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腎細胞癌における腫瘍促進性炎症と免疫逃避のメカニズム：新規治療戦略の構築に向けて

腎細胞癌での免疫抑制状態と全身性炎症反応との関連を解明し、炎症マーカーであるC反応性蛋白(CRP)が抗腫瘍免疫の指標となるバイオマーカーとなりうることを示すため、以下の研究を行った。1、前治療を行わずに手術療法を行った腎細胞癌111例の切除標本を用い、免疫組織学的に腫瘍へのCD4+/8+T細胞、CD163+細胞(M2マクロファージ)、Foxp3+細胞(制御性T細胞)の浸潤と術前血清CRP値との関連、および予後への影響を調べた。CD163+細胞、Foxp3+細胞、CD8+細胞浸潤と術前CRP値との間に正の相関が認められ、これらの細胞浸潤が多い例の術前CRP値は、有意に高値であることがわかった。また、CD163+細胞、Foxp3+細胞、CD8+細胞浸潤が多い例で癌特異的生存が有意に不良であることがわかった。本研究成果を国際学術誌に投稿し、掲載された。本研究で明らかとなった、M2マクロファージ、制御性T細胞の癌微小環境への浸潤と、炎症マーカーであるCRPとの関連は、全身性炎症反応の亢進が免疫抑制性微小環境の指標となりうることが示唆された。腎細胞癌において、CRPが予後因子であり、CRP高値例の予後が不良であることが示されているが、本結果により、CRPと腎細胞癌の予後が関連することの背景機序の1つとして、免疫抑制性微小環境との関連が示唆された。。2、全身血中免疫状態と、全身炎症反応、腎細胞癌の癌微小環境、および予後との相関を明らかとすることを目的として、末梢血細胞をフローサイトメトリーにて解析する研究プロトコールを作成し、実験機器、試薬の準備を完了し、検体の収集を開始している。本研究計画のなかで、腎細胞癌の微小環境免疫状態と全身炎症反応との関連解析を行うことを主目標の1つとしてる。先に述べたように、腎細胞癌切除標本の免疫組織染色にて、癌微小環境の免疫状態と炎症マーカーであるCRPとの関連、および癌微小環境の予後への影響を明らかとし、この成果は、2017年の米国泌尿器科学会で報告し、2018年に国際学術誌に掲載された。また、腎細胞癌における標準的な全身療法として使用されている分子標的薬、チロシンキナーゼ阻害剤治療における、CRPと予後との相関についても、国際学術誌に報告している。末梢血の免疫細胞状態と、全身炎症反応、癌微小環境の抗腫瘍免疫状態、および予後との関連解析についても、実験の準備を行い、検体の収集を開始しており、収集の完了を待って解析を行う予定としている。研究計画に従い、引き続き、腎細胞癌における微小環境免疫状態と全身炎症反応との関連、及びその機序を解明することを目的に研究を進める。腎細胞癌患者の末梢血の免疫細胞状態と、CRP値に表される全身炎症反応、癌微小環境の抗腫瘍免疫状態、および予後との関連解析を進めていく。治療介入前後(薬物療法または手術)での、CRPと全身血中免疫状態の変化および治療効果との関連についても調べる。末梢血細胞をフローサイトメトリーにて解析するために、検体の収集を引き続き行っていく。治療による炎症反応の推移と微小環境での免疫状態との関連を調べることを目的として、術前薬物療法後に腎摘除が行われた摘出標本で免疫抑制性細胞浸潤と、薬物療法中のCRP値との関連を調べる。前治療を行わずに手術療法を行った腎細胞癌111例の切除標本を用いて、免疫組織染色にて腫瘍へのCD4+/8+T細胞、CD163+細胞(M2マクロファージ)、Foxp3+細胞(制御性T細胞)の浸潤を評価し、これらの細胞浸潤と術前血清CRP値との関連、および予後への影響を調べた。この結果、CD163+細胞、Foxp3+細胞、CD8+細胞浸潤と術前CRP値との間に正の相関が認められた。すなわち、これらの細胞浸潤が多い例の術前CRP値は、そうでない例と比較し、有意に高値であった。癌特異的生存は、CD163+細胞、Foxp3+細胞、CD8+細胞浸潤を多く認めている例の癌特異的生存はそうでない例と比べ有意に不良であった。M2マクロファージ、制御性T細胞はともに癌微小環境で抗腫瘍免疫に抑制性に作用するとされており、これらの細胞浸潤を多く認める場合には、抗腫瘍免疫が抑制的になっていると考えられる。本研究で、腎細胞癌において癌微小環境への免疫抑制性細胞浸潤は、癌特異的生存と負の相関を示し、多く浸潤している例の生命予後が有意に不良であることが示された。さらに、免疫抑制性細胞浸潤が炎症マーカーであるCRPと正の相関を示し、CRPの上昇に見られる慢性炎症と微小環境での免疫抑制状態が相関し、CRPが抗腫瘍免疫状態の指標となるバイオマーカーとなりうることが示唆された。本研究計画では、初年度の研究予定として腎細胞癌摘出標本内の微小環境免疫状態と全身炎症反応との関連解析を行うことを主目標としていた。

先に述べたように、当該項目については、ほぼ実験が終了し、この成果は、2017年の米国泌尿器科学会での演題に採択され、同学会にて報告予定である。さらに学術誌への投稿を準備中である。また、腎細胞癌患者の全身血中免疫状態と全身炎症反応との関連解析については、実験の具体的なプロトコールを作成し、実験の準備を行った。腎細胞癌における免疫抑制/全身炎症反応誘導モデルの作成と機序解明においては、細胞培養実験を開始し、培養条件等の確認を行っている。腎細胞癌での免疫抑制状態と全身性炎症反応との関連を解明し、炎症マーカーであるC反応性蛋白(CRP)が抗腫瘍免疫の指標となるバイオマーカーとなりうることを示すため、以下の研究を行った。1、前治療を行わずに手術療法を行った腎細胞癌例の切除標本を用い、免疫組織学的に腫瘍へのCD4+/8+T細胞、CD163+細胞(M2マクロファージ)、Foxp3+細胞(制御性T細胞)の浸潤と術前血清CRP値との関連、および予後への影響を調べた。CD163+細胞、Foxp3+細胞、CD8+細胞浸潤と術前CRP値との間に正の相関が認められ、これらの細胞浸潤が多い例の術前CRP値は、有意に高値であることがわかった。また、CD163+細胞、Foxp3+細胞、CD8+細胞浸潤が多い例で癌特異的生存が有意に不良であることがわかった。M2マクロファージ、制御性T細胞はともに癌微小環境で抗腫瘍免疫に抑制性に作用するとされており、腎細胞癌において、炎症マーカーであるCRPが免疫抑制性微小環境の指標となりうることが示された。腎細胞癌において、CRPが有用な予後因子となり、CRP高値例の予後が不良であることが示されているが、本結果により、CRPと腎細胞癌の予後が関連することの背景機序の1つが明らかにされた。2、全身血中免疫状態と、全身炎症反応、腎細胞癌の癌微小環境、および予後との相関を明らかとすることを目的として、末梢血細胞をフローサイトメトリーにて解析する研究プロトコールを作成し、実験機器、試薬の準備を完了し、本実験を開始した。本研究計画のなかで、腎細胞癌の微小環境免疫状態と全身炎症反応との関連解析を行うことを初期の主目標としていた。先に述べたように、腎細胞癌切除標本の免疫組織染色にて、癌微小環境の免疫状態と炎症マーカーであるCRPとの関連、および癌微小環境の予後への影響を明らかとし、この成果を2017年の米国泌尿器科学会で報告した。現在、学術誌への投稿を進めている。さらに、末梢血の免疫細胞状態と、全身炎症反応、癌微小環境の抗腫瘍免疫状態、および予後との関連解析についても、フローサイトメトリー手技の獲得、倫理審査委員会での承認、実験プロトコールの確認、機器、試薬の整備等が完了し、実験を開始している。1、前治療を行わずに手術療法を行った腎細胞癌111例の切除標本を用い、免疫組織学的に腫瘍へのCD4+/8+T細胞、CD163+細胞(M2マクロファージ)、Foxp3+細胞(制御性T細胞)の浸潤と術前血清CRP値との関連、および予後への影響を調べた。本研究成果を国際学術誌に投稿し、掲載された。本研究で明らかとなった、M2マクロファージ、制御性T細胞の癌微小環境への浸潤と、炎症マーカーであるCRPとの関連は、全身性炎症反応の亢進が免疫抑制性微小環境の指標となりうることが示唆された。
メロヴィング王朝期国家構造の総合的研究ー西洋古代から中世への移行新論ー

この研究は、西洋中世初期における最重要の歴史的存在であったフランク国家がいかにして形成されたかを、西ローマ帝国が体現した後期古代から、初期中世の時代相への移行についての新たな理解を基軸に据えて考察し直したものである。新しい論点として浮上したのは、西暦394年のアルボガストのクーデタの挫折により、フランク人首長層がローマ帝国内で30年間にわたって成し遂げた栄達の時代が終わり、以後約半世紀にわたって断片的な動静しか伝来しておらず、この50年間のフランク史の解明が、この主題にとって決定的に重要であるという点である。これまで注目を集めてこなかった、フン族とフランク人との関係史を深めるのも重要である。西洋の歴史研究において、古代から中世への移行、前者から後者への時代相の転換をめぐる問題は、史学史上にその名前を残した多くの歴史家が、18世紀以来取り組んできた最も重要なトピックであることはよく知られている。こうした移行の実相は、とりわけローマ帝国の後継国家であるゲルマン諸国家が有する特徴的な性格を探究するところから明らかになるというのが、本研究課題の前提である。中世初期西欧についての旧来の見解は、国家の基本形をアプリオリに近代国家に求めたために、ゲルマン諸国家の段階を国家不在の時代と見て、本格的な検討を怠って来た。事情はヨーロッパ学界もさほど変わらない。申請者は、以前からこうした見方を批判し、ゲルマン諸国家の国家としての真正性を承認した上で、近代国家の類型を基本に構築されたモデルと、それらの相違の中にこそ、ポスト・ローマ、中世初期国家の国家としての歴史的独自性があると考えて来た。研究対象にフランク・メロヴィング国家を対象に設定したのは、相対的にではあるが史料が最も豊富で、研究史の蓄積が厚いというのが理由である。初年度はメロヴィング朝前半期の511年から613年までの宮廷の権力構造を、プロソポグラフィカルな手法で解明するために、先行研究で明らかにされている217名の官職担当者(Office-holders)の悉皆調査を行い、これをリレーショナル・データベースとして構築することであった。以前にこの作業の80%を終えていたが、このとき用いたソフトのバージョン・アップがなされないまま、死物となったのを承けて、幾つかの新項目を加えて、再構築するのが初年度の中心的課題であった。この作業に意外に手間取り、半年ほど遅れて作業が進められているのが現状である。その主要な障害は、139名に及ぶ王族リストの確定作業が思いのほか手間取ったことである。フランク国家の建国者とされるクローヴィスの父キルデリクス1世については史料証言の少なさと、断片性から、大幅に霧に包まれ、その事績は不明な部分が多い。だがその墓地は17世紀にベルギーのトゥールネで偶然発掘され、多くの興味深い副葬品が齎された。こうした研究状況のなかで、サリー・フランク人がライン川河口に近いトクサンドリア地方からあまり移動することなく、安定した纏まりをもったエトノス集団として一貫して存在していたとする考えを根底的に批判するドイツの中世史家ロルフ・シュプリンガーの一連の研究に触発され、「タブラ・ラサ」の状態から5世紀後半ガリアの支配関係を再構成しようと試みた。その成果は「キルデリクス1世とドナウ戦士文化」(『西洋中世研究』第5号2013年49-68頁)として2013年に公刊した。これは7世紀の歴史家『偽フレデガリウス年代記』の記述によりつつ、これまで重視されてこなかった東ローマ・ビザンティンの同時代の外交官プリスコスの記述に注目した結果の所産である。上記の論文の内実を、テューリンゲン問題を基軸に据えたフランス語論文「"Fugi in Toringia, latita aliquantulum ibi ";.Pourquoi Chideric1er s'exila-t-il en Thuringe ?」が近くフランスで公刊される予定である。460年代に大きな政治的潮流になったと申請者が推測する、東西ローマの一体的掌握指向について、西ローマ皇帝ロムルス・アウグストルスを廃位したものの、自らが皇帝に登位することなく、イタリア王に留まった「傭兵隊長」オドアケルについて、最近のプロソポグラフィー研究の成果に助けられ、東皇帝による両帝国の単一支配構想の所産と思われる根拠を掘り起こしたが、これは近く開かれるだい66回日本西洋史学会のパネル発表で報告することになっている。研究課題「メロヴィング王朝期国家構造の総合的研究」にとって、そもそもゲルマン民族のひとつ「フランク部族gens Francorum」はどのような経過を経て一つのエトノス集団として成立したかを詳細に解明することが、研究成果の深度を決定するという考えが強まり、このためにギリシア・ラテンの古典著作家たちが書き残した著作において、「フランク人」がどのように言及されているかを、原典にあったて網羅的に訳出する作業をおこなった。最古のフランク人に関わる事績は、自身は4世紀中葉の北アフリカ出身の皇帝役人であったアウレリウス・ウィクトリウスの記述であり、彼はフランク人がイベリア半島のタラゴナを侵略した西暦257年の出来事を記している。これを嚆矢として、西暦400年頃までの事績を網羅的に洗い出し、それを下記のような構成をもった草稿として纏めた。

すなわち「序論」、フランク人の起源を考察した「薄明のフランク史」、ローマ帝国との関係を論じた「帝国に奉仕するフランク人」、諸皇帝のなかでも特にフランク人を重用したユリアーヌス帝への奉仕を論じた「皇帝ユリアーヌスの旗のもとに」、フランク人首長層のローマ帝国中枢部への進出を考察した「帝国におけるフランク首長層の台頭」がその内容である。これに続く1世紀は、フランク人に代わってゴート人が帝国に重用される時代であり、そのこともあって、叙述史料が極めて希薄になる。目下フランク・メロヴィング朝創建者クローヴィスの父キルデリクス1世までの検討を終えてつつあり、クローヴィスの部分まで25年度末に検討を終えて、1冊の著書として完成させる予定である。メロヴィング王朝を開いたフランク族の初期史に関しては、未だ未解明の部分が多く、世界の多くの専門家が、新説を競い合っている。こうしたなか西暦200年代に入ってから、H・グラーン=ヘックとM・シュプリンガーが、目覚ましい新説を提示している。そこで今年は両者の関連する主要な業績を、同じ史料を用いて検証する作業を行った。その結果、もともとフランク族には2集団があり、1つはタキトゥスが『ゲルマーニア』で描写した、古い部族のシャマーヴィ、シャットゥアリアその他などで、かれらは「フランク族」という新しいエトノスに合流した後も、古い部族名を使用し続けていた。もう1つの集団は「Franci ipsi」と形容される人々であり、かれらは古いアイデンティティを完全に払拭して、自らを完全に「フランク」のエトノスに一体化させている固有のフランク族民である。かれらはエルベ川、ウェザー川、エムス川の河口地帯に居住し、船を操り、海運や海賊活動を生業としていた者たちであった。この「Franci ipsi」集団は、3世紀後半ころにライン川の河口に移動し、この地のバタヴィア島に定住したが、別のゲルマン人集団によりこの地を逐われ、皇帝ユリアヌス帝の時代に、ローマ領土内のトクサンドリア(現在のベルギー東北端)に、ローマへの帰順民として定着した。彼らはこの土地で、大ホール型の家屋に複数家族が共同で居住する形態をとり、こうした家屋を「サルSal」と称したところから、サリー・フランク族と呼ばれた。他方、シャマーヴィその他のいわば2重のアイデンティティを有するグループは、ライン川中流域を拠点としたところから、「ライン・フランクFranci Rhenensi」人と称された。シュプリンガーの研究は、このヘックの研究が相対化しながらも維持した、フランク族の2分性をより根底的に否定する内容であるが、より綿密な検証が必要である。「フランク人」と称されるエトノス集団についての歴史的探索は、ドイツの中世史家H・ゲラーン=ヘックが2005年に発表した論文により、現時点での最良の仮説が提示されたと考えられる。27年度の作業は、これを前提にして北海沿岸地帯に誕生した原「フランク人」を取り巻く自然・歴史環境を青銅器時代にまで遡って検討する作業を行った。先史考古学者K・クリスチアンセンによれば、青銅器から鉄器時代にかけての時期に、ケルトやゲルマンなどの異なる地域的伝統により特徴付けられた北部、中部、地中海ヨーロッパを包摂する一つの構造的ハイアラーキーが誕生した。この構造が、後のローマ帝国の膨張を潜在的に規定したとされる。先史ヨーロッパ空間のハイアラーキー構造の最も周縁に位置していたのが、ゲルマン部族と称される言語集団である。
増殖組織特徴遺伝子ペリオスチンを標的とした網脈絡膜線維血管増殖組織治療薬開発

本年度は眼内増殖性疾患特徴遺伝子の1つであるペリオスチンを標的とした新規1本鎖核酸医薬(NK0144)の網膜前病的血管新生抑制効果を検討した。In vitroにおいてペリオスチン刺激により培養ヒト網膜血管内皮細胞の増殖・遊走・管腔形成が有意に促進した。また、糖尿病網膜症患者の硝子体中で増加している炎症性サイトカインの1つであるIL-13刺激により、培養ヒト網膜血管内皮細胞のペリオスチン発現が著明に増大した。新規1本鎖核酸医薬であるNK0144でIL-13刺激による培養ヒト網膜血管内皮細胞のペリオスチン発現増幅を有意に抑制できた。次にIL-13刺激によるペリオスチン発現増幅下で亢進する培養ヒト網膜血管内皮細胞の遊走、管腔形成をNK0144によりそれぞれ有意に抑制できた。また、RNA干渉を用いる2本鎖siRNAの場合に問題視されているTLR3を介した非特異的血管新生抑制作用に関しても、1本鎖であるNK0144を導入した培養ヒト網膜血管内皮細胞ではTLR3のリン酸化は認めなかった。In vivoではマウスOIRモデルでペリオスチンの発現が増大し、その発現は蛍光免疫染色で血管内皮細胞、血管周皮細胞、マクロファージの一部と共染した。ペリオスチンノックアウトマウスでは網膜前血管増殖は、野生型に比べて減少しており、ペリオスチンが網膜前血管増殖を促進していると考えられた。このモデルにFITC標識NK0144を硝子体内投与したところ、投与後24時間から網膜前血管増殖内への到達を認め、少なくとも120時間までは残存していた。ペリオスチンノックアウトマウスと同様に、NK0144投与により網膜前血管増殖はコントロール薬投与に比べて有意に減少していた。NK0144の網膜前血管増殖抑制程度は従来の2本鎖siRNAと比較しても有意であった。以上よりペリオスチン抑制新規1本鎖核酸であるNK0144は糖尿病網膜症で問題となる網膜前血管増殖に対する新たな治療薬となる可能性が考えられる。27年度が最終年度であるため、記入しない。本年度は、増殖組織特徴遺伝子群のうち、マトリセルラー蛋白であるペリオスチンを標的とし、RNA干渉を用いてその発現を抑制する新規1本鎖核酸医薬(NK0144)の脈絡膜増殖組織形成抑制効果を検討した。In vitroのアッセイ系を脈絡膜増殖組織においてペリオスチンを産生している主な細胞と考えられる培養ヒトRPE細胞を用いて行った。NK0144はTGFβ2刺激によるRPE細胞のペリオスチン発現増幅を細胞生存率に影響することなく9割以上抑制することを確認した。次に、TGFβ2刺激によるペリオスチン発現増幅下で亢進するRPE細胞の増殖、接着、遊走それぞれをNK0144により有意に抑制出来た。また、RNA干渉を用いる2本鎖siRNAの場合に問題視されているTLR3を介した非特異的血管新生抑制作用に関しても、1本鎖であるNK0144を導入したRPE細胞では認めなかった。In vivoではマウスレーザーCNVモデルを用いてNK0144の脈絡膜増殖組織に対する作用を検討した。CNVモデルにFITCで標識したNK0144を硝子体内投与したところ、投与後24時間からRPE細胞への到達を認め、少なくとも120時間までは残存していることを確認した。また、NK0144はこのモデルにおけるRPE細胞のペリオスチン発現を有意に抑制していることも確認した。NK0144投与によりCNV、脈絡膜線維組織ともにコントロールに比べて減少していた。この効果は2本鎖siRNAでは非特異的な効果が疑われたが、NK0144ではペリオスチン抑制による効果と考えられた。NK0144のin vivoでの毒性をERGとHE染色・TUNEL染色を用いて評価を行ったが、いずれの検討でも明らかな毒性は認めなかった。以上よりNK0144は脈絡膜増殖組織に対する新たな治療薬となる可能性が考えられる。

このモデルにFITC標識NK0144を硝子体内投与したところ、投与後24時間から網膜前血管増殖内への到達を認め、少なくとも120時間までは残存していた。ペリオスチンノックアウトマウスと同様に、NK0144投与により網膜前血管増殖はコントロール薬投与に比べて有意に減少していた。NK0144の網膜前血管増殖抑制程度は従来の2本鎖siRNAと比較しても有意であった。以上よりペリオスチン抑制新規1本鎖核酸であるNK0144は糖尿病網膜症で問題となる網膜前血管増殖に対する新たな治療薬となる可能性が考えられる。増殖組織特徴遺伝子ペリオスチンを標的とした新規一本鎖核酸の脈絡膜増殖組織に対する新たな治療薬の可能性について検討し、国内・国際学会で発表を行い、論文での発表も行った。これにより網脈絡膜増殖組織の病態解明、治療薬開発において、重要な知見を得ることができた。本年度の研究により、臨床試験実施に向けてプロジェクトを進展させることができ、新規治療薬開発に向けて前進することができた。27年度が最終年度であるため、記入しない。計画通り、網膜前血管新生におけるペリオスチン標的新規一本鎖核酸の効果に関して検討を進める。これにより脈絡膜増殖組織だけでなく、網膜増殖組織における新規治療薬の可能性に関しても検討が出来る。
エントロピー理論のデータ圧縮問題への応用

(1).『核型作用素族の位相論的分類と連続微分可能関数族空間の理論への応用』では、正値核型作用素に対応する固有値列の収束指数と連続性の関係を調べ、連続微分可能回数の持つ位相空間論的意味を明確にした。(2).『再生核ヒルベルト空間の作用素論的分類』では、再生核にスペクトル分解定理を適用することにより得られる固有値列の収束指数に基づく分類法を与え、固有値列の収束指数間の大小関係が、対応する再生核ヒルベルト空間同士の大小関係と密接な関係を持つことを示し、再生核ヒルベルト空間の同型問題に対する不変量を得た。(3).『コンパクト非線形写像の同型問題』では、局所凸線形位相空間上の非線形写像に対するエントロピー理論的分類法を与えた。ここで示された分類法は、従来から知られているヒルベルト空間上のコンパクト線形写像の分類法の拡張概念になっているだけでなく、コンパクト非線形写像から構成される力学系の同型不変量にもなっている。更に上記写像に付随する不動点集合が、ベールのカテゴリー定理の意味で第1類であることを示した。(4).『コンパクト正値作用素の固有値分布を求めるエントロピー型反転公式』では、コンパクト正値作用素のε-エントロピー列から、作用素の固有値分布関数を計算する方法を示した。この方法は、既に従来から知られている作用素の固有値分布からε-エントロピーを評価する方法の逆に対応するものとなっている。(5).『コンパクト距離空間上の拡大的力学系の記号力学系への埋め込み』では、完全不連結なコンパクト距離空間上で定義された拡大的力学系を埋め込むことを可能にする記号力学系の存在を示した。更に計算が難解であるが情報伝達速度評価の定量的尺度として利用される位相エントロピーを、計算が容易な記号力学系のコルモゴロフ-シナイエントロピーを用いて評価する方法を示した。近年の光通信技術や量子コンピューター理論の進歩に伴い、それらの数学的基礎を明確にし、更なる発展の可能性をもたらすことを可能とする数学的理論の構築は急務であると考えられる。しかし残念なことに、これら先端技術を利用するために必要となる情報の表現形式は、古典的確率論に基礎を置くShannonの情報理論では取り扱うことができないものである。そして現在では、作用素代数論に基礎を置く量子確率論及びShannonの理論の量子論的拡張とも言える量子情報理論が、数学的基礎付けの役割を担っている。しかし量子情報理論は、古典的情報理論の完全な拡張形式とは成り得ず、エントロピー不等式など古典系においては成立している基本的結果が成り立たないという現象を呈しているのが現状である。本研究では、特に量子情報理論における情報の表現形式を調査し、今後増大すると予想される量子情報データ蓄積問題に対処するべく、これらの圧縮再生原理を考察することを目的としている。以下では、平成10年度に発表された研究論文の概要を個別に紹介する。(1).『核型作用素族の位相論的分類と連続微分可能関数族空間の理論への応用』では、量子情報の表現形式に用いられる核型作用素族の位相論的分類法を呈示し、連続微分可能関数空間族の分類理論との対応を示した。(2).『再生核Hilbert空間の作用素論的分類』では、標本化定理に代表され、通信工学において論じられる帯域制限信号空間の分類を目的として、L^2-空間の部分空間としての再生核Hilbert空間分類法を呈示した。(3).『作用素代数族の同型問題への量子エントロピー理論の応用』では、量子情報理論において用いられている量子情報源分類法を作用素代数論に応用することを試みた。

(4).『コンパクト非線形写像の同型問題』では、線形位相空間上の非線形写像から構成される力学系の同型不変量を作製した。上記研究課題における本年度の目標は、エントロピーを用いて、情報理論や通信工学で重要な帯域制限信号空間や記号力学系などの情報量を測定すること、及びエントロピー理論を用いた同型不変量を開発することである。(1).『再生核ヒルベルト空間の作用素論的分類』では、再性核にスペクトル分解定理を適用することにより得られる固有値列の収束指数に基づく分類法を与え、固有値列の収束指数間の大小関係が、対応する再生核ヒルベルト空間同士の大小関係と密接な関係を持つことを示した。これは、通信工学で重要な役割を果たす帯域制限信号空間の分類に適用される。(2).『コンパクト非線形写像の同型問題』では、局所凸線形位相空間上の非線形写像に対するエントロピー理論的分類法を与えた。ここで示された分類法は、従来から知られているヒルベルト空間上のコンパクト線形写像の分類法の拡張概念になっているだけでなく、コンパクト非線形写像から構成される力学系の同型不変量にもなっている。更に上記写像に付随する不動点集合が、ベールのカテゴリー定理の意味で第1類であることを示した。(3).『コンパクト正値作用素の固有値分布を求めるエントロピー型反転公式』では、コンパクト正値作用素のε-エントロピー列から、作用素の固有値分布関数を計算する方法を示した。この方法は、既に従来から知られている作用素の固有値分布からε-エントロピーを評価する方法の逆に対応するものとなっている。(4).『コンパクト距離空間上の拡大的力学系の記号力学系への埋め込み』では、完全不連結なコンパクト距離空間上で定義された拡大的力学系を埋め込むことを可能にする記号力学系の存在を示した。更に計算が難解であるが情報伝達速度評価の定量的尺度として利用される位相エントロピーを、計算が容易な記号力学系のコルモゴロフ-シナイエントロピーを用いて評価する方法を示し、このような力学系の伝達する単位時間当たりの情報量評価を可能にした。
重粒子線誘発バイスタンダー効果における細胞間情報伝達機構の関与

平成24年度に引き続き、独立行政法人放射線医学総合研究所で行われている炭素イオンビームによるがん治療の高度化に資する生物学的基礎研究を実施した。平成25年度は、主に日本原子力研究開発機構イオン照射研究施設より得られた重イオンマイクロビームおよび高エネルギー加速器研究機構放射光科学研究施設より得られたX線マイクロビームの各種線質の異なるマイクロビーム放射線を用いて、ヒト由来正常細胞の微小核形成効果に対するバイスタンダー効果誘導現象とその誘発メカニズムを明らかにする研究を実施した。得られた結果は、重粒子線・X線何れの放射線マイクロビーム照射の場合も、ギャップジャンクション特異的阻害剤の併用の有無に関係なく線量依存的に微小核形成頻度が上昇した。微小核形成パーセントは、ギャップジャンクション特異的阻害剤併用無しで2-10%、併用有りで1-4%となった。今回用いたマイクロビーム照射方法では、マイクロビームディッシュ上の全ての細胞数に対してマイクロビームが照射された細胞の割合は0.04%と計算される。従って、ギャップジャンクション阻害剤有無に関わりなく、マイクロビームの直接ヒットを受けた細胞以外の細胞にも間接的なメカニズムによって微小核が形成されたことを示している。すなわち、染色体異常誘発においてもバイスタンダー効果が誘導されたと結論する。また、ギャップジャンクション阻害剤を併用しない場合は、併用した場合に比べて微小核形成が減少したことから、減少分が細胞間情報伝達機構によるメカニズムで誘発されたバイスタンダー効果であり、残りの分のうち非照射群の微小核形成分を差し引いた部分が照射された細胞よりメディウム中に放出された分泌物で誘発されたバイスタンダー効果であると結論した。放射線医学総合研究所重粒子線がん治療装置における共同利用研究課題、日本原子力研究開発機構イオン照射研究施設利用研究課題および高エネルギー加速器研究機構放射光科学研究施設における放射光利用共同利用研究課題が採択され、年度内に十分な照射実験のマシンタイム配分を受け、トラブル無く照射実験を実施出来たため。外国人特別研究員の研究期間は終了したが、引き続き本研究課題の研究を実施して、更なる現象論・メカニズムの解明に努め、放射線によるがん治療の高度化や東日本大震災に伴う福島第一原子力発電所事故に起因する低線量放射線被ばくの人体影響評価に資する生物学的基礎研究成果を挙げることを目指す。日本原子力研究開発機構の重イオン(220MeV炭素、260MeVネオン、460MeVアルゴン)と高エネルギー加速器研究機構のX線の各種放射線マイクロビームを用い、ヒト正常細胞のコロニー形成法で検出した細胞増殖死に対するバイスタンダー効果誘導を調べた。マイクロビーム照射は、照射用ディッシュ上に培養した全細胞数のうち0.04%程の細胞のみにマイクロビームを選択照射し、大多数の非照射細胞(バイスタンダー細胞)と共存させ、得られる混合細胞集団の致死効果を解析することによりバイスタンダー効果誘導を評価した。また、バイスタンダー効果誘導メカニズムの細胞内在性因子解明のために、ギャップジャンクション(GJ)特異的阻害剤を併用する照射実験を実施した。実験結果より、炭素イオンマイクロビーム照射群の細胞生存率は、GJ特異的阻害剤を併用しない場合は90%弱となり、併用した場合はほぼ100%となった。一方、X線・ネオンイオン・アルゴンイオンの結果は、GJ特異的阻害剤併用の有無に係わらず、生存率はほぼ100%となった。今回実施したマイクロビーム照射法では、マイクロビームが直接照射される細胞は全細胞数に対して約0.04%と計算されることから、イオンが直接照射された細胞のみに致死が生ずると仮定すると生存率は99.96%と計算される。しかし炭素イオン照射のGJ特異的阻害剤を併用しない場合で計算される予測値を遙かに超えて高い致死効果を示したことから、マイクロビームを直接照射されていない細胞にも二次的な影響として細胞致死が誘導されたど考える。即ちバイスタンダー効果が誘導されたと考える。また、観察された炭素イオン誘発バイスタンダー効果は、GJ特異的阻害剤を併用することにより消失したことから、GJを介した細胞間情報伝達機構(GJIC)がバイスタンダー効果誘導メカニズムに密接に関与していることが示唆された。一般的に放射線治療の対象となる腫瘍体積にはその近辺も含めて、がん細胞に加えて正常細胞も含まれている。炭素線治療の更なる高度化には、この様な異なる種類の細胞に対する放射線応答を明らかにすることが必要不可欠である。この問題を解決するために平成24年度は、放射線医学総合研究所重粒子がん治療装置より得られた炭素線を照射したヒト脳腫瘍由来がん細胞と非照射のヒト正常細胞を共培養して、ヒト正常細胞(バイスタンダー細胞)への生物効果を細胞致死効果・遺伝子突然変異誘発効果・微小核形成頻度を指標として調べた。照射直後の共培養から得られた結果は、炭素線非照射であるヒト正常細胞の致死効果と微小核形成頻度が有意に上昇し、その効果はギャップジャンクションを介した細胞間情報伝達機構阻害剤と活性酸素除去酵素の何れを添加しても消失した。以上の結果は、がん細胞と正常細胞の間に細胞間情報伝達機構を介したメカニズムもしくは細胞培養中に放出された活性酸素を介したメカニズムによって、バイスタンダー効果が誘導され、炭素線非照射の正常細胞にもがん細胞と同様の生物効果が誘導される事を示している。さらに、10週間に渡り共培養を継続し、その後の正常細胞に生じる遺伝子突然変異と微小核形成を調べたところ、何れの生物効果も有意に高くなり、ギャップジャンクション特異的阻害剤を併用した場合は、その効果が消失することが判った。

この結果から、ギャップジャンクションを介して誘導されたバイスタンダー効果は、十数回分裂した後の細胞にも伝達されることが判った。平成24年度に引き続き、独立行政法人放射線医学総合研究所で行われている炭素イオンビームによるがん治療の高度化に資する生物学的基礎研究を実施した。平成25年度は、主に日本原子力研究開発機構イオン照射研究施設より得られた重イオンマイクロビームおよび高エネルギー加速器研究機構放射光科学研究施設より得られたX線マイクロビームの各種線質の異なるマイクロビーム放射線を用いて、ヒト由来正常細胞の微小核形成効果に対するバイスタンダー効果誘導現象とその誘発メカニズムを明らかにする研究を実施した。得られた結果は、重粒子線・X線何れの放射線マイクロビーム照射の場合も、ギャップジャンクション特異的阻害剤の併用の有無に関係なく線量依存的に微小核形成頻度が上昇した。微小核形成パーセントは、ギャップジャンクション特異的阻害剤併用無しで2-10%、併用有りで1-4%となった。今回用いたマイクロビーム照射方法では、マイクロビームディッシュ上の全ての細胞数に対してマイクロビームが照射された細胞の割合は0.04%と計算される。従って、ギャップジャンクション阻害剤有無に関わりなく、マイクロビームの直接ヒットを受けた細胞以外の細胞にも間接的なメカニズムによって微小核が形成されたことを示している。すなわち、染色体異常誘発においてもバイスタンダー効果が誘導されたと結論する。また、ギャップジャンクション阻害剤を併用しない場合は、併用した場合に比べて微小核形成が減少したことから、減少分が細胞間情報伝達機構によるメカニズムで誘発されたバイスタンダー効果であり、残りの分のうち非照射群の微小核形成分を差し引いた部分が照射された細胞よりメディウム中に放出された分泌物で誘発されたバイスタンダー効果であると結論した。所属研究機関以外でのマイクロビーム照射実験において、すでに採択されている共同研究課題(原子力機構、課題番号:111023、課題名『遺伝子突然変異誘発に対するバイスタンダー効果とそのメカニズム解明』、課題代表者:鈴木雅雄)、(高エネ機構、課題番号:2011G572、課題名『X線マイクロビームを細胞核または細胞質に限定的に照射したときに生ずる生物効果のバイスタンダー効果解析』、課題代表者:鈴木雅雄)、によって研究実施に十分なビームタイムの供給を受けることが出来たため。放射線医学総合研究所重粒子線がん治療装置における共同利用研究課題が採択され、年度内に十分な照射実験のマシンタイムが確保出来たため。放射線医学総合研究所重粒子線がん治療装置における共同利用研究課題、日本原子力研究開発機構イオン照射研究施設利用研究課題および高エネルギー加速器研究機構放射光科学研究施設における放射光利用共同利用研究課題が採択され、年度内に十分な照射実験のマシンタイム配分を受け、トラブル無く照射実験を実施出来たため。平成24年度も前年度と同レベルのマイクロビーム照射実験(ビームタイム)の確保が可能なため、申請研究計画に従い、粛々と実験を遂行することにより当初予定した研究成果を挙げることが出来ると考えている。
高電磁環境下の新しい過渡故障モデルに対する耐故障順序回路の検討

本研究課題では,高電磁環境下で論理回路に発生する過渡故障を,ディペンダブルコンピューティングにおける新しい故障モデルとして捉え,その同時多重性や周期性といった特徴を踏まえた順序回路の冗長構成手法を構築した.おもな成果は以下の二つである.1)過渡故障の継続期間を回路起動時に組み込み自己テスト回路を用いて計測し,ノイズの影響下で回路動作をクロックゲーティングで回避する手法を提案した.2)デジタル制御電流モード電力変換回路のための適応型サンプリング手法を提案した.スイッチングノイズを回避するために,ADコンバータのサンプル時刻をスイッチング周期のデューティ比から算出する方法の有効性を示した.本研究課題の目的は,高電磁環境下で論理回路に発生する過渡故障を,ディペンダブルコンピューティングにおける新しい故障モデルとして捉え,その同時多重性や周期性といった特徴を踏まえた順序回路の冗長構成手法を構築することである.25年度は,24年度の研究結果を基に,抜本的に故障モデルとその対策を再検討した.故障モデルからくる制約を若干緩和して,回路方式として実現可能な高信頼化手法を検討した.具体的には,DC-DCコンバータのスイッチング時に発生する過渡ノイズに着目し,FPGAによるディジタル制御回路を前提とした高信頼化を取り扱った.FPGAへの故障挿入実験に基づいて故障モデルを決定し,それに対する高信頼化手法を提案した.さらに,提案手法を適用した制御回路を設計し,デジタル・アナログ混在の電子回路シミュレーションによってその有効性を示した.ノイズが入力信号線に混入することから,DC-DCコンバータにおいて主回路と直接電気的に接続する制御回路のサンプリング時に誤りが挿入されることを想定した.基本的なアイディアは,主回路の電圧値をサンプリングするタイミングを,過渡ノイズの大きいパルス波の立ち上りと立ち下りからできるだけ遠ざけ,誤動作を回避するというものである.サンプリング時点が一定周期ではなくなるので,電力変換回路の制御に何らかの影響があるものと考えられるが,完全な無制御状態に陥ることを回避するための耐故障手法となることが期待できる.この提案手法を適応した制御回路をFPGA実装することを前提に設計し,主回路と合わせた電源回路としてシミュレーションによって耐故障性を評価した.この研究成果をまとめた論文は,IEEJ Transactions on Electrical and Electronic Engineeringに採録決定した.本研究課題では,高電磁環境下で論理回路に発生する過渡故障を,ディペンダブルコンピューティングにおける新しい故障モデルとして捉え,その同時多重性や周期性といった特徴を踏まえた順序回路の冗長構成手法を構築した.おもな成果は以下の二つである.1)過渡故障の継続期間を回路起動時に組み込み自己テスト回路を用いて計測し,ノイズの影響下で回路動作をクロックゲーティングで回避する手法を提案した.2)デジタル制御電流モード電力変換回路のための適応型サンプリング手法を提案した.スイッチングノイズを回避するために,ADコンバータのサンプル時刻をスイッチング周期のデューティ比から算出する方法の有効性を示した.本研究課題の目的は,高電磁環境下で論理回路に発生する過渡故障を,ディペンダブルコンピューティングにおける新しい故障モデルとして捉え,その同時多重性や周期性といった特徴を踏まえた冗長構成手法を構築することである.初年度(24年度)には,まず,BIST回路を用いた冗長回路構成およびレジスタ多重化による冗長回路構成を適用可能な回路規模,実装デバイス,回路種別などについて検討・予備実験することをテーマとした.また,クロックがノイズの影響を受ける場合を想定した故障モデルに対処する冗長回路構成を実現するための,非同期設計手法の基礎的検討をはじめることもテーマとした.一つ目のテーマのBIST回路を用いた冗長回路構成の基本的なアイディアは,ノイズの影響下で回路動作をクロックゲーティング手法で意図的に停止し,不正な状態に陥ることを回避するというものである.過渡故障の継続期間を回路起動時に組み込み自己テスト回路(BIST:Built-in Self Test)を用いて計測した.本テーマでは,提案方式をカウンタ,独自設計8ビットプロセッサそしてルネサス社H8/300のサブセットプロセッサに実装し,シミュレーションによって提案方式の評価を行った.また論理合成によって各対象回路での実装について面積オーバヘッドの比較・評価を行った.8ビットプロセッサおよびH8/300サブセットでは,それぞれ3.71%および0.0777%の非常に小さな面積オーバヘッドを実現した.一方,レジスタ多重化による冗長回路構成と非同期設計手法については,本研究課題で取り扱う故障モデルとの適合性の点で本質的な問題があることがほぼ明らかになり,その部分の計画を再検討せざるを得ない結果となった.26年度では, 25年度に成果が得られた(1) DC-DCコンバータのスイッチングノイズの影響を回避するディジタル制御回路の知見を基に,より一般的な制御回路に関する高信頼化手法を検討した.また,24年度に検討した,(2)組み込み自己テストによって周期的な多重故障の影響を計測して回避する高信頼化手法について再び取り組んだ.上記の(1)の検討では,まず,制御回路などの比較的小規模な順序回路の定量的信頼性を評価するための新しいモデルを構築した.具体的には,研究代表者らの提案したレジスタ三重化回路の各レジスタの状態に着目して,離散時間マルコフ連鎖を生成させた.つぎに,元の順序回路の組み合わせ回路部分の回路情報から,アナログシミュレーションレベルで各信号線に同時多重過渡ノイズを印加し,状態遷移確率を特定した.そして,最終的にはマルコフ連鎖の過渡解および定常解を基に,実用的な計算時間で精度良く,信頼性評価することに成功した.

また,上記の(2)の再取組みでも,シミュレーションベースによる評価手法を検討した.提案している故障回避方法の要諦は,ノイズの継続期間分布の上限値を正しく特定することにある.しかしながら,これは実際には簡単ではない.観測されるノイズの継続期間は確率的であり,フリップフロップの入力信号線に重畳するノイズのうち,最も継続期間の長いものでも,常にその上限値に達するとは限らないからである.本研究では,オンラインテストで特定した上限推定値に適当な補正係数を掛けることで修正した値を用いる場合に,その妥当性の根拠を与えるためのシミュレーション実験を行った.ルネサスエレクトロニクス社のH8プロセッサのサブセットに提案手法を適用し,想定される継続時間分布のもとでロジックシミュレーションを行い,補正値の有効性を評価した.ディペンダブルコンピューティング当初,本研究課題のテーマのひとつとして計画していた,レジスタ多重化による冗長回路構成と非同期設計手法について,取り扱う故障モデルとの適合性の点で本質的な問題があることが24年度に明らかになった.特に,レジスタ多重化による冗長回路構成では,同時多重故障に耐性を持たせるためにはどうしても順序回路内の記憶素子のデータを外部に退避する必要があり,単独の回路構成方式として成立させることが困難であった.そこで,25年度には,故障モデルからくる制約を若干緩和して,回路方式として実現可能な高信頼化手法を検討した.そのため,当初の計画に掲げた課題という意味ではその半分しか達成されていない.しかし,故障モデルを再検討して研究した,DC-DCコンバータのスイッチング時に発生する過渡ノイズを回避するディジタル制御回路の高信頼化手法については順調に成果が得られつつある.当初,本研究課題のテーマとして計画していた,レジスタ多重化による冗長回路構成についての検討・予備実験と,クロックがノイズの影響を受ける場合を想定した非同期設計手法の基礎的検討とについては,故障モデルとの適合性の点で本質的な問題があることが判った.そのため,抜本的に故障モデルとその対策を再検討せざるを得なくなった.特に,レジスタ多重化による冗長回路構成では,同時多重故障に耐性を持たせるためにはどうしても順序回路内の記憶素子のデータを外部に退避する必要があり,単独の回路構成方式として成立させることが困難であった.本研究課題の今後の推進方策として,25年度に成果が得られたDC-DCコンバータのスイッチングノイズの影響を回避するディジタル制御回路の知見を基に,より一般的な制御回路に関する高信頼化手法を検討する.ノイズの影響を回避する手法を適用したディペンダブル制御回路を設計して,シミュレーションによってその有効性を示す.
植物の器官形成における細胞分裂停止のロジック

MYB3Rの直接の標的であるGRAS型転写因子SCL28は、G2/M期移行の抑制により細胞のサイズと数のバランスを調節している。SCL28とAP2型転写因子との関連について、酵母ツーハイブリッド法やBiFC法によって、両者が物理的に相互作用することを明らかにした。また、SCL28はAP2との結合にN末端およびC末端領域がともに必要であり、高次な三次元構造が結合に関わっていることが示唆された。さらにscl28 ap2二重変異体は双方の単独変異体と同じ表現型を示すこと、GFP融合型AP2はSCL28と重複して分裂組織に強く発現すること、Chip-qPCRを行うとAP2はSMR2などのE1M標的遺伝子に結合していること、さらにこの結合にはSCL28の存在が必要であることなどを示した。MYB3Rが形成するタンパク質複合体について、その構成因子の機能解析を進めた。ALYファミリー遺伝子の二重変異体は減数分裂ではなく、その後の有糸分裂の欠損により配偶体致死性を示すことが示された。また、二重変異体におけるRNAseq解析の結果、ALYはE2Fと協調してG1/S期遺伝子に作用するが、G2/M期遺伝子の制御に関してはMYB3Rと働きを分け合っている可能性が示された。複合体構成因子であるE2Fに関しては、e2fa e2fb二重変異体が示す片側受精の表現型から、標的遺伝子であるFBL17との関連を機能的な側面から示した。e2fabc三重変異体が示す芽生えや配偶体、胚発生における表現型は、rbr変異体と重複しており、RBRがE2Fを通じて分裂と分化の制御を担っている様子が明らかになった。またe2fab二重変異体ではG1/S期の下方制御と上方制御の両方が起きること、e2fc単独変異体では上方制御のみが限定的に起きることがわかった。平成29年度が最終年度であるため、記入しない。新奇GRAS型転写因子SCL28は、MYB3Rの直接の転写制御を受けて細胞周期G2/M期に発現し、M期移行の抑制と核内倍加の促進に機能することを既に明らかにしている。SCL28の変異体と過剰発現体を用いた解析などから、SCL28による転写制御の標的はSIM/SMRファミリーのCDKインヒビターであり、SCL28はこれらの遺伝子の転写を活性化することにより、細胞周期を抑制し、器官を構成する細胞の数と細胞サイズのバランスを適切に制御するために重要な役割を果たしていることがわかった。また、SCL28と結合して機能するDNA結合型転写因子の探索を行った結果、AP2型転写因子の一つを候補として同定することができた。このAP2型転写因子の変異体ではscl28変異体と同様の表現型を示すほか、SCL28過剰発現の効果が見られなくなることなどから、機能的にも密接に関わっていることが明らかになった。MYB3Rは複数の転写因子を含む大きなタンパク質複合体として機能していることが分かっており、その構成因子の候補としてALYファミリーのタンパク質を同定している。シロイヌナズナには機能重複した3個のALY遺伝子が存在し、それらが配偶体形成に必須であること、二重変異体の組み合わせは、種々の細胞周期遺伝子の転写に影響し、MYB3Rの変異体と類似した胚発生分裂パターンの異常を引き起こすことがわかった。この変異体では細胞周期遺伝子の発現が上昇しているものの、抑制型MYB3R変異体で見られるような強い効果は見られなかった。おそらくALYファミリーの機能重複が原因と考えられるため、cre/loxの系を利用した方法でaly三重変異体を誘導するための準備を行った。また、MYB3Rタンパク質複合体に含まれるE2Fについても、三重変異体(e2fa,b,c)を作出して機能解析の準備を行った。研究計画の柱である新奇GRAS型因子とMYB3R複合体について、新たにいくつかの重要な発見をすることができた。GRAS型転写因子については、その転写制御の標的遺伝子としてSIM/SMRファミリーの遺伝子を同定することができた。更に、SCL28の作用に関わる分子機構についても、新たにAP2型転写因子が必須な働きをしていることを明らかにし、今後の研究に道筋を付けた。一方、MYB3R複合体については、その構成タンパク質ALYやE2Fの機能解析を一定程度進展させ、次年度の研究に道筋をつけることができた。しかし、複合体の生化学的な解析やDNAへの結合に関する研究は、技術的な問題がまだ残されており、これらについて今後解決していく必要がある。

ALYファミリー遺伝子の二重変異体は減数分裂ではなく、その後の有糸分裂の欠損により配偶体致死性を示すことが示された。また、二重変異体におけるRNAseq解析の結果、ALYはE2Fと協調してG1/S期遺伝子に作用するが、G2/M期遺伝子の制御に関してはMYB3Rと働きを分け合っている可能性が示された。複合体構成因子であるE2Fに関しては、e2fa e2fb二重変異体が示す片側受精の表現型から、標的遺伝子であるFBL17との関連を機能的な側面から示した。e2fabc三重変異体が示す芽生えや配偶体、胚発生における表現型は、rbr変異体と重複しており、RBRがE2Fを通じて分裂と分化の制御を担っている様子が明らかになった。またe2fab二重変異体ではG1/S期の下方制御と上方制御の両方が起きること、e2fc単独変異体では上方制御のみが限定的に起きることがわかった。新奇GRAS型転写因子SCL28は、細胞サイズに極めて強い影響を与えることから、細胞サイズ制御の鍵因子であると考えられる。今後、このように細胞サイズを制御することの生理的な意義について解明していく必要がある。このため、種々の環境ストレス耐性や環境応答反応に、細胞サイズがどのように関わっているのかを変異体や過剰発現体を利用して明らかにしていく。また、SCL28の作用機構についても、新たにAP2型転写因子の関与が明らかになったため、これを利用して解析を進める。GRAS型転写因子の作用メカニズムは、多くの研究が行われているにもかかわらず、必ずしも明らかにされていない。本研究はこの状況に対してブレイクスルーをもたらす可能性がある。AP2型転写因子とSCL28の機能的、物理的相互作用、またDNAへの結合や転写活性化にそれぞれの因子、またその相互作用がどのように寄与しているのかなどについて解析していく。さらに、SCL28の作用に関わる新奇因子の同定も進める。MYB3Rタンパク質複合体については、構成因子の多重変異体を用いた機能解析を進める。表現型と細胞周期遺伝子の発現などについて調べることにより、複合体の機能や、それぞれの因子の転写制御における寄与について明らかにしていく。この他、推定される複合体構成因子間のタンパク質相互作用について酵母ツーハイブリッドの系などを用いて解析する。また、懸案である複合体の生化学的な同定も技術的な問題をクリアしていく必要がある。平成29年度が最終年度であるため、記入しない。
逆問題解析を援用した面実装はんだ接合部の強度評価法の研究

(1)はんだ接合部の強度試験実際の電子デバイスの面実装と同じ方法ではんだ接合した試験片を用いて静的引張り試験を実施した。はんだ塗布厚さを0.1mmと0.3mmの二通りに変えて作成した。また接合部のリ-ド部の形状の初期不整を考慮して三通りの形状について試験を行った。引張りによる破壊強度については、塗布厚さがほとんど影響しないこと、またリ-ド部形状の初期不整は極めて大きな影響を持つことが実験的に明らかとなった。ついで引張り速度を変化させて同様の試験を実施した。結果として、荷重一変位関係が引張の速度に大きく依存することが示された。これははんだ接合部の変形を考えるに当たって、常温でもクリープ変形を無視できないことを意味している。(2)破壊試験片の破面観察はんだ接合部の破面観察を走査型電子顕微鏡にて行った。破面にはディンプルが形成されており、はんだ接合部の破壊はボイドの発生・成長・合体により特徴づけられる延性破壊であることが確かめられた。ディンプルの単位面積当たりの数と半径を測定し、破断時の臨海ボイド率を決定した。(3)破壊シミュレーション上の測定をもとに、ボイドの発生・成長を考慮した損傷力学に基づくはんだ部の破壊シミュレーションを有限要素法により実施した。その際、はんだ薄膜の弾性係数、降状応力を、数通りに変化させて数値解析し、実験とより近い結果を与えるものを用いた。その結果、線形変形領域での外力への応答を定量的に良く表現できる数値モデルを得ることができた。またディンプル破壊領域の形成・成長の様子は実験結果と定性的に良く一致した。