hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
抗菌タンパクβディフェンシン遺伝子導入によるう蝕予防の実験的研究

βディフェンシンは口腔上皮での細菌防御機構に関与しており、特にβディフェンシン2が、う蝕の病原生菌の増殖を抑制するという報告がある。本研究ではβディフェンシン遺伝子導入による抗う蝕能を検討することを目的とした。研究結果から、βディフェンシン2とβディフェンシン3は唾液腺導管上皮の感染防御機構に関与していることが示唆された。またβディフェンシンは単に抗菌作用のみならず免疫系に関わっているが、本研究により細胞増殖や細胞分化にも関与することが示唆された。本研究を遂行するにあたって基礎的データーとなる、生体組織でのβディフェンシンの発現および局在の解析を以前から行ってきた。本年度の研究概要としては、ラット唾液腺に抗菌タンパクβディフェンシン遺伝子を導入するための前実験として、様々な培養細胞にヒトβディフェンシン遺伝子を導入し細胞の変化、特に細胞増殖および分化の変化についての解析を行った。本研究の進行状況としては、ヒト角化上皮細胞株HaCaTそして口腔由来扁平上皮がん細胞株、KB、SASおよびSCC9の4種類の細胞に、humanβディフェンシン1から4の遺伝子を導入し、これらの細胞の特性を検索した。βディフェンシンが強発現した細胞はコントロールと比較し有意に細胞増殖および細胞遊走の性質を抑制し、これらの細胞増殖はCyclin dependent kinase inhibitorであるp21/waf1およびp27/kip1に制御されていること示した。また、βディフェンシンが強発現細胞では、keratin10やinvolclinなど角化上皮細胞の分化マーカーの発現上昇がみられ、βディフェンシンが細胞分化に関与するという知見も得た。これらのデーターは2006年3月に開催された米国歯科学会(オーランド3/73/10,2006)で発表した。βデイフェンシン蛋白は単に抗菌作用のみならず免疫系に深くかかわることが最近報告されているが、本研究により細胞増殖や細胞分化にも関与することが示唆された。本年度は培養細胞にβディフェンシンの遺伝子を導入し、それに伴う細胞特性について検索し成果を得たが、来年度は実際に実験動物に遺伝子導入を行い、それに伴う唾液腺組織の変化を検索し、成果を得たいと考えている。本年度の研究進行状況としては、1)βディフェンシン3-アデノウィルスプラスミドの作製およびβディフェンシン3-アデノウィルスの精製・抽出および、2)ラット唾液腺にβディフェンシン3-アデノウィルスを感染するための前実験として、マウス唾液腺におけるβディフェンシンの発現確認を行った。1)において、Takara社のアデノウィルス発現系ベクターを用いてβディフェンシン3(BD3)-アデノウィルスプラスミドを作製し、BD3-アデノウィルスの精製・抽出を行った。現在は唾液腺由来細胞HSYに感染実験を行っており、感染に伴う細胞特性について検索中である2)では、マウス唾液腺がβディフェンシン(BD)を発現しているかどうか検索するため、経時的に自己免疫性唾液腺炎を自然発症することからシェーグレン症候群のモデルとして報告されているMRL/lprマウスの顎下腺におけるBDの発現変化を検索した。方法として4、8、10、12、14および16週齢の顎下腺を摘出し、組織切片を作製。切片はH.E染色ならびに抗hBD-2抗体、抗hBD-3抗体を用いて免疫染色を行った。またそれぞれの組織からtotal RNAを抽出しcDNAを作製した後、TaqMan real-time RT-PCRを行った。結結果として、rea1-time RT-PCRではBD-1の発現には変化がみられなかったが、BD-2は16週齢で4週と8週より有意に発現が上昇しており、mBD-3は14週齢での発現が最も強くなっていた。免疫染色では、hBD-2は陽性反応がみられなかったものの、hBD-3は導管上皮での局在を認め、リンパ球浸潤の強いところでは、消失傾向にあった。以上のことから、BD-2と-3は唾液腺炎で唾液腺導管が破壊される前まで、導管上皮の感染防御機構に関与していることが示唆された。2)のデーターは学術雑誌に投稿し受理されている。本年度の研究進行状況としては、1)βディフェンシン3-アデノウィルスプラスミドの作製およびβディフェンシン3-アデノウィルスの精製・抽出を昨年度より引き続き行い、2)ラット唾液腺にβディフェンシン3-アデノウィルスを感染するための前実験として、マウス唾液腺におけるβディフェンシンの発現確認も昨年度より引き続き行った。また3)培養細胞におけるβディフェンシンの特性を検索するため、βディフェンシン1、2および3のsiRNAを角化細胞HaCaTに導入し、βディフェンシン発現減弱細胞を作製、細胞変化を確認した。1)において、Takara社のアデノウィルス発現系ベクターを用いてβディフェンシン3(BD3)-アデノウィルスプラスミドを作製し、BD3-アデノウィルスの精製・抽出を行っている。βディフェンシンは抗菌作用ならびに抗ウィルス作用があるためアデノウィルスを用いた発現系はなかなか困難である。

2)では、マウス唾液腺がβディフェンシン(BD)を発現しているかどうか検索するため、経時的に自己免疫性唾液腺炎を自然発症することからシェーグレン症候群のモデルとして報告されているMRL/1prマウスの顎下腺におけるBDの発現変化を検索した。2)のデーターは学術雑誌に掲載された。3)では、in vitroでのβディフェンシンの特性を検索するため、βディフェンシンが発現している角化細胞HaCaTにβディフェンシン13のsiRNAを導入し、βディフェンシン発現減弱細胞を作製した。特にβディフェンシン1および3の発現減弱細胞で、細胞の増殖が認められ、細胞分化マーカーの発現低下が確認された。βディフェンシンは培養角化細胞において細胞増殖ならびに細胞分化に密接に関与していることが示唆された。3)のデーターは学術雑誌に投稿し受理されている。本年度実施した研究内容としては、1)βディフェンシン3アデノウィルスの精製・抽出2)マウス唾液腺におけるβディフェンシンの発現確認、3)培養角化細胞におけるβディフェンシン強発現細胞および発現減弱細胞の作製・特性解析を昨年に引き続き行い、さらに4)では、ヒト歯肉溝滲出液におけるディフェンシン(αディフェンシン)の発現解析を実施した。結果として、1)では、コントロールのCAT遺伝子を含むアデノウィルスプラスミドは作製できたが、βディフェンシン3を含むウィルスでは、ディフェンシンの抗菌性および抗ウィルス性が作用し、使用できるウィルスプラスミドの精製・抽出はできなかった。2)では、週齢に伴い自然唾液腺炎が発症するマウスにおいて、炎症に伴いβディフェンシン2および3mRNAの発現上昇が認められた。3)では、βディフェンシン強発現細胞および発現減弱細胞を作製することができ、βディフェンシン強発現では細胞分化度が上昇、発現減弱では分化度が低下することが確認できた。4)では、ヒト歯肉溝浸出液においてαディフェンシンの発現を確認し、う蝕や歯周病と関連していることを明らかにした。2)および3)のデータは学術論文に発表済みであり、3)は学術論文に現在投稿中である。本研究内容により、口腔由来の抗菌ペプチド・ディフェンシンはう蝕等に対する抗菌作用のみならず細胞の分化増殖に密接に関与しており、口腔のホメオスターシスを維持する上で重要な役割を持つことが示唆された。
切断軸索からのダイイングコード

これまでの解析から、研究代表者はダイイングコードであるホスファチジルセリンが神経軸索の切断領域に蓄積すること、またその蓄積はCED-7によって切断された神経から放出されること、さらにそれがインテグリンを介してJNK MAPキナーゼカスケードを活性化することで、近位側の軸索の再生を誘導することなどを示すデータを得ていた。今年度は、神経軸索再生を制御するホスファチジルセリンが、再生する神経で産生されることが必須なのか、それとも外部からの供給によっても再生を誘導できるかについて検討した。再生の有無を調べるD型運動神経は、PLM神経と体側部で直交していることが知られている。そこで、ced-7変異体においてPLM神経でCED-7を特異的に発現させ、D型運動神経だけを切断した場合について再生率を検討したところ、D神経の再生率は低いままであった。一方、PLMとD型運動神経を同時に切断した場合には、D型運動神経の再生率が回復した。一方、PLM神経でCED-7を発現させない場合には、PLMとD型運動神経を同時に切断しても再生率の回復は見られなかった。以上のことから、再生を促進するホスファチジルセリンは、必ずしも再生する神経で産生される必要がなく、別の神経からも切断によりCED-7依存的に供給しうることが示唆された。さらに、新たな知見としてSVH-13がホスファチジルセリンシグナルをインテグリンに伝達するのに必要なだけでなく、ホスファチジルセリンの切断領域への蓄積にも必要であることも判明した。データがほぼ出揃い、論文の投稿を始めている。論文が受理されるよう、要求される実験を含め様々な実験を進めてゆく予定である。
チーム医療における高度実践看護師が担う看護専門外来システムの開発に関する研究

本研究の目的は、チーム医療の一環として専門看護師(高度実践看護師)が開設する看護専門外来の実践状況とアウトカム評価、ならびにその運用がもたらす医療への貢献について明らかにするとともに、看護専門外来のシステム化に向けた示唆を得ることである。看護専門外来とは、診療外来と連携しながら卓越した看護実践力を持っている看護職によって独自に開設された看護の外来である。本研究の対象はその内の専門看護師に焦点を当てる。専門看護師(高度実践看護師)は大学院修士課程の高度実践教育課程のがん看護や精神看護など13分野の教育を受け、日本看護協会が行う資格認定試験に合格した看護師である。当該年度の研究実施計画では、看護専門外来を担当している専門看護師ならびに受診している患者への聞き取り調査を行う計画であった。全国医療施設のホームページを閲覧し看護専門外来を開設している施設を洗い出した。さらに、洗い出した施設の看護専門外来の実践状況を確認し、専門看護師が担当している看護専門外来である施設を調査依頼候補予定施設として洗い出した。研究協力への同意が得られた患者10名程度、専門看護師10名程度、看護専門外来と連携している医師10名程度の面接調査に関する所属大学の倫理審査の受審に向けた研究計画書作成の段階である。これまで、看護専門外来システムに関する学術集会における交流集会等での全国周知活動を行ってきた。本年度は、地域ケアリングの雑誌にチーム医療における看護専門外来の開発に関する研究と題して論文を投稿し、多職種への看護専門外来の周知を図った。本雑誌は全国の在宅医療を支える医師や看護職、介護職など購読者が多い。地域の在宅に暮らす患者と看護専門外来も連携していることから今後看護専門外来システム化への示唆を得られるのではないかと考える。全国医療施設から看護専門外来を開設している施設、さらに、施設の看護専門外来の実践状況などを確認し専門看護師が担当している看護専門外来である施設を調査依頼候補予定施設として洗い出した。調査が遅れた理由は、学内業務と研究エフォートとの関連から本年度も時間的調整が困難であったことである。今後効率的に進めていく必要がある。今後の研究の推進方策として遅れている研究計画書作成による所属大学の倫理審査を早急に受ける。研究協力への同意が得られた患者10名程度、専門看護師10名程度、看護専門外来と連携している医師10名程度の面接調査である。得られたデータを質的帰納的に分析する。また、看護専門外来の評価指標を完成させ全国の看護専門外来のアウトカムの評価を行う予定である。さらに、米国のNP(Nurse Practitioner)であり大学院教育者である専門家への情報収集を予定している。進捗が遅れていることから今後の研究計画が効率的に進められるよう学内業務と調整しながら進めていく予定である。本研究は、4年間で4段階に分けて実施する予定の計画である。1段階(1年目)は、国内外の文献検討による看護専門外来の概念と、国内外有識者へのヒヤリングのための事前準備と、面接調査対象とする機関の洗い出しを行う。2段階(2年目)は、有識者へのヒヤリングと、10施設程度の看護専門外来担当専門看護師・受診患者への面接調査と連携医師への聞き取り調査である。3段階(3年目)は、看護専門外来のアウトカム評価指標を完成させ、全国の看護専門外来のアウトカムの評価調査を行い、4段階の最終年度は成果のまとめと報告を予定している。1段階である平成28年度は、国内文献検索を行ったが現段階では専門看護師による看護専門外来開設に関する文献が少なく概念分析までには至らなかった。国外の専門看護師等が実施するホスピスケアと在宅医療を視察し、看護の専門性を探った。国内外有識者へのヒヤリングのための事前準備と、面接調査対象とする機関の洗い出しを行っているところである。1段階(1年目)は、国内外の文献検討による看護専門外来の概念と、国内外有識者へのヒヤリングのための事前準備と、面接調査対象とする機関の洗い出しの途中である。国内の専門看護師による看護専門外来関連の文献が少ないため、当初予定の概念分析には至らない可能性があるため、文献以外の情報を探ることとする。わが国の医療は、超高齢化社会、疾病構造の複雑化や慢性化、医師不足や偏在化した環境下にあり在宅医療が推進されている。在院日数が短縮化されたため医療的処置はじめ複雑で慢性的な心身の問題をかかえながら地域で生活する人々が増加している。地域と医療機関をつなぐ場として従来の外来診療システムがある。しかしながら今日の外来診療支援のみでは、患者・家族から求められている対応が十分であるとは言い難い。

そこで、医療中心の診療外来にケア中心の看護の専門性を加え、じっくりと患者・家族の問題に向き合うことができる看護専門外来システムを構築することに意義がある。看護の卓越した専門性を集積させる看護専門外来システムを体系化することで、チーム医療への発展に寄与し、さらに社会の要請に応えることができる。これは、新たな看護の役割拡大の方略としての提案である。当該年度の研究実施計画では、国内外の有識者へのヒヤリングと、看護専門外来を担当している専門看護師ならびに受診している患者への聞き取り調査を行う計画であった。米国、英国、豪州の有識者である高度実践看護師や教育・研究者から国際学会出席を通して情報収集し意見交換を行った。看護学研究者や教育者と臨床の専門看護師が連携した看護専門外来はユニークなシステムとして捉えられていた。全国医療施設のホームページを閲覧し看護専門外来を開設している調査依頼候補予定施設を洗い出し、国内の調査に向けた準備を行った。本研究に関する国内外の文献検討を行い、看護職が診療外来と連携した看護の専門性を発揮できる看護専門外来について確認した。国外の文献では、主に高度実践看護師であるNP(Nurse Practitioner)の活動に関する内容を確認した。文献検討結果から国内外の有識者へのヒヤリング内容や面接調査内容への示唆を得ることができ今後の調査への参考とした。また、国際学会への出席により、米国、英国、豪州、中国、インドネシア、タイなどのNPや看護教育者・研究者、看護師である臨床家などの参加者から情報を取集した。当該年度の研究実施計画は、国内外の有識者へのヒヤリング、看護専門外来を担当している専門看護師と受診している患者への面接調査である。調査が遅れた理由は、学内業務と研究エフォートとの関連から時間的調整が整わなかったことである。今後効率的に進めていく必要がある。本研究の目的は、チーム医療の一環として専門看護師(高度実践看護師)が開設する看護専門外来の実践状況とアウトカム評価、ならびにその運用がもたらす医療への貢献について明らかにするとともに、看護専門外来のシステム化に向けた示唆を得ることである。看護専門外来とは、診療外来と連携しながら卓越した看護実践力を持っている看護職によって独自に開設された看護の外来である。本研究の対象はその内の専門看護師に焦点を当てる。専門看護師(高度実践看護師)は大学院修士課程の高度実践教育課程のがん看護や精神看護など13分野の教育を受け、日本看護協会が行う資格認定試験に合格した看護師である。当該年度の研究実施計画では、看護専門外来を担当している専門看護師ならびに受診している患者への聞き取り調査を行う計画であった。全国医療施設のホームページを閲覧し看護専門外来を開設している施設を洗い出した。さらに、洗い出した施設の看護専門外来の実践状況を確認し、専門看護師が担当している看護専門外来である施設を調査依頼候補予定施設として洗い出した。研究協力への同意が得られた患者10名程度、専門看護師10名程度、看護専門外来と連携している医師10名程度の面接調査に関する所属大学の倫理審査の受審に向けた研究計画書作成の段階である。
病害制御のための樹体表面及び組織内部の病原性・非病原性微生物相の一括診断法の開発

(1)リンゴ樹に表生・内生する微生物群の収集、同定、遺伝子分離と保存新たに、慣行農薬防除園2箇所、無農薬・減農薬栽培園2箇所から、葉圏に生息する微生物を分離し、真菌17属、細菌10属を同定した。防除方法の違いが葉圏微生物相の違いに及ぼす影響を分析し、農薬散布により特に細菌の生息数が減少する傾向を見出した。(2)リンゴ樹の表生・内生微生物群の一括診断のためのマクロアレイの改良昨年度試作した真菌(病原菌10属・非病原菌14属)と細菌(病原菌2属・非病原菌12属)のcDNAマクロアレイを評価した結果、cDNAアレイ(100-300bp)では配列が長すぎて個々の微生物の完全な特異的識別が困難であった。そこで、分離された微生物と病原菌の遺伝子配列を再分析して各微生物に特異的な配列を抽出し、真菌と細菌それぞれ20種からなるオリゴヌクレオチドアレイを試作した。その結果、同属の近縁種の1-2の例外を除いて、非特異的反応なしにそれぞれの微生物を識別することに成功した。このマクロアレイを用いて、実際の圃場から採集したリンゴ葉面微生物の一括診断を行った結果、少なくとも優占する5-6種程度の微生物の定量的な同定が可能であった。即ち、本研究で目的として、リンゴ葉圏微生物の一括診断マクロアレイの開発に成功した。(3)様々な環境条件下のリンゴ微生物相の資料収集平成18年度・ニュージーランド・オタゴ地区、平成19年度・米国・オレゴン州に引き続き、平成20年度は、北イタリア(トリノ市郊外)の果樹栽培地帯を訪問して、リンゴ、ナシ、アプリコット等の栽培と病害防除に関する情報を収集した。また、中国・北京市の無農薬栽培リンゴ園の病害発生状況を調査し、葉圏微生物のDNA試料を収集した。一部をマクロアレイ診断に供した結果、栽培環境の違いで微生物相が大きく異なる可能性が示唆された。(1)リンゴ樹に表生・内生する微生物群の収集、同定、遺伝子分離と保存弘前大学藤崎圃場の無農薬栽培園リンゴ、同圃場慣行防除園リンゴ、及び弘前市相馬地区の慣行栽培園リンゴの3点から、5月下旬、6月上旬・下旬、7月上旬・下旬、8月上旬・下旬、9月上旬の計8回、葉を採集した。葉表面を洗浄除菌後、洗浄した葉及び洗浄液(遠心濃縮)を暗黒・20°Cで培養し、細菌48株、真菌146株を分離した。培養性状と菌叢、菌糸と胞子の顕微鏡観察から種を同定した。形態から種の同定が困難なものは、菌体からDNAを抽出し、真菌の場合はリボソームDNA-ITS領域、細菌は16Sリボソーム遺伝子(rDNA)の塩基配列を決定して、属或は種の同定を試みた。その結果、真菌は属或は種レベルまで同定できたものが16種、未同定19株であった。AlternariaとAureobasidiumが最優占種で、Cladosporium、Epicoccum、Penicilliumがそれに続いて高頻度に分離された。Penicilliumは無農薬区のみから分離された。属或は種まで同定した16種についてはrDNA-ITS領域をクローニング後、塩基配列を決定して保存した。一方、細菌類は全て16SrDNAの塩基配列を基に属或は種まで同定を試みた結果、属レベルまで同定されたものが13種であった。Bacillusが最優占種で、Curtobacterium、Pseudomonas、Sphingomonasがそれに続いて高頻度に分離された。その他Paenibacillus属、Achromobacter属、Pantoea属、Arthrobacter属、Dermacoccus属、Microbacterium属、Rothia属、Subtercola属、Staphylococcus属等に高い相同性を示す多様な細菌が分離された。(2)リンゴ病原菌類遺伝子(rDNA-ITS領域)の分離と保存申請者の研究室で保存しているリンゴ病原菌類20種を選び、rDNA-ITS領域等を分離し、12種についてクローニングして保存した。(3)リンゴウイルス・ウイロイド遺伝子の分離と保存申請者の研究室で保存しているリンゴのウイルス4種の外被タンパク質遺伝子、ウイロイド2種の全ゲノムを分離してクローニングした。さらに、日本で未報告のApple dimplefruitviroidの新規変異体を長野県の栽培リンゴから分離・クローニングし、全塩基配列を明らかにした。(1)リンゴ樹に表生・内生する微生物群の収集、同定、遺伝子分離と保存弘前市岩木地区の有機栽培園リンゴ園とその近隣の減農薬栽培りんご園の2園地において、5月上旬から10月上旬まで、定期的に5回にわたり、花弁或は葉を採集した。初年度と同様に、葉表面を洗浄除菌後、洗浄した葉及び洗浄液(遠心濃縮)を暗黒・20°Cで培養し、細菌と真菌を分離した。その結果、初年度のものと合わせて、真菌165株26属、細菌90株21属を分離・同定した。

慣行農薬防除区からは真菌14属、細菌11属が分離され、特にAureobasidium、Cladosporium属がより高頻度で分離された。無農薬区からは真菌21属、細菌17属が分離され、特にEpicoccum属がより高頻度で分離された。細菌は慣行農薬防除区、無農薬区共にBacillus属が高頻度で分離された。(2)リンゴ病原菌類遺伝子(rDNA-ITS領域)の分離と保存、及びマクロアレイの試作分離した様々な微生物の中から、真菌(病原菌10属・非病原菌14属)と細菌(病原菌2属・非病原菌12属)を選び、それぞれの特徴ある遺伝子配列の一部から得たクローン化断片をナイロンメンブレンに貼り付け、リンゴ微生物診断用マクロアレイを試作した。(3)リンゴウイルス・ウイロイド遺伝子の分離と保存輪状さび果病罹樹及び奇形果病罹病樹から分離したリンゴクロロティックリーフスポットウイルスの全塩基配列を決定し、塩基配列の多様性に関する情報を収集した。同様に、リンゴ及びホップから分離されるApple fruitcrinkle viroidの多数の変異株の塩基配列を分析し、その塩基配列多様性に関する情報を収集した。(1)リンゴ樹に表生・内生する微生物群の収集、同定、遺伝子分離と保存新たに、慣行農薬防除園2箇所、無農薬・減農薬栽培園2箇所から、葉圏に生息する微生物を分離し、真菌17属、細菌10属を同定した。防除方法の違いが葉圏微生物相の違いに及ぼす影響を分析し、農薬散布により特に細菌の生息数が減少する傾向を見出した。(2)リンゴ樹の表生・内生微生物群の一括診断のためのマクロアレイの改良昨年度試作した真菌(病原菌10属・非病原菌14属)と細菌(病原菌2属・非病原菌12属)のcDNAマクロアレイを評価した結果、cDNAアレイ(100-300bp)では配列が長すぎて個々の微生物の完全な特異的識別が困難であった。そこで、分離された微生物と病原菌の遺伝子配列を再分析して各微生物に特異的な配列を抽出し、真菌と細菌それぞれ20種からなるオリゴヌクレオチドアレイを試作した。その結果、同属の近縁種の1-2の例外を除いて、非特異的反応なしにそれぞれの微生物を識別することに成功した。このマクロアレイを用いて、実際の圃場から採集したリンゴ葉面微生物の一括診断を行った結果、少なくとも優占する5-6種程度の微生物の定量的な同定が可能であった。即ち、本研究で目的として、リンゴ葉圏微生物の一括診断マクロアレイの開発に成功した。(3)様々な環境条件下のリンゴ微生物相の資料収集平成18年度・ニュージーランド・オタゴ地区、平成19年度・米国・オレゴン州に引き続き、平成20年度は、北イタリア(トリノ市郊外)の果樹栽培地帯を訪問して、リンゴ、ナシ、アプリコット等の栽培と病害防除に関する情報を収集した。また、中国・北京市の無農薬栽培リンゴ園の病害発生状況を調査し、葉圏微生物のDNA試料を収集した。一部をマクロアレイ診断に供した結果、栽培環境の違いで微生物相が大きく異なる可能性が示唆された。
遺伝子改変マウスを用いた体性感覚野神経回路成熟の研究

バレルは,齧歯類の大脳皮質体性感覚野の第4層に存在する特徴的な組織学的構造であり,その形成は活動依存的神経回路発達の有用なモデルである。しかし,分子レベルの機構はほとんど不明である。アクチン細胞骨格の制御を介した機構の関与が示唆されるが,本年度は,その機構に関して重要な知見を得ることができた。Rhoファミリー低分子量G蛋白質は,アクチン細胞骨格を制御する鍵となる分子だが,その上流の制御に関しては不明の点が多い。われわれは,Rac (Rhoファミリーの主要なメンバー)特異的抑制因子であるαキメリンの遺伝子の突然変異マウスを発見し,その表現系が,エフリンB3欠損マウスおよびEphA4欠損マウスと類似していることに気づいた。αキメリンがエフリンB3-EphA4シグナルの下流のシグナル伝達に関与するという仮説をたて,その検証を行った。培養細胞を用いた過剰発現系および神経細胞や脳組織を用いた内在性蛋白質を用い,EphA4とαキメリンが結合することを示した。また,培養細胞を用いた系で,エフリンB3-EphA4シグナルがαキメリンによるRac抑制を誘導することを見いだした。さらに,エフリンB3-EphA4シグナルがαキメリンを介してアクチン細胞骨格を制御していることを,変異マウス由来の神経細胞を用いた成長円錐崩壊実験で確認した。以上の結果から,エフリンB3-EphA4シグナルがαキメリンを介してRacを抑制し,それによってアクチン細胞骨格を制御していることが明らかとなった。これは細胞骨格制御に,エフリン-EphシグナルによるRhoファミリー抑制系が関与することを初めて示したものであり,細胞骨格制御の新しい機構を提示した。エフリン-Ephは,体性感覚系回路の微調整だけでなく,トポグラフィック投射にも重要な働きをすることが示されており,その過程におけるαキメリンの関与にも興味が持たれる。バレルは、げっ歯類の大脳皮質体性感覚野の第4層に存在する特徴的な組織学的構造であり、その形成は、活動依存的な神経回路発達のモデルとして長年注目されている。しかし、分子レベルの機構の理解は、有効な方法論がなかったためあまり進んでいない。私達はこれまでの研究で、マウス発生工学が、この目的のために有効であることを示してきた。本研究では、新しい領域特異的遺伝子ノックアウト法の開発とともに、それを用いてバレル形成分子機構を解明することを目的としてきた。現在、特に着目しているのはアデニル酸シクラーゼ(AC1)の役割であり、大脳皮質興奮性神経細胞のAC1ではなく、視床-皮質シナプスのプレ側にあるAC1が、バレル形成に重要であることを示唆するデータを得ている。この機構をさらに詳細に解析するために、BACトランスジェニックマウスを用いて、視床特異的に標的遺伝子をノックアウトするためのCreマウスの作製を試みてきたが、レポーターマウスを用いた解析から、目的のCreマウスが得られたことが示唆された。さらに抑制性神経細胞特異的に遺伝子をノックアウトするためのCreマウスの作製も行ってきたが、こちらも目的のものが手に入ったように思われる。現在、Cre組換えの特異性をさらに詳細に解析しているところである。また、大脳皮質特異的AC1ノックアウト、および、大脳皮質と視床でAC1がノックアウトされたマウスでの、単一視床-皮質軸索の形態解析を行うことにより、視床-皮質軸索終末に分布するAC1だけでなく、ポスト側のAC1も、視床-皮質軸索の広がりに重要な働きをすることを示唆するデータを得ている。
非選択目的語の使用における文法の創造性

結果構文など英語の非選択目的語が関わる構文は、その構文的イディオム性をもとに文脈に応じて多様かつ新奇な創造的表現の使用を支える文法的基盤となっている。本研究は、非選択目的語が関与する構文に通底する変化事象を表す文法のしくみを明らかにするとともに、統語論と意味論という狭義の文法のみならず、世界知識や文脈情報など語用論的要素が創造的な言語表現の認可に関与するしかたを含めて、言語使用における文法の創造性の一端を解明した。英語の動詞frightenに代表される心理インパクト動詞(scare, shock)において見られる非選択目的語の認可とそれに伴う本来の目的語のPP内への降格のメカニズムについて、関連する表面接触動詞(wipe)や状態変化動詞(freeze, melt, break)の用法と比較しつつ、Ramchand(2008)のFirst PhaseSyntaxの枠組みを用いて分析した。First PhaseSyntaxは、動詞の語彙意味と統語構造のインターフェイスとしての事象構造における一般化を捉えるシステムであるが、特に動詞の潜在的な多義的用法を説明する「不完全連結(underassociation)」のしくみを補完する2つの機能的制約として、「項の共有」と「非顕在項の認可」を提案することにより、心理インパクト動詞において非選択目的語構文への生産的な拡張用法が見られることの構造上の基盤を理論的に明らかにした。心理インパクト動詞は、非選択目的語を伴う拡張用法を許す典型的な動詞類であり、この分析で提案した文法的な認可のしくみは、その他の表面接触動詞や状態変化動詞の類の分析にも応用できるものであり、なぜ非選択目的語を伴う拡張用法が、他動詞一般ではなく、特定の動詞類に限定されるのかを説明する上で、有力な理論的道具立てとなることが期待される。今後はさらに、関連する構文の創造的使用における意味解釈の様相を、現在構築中のデータベースにおける具体的用例の語用論的分析も含めて、解明していくことにより、創造的言語使用における文法のはたらきについて総合的な理論化を進めていく必要がある。非選択目的語が関わる構文研究の一環として、単文内で一般には許されないとされる状態変化と位置変化が両立すると思われる複合的変化事象に焦点を当て、(1)内部移動の結果構文(He dropped his mouth open)、(2)状態変化動詞を伴う非選択目的語結果構文(He scared the secret out of her)、(3)見せかけの結果構文(She piled the books high up to the ceiling)という3つのタイプの構文の成立条件を整理し、変化事象の分析一般に対する理論的な含意を考察した。これらの構文に共通する特徴として、Iwata(2008)、岩田(2010)の論じている、直接的因果関係と同時性の成立という条件に加えて、状態変化と位置変化をそれぞれ表す述語(動詞と結果表現)が、「部分(part)と全体(whole)」、あるいは「図(figure)と地(ground)」という関係に基づく変化主体の再解釈に応じて、関連はあるが異なる実体である叙述対象を持つことを明らかにした。また見せかけの結果構文においては、形状変化動詞のスケールの本来的な両義性から、状態変化のAP結果句と位置変化のPP結果句が共起する場合には、状態変化と位置変化のどちらが因果的に先行しているかは一概には言えず、むしろ直接的因果関係と同時性は、事象の性質あるいは動詞の意味に応じていずれかが優位に認識される同じコインの表裏のようなものと見なすことができる。この分析で明らかとなったのは、単文内で状態変化と位置変化が両立するには、変化主体に関して世界知識に基づく内在的あるいは文脈依存的な内部構造に基づく「部分と全体」、あるいは「図と地」という概念上の再解釈が前提条件となっており、そこに言語使用における創造性が関与する余地があると考えられる。本研究の目的は、結果構文の関連構文(使役移動構文等)における非選択目的語(動詞の語彙情報に直接依存しない目的語)が認可されるメカニズムを解明し、いわゆる一度限りの新奇な用例も含めて、創造的な言語使用における文法の役割について、狭義の文法論だけでなく、語用論的視点も含めて、理論的に考察することである。本年度は、位置変化あるいは状態変化という変化事象を内在化する構文表現における非選択目的語の導入における意味解釈の条件について考察した。まず動詞のタイプ別(結果含意他動詞、非能格他動詞、非能格自動詞)に、非選択目的語が生じた場合の適切な事象解釈のしくみを検討する上で、非選択目的語の認可に関与する「世界知識(worl dknowledge)」と「文脈情報(contextual information)」の働きを区別し、結果含意他動詞の場合には「世界知識」の貢献が大きいのに対して、非能格動詞の場合には、「世界知識」も関与するが、むしろ「文脈情報」の方が適切な解釈にとって不可欠であることを、具体的事例分析に基づき明らかにした。より詳しく述べると、結果含意動詞の場合には、「世界知識」に基づく変化主体の部分と全体の関係性が解釈の中心的な役割を果たすのに対して、非能格動詞の場合には、場面における近接物としての関係性を特定する文脈情報への依存度が大きいことを論じた。
低速多価イオンビーム照射によるガラス材の電気伝導度のスイッチング現象の研究

ガラスは絶縁体として知られ、内部抵抗率は非常に高く、表面抵抗率も含め絶縁性が高い。厚さが0.11 mmほどのソーダライムのガラス板では実用的には電流は流れないとも見なせる。この高い絶縁性を可逆的に低くするようなスイッチング制御ができれば、極めて絶縁性の高いスイッチング素子が実現する。本研究では、制御に電場を用いるが、真空中でガラス板に多価イオンマイクロビームを照射してピンポイントに帯電させ、その反射イオンの軌道から帯電の様子、すなわち抵抗率が電場強度に応じてヒステリシスを持つスッチングをしている可能性をとらえ、モデル計算とも一致することを示した。ガラスは絶縁体として知られ、内部抵抗率は金属と比べると非常に高く、表面抵抗率も含め絶縁性が高い。厚さが1mmほどのソーダライムのガラス板では実用的には電流は流れないとも見なせる。この高い絶縁性を可逆的に低くするようなスイッチング制御を真空中の多価イオンマイクロビームを照射することで実現することを目的としている。2年目は、(1)2枚のガラス板の隙間に多価イオンビームを通過させ、その通過強度からガラスの伝導率の変化を検出する実験を投稿論文としてまとめ受理された。(2)マイクロビームを1枚のガラス板表面に照射し、帯電により反射されたビームの反射角の時間変化、すなわち、表面の過大な帯電による電場の消失(リーク電流の急増)、を検出する実験を行い、当初予想していたダイナミックな反射ビームプロファイルを得ることができた。注目すべき点として、A.反射ビームは大きく広がって散乱される場合もあるが比較的小さなスポットになることがあり、B.スポットの形状、反射角は刻々と変化していきスポットそのものが消失する(あるいは検出器有感領域をはずれるほど大きく散乱される)ことがある。また、C.ガラス板の帯電により反射が起こるが当初予想より少ない入射電流(あるいはガラス表面電場)でガラスの抵抗値がスイッチングした可能性がある。実験は、真空槽内の2枚のガラス板の隙間に多価イオン(113 kV加速のAr8+)ビームを通過させ、下流で通過ビーム強度を測定することで行われた。上下1対のガラス板セットは2、3センチ四方の大きさで各1枚は1 mm厚、隙間は0.1 mmであった。このセットは、下流側を少し持ち上げた状態で設置され、下板が帯電したときのみビームが偏向し隙間を通過できるようになっている。いくつかのエネルギーのビームを入射すると、入射強度は一定でも振動的通過が観測された。次に、上板を外した状態で同様の実験を行った。ビーム強度測定は、MCPを使った2次元位置検出器を使い、それぞれのイオンの位置、到着時間を記録した。計数限界は毎秒3,000個程度なので、ビームは数μmから1ミリに絞って入射した。これにより、通過(反射)イオン数を減らし、また、効率よく帯電できるようビーム内の粒子密度も向上させた。測定では、秒の単位で、反射ビームがMCP上を次々に移動していく現象も発見された。これは、ガラス板上の帯電分布が刻々と変動していることによる。入射ム強度から考えて放電は頻繁にはおこらないはずで、一度、“ソフトな"絶縁破壊が起こり、ほんの一部だけ残して絶縁破壊されたパスがガラスのバルクあるいは面内に生じ、その一部残った絶縁箇所が、周りの電場に応じて抵抗値を変化させていると考えれば矛盾がない。このようなパスをフィラメントと呼ぶが、ReRAM(resistance RAM)素子と同じ現象が、ソーダライムガラスでも実現する可能性を示すことができた。また、MCP上で観測された振動パターンは、最初の上板がある実験と同じgeometryを仮定すると、振動的通過の挙動とよく一致することも確認できた。初年度は;(1)2枚のガラス板の隙間に多価イオンビームを通過させ、その通過強度からガラスの伝導率の変化を検出する実験、および(2)マイクロビームを1枚のガラス板表面に照射し、反射角の時間変化、すなわち、表面の帯電による電場の消失、を検出する実験、の準備およびテスト実験を行った。ユニークな点として、(2)の多価イオンマイクロビーム照射という、サンプル表面にピンポイントで電荷を注入する手段があげられる。その際、ビーム強度とその安定性の確保に重点を置いた。また、照射が終わっても帯電状態は数10分続くと考えられるので、帯電を取り除くために電子銃をインストールした。

更に、サンプルステージは、位置、角度の調整、サンプルの選択を行えるよう、平行移動が3軸、回転が2軸のステージを用意した。また、測定ソフトウェアも新たに開発し、できるだけ多くの測定値を時系列でグラフ化できるようにした。(1)のテスト実験では、いくつかの異なる加速電圧のビームで伝導率の急激な変化によると考えられる通過量の変化が得られた。(2)では、いくつかの試行のうち、まだ1度しか検出できておらず、マイクロビーム強度、ビームエネルギー、サンプルのビームに対する角度などの組み合わせを更に考えているが、想定されていないパラメータがないか検討中である。2年目終了時点では、ガラス板裏面の金属箔からのリーク電流の測定が可能となった。4軸ステージと入射ビームの供給部分の開発はほぼ終了している。また、最新のOSに対応したデータ取得用ソフトウェアおよび解析用ソフトウェアの開発がほぼ終了したことで、大まかな解析や確認は実験中に行えるようになり、ビームタイムを無駄なく効率的に使用できるようになった。さらに当初予想していなかった多価イオンビームの生成と供給を行っているビームライン上流部のビーム輸送系のふらつきも当実験に影響を与えることもわかってきたため、ビーム輸送系の最適なパラメーターの決定も行った。その結果、「概要」で述べた予想通りのダイナミックな反射ビームプロファイルを得ることができた。しかしながら、現象が起こるガラス板への入射角度や照射位置の条件はかなり狭く、ビームエネルギーを変えるたびに現象が起こる条件を、時間をかけて探す必要があり、まだ、系統的な議論ができているとは言えない。初年度の1月から3月にかけて予定していた放電位置の特定のためのガラス板裏面の金属箔のセグメント化が完了していない。1月の段階で製作が完了しているはずであったが、夏からの実験用加速器の電力スケジュールにうまく合わせることができなかったことと、メーカーからの部品調達の遅れにより、多チャンネル読み出しの発注・納品そのものを次年度にずらした。それ以外では、マイクロビームの安定供給技術の確立と、いくつかのスイッチングと考えられるデータを見出したことにより、当初予定していた初年度分のスケジュールの9割程度は達成できたと考えている。2枚のガラス板の隙間に多価イオンビームを通過させるほうの実験では、本研究費を申請するきっかけとなった実験と同様の、周期的通過が確認された。この周期的通過はある限られた幾何学的条件が必要であるため、この現象が再確認できたということは、この条件を把握できていると言え、今後のモデル計算において放電メカニズムの解釈が、より進むと期待している。◎ビームエネルギーを変えて現象が起こる条件を探す実験を繰り返す。(4月12月)◎ガラスの材質(ガラス以外のポリマーも含め)、表面処理の方法、等を変えて実験を続ける。また、ガラス板の厚さを変えれば裏面のグラウンド電位との距離を変えたことになり、対応する照射エリアでの電場も変わることになる。(4月12月)◎温度を変化させることも試みるが、加熱が容易な反面、真空中では冷却は難しいため、必須のパラメーターとはしない。◎結果を国内外での会議で発表する。(夏から冬)◎初年度に完了できなかったガラス板裏面の金属箔のセグメント化を7月までに行う。
ヒューマノイドブレインにおける体性感覚野と運動野の自己組織化に関する研究

身体性由来の感覚運動情報構造の探索・獲得・利用に向けて、本年度は、人間型身体のシミュレーションに基づく体性感覚運動情報の構造抽出、視覚的物体識別情報の固有基底抽出、行動文脈情報カテゴリの自己組織化学習、全身行動実験用ヒューマノイドロボット制御システム構築の成果をあげた。これらにより、自律的に身体性情報を発見・獲得し新奇な行動概念を獲得するロボットに向けた要素技術の主要部分が構築された。(1)体性感覚運動情報の構造抽出:人体シミュレーションモデルの表面に220個の触覚センサを設定し、ランダム全身運動を行わせ、体性感覚情報として220次元×10万ステップの時系列データを得た。相関構造解析により、人体のトポロジに対応したTopographic mapが生成された。(2)脳型物体識別処理モデル:脳の側頭葉TE野の物体認識機能のモデル化を試みた。TE野では物体形状の基本要素ごとに分解した情報表現がある。これを基底関数の考え方でモデル化した。視覚画像を、V1に相当するGaborフィルタ群を通し、画素特徴ベクトルを生成する。次に、特殊な受容野配置によりこれを集約し、180次元の画像特徴ベクトルを生成する。これに主成分分析を適用し第5主成分までを用いて基底を定めた。手認識に応用し、学習時に未経験の背景、明暗・移動・変形等の変動にもロバストに形状認識が行えることを確認した。(3)行動文脈カテゴリ自己組織化:非単調ニューラルネットと自己組織化学習と統合することにより、文脈情報カテゴリの自己組織化学習を行うモデルを構築した。モデルは、森田らによる非単調ニューロンを用いた強力な時系列学習ニューラルネットに、Kohonen型の自己組織化機構を融合したものである。これにより、時系列パターンのカテゴリ化学習と時系列予測機能が実現された。(4)ヒューマノイドロボット行動制御システム:従来の通常のロボットシステムとは全く異なる独自の体内分散制御系により、通常より1桁以上高速な10kHz以上の全軸ソフトウェア電流サーボシステムを構築した。全関節の出力トルクを統合同期制御することができ、環境になじみつつダイナミックな動作を生成することができる。視覚系との統合にも着手し、実時間で人間の両腕動作を認識し、これに対応する動作を生成することで見真似機能を実現した。生成する動作は従来型の位置制御ではなく、出力トルク制御により重力とのバランスを保つ方式とした。これにより、非常に人間の動作に近い滑らかな運動を実現した。
Androgenの生殖器以外の作用に関する臨床的研究

Androgenの減少は骨に対しては代謝の亢進につながることが明らかとなったが、短期間では骨粗鬆症の発症のレベルまでは骨密度の減少はなかった。握力などの筋力には経過中に変化を認めなかった。メタボリック症候群で注目される物質のひとつであるアディポネクチンも経過中は両群に変化を認めなかった。脳に対する影響として、認知障害の有無をミニメンタルステート検査を行ったが経過中に両群とも変化は確認できず、認知能に対する影響は確認できなかった。このように、アンドロゲンの低下が早期より影響を及ばす臓器としては生殖器以外では骨が注目される結果であった。本研究を開始するにあたり、札幌医科大学倫理員会の承認と札幌医科大学医学部附属病院IRBの承認を得た。また、研究参加者からは文章による同意を得て研究を開始した。日本においては、前立腺癌で内分泌療法中である天皇陛下が骨粗鬆症の恐れがあるとの報道がなされこともあり、この分野に対する関心が、医療従事者だけでなく一般の国民の間でも高まっている。今後の研究結果が非常に重要となることが再認識されることとなっている。本研究はアンドロゲンが各臓器にどのような作用を及ぼすかを、前立腺癌の内分泌治療によりテストステロンが去勢域にまで下がった治療群と対照群での各臓器に及ぼす作用を比較することによりその作用を臨床的に研究するものである。前立腺癌内分泌治療群は治療後、テストステロンが虚勢域まで低下していることが確認された。治療後の各パラメーターの変化を確認を行った。骨に関してはNTxやオステオリンクスなどの骨代謝マーカーでは、前立腺癌治療群で治療後6ヶ月で骨代謝が対照群に比較して亢進していることが認められた。しかし、骨密度の変化では6ヶ月目でも両群に明らかな差は認められなかった。これらのことより、Androgenの減少は骨に対しては代謝の亢進につながることが明らかとなったが、短期間では骨粗鬆症の発症のレベルまでは骨密度の減少はなかった。特に、骨代謝が亢進しており骨粗鬆症の発症とまでは行かないが、その後のアンドロゲンの低下状態が持続すれば注意が必要であると思われた。他の臓器では早期には大きな影響を認めなかった。しかし、長期的な作用があるかは今回の調査期間では不明であり、今後の研究課題であると思われた。
Si量子ドットの作製と高いEL量子収率を持つハイブリッド白色LEDの開発

本研究では,シリコン(Si)を発光体とする量子ドット(QD)を作製し,それを用いた高効率のSi QD LEDを開発する。そのために,SiQDを3つ以上の異なる製法で作製し,粒子サイズや表面官能基の異なるSiQDを得る。その結果,全ての手法で発光するSiQDを合成し,サイズや表面官能基を変え,青,緑青,オレンジ,赤で発光するSiQDの合成に成功した。また,QD溶液の塗布により,薄膜型のSiQD LEDの開発に成功した。特に,SiQDを発光体とする青白LEDは世界初の報告であったため,国内外の学術界とメディアからも注目された。なお,題目にあるハイブリッドとは無機と有機の複合体のLEDを指す。28年度は,本研究の2年目となる。本年度では,Si量子ドット作製において焼成法を新たに加え,「合計3種類の手法でのSi量子ドットの作製」ができるようになった。また,3種類の手法で作製したSi量子ドットを用い,ハイブリッド白色LEDを作製に着手した。特に新しいところは,焼成法による発光性Si量子ドットの作製である。すなわち,シルセスキオキサンを合成し,それを電気炉での焼成ならびに化学処理することにより,Si量子ドットを作製した。特に,合成条件の違いにより,青色発光と赤色発光するSi量子ドットを作り分けることに成功した。これらの発光色の違いには,前駆体であるシルセスキオキサンの構造が関係していることが明らかとなった。その他,レーザーアブレーション法で作製したSi量子ドットを発光層にした青白色LEDの開発に成功し,論文発表と同時にプレスリリースした。その結果,新聞,Yahooニュース,EurekaAlert!(AAAS,アメリカ科学振興協会)など,国内外のメディア80件ほどに取り上げられた。本年度までに,Si量子ドット作製において,3年間で計画したすべての方法に着手が完了したから。また,生成物の発光特性の研究を行い,LED作製に着手しているから。2年目の28年度では焼成法を新たに加え,「合計3種類の手法でのSi量子ドットの作製と,それぞれのSi量子ドットを発光体としたハイブリッド白色LEDを作製」し,「発光特性と構造・物性の相関」の研究を行った。そして,高効率LED白色を生み出す作製条件を追求した。具体的には,HSiCl3と水を0°Cで反応させ,シルセスキオキサン(以下,HSQポリマー)を合成した。この際に,溶媒の希釈条件や混合条件により,異なる構造を有するHSQポリマーが生成した。このポリマーを,高温(1100°C)で還元し,Si量子ドットを作製した。その後,エッチングと不飽和炭化水素のヒドロシリル化反応により,表面を炭化水素で化学修飾したSi量子ドットを得た。ポリマーの構造の違いにより,発光の色が青と赤と異なることが明らかとなった。また,レーザーアブレーション法で生成したSi量子ドットについて,溶媒効果とエージング効果により,発光の量子収率が著しく異なることが明らかとなった。これらの成果は,学術論文として出版された。本年度までに,申請した内容をすべて予定通りに実行できているため。本研究では,シリコン(Si)を発光体とするSi量子ドットを作製し,それを用いた量子ドットLEDの開発を目的とした。量子ドットの作製には,次の三つの方法を導入した。すなわち,1)レーザーアブレーション法,2)化学合成法,3)焼成法である。1)については,液中に静置したSiウエハにナノ秒パルスレーザーを照射し,青色領域で発光する量子ドットの開発に成功した。2)については,有機合成的にSi誘導体を液中で還元させ,その凝集過程によりSi量子ドットの合成に成功した。その結果,青色領域でより発光効率の高いSi量子ドットの合成に成功した。3)については,シルセスキオキサンを1100°Cの高温での焼成反応により,赤色,オレンジ色で発光するSi量子ドットの合成に成功した。これら3種類の手法でのSi量子ドットの合成は当初の計画通りであり,目的を達成できた。なお,これらの3種は全て表面官能基の異なる量子ドットでもある。また,これら3種類の量子ドットを用い,Si量子ドット溶液の塗布法により量子ドットLEDの開発を行った。全てにおいてLEDが作製できた。特に1)の量子ドットを用いたSi量子ドットLEDが最もよい素子であった。これらの成果は学会または学術論文として発表した。また,一部の発表においては,国内外の学術界,出版社,メディアからも注目された。今までに行っている3つの作製法でSi量子ドットを作製し,それを用いたLED作製を行う。今まで行ってきたSi量子ドットならびにLEDの両者において,発光効率をあげるため作製法を複数ためし,時間の許す限りそれらを行う。今までに行っている3つの作製法でSi量子ドットを引き続き行う。

そして,それらを用いたLEDの作製を行う。両者について,よりパフォーマンスの高いモノづくりを行う。29年度が最終年度であるため、記入しない。マテリアルサイエンス29年度が最終年度であるため、記入しない。
群論の古典的問題とその関連分野

本研究の目的は、離散的な群に関する古典的な問題の研究とそれの他の分野への応用であった。研究代表者と分担者は、これらの成果をいくつかの研究集会で発表し、また他の関連分野の研究者との研究の交流によってお互いの研究成果を持ちよって討議した。そのため研究費の大部分は、研究打ち合せ旅費として使われた。この研究によって得られた主な成果(途中経過も含む)は次のとおりである。1.ふたつの群を結ぶ準同型写像の個数や部分群の個数に関する各種合同式。2.有限群のモジュラー表現論との関係。3.整数論、作用素環、微分方程式のモノドロミー群、位相幾何との関係。4.バーンサイド環とマッキー関手の研究と応用。5.群作用を持つ符号とデザイン。本研究でもっとも力を入れて研究した第1の課題については、ふたつの群を結ぶ準同型写像の個数に関するいくつかの合同式を証明し公表した。これはフロベニウスの古典的な結果の拡張になっている。これに関連して、多くの問題と予想が未解決のまま残っており、今後の研究課題として残されている。例えば、与えられた次数の対称群において、位数が3のベキの元の個数が3で何度割り切れるか、という問題さえコンピユータによる膨大な計算にも関わらず不明である。次に群が作用する符号についてマックウイリアムズ型の恒等式を証明した。また群作用を伴うブロックデザインに関するフィッシャー型不等式を証明した。証明の一部に超幾何級数に関する古い恒等式を用いている。
より有効な放射線療法に向けた新規放射線耐性責任遺伝子の網羅的単離

放射線療法時に見られる放射線耐性細胞は予後を左右する重要な因子の1つである。本研究では、2Gy/dayのX線を30日以上照射し続けても増殖する放射線耐性細胞株の樹立を試み、解析した。その結果、放射線耐性細胞では効率的にX線で誘発されるDNA2本鎖切断を修復している事が分かった。また、PCR based differential display法による遺伝子発現解析から、放射線耐性細胞に特異的に発現が変動している遺伝子が幾つか得られた。標準的放射線療法である、2Gy/dayのX線を照射し続けても分裂を継続するヒト肝癌由来細胞株HepG2-8960-Rにおいては、その増殖が細胞密度に影響されるため、コロニー形成法やMTT法などの既存の指標では、その耐性の判定は困難であった。本年度、この細胞の耐性を検出することの出来るHigh density survival assay (HDS assay)を開発し、その耐性の判定を可能にした(投稿準備中)。HDS assayは、浮遊細胞やplating efficiencyの低い細胞でも高感度に放射線の影響を判定することができ、極めて有用な方法である。さらに、HepG2-8960-Rでは、親株であるHepG2細胞に比べて、X線で誘発されるDNA損傷の修復がより正確になされている可能性を見出した(投稿中)。現在、この点を明らかにするために、HPRT遺伝子座の突然変異率を解析している。また、PCRを用いたdifferential display法及びmicroarray法により、放射線耐性細胞特異的に発現の変動している遺伝子をいくつか単離した。これらの遺伝子は、放射線耐性責任遺伝子の候補となるものである。以上の点が、肝臓以外の臓器に由来する放射線耐性細胞においても当てはまるのかどうかを確認するために、ヒト口腔がん由来及びヒト肺がん由来細胞株からも、毎日2GyのX線を照射し続けても死滅しない放射線耐性細胞の樹立を試み、成功した。これらの細胞を用いれば、放射線耐性細胞の普遍性を確実に明らかにすることが出来ると考えている。標準的ながんの放射線療法である2Gy/dayのX線を照射し続けても、増殖を続ける臨床的放射線耐性細胞を樹立した(HepG2-8960-R細胞)。本研究では、親株であるHepG2とHepG2-8960-R細胞を用いて、放射線耐性細胞に特異的に発現の変動している遺伝子の単離を目指した。マイクロアレイによる発現解析の結果、放射線耐性細胞で2倍以上発現の上昇している遺伝子が5つ見つかった。一方で、発現が低下している遺伝子は見つからなかった。これらの遺伝子は、DNA修復や細胞死に関与するものではなかった。今後は、これらの遺伝子をノックダウンして放射線耐性の形質を失わせることが出来るのかを解析する。本研究ではさらにPCR based differential display法により放射線耐性細胞に特異的に発現の変動している遺伝子の単離を試みた。その結果、放射線耐性細胞において顕著に発現が増加しているもの及び低下しているものがいくつか見つかった。今後は、これらの遺伝子を同定し実際に放射線耐性細胞で発現が変動しているのかをreal-time RCRにより解析する。また、新たに口腔がん由来の細胞(SAS細胞)及び子宮頸部がん由来の細胞(HeLa細胞)及び肺がん由来細胞(H1299細胞)からも放射線耐性細胞の樹立に成功している。そこで、これらの細胞においても上記で同定した遺伝子が同じような発現パターンを示すのかを確認する。