hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
昆虫のホルモン応答及び変態に関与するシスエレメント、トランス因子の解析

エクダイソンパルスで誘導されるクチクラ蛋白質遺伝子上流域をクローニングし応答配列を明らかにした。また、遺伝子銃によるカイコの翅原基、翅組織への遺伝子の導入法を開発した。エクダイソンに直接誘導される遺伝子のプロモーター解析を行い、BRC-Z2、EcREを始めて明らかにした.クチクラタンパク質遺伝子及び転写因子の組織発現特異性を調べ、皮膚の真皮細胞での発現には転写因子で発現特異性があることを明らかにした.遺伝子銃によるカイコの翅原基、翅組織への遺伝子の導入法を、器官の時期、培養条件について検討し、様々な条件で可能になるように検討していく。クチクラタンパク質遺伝子は、エクダイソンが上昇後の下降で誘導されるBMWCP2,5及びエクダイソンが上昇するときに誘導されるBMWCP10、さらに、最終齢の初期に発現しエクダイソンにより発現が抑制されるBMWCP11について発現の時期及びホルモン応答性の異なるこれらクチクラタンパク質遺伝子がどのような因子に誘導され、これらの発現調節領域がどのようになっているかを解析する.エクダイソンパルスで誘導されるクチクラ蛋白質遺伝子上流域をクローニングし応答配列を明らかにした。エクダイソンに直接誘導される遺伝子のプロモーター解析を行い、BRC-Z2、EcREを始めて明らかにした.クチクラタンパク質遺伝子及び転写因子の組織発現特異性を調べ、皮膚の真皮細胞での発現には転写因子で発現特異性があることを明らかにした.エクダイソンパルスで誘導されるクチクラ蛋白質遺伝子の上流域をクローニングし、翅原基の培養係を用いてプロモーターアッセイの系を確立し、エクダイソンパルスに応答する配列を追跡した。遺伝子銃によるカイコの翅原基、翅組織への遺伝子の導入法を、器官の時期、培養条件について検討した。導入の確認にはGFPを用いた。さらに、遺伝子の上流部に突然変異を起こさせ、ゲルシフト法により応答配列の確認を行った。培養翅原基への遺伝子導入を確認後、翅組織にクチクラ蛋白質遺伝子(BMWCP2)の上流領域を含むプラスミド、あるいはその一部を削除したプラスミドを打ち込み、ルシフェラーゼアッセイを行った。この方法で翅組織での短時間の遺伝子導入に成功し,ホルモンに反応しクチクラ蛋白質遺伝子の発現を制御する領域を調べる事が可能となった。BMWCP2の上流域を削る事により,プロモーター活性が低下し、FTZ-F1結合部位が1つ無くなるとホルモン反応性も著しい低下を示した。またFTZ-F1結合部位に突然変異を起こさせるとプロモーター活性の低下がみられ、ゲルシフトの結果からも結合部位に転写因子FTZ-F1が結合している事が推定された。これらの結果からBMWCP2の遺伝子発現はエクダイソンパルスに応答するFTZ-F1に誘導される事が確かめられた。さらに、異なるクチクラ蛋白質遺伝子BMWCP5ではFTZ-F1及びBR-C結合配列を同定し,BR-Cがプロモーター活性の促進と,蛹の時期に発現する時期特異性にも関係することを明らかにした。本研究で得られた結果により,クチクラ蛋白質遺伝子の発現誘導に関わる転写因子とその結合部位を明らかにできた。平成19年度は、エクダイソンパルスで誘導されるクチクラ蛋白質遺伝子BMWCP2とBMWCP5の上流域をクローニングし、エクダイソンパルスに応答する配列を追跡した。また、遺伝子銃によるカイコの翅原基、翅組織への遺伝子の導入法を、器官の時期、培養条件について検討した。平成20年度は、エクダイソンに直接誘導されるBMWCP10遺伝子のプロモーター解析を行った.BMWCP10遺伝子の上流部に突然変異を起こさせ、ゲルシフト法により応答配列の確認を行った。培養翅原基への遺伝子導入を確認後、翅組織にクチクラ蛋白質遺伝子(BMWCP10)の上流領域を含むプラスミド、あるいはそ,の一部を削除したプラスミドを打ち込み、ルシフェラーゼアッセイを行った。この方法ホルモンに反応しクチクラ蛋白質遺伝子の発現を制御する領域を調べた。BMWCP10の上流域を削る事により,プロモーター活性が低下し、BRC-Z2結合部位が1っ無くなるとホルモン反応性も著しい低下を示した。またBRC-Z2結合部位に突然変異を起こさせるとプロモーター活性の低下がみられ、ゲルシフトの結果からも結合部位に転写因子BRC-Z2が結合している事が推定された。これらの結果からBMWCP10の遺伝子発現はエクダイソンに応答するBRC-Z2に誘導される事が確かめられた。また、BRC-Z2が実際にクチクラ蛋白質遺伝子の上流に結合しての発現誘導に関わることを明らかにできた。平成19年度は、エクダイソンパルスで誘導されるクチクラ蛋白質遺伝子BMWCP2とBMWCP5の上流域をクローニングし、エクダイソンパルスに応答する配列を明らかにした。平成20年度は、エクダイソンに直接誘導されるBMWCP10遺伝子のプロモーター解析を行い、エクダイソンに応答する初期遺伝子であるBRC-Z2が実際にクチクラ蛋白質遺伝子の上流に結合して発現誘導に関わることを明らかにできた.

平成21年度は、BMWCP10遺伝子のプロモーター部に存在するエクダイソンレスポンスエレメント(EcRE)を見いだし、ゲルシフトアッセイ、レポーターアッセイにより、クチクラタンパク質遺伝子の上流に、EcREが存在し、EcRが結合することを初めて見いだした.また、カイコのEcREもこれにより始めて配列を明らかにした.発現時期及びエクダイソン応答性が異なるBMWCP10とBMWCP2,5の発現調節に関わる上流の配列や、そこに結合するエクダイソンに誘導される転写因子を明らかにすることにより、カイコのゲノム情報と実際の遺伝子の発現様式を結びつけることが出来た.これらの結果は、エクダイソンのシグナルカスケードを明らかにする上で貢献を果たした.また、エクダイソン応答性の転写因子が実際に発現する遺伝子の上流部に結合し、プロモーター活性を高めることを明らかにした事で、このような研究に実験方法として新たな活路を切り開くことが出来た.平成22年度はクチクラタンパク質遺伝子及び転写因子の組織発現特異性を調べ、皮膚の真皮細胞での発現には転写因子で発現特異性があることを明らかにした.βFTZ-F1は胸部で発現するが腹部では発現せず、それに対してE74Aは胸部では発現しないものの腹部で発現することが明らかとなり、それに伴い胸部でBMWCP9が発現し、腹部でBMWCP4が発現することが明らかになった.また、頭部ではBR-CZ2が発現を決定することも明らかになった.これに伴い、頭部で発現するクチクラタンパク質遺伝子が限られることを説明することができた.これらの結果から、組織の特異性もエクダイソンシグナリングが制御し、それによって最終的にどのようなクチクラタンパク質遺伝子が発現するかが決定されることが明らかとなった.クチクラタンパク質以外にも、ドーパデカルボキシラーゼ遺伝子が上流に存在するβFTZ-F1結合部位にβFTZ-F1が結合することにより蛹化時にドーパデカルボキシラーゼ遺伝子の発現誘導が行われることを証明できた.さらに、初期応答性の初期遺伝子であるE74Bについて、遺伝子上流に存在する5種のEcREの同定及びこれらによるプロモーター活性化によりE74Bの上流に存在する複数のEcREにより低濃度のエクダイソンで当該遺伝子が誘導されることが明らかとなった.これらの結果は、エクダイソンのシグナルカスケードを明らかにする上で貢献を果たした.また、エクダイソン応答性の転写因子が実際に発現する遺伝子の上流部に結合し、プロモーター活性を高めることを明らかにした事で、このような研究に実験方法として新たな活路を切り開くことが出来た.
液胞形成における小胞輸送の分子機構

高度に分化した細胞におけるオルガネラの多彩な機能に注目し,細胞の基本的機能に必須であるV-ATPaseに着目して,サブユニット構造を詳細に検討した.膜内在性部位を構成するaサブユニットは4つの異なる遺伝子(a1,a2,a3,a4)によってコードされ、未分化な繊維芽細胞では,a1はcoated vesicle,a2はゴルジ装置,a3は後期エンドソーム,リソソームと,それぞれ特徴的な細胞内局在を示す.すなわち,膜内在サブユニットaのイソフォームがV-ATPaseの多様な細胞内局在を担っていることが示された.オルガネラの構築に関与する分子(syntaxin-7,mammalian Vam proteinsなど)は多様な細胞において機能している.これらの優性阻害型変異分子の発現により,オルガネラ形態と機能が著しく変化することから,エンドソーム・リソソーム関連オルガネラ構築のコアとなる分子であることが示された.以上の結果,オルガネラ機能を直接的に実現化する分子(V-ATPase)と,機能単位の構築に関わる分子(syntaxin-7)の両方に関する研究を完成した.そこで,細胞の分化に伴ってオルガネラが機能を獲得する過程を,破骨細胞を実験系として解析した.破骨細胞の分化において,未分化時には後期エンドソーム・リソソームに局在するa3,Lamp-2等が形質膜に局在するようになることを明らかにした.この際,syntaxin-7分子はエンドソームに留まることから,オルガネラ膜の局在変化には新たな選別の過程が関与する.ゴルジ装置以降のオルガネラ膜のダイナミクスは,高等生物が示す多彩に分化した細胞機能を理解する上で極めて重要であることが一連の研究により示された。これらの成果は多様な分化形質によって担われる生体機能の異常(骨代謝異常,内分泌関連疾患など)の診断と治療の面で新たな視点を指摘した研究結果である.高度に分化した細胞におけるオルガネラの多彩な機能に注目し,細胞の基本的機能に必須であるV-ATPaseに着目して,サブユニット構造を詳細に検討した.膜内在性部位を構成するaサブユニットは4つの異なる遺伝子(a1,a2,a3,a4)によってコードされ、未分化な繊維芽細胞では,a1はcoated vesicle,a2はゴルジ装置,a3は後期エンドソーム,リソソームと,それぞれ特徴的な細胞内局在を示す.すなわち,膜内在サブユニットaのイソフォームがV-ATPaseの多様な細胞内局在を担っていることが示された.オルガネラの構築に関与する分子(syntaxin-7,mammalian Vam proteinsなど)は多様な細胞において機能している.これらの優性阻害型変異分子の発現により,オルガネラ形態と機能が著しく変化することから,エンドソーム・リソソーム関連オルガネラ構築のコアとなる分子であることが示された.以上の結果,オルガネラ機能を直接的に実現化する分子(V-ATPase)と,機能単位の構築に関わる分子(syntaxin-7)の両方に関する研究を完成した.そこで,細胞の分化に伴ってオルガネラが機能を獲得する過程を,破骨細胞を実験系として解析した.破骨細胞の分化において,未分化時には後期エンドソーム・リソソームに局在するa3,Lamp-2等が形質膜に局在するようになることを明らかにした.この際,syntaxin-7分子はエンドソームに留まることから,オルガネラ膜の局在変化には新たな選別の過程が関与する.ゴルジ装置以降のオルガネラ膜のダイナミクスは,高等生物が示す多彩に分化した細胞機能を理解する上で極めて重要であることが一連の研究により示された。これらの成果は多様な分化形質によって担われる生体機能の異常(骨代謝異常,内分泌関連疾患など)の診断と治療の面で新たな視点を指摘した研究結果である.高等多細胞生物における液胞-リソソーム系オルガネラの膜動態と,それによって制御される生体高次機能を明らかにするため,本研究の初年度としては出芽酵母の変異株を用いた発現相補,あるいは構造上の類似性に基づいた遺伝子.スクリーニングを行うことを計画した.高等植物,シロイヌナズナを用い,低分子量GTPase,AtRab7a,b,cのisoformそれぞれの組織特異的発現パターンを明らかにした,また,野生型AtRab7aの過剰発現が植物組織の伸長生長を抑制することを示した.一方,動物におけるエンドソーム・リソソームの構築を研究するため,酵母で発現可能なマウスcDNAライブラリーを新規に構築し,マウスsyntaxin-7,syntaxin-12が酵母の液胞構築に機能することを見いだし,これらsyntaxinに対する特異的抗体を作成し,細胞内局在を決定した.さらに,マウスESTデータベースより,出芽酵母VAM2,VAM6の相同遺伝子と思われるESTを見いだした.酵母で発現可能なマウスcDNAライブラリーを新規に構築し,これを酵母変異株に導入して液胞形成欠損表現型の回復を指標にマウスsyntaxin-7を単離し,この分子が後期エンドソーム・リソソームに局在することを見いだした.Syntaxin-7の膜貫通ドメインを欠失したsyn7ΔTMD分子を培養細胞で強制発現させると巨大なmultivesicular body(MV)が蓄積する.MVは後期エンドソームマーカー分子Lamp-2で染色される.これらの結果は後期エンドソームの膜動態に関与するt-SNARE分子がsyntaxin-7であることを示している.

酵母のVam2p,Vam6pのマウスホモログを同定し,GFPとの融合タンパク質が後期エンドソームに局在することを明らかにした.この細胞内局在はこれらの分子が後期エンドソーム・リソソームの膜動態を担うことを強く示唆している.液胞・リソソーム・エンドソームは内腔のpHが低い,酸性コンパートメントであり,酸性化には液胞型プロトン輸送性ATPase(V-ATPase)が機能する.V-ATPase膜内在性サブユニットを欠損させた遺伝子破壊マウスは胚発生の初期(受精後4.5-5.5日)に致死となることを示した.マウス胚のin vitro培養系を確立し,3.5-4.5日胚では顕著に酸性オルガネラが発達することを見いだした.さらに,V-ATPaseの100-kDaサブユニットの異なるisoformが破骨細胞でオルガネラ局在と形質膜局在の2つの特異的局在を示すことを明らかにした.この2つのisoformは形質膜と細胞内膜との選択的輸送のメカニズムを明らかにするcis配列,さらにはtrans因子を探索する際の鍵となる.高等動植物における液胞・リソソーム系オルガネラ構築に関わる分子群,シンタクシン,低分子量GTPaseを酵母発現系を用いて遺伝子クローニングを行い,さらに機能同定を酵母,動植物両者を有機的に用いることによって進めてきた.これら一連の研究によりマウス後期エンドソーム・リソソーム形成に関与すると考えられるSyntaxin7,mVam2,mVam6などの機能分子を多数同定することができた.Syntaxin7は,その構造,さらに酵母細胞の中での機能より,小胞輸送の際の膜と膜の認識を司る機能を果たすと考えられる.この分子のC-末端側の膜貫通ドメインを欠失した分子(Syn-7TMD)を動物培養細胞で強制発現させると,後期エンドソームが膨潤した形態を示し,初期エンドソームから後期エンドソームへの膜輸送が阻害される.この結果はSyn-7TMDが優性阻害的に機能することを示している.さらに,私達は,以上の研究成果によって蓄積されたエンドソーム・リソソーム系オルガネラの構築に関わる分子の構造遺伝子に改変を加え,Cre recombinaseによって特異的に切断,除去されるようlox P配列を組み込んだ条件的遺伝子破壊変異をもつマウスを作成している.現在,遺伝子改変ES細胞がらキメラマウスを作成しており,Creを時間的・空間的に特異的に発現するマウスと交配することにより,遺伝子機能を失った際のマウス表現型の解析を行う準備を整えた.エンドソーム・リソソームの形成に機能する分子,syntaxin-7に着目し,この遺伝子機能を欠いたマウスをした.マウスのsyntaxin-7遺伝子(Stx-7)を大腸菌人工染色体ライブラリーより得,遺伝子構造を決定した.Stx-7はマウス第10染色体上,約40-kbpsの領域に存在する.遺伝子は10個のエクソンからなり,イントロンとの境界領域はすべてGT-AG則に従っていた.Syntaxin-7の機能を条件的にknock-outするよう,lox P配列によって組換えが起きるとエクソン部分が切り出せるよう設計した遺伝子断片を作製し,ES cellに電気穿孔法により導入した.改変遺伝子断片の,染色体syntaxin-7
循環型経営システムの構築とその最適管理に関する研究

昨年度の研究成果を背景に、以下の項目について研究を行った.1.品質を考慮した循環型経営システムのモデル化と最適管理アプローチ製品の生産-販売-使用-廃棄(ないしは回収)に至る製品ライフサイクルを考慮した循環型経営システムをモデル化し,その性能評価を行った.不確実性を考慮した環境下において,特に製品の品質を考慮したマネジメントシステムの提案を行い,循環型経営システムの最適管理アプローチについての検討を行った.2.持続可能な経営システムの構築従来考えられてきた生産活動における経済的観点からのコストモデルにおいて,地球環境への影響を評価する尺度として知られる,ライフサイクルアセスメント(LCA)の概念を導入した.さらに変動する各種要因も組み込んだ経営システムモデルの提案,および性能評価を行った.これらの成果の一部については,米国ボストンで開催されたSPIE国際会議の環境配慮生産会議VIにおいて,"Optimal Inventory Control with consideration for LCA"として公表を行った.本研究では,グローバル化時代において,企業経営の本質や変化の激しい社会環境を考慮した循環型経営システムの理想形構築とその最適管理アプローチについての提案を目指す.特に工学および社会科学の文理横断的側面からシステムをとらえ,問題解決のアプローチを探ることに重点を置く。平成16年度は,「経営資源からみた最適な循環型経営システムの構築」を中心として以下の調査・研究を行った.1.経営システムの現状分析日本国内における企業経営システムについて,循環型生産システムの典型的な企業例である富士写真フイルム株式会社の工場視察を行い,現状の把握や循環を進める上での問題点等の調査を行った.さらに,企業における最新事例を検討する横幹型基幹科学技術研究団体連合主催の技術シンポジウム等における情報をもとに,日本経営システム学会ビジネスデザイン研究部会において「製造業における環境マネジメントデザイン」と題して,その研究成果の一部について口頭発表を行った.一方では,米国を中心としたグローバルな循環型経営システム構築に関する情報収集を行った.2.経営の生産活動における分析と特性解析本研究では,グローバル化時代における循環型経営システムの理想形構築とその最適管理アプローチについての提案を目指す.特に文理横断的側面からシステムをとらえ,持続可能なシステム実現のためのアプローチを探る.平成17年度は,「循環型生産活動実現のためのマネジメントシステム」および,「グローバル化時代の循環型経営の課題」を中心として以下の調査・研究を行った.1.循環型生産活動の最適管理2.グローバル化時代の循環型経営の課題昨年度の研究成果を背景に、以下の項目について研究を行った.1.品質を考慮した循環型経営システムのモデル化と最適管理アプローチ製品の生産-販売-使用-廃棄(ないしは回収)に至る製品ライフサイクルを考慮した循環型経営システムをモデル化し,その性能評価を行った.不確実性を考慮した環境下において,特に製品の品質を考慮したマネジメントシステムの提案を行い,循環型経営システムの最適管理アプローチについての検討を行った.2.持続可能な経営システムの構築従来考えられてきた生産活動における経済的観点からのコストモデルにおいて,地球環境への影響を評価する尺度として知られる,ライフサイクルアセスメント(LCA)の概念を導入した.さらに変動する各種要因も組み込んだ経営システムモデルの提案,および性能評価を行った.これらの成果の一部については,米国ボストンで開催されたSPIE国際会議の環境配慮生産会議VIにおいて,"Optimal Inventory Control with consideration for LCA"として公表を行った.
肝細胞癌におけるGal-9のエクソソームを標的とした治療戦略のための基礎的研究

また、肝癌細胞株Huh-7の培養液から単離したエクソソームを蛍光色素PKH26(赤)で標識し、24時間後、培養中の正常肝細胞(hNHeps), Huh-7に添加し、蛍光顕微鏡で観察し、どちらの細胞に取り込みやすいのか検討した。正常細胞にも癌細胞にも取り込まれ癌の悪性化癌の増殖に関連があると考えられる。これらのことから、癌細胞から放出されたエクソソーム内に癌細胞の進展、増殖効果が認められることが判明した。我々が、見出した新しい生理活性物質ガレクチン-9(Gal-9)が、肝細胞癌に対して、抗腫瘍効果があることを示し、その機構としてGal-9が腫瘍細胞内・組織内のmicroRNAを変化させることにより、抗癌作用を有することを証明してきた。まず、昨年度は、Gal-9が、肝細胞癌、胆管細胞癌のみならず、他の消化器癌においても、抗腫瘍効果を持つことを調べた。その理由として本研究の目的である、Gal-9の肝癌の増殖抑制作用によってエクソソーム(細胞外分泌小胞) microRNAの変化が同じであるかどうかを検索したいためである。まず、胆のうがん(発表論文1)、胃癌(発表論文2)、胆管細胞癌(発表論文3)でもin vitro , in vivoで検討しGal-9は確かに抗腫瘍効果をもたらすことが判明したさらに、肝細胞癌においてエクソソーム内のmicroRNAを分離し、肝細胞内のGalー9の投与によるアポトーシス誘導に関与するmicroRNAは、全く異なることが2555分子のあれチップを用いて解析した。Gal-9の抗腫瘍性効果が肝癌細胞から放出されたエクソソーム内のmicroRNAの発現動態に関与し、それらのmicroRNAがGal-9の癌抑制機構に関連しているのかの検討を行った。現在、胆管細胞癌HuCCT-1( Gal-9抗腫瘍効果を示す細胞株)のエキソソームの単離に成功し、Gal-9投与・非投与によってそのエクソソーム内の、2555種類のマイクロRNAの発現プロファイリングのパイロットスタディーを行ったところ、Gal-9の投与・非投与のマイクロRNAのプロファイリングは明確に異なることが判明した。さらに肝癌においても同様な検討を行い、胆管細胞癌と共通しているmicroRNAをPCRで確認作業を行っている。研究は概ね予定通りに進行している。1Gal-9の投与により、肝がん細胞株のエキソソーム内に特異的に発現増強、減弱するマイクロRNAのターゲット遺伝子予測Gal-9の投与によって、エクソソーム内microRNAが、ターゲット分子を制御するかを予測検討する。Gal-9投与により、肝癌細胞抑制効果に関連するエクソソームmicroRNAのターゲット遺伝子の実験的確証実験を行う。さらに、癌細胞抑制効果に関連するエクソソームmicroRNAの機能解析をGal-9において癌抑制効果に関連すると予測されたmicroRNAをリポソーム法によりその合成マイクロRNA前駆体分子あるいは、マイクロRNA活性を下げる合成マイクロRNA阻害分子を癌細胞内に導入し、細胞増殖能、アポトーシスの誘導を観察する。2エキソソームの細胞外の放出Gal-9の添加の有無によるエクソソームの放出量を単離されたタンパク量で比較検討する。3細胞内への取り込み実験肝癌細胞株Huh-7から単離したエクソソームを蛍光色素PKH26(赤)で標識し、24時間後、培養中の正常肝細胞(hNHeps), Huh-7に添加し、蛍光顕微鏡で観察し、どちらの細胞に取り込みやすいのか検討する。さらに肝癌においても同様な検討を行い、胆管細胞癌と共通しているmicroRNAをPCRで確認作業を行った。さらに、膵癌などの研究も行い、論文作業をしている。2Gal-

9感受性細胞(Li-7,HLE,HLF)と耐性性細胞(HuH-7,HepG2, Hep3B)における、Gal-9の投与前後における培養溶液中に含まれるエクソソーム内のmicroRNAの2555分子の網羅的解析。またGal-9感受性細胞(Li-7)ヌードマウスに移植し、Gal-9の投与後、血清中のエクソソームをコントロール群と比較してin vitro,in vivoで癌細胞増殖抑制効果に起因する候補エクソソームmicroRNAを同定し、Gal-9の癌細胞増殖抑制効果に起因するエクソソームmicroRNAを絞り込み、そのターゲット遺伝子を同定。3Gal-9の癌細胞増殖抑制に関連する主要なエクソソーム内のmicroRNAを細胞株に導入し、Gal-9と同様な効果が見られるかをin vitroで確認する。4エクソソームに内包されたGal-9の定量Gal-9感受性細胞(Li-7,HLE,HLF)と耐性細胞(HuH-7,HepG2, Hep3B)のエクソソーム内のGal-9の量を測定し、エクソソーム内のGal-9の量によってGal-9感受性細胞と耐性細胞を区別できるかを決定する。1平成28年、29年で遂行できなかった実験を行う。2慢性肝炎、肝硬変、肝細胞癌患者における血清中のエクソソームのmicroRNAの網羅的解析を行い、臨床パラメーターとの関連性を検討。各々の病態のサンプル数は、治療前の20症例を行い、各病態におけるバイオマ-カ-の絞り込みを行う。
脂肪細胞由来の生理活性物質の健康指標としての意義に関する運動疫学研究

本研究の目的は、非薬物療法下にある肥満を伴う境界型(IGT)および2型糖尿病男性患者(Type2DM)を対象に、代謝異常症候群(MS)とレプチン、アディポネクチンおよびC反応性蛋白(CRP)との関連性疫学的手法を用いて検討した。男性IGT/Type2DMを対象に、レプチン、アディポネクチン(77名)およびCRP(91名)濃度3区分に対するMS発現のオッズ比をロジスティック回帰分析より求めた。高値群に比べLow-レプチン群およびLow-アディポネクチン群のMS発現のオッズ比(年齢調整)は、それぞれ0.128(95%CI:0.060-0.782、3.650(1.058-12.590)で有意であった。特にHigh-A/L比群に比べ、低値群のオッズ比は、7.6と有意に高かった。さらに、Low-CRP群に比べHigh-およびmoderate-CRP群のMS出現のオッズ比は、それぞれ2.93(1.003-8.577)、5.333(1.621-17.548)と有意に高かった。しかしながら、これらの有意性は、BMIおよびVO_2maxを調節因子として加えると消失した。レプチン、アディポネクチン、A/L比およびCRPはMS発現の有意なバイオマーカーであったが、それらの関連性には肥満尺度(VFAやBMI)および持久性体力の関与が示唆された。対象者の高レプチン血症および低アディポネクチン血症が認められた。アディポネクチンとレプチンとのバランス(A/L比)が個々の単独指標よりもより有効な評価マーカーであった。このことからMS出現には、アディポサイトカインの調節異常が関与している可能性が示唆されたが、VO_2maxおよびVFAを調整すると、これらの有意性は全て消滅してしまった。したがってMS出現には、アディポサイトカインよりもVO_2maxおよびVFAにより強く関与している可能性が示唆された。しかしながら、本研究は横断的デザインであるため、これらの因果関係は明らかでない。さらに、CRP濃度が高いほどVO_2maxが有意に低いことが認められたが,VFAとの関連は示されなかった。加えて,CRP濃度が高いほど有意にMS出現を高めていたが、MS出現は、CRP濃度よりも持久性体力により強く関与している可能性が示唆された。CRP濃度とVO_2maxとの間に負の相関関係が認められたことから,VO_2maxの高いことがCRP濃度上昇を抑制し、同時にMS出現の抑制にも関連している可能性が示唆された。
心停止ドナー肝移植の実施に向けた前臨床研究

肝移植医療における心停止後ドナー(DCD)からの肝移植には、移植後早期のグラフト機能不全と胆管狭窄などの胆管合併症の問題がある。本研究は本邦でのDCD肝移植の臨床応用を目指すため、トランスレーショナル・リサーチとしてブタを用いた大動物肝移植実験を行い上記問題について検討した。成果としてブタDCD肝移植モデルを確立し、薬剤によるグラフト保護法の可能性を示した。心停止後ドナー(DCD)からの肝移植はドナー不足を解消する方策として欧米ではその実施数が増加しつつある。しかし、DCDからのグラフト肝は肝温虚血障害が加わることにより、脳死肝移植に比べて移植後早期のグラフト機能不全と胆管狭窄などの胆管合併症の危険性が高いことが指摘されている。近年では摘出後のグラフト肝を体外灌流することによりそのviabilityを向上させうることが明らかになりつつあるが、現状での問題点として1)体外灌流法における灌流液温度が冷却(4°C)と常温(37°C)のどちらがより保護効果があるのか、2)灌流後にグラフト肝の搬送、移動のために必要な単純冷却保存により再びviabilityが低下する、など解決すべき課題が多い。本研究は本邦でのDCD肝移植の臨床応用を目指すためのトランスレーショナル・リサーチとして、ブタ肝移植実験によってこれらの課題について検討することを目的として研究を開始した。これまでの成果としては、1)まずは、ラットを用いた心停止ドナーからの肝移植実験系を確立した。灌流液の至適温度の検討などより多くの実験数を稼いで基礎的データを集め、ブタ実験へ応用する計画である。2)1)と平行してブタ肝移植実験を開始している。当大学内の動物実験センターで、ブタ実験動物の搬入、飼育、全身麻酔下の開腹手術などブタ肝移植実験の準備を完了し、さらに数頭のブタ開腹手術を行い、DCD肝移植モデルの確立に向けて検討している。肝移植医療におけるドナー不足に対する方策として心停止後ドナー(DCD)からの肝移植がある。DCDからのグラフト肝は肝温虚血障害が加わることにより、脳死肝移植に比べて移植後早期のグラフト機能不全と胆管狭窄などの胆管合併症の危険性が高いことが指摘されている。本研究は本邦でのDCD肝移植の臨床応用を目指すためのトランスレーショナル・リサーチとして、大動物肝移植実験によってこれらの課題について検討することを目的として研究を開始した。これまでの成果としては、1)愛媛大学総合科学研究支援センターの中の動物実験センターでブタ肝移植実験のセットアップを開始した。当センターでの、ブタ実験動物の搬入、飼育、全身麻酔下の開腹手術などブタ肝移植実験の準備を完了し、さらに数頭のブタ開腹手術を行い、DCD肝移植モデルの確立に向けて検討している。2)ブタ肝移植実験と平行して、灌流液の至適温度の検討のために、ラットを用いた肝移植実験も開始した。これにより多くの実験数を稼いで至適温度の基礎的データを集め、ブタ実験へ応用する計画である。ドナー不足を解消する方策として心停止後ドナー(DCD)からの肝移植が重要視され、欧米ではその実施数が増加している。これまでの成果としては、1)ラットを用いた心停止ドナーからの肝移植実験系を確立した。心停止後の温虚血障害がない条件では100%の一週間生存率が得られるが、30分の温虚血が加わった場合、その生存率は約50%にまで低下する。この30分温虚血モデルを用いて灌流液の至適温度などの検討を行っている。当大学内の動物実験センターで、ブタ実験動物の搬入、飼育、全身麻酔下の開腹手術などブタ肝移植実験の準備を完了した。実際に数頭のブタを用いた肝移植手術実験を行い、DCD肝移植モデルの確立に向けて検討している。肝胆膵外科、肝移植

まずラット肝移植の実験系を確立した。またブタ肝移植実験では、愛媛大学総合科学研究支援センターの中の動物実験センターでの、ブタ実験動物の搬入、飼育、全身麻酔下の開腹手術などブタ肝移植実験の準備を完了できた。さらに、数頭のブタを用いて肝移植手術を実施し、術後の経過観察も行った。愛媛大学総合科学研究支援センターの中の動物実験センターでの、ブタ実験動物の搬入、飼育、全身麻酔下の開腹手術などブタ肝移植実験の準備を完了できた。さらに、数頭のブタを用いて全身麻酔下に開腹手術を実施し、術後の経過観察も行った。ブタDCD肝移植モデルにおいて至適温虚血時間を設定する。深麻酔で十分な筋弛緩剤の投与を行い、この後人工呼吸器を停止し、呼吸停止による心停止を誘導する。呼吸停止からwash-out開始までの温虚血時間を30分、45分、60分に設定する。HTK solutionを使用してWash-outを行い、ドナーからのグラフト肝を摘出する。ドナーからのグラフト肝摘出後、引き続き体外灌流を行う。灌流液の温度や灌流経路(門脈のみ、門脈+動脈)について検討する。さらに、肝虚血再灌流障害の炎症性メディエーターを阻害する薬剤による肝機能保護効果を検討する。Controlled DCDからの肝臓摘出を想定して、ブタDCD肝移植モデルを設定する。まず、麻酔をかけ十分な筋弛緩剤の投与を行い、この後人工呼吸器を停止し、呼吸停止による心停止を誘導する。心停止後10分経過した後に、開腹しwash-outを開始する。呼吸停止からwash-out開始までの温虚血時間を45分に設定する。Wash-out液には、われわれが臨床生体肝移植で用いているHTK solutionを使用する。ドナーからのグラフト肝摘出後、体外灌流を行う。体外灌流終了後UW solutionを用いた8時間の冷却保存を行った後、レシピエントに移植する。灌流方式はこれまでブタ肝灌流実験で用いた装置を使用する。薬剤はwash-out液や体外灌流液、冷却保存液に加え、さらには移植手術開始直後からレシピエントに投与することにより、グラフト肝機能保護効果を検討する。物品費として、実験動物であるブタの購入費や麻酔薬や灌流液などの薬剤費に100万円程度充てる。また、情報収集のための旅費や動物センター利用料(飼育費)などに残りを当てる計画である。
宇宙構造物の圧電素子を用いたエネルギ再利用準能動的制振の研究

本研究では、多自由度構造物であるトラス構造物を用い、新たに提唱したエネルギ再利用準能動的制振の効果を実験及び数値シミュレーションを通して実証した。まず、制振に用いる圧電素子の特性を把握する為の特性実験を行い、その実験結果から圧電素子の力、変位、電荷、電圧の関係を表現する数学モデルを構築した。本研究では、構造物の振動により圧電素子内に蓄えられる電気エネルギを単に散逸する事で制振するのではなく、構造物に取り付けた圧電素子を含むLCR電気回路内のスイッチの開閉により、LCR電気回路の特性を利用して、圧電素子内に蓄えられる電荷の符号を反転することで、振動エネルギから抽出した電気エネルギをより有効に制振に再利用する準能動的制振手法を提案した。この画期的な制振概念に基づき、スイッチの開閉に関する幾つかの制御則を導いた。更に、電気回路にダイオードを挿入する工夫により、より現実に使用し易い制御則を構築した。上記の圧電素子の数学モデルとトラス構造物の有限要素モデルとを用いて、エネルギ再利用準能動的制振の高い制振性能を数値シミュレーションにより確認した。更に、過渡応答制振のみならず、正弦波加振及びランダム加振下での本制振手法の有効性をも実証した。トラス構造物を用いた単モード制振実験において、エネルギ再利用準能動的制振の制振性能が、従来の準能動的制振より遥かに高い事が実証した。更に、圧電素子を用いた従来の準能動的制振では実現されていなかった多モード制振実験にも成功した。エネルギ再利用準能動的制振の数値計算と実験の定量的な違いの要因を突き止める為に、圧電素子の特性を詳細に調べた。その結果、電気的振動のサイクル数の増加に伴って圧電素子の等価抵抗が減少し、その減少の為、定抵抗値を仮定した数値計算による予測よりも実際の制振性能が低下する現象を発見した。実験室において、振動エネルギを利用可能な形に取りだして制振に活用する準能動的エネルギ回生制振手法の模擬実験を行うために、1ベイの長さ375mmで5ベイの片持ち1次元トラス構造物を作成すると共に、積層圧電素子を用いたアクチュエータを製作した。本圧電アクチュエータを静荷重試験装置に組み付けて、電圧・変位・発生力の特性を取得した。次に、本圧電アクチュエータをトラスの固定端側の部材に組み込んだ数学モデルを作成した。効果的なエネルギ回生制振方法として、LQR制御則に基づいたOn-Off制御方法を考案し、これをトラスの数学モデルに組み込み、数値シミュレーションを行った。性能比較のために、従来のエネルギ回生によらない準能動制振や受動的制振を模擬する数値シミュレーションも実施し、比較した結果、本手法によるエネルギ回生制振が優れた性能を有することを明らかにした。この手法を実現するために、数値シミュレーション結果に基づいて、リレーとコイルとを用いたLCR回路を作成した。この回路に加えて、パソコンとA/D、D/Aボード、非接触変位計、加速度計を用いたエネルギ回生制振システムを構築し、トラスの1次モードの制振実験を行った結果、良好な制振効果が得られた。ただし、数値シミュレーションと本実験結果とに差異が有り、圧電アクチュエータの動特性や電気回路の特性について検討を行っている。また、多自由度の制振を行うため、トラスを10ベイに拡張した。
アルファ線放出反応を利用した放射線応答細胞チップ技術の開発

本研究“アルファ線放出反応を利用した放射線応答細胞チップ技術の開発"では、ターゲット細胞に放射線照射されたエネルギー粒子の数を正確に測定し、同時に細胞への放射線照射効果を調べるための実験手法を開発した。細胞培養チップの底は、エネルギー荷電粒子を検出することが可能な厚さ10μmのCR-39プラスチックフィルムを用いている。CR-39プラスチックフィルムは、市販のCR-39を長時間の化学エッチングによって厚さを調製した。また、CR-39フィルム膜と細胞の間にホウ素10を含む化合物層が形成されている。これは、ホウ素10の熱中性子捕獲断面積は大きく、ホウ素10の核反応からのアルファ線とリチウム原子が放出され、細胞に損傷を与えるためである。中性子照射後、細胞培養チップ底のCR-39フィルムを化学エッチングによって現像することにより、生成されたエネルギー荷電粒子の飛跡をエッチピットとして観察することが可能である。本研究では、標準α線源を用いた予備試験を実施した。細胞培養チップの底面からα線を照射した後、細胞核のDNAの2重切断を検出するためにγ-H2AX抗体で、細胞を染色した。さらに、細胞ディシュの底から、アルカリ溶液でCR-39フィルムを化学エッチングした。細胞核内にエネルギー荷電粒子によって生成されたDNA損傷が観測されているところでは、それに伴うエッチピットが観測された。これらの実験結果は開発した実験手法が、粒子検出と細胞の損傷を同時に高い位置精度で観測できていることを示している。放射線癌治療や放射線誘起遺伝子損傷の研究では、微視的な観点から効果・現象を精確に取り扱う必要がある。本研究では、そのための基本的技術として、熱中性子核反応によるアルファ線を用いた放射線応答細胞チップ技術を開発する。この細胞チップ技術を用いて、ホウ素中性子捕捉療法(BNCT)の腫瘍細胞や自然放射能ラドン等による曝露呼吸器細胞へのアルファ線照射効果を細胞レベルで調べることが出来る。また、本技術によって大量の細胞チップを製作することが可能で、それらを用いて照射実験を行えば、統計精度の高いデータを効率的に得ることができる。人工的に細胞を配列するためにマイクロチェンバーアレイチップを製作した。マイクロチェンバーアレイチップは、SU-8感光樹脂を用いてフォトリソグラフィーでガラス基板上に形成した。細胞を格納するための1個の容器の大きさは40x40μmで深さ15μmとなっている。また、オートクレープで滅菌処理し、表面にゼラチンを塗布した。マイクロチェンバー内に神経モデル細胞PC12が培養されたサンプルを用意し、BCECF-AM/DMSOによる細胞内イオン濃度測定などで基本的な特性について調べ、通常の方法で培養したコントロールと大きな差は見られなかった。しかし、マイクロチェンバーサイズが30x30μmと小さい場合では、細胞分裂周期が長くなることが確認されている。また、固体飛跡検出器CR-39を用いて、ホウ素10の熱中性子吸収核反応で生成されるα粒子とLi荷電粒子を粒子弁別するために、アルカリ溶液中にエッチピット生成を観測する光学顕微鏡システムを開発した。
オリゴデンドロサイト変性に起因する認知症モデル創製と創薬標的TRPチャネル

髄鞘を形成することで神経伝導速度を高めるオリゴデンドロサイトは脳の白質における主要な構成細胞であり、その変性は認知機能を含む高次脳機能に悪影響を及ぼす。本年度は、はじめに認知機能障害を呈することが知られている炎症性脱髄性中枢神経疾患である多発性硬化症に着目して、脱髄の発生および増悪メカニズムを解析した。その結果、神経炎症・脱髄部位にマクロファージが集まっており、ケモカインであるCXCL2を過剰に産生して好中球をその部位に大量に呼び寄せることで、さらなる神経炎症の増悪を惹起していることを見出した。また、そのマクロファージに発現する活性酸素種感受性のCa2+透過性陽イオンチャネルTRPM2を抑制すると、その増悪が抑制されることを明らかにした。次に、加齢に伴う認知機能の低下における過剰な脳内炎症の関与と、その脳内炎症を担う細胞種について、免疫細胞に高発現するTRPM2に着目して、12-24ヶ月齢まで飼育した老齢マウスを用いて検討した。行動実験の結果、野生型老齢マウスで観察された認知機能の低下がTRPM2欠損により抑制されることが明らかとなった。免疫組織化学的検討を行ったところ、脳梁でオリゴデンドロサイトと想定されるGSTpi陽性細胞数の減少傾向や、ミクログリア/マクロファージと想定されるIba1陽性細胞数の増加が野生型老齢マウスでは認められたが、TRPM2欠損老齢マウスでは観察されなかった。定量的RT-PCR法を用いて炎症性サイトカイン発現量の変化を解析したところ、野生型老齢マウスではTNFαおよびCCL2のmRNA発現が増大していたが、TRPM2欠損老齢マウスでは変化は認められなかった。以上の結果より、加齢に伴う認知機能の低下や脱髄にTRPM2が関与し、そのメカニズムとしてTRPM2を介したミクログリア/マクロファージの活性化が関与していることが示された。髄鞘を形成することで神経伝導速度を高めるオリゴデンドロサイトは脳の白質における主要な構成細胞であり、オリゴデンドロサイト前駆細胞(OPC)から分化・成熟する。従って、OPCの増殖・遊走・分化の適切な制御は、認知症などの白質傷害を伴う疾患の治療において重要な基礎的知見であると考えられる。そこで本年は創薬標的TRPチャネルとして、熱やアラキドン酸代謝物、機械刺激により開口するCa2+透過性カチオンチャネルであるTRPV4に着目し、TRPV4開口刺激による、ラット初代培養OPCのCa2+応答および増殖・遊走・分化に対する影響を検討した。その結果、OPCにはTRPV4が機能的に発現しており、その開口刺激は、遊走・分化に影響を与えずに増殖を促進すること、そのメカニズムとしてCa2+シグナリングとPKC経路の活性化が関与することが明らかとなった。慢性的な脳低灌流条件下では認知症の発症リスクが高まる。そこで、微小金属コイル装着による両側総頚動脈狭窄(BCAS)を施すことによりマウス慢性脳低灌流モデルを作成して、創薬標的TRPチャネルの役割を検討した。本年は、脳や免疫担当細胞に豊富に発現するTRPM2に着目し検討を行った。BCAS処置により、血液脳関門の軽微な破綻および活性酸素種の発生が観察されたが、それらは両遺伝子型マウス群の間に差はなかった。一方、BCAS処置28日後において野生型マウスでは白質傷害および認知機能障害が惹起されたが、TRPM2-KOマウスでは顕著に抑制されていた。さらに、白質脳梁部におけるミクログリア数も減少していた。そこでミクログリア阻害薬のミノサイクリンを投与したところ、対照群と比較して認知機能障害は顕著に抑制された。以上の結果から、ミクログリアに発現するTRPM2の活性化が慢性脳低灌流に伴う白質傷害および認知機能障害に深く関与することが明らかとなった。学会発表に引き続き、原著論文発表も行うことが出来、概ね順調に進展していると考えられる。

定量的RT-PCR法を用いて炎症性サイトカイン発現量の変化を解析したところ、野生型老齢マウスではTNFαおよびCCL2のmRNA発現が増大していたが、TRPM2欠損老齢マウスでは変化は認められなかった。以上の結果より、加齢に伴う認知機能の低下や脱髄にTRPM2が関与し、そのメカニズムとしてTRPM2を介したミクログリア/マクロファージの活性化が関与していることが示された。今後はオリゴデンドロサイト前駆細胞における他のTRPチャネル、具体的にはTRPM3チャネルに着目して、同研究を推進していく予定である。また、認知症モデル実験のほうでは、マウス慢性脳低灌流モデルを用いて、白質傷害に至る詳細なメカニズムを解析していく予定である。予想以上に研究が進展したため、物品および実験動物の消費量が予想を下回った。本年は、作成が遅れていた複数の動物モデルの作出に成功したため、それらを詳細に解析する予定である。従って、物品費は前年度以上に使用する予定である。
マーカー遺伝子導入癌細胞による転移成立過程の解析

転移性細胞にマーカー遺伝子として種々の酵素遺伝子を導入することにより、酵素組織化学、PCR法を併用して転移細胞の微小転移形成過程、血中動態を半定量的に解析することが可能となる。本研究では転移モデルとしてマウス・ルイス肺癌由来高・低転移株を用い、これにマーカー遺伝子を導入し、以下の諸点を明らかにした。1)癌細胞へのマーカー遺伝子の導入;異なったプロモーターを有する2種類の発現ベクター(pRSV,pCMV)に組み込まれた大腸菌、LacZ遺伝子を大腸菌中で増幅、プラスミドDNAを精製した。リポフェクチン法により精製プラスミドを高・低転移細胞にトランスフェクションし、betaガラクトシターゼ活性の発現の強いクローンを数回の限界希釈法の後、各々数個づつ分離した。これらのクローンは基質存在下で青色の反応産物を産生し、個細胞で容易に識別可能であり、数十代の継代にても安定した形質を発現する。2)転移モデルを用いたin vivo解析;これらの遺伝子導入細胞を同系マウス皮下に接種し、生体内における遺伝子発現の安定性、増殖、転移に及ぼす影響を検討中である。現在までに得られた結果では、遺伝子導入細胞は生体内においても安定した遺伝子発現を示し、酵素組織染色により肺の微小転移巣も青色の結節として肉眼的に識別可能であった。現在メタクリレート樹脂包理により微小転移巣形成過程を組織レベルで解析中であり、二次転移巣形成における高・低転移細胞の差異を今後明らかにしてゆく予定である。一方、細胞に導入した発現ベクター中にはマーカー遺伝子とともにネオマイシン耐性遺伝子が組み込まれており、この遺伝子内にプライマーを設定することによりPCR法によって少数個の転移細胞を検出できる方法を開発した。これにより転移細胞の血中動態の検索が可能となったので、担癌マウスの血液を経時的に採取し、転移細胞の血中への移行時期、高・低転移細胞の血中動態の差異を今後明らかにしてゆく予定である。
「為替レート変動と国際資本移動」

現在、ほとんどの先進国では、管理された変動ルート制が採用されており、為替レートおよび国際資本移動は、通貨当局がどのような通貨政策を将来行うかについての人々の期待に決定的に依存している。バンク・ランの理論で明らかにされたようにこのような状況では人々の期待に依存して複数の均衡が存在する可能性が高い。たとえば通貨当局に現行の固定レートを維持する能力がないと多くの投機家が予想すれば、多額のスペキュラティブ・アタックにより固定制は崩壊するであろう。このように期待に応じて複数の均衡が存在する場合、現実にどの均衡が選ばれるかについてはこれまでのところ十分な理論がない。しかし最近カールソンとヴァン・ダーメは不確実性の導入によりこの問題に一つの答を出した。(グローバル・ゲームの理論)。本研究では、彼らの理論を拡張し、スペキュラティブ・アタック問題に応用した。その結果、通貨当局の介入可能額や将来の経常収支について人々がそれぞれ個別情報をもつと仮定すると、均衡をユニークに絞ることができた。またその場合、スペキュラティブ・アタックが起きる外貨準備の臨界値は、外国為替市場における取引費用と、外貨準備や国際収支について人々が予想する確率分布に依存するが、非常に単純化して言えば人々の潜在的な投機可能額と経常収支赤字額の和の約半分であることがわかった。これは、外貨準備や国際収支について人々のもつ情報が同一である場合には、外貨準備の臨界値が、人々の潜在的な投機可能額と経済収支赤字額の和に等しいという事実と著しい対比をなす。各国の通貨当局は、現行の目標レート水準や、目標を達成するため最大限いくらまで介入する予定であるかについて必ずしも明らかにしていないが、このような行動は上記の我々の理論によれば、合理的な政策として理解できる。また外国為替市場における取引費用が大きくなると、外貨準備の臨界値は低くなることも分かった。これは、スペキュラティブ・アタックを減らすためには、J.Tobinが提案したように取引費用を高めることが有効であることを意味する。第二論文では80年代後半のわが国経常収支の動きを実証分析し、内外の景気変動、湾岸戦争、金投機等の一時的要因が経常収支に与えた影響について検討した。その結果これらの一時的要因を除いた経常収支黒字は、現実の黒字よりかなり小さいものであることがわかった。中・長期的な為替レートと国際資本移動の決定理論として、ヘクシャー・オリーンモデルと自由な国際資本移動を接合した2国成長モデルを構築した。その結果、各国の比較優位構造と国際資本移動および実質為替レートの間には密接な関係があり、完全特化の前後で資本移動の動きが大きく変化すること等がわかった。また80年代後半のわが国経常収支の動きを実証分析し、内外の景気変動、湾岸戦争、金投機等の一時的要因が経常収支に与えた影響について検討した。その結果、これらの一時的要因を除いた経常収支黒字は、現実の黒字よりかなり小さいものであることがわかった。短期的には為替レートは内外の金融政策や将来のファンダメンタルズに関する期待に依存して決まり、このレートの下で産業構造や要素価格が決定されるものと考えられる。

そこで、85年以降の円高の下で日本の各産業の比較優位構造がどのような影響を受けたかを、産業連関表を使って実証的に明らかにした。またこのような比較優位構造の変化により、各産業の投資、労働雇用、利潤率、賃金率等が、どのような影響を受けたかを検討した。現在、ほとんど先進国では、管理された変動ルート制が採用されており、為替レートおよび国際資本移動は、通貨当局がどのような通貨政策を将来行うかについての人々の期待に決定的に依存している。バンク・ランの理論で明らかにされたようにこのような状況では人々の期待に依存して複数の均衡が存在する可能性が高い。たとえば通貨当局に現行の固定レートを維持する能力がないと多くの投機家が予想すれば、多額のスペキュラティブ・アタックにより固定制は崩壊するであろう。このように期待に応じて複数の均衡が存在する場合、現実にどの均衡が選ばれるかについてはこれまでのところ十分な理論がない。しかし最近カールソンとヴァン・ダーメは不確実性の導入によりこの問題に一つの答を出した。(グローバル・ゲームの理論)。本研究では、彼らの理論を拡張し、スペキュラティブ・アタック問題に応用した。その結果、通貨当局の介入可能額や将来の経常収支について人々がそれぞれ個別情報をもつと仮定すると、均衡をユニークに絞ることができた。またその場合、スペキュラティブ・アタックが起きる外貨準備の臨界値は、外国為替市場における取引費用と、外貨準備や国際収支について人々が予想する確率分布に依存するが、非常に単純化して言えば人々の潜在的な投機可能額と経常収支赤字額の和の約半分であることがわかった。これは、外貨準備や国際収支について人々のもつ情報が同一である場合には、外貨準備の臨界値が、人々の潜在的な投機可能額と経常収支赤字額の和に等しいという事実と著しい対比をなす。各国の通貨当局は、現行の目標レート水準や、目標を達成するため最大限いくらまで介入する予定であるかについて必ずしも明らかにしていないが、このような行動は上記の我々の理論によれば、合理的な政策として理解できる。また外国為替市場における取引費用が大きくなると、外貨準備の臨画値は低くなることも分かった。これは、スペキュラティブ・アタックを減らすためには、J.Tobinが提案したように取引費用を高めることが有効であることを意味する。
位相的場の理論とシンプレクティック幾何学

今年度の研究課題は大きく分けて2つあったが、それぞれに対して、基礎的な部分に関してまずまずの成果が得られた。一つはSeiberg-Witten不変量の研究であった。これに関しては、次のような成果が得られた。なめらかなコンパクト4次元多様体の不変量であるSeiberg-Witten不変量を2つの境界付き4次元多様体に分解して、それぞれの境界付き4次元多様体の不変量から、もとの4次元多様体の不変量を計算する方法を研究した。これはDonaldson理論におけるFloer理論のSeiberg-Witten理論におけるアナロジーである。すなわちDonaldson理論のときと、どこが同じようにできて、どこが簡単、あるいはむずかしくなるか、をはっきりさせた。そして、いくつかの細かい問題を残して、全体像をつかむことができた。この成果は'複素幾何学ワークショップ'(96年1月、都立大学にて)、研究会'幾何学に現れる非線形方程式'(96年2月、東北大学にて)において発表した。もう一つは幾何学的量子化における実偏極とKaehler偏極を概念的に結び付ける(これによって新しいタイプの局所化定理が得られる。)ことであるが、これに関しては、いくつかの例で確かめることができた。特にデータ関数についてKaehler偏極を退化させていった時の挙動を詳しく調べることができた。この事実を抽象化して、より一般の場合に定式化したいのであるが、それの関しては今後の課題として残った。