもう一つの課題に挙げていたが、予定通りSmooth-Thresholding Estimating Equation法(STEE法)に基づく変数の自動グルーピングのためのコーディング・実装を完了した。初期推定値の与え方に関する影響の解析、閾値が持つべきパラメータの選択が結果に及ぼす影響についても実験を済ませ、一定の結論に到達した。これらに関して実例を含めながら学会発表等を行った。その一方、多重共線条件下で複数の競合的なモデル(あるいは変数セット)を現象解釈のためにキープする方法論を研究した。リスク因子を探索していると多重共線はしばしば生じるが、モデル選択で単一のモデルに絞り込むと、結果的には再現性に乏しいモデルを選んでしまう。これを避ける方法を研究、提案した。結果は原著論文として査読付英文誌に公刊された。カテゴリカルな応答変数に対して説明変数候補が膨大で、交互作用項が組合せ爆発的に多い状況を考える。平成26年度は、課題として掲げていた「スパース正則化を利用した自動変数グルーピング法の数値的側面の研究」に関して、実例ベースで研究を進めた。具体的には、電話による直接顧客マーケティングを利用した定期預金の販売に関するデータを分析した。預金契約に至りやすい顧客の特徴の把握と予測性が、変数選択法ないしグルーピング法によってどう異なるかを統計的に検証した。比較の対象として、LASSO、Elastic-Net、SCAD、MCPに加えて、我々の提案するSmooth-Threshold Estimating Equation法(STEE法)を取り上げた。推定用データと予測検証用データに分ける分割をランダムに10回実行して、受信者操作特性(ROC)曲線下の面積(AUC)で予測精度を比較すると、どの手法の精度もほぼ同等であった。この結果は国内学会の特別講演と、国際会議の招待講演で公表したほか、英文学術誌に投稿中で、現在改訂中である。このほか、遺伝子間相互作用解析において分割表がスパースとなるケースに関し、一般的な固定自由度の代わりに適応的自由度を用いる検定手法を考案した。数値実験を行い、実際に検出力が向上することを確認し、得られた成果を論文にまとめて出版した。また、多変量金融時系列に基づく市場リスク管理への政策的な応用として、外国為替市場への介入額の意思決定システムを分析した。推定用データと予測検証用データに分ける分割をランダムに10回実行して、受信者操作特性(ROC)曲線下の面積(AUC)で予測精度を比較した。実験結果から観察されるところでは、STEEでグルーピングを考慮すると、平均的にはAUCの値はやや下がるが、複数回の実験における最大AUCは、STEEでグルーピングを考えた場合に頻繁に見られた。非ゼロの係数が推定された回数を計測してみると、当初STEEと他の方法では変数の絞り込みの傾向が大きく異なっているように見えたが、チューニングパラメータの選択を交差検証型からBIC型に切り替えると、LASSOやSCAD等もSTEEの変数選択版とほぼ同様の傾向を示すに至った。また、STEE変数選択版では多くの変数が落とされる一方、STEEグルーピング版のほうが非ゼロで生き残る変数は多い。単独では残らない変数でも、グループ化されると生き残る場合が多いと解釈できる。グループ化された変数の多くは、職業や学歴等顧客の社会的地位に関するもので自然な解釈が与えられる。

統計モデルにおいて目的変数を説明する候補変数が高次元の状況下で,適切な変数選択・グルーピングを行う円滑閾値型推定方程式法を援用し,高精度の予測を主眼に置いた意思決定システムの構築を行った.電話による直接顧客マーケティングデータの解析では,預金契約に至りやすい顧客の特徴の把握と予測性が,変数選択法ないしグルーピング法によってどう異なるかを統計的に検証した.また,ゲノムワイド関連研究において個人の疾患発症リスクを高精度に予測するモデルの構築を行った.また,高相関の説明変数が多い状況で,複数の競合モデルを残すことで誤って重要な変数を捨てることを防ぐ方法も提案した.平成26年度は、統計的パターン認識、機械学習における他手法との比較実証分析を、特に実際問題への応用の中で研究することを目標としていたが、これは銀行定期預金に関するテレマーケティングデータを利用した研究において、ほぼ達成することができた。研究内容は英文学術誌に投稿され、査読を経て現在改訂中である。また、遺伝子間相互作用解析においても着実に応用成果が上がっている。スパース正則化法に関連する学会発表では、研究代表者と研究分担者で合わせて5件の招待講演ないし特別講演(うち国際会議3件、国内学会2件)を行っており、学会での注目度は高まっている。年度当初に挙げていた目標のうち、リスク最小化モデルとスパース正則化型変数選択法との統合は、研究分担者の一人の本務多忙で次年度に持ち越しとなったが、そもそも収損益データ(リスク事象のインパクト)が利用可能なデータで、結果を公表可能なケースは非常にすくなく、適切な公開データの取得に至らなかったという現実問題があった。これに関しては、シミュレーションデータでの検証を行うことを検討している。統計科学平成27年度は課題の最終年度であるので、本プロジェクトの研究成果を論文等刊行物の形でなるべく結実させるよう努める。H26年度から持ち越しとなった、リスク最小化モデルとスパース正則化型変数選択法との統合については、収損益データが利用可能なデータセットの取得に至らない場合は早めに判断し、シミュレーションベースでの検証に切り替える。統計的パターン認識、機械学習における他手法との比較実証分析という点では、パラメータ空間における八角形型(octagonal)縮小制約という興味深いスパース正則化法があるので、これも実証分析に加えることを計画している。平成25年度は、(1)高次元分割表の悉皆解析に基づくクロス項探索法の開発と実装、(2)スパース正則化を利用した自動変数グルーピング法の数値的側面の研究、(3)リスク事象の集損益に依存した閾値を持つ判別・離散選択モデルの推定理論の精緻化、を具体的な研究課題に設定していたが、以下に述べるとおり概ね順調に進展している。(1)に関しては、高次のクロス項(交互作用項)まで含めたモデルを推定する目的で、2次まで、3次までと決めた範囲で、目的変数を含めた3変数、4変数のデータセットを全て生成し(その意味での悉皆)、分割表解析を行う環境を実装した。
神経因性疼痛発症メカニズムの解明

モルヒネも効き難い神経因性疼痛の発症メカニズムとして、我々は「神経損傷により脊髄内ミクログリアが活性化し、そこに発現するATP受容体P2X4の刺激によりミクログリアから神経栄養因子が放出され、それが神経因性疼痛を引き起こす」ことをすでに報告していた(Nature,2003&2005)。本研究では、ミクログリアがいつ、どこで、どのようにして神経損傷情報を受け取り、何を介して神経因性疼痛を引き起こすのかという本質的な問題の解明を目指した。その結果、損傷神経から放出されたCCL21、それに加えインターフェロンγ、PDGF等のサイトカインを介してミクログリアの活性化が引き起こされることを明らかにした。また、ミクログリア活性化の後にアストロサイトでは転写因子STAT3の活性化が起こり、その結果痛みを引き起こすことが明らかとなった。(1)世界にはモルヒネも効きがたい痛み「神経因性疼痛」等に罹患する患者が千数百万人以上も存在し苦しんでいるが、知覚神経損傷後に起こること以外詳細なメカニズムは不明である。本研究の目的は、この「最悪の痛みを引き起こす張本人」がグリアであること、ならびにその発症メカニズムを明らかにする事である。(2)そのために、グリア細胞がいつ、どこで、どのようにして神経損傷情報を受け取り、その結果何を介して、痛み情報伝達を変調させ、神経因性疼痛を引き起こすのかを、3次元空間および時間軸を正確に把握した4D解析と行動薬理学的解析により明らかにする。現在、神経因性疼痛に苦しむ患者数は世界で1500万人に達する。我々は「脊髄内ミクログリアの異常な活性化と、そこに発現するATP受容体サブタイプP2X4の刺激によりBDNF(脳由来神経栄養因子)が放出され、BDNFが後角ニューロンに働いて神経因性疼痛を引き起こす」ことを発表した(Nature 424,778-783,2003;Nature, 438,1017-1021,2005)。しかし、本質的な多くの問題点が未解明のまま残されている。そこで、本研究では、グリア細胞がいつ、どこで、どのようにして神経損傷情報を受け取り、その結果何を介して、痛み情報伝達を変調させ、神経因性疼痛を引き起こすのかを、3次元空間(X,Y,Z軸)および時間軸を正確に把握した解析(4D解析)により明らかにする。本年度は次のことを明らかにした。(1)末梢神経傷害による脊髄ミクログリア活性化の時空解析L5脊髄神経損傷モデルでは、L5神経入力先後角では表層よりも深層(第IIIおよびIV層)でより活性化していた(損傷情報の2次元的差別化)。L4およびL6の入力先後角でもミクログリアの活性化が確認された(損傷情報の3次元的広がり)。(2)ミクログリアはL5脊髄神経損傷後32時間目から細胞分裂が顕著になり48時間目にピークを迎えた。その分裂は32時間目には損傷神経が入力するL5後角で最も顕著であったが、48時間目にはL1からL6まで同程度の分裂象が認められた。その他、P2X4過剰発現メカニズムでは2つのパスウェイの全容が解明されつつあり、ミクログリア放出の様々なサイトカイン・ケモカインに関する情報がサイトカインキット、定量的RT-PCR、組織免疫組織学的検討から日々積み上がってきている。また、ミクログリアの他のATP受容体(P2Y12,P2Y6,P2X7)に関する情報も多数集積されてきた。我々は「脊髄内ミクログリアの異常な活性化と、そこに発現するATP受容体サブタイプP2X4の刺激により脳由来神経栄養因子(BDNF)が放出され、BDNFが後角ニューロンに働いて神経因性疼痛を引き起こす」ことを発表した(Nature424,778-783,2003;Nature,438,1017-1021,2005)。本研究では、グリア細胞がいつ、どこで、どのようにして神経損傷情報を受け取り、その結果何を介して、痛み情報伝達を変調させ、神経因性疼痛を引き起こすのかを明らかにする。(1)末梢神経損傷後に起こる脊髄後角でのミクログリアの活性化は、まず突起の退縮と細胞体の肥大化が起こり、その後に細胞周期へと再突入して細胞増殖を起こすと考えられた。また、細胞周期のG1期からS期への移行をミクログリアのLynチロシンキナーゼが制御している可能性も示唆された。

(2)神経損傷後、脊髄内でフィプロネクチンの産生が増加し、その後、フィブロネクチン/インテグリン系を介して脊髄内ミクログリアのP2X4受容体発現増加が引き起こされ、アロディニア発現につながることを明らかにした。このアロディニアの発現にMEK-ERK経路およびPI3K-Akt経路およびMEK-ERK経路が関与することが示唆された。(3)ミクログリアP2Y6受容体は神経因性疼痛に関与すると共に、貪食能にも深く関与することを明らかにした(Nature,446,1091-1095,2007)。現在、神経因性疼痛に苦しむ患者数は世界で1500万人以上に達する。我々は「脊髄内ミクロクリアの異常な活性化と、そこに発現するATP受容体サブタイプP2X4の刺激により脳由来神経栄養因子(BDNF)が放出され、BDNFが後角ニューロンに働いて神経因性疼痛を引き起こす」ことを発表した(Nature2003;2005)。本研究では、グリア細胞がいつ、どこで、どのようにして神経損傷情報を受け取り、その結果何を介して、痛み情報伝達を変調させ、神経因性疼痛を引き起こすのかを明らかにする。本年度は、最も基本的な脊髄ミクログリアの活性化メカニズムが分かっていなかったので検討した。その結果、末梢神経損傷後に起こる脊髄後角でのミクログリアの活性化は、損傷後に脊髄内で発現増加したインターフェロン-Yがミクログリア特異的に作用し、Srcファミリーの一つLynの発現増加および活性化を介してミクログリアの形態変化や細胞増殖を誘発し、さらにP2X_4受容体の発現増加を引き起こし、神経因性疼痛発症に重要な役割を果たしていることが明らかになった。また、神経損傷後、脊髄内でフィブロネクチン/インテグリン系を介して脊髄内ミクログリアのP2X4受容体発現増加が引き起こされるが、このP2X4受容体発現増加にもLynの活性化、MEK-ERK経路およびPI3K-Akt経路が関与することが示唆された。さらに、ミクログリアに発現するP2Y12受容体はケモクキシスに関与すると共に、神経因性疼痛にも深く関与することを明らかにした。L5脊髄神経損傷モデルで、ミクログリアの活性化は、痛みの経時変化と一致して、術後7,14日をピークにL5脊髄後角にて活性化が認められ、L5神経入力先の後角では表層と深層では活性化の程度が異なる。更に、内側(左)では外側よりも活性化が顕著であった。加えて、術後7日目では、L5のみならず、L2L4およびL6後角でもミクログリアの活性化が確認され、神経損傷の影響が3次元的に敷衍していることが分かった。形態学的特徴では、L5脊髄神経損傷後12時間後から、損傷側脊髄においてのみミクログリアの突起の退縮が始まり、引き続き細胞体の肥大化が起こり、損傷後24時間後にはミクログリアの形態が典型的な活性化型へと変化した。BrdU陽性細胞あるいはp-histone H3陽性細胞を増殖細胞として認め、ミクログリアの活性化を細胞増殖で評価した結果、増殖は末梢神経損傷後28時間後から32時間後にかけて急激に始まり、3.5日後までに終わるという、非常に急激で一過性なものであった。免疫組織染色により、ミクログリアの増殖が起こるよりも前にミクログリア特異的にLynチロシンキナーゼの活性化が起こることを明らかにし、さらにlyn(-/-)マウスでは野生型マウスに比べ、損傷側脊髄でのミクログリア細胞増殖は抑制された。神経因性疼痛発症には脊髄のミクログリア活性化が必須であるが、何がミクログリアを活性化するのかは不明であった。
発達的移行を基盤とした小児慢性特定疾病患者への自立支援型移行ケア開発と評価

2018年度は子どもと家族の視点からの発達的移行を明らかにするための,インタビュー調査の準備の調査を行なった.小児がん,二分脊椎症,ターナー症候群についての文献レビューを行い,それぞれの発症から成人期までの体験,思い,プロセスを抽出した.文献検討は,発達的移行のゴールを「自立」とした上で,分析方法において選定した文献を精読.発達的移行の特徴である「自立に向けた介入がされた時期」および「自立の契機となった出来事」.「困難」と「対処」の項目について,マトリックスを作成し整理して行なった.「自立にむけた介入が行われた時期」は,小学校入学前,就学時,小学校入学後,大学進学,就職といったライフイベントに関連していた.この結果から,ターナー症候群については,特定の期間に変化が集約される可能性があったため,本研究ではターナー症候群ではなく,上記のライフイベントに介入の経験が起こると考えられるダウン症候群の子どもと家族の発達的移行を遺伝性疾患として調査していくことに変更した.「自立の契機となった出来事」としては,対象者の内的な動機付けや,家族の意向,医療者の提案があった.本研究の結果の一部は,2019年度の日本小児看護学会にて報告する予定である.文献検討では本研究の支援ゴールを子どもと家族にとって意義あるものとするための討議に多くの時間を要し,やや遅れが生じた.しかし,文献検討の成果から方向性が確かとなり,2019年度はインタビューを実施して,発達的移行マップを作成する.2018年度にインタビューガイドの作成ができている.2019年度は倫理審査へ申請し,インタビューを実施する.インタビュー実施についてはリサーチアシスタントを雇用し,データ整理などをスムーズにすることでスムーズな研究を遂行行う.2018年度は子どもと家族の視点からの発達的移行を明らかにするための,インタビュー調査の準備の調査を行なった.小児がん,二分脊椎症,ターナー症候群についての文献レビューを行い,それぞれの発症から成人期までの体験,思い,プロセスを抽出した.文献検討は,発達的移行のゴールを「自立」とした上で,分析方法において選定した文献を精読.発達的移行の特徴である「自立に向けた介入がされた時期」および「自立の契機となった出来事」.「困難」と「対処」の項目について,マトリックスを作成し整理して行なった.「自立にむけた介入が行われた時期」は,小学校入学前,就学時,小学校入学後,大学進学,就職といったライフイベントに関連していた.この結果から,ターナー症候群については,特定の期間に変化が集約される可能性があったため,本研究ではターナー症候群ではなく,上記のライフイベントに介入の経験が起こると考えられるダウン症候群の子どもと家族の発達的移行を遺伝性疾患として調査していくことに変更した.「自立の契機となった出来事」としては,対象者の内的な動機付けや,家族の意向,医療者の提案があった.本研究の結果の一部は,2019年度の日本小児看護学会にて報告する予定である.文献検討では本研究の支援ゴールを子どもと家族にとって意義あるものとするための討議に多くの時間を要し,やや遅れが生じた.しかし,文献検討の成果から方向性が確かとなり,2019年度はインタビューを実施して,発達的移行マップを作成する.2018年度にインタビューガイドの作成ができている.2019年度は倫理審査へ申請し,インタビューを実施する.インタビュー実施についてはリサーチアシスタントを雇用し,データ整理などをスムーズにすることでスムーズな研究を遂行行う.
「日米比較研究における回答の“かたより"に関する実証的研究の試み、満足度及び自己評価に関する質問への回答パタ-ンを中心として」

国債比較を目的とした調査・研究は、近年増加する傾向にあるが、比較のための方法論的な検討は、ほとんど行われていないのが現状である。異なった文化や社会から得られたデ-タ-に現れた差異が、測定しようとした次元における、それらの国々や分化間の実質的な差異を反映しているのか、あるいは、回答者の属する社会や文化に特有の「反応の構え」によるものかを区別する必要がある。本研究は、近年、特に活発に行われている日米比較研究のなかから、生活や職務満足度を中心とした自己評価に関する質問への回答パタ-ンの違いに注目して、異分化研究国際比較研究の解釈の妥当性にかかわる問題点の検討を試みた。日米企業の従業員を対象とした比較研究では、日本人の仕事に対する満足度は、アメリカ人に比べて一貫してかなり低いことが見い出されている。この知見は、日米間の職場をととりまく環境の実質的違いを反映していると解釈されることが多い。しかしながら、職務満足度に見られるような日米両国民間の評定の差は、中・高校生の自己評価、学校生活や学業成績に対する満足度、さらには、親の子供の学業成積に対する満足度などについてもかなり一貫してみとめられる現象であることも知られてきている。本研究は、日米比較のために行われた既存の調査、研究を検索した結果、満足度、自己評価に関する質問項目回答へ回答ペア-を130例収集し、メタ分析を用いて、その差異が統計的にどの程度安定したものであるのかを検討した。130例のうち、85%について有意な差がみられ、effectsizeの平均と誤差は、1.22と.45であり、調査のデザイン要因の影響はあまり見られなかった。このような差異の説明モデルとして、若林(1982)の提出している、1)客観条件仮説、2)期待水準仮設、3)表出行動仮設、4)流出効果仮説の比較検討を行い、今後の実証研究の可能性を探索した。
毛様体扁平部多点参照電極を用いた網膜貫通型電流刺激による人工視覚の検討

(1)4方向からの毛様体扁平部参照電極を用いた網膜貫通型電流刺激による誘発電位の変化(急性実験);家兎眼を用い、眼球毛様体扁平部のうち、上方、下方、耳側、鼻側の4方向に随時参照電極の位置を変え、同じ網膜後極部の強膜内に設置された刺激電極からの網膜貫通型電流で網膜を刺激した場合の誘発電位を調べたところ、いずれにおいても波形を認めが、有意な波形の変化は認められないという結果を得た。(2)形状の異なる6種類の参照電極による誘発電位の変化;上記をさらに確認するため、同一の毛様体扁平部から硝子体内の長さの異なる6種類の参照電極を随時挿入し、それによる誘発電位の波形の変化について検討したところ、6種類すべての参照電極において大脳皮質で誘発電位を得たが、硝子体内の長さによる誘発電位の有意な相違は確認できなかった。(3)強膜上あるいは耳に参照電極を設置した場合の誘発電位の変化;さらに、強膜上あるいは耳に、すなわち硝子体内に参照電極をおかずに、毛様体扁平部付近眼球上および眼球外に参照電極を設置し、上記(2)と同様の実験を行ったところ、強膜上では上記(2)と同様の波形が得られ、耳に設置した場合は、波形は得られたものの、他のものと同様の波形は得られなかった(反応波数が少なく、電位も低下している)。以上のことから、網膜貫通型の電流刺激を施行する場合、毛様体扁平部であれば強膜上においても、硝子体内に長く突出するものを用いても、大脳皮質においては同様の誘発電位が得られることが確認された。(1)参照電極の開発および設置術式の検討参照電極として生体適合性に優れた白金線を使用した。直径50μmないし80μmのものを用い、家兎の毛様体扁平部より硝子体内に約1cm挿入した。眼外の白金線は強膜に非吸収性の5-0糸を用いて固定した。強膜の3箇所に縫合することにより安定した固定が得られた。(2)網膜刺激電極の開発および設置術式の検討網膜刺激電極としてまず上記参照電極にて用いた白金線をそのまま利用可能か否かを検討した。結膜切開後、強膜ポケットを作成し、ポケット内に白金線を先端より1cm程度挿入した。参照電極固定時と同様に白金線を5-0糸にて固定した。急性実験の結果、誘発電位が得られず(下記機能評価)、現在電極表面積がより大きな、新たな電極を開発中である。また、強膜ポケットではなく、後極部強膜に切開を作成し、そこから上脈絡膜腔に白金線を挿入固定する方法でも同様の実験を行ったが、誘発電位は得られなかった。(3)人工視覚の機能評価:家兎を用いた急性実験実際に上記参照電極および網膜刺激電極を用い、網膜貫通型電流を流すことにより大脳皮質で誘発電位が得られるか否かを家兎にて検討した。以前の検討では100μA以下の電流にて誘発電位を得ていたが、今回の検討では同様の電流刺激による誘発電位は得られず、さらに500μA以上においても誘発電位は得られなかった。過去の検討では直径10μmの電極を用いることにより誘発電位が得られていたことから、今後先端電極表面積について考慮すべきと考えられた。(1)参照電極の開発および設置術式の検討参照電極として新たに直径200μmの白金電極を作成した。コーティングはエポキシにて施行し、先端のみコーティングを剥離した。家兎の毛様体扁平部より硝子体内に約1cm挿入し固定可能であった。(2)網膜刺激電極の開発および設置術式の検討昨年の結果では直径100μmのもので誘発電位が得られなかったので、今回は、網膜刺激電極として、直径200μmのエポキシコート白金線電極の先端1cmのエポキシコートを剥離し、先端を平坦加工したものを用いた。結膜切開後、強膜を約2mm切開し、上脈絡膜腔に粘弾性物質を注入し、電極を刺入した。眼底を観察しながら電極を挿入していき、後極部に設置した。強膜上の白金線は8-0バイクリル糸にて逢着固定した。(3)毛様体扁平部多点参照電極を用いた網膜貫通型電流刺激による誘発電位(急性実験):(1)の参照電極を2本を家兎の毛様体扁平部2箇所(対極となる位置)に(1)の方法にて設置し、(2)の電極との間に通電させた(500μA)。この網膜貫通型電流刺激により、大脳皮質において誘発電位が認められた。2つの参照電極の、一方の参照電極との通電では大きな波形が得られ、他方の参照電極との通電では小さな波形が得られた。この実験結果より、一つの網膜刺激電極を用いることによっても参照電極の位置が異なることにより、大脳皮質における反応が異なる可能性が示唆された。異なる参照電極を用いることにより、異なる場所の大脳皮質に誘発電位が得られる可能性も考えられた。(1)4方向からの毛様体扁平部参照電極を用いた網膜貫通型電流刺激による誘発電位の変化(急性実験);家兎眼を用い、眼球毛様体扁平部のうち、上方、下方、耳側、鼻側の4方向に随時参照

電極の位置を変え、同じ網膜後極部の強膜内に設置された刺激電極からの網膜貫通型電流で網膜を刺激した場合の誘発電位を調べたところ、いずれにおいても波形を認めが、有意な波形の変化は認められないという結果を得た。(2)形状の異なる6種類の参照電極による誘発電位の変化;上記をさらに確認するため、同一の毛様体扁平部から硝子体内の長さの異なる6種類の参照電極を随時挿入し、それによる誘発電位の波形の変化について検討したところ、6種類すべての参照電極において大脳皮質で誘発電位を得たが、硝子体内の長さによる誘発電位の有意な相違は確認できなかった。(3)強膜上あるいは耳に参照電極を設置した場合の誘発電位の変化;さらに、強膜上あるいは耳に、すなわち硝子体内に参照電極をおかずに、毛様体扁平部付近眼球上および眼球外に参照電極を設置し、上記(2)と同様の実験を行ったところ、強膜上では上記(2)と同様の波形が得られ、耳に設置した場合は、波形は得られたものの、他のものと同様の波形は得られなかった(反応波数が少なく、電位も低下している)。以上のことから、網膜貫通型の電流刺激を施行する場合、毛様体扁平部であれば強膜上においても、硝子体内に長く突出するものを用いても、大脳皮質においては同様の誘発電位が得られることが確認された。
低増殖速度連続培養細胞の細胞周期における成長様式の解析

連続培養法は、応用面での価値はいうまでもなく、生態のモデルシステムとしても興味深い系である。低増殖速度連続培養細胞の増殖の動態を知る一つとして、細胞周期における成長(容積増大)様式を細胞のサイズ分布から解析することを試みた。分裂酵母をC源律速合成培地で速続培養(ケモスタット、EYELA MBFー100M)した。細胞サイズは「長さ」を用い、顕微鏡写真から測定した。サイズ分布の解析は、Jamesら(1975)の方法を基に、成長誘導期(またはGo期)・新生細胞サイズ(Lb)・比サイズ成長速度(k)・成長停止期・変動係数の補正項等を導入し、シミレートした。分裂細胞サイズ(Ld)とその変動係数(a)は実測値を用いた。細胞のサイズ成長が指数関数的成長ならば、成長中の細胞のサイズ分布密度関数はV(l)=(i*2)/(k*l^<-(1+1/k)>)(l=L/Lb,1<l<Ld/Lb)(i:成長開始から分裂までの細胞周期にある細胞の割合;L:細胞サイズ)で表わされ、成長停止期細胞(サイズ:Ld)の割合は〓^1_<xd>i*log2*2^<1-×>dx(0<x<1)(xdは細胞がLdに達する細胞周期の点で、xd=logLd/(k*log2)(0<xd<1))、成長誘導期細胞(サイズ:Lb)の割合は1ーiとなる。細胞集団を扱うために、細胞サイズの変動係数をCV(L)=a+b(Ld/L-1)(b:定数)で与え、理論上のサイズ分布を実測のサイズ分布と一致させた。この方法によって、1.細胞周期におけるサイズ成長は、誘導期・成長期・停止期からなり、成長は指数関数的である、2.増殖速度の遅い程、誘導期の割合が長く、停止期の割合は短かい、3.高増殖速度培養の分裂細胞サイズは、高増殖速度バッチ培養細胞の分裂サイズより大きいが、増殖速度が遅くなるとサイズは小型化する、等を得た。これらの結果をマイクロ培養細胞(培地を還流)の成長様式(個々の細胞の連続観察から解析)と比較検討中。
脂質膜におけるナノドメインの時空間パターン：細胞への物理的アプローチ

主に脂質からなる細胞膜には、機能を担うタンパク質が埋め込まれている。細胞膜は、それらが効率よく発現するための足場として、特定の脂質が会合したナノドメインを形成する。こうしたドメインの形成機構を明らかにするため、細胞膜モデルとしてベシクルが用いられてきたが、細胞の持つナノドメインは未だ再現されていない。そこで私は、ベシクルに細胞のもつ特徴を徐々に導入することで、ナノドメインを実現させることを目的として研究を行ってきた。研究計画初年度である今年は、これまでの脂質のみからなるベシクルでの相分離や膜変形現象(Yanagisawa, et al., 2010 Phys.Rev.E)を発展させ、より実際の細胞に大きく近づけた。例えば、遺伝情報を持つDNAを相分離ベシクルに加えると、DNAが負に帯電した膜へ特異的に吸着し、それに伴って構造転移を引き起こすことを見出した(Kato et al., 2010 J.Phys.Chem.Lett.)。またタンパク質であるイオンチャネルを膜内に再構築する上で、その挿入方向を制御する新規手法を構築した(Yanagisawa, et al., in revision)。さらにごく最近、膜タンパク質モデルとして高分子結合型脂質を膜内に導入することによって、本研究の目的である、ナノドメインを安定して形成させることに成功し、現在論文準備中である。これは、未解明なままとなっている「細胞がナノドメインを安定化させるメカニズム」を理解する上で、大変重要な結果だと言える。来年度は、上記DNAやイオンチャネルなど実際の生体高分子を含む系と、それらのモデルである高分子複合系を比較することで、細胞がメゾスケールのドメインをいかに制御しているのか、物理的に明らかにしたい。
東北地方弥生時代幼児人骨の形態学的検討

東北地方出土幼児人骨の形態学的検討を進めるうえで、これまで全国の縄文時代、弥生時代の幼児人骨の調査を中心に行ってきた。分析の結果、骨や歯の形態から,成人骨同様に縄文時代と弥生時代以降の集団とでは形態的に一線が画されることが確認できた。そこで東北地方で出土した近世までの各時代の幼児人骨に関して、縄文時代人骨と渡来系弥生人骨との比較検討のうえ、どちらとの類縁性が強いかという分析を行い、時代毎にどのような傾向を示すのか明らかにし、渡来系弥生人の東北地方への進出過程を明らかにすることを目指した。そのため今年度は比較資料の少なかった東北地方の古墳時代、歴史時代の幼児人骨の資料収集に努め、各時代の幼小児人骨の検討を行った。古墳時代から古代の資料としては宮城県清水洞窟出土幼児人骨約10個体を調査した。中世としては宮城県里浜貝塚出土の幼児人骨4個体を調査した。各時代とも例数が未だ不十分だが、今までの研究成果を時代を追ってまとめると、東北地方の22体の縄文時代幼児人骨の歯のサイズは他地域の縄文時代幼児人骨よりも小さく、渡来系弥生人とは隔たりが大きいことが確認された。また、顔面の形態が観察できる個体に弥生的要素は見られなかった。弥生時代には縄文的、弥生的なものが双方ともみられる。古墳時代以降はいずれの時代も渡来的要素の方が東北地方にも強くみられる。したがって東北地方に渡来系の人々の影響が最も早く現れるのは弥生時代に遡ると考えられ、その後も東北地方に影響を及ぼし続けたと思われる。以上の成果は2000年10月日本文化研究センターで開催された第2回学際シンポジウム「日本人・日本文化」で口頭発表し、2001年1月にAnthropological Scienceに投稿した。