hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
遺伝性ムコ多糖代謝異常症の構造生物学的病態解析と分子治療法開発への展開

研究目的遺伝性ムコ多糖症はリソソーム酵素蛋白質の機能障害により発症する先天性代謝異常症である.代謝異常症の治療法は,遺伝子治療,骨髄移植,酵素補充療法が実施または開発中であるが,骨および中枢神経への効果はまだ期待が持たれていない.本研究はムコ多糖症の分子病態を明らかにして,有効な治療法開発へ結びつけることを目的とする.研究結果1.IDS酵素蛋白質の構造と機能解析homology modeling法にてIDS(MPSII型欠損酵素)の立体構造モデルを構築した.このモデルを基にして,遺伝子変異により引き起こされるアミノ酸置換の酵素蛋白質立体構造への影響(機能発現、安定性)をコンピューターシュミレーションにて解析した.さらに分子生化学的解析を併せて,MPSII型の臨床表現型と酵素蛋白質構造について考察したところ,GALNS(MPSIVA型)にて得られた知見と同様に,変異位置と臨床表現型との関連性が確認された.2.Sulfatase欠損症の分子治療法の開発IDSおよびGALNSについて,変異酵素蛋白質の構造と機能解析から得られた知見を基に、酵素の安定化や機能回復をもたらす低分子物質をin silicoにてスクリーニングした.数種類を変異酵素発現細胞に添加して、in vitro系にて酵素活性と酵素蛋白質合成過程を確認したところ,無添加と比較して数倍の活性上昇が認められた.研究目的遺伝性ムコ多糖症はリソソーム酵素蛋白質の機能障害により発症する先天性代謝異常症である.代謝異常症の治療法は,遺伝子治療,骨髄移植,酵素補充療法が実施または開発中であるが,骨および中枢神経への効果はまだ期待が持たれていない.本研究はムコ多糖症の分子病態を明らかにして,有効な治療法開発へ結びつけることを目的とする.研究結果1.IDS酵素蛋白質の構造と機能解析homology modeling法にてIDS(MPSII型欠損酵素)の立体構造モデルを構築した.このモデルを基にして,遺伝子変異により引き起こされるアミノ酸置換の酵素蛋白質立体構造への影響(機能発現、安定性)をコンピューターシュミレーションにて解析した.さらに分子生化学的解析を併せて,MPSII型の臨床表現型と酵素蛋白質構造について考察したところ,GALNS(MPSIVA型)にて得られた知見と同様に,変異位置と臨床表現型との関連性が確認された.2.Sulfatase欠損症の分子治療法の開発IDSおよびGALNSについて,変異酵素蛋白質の構造と機能解析から得られた知見を基に、酵素の安定化や機能回復をもたらす低分子物質をin silicoにてスクリーニングした.数種類を変異酵素発現細胞に添加して、in vitro系にて酵素活性と酵素蛋白質合成過程を確認したところ,無添加と比較して数倍の活性上昇が認められた.
地域在住高齢者の健康寿命延伸に資する腎機能保持を考慮した栄養摂取量の検討

2018年度は高齢者長期縦断疫学研究であるSONIC研究のベースライン調査から6年後の追跡調査を実施した。2018年度はベースライン調査時に90歳だった対象者に会場調査を行い、兵庫県伊丹市にて5回、朝来市にて5回、計10回実施した。調査項目に変更はなく、身体測定、血液検査、問診、栄養摂取量調査等を行い、無事に終了することができた。また、2017度のSONIC研究の調査にて収集し凍結保存した血清検体を用いて血清シスタチンCを測定した。2017年度の調査に参加した対象者だけではなく、追跡調査に参加しなかった追跡不可能な対象者のベースライン調査時の検体も、追跡不可能例が生じたことによる選択バイアスの影響を考慮するために測定し、1,007検体の結果をデータベース化した。今年度はデータベースの構築と整理に時間を要したため、研究成果をもとにした学会発表や論文投稿は行わなかった。栄養疫学手法や簡易型自記式食事歴法質問票(BDHQ)に関する情報収集として関連学会において情報収集を行った。2018年度の調査を終えたため、今年度は前年度調査で得られた検体を用いてシスタチンCの測定を行う。これにより、ベースライン調査時、3年後追跡調査時、6年後追跡調査時のデータベースが完成するため、今後はその6年間の追跡調査の結果を用いて統計解析を行う予定であるが、まずは3年間の追跡調査の結果を用いた論文作成を現在進めているため、この研究成果の発表後に6年後追跡調査の結果を用いた解析を行いたい。会場調査による研究調査は当初の計画通りに実施することができた。また、凍結保存した血清検体によるシスタチンCの測定も予定通り行うことができた。2019年度は90歳の6年後追跡調査で得られた血液検体を用いて、シスタチンCの測定を行う。ここで得られた結果をもとに統計解析を行い、ベースライン時のたんぱく質摂取量と、ベースライン時と追跡調査時の腎機能を比較することで得られる腎機能低下速度との関連を調べる。この結果は論文として発表するため、今年度中に成果を公開できるように、研究協力者からの支援を得ながら進めていきたい。平成29年度は高齢者長期縦断疫学研究であるSONIC研究のベースライン調査から6年後の追跡調査を実施した。29年度はベースライン調査時に80歳だった対象者に会場調査を行い、兵庫県伊丹市にて5回、朝来市にて5回、計10回実施した。調査項目に変更はなく、身体測定、血液検査、問診、栄養摂取量調査等を行った。また、前年度までのSONIC研究の調査にて収集し凍結保存した血清検体を用いて、ベースライン調査時と3年後追跡調査時の血清シスタチンCを測定した。70歳は358名、80歳は306名、90歳は56名、計720名で2回分の1,440検体の結果をデータベース化した。本研究に関連する研究発表も予定通り行うことができ、今後の研究の方向性も示すことができた。平成30年度は90歳の6年後追跡調査を予定している。対象者が高齢化しているため、無理のない協力依頼と調査時の安全配慮に努める。29年度の研究にて得られた成果を関連学会にて発表と論文化することも目指し、広く社会に結果を発信することにも努める。

ここで得られた結果をもとに統計解析を行い、ベースライン時のたんぱく質摂取量と、ベースライン時と追跡調査時の腎機能を比較することで得られる腎機能低下速度との関連を調べる。この結果は論文として発表するため、今年度中に成果を公開できるように、研究協力者からの支援を得ながら進めていきたい。当初予定していた研究成果を発表するための国際学会での発表に向けた準備ができず、旅費を使用しなかったために次年度使用額が生じた。2019年度では学会発表に向けて準備を続け、そのための旅費として使用することを計画している。また、当初予定していたシスタチンCの測定のために2019年度助成金を使用する予定である。
ヒト二足直立歩行の加齢変化に関する運動学的研究

高齢者歩行動作の3次元計測を行い,その1ストライドの各マーカ軌跡のデータベースを構築した.計測した被験者は独歩可能な地域在住高齢者64名およびコントロールとしての2039歳被験者47名である.被験者の身体の13箇所(左右の肩峰,左右の手首点,左右の上前腸骨練,第5腰椎点,右の腓骨近位端,右の腓骨遠位端,左右の踵点,左右の爪先点)に赤外線反射マーカが装着され,被験者の数ストライドにおける各マーカの軌跡がVicon370(英国Oxford Metrix社製)によって計測された(精度0.5%以下,サンプリング60Hz).各データの中から歩行路の中央に設定された原点に最も近い右から始まる1ストライドが抽出され,各被験者のその1ストライド時間を100分割し,分割点における各マーカの位置を保管することによって,データベースを構築した.このデータベースは言語ソフトLabVicw(米国National Instulments社製)を用いて自作されたソフトウェアで管理され,任意の被験者のある時刻のマーカ位置,もしくは任意の被験者群の平均マーカ位置が得られる様になっている.従ってこのデータベースおよびその管理ソフトウェアを用いることにより,歩行の加齢変化を運動学的に解析することが出来,また歩行の運動学的メカニズムを解析することも可能になる.このデータベースを用いた解析例としてフットクリアランスの加齢効果を示す.高齢者のフットクリアランスを調べた過去の研究は幾つかあるが,それらからは決定的な結論が未だ導き出されていない.本データベースを用いた解析によると高齢者の中では加齢効果が見られず,身長で基準化すると性差も認められなかった.また2039歳の被験者と比較すると,高齢者では有意にフットクリアランスが高くなることが分かった.1.歩行パラメータのテキスト化および時系列化1996年7月から8月にかけて記録された高齢者歩行3次元データ(画像データ)のテキスト化を3次元動作解析ソフトウェアVicon370およびBodyBulder(何れも英国Oxfrod Metrix社製)を用いて行い、各被験者計測パラメータの3次元時系列データを得た.テキスト化したパラメータは肩峰点(左右),手首点(左右),上前腸骨棘点(左右),第5腰椎点,腓骨骨頭点(右),踝点(右),踵点(左右),爪先点(左右)の計13点である。次にデータから各被験者の右足の踵接地(Heel contact)と爪先離床(Toe off)の時刻を求め,3次元計測器が定義した原点に最も近い1歩行周期を選び出した.この歩行周期の時間を100等分し,各時刻におけるパラメータの座標を計算により求め,各被験者における各歩行パラメータの時系列データとした.データベース化これらのパラメータから計算により以下の9点を求め,上記のパラメータに加えて計22点の歩行計測パラメータの時系列データを作成した.首点,大転子点(右),体幹底点,足関節角度,膝関節角度,腰関節角度,腰の角度変化(前後,左右,回転),肩の角度変化(前後,左右,回転),体幹の角度変化(前後,左右,回転).これらの時系列データに歩幅・歩調・歩行速度などの歩行特性や年齢・性別・身長・体重などの被験者特性を加え,データベースを作成した.このデータベースは統計解析ソフトStat View(米国Abacus社製),およびプログラム言語LabView(米国National Instruments社)使用の形式で保存されているため,統計解析や新たな歩行特性値の計算が容易に行うことが出来る状態になっている.高齢者歩行動作の3次元計測を行い,その1ストライドの各マーカ軌跡のデータベースを構築した.計測した被験者は独歩可能な地域在住高齢者64名およびコントロールとしての2039歳被験者47名である.被験者の身体の13箇所(左右の肩峰,左右の手首点,左右の上前腸骨練,第5腰椎点,右の腓骨近位端,右の腓骨遠位端,左右の踵点,左右の爪先点)に赤外線反射マーカが装着され,被験者の数ストライドにおける各マーカの軌跡がVicon370(英国Oxford Metrix社製)によって計測された(精度0.5%以下,サンプリング60Hz).各データの中から歩行路の中央に設定された原点に最も近い右から始まる1ストライドが抽出され,各被験者のその1ストライド時間を100分割し,分割点における各マーカの位置を保管することによって,データベースを構築した.このデータベースは言語ソフトLabVicw(米国National Instulments社製)を用いて自作されたソフトウェアで管理され,任意の被験者のある時刻のマーカ位置,もしくは任意の被験者群の平均マーカ位置が得られる様になっている.従ってこのデータベースおよびその管理ソフトウェアを用いることにより,歩行の加齢変化を運動学的に解析することが出来,また歩行の運動学的メカニズムを解析することも可能になる.このデータベースを用いた解析例としてフットクリアランスの加齢効果を示す.高齢者のフットクリアランスを調べた過去の研究は幾つかあるが,それらからは決定的な結論が未だ導き出されていない.本データベースを用いた解析によると高齢者の中では加齢効果が見られず,身長で基準化すると性差も認められなかった.また2039歳の被験者と比較すると,高齢者では有意にフットクリアランスが高くなることが分かった.
新規ヒト骨髄微小環境マウスを用いた多発性骨髄腫モデルの確立と病態解析

多発性骨髄腫は、造血抑制に加えて骨破壊による症状を特徴とする進行性の血液がんである。Notchシグナルの多発性骨髄腫発症と進行への関与が示唆されているが明確になっていない。今回我々は、骨芽細胞特異的にヒトJagged1を発現するヒト骨髄環境を有するマウスにヒト多発性骨髄腫細胞を移植することによって、骨髄腫モデルマウスを作製した。そして、Jagged1-Notchシグナルが、モデルマウスの骨髄内における骨髄腫細胞の生存・増殖さらには薬剤耐性の獲得を促進していることを明らかにした。また、in vitroの解析によって、Notchシグナルの上記作用は骨髄腫細胞に直接作用していることも確認された。本研究の目的は、骨髄環境をヒト化した免疫不全マウス(NOGJ)にヒト多発性骨髄腫細胞を移植して作成したモデルマウスを利用して、新薬開発への礎となる知見を得ることである。昨年度の実験から、NOGJマウスで骨髄腫細胞の生着が顕著に高いことが明らかとなったが、それがNotchシグナルの直接的な作用によるものか、骨吸収亢進による骨髄環境の変化によるものかは不明であった。それを踏まえて以下の実験を行った。まず、骨髄腫細胞株の移植後3週目から多発性骨髄腫の分子標的薬であるボルテゾミブをマウスに投与すると、NOGモデルではマウスの骨髄内の骨髄腫細胞が薬剤非投与群の1020分の1以下になるのに対し、NOGJモデルでは、個体差はあるけれども薬剤非投与群の2分の1から5分の1程度にしかならなかった。つまり、NOGJマウスの骨髄環境は、骨髄腫細胞の生着を促すばかりでなく、薬剤抵抗性をもサポートすることが明らかとなった。次に、上記多発性骨髄腫モデルマウスに骨吸収抑制剤の1種であるアレンドロネートを投与すると、いずれのモデルマウスの場合も薬剤投与群で腫瘍負荷が軽くなったが、NOGJマウスの方でその効果が大きいことがわかった。このことから、骨吸収亢進による骨髄環境の変化がNOGJマウスにおける骨髄腫細胞の生着促進の要因の一つであることがうかがえる。また、Jagged1を発現する骨髄ストローマ細胞と通常のストローマ細胞と骨髄腫細胞を共培養してin vitroの薬剤感受性試験を行ってみると、Jagged1発現ストローマ細胞上で、細胞がより生き残っていた。これらの結果から、NOGJマウスにおける骨髄腫細胞の生着促進および薬剤抵抗性はNotchシグナルと骨髄環境の変化の両方によるものと推察される。我々が作成したヒト骨髄腫モデルマウス(NOGJ)は、通常の免疫不全マウス(NOG)に比べて、骨髄腫細胞がマウスの骨髄内に顕著に多く存在する。また、興味深いことに、多発性骨髄腫の分子標的薬であるボルテゾミブをマウスに投与すると、NOGモデルではマウスの骨髄内の骨髄腫細胞が薬剤非投与群の1020分の1以下になるのに対し、NOGJモデルでは、個体差はあるけれども薬剤非投与群の2分の1から5分の1程度にしかならない。つまり、NOGJマウスの骨髄環境は、骨髄腫細胞の生着を促すばかりでなく、薬剤抵抗性をもサポートする。これらの実験結果を踏まえて、Jagged1依存性のNotchシグナルが、ヒト骨髄腫細胞の生存に直接関与しているか否かを明らかにするために、Jagged1を発現する骨髄ストローマ細胞と通常のストローマ細胞と骨髄腫細胞を共培養してin vitroの薬剤感受性試験を行った。その結果、Jagged1発現ストローマ細胞上で、細胞がより生き残っていることが明らかとなった。さらに、非特異的なストローマ細胞の影響を排除するために、Jagged1ペプチドを固相化したディッシュを用いて同様の実験を行ったところ、ペプチド上でのヒト骨髄腫細胞株の生存が、統計的に有意な差をもって上昇していることが確認された。これらの結果から、Notchシグナルはヒト骨髄腫細胞の生着促進および薬剤抵抗性に直接的に関与していると考えられる。本研究の目的は、骨髄環境をヒト化した免疫不全マウス(NOGJ)にヒト多発性骨髄腫細胞を移植してモデルマウスを作成すること、および、当該モデルマウスを利用して多発性骨髄腫の病態を生体内で解析することによって新たな治療ターゲットを探索し、新薬開発への礎となる知見を得ることである。本年度の目標は、ヒト多発性骨髄腫モデルマウスを作成することである。患者検体の移植に先立ち、ヒト多発性骨髄腫の代表的な細胞株2種をNOGJおよび対照となる免疫不全マウス(NOG)に移植した。どちらの細胞株もNOGJにおいて謙虚な生着率の増幅を確認した。

次に、骨髄腫細胞株を移植したマウスの骨髄の病理標本を作製して観察すると、NOGマウスではヒト骨髄腫細胞の大部分がアポトーシスもしくはネクローシスにより死滅していることが明らかとなった。したがって、NOGマウスで骨髄腫細胞の生着率が低いのは、生着不全ではなく、生着後の生存や増殖が妨げられているものと思われる。一方、NOGJマウスの骨髄は骨髄腫細胞が骨内膜から骨髄中央部まで広範囲に存在していた。以上の結果は、骨髄腫細胞の増殖における骨髄微小環境の重要性を実験的に証明したものである。また、ヒトJagged1を骨芽細胞特異的に発現させることにより骨髄環境をヒト化したNOGJマウスでは、骨吸収がすでに亢進していることや骨髄内の血管が発達していることも明らかとなった。NOGJマウスの骨髄環境はヒト骨髄腫細胞の増殖をサポートする環境が整っているといえる。その原因としては、骨吸収により、細胞増殖や生存をサポートするサイトカインなどが骨から放出されていることや、Jagged1とNotchが結合することにより骨髄腫細胞内でのNotchシグナルが活性化していることなどが考えられる。本研究の最終目標は、多発性骨髄腫患者の検体を利用して、個別化したヒト骨髄腫モデルを確立し、個々の患者の病態、薬剤耐性を含む、を解析することによって、多発性骨髄腫の新たな治療方法を開拓することである。しかし、患者検体は貴重であるので、まずは患者骨髄から樹立された代表的な細胞株(U266)を用いて移植実験を開始した。細胞株を利用する利点は、繰り返し実験することが可能なことである。本年度は、昨年度中に作成されたヒト多発性骨髄腫モデルマウスを利用して、移植された骨髄腫細胞の生体内における骨髄腫治療薬に対する感受性を、NOGモデルとNOGJモデルで比較検討した。本年度の実験結果から、Jaggedを介したNotchシグナル伝達、および骨髄環境の変化が多発性骨髄腫の発症と進展に重要であることが明らかとなった。この結果を基に、患者検体を使用した移植実験を行う。本年度の目標は、ヒト多発性骨髄腫モデルマウスを作成することであり、最終的な目標は、多発性骨髄腫患者の検体を移植して、個別化したモデルを確立することである。しかし、患者検体は貴重であるので、まずは患者骨髄から樹立された代表的な細胞株2種(RPMI8226およびU266)を用いて移植実験を開始した。細胞株を使用し、移植条件などを詳細に検討した結果、性状の異なる2種類のモデルを確立することができた。また、確立したモデルマウスの骨髄を解析することで、これまでは仮説でしかなかった多発性骨髄腫細胞の生存および増殖における骨髄微小環境の重要性を、実験的に明らかにすることができた。今年度、モデルマウスの作成に適した移植条件を確立したので、次年度以降は、患者検体を移植しモデルマウスを作成するとともに、骨髄腫細胞と骨髄微小環境の相互作用をさらに詳細に解析し、多発性骨髄腫の病態における骨髄微小環境の具体的な役割を明らかにする。また、骨髄腫細胞の増殖や薬剤感受性におけるNotchシグナルの役割をin vivo、in vitroの実験によって解析し、多発性骨髄腫の病態を明らかにする。
視床投射細胞への興奮とフィードフォワード抑制の活動依存的調節機構

皮質視床シナプスは視床投射細胞に興奮性シナプスを形成すると同時に、その側枝は、抑制性細胞である網様体細胞にシナプスを形成し、網様体細胞から視床投射細胞に抑制性シナプスを作ることで、皮質視床シナプスは視床に対しfeed forward inhibitionも与える。我々は、皮質視床シナプスのこれら二つの細胞へのシナプス伝達においてカイニン酸受容体がシナプス前性にそれぞれ相反した作用を持つことを明らかにし、皮質投射細胞へのシナプス伝達にはGluR5が関与していることも明らかになった。さらに、ニコチン受容体も皮質視床シナプスの伝達に寄与していることが明らかになった。視床感覚核は、末梢からの感覚入力シナプスのみならず、大脳皮質第6層の錐体細胞から大量のシナプス投射を受けている(皮質視床シナプス)。皮質視床シナプスは視床投射細胞へ興奮性シナプスを形成すると同時に、この軸索の側枝は抑制細胞である視床網様体細胞にもシナプスを形成し、視床網様体細胞は視床投射細胞へ抑制性シナプスを形成することでfeed-forward inhibitionを与える。本研究は、活動依存的に皮質視床シナプスを介した視床投射細胞の興奮性-抑制性入力(feed-forward inhibition)を調節する分子機構を明らかにすることを目的とする。本年度は、シナプス前性にシナプス伝達物質の放出を調節することで知られている、カイニン酸受容体に着目した。カイニン酸を細胞外から投与すると、投射細胞へのシナプス伝達は抑制され、一方、視床網様体細胞への伝達は促進した。これらの変化は濃度依存的であった。この機構として、受容体のサブタイプの違いがあることが示唆された。本研究は、活動依存的に皮質視床シナプスを介した視床投射細胞の興奮性-抑制性入力(feed-forward inhibition)を調節する分子機構を明らかにすることを目的とし、カイニン酸受容体の皮質視床シナプスでのシナプス前作用を視床スライス標本を用い、ホールセルパッチクランプ法で観察してきた。EPSCの変化に伴い、paired pulse ratio, CV値の変化から、シナプス前性の変化であることが示唆され、さらにMK-801によるシナプスの放出確率を解析したところ、カイニン酸により、皮質-投射細胞シナプスでは放出確率が減弱し、いっぽう、皮質-網様体シナプスでは上昇していた。この機構として、視床投射細胞への皮質シナプスではGluR5受容体が関与するが網様体細胞へのシナプスではGluR5の寄与はなかった。また、実際のシナプスの高頻度刺激による内因性グルタミン酸においても同様の結果を得た。これらの成果はJournal of Physiologyに発表した。
コンポジットレジン修復物の色調適合性の向上―カメレオン効果発現機構の解析

コンポジットレジン修復物に対する審美的要求が、年々高まってきているにもかかわらず、歯との色調適合性の問題は、臨床において、日々、術者を悩ませ続けている。しかしながら、コンポジットレジン修復物の色調適合性を向上させるために、コンポジットレジン材料にどのような光学的特性を与えれば良いのか、またエナメル質窩縁をどのように処理すれば良いのかといった問題に対して、エビデンスを与える研究はまったく為されていない。本研究は、コンポジットレジン修復物と歯との色調適合性の向上を目指し、その影響因子を検討することで、色調適合性に優れたコンポジットレジン材料の特徴を明らかにし、その臨床技法の構築を図った。コンポジットレジンなどの半透明性材料が周囲媒体との境界部において、周囲色調を反映することにより、色調変位を起こし、これにより境界部の色差が不明瞭となり、あたかも色調が適合しているかのように見えることがある。これをカメレオン効果(Color adjustment効果)と呼ぶ。コンポジットレジンのカメレオン効果の優劣は、歯と修復物との色調適合性に大きく影響を与えるものと考えられるが、カメレオン効果発現を検討した報告、およびそのメカニズムに関する報告はほとんど見当たらない。また、修復物窩縁を構成する他方の媒体であるエナメル質も半透明性を持っていることを考えると、窩縁形態やその処理法もカメレオン効果の発現に大きな影響を及ぼすものと考えられる。その中で、エナメル質窩縁(修復物辺縁)をどのように処理すれば良いのかといった問題に対して、エビデンスを与える研究はまったく為されていない。また、これまで歯牙の色調は象牙質の色調が大きく影響することが指摘されてきたが、エナメル質の果たす役割についての報告は少なかった。本年度では、エナメル質窩縁の形態がコンポジットレジン修復物の色調適合性に及ぼす影響を評価するため、あらたな評価方法を確立し、エナメル質窩縁にべベルをつけることにより、コンポジットレジン修復物と周囲歯質の色調適合性が向上することを明らかにした。また、歯牙色調はエナメル質にも影響されることが明らかとなり、とくにエナメル質の屈折率が歯牙の色調変化に重要な影響を及ぼすことが示唆された。ヒト歯牙の色は、ヒトそれぞれ千差万別であり、さらには歯種および部位によっても異なる。色種が限られているコンポジットレジンにおいて、ヒト歯牙の色調と完全に一致させることは困難である。コンポジットレジンなどの半透明材料は、周囲媒体との境界部において周囲色調を反映することにより色調変位をおこし、これにより境界部の色差は減少し、あたかも色調が適合しているかのように見える。これをカメレオン効果と呼び、一般にコンポジットレジン修復物の色調適合性にとって重要な影響を与えると言われている。しかしながら、コンポジットレジン修復物のカメレオン効果について詳細に報告した研究は少なく、カメレオン効果を効果的に発現させるためには、コンポジットレジンにどのような光学的特徴が必要であるかについての報告はない。これまで我々は、コンポジットレジン修復物とヒト歯牙の色調適合性を詳細に検討するために、あらたに視覚全色域カメラを用いたコンポジットレジン修復物窩縁部微小領域の測色方法を確立し、カメレオン効果発現に関する評価法を確立した。その中で、コンポジットレジンならびに象牙質の透過光特性がカメレオン効果発現に影響する可能性について報告してきた。本研究は、コンポジットレジン修復物と周囲歯質との色調適合性の向上を目指し、カメレオン効果の発現に寄与する影響因子を明らかにすることで、色調適合性に優れたコンポジットレジン材料の開発並びにその臨床技法の構築を図るものである。コンポジットレジン修復物に対する審美性への要求が、ますます高まってきているにもかかわらず、歯との色調適合性は臨床において、日々、術者を悩ませ続けている。第一に歯とコンポジットレジンのシェードテイキングという重要課題を克服しなければならないが、ヒト歯牙の色は、ヒトそれぞれ千差万別であり、さらには歯種および部位によってもことなる。シェードテイキングの問題をクリアしたとしても、窩縁エナメル質とコンポジットレジン材料の光学的相互作用により、マージンラインが視覚的具象化することがある。マージンラインの具視化は、修復物の審美性を著しく低下させる。これらを解決するための方策について、コンポジットレジン修復物辺縁部にカメレオン効果を発現させることが有効であると考えられるが、コンポジットレジン修復物のカメレオン効果に関して、コンポジットレジン材料の光学的特性ならびに、窩縁処理法・修復操作法に関して、エビデンスを与える研究はまったく為されていない。本研究は、コンポジットレジン修復物の審美性の向上を目指し、その影響因子を明らかにするとともに、コンポジットレジン修復物の色調調和性とカメレオン効果に対しての、コンポジットレジン材料および窩底部象牙質の光学的特性、エナメル質窩縁形態との関連性を検討し、審美性に優れたコンポジットレジン修復臨床技法の構築を図った。

本研究は、コンポジットレジン修復物と歯との色調適合性の向上を目指し、その影響因子を検討することで、色調適合性に優れたコンポジットレジン材料の特徴を明らかにし、その臨床技法の構築を図った。これまで、ヒト歯牙の色調に対し象牙質が大きく影響することが指摘されてきたが、本研究ではエナメル質に着目し、まずヒト歯牙色調におよぼすエナメル質の役割について検討し、エナメル質の厚さではなく、エナメル質の屈折率がヒト歯牙の色調変化に大きな影響を与えていることを明らかにした。また、エナメル質窩縁形態並びにエナメル小柱の走向も、カメレオン効果の発現を左右し、コンポジットレジン修復物の色調適合性に影響を与えることを明らかにし、その影響はコンポジットレジンの種類によって異なることを示唆した。保存修復学エナメル質窩縁形態、エナメル質窩縁に対する接着前処理の影響、コンポジットレジンの構成成分の影響等がコンポジットレジン修復物の色調適合性に及ぼす影響について評価・検討を行う。また、コンポジットレジン修復物の色調適合性に大きく影響を及ぼすと思われるエナメル質窩縁部における光の散乱様態を検討するため、SS-OCT(近赤学光干渉撮影装置)を用いて、窩縁部の屈折率変化について検討を加える。あわせて、コンポジットレジンの透過光特性を自動変角光度計にて測定結果をもとに、コンポジットレジンのフィラーの種類ならびに形態、配合量、マトリックスレジンの種類などについて検討を加え、色調適合性に優れたコンポジットレジンの開発を目指す。本研究は、コンポジットレジン修復物と周囲歯質との色調適合性の向上を目指し、その影響因子を明らかにすることで、色調適合性に優れたコンポジットレジン材料の開発とその臨床技法の構築を図るものである。その中で本年度はまず、エナメル質に着目し、エナメル質が歯牙色調に果たす役割について明らかにすることができた。この成果は、エナメル質色コンポジットレジンにどのような特徴を付与する必要があるかについて示唆するものである。また、色調適合性におよぼすコンポジットレジン修復におけるエナメル質窩縁形態について明らかにできたことは、その臨床技法の確立に寄与するものであると考えられる。国際学会にて成果発表を行う予定であったが、旅費としての残余金が足りず次年度送りとなった。コンポジットレジン修復物と歯牙の色調適合性を詳細に検討するために、測定試料の作成方法および窩縁部微小領域の測色方法を確立し、得られたデータをもとにカメレオン効果発現の評価方法を策定する。そののち、コンポジットレジンの種類、充填方法の違いおよび、窩縁形態や窩洞の大きさ・部位の違いが、色調適合性に及ぼす影響について評価・検討を行う。また、色調適合性に大きく影響を及ぼすと思われるコンポジット-エナメル質界面における光の散乱様態を評価するために、SS-OCT((近赤外光干渉断層撮影装置)を用いて界面部の屈折率変化を測定し、エナメル小柱の走向や窩縁処理方法などの影響について検討を行う。さらに、用いたコンポジットレジンの透過光特性を測定し、どのような透過光特性を持つコンポジットレジンが色調適合性に優れているか推定し、その結果をもとに、フィラー形態、配合量ならびにマトリックスレジンの種類などを検討しながら、優れた色調適合性を示すコンポジットレジンの開発を目指す。前年度残余金とあわせ、研究成果を次年度国際学会での発表を予定している。
膵癌・胆管癌の鑑別診断精度を飛躍的に向上させるタンパク質バイオマーカーの開発

本研究では、まず膵頭部癌10例と遠位胆管癌8例のプロテオーム解析から1,820種類のタンパク質を同定し、続いて半定量比較解析法とG検定を用いて、遠位胆管癌と比較して膵頭部癌で有意(p<0.01)に発現を認める5種類のタンパク質、同様に膵頭部癌と比較して遠位胆管癌で有意(p<0.01)に発現を認める10種類のタンパク質を絞り込んだ。これらのタンパク質を検証するため、まず膵頭部癌12症例と遠位胆管癌12症例の検体を対象として15種類のタンパク質の免疫組織化学染色を行い、バイオマーカーとして有望な5種類のタンパク質、KRT17、ANXA10、TMEM109、PTMS、ATP1B1を同定した。次に膵頭部癌72症例と遠位胆管癌74症例を対象として、これら5種類のタンパク質の免疫組織化学染色を行い、両疾患に対する診断精度を統計学的に解析した。その結果、膵頭部癌診断に最も精度が高かったタンパク質はKRT17で、遠位胆管癌の診断に最も精度が高かったタンパク質はPTMSだった。さらに、それらの表現型を組み合わせたバイオマーカーパネルの診断精度を同様に解析した。膵頭部癌の診断に最も有用なバイオマーカーパネルは、KRT17陽性/ANXA10陽性/TMEM109陽性を示す表現型であり、遠位胆管癌の診断に最も有用なバイオマーカーパネルはKRT17陰性/ANXA10陰性/ PTMS陽性を示す表現型であった。最後に、それらのバイオマーカーパネルを用いて、術前臨床診断と病理診断が異なった症例を免疫組織化学的に検討したところ、7例中6例で正診が可能であった。本研究では、網羅的プロテオーム解析を起点として、膵頭部癌と遠位胆管癌を免疫組織化学的に鑑別し得る5種類の新規タンパク質バイオマーカーと2つのバイオマーカーパネルを同定した。本研究では、膵頭部癌と遠位胆管癌を免疫組織化学的に鑑別し得る新規バイオマーカーの探索を目的として、膵癌と胆管癌のタンパク質発現プロファイルを起点として、膵頭部癌と遠位胆管癌の鑑別診断マーカーを同定に取り組んでいる。まず膵頭部癌10例と遠位胆管癌8例のホルマリン固定パラフィン包埋(FFPE)組織に対してレーザーマイクロダイセクション法を用いて癌細胞を特異的に回収し、タンパク質を抽出後LC-MS/MSを行い1,820種類のタンパク質を同定した。続いて、半定量解析法とG検定を用いて、遠位胆管癌と比較して膵頭部癌で有意に発現を認めるタンパク質、同様に膵頭部癌と比較して遠位胆管癌で有意に発現を認める15タンパク質を絞り込んだ。免疫組織化学的検証段階としては、まず膵頭部癌12症例と遠位胆管癌12症例の検体を検証し、両群で発現に差を認めるタンパク質を5タンパク質を絞り込んだ。今後は両群それぞれ80検体を用いて、大規模検証群の免疫染色を行い、同5タンパク質のバイオマーカーとしての妥当性を検討する予定である。さらにはタンパク質の組み合わせによるバイオマーカーパネルの有用性についても検討を加える予定である。並行して、臨床現場で、実際に診断が困難であった症例を用いても、同バイオマーカー、バイオマーカーパネルの有用性を検討する予定である。これらの検討を通して、鑑別が困難な膵頭部癌と遠位胆管癌の鑑別に寄与するバイオマーカーを同定していきたい。FFPE組織からのタンパク質抽出、LC-MS/MS、データ解析、小規模検証群を用いての候補タンパク質の絞り込みが終了しており、ほぼ予定通りの進捗状況である。計画通り、大規模検証群における免疫染色を進め、膵頭部癌と遠位胆管癌の鑑別を可能とするバイオマーカーを同定する。

約160例の大規模免疫染色が次年度にずれ込んだため、予算の繰越が生じた。次年度使用額は平成30年度の助成金とあわせて免疫染色の物品費として使用する予定である。
DNA環境場におけるNAD^+類縁体の光電子移動反応

DNAにインターカレートされたドナー・アクセプター分子はその分子配向、分子間距離を容易に変化させることができるので、DNA環境場における光反応のダイナミクスが最近非常に注目されている。しかし、適当なインターカレーターが限られていたためその電子移動過程を支配する因子の総合的な解析はまだ行なわれていなかった。平成7年度の本重点領域研究では種々NAD^+類縁体がDNAにインターカレートされ、様々なドナーカチオン分子からの光電子移動反応が効率良く起こることを見いだし、NAD^+類縁体の中でアクリジニウムおよびキノリニウム誘導体を用いて、多種類のドナー・アクセプターインターカレーターの組み合わせについて電子移動速度を決定することができた。その研究の中で、NAD^+類縁体はDNAの核酸塩基と光電子移動を経由して反応することを見いだした。本研究では、さらにDNAの構成要素である核酸塩基と、光励起されたアクリジニウムおよびキノリニウム誘導体との光電子移動反応について検討し、その反応機構を明らかすることを目的として研究を行った。また、種々の核酸塩基と一電子酸化剤との電子移動反応について検討し、核酸塩基の電子移動酸化活性の違いを定量的に明らかにした。さらに反応速度のpH依存性などの速度論解析および酸化生成物の結果と総合して、核酸塩基の電子移動酸化反応機構を明らかにした。
近代ドイツ語圏の学校音楽教育と社会における音楽活動

本研究は、近代ドイツ語圏(18世紀後半から20世紀初頭までのドイツならびにドイツ語圏スイス)における学校音楽教育と社会における音楽活動について、18世紀後半に出された最初期の子どものための歌曲集や民謡調の歌曲集の分析を行うとともに、19世紀前半のペスタロッチ主義による教育改革構想、ならびに合唱運動の興隆について当時の社会とのかかわりを視点に検討を行い、さらにペスタロッチ主義のジャック=ダルクローズへの影響まで視野に入れて考察を行った。(1)本研究課題の目的18世紀後半から20世紀初頭へと至る100年間余のドイツ語圏(ドイツならびにドイツ語圏スイス)では、学校音楽教育は教会の支配から独立してペスタロッチ主義による改革を経て教科としての音楽科教育を確立させ、そして社会においては民衆の地域での素朴な歌唱活動が大規模な合唱運動へと発展していった、まさに近代の萌芽期から確立期へ、そして現代へとつながる時代の転換期にあったと言える。本研究では、学校音楽教育の近代化と社会における人々の音楽活動とがどのような関係にあったのか、歴史的な視点から考察することを課題とする。(2)本研究課題の内容(1)18世紀後半の音楽教育や民衆の歌唱活動が、19世紀における学校音楽教育の近代化と合唱運動の発展をどのように準備したのか、実際に当時出版された歌曲集の分析を通して明らかにする。(2)ペスタロッチ主義の代表的な音楽教育家、スイスのH.G.ネーゲリ(1773-1836)の教育改革構想について検討することを通して、スイスにおけるペスタロッチ主義による学校音楽教育の改革に、ペスタロッチの思想がどのように反映されていたのか明らかにする。(3)19世紀後半に出されたペスタロッチ主義の教本を分析し、学校音楽教育が19世紀後半以降、どのように変容していったのか、その経緯を明らかにする。(4)20世紀初頭のダルクローズ・ソルフェージュについて、ペスタロッチ主義音楽教育との比較検討を通して、ペスタロッチ主義音楽教育の後世への影響について明らかにする。(5)以上の点を明らかにすることで、近代ドイツ語圏の学校音楽教育と社会における音楽活動との関係について、広い視野から構造的にとらえたい。平成20年度は、本科研費の研究課題のなかで特に以下の2点に焦点を当てた。1.ペスタロッチ主義音楽教育とダルクローズ・ソルフェージュとの関係スイスで成立したペスタロッチ主義による音楽の基礎教育の方法のうち、特に音程と音階の導入の方法が、同じスイスのダルクローズ・ソルフェージュの方法にどのような影響を及ぼしたのか、ペスタロッチ主義音楽教育を代表する理論書『ペスタロッチの原理による唱歌教育論』と『ダルクローズ・ソルフェージュ』について、音程・音階の導入とその練習方法を具体的に比較することにより、両者の共通点(類似点)・相違点を明らかにした。それにより、今日まで共通する音楽の基礎教育の方法が、100年の歳月を経ても受け継がれていることがわかり、そこに本研究の歴史的ならびに今日的意義を見出せた。2.18世紀後半のドイツにおける民衆の啓蒙と音楽教育18世紀後半のドイツにおいて民衆に広く歌われたJ.A.P.シュルツの『民謡調の歌曲集』と子どものための最初期の歌であるJ.A.ヒラーの『子どものための歌曲集』に焦点を当て、この2つの歌曲集所収の歌を一曲ずつ歌詞と楽曲構成について分析し、まずそれらの曲集の特徴を明らかにした。その上でこれらの曲集が18世紀後半のドイツの民衆の啓蒙と音楽教育にどのような意味を持っていたのかについて考察した。これらの歌曲集が民衆に広く歌われ、学校にも導入されるようになったことは、19世紀に興隆する合唱運動や学校音楽教育の改革にも一つの重要な契機を与えたと言え、その点できわめて重要だと言えよう。1.18世紀後半のドイツにおける民衆の啓蒙と音楽教育18世紀後半のドイツで民衆に広く歌われたJ.A.P.シュルツの『民謡調の歌曲集』と子どものための最初期の歌であるJ.A.ヒラーの『子どものための歌曲集』について分析し、これらの曲集が18世紀後半のドイツの民衆の啓蒙と音楽教育にどのような意味を持っていたのかについて考察した。これらの歌曲集が民衆に広く歌われ、学校にも導入されるようになったことは、19世紀の合唱運動や学校音楽教育の改革にも一つの重要な契機を与えたと言え、その点できわめて重要だと言えよう。2.H.G.ネーゲリの教育改革構想とカントン・チューリッヒの教育改革1830年代のカントン・チューリッヒ(スイス)の教育改革にペスタロッチの思想がどのように反映されたのか、同地の教育改革の推進者の一人であるペスタロッチ主義の音楽教育家、H.G.ネーゲリの教育改革構想を、同地で1832年に制定された新教育法との比較検討を通して明らかにし、ペスタロッチ主義による学校音楽教育の改革の教育改革全体での位置づけ、特徴を明確にした。

その結果、ペスタロッチの教育思想が教育改革全体に色濃く反映され、音楽教育ではネーゲリによるペスタロッチ主義の改革が成し遂げられ、その近代化に成功したことが明らかになった。3.ペスタロッチ主義音楽教育とダルクローズ・ソルフェージュスイスで成立したペスタロッチ主義音楽教育と、同じスイスのダルクローズ・ソルフェージュについて、今年度は「教材性」という視点から、ペスタロッチ主義の歌唱教本とダルクローズ・ソルフェージュが、より理論に近いのか、教材に近いのか分析し、両者の特徴を明らかにした。1. 18世紀後半のドイツにおける民衆の啓蒙に果たした民謡調の歌18世紀後半のドイツで民衆に広く歌われたJ.A.P.シュルツの『民謡調の歌曲集』は、この当時、数多く作られた民謡調の歌の代表作である。筆者は、この歌曲集所収の歌について1曲ずつ、その楽曲構成と歌詞について詳細に分析し、その歴史的意義について考察した。その結果、この歌曲集が広く民衆に歌われたことが教会を離れた自発的な民衆の音楽活動の契機となり、それが、19世紀に隆盛する合唱運動の音楽的土壌となったことが明らかになった。2. 18世紀後半のドイツにおける最初期の子どもの歌J.A.ヒラーの『子どものための歌曲集』は、子どものために作られた最初期の歌である。筆者は、この歌曲集についても詳細に分析し、その歴史的意義について考察した。この曲集のなかから何曲かは学校にも導入され、学校に世俗的な歌が導入される契機となった。そしてそのことが、19世紀の学校音楽教育の改革にも一つの重要な契機を与えたと言え、その点できわめて重要だと言える。2. H.G.ネーゲリの教育改革構想とカントン・チューリッヒの教育改革1830年代のカントン・チューリッヒ(スイス)の教育改革にペスタロッチの思想がどのように反映されたのか、同地の教育改革の推進者の一人であるペスタロッチ主義の音楽教育家、H.G.ネーゲリの教育改革構想を、同地で1832年に制定された新教育法との比較検討を通して明らかにした。平成23年度においては、まずは前年度に行ったJ.A.ヒラー『子どものための歌曲集』(1769)の分析結果をまとめ、その音楽教育への影響と歴史的意義についての考察も加え、5月に日本保育学会大会(於:玉川大学)においてポスター発表を行った。この歌曲集は、もともとは富裕層の家庭教育のためのものであったが、それまで子どもたちに歌わせていたコラールと比較すると、音楽的には単純な楽曲構成となっており、歌詞には教育的な意図がうかがえることが明らかになった。この曲集の重要性は、19世紀に一般の民衆学校で宗教的な教材と世俗的な教材とを並行して用いるというスタイルが確立していく一つの契機となったものであるということである。8月に行ったスイスにおける資料収集での最も大きな成果は、カントン・グラウビュンデンに伝わる昔から民衆に歌い継がれていた歌についてまとめた著書を入手できたことである。山岳地帯の素朴な民衆の歌唱活動が19世紀の大規模な合唱運動への一部の重要な素地となったスイスにおいて、カントン・グラウビュンデンに伝わる昔から民衆に歌い継がれてきた歌がどのようなものであったのかを明らかにすることは、スイスの合唱運動興隆の軌跡を知る意味でもきわめて重要である。
ホスホノ脂質の免疫化学的研究

スフィンゴホスホノ脂質、特にCeramide 2-aminoethylphosphonate(CAEPn)に注目して最近急速に改善されてきているリン脂質に関する免疫化学的手法を用いて比較生化学の立場から貝類臓器細胞および哺乳動物組織における局在性を調べ、分布を検討する。また、スフィンゴホスホノ脂質を組み入れたリポゾームを調製し生化学的機能を糖脂質との関連において解明することを目的として次に示す項目で研究を遂行し得た成果の概要を報告する。(1)抗CAEPn抗血清:リポゾーム法によって免疫し6週間後に最も高い抗体価を得た。ELISA法で二次抗体としてPeroxidase標識IgGおよびIgMを用いたが、IgGに高い活性が認められることより抗体の大部分はIgG画分に存在する。(2)抗原特異性および抗原決定基:抗血清よりIgG抗体を分取し抗原特異性とCAEPnの抗原決定基を調べた。抗原特異性を10種のリン脂質について調べたところ抗原CAEPnを除いて交叉反応は認められなかったので特異性の極めて高い抗体である。また、抗原決定基は交叉反応結果よりアミノ基,C-P結合部,酸アミド結合部の三ケ所と推定できる。(3)ELISA法による貝類中のCAEPnの定量:10種の貝類のスフィンゴ脂質画分中の含量を測定した。CMMAEPが主成分のサザエを除いて540%の含有率を示し、季節的変化も認められた。Immunostainingの結果もELISA法のそれを支持した。(5)糖脂質と糖脂質抗体との反応におけるCAEPnの効果:糖脂質と特異糖脂質抗体との反応にCAEPnを添加すると反応の活性化が認められた。CAEPnの添加量は生体(イケチョウガイ精子)に存在する糖脂質とCAEPnの比(約1:10)に極めて近いことがわかった。
グラフの因子と連結因子

グラフの因子問題は、与えられたグラフに対して、ある特定の性質をみたす全域部分グラフを見つけるという問題である。全域部分グラフとは、与えられたグラフのすべての点と一部の辺からなるグラフのことである。本研究の目的は次の2点にあった。(1)因子に連結性を付加し、既存の結果を拡張する。(2)与えられたグラフの指定した一部分に特定の性質をみたすグラフが存在するための十分条件を見つける。本年度は、上記研究目的の(2)の解決を主な目標とした。これまでの因子理論では、グラフ全体に所望の性質をみたす全域部分グラフ(因子)があるかという問題に対して、多くの研究がなされ、多くの結果が得られている。しかしながら、因子に関する既存の結果が、グラフの指定した頂点部分集合に対して自然に適用された結果はあまり知られていない。先の研究では、この点に着目し、これまでに知られている多くの因子を包含する新たな因子を定義し、グラフがこの因子をもつための必要十分条件を得ることができた。これにより、(2)の問題を部分的に解決している。そこで本研究課題では、因子理論における既存の結果で取り上げられた様々な条件が部分グラフにも適応し得るかを研究し、因子理論での結果との関連性を追及した。その結果、JiangXing Li氏との共同研究においては、与えられたグラフから任意の数点を取り除いたときに、残りのグラフに所望の因子があるための必要十分条件を得ることができた。さらにこの結果を用い、グラフの指定した一部分に特定の性質をみたすグラフが存在するための十分条件を見つけることができ、グラフ全体で得られる因子の結果が、指定した部分グラフにおいて自然な形で拡張されることがわかった。本研究の目的は、次の2点にある。(2)与えられたグラフの指定した一部分に特定の性質をみたすグラフが存在するための十分条件見つける。本年度は、上記研究目的の(1)の解決を主な目標とした。既存の因子に対しては、これまで多くの研究者が多くの結果を残しているが、そのほとんどが連結性を問われていない因子に関するものであった。これに対し、最近の私の研究ではハミルトン閉路を含む連結な因子を定義し、グラフがこの因子をもつための十分条件を得ている。ハミルトン閉路とは、グラフのすべての点を一度ずつ通る経路をいい、連結2-因子ともいえる。これは、工学的にも広く応用される概念のひとつであるが、因子理論的手法を取り入れた結果は、これまであまり知られていなかった。一般に、与えられたグラフにおいて所望の連結な因子があるか否かという問題は、計算機分野においてNP-hardに属し、数学的に必要十分条件を求めるのは極めて困難とされている。こうした中、本研究では、与えられたハミルトン閉路を含む[a,b]-因子をもつための次数条件を求めた。本研究課題での主な結果の概略は、以下の通りである:ハミルトン閉路をもつグラフGにおいて、互いに辺で結ばれていない2点の組すべてに対し、これら2点が隣接する点の個数が2a|G|/(a+b)+2以上ならば、Gは与えられたハミルトン閉路をとは辺素な[a,b]-因子をもつ。本年度は昨年度に引き続き、上記研究目的の(1)の解決を主な目標とした。これに対し、昨年度の私の研究ではハミルトン閉路を含む[a, b]-因子を定義し、グラフがこの因子をもつための十分条件を得ている。これは、セールスマン問題で知られるように工学的にも広く応用される概念のひとつである。一方、[a, b]-因子とは各点から出る辺の本数がa本以上b本以下の全域部分グラフをいう。しかし、昨年度に得られた結果にはaとbとが等しい場合が含まれていない。そこで本研究では、与えられたハミルトン閉路を含むk-因子をもつための次数条件を求めた。k-因子とはすべての点から出る辺の本数がk本の全域部分グラフである。本研究課題での主な結果の概略は以下の通りである:ハミルトン閉路をもつグラフGにおいて、互いに辺で結ばれていない2点の組すべてに対し、これら2点から出る辺の本数が|G|+4本以上ならば、Gには与えられたハミルトン閉路をとは辺素なk-因子がある。

全域部分グラフとは、与えられたグラフのすべての点と一部の辺からなるグラフのことである。本研究の目的は次の2点にあった。(1)因子に連結性を付加し、既存の結果を拡張する。(2)与えられたグラフの指定した一部分に特定の性質をみたすグラフが存在するための十分条件を見つける。本年度は、上記研究目的の(2)の解決を主な目標とした。これまでの因子理論では、グラフ全体に所望の性質をみたす全域部分グラフ(因子)があるかという問題に対して、多くの研究がなされ、多くの結果が得られている。しかしながら、因子に関する既存の結果が、グラフの指定した頂点部分集合に対して自然に適用された結果はあまり知られていない。先の研究では、この点に着目し、これまでに知られている多くの因子を包含する新たな因子を定義し、グラフがこの因子をもつための必要十分条件を得ることができた。これにより、(2)の問題を部分的に解決している。そこで本研究課題では、因子理論における既存の結果で取り上げられた様々な条件が部分グラフにも適応し得るかを研究し、因子理論での結果との関連性を追及した。その結果、JiangXing Li氏との共同研究においては、与えられたグラフから任意の数点を取り除いたときに、残りのグラフに所望の因子があるための必要十分条件を得ることができた。さらにこの結果を用い、グラフの指定した一部分に特定の性質をみたすグラフが存在するための十分条件を見つけることができ、グラフ全体で得られる因子の結果が、指定した部分グラフにおいて自然な形で拡張されることがわかった。
食品成分による転写因子AP-1及びNF-kBの抑制効果

転写因子AP-1及びNF-kBの活性化には、活性酵素種が関与しているとかんがえられている。これらの転写因子の活性を抑制するためには、酸化ストレス状態を消去できる抗酸化能を有する物質が重要な役割を果たしていると考えられる。本研究では、まず活性酸素種が転写因子に関与しているかを確かめ、次に転写因子AP-1及びNF-kB活性化を抑制する効果、すなわち細胞のガン化(AP-1)やHIV活性化(NF-kB)を防ぐ効果のある成分を検索し、食品を第3次機能の面から評価しようとした。I活性酸素種の転写因子AP-1及びNF-kB活性化に対する関与H_2O_2を特異的に消去するCatalase(CAT)とO_2を特異的に消去するSuperoxide dismutase(SOD)を過剰に発現された細胞を作り、転写因子の刺激物質であるPMAで刺激した場合、CATを過剰に発現させた細胞では抑制効果はなく、SODを過剰に発現させた細胞では活性化を増強させる結果となった。しかしながら、Glutathione peroxidaseの酵素活性をセレンを用いて増強させた細胞では、転写因子の活性化を抑制することができたことから、やはり活性酸素種H_2O_2がAP-1及びNF-kB活性化に関与していることが判明した。II抗酸化剤の影響一般に抗酸化能を有する物質で食品に多く含まれているものに、フラボノイド化合物がありその代表的なものにケルセチンとそのアグリコンであるルチンがある。そこでこの両物質を用いて転写因子AP-1及びNF-kB活性化についての影響を調べたところ、AP-1に関してはルチンに抑制効果が認められたが、ケルセチンについては認められなっかた。一方NF-kBに関しては、両フラボノイド化合物について抑制効果は認められなっかた。
医用画像の3次元化、動画像化に関する研究

当該研究成果をまとめると、以下のようになる。まず、超音波断層装置、MRI等で得られた医用画像を画像処理用/表示用ワークステーション(EWS)にオフラインで転送し、3次元動画像再構成の前処理として雑音除去、2値化、輪郭検出等の画像処理を施した。次に、各々の2次元画像の特徴点を抽出した。また、例えば心臓等のある特定の臓器を強調して表示するために、2次元画像の体表(皮膚)、骨、臓器、血管等への領域分割を特徴点抽出と同時に行った。最後に、得られた特徴点を用いて位置合わせを行い、ヘッドマウントディスプレイや液晶シャッタビューワを用いて表示することで、より高い臨場感で3次元画像を表示した。