hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
複数の単色X線を用いたカラーX線診断の基礎研究

単色X線を用いてカラーX線画像を得るための予備実験を行った。東京工業大学のタンデム加速器から得られる、エネルギーが3MeVの陽子ビームをPd, Ag, Cd, Inの標的に照射し、エネルギーが21.1724.21keVのK_αX線およびそれに付随する相対強度が約18%のK_βX線、すなわち擬似単色X線を発生させ、これらのX線を、マイラ幕を通して大気中に取り出した。X線の発生量およびエネルギーのモニターにはCdTe半導体検出器を用いた。上記のK_αX線のエネルギーが1keV間隔で離れていることに注目し、Ruの造影撮影を試みた。RuのKX線の吸収端が22.1keVにあるので、X線発生標的としてPd(K_αが21.17keV)とCd(K_αが23.17keV)を選んだ。アクリル製のブロックに孔をあけ、そこにRuを含む水を詰め、血管を模擬するファントムとした。比較用に水だけの孔、空気の孔もあけてある。X線画像の取得には歯科用のイメージングプレートを使用した。画素の読み取り分解能は50μm×50μmである。2種類のX線照射により得られた画像を水だけの部分が消えるように演算処理することにより、Ru水溶液と空気の部分を強調することに成功した。15年11月には原子力研究所高崎研究所のバンデグラフ加速器施設のマシンタイムを得て、同様な実験を行った。2.6MeVの陽子ビームを用いてRu造影のファントム測定を行い、東京工業大学における実験よりもきれいな画像を得ることができた。更に、ビームスポットが10μm×10μmと非常に小さい陽子マイクロビームを用いて、X線画像の拡大撮影を試みた。資料は小魚(シラス)であり、厚さは約1mm、長さは約20mmである。シラスにはCa(K吸収端が4.04keV)が含まれることから、X線発生標的としてTi(K_αが4.05keV)とCu(K_αが8.04keV)を用意した。いずれのX線の場合にも位置分解能が約20mmのきれいな画像を得た。Ti-K_αの方が若干であるが、良いコントラストの画像であった。東京工業大学のタンデム加速器から得られる陽子ビームを金属標的に照射し、Kα線を主成分とする連続成分のない疑似単色X線を発生し、マイラ膜を通してX線を大気中に取り出す。X線のエネルギースペクトルを大気中で動作するCdTe半導体検出器により測定する。エネルギーが3MeV、ビーム電流が100nAの陽子を銀標的に照射し、エネルギーが22keVのKα線が主成分であることを確認した。銀標的から14cmの位置でX線の線量率は約8mSv/hrであった。大気中に取り出したX線を試料に照射し、透過したX線の画像を、イメージングプレートを用いて取得した。イメージングプレートは歯科用のものであり、大きさは40mm×30mmである。画素の読みとり分解能は50μm×50μmである。TIFF形式で書かれた画像データをパソコン上で取り扱うソフトを作成した。イメージングプレート自身の輝度情報は12ビットであるが、通常のパソコンディスプレイの輝度表現は8ビットに制限されている。この画像データのダイナミックレンジと表示能力のギャップを埋める方法として、上位8ビットと下位8ビットの2つの画像を表示することを考えている。更に、陽子ビーム照射とX線照射を定量的に行うための真空チェンバー等を新規に製作し、タンデム加速器のビームコースに設置する準備を行っている。現時点での陽子ビームの電流が弱いため、画像を得るためのX線照射時間が20分程度と長い。そこで、15年度には原子力研究所高崎研究所のバンデグラフ加速器のビームタイムを得て、実験を行う。

2.6MeVの陽子ビームを用いてRu造影のファントム測定を行い、東京工業大学における実験よりもきれいな画像を得ることができた。更に、ビームスポットが10μm×10μmと非常に小さい陽子マイクロビームを用いて、X線画像の拡大撮影を試みた。資料は小魚(シラス)であり、厚さは約1mm、長さは約20mmである。シラスにはCa(K吸収端が4.04keV)が含まれることから、X線発生標的としてTi(K_αが4.05keV)とCu(K_αが8.04keV)を用意した。いずれのX線の場合にも位置分解能が約20mmのきれいな画像を得た。Ti-K_αの方が若干であるが、良いコントラストの画像であった。
好悪の価値情報を持つMB神経の複数出力域の動的匂い応答地図の構築と学習機構の解明

キノコ体は匂い記憶の形成に必須である。キノコ体神経の軸索は複数の出力域に区画化され固有の制御を受けるが、近年γ型神経群がCREBの発現レベルによりγCRE-pおよびCRE-n神経に分離でき、好悪の価値情報もコードすることが明らかになった。しかし記憶学習前後での明確な可塑的変化はいまだ報告されていない。本研究では2光子顕微鏡を用い、γCRE-p/-nの軸索束において、学習前の匂い刺激への応答様式を複数出力領域で同時計測し、可塑性検証の前提となる匂い応答回路図を構築する。これを参考に学習前後の変化を顕微鏡下で観察し、プレシナプス側であるキノコ体神経の可塑性を検証し、記憶回路網の動的な理解を目指す。
受精機構の普遍性と進化:その分子基盤と次世代先端技術への戦略

受精は動物種に普遍的で重要な現象であるが、その分子メカズムにはいまだに不明な点が多い。受精の分子機構の解明は生命科学での学術的な発展への寄与のみならず、生殖医療(不妊治療や妊娠制御)、有用家畜の維持、さらには絶滅危機種の救済などの生殖科学の応用的な課題に取り組む上で重要である。本研究において、受精現象を通じて動物個体が獲得する生物学的全能性とその永続性、多様性と進化を支える分子メカニズムの全貌を解明する学術的な重要性を詳細に検討した。さらに、それらが社会に与えるインパクトと有用性を吟味して次世代の生殖科学研究の進展に向けた展望を得るとともに、その発展的応用技術の開発に向けた基盤作り(人的ネットワークの構築)をおこなった。海外での関連重要会議での情報収集:研究代表者(岩尾)他1名がゴードン研究会議「Fertilization and Activation of Development」(米国、ニューハンプシャー州、平成15年7月29日8月3日)に参加し、欧米諸国の主要な受精関連研究者との打ち合わせや情報交換を行い、基礎資料を得た。第1回全体打ち合わせ会議(平成15年10月25日、東京)では、各研究者の研究内容の紹介と熟知、役割分担の確認、調査日程の調整、活動内容の確定(各研究者の未発表データの発表方法、各学会における動向調査やシンポジウム等の企画の発案、人的ネットワーク確保のための活動、文献調査など)、などを行った。本研究の大きな目的である特定領域研究の調査をおこない、平成16年度発足予定の特定領域として「受精の分子メカニズム:その普遍性と多様性」の申請をおこなった。第2回全体打ち合わせ会議を兼ねた企画調査メンバーによる公開シンポジウム「受精の分子メカニズム-ヒトデからヒトへ-」(平成15年1月31日、横浜市)を行い、本研究の成果を広く学界、社会に広く公表した。
二関節筋の筋機能向上が身体運動パフォーマンスに及ぼす影響

「研究目的」本研究では、二関節筋(2つの関節を跨いで骨に付着し、身体運動を生み出すことができる筋の総称)の筋機能を向上させることが、身体運動パフォーマンスを改善させるかどうかを調べることを目的としている。本年度は、二関節筋の筋機能を向上させるために効果的なトレーニング方法は何かという点について、トレーニングで用いる動作に着目して研究を実施した。特に、多関節動作トレーニングが大腿直筋(大腿四頭筋を構成する二関節筋)の筋機能に及ぼす影響を調べた。「研究方法」健常成人男性を対象とした。被験者は1回最大挙上重量の80%の負荷でスクワットトレーニングを実施する群(トレーニング群)とトレーニングを実施しない群(対照群)の2群に分かれた。トレーニング群は8週間、トレーニングを継続した。介入期間の前後で、スクワットの挙上重量、膝関節伸展筋力、股関節屈曲筋力、および筋力発揮時における大腿直筋の神経筋活動を測定した。「研究成果」スクワットの挙上重量は増加したものの、膝関節伸展筋力、股関節屈曲筋力ならびに大腿直筋の神経筋活動に顕著なトレーニング効果はみられなかった。以上の結果から、少なくとも8週間という期間、高重量で実施する多関節トレーニングでは、二関節筋である大腿直筋の筋機能を向上させることは難しい可能性が示された。昨年度の成果を合わせて考えると、大腿直筋の筋機能を向上させるトレーニング手段として、より効果が望める方法は、股関節屈曲トレーニングかもしれない。29年度が最終年度であるため、記入しない。「研究目的」本研究では、二関節筋(2つの関節を跨いで骨に付着し、身体運動を生み出すことができる筋の総称)の筋機能を向上させることが、身体運動パフォーマンスを向上させるかどうか調べることを目的とした。本年度は、運動強度が二関節筋の筋活動量に及ぼす影響を明らかにすること(目的1)、およびアスリートを対象とした筋量の量的特徴のデータを取得することにより、競技動作と筋の量的特徴との関係を調べた(目的2)。「研究方法」第1の目的を達成するために、複数の運動強度で、多関節運動であるレッグプレス、および単関節運動である膝関節伸展運動を実施し、運動時の大腿部骨格筋の筋活動量を計測した。第2の目的について、大学男女ボート選手、陸上短距離スプリンターおよび一般成人学生を対象として、大腿部のT1強調磁気共鳴画像を取得し、大腿四頭筋各筋の筋体積を算出した。「研究成果」第1の目的に関して、高強度でレッグプレスを実施した時における二関節筋である大腿直筋の筋活動量は、低強度で膝関節伸展運動を実施した時のものと差が無かった。すなわち、たとえ筋肥大を誘発するために用いられるような高強度であっても、大腿直筋の筋活動量は非常に小さいことが示された。また、疲労困憊まで多関節運動を実施したとしても、大腿直筋の筋活動量はほとんど変化しなかった。第2の目的について、男子・女子ボート選手ともに、顕著に肥大した大腿四頭筋を有していたものの、大腿直筋の筋量は一般成人と同程度しかなかった。また、1年間のボートトレーニングによる筋量の変化は、大腿直筋には生じていなかった。さらに、大腿直筋の量的特徴と膝関節アライメントの性差に関連はみられなかった。以上の研究結果から、膝関節と股関節を同時に伸展させるような多関節動作は大腿直筋の筋機能を向上させない可能性が示された。スプリンターについては詳細なデータ分析を継続中である。一部実験において、機材トラブルの発生および仮説検証のための方法論の見直しが必要となったため。本年度は、二関節筋の筋機能を向上させるために効果的なトレーニング方法は何かという点について、トレーニングで用いる関節動作の観点から検討することを目的として研究を行った。二関節筋として、身体運動において重要な役割を果たす大腿四頭筋を構成する大腿直筋に着目した。被験者は全力で膝関節を伸展するトレーニングを実施する群(膝関節伸展トレーニング群)、全力で股関節を屈曲するトレーニングを実施する群(股関節屈曲トレーニング群)およびトレーニングを実施しない群(対照群)の3群に分かれた。トレーニング群は4週間のトレーニングを実施した。介入期間の前後で、膝関節伸展筋力、股関節屈曲筋力、筋力発揮中における大腿直筋の神経筋機能ならびに筋量を測定した。「研究成果」膝関節伸展トレーニングおよび股関節屈曲トレーニングともに、膝関節伸展筋力および膝関節伸展時における大腿直筋の神経筋機能が向上した。一方、股関節屈曲筋力および屈曲時における大腿直筋の神経筋機能については、股関節屈曲トレーニング群においてのみ向上が認められた。大腿直筋の筋量は両トレーニング群で同程度に増加した。以上の結果から、二関節筋である大腿直筋の筋機能を向上させるために、少なくとも4週間というトレーニング初期の段階かつ全力で実施する場合においては、膝関節伸展トレーニングよりも股関節屈曲トレーニングの方が効果的である可能性が示された。予定していた介入実験を実施することができたため。

「研究目的」本研究では、二関節筋(2つの関節を跨いで骨に付着し、身体運動を生み出すことができる筋の総称)の筋機能を向上させることが、身体運動パフォーマンスを改善させるかどうかを調べることを目的としている。本年度は、二関節筋の筋機能を向上させるために効果的なトレーニング方法は何かという点について、トレーニングで用いる動作に着目して研究を実施した。特に、多関節動作トレーニングが大腿直筋(大腿四頭筋を構成する二関節筋)の筋機能に及ぼす影響を調べた。「研究方法」健常成人男性を対象とした。被験者は1回最大挙上重量の80%の負荷でスクワットトレーニングを実施する群(トレーニング群)とトレーニングを実施しない群(対照群)の2群に分かれた。トレーニング群は8週間、トレーニングを継続した。介入期間の前後で、スクワットの挙上重量、膝関節伸展筋力、股関節屈曲筋力、および筋力発揮時における大腿直筋の神経筋活動を測定した。「研究成果」スクワットの挙上重量は増加したものの、膝関節伸展筋力、股関節屈曲筋力ならびに大腿直筋の神経筋活動に顕著なトレーニング効果はみられなかった。以上の結果から、少なくとも8週間という期間、高重量で実施する多関節トレーニングでは、二関節筋である大腿直筋の筋機能を向上させることは難しい可能性が示された。昨年度の成果を合わせて考えると、大腿直筋の筋機能を向上させるトレーニング手段として、より効果が望める方法は、股関節屈曲トレーニングかもしれない。方法論を速やかに修正し、実験を継続できるようにする。本年度は単関節運動のトレーニング効果を評価した。本年度の成果を踏まえ、トレーニングの内容およびトレーニング効果の測定指標として多関節運動を取り入れていく予定である。29年度が最終年度であるため、記入しない。
気道粘膜の遅発性細胞障害機序に関する研究―脂質メディエーターと酸化窒素および活性酸素との関連について―

本研究の目的は、ロイコトリエンD_4(LTD_4)および血小板活性化因子(PAF)の気道粘膜上皮細胞に対する遅発性障害とその機序を生化学的に検討し解明の糸口を得ることにある。研究1.アレルギー性鼻炎患者の鼻汁の検討:アレルギー性鼻炎患者の鼻汁のアルカリホスファターゼ活性(ALP)、乳酸脱水素酵素(LDH)、一酸化窒素(NO)、nitrotyrosine(NT)、tyrosine(T)、好酸球顆粒蛋白ECPを測定した。また、鼻洗浄液と血清中の尿素を測定して、鼻汁に換算して検討した。結果:有意の相関を示したのは,1)ALPとLDH、2)ECPとLDH,3)ECPとAPL,4)N0とNT,5)NTとALP,有意の相関を示さなかったのは,6)NTとLDH,7)ECPとNTであった。以上の結果から、以下のことが示唆された。(1)鼻アレルギー患者の鼻腔粘膜の細胞障害が生じていること。(2)好酸球による鼻粘膜細胞の細胞膜の傷害と原形質からのLDHの逸脱。(3)N0とO2との反応系による細胞膜傷害。(4)細胞膜傷害によるALPと細胞の原形質からのLDHの逸脱の度合いが異なる可能性。(5)N0とO2との反応系による細胞膜傷害機序が好酸球顆粒蛋白による細胞傷害機序と異なる独立した機序であること。研究2.LTD_4とPAFの暴露実験:手術時に得られた鼻粘膜片に10^<-7M>、10^<-8M>LTD_4とPAFをそれぞれ暴露して、培養液中のLDH、ALP、NO、NTを経時的に測定した。結果:(1)培養液中のLDH、ALP、NO、NTは経時的に増加の傾向を示した。(2)ロイコトリエン受容体拮抗薬PranlukastによってLTD_4暴露によるこれらの現象は抑制された。(3)鼻粘膜におけるNTを抗NT抗体を用いて染色すると、controlと比較して明らかに微慢性に鼻粘膜が染色された。(4)LTD_4とPAFを暴露24時間後にヒト培養気管粘膜上皮細胞の培養液中のNTは増加した。以上から患者の鼻洗浄中に検出されるNTは気道粘膜上皮細胞および上皮細胞以外にもその由来を求めるべきと考えられた。今後、脂質メデイエーターによる細胞障害性の機序解明のために鼻粘膜のキサンチンオキシターゼ(XOD)やNO産生酵素((NOS)のmRNAレベルでの検討が望まれる。

方法B.in vitroにおけるロイコトリエンD4(LTD4)およびPAFの暴露実験:手術時に得られた鼻粘膜片に10^<-7>M、10^<-8>M LTD4および10^<-7>M、10^<-8>M PAFを暴露して、培養液中のLDH、ALP、NO、NTを経時的に測定した。結果:1)培養液中のLDH,ALPは濃度依存性、経時的に増加の傾向を示したが、NTの濃度は本測定法の測定域外であったので、実験方法を変更して検討中である。また、ヒト培養気管粘膜上皮細胞にPAFやLTD4を暴露して、培養液中のNO、NTを測定した。結果はLTD4とPAFの暴露によってNOとNTは増加の傾向を示した。しかし、統計学的に検討、結論を出すに至っていない。本研究の目的は、鼻粘膜細胞障害と脂質メデイーターの気道粘膜上皮細胞に対する遅発性障害の機序を生化学的に検討し解明の糸口を得ることにある。研究1.アレルギー性鼻炎患者の鼻汁の検討:アレルギー性鼻炎患者の鼻汁のアルカリホスファターゼ活性(ALP)、乳酸脱水素酵素(LDH)、一酸化窒素(NO)、nitrotyrosine(NT)、tyrosine(T)、好酸球顆粒蛋白ECPを測定した。また、鼻洗浄液と血清中の尿素を測定して、鼻汁に換算して検討した。結果:有意の相関を示したのは,1)ALPとLDH、2)ECPとLDH,3)ECPとAPL,4)NOとNT,5)NTとALP,有意の相関を示さなかったのは,6)NTとLDH,7)ECPとNTであった。以上の結果から、以下のことが示唆された。(1)鼻アレルギー患者の鼻腔粘膜の細胞障害が生じていること。(2)好酸球による鼻粘膜細胞の細胞膜の傷害と原形質からのLDHの逸脱。(3)NOとO2^^・との反応系による細胞膜傷害。(4)細胞膜傷害によるALPと細胞の原形質からのLDHの逸脱の度合いが異なる可能性。(5)NOと02^^・との反応系による細胞膜傷害機序が好酸球顆粒蛋白による細胞傷害機序と異なる独立した機序であること。研究2.ロイコトリエンD_4(LTD_4)と血小板活性化因子(PAF)の暴露実験:手術時に得られた鼻粘膜片に10^<-7M>、10^<-8M>LTD_4とPAFをそれぞれ暴露して、培養液中のLDH、ALP、NO、NTを経時的に測定した。結果:(1)培養液中のLDH、ALP、NO、NTは経時的に増加の傾向を示した。(2)ロイコトリエン受容体拮抗薬PranlukastによってLTD_4暴露によるこれらの現象は抑制されるものがあった。(3)鼻粘膜におけるNTを抗NT抗体を用いて染色すると、controlと比較して明らかに彌慢性に鼻粘膜が染色された。(4)LTD_4とPAFを暴露24時間後にヒト培養気管粘膜上皮細胞の培養液中のNTは増加した。以上から患者の鼻洗浄中に検出されるNTは気道粘膜上皮細胞および上皮細胞以外にもその由来を求めるべきと考えられた。今後、脂質メデイエーターによる細胞障害性の機序解明のために鼻粘膜のキサンチンオキシダーゼ(XOD)やNO産生酵素(NOS)のmRNAレベルでの検討が望まれる。
ヒアルロン酸合成酵素の遺伝子導入による新たな変形性膝関節の治療にむけて

<HAS2の抗炎症作用に関する国際学会での発表>DMM OA model mouseを作成後膝関節内に我々のグループにおける過去のin vitroの研究で抗炎症作用が示されている4-MUを投与し、2,4,8週で組織学的にその効果を確認した。隔週数において、OARSI scoreが4-MU投与群で優位に減少し、8週において骨棘形成が抑制されていることが示された。この研究に関しても現在論文を執筆中である。in vivoの実験において施設使用の申請や、動物種の選択、手術を行うための麻酔手技の確立や手術そのものの習熟に想定していた以上の時間を要したため。当初の計画通りDMM mouseを作成し、Virus vectorを投与し、遺伝子導入の可否を確認する。また得られたデータをもとにHAS2の遺伝子導入によるラット膝関節内でのヒアルロン酸濃度の上昇、分子量の定量とOAに対する抗炎症作用の有無を検証する。具体的には、DMM OA model ratを作成後、前年度得られた結果をもとにAd-tet-HAS2もしくはAAV-tet-HAS2を膝関節内に投与、ドキシサイクリンを経口投与後に2, 4, 8, 12週で膝関節の組織切片を作成、膝関節内でのヒアルロン酸の産生をHyaluronan binding protein (HABP)染色にて評価、ヒアルロン酸の分子量をHA-ELISAで評価、またHE染色、サフラニンO染色でOAの進行度を評価する。また免疫組織化学染色でMMP13、ADAMTS-4の発現の評価を行いHAS2の過剰発現による抗炎症作用に関する評価を行う。今年度予定していた実験が予定よりやや遅れているためいくつかを次年度に持ち越すこととなった。遅れている理由は前述のごとくである。具体的にはマウスを用いたin vivoの実験で、マウスにDMMを作成したOAモデルマウスの膝関節内にHAS2の過剰発現のためのウイルスベクターを注射し、内服でウイルス発現効果を確認する段階から次年度に持ち越すこととなった。
完全積分可能系に関係する可換微分作用素環およびその固有函数の構造

量子力学系の性質を定量的に記述することは一般には困難であるがその中で完全積分可能系と呼ばれるクラスに関しては多少とも詳しい記述が可能であると思われている.これまでの研究の多くはそのような系をある種の無限次元代数系の表現論と関連づける形でなされてきている.本研究においてはそのような関連をほかの諸分野,たとえばフックス型微分方程式の理論などと関連づけるなどにより拡げることにより幅広い手法の適用可能性を示した量子力学系の性質を定量的に記述することは一般には困難であるがその中で完全積分可能系と呼ばれるクラスに関しては多少とも詳しい記述が可能であると思われている.これまでの研究の多くはそのような系をある種の無限次元代数系の表現論と関連づける形でなされてきている.本研究においてはそのような関連をほかの諸分野,たとえばフックス型微分方程式の理論などと関連づけるなどにより拡げることにより幅広い手法の適用可能性を示した代表者は計画とは少し異なるが、二次元可解格子模型の一つであるchiral Potts模型に関係してその模型のハミルトニアンの固有値をBethe仮説の方法で解こうとする際に現れる多項式について、Roan氏がその性質を調べる目的からそれらの多項式が満たす微分方程式を導いているがそれについてより詳しく調べ、chiral Potts模型のパラメータNが3および4である場合にそれが一般超幾何微分方程式であることを確認した.Nが一般の場合も同じく一般超幾何微分方程式にあると予想されるがその際にStirling数の等式などが必要となると思われる.次年度以降の課題である.この知見を基にそれらの多項式の零点の性質を調べていけたらと思っている.また最近のMacdonald多項式に関する組み合わせ論的な研究をみるとそこにStriling数のq-類似と於く似たものが現れているのでその関係を調べることも必要と思われる.これらのことをもとにCalogero-Moser-Sutherland系の新たな側面に迫りたい.分担者は一次元圧縮性粘性流体の方程式系の粘性接触波の漸近安定性について調べたり、sl_n型のトロイダル量子群の商代数とMacdonald差分作用素との関連を調べ、xy=pyxなる関数を満たす二変数x,yのローラン多項式を係数とするリー代数の中心拡大の普遍包絡環のq-変形を定義しその自己同型、表現などを調べたり、Z/3Z-gradingを持つあるリー超代数の表現について調べたり、反射壁のある可積分な箱玉系を構成し、ソリトンおよびその反射則について調べたり、q-Painleve方程式の超幾何函数解について調べたりした.研究代表者は昨年度に見出したsuperintegrableなchiral Potts模型に対するBethe仮説の方法に関連して現れる多項式が一般化超幾何微分方程式を満たすという関係をより詳しく調べ,より多くの場合にそれを検証した.その証明に向けての数式処理ソフトを用いたデータ集めを行った.その際に組み合わせ的な数との関連に関しても少しづつ知見を蓄積できた.Stirling数が関係するがそれに関する新たな等式を見出す必要があるように思える.その多項式の零点がchiral Potts模型にとって重要であるので,あわせて直交多項式と4階以上の高階微分方程式との関係に関する先行する研究に関して関連性を調べ始めた.またV-systemあるいはlocus configurationの研究者を招いてそれらの研究の現況を直にきくことによりCalogero-Moser系への応用の可能性を探った.量子群のパラメータが1の冪根である場合の表現論と関係する可解格子模型のQ-作用素を表現論を通して捕らえようとしている研究者を招いてBethe仮説の方法の可能性を探った.Bethe仮説の方法の関係ではGaudin模型の場合の反例について多少の結果が得られた.可解格子模型に関係する代数の表現とq-直交多項式との関係に関しても多少の結果が得られた.三木はトロイダル量子群のポゾン表現を調べることによりW_∞代数の二変数の変形を定義しその表現について調べた.松村は半導体方程式の解の存在,安定性,漸近挙動などについて調べた.山根は3-gradedな量子群の表現について調べた.研究代表者は以前に見出したsuperintegrableなchiral Potts模型に対するBethe仮説の方法に関連して現れる多項式が一般超幾何微分方程式を満たすという関係を証明した.その証明は多くの場合に関して数式処理を用いてデータを集めそこから一般の式を予測し,Stirling数およびそれに関係するような組み合わせ的な数の性質を用いる.その多項式の零点がchiral Potts模型にとって重要であるので.あわせて直交多項式と4階以上の高階微分方程式との関係に関する先行する研究に関して関連性を継続して調べている.この結果については関連する研究集会で発表し関連分野の研究者と情報交換を行った.現在論文を作成中である.あわせて超幾何微分方程式の研究者との議論も重ね、今後の方向を探りつつある.量子群のパラメータが1の冪根である場合の表現論と関係する可解格子模型のQ-作用素を表現論を通して捕らえようとしている研究者を訪問して関連の研究状況の把握につとめた.またCalogero-Moser系の研究に関係する準不変式の具体的な表示式の導出に関しても多少の進展があった.三木はW_1+∞代数の二変数の変形を定義しその表現について調べ.そのR-行列あるいは一変数変形との関係などを見いだした.松村は一次元粘性保存系の半直線上の初期・境界値問題について調べた.山根は3-gradedな量子群の表現やコクセター群の拡張について調べた.

小松はベルクマン核の不変式論の研究の応用としてある種の特殊函数を含む定積分のパラメータに関する漸近展開を調べた.本研究において前年度までに見出したsuperintegrableなchiral Potts模型に対するBethe仮説の方法に関連して現れる多項式があるクラスの一般超幾何微分方程式を満たすという関係に関して引き続き考察を進めた.統計物理学の立場からはこれらの多項式の零点に関する詳しい情報を得ることが必要となる.本年度においては、当該の一般超幾何微分方程式が,もともとはPade近似の研究から見いだされたものであるが,最近,類似の統計物理学のモデルであるGaudin模型に関するBethe仮説の研究にも現れている,いわゆる多重直交多項式の一つであるJacobi-Pineiro多項式が満たす微分方程式のクラスに密接に関係していることを見いだした.多重直交多項式は大別して二つクラスに分かれるが,上述のものは複数の重み函数に関する直交性を持ち,通常の直交多項式と類似の性質を持つことが知られている.このような観点から調べていくことにより,元来の目標であるchiral Potts模型に関係する多項式の零点などについて更なる情報が得られないか検討中である。またchiral Potts模型の研究者との討論を通して最新の国内外の研究成果についての知見を得た.またCalogero-Moser系の研究に関係する準不変式の具体的な表示式の導出に関しても当該分野の研究者を招いて最新の成果について議論することにより理解を深めた.
膀胱腫瘍におけるヒストン脱アセチル化酵素の関与

最近、種々の腫瘍において、ヒストン脱アセチル化酵素の過剰発現が腫瘍の発生や進展と大きな関わりを持つことが報告されています。しかしながら、膀胱癌におけるその関与はいまだ充分に解明されていません。昨年度の本研究により、膀胱癌摘除標本もしくは生検標本中に発現するヒストン脱アセチル化酵素mRNA量や蛋白量が、膀胱癌組織内で正常組織内に比較し明らかに増加していることが確認されたため、本年度はさらに症例数を増やすとともに、マウス膀胱発癌モデルを用いて、ヒストン脱アセチル化酵素阻害剤の治療薬としての可能性を探りました。実験的膀胱発癌モデルとして、BBN投与マウスを使用し、週齢を追って屠殺し、膀胱を摘出しました。腫瘍が発生していることを肉眼的に確認し、real time PCR法を用いてヒストン脱アセチル化酵素mRNA量を測定し、時系列でその発現量を比較しました。またこのモデルに対し、ヒストン脱アセチル化酵素阻害剤を継続して投与し、抗腫瘍効果を検討しました。ヒストン脱アセチル化酵素阻害剤は、ヒストン脱アセチル化を阻害することにより、腫瘍細胞に細胞周期制御蛋白の発現変化や細胞増殖シグナル分子の阻害を介した細胞周期停止やアポトーシスを誘導し、増殖を抑制すると思われます。また血管新生阻害作用を持つとも言われており、それらメカニズムについても明らかにする予定です。文書で同意を得た後に、愛媛大学医学部附属病院で膀胱癌に対する治療を受け、その際に組織を採取することができた30例が対象である。それぞれ肉眼的に正常な部と腫瘍部より、できるだけ粘膜層のみを採取し、液体窒素にて凍結保存した。充分な組織を採取しえた5例に関しては、TISSUE-TEK内に凍結標本としても保存した。可及的速やかに、組織からtotal RNAを抽出したところ30例中27例から次のステップに使用可能な充分量のtotal RNAが採取できた。そこでreal time PCR法でヒストン脱アセチル化酵素(HDAC 1)mRNA発現量を定量し、正常組織と腫瘍組織で比較したところ、27例中22例において、腫瘍組織で正常組織と比較して有意に高値を示した。しかしながら、腫瘍組織における発現量は、いかなる病理学的パラメーターとも相関を示さなかった。膀胱全摘除術症例(2症例)に関しては、蛋白を抽出し、Western blotting法を施行したところ、2例ともで、腫瘍組織中のHDAC 1蛋白量の増加を認めた。今後、検体数を増やして検討する必要がある。さらに免疫組織学的手法を用いて、腫瘍組織内でのHDAC 1蛋白発現の局在を検討すると、正常上皮細胞ならびに腫瘍細胞の細胞質に強い発現を認めた。また、一部の間質細胞にも若干発現を認めた。以上より、膀胱腫瘍組織において、HDAC 1発現増強を蛋白レベルとmRNAレベルで確認した。今後は症例数を増やしてこの結果を確認するとともに、ラット膀胱腫瘍モデルに対してHDAC阻害剤を投与し、発癌やその進展に対する影響を検討し、膀胱癌におけるHDAC発現の意義について明らかにしていきたいと考える。
サンゴ礁における二酸化炭素変動のモニタリング

二酸化炭素変動に対するサンゴ礁の寄与について評価するためには、大気および海水中の二酸化炭素変動と石灰化過程を同時に平行してモニタリングし、二酸化炭素吸収過程を解明することが重要である。中緯度亜熱帯気候にある琉球列島のサンゴ礁で二酸化炭素を含む炭酸物質の動態変動の観測をおこなった。(1)海水中の炭酸物質の日変化と季節変化海水中の炭酸物質(炭酸アルカリ度、二酸化炭素分圧、全炭酸)、pH、溶存酸素濃度は昼夜による時間変動が顕著である。溶存酸素濃度の極大は午後4時頃、極小は午前5時頃であった。これとは逆に海水中の二酸炭素分圧(PC02)は夜明け前に極大値、夕方に極小値を示しており、〈光合成ー呼吸〉過程が主要なプロセスである。他方、炭酸カルシウムの〈生成ー溶解〉過程と直接に関係する海水中の炭酸アルカリ度は昼間に溶存酸素の増加に伴って減少しており、炭酸塩の生成過程が光合成と連動している。海水中の二酸化炭素分圧は夜に高く、日中に低い、また季節的には夏に高く、冬に低い傾向にある。(2)サンゴ礁生物による石灰化速度の見積り炭酸塩生成過程では1molのCaCO_3生成について炭酸アルカリ度は2当量が減少するが、光合成ー呼吸過程では変化しない。海流、波浪や地下水の影響の無い単純な系であるサンゴ飼育水槽中の海水について得られた炭酸アルカリ度の減少速度は9月で約0.2meq./1/day、12月では0.07meq/1/dayであった。これは炭酸カルシウムの生成速度に換算するとそれぞれ10mgCaCO_3/1/day(3.6gCaCO_3/1/year)、3.3mgCaCO_3/1/day(1.2gCaCO_3/1/year)である。水槽のサイズ(4mx2mx0.5m)を考慮して、サンゴの被履度が70%のとき生成速度は1.8KgCaCO_3/m^2/yearと0.6KgCaCO_3/m^2/yearとなった。海水中の二酸化炭素濃度は、全体的に大気中の二酸化炭濃度よりも低い傾向を示し、220ー450ppmとなった。大気中の濃度350ppmよりも高い値を示すのは午前4ー8時だけであり、他のの時間帯ではそれよりも低い値となり、全体的に大気から海水への吸収傾向にあることが示唆される。今後、実際に大気と海水中の二酸化炭素濃度を測定し、石灰化との関係を解明したい。
In vitroおよびin vivoにおける網内系細胞の肝細胞分裂促進作用

1.肝細胞と非実質細胞(網内系細胞)の分離・精製:マウス肝をコラゲナ-ゼ潅流し、低続遠沈にて各細胞を単離した。網内系細胞(類洞内皮細胞、クッパ-細胞)は非実質細胞培養で出現するコロニ-を利用した。エストリオ-ル(E3)を与えると、類洞壁を構成する網内系細胞が増殖した。これはエストロジェン様作用を有する化合物によってのみ引き起こされる肝特異的反応であることが分かった。同時にアルファ-フェトプロティン(AFP)が出現し、アルブミン量が減少したが、これは肝細胞でAFPが産生されるようになった結果であった。2.各細胞の培養及び混合培養:肝細胞を単独培養すると10日頃には殆ど消失し、他の細胞と混合培養(同数)しても同じであったが、腹腔細胞をコ-トしておくと非常に生存が良く、6日目にかなりの数の肝細胞分裂が観察された。このことは肝以外の細胞成分もその生存、増殖に適した環境となり得ることを示すものであり、肝細胞移植に重要な示唆を与えた。3.生体への肝細胞移植:肝細胞移植では陽間膜内でのみ肝再生が起こった。移植4日目に類洞様血管が形成され、10日目には正常肝と変わらない組織となり、電顕的にも類洞、肝細胞索、ディッセ腔などが認められた。E3により肝再生はさらに促進された。他の部位では類洞様血管の形成が起こらなかった。肝細胞単独移植と非実質細胞との混合移植の間に肝再生に有意の差はなかった。4.培養施胞の移植:培養肝細胞および混合細胞を移植しても肝再生は起こらなかった。本研究の結果、網内系細胞が肝細胞の増殖に直接的に関与している可能性は示されなかった。むしろ肝細胞自体が網内系細胞を制御することにより、肝細胞の生存、増殖、機能の維持などを行っていることが示唆された。エストロジェンはこの細胞間相互関係を補強する要因の一つかもしれない。1.肝細胞と非実質細胞(網内系細胞)の分離、精製:Klaunigら(1981)のコラゲナーゼ潅流によりマウス肝より各細胞群を得た。肝あたり10^8個以上の肝細胞が得られ、純度98%、生存率85-90%であった。またほぼ同数の非実質細胞が得られた。網内系細胞の分離には、非実質細胞培養後2週頃より出現しはじめる網内系細胞のコロニーを利用した。2.肝細胞培養および混合培養:肝細胞単独培養では、数時間以内に培養皿底に付着しはじめ、24時間後には互いに接し、網目状あるいは敷石状を呈した。しかし3日目より急速に減少しはじめ、7日から10日でほとんどの肝細胞が消失した。潅流直後の肝細胞浮遊液と同じ割合に網内系細胞を混合しても、単独培養と同じ経過をたどった。さらに混合の割合を高めて培養を行っている。なお腹腔細胞で表面をコードしたカバーグラス上で培養すると、細胞数は減少せず、6日後には相当数の肝細胞分裂像が出現した。このことは肝以外の細胞成分も肝細胞の生存、増殖に適した環境を与えうることを示すものであり、本研究を進めるうえで重要な示唆を与えるものと考える。

購入した設備備品の純水製造装置(オルガノG-10、アドバンテック東洋GS-22S)、並列スターラーとサーモボックス(アドバンテック東洋PC-4T、TB-4PC)は培養用蒸留水の製造、培養基やコラゲナーゼなどの薬品の溶解や保温のために有効に動いており、問題はない。3.移植:肝細胞をマウスの各組織に移植すると、腸間膜脂肪組織においてのみ肝要生が起きること見出した(第93回解剖学会総会発表)。これは従来にない新知見であるが、なぜ腸間膜が適しているのか、なぜ肝細胞のみの移植にかかわらず類洞形成をともなう肝再生が起こるのかなど明らかにして行きたい。この移植の系は肝細胞増殖と網内系との関係を解明するうえで有効な手段となりうる。1.肝細胞と非実質細胞(網内系細胞)の分離、精製:前年度と同様にKlaunigら(1981)のコラゲナ-ゼ灌流法により細胞を分離した。エストリオ-ル(E3)投与(0.2mg)マウスでは非実質細胞が急激に増加し、ピ-ク時(5日)には正常の5倍となった。BrdUを使った免疫組織化学的検索によると、これは主に類洞壁の内皮細胞、クッパ-細胞の分裂によるもので、こうした作用はエストロジェン様作用を有する化合物のみに見られ、肝臓に特異的なものであることが分かった(第94回日本解剖学会総会発表)。同時に血中に正常ではほとんど出現しないアルファ-フェトプロテイン(AFP)が出現し、逆にアルブミン(ALB)量が減少した。抗AFP抗体、抗ALB抗体による免疫組織化学より、肝細胞でAFPが産生され、ALBの産生が抑制されるためであることが分かった(Arch.Histol.Cytol.1989)。以上のことは本研究により派生したものであるが肝臓にたいするエストロジェンの新しい作用の発見であり、重要な問題を提起していると考えられる。2.生体への移植:肝細胞を移植すると、腸間膜においてのみ肝再生が起こった。移植4日目には類洞様血管が形成され、10日目には正常肝と変わらない組織像となり、電顕観察でも特徴的な内皮細胞を有する類洞、肝細胞索、ディッセ腔などが認められ肝再生が確認された。他の部位では類洞様血管が形成されなかった("Transplantation"に投稿中)。肝細胞単独移植と非実質細胞との混合移植の間に肝再生に有意の差は見られなかった。E3を与えると肝再生はさらに促進された。3.培養細胞の移植:肝細胞と網内系細胞を混合培養後腸間膜内に移植したが、肝組織は再生しなかった。混合培養では肝細胞機能は保持されるが、再生機能はダメ-ジを受けることが分かった。以上のことから、肝細胞はむしろ網内系細胞あるいは類洞構造の増殖、維持に積極的に関与していることが示唆された。
触媒ナノ粒子分散プラズマ反応場による二酸化炭素分解とメタン生成

本研究では、地上応用として太陽光発電電力の日照変動の影響の緩和、宇宙応用として火星上での燃料生成を念頭に、CO2のCH4化を高効率に行うことを目的としている。そのための手法として、触媒ナノ粒子分散プラズマ反応場によるCO2のCH4化を考案した。平成29年度は、火星圧力(750Pa)下でのメタン生成を行い、次の結果を得た。(1)メタン生成における活性化エネルギーを従来法の約1/3倍まで低減した。(2)電極に銅を用いることで、CH4収率を大きく向上させた。詳細を以下に述べる。(1)電極をイオン衝撃によって加熱し、電極温度とCH4収率の関係を測定した。すると、CH4収率は電極温度と共に増加することが分かり、ここでアレーニウスプロットより活性化エネルギーを導出した。その時の値は27.5kJ/molであり、これは従来の触媒を用いた方法の約1/3倍にあたる。プラズマによって活性化エネルギーが大きく低減するメカニズムについてはまだはっきりとわからないが、おそらく触媒表面でメタン生成に使われる材料分子が原料ガスであるCO2やH2の活性種であり、必要なエネルギーが減少したものと考えられる。(2)電極に銅を用いると、CH4収率がステンレスを用いた時と比べて約6倍増加した。ただし、この時の活性化エネルギーについてはほぼ変わらず、その値は20 kJ/mol前後であった。これは、メタン生成に使われる材料分子の量が変わっているということを示唆している。銅はH-O結合を切りやすくする効果があり、そのため触媒表面上のH原子量が増加、メタン生成速度の向上につながったものと考えられる。29年度が最終年度であるため、記入しない。本研究の目的は、太陽光発電電力の日照変動の影響を緩和することを念頭に、太陽光発電電力を用いてCO2のCH4化を高効率に行うことである。平成27年度は、プラズマ中ナノ粒子制御に関する研究を行うとともに、プラズマによるCO2の高効率CH4化機構を解明する目的で、ヘリコンプラズマを用いてCO2のCH4化実験を行った。得られた成果は次の通りである。(1)プラズマCVD中のナノ粒子がプラズマ中の分子・ラジカル密度へ与える影響を明らかにした。(2)低CO2ガス流量時に高いCH4収率が得られることを見出した。(3)電子衝突によるCH4分解がCH4収率のさらなる向上の妨げとなっていることを見出した。それぞれの研究成果の詳細を以下に述べる。(1)a-Si:H膜の製膜の際、ナノ粒子によるラジカル損失が製膜速度へ影響するということが確認された。これはプラズマ中に浮遊しているナノ粒子とラジカルの間の特性拡散長が短く、衝突頻度が多いということを示す結果であり、触媒ナノ粒子分散プラズマの有用性を裏付けるものである。(2)ヘリコンプラズマを用いた実験で、低CO2ガス流量によって、CH4化の反応が促進されることが確認された。低ガス流量では反応容器内のガス滞在時間が増加し、電子衝突によるCO2分解が進むことが、CH4収率の増加につながっていると考えられる。(3)QMSによって測定したCH4分圧の放電開始後の時間変化を測定した。その結果、CH4分圧はまず(1)急激に減少した後、(2)緩やかに増加し始めることが分かった。(1)は電子衝突によるCH4分解を、(2)はサバティエ反応を通したCH4生成が生じていることを示している。つまり、(1)の反応を抑えつつ、(2)の反応を増加させることが高いCH4収率を得るために必要である。平成27年度においては、従来研究例が無い低圧力条件でヘリコンプラズマを用いた地球温暖化ガスであるCO2のCH4化(資源化)に関する実証研究を行い、高いCH4収率が得られる条件と収率向上のボトルネックを明らかにした。現在は、CH4収率とCH4変換速度の向上に取り組んでいる。得られた成果から、国際・国内学会にて計10件の発表を行った。また、筆頭著者として査読付英文論文1編掲載済み、1編採択済み、さらに1編の論文を執筆中である。さらに、CO2のCH4化に関する成果は、火星からの帰還用ロケット燃料の火星大気(CO2が主成分)からの生成に適用出来る可能性がある。このことが注目されJAXAとの共同研究として新たな展開にも繋がっている。これまでの研究はおおむね順調に進展しており、今後はより大きなインパクトのある、汎用性のある成果に発展させることを目標としている。平成28年度は、JAXAと共同研究を行い、主に火星上での利用を考え、研究を進めてきた。研究内容および得られた成果は次の通りである。(1)プラズマを用いたCO2のCH4化において、CO2流量がCO2変換率、CH4選択率に与える影響を明らかにし、反応メカニズムについて考察した。(2)容量結合プラズマ(CCP)を用いて火星圧力下(750Pa)かつ常温でCO2のCH4化を行った。詳細を以下に述べる。

(1)CH4生成のメカニズムとして、1)原料ガス(CO2,H2)と電子の衝突、2)1)によって生じた励起種やCO、Hなどの原子、分子が衝突してCH4が生成する過程などが考えられる。ここで、CO2のレート方程式を解くことで、CO2変換率の理論式を導出し、CO2変換率が電子密度・ガス滞在時間・CO2の電子衝突による分解定数によって表されることを明らかにした。(2)CCPを用いて、火星の大気圧である750Paで実験を行い、メタンが生成されることを確認した。ここで、CO2分解率が60%となる条件の時、CH4分解率は40%であった。つまり、CH4選択率向上のために、CH4分解を抑えることが重要であると分かった。また、触媒とプラズマのシナジー効果を調べるため、触媒ナノ粒子分散プラズマ反応場創成の前段階として、触媒を電極上において実験を行った。その結果、CO2変換率は触媒の有無による影響を受けないが、触媒によってCH4選択率は向上することが分かった。この結果はCO2分解が主に電子衝突によって生じるのに対し、CH4生成は触媒上で生じていることを示唆している。平成27年度に、従来研究例が無い低圧力条件でヘリコンプラズマを用いたCO2のCH4化(資源化)に関する実証研究を行い、高いCH4収率が得られる条件と収率向上のボトルネックを明らかにした。平成28年度は、ヘリコンプラズマでの実験結果の解析をさらに進めた。またJAXAとの共同研究で火星からの帰還用ロケット燃料の火星大気(CO2が主成分)からの生成に必要なプラズマ条件が十分実現可能であることを示した。さらに、触媒と低圧プラズマを併用する新装置を設計・製作し実験を開始した。現在はCO2とCH4の電子衝突解離定数を実験的に決定し, CH4変換速度の向上に取り組んでいる。得られた結果から、国際学会、国内学会にて計11件の発表を行った。また、筆頭著者として査読付き英文論文を一編掲載、一編採択、さらに一編の論文を執筆中である。本研究では、地上応用として太陽光発電電力の日照変動の影響の緩和、宇宙応用として火星上での燃料生成を念頭に、CO2のCH4化を高効率に行うことを目的としている。そのための手法として、触媒ナノ粒子分散プラズマ反応場によるCO2のCH4化を考案した。平成29年度は、火星圧力(750Pa)下でのメタン生成を行い、次の結果を得た。(1)メタン生成における活性化エネルギーを従来法の約1/3倍まで低減した。(2)電極に銅を用いることで、CH4収率を大きく向上させた。詳細を以下に述べる。(1)電極をイオン衝撃によって加熱し、電極温度とCH4収率の関係を測定した。すると、CH4収率は電極温度と共に増加することが分かり、ここでアレーニウスプロットより活性化エネルギーを導出した。その時の値は27.5kJ/molであり、これは従来の触媒を用いた方法の約1/3倍にあたる。プラズマによって活性化エネルギーが大きく低減するメカニズムについてはまだはっきりとわからないが、おそらく触媒表面でメタン生成に使われる材料分子が原料ガスであるCO2やH2の活性種であり、必要なエネルギーが減少したものと考えられる。(2)電極に銅を用いると、CH4収率がステンレスを用いた時と比べて約6倍増加した。
ベイズ統計の理論を用いた既往最大規模豪雨および洪水の統計的評価に関する研究

本年度は,地域頻度解析を用いて年最大日雨量の「外れ値」の統計的評価を行い,一般によく用いられる地点頻度解析による結果と比較することにより,地域頻度解析の手法の有用性を評価した。1988年から2017年までの30年間に全国155カ所において観測された年最大日雨量データを用いて地域頻度解析を行い,この結果に基づいて,近年,大規模な豪雨を記録した川井,只見,五十里,福井,尾鷲,岡山,高知,朝倉,津和野,宮古島の10カ所の雨量観測点を対象に,極値確率紙上で「外れ値」となる降水量を統計的に評価し,地点頻度解析の結果と比較した。得られた結果は以下のようである。(1)地域頻度解析適用により解析対象データが増え,対象データへの確率分布の適合度が向上した。これにより,特に大きい水文量の非超過確率が精度よく推定できる可能性が示された。(2)地域頻度解析による「外れ値」の確率年の推定値は,ほとんどの場合,地点頻度解析の結果よりも長くなり,数百年から数千年となった地点もあった。ただし,細かく見ると,地域頻度解析適用のために地点ごとに基準化されたデータの順位が地域内で比較的低い地点では,両手法による確率年の違いが小さくなる傾向が見られた。(3)地域頻度解析では,解析対象データの数が多く,特に上位のデータの非超過確率の推定値は,地点頻度解析の場合よりも1に近くなる。このため,解析対象期間等の違いによる非超過確率のわずかな変化によって確率年は大幅に変動する。このことは,「外れ値」の発生頻度自体が本来幅広く分布する確率変量であること示しており,確率年や確率水文量自体も本来分布するものとして扱う必要性を改めて示している。本年度の研究では,まず「外れ値」の統計的評価法に注目し,主に「地域頻度解析法の併用とその有用性の検討」について取り組んだ。地域頻度解析の利点は,地域内全ての地点のデータを解析に用いることによりデータサイズを大きくできることであり,これにより,地点頻度解析では「外れ値」として扱わざるを得ない値を,より客観的に評価できることが示された。ただし,基準化雨量(対象地点における平均値で基準化した雨量)が地域内で1ー3位となるような雨量では,確率分布の適合度が低く,低頻度の雨量の統計的評価に問題が残った。本年度の検討では,地点頻度解析で散見される「外れ値」の統計的評価に関する問題を,地域頻度解析の適応によりある程度解消できたが,地域内でとくに大きい雨量については,極値確率紙上で「外れ値」となる場合があり,問題点として残された。極値確率紙上での各観測値のプロットは,プロッティングポジション公式によって計算されるため,とくに,最大および最小の数個のデータの非超過確率の精度に問題があることには留意しなければならず,適応する確率分布のパラメータの分布を考慮せざるを得ないであろう。次年度の検討では,確率分布の「外れ値」への適合性の評価の方法について再検討しながら,適合する確率分布の「ばらつき」についても検討を進めたいと考えている。ただし,基準化

雨量(対象地点における平均値で基準化した雨量)が地域内で1ー3位となるような雨量では,確率分布の適合度が低く,低頻度の雨量の統計的評価に問題が残った。本年度の検討では,地点頻度解析で散見される「外れ値」の統計的評価に関する問題を,地域頻度解析の適応によりある程度解消できたが,地域内でとくに大きい雨量については,極値確率紙上で「外れ値」となる場合があり,問題点として残された。極値確率紙上での各観測値のプロットは,プロッティングポジション公式によって計算されるため,とくに,最大および最小の数個のデータの非超過確率の精度に問題があることには留意しなければならず,適応する確率分布のパラメータの分布を考慮せざるを得ないであろう。次年度の検討では,確率分布の「外れ値」への適合性の評価の方法について再検討しながら,適合する確率分布の「ばらつき」についても検討を進めたいと考えている。購入した消耗品等の支払額が予定よりも低く抑えられたため。
ネクローシスＤＮＡ断片化の意義―酸化ストレスと免疫反応の制御

酸化ストレス下で産生される低分子アルデヒドのアクロレインは、アセトアミノフェン誘導性肝障害の増悪因子であることが、特異的な抑制剤を用いた実験から明らかになった。また、ネクローシスDNA断片化酵素DNaseγは、DNaseIと強調し、DNA分解による死細胞の速やかな除去と隔離により、アクロレインによる損傷を抑制するこが、DNaseγ遺伝子欠損マウスの解析から明らかになった。細胞死は大きくアポトーシスとネクローシスの二つに分類される。細胞死の際の180bpのDNA断片化はアポトーシスの指標とされている。我々はこれまで、アポトーシス時に見られるのと同様のDNA断片化がネクローシスの際にも見られることがあり、それを司っている酵素の一つがDNaseγであることを明らかにし、ネクローシスDNA断片化の概念を提唱している(Necrosis DNA Fragmentation)。生体内における意義について検証するために生体内ネクローシス誘導系である解熱鎮痛剤アセトアミノフェンの大量投与による肝細胞ネクローシスを誘導したところDNaseγ遺伝子欠損マウス(KOマウス)は野生型マウスに比べて感受性が亢進していた。この原因としては酸化ストレスが重要な要因であることが示唆されていたが、ネクローシスの原因とその制御メカニズムに関しては不明な点が多かった。昨年度までの解析の結果、ネクローシスの直接的な原因として、酸化ストレスに伴い産生される毒性の高いアクロレインが関与する可能性を見出した。またメカニズムとしては、細胞の崩壊と遊離による周辺細胞からの隔離がアクロレインの拡散を防いでいる可能性が示唆されていた。今年度は、主として電子顕微鏡を用いた解析から、KOマウスでは壊死肝細胞の崩壊が抑制され、さらに血小板の集積も減少傾向にあることが明らかになった。血小板は血中に大量に存在し、損傷部位に速やかに集積し、活性化されることで組織の損傷治癒に関与するといわれている。したがって、ネクローシスDNA断片化の意義は、死細胞の速やかな処理によるアクロレインの分散の抑制と、血小板の活性化による再生の促進にあることが示唆された。さらに、DNA断片化とならび、アポトーシスの指標として有名なクロマチンの凝集も、ネクローシスで認められることを新たに発見した。我々はこれまで、アポトーシス時に見られるのと同様のDNA断片化がネクローシスの際にも見られることがあり、それを司っている酵素の一つがDNaseγであることを明らかにしてきた。DNaseγ遺伝子欠損マウス(KOマウス)に解熱鎮痛剤アセトアミノフェンを大量投与し、肝細胞ネクローシスを誘導したところ、野生型マウスに比べてKOマウスでは感受性が亢進していた。昨年度までの解析の結果、ネクローシスの直接的な原因として、酸化ストレスに伴い産生される毒性の高い低分子量不飽和アルデヒドであるアクロレインが関与する可能性を見出した。これまでアセトアミノフェン誘導性肝障害の原因はアセトアミノフェンの代謝産物NAPQIによる細胞毒性が主たる原因といわれてきたが、実はこれは一次損傷の原因であり、さらなる損傷の拡大は、引き続いて生じる酸化ストレスと、その副産物であるアクロレインによる二次損傷に因る可能性が示唆されていた。今年度、いくつかのアクロレインの阻害剤を用いてアセトアミノフェン誘導性肝障害の抑制効果を検討したところ、顕著な肝細胞壊死の抑制が認められた。また、KOマウスに比べて野生型マウスで損傷が抑制されるのは、DNA断片化により遊離するヌクレオソームにアクロレインが捕捉されて中和されると同時に、細胞の崩壊と遊離による周辺細胞からの隔離がアクロレインの拡散を防いでいる可能性が示唆された。さらに今年度は、アポトーシスのDNA切断酵素であるCADの遺伝子とDNaseγ遺伝子の両方を欠損するマウスを作製した。DNase γはDNaseIファミリーに属する分泌蛋白で、DNaseIと同様に、ネクローシス細胞のDNAの分解に関与する。DNase γとDNaseI、いずれの遺伝子の欠損によってもSLE様の自己免疫疾患を発症することが、最近明らかになっている。DNaseIは血液中の主要なDNA分解酵素であり、死細胞DNAの分解を担っていることは良く知られている。これまでの我々の研究から、DNase γも血液中に存在し、DNAの分解を担っていることが明らかになったが、DNaseIとDNase γの使い分けに関しては不明な点が多かった。