hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
近赤外線スペクトロスコピー同時計測を用いた静音型事象関連磁気共鳴機能画像法の開発

本研究補助金により静音型の脳機能画像撮像法に関する研究を行い、その成果を2003年に発表した。同時に撮像プログラムの開発環境を整備し、励起パルス印加時間を任意にコントロールできるプログラム作成し、EPI撮像時に生じる騒音を低下させる方法を開発した。本手法を用いることで、観察対象領域の縦磁化を定常状態に保ったまま、1秒単位の任意のタイミングで励起パルスと傾斜磁場を独立して印加でき、撮像継続中に一時的ながら撮像音圧を1/10に低減することを可能とした。全脳計測に十分と考えられる20断面には達しなかったが、1秒で16断面の撮像ができ、全大脳を計測可能である。本手法を用いて、一次聴覚野における血流の加齢性変化を研究した。その結果、加齢に伴い賦活による脳血流増加が一次線形的に遅延することが判明した。運動野・視覚野では加齢により、賦活に伴う血流増加の遅延は無いと報告されており、聴覚野における新たな知見である。この結果は2003年に第9回国際ヒト脳機能マッピング学会で報告した。現在投稿準備中である。更に現在、近赤外線スペクトロスコピー(NIRS)との同時計測を行っている。NIRSをトリガーとして脳機能画像の撮像を行うことで、更なる撮像音の低下を目指している。しかし現時点ではNIRSの計測値の変動が大きく、これを安定させるための研究が必要となっている。こうした研究と平行して、撮像制御プログラムでは対処できない撮像音圧を低減させると同時に強磁場のもとで良好な聴覚刺激を呈示する手段として、新たに外耳道内に設置可能な非磁性体の外耳道内スピーカーを開発した。その外部に遮音素材を設置して一層の遮音効果を達成すると同時に効率的な音刺激の提示を行うことが可能となった。現在その性能評価をまとめているところである。本研究により導入されたコンピュータにより撮像プログラムの開発環境を整備し、計画で計上した経費により専門知識の提供を受けた。これにより、励起パルス印加時間を任意にコントロールできるプログラムを開発して、EPI撮像時に生じる騒音を低下させることに成功した。これを用いることで、観察対象領域の縦磁化を定常状態に保ったまま、1秒単位の任意のタイミングで励起パルスと傾斜磁場を独立して印加することが可能となり、撮像継続中に一時的な静穏時間を実現した。その結果については本年度日本において開催された第8回国際ヒト脳機能マッピング学会において報告しており、現在投稿準備中である。撮像制御プログラムでは対処できない撮像音圧を低減させると同時に強磁場のもとで良好な聴覚刺激を呈示する手段として、セラミックスピーカーを内蔵した密閉型ヘッドフォンの導入を予定していたが、セラミックスピーカー自体が大きなため、遮音素材が被検者の外耳との間に位置することになり、聴覚刺激提示の効率が低下するとともに音質が変化するという問題が生じた。このため、新たに外耳道内に設置可能な非磁性体のインナーイヤースピーカーを開発し、その外部に遮音素材を設置して一層の遮音効果を達成すると同時に効率的な音刺激の提示を行うことが可能となった。現在その性能評価を行っているところである。
離散凸パラダイムによる最適化統一理論

工学や社会科学の諸分野における最適化の理論と応用を「離散凸パラダイム」によって統合する研究を行った.離散凸解析の理論と応用を,連続・離散軸,凸・非凸軸,分野横断軸,の3つの観点から整理することによって,個々の数理的技法や応用諸問題の相互関係を明確にし,数理の深化,応用の開拓,ソフトウェアの整備の3つの観点から研究を行い,新たな展開を達成した.とくに,数理の深化については,L凸関数最小化アルゴリズムの詳細な解析やDC計画の枠組みの提示などの成果をあげた.工学や社会科学の諸分野における最適化の理論と応用を「離散凸パラダイム」によって統合する研究を行った.離散凸解析の理論と応用を,連続・離散軸,凸・非凸軸,分野横断軸,の3つの観点から整理することによって,個々の数理的技法や応用諸問題の相互関係を明確にし,数理の深化,応用の開拓,ソフトウェアの整備の3つの観点から研究を行い,新たな展開を達成した.とくに,数理の深化については,L凸関数最小化アルゴリズムの詳細な解析やDC計画の枠組みの提示などの成果をあげた.本研究の目的は,工学や社会科学の諸分野における最適化の理論と応用を「離散凸パラダイム」によって統合することにある.「離散凸パラダイム」の横糸は構造定理やアルゴリズムなどを代表とする数理であり,縦糸は諸応用分野における具体的な問題であり,その結び目の役割を果たすのがソフトウェアである.この目的の実現のため,「数理の深化」,「応用の開拓」,「ソフトウェアの整備」の観点から研究を行った.具体的な本年度の研究実績は以下の通りである.・マッチングモデルへ離散凸解析を応用することで,多くの既存のモデルを包含する一般的な枠組みを提案し,安定解の存在を示した.また,これに関する研究を著書としてまとめた.・劣モジュラ関数を費用関数とする集合被覆問題を導入し,劣モジュラ関数の離散凸性を利用した近似アルゴリズムを設計した.特に,グラフの頂点被覆問題の一般化に対しては,近似比が2となる.これに対して,線形費用関数の場合に多項式時間アルゴリズムの知られているグラフの枝被覆問題に対しては,線形近似比よりも良い多項式時間近似アルゴリズムが原理的に存在し得ないことを示した.・応用の開拓を進める中で,処理時間が調整可能かつ分割処理可能なジョブのスケジューリング問題について,ポリマトロイド最適化問題として定式化できる,という観察に基づき,分割統治アプローチによりこれまでより高速なアルゴリズムを得た.・多重グラフにおける均等辺彩色を求める効率的なアルゴリズムを開発した.・離散凸最適化による予備品在庫管理アプリケーションを開発し,デモンストレーション・ソフトウェアとして公開した.本研究の目的は,工学や社会科学の諸分野における最適化の理論と応用を「離散凸パラダイム」によって統合することにある.「離散凸パラダイム」の横糸は構造定理やアルゴリズムなどを代表とする数理であり,縦糸は諸応用分野における具体的な問題であり,その結び目の役割を果たすのがソフトウェアである.この目的の実現のため,「数理の深化」,「応用の開拓」,「ソフトウェアの整備」の観点から以下の通り研究を実施した.・離散凸関数に対して錐劣加法性の概念を定式化し,L凸関数とM凸関数がこの性質を有することを示した,これによって,離散凸関数の制約付き最小化アルゴリズムとして,ヒルベルト基底に基づくものが設計できるようになった.・簡潔な表現をもつため,理論的にも実用的にも有用な効用関数のクラスである「グラフで表現可能な」効用関数に関する財の配分問題を考え,この関数が劣モジュラ及び優モジュラであるための必要十分条件を与えると共に,いくつかの重要なケースに対する効率的かつ高精度な近似アルゴリズムを提案した.・Hatfield-Migromの経済モデルを2者間の契約集合に半順序構造を導入することで一般化し,安定な割当の存在を示した.離散凸解析を用いた藤重-田村のモデルとHatfield-Milgromのモデルの統一モデル構築の研究の出発点となる成果である.・劣モジュラ最適化の応用研究として,無線通信網における干渉効果を考慮した情報伝送に関するAvestimehr,Diggavi,Tse(2007)のADTモデルの一般化である,Schrijver(1978)のポリリンキング・システムを用いたフローのモデルを導入した.さらに,高速Fourier変換と劣モジュラ関数最小化を用いて,ADTモデルにおける最大流量を計算する効率的なアルゴリズムを与えた.・離散凸最適化ソルバを公開し,ソルバを用いた予備品在庫管理アプリケーションや各種離散凸関数最小化アプリケーション等,離散凸パラダイムのデモンストレーションソフトウェアをWEB公開した.本研究の目的は,工学や社会科学の諸分野における最適化の理論と応用を「離散凸パラダイム」によって統合することにある.「離散凸パラダイム」の横糸は構造定理やアルゴリズムなどを代表とする数理であり,縦糸は諸応用分野における具体的な問題であり,その結び目の役割を果たすのがソフトウェアである.離散凸解析の理論と応用を,連続・離散軸,凸・非凸軸,分野横断軸,の3つの観点から整理することによって,個々の数理的技法や応用諸問題の相互関係を明確にし,数理の深化,応用の開拓,ソフトウェアの整備の3つの面で新たな展開を図ることが本研究の目的である.この目的の実現のため,(a)数理の深化,(b)応用の開拓,(c)ソフトウェアの整備,の3つの側面に応じて,研究を推進し,研究成果を発表した.本年度の具体的な成果は以下の通りである.・M凸関数の連続緩和である凸閉

包関数が効率的に計算可能であることを示した.これにより,M凸関数に関するNP困難問題に対する連続緩和手法が利用可能となった.・整数格子点上で定義される関数に対してヘッセ行列の離散版を定義し,その行列が正定値であることと関数の凸拡張可能性の関係について議論を行った.・一次の多項式行列である行列束に対して2種類の組合せ論的特徴量を自然な形で定義し,それぞれが離散凸性をもつことと,2者の間にルジャンドル双対性が成り立つことを示した.・コールセンターのシフトスケジューリング問題に対する離散凸解析の応用について検討し,モデルの拡張を行うと共に,高性能な近似解法の提案を行った.・前年度に引き続き,シフトスケジューリングなどの離散凸関数の応用に関する各種デモンストレーション,およびM凸関数最小化集合分割問題に対するソフトウェアを整備して,WEB上に公開した.本研究は,工学や社会科学の諸分野における最適化の理論と応用を「離散凸パラダイム」によって統合することを目的とする.「離散凸パラダイム」の横糸は構造定理やアルゴリズムなどを代表とする数理であり,縦糸は諸応用分野における具体的な問題であり,その結び目の役割を果たすのがソフトウェアである.目的の実現のため,(a)数理の深化,(b)応用の開拓,(c)ソフトウェアの整備,の3つの側面に応じて研究を推進し,研究成果を発表した.本年度の具体的な成果は以下の通りである.・行列束に関連して現れる離散凸性に関して,ルジャンドル共役性を指摘し,行列束への構造的アプローチにおける共役性の意義について論じた.・デルタマトロイドが線形デルタマトロイドの射影で表される場合に対して,その多項式可解性を議論し,先行研究で考えられていた多様な制約付きマッチング問題を包含する,多項式計算可能な問題クラスを導出した.・離散最適化における基本的なアルゴリズム(ダイクストラ法など)を離散凸解析の立場から見直して整理し,著書の形にまとめた.・M凹関数であることが知られていたマトロイドの階数関数の重み和がM凹関数であるための必要条件について検討した.・未解決であった重み付きtriangle-free2マッチング問題と,ジャンプシステム上のM凸関数との関係を明らかにした.・M凸関数のバリエーションを用いることで,今まで二部グラフに限定されていたマッチングモデルの拡張を,一般の有向グラフへと拡張する研究をすすめた.・多重クラス待ち行列に関連して現れる特殊な劣モジュラ関数の最小化問題に対し,計算幾何学的な高速アルゴリズムを設計した.・前年度に引き続き,シフトスケジューリングなどの離散凸関数の応用に関する各種デモンストレーション,ソフトウェアを整備して,WEB上に公開するとともに,論文にまとめ,発表した.本研究は,工学や社会科学の諸分野における最適化の理論と応用を「離散凸パラダイム」によって統合することを目的とする.「離散凸パラダイム」の横糸は構造定理やアルゴリズムなどを代表とする数理であり,縦糸は諸応用分野における具体的な問題であり,その結び目がソフトウェアである.目的実現のため,(a)数理の深化,(b)応用の開拓,(c)ソフトウェアの整備,の3つの側面で研究を推進し,研究成果を発表した.本年度の具体的な成果は以下の通りである.
ダブルネットワーク道路整備の社会経済分析とその効果計測手法の提案

我が国は,世界的にも有数の自然災害大国であり,防災・減災対策に向けた取組は極めて重要である.災害時においては,道路ネットワークのリダンダンシーが被害軽減に大きな役割を果たすが,通常時の渋滞時等においてもその効果を発揮するものと考えられる.通常時におけるリダンダンシーは,企業の生産活動へ大きな影響を与えると想定されるが,これらの影響・効果が定量的に分析された事例はない.そこで本研究では,固定効果モデルによるパネルデータ分析手法を用いて,リダンダンシー(第2最短経路)と企業立地の関係を統計的に分析した.その結果,有意な地域がいくつか得られ,リダンダンシーによる企業立地効果を捉えることができた.わが国には,商品流調査による地域間産業連関表,全国貨物流動調査(物流センサス),貨物・旅客地域流動調査などが行政による統計として公表されている.一方で民間信用調査会社による企業間取引データ(企業ビックデータ)の整備・公表の準備が進み,学術レベルでの利用が可能となってきている.本来,地域間取引に関するこれらのビックデータは同じものを違う角度・集権単位で計測しているにすぎず,あるデータから別のデータを類推することも可能なはずである.本研究課題は,これら4種類の計測目的・手法の異なるデータの整合性・補完性を確認し,それらを統合化するフレームの構築を試みる.初年度に当たる本年度は,各種データを比較的大きな地域,産業分類で集計し,それぞれの相関関係を確認するとともに,各種データソースが持つ特徴をまとめた.また,交易および物流には純流動と総流動という定義の違いがあり,それぞれを整合的に推計可能なモデルを構築した.その成果は「物流拠点を経由する都市間物流モデルの構築」土木学会論文集D3(土木計画学)として,公表した.また,オランダ,ドイツの同様のデータを用いて解析を行い,その特徴をまとめるに至っている.また,データが十分に整備されていない地域のデータ補完性に関しては,「Socioeconomic Evaluation of Transit Oriented Development using by Detailed Spatial Scale CUE Model in Taiwan」と題し,国際会議(The 11th EASTS Conference in Cebu, 2015)にて公表した.研究推進に際して,当初予定した通りに順調に進んでいるため.成熟化した社会での高速交通網の整備をどのように行うかは非常に重要な課題である.特に,ダブル・トリプルネットワークの整備は,国土強靭化のためにも不可欠な政策である.一方で,既存の道路整備評価手法(いわゆるB/Cマニュアル)では,このダブル・トリプルネットワークの交通整備効果を正確に捉えることができない.また,そもそも,このダブル・トリプルネットワークの道路整備の経済効果が「定型化された事実:Stylized Fact」として実証的に確認されてもいない.そこで,本研究課題では,昨年度,各種社会資本および社会経済に関わる統計データおよび物資流動調査を解析し,このダブル・トリプルネットワークの整備効果を統計的に確認した.その結果,ある特定の地域では,ダブルネットワーク整備の効果が産業集積の要因として統計的に優位であることを確認した.本年度は,それらのメカニズムを企業・物流拠点の立地選択として意思決定モデルを理論モデルとして構築した.さらに,それらの効果を整合的に計測可能な空間的応用一般均衡モデルを構築し,効果の計測を試みた.その結果,ダブルネットワークの効果を表現するために必要なモデルの要件について整理したと同時に,特定の条件での実証分析を行った.次年度は,これらの研究成果をまとめると同時に,これらリダンダンシー効果をWider Benefitとして費用便益分析への適用を試みる.ここで,リダンダンシー効果が顕在化する地域の要件および交通特性も同時にまとめ,計測のガイドラインとすることを目指す.本年度は研究期間3年の2年目にあたり,研究成果はおおむね順調に進むと同時に,学会発表,論文公表も当初計画通りに進んでいる.その結果,有効データサンプル数の多い輸送機関・品類では高い推計精度が確認でき,総貨物量の約4割が物流拠点を経由して運搬されていることが確認できた.なお,本研究でのモデルの推計精度をみると,全輸送機関・総貨物の決定係数が0.740.76であったのに対して,オランダの検討では決定係数が0.74とほぼ同じ精度であったことを確認した.また,オランダで検討されたモデルでは,説明変数を所要時間のみとして貨物量が推計されているが,ハブ・アンド・スポーク型の物流に代表される近年の輸送形態をみると,大型配送拠点の集積メカニズムが機能していると考えられ,貨物の輸送形態は必ずしも所要時間のみが起因しているわけではないと考えられる.そこで,集積メカニズムの代替として地域の経済規模(GRP)を考慮したモデルへと改良したところ,貨物量の推計精度が向上することなどが明らかとなった.我が国は,世界的にも有数の自然災害大国であり,防災・減災対策に向けた取組は極めて重要である.災害時においては,道路ネットワークのリダンダンシーが被害軽減に大きな役割を果たすが,通常時の渋滞時等においてもその効果を発揮するものと考えられる.通常時におけるリダンダンシーは,企業の生産活動へ大きな影響を与えると想定されるが,これらの影響・効果が定量的に分析された事例はない.そこで本研究では,固定効果モデルによるパネルデータ分析手法を用いて,リダンダンシー(第2最短経路)と企業立地の関係を統計的に分析した.その結果,有意な地域がいくつか得られ,リダンダンシーによる企業立地効果を捉えることができた.本研究課題は3年間を予定し,次年度は2年目にあたる.昨年度は既存統計データを用いて,ダブル・トリプルネットワークの整備効果の存在をパネル分析により統計的に検証した.

その結果,近畿地方では,ある特定の地域に限定されるものの,リダンダンシー効果が企業の新規立地を誘発している可能性を発見した.本年度は,この分析を中部圏・関東圏など範囲を拡大し,近畿地方で得られた結論がどの程度一般性を有しているかの検証を引き続き検討する.一方,本年度は理論分析として,不確実性下の意思決定モデルとして企業および家計の立地行動を検証する.その上で,昨年度得られた統計的検証を再現可能な実証的理論モデルの構築を試みる.また,最終的にはリダンダンシー効果計測の手法を提案することを目的としているため,一般均衡のフレームでどのようにリダンダンシー効果を位置づけるかの検討を開始する.これまで,本研究課題は当初の研究実施計画通りに進んでおり,本年度の研究計画も実施可能と判断している.さらに,結果の公表においては,国内専門誌の投稿を順調に進めている.また,7月に予定されている国際会議(ソウル,国際IO学会)にて一般均衡フレームの計測結果を公表する予定である.さらに,同7月に予定されている国際会議(上海WCTR)においては,オランダ,ドイツ,アメリカの研究者と本研究課題に関して研究打合せを予定し,世界各国での研究成果を蓄積するフレームを議論する予定である.当初計画通り,最終年にあたる来年度はこれまでの研究成果をまとめると同時に,これらリダンダンシー効果をWider Benefitとして費用便益分析への適用を試みる.ここでは,リダンダンシー効果の簡易計測手法として,第一経路に加え第二経路,第三経路の所要時間短縮とそれぞれの交通量から,簡易にリダンダンシー効果を計測する手法を提案する,一方で,これらリダンダンシー効果が顕在化する地域の特性を詳細に分析し,リダンダンシー効果をWider Benefitとして費用便益分析に加えるべき地域の特定を行うこととしている.これらの研究成果を踏まえ,土木計画学会などで公表し,実務的にも利用可能なように計測のマニュアル化を進める.29年度が最終年度であるため、記入しない。土木計画学29年度が最終年度であるため、記入しない。
電磁ホーン型 ESR イメージング装置による脳虚血モデルでの酸化ストレスの画像化

生体内でのフリーラジカルの画像化は、酸化ストレス由来の疾患の診断などで有用である。生体試料のESR測定を行うため、L-band電磁ホーン型ESR装置を開発し、痙攣重積や脳腫瘍モデルで、従来のループギャップ共振器と比較した。後者では各々のモデルでESR計測ができたが、前者では感度の問題で困難だったため、3次元局所ESR信号検出方式ESRイメージング装置とQ-band電磁ホーン型ESR装置を開発し、各々を組み合わせる手法を考案した。生体内フリーラジカルの分布を画像化することは、酸化ストレス由来の疾患診断や創薬における酸化能評価に有用である。電磁ホーンを用いたESRでは、従来の共振器型と比較し、大きな空間が利用でき、より多くの不対電子数の計測が可能で、高感度測定化が実現される。本研究では、生体のESRイメージングに好都合なL-bandマイクロ波を用いた電磁ホーン型ESR装置を作製し、マウス等の小動物のフリーラジカル反応を解析することで、従来のループギャップ共振器との比較を試みた。多量のラジカルが発生すると予想される痙攣重積モデルを使って、スピンプローブ(carboxyl-PROXYL)法により、各々共振器でESR計測を行ったところ、ループギャップ共振器で確認出来たマウス脳内でのラジカル反応は、電磁ホーン型ESR装置では感度不良のため、計測困難であった。そこで、感度向上を目的として、試料空間内に生体試料上下移動装置を取り付け、さらに任意幅に可変可能なスリットがついたマイクロ波照射口から、マイクロ波ビームを試料の微細部位に照射出来る装置を作製した。さらに次年度の予算で、この装置を回転出来るように改良すれば、誘電率の問題で生体試料に透過困難な強力なマイクロ波(Q-band)を使った電磁ホーン型ESR装置による3Dイメージングも可能となり得る。今後、これらの手法が確立されれば、生体試料のフリーラジカルが高感度に測定可能となるだけでなく、少なくとも生きた動物で解像度の高い3Dのフリーラジカルのイメージングが期待される。また今回の研究で、痙攣重積におけるフリーラジカルの関与が一部解明された。本研究では、電磁ホーン型ESR装置の感度向上のため、3次元局所ESR信号検出方式ESRイメージング装置の試料台を新たに作製した。この試料台は、回転式の生体試料上下移動装置に、任意幅に可変可能なスリットがついたマイクロ波照射口が取り付けられたもので、マイクロ波ビームを試料の微細部位に3次元的に照射出来る。動物モデルは、装置の大きさからマウスに限られ、さらにより局所的に強いラジカルが発生するものが好ましいため、当初予定していた脳虚血モデルから悪性脳腫瘍モデルに変更した。マウス脳腫瘍モデルのESR計測を行う前に、invitroの研究として(他研究費で施行)、腫瘍増殖時細胞膜形成に必要な代謝物質(スピンラベル剤)にラジカル分子を付加し、悪性腫瘍細胞に取り込ませ、X-bandの共振器でESR計測に成功している。現在、マウス脳内に植え込まれた悪性脳腫瘍にスピンラベル剤を取り込ませ、ループギャップ共振器によりESR計測を行っているところである。今後、上記試料台を使って電磁ホーン型ESR装置によるイメージングを行うことにしている。さらに、脳虚血モデルにも同様の手法を試みる。電磁ホーンを用いたESRでは、従来の共振器と比較し、大きな試料空間が利用でき、より多くの不対電子数の計測が可能で、高感度側定化が実現される。本研究では、マウス脳内に植え込まれた悪性脳腫瘍にスピンラベル剤を取り込ませ、L-bandのループギャップ共振器により生きた状態でマウス頭部からESR計測に成功した。マウス微細動検知試料台を使うことで、計測中動物が生きた状態であることを確認できた。スピンラベル剤を取り込ませた悪性脳腫瘍を、全脳ごと取り出し十分な厚さの凍結切片を作成した。液体窒素で凍らせたまま前年度作製した3次元局所ESR信号検出方式ESRイメージング装置の試料台に設置し、X-bandの電磁ホーン型共振器によりESR計測に成功した。X-band同軸回路切替器やバラクタ変調付ガン電源を取り付けることで、正確にQ値が測定され感度が向上した。本研究の結果は、悪性脳腫瘍を脳内に植え込まれたマウスを、生きたまま3次元局所ESR信号検出方式ESRイメージング装置の試料台に設置し、さらにスピンラベル剤を造影剤として用い、電磁ホーン型共振器による脳腫瘍イメージングの実現性を示唆するものと思われた。

今後、さらなる感度の向上と、既に試作している2電流電源Zupancic型コイルとアンチヘルムホルツコイルを組み合わせた3次元磁場勾配方式電磁ホーン型ESRイメージング装置により解像度の高い3次元画像化を目指す。生体のESRイメージングには、L-bandマイクロ波を用いたESR装置が望ましいことがわかり、当初の計画を変更し、L-band電磁ホーン型ESR装置を作製した。しかし、現時点では、同装置は感度不足でESR測定困難なため、3次元局所ESR信号検出方式の試料台(測定補助器)を新たに作った。以上の準備のため時間を費やした。L-band電磁ホーン型ESR装置を作製した後、電磁ホーンとの比較のため、従来のL-bandループギャップ型ESR装置を自作し、生体試料のESR計測を行ってきた。動物モデルは、試料空間や感度などの問題から、当初予定したラット虚血モデルからマウス痙攣重積や脳腫瘍モデルに変更し、ESRの計測に成功した。今後、3次元局所ESR信号検出方式の試料台を使って、L-bandのみならず、その他のマイクロ波(X, K, Q band)による電磁ホーン型ESR装置で、前述したモデルの画像化を目指す(試料台の完成により、生体試料でも高周波のマイクロ波も試用可能となった)。大型コイルを購入する予算が他の助成金よりつけば、ESR装置を大型化し、ラット虚血モデルの画像化も行う。24年度が最終年度であるため、記入しない。
好酸球欠損マウスを用いたアレルギー性鼻炎の病態解析

本研究では、マウスを用いたアレルギー性鼻炎モデルの病態形成において、好酸球がどのように関与するかを検討した。アレルギー鼻炎の遅発相では、鼻粘膜に好酸球が集積して鼻閉を起こすのに重要な役割を果たすことはよく知られている。しかし、好酸球は多機能な免疫細胞なので、鼻粘膜以外の様々な局面で好酸球が病態に関与している可能性があると考えられる。そこで、アレルギー性鼻炎モデルを誘導した野生型マウスと好酸球欠損マウスを比べて好酸球の役割を検討した。結果、好酸球が早期相の増悪と抗原特異的IgE産生に対して抑制的に働くことがわかった。また、鼻粘膜中の好酸球はその他の免疫細胞の分画にも影響を及ぼすと考えられた。最初に実験モデルとして一般的である卵白アルブミン(OVA)を用いたアレルギー性鼻炎モデルを用い、野生型マウスで誘導できることを確認し、好酸球欠損マウスでも同様の実験系ができる状態を確立した。好酸球欠損マウスにて同様の実験を行い、アレルギー性鼻炎早期相として、最後の抗原誘発後10分間のくしゃみ回数、鼻かき回数をカウントした。遅発相の評価として組織学的評価をHE染色とPAS染色、血清抗原特異的IgEをELISAにて確認しているが、症状・組織学的評価・抗原特異的IgE産生において、野生型とはやや違う結果が認められた。平成28年度は季節性抗原や通年性抗原を用いた実験系でも同様の結果が得られるかについても検討していく予定である。平成27年度中は所属リンパ節での免疫応答については検討できなかった。平成28年度は、顎下リンパ節や鼻咽頭関連リンパ組織(NALT)を用いた培養実験を行い、好酸球の抗原特異的なリンパ球に対する関与について、細胞増殖や抗体産生量、培養上清のサイトカイン測定などを用いて検討したい。同時に、好酸球欠損マウスにてアレルギー性炎症を誘導し、抗原投与前や後に好酸球を移入することで、表現型に変化がでるかについても検討し、病態に関与する時期についても検討したい。これらの実験と並行し、好酸球の病態への関与を阻害することで治療的意義を見いだせる薬剤(新規)が想定できたため、この薬剤を用いたアレルギー性鼻炎の治療についても検討しているため、随時発表していく予定である。特にトラブルなくモデルを作製できているが、唯一効率を低下させているのは好酸球欠損マウスの繁殖がよくない点である。母数を十分に出来るだけの個体数が発生しないため、安定した結論が出せない状況にある。改善するために、繁殖可能なメスは可能な限り同時に交配している。充分な母数が育たない間は野生型を用いて次に必要になるであろう実験を検討しつつ待機している。平成27年度で報告しているように,アレルギー性鼻炎における好酸球の役割を解析するため,卵白アルブミン(OVA)を用いたアレルギー性鼻炎モデルマウスにて野生型マウスと好酸球欠損マウス(ΔdblGATA)を比較した検討を始めている.その結果,好酸球は局所鼻粘膜の杯細胞化生には影響を与えないこと,即時相において増悪因子となること,OVA特異的IgE産生には抑制的に働くことが考えられた.このことから,アレルギー性鼻炎において好酸球が一概に病態を増悪させるためだけに働くわけではないことが示唆された.今後はさらに,鼻粘膜mRNAや鼻腔洗浄液についても好酸球がないことによる局所でのサイトカインに関する遺伝子発現の変動を調べる予定である.抗原特異的IgE産生についてはリンパ組織だけでなく,鼻粘膜中の免疫細胞を回収し,浸潤する免疫細胞分画を解析することからも好酸球のもつ役割を検討する.また,いままでに回収した血清の蛋白を用いてアレルギー性炎症に関連する分子についても検討し、病態との関連を類推して次の実験につなげたい.新しい検討として,OVA感作による全身の免疫応答を評価するためにOVA感作後の腹水や脾臓を用いて好酸球の有無が感作の成熟に影響を与えるか検討したい.既に感作・鼻腔抗原投与を行った後の所属リンパ節を用いた解析を行っており,好酸球の獲得免疫応答への関与を検討し始めているのでこれもあわせて報告していきたいと考えている.組織学的評価と鼻粘膜mRNAを同時に採取する方法を検討しており,工夫に時間を要した.鼻腔洗浄液についての検討も回収量のために目的のサイトカインを測定できなかった.鼻粘膜の遺伝子発現についてもTh1,Th2サイトカインなどを検討しているが,仮定される結果と異なっていたため回収方法と時期についてさらに追加で検討しなければならず,遅れている原因となっている.本研究では、好酸球のもつ様々な免疫応答を解析することを目的としている。アレルギー疾患において、好酸球は遅発相において重要な役割をはたすことは知られているが、その他にも様々な局面で好酸球が病態に関与している可能性があると考えている。そこで、アレルギー性鼻炎における好酸球の関与について、好酸球欠損マウスを用いて検討した。OVAを用いたアレルギー性鼻炎モデルでは好酸球欠損マウス(ΔdblGATA)と野生型を比較して、10分間におけるくしゃみ症状・鼻かき回数は有意に少なかった。一方で組織学的検討としてPAS染色を用いて杯細胞の数を比較したところ有意な差は認められなかった。血清OVA特異的IgEはΔdblGATAの方が野生型よりも高値だった。

前年度まで報告しているように、好酸球はアレルギー症状を増悪するのに関わる一方で、鼻粘膜における杯細胞数には影響せず、アレルゲン特異的IgEの産生については抑制性に働く可能性があると考えられた。アレルギー性鼻炎を誘発したマウスの解析時に鼻粘膜をコラゲナーゼ処理し、フローサイトメトリーを用いて鼻粘膜における免疫細胞分画を比較検討しているが、安定した結果を得るにはまだ母数が少なく、追加検討中である。ヒスタミンを放出するマスト細胞・好塩基球の細胞数についても鼻粘膜局所において差があるのか検討している。また、即時相において特に重要なのは症状発現に直接的に関与するヒスタミン量である。好酸球の有無によって鼻腔洗浄液中のヒスタミン測定も行いたいと考えている。本研究では、マウスを用いたアレルギー性鼻炎モデルの病態形成において、好酸球がどのように関与するかを検討した。アレルギー鼻炎の遅発相では、鼻粘膜に好酸球が集積して鼻閉を起こすのに重要な役割を果たすことはよく知られている。しかし、好酸球は多機能な免疫細胞なので、鼻粘膜以外の様々な局面で好酸球が病態に関与している可能性があると考えられる。そこで、アレルギー性鼻炎モデルを誘導した野生型マウスと好酸球欠損マウスを比べて好酸球の役割を検討した。結果、好酸球が早期相の増悪と抗原特異的IgE産生に対して抑制的に働くことがわかった。また、鼻粘膜中の好酸球はその他の免疫細胞の分画にも影響を及ぼすと考えられた。アレルギー性鼻炎を誘導したマウスの炎症に関わる所属リンパ節については培養実験も行い、好酸球欠損マウスと野生型に差があるか検討したい。また、計画にあるようにアレルギー性鼻炎モデルマウスの抗原特異的形質細胞もしくはB細胞をソーティングし培養することで、抗原特異的抗体IgG1もしくは低親和性IgEを産生し、選択的に回収して精製し、アレルギー性鼻炎マウスに投与することでアレルギー性炎症の低下につなげることが出来るかについて検討したいと考えている。ヒトでの検討に移行せず,さらにマウスでの検討を中心に解析する方針に切り替えて研究を継続していく.耳鼻咽喉科消耗品の金額が予定より安価に抑えられたため、次年度使用額が生じた。新しく実験系をおこなうこととなり,新規で購入すべき抗体が増えたため,当初確定した予定額以上の資金が必要になり,前倒し請求をしたものの,アレルギー性鼻炎における好酸球の役割に関する研究が進まず,その費用が未施行となった.2015年度に行ってきた実験系に加え、マルチプレックスサイトカイン測定キットを購入し、鼻腔洗浄液中のサイトカイン測定を複数行う予定である。アレルギー性鼻炎の即時相を評価しやすくするため,体外からマウスに抗原特異的IgE抗体を静脈内投与することにより,感作成立を除いて純粋に抗原抗体反応由来の免疫応答を検討できるモデルを作製して検討する.
多変量解析による多次元胎児発生スタンダードの作成と胎児診断への応用

1.ヒト胎児(42例)MRI画像の三次元再構築像から得た脳の高さ・長さ・幅の計測値を用いて、3次元空間における1次元平滑化スタンダード曲線を作成した。また、肉眼的に計測した肝臓縦径・胆嚢最大長・脾臓長径に関して多項式回帰によるスタンダード曲線を作成した。これらの成果について、日本先天異常学会にて発表した(宇田川潤、他4名「ヒト胎児組織形成期における多次元発生スタンダード作成の試み」第46回日本先天異常学会、山形市、2006年6月29日30日)。2.多次元尺度法を用いて、ヒト胎児期の胸部あるいは腹部の各臓器間の調和的成長について検討した。腎・副腎・肺は、各単一臓器における縦・前後・幅の三次元的成長パターンよりも、左右同一臓器の同一部位間の成長パターンが類似していた。頭殿長120mm以下の胎児では肝・腎の縦径の成長パターンが類似し、発生と共に腎の縦径は肺の縦径の成長パターンと類似してきた。頭殿長99mm以下の胎児では、大動脈および肺動脈外径の成長パターンは類似していたが、これらの大血管と心縦径あるいは心幅との成長パターンの類似度は比較的低かった。発生が進むにつれて大動脈外径と心縦径・心幅の成長パターンが類似するようになり、一方、肺動脈外径の成長パターンはこれらと異なってくることが明らかとなった。3.ヒト胚子期の頭部・体幹・四肢の計測値から標準成長曲線を作成し、論文発表した。また、本研究の基礎としてマウス胚の脳および腸管形態形成の研究を行い、論文発表した。4.スウェーデンChalmers大学数学科のTorbjorn Lundh博士と共に、ヒト胚子および胎児の頭部・体幹・四肢の形態発生の数学的解析を行った。これらの各部位について非調和比を求めたところ、胚子期後期から成人までほぼ一定の値になることが判明し、非調和比が胎児診断の基準として利用できる可能性が考えられた。1)すでに肉眼解剖により得られている約100体の正常ヒト胎児の肺・腎臓の計測値データを用いて、多次元スタンダード原案作成を試みた。以下のA)からE)の5つの手法を提案し、A)からD)については学会発表を行った(内藤寛太、宇田川潤、大谷浩:ヒト胎児形態計測データの様相.科学研究費シンポジウム「統計数理の基礎理論」鹿児島大学理学部、平成17年12月19日21日)。A)マハラノビス擬距離を用いた1個体の集団からの乖離度の測定法。B)3次元空間における1次元平滑化曲線を用いたスタンダードの作成法。C)擬等角写像の理論で用いられる最大歪曲度を用いた臓器の調和的発生の数理的考察方法。D)2次元スタンダードにおいて、基準値からの乖離度を分位点回帰により精密評価する方法。E)頭殿長および肺・腎の長さ・幅・前後径をカテゴリー化し、等質性分析およびクラスタ分析を行った。頭殿長が約80mmから120mmの胎児および約160mm以上の胎児は各頭殿長カテゴリで等質性が認められた。一方、120mm以上160mm以下の胎児では非等質性が認められ、この時期には肺・腎共に3次元的成長について個体差が大きいと考えられた。2)頭殿長が50mmから250mmの胎児を計61体MRIで撮影し、42体について大脳の高さ・幅・長さを計測した。正常の大脳は、はじめ水平方向により大きく成長し、後に垂直方向に大きく成長することがわかった。3)ヒト胎児の臓器の内部立体構造(肝臓内の門脈・胆管など)を構築する方法を検討するため、まずマウス胎児の組織切片から画像位置合せソフトなどを用いて臓器の3次元構築を行った。ブアン固定HE染色標本から臓器の3次元像再構築を行い、内部立体構造を描出することができた。また、当手法の基礎となる研究について、論文発表を行った。現在、ヒト胎児の組織標本から同様に再構築を試みている。

3.ヒト胚子期の頭部・体幹・四肢の計測値から標準成長曲線を作成し、論文発表した。また、本研究の基礎としてマウス胚の脳および腸管形態形成の研究を行い、論文発表した。4.スウェーデンChalmers大学数学科のTorbjorn Lundh博士と共に、ヒト胚子および胎児の頭部・体幹・四肢の形態発生の数学的解析を行った。これらの各部位について非調和比を求めたところ、胚子期後期から成人までほぼ一定の値になることが判明し、非調和比が胎児診断の基準として利用できる可能性が考えられた。
熱傷による血中ビタミンD減少の病態解明と補充療法の有効性について

熱傷は骨量減少、筋消耗、耐糖能異常、免疫能低下を来し、それらが創傷治癒の遷延や感染症の危険因子となることが知られている。近年、重傷熱傷患者へのビタミンD投与は入院期間や骨折リスクを減らすことが報告されている。ビタミンD受容体は骨の幹細胞だけでなく、マクロファージや樹状細胞、筋芽細胞にも発現しているとされる。従って、ビタミンD投与により、骨量回復だけでなく、筋量回復、インスリン抵抗性の改善、免疫能の回復も期待されるが、その効果については明らかでない。本研究では熱傷モデルマウスにビタミンD投与を行い、骨量・筋消耗・耐糖能異常と敗血症の予後を改善するか、をその病態生理とともに明らかにする計画である。
次世代型降水量浸水深モバイル観測システムの開発

近年多発する水害から身を守るため,人々の避難経路となる動線上で時々刻々と変化する降水浸水情報を得る必要がある.本研究の目的は,人々の生活空間を行き来する自動車への搭載に適した降水量・浸水深観測システムを開発・検証することである。多数の車への高い展開性を考慮し,降水量は車内に設置した小型カメラで雨滴を撮影し,画像解析から推定を試みる.浸水深は,車外に取り付け易い超小型で安価なセンサを開発する.移動観測から得られる降水量や浸水深データを,観測に用いる自動車の運動や変化する観測環境とともに,既存のレーダー雨量や地上観測雨量と比較解析を行うことで、モバイル観測データの有用性を定量的に評価していく。
細胞内ウイルス防御系とウイルスの攻防

RIG-I-Like Receptor (RLR)によるウイルスRNAの認識が抗ウイルスストレス顆粒/avSGで行われるという知見を発展させ、avSG内で機能する分子群、そこで認識されるウイルスRNAの特徴を明らかにした。avSGを標的としたウイルス側の免疫逃避機構を明らかにした。(藤田)。CBF-βによるHIV-1 Vifの細胞内レベル維持機構は、MDM2によるVifのプロテアソーム分解促進の抑制であることを明らかにし、APOBEC3Bの遺伝子発現が古典的NF-κB経路の活性化により増強することを明らかにした(高折)。多くのウイルス感染細胞ではストレス顆粒に類似したRNA/蛋白質凝集体の形成(antiviral stress granule: avSG)が誘導され、そこにウイルスRNAセンサーであるRIG-I like receptors (RLR)が招集されること、その結果、インターフェロン遺伝子活性化が強く促進されることを報告してきた。ウイルス感染細胞ではウイルスの二重鎖RNAがPKRを活性化しその結果avSG誘導が起きるが、RNAヘリカーゼの1つであるDHX36がこのPKRの活性化に重要であることを見出した。すなわちウイルスRNAはDHX36/PKRを活性化し、その結果avSGが誘導され、その中でRLRがウイルスRNAを効率的に感知するという機構が明らかとなった。RLRのシグナルはミトコンドリア上のアダプターであるIPS-1に伝達される。IPS-1の機能ドメインを詳細に解析した結果、RLRとの会合に必要なCARDは自身の凝集体形成に必要であるが、人為的にIPS-1を凝集させた時には不要であること、またシグナル伝達に必須なIPS-1の領域はTRAF結合ドメインであることを明らかにした。従ってIPS-1はCARDを介してRLRのシグナルを受け取り、その結果ミトコンドリア上で凝集し、その凝集したTRAF結合モチーフによってTRAF3, 6がそこに招集されることが下流へのシグナル伝達を引き起こすことが明らかとなった。阻害蛋白質であるVifの機能解析: Vifによる細胞周期停止機構の解析により、AMPKによるTP53のSer15のリン酸化が重要であることを示した。また、Vif結合蛋白CBFβとの相互作用に必要な残基としてGlu88、Trp89を同定、報告した。本年度は新たに、RLRであるMDA5のモノクローン抗体を作成した。この抗体は活性化型のMDA5を特異的に認識していると考えられた(投稿準備中)。また、Pumilio1, 2は翻訳制御に関わっている事で同定されたRNA結合タンパク質であるが、ウイルス感染時にRLRであるLGP2のウイルスRNA認識を促進する効果があること、avSGに局在することを明らかにした(論文発表済み)。ウイルス複製複合体、avSG、そしてRLRのシグナルを直接受容するIPS-1(ミトコンドリアに局在)の生細胞でのイメージングの系を立ち上げた。今後これらの時空間での動態を検討する計画である。APOBEC3の機能解析:APOBEC3Bの遺伝子発現機能調節機構としてNFkB p65/p50ヘテロダイマーが重要であることを発見した。分解調節機構としてE3ユビキチンリガーゼRNF125およびSIAH1をAPOBEC3Bの分解を促進する候補因子として同定した。APOBEC3Bを高発現するB細胞株を多数同定し、細胞内で内在性APOBEC3Bのシチジン脱アミノ化活性を定量する系を確立した。Vifの機能解析:HIV-1 VifによるAPOBEC3Gの分解を抑制するような新規低分子化合物を同定し、その詳細な機能を解析し、報告した。CBFβはMDM2依存性HIV-Vif分解に抑制的働くことで、その細胞内蛋白量を維持していることを明らかにした。これまでRIG-Iはウイルス二重鎖RNAを認識することが知られていた。しかし、細胞内のどこでウイルスのRNAを感知してシグナルが伝わるのか不明であった。ニューカッスル病ウイルス(NDV)をモデルとして解析した。NDV感染細胞では最初にウイルスの複製複合体が形成され、そこにRIG-Iが集積するとともに初期のインターフェロン(IFN)産生が誘導される。その後、抗ウイルスストレス顆粒(avSG)が形成され、そこにもRIG-Iが共局在する。avSGは感染後期の、より大量のIFN産生に必須であった。複製複合体にはウイルス由来の二重鎖RNAが存在しており、RIG-Iがそれを認識してシグナルを活性化しているものと考えられた。しかしavSGには二重鎖RNAは検出されず、ウイルスのpolyA+RNAが主として局在する。NDVのmRNAは5'末端にキャップ構造を有しており、そのようなRNAはRIG-Iを活性化しない。しかし、avSGにはウイルスのリーダー配列から転写停止シグナルをスキップし、polyAが付加された転写産物(read-through transcript)が局在しており、それがRIG-Iを活性化していることが明らかとなった。以上より、ウイルス感染によって引き起こされるストレス応答によって、ウイルスの、キャップ構造を有しないRNAの感知を促進してウイルスの増殖を阻止することが明らかとなった。APOBEC3Bの遺伝子発現機能調節機構として、PKC-NF-kB経路が重要であることを見出した。

骨髄腫におけるAPOBEC3Bの高発現を細胞株及び患者検体で確認し、さらにAPOBEC3B高発現骨髄腫細胞株を用いてon-going mutationが進行していることを見出した。HIV-1 Vifによる細胞周期制御に関して、ユビキチンリガーゼ活性の必要性とAMPKの関与を証明した。CBFβによるVif安定化機構に関して、MDM2との相互作用に詳細を明らかにした。自然免疫、内因性免疫に関して新たな成果が得られつつあり、解析の実験系を立ち上げておりそれらが稼働している。以上、総合的に大きな問題はなく進展していると判断する。RIG-Iは細胞質においてウイルス由来のRNA(vRNA)を識別して抗ウイルス応答を誘導する。しかし、細胞内での時空間的なvRNAの感知とシグナル伝達は明らかになっていなかった。そこで我々はニューカッスル病ウイルス(非分節、一本鎖マイナス鎖RNAウイルス)の感染した細胞内で起きる事象を時間軸に沿って詳細に検討した。始めにRIG-Iはウイルスの複製複合体(vRC)に集合し、そこで活性化され、感染初期のインターフェロン産生を誘導する。その後、感染が進行するとRIG-Iはストレス顆粒(antiviral stress granules、avSG)の形成に伴ってそこへの局在が誘導され、その時期に後期のインターフェロン産生が誘導される。avSGの形成をいくつかの方法で阻害すると、後期のインターフェロン産生が阻害された。このことよりavSGはvRNAを効率良く感知する場であることが強く示唆された。avSGにはウイルスのポジティブ鎖RNAが選択的に集合していることが判明した。また、興味深いことに感染細胞から抽出したポリA+RNAはインターフェロン誘導能を有していることが判明した。非感染細胞からのポリA+RNAはインターフェロン誘導能を持たないことから、ウイルス由来のポリA+RNAがRIG-Iを活性化していることが示唆された。詳細な検討の結果、ウイルスのリーダー配列から転写開始し、その後転写を終始せずに次の転写単位へ読み進んだ、read through RNAがRIG-Iを活性化していることが判明した。このRNAはリーダー配列から転写開始しているため、キャップ構造を持たない。以上ウイルス感染細胞ではウイルス複製の開始、宿主のストレス応答が起きること、これらの現象に伴ってRIG-Iがそれらの場に呼び寄せられること、そして抗ウイルス応答が誘導されることが明らかとなった。ウイルスは感染によって宿主細胞に自然免疫応答を引き起こす。その1つとしてストレス顆粒の形成がある。生細胞でのストレス顆粒の形成を様々ウイルスで検討したところ、単にストレス顆粒を誘導するもの、一過的にストレス顆粒を誘導するものがあることを発見した。脳心筋炎ウイルス(EMCV)はピコルナウイルスに属し、一過的にストレス顆粒を誘導した。
Backgammon代数についての研究

本年度は,昨年度得られたパラメータ無しの場合のBackgammon代数の既約表現の構成に関する結果を5月に行われた国際研究集会「Formal Power Series and Algebraic Combinatorics 01」で発表を行った。研究集会出席の直前,証明の一部に不備が見つかり,8月頃までその修正に従事した。不備のあった箇所は,対称群の表現に用いられる鉤長(hook-length)と軸間距離(axial distance)の間の関係式で,今まで知られていない関係式が生じており,それを証明する必要があった。まず,その関係式が,一般の鉤長と軸間距離の間に成り立つものであることを数式処理ソフトを用いて多くの例に当てはめることにより確認した。確認作業の最中に,Schur関数によく現れる式が生じていることに気付いたが,果たしてSchur関数を用いることにより,関係式を証明することが出来た。その際,修正箇所の証明に用いた手法が,現在知られている関係式の新しい証明法を与えていることに気付いた。その後8月に上智大学で行われた第10回日本数学会国際研究集会「代数群と量子群の表現論」の出席者との討論から,これらの関係式q変形バージョンへの拡張を思い付き,9月からはその証明に従事した。こちらの証明については組み合わせ論の諸結果を複数利用していることと新しい関係式そのものの発見の重要性から,独立した論文で発表する価値があると判断し,2月にその結果をEuropean Journal of Combinatoricsに投稿した。これらの作業のため当初の研究課題であった,パラメータq付きのBackgammon代数の既約表現の構成に関する研究は部分的な結果に留まったが,引き続き研究を続け,できるだけ早く結果を発表する予定である。本研究の目的は,対称群の作る群環に射影子fを付け加えてできるBackgammon代数と,このq変型について考え,その表現から,結び目,絡み目の新しい不変量を構成することであり,本年度の当初の予定では,q変型として適当なものを探すことであった。しかしながら,研究の順序を変更し,q変型を行わない場合についての表現を考えることから始めた。まず,特別な形のYoung図形の並びを添字とする表現の構成を試みたところ,対称群の表現の次数とhook-lengthおよび,axial-distanceを用いた式を係数にもつ表現が構成できることが分かった。そこで,その他のいくつかの場合についてこの式を当てはめ,コンピュータで計算をしたところ,やはり表現となる条件をみたしていることが確認されたので,一般の場合について成り立つことの証明を試みた。その結果,49の場合分けが生じたが,Young図形の変型とaxial-distanceとの間の等式をいくつか組み合わせることにより,その全てについて表現の条件を満たすことが証明出来た。さらにこれらの表現が互いに同値でないことを示し,次元を比較することにより,現れる表現が既約表現の完全代表系であることを示した。これにより,q変型を行わない場合,Backgammon代数が半単純であることの証明が得られた。2001年(平成13年)5月にアリゾナで行われるFPSAC01 (Formal Power Series and Algebraic Combinatorics 2001)でこれらの結果についての講演を行うにあたり,関連する研究を行う人達に内容が類推できるようにBackgammon代数をParty Algebraと名前を変え,"Party Algebra and Construction of its Irreducible Representations"というタイトルで講演を申し込んだところ,十分な内容であるという評価を得て,講演が了承された。
遺伝子異常の検索による乳腺の嚢胞内乳頭状病変の術前診断

11例の良性乳頭腫ならびに18例の嚢胞内乳頭がんからなる乳腺の嚢胞内乳頭状腫瘍29例の腫瘍および非腫瘍組織からDNAを抽出し、第16染色体長腕(16q)における対立遺伝子の欠失の有無をサザンブロット法にて検索した。嚢胞内乳頭がんでは71%(12/17)の症例に16qの欠失がみられたのに対し、乳頭腫には欠失は検出されなかった。このように嚢胞内乳頭状腫瘍の良悪性判定に16qの欠失の検索が有用である可能性が高いことがわかった。そこで、より微小量の検体から16qの欠失を検出するために、微小量のDNAから16q上で可変性が高いAC反復配列領域をPCR法を用いて増幅し、ゲル電気泳動によって欠失の有無を検索する方法を確立した。そして40例の乳腺腫瘍の切除標本から穿刺吸引細胞診と同様の方法で少量の腫瘍細胞を吸引し、それらの細胞から得られたDNAに対して上記の方法で16qの欠失を検索した。16q24領域に位置するD16S305の部位において34例でPCRによるDNAの増幅が可能であり、そのうち17例で欠失に関する情報が得られた。乳がん症例では14例中10例(71%)で16qの欠失がみられたが、良性腫瘍3例には欠失はみられなかった。これらの結果は組織から抽出したDNAを用いたサザンブロット法による解析結果と一致した。この検討は切除標本を用いたいわば模擬的な検討であるが、同様の方法を術前の細胞診標本に応用することにより、術前の乳腺腫瘍の良悪性補助診断が可能と考えられた。さらに多数の染色体領域を多数の症例で検討することにより、細胞診検体を用いた16qの欠失の検索が術前の補助診断としてどこまで有用かを明らかにしていく予定である。