hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
脂肪酸代謝疾患として捉える自閉症の生物学的基盤の解明

自閉症者血清中の脂質VLDL分画の低下から(1)自閉症者血清中の脂肪酸解析、(2)脂肪酸所見に基づく自閉症動物モデルの確立とその解析、(3)動物モデルを用いた新規自閉症治療法を検討した。その結果、VLDL分画の低下に関連の深い脂肪酸としてω6脂肪酸を含む6種類の脂肪酸を見出した。ついでCD38KOマウスに自閉症者同様の血清中脂質VLDL分画・ω6脂肪酸の低下を認め、血中ω6脂肪酸の低下を出生直後に補うと社会認識行動の修復につながることを見出した。VLDLR-Tgラットにも多動と組織中のアラキドン酸の欠乏が示された。自閉症研究では脂質はほとんど注目されていない。体内を循環する脂質、特に多価不飽和脂肪酸は中枢神経発達における重要な役割を担っているが、ヒトの脂肪酸代謝と児の発育・発達との関連は未だ十分に検討されていない。自閉症血清中の脂質VLDL分画の特異的な低下が判明したことから、本計画では(1)自閉症者血清の脂肪酸解析、(2)脂肪酸代謝異常に基づく自閉症動物モデルの確立とそのイメージング解析、(3)動物モデルを用いた新規自閉症治療法の検討、(4)脂肪酸解析結果に基づく臍帯血出生コホートによる自閉症疫学研究、の展開によって脂肪酸代謝異常としての自閉症の生物学的基盤の解明に迫る。平成21年度、松崎は新たに自閉症者血清の解析例数を増やし、同血清中の脂質VLDL分画の特異的な低下が自閉症早期診断の補助に役立つことを見出して特許出願を行った。また、この過程で自閉症血清に特有の所見を複数見出し、論文として発表した。岩田はこの性質を再現する動物の検討を進め、既に作製したVLDL受容体過剰発現動物モデル(VLDLR-Tgラット)が多動を呈することを発見した(現在、この動物の社会行動やセロトニン機能など自閉症に類似する表現型の有無を確認している)。財満は血清中VLDL分画の低下に関連の深い脂肪酸を同定するため、血清中の脂肪酸組成についてガスクロマトグラフ質量分析計(GC-MS)を導入して分析を開始した。自閉症者の血清からBligh&Dyer法によって総脂質を抽出し、メチルエステル化した脂質をGC分析に供して定量する。小川は来年度以降の動物PET実験のために、脂肪酸トレーサー作製用原料の合成に着手して、C-11標識不飽和脂肪酸の作製に必要なグリニア試薬の原料となる臭素体の合成に取り組んでいる。自閉症血清中の脂質VLDL分画の特異的な低下が判明したことから、本計画では(1)自閉症者血清の脂肪酸解析、(2)脂肪酸代謝異常に基づく自閉症動物モデルの確立とそのイメージング解析、(3)動物モデルを用いた新規自閉症治療法の検討、(4)脂肪酸解析結果に基づく臍帯血出生コホートによる自閉症疫学研究、の検討を行っている。平成22年度、松崎は新たに自閉症モデルマウスの脂質代謝を検討して、ヒト自閉症者と同様に血清中の脂質VLDL分画の特異的な低下が認められることを見出した。このマウスはSocial recog nitionの低下をきたすが、油脂を含む飼料によって血中の中性脂肪を上げると行動所見が修復される傾向が判明し、さらに例数を上げて検討を開始した。財満は自閉症者血清のガスクロマトグラフ質量分析を行い、VLDL分画の低下に関連の深い脂肪酸としてω6脂肪酸の低下が認められることを見出した。この傾向は、上記の自閉症モデルマウスでも認められた。岩田は既に作製したVLDL受容体過剰発現動物モデル(VLDLR-Tgラット)の検討を進め、社会性・セロトニン機能の低下はなく、空間学習の低下と多動を呈するのみであると結論して、論文の投稿準備を進めている。小川はVLDLR-Tgラットを用いた脂肪酸PETの予備実験として、ω6脂肪酸のH-3標識化合物を投与し、1時間後に動物を屠殺して血液・脳・脂肪・筋肉での核種取り込み量を放射能で評価した。その結果、4週齢VLDLR-Tgラットでω6脂肪酸の欠乏が示唆された。現在このデータをもとに、PET撮像を行う準備を進めている。自閉症血清中の脂質VLDL分画の特異的な低下が判明したことから、本計画では(1)自閉症者血清の脂肪酸解析、(2)脂肪酸代謝異常に基づく自閉症動物モデルの確立とそのイメージング解析、(3)動物モデルを用いた新規自閉症治療法の検討、(4)脂肪酸解析結果に基づく晴帯血出生コホートによる自閉症疫学研究、の検討を行っている。松崎は、昨年度に見出したヒト自閉症者同様の脂質プロファイル低下が認められるCD38KOマウスの検討を進め、例数を挙げた結果、血中のω6脂肪酸の低下を修復すると社会認識行動の修復につながることを見出した。ほかに3種の自閉症モデルマウスの検討を行ったが、同様の脂質プロファイルを示したものはなかった。

現在、この所見をまとめて論文投稿の準備中である。財満は自閉症者血清のガスクロマトグラフ質量分析を行い、例数を挙げたところω6脂肪酸に加えてミリスチン酸、パルミチン酸、パルミトレイン酸、エイコサジエン酸、エイコサトリエン酸、オレイン酸、ドコサペンタエン酸の低下が自閉症者で認められ、VLDL分画の低下に有意な相関のある脂肪酸としてミリスチン酸、パルミチン酸、γ-リノレン酸、オレイン酸が見出された。この傾向は、上記の自閉症モデルマウスには認められなかった。岩田は既に作製したVLDL受容体過剰発現動物(VLDLR-Tgラット)の論文投稿準備を進めている。小川はVLDLR-Tgラットの脂肪酸PET撮像を進めるため、ω6脂肪酸のC-11標識化合物合成に取り組んでいたが、原因不明の合成失敗が続いており、現在条件を変更して撮像準備を進めている。研究費交付期間内に論文発表に至らなかったため昨年度より採択された脳科学推進プログラム課題Fの補助を受けて研究を推進していく。マウスの研究によって、脂肪酸代謝とCD38および社会行動の関連が見出されたので、この点についてマウスだけでなくマーモセットなど霊長類モデルを用いて、そのメカニズムを明らかにする。
ネオジム同位体比を用いた日本海海洋変遷史の解析

日本海のIODP U1425コアについて,魚歯/骨片化石のネオジム(Nd)同位体比の分析を過去1000万年間について行った。魚歯化石の産出数の少ない層準については,微少量での測定が可能なNdO+によるNd同位体比分析を行い,約60層準において魚歯/骨片化石のNd同位体比データが得られた。また,太平洋亜熱帯域のDSDP296サイトの魚歯/骨片化石のNd同位体比データについても分析を行った。これらの結果から,4.5Ma頃に日本海のNd同位体比が-3.7eNdから-5.5eNdに大きく低下している事を明らかにした。これは,東北日本弧の隆起によって,太平洋域の水塊の流入が減少した事によると解釈される。研究開始初年度は,日本海U1425コアについて計200試料の試料整理および前処理を行った。さらに,全試料の2/3程度について,堆積物から魚歯化石や骨片化石の拾い出しを行った。それらの試料およそ20層準について,現時点で,ネオジム同位体比を分析し,過去1000万年間(コア深度400mまで)のネオジム同位体比の長期的な傾向を明らかにした。しかし,対象としたU1425コア試料の多くは,魚歯化石/骨片化石を含んでいなかったため,魚歯化石/骨片化石データの欠落している層準ではバルク堆積物の鉄マンガン酸化物を逐次溶解法で溶出し,鉄マンガン酸化物溶液中のネオジム同位体比の分析も行った。現時点で,1魚歯化石/骨片化石,2鉄マンガン酸化物のネオジム同位体比を計40試料について分析を終えている。それらの結果から,1魚歯化石/骨片化石のネオジム同位体比と2鉄マンガン酸化物のネオジム同位体比は,概ね1:1のライン上に乗るが,400万年前以降では,1魚歯化石/骨片化石のネオジム同位体比と2鉄マンガン酸化物のネオジム同位体比に分析誤差以上の差(0.5-1εNd)が見られるようになることが分かった。本研究目的は,日本海深層水のネオジム同位体比の変遷から,日本海の形成史および深層水の起源について,化学的な制約を加えることにあるため,堆積物試料から過去の深層水ネオジム同位体比を正確に読み出すことが重要になる。深層水ネオジム同位体比の復元には,1魚歯化石/骨片化石のネオジム同位体比が最も適切だと考えているが,1魚歯化石/骨片化石が産出しない層準においては,2鉄マンガン酸化物のネオジム同位体比を補完的に使用しなければならないことも明らかになった。初年度に引き続き,日本海U1425コアについて,魚歯化石/骨片化石と鉄マンガン水酸化物のネオジム同位体比の分析を進めた。現時点で68試料のネオジム同位体比分析を終えた。当初の想定に反し,魚歯骨片化石の産出にムラがあり,産出数の少ない層準がすくなからずあった。そのため,連続的なネオジム同位体比を復元する際の問題となっている。これまで,TIMSでのネオジム同位体比分析では,100ng前後の量を必要としていたが,対象とする魚歯骨片化石の産出数が制限される堆積区間もあるため,今年度は,TIMSでの微少量Nd同位体比分析の手法改良にも取り組み,数十ng程度のNd量でネオジム同位体比分析が行える目処を立てた。これにより,最終年度は,微少量Nd同位体比分析による魚歯骨片化石の分析を行い,過去10Maの日本海のネオジム同位体変遷を0.1Myr間隔の時間解像度で明らかにし,日本海の形成史と深層水の起源について理解を深める。これまで得られているネオジム同位体比の推移から,110Ma-4.5Ma区間(-3.2-4.6eNd),24.5Ma-0Ma区間(-4.5-6eNd)の2つの区間に大きく区分されることが明らかになった。特に,4.5Maに急激なネオジム同位体比の変動があり,10Maの中でもこの時期を境にして日本海の形成・島弧の形成に大きな変化があった可能性が出てきた。そのため,今後は,4.5Ma前後の日本海のネオジム同位体比の鉛直的・空間的な特性を把握するために,IODP346次航海で採取されたU1425以外の日本海コア(4サイト)についてもネオジム同位体比を復元する。研究試料としているU1425コア試料の計200試料について,前処理を終えた。さらに,分析対象としていた魚歯骨片化石の有無についても,2/3程度の試料について確認を終えている。当初懸念していたとおり,魚歯骨片化石の産出は散在的であり,コア長400mの堆積物を通して,産出の多い層準と少ない層準があった。この情報を基礎として,魚歯骨片化石の産出の少ない層準において,再度追加試料のリクエストを行った。また,従来の分析よりも微少量でネオジム同位体比分析を行えるよう分析手法を改良し,魚歯骨片化石の産出数の少ない層準においても同位体比データを出せるよう工夫をした。最終年度h

28年は,U1425コアのネオジム同位体比データ数の拡充が見込まれ,さらにU1425以外のコア試料についてもネオジム同位体比を分析する予定で,これらのデータを総合的に解釈することで,日本海の形成史および深層水起源について新しい知見が得られると期待される。以上のことより,研究は研究計画に沿って概ね順調に進展している。日本海で採取されたIODP U1425コアについて,魚歯化石/骨片化石と鉄マンガン水酸化物のネオジム同位体比の分析を過去1000万年間について行った。魚歯化石の産出にはムラがあり,産出数の少ない層準が少なからずあった。そのため,TIMSでのルーチン分析に加え,Ndを酸化物として測定する微少量での測定法(NdO+測定)も採用し,約60層準の魚歯化石/骨片化石のNd同位体比データを得た。また,魚歯化石/骨片化石と同様に,底層水のNd同位体比を記録すると考えられている水酸化物中のNd同位体比も約50層準において,分析を行った。さらに,日本海の過去1000万年間のNd同位体比データから,日本海の形成史を考える場合,太平洋深層水のNd同位体比データも必要になるため,太平洋亜熱帯域のDSDP296コアについても過去1000万年間の魚歯化石/骨片化石のNd同位体比データを分析した。太平洋亜寒帯域のNd同位体データは,マンガンクラストによる既存データを解析に用いた。これらの日本海1サイトと太平洋域2サイトの海水Nd同位体データを解析し,以下の解釈に至った。・10Ma頃は,太平洋の北方起源の水塊(亜寒帯域の水塊)が古日本海に流入していた。・10Maから4.5Maにかけて,徐々に太平洋の南方起源の水塊(亜熱帯域の水塊)が古日本海に流入した。・4.5Ma頃には,東北日本弧の隆起が生じ,太平洋の北方起源の水塊が日本海に流入しなくなり,Nd同位体比の低いオホーツク海由来の水塊が流入しはじめた。・4.5Ma以降,日本海の閉鎖性が強まったと考えられ,2Ma前後には-6eNdに達するような低い値が周期的に見られるようになった。このような低い値は,恐らく,間氷期に相当する時期に日本海固有水が形成されたことと関連していると解釈された。日本海のIODP U1425コアについて,魚歯/骨片化石のネオジム(Nd)同位体比の分析を過去1000万年間について行った。魚歯化石の産出数の少ない層準については,微少量での測定が可能なNdO+によるNd同位体比分析を行い,約60層準において魚歯/骨片化石のNd同位体比データが得られた。また,太平洋亜熱帯域のDSDP296サイトの魚歯/骨片化石のNd同位体比データについても分析を行った。これらの結果から,4.5Ma頃に日本海のNd同位体比が-3.7eNdから-5.5eNdに大きく低下している事を明らかにした。これは,東北日本弧の隆起によって,太平洋域の水塊の流入が減少した事によると解釈される。研究試料としているU1425コア試料の計200試料について,前処理を終えた。さらに,分析対象としていた魚歯化石/骨片化石の有無についても,2/3程度の試料について確認を終えている。当初懸念していたとおり,魚歯化石/骨片化石の産出は,散在的であり,コア長400mの堆積物を通して,産出の多い層準と少ない層準があった。この情報を基に,産出の少ない層準においては,再度追加試料(大容量)のリクエストを行い,連続的に魚歯化石/骨片化石のネオジム同位体比記録が得られるようにする。追加リクエストをしても魚歯化石/骨片化石のネオジム同位体比データが欠落する層準が生じる可能性はあるが,初年度の研究から,鉄マンガン酸化物のネオジム同位体比からでも深層水のネオジム同位体比を復元できることが確認できたため,研究課題を遂行していく上で問題はない。これらの事から,初年度の研究目的は概ね達成できていると判断する。
リン酸化オリゴ糖を用いたう蝕予防方法の開発

それ自身う蝕誘発性をもたず、う蝕原性細菌の有機酸産生や歯の再石灰化などに関わりをもってう蝕の発生を低下させるような、従来とは異なる機能性オリゴ糖の開発と、それを用いたう蝕予防方法の開発を目的として本研究を遂行した。馬鈴薯澱粉に液化型α-アミラーゼを反応させてリン酸化オリゴ糖(POs)を調製した。このPOsについてカルシウムリン酸沈殿阻害効果や、う蝕原性細菌であるS.mutans MT8148株、S.sobrinus 6715株を用いてPOs自身の発酵性とスクロースの発酵に及ぼすPOsの影響を調べた。また、人工口腔装置を構築し、ミュータンスレンサ球菌がスクロース存在下で形成する人工バイオフィルムの量、人工バイオフィルム下のpHおよびpH低下によって起こるエナメル質の脱灰に及ぼすPOsの影響を本装置によって評価した。その結果、POsはin vitroでのカルシウム-リン酸沈殿阻害効果を示し、カルシウム可溶化作用のあることが分かった。また、POs自身はS.mutans、S.sobrinusによって資化されず、培地pHを低下させないことが分った。また、POsは両ミュータンスレンサ球菌およびActinomyces viscosusによるスクロースの発酵に由来するpH低下を濃度依存的に抑制した。このpH低下抑制効果はリン酸化オリゴ糖のもつ緩衝作用に依ることが示唆された。さらに人工口腔装置による実験系で、Ca型のPOsはS.sobrinus、S.mutansの人工バイオフィルム沈着に起因するpH低下に対して抑制的に作用し、エナメル質表面の人工バイオフィルム量、エナメル質脱灰も抑制した。以上よりリン酸化オリゴ糖はう蝕予防用のオリゴ糖としての望ましい性質を備えており、これを用いた種々の予防方法に応用可能であることが確認された。馬鈴薯澱粉に液化型α-アミラーゼ、グルコアミラーゼ、プルラナーゼを反応させた後、カラムクロマトグラフィーによってリン酸化オリゴ糖(POs)およびその分画品であるPO-2を調製した。これらのオリゴ糖がミュータンスレンサ球菌のう蝕誘発性に関係した諸性質にどのような影響を及ぼすかを調べた。まず、ミュータンスレンサ球菌によるリン酸化オリゴ糖の資化についてStreptococcus mutans MT8148株とStreptococcus sobrinus6715株の培養系を用いて調べた結果、POsおよびPO-2はS.mutans MT8148株、S.sobrinus 6715株によって資化されず、菌体増殖のためのエネルギー源とならないこと、また、培地のpHも低下させないことが分った。また、S.mutans MT8148株と、S.sobrinus 6715株によるスクロースの発酵に及ぼすPOsの影響を両菌の菌体懸濁を用いた実験系で調べた。20%菌体懸濁液中にスクロースおよび/またはPOsを加え、37°Cでインキュベートしながら反応混液のpHを連続的に測定した。S.mutans MT8148株の20%菌体懸濁液に0.684%スクロースを加えると、反応液のpHは5分以内に5.0以下となり、10分でほぼ4.0まで低下した。これに5%または10%のPOs,PO-2を共存させるとpH低下はPOs,PO-2の濃度に依存して抑制された。この濃度依存的なpH低下の抑制はS.sobrinus 6715株においても観察された。

さらに、S.sobrinus 6715株の菌体外グルコシルトランスフェラーゼ(GTF)を調製し、GTF活性に及ぼすPOsおよびPO-2の影響を調べた結果、両オリゴ糖ともGTF活性阻害作用を示さなかった。今後さらにミュータンスレンサ球菌のう蝕誘発性に関係した緒性質に及ぼす影響を検討する予定である。S.mutans、S.sobrinusのスクロースまたはグルコース資化に起因するpH低下に対して、リン酸化オリゴ糖(POs)は濃度依存的にこのpH低下を抑制することがわかったので、今年度はさらに同じく口腔内細菌であるActinomyces viscosusについても検討した結果、POsは濃度依存的にpH低下を抑制した。また、POsのNa型およびCa型、還元型POs(POsH)のNa型およびCa型をつくり、S.mutans MT8148株の20%菌体懸濁液の0.684%スクロース資化に及ぼすこれら種々のリン酸化オリゴ糖の影響を調べた結果、いずれのオリゴ糖もスクロースの発酵に起因するpH低下を効率よく抑制した。Na型とCa型との比較では、それほど大きな差異がなかったが、POsHにおいてCa型の方がNa型よりやや強い阻害活性を示した。PO-2についてもそのNa型とCa型、還元型PO-2(PO-2H)のNa型およびCa型の4種のオリゴ糖についてPOsの場合と同条件で検討した結果、いずれも効率よくpH低下を抑制した。4種のオリゴ糖を比較するとPO-2のCa型の阻害活性がやや弱かった。次いで、各種オリゴ糖のエナメル質再石灰化作用を調べるための準備として、できるだけ実際に近い脱灰エナメル質を得るべく人工口腔装置の構築を試みた。透明な塩ビ製二重管の中に平面電極を逆さに固定し、電極周囲にウシエナメル切片を装着し、その上部よりミュータンスレンサ球菌懸濁液、培地溶液、糖質溶液等を滴下するように工夫した。ミュータンスレンサ球菌懸濁液、BHI培地溶液、スクロース溶液を連続的に滴下し、電極面にミュータンスレンサ球菌が非水溶性グルカンを合成しながら固着して人工プラークを形成し、pHが低下する状態をつくることができた。エナメル切片にも同様の人エプラークが形成されエナメル質の明らかな硬度低下が観察された。今後、この装置を利用してさらにリン酸化オリゴ糖や他のオリゴ糖などのエナメル質脱灰抑制効果を検討する。昨年度に引き続きリン酸化オリゴ糖(POs)がミュータンスレンサ球菌のう蝕誘発性に及ぼす影響について検討した。今年度は主として人工口腔装置を用いて、エナメル歯片上へのバイオフィルム形成量、バイオフィルム直下でのpH値、エナメル脱灰度の三つの要因に及ぼすPOsの影響について、S.mutans, S.sobrinusを用いて検討した。人工口腔装置は、主要部のチャンバー、送液用ペリスタポンプ、温水循環用恒温槽、冷却スターラー、pHレコーダ等から構成されている。主要部のチャンバーは二重管構造になっており周囲のジャケットに温水を還流することにより、チャンバー内部を37°Cに維持している。チャンバー下部からはガラス電極を逆さに装着し、電極周囲のホルダーにはエナメル歯片(3.5X3.5X1.0mm) 4個を固定した。チャンバー上部からは菌体懸濁液(OD500=2.0)、スクロース含有HI培地、POs(終濃度1%)溶液等をステンレスチューブを介して6ml/hr/tubeの流速で連続供給した。
神経ネットワークで異種感覚情報を統合する普遍的メカニズムの解明

本研究では線虫C. elegansのpH味覚応答の神経回路をモデルとして、誘因性のpH 9と忌避性のpH11に対する行動決定の神経基盤を解析した。具体的には同じ神経細胞ネットワークで誘因性、忌避性刺激を与えた際に異なる応答を示す介在神経をカルシウムイメージング法により探索し、これまでAIY、AIZ、AIB神経を見出した。解析した個々の神経は特徴的なカルシウム応答を示したが、それを理解するために必要な各神経の電気的特性の知見がほとんどなかった。線虫の神経細胞は他の動物に比べ小さく、一般的なパッチクランプ法での測定が困難であることから、主にカルシウムイメージングによる神経活動の測定が行われている。しかし細胞内カルシウム濃度は膜電位変化だけでなく、細胞内カルシウムストアの活動に強く影響される。実際に線虫神経で膜電位変化とカルシウム濃度変化が一致しない事例も報告されている。各神経の電気的特性を理解することが神経回路での情報処理を正しく理解するのに必要であるため、線虫の神経において電気生理学手法の確立を行った。これまで線虫神経での電気生理学測定は世界でも少数の研究室から報告されるのみであった。我々はマウス神経の研究グループとの共同研究から線虫神経のパッチクランプ測定法を確立し、既に多くの知見のある味覚受容神経ASELのNaCl応答について電気生理学的解析を行った。ASELのNaCl刺激に対する細胞体の膜電位変化はカルシウムイメージングで報告されたNaCl濃度依存的な細胞内カルシウム濃度の変化とは異なり、全か無かの法則に従う二極化したパターンを示し、NaCl濃度は膜電位が閾値を超える頻度に影響した。また、L型電位依存性カルシウムチャンネルが樹状突起中の信号伝達に必要であることも明らかにし、結果をScientific Reports誌に発表した。神経ネットワーク上で複数の感覚情報を統合して適切に応答する情報処理プロセスは高次脳機能の根幹である。本研究では神経ネットワークにおける情報処理の普遍的メカニズムを理解するため、線虫C. elegansのアルカリ性pHに応答する味覚系を用い誘因性と忌避性の感覚情報の統合機構を解析する。線虫はpH9に誘引され、pH11を忌避する。これまでの研究からpH9ーpH11の刺激に対してアルカリ性pH受容神経ASELとASHがそれぞれ誘因性、忌避性のシグナルを送ることを明らかにし、下流ネットワークでの統合による行動決定モデルを提唱した。本年度はASELとASHの下流ネットワークにおいて情報伝達および統合に関わる介在神経を同定するため、神経機能欠損変異体を用いた行動解析およびカルシウムイメージングによる各神経の活性測定を行った。これまでに神経機能欠損変異体を用いた行動解析から1対のAIY神経を含む複数の介在神経が正常なアルカリ性pHへの応答に必要であることを見出した。ASELとASHで受容されたアルカリ性pHの情報伝達を可視化するために、ASELおよびASHから運動神経に投射するコマンド介在神経までの各神経についてカルシウムインディケーターであるGCaMP3を発現するC. elegans株を作成し、pH9ーpH11の刺激に対する神経活性を測定した。このイメージング解析から、左右のAIY神経で興奮・抑制のパターンが逆であること、また各AIYの興奮・抑制パターンについても誘因性pHと忌避性pHの刺激で逆転することを明らかにした。この複雑なAIY神経の活性化パターンはAIYが環境中のpHに応じた行動選択に関わることを示唆している。これまでの解析から線虫の介在神経ネットワークにおいて、アルカリ性pHへの化学走性行動に必要な神経と行動選択に関係する神経を見出した。解析予定の介在神経についてカルシウムイメージング用GCaMP3発現系統の作成が終了しており、それらを用いた神経活性の測定から1対のAIY介在神経の活性が環境中のアルカリ性pHに応じて逆転することを明らかにした。ほぼ計画どおりにアルカリ性pHに対する行動選択のための介在神経を同定できたことから研究は概ね順調に進展していると考えた。本研究では神経ネットワークにおける情報処理の普遍的メカニズムを理解するため、線虫C. elegansのアルカリ性pHに応答する味覚系を用い誘因性と忌避性の感覚情報の統合機構を研究する。C. elegansはpH9に誘引され、pH11を忌避する。本年度はASELとASH受容神経から前進・後退の運動指令を伝達するコマンド介在神経まで12種類の介在神経を含むシンプルなネットワークを標的にして、この神経ネットワークでの情報伝達とその調節について解析した。神経活動の測定はGCaMPカルシウムインディケーターを細胞特異的に発現した遺伝子組換え個体を用いた。感覚神経に比べて介在神経では刺激に応じたカルシウム濃度変化が小さい神経が多く、これまで用いていたGCaMP3では蛍光シグナルが非常に小さかったため、カルシウムインディケーターをより高感度なGCaMP6sに変更し解析をすすめた。これまでに9種類の介在神経についてカルシウムイメージングを行い、特に第1層の介在神経ネットワーク(AIY→AIZ→AIB)が誘因性、忌避性刺激に対して異なる特徴的な応答を示すことを見出した。AIBの下流神経RIMはAIBと類似した応答パターンを示すことからAIY-AIZ-AIBネットワークが下流ネットワークに対しても強い影響を持つことが示唆される。

また標的の神経以外にもpH刺激に応じて頭部の運動神経が背腹で交互に興奮しており、頭部の運動神経もAIY、AIZのシナプス入力を受けることから頭部の屈曲による方向転換についても併せて解析をすすめている。C. elegansの介在神経ネットワークにおいて、カルシウムイメージング手法によりアルカリ性pHへの誘因または忌避応答に関与する神経を見出した。介在神経ネットワークの各神経応答を解析し、少数の神経から成るネットワークが誘因性、忌避性刺激に対して異なる活動パターンを示すことを明らかできたことから研究は概ね順調に進展していると考えた。本研究では線虫C. elegansのpH味覚応答の神経回路をモデルとして、誘因性のpH 9と忌避性のpH11に対する行動決定の神経基盤を解析した。具体的には同じ神経細胞ネットワークで誘因性、忌避性刺激を与えた際に異なる応答を示す介在神経をカルシウムイメージング法により探索し、これまでAIY、AIZ、AIB神経を見出した。解析した個々の神経は特徴的なカルシウム応答を示したが、それを理解するために必要な各神経の電気的特性の知見がほとんどなかった。線虫の神経細胞は他の動物に比べ小さく、一般的なパッチクランプ法での測定が困難であることから、主にカルシウムイメージングによる神経活動の測定が行われている。しかし細胞内カルシウム濃度は膜電位変化だけでなく、細胞内カルシウムストアの活動に強く影響される。実際に線虫神経で膜電位変化とカルシウム濃度変化が一致しない事例も報告されている。各神経の電気的特性を理解することが神経回路での情報処理を正しく理解するのに必要であるため、線虫の神経において電気生理学手法の確立を行った。これまで線虫神経での電気生理学測定は世界でも少数の研究室から報告されるのみであった。我々はマウス神経の研究グループとの共同研究から線虫神経のパッチクランプ測定法を確立し、既に多くの知見のある味覚受容神経ASELのNaCl応答について電気生理学的解析を行った。ASELのNaCl刺激に対する細胞体の膜電位変化はカルシウムイメージングで報告されたNaCl濃度依存的な細胞内カルシウム濃度の変化とは異なり、全か無かの法則に従う二極化したパターンを示し、NaCl濃度は膜電位が閾値を超える頻度に影響した。また、L型電位依存性カルシウムチャンネルが樹状突起中の信号伝達に必要であることも明らかにし、結果をScientific Reports誌に発表した。カルシウムイメージングと行動解析については実験系が確立しているので、当初の予定に従って神経伝達および神経修飾の変異体について行動解析、介在ニューロンのカルシウムイメージング解析を行ない感覚情報の統合に関わる遺伝子を同定する。マイクロ流路デバイス内に固定した線虫の神経イメージングに基づき、pH勾配をつけた寒天プレート上を自由行動中の線虫で標的神経のカルシウムイメージング解析を行なう。野生型線虫、変異体および遺伝子組換え線虫での解析を行い、感覚情報の統合に関わる遺伝子を同定する。
前立腺癌のアンドロゲン非依存性獲得機序におけるインスリンシグナルの分子病態解析

マウス腎癌モデルにおいて、高炭水化物食により引き起こされる高インスリン血症は、腎癌増殖を刺激する。メトフォルミンはマウスモデルにおいて高インスリン血症の改善および直接作用により、腎癌増殖を抑制する。腎癌臨床検体において、インスリンレセプターの高発現は良好な予後と関連した。前立腺癌のアンドロゲン非依存性獲得機序におけるインスリンシグナル関与の分子病態を解析する予定であったが、腎細胞癌の進展におけるメタボリックシンドロームの役割およびその改善による癌進展抑制の分子生物学的解明を主に行なっている。確立された腎細胞癌株(786-O, Caki-1, Caki-2, ACHN, RENCA)を収集し、蛋白を抽出した上でSDS-PAGEを行い、WesternでそれぞれのIRの発現を確認した。IRが最も発現しているcell lineであったRENCAについて、MMTアッセイを用いてインスリン濃度ー腫瘍増殖曲線を描いたところ、RENCAで濃度依存性に細胞の増殖を確認した。多様なインスリン濃度でのRENCAのインスリンシグナルの亢進をWesternを用い証明しようとしている。Balb/c regularマウスを同カロリーの高炭水化物食群と低炭水化物食群に分け、インスリン抵抗性を糖負荷試験で、高インスリン血症を採血の上ELISAを行い証明した。このマウスの側腹部皮下にRENCAを注射し、腫瘍増殖速度の差を測定したところ、高炭水化物食群で有意差を持って腫瘍増殖が速かった。腫瘍より抽出した蛋白を用い、Western blottingでシグナル解析を行ったところ、腫瘍増殖にインスリンシグナルの亢進が関与していることが示唆された。さらにこの腫瘍増殖モデルに、メトフォルミンを投与したところ、高炭水化物食群で有意に腫瘍増殖を抑制できた。このことにより、高炭水化物食群での腫瘍増殖促進にインスリンシグナルが関与していることが裏付けられた。また腎癌の診断で腎摘除術を受けた症例について、摘出標本を抗インスリン受容体で免疫染色したところ、インスリン受容体の発現は有意に良好な無病生存期間および全生存期間と関連し、多変量解析において独立した無病生存期間の規定因子であった。前立腺癌のアンドロゲン非依存性獲得機序におけるインスリンシグナル関与の分子病態を解析し、インスリンシグナル抑制による転移性去勢抵抗性前立腺癌の新たな治療戦略を模索する目的の研究を行う予定であったが、腎細胞癌の進展におけるメタボリックシンドロームの役割およびその改善による癌進展抑制の分子生物学的解明を主に行なっている。確立された腎細胞癌株(786-O, Caki-1, Caki-2, ACHN, RENCA)を収集し、蛋白を抽出した上でSDS-PAGEを行い、Western BlottingでそれぞれのIRの発現を確認した。IRが最も発現しているcell lineはRENCA,ヒト細胞で最も発現していたCaki-1について、MMTアッセイを用いてインスリン濃度ー腫瘍増殖曲線を描いたところ、RENCAで濃度依存性に細胞の増殖を確認した。濃度の違うインスリン入り培養液中の細胞から蛋白を抽出し、in vitroでのインスリンシグナルの亢進をWestern blottingを用い現在証明しようとしている。Balb/c regularマウスを同カロリーの高炭水化物食群と低炭水化物食群に分け、インスリン抵抗性を糖負荷試験で、高インスリン血症を伏在静脈からの採血の上ELISAを行い証明した。このマウスの側腹部皮下にRENCA約5×105注射し、腫瘍増殖速度の差を測定したところ、高炭水化物食群で有意差を持って腫瘍増殖が速かった。前立腺癌のアンドロゲン非依存性獲得機序におけるインスリンシグナル関与の分子病態を解析し、インスリンシグナル抑制による転移性去勢抵抗性前立腺癌の新たな治療戦略を模索する目的の研究を行う予定であったが、腎細胞癌の進展におけるメタボリックシンドロームの役割およびその改善による癌進展抑制の分子生物学的解明を主に行なっている理由については、腎癌研究の方がより臨床の実際に即しており申請者の興味を引いたことと、大学院生の研究内容としてふさわしいと考えたためである。様々な実験内容について、少しずつ結果が出てきていると考えている。この結果を明日につなげるために、積極的に実験を続けてゆきたい。今後は定期的採血した血液を用い、高インスリン血症、高IGF-1血症のELISAを行い証明する予定である。また腫瘍より抽出した蛋白を用い、Western blottingでシグナル解析を行って、腫瘍増殖がインスリンシグナルの亢進によることをin vitroおよびin vivoで検証する。さらにこの腫瘍増殖モデルに、メトフォルミンおよびrapamycinを使用して治療し、mTOR抑制による腫瘍増殖抑制をシグナルレベルで検証する予定である。この研究により、現在のmTOR inhibitorの効果増進のための薬剤として、メトフォルミンを使用できる可能性がある。また当院で收集した腎癌患者の標本について、インスリンレセプター抗体を使用して免疫染色を行い、悪性度や深達度、予後との関連を統計学的に解析し、インスリンシグナルの癌伸展における影響を臨床的にも調査したいと考えている。ほとんどの実験器具は揃っているので、主に消耗品に使用する予定である。

マウスの購入費、飼育費、マウス投与薬剤の購入費、マウス飼料の購入費、抗体の購入費、細胞培養器具、薬品の購入費、ウエスタンブロット消耗品の購入費、ELISAキットの購入費、腎癌標本免疫染色の作業費、学会発表の為の旅費が主な使用計画である。
イオニクス素子の全固体化にむけた基礎研究

平成11年度15年度に実施した本特定領域の成果をまとめるために本の出版を行った。各班長および関連する企業の3名の研究者を中心に原稿を執筆し、シュプリンガーフェアラーク社より、"Solid State Ionics for Batteries"というタイトルで全世界で発売することとなった。以下に目次を示す。本研究所では、「全固体イオニクス素子」の構築をめざすうえで解決すべき基礎的な問題について検討を行っている。本年度は、班員相互の意志疎通をはかるため班会議のみならず、共同実験、合同班会議、全体会議を積極的に進めた。また、総括班会議では、評価委員に研究の進捗状況等について評価および指導を頂いた。さらに、研究成果を公表するためにホームページの開設、ニュースレターの発行、公開シンポジウムの開催を行った。特に、平成12年2月に開催された公開シンポジウムでは、非常に多くの参加者を集め、その開催が新聞記事として掲載されたことからも、本研究領域に関する社会の関心が高いことが再認識された。以下に公開シンポジウム、全体会議および総括班会議の開催状況の概要を示す。公開シンポジウム1.日時:平成12年2月2日(水)10 : 00-16 : 302.場所:京都パークホテル(京都市東山区三十三間堂廻り町644-2)3.参加者82名全体会議1.日時:平成12年2月2日(水)17 : 00-18 : 302.場所:京都パークホテル(京都市東山区三十三間堂廻り町644-2)3.出席者:曽我、松田、川副、南、辰巳砂、忠永、松田、脇原、阿竹、石澤、生田、岩倉、井上、古川、坂口、麹谷、村上、池田、田中、足立、西谷、小笠原、小和田総括班会議1.日時:平成12年2月3日(木)9 : 00-12 : 002.場所:京都パークホテル(京都市東山区三十三間堂廻り町644-2)3.出席者:曽我、松田、川副、南、脇原、岩倉、麹谷、田中、松田本年度も、班会議、共同実験、合同班会議、全体会議を積極的に進めた。また、本年度2回開催した総括班会議では、評価委員に研究の進捗状況等について評価および指導を頂いた。さらに、ホームページの刷新、ニュースレター(No.2,3)の発行、公開シンポジウムの開催を行った。特に、平成13年1月に開催された公開シンポジウムでは、約120名の非常に多くの参加者を得た。また、本年度、研究成果が新聞記事として12件掲載され、本研究領域に関する社会の関心が高いことが再認識されるとともに、本領域において研究成果が確実に出つつあることが示された。*第2回公開シンポジウム1.日時:平成13年1月29日(月)30日(火)2.場所:メルパルクOSAKA(大阪市淀川区宮原4-2-1)3.参加者117名*平成12年度第1回全体会議1.日時:平成12年8月18日(金)2.場所:メルパルクOSAKA(大阪市淀川区宮原4-2-1)*平成12年度第1回総括班会議1.日時:平成12年8月18日(金)2.場所:メルパルクOSAKA(大阪市淀川区宮原4-2-1)*平成12年度第2回総括班会議1.日時:平成13年1月30日(火)2.場所:メルパルクOSAKA(大阪市淀川区宮原4-2-1)本年度も、班会議、共同実験、合同班会議、全体会議を積極的に進めた。また、2回開催した総括班会議では、評価委員に研究の進捗状況等について評価および指導を頂いた。さらに、全体会議では、電気磁気材料研究所増本健先生に、ご講演と領域の研究に対するご意見を頂いた。ホームページの刷新、ニュースレターの発行、公開シンポジウムの開催、班長会議を行った。特に、平成14年1月に開催した公開シンポジウムでは、本年度も100名以上の非常に多くの参加者を得て、本研究領域に関する社会の関心が高いことが再認識された。第3回公開シンポジウム1.日時:平成14年1月28日(月)29日(火)2.場所:メルパルクOSAKA(大阪市淀川区宮原4-2-1)3.参加者100名平成13年度第1回全体会議1.日時:平成13年8月17日(金)2.場所:メルパルクOSAKA(大阪市淀川区宮原4-2-1)平成13年度第1回総括班会議1.日時:平成13年8月17日(金)2.場所:メルパルクOSAKA(大阪市淀川区宮原4-2-1)平成13年度第2回総括班会議1.日時:平成14年1月29日(火)2.場所:メルパルクOSAKA(大阪市淀川区宮原4-2-1)本年度も、班会議、共同実験、合同班会議、全体会議を積極的に進めた。2回開催した総括班会議では、評価委員に研究の進捗状況等について評価および指導を頂いた。また、ホームページの刷新、ニュースレターの発行、公開シンポジウムの開催、班長会議を行った。

特に、平成15年1月に開催した公開シンポジウムでは、本年度も100名以上の非常に多くの参加者を得て、本研究領域に関する社会の関心が高いことが再認識された。以下に公開シンポジウム、全体会議および総括班会議の開催状況の概要を示す。第4回公シンポジウム1.日程:平成15年1月30日(木)31日(金)2.場所:メルパルクOSAKA(大阪市淀川区宮原4-2-1)3.参加者100名平成14年度第1回全体会議1.日程:平成14年8月16日(金)2.場所:新大阪シティプラザ(大阪市淀川区宮原4-5-30)平成14年度第1回総括班会議1.日程:平成14年8月16日(金)2.場所:新大阪シティプラザ(大阪市淀川区宮原4-5-30)平成14年度第2回総括班会議1.日程:平成15年1月31日(金)2.場所:メルパルクOSAKA(大阪市淀川区宮原4-2-1)本年度も、班会議、共同実験、合同班会議、全体会議を積極的に進めた。2回開催した総括班会議では、評価委員に研究の進捗状況等について評価および指導を頂いた。また、公開シンポジウムの開催、班長会議を行った。特に、平成16年1月に開催した公開シンポジウムでは、本年度も100名以上の非常に多くの参加者を得て、本研究領域に関する社会の関心が高いことが再認識された。第5回公開シンポジウム1.日程:平成16年1月28日29日2.場所:学士会館(東京都千代田区神田錦町3-28)3.参加者100名平成15年度第1回全体会議1.日程:平成15年8月21日(火)2.場所:メルパルクOSAKA(大阪市淀川区宮原4-2-1)平成15年度第1回総括班会議1.日程:平成15年8月21日(火)2.場所:メルパルクOSAKA(大阪市淀川区宮原4-2-1)平成15年度第2回総括班会議1.日程:平成16年1月29日(金)2.場所:学士会館(東京都千代田区神田錦町3-28)平成11年度15年度に実施した本特定領域の成果をまとめるために本の出版を行った。各班長および関連する企業の3名の研究者を中心に原稿を執筆し、シュプリンガーフェアラーク社より、"Solid State Ionics for Batteries"というタイトルで全世界で発売することとなった。以下に目次を示す。
マイクロ波焼灼術の豚肺を用いた基礎研究ー肺癌患者への適応拡大に向けてー

現在我が国で肝臓癌のマイクロ波焼灼術にのみ適応・承認されているEmprint ablation systemTM(COVIDIEN社製)の適応拡大が期待される。この将来性ある治療機器を用いて、日本人の悪性新生物の中で最多である肺癌にマイクロ波焼灼術を施行するなら治療選択肢の限られる多くの手術非適応肺癌患者が恩恵を受けると思われる。しかし、肺癌に対する焼灼プロトコールは確立されていない。本研究の目的は豚肺を用いた動物実験により、肺癌に対する焼灼プロトコールの確立と肺動・静脈や気管支によるheat sink effect(cooling effect)の影響の評価を行うことである。
ベイズアプローチに基づく多変量解析手法の開発研究と因果構造解明への応用

今年度は,まず,因子分析の変数選択に関する研究を行った.因子分析モデルにおける変数選択は,例えば,社会科学,心理学の分野では,アンケート調査でどのアンケート項目に基づいて分析を行うのがよいかを決めるために必要となる.また,ライフサイエンスの分野では,数万の遺伝子の中からどの遺伝子が癌などの病気の原因となるのかを発見する際に重要な役割を果たす.そこで,L_1型正則化推定法に基づいた新たな変数選択法を提案した.因子分析モデルでは,各変数に対応する因子負荷量が複数あるため,通常のlasso推定法にあるような,係数1つ1つに対してスパースな解を導く罰則項を適用すると,適切に変数選択を行うことができない.そこで,複数のパラメータをグループとみなし,グループごとに変数選択を行うGroup Lassoを導入した.提案したモデリング手法をKendall(1980,Multivariate Analysis(2nd. ed.)Charles Griffin)の求人データに適用し,観測変数の背後に潜む因子を明らかにした.構造方程式は,分析者が観測される多変量データの複雑な因果構造に関する仮説を立て,その仮説から現象の因果を検証することを目的とする多変量解析手法で,心理学,社会科学生物学や医学など諸科学の様々な分野で応用されている.このモデルに含まれるパラメータを最尤法で推定すると,推定が不安定となりやすく,特に誤差分散の推定値が負となる不適解問題が発生することがあり,解決すべき重要な問題として知られている.この問題に対処するために,ベイズアプローチに基づくモデルの推定を行った.パラメータの事前分布として,Akaike(1987, Psychometrika, 52, 317-332.)の事前分布に基づいて,新たな事前分布を提案した.さらに,事前分布に含まれるハイパーパラメータの値を選択するために,モデル評価基準を導出した.提案した一連のモデリング手法を個人消費低迷の原因についての因果分析の実データに適用し,その特徴と有効性を検証した.因子分析は,観測される多変量の変数から観測されない潜在因子を見出すモデルであり,心理学や社会科学,生命科学をはじめとする様々な分野で応用されている.このモデルに含まれるパラメータを最尤法で推定すると,分散の推定値が負となる不適解問題が発生することがあり,解決すべき重要な問題として知られている.さらに,推定されたモデルの解釈は,因子数に依存するため,適切な因子数をどのように推定するかということが本質的となる.本研究では,不適解に対処して,適切な因子数を選択する新しいモデリング手法を提案した.まず,不適解問題に対処するため,ベイズアプローチに基づくモデルの推定を行った.パラメータの事前分布として,不適解の原因を追究することによって,指数分布を導出した.さらに,因子数と事前分布に含まれるハイパーパラメータの値を選択するために,モデル評価基準を導出した.また,因子分析モデルを一般化した構造方程式モデルにおいても,因子分析と同様に不適解問題が発生することが知られている.そこで,因子分析で提案した基本的な報論を拡張して,構造方程式における不適解の対処法を提案した.対数尤度関数に罰則項を加えた罰則付き最尤法に関する研究にも取り組んでいる.この手法は,たとえばサンプル数よりパラメータ数のほうが大きい複雑な構造を有する遺伝子データに有効であることが知られており,近年急速なスピードで研究開発がおこなわれている分野の一つである.特に,Lassoをはじめとする,多くの係数パラメータを0に縮約させる手法を中心に研究開発を行っている.さらに,これらの手法を因子分析モデルや構造方程式モデルに適用することにより,変数選択を行い,かつ新たな単純構造を見いだすことができることがわかった.今年度は,まず,因子分析の変数選択に関する研究を行った.因子分析モデルにおける変数選択は,例えば,社会科学,心理学の分野では,アンケート調査でどのアンケート項目に基づいて分析を行うのがよいかを決めるために必要となる.また,ライフサイエンスの分野では,数万の遺伝子の中からどの遺伝子が癌などの病気の原因となるのかを発見する際に重要な役割を果たす.そこで,L_1型正則化推定法に基づいた新たな変数選択法を提案した.因子分析モデルでは,各変数に対応する因子負荷量が複数あるため,通常のlasso推定法にあるような,係数1つ1つに対してスパースな解を導く罰則項を適用すると,適切に変数選択を行うことができない.そこで,複数のパラメータをグループとみなし,グループごとに変数選択を行うGroup Lassoを導入した.提案したモデリング手法をKendall(1980,Multivariate Analysis(2nd. ed.)Charles Griffin)の求人データに適用し,観測変数の背後に潜む因子を明らかにした.構造方程式は,分析者が観測される多変量データの複雑な因果構造に関する仮説を立て,その仮説から現象の因果を検証することを目的とする多変量解析手法で,心理学,社会科学生物学や医学など諸科学の様々な分野で応用されている.このモデルに含まれるパラメータを最尤法で推定すると,推定が不安定となりやすく,特に誤差分散の推定値が負となる不適解問題が発生することがあり,解決すべき重要な問題として知られている.この問題に対処するために,ベイズアプローチに基づくモデルの推定を行った.パラメータの事前分布として,Akaike(1987, Psychometrika, 52, 317-332.)の事前分布に基づいて,新たな事前分布を提案した.

さらに,事前分布に含まれるハイパーパラメータの値を選択するために,モデル評価基準を導出した.提案した一連のモデリング手法を個人消費低迷の原因についての因果分析の実データに適用し,その特徴と有効性を検証した.
代数幾何と可積分系の融合 - 理論の深化と数学・数理物理学における新展開 -

代数曲線上の放物接続や放物Higgs束のモジュライ空間と放物接続のモノドロミー保存変形の研究を引き続き行った。S. Szaboとモジュライ空間上に、見かけの特異点とその双対の座標を導入できる事を示し、モジュライ空間が代数曲面のヒルベルト概形と双有理となる事を示し、特殊な場合にモジュライ空間の詳しい構造や幾何学的ラングランズ予想との関係の研究を行った。稲場は、モノドロミー保存変形の合流問題を代数幾何学的に捉えなおした。岩木はI型パンルヴェ方程式系の2パラメータτ関数を位相漸化式とWKB解析の方法で構成した。望月は、Dirac型特異モノポールとq差分加群の関係を明らかにし、フロベニウス多様体や量子D加群を微分幾何学的に構成した。吉岡は、エンリケス曲面上のベクトル束のモジュライ空間について新しい結果を得た。大仁田は、アインシュタインケーラーC空間のR空間のラグランジュ部分多様体について研究した。Rossmanは、曲面の微分幾何学についての離散化の理論を研究した。太田は微分型Yajima-Oikawa方程式の解が3種類の型に分類される事を示した。山田は、q-ガルニエ系について、パデ法等により研究した。また、野海と山田はRuijsenaarsと、楕円Painleve方程式のLax形式と, van DiejenのBC型楕円差分作用素との関係を明らかにした。細野は、K3曲面の族とある種の超幾何系の関係についてミラー対称性予想の観点から研究した。三井はネロンモデルの新しい相対コンパクト化を構成した。佐野は対数変形理論を使ってケーラーでないCalabi-Yau多様体で第2ベッチ数が任意に大きくなる例を構成した。京大数理研、神戸大、東大で関連する国際研究集会を開催した。研究代表者、研究分担者、協力者は上記の結果について、インド、カナダ、ロシア等の研究集会で招待講演を行った。代数曲線上の特異接続のモジュライ空間およびモノドロミー保存変形の幾何学については、稲場が確定特異点型から不分岐な不確定特異点への合流の理論を代数幾何学的に捉えなおした研究のプレプリントを発表した。また、齋藤とvan der Putの一般化されたストークス・モノドロミーデータの特性多様体と非アーベル的ホッジ対応による放物Higgs束の間のP=W予想に対するS.Szaboの結果等、種々の結果が得られており、新しい研究の進展が見られる。齋藤とSzaboは、特異接続およびHiggs束に対する見かけの特異点の理論により、モジュライ空間の詳細な構造を記述する方法を開発し、それを用いた放物接続、放物Higgs束のモジュライ空間の構造および放物ベクトル束のモジュライ空間の構造と自然な対応による幾何学的ラングランズ予想の研究も進んている。フーリエ・向井対応による圏同値を示す為に、核層のコホモロジーの様子を調べたが、大学院生の松原は特別なモジュライ空間ではあるが、求めるべき結果を示す事に成功した。岩木はI型パンルヴェ方程式系について、2パラメータのτ関数を位相漸化式とWKB解析の方法で構成した。望月のモノポールと差分方程式の対応の微分幾何学的な研究、フロベニウス多様体や量子D加群の理論の研究、野海・山田らによる離散パンルヴェの具体的な研究等の進展があった。また、微分幾何学におけるRossmanの曲面の離散化の研究、大仁田の調和写像の研究などにも進展があった。代数幾何学では、吉岡のエンリケス曲面上のベクトル束のモジュライ空間の研究、佐野の高次元多様体の変形理論の研究、三井のヤコビ多様体のネロンモデルの新しい構成などの結果が得られた。また、細野らによる超幾何級数とK3曲面族の関係とミラー対称性の研究の進展もあり、全般的に順調に研究は進んでいる。関連する国際研究集会を6件開催した。不確定特異点をもつ接続やストークス構造の幾何学、おおびリーマン・ヒルベルト対応、モノドロミー・ストークスデータ保存変形等について、包括的に研究を進める。また、高次元双有理幾何学の観点から放物接続や放物Higgs束のモジュライ空間の詳細な構造の研究を進めるとともに、可積分系への応用を進める。また幾何学的ラングランズ対応をフーリエ・向井変換によって与えるために、放物接続のモジュライ空間の詳しい構造および放物ベクトル空間のモジュライ空間の構造、および積分変換をあたえる核層の候補についてコホモロジーの決定を行う。非アーベル的ホッジ対応の下での上記モジュライ空間の変形と一般化されたストークス・モノドロミー空間の構造を調べ、「P=W予想」や混合ホッジ構造についての予想などついて研究し、数理物理学的な考察を行う。位相的漸化式とWKB解析の関係については、岩木の理論を幾何学的に焼き直し、問題の新たな定式化、そして量子曲線の理論等との関係を明確化する。Lisovyらのパンルヴェ方程式のτ関数の研究を様々な観点から考察し、理論の背景を探り、モノドロミー保存変形τ関数の幾何学的意味を明確化する。2019年4月29日ー5月3日に、仏Dijonで「Geometry and Integrable Sysytems」を開催する。2019年6月24日ー28日に、齋藤と望月らは京大数理研で「Moduli Spaces, Representation theroy and Quantization」を組織する。国内外の一流研究者を集め、また若手の育成を図る機会とする。