hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
ユビキタス・ネットワーク社会におけるワンツーワン・マーケッティング基盤の研究

近年の高速インターネット環境の急速な整備、および携帯電話の急速な普及にともない、次世代ネットワーク社会の基盤技術の整備の重要性が高まっている。特に、このインターネットと携帯電話という2つの通信基盤が可能とする場所と時間を問わずにアクセス可能なユビキタス・ネットワークという新しい社会インフラを使った、新しい産業とそのための技術開発は極めて重要である。本研究では、上記目的を達成するためには個々のユーザの嗜好を分析するワンツーワン・マーケッティング技術の高度化が必須であると考え、ユビキタス・ネットワーク社会におけるワンツーワン・マーケッティング基盤の研究を実施し、・ネットワーク上の各種データを収集する技術・上記データを解析可能なデータマイニング技術について研究を行い、・個々のユーザの嗜好を分析するワンツーワン・マーケティング技術の1つの試みとして、代表的インターネット掲示板である2chの記事解析による視聴者の嗜好分析技術・行き過ぎたマーケッティング技術の悪用にたいする対策技術として、迷惑メイル検知技術・迷惑メイル検知技術の基礎的な発展として、キャッシュを使った頻出アイテムの抽出技術・データマイニング技術の一般的応用範囲を広げるための研究の一環として、リテール金融分野債権査定技術を開発した。研究の背景と目的近年の高速インターネット環境の急速な整備、および携帯電話の急速な普及にともない、次世代ネットワーク社会の基盤技術の整備の重要性が高まっている。本研究では、上記目的を達成するために、市場、特に個々のユーザの嗜好を分析するワンツーワン・マーケッティング技術の高度化が必須であると考え、ユビキタス・ネットワーク社会におけるワンツーワン・マーケッティング基盤の研究を目的とする。すなわち、何時・何処で、どのような人が、どのようなニーズを持っているかを、ネットワークを通してリアルタイムで解析する技術を研究している。平成15年度の研究実績研究初年度にあたる本年はネットワーク上の販売データ、顧客情報などの洗い出しを行いデータ構造の基本設計、解析方法の基本設計を行った。特に大容量のWWWデータの解析に焦点をあて、次の2つの技術を開発した。1.グラフを使ったWWWデータ解析技術従来の解析手法が対象としていた表形式のデータ構造ではなくグラフ構造を持ったデータ構造を解析する方法としてGraph Based Induction法の改良を行い、従来手法が利用していた縮約操作にともなうGreedy性を押えたStepwise entropy analysisというアルゴリズムを考案した。2.キャッシュを使った高速解析技術WWW関連データには偏りの大きなものが多い事に着目して、Direct Mapped Cacheアーキテクチャを使った頻出データの高速検出アルゴリズムを考案した。この技術は実アプリ(マスメイルの高速検出)に適用し、従来手法に競べ、有効な結果を得た。今後、上記技術をベースにワンツーワン・マーケッティング技術の研究を行う。平成16年度の研究実績昨年度(平成15年)Direct Mapped Cacheアーキテクチャを使った頻出データの高速検出アルゴリズムを実アプリ(スパムメイルの高速検出)に適用し、実用的な技術であるとの結果を得た。今年度は、上記技術を発展させ、データが大規模になった場合に有効なメモリ管理の方法を開発した。開発したメモリ管理手法は従来に比べ1桁小さな記憶容量で従来手法と同程度の性能を得る事ができる。上記成果は、より大規模なマーケッティングデータの解析を高速で行う事を可能とし、ユビキタス・ネットワーク社会におけるワンツーワン・マーケッティング基盤として重要なものである。またスパム対策自体もマーケッティング基盤技術として重要であり、既に実用的な結果も出ている。

今後、別アプリへの適用を試みる等、手法の高度化を計ると共に、セキュリティ技術への応用可能性などを探る。近年の高速インターネット環境の急速な整備、および携帯電話の急速な普及にともない、次世代ネットワーク社会の基盤技術の整備の重要性が高まっている。特に、このインターネットと携帯電話という2つの通信基盤が可能とする場所と時間を問わずにアクセス可能なユビキタス・ネットワークという新しい社会インフラを使った、新しい産業とそのための技術開発は極めて重要である。本研究では、上記目的を達成するためには個々のユーザの嗜好を分析するワンツーワン・マーケッティング技術の高度化が必須であると考え、ユビキタス・ネットワーク社会におけるワンツーワン・マーケッティング基盤の研究を実施し、・ネットワーク上の各種データを収集する技術・上記データを解析可能なデータマイニング技術について研究を行い、・個々のユーザの嗜好を分析するワンツーワン・マーケティング技術の1つの試しみとして、代表的インターネット掲示板である2chの記事解析による視聴者の思考分析技術・行き過ぎたマーケッティング技術の悪用にたいする対策技術として、迷惑メイル検知技術・迷惑メイル探知技術の基礎的な発展として、キャッシュを使った頻出アイテムの抽出技術・データマイニング技術の一般的応用範囲を広げるための研究の一環として、リテール金融分野債権査定技術を開発した。
江戸時代における三井家大元方の経営分析および財務内容と会計政策との関連性探究

江戸時代における三井家は、呉服業と金融業とを経営の2本柱として、三井同族11家がそれらの事業を共有していた。本研究では、三井同族各家の家政と事業経営全体とを統轄する中央機関であった「大元方」について同機関が存在した1710年から1892年までの経営を分析するとともに、会計政策の変化を追跡した。1710年の「大元方」開設時から1730年頃までは試行錯誤的に組織改革が漸次進められたが傘下営業組織の利益を「大元方」に振り替える会計方法もそれにほぼ対応して変化し、潤沢な留保利益を蓄積するために種々の引当金・積立金が設定されていった。1740年代半ば頃から1770年代に呉服業の収益性が長期低落傾向を示すとともに、「大元方」の主たる収益源が呉服業から金融業にシフトしたが、金融業の収益性も1760年代で頭打ちとなり、「大元方」の不良債権も増大した。こうした経営不振に積年の同族間の不和が重なって、1775年に同族集団が分裂して、「大元方」から営業組織が切り離された。この分割に際して多額の不良資産を償却した「大元方」は、残った不良債権の大部分を分割期間中に償却して資本がほとんどなくなった。1797年には同苗集団が元に復して、「大元方」は営業組織を再び傘下に置いた。この再結合後、「大元方」は、事業全体の資本金配分機能を喪失した。幕末まで実質的な資産額と資本額は横這いであったが、三井同族各家への不良貸出の増加によって、見かけの資産額は漸増していき、不良債権比率が増大して自己資本比率が低落していった。会計政策と財務内容との関連性の考察では、1740年代半ば以降については未だ不分明な点が多いが、今後も探求を進めていく。江戸時代における三井家の家政と事業経営全体とを統轄する中央機関であった「大元方」ついて、3ヵ年で同機関が存在した1710年上期から1892年下記までの経営分析、および財務内容の変化と会計政策の変更との関連性を探求する計画であるが、初年度の平成13年度は、1710年上期から、三井家「大元方」制度が一旦解体する直前の1774年下期までの65年間の経営分析を試みた。まず、大元方の決算報告書である「大元方勘定目録」の主要財務データを、史料が現存しない1714年下期、1721年上期、1741年上期、同年下期、1762年上期および1763年下期を除き、124期分のすべてについて表計算ソフトに入力し、次に、その入力データを用いて、財務数値の分析を行なった。その結果、大元方の主たる収益源が、呉服店から両替店にシフトしていくとともに、呉服業の収益性が長期持続的に低落傾向を示し、金融業の収益性も18世紀後半には頭打ちになったことを具体的に解明し得た。又、大元方の不良資産比率の増大も分析した。ただ、データ入力に時間がかかり、研究成果をまとめて、それを発表する作業は進まなかったが、その一部は裏面に記した論文で公表予定である。1710年から1892年までの三井家大元方の経営を分析するととに、会計政策の変化も追跡することを3年間で行なう計画を立て、初年度の昨年度=2001年度には、1774年の企業分割に至るまでの経営分析を行なった。

本年度は、1775年から1892年までの経営分析を進めるとともに、前年度の研究成果を整理してまとめ、経営史学会大会(2002年9月。西川-飯野の共同報告)および日本会計研究学会北海道部会(2002年9月。飯野の単独報告)で学会報告を行なった。また、第3年度に予定していた会計政策の検討の一部を前倒しで行なった。ただし、経営分析の方は1892年まではきちんと行なうことが出来なかった。1710年から1892年までの三井家大元方の経営を分析するとともに、会計政策の変化を追跡する事を3年間で行う計画を立て、初年度の平成13年度には、1774年の企業分割に至るまでの経営分析を行い、第2年度の昨年度=平成14年度には、1775年から1892年までの経営分析を進めながら、初年度の研究成果を整理してまとめ、経営史学会大会(2002年9月。西川・飯野の共同報告)および日本会計研究学会北海道部会(2002年9月。飯野の単独報告)で、学会報告を行った。また、第3年度に予定していた会計政策の検討の一部も第2年度に行った。最終年度の本年度は、1775年から1892年までの三井家大元方の経営分析を取り纒め、その大部分を、論文として発表した(裏面参照)。西川が担当した1775年から1835年までの経営分析は、論文に取りまとめるのが若干遅れていて1796年までの分しか印刷原稿になっていないが、1797年から1835年までの分もまもなく発表予定である。会計政策の変化の追跡も進めたが、会計政策と財務内容との関連性に関しては、未だ不分明な点が多く、発表できる段階には至っていないので、今後も検討を継続していく。
日本を中心とした国際的直接投資・水平分業・産業調整のミクロ分析とマクロ分析の総合

注目されている日本経済のリストラクチャリングの実態を経済学的に択えることが本研究のねらいであり、特に国際的相互依存の中でどのようにリストラクチャリングがなされているのかを理論的・実証的に分析し、理解を深めたいと考えた。国際的相互依存は貿易と直接投資に焦点を合わせるわけであるが、資金面についてもある程度おさえておきたいと考えた。また、リストラクチャリングを行うのは各経済主体(特に企業)であり、その集計がマクロ的にみた結果としての構造調整であるので、ここでは企業を中心としたミクロ的視点と、集計された特徴に着目するマクロ的視点の双方を意識した分析を行うことをねらった。研究成果は、共同研究者がそれぞれの研究テーマと分析方法にふさわしい学術雑誌に投稿した。なお研究成果報告書に収録された論文のテーマは、「日本企業・日本経済・国際化への課題」、「企業のグローバリゼーションと国際分業体制」、「国際貿易と人的資本」、「企業形態と取引形態に関する一般均衡的な分析視点」、「国際的資金不足についての試論」、「世界的資金不足とアジアの経済発展」である。地域研究なので報告書に収録しなかった論文のテーマは、「垣間見たオーストラリア経済」、「アセアンの通貨統合の可能性」、「ラテンアメリカ経済の現状と課題ー市場経済化と地域経済統合の問題化ー」、「市場経済への移行とモンゴルの経済発展」である。本研究は、日本のリストラクチャリングを対外投資、水平分業、産業調整という観点から、総合的に検討することである.そのため1.日本の直接投資をマクロレベルと企業レベルの両面からとらえる2.対東南アジア諸国貿易を、産業別にとらえる3.日本と東南アジア諸国の産業構造の変化をとらえる4.企業インタビュ-により、リストラクチャリング方向を知るを接合する。今年度は1.アセアンへの直接投資がその経済発展に寄与する実態調査2.オ-ストラリアの日本からの進出企業インタビュ-と実態調査3.インド・パキスタンなどの南アジアの経済発展に対する日本の援助の効果4.中国の輸出入関数(商品別・地域別)の推定5.日・米・独の小さなマクロモデルの作成6.日本の海外進出企業訪問を行った。その結果、1.日本とアセアン諸国の水平貿易が進展している2.直接投資を受け入れる国の政策が、マクロ経済状況の差をもたらす3.投資先と日本国内の企業のネットワ-ク化がすすんでいる4.90年代における急速な変化が、東南アジア諸国にみられる5.世界的な貯蓄・投資ギャップが今後重要になることがわかり、次年度はこれらをさらに深く追求したい。本研究は、日本を中心とした経済のリストラクチャリングを、直接投資・水平分業・産業調整の観点から総合的に検討することである。平成3年度は実証的・実態的な研究及びマクロ計量分析が主であった。本年度は引続き同様の分析を深めるとともに、研究の目的の一方の視点であるミクロ分析の総合について、理論的な整理もを行った。具体的には、次の4点にウェイトを置いて作業した。1.日・米・独の貯蓄・投資関数を推定し、90年代のISギャップを予測する。2.企業の結合形態が、市場メカニズムを中心にしたものから、組織・系列を重視する方向に変化する理由を求める。3.日本企業及び日本経済の国際化の方向を理論的・実態的に検討する。4.人的資本(人的資本)の蓄積を通して、日本・アジア諸国に見られる発展パターンの移転と変化を理論的に明らかにする。5.企業活動のグローバリゼーションと国際分業体制のあり方についてまとめる。その結果1.世界的な資金不足の可能性が種々のシナリオのもとで示された。2.アジア諸国への資金不足の影響のおよそが把握された。3.経済発展の連鎖、プロダクト・サイクルと人的資本の蓄積が理論モデルとして示された。4.企業のネットワーク化が理論的・実態的に明らかにされた。なお、結果は雑誌論文にまとめられ、それらは総合して一つの研究成果報告書に収録される。
レーザー場における複合電子系分子のダイナミックスとその制御

レーザー場と相互作用する分子の「電子と核の運動法則」を量子レベルで解明することを目指し、イオン化なども記述出来る時間依存多配置ハートリー・フォック法や反応ダイナミクスを記述する時間依存断熱状態法を開発した。電磁場との相互作用をとおして分子によって獲得されたエネルギーが、多電子間のエネルギー交換を経て、どのように振動自由度に流れていくかを明らかにする手法を確立し、多電子ダイナミクスの定量化やC60の解離の機構解明に成功した。レーザー場に置かれた分子の「電子と核の運動法則」を量子レベルで理論的に解明し、さらに、レーザー場中反応の現実的な設計・制御を行う。第一原理的な電子・核波束量子動力学理論を開発し、実験で観測されている強レーザー場中の分子ダイナミクスが関与する以下の現象を解明する。(1)C_<60>などの大きな分子のフェムト秒近赤外光による解離とイオン化の制御シミュレーション(2)強レーザー場によって生成する励起状態とその超高速非断熱ダイナミクス開発した電子・核動力学計算法と目的生成物の収率を最大にするレーザーパルス波形の設計理論を結びつけて、光反応制御の機構を解明する。さらに、反応制御理論と第一原理動力学法を組み合わせて、光反応制御の現実的な実験スキームを提案する。波長約1800nmの高強度近赤外レーザーパルスを用いれば、C_<60>の12価までの超多価カチオンがほとんど解離を伴うことなく生成する。まず,我々はこのようなカチオンが安定構造を持つことを密度汎関数法を用いて明らかにした。さらに,解離の抑制機構を解明するため、高強度近赤外光によってどのように超多価カチオンの構造が変化するのか、また、どの程度のエネルギーがどの分子振動に注入されるかをレーザー場によって歪んだ断熱ポテンシャルを取り込んだ第一原理分子動力学計算によって調べた。パルス長T_p=70fs、λ=1800nm、ピークの光強度I=7×10^<14>W/cm^2の光に対して、偏長と扇平の構造変化を繰り返すh_g(1)モードが30eV程度のエネルギーを持って励起されることがわかった。しかしながら、このような大きな振動エネルギーが注入しても、ピコ秒の時間範囲では調和的な振動が続き、解離は観測されなかった。振動モードが非線形的にラマン励起される条件は、その振動モード座標に沿って分極率が大きく変化し、振動の半周期がパルス長程度の場合である。また、核波束ダイナミクス計算を行うことによって中性子散乱断面積を計算する方法を開発し、分子内ポテンシャルが散乱断面積に与える影響を解析した。水を数個の水分子からなるクラスターとして扱った。計算結果は、中性子散乱実験の結果をうまく説明することができた。つまり、σはエネルギーが下がるにつれ高エネルギー極限の値σ_hから増加し、低エネルギー極限の値4σ_hに漸近的に近づいた。中性子の入社エネルギーが分子振動のエネルギーと同程度のあたりから増加が見られ、この領域では分子振動の影響を正しく評価する必要があることがわかった。本年度、我々はこのようなC_<60>の安定性を利用すると、パルス列を使って振動励起を制御できることを、レーザー場によって歪んだ断熱ポテンシャルを取り込んだ第一原理分子動力学計算(時間依存断熱状態法)によって明らかにした。2つのパルス(波長1800nm、光強度7×10^<14>W/cm^2、パルス長30fs)をその時間差τを変えて照射した。τ=134fsと201fsの2つの場合に励起された振動の振動数成分を分析し、前者の場合には、h_g(1)モードの振動数に相当する振動が強く励起されており、全体では60eVものエネルギーを獲得していることが確認された。後者の場合には、主にa_g(1)モードの振動数に相当する振動が励起され、モードスイッチングできる。10fsより短いパルスと相互作用する場合は、C_<60>では複数の電子が非段階的に放出される特異なイオン化が起こる。この現象が多くの電子が非断熱的に励起され、パルス照射後20fs以内にさらに電子が放出される遅延イオン化によることを時間依存密度汎関数法を用いて明らかにした。また、Dreismannら4)の熱外中性子領域の中性子散乱実験を解析するため、水の分子内振動を考慮したクラスターモデルを適用した。軽水と重水の混合水中のHとDによって散乱された中性子の飛行時間スペクトル上のピーク位置と幅は実験で得られたものとほぼ一致し、熱外中性子散乱に分子内振動波動関数の情報が反映されていることを明らかにした。波長約180mmの高強度近赤外レーザーパルスを用いれば、C_<60>の12価までの超多価カチオンがほとんど解離を伴うことなく生成する。

我々はこのようなC_<60>の安定性を利用すると、パルス列を使って振動励起を制御できることを、レーザー場によって歪んだ断熱ポテンシャルを取り込んだ第一原理分子動力学計算(時間依存断熱状態法)によって明らかにしてきた。例えば、2つのパルス(光強度7×10^<14>W/cm^2、パルス長30 fs)を照射した場合、その時間差τを変えることによって、数十eVのエネルギーを持つ大振幅振動をh_g(1)やa_g(1)モードに選択的に誘起できる。次に、このように励起されたC_<60>がどのようにして解離するかをナノ秒の時間スケールのダイナミクスを追跡できる密度汎関数緊密結合法(DFTB)を用いて調べた。まず2つの5員環が直接繋がるStone-Wales(SW)転位が起こり、その後C_2やC_4が連続的に脱離していく。一般には最初の脱離の前にSW転位が複数回起こり、その回数は最初にどの振動モード(h_g(1)あるいはa_g(1)モード)が励起されたかに依存する。解離までの時間や解離の特徴について、注入されたエネルギーや励起振動モードとの関係を調べた。a_g(1)モードを励起した場合には、解離速度が統計理論に従う傾向を見せた。一方、h_g(1)の場合には、ケージ構造を保持してめ解離や、振動の一周期内の解離など、その特徴ごとに解離速度が段階的に変化するという結果が得られ、解離制御実験の機構を説明する非統計的な解離が起こることが見出された。光励起による反応制御の機構解明を目的とし、強レーザー場によって誘起される初期振動ダイナミクスを時間依存断熱状態法に基づいた第一原理分子動力学計算により求めた。これにより、C_<60>ではパルス列を使うことによって特定の振動モードを選択的に励起できることを示した。振動励起後から解離に至る長時間ダイナミクスには、精度を保ちつつも計算コストを大幅に軽減する密度汎関数緊密結合法を用いた。初期に励起された振動モードのエネルギーは数ps程度で他のモードに流入し、その後、ピコ秒以下の時間スケールでエネルギー交換をしていることが分かった。解離につながるStone-Wales転位を起こすC=C結合周りの6つの炭素原子の運動エネルギーの時間変化を調べたところ、100fs程度の時間幅で約7eV程度の増減を繰り返している。この増減が現れる時間間隔は500fs以下で、増加した運動エネルギーが極短時間でStone-Wales転位に使われることを明らかにした。また、多電子系ダイナミクスを評価するために、多配置波動関数が従う運動方程式を導出した。H_2やN_2分子に適用し、その近赤外パルスによるイオン化において、励起状態が大きな役割を演じていることを明らかにした。さらに、多配置波動関数に対して、瞬間的な自然軌道φ_j(t)の軌道エネルギーε_j(t)と「レーザー電場から直接得られるエネルギーS_j(t)を定義した。それらを用いて,レーザー場と相互作用するH_2の電子波動関数を「電子相関エネルギー」と「レーザー電場からのエネルギー供給」の観点から解析した。外部レーザーに対する応答として、断熱的および非断熱的な応答が存在することを数値計算を通して確認し、後者の中でも電子間エネルギー交換によってε_j(t)>S_j(t)を満たす「アクセプタ軌道」に分類される軌道が強レーザー場中での分子のイオン化において重要であることを示した。
エラスチン系ハイドロゲルの創製：粘弾性特性と細胞挙動

エラスチンは生体組織に伸縮性を付与する重要なタンパク質であるが、高い疎水性に由来するハンドリングの難しさから、材料利用が大幅に遅れている。本研究は、扱いやすく機能性にすぐれる革新的なエラスチン系材料を創出してライフサイエンスの発展に貢献することを目的とする。研究代表者が開発してきた「二重疎水性エラスチン類似ポリペプチド」の戦略的な配列改変により、細胞の三次元培養の足場として使えるハイドロゲルを得る。ゲルのレオロジー特性を明らかにし、細胞挙動との相関を調べる。この新素材は、エラスチンの粘弾性特性を活かした細胞培養基材や創傷治療剤、再生医療や創薬研究のプラットフォームとして幅広い応用が期待される。
骨格筋の萎縮と回復期におけるDNA損傷の関与

本研究では骨格筋のDNA損傷に係わる要因について,老化萎縮筋および筋疲労,阻血モデルによる検討を行った.疲労は筋内の酸化ストレスを増加させることなどからDNA損傷とも因果関係が指摘されている.本実験ではラット下腿三頭筋の間欠的強縮モデルによって疲労状態と筋の核DNA酸化損傷を検討した.1時間の反復収縮後,単縮張力の低下,M応答積分値の減少やRT(1/2)の遅延などが認められ,同腓腹筋より抽出した核DNA中の8-ヒドロキシデオキシグアノシン(8-OH-dG)値は上昇し,筋疲労との関連性が推察された.このモデルに足底屈に抗するスプリングを付加し,強縮相後の回復相に軽微な張力を誘発した伸張性収縮モデルでは,回復相に刺激の無い条件に比べて腓腹筋DNA中の8-OH-dG値は高値を示した.さらに,スプリングを付加しない等尺性収縮モデルでは回復相の残留張力が増加し,8-OH-dG値も上昇した.回復相の残留張力は腓腹筋の8-OH-dG値と相関があり,これらのことから一部の筋線維が活動する不完全強縮とDNA酸化損傷との関連性が推察された.さらに長時間(3時間)の実施では回復相の残留張力と腓腹筋の8-OH-dG値はともに低下したが,同時に測定したヒラメ筋DNAの8-OH-dGは高値を維持した.筋疲労に伴う各筋の張力寄与度の変化との関連性も考えられた.つぎに,同様なラット下腿三頭筋間欠強縮モデルに下肢動静脈圧迫による間欠的阻血(不完全)を付加した.その結果著しい強縮張力の低下および筋疲労が認められた.腓腹筋の8-OH-dG値は阻血付加によってさらに上昇した.高齢者の不使用,ギプス固定においても血流の低下が観察されることから,これらの条件においても筋のDNA酸化損傷が増大することが推察された.加齢ラット(30ケ月齢)の腓腹筋は成熟個体(4ケ月齢)に比べ著しい萎縮を認められたが,ミトコンドリアDNAの欠失について明確な差異を認めなかった.本研究では,拘束筋萎縮モデルによる検討に先立ち,筋の抗疲労性評価に用いる筋疲労モデルの評価と阻血による疲労への影響を検討することを目的とした.ラット後肢筋群の強縮刺激に対する疲労性について,筋電図学的およびDNA酸化傷害の面から検討した.実験にはwistar系雄性ラット(340-405g)を用い,麻酔下で座骨神経より最大上刺激(dur:300μs,60Hz,150ms)にて足底屈を誘発した.スプリング張力式装置を用いて3秒間隔で1時間反復した(Control).この条件刺激後の回復相に最小M応答刺激(dur:300μs,40Hz,75ms)を導入したLengthening(L)試行と,さらにこの条件に膝窩動静脈の阻血(5分間隔)を合わせたLengthening+Occlusion(LO)試行を行った.反復試技実行中とその前後の単縮測定時の全過程において,収縮張力,腓腹筋表面より誘発筋電図と組織血流量を無侵襲に導出した.全ての試行後に被験肢および対側肢の腓腹筋を摘出し,得られた筋ホモジネートより抽出したDNA中の8-OH-dGをHPLC法により定量し,ROSによるDNAの酸化傷害を疲労条件と合わせて検討した.反復試技後の単縮張力低下,RT(1/2)の延長,M応答積分筋電図減少,筋電持続時間の延長が全群でみられた.とくにLO群では著しいRT(1/2)の延長が認められ,阻血の影響が筋疲労の大きさに現れた.反復試技30分経過時と終了直前での強縮時の張力積分値は全群で減少する傾向を示した.また,回復相の張力積分値はControl群とL群で差がなかったが,8-OH-dG量はControl群よりL群とLO群で大きく増加した.これらのことから,筋全体の疲労条件下における軽度な伸張性収縮負荷がROSによるダメージの増大をもたらし,さらに阻血はこの現象をさらに増長させるものであることが示唆された.したがって本モデルは筋萎縮による機能変化を検討する上で有用な知見を与えるものと考えられた.本研究では骨格筋のDNA損傷に係わる要因について,老化萎縮筋および筋疲労,阻血モデルによる検討を行った.疲労は筋内の酸化ストレスを増加させることなどからDNA損傷とも因果関係が指摘されている.本実験ではラット下腿三頭筋の間欠的強縮モデルによって疲労状態と筋の核DNA酸化損傷を検討した.1時間の反復収縮後,単縮張力の低下,M応答積分値の減少やRT(1/2)の遅延などが認められ,同腓腹筋より抽出した核DNA中の8-ヒドロキシデオキシグアノシン(8-OH-dG)値は上昇し,筋疲労との関連性が推察された.このモデルに足底屈に抗するスプリングを付加し,強縮相後の回復相に軽微な張力を誘発した伸張性収縮モデルでは,回復相に刺激の無い条件に比べて腓腹筋DNA中の8-OH-dG値は高値を示した.

さらに,スプリングを付加しない等尺性収縮モデルでは回復相の残留張力が増加し,8-OH-dG値も上昇した.回復相の残留張力は腓腹筋の8-OH-dG値と相関があり,これらのことから一部の筋線維が活動する不完全強縮とDNA酸化損傷との関連性が推察された.さらに長時間(3時間)の実施では回復相の残留張力と腓腹筋の8-OH-dG値はともに低下したが,同時に測定したヒラメ筋DNAの8-OH-dGは高値を維持した.筋疲労に伴う各筋の張力寄与度の変化との関連性も考えられた.つぎに,同様なラット下腿三頭筋間欠強縮モデルに下肢動静脈圧迫による間欠的阻血(不完全)を付加した.その結果著しい強縮張力の低下および筋疲労が認められた.腓腹筋の8-OH-dG値は阻血付加によってさらに上昇した.高齢者の不使用,ギプス固定においても血流の低下が観察されることから,これらの条件においても筋のDNA酸化損傷が増大することが推察された.加齢ラット(30ケ月齢)の腓腹筋は成熟個体(4ケ月齢)に比べ著しい萎縮を認められたが,ミトコンドリアDNAの欠失について明確な差異を認めなかった.
センターボーテックス描像による強相関クォークグルーオンプラズマの研究

「センターボーテックス機構」を通じてグルーオンプラズマにおける磁場自由度の役割を、格子SU(2)計算により研究した。実際に、赤外領域の磁場グルーオンは電場グルーオンに比べて、強いボーテックス相関が観られた。これは、磁場自由度が閉じ込め相においても非摂動論的物体であることを示している。さらに、状態方程式や粘性に関する相関関数も算出し、ボーテックス自由度に大きく依存していることを発見した。本研究の目的は、量子力学理論の位相欠陥であるセンターボーテックスを利用し強く相関するクォークグルーオンプラズマ(QGP)の物理を調査することである。平成24年度は、予定されていたテーマである「輸送係数とボーテックスの関係」の調査を行った。簡単化のためにSU(2)ゲージ理論での相関関数のプログラムを作成し、スパコン上(大阪大学RCNPのSX8とSX9)で数値計算を実際に実行した。10万個以上の統計データを必要とする数値シミュレーションであり、まだ確定的な結果は得られてはいないが、狙いどおり、非摂動論的な自由度を密接に関係するセンターボーテックスの影響を強く受けることが示唆された結果となっている。これにより、小さな粘性を持つQGPの性質は、非閉じ込め相においても、存在する何かしらの閉じ込めの残滓と関係することが示唆される。これは、センターボーテックスによる磁場方向の閉じ込めの性質を相まって、相転移温度を越えたQGP物質においても、磁場自由度は非摂動論的に扱う必要のあることを示している。輸送係数の計算についての実施状況と最新の結果は、2012年10月にドイツで開催された国際会議「Quark Confinement and the Hadron Spectrum X」でポスター発表され、関係者から大きな注目を受けた。その内容には近く出版される会議録に掲載される予定である。また、2013年春の日本物理学会においても、企画講演の一つとして、申請者の発表が行われ、同内容の一部が公表された。申請課題である量子色力学の位相欠陥であるセンターボーテックスを軸にクォークグルーオンプラズマの研究を行った。3年目に入り【具体的な研究項目】の第3番目の課題である状態方程式の研究を行った。格子ゲージ理論で計算される状態方程式は高温においても予想される摂動論の結果と一致しないという結果が得られている。これは、相転移後も残存する何ならかの非摂動論的効果によるものと想定し研究を進めた。その結果、非摂動論的オブジェクトであるカラーボーテックスを削除すると著しく状態方程式が変化することを発見した。これは、量子色力学に基づくクォークとグルーオンからなるプラズマは高温状態においても強く相互作用していることを示唆しているものと考えられる。実験と近い現象論的解析結果と定性的には一致する結果となっている。この新しい結果は、非可換ゲージ理論である量子色力学の特徴を非摂動論的に示した重要なものであると見なされる。また、本研究はすべて有限温度における現象を扱ってきたが、さらに有限密度におけるさまざまな非摂動論的効果を探求すべく、SU(2)格子ゲージ理論でのシミュレーションも進行中である。これにより、あまり行われていなかった有限密度クォークグルーオン相におおけるグルーオンやクォーク伝搬関数の密度変化を捉えることが可能となり、これに、閉じ込めボーテックスがどのように絡んでくるのかを研究する。これまでの研究と組み合わせ非アーベリアン理論の非摂動論的な理解がさらに進むと期待される。研究計画の一年目にあたり、当初の予定通り赤外領域でのグルーオン伝播関数と色中心渦糸との関係を数値計算により調査した。グルーオン伝搬関数の計算に必要な相関関数やゲージ固定プログラムを、大阪大学にある共同利用施設である核物理研究センターのベクトル型並列計算機上で作成し、また、効果的な計算実行をするためのチューニング作業を行った。これらの準備段階を経て、実際の有限温度系における電場と磁場グルーオン伝搬関数をフーリエ変換した運動量空間において導出した。その結果、当初の予想通りに、渦糸構造は、ゼロ運動量付近でのグルーオンの運動に大きな影響を与えることが分かった。これは、非摂動論的な位相欠陥であるQCDの色渦糸が磁場質量生成メカニズムと密接な関係にあることを示している。相転移は電場自由度だけに影響を与え磁場自由度は依然としてプラズマ相においても特異性を持つ。これは、色渦糸が、有限温度系においても有効な自由度として存在し、より現象的には、磁場遮蔽となって現れることを示している。同時に、プラズマ相においても存在する空間方向の閉じ込め現象の存在を説明するものともなる。つまり、グリボフーツバンツィガー流のQCD閉じ込めシナリオがクォークグルーオンプラズマ相においても成立することも示唆している。本研究の結果によると、新しく発見されたプラズマ物質の強相関性は、磁場モードの赤外特異性から発生したものと理解される。その内容は、論文1や国際会議1で発表された。SU(2)カラーゲージ群を持つ格子理論による有限密度シミュレーションを行い、グルーオン伝搬関数やクォークポテンシャルの遮蔽効果の研究を中心に行った。SU(3)群の場合は符号問題があり、有限密度系の格子計算は、著しく難しくなるが、SU(2)群での量子色力学を考えてた場合は、数値計算が可能となる。有限密度領域におけるグルーオン伝搬関数の振舞いを調査し、電場部分と磁場部分とでの遮蔽効果の違いが見られることを明らかにした。

その違いは、有限温度系においても観測された事例であり、高密度においても同様の性質を持つことは、量子色力学の閉じ込めの理解に発展をもたらすものである。また、同様にポリヤコフ相関関数を計算することにより、高密度系においても、カラー遮蔽効果が発生し、閉じ込めポテンシャルは消失し、有限の電磁質量で特徴づけられる、湯川型遮蔽ポテンシャルになることが明らかになった。さらに、センターカラー渦との関係性を調査中である。本研究はクォークグルーオンプラズマ(QGP)の強い相関性の由来を非可換ゲージ理論の閉じ込めやカイラルの破れといった非摂動論的現象と関連する位相欠陥である「センターボーテックス(色渦糸)描像」により解明を試みた。初期の研究において、グルーオン伝播関数の磁場と電場自由度の相違性を、ボーテックス削除法の適応により明らかにした。予想どおり、相転移温度以上においても磁場グルーオンだけは、閉じ込めのメカニズムと関連があることが示された。これは、非閉じ込め自由度である電場成分とは全く違い、磁場的(空間的)方向にプラズマ状態においても閉じ込めがあることを示唆する新し発見である。(研究目的(I)と研究計画(I)の内容)次に、有限温度系における状態方程式の振舞を、センターボーテックスの自由度を通じて数値解析した。プラズマ中にボーテックスの存在の有無により、自由エネルギーに大きな差があることが判明した。位相欠陥であるボーテックス構造の存在がゲージ場からなくなったとき、自由エネルギーが増大した。これは、非閉じ込め相転移後のプラズマ物質でも低温度で存在した閉じ込め力の残滓が存在することを示している。これまでのクォークとグルーオンが自由に飛び交う摂動論が使える単純なQGP描像とは違う、新しい知見の獲得に繋がった。(研究目的(III)と研究計画(III)の内容)QGPの低粘性特性を理解することは実験と理論を結び付ける必要な研究である。現在、予想通りに、ボーテックス自由度と関連があることが数値的に判明しつつある。これまでの計算時間に比べて数百倍の規模で必要であり大変難しい研究となっている。低粘性の由来も熱場ゲージ理論のもつ磁場方向の非摂動性にあることが正確に示されれば、大きな成果となる。(研究目的(II)と(III)と研究計画(II)の内容)「センターボーテックス機構」を通じてグルーオンプラズマにおける磁場自由度の役割を、格子SU(2)計算により研究した。実際に、赤外領域の磁場グルーオンは電場グルーオンに比べて、強いボーテックス相関が観られた。これは、磁場自由度が閉じ込め相においても非摂動論的物体であることを示している。さらに、状態方程式や粘性に関する相関関数も算出し、ボーテックス自由度に大きく依存していることを発見した。基本となるSU(2)格子ゲージシミュレーションは、符号問題は発生しないが、クォーク密度を高めてゆくと、計算の収束性が著しく悪くなり、最終結果を得るためには、多大な時間が必要となる。その結果、本研究のテーマである「閉じ込め機構」との関係性をセンター色渦(非摂動論的モードに密接に関係する)で調査するためのデータ生成に時間はかかっている。
摂食機能障害に対する診断法の確立と治療法の開発

高齢社会の進行により摂食・嚥下障害を呈する患者は急速に増加している。しかし摂食・嚥下障害に対する取り組みは不十分で、現状では患者の生活の質(QOL)は低く、早急な対策が必要である。そこで診断法と治療法、介護システムの開発や体系化に取り組んでいるので、その概要を報告する。摂食・嚥下障害患者の多くが在宅や老人ホームなど、いわば病院以外の施設で介護を受けていること、不顕性誤嚥も多いことから、簡便でどこででもできるスクリーニング検査法が必要であるが、現状では信頼性の高いスクリーニング検査法は確立していない。そこで、症候学的研究や呼気音の聴覚的な印象を基にスクリーニング検査法を開発している。精密検査法については、従来定性的な分析に使用されてきたX線ビデオ透視検査法(以下VF検査法)を使って、時間軸上で解析する方法を検討し、さらに喉頭蓋の形態や運動性と咽・喉頭部への残留と嚥下障害が関連していることを明らかにした。また呼気音の音響学的診断法や近赤外線を応用することでX線透視検査に代る精密検査法の開発を行っている。治療や訓練法については、効率的な摂食・嚥下訓練のために簡易型検査法の開発と訓練法の体系化を行い、患者に応じた対応ができるようにした。また舌背および舌根の挙上、喉頭挙上、喉頭部の閉鎖を改善することを目的として新たな嚥下法を開発し、臨床的に適応している。さらに摂食・嚥下障害を呈する患者のQOLの向上のために、「安全な経口摂取」の観点から食物の物性や素材と嚥下障害との関連を検討し、すでに食物の物性が嚥下障害に影響を与えることを明らかにしている。今後の課題として、診断法については、病院以外の施設での嚥下機能検査や瀕回の検査を可能をするためにX線ビデオ透視検査に代る誤嚥診断法の開発が必要であり、治療・訓練法については、治療法の開発とともに体系化が必要である。また患者のQOLの向上のためには、代替栄養法の適応および代替栄養法と経口摂取の併用に関する研究も必要であると考えている。1.Wallenberg症候群患者の嚥下動態69歳男性、Wallenberg症候群患者の嚥下障害についてVideofluorography(以下VF)検査によって定量的な観察を行ったところ以下の所見が得られた。治療開始前と治療終了後のVFの結果を健常人と比較すると喉頭挙上開始時間、輪状咽頭筋領域到達時間、輪状咽頭筋反応時間のすべてにおいて健常人の2SDを越え、特に喉頭挙上開始時間と輪状咽頭筋領域到達時間が顕著に延長していた。治療前後の比較では、喉頭挙上開始時間、輪状咽頭筋到達時間が顕著に改善していた。従来Wallenberg症候群患者では、輪状咽頭筋弛緩不全を示すことが多いとされていたが、喉頭挙上開始時間や、輪状咽頭筋領域到達時間の延長もみられ、嚥下の咽頭期の全般にわたって障害がみられることが示された。2.X線透視ビデオ法による舌半側切除後即時再建症例の嚥下動態の解析舌半側切除後に即時再建術を施行した症例の術後の嚥下機能を定量的、定性的に検討したところ以下の結果が得られた。1)前腕皮弁再建症例、腹直筋再建症例とも術後早期では誤嚥の危険性が高かった。その原因は主として喉頭挙上開始の遅れと舌による食塊の送り込み能力の低下と考えられた。2)再建法別の比較では前腕皮弁移植症例の方が気管内侵入の危険性が低かったが、これは切除範囲とも関連しているものと思われた。したがって今後は誤嚥防止法や術後の誤嚥症状の早期発見と治療に関する検討が必要と考えられた。

さらに摂食・嚥下障害を呈する患者のQOLの向上のために、「安全な経口摂取」の観点から食物の物性や素材と嚥下障害との関連を検討し、すでに食物の物性が嚥下障害に影響を与えることを明らかにしている。今後の課題として、診断法については、病院以外の施設での嚥下機能検査や瀕回の検査を可能をするためにX線ビデオ透視検査に代る誤嚥診断法の開発が必要であり、治療・訓練法については、治療法の開発とともに体系化が必要である。また患者のQOLの向上のためには、代替栄養法の適応および代替栄養法と経口摂取の併用に関する研究も必要であると考えている。1. X線ビデオ透視検査法の客観性と再現性に関する検討嚥下機能の客観的評価法の確立を目的として、X線ビデオ透視検査法を用いた定性的な評価法と時間軸上での定量的な評価法を検討した。検査について文書での同意の得られた健常者8名を対象に、姿勢の変化などによる再現性、検査者間の誤差の検討を行った結果、頭位に著しい偏位が無いかぎり十分な再現性と客観性が得られることが判明した。そこでこの評価法を基準として嚥下機能の評価が可能である事が判明した。2.脳卒中患者の嚥下動態の解析脳血管障害による嚥下障害患者12名の嚥下動態を解析し健常者と比較したところ、嚥下咽頭期の動きが遅くしかもタイミングが遅れていることが明らかとなった。また食物の物性によって嚥下動態が変化するため、物性の異なる数種類の検査食を用意する必要があることが示された。3.食物の硬さと嚥下機能との関連に関する検討食物の物性が嚥下機能に与える影響を明らかにするために、血管造影剤イオパミロン含有寒天ゼリーを開発し、硬さと付着エネルギーが嚥下機能に与える影響を検討中である。今回試作した検査食は付着エネルギーの低い食材で、硬さの異なる6種類の試験食品である。その硬さは検査食1から順にそれぞれ、2.20×10^2N/m^2、6.53×10^2N/m^2、2.90×10^3N/m^2、7,49×10^2N/m^2、1.09×10^4N/m^2、1.86×10^4N/m^2で、これらの検査食によって食物の硬さが嚥下機能に与える影響を検討し、関連学会にて発表した。1.嚥下訓練食の物性の分析摂食・嚥下障害者に適していると考えられている27種類の食物の硬さと付着エネルギーを分析した。その結果、食品の形態は1)均質ゾル、2)粘稠ゾル、3)不均質粘稠ゾル、4)ゾルとゲルの混合、5)均質ゲル、6)不均質ゲルの6型に分類された。27種類の食品中、硬さの最小値は1.87×10^2N/m^2、最大値は3.51x10^4N/m^2であり、付着エネルギーについては最小値が4.66×10J/m^3、最大値が1.14×10^3J/m^3、凝集性については最小値が0.08、最大値が0.99であった。したがってほとんどの嚥下訓練食の硬さは2×10^4N/m^2以下、付着エネルギーは2×10^2J/m^3以下であり、軟らかくて付着エネルギーも低いものが嚥下訓練食として頻用されていることが裏づけられた。またテクスチャー特性によって嚥下訓練食を類型化できる可能性が示された。2.食物の物性による咀嚼運動の変化咀嚼時の健常人の顎運動速度を計測したところ、食物のテクスチャー測定機器で規定されている条件とは著しく異なることおよび食品の種類によって変化することが明らかになったので報告する。すなわち食品の種類による顎運動の変化では、1)咀嚼回数、2)最大開口距離、3)最大閉口速度、4)平均閉口速度とも統計学的な有意差を認めた。また食物の大きさによる顎運動の変化を検討したところ、1)咀嚼回数、2)最大開口距離、3)最大開口速度、4)平均閉口速度のすべてにおいて統計学的な有意差を認めた。そのためヒトの咀嚼運動と食物の物性の関連を検討する際には、従来の測定条件での測定は不正確であることが明らかとなった。
信号光強度に呼応したエルビウムイオン濃度分散による光増幅

光通信において、現在より短い距離により高い増幅が実現できれば、装置の小型化など多くの利点が考えられる。励起光強度・信号光強度に適応した希土類イオンの濃度分布・光路の断面積などを設計することができれば、小型化に求められる様々な条件を考える第1歩となると考えられる。従来の利得等の光増幅の特性の見積においては、希土類イオン間のエネルギー移動等は計算から求めることが難しく、実測に頼るしか方法がなかった。本研究では、ガラス中における希土類イオン間のエネルギー移動速度を中心にして、希土類イオンの発光特性を実測とともに、理論的な検討を試みた。ここでは、モデルケースとして、比較的高い濃度に希土類イオンを分散できるZBLAN(ZrF_4系フッ化物ガラス)に着目し、このガラス中のEr^<3+>の吸収スペクトル・蛍光スペクトルを実測及び計算から求め、さらに母材に依存する多フォノン緩和速度を実測から概算し、吸収スペクトルと蛍光スペクトルの重なりと希土類イオン間の距離に依存する希土類イオン間のエネルギー移動速度を見積もった。これに、励起光の波長と強度を設定して、rate方程式を解くことにより、種々の条件における発光強度の時間変化や光増幅特性を見積もることができる。最も基本となるEr^<3+>の添加濃度による蛍光寿命を実測と計算により求めた。希土類イオン間の距離と希土類イオン濃度の関係が明確ではないが、1つの準位において実測される蛍光寿命と計算結果を対応するように、設定することにより、他の準位の寿命のEr^<3+>濃度依存性が再現でき、また、他の希土類イオンとしてPr^<3+>を加えた場合においても実測と計算が対応することがわかってきた。しかしながら、より短い距離において光増幅を実現するためには、従来よりも高い濃度の希土類イオンを添加する必要がある。励起光強度・信号光強度に適応した希土類イオンの濃度分布・光路の断面積などを設計し、現状の増幅効率の高効率化への試行を行うことが本研究の目的である。従来の利得等の光増幅の特性を見積もる方法においては、添加する希土類イオンの濃度が比較的低いために、励起光や信号光の誘導吸収・誘導放出は十分に考慮されてたが、希土類イオン間のエネルギー移動等は十分に考慮されてこなかった。したがって、導波路等への適用には、実測によるしか方法がなかった。そこでまず、本研究において用いるガラス系におけるこのエネルギー移動速度を検討することが、先の設計の重要な要素と考え、実測とともに、理論的な検討を試みている。まずは、モデルケースとして、ZBLAN(ZrF_4系フッ化物ガラス)中のEr^<3+>に着目し、吸収スペクトル・蛍光スペクトルを実測及び計算から求め、1480nm光励起による利得効率の波長依存性・励起光強度依存性を求めることができた。これに、エネルギー移動速度・多フォノン緩和速度を考慮したrate方程式を用いることにより、これらの値を見積もるための実測条件を検討している。これまでの計算結果からは、0.4mol%Er^<3+>の添加で既にその利得効率の低下は避けられない結果となった。現在、このエネルギー移動速度・多フォノン緩和速度を実測より求め、rate方程式の信頼性の向上とその方程式を持ちた希土類イオンの濃度分布の設計を試みる予定である。
質量分析を用いた肝細胞癌における癌幹細胞特異的なバイオマーカーの解明

肝細胞癌においてSide population(SP)細胞特異的なマーカーの同定を試みた。高分化細胞株であるPLC/PRF/5とHuH1細胞と、低分化細胞株であるHLEとHLFを用いてSP細胞およびMajorpolulation (MP)細胞を分離し、蛋白レベルでの発現分布を網羅的に比較すると、66kDaの高さにSP細胞でのみ共通する発現が非常に高いバンドを確認した。質量分析法で同定を試みると、AlbとTCP1の2つの蛋白が同定された。しかし、Western法ではSP細胞>>MP細胞の発現パターンとは一致せず、同定された蛋白が目的の蛋白とは異なる可能性が考えられた。今研究の目的は、肝細胞癌においてSide population細胞=癌幹細胞と仮定し、Side population (SP)細胞特異的なマーカーを同定することである。我々はまず、7株の肝細胞癌細胞株(HepG2, PLC/PRF/5, HuH1, HuH7, HLE, HLF, SK-Hep-1)よりSP細胞の蛋白抽出を行った。SP細胞として分離可能な細胞は6株(HepG2, PLC/PRF/5, HuH1, HuH7, HLE, HLF)であった。このうち特性の異なる4株、すなわち高分化細胞であるPLC/PRF/5とHuH1細胞と、低分化細胞株であるHLEとHLFを用いてSP細胞およびMajor polulation (MP)細胞を分離し、それぞれ蛋白抽出後、蛋白レベルでの発現分布を比較した。CBB染色で比較すると、66kDaの高さにSP細胞で発現が非常に高いバンドを確認し、すべての細胞に共通する発現パターンであった。このバンドをゲルよりカットし精製後、熊本大学病態情報解析学にて質量分析法(qTOF-MS/MS解析)で同定を試みると、可能性が高い候補としてAlbuminとTCP1の2つの蛋白が同定された。それぞれ抗体を準備し、Western法にて発現分布を確認すると、いずれもバンドの高さは一致するものの、SP細胞>>MP細胞の発現パターンとは一致せず、CBB染色結果とは異なる結果であり、同定された蛋白が目的の蛋白とは異なる可能性が考えられ、方法の見直しが必要と考えられた。また、SP細胞の幹細胞性を確認する方法として、SP細胞とMP細胞からそれぞれRNAを抽出し、癌幹細胞マーカーの発現や薬剤耐性遺伝子の発現をmRNAレベルで比較を行った。その結果、SP細胞でEpCAM,CD90,CD44が高値を示し、またABCG2(BCRP)遺伝子やABCB1(MDR1)遺伝子が高発現しており、癌幹細胞集団としてのqualityは部分的ではあるものの確認できている。7株の肝癌細胞株(HepG2, PLC/PRF/5, HuH1, HuH7, HLE, HLF, SK-Hep-1)のうち、高分化細胞株であるPLC/PRF/5とHuH1、低分化細胞株であるHLEとHLFを用いてSP細胞の特性の比較を行った。幹細胞性の代表的なアッセイであるSphere形成能を比較すると、高分化細胞2株から分離したSP細胞は非SP細胞と比較して、有意に高いSphere形成能を示したものの、低分化細胞においてはSP細胞と非SP細胞間での差は認めなかった。高分化細胞ではSP細胞は非SP細胞と比較しWestern blot法で検出したMIB1の発現が低下しており、細胞のdormancyが確認された。一方低分化細胞株においては、この差は確認できなかった。SP細胞集団はHoechst排泄能の高い細胞集団であり、このメカニズムにはABC(ATP-Binding Cassette)トランスポーターの関与が知られる。我々はHoechst排泄との関与が報告されるABCG2とABCB1の発現パターンについて4株におけるSP細胞と非SP細胞における発現を比較した。高分化細胞株においては、SP細胞にてABCG2とABCB1の発現は著明に亢進していた。一方低分化細胞株においては、SP細胞におけるABCG2、ABCB1の発現はいずれも有意に低下しており、ABCトランスポーターの発現形式が異なることを確認した。以上の結果より、高分化細胞においては、ABCG2、ABCB1の発現が亢進しており、薬剤排泄のメカニズムにこれらのトランスポーターが関与している可能性がある。しかし、低分化細胞においてはSP細胞と非SP細胞間のPhenotypeの違いは少なく、ABCトランスポーターの発現形式も高分化細胞と逆であった。Hoechstを用いた幹細胞集団の抽出法が低分化細胞に適応できない可能性を示唆する。目的通りの方法で結果は得られたものの、改良の余地が残る結果であり、方法(特に質量分析)の確認中である。24年度が最終年度であるため、記入しない。現在の問題点としては、質量分析で得られた候補蛋白の数が予想よりはるかに少なく、質量分析器の安定性や結果の再現性の検証が必要と考えられた。

また、蛋白同定の手法として、N-terminal sequenceによる候補分子の検索やSELDI-TOF/MSによる詳細な質量の検証など、多角的な同定作業も必要と考えられた。24年度が最終年度であるため、記入しない。
食品成分による血漿ホモシステイン濃度の制御に関する研究

ラットを実験動物として用い、血漿ホモシステイン濃度に及ぼす各種食品成分の影響を検討し、以下のような知見を得た。(1)メチオニン誘導性のラット高ホモシステイン血症モデルを用い、各種アミノ酸の効果を検討した。その結果、グリシンとセリンが強い抑制効果を有することを認めた。これらのアミノ酸はメチオニンからシスタチオニン合成を促進することにより血漿ホモシステイン濃度の上昇を抑制すると考えられた。(2)システインはホモシステインの類似アミノ酸であることから、血漿ホモシステイン濃度に及ぼす食餌システインの影響を検討した。低メチオニン食にシステインを添加すると血漿ホモシステイン濃度は顕著に低下することを見いだした。(3)血漿ホモシステイン濃度に及ぼす食餌タンパク質の量の影響について検討した。高カゼイン食は低カゼイン食に比べてメチオニン摂取量が多いにも拘わらず、血漿ホモシステイン濃度は低下することを見いだした。(4)血漿ホモシステイン濃度に及ぼす食餌タンパク質の種類の影響について検討した。メチオニン誘導性の高ホモシステイン血症は大豆タンパク質や小麦グルテンのような植物性タンパク質の摂取で抑制できることが分かった。(5)血漿ホモシステイン濃度に及ぼすコリン欠乏ならびにコリン投与の影響を検討した。コリン欠乏は血漿ホモシステイン濃度を顕著に上昇させること、また、コリンの比較的多量投与は高ホモシステイン血症を抑制しうることが示された。(6)メチオニン誘導性のラット高ホモシステイン血症モデルを用い、エリタデニンとシイタケの効果を検討した。エリタデニンあるいはシイタケをラットに投与すると血漿ホモシステイン濃度の上昇が抑制されることが示された。血漿ホモシステイン濃度の上昇は動脈硬化の危険因子として知られている。本年度はどのような食品成分が血漿ホモシステイン濃度の上昇を抑制しうるのかについて検討を行い、以下のような知見を得た。(2)血漿ホモシステイン濃度に及ぼす食餌タンパク質の影響について検討し、メチオニン誘導性の高ホモシステイン血症は大豆タンパク質や小麦グルテンのような植物性タンパク質の摂取で抑制できることが分かった。これらのタンパク質は肝臓のセリン濃度の上昇を介して抑制効果を発揮するものと考えられた。(3)コリンはビタミン様物質であるが、ホモシステイン代謝に関与するベタインの前駆体でもある。そこで、血漿ホモシステイン濃度に及ぼすコリン欠乏ならびにコリン投与の影響を検討し、コリン欠乏は血漿ホモシステイン濃度を顕著に上昇させること、また、コリンの比較的多量投与は高ホモシステイン血症を抑制しうることを明確にした。(4)シイタケに含まれるエリタデニンはメチオニン代謝に関与するので、血漿ホモシステイン濃度にも影響を及ぼしうると推定される。そこで、メチオニン誘導性のラット高ホモシステイン血症モデルを用い、エリタデニンとシイタケの効果を検討し、エリタデニンあるいはシイタケをラットに投与すると血漿ホモシステイン濃度の上昇が抑制されることを明らかにした。これらの知見に基づき、さらに詳しい検討と解析を続行中である。本研究課題に関する研究で、平成18年度に得られた主な知見は以下の通りである。(1)血漿ホモシステイン(Hcy)濃度に及ぼす食餌タンパク質の量の影響:Hcyはメチオニン(Met)から生成する動脈硬化危険因子として知られるアミノ酸である。従って、Metを含むタンパク質の摂取量は血漿Hcy濃度にも影響を及ぼすと推定されるが、研究報告は少ない。