hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
問合せ解像度に基づくデータベースの静的安全性確保に関する研究

本研究では,まず,データベースへの推論攻撃に対して,「問合せ解像度の高低関係」という概念に基づく静的な安全性定義を提案した.推論攻撃とは,ユーザが,実行を許可された問合せのみを用いて,許可されていない問合せの実行結果を推論することをいう.本研究ではさらに,連言問合せを対象とし,問合せ解像度に関連するいくつかの性質を示した.また,ある前提条件のもとで,問合せ間の解像度高低関係が成立するための判定可能な必要十分条件を与えた本研究では,まず,データベースへの推論攻撃に対して,「問合せ解像度の高低関係」という概念に基づく静的な安全性定義を提案した.推論攻撃とは,ユーザが,実行を許可された問合せのみを用いて,許可されていない問合せの実行結果を推論することをいう.本研究ではさらに,連言問合せを対象とし,問合せ解像度に関連するいくつかの性質を示した.また,ある前提条件のもとで,問合せ間の解像度高低関係が成立するための判定可能な必要十分条件を与えた本年度は,データベースへの問合せに対して解像度という概念を提案・定式化したうえで以下の点について検討を行った.・解像度の概念を用いたデータベースの静的安全性定義これまで提案されてきた静的な(インスタンス独立な)安全性の多くは,機密情報と少しでも関わりのある問合せは許可できないという事態を引き起こしがちであり,一般の安全性要求としては厳しすぎると考えられる.本研究ではこの点の改善をめざし,問合せ解像度の概念を用いた安全性定義を提案した.この安全性定義は,たとえば「通りすがりの誰かに偶然自分の個人情報の一部を推論されてしまう」可能性があることには目をつぶるが,「通りすがりの人誰でもに自分の個人情報の一部を推論されてしまう」のは防ぎたいといった要求に適合する定義である.・連言問合せにおける解像度高低関係成立のための必要十分条件関係データベースの基本的な問合せクラスである連言問合せについて,解像度の高低関係が成り立つための必要十分条件を検討した.問合せ間の準同型写像の存在が高低関係成立に深く関わっていると予想し,実際にその存在が必要条件になっていることを示した.しかし残念ながら必要十分条件の発見には至っていない.本研究では,この他,XMLデータベースへの推論攻撃に対するインスタンス依存の安全性検証法の提案も行った.本年度は,XMLデータベースにおける最も基本的な問合せ言語XPathを対象として,その充足可能性判定問題に関する成果を得た.ここで問合せqがスキーマSのもとで充足可能であるとは,qの解が空とはならないような,Sのインスタンスが存在することをいう.具体的な成果としては,あるクラスのスキーマのもとで充足可能性判定を行うために必要十分な情報を保持したデータ構造を提案した.そして,それを用いて効率よく充足可能性判定が行えることを示した.さらに,充足可能な場合に,問合せの各部分式がスキーマで指定されているどの型に対応するかを解析する手法も与えた.充足可能性判定問題は,Sのどのインスタンスに対しても解として空を返す問合せ(すなわち,Sのインスタンスを全く区別できない問合せ)とSのあるインスタンスには非空の解を返す問合せ(すなわち,Sのインスタンスの部分的な区別ができる問合せ)とを判別する問題である.したがって,解像度の高低関係判定の極めて特殊な場合とみなすことができる.よって,本年度得た知見は,XPath問合せの解像度高低関係判定に利用できると期待される.一方,関係データベースにおける連言問合せについては,解像度高低関係成立のための必要十分条件を発見すべく,昨年度に引き続いて発見済みの十分条件の精練化をおし進めた.しかし,必要性を満たさないことを示す非常にトリッキーな例が見つかるなどして,必要十分条件の発見にはいまだ至っていない.本年度は,まず,昨年度得たXPath問合せの充足可能性判定問題に関する成果を拡張した.ここで問合せqがスキーマSのもとで充足可能であるとは,qの解が空とはならないような,Sのインスタンスが存在することをいう.充足可能性の判定は解像度の高低関係判定の極めて特殊な場合とみなすことができる.具体的な成果としては,効率よく充足可能性判定が行えるスキーマのクラスを大幅に拡張した.そして,実用的なスキーマの大部分がこのクラスに属することを確認した次に,関係データベースにおける一般の連言問合せについては,解像度高低関係成立のための判定可能な必要十分条件と思われる条件を発見したものの,その正しさの証明を完成するには至らなかった(逆に正しくないことを示す反例も見つかっていない).証明完成への大きな障壁となったのは,問合せに現れる変数の対称性である.異なる変数であっても,対称性が原因で部分的に同じ役割をする場合があり,それを厳密に解析することが解像度高低関係成立の判定に必須であることがわかった.そこで,そのような対称性が排除できるように,連言問合せに対していくつかの前提条件をおいた三つのケースを与え,それぞれのケースについて必要十分条件の正しさを証明した.具体的には,問合せ中の変数がすべて問合せ結果に現れるケース,問合せの本体部分が二つの問合せで等しいケース,およびそれら2ケースの中間に位置するケースであるその他,推論攻撃に対する安全性検証や,XPath問合せの静的解析問題など,解像度高低関係成立の判定問題に関連するテーマについていくつかの成果を得た
水溶媒中での固相ラジカル反応の開発と立体制御

ラジカル反応を固相合成や水中反応に応用した研究例は少なく、固相ラジカル反応の開発とその立体制御、並びに環境調和適応型反応としての水中固相ラジカル反応への展開を目指した研究を展開してきた。これまでに、ワンレジンに結合したオキシムエーテルへの立体選択的なラジカル付加反応を検討し、α-アミノ酸類の新規固相不斉合成法を開発した。本反応は、固相ラジカル反応の立体を制御した最初の研究であり、ラジカル開始剤としてトリエチルボランを用いた場合に固相ラジカル反応は低温でも進行し、立体制御も可能であることを示している。次に、ラジカル受容体としてオキシムエーテル、オキシム、ヒドラゾン、ニトロンを選び、水中ラジカル反応を詳細に検討した。その結果、基質により反応性が異なるものの、水に対して不安定なイミン類へのラジカル付加反応が水溶媒中でも進行することを見出した。特に、本反応は水溶媒中で炭素-炭素結合を形成している点で意義深い。さらに、本反応を鍵反応としたα-アミノ酸の水中ワンポット合成法の開発にも成功し、オキシムエーテル類への水中ラジカル付加反応が非常に優れた反応であることを実証した。また、より高い反応性を示すラジカル受容体を検索していく中で、金属亜鉛を用いたスルホニルイミン類への水中ラジカル付加反応が速やかに進行することを見出し、スルホニルイミン類がラジカル受容体として特に有用であることを示した。さらに、オキシムエーテル類の水中タンデム型付加-閉環反応を検討したところ、反応は立体選択的に進行し、β-アミノ酸類の新規不斉合成法を開発することにも成功した。
シリカ-アミノ酸相互作用の実験的研究

アミノ酸の脱水-重合化は生命の化学進化にとって不可欠な過程である.しかしながら,この反応は熱力学的に不利であり,水溶液中ではほとんど進行しない.一方地球表層では鉱物や塩などの様々な水和反応が進行しており,これらの反応は多くの場合熱力学的に有利である.このため,もしアミノ酸の重合化(例えば2Gly→GlyGly+H_2O)が鉱物や塩の水和化(例えばM+H_2O→M・H_2O)と水分子を介して結びつけば(例えば2Gly+M→GlyGly+M・H_2O),この熱力学的問題が解決される可能性がある.この可能性を検証するため,本研究ではまず単純な水分子の取り込みによって水和する4種の無水塩(MgSO_4, SrCl_2, BaCl_2, Li_2SO_4)を用い,最も構造が単純なアミノ酸であるGlyとの水和-脱水相互作用を実験的に調べた.実験では,各Glyと塩との混合物の140°Cでの最大20日間の加熱行った.HPLCを用いた分析によって,Glyの重合化は塩との混合により大きく促進され,促進効果はMgSO_4>SrCl_2>BaCl_2<Li_2SO_4の順となることが分かった.GlyとMgSO_4との混合物からは6量体までの重合物が確認され,20日間の加熱により合計の重合量は初期のGly量の7%にまで達した.この合計量はGlyのみを加熱した場合に比べて約200倍多かった.次にGlyとMgSO_4との混合物のXRD測定を行ったところ,加熱によりMgSO_4・H_20の生成が確認された.これらの結果はGlyと塩との水和-脱水相互作用が起こったことを示している.またGlyの重合化は,混合した塩がより大きい負の水和Δ_rG^oを持つほどより進行するどいう傾向が得られた.この傾向はGly重合化への鉱物や塩の促進効果を見積もるための指標の1つとして利用できる可能性がある.アミノ酸のペプチドへの重合化反応は,生命の化学進化において重要であり,これまで鉱物の触媒効果を利用した様々な模擬実験が行われてきた.しかし,まだアミノ酸の鉱物表面における吸着,重合過程にどのようなメカニズムが働いているのかについてはよく分かっていない.一方で,アミノ酸の解離状態は重合化反応速度,平衡状態に大きく影響することが知られている.減衰全反射赤外分光(ATR-IR)法は溶液存在下における固体-液体界面のその場観測が可能な手法であり,また溶液中のアミノ酸の解離状態についても詳細に観測することが可能である.このため本研究では,ATR-IR法を用い,非晶質シリカへ吸着したアミノ酸(リシン)の解離状態についての定量的な評価を試みた.まず始めに,リシンの解離状態とATR-IRスペクトルを対比させるため,溶液pHを変化させたリシン溶液のスペクトルを測定した.これより,各解離状態(1価陰イオン,中性イオン,1価陽イオン,2価陽イオン)の存在状態を示す検量線を作成した.次に,シリカ+リシン混合液のスペクトルを測定し,検量線からシリカ表面に吸着したリシンの解離状態を調べたところ,吸着したリシンは広いpH範囲(7-10)にて主に1価陽イオンとして存在していることが分かった(約80%).この解離状態は溶液中のそれとは大きく異なっており,シリカ表面との電気的作用により,正に帯電したリシンが優先的に吸着したと考えられた.鉱物-アミノ酸相互作用は,生命の化学進化におけるアミノ酸の重合化に本質的な役割を果たしたと考えられている.これまで多くの研究が行われ,様々な鉱物がアミノ酸の重合化を促進することが証明されてきた.この促進機構の定量的解明は,原始地球におけるアミノ酸の重合に有利な鉱物種・環境・時間スケールなどを評価する上で必須である.アミノ酸はCOOH基,NH_3^+基などの解離しうる官能基を持ち,水溶液中で様々な化学種で存在する,これら化学種の違いにより,重合反応性が大きく異なることが知られている.一方解離基を持つ有機物は,鉱物表面では水溶液中とは異なる化学種で存在することが,有機酸(フタル酸など)の吸着状態分析などによりしばしば報告されている.このため,アミノ酸も水溶液中とは異なる化学種で鉱物に吸着し,このことが鉱物のアミノ酸重合促進効果に寄与している可能性がある.吸着したアミノ酸の化学種が分かれば,その情報と各化学種の重合反応性についての情報とを組み合わせることで,この寄与を評価できると考えられる.以上のような観点から,昨年度私はシリカへのリシンの吸着状態分析を行い,化学種の定量に成功した.本研究ではこの方法論をさらに発展させ,より複雑な鉱物であるモンモリロナイトへのリシンの吸着状態分析を試みた.分析の結果,リシンは負に帯電したモンモリロナイト表面との電気的作用によって吸着し,主に1価陽イオンとして存在することが明らかとなった.またpHに依存してリシンが吸着する部位が異なり,低pH条件ではリシンは主にモンモリロナイト層間へ吸着し,pHが増加するにつれて端面の水酸基(Si-OHなど)への吸着量が増えていくことが分かった.

このように,粘土のような表面のキャラクタリゼーションが非常に困難な鉱物への吸着現象についてさえ,本研究で用いた方法論を使えば定量的かつ詳細な分析が可能であることが見出された.アミノ酸の脱水-重合化は生命の化学進化にとって不可欠な過程である.しかしながら,この反応は熱力学的に不利であり,水溶液中ではほとんど進行しない.一方地球表層では鉱物や塩などの様々な水和反応が進行しており,これらの反応は多くの場合熱力学的に有利である.このため,もしアミノ酸の重合化(例えば2Gly→GlyGly+H_2O)が鉱物や塩の水和化(例えばM+H_2O→M・H_2O)と水分子を介して結びつけば(例えば2Gly+M→GlyGly+M・H_2O),この熱力学的問題が解決される可能性がある.この可能性を検証するため,本研究ではまず単純な水分子の取り込みによって水和する4種の無水塩(MgSO_4, SrCl_2, BaCl_2, Li_2SO_4)を用い,最も構造が単純なアミノ酸であるGlyとの水和-脱水相互作用を実験的に調べた.実験では,各Glyと塩との混合物の140°Cでの最大20日間の加熱行った.HPLCを用いた分析によって,Glyの重合化は塩との混合により大きく促進され,促進効果はMgSO_4>SrCl_2>BaCl_2<Li_2SO_4の順となることが分かった.GlyとMgSO_4との混合物からは6量体までの重合物が確認され,20日間の加熱により合計の重合量は初期のGly量の7%にまで達した.この合計量はGlyのみを加熱した場合に比べて約200倍多かった.次にGlyとMgSO_4との混合物のXRD測定を行ったところ,加熱によりMgSO_4・H_20の生成が確認された.これらの結果はGlyと塩との水和-脱水相互作用が起こったことを示している.またGlyの重合化は,混合した塩がより大きい負の水和Δ_rG^oを持つほどより進行するどいう傾向が得られた.この傾向はGly重合化への鉱物や塩の促進効果を見積もるための指標の1つとして利用できる可能性がある.
食塩感受性高血圧の発症と持続に関わるエピゲノム異常の解明

食塩感受性高血圧にはエピゲノム異常が関わる可能性がある。食塩吸収にかかわる分子の変化を尿細管ごとに解析した。高血圧を呈する糖尿病マウスでは近位尿細管で、アンジオテンシノーゲン遺伝子にDNAメチル化異常が生じていることがわかった(J Am Soc Nephrol 2015)。異常メチル化によって発現が増加したアンジオテンシノーゲンが血圧上昇に関わる可能性がある。さらに、アンジオテンシンIIによる高血圧モデルでは食塩再吸収に関わるペンドリンの増加がみられた。間在細胞特異的にEGFPを発現するマウスを作出し、ソーティングで間在細胞を分取しエピゲノム変化の検討を進めている。わが国の高血圧患者数は約4000万人にのぼるが、その大部分を占める本態性高血圧の病因は未だ明らかになっていない。全ゲノム関連解析や候補遺伝子解析によって解明された個人間のDNA塩基配列の違いは、高血圧発症のごくわずかしか説明できないため、発症には環境因子が大きく関与していると考えられている。高血圧を生じさせる環境因子には、交感神経活性化のほかに、食塩負荷、肥満・糖尿病、レニンアンジオテンシン系活性化などがあるが、エピゲノム異常との関連は不明確である。本研究では組織特異的な解析により、どのように環境因子が高血圧発症に関わるエピジェネティック異常を生じさせるか解明し、新規治療法確立を目指している。腎臓は多種類の細胞から構成されており、それぞれが固有の遺伝子発現パターンを形成している。Na輸送体についても、尿細管の近位と遠位では異なる機能Na+輸送体がNa+再吸収に関わっており、尿細管分画毎の解析が必須であることがわかる。遺伝子発現様式にともない腎臓構成細胞の間ではエピジェネティック状態の違いが同様に存在する。そこで本研究では、糸球体や尿細管などの部位毎に分けてセルソーターで細胞を分取し、食塩負荷などの環境要因で生じるDNAメチル化異常を解析する。本年度はまず、正常腎臓近位尿細管を分取して、DNAメチル化状態について解析した結果、Na輸送体ならびにレニンアンギオテンシン系を含めて近位尿細管に特異的にメチル化状態が異なる遺伝子を複数同定し、発表することができた(J Am Soc Nephrol 2015 in press)。また、集合管を分取する手法のため、染色マーカーの選定をすすめ、AQP2を豊富に含む分画を分取することに成功している。本研究により組織特異的かつ網羅的な解析によりまず近位尿細管特異的なDNAメチル化パターンを解明した。食塩感受性高血圧を呈する1例として糖尿病マウスを用いて解析したところ、アンジオテンシノーゲン遺伝子に異常メチル化を伴い発現が亢進していることがわかった(J Am Soc Nephrol 2015)。腎臓内でのアンジオテンシン系の活性化が高血圧発症に関わることが知られており、異常メチル化によって発現が増加したアンジオテンシノーゲンの血圧上昇における意義について解析を進めている。一方、遠位尿細管のエピゲノム情報獲得のため間在細胞特異的にEGFPを発現するマウスを作出し、ソーティングで間在細胞を分取することに成功した。近位尿細管の解析同様、特異的なエピゲノムパターンの解明を進めている。また、高血圧モデルでの間在細胞のポピュレーション変化とエピゲノム変化の関連についても成果が得られてきている。高血圧発症との因果関係についてとくに食塩輸送に関わる遺伝子の変化について解析を進める予定である。正常腎臓近位尿細管細胞のDNAメチル化プロファイルを血圧関連物質を含めて獲得することができた。また、集合管の分取方法も確立しつつあり、次年度での病態モデルならびに培養系での検討にむけて、必要なデータベースと実験条件を整えることができている。腎臓内分泌内科すでに明らかにしている近位尿細管でのDNAメチル化の検討を進めるとともに、それ以外のでの分画のDNAメチル化プロファイル獲得を目指す。また、病態モデルでの変化の検討および培養細胞を用いた環境因子によるエピゲノム変化についての検討を進める予定である。
IRF2^<-/->マウスの膵外分泌異常の解明-新しい膵炎治療のターゲットを求めて

Irf2^<-/->マウスに見られる膵臓の異常は、調節性外分泌の障害が原因であった。その結果、酵素顆粒が細胞内に充満し、軽度の膵炎が進行していた。しかし、IRF2は酵素顆粒と細胞膜の結合・癒合に関わるSNARE蛋白質を直接的には制御しておらず、急性膵炎発症のメカニズムの解明のために、IRF2の標的分子の同定、分子メカニズムの解明が重要である。【研究結果】1.通常、腺房細胞の頂端側には多数の酵素顆粒が赤色に、基底側には小胞体が紫色に染色されるが、IRF-2^<-/->マウスでは、核を除いた細胞質全体が赤色に染色された。電子顕微鏡で観察すると通常よりも小型の酵素顆粒が細胞質全体に密に広がっている像が観察された。また、通常では、頂端側の管腔から酵素顆粒が分泌される像が見られるが、その像が全く見られなかった。2.膵腺房細胞における酵素顆粒の分泌は、神経細胞などと同じくSNARE関連分子によって制御されている。頂端側細胞膜に位置するのSNARE蛋白質が減少し、酵素顆粒膜上のSNARE蛋白質が増加していた。3.頂端側細胞膜のSNARE蛋白の量的な減少と一致して、その染色性は低下していた。但し、局在に変化はなく、また腺房細胞の極性にも異常はみられなかった。4.血清中のエラスターゼ1、アミラーゼは低下していた。5.マウス膵より腺房細胞を単離した後、CCK8で刺激し、分泌されるアミラーゼ量を検討したところ、IRF-2^<-/->マウスの膵腺房細胞からはアミラーゼ分泌がみられなかった。【考察】IRF-2^<-/->マウスでは酵素顆粒の分泌が障害されており、そのため細胞質全体に酵素顆粒が蓄積しているものと考えられた。ウエスタンブロット、免疫組織化学による検討でもそれを裏付けるものであった。実際IRF-2^<-/->マウス血清中のエラスターゼ1、アミラーゼは低下傾向を示し、単離膵腺房細胞はCCK8刺激によるアミラーゼ分泌を起こさなかった。以上から、このマウスでは酵素顆粒と細胞膜の結合・癒合が障害されていると考えられる。その障害のおおもとの原因を明らかにすることが今後の課題であり、膵炎発症のメカニズムの解明につながるものと期待される。1.Irf2^<-/->マウスの膵外分泌異常が、他の系で再現されるかを、AR42J細胞を用いて検討した。レトロウイルスを用いて、IRF2を過剰発現させた細胞(GFPirf2)、DNA結合部位のみを過剰発現させた細胞(GFPirf2dn)、コントロール細胞(GFPcont)を作成し、コレシストキニン,カルシウムイオノフォア,cAMPアゴニストで分泌を刺激した。GFPirf2dn細胞ではアミラーゼ分泌は抑制され、GFPirf2細胞では亢進した。以上から、AR42J細胞でも分泌異常が再現され、IRF2が調節性外分泌に重要な役割を果たしていることが示された。2.Irf2^<-/->膵を電子顕微鏡で観察すると細胞内に多数の空胞が見られ、ウエスタンブロットでは微小管結合蛋白質LC3の膜結合型(LC3-II)が増加しており、オートファジーが進行していた。また、Irf2^<-/->膵ではトリプシン活性が亢進していた。HE染色標本からでは膵炎所見は明らかではないが、膵炎が進行していることをこれらは示している。3.Irf2^<-/->ウスではI型インターフェロンシグナルが常に亢進状態となっている。受容体を欠損したダブルノックアウトマウスIrf2^<-/->Ifnar1^<-/->マウスを作成したが、膵の異常は解消されず、過剰なI型インターフェロンシグナルはその原因ではなかった。4.Irf2^<-/->マウスとIrf2^<-/->マウスの唾液腺を切除し、形態、酵素顆粒の分布を検討したが、差異は認めなかった。5.野生型マウスにセルレイン膵炎を惹起し、IRF2の発現の変化を検討した。膵炎発症時IRF2の発現低下が認められ、この発現低下はセルレイン初回注射後1時間でも認めたことから膵炎発症のごく初期の段階でIRF2が関与している可能性が示唆された。インターフェロン(IFN)制御因子(IRF)はIFNシグナルを調節する転写因子であるが、我々はIRF2遺伝子欠損マウスの膵臓に異常を発見した。その異常は調節性外分泌障害から生じており、このマウスが急性膵炎の発症初期を模倣するモデルであることを明らかにした。本年はこのマウスを用いて、急性膵炎のより直接的な原因遺伝子の解明を目的とした。Irf2^<+/->、Irf2-/-膵臓の遺伝子発現レベルの変化をマイクロアレイを用いて検討した。

全膵および単離腺房における比較より、Irf2^<-/->膵で発現が高度に変化する遺伝子群(亢進39個、低下7個)を同定した。急性膵炎の発症に関与する因子であるならば、急性膵炎時にもIrf2^<-/->膵でみられる発現変化と同様な変化が生じると考えられる。そこで、野生型マウスにセルレイン急性膵炎を発症させ、そのmRNAの変化を検討した。また、遺伝子操作を行い昨年度作成したラット膵外分泌細胞株AR42J細胞(IRF2過剰発現、IRF2dominant-negative発現)での発現変化も検討した。以上から絞り込みを行い、Irf2^<-/->マウスに生じている調節性外分泌障害の原因遺伝子として、2個の候補遺伝子を同定した。両者ともカルシウム結合蛋白であり、カルシウムシグナルに錯乱を起こさせ、分泌障害を生じているものと推察れた。今後は、標的遺伝子の同定を含め、IRF2が関与する膵外分泌機構の詳細な分子メカニズムの解明が必要である。また、その分子機構が急性膵炎発症にどのように関与しているのかを明らかにしてゆく。その先に急性膵炎の新たな治療法の開発のヒントや予防の可能性が見えてくる。
認知機能低下を防止する次世代運動戦略の橋渡し研究：海馬の可塑性を高める神経機構

本研究課題では、海馬機能を高める運動とアスタキサンチン(ASX)の併用を「次世代運動戦略」として開発し、種々の臨床現場への応用促進を目指す。3年計画の初年度である平成30年度は、実験計画に従いプロジェクト13を実施した。プロジェクト1では、独自に明らかにしてきた認知機能を高める運動条件(超低強度運動あるいは低強度運動(LET))の神経機構解明を目指して実験を行った。運動効果の起点としてDA作動性神経系が関与するかを明らかにするため、一過性の運動がDA作動性神経系の活動に及ぼす効果を検討したところ、DA作動性神経系の起始を有するVTA、LCにおいてc-Fos発現が増加する傾向が示唆された(実験1ー1)。プロジェクト2では、運動が健常高齢者の海馬に与える影響に関して、一過性(実験2ー1)、及び慢性(実験2ー2)の効果を検証する。平成30年度は、別経費で行った実験のMRIデータに関して詳細な解析を行い、10分間のLETが即時的に海馬の記憶機能を向上させること、この神経基盤として海馬歯状回と周辺皮質との機能的な連携が強化されることを健常若齢成人を対象に明らかにした。この成果は、米国科学アカデミー紀要に刊行された(Suwabe et al., PNAS, 2018)。実験2ー2として、健常高齢者を対象に長期間の運動介入実験を行い、計画通り、60名以上の研究対象者に各種MRI測定、認知機能検査、有酸素能力などの各種体力測定を行い、データ収集を完了した。プロジェクト3では、病態モデル動物の導入と運動条件の設定を行った(実験3ー1)。アルツハイマー病モデル動物であるApp NL-G-Fマウスの繁殖に成功し、運動条件設定のため換気生作業閾値(VT)の検討を行った。その結果、VT出現時の走速度は野生タイプとの間に差は認められず、同等の体力レベルを有することが明らかとなった。プロジェクト1では、認知機能を高める運動条件(超低強度運動(LET)や高強度間欠的運動(HIT))の神経機構解明に向け、運動時におけるDA作動性神経系活性化の確認が完了した(実験1ー1前半部)。DA作動性神経系に人工受容体を発現させた遺伝子改変ラットは筑波大学施設で繁殖に成功しているため、運動時の神経活動抑制実験を開始できる見込みである。加えて、培養細胞を用いてアスタキサンチン(ASX)の神経保護作用検討の準備も開始しており(実験1ー3)、次年度以降の円滑な実験開始が見込まれる。プロジェクト2では、長期間の運動が健常高齢者の海馬の機能・構造に与える影響に関して実験を行い、計画通りにデータ収集を完了した(実験2ー2)。一過性LETが健常高齢者の海馬機能に対する効果検証(実験2ー1)は、MRI装置の利用に関して実験2ー2を優先したため実験が遅れているが、研究倫理委員会の承認、研究対象者の募集などの実験準備は整っており、全体としては概ね順調に進展している。プロジェクト3では、アルツハイマー病マウスの繁殖に成功するとともに、運動条件の検討が完了した。次年度以降運動効果の検討(実験3ー1)を開始することが可能である。プロジェクト1では、運動時におけるDA作動性神経系を不活動化し、海馬適応に及ぼす効果を検討する(実験1ー1後半部)。さらに、運動による海馬適応の効果がどのように認知機能発揮に貢献しているかを明らかにするため、認知課題中の神経活動のモニタリング(マイクロダイアリシスを始めとした各種バイオセンサーによる測定やin vivo電気生理実験)を実施する。加えて、ASXの神経保護作用を解明するため、ASX投与がレプチン発現に及ぼす効果をヒト神経芽細胞(SH-SY5Y)で検討するプロジェクト2実験2ー1では、一過性のLETが健常高齢者の海馬機能に与える効果に関して実験を行う。実験2ー2では、平成30年度に実施した長期間の運動介入によるRCTのMRIデータ分析を進め、論文化を目指す。実験2ー3では、運動とASX摂取の併用が動物研究での知見と同様に海馬機能に対する運動効果を増強させるかどうかを明らかにするため、これまでに得られた実験結果を踏まえて研究計画を立案し、実験の準備(研究倫理委員会の承認、研究対象者の募集など)を行う。プロジェクト3では、昨年度の実験で確立した運動モデルを用い、アルツハイマー病モデルマウスに対するLETの効果を検討するとともに、ヒトを対象とした研究では、軽度認知症(MCI)患者を対象にした実験の準備(研究倫理委員会の承認、研究対象者の募集など)を行う。

平成30年度は、別経費で行った実験のMRIデータに関して詳細な解析を行い、10分間のLETが即時的に海馬の記憶機能を向上させること、この神経基盤として海馬歯状回と周辺皮質との機能的な連携が強化されることを健常若齢成人を対象に明らかにした。この成果は、米国科学アカデミー紀要に刊行された(Suwabe et al., PNAS, 2018)。実験2ー2として、健常高齢者を対象に長期間の運動介入実験を行い、計画通り、60名以上の研究対象者に各種MRI測定、認知機能検査、有酸素能力などの各種体力測定を行い、データ収集を完了した。プロジェクト3では、病態モデル動物の導入と運動条件の設定を行った(実験3ー1)。アルツハイマー病モデル動物であるApp NL-G-Fマウスの繁殖に成功し、運動条件設定のため換気生作業閾値(VT)の検討を行った。その結果、VT出現時の走速度は野生タイプとの間に差は認められず、同等の体力レベルを有することが明らかとなった。プロジェクト1では、認知機能を高める運動条件(超低強度運動(LET)や高強度間欠的運動(HIT))の神経機構解明に向け、運動時におけるDA作動性神経系活性化の確認が完了した(実験1ー1前半部)。DA作動性神経系に人工受容体を発現させた遺伝子改変ラットは筑波大学施設で繁殖に成功しているため、運動時の神経活動抑制実験を開始できる見込みである。加えて、培養細胞を用いてアスタキサンチン(ASX)の神経保護作用検討の準備も開始しており(実験1ー3)、次年度以降の円滑な実験開始が見込まれる。プロジェクト2では、長期間の運動が健常高齢者の海馬の機能・構造に与える影響に関して実験を行い、計画通りにデータ収集を完了した(実験2ー2)。一過性LETが健常高齢者の海馬機能に対する効果検証(実験2ー1)は、MRI装置の利用に関して実験2ー2を優先したため実験が遅れているが、研究倫理委員会の承認、研究対象者の募集などの実験準備は整っており、全体としては概ね順調に進展している。プロジェクト3では、アルツハイマー病マウスの繁殖に成功するとともに、運動条件の検討が完了した。次年度以降運動効果の検討(実験3ー1)を開始することが可能である。プロジェクト1では、運動時におけるDA作動性神経系を不活動化し、海馬適応に及ぼす効果を検討する(実験1ー1後半部)。さらに、運動による海馬適応の効果がどのように認知機能発揮に貢献しているかを明らかにするため、認知課題中の神経活動のモニタリング(マイクロダイアリシスを始めとした各種バイオセンサーによる測定やin vivo電気生理実験)を実施する。加えて、ASXの神経保護作用を解明するため、ASX投与がレプチン発現に及ぼす効果をヒト神経芽細胞(SH-SY5Y)で検討するプロジェクト2実験2ー1では、一過性のLETが健常高齢者の海馬機能に与える効果に関して実験を行う。実験2ー2では、平成30年度に実施した長期間の運動介入によるRCTのMRIデータ分析を進め、論文化を目指す。実験2ー3では、運動とASX摂取の併用が動物研究での知見と同様に海馬機能に対する運動効果を増強させるかどうかを明らかにするため、これまでに得られた実験結果を踏まえて研究計画を立案し、実験の準備(研究倫理委員会の承認、研究対象者の募集など)を行う。
ケイ素、セレン組み合わせ試薬の新しい反応の開発

我々が最近見出した、ケイ素,セレン置換アルケンである1-セレノ-2-シリルエテンと求電子オレフィンとのルイス酸存在下での形式的な[2+1]環化付加反応により、シクロプロパン化合物が得られるという新合成反応は、多置換シクロプロパンが立体選択的に得られることなど、有機合成上のメリットも大きい。反応機構の推察と、他の原子との組み合わせによる本反応を基礎とした展開を目指した研究を行なった。1.新規な[2+1]環化付加の反応機構を調べるため、重水素置換体を合成し、反応を行なった。重水素を含む2種類の1-セレノ-2-シリルエテンをそれぞれ、重水素置換トリメチルシリルアセチレン、重水素化トリブチルスズを原料として合成した。これらのホスホノアクリル酸エステルとビニルメチルケトンとの[2+1]環化付加反応をそれぞれ行なった。いずれの反応もセレンではなくケイ素が転位したことがはっきりした。次にセレノシリルエテンとの反応で[2+2]付加反応が起こる求電子性オレフィン、ジシアノエテンカルボン酸ジメチルエステルとこれらの重水素化セレノシリルエテンとの反応を行なったところ、[2+2]付加ではケイ素の転位は起こっていないことが確かめられた。さらに、臭化亜鉛存在下ででは[2+2]付加が塩化スズとの反応と逆の位置選択性で起こり、重水素は初め付いていた炭素にそのままあることが確かめられた。2.硫黄置換体1-チオ-2-シリルエテンの環化付加反応を試みた。1-チオ-2-シリルエテンとホスホノアクリル酸エステルのヨウ化亜鉛存在下での反応で、-30°Cで[2+2]付加体が主生成物として得られるが、室温では、[2+1]付加体が主生成物になる。今回、初めてケイ素、硫黄置換オレフィンを用いてシクロプロパンを合成することに成功し、硫黄でもルイス酸、反応条件を整えれば類似の反応が起こることを確認した。
持続可能な開発と自然資源管理 : スーダンとナイジェリアにおける石油の事例研究

本研究では主に定性的アプローチを導入し、第一次・第二次データを使用した。第一次データは前年度までにナイジェリアと南スーダンの現地調査でステークホルダー(地方コミュニティー・市民社会団体・地方政府)への訪問、関係者へのインタビューによって収集した。第二次データはスーダンとナイジェリアにおける石油と紛争についての文献調査・分析を行った。本研究結果は次のとおりである。石油採掘による環境への負の影響はナイジェリアの三角州地帯において内紛の大きな火種になっている。「資源の呪い」の根底にある最も大きな問題は国家への忠誠心の損失であることが本研究において明らかになった。これはアフリカ諸国の建国の歴史に起因しており、市民の能力開発が急務である。株価も資源管理を間違った方向に歪めている一因で、政府系ファンドのイニシアチブが求められる。アフリカのリーダーはレーエンに準ずるようなガバナンスシステムを受け継いでおり、これがアフリカの統治に影を落とし続けている。課題克服には、政府の民営化から公的利益となる統治を行うマインドシフトが必要となる。また、資源が豊かなアフリカ諸国は課税による歳入を財源とすることを再考すべきで、これにより政府財源確保だけでなく財政責任が問われる。アフリカの政府間協力が必要不可欠であるが、少数国のみによる環境や人権に対する責任の最小限の基準に固執することは、他の主張していない国々と分離してしまう恐れがある。資源不足の影響は、各国の既存の政治・経済・社会的メカニズムを通して改善可能であるが、腐敗や権力の私用による地方政府の崩壊と負の統治という長引く病によって、多くの最貧途上国では環境的欠乏のような問題の影響緩和に対して取り組むことがない。アフリカにおける統治の本質は、現代のコンテキストで理解する必要があり、愛顧や富の蓄積のためではなく、人々のための奉仕であるべきである。(抄録なし)2011年9月1日から2012年3月31日の間に以下の研究活動を展開することができた。研究はアフリカにおける石油と持続可能な開発に関するものであり、アフリカの天然資源管理を持続的にするための政策提言を最終目標としている。この研究の概観および計画を国連大学サステイナビリティと平和研究所において発表し、計画の改良点などについてさまざまなコメントを受けることができた。(2012年1月20日)また、青森県立八戸北高校にて講師として参加したJSPSサイエンス・ダイアログ事業では、研究およびアフリカについて、学生たちが大きな興味を示した。(2012年1月19日)この期間、研究用のラップトップ、録音機、ビデオカメラを購入し、1月21日から2月20日の間、ナイジェリアと南スーダンにおいて現地調査を行った。ナイジェリアでの調査期間中、ニジェール川三角州地帯および首都アブジャにおいて主要な関係者とインタビュー、議論、会議を行い、研究活動の目的達成のための情報、すなわちナイジェリアにおける石油資源管理が抱える問題についての初期データを集めることができた。ニジェール川三角州地帯の慢性化する石油資源をめぐる紛争についても情報を収集した。続く南スーダン共和国への調査旅行は、自身にとって新しい国家の発展を間近で直接体験する得がたい機会となった。偶然にも、スーダンへの到着は、石油収益をめぐる南スーダンとスーダン間での激しい抗争勃発と重なった。これにより、当初面談を予定していた主だった政府関係者がエチオピアのアジスアベバへ石油をめぐる交渉に行ってしまったため、予定が変更してしまったが、石油をめぐる問題を直接的に理解する機会となった。また、滞在期間は南スーダン国内で政府関係者の汚職の問題が大きくとりあげられた時期であり、この国のこれからの発展を占う上での課題に関する一次データを収集する機会に恵まれた。本研究は自然資源(特に石油)がどのようにスーダン、南スーダン、およびナイジェリアの三角州地域における様々な紛争の要因になっているか調査するものである。また、スーダン、南スーダン、およびナイジェリアにおける「資源の呪い」を持続可能な開発へ転換するために必要な政策・統治介入について探って行く。最終的な目的は、スーダンやナイジェリアのみならず、金・ダイアモンド・プラチナ等の鉱物資源を豊富に有するアフリカ諸国全体の持続的可能な開発に寄与できる政策の枠組みを提示することである。本年度は以下の研究活動を行った。1.平成23年9月から平成24年3月までに収集した第一次データと第二次データを使用し、2つの学術雑誌の論文を執筆した。現在書籍に掲載される2つのチャプターを執筆中で、当該書籍のプロジェクトの編集者に既に提出済みである。現在査読を受けている。2.平成24年6月には、カナダ・アルバータ州エドモントンの会議に招待講演の依頼を受けたが、カナダへのビザが期日内におりなかったため、参加を断念せざるをえなかった。3.平成24年12月10日から16日までハンガリー・ブダペストの中央ヨーロッパ大学のSchool of PublicPolicyにおいて開催された「資源の呪いを逆転させる:理論と実践」(Reversing the Resource Curse:Theory and Practice)コースに参加した。4.平成25年1月20日から2月30日まで、再度ナイジェリアに現地調査に赴いた。ナイジェリアでの現地調査では、研究の目的の実現に必要な初期段階に選定した個人やグループとのインタビュー、討議、ミーティングを行うため、ラゴス、ニジェール川デルタ地帯、アブジャを訪れた。ナイジェリアの石油収入管理の透明性に対する課題を明らかにするための初期データを収集した。

収集したデータは、ナイジェリアの採取産業透明性イニシアティブ(Nigerian Extractive Industries Transparency Initiative:NEITI)がナイジェリアの石油収入の透明性のある管理にどのような影響を与えたかを分析する際に使用する。当初の研究計画では、データ収集のためスーダン・カーツームにも訪れる予定であったが、予算の関係で断念することとなった。その他の活動として、平成24年5月10日には国連大学の修士学生に向けて研究方法についての講義を行った。また、平成24年7月7日には「シエラ・レオネの平和構築:開発と安全保障の相克」と題された法政大学のシンポジウムに参加した。平成24年7月26日にはJICA主催の暴力的紛争の予防をテーマにした国際文化会館でのシンポジウムに参加した。本研究では主に定性的アプローチを導入し、第一次・第二次データを使用した。第一次データは前年度までにナイジェリアと南スーダンの現地調査でステークホルダー(地方コミュニティー・市民社会団体・地方政府)への訪問、関係者へのインタビューによって収集した。第二次データはスーダンとナイジェリアにおける石油と紛争についての文献調査・分析を行った。本研究結果は次のとおりである。石油採掘による環境への負の影響はナイジェリアの三角州地帯において内紛の大きな火種になっている。「資源の呪い」の根底にある最も大きな問題は国家への忠誠心の損失であることが本研究において明らかになった。これはアフリカ諸国の建国の歴史に起因しており、市民の能力開発が急務である。株価も資源管理を間違った方向に歪めている一因で、政府系ファンドのイニシアチブが求められる。アフリカのリーダーはレーエンに準ずるようなガバナンスシステムを受け継いでおり、これがアフリカの統治に影を落とし続けている。課題克服には、政府の民営化から公的利益となる統治を行うマインドシフトが必要となる。また、資源が豊かなアフリカ諸国は課税による歳入を財源とすることを再考すべきで、これにより政府財源確保だけでなく財政責任が問われる。アフリカの政府間協力が必要不可欠であるが、少数国のみによる環境や人権に対する責任の最小限の基準に固執することは、他の主張していない国々と分離してしまう恐れがある。資源不足の影響は、各国の既存の政治・経済・社会的メカニズムを通して改善可能であるが、腐敗や権力の私用による地方政府の崩壊と負の統治という長引く病によって、多くの最貧途上国では環境的欠乏のような問題の影響緩和に対して取り組むことがない。アフリカにおける統治の本質は、現代のコンテキストで理解する必要があり、愛顧や富の蓄積のためではなく、人々のための奉仕であるべきである。研究を始動するにあたり予定したとおり、2011年9月から2012年3月にかけて、アフリカの自然資源管理と持続可能な開発にまつわる課題の第一・二次データ収集を行った。また、当初の研究結果を論文として執筆予定だったが、予定どおり「アフリカの自然資源のより効果的ガバナンスのための政策提言Making
量的情報流解析のための投射モデル計数ソルバの開発

平成30年度は、プログラムの動的量的情報流解析への応用のために、与えられた命題論理式と投射変数集合に対するすべての投射モデル集合を表すデータ表現を生成するツールの開発を行った。これまでは投射モデル数のみを求めるソルバを開発してきたが、動的情報流解析に応用するためには特定の論理式に対して異なる追加条件を加えては繰り返し計数する必要がある。そこで、論理式と投射変数集合からモデル計数・列挙が容易になる表現をあらかじめ生成しておくことで、追加条件が与えられてから計数結果が得られるまでの実行時間の短縮を図る。与えられた命題論理式から、論理関数の簡潔な表現として知られる2分決定図(Binary Decision Diagram)やd-DNNF(deterministic decomposable negation normal form)に変換する手法やツールはすでに存在していたが、投射モデル集合を表現するBDDやd-DNNFを生成するツールが存在しなかった。平成30年度は、これまでに利用してきた投射モデル計数技術を活用して、投射モデル集合を表現するBDDおよびd-DNNFを生成するツールを開発した。BDDについては命題論理式の通常のモデル集合のための既存の構成ツールに投射モデル計数の手法を組み込むことで実現した。d-DNNFについては、我々の研究グループで開発した投射モデル計数GPMCの計算過程が自然にd-DNNF形式と対応することを利用することで実現した。投射モデル集合を表現するBDDおよびd-DNNFを生成するツールの開発と、それを実際にプログラムの動的情報流解析に利用して一定の有用性を確認した。また、これまでの成果を整理して実装した投射モデル計数ソルバGPMCを自身のWEBページで公開した。平成30年度はBDDおよびd-DNNF構成ツールの開発に注力したが、引き続き投射モデル計数ソルバの高速化に取り組む。まず、成分キャッシュの削除ヒューリスティクスの検討のための実験を行う。次に、最近Lagniezらによって発表された投射モデル計数アルゴリズムとの性能比較を行い、GPMCやその他ソルバを組み合わせたポートフォリオ型などの並列ソルバを検討する。平成29年度は、命題論理式のモデル計数に関する既存技術の文献調査と、命題論理式の投射モデル計数における成分キャッシュの削除ヒューリスティクスについての実験調査を行った。これまでに、我々の研究グループでは与えられた命題論理式全体を真にする変数への真理値割当て(モデル)のうち、指定された変数集合に関して異なるモデルがいくつか存在するかを計数するソルバを開発している。その計数ソルバの中で、互いに独立した成分(部分CNF論理式)に動的に分割しながら、成分ごとの計数結果を組み合わせて全体のモデル数の計数を行っている。計数途中で同じ成分が複数回出現する場合があるため、計数が一度終了した成分についてはその結果を記憶し再利用することで高速化を図っている。しかしながら、成分キャッシュのために使用されるメモリ量は大きいため、適宜キャッシュの削減が必要となる。既存の計数ソルバでは、キャッシュサイズが一定値を超えたときに、単純に古いものから半分程度に削減するという方法が採用されている。本年度は、キャッシュ削減に関する知見を得るために、成分のサイズ(変数や節の数)や計数にかかった時間あるいはステップ数、キャッシュヒットの回数などを指標に、より効果的な削減ヒューリスティクスの検討を行った。残念ながら現状は検討するのに十分な実験が行えていないこともあり、有意に効果的な削減ヒューリスティクスの発見には至っていない。概要でも述べた通り、命題論理式の投射モデル計数における成分キャッシュの削除ヒューリスティクスの検討のための実験が十分に行えていない。実験の準備に手間取ってしまったことや予備実験と現状までの結果からは有益な知見が得られていない。また、成分キャッシュ部分の変更後に開発中のモデル計数ソルバの公開を想定していたがこちらもまだ準備中である。

まず昨年度までに終了できなかった成分キャッシュの削除ヒューリスティクスの検討のための実験を引き続き行う。次に、モデル計数手法の1つである知識コンパイルを利用した方法について調査し、モデル計数がインクリメンタルに行われる場合など、論理式に部分的な変更が加えられる状況を想定した場合のモデル計数における有効性を調査する。また、プログラムの量的情報流解析のための、プログラムの事前解析とその結果に基づく計数戦略の検討を開始する予定である。平成30年度はBDDおよびd-DNNF構成ツールの開発に注力したが、引き続き投射モデル計数ソルバの高速化に取り組む。まず、成分キャッシュの削除ヒューリスティクスの検討のための実験を行う。次に、最近Lagniezらによって発表された投射モデル計数アルゴリズムとの性能比較を行い、GPMCやその他ソルバを組み合わせたポートフォリオ型などの並列ソルバを検討する。昨年度に行う予定であった実験ではメモリ使用量が大きいものを想定していたが、現状ではまだそこまで規模が大きくない予備的な実験にとどまっている。予備実験の結果に応じて実験に必要となる計算機の選定を行う予定であったため、計算機の購入を次年度へと繰り越すこととした。本年度の研究成果を年度内にまとめきれず成果発表や論文執筆まで至らなかった。次年度にそれらの成果の発表および論文投稿を計画している。
中近世庶民信仰絵画の自然科学的・実証的研究

熊野観心十界図・那智参詣曼荼羅図・立山曼荼羅図などの中・近世期の庶民を対象として絵解きがなされた信仰絵画から部分画像を抽出して文字情報を付与し、画像と文字列のデータベースを構築した。また、本紙法量・紙継寸法・仕立て方法などの情報を採取して各本の比較をおこない、近赤外線撮影と蛍光X線分析により顔領成分の分析と過去の修理の有無を確認した。本研究の対象は、中・近世期の庶民により信仰された那智参詣曼荼羅・熊野観心十界図・立山曼荼羅である。これらには制作年代の判然とするものがなく、一幅中に多数の画像が輻輳して盛り込まれるため、その享受・理解には絵解きに拠るという共通する特徴がある。これまでの研究は、主として国文学や歴史学の分野からなされていたが、今回は以下の自然科学的・実証的な研究手法による成果を総合的に考察することで、諸本の系統・制作年代・技法・作者・制作地などの解明を目指すものである。第一の方法は、画像とそれに対応した文字記述との関連付けが可能なソフトウェアiPalletNexusにより部分画像のデジタルデータベース化を図り、諸本画像の同異を比較・分析をする。第二の方法として、従来は注意されなかった本紙や料紙一紙の寸法と本紙紙継ぎ形式および折れ仕立寸法などの基礎的データを採取して比較検討し、蛍光X線分析装置を用いた顔料成分の同定・赤外線撮影など自然科学的な手法をも動員して、資料に即した実証的研究をおこなう。本年は、比較的に近年、見出されたものを中心として、那智参詣曼荼羅は岐阜・龍洞寺本、静岡・藤縄家本、和歌山、福智院本、熊野観心十界図は岐阜・龍洞寺本、同長保寺本、香川・天福寺本、三重、宝泉院本、大阪、秋玄寺本、などを研究対象とした。これまでの研究は、主として国文学や歴史学の分野からなされていたが、今回は以下の自然科学的・実証的な研究手法による成果を総合的に考察することで、諸本の系統・制作年代・技法・作者・制作地などの改名を目指すものである。第一の方法は、画像とそれに対応した文字記述との関連付けが可能なソフトウェアiPalletNexusにより、部分画像のデジタルデータベース化を図り、諸本画像の同異を比較・分析する。第二の方法として、従来は注意されなかった本紙や料紙一紙の寸法と本紙紙継ぎ形式および折れ仕立寸法などの基礎的なデータを採取して比較検討し、蛍光X線分析装置を用いた顔料成分の同定・赤外線撮影なと自然科学的な手法をも動員して、資料に即した実証的研究をおこなう。第二年度となる本年は、新出の観心十界図として滋賀・長命寺の二幅と同参詣曼荼羅図三幅、那智参詣曼荼羅としては、和歌山・那智大社本、立山曼荼羅図として、新潟・金蔵院本の調査をおこない、関連資料として、秋田・源正寺本の観心十界図と京都・禅林寺本の地獄十王図などを研究対象とした。第二の方法として、従来は注意されなかった本紙や料紙一紙の寸法と本紙紙継ぎ形式および折れ仕立寸法などの基礎的なデータを採取して比較検討し、蛍光X線分析装置を用いた顔料成分の同定・赤外線撮影など自然科学的な手法をも動員して、資料に即した実証的研究をおこなう。最終年度となる本年は、新出となる愛知県岡崎市福聚寺の観心十界図と、同市明星院本の那智参詣曼荼羅図を対象とし、立山曼荼羅は愛知県最勝寺本を調査した。さらに本年までに収集した各本データの整理をおこない、特に過去のフィルム画像データをデジタル化してデータベース構築に向けた基礎的な作業をおこなった。
分子遺伝学的手法を用いた超低侵襲な肝生検診断法の開発

1.分子遺伝学的な肝障害度評価現時点で合計121例の解析をオリゴアレイにて実施した。Azan染色による肝線維化率(MFI)の測定には十分な非癌部切除例に限られるため測定可能であったのは、合計81例であった。C型で多く発現する遺伝子の多くはInterferon関連分子やImmune functionに関与するものであった。リストの上位に位置するGIP2やIFI27はHCV陽性肝細胞癌の癌部にて高発現する遺伝子であった。これらの遺伝子リストはB型、C型の違いにより同定した者であるが、多くの遺伝子はC型とそれ以外に分かれ、NBNC型はB型に類似していた。3.極細肝生検針による評価の再現性の確認と更なる細径化肝生検針(ACECUT)を用いて、18G:30.4±4.4μg、20G:15.3±1.4μgのtotal RNAを採取可能であり、同一症例での解析結果は同じクラスターに分類されることを示した。また、肝生検針を用いて、22G:4.9±0.9μg、23G:3.4±0.5μgのtotal RNAを採取可能であることが確認でき、全体でクラスター解析すると同一症例からの切除組織と肝生検組織は同じクラスターに分類された。4.最終的な遺伝子の絞り込み上記の結果より、B型とC型肝炎の遺伝子発現の違いが明なとなったため肝障害の程度を評価するにもB型とC型は別々に評価すべきと考えられる。そこでまず、C型肝炎症例に絞って肝繊維化率と遺伝子発現の関連を解析した。現時点でtraining sample (n=30)でR=0.86、test sample (n=7)でR=0.82とよい結果を得ている。5.極細肝生検針よりられた74症例からの標本を用いてマイクロアレイを行い、最終的に39遺伝子を同定した。その中でMHC-class II関連遺伝子が最も有効に炎症状態を反映した。また、PIK3C2B、ARHGDIBなどの幹細胞の活性化を司る遺伝子も含まれており、これらが肝炎の分子病因予測因子となる可能性が示された。1.分子遺伝学的な肝障害度評価現時点で合計121例(B型:19例、C型:70例、NBNC型:32例)の解析をオリゴアレイにて実施した。Azan染色による肝線維化率(MFI)の測定には十分な非癌部切除例に限られるため測定可能であったのは、合計81例(B型:13例、C型:57例、NBNC型:11例)であった。リストの上位に位置するG1P2やIFI27はHCV陽性肝細胞癌の癌部にて高発現する遺伝子であった。3.最終的な遺伝子の絞り込み上記の結果より、B型とC型肝炎の遺伝子発現の違いが明なとなったため肝障害の程度を評価するにもB型とC型は別々に評価すべきと考えられる。

そこでまず、C型肝炎症例に絞って肝繊維化率と遺伝子発現の関連を解析した。現時点でtraining sample(n=30)でR=0.86、test sample(n=7)でR=0.82とよい結果を得ている。現在九州大学システム生命科学府生命情報科学講座で解析中である。4.極細肝生検針による評価の再現性の確認と更なる細径化肝生検針(ACECUT)を用いて、18G:30.4±4.4μg、20G:15.3±1.4μgのtotal RNAを採取可能であり、同一症例での解析結果は同じクラスターに分類されることを示した。また、肝生検針(SURECUT)を用いて、22G:4.9±0.9μg、23G:3.4±0.5μgのtotal RNAを採取可能であることが確認でき、全体でクラスター解析すると同一症例からの切除組織と肝生検組織は同じクラスターに分類された。しかし、これまでの評価では肝線維化率の評価は得られておらず、来年度の課題となる。1.分子遺伝学的な肝障害度評価現時点で合計121例の解析をオリゴアレイにて実施した。Azan染色による肝線維化率(MFI)の測定には十分な非癌部切除例に限られるため測定可能であったのは、合計81例であった。C型で多く発現する遺伝子の多くはInterferon関連分子やImmune functionに関与するものであった。リストの上位に位置するGlP2やIFI27はHCV陽性肝細胞癌の癌部にて高発現する遺伝子であった。これらの遺伝子リストはB型、C型の違いにより同定した者であるが、多くの遺伝子はC型とそれ以外に分かれ、NBNC型はB型に類似していた。3.極細肝生検針による評価の再現性の確認と更なる細径化肝生検針(ACECUT)を用いて、18G:30.4±4,4μg、20G:15.3±1.4μgのtotal RNAを採取可能であり、同一症例での解析結果は同じクラスターに分類されることを示した。また、肝生検針を用いて、22G:4.9±0.9μg、23G:3.4±0.5μgのtotal RNAを採取可能であることが確認でき、全体でクラスター解析すると同一症例からの切除組織と肝生検組織は同じクラスターに分類された。4.最終的な遺伝子の絞り込み上記の結果より、B型とC型肝炎の遺伝子発現の違いが明かとなったため肝障害の程度を評価するにもB型とC型は別々に評価すべきと考えられる。現時点でtraining sample (n=30)でR=0.86、test sample (n=7)でR=0.82とよい結果を得ている。5.極細肝生検針よりえられた74症例からの標本を用いてマイクロアレイを行い、最終的に39遺伝子を同定した。その中でMHC-class II関連遺伝子が最も有効に炎症状態を反映した。また、PIK3C2B、ARHGDIBなどの幹細胞の活性化を司る遺伝子も含まれており、これらが肝炎の分子病因予測因子となる可能性が示された。