hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
実簡約リー群の表現の誘導と制限

Lie群の既約ユニタリ表現について、表現の誘導や制限と軌道の方法との関連を調べている。2018年度は、Lie群の等質空間のPlancherel測度の台の漸近的挙動に関する結果を得た(Benjamin Harris氏と共同)。Gを実簡約Lie群、Hを局所代数的なGの部分群とする。HがユニモジュラーであるときG/HにはG不変な測度が存在し、Hilbert空間L^2(G/H)へのGの自然な作用によりGのユニタリ表現を得る。この表現の既約表現への直積分分解はGのユニタリ双対上の測度(Plancherel測度)を用いて与えられる。まず2017年度に行った代数的な考察により、Plancherel測度の台のうち"漸近的にgeneric"な部分は、ある部分旗多様体のねじれD加群の大域切断として得られることがわかっていた。ただしこの部分旗多様体を定める放物型部分Lie群のLevi成分は、G/Hの余接束のmoment mapによる像のgenericな元の固定部分群と共役である。この結果からPlancherel測度の台に現れる表現のうちの"generic"な部分は、上記のLevi成分と共役な固定部分群を持つ元からなる半単純軌道と対応する既約ユニタリ表現からなることが帰結される。さらに2016年度に行った半単純軌道に対応する表現の指標の公式を合わせることで次の結論を得る:G/Hの余接束のmoment mapによる像と、Plancherel測度の台に現れる表現に対応する余随伴軌道の漸近的錐とは、generic部分に制限すると一致する。2018年度に得た結果は、ユニタリ表現L^2(G/H)の既約分解とG/Hの余接束のmoment mapによる像との関連を記述するものである。G/Hの余接束のmoment mapによる像は軌道の方法によればHの自明表現のGへの誘導表現と対応するものであり、ユニタリ表現のカテゴリーではL^2(G/H)である。これは本研究課題の目的である表現の誘導と軌道の方法による余随伴軌道の幾何との関連を明示的に与えるものである。得られた結果はHの自明表現からの誘導のみに関するものであるが、一方でHはユニモジュラーな局所代数群であれば良く、実簡約部分Lie群よりも一般的なクラスについて成立している。今後は、2018年度に得られたLie群の等質空間のPlancherel測度の台の漸近的挙動に関する結果を用いて、等質空間の離散系列表現についての情報を得たい。また本研究と関連のある内容で、ヨーロッパのグループにより球多様体の調和解析が活発に研究されておりここ数年で大きな進展があった。球多様体の調和解析について新しく得られた結果と我々の結果とを比較することで球多様体についてはより精密な結果が得られることを期待する。Lie群の既約ユニタリ表現に関して表現の指標、誘導や制限等の操作と軌道の方法との関連を調べている。特に、半単純軌道に対応する表現、メタプレクティック群の極小表現(Segal-Shale-Weil表現)および不定値直交群の極小表現の場合に、Harish-Chandra指標のFourier変換と余随伴軌道(半単純軌道または極小ベキ零軌道)との関係式を得た。より正確に述べると、一般に既約認容表現のHarish-Chandra指標のFourier変換は、表現と対応する旗多様体上の同変層の特性サイクルのねじれモーメント写像による像で記述されることが知られているが、そのサイクルを上記の表現の場合に具体的に記述し、軌道の方法で対応する余随伴軌道と関連づけた(半単純軌道の場合はBenjamin Harris氏と共同)。半単純軌道に対応する表現と不定値直交群の極小表現の場合には、指標側のサイクルから余随伴軌道に自然な写像があり、ファイバー束の構造をもつことがわかった。一方、メタプレクティック群の極小表現については、余随伴軌道の閉包(この場合は極小ベキ零軌道と原点の和)に写像があることがわかった。これらの指標についての結果を、実簡約Lie群のユニタリ表現の誘導や制限についての議論に応用したいと考えている。また、小林による表現の制限の離散分解性と余随伴軌道の射影写像(部分Lie群に関するモーメント写像)の固有性との関係についても調べた。ユニタリ表現の誘導や制限の既約表現への分解と、対応する余随伴軌道の幾何との関連を研究するにあたって、知られている表現の分岐則について軌道サイドでの計算を行う計画だったが、2016年度は半単純軌道に対応する表現の指標と余随伴軌道との関係を具体的に記述することができた。知られている表現の分岐則は主にZuckerman加群についての公式だが、半単純軌道に対応するのはより広いクラスの表現であり、ちょうど楕円型軌道の場合がZuckerman加群と対応する。2016年度に得られた式は、半単純軌道に対応する表現と余随伴軌道との間を指標を通して直接的に結びつけるもので、2017年度以降に、誘導や制限と余随伴軌道の間の関係を考えるうえで有用であると考えられる。Lie群の既約ユニタリ表現に関して、表現の指標、誘導や制限などの操作と軌道の方法との関連を調べている。2017年度は、自明表現からの誘導表現の零化イデアルについての結果を得た(Benjamin Harris氏と共同)。

一般にGを実簡約代数群、Hをその部分代数群としたときに、Hの自明表現からの誘導は等質空間G/H上の関数空間への表現になる。この表現を、GのLie環の普遍包絡環の表現とみなしたときの零化イデアルを考えている。Hがユニモジュラーの場合に、このイデアルが、ある無限個の一般Verma加群の零化イデアルの共通部分を含むことがわかった。証明には、ユニモジュラー群は観測可能(observable)部分群となること、および有限次元表現の誘導の既約分解に関する補題を用いた。またモーメント写像の像についてのKnoppの結果により、上述の一般Verma加群はG/Hのモーメント写像の像で記述できることがわかる。これは軌道の方法から予見されることと整合的である。さらに零化イデアルの情報を用いることで、誘導表現の既約分解に現れる表現は、ある部分旗多様体上のねじれD加群の大域切断として実現できることがわかった。大雑把に言えば、HがGの比較的大きな部分群であるとき、誘導表現の既約分解に現れる表現は、ある程度退化しているということを意味している。2016年度に得られた指標の結果等と、この2017年度の結果を合わせることで、誘導表現の既約分解についてより精密な情報が得られることを期待している。2017年度得られた結果は、一般的な設定で誘導表現の零化イデアルを記述するものであり、誘導表現の既約分解に現れる表現が限られることが、代数的な手法によって明らかになった。部分旗多様体のD加群としての実現は、表現の指標の漸近挙動を調べる上で有効である。研究目的であるユニタリ表現の誘導や制限の既約表現への分解と、対応する余随伴軌道の幾何との関連を考える上で、2016年度に得られた表現の指標の結果とともに重要な役割を果たすと考えられる。Lie群の既約ユニタリ表現について、表現の誘導や制限と軌道の方法との関連を調べている。2018年度は、Lie群の等質空間のPlancherel測度の台の漸近的挙動に関する結果を得た(Benjamin Harris氏と共同)。Gを実簡約Lie群、Hを局所代数的なGの部分群とする。HがユニモジュラーであるときG/HにはG不変な測度が存在し、Hilbert空間L^2(G/H)へのGの自然な作用によりGのユニタリ表現を得る。この表現の既約表現への直積分分解はGのユニタリ双対上の測度(Plancherel測度)を用いて与えられる。まず2017年度に行った代数的な考察により、Plancherel測度の台のうち"漸近的にgeneric"な部分は、ある部分旗多様体のねじれD加群の大域切断として得られることがわかっていた。ただしこの部分旗多様体を定める放物型部分Lie群のLevi成分は、G/Hの余接束のmoment mapによる像のgenericな元の固定部分群と共役である。この結果からPlancherel測度の台に現れる表現のうちの"generic"な部分は、上記のLevi成分と共役な固定部分群を持つ元からなる半単純軌道と対応する既約ユニタリ表現からなることが帰結される。さらに2016年度に行った半単純軌道に対応する表現の指標の公式を合わせることで次の結論を得る:G/Hの余接束のmoment mapによる像と、Plancherel測度の台に現れる表現に対応する余随伴軌道の漸近的錐とは、generic部分に制限すると一致する。2018年度に得た結果は、ユニタリ表現L^2(G/H)の既約分解とG/Hの余接束のmoment mapによる像との関連を記述するものである。
NMR測定と計算化学習法による薬物の血清アルブミンに対するサイト別結合様式の解析

1.分子動力学配座解析プログラム(CAMDAS)の改良および分子量重ね合せプログラム(SUPERPOSE)の作成CAMDASについてはマルチコピー分子動力学法、すなわち1種類の薬物について10個程度の初期構造から出発してトラジェクトリを生成し、多くの配座を発生させる手法を組み込んだ。それにともない自動サンプリング方法も改良した。SUPERPOSEについては、ほぼ完成して医療的にも成功を修め論文として発表した。2.ヒト血清アルブミン(HAS)-サイトIおよびサイトII結合薬物のTRONOE測定サイトI結合薬物としてブメタニド、フロセミド、インドメタシンなど、サイトII結合薬物としてトルメチン、エタクリン酸、イブプロフェンなどを用い、HSAとこれら薬物との複合体を北里大学薬学部所有のMNR装置バリアン400および600MHzで測定、結合配座抽出の手がかりとなる数多くのプロトン間の距離情報を得た。3.HSA-サイトIおよびサイトII結合薬物の配座解析作成したCAMDASを用い各薬物について構造の異なる数百個の安定配座をサンプリング(再安定構造より十数kcal/molの範囲の配座を収集)、得られた配座集団より実験で得られたTRNOEの距離条件を満足する配座を数個数十個選びだし、各薬物の結合配座を抽出することができた。特にサイトI結合薬物についてはその途中結果を論文として発表した。さらに、完成したSUPERPOSEを使用して各薬物の結合配座確立と各サイトに共通の配座構造を抽出した。サイトI配合薬物の特徴は、疎水的部分(ベンゼン環、アルギル鎖など)と負のポテンシャル部分(カルボキシル基など)とが約56Åの近い距離にありコンパクトな構造をとる。サイトII結合薬物は、疎水的環部分(ベンゼン環、アルキル鎖、ピロール環など)と負のポテンシャル部分(カルボキシル基などからなり、薬物分子全体の長さが約12Å程度で比較的まっすぐな構造をとることがそれぞれ示唆された。4.1.3.の方法で得られたサイトIもしくはサイトIIに結合する代表的な薬物であるブメタニドおよびトルメチンの結合配座を1998年に発表されたHSA単独のX線解析データ(PDB data)とを使用してFlexi Dock法(当教室所有の分子モデリング(SYBYL Ver6.3:Tripos社))により各サイトごとにフレキシブルドッキングを行い、薬物が結合したそれぞれのサイトの3次元結合モデルの構築および結合様式について解明の糸口を見出すことができた。(1)分子動力学配座解析プログラム(CAMDAS)の修正・改良(担当:山乙)本プログラムの大きな特徴である安定配座の自動サンプリングについて改良した。(2)結合配座探索のための分子重ね合せプログラムの作成(担当:松下、山乙)現在、基本的には重ね合せプログラムは定量的には成功を修めているが、若干の検討を必要とする。この方法についての論文を投稿・受理された。

(3)ヒト血清アルブミン-サイトIおよびサイトII結合薬物のTRNOE測定サイトI結合薬物としてオキシフェンブタゾン、ワルファリン、フロセミドの3種類、サイトII結合薬物としてダンシルフェニルアラニン、ダンシルサルコシン、エタクリン酸、トルメチンの4種類を用い、ヒト血清アルブミンとこれら薬物の複合体を北里大学薬学部所有のNMR装置(バリアン400および600MHz)で測定、結合配座抽出の手がかりと成るデータがほぼ得られた(担当:松下、合田、中込)。(4)ヒト血清アルブミン-サイトIおよびサイトII結合薬物の配座解析当教室で作成したCAMDASを使用し、上記薬物の高温分子動力学計算および構造の異なる数百個の安定配座をサンプリングし(最安定構造より十数kcal/molの範囲の配座を収集)、得られた配座集団より実験で得られたTRNOEの距離条件を満足する配座を数十個選び出し、薬物のアルブミン結合配座を抽出することができた。この結果は論文として発表した。さらに、作成・完成した分子重ね合せプログラムを使用して各薬物の結合配座確立と各サイトに共通の配座構造を抽出した。サイトI結合薬物では疎水的部分と負のポテンシャル部分とが存在すること。サイトII結合薬物では疎水的環部分と負のポテンシャル部分からなり、薬物分子全体の長さが約810Å程度で比較的長くかつコンパクトとな構造をとることがそれぞれ示唆された。(担当:松下、山乙)これらの結果と最近発表されたアルブミン単独のX線解析データと合わせて検討することで薬物とアルブミンとの相互作用機構解明一翼としたい(平成11年以降)。1.分子動力学配座解析プログラム(CAMDAS)の改良および分子重ね合せプログラム(SUPERPOSE)の作成CAMDASについてはマルチコピー分子動力学法、すなわち1種類の薬物について10個程度の初期構造から出発してトラジェクトリを生成し多くの配座を発生させる手法を組み込んだ。それに伴い自動サンプリング方法も改良した。SUPERPOSEについては、ほぼ完成し定量的にも成功を修め論文として発表した。2.ヒト血清アルブミン(HSA)-サイトIおよびサイトII結合薬物のTRNOE測定サイトI結合薬物としてブメタニド、フロセミド、インドメタシンなど、サイトII結合薬物としてトルメチン、エタクリン酸、イブプロフェンなどを用い、HSAとこれら薬物との複合体を北里大学薬学部所有のNMR装置(バリアン400および600MHzで測定、結合配座抽出の手がかりと成る数多くのプロトン間の距離情報を得た。3.HSA-サイトIおよびサイトII結合薬物の配座解析作成したCAMDASを用い各薬物について構造の異なる数百個の安定配座をサンプリングし(再安定構造より十数kcal/molの範囲の配座を収集)、得られた配座集団より実験で得られたTRNOEの距離条件を満足する配座を数個数十個選び出し、各薬物の結合配座を抽出することができた。特にサイトI結合薬物についてはその途中結果を論文として発表した。さらに、完成したSUPERPOSEを使用して各薬物の配合配座確立と各サイトに共通の配座構造を抽出した。サイトI結合薬物の特徴は、疎水的部分(ベンゼン環、アルキル鎖など)と負のポテンシャル部分(カルボキシル基など)とが約56A^^○の近い距離にありコンパクトな構造をとる。
イネの籾数増加に関わる遺伝子ＳＰＩＫＥの機能解析

イネの籾数増加に関する遺伝子SPIKEが単離されたが、インド型品種の収量を増加するにあたり、どのような経路の遺伝子や植物ホルモンが関与しているかは明らかにされていない。また、どのような環境下において、収量を増加する効果があるかについて調べられていない。本研究では、全ゲノムを網羅する遺伝子に関して発現解析を行った結果をもとに、SPIKEが関連している経路の遺伝子を特定する。関連する遺伝子群から、収量増加に関与する植物ホルモンの経路などの推定を行う。また、栽培技術の観点から、SPIKEの収量は、施肥条件や移植時の苗の生育に大きく影響を受ける可能性があるため、最適な施肥条件・最適な苗の時期の検討を行う。葉や幼穂のサンプルを用いたマイクロアレイの結果から、籾数増加に関わる遺伝子SPIKEを保有する系統からオーキシン関連遺伝子や、ジベレリン関連遺伝子の発現量の増加がみられた。これらの各遺伝子に、プライマーを設計し、RT-PCRにより、定量的に発現量に差異があるかどうかを確認した。葉と幼穂のサンプルにおいて、それぞれ23個の遺伝子において、発現量の差異がみられた。また、昨年度と同様に、低窒素条件の処理区において、SPIKEの収量試験を行ったところ、低窒素区になるほど、収量増加の傾向がみられた。特に、収量構成要素において、籾数や稔実歩合に違いがみられた。育苗した苗の生育程度(2週5週)と収量の増加程度の関係性を検証するため、イネを圃場で栽培し、収量や収量構成要素の調査を行い、試験区間の比較を行った。SPIKEの効果が最も現れるのは、4週目と5週目の苗を用いることにより、収量の増加傾向がみられた。収量構成要素においては、4週目と5週目のSPIKEが導入された系統は、穂数がIR64とあまり差がみられなかった。29年度が最終年度であるため、記入しない。世界の米生産量のうち、90%以上がアジアで生産されており、将来的な人口増加にともなうコメ消費量の増大に対して、主に熱帯アジア全域で栽培されているインド型品種の収量性の改良が必要である。イネの籾数増加に関する遺伝子SPIKEが単離されたが、収量を増加するにあたり、どのような経路の遺伝子や植物ホルモンが関与しているかは明らかにされていない。本研究では、全ゲノムを網羅する遺伝子に関して発現解析を行い、SPIKEが関連している経路の遺伝子を特定する。関連する遺伝子群から、収量増加に関与する植物ホルモンの推定を行う。また、栽培管理の観点から、SPIKEと収量の関係は、施肥条件に大きく影響を受けるため、最適な施肥条件の検討と関連する遺伝子群の発現解析を行う。まず、SPIKEが関与している経路の遺伝子を推定するため、全ゲノムを網羅する遺伝子に関して発現解析を行う。ポットでイネを栽培し、播種後約60日の植物体から、幼穂をサンプリングした。サンプリングした幼穂は、液体窒素に浸した後、-80°Cで保存し、幼穂のサンプルから、RNAを抽出した。発現解析に使用する試薬を用いて、PCRの条件設定を行い、増幅の確認を行った。また、研究期間中に行える作期は、2回のみであるため、窒素反応性を比較するための栽培条件に関して、詳細な研究計画を立てた。また、異なる施肥条件における栽培試験では、様々な農業形質を調査する為、試験に用いている材料に関して、関連する農業形質の調査を行った。本研究課題では、特別研究員のDemeter博士が研究を実施している。Demeter博士の専門は、植物生理学であるが、本研究の内容は、分子遺伝学や作物学の分野の実験を多く含んでおり、実験を着手する前に、異分野の基礎的な知識を身に着ける必要があった。分子生物学や作物学関連の書籍、論文を読み進めることを重視しながら、イネの栽培手法、生育ステージに関しての知識を身に着けていった。また、収穫したイネのサンプルを用いて、基礎的な農業関連形質の調査手法について学習した。そのため、研究計画に比べて実施する内容が増えたが、ほぼ予定通りに進められている。関連する遺伝子群から、収量増加に関与する植物ホルモンの経路の推定を行う。また、栽培管理の観点から、SPIKEの収量への影響は、施肥条件に大きく影響を受けるため、最適な施肥条件の検討と関連する遺伝子群の発現解析を行う。SPIKEが関与している経路の遺伝子を特定するため、全ゲノムを網羅する遺伝子に関して発現解析を行った。植物体を圃場において育て、イネの葉と幼穂のRNAを抽出し、それらを用いて、マイクロアレイにより発現している遺伝子を網羅的に解析した。幼穂のサンプルでは、約400個の遺伝子の発現量が増幅しており、葉のサンプルでは、約1000個の遺伝子の発現量の増幅がみられた。

その中で、マイクロアレイで得られた情報からオーキシンに関わる遺伝子や、ジベレリンに関わる遺伝子の発現量の増加がみられた。3つの施肥条件におけるSPIKEの収量への効果を検証した。ポットで、イネを栽培し、施肥量の異なる試験区ごとの収量や収量構成要素を比較した結果、低窒素条件区において、SPIKEの収量が有意に増加する傾向がみられた。SPIKEによる収量の増加は、IR64よりも籾数が増加し、穂数の差が少ない条件において、顕著にみられた。これらの条件は、施肥量と田植えに使う苗の幼齢が関係している可能性が高く、特に、施肥量が少ない区画においてSPIKEの収量増加の効果がみられることが確認された。SPIKEが関与している経路の遺伝子を特定するため、全ゲノムを網羅する遺伝子に関してマイクロアレイにより発現している遺伝子を網羅的に解析した。高品質のRNAを抽出するために、葉や幼穂のサンプルを反復してとり、マイクロアレイ解析をすすめ、最終的に、発現量の増幅した遺伝子の中から、SPIKEの機能に関連する可能性がある遺伝子を特定したことが理由である。また、3つの施肥条件におけるSPIKEの収量への効果を検証した事件では、ポットで、イネを栽培し、施肥量の異なる試験区ごとの収量などを調査した。低窒素条件区において、SPIKEの収量が有意に増加する傾向がみられ、SPIKEによる収量の増加は、IR64よりも籾数が増加し、穂数の差が少ない条件において、SPIKEの効果を特定したことが理由である。イネの籾数増加に関する遺伝子SPIKEが単離されたが、インド型品種の収量を増加するにあたり、どのような経路の遺伝子や植物ホルモンが関与しているかは明らかにされていない。また、どのような環境下において、収量を増加する効果があるかについて調べられていない。本研究では、全ゲノムを網羅する遺伝子に関して発現解析を行った結果をもとに、SPIKEが関連している経路の遺伝子を特定する。関連する遺伝子群から、収量増加に関与する植物ホルモンの経路などの推定を行う。また、栽培技術の観点から、SPIKEの収量は、施肥条件や移植時の苗の生育に大きく影響を受ける可能性があるため、最適な施肥条件・最適な苗の時期の検討を行う。葉や幼穂のサンプルを用いたマイクロアレイの結果から、籾数増加に関わる遺伝子SPIKEを保有する系統からオーキシン関連遺伝子や、ジベレリン関連遺伝子の発現量の増加がみられた。これらの各遺伝子に、プライマーを設計し、RT-PCRにより、定量的に発現量に差異があるかどうかを確認した。葉と幼穂のサンプルにおいて、それぞれ23個の遺伝子において、発現量の差異がみられた。また、昨年度と同様に、低窒素条件の処理区において、SPIKEの収量試験を行ったところ、低窒素区になるほど、収量増加の傾向がみられた。特に、収量構成要素において、籾数や稔実歩合に違いがみられた。育苗した苗の生育程度(2週5週)と収量の増加程度の関係性を検証するため、イネを圃場で栽培し、収量や収量構成要素の調査を行い、試験区間の比較を行った。SPIKEの効果が最も現れるのは、4週目と5週目の苗を用いることにより、収量の増加傾向がみられた。収量構成要素においては、4週目と5週目のSPIKEが導入された系統は、穂数がIR64とあまり差がみられなかった。SPIKEが関与している経路の遺伝子を特定するため、全ゲノムを網羅する遺伝子に関して発現解析を行う。
蛋白分解による細胞死制御機構の解析

アポトーシスが起きる際には、細胞の縮小と断片化、核の凝縮、DNAの断片化などの変化が短時間内に進行する。アポトーシスの実行には、線虫C.elegansの遺伝学的解析から同定された細胞死実行遺伝子産物CED-3の哺乳動物ホモローグであるcaspasesが重要な役割を担っていることが明らかにされつつある。Caspasesはこれまでに少なくとも10種類報告されており、その中でもcaspase-3(CPP32)とcaspase-4(TX)がFas誘導性アポトーシスに関与することを明らかにし、さらにcaspase-4(TX)からcaspase-3(CPP32)へのカスケードが存在することを明らかにした。また、Caspasesの基質蛋白質については幾つか同定されているが、未だ不明な点が多いため、未知の基質蛋白質を同定するための方法を確立した。本法はyeast two-hybrid systemに改良を加えたものであり、具体的にはcaspase-1(ICE)の2つのサブユニットを別々のプロモーター制御下において発現させ、小サブユニットをLexA DNA結合領域と融合させた。さらにyeast内での酵素一基質複合体の安定性を確保するために、基質蛋白質が分解されないように酵素の活性中心に点突然変異を導入した。以上のbaitプラスミドがyeast内で機能することをGal4転写活性化領域とICE結合能を有するCrmA蛋白質を融合したプラスミドを用いて確認した。同様なbaitプラスミドをcaspase-3(CPP32)についても作製し、ヒト胸腺及びマウス胎児ライブラリーをスクリーニングすることにより、複数のクローンを得ることに成功し、幾つかのクローン由来蛋白質がin vitroで活性型caspasesによりアスパラギン酸のC末端側で切断されることを確認した。今後は、すでにクローニングしたcaspaseの基質蛋白質の解析を通してアポトーシスの分子機構の解明を目指していく予定である。
皮膚ポリオーマウイルスから判ずる宿主のオリジンおよび炎症性皮膚疾患との関連性

人の皮膚微生物叢は様々な皮膚疾患に関与すると考えられるが、これまでの研究の多くは細菌に焦点をあてたものであり、皮膚に常在するウイルス叢については不明な点が多い。本研究では、皮膚に生息する主なウイルスであるポリオーマウイルス科に焦点をあて宿主の民族/地理的環境により異なるDNA型をもつ「メルケル細胞ポリオーマウイルス」の研究を発展させることで、「ウイルスゲノム多型を利用した人類の新たな系統分類」と「ポリオーマウイルス群と炎症性皮膚疾患との関連性の探求」を行う。
サラウンド学習環境を個の進度により深化させる双方向チュータリングシステムの開発

本研究では,教師と学生用のPC画面の共有化を基本とした双方向授業支援システムを発展させ,学生には自らの学習進度に応じて,あたかも教師が見守ってくれていて与えてくれているように感じられるようなチュータリングシステムのプロトタイプ構築を行うことを目的としている。平成23年度は,プラットフォームとして構築した,多地点で遠隔補習支援するシステム「TERAKOYA」における実践を教員が自宅,学生が学生寮の複数居室または自宅に偏在している環境においても自主学習指導に使用できることが確認することができた。「寄り添い教育」実現に向けての一手法として,平成22年度に行ったタブレットPCにUSB接続するサブディスプレイを用いたヒント画面の手法を発展させて,学生からの質問に回答する教員用PC画面をそのままヒント画面として共有できるようにし,教員があらかじめ予測してヒント画面を作成しなければならない手間を省く試みを行った。これによって,教員側の負担を軽減できる可能性を確認することができた。また,学習用のPCはキーボードを使用せずにデジタルペンを使用するために操作性を考慮してピュアタブレットへの移行を行った。ただし,「TERAKOYA」で使用するソフトウェアは,最近主流のワイド画面およびWindows7に対応しきれておらず,不具合を生じる箇所の検証も時間をかけて行った。本体のPCをピュアタブレットに変更したことに合わせて,ヒント画面を共有する画面に使用していたUSB接続のサブディスプレイを廃止し,iPadを使用することでの実践も開始した。ピュアタブレットが各社より続々と発売される時期であり,もっともこの研究に適した製品が発売されるのを待っていたためと「TERAKOYA」で使用するソフトウェアは,最近主流のワイド画面およびWindows7に対応しきれておらず,不具合を生じる箇所の検証に時間を要したためにやや遅れている。平成22年度前半は,初期段階として学内外の空間的制約のある複数地点間に点在する教員と学生による夜間補習授業に対応できるように,現有の本校教員研究室と学生寮の2地点でのシステム実践から「複数地点分散の双方向型授業支援システム」の実践へと拡張させるための仕様確認と動作検証を行った。プラットフォームとして構築した,多地点で遠隔補習支援するシステム「TERAKOYA」における実践による評価では,教員が自宅,学生が学生寮の複数居室に偏在している環境においても自主学習指導に使用できることが確認することができた。また,学生によるアンケート結果から教員と学生が対面した状態で行う自主学習指導と変わらない効果を得られる可能性についても確認することができた。本今年度後半においては,教員が自宅,学生が寮または自宅にいる状況での実践を行い,十分に自主学習指導に使用できることを確認した後,「TERAKOYA」を利用した「寄り添い教育」実現に向けての一手法として,タブレットPCにUSB接続するサブディスプレイを用いて,複数の学生が疑問を抱くであろう事項のヒント画面を幾つかサブディスプレイ上に表示し,必要に応じて学生が参考にするという手法を試みた。
2次元離散ブリユアン・ゾーンにおけるホール伝導度-格子上のトポロジカル量子数-

本研究課題の目的は、2次元系において観測量に現れるトポロジカル不変量を、数値計算のためメッシュに切ったブリユアン・ゾーン上で効率よく求めるための方法の開発と応用である。チャーン数の計算に関しては、18年度に大きな発展があったため、19年度はスピンホール効果を特徴付けると考えられている新しいタイプのトポロジカル不変量(Z2数と呼ばれている)の計算方法の開発を目標として研究を行った。この課題は、長期的な視野で達成する予定であったが、19年度に大きな進展が見られた。18年度においては、グラフェンの量子ホール効果を研究を行った。全てのエネルギー領域でホール伝導度を計算し、ディラック的な素励起がファンホーベ異常の間に存在することを示した。19年度にはスピンホール効果を起こす最も簡単なグラフェン模型に対して、我々の開発した方を適用して、実際に極めて正確にZ2数を計算できることを示した。これらの方法は他の研究者によっても用いられている。次に、上の結果を現実的な3次元物質に応用した。すなわち、スピンホール効果の起こると思われているBi, Sbの薄膜について、上で開発した方法を適用して、詳細な計算を行った。これらの物質は、バルクな3次元では半金属であるため、直接はスピンホール効果は期待できない。しかし、薄膜にすると金属となり、この時にはSbにおいてスピンホール効果が期待されることが分かった。ただし、3次元の模型から、3次元方向への結合を弱くしていった簡単な模型に基づくため、より詳細な検討が必要となる本研究課題の目的は、2次元系において観測量に現れるトポロジカル不変量を、数値計算のためメッシュに切ったブリユアン・ゾーン上で効率よく求めるための方法の開発と応用である。ただし、3次元の模型から、3次元方向への結合を弱くしていった簡単な模型に基づくため、より詳細な検討が必要となる2次元電子系のトポロジカルな性質を理解するために主に2つの研究を行った。研究1.グラフェンの量子ホール効果。最近グラフェン(グラファイトの単層シート)が興味を持たれている。この系は、バレンス・バンドと伝導バンドがある点で縮退し、0ギャップ半導体であり、この点の周りの励起は線形分散を持ったディラック・フェルミオンとなっている。このような系に磁場をかけると量子ホール効果が観測されるが、その量子化則は通常の2次元系と著しい違いがある。この新しい量子ホール効果が実際に実験的に観測されて、多くの興味を引いている。我々は、グラフェンを一般化した模型を提案し、全てのエネルギー領域でホール・コンダクタンスを計算した。これによって、ディラック的な振る舞いは0エネルギー近傍に限られていること、その外側では通常の量子ホール効果となること、そして、この2つの領域を分けているものが所謂ファン・ホーベ特異性であることを示した。研究2.量子スピンホール効果。スピントロニクスの一つの可能性として量子スピンホール効果が大きな興味を持たれている。これは、通常の量子ホール効果のスピン版ともいえる現象で、バルクのバンドにはフェルミ面にギャップが存在しているが、エッジの存在によってスピン流が流れる現象であり、理論的に予言されたものである。通常の量子ホール効果が、チャーン数というトポロジカル数によって特徴づけられるのに対して、量子スピンホール効果ではZ2トポロジカル数というこれまでにないトポロジカル数によって特徴づけられることが知られている。以前我々は、チャーン数を計算する極めて有効な理論を提案したが、本研究ではこれを改良することによって、新しいZ2トポロジカル数の計算を可能にする方法を2つ提案した。この方法は大変簡単かつ厳密なもので、しかも現実的な物質に対しても応用可能という優れたものである。実際にBiやSbに対して計算を行いこれらの物質での量子スピンホール効果の可能性を議論した。チャーン数の計算に関しては、前年度に大きな発展があったため、今年度はスピンホール効果を特徴付けると考えられている新しいタイプのトポロジカル不変量(Z2数と呼ばれている)の計算方法の開発を目標として研究を行った。

この課題は、長期的な視野で達成する予定であったが、今年度に大きなる進展が見られた。まず、スピンホール効果を起こす最も簡単なグラフェン模型に対して、我々の開発した方法を適用して、実際に極めて正確にZ2数を計算できることを示した。これらの方法は他の研究者によっても用いられている。次に、上の結果を現実的な3次元物質に応用した。すんわち、スピンホール効果の起こると思われているBi,Sbの薄膜について、上で開発した方法を適用して、詳細な計算を行った。これらの物質は、バルクな3次元では半金属であるため、直接はスピンホール効果が期待できない。しかし、薄膜にすると金属となり、この時にはSbにおいてスピンホール効果が期待されることが分かった。ただし、3次元の模型から、3次元方向への結合を弱くしていった簡単な模型に基づくため、より詳細な検討が必要となる。以上の通り本年度は、スピンホール効果を特徴付けるZ2トポロジカル不変量の、格子ブリユアン・ゾーンのよる計算が明らかになった。しかし、このZ2数の真のトポロジカルな性質などは未だに未解決であり、今後の研究課題とする予定である。
動物の光受容機構に細胞骨格が受け持つ役割の追求

研究計画に従い、ロドプシンと結合する細胞骨格タンパク質の同定を行った。スルメイカの視細胞の微絨毛膜内には、アクチンが存在する。可溶化した微絨毛に含まれるアクチンをファロイジンで沈殿させるときロドプシンが共沈殿する現象が確認された。これは、ロドプシンとアクチンの間に相互作用が存在することを示唆する。試料への光照射により、この相互作用に影響が認められた。この成果を第65回日本動物学会において、′′スルメイカ・ロドプシンと細胞骨格蛋白質の相互作用′′の題で発表した。アクチンとロドプシンの抗体を用いて、それぞれの蛋白質を同定した。アクチンに結合するロドプシン量は、アクチン量の1/10以下である。ロドプシンのアクチンへの結合比率は、非常に低い。しかし、光照射を受けた場合に差が認められることから、両タンパク質の相互作用は、生理作用に関係すると考えられる。アクチンとヴィンキュリンの関係に認められるような結合の調節が行われている可能性も高い。アクチンとロドプシンの結合が直接であるかどうかを解析するために、再構成系の実験を行った。外套膜の筋肉よりアクチンを精製した。筋肉のアクチンは、視細胞内のアクチンとフィラメントを形成した。精製した筋肉アクチンとロドプシンとの間には、相互作用が認められなかった。再構成系では、アクチンとロドプシンの間を介在する因子が欠けている可能性がある。さらに視細胞のアクチンの精製や、視細胞の祖精製成分をこの再構成系に加えて研究を進めてゆく予定である。一般に、SH3領域を持つ蛋白質とアクチンとの関連は、示唆されている。ロドプシンとアクチンの相互作用は、SH3領域が関係した蛋白質間の相互作用を解析するのに有望な実験系であると考えられる。
エアロゾルの樹木への吸収・吸着機構の解明

葉におけるエアロゾルをナノレベルで可視化するイメージング技術を確立し、葉の表面構造や気孔の大きさやその形態などが異なる樹木におけるエアロゾルの吸収・吸着状態の樹種間差異を明らかにした。ブラックカーボン粒子の葉への吸着状態の違いは、葉の表面状態の違いを反映していた。長期曝露した硫酸アンモニウム粒子の形状や大きさは、微粒子の周りの環境が変化したことで変化した。また、ブラックカーボン粒子と硫酸アンモニウム粒子の沈着場所は異なり、両者の葉の生理学的機能に与える影響が異なることが示唆された。経済発展を続ける東アジア地域から日本に飛来する越境大気汚染物質、特にエアロゾルの影響は今後さらに深刻化していくと予想され、日本における環境問題の最重要課題である。しかしながら、エアロゾルの発生源や輸送・沈着のプロセスに関する情報は集積し始めているが、エアロゾルの植物や人間などに対する影響については、ほとんど研究が行われていないのが現状である。本研究課題は、エアロゾルが日本を含む東アジアの森林を構成している樹木に与える影響を実験的に解明することを主目的にしている。そこで、異なる樹木の葉表面および葉内部におけるエアロゾルの吸収と吸着状態を、各種イメージング技術により可視化し、樹木の成長や生理学的機能との関連性を明らかにする。さらに、本研究課題で得られる知見と他の研究グループによるエアロゾル曝露実験やフィールドでのエアロゾル量に関する知見を総合的に考察し、東アジアの森林に対するエアロゾルの影響の評価を総合的に考察する。本研究課題の最終目的は、越境大気汚染物質であるエアロゾルが東アジアの森林を構成している多様な樹木に与える生物影響を世界に先駆けて実験的に解明することである。そこで、樹木の葉表面および内部におけるエアロゾルの吸収と吸着状態を各種顕微鏡を用いて可視化し、樹木の成長や生理学的機能との関連性と樹種間差異を明らかにする。平成20年度は、葉の表面構造を可視化する技術と葉の表面への付着物の構成分子を分析する方法の確立を目標とした。異なる樹木の葉の表面構造を高分解能走査電子顕微鏡で観察するための試料の調整条件を検討し、葉の表面構造が樹種により大きく異なることを明らかにした。特に、針葉樹であるイチイの葉の表面に針状の微細構造が存在することを明らかにした。また、走査電子顕微鏡や共焦点レーザ走査顕微鏡等で気孔の立体構造の樹種特性も明らかにし、エアロゾルの吸着性との関連性を考察した。さらに、イヌエンジュの葉の表面をエネルギー分散X線分析装置を装着した低真空走査電子顕微鏡(SEM-EDXA)で解析し、EDXスペクトルから硫黄とケイ素を含む粒子と硫黄を含まない粒子を精度高く分離し、硫酸塩を含む粒子の局在を明らかにした。一方、野外に設置されたエアロゾル補修フィルタの表面を高分解能走査電子顕微鏡で観察し、補修フィルタの形状やサイズと集められた粒子の形状との関連性を解析した。葉の表面構造をよりインタクトな状態で可視化する方法を確立したので、平成21年度においては同一分析方法を駆使して、異なる樹種の葉表面に人為的に暴露したエアロゾルを網羅的に解析する予定である。本研究課題の最終目的は、越境大気汚染物質であるエアロゾルが樹木の生命現象に与える影響を実験的に解明することである。そこで、樹木の葉表面および内部におけるエアロゾルの吸収と吸着状態を、各種顕微鏡を用いて可視化し、樹木の成長や生理学的機能との関連性と樹種間差異を明らかにする。平成21年度は、葉の表面構造を網羅的に解析することと、人為的に暴露したブラックカーボン粒子をナノレベルで可視化する技術の確立を目標とした。葉の表面構造を、レプリカ法を用いて網羅的に解析したところ、葉の凹凸の大きさや毛状突起の有無やその形態などが樹種により大きく異なっていた。また、気孔密度や気孔開孔面積にも樹種による大きな違いが認められ、葉の表面構造の違いはエアロゾルの吸収・吸着特性に影響を与えると考えられる。エアロゾル粒子の吸収・吸着機構を解明するための手法の確立を目的として、複数の常緑広葉樹の葉に直径100nmに調整したブラックカーボン粒子を人為的に曝露し、電界放射型走査電子顕微鏡(FE-SEM)を用いて可視化を行った。FE-SEMにより、葉の表面に様々なサイズの粒子が観察された。それらの中で、サイズが約50100nmの粒子が観察された。噴霧したカーボン粒子のサイズは、直径100nmになるように調製したことから、これらの粒子は噴霧したカーボンであると考えられる。また、粒子の形状や集合状態からも、葉表面に存在する様々な粒子との区別が可能であった。葉の表面には、非常に多くのカーボン粒子が凝集したものやカーボン粒子が円状に配列する様子が観察され、暴露条件によりカーボンの葉への吸着状態が異なっていた。

今回の結果から、低加速電圧を用い、表面構造を高分解能で観察可能なFE-SEMは、カーボン粒子の葉表面における分布を可視化する上で有効な方法であるといえ、ナノサイズのブラックカーボンの可視化技術を確立した。本研究の最終目的は、越境大気汚染物質であるエアロゾルが樹木の生命現象に与える影響を実験的に解明することである。そこで、樹木の葉表面および内部におけるエアロゾルの吸収と吸着状態を、各種顕微鏡イメージング技術を用いて可視化し、樹木の成長や生理学的機能との関連性を明らかにすることが必要である。平成22年度は、ブラックカーボン粒子の可視化の方法の確立と、人為的に短期および長期暴露したブラックカーボン粒子をナノレベルで解析し、葉の表面構造との関連性を解析することを目標とした。日本産およびインドネシア産樹木の葉のレプリカ像を観察したところ、凹凸の大きさ、毛状突起の有無やその形態、気孔の大きさやその形態など樹種により表面構造が大きく異なっていた。気孔密度や気孔長さの違いは、エアロゾル粒子による気孔の塞がりやすさに影響を与えると考えられる。ブラックカーボンを短期および長期曝露した樹種の葉表面に、ブラックカーボン由来の50100nmの粒子の吸着が観察された。カーボンの粒子塊は、平滑な葉面上でも毛状突起上でも同様に吸着していた。毛状突起が発達した樹種では、葉の内表面や気孔へのカーボン粒子の吸着量が影響を受けると考えられる。ブラックカーボンを長期曝露させたカラマツとスギの葉表面において、ブラックカーボンの粒子塊は葉表面の中でも特にチューブ型ワックスが疎に分布する部分に認められた。一方ブラックカーボンの粒子塊は、気孔近くのチューブ型ワックスが密に覆う部分には認められない傾向があった。チューブ型ワックスは、ブラックカーボンの沈着を防ぐ機能をもつ可能性が考えられる。針葉樹においては、気孔表面の構造的な特徴から、ブラックカーボン粒子が気孔から取り込まれにくいと考えられる。したがって、葉の表面構造の樹種間差異とブラックカーボンの葉への吸収・吸着状態の違いには密接な関連性が存在すると考えられる。本研究の最終目的は、越境大気汚染物質であるエアロゾルが樹木の成長や生理学的特性に与える影響を実験的に解明することである。その目的のためには、樹木の葉表面および内部におけるエアロゾルの吸収と吸着状態を、各種顕微鏡を駆使したイメージング技術を用いて可視化することが必要である。本年度は、ブラックカーボンおよび硫酸アンモニウムの可視化の方法の確立と、人為的に曝露したエアロゾルをナノレベルで解析し、葉の表面構造との関連性を解析することを目標とした。日本産およびインドネシア産樹木の葉の表面構造を観察したところ、突起構造や気孔の大きさなどが樹種により大きく異なっていた。葉の構造の違いは、エアロゾル粒子の吸着特性に影響を与えると考えられる。ブラックカーボンを短期および長期曝露した葉の表面に、ブラックカーボン由来の粒子の吸着が観察された。針葉樹においては、ブラックカーボン粒子が気孔から取り込まれにくい構造を示していると考えられる。一方、硫酸アンモニウムを短期曝露した葉の表面上において、直径300-600nm程度の球形の微粒子が観察された。
懐風藻、勅撰三詩集とその周辺の正史をはじめとする史料の研究

本プロジェクトの最終段階として、これまで行ってきた研究を体系的・論理的に整理し直す。これまでの研究成果から漢詩に詠み込んだ漢籍の引用を検討したうえで、研究目的に記したように、和文優先・和漢対立という認識を乗り越え、奈良時代の「懐風藻」と平安初期の勅撰三詩集を比較文学的な視点から検討し、これら日本古代の言語・文学世界の豊かさを英語圏の人々に紹介するため書物の出版を予定している。本年度は出版に向けた原稿の作成に取り組んだ。原稿作成にあたり、研究経費は文献や史資料の収集、調査研究、外国旅費にあてた。本年度は、研究成果として以下の学会において発表した。本プロジェクトは和文優先・和漢対立という認識を乗り越えた日本人研究者の研究に基づき、奈良時代の「懐風藻」と平安初期の勅撰三詩集を比較文学的な視点から見直すことにより、英語圏に対して日本古代の言語・文学世界の豊かさを紹介することを目的としている。
緑樹帯による道路交通騒音の不快感の緩和効果に関する調査研究

1.調査概要道道苫小牧環状線沿線で緑樹帯のある地区とない地区、九州縦貫自動車道沿線で防音塀のある地区とない地区を選定し、道路交通騒音に対する不快感の緩和効果を調査した。回答者総数と有効回収率は、緑樹帯の効果に関する調査でそれぞれ268、92.4%であり、防音塀の効果に関する調査で387、79.5%であった。分析結果緑樹帯の有無および防音塀の有無によって、騒音の暴露量(L_<ep>)と反応(%very annoyed)との関係を比較した。緑樹帯や防音塀のある地区の反応はない地区と比べて有意に低く、騒音対策としてこれらの有効性が確かめたれた。さらに、緑樹帯や防音塀の有無による騒音の不快感の反応構造をパス解析によって分析し、どのような要因が騒音の不快感へ影響しているかを検討した。緑樹帯の効果に関する調査ではその有無に関わらず、排気ガスと住宅の振動の効果が大きく、これまでの筆者らの一般道路での調査結果と一致している。緑樹帯のある側では道路の安全性の効果が大きく、緑樹帯が住民に安心感を与えていることを示唆しているが、緑樹帯のない側では普段の睡眠状態や騒音の敏感さ、L_<ep>の効果が大きかった。防音塀の効果に関する調査ではその有無に関わらず、覚醒、イライラの効果が大きく、高速道路では夜間に交通量が多いことに起因している。防音塀のある地区ではTV聴取妨害の効果が大きく、視覚的に音源が見えない分、相対的に聴覚的な効果が大きく現れたものと考えている。防音塀のない地区では騒音の敏感さ、L_<ep>の効果が大きく緑樹帯と同様の結果が得られた。このことは直接音源が見えることによって音源の物理特性を代表しているL_<ep>や音源に対する態度の効果が大きくなったものと考えられ、これらの遮蔽物の視覚的効果の重要性を示唆している。1.調査概要(1)北海道での緑樹帯の効果に関する調査苫小牧市の道道苫小牧環状線沿線の緑樹帯が設置してある地区を選定し、263の戸建て住宅を対象として道路交通騒音の不快感に関するアンケート調査を行った。緑樹帯側130戸、緑樹帯のない側は133戸であった。アンケート調査後、道路沿線での終日測定および調査住戸の約20%を対象とした道路からの減衰量測定を行い、騒音減衰量の予測式を作成した。(2)九州での防音塀の効果に関する調査熊本市周辺の九州縦貫高速道沿線の戸建て住宅265戸を対象として同じアンケート調査を行った。道路に面して防音塀の設置してある住戸は173戸、ないものは92戸であった。アンケート終了後、高速道路沿線で終日測定を行い、それとは別に防音塀の設置してある地区とない地区で距離減衰を測定して、各住宅の騒音暴露量を推定した。2.調査結果騒音の暴露量と騒音の不快感の関係を緑樹帯および防音塀の有無によって比較すると、ともに有意な差が見られ、緑樹帯および防音塀がある方が明らかに不快感の反応が低かった。緑樹帯や防音塀があると同じ騒音暴露量でも反応が小さく、このことはこれらによる騒音源の視覚的なマスキング効果の存在を示唆している。今後、もう少しデータ数を増し、安定した反応傾向を得るとともに、どのような要因によって不快感が低減しているのかを詳しく分析する必要がある。1.調査概要九州縦貫自動車道沿線で昨年に引き続き、防音塀のある地区とない地区を選定し、追加調査を行い、昨年度の調査結果と併せて検討した。

回答者総数と有効回収率は、緑樹帯の効果に関する調査でそれぞれ268、92.4%であり、防音塀の効果に関する調査で387、79.5%であった。2.分析結果緑樹帯の有無および防音塀の有無によって、騒音の暴露量(L_<eq>)と反応(%very annoyed)との関係を比較した。緑樹帯や防音塀のある地区の反応はない地区と比べて有意に低く、騒音対策としてこれらの有効性が確かめられた。さらに、緑樹帯や防音塀の有無による騒音の不快感の反応構造をパス解析によって分析し、どのような要因が騒音の不快感へ影響しているかを検討した。緑樹帯の効果に関する調査ではその有無に関わらず、排気ガスと住宅の振動の効果が大きく、これまでの筆者らの一般道路での調査結果と一致している。緑樹帯のある側では道路の安全性の効果が大きく、緑樹帯が住民に安心感を与えていることを示唆しているが、緑樹帯のない側では普段の睡眠状態や騒音の敏感さ、L_<eq>の効果が大きかった。防音塀の効果に関する調査ではその有無に関わらず、覚醒、イライラの効果が大きく、高速道路では夜間に交通量が多いことに起因している。防音塀のある地区ではTV聴取妨害の効果が大きく、視覚的に音源が見えない分、相対的に聴覚的な効果が大きく現れたものと考えている。防音塀のない地区では騒音の敏感さ、L_<eq>の効果が大きく緑樹帯の地区と同様の結果が得られた。このことは直接音源が見えることによって音源の物理特性を代表しているL_<eq>や音源に対する態度の効果が大きくなったものと考えられ、これら遮蔽物の視覚的効果の重要性を示唆している。
高齢者緑内障の視野・認知低下の関連の分析と診断・進行の客観的判定法の開発

緑内障は高齢になるほど罹患率が上昇する疾患であり、現在、日本の中途失明原因の第一位となっている。今後の日本の高齢化社会では高齢者の緑内障患者は増加が続くため、緑内障による失明の予防、生涯にわたる視機能維持は。今後の高齢化社会に向けて、非常に重要な課題である。しかし、緑内障進行の判定・診断には自覚的検査である視野検査の比重が非常に高く、高齢者では視野検査自体の施行が困難である状況が多々あるため、正確な病態の把握、進行判定が困難で苦慮し、十分な治療を行えない場合が多々生じる。本研究は高齢者での緑内障診断・進行の客観的判定の補助となりうるバイオマーカーの確立を目的としている。平成30年度は、高齢者における認知症関連疾患である正常圧水頭症患者において、緑内障の有病率が高いという報告をふまえ、高齢正常圧水頭症患者における正常眼圧緑内障の頻度と進行度、認知症検査MMSE、脳脊髄圧、眼圧と光干渉断層計から算出される視神経乳頭陥凹の深さの相関を検討し、高齢者正常圧水頭症患者では日本人で有病率が高い正常眼圧緑内障の頻度が高く、正常圧水頭症のない高齢正常眼圧緑内障患者と比較して乳頭陥凹が有意に浅いことを明らかにした。(Igarashi, Honjo et al.,Sci Rep 2018)。緑内障は高齢になるほど罹患率が上昇する疾患であり、日本の中途失明原因の第一位となっている。高齢者の緑内障患者は増加が続くため、緑内障による失明の予防、生涯にわたる視機能維持は非常に重要な課題である。しかし、緑内障進行の判定・診断には自覚的検査である視野検査の比重が非常に高く、高齢者では視野検査自体の施行が困難である場合が多々あるため、正確な病態の把握、進行判定が困難で苦慮する場合が多い。平成27年度は高齢緑内障患者において、機能的検査であるハンフリー視野検査による緑内障重症度の評価判定を行うと同時に、器質的検査である光干渉断層計(OCT)による評価を行った。外来における視力、眼圧、ハンフリー検査によるMD値、視野感度、OCTによる網膜厚測定を行い、臨床的緑内障重症度を評価、OCTと視野の相関について、cpRNFLTと中心30-2、10-2のMD値、黄斑部パラメータについてはNFL厚、GCC厚について、視野変化を上下にわけた上下半視野の解析に加えて、10-2のすべての検査点の網膜感度との相関を解析した。結果、高齢者においてもMD値はcpRNFLTと有意に相関しており、緑内障進行度に応じてcpRNFLTの菲薄化は顕著であった。また高齢者でも生活に非常に重要である中心視野10-2の範囲において、NFL厚、GCC厚は若年層より菲薄化が強いものの、10-2の検査点と相関がみられることが明らかとなった。本研究は高齢者での緑内障診断・進行の客観的判定の補助となりうるバイオマーカーの確立を目的としているが、平成27年度は高齢緑内障患者において、ハンフリー視野検査によるによる視野パラメータとOCTパラメータが高齢者においても有意に相関していることを明らかにすることができた。緑内障は高齢になるほど罹患率が上昇する疾患であり、日本の中途失明原因の第一位である。高齢者の緑内障患者は増加が続くため、緑内障による失明の予防、生涯の師機能維持は今後の高齢化社会に向けて、非常に重要な課題である。しかし、緑内障進行の判定・診断には自覚的検査である視野検査の比重が非常に高く、高齢者では視野検査自体の施行が困難であることがたたあるため、正確な病態の把握、進行判定が困難で苦慮する場合が多い。平成28年度は高齢緑内障患者において、機能的検査であるハンフリー視野検査における信頼性基準と、認知症検査であるMMSEのスコアとの関連を検討し、器質的検査である光干渉断層計(OCT)との相関の検証を行った。認知症の診断をうけていないような高齢緑内障患者のなかに、かなりの割合で軽度認知機能低下を示す症例が存在すること、OCTと視野の相関、信頼度について、高齢緑内障患者においても相関は維持されているものの、この軽度の認知機能低下が強く関与していることが明らかになった。また、高齢者緑内障におおい落屑症候群は治療に抵抗を示し、手術加療も不成功に終わることが多い、別テーマとして術後の瘢痕形成に係る因子として生理活性脂質S1Pに注目し検討したところ、術後のS1P上昇が術後瘢痕形成に関与していることが判明した。本研究は高齢者での緑内障診断・進行の客観的判定の補助となりうるバイオマーカーの確立を目的としているが、平成28年度は認知症進行がハンフリー視野検査とOCTパラメータの相関におよぼす影響を検討し、高齢者における軽度認知機能低下が視野とOCTの相関に関与することを明らかにすることができた。今後の日本の高齢化社会では高齢者の緑内障患者は増加が続くため、緑内障による失明の予防、生涯の師機能維持は今後の高齢化社会に向けて、非常に重要な課題である。