hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
Veech曲面の幾何学

本研究の目的は,Veech曲面の曲線複体,円柱分解,高さ比などVeech曲面の幾何学的性質を明らかにすることである.種数2のVeech曲面に対して知られている曲線複体の性質の一般化を行い,一般の超楕円的Veech曲面上の曲線の様相を解明することを目指している.また,Veech曲面の2通りの円柱分解で,互いの交わり方が非常に良い性質を持つものを構成することで,高さ比に関する不等式で,これまでより高精度なものを与えることが目的である.本年度は,超楕円的平坦曲面上の閉測地線についての研究を行った.超楕円的平坦曲面上の閉測地線には2つの種類がある.一方は特異点同士を結ぶ線分をつなぎ合わせたものである.もう一方は特異点を通らないものである.特異点を通らない測地線の様相を調べることは平坦曲面の構造を調べるうえで重要である.本年度は,超楕円的平坦曲面上の特異点を通らない閉測地線で,互いに交わらず,ホモトピックでもないものの最大個数を調査した.種数2の場合はNguyen(Universite de Bordeaux)によりこの最大個数は求められていた.本研究では種数2以上の超楕円的平坦曲面で,特異点の個数が1つの場合と2つの場合全てについて最大個数を求めた.結果の証明の過程では本研究の目的であった良い展開図の構成を行った.また,本結果は平坦曲面の曲線複体への応用がある.本研究の結果を曲線複体の立場で解釈すると,曲線複体が最大で何次元の単体を含むかがわかる.更に,本結果を用いて具体的に種数3の特異点を1つだけ持つ超楕円的平坦曲面の場合について研究し,良い展開図のパターンを全て調べ上げ,それらの関係を明らかにした.これによって,種数3の特異点を1つだけ持つ超楕円的平坦曲面は全て種数0の平坦曲面に円柱を付け加えて構成できることを示した.良い展開図の構成については,種数が小さい3,4の場合で特異点が一つの場合についてまず解決しようとしていたが,本年度の研究によって,一般種数の超楕円的平坦曲面に対して,良い展開図を与えることができた.更に,本研究の課題に本質的に関係する曲線グラフの性質について,良い性質を発見することができた.この結果も一般種数の超楕円的平坦曲面に対して成り立つものであり,予定より多くの場合について結果が得られている.また,種数3の特異点が1つの超楕円的平坦曲面については,展開図のすべてのパターンを調べ上げており,それらの関係も明らかになっている.展開図同士の関係も調べられており,この場合については平坦曲面の一定の構成法を与えることができた.本年度の研究はかなり進展したが,昨年の遅れた部分も含むため,本年度の本研究は「(2)おおむね順調に進展している。」と判断した.今後の研究では,まずは曲線複体の更なる性質を解明する.特に種数2の平坦曲面の曲線複体について知られている性質が一般の場合にも成り立つのかどうかを調べる.そのために,曲線複体をグラフとしてみた時にどのような性質も持っているのかを明らかにする.超楕円的平坦曲面がVeech曲面であることが曲線複体の性質にどのように反映されるのかを調べる.また,種数3の特異点が1つの超楕円的平坦曲面に対して得られた構成法を一般の場合に拡張できないかを調べる.まずは種数の小さい場合について考察し,一般化を試みる.曲線複体の性質,超楕円的平坦曲面の構成法を得たところで,それらを用いてVeech曲面上の閉測地線同士の交差の様相を調べる.その応用として,本研究の目的であるVeech曲面の円柱分解,高さ比などVeech曲面の幾何学的性質を明らかにすると同時に,互いの交わり方が非常に良い2つの円柱分解の構成を目指す.そして,高さ比に関する不等式の高精度化を行う.本研究の目的は,Veech曲面の曲線複体,円柱分解,高さ比などVeech曲面の幾何学的性質を明らかにすることである.種数2のVeech曲面に対して知られている曲線複体の性質の一般化を行い,一般の超楕円的Veech曲面上の曲線の様相を解明することを目指している.また,Veech曲面の2通りの円柱分解で,互いの交わり方が非常に良い性質を持つものを構成することで,高さ比に関する不等式で,これまでより高精度なものを与えることが目的である.本年度は,超楕円的平坦曲面の展開図について研究を行った.特に,種数が3の超楕円的平坦曲面について,展開図の構成の研究を行った.種数2の平坦曲面および特異点の個数が一つの種数3の超楕円的平坦曲面については先行研究がある.これらと類似の性質を一般の種数3の超楕円的平坦曲面の場合に考察した.種数3の場合には,特異点の個数および位数に関して多くのパターンが存在する.それらをあまり場合分けせずに統一的に調査する方法の開発を目指したが,未だその様な方法は見つかっていない.この研究と同時に,様々な平坦曲面の具体例の構成についての研究を行っている.具体例を多く構成することで,今後成り立つと予想した性質の検証が容易になる.平坦曲面の具体例の構成法として,曲面上の2つの曲線族で,曲面を充填しているものから平坦曲面を構成するという方法がある.この方法では先ず曲線族を与えなければならないが,この方法を改良して,曲線族の交点数の情報を行列で与え,そこから平坦曲面を構成する方法を作成することを目指している.現在,幾つかの具体的な行列からそれに対応する平坦曲面の構成に成功している.

特異点を一つしか持たない超楕円的平坦曲面を種数3, 4の場合について調査しているが,特異点が少ない分,その特異点の周りの構造が複雑であり解析には多くの場合分けをする必要がある.多くの場合を同時に調べるための方法を模索したが,いまのところその様な方法が見つかっておらず,各場合をそれぞれ調べるしかない状況である.多くの場合を同時に調べるための方法を現在も探しているため,本題の展開図の構成が遅れている状況である.同時に調査している行列に対応する平坦曲面で種数最小のものの構成も未完成である.いくつかの具体的な行列については,種数最小の平坦曲面の構成には成功しているが,行列のサイズが大きい場合には最小性の証明方法が確立できていない.また,構成に用いた手法を一般の場合に適用できるように定式化することも未だ果たされていない.そのため,「(4)遅れている」と判断した.本研究の目的は,Veech曲面の曲線複体,円柱分解,高さ比などVeech曲面の幾何学的性質を明らかにすることである.種数2のVeech曲面に対して知られている曲線複体の性質の一般化を行い,一般の超楕円的Veech曲面上の曲線の様相を解明することを目指している.また,Veech曲面の2通りの円柱分解で,互いの交わり方が非常に良い性質を持つものを構成することで,高さ比に関する不等式で,これまでより高精度なものを与えることが目的である.本年度は,超楕円的平坦曲面上の閉測地線についての研究を行った.超楕円的平坦曲面上の閉測地線には2つの種類がある.一方は特異点同士を結ぶ線分をつなぎ合わせたものである.もう一方は特異点を通らないものである.特異点を通らない測地線の様相を調べることは平坦曲面の構造を調べるうえで重要である.本年度は,超楕円的平坦曲面上の特異点を通らない閉測地線で,互いに交わらず,ホモトピックでもないものの最大個数を調査した.種数2の場合はNguyen(Universite de Bordeaux)によりこの最大個数は求められていた.本研究では種数2以上の超楕円的平坦曲面で,特異点の個数が1つの場合と2つの場合全てについて最大個数を求めた.結果の証明の過程では本研究の目的であった良い展開図の構成を行った.また,本結果は平坦曲面の曲線複体への応用がある.本研究の結果を曲線複体の立場で解釈すると,曲線複体が最大で何次元の単体を含むかがわかる.更に,本結果を用いて具体的に種数3の特異点を1つだけ持つ超楕円的平坦曲面の場合について研究し,良い展開図のパターンを全て調べ上げ,それらの関係を明らかにした.これによって,種数3の特異点を1つだけ持つ超楕円的平坦曲面は全て種数0の平坦曲面に円柱を付け加えて構成できることを示した.良い展開図の構成については,種数が小さい3,4の場合で特異点が一つの場合についてまず解決しようとしていたが,本年度の研究によって,一般種数の超楕円的平坦曲面に対して,良い展開図を与えることができた.更に,本研究の課題に本質的に関係する曲線グラフの性質について,良い性質を発見することができた.この結果も一般種数の超楕円的平坦曲面に対して成り立つものであり,予定より多くの場合について結果が得られている.また,種数3の特異点が1つの超楕円的平坦曲面については,展開図のすべてのパターンを調べ上げており,それらの関係も明らかになっている.
モルモット・ラット心筋の発生・発達に伴う電気的特性及び収縮機構の変化-イオンチャネルの変化と収縮へのCa^<2+>sourceの変化:両種の比較-

申請書の実施計画に記載した計画はほぼ完了したが、字数の都合で、本年度の研究費で購入した膜電流制御解析装置と既存の装置を組み合わせて行った膜電流解析の結果と、収縮機構の解析結果を報告する。モルモットの発生に伴う電気的特性の変化に関しては、微小電極レベルの研究で、活動電位波形の最も大きな変化は、胎生期から出生時にかけての活動電位持続時間(APD)の減少と出生後の延長であることを見いだした。この変化の膜電流レベルでの機序を追求し、胎生期からのAPD減少は主としてK電流の増加に由来するものであり、出生後の延長は主としてCa電流の増加に起因することを確定した。また、胎生期・新生児期に見られる無酸素状態への抵抗性は、この時期の代謝が嫌気的であることに由来するが、対照的にラットではATP依存性K^+チャネルの欠損が関与することを見いだした。収縮機構に関する研究では、skinned fiberを用いてcyclopiazonic acid(CPA)が心筋でも筋小胞体(SR)へのCa^<2+>取り込みを阻害する薬理学的手段として有効であることを確認し、ラットでは心筋収縮へのSRの寄与が大きく、それが生後発達に伴って増加するが、対照的にモルモットではSRの寄与が少なく生後発達に伴う変化も僅かであることを見いだした。更に、研究計画には記載しなかった新しい手段としてthapsigarginやTMB-8を用いてこのことを確認すると共に心房と心室の間でも収縮に対するSRの寄与には大きな差異が存在することを見いだし、今後の研究課題を生み出した。また、共焦点顕微鏡による細胞内Ca^<2+>動態の研究では、これらの薬理学的手段を用いて、spikeとwaveという2つの対照的動態の内、後者にSR機能がより密接に関与していることを見いだすと共に、新たにsparkという特徴的なCa^<2+>動態を見いだし、今後の研究課題を生み出した。
異種材料よりなるサンドイッチ板の耐衝撃性に関する研究

(1)弾性衝撃挙動の把握のために,衝撃荷重を受けるサンドイッチ板構造を一般多層板構造として動弾性論に基づく固有関数展開法により解析する定式化を行い,上下層が鋼・中間層がコンクリート,またこの配置と逆である上下層がコンクリート・中間層が鋼であるサンドイッチ板構造の衝撃応答計算を行った.種々な衝撃荷重に対しての数値計算結果によれば,厚み方向の応力は剛性の高い材料から剛性の低い材料への応答では接合面において応力の低減がなされ,逆の場合は応力の増加となることが明らかになった.これは異種材料からなる構造では材料層の配置に格別の配慮が必要であることを示している.また,最大応答倍率は梁,矩形板,円板などのように衝撃面が平面であるものは約2倍となるが,円筒,球殻のような曲面のものでは荷重載荷位置,半径比,着目点によって変化し,場合によっては2を越えることがある.また,材料異方性が応答に及ぼす影響は,ヤング率が支配的でありポアソン比はそれほど影響しない.(2)非弾性領域での動的力学特性を調べるため,RCラーメン構造の衝撃破壊問題を剛体バネモデルを用いて解析を行った.用いた仮定は(a)コンクリート応力-ひずみ関係はbi-linearとし引張領域においてひずみ軟化特性を考慮する,鉄筋応力-ひずみ関係は完全塑性体とし,何れにおいても除荷過程を考慮する,(b)せん断力については弾性域ではコンクリートのせん断弾性係数を基にし,終局せん断耐力はコンクリートのせん断耐力とスターラップのせん断耐力の和で与える,(c)曲げモーメント・軸力については,平面保持の仮定を導入して(a)で仮定した応力状態の積分値で与え,さらに適当な曲げひずみ曲率の制御の基でのM-κ,N-κ曲線を用いる,(d)時間積分法には,取扱が簡便な陽解法を用いる.数値解析の結果,スターラップ鉄筋量を多くすれば,曲げ引っ張り破壊のみが発生し荷重は構造物全体で受け持たれ,一方構造物が十分なせん断耐力を有していない場合は荷重の作用する部材においてせん断破壊が生じることが特徴的である.もちろん作用荷重の大きさにより破壊形式は変わり,作用荷重が大きいほどせん断破壊が主要となる.(1)弾性衝撃挙動の把握のために,衝撃荷重を受けるサンドイッチ板構造を一般多層板構造として動弾性論に基づく固有関数展開法により解析する定式化を行い,上下層が鋼・中間層がコンクリート,またこの配置と逆である上下層がコンクリート・中間層が鋼であるサンドイッチ板構造の衝撃応答計算を行った.種々な衝撃荷重に対しての数値計算結果によれば,厚み方向の応力は剛性の高い材料から剛性の低い材料への応答では接合面において応力の低減がなされ,逆の場合は応力の増加となることが明らかになった.これは異種材料からなる構造では材料層の配置に格別の配慮が必要であることを示している.また,最大応答倍率は梁,矩形板,円板などのように衝撃面が平面であるものは約2倍となるが,円筒,球殻のような曲面のものでは荷重載荷位置,半径比,着目点によって変化し,場合によっては2を越えることがある.また,材料異方性が応答に及ぼす影響は,ヤング率が支配的でありポアソン比はそれほど影響しない.(2)非弾性領域での動的力学特性を調べるため,RCラーメン構造の衝撃破壊問題を剛体バネモデルを用いて解析を行った.用いた仮定は(a)コンクリート応力-ひずみ関係はbi-linearとし引張領域においてひずみ軟化特性を考慮する,鉄筋応力-ひずみ関係は完全塑性体とし,何れにおいても除荷過程を考慮する,(b)せん断力については弾性域ではコンクリートのせん断弾性係数を基にし,終局せん断耐力はコンクリートのせん断耐力とスターラップのせん断耐力の和で与える,(c)曲げモーメント・軸力については,平面保持の仮定を導入して(a)で仮定した応力状態の積分値で与え,さらに適当な曲げひずみ曲率の制御の基でのM-κ,N-κ曲線を用いる,(d)時間積分法には,取扱が簡便な陽解法を用いる.数値解析の結果,スターラップ鉄筋量を多くすれば,曲げ引っ張り破壊のみが発生し荷重は構造物全体で受け持たれ,一方構造物が十分なせん断耐力を有していない場合は荷重の作用する部材においてせん断破壊が生じることが特徴的である.もちろん作用荷重の大きさにより破壊形式は変わり,作用荷重が大きいほどせん断破壊が主要となる.1.サンドイッチ梁の衝撃応答解析を一般の多層梁構造に対するものとして、2次元動弾性論に基づく固有関数展開法により定式化を行った。数値計算では、(a)上下層が鋼、中間層がコンクリート、(b)上下層がコンクリート、中間層が鋼、である場合を取り扱い、衝撃を受けた後の初期の応力波伝播を主として検討した結果、剛性の高い材料から剛性の低い材料への応答では接合面において応力の低減がなされ、逆の場合は応力の増加が生じることが明らかになった。これは、異種材料からなるサンドイッチ梁、また、さらに多層とする場合の材料配置に格別の配慮が必要であることを示している。2.軸対称多層円版の衝撃応答解析法を、サンドイッチ梁の場合と同様に、3次元動弾性論に基づく固有関数展開法により定式化を行い、数値計算においては、これまたサンドイッチ梁の場合と同様な材料層間の配置構成のもとに行った。この場合も剛性の高い材料から剛性の低い材料への応答では接合面において応力の低減がなされ逆の場合は応力の増加が生じることが明らかになった。

さらに、鋼・アクリル合成円版に対しての結果は、中間層の剛性が低いほど応力の低減がなされることを示した。3.軸対称サンドイッチ円筒の衝撃応答解析法を、上記2つの研究同様に動弾性論に基づく固有関数展開法により定式化を行い、数値計算においても、上記と同様の結果を得た。4.以上の固有関数解析の妥当性と数値結果の正確さを検証する目的で、応力波の伝播特性に及ぼす境界の影響に就いて円版と矩形版を対象として行い、これまで、事実として知られていた「応力波の伝播特性は、境界の影響が及ぼさない範囲では物体の形状に依存しない」ことを数値的に明らかにした。1.前年に引続きサンドイッチ構造として上下層が鋼,中間層がコンクリートからなる(a)梁,(b)円板,(c)球殻の動弾性理論に基づく固有関数展開法による解析を行った.種々な時間関数で表される衝撃荷重に対しての数値計算結果によれば,衝撃初期の厚み方向の応力は剛性の高い材料から剛性の低い材料への応答では接合面において応力の低減がなされ,逆の場合は応力の増加となる.面内応力については応力波の到達ごとに敏感に応答し,その最大応答倍率は(a)梁,(b)円板では約2となるが,(c)球殻では荷重載荷位置,半径比,着目点によって変化し,必ずしも2とはならず場合によっては2を越えることがある.また,材料異方性を検討するため,異方性円筒,球殻を上と同様に解析を行ったが,応答に大きな影響を与えるのはヤング率でありポアソン比はそれほど影響がない.2.非弾性領域での動的力学特性を調べるため,RCラーメン構造の衝撃破壊問題を剛体バネモデルを用いて解析を行った.この場合種々な仮定が必要であるが,(a)コンクリート応力-ひずみ関係はbi-linearとし引張領域においてひずみ軟化特性を考慮する,鉄筋応力-ひずみ関係は完全塑性体とし,何れにおいても除荷過程を考慮する,(b)せん断力については弾性域ではコンクリートのせん断弾性係数を基にし,終局せん断耐力はコンクリートのせん断耐力とスターラップのせん断耐力の和で与える,(c)曲げモーメント・軸力については,平面保持の仮定を導入して(a)で仮定した応力状態の積分値で与え,さらに適当な曲げひずみ曲率の制御の基でのM-k,N-k曲線を用いる,(d)時間積分法には,取扱が簡便な陽解法を用いる.数値解析の結果,スターラップ鉄筋量を多くすれば,曲げ引っ張り破壊のみが発生し荷重は構造物全体で受け持たれ,一方構造物が十分なせん断耐力を有していない場合は荷重の作用する部材においてせん断破壊が生じることが特徴的である.もちろん作用荷重の大きさにより破壊形式は変わり,作用荷重が大きいほどせん断破壊が主要となる。
神経障害性疼痛におけるＤＲＧ遺伝子発現の新規制御因子

GDNFファミリーのArteminが神経障害性疼痛メカニズムとしてTRPV1/A1の重要な制御因子であることを以下の結果より証明できた。1.ラット皮膚において炎症惹起後長期間Artemin mRNAが増加。2.末梢神経障害後の末梢部位でArtemin mRNAの有意な増加。3.繰り返しArtemin注射によりDRGでのTRPV1/A1 mRNA発現増加。4.DRGにてTRPV1/A1とGFRalpha3と高い共存率。5.Artemin投与による機械的及び熱的痛覚過敏。6.DRGの培養系でのArtemin添加によるTRPV1/A1発現増加とCa2+の増加。7.上記の発現のp38阻害剤による抑制。神経障害性疼痛において極めて重要な役割を果たしているDRGニューロンにおける遺伝子発現の新規制御因子を解明することが本プロジェクトの目的であり、特に従来から報告されているNGF、GDNF以外でGDNFファミリーのArteminが神経障害性疼痛メカニズムとしてペインセンサー分子TRPV1/A1の重要な制御因子であることをin vivo実験系で証明することを目指している。これまでの本プロジェクトに基づく実験を施行した結果、以下の結果が得られた。1.ラット皮膚のRT-PCRにおいて、CFAによる炎症惹起後3時間から長期間(7日以上)にわたり、Artemin mRNAが大きく増加することが明らかとなった。2.末梢神経障害後においても、障害後の末梢部位でArtemin mRNAが有意に増加することがわかった。3.足底皮下へ繰り返しArteminを注射すると、DRGニューロンにおけるTRPV1/A1 mRNA発現が増加することをin situハイブリダイゼーション法によりわかった。4.DRGのin situハイブリダイゼーション法による解析で、TRPV1/A1はArteminの受容体であるGFRalpha3と高い共存率を示した。5.足底皮下でArteminを注射すると、機械的及び熱的痛覚過敏が生じた。6.DRGの培養系により、Artemin添加によりTRPV1/A1発現が有意に増加し、ニューロンのCa2+の増加が確認された。7.上記の発現変化が、MAPKの一つであるp38阻害剤により抑えられた。以上の結果をまとめて、論文作成中である。神経障害性疼痛において極めて重要な役割を果たしているDRGニューロンの遺伝子発現の新規制御因子を解明することが目的であり、特に従来報告されているNGF、GDNF以外でGDNFファミリーのArteminが神経障害性疼痛メカニズムとしてペインセンサー分子TRPV1/ TRPA1の重要な制御因子であることをin vivo実験系で証明することを目指している。現時点では、1. Arteminが神経障害時に損傷神経で実際に増加していることを確認した。しかしながらArteminの末梢神経自身での増加は末梢炎症による組織での増加と同じであり、炎症時の詳細も解明されていないことより、まず炎症モデルでの詳細を解明しその後もしくは同時に神経障害時の動態を報告することに方針を決定した。2. DRGにおいてTRPV1やA1の発現は、Arteminの受容体であるGFRα3と高い共存率を示すこと、及びラット足底にCFAを注射した末梢組織炎症時のArteminnの発現動態を詳細に検討した。その結果NGFは炎症後1日をピークに短時間で減少するのに対して、Arteminは1週間以上継続する長い時間経過を示し持続痛への関与が示唆された。3. CFAにより末梢組織のin situハイブリダイゼーション法によりArteminは皮膚の表皮層及び真皮層で発現しており、特に表皮層においてはケラチノサイトと思われる細胞で発現していた。4. Areteminをラット足底皮下に投与すると機械的刺激及び熱刺激に対する痛覚過敏反応を惹起することがわかった。5.ラット足底にArteminを投与するとDRGにおけるTRPV1及びA1発現が増加することがRT-PCR法及びin situハイブリダイゼーション法にて証明された。これまで当初の計画とは多少の方向転換はあるものの、データの蓄積は予定以上のものがある。上記に記載したように、神経障害時の末梢神経や脊髄神経におけるArteminの測定の結果、その発現増加が証明されたが、その詳細なメカニズムを検討する中で、炎症時の動態の解明が不十分であることと本質的に炎症時の動態と同じであることより、まず炎症時について詳細に検討していくことになった。その後は上記に記したデータは順調に獲得できていることより、おおむね順調であると判断できる。以下に記す内容について実験を進め、論文作成にむけてデータをまとめる予定である。1)後根神経節(DRG)の培養系におけるTRPV1及びTRPA!発現に対するArteminの効果を検討する。

2)DRG細胞のカルシウムイメージング法を用いてカプサイシン投与時のCa濃度の変化(TRPV1の反応)及びAITC投与時のカルシウム濃度の変化(TRPA1の反応)に対する、Arteminの効果を検討する。3)DRGのTRPV1/A1発現はp38MAPKが関与していることは過去の論文により証明されているので、末梢組織へのArtemin投与によりDRGニューロンにおいてp38のリン酸化がどのように変化するか、p38の阻害剤投与によりArteminの投与によるDRGでのTRPV1/A1発現の変化、さらにp38の投与によりArteminの末梢組織投与時の痛覚過敏が抑制されるか否かを検討する。該当なし
プラズマ・核融合関連コードのパソコン版の作成

「ERATO」はスイスのロ-ザンヌ工科大学で開発された2次元MHD安定性解析コードである。名古屋大学プラズマ研究所(現在の核融合科学研究所)付属電子計算機センターで科学研究費の補助(昭和58年度)を得て、整備され広く共用されてきた。当時は大型計算機を必要とする負荷の高いコードであったが、今日のパソコンの目覚しい高性能化に伴い、手軽に実行できる筈である。現在でも「ERATO」の有用性は変わらないので、パソコン版を用意し、普及させる事により、手軽に利用できるようにする事が目的である。パソコン版の作成は目的を達成し、実行結果は当時の試験結果と一致している事も確認している。作業内容としては、グラフィックスの違いから、図形表示の部分の全面的な書き換え、一部ライブラリの更新、若干の文法の違いの吸収である。実行時間を当時のFACOM M-200大型計算機と比較すると、M-200でCPU時間が44秒、経過時間が260秒の計算は、Pentium120MHzのパソコン(最新のパソコンの平均以下)で経過時間が9.6秒であるから、約28倍の速度が得られている。勿論、計算結果は画面のウィンドウにそのままグラフィック表示されるので、使い勝手も向上していると考えている。今後は、もっと多くの事例でテストを行い、信頼性の評価を行うと同時に、普及の方策を講じる事である。ヘリカル系のプラズマの安定性を解析する「BETA」コードも同様に書き換える予定である。
インスリン非使用２型糖尿病患者におけるカーボカウント食事指導法の有効性の検討

現在、糖尿病の食事療法として、食品交換表を用いたカロリー制限食のみが推奨されているが、患者によっては習得と継続が困難な場合も多く、より簡便で継続可能な食事療法の開発が望まれている。炭水化物を中心に指導する基礎カーボカウントは、2型糖尿病患者に対する簡便で有効な食事療法になる可能性があるものの、一方で、脂質やタンパク質を過剰に摂取する可能性があるため脂質異常症や腎症への影響が危惧される。我々は、初めて、インスリン非使用の2型糖尿病患者において、カーボカウント法が従来の食品交換表を用いたカロリー制限法と比較して、同等以上に有効かつ安全であることを示した。「研究の目的」インスリン非使用の2型糖尿病患者におけるカーボカウント食事療法の有効性を、従来のカロリー制限食を対象として、非盲検多施設共同ランダム化並行群間比較試験を行い明らかにする。「当該年度研究計画と成果」当研究は食品交換表を用いた従来の食事指導法(カロリーカウント法)とカーボカウント法の血糖コントロール(6カ月後HbA1c)に対する非盲検多施設共同ランダム化標準治療対照並行群間比較試験である。本試験は平成21年度から開始され、平成23年度に患者エントリーと患者観察を終了することを目標としていたが、計画がやや遅れ、平成24年6月に全症例の観察が終了した。しかし、患者の食事写真からの栄養解析と各施設からのデータ回収を24年度内に終了し、データクリーニングも年度末までに終了した。患者保存血の回収とアディポカイン等の測定も終了し、25年度からデータ解析が行える状態となっている。全体として順調に計画が進んでいると考える。「最終年度研究計画と成果」平成24年度中に全症例の観察および各施設からのデータ回収が終了した。25年度からデータ解析を開始し、学会発表を行った。現在論文投稿準備中である。「研究成果の内容と意義」本臨床研究の1次エンドポイントは6カ月後の各郡のHbA1cの比較である。カーボ群とカロリー群で6カ月後のHbA1cに有意差は無かったが、食事指導をプロトコール通りに受けた患者のみを対象とした検討では、カロリー群ではHbA1cの有意な低下は無く、カーボ群では有意な低下を認めた。脂質代謝への影響では、カロリー群で中性脂肪の低下を認め、カーボ群ではHDLコレステロールの有意な上昇を認めた。LDLの上昇は両郡で認められなかった。また、両郡で有意な体重増加も認めなかった。我々は更に両食事療法の心理的影響についても検討した。試験期間の6か月間、食事療法を繰り返すことにより、両郡で食事療法への満足度が改善したが、糖尿病に対する負担感情はカーボ群でのみ改善した。以上のことから、カーボカウント食事療法は、従来のカロリー制限食事療法と比べ、血糖管理に関して少なくとも同等に有効であると考えられ、患者の食事療法に対する負担も軽減する可能性があることを示すことができた。また、カーボカウント食事療法に危惧された副作用である体重増加や脂質異常症の悪化等を認めないことが示され、この研究によってはじめて、カーボカウントの有効性と安全性が示されたといえる。現在、糖尿病の食事療法としてはカロリー制限食のみが推奨されているが、今後個人に合わせた食事療法の選択枝が増えることが期待される。本試験は平成21年度から開始され、平成23年9月までに患者エントリーが終了し、23年度末までに約95%の患者の観察が終了した。当初の計画では23年度末から24年度にかけて患者の食事写真からの栄養解析を行い、各施設のデータ回収を行う計画であったが、既に23年度後半より写真解析とデータ回収を開始し、23年度末にはそれぞれ約50%の患者の解析と約50%のデータ回収が終了している。当初の計画は、23年度末から24年度にかけては、保存血の測定と日常食の写真解析からの栄養評価、データ回収を主に行い、24年度後半から25年度にかけてデータ回収・解析と論文作成を行うことである。患者の食事写真からの栄養解析と各施設からのデータ回収を24年度内に終了し、データクリーニングも年度末までに終了した。

患者保存血の回収とアディポカイン等の測定も終了し、25年度からデータ解析が行える状態となっている。このため、計画は全体として順調に進んでいると考える。H23年度は患者エントリーと患者観察を終了することを目標としていた。平成23年度末までに約95%の患者観察が終了しており、H24年6月までには全症例の観察が終了する。患者観察についてはほぼ予定通りといえる。また、患者の食事写真からの栄養解析と各施設のデータ回収は23年度末から24年度にかけて行う計画であったが、既に23年度末までに写真解析もデータ回収もそれぞれ約50%が終了しており、予定以上の進展と考える。しかし、各施設の患者保存血も23年度末から回収予定であったものの、患者観察が完全に終了していないため一括回収できず、その回収と測定が遅れている。以上のように進展が遅れている部分と進展が早い部分があるが、全体として概ね順調に計画が進んでいると考える。25年度はデータ解析を行い、学会発表や論文作成を行う。24年度では、保存血の測定と食事写真解析からの栄養評価、データ回収を完了し、データクリーニングを行う。24年度後半から25年度にかけては、データ解析と論文作成を行う。該当なし。患者保存血の回収が遅れたため、アディポカイン等の測定が遅れ、23年度からの測定が行えなかった。アディポカイン等の測定用ELISAキットは使用期限があるため、23年度の購入を中止し、次年度使用額(151,870円)として24年度に繰り越した。繰り越した予算は24年度分と合わせてELISAキットを購入するために使用し、24年度に患者保存血中のアディポカイン等の測定を行う。
イネいもち病菌における圃場抵抗性誘導エフェクター遺伝子座の構造解析

いもち病を防除するために抵抗性イネ品種を広域で栽培すると、変異いもち病菌が発生し、防除効果が消失する現象が知られている。近年、防除効果が消失しにくいと言われている圃場抵抗性に着目してイネ品種の育種が進められている。本研究では、圃場抵抗性は本当に効果が消失しにくいか遺伝子を確認するため、いもち病菌のゲノム解析と遺伝解析を行った。その結果、圃場抵抗性に関与するいもち病菌の遺伝子の所在を部分的に明らかにし、より詳細な解析を可能にした。圃場抵抗性遺伝子Pi34およびPi35を持つイネ品種のそれぞれに対し、強い病原力を持ついもち病菌株として発見されたIBOS8-1-1株およびY93-245c-2株のゲノムシークエンスをMiSeqを用いて実施した。シークエンスのリードは低クオリティリードを除去した後、de novoアセンブルに供した。両菌株の各scafoldに数個のDNAのマーカーを設計した。IBOS8-1-1、Y93-245c-2の菌株の交配後代を用いて病原性の分離を確認した。その結果、Pi34を持つコシヒカリ同一遺伝子系統「中国IL1号」を用いると、精密な病原性アッセイが不可能であることが分かったため、以降の試験を中止した。一方、Pi35を持つイネ品種「北海188」を用いた結果、「北海188号」に対して強い病原力を持つ20株の菌株集団と、持たない20株の菌株集団のグループに分けることができた。それぞれの菌株集団について、親株同様にゲノムシークエンスを行った。IBOS8-1-1のscafoldに対して、親株2菌株と「北海188号」強い病原性を持つ菌株を持たない菌株の2集団をBWAによってマップした。その結果、表現型に関与するSNPサイトを28サイト抽出した。さらに、陸稲品種、Pi34保有品種、Pi35保有品種からそれぞれ160、307、76個の圃場分離菌株を得、うち13菌株について、接種試験によりPi34に対する病原力を評価した。昨年までに、圃場抵抗性遺伝子Pi34およびPi35を持つイネ品種のそれぞれに対し、病原力が異なるイネいもち病菌株として発見されたIBOS8-1-1株およびY93-245c-2株およびそれらのF1交配後代を用いたゲノムシークエンスデータを比較し、Pi35保有イネ品種に対する病原性に強く影響を及ぼしていると予測したイネいもち病菌の28個のSNPサイトを選抜した。また、昨年度はそれら菌株の病原性のアッセイを行い、Pi34を保有する「中国IL1号」に対する反応が不明瞭であることを明らかにした。本年度は昨年度までの結果を用いて、SNPに加えてSSRマーカー3254個およびSTSマーカー94個を設計した。設計したSSRマーカーの一部は電気泳動を行い、59個をマーカー化した。また、昨年度試験精度に問題の発生した接種試験について再検討した。圃場抵抗性遺伝子を保有するイネ系統を従来の「中国IL1号」から異なる系統に変更したことで明瞭な病原性反応を得ることができた。そこで、F1交配後代を用いた病原性アッセイと核型解析の結果に基づき、IY40株を戻し交配に用いる菌株として選択した。IY40とY93-245c-2を用いた戻し交配を行ない、BC1F1交配後代を92株作成した。更にBC1F1交配後代92株を用いて病原性の分離を確認した結果、IBOS8-1-1株およびY93-245c-2株に類似する明瞭な反応を示す70菌株を選抜した。本年度は昨年度に引き続き各種DNAマーカーの拡充を行った。圃場抵抗性を引き起こす非病原力遺伝子を保有するいもち病菌株において、菌株特異的なDNAマーカーを131個設計した。この中から親株間で多型が現れるマーカーをスクリーニングした結果、新たに96個のDNAマーカーを得た。また、追加のSSRマーカーのスクリーニングを行った。その結果、81個の追加マーカーを得た。これらの得られたDNAマーカーについて70株の交配後代における分離を調べ、MAPMAKERを用いて遺伝地図を作成した。昨年度までの結果からテスターとなる圃場抵抗性イネ系統のPi34に対する菌株の病原性の判定において、判定困難な場合が生じたため、繰り返し試験を行うことにより病原性の判定を確定した。そのため、AVR-Pi34の進捗は計画よりも遅れているが、先行して実施したAVR-Pi35についての結果を元に同様の解析を進めた。AVR-Pi35の候補遺伝子特定には至らず、いくつか実施できない実験がでてきてしまったが、遺伝学的手法を用いた解析により、圃場抵抗性イネ系統を強く侵すイネいもち病菌のゲノム構造について知見が得られた。前年度に続いて戻し交配を行った。培養日数を検討したが、成熟した子のう胞子が得られず、交配親を再検討する必要があると考えた。圃場分離株を用いた解析では、Pi35保有品種に対する病原力を評価した。その結果、Pi35保有品種を強く侵す菌株は得られなかった。

近年、防除効果が消失しにくいと言われている圃場抵抗性に着目してイネ品種の育種が進められている。本研究では、圃場抵抗性は本当に効果が消失しにくいか遺伝子を確認するため、いもち病菌のゲノム解析と遺伝解析を行った。その結果、圃場抵抗性に関与するいもち病菌の遺伝子の所在を部分的に明らかにし、より詳細な解析を可能にした。昨年度の課題であった「中国IL1号」に対するイネいもち病菌の不明瞭な病原性反応について、テスターとして用いるイネ系統を「中国IL1号」とは異なる系統へ変更することにより解決した。AVR-Pi34保有系統について次年度よりゲノムシークエンスを行なう。その他はおおむね順調に進んでいる。植物病理引き続きイネいもち病菌の交配後代の養成および病原性アッセイを行い、AVR-Pi35候補遺伝子の絞込みを行なうと供に、AVR-Pi34の解析についても同様に進める。Pi34を持つイネ品種に対する病原性アッセイでは、テスターとして使用した「中国IL1号」への接種結果が不明瞭であったため一時中断した。その他は計画通り進んだ。昨年度に研究遂行上の課題となった「中国IL1号」におけるイネいもち病菌の不明瞭な病原性反応について、本年度に病原性アッセイ試験に用いるイネ系統の再検討を行なったため計画どおり予算執行できず、残額が発生した。接種結果が不明瞭なイネ系統から明瞭なイネ系統へ噴霧接種のテスターを切り替える。その他は計画通りに実施する。本年度の残額は、先行して進めてきたAVR-Pi35についての解析実績を活用して、最終年度に計画通りの進捗になるよう解析を進めるため、消耗品の購入に使用する。Pi34を持つ同質遺伝子イネ系統に対するいもち病菌の病原性アッセイに時間を要し試験が遅れたため、以降の試験をしなかった。次年度使用額102,748円は、研究費を効率的に使用して発生した残額であり、次年度の研究費と合わせて、研究計画遂行のために使用する。平成26年度にAVR-Pi34の解析に必要な消耗品の購入に使用する。
東南アジアの海洋生物が産出する抗菌性臭素化ビフェノール類の分布と特性

ヒトや海洋哺乳動物に蓄積する臭素化ビフェノール(OH-BDE)の起源が海藻または共生微生物であることから、東南アジア海域におけるOH-BDEの分布特性を調べた。発生源として海藻(Sargassum sp.)および二枚貝(Spondylus sp.)中の共生微生物(Pseudoalteromonus sp.)を特定した。臭素化カテコールを基質としてdihydoxy-BDEが生成し、O-メチル化されたMeO-BDEが食物連鎖によりヒトや海洋哺乳動物に蓄積していることを明らかにした。MeO-BDEは肝臓でCYP2B6により脱メチル化され、OH-BDEとして血液に残留すると考えられる。1.フィリピンのルソン島で海藻および貝類を収集し、臭素化ビフェノール(OH-PBDE)生成の環境要因を調べ次のことが判明した。(1)海藻の生長期でOH-PBDE分布に違いが生じ、貝類が取り込むOH-PBDEの量が変わる。(2)貝類のうちThornyoysterはOH-PBDEを取り込む特殊な機構がある。(3)ミンダナオ島の貝類(5種)分布調査では、OH-PBDEの生産量に種差および季節変動がある。(4)若い個体ほどOH-PBDEの取り込みが大きいが、成長とともにMeO-PBDEへの変換がみられる。これらは共生微生物が関与していることを示唆する。3.共生バクテリアはバナジウム依存性ブロモペルオキシダーゼ(v-BPO)を介してOH-PBDEを生産すると考えられる。バナジウム量とv-BPO酵素活性の相関を調べるため、H25年度はまず海藻中のバナジウム量をICP-MSを用いて測定し、同じ試料の臭素化合物の残留量と比較したところ、臭素化ビフェノール総量とバナジウム量が正の相関を示した。フィリピン、インドネシアおよびマレーシアで海藻類および貝類を採取し、種別にそれぞれ抗菌性臭素化ビフェノール類の分布、生成要因、季節変動および濃縮機構を調べた。1.マレーシア産海藻のうち特定のホンダワラ科(種については同定中)に2'-methoxy-2,3',4,5'-tetrabromodiphenyl ether (2'-MeO-BDE68)が高濃度(2 ug/g wet)で検出された。このMeO体は特定の二枚貝(Isognomon isognomum)への取り込みが顕著に見られた。このMeO体の生物濃縮はインドネシア(Pari island)の海藻-貝類でも同様に観察された。2.フィリピン(ルソン島)の抗菌性臭素化合物(OH-PBDE)はその生産が海藻種によって異なった。魚介類へOH-PBDEの蓄積は見られないが、新たに数種の臭素化ベラトロールおよびダイオキシン骨格を有するMeO体が検出された。これらは臭素化カテコールに由来し、微生物によりメチル化されて脂溶性を増すと考えられた。3.日本(近畿地方)でヒジキ、アカモクなどのホンダワラ科海藻を採取し、東南アジア海藻と臭素化抗菌成分を比較した。日本の海藻では臭素化ビフェノールはMeO体として分布した。一方、市販の乾燥ヒジキ(芽ひじき)には高濃度の6-OH-BDE47が検出されたが、MeO体は検出されなかった。この理由として、ヒジキ原料から乾燥ヒジキの加工過程でMeO-PBDEが除去されたと考えられる。今後、ヒジキ海藻と東南アジアの海藻について臭素化ビフェノール生産の種差、生成要因および濃縮過程へのバクテリアの関与を解明する。(1)ベトナムで採取した貝類(Periglypta crispta)から抗菌性(抗MRSA活性)の高い2,2'diMeO-BB80を含め4種のハロゲン化ビフェノールを同定した。この生成には海洋微生物が関与しており、臭素化フェノールが二量体化および塩素置換したものがメチル化され、生物濃縮される可能性が示唆された。高等生物に残留する2,2'-diMeO-BB80のラットおよびヒト肝ミクロゾームによる代謝を調べると、脱メチル化が容易に起こることが分かった。この脱メチル化反応はフェノバルビタールによる酵素誘導により著しく促進され、ヒトP450分子種のうち、CYP2B6およびCYP3A4が関与することがわかった。(2)フィリピン海藻(Sargassum sp.)から臭素化カテコールおよびグアヤコールを検出した。周辺に生息する貝類(Spondylus sp.)で、臭素化ジフェニルエーテルおよびダイオキシン誘導体が数種検出された。その由来は臭素化カテコールを起源とし、微生物によって二量化、閉環およびメチル化が進行し、脂溶性のため生物濃縮することが示唆された。(3)日本、台湾および韓国の海藻(Sargassum fusiforme)から、3種の臭素化ビフェノールを検出した。市販の乾燥ヒジキでも検出されたが、その組成は採取海域で大きく異なり、東南アジア海藻類の組成(methoxy体)とも異なった。臭素組成成分の化学合成したものの生物活性試験では、6-OH-BDE47, 2,2'-diOH-BB80および臭素化カテコールは、抗菌活性(S. aureus, MRSAなど)が強いことを確認した。また、これらはDPPH法およびORAC法により強い抗酸化作用を有することが分かった。Sargassum抽出物の抗菌、抗酸化作用にはこれらの臭素化ビフェノールが関与することが示唆された。

発生源として海藻(Sargassum sp.)および二枚貝(Spondylus sp.)中の共生微生物(Pseudoalteromonus sp.)を特定した。臭素化カテコールを基質としてdihydoxy-BDEが生成し、O-メチル化されたMeO-BDEが食物連鎖によりヒトや海洋哺乳動物に蓄積していることを明らかにした。MeO-BDEは肝臓でCYP2B6により脱メチル化され、OH-BDEとして血液に残留すると考えられる。東南アジアの海藻のサンプリングについては季節や天候不順などにより採取品目が限られてしまった。特定の海藻について種の同定がまだできていないが、臭素化ビフェノールの分布、生物濃縮過程および日本の海藻との比較については計画通り進んでいる。27年度が最終年度であるため、記入しない。環境科学1.東南アジアにおける海藻の生産する臭素化ビフェノールの分布、生成条件、生物濃縮機構についてさらに解明する。とくに、ヒジキ原料と東南アジアの海藻について臭素化ビフェノール生産へのバクテリアの関与、ヒジキの加工過程におけるMeO-PBDEの化学変化について解明する。2.臭素化ビフェノールの生物活性(抗酸化活性および抗菌活性)について評価し、構造活性相関による機能性の高いリード化合物を探索する。H25年度はフィリピン、台湾およびインドネシアで海藻および貝類のサンプリングを行った。インドネシア(ジャワ島)で採取した海藻、魚貝類の分析調査が終わっていないが、OH-PBDE生成の環境因子、生合成プロセスおよび生産菌の解明については概ね順調に進行している。マレーシアでの海藻サンプリングが3月にずれこんだため、分析結果を得ることができず、解析が年度を越してしまったため。フィリピンおよびインドネシア(分析結果によってはマレーシアまたはベトナム)での海藻サンプリングを継続し、OH-PBDEの生成要因、生合成機構および食物連鎖について解明する。同時に、OH-PBDEの抗菌、抗酸化および抗炎症活性試験を継続して行う。マレーシア海藻および魚介類のGC-MSによる化学計測、および成分の機能性試験(抗酸化活性、抗菌活性)を行うための試薬合成に用いる。また、海藻種の同定費用としても使用する。インドネシアでのサンプリング時期が3月にずれこんだ。そのため、海藻抽出成分の化学計測および抗菌スクリーニング試験の開始が遅れた。サンプリングした試料の前処理および化学計測に必要な試薬および抗菌試験のための試薬にあてる。
DNAマイクロアレイを用いた侵襲による生体反応に関する遺伝子分析と個別化治療

最近,同程度の侵襲でも過剰な炎症反応を引き起こす症例において,侵襲に対する個々の遺伝的な要因の関与が指摘されはじめている.我々は以前より病態の重症度判定,治療方針の決定,治療効果の判定の目的で各種のサイトカイン血中濃度を測定してきたが,侵襲の程度に比しサイトカインを過剰に産生する症例が散見され,これらの症例のサイトカイン産生の制御において遺伝的要素の関与が示唆された.一方,最近さまざまな疾患や病態の易罹患性を左右する遺伝子多型が注目されている.そして各種の遺伝子多型が敗血症などの侵襲感受性に関与していると考えられている.侵襲に対する生体反応にかかわる各種の分子は多岐にわたり,その遺伝子多型は数多く存在する.このため多くの遺伝子多型を効率よく測定可能なDNAマイクロアレイを用いて研究を行うことを目的に研究を計画した.そしてまず各種サイトカインであるTNF,IL-1ra,IL-1β,IL-6,IL-10,および自然免疫にかかわる分子であるTLR4,CD14の遺伝子多型を解析し,これらの血中濃度への影響および臨床経過への影響を検討し,以下の点を明らかにした.2.次にこれらの遺伝子多型と各種サイトカインの血中濃度との関連につき検討した.その結果,血中IL-6濃度異常高値とTNF,IL-1ra遺伝子多型に関連を認めた.3.さらにこれらの結果よりhigh-riskの遺伝子多型を有するIL-6血中濃度異常高値症例は制御困難なサイトカイン動態を呈し,予後不良であった.4.また敗血症患者を対象に重症度,予後とこれらの遺伝子多型の関連につき検討した結果,TNF,IL-10遺伝子多型と敗血症患者の予後との関連を認めた.5.本研究にて検討した多くの遺伝子多型頻度は日本人以外の人種で報告されている頻度と異なった.最近,同程度の侵襲でも過剰な炎症反応を引き起こす症例において,侵襲に対する個々の遺伝的な要因の関与が指摘されはじめている.我々は以前より病態の重症度判定,治療方針の決定,治療効果の判定の目的で各種のサイトカイン血中濃度を測定してきたが,侵襲の程度に比しサイトカインを過剰に産生する症例が散見され,これらの症例のサイトカイン産生の制御において遺伝的要素の関与が示唆された.一方,最近さまざまな疾患や病態の易罹患性を左右する遺伝子多型が注目されている.そして各種の遺伝子多型が敗血症などの侵襲感受性に関与していると考えられている.侵襲に対する生体反応にかかわる各種の分子は多岐にわたり,その遺伝子多型は数多く存在する.このため多くの遺云子多型を効率よく測定可能なDNAマイクロアレーを用いて研究を行うことを目的に研究を計画した.そしてまずTNF,IL-1ra,IL-1β,IL-6,IL-10,TLR4,CD14の遺伝子多型を解析し,これらの血中濃度への影響および臨床経過への影響を検討し,以下の点を明らかにした.2.次にこれらの遺伝子多型と各種サイトカインの血中濃度との関連につき検討した.その結果,血中IL-6濃度異常高値とTNF,IL-1ra遺伝子多型に関連を認めた.3.さらにこれらの遺伝子多型と全患者および敗血症患者の重症度,予後との関連につき検討した.その結果TNF,IL-10遺伝子多型と敗血症患者の予後との関連を認めた.最近,同程度の侵襲でも過剰な炎症反応を引き起こす症例において,侵襲に対する個々の遺伝的な要因の関与が指摘されはじめている.我々は以前より病態の重症度判定,治療方針の決定,治療効果の判定の目的で各種のサイトカイン血中濃度を測定してきたが,侵襲の程度に比しサイトカインを過剰に産生する症例が散見され,これらの症例のサイトカイン産生の制御において遺伝的要素の関与が示唆された.一方,最近さまざまな疾患や病態の易罹患性を左右する遺伝子多型が注目されている.そして各種の遺伝子多型が敗血症などの侵襲感受性に関与していると考えられている.侵襲に対する生体反応にかかわる各種の分子は多岐にわたり,その遺伝子多型は数多く存在する.このため多くの遺伝子多型を効率よく測定可能なDNAマイクロアレイを用いて研究を行うことを目的に研究を計画した.そしてまず各種サイトカインであるTNF,IL-1ra,IL-1β,IL-6,IL-10,および自然兔疫に拘る分子であるTLR4,CD14の遺伝子多型を解析し,これらの血中濃度への影響および臨床経過への影響を検討し,以下の点を明らかにした.2.次にこれらの遺伝子多型と各種サイトカインの血中濃度との関連につき検討した.その結果,血中IL-6濃度異常高値とTNF,IL-1ra遺伝子多型に関連を認めた.3.さらにこれらの遺伝子多型と全患者および敗血症患者の重症度,予後との関連につき検討した.その結果TNF,IL-10遺伝子多型と敗血症患者の予後との関連を認めた.4.本研究にて検討した多くの遺伝子多型頻度は日本人以外の人種で報告されている頻度と異なった.最近,同程度の侵襲でも過剰な炎症反応を引き起こす症例において,侵襲に対する個々の遺伝的な要因の関与が指摘されはじめている.我々は以前より病態の重症度判定,治療方針の決定,治療効果の判定の目的で各種のサイトカイン血中濃度を測定してきたが,侵襲の程度に比しサイトカインを過剰に産生する症例が散見され,これらの症例のサイトカイン産生の制御において遺伝的要素の関与が示唆された.

一方,最近さまざまな疾患や病態の易罹患性を左右する遺伝子多型が注目されている.そして各種の遺伝子多型が敗血症などの侵襲感受性に関与していると考えられている.侵襲に対する生体反応にかかわる各種の分子は多岐にわたり,その遺伝子多型は数多く存在する.このため多くの遺伝子多型を効率よく測定可能なDNAマイクロアレイを用いて研究を行うことを目的に研究を計画した.そしてまず各種サイトカインであるTNF,IL-1ra,IL-1β,IL-6,IL-10,および自然免疫にかかわる分子であるTLR4,CD14の遺伝子多型を解析し,これらの血中濃度への影響および臨床経過への影響を検討し,以下の点を明らかにした.2.次にこれらの遺伝子多型と各種サイトカインの血中濃度との関連につき検討した.その結果,血中IL-6濃度異常高値とTNF,IL-1ra遺伝子多型に関連を認めた.3.さらにこれらの結果よりhigh-riskの遺伝子多型を有するIL-6血中濃度異常高値症例は制御困難なサイトカイン動態を呈し,予後不良であった.4.また敗血症患者を対象に重症度,予後とこれらの遺伝子多型の関連につき検討した結果,TNF,IL-10遺伝子多型と敗血症患者の予後との関連を認めた.5.本研究にて検討した多くの遺伝子多型頻度は日本人以外の人種で報告されている頻度と異なった.
ルテニウムパイロクロアの金属絶縁体転移機構、理想界面による電極反応機構の解明

金属絶縁体転移およびそれに伴う構造相転移の詳細を検討するために、これまでに育成した酸素欠損のないTl_2Ru_2O_7パイロクロア単結晶を用いてX線回折測定を行った。測定はSPring-8のBL02B1に設置された低温真空カメラを用い、15-290Kの温度範囲で行った。290KでのX線構造解析の結果、立方晶、空間群Fd-3mでa=10.1570(10)Å,Z=8,R_<int>=6.59%,R=2.82%であった。100K以下では200K,290Kでは観測されなかった空間群Fd-3mの禁制反射が観測され、構造相転移の存在が確認された。格子体積は温度が下がるにつれて収縮し、転移に伴い膨張した。しかしながら構造モデルの導出には至っていない。現在、粉末試料による低温電子線回折およびTEM観察を京都大学化学研究所の東正樹准教授、大阪府立大学大学院工学研究科の森茂生教授と共同研究にて行っている。今後、これらの結果を基に金属絶縁体転移に伴う構造相転移の詳細について慎重な検討が必要である。電気伝導性と良好な酸素イオン導電性を持ち、SOFC電極材料として期待されているPb_2Ru_2O_<6.5>,Bi_2Ru_2O_7パイロクロアを基本とした固溶体の合成を試みた。原料としてBi_2O_3,PbO,RuO_2を用いた。所定の量を秤量、混合し、ペレット整形し、環状炉もしくはマッフル炉で、空気中もしくは酸素気流中、900-1100°C、24-120時間で合成を行った。得られた試料の同定には粉末X線回折測定を用いた。粉末X線回折測定の結果、x=0-2.0の全域でBi_<2-x>Pb_xRu_2O_<7-d>の合成に成功した。ビスマスが多くなるにつれて、合成には高い温度が必要となった。x=0.8-1.2の領域ではBi_<2-x>Pb_xRu_2O_<7-δ>の単相が得られた。
２光子放出核種を用いた高感度かつ高分解能な新しい分子イメージング法の研究

放射線を用いた分子イメージング法である核医学法は悪性腫瘍等の病気の診断に用いられている。本研究は2本のガンマ線連続的に放出する核種を利用した高感度な新しい分子イメージング法についての研究を行う。本研究で提案する新しい分子イメージング法は2本のガンマ線の飛来方向を測定することで、その交点から位置を1イベントで高感度に特定するというものである。具体的にはコンプトン散乱原理を用いてガンマ線の入射角度情報を得ることができるコンプトンカメラに反跳電子の飛跡の計測を組み合わせることで入射方向を特定する反跳電子飛跡計測型コンプトンカメラの開発を行い、その実現を目指す。