hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
シルト質土の繰返し劣化のメカニズムの解明と地震時変形予測と対応策への適用

本研究では、地震時におけるシルト地盤の液状化及び側方流動のメカニズムを解明するために傾斜地盤を想定した模型試験を行ったまた、併せて砂地盤との比較も行なって考察を加え、シルト質土の液状化と液状化後挙動の変形特性を明らかにした.その結果、以下のようなことが明らかになった.1.模型実験によるシルトの液状化特性1)新たに開発した振動負荷型堆積装置(ホッパー)により、シルトの液状化挙動を調べるための必要な緩く均質な模型地盤を作製することが可能になった.2)シルト地盤の液状化後の側方変位と鉛直変位は傾斜角の増加に伴い大きくなるが、その絶対量は砂に比べると小さい.3)シルト地盤の液状化後の側方変位と鉛直変位は長期的に変化する特徴がある.この点が砂の液状化後挙動と異なる点である.2.数値解析による検証液状化前後の変形係数(剛性)の低下を関係づけることのできる間隙水圧モデルの定式化を行ない、これを取り入れ液状化後の変形予測FEMプログラムを構築した。また、これを用いた数値計算を行なって、実験結果と対応させたところ両者に良い一致が見られた.3.シルトの液状化および液状化後変状に対する対応策1)液状化および液状化後の変形の対応策としてタイヤチップスドレーン工法の効果を模型試験で検証した結果、(1)側方・鉛直変位量の低減に有効であること、また、(2)通常用いられているグラベルドレーン工法と同等の効果があることが確認できた.このことから、タイヤチップスドレーン工法は経済的な液状化対策工法であることが分った。2)上記の数値解析によれば、グラベルドレーンを敷設したシルト地盤の側方変位の予測が可能となることが明らかになった。シルト質土の課題の解決と対応に関する提案を行う前に、飽和砂の地震後側方流動のメカニズム解明と側方流動による地盤と構造物の変状の低減方法の妥当性を検証するための模型実験を行った。また、模型実験の正しい解釈を行うとともに、現位置における具体的な変状低減対策の設計施工方法を提案した。本年度に得られた成果は以下のとおりである。1)まず、地震時のような繰返し荷重を受ける飽和砂の液状化と液状化後挙動に及ぼす初期せん断と主応力反転の影響を調べた。その結果、主応力の反転(今回は圧縮から伸長への反転)が液状化後の側方流動を引き起こす剛性劣化に顕著な影響を及ぼすことが判明した。なお、伸張側から圧縮側への反転の影響については、次年度以降に検討をする予定である。2)傾斜した飽和砂地盤の地震時における側方流動のメカニズムと対応策を考えるために、打撃による衝撃荷重を作用させることのできる模型土槽を作成した。これによって、特に、グラベル・ドレーンを打設した砂地盤と打設していない砂地盤の挙動を比較した結果、グレベルドレーン打設地盤のほうが著しく側方流動が抑制されていることがわかった。これから、グラベル・ドレーンが飽和砂地盤の側方流動の低減に有効であることが判明した。3)模型実験結果に基づいて、飽和砂地盤の地震後に生じる側方流動低減のために施工されるグラベル・ドレーンの設計方法を提案した。次年度は、シルト質土の側方流動のメカニズム、予測および対応策に関する要素試験(三軸試験、単純せん断試験)と模型実験を実施したい。粘性土地盤やシルト地盤といった細粒分を多く含む地盤は、液状化による被害事例が砂地盤に比べ少ないことから地震時のような繰返し荷重には比較的安全とされていた.

しかしトルコ地震(1999)や台湾大地震(1999)、鳥取西部地震(2002)では、沿岸埋立地を中心に、砂よりも細かい低塑性から非塑性の細粒分を含む砂質土や、シルト質土が液状化したことが報告された.以来、このことを明らかにするための研究の必要性が強調されてきた.そこで本研究では、地震時におけるシルト地盤の液状化及び側方流動のメカニズムを解明するために傾斜地盤を想定した模型試験を行った.特に、本年度は模型地盤の傾斜角度を変化させた実験を行い、この傾斜角が液状化及び液状化後の側方流動へ及ぼす影響を調べた.また、併せて砂地盤との比較も行なって考察を加え、シルト質土の液状化と液状化後挙動の特徴を明らかにした.その結果、以下のようなことが明らかになった.(1)新たに開発した振動負荷型堆積装置(ホッパー)により、シルトの液状化挙動を調べるための必要な緩く均質な模型地盤を作製することが可能になった.(2)シルト地盤の液状化後の側方変位と鉛直変位は傾斜角の増加に伴い大きくなるが、その絶対量は砂に比べると小さい.(3)シルト地盤の液状化後の側方変位と鉛直変位は長期的に変化する特徴がある.この点が砂の液状化後挙動と異なる知見である.(4)以上から、シルト地盤では、液状化後の側方変位と鉛直変位に対しては経時的変化に注意を払った対応策を施す必要がある.1.シルト質土の繰返し履歴後に及ぼす排水履歴の影響1)繰返し荷重履歴後の単調載荷試験においては、変形係数の低下は圧縮側に比べ伸張側の方が遣著である.2)液状化後に排水履歴を受けた供試体の変形係数の回復は、液状化前の低下割合に比べ遅く、完全に排水させた場合でも液状化前の変形係数とほぼ同じ値までしか回復しない.3)これに対し、排水履歴を受けた供試体の静的せん断強度は液状化前に比べ増加し、特に完全に排水させた場合には飛躍的に増加する.2.模型実験によるシルトの液状化特性1)地表面が傾斜している地盤ほど側方変形が顕著であるが、底面が傾斜している地盤ほど鉛直変位が顕著である.2)液状化前後の変形係数(剛性)の低下を関係づけることのできる間隙水圧モデルの定式化を行ない、これを取り入れた液状化後の変形予測FEMプログラムを構築した。また、これを用いた数値計算を行なって、実験結果と対応させたところ両者に良い一致が見られた.3.シルトの液状化および液状化後変状に対する対応策1)液状化および液状化後の変形の対応策としてタイヤチップスドレーン工法の効果を模型試験で検証した結果、(1)側方・鉛直変位量の低減に有効であること、また、(2)通常用いられているグラベルドレーン工法と同等の効果があることが確認できた.2)このことから、タイヤチップスドレーン工法は経済的な液状化対策工法であることが分った.
都市形成経過と公共交通網の現状からみた立地適正化計画の実現性評価に関する研究

本研究の目的は、国内各都市で策定が進む立地適正化計画を対象に、同計画の市街地集約化シナリオの実現性や妥当性を検証することである。具体的には、1都市形成経過の視点からみた市街地集約化の実現性、及び2拠点間の公共交通網の現状からみた拠点間ネットワーク化の実現性の検証を行う。加えて、国土交通省が掲げるコンパクト+ネットワーク型の集約型都市構造は、立地適正化計画が対象としない非市街地部(農村部や中山間地域)をも対象とすることから、3市街地外集落部の拠点化と交通施策のあり方の検討を行う。これによって、現在喫緊の課題とされる都市の集約化の実現性を真に問うものである。
生体４Ｄイメージングを用いた角膜創傷治癒過程における炎症制御機構の解明

近年、生物の内部でおこっている事象を“生きたまま"で観察できる手法として生体4Dイメージングが着目されている。生体4Dイメージングでは、多光子励起顕微鏡を用いることにより、従来の固定・薄切した組織による静的な解析では十分検討が困難であった、生命現象の本質である細胞の動きを時間軸を加えて解析することが可能となった。本研究では、免疫細胞蛍光標識マウスならびに眼表面の生体4Dイメージングの手法を用いて、角膜創傷治癒過程における炎症細胞の動態解析を行った。その結果、角膜アルカリ外傷、ならびに、角膜縫合による角膜内炎症細胞の動態を明らかにした。当該年度では、眼表面の生体4Dイメージング手法ならびにLysM-eGFPマウス(好中球蛍光標識マウス)を用いて角膜縫合時における炎症細胞の生体内で動態解析ならびに治療で用いられている点眼薬の効果や、抜糸による炎症細胞の動態への影響についての解析を行った。骨髄系単核球(主に好中球)が標識されたLysM-eGFPマウスの角膜の中央全層に10-0ナイロン糸で約1mmの縫合を行い、好中球の動態を蛍光顕微鏡ならびに生体4Dイメージングを用いて解析した。また、縫合後0.1%ベタメサゾンならびにcontrol群としてPBSを1日4回点眼し、好中球の動態への影響を検討した。さらに、角膜縫合1週間後に抜糸を行ない、好中球の動態の変化を経時的に観察した。好中球は角膜縫合により角膜輪部血管から遊走し、縫合部へ浸潤した。好中球の角膜への浸潤はステロイド点眼群とPBS点眼群とで明らかな差を認めなかった。縫合糸がある間は好中球の浸潤が継続したが、抜糸することで、好中球の浸潤は徐々に減少し、抜糸後1週間で消退した、角膜縫合により縫合部に好中球が浸潤し、抜糸により好中球の浸潤が消退することが明らかとなった。また。ステロイド点眼は角膜縫合による好中球の浸潤に対して明らかな抑制作用を示さないと考えられた。また、角膜縫合により好中球が著明に浸潤するのとは対照的に、角膜内マクロファージ(CX3CR1陽性細胞)や、樹状細胞(CD11c陽性細胞)はほとんど動かないことも明らかとなっている。また、角膜アルカリ外傷マウスモデルを用いての炎症細胞の動態解析も進行中であり、好中球はアルカリ外傷部に著明に浸潤するのに対して、角膜内マクロファージ(CX3CR1陽性細胞)や、樹状細胞(CD11c陽性細胞)には大きな変化を生じないこともわかってきている。我々は世界に先駆けてマウスを用いた眼表面の生体4Dイメージングの手法を確立している。当該年度では、眼表面の生体4Dイメージング手法ならびにLysM-eGFPマウス(好中球蛍光標識マウス)を用いて角膜縫合時における炎症細胞の生体内で動態解析を行った。LysM-eGFPマウスの角膜の中央全層に10-0ナイロン糸で約1mmの縫合を行い、角膜縫合後のLysM強陽性細胞(好中球)の生体内での動態を、4D生体イメージングを用いて3日目まで経時的に観察した結果、正常角膜では、好中球は角膜輪部の実質層に限局して存在していた。角膜縫合2時間後に好中球が角膜輪部血管から角膜と結膜両方に遊走することが確認された。遊走してきた好中球胞は角膜縫合6時間後に角膜中央の縫合糸に到達した。その後も縫合糸への好中球の浸潤は継続し、角膜縫合48時間後に数がピークとなった。それ以降も、角膜輪部から縫合糸への遊走ならびに浸潤は継続するが、好中球の数は減少していった。今回の研究より角膜縫合により好中球が角膜輪部血管から縫合糸へ遊走し浸潤する事が明らかとなった。LysM-eGFPマウスと角膜アルカリ外傷モデルを用いて角膜アルカリ外傷時における好中球の動態についても解析を開始している。4D生体イメージングを用いて生きたまま細胞の動態を解析するという新規の手法は、さまざまな角膜の病態の解明に有用である。

眼表面の生体4Dイメージング手法ならびにLysM-eGFPマウス(好中球蛍光標識マウス)を用いて角膜縫合時における炎症細胞の生体内で動態解析は終了している。経時的変化をみることにより、好中球浸潤がどこから来て、そのように始めるかが明らかとなっている。また、角膜アルカリ外傷マウスモデルを用いての好中球の動態解析も進行中である。さらに、角膜アルカリ外傷マウスモデルを用いた解析では、CX3CR1-eGFP(単球蛍光標識マウス)を用いた解析も進行中であり、当初の目的どおりに研究は進行している。眼表面の生体4Dイメージング手法ならびにLysM-eGFPマウスを用いた角膜縫合時における好中球の生体内で動態解析の終了に引き続いて、角膜アルカリ外傷マウスモデルを用いての好中球の動態解析、また、CX3CR1-eGFPマウスを用いた単球の動態解析、さらには、CD11c-yfpを用いた樹状細胞の動態解析を行うことにより、角膜創傷治癒における各種炎症細胞の動態を明らかにし、新規治療法の開発につなげる。次年度は最終年度であるので、研究に必要な物品費(研究消耗品)に加えて、成果発表のための学会のための旅費ならびに学会参加費にも使用する予定である。物品費の詳細については、マウスの飼育費用、生体イメージングに必要な試薬、免疫染色や定量PCRに必要な試薬や抗体を購入予定である。
全ゲノム・エピゲノム解析を用いた炎症性腸疾患の包括的解析および治療戦略の確立

本研究計画はゲノム・エピゲノム両分野から炎症性腸疾患の病態を解明することを目的とする。癌を除く多因子疾患では大規模エピゲノム解析の構築が難しいことから、炎症性腸疾患の治療薬である抗TNFα抗体製剤の薬剤応答性に着目した。同薬の新規導入患者から継続的に検体を収集し、全ゲノムバイサルファイトシークエンスを含むメチル化解析のアッセイ系を検討した。また国際共同研究を行い、多人種間全ゲノム関連解析を行った。欧米と東アジア集団間で多くの炎症性腸疾患関連領域は共通していること、遺伝子多型のアレル頻度や影響の強さであるオッズ比が人種間で異なることがわかった。炎症性腸疾患(inflammatoryboweldisease;IBD)はクローン病、潰瘍性大腸炎に分類される難治性疾患であり、病態は不明なところが多い。下記研究計画に基づき、研究を行った。1)新規Inflixamab導入患者検体を用いた前向き研究A)IBD検体の臨床診断および治療効果の判定(鈴木、江崎、梅野、本谷):多施設共同研究機関である東邦大学、九州大学、札幌厚生病院と連携し、前向きに調査する。昨年度九州大学を中心に42検体の収集を行った。B)ゲノム・エピゲノム関連領域の同定(山崎、Low):A)にて得た検体について、WGBSを行う。ライブラリー調整方法の検討を終了し、解析方法のパイプラインを構築中である。1)新規Inflixamab導入患者検体を用いた前向き研究A)IBD検体の臨床診断および治療効果の判定(鈴木、江崎、梅野、本谷):多施設共同研究機関で検体を収集した。2)imputationを用いた新規IBD関連領域同定(山崎、冬野):GWASデータを元にimputation(ジェノタイプデータの推測)を行い、炎症性腸疾患の関連領域の探索をした。候補領域を別検体を用いて検証し、ATG16L2-FCHSD2(chr11q13)、SLC25A15-ELF1-WBP4(chr13q14)が西アジア共通の関連領域を報告した。また欧米の大規模メタ解析により報告された163SNPと日本人検体の関連を検証した。その結果、欧米人集団で強い関連を示すオートファジー関連遺伝子よりもIL23R-Th17経路が日本人集団の発症に強く関連していることが明らかになった。1)新規Inflixamab導入患者検体を用いた前向き研究A)IBD検体の臨床診断および治療効果の判定:九州大学を中心に85検体(患者数11名)を集めたが、検体収集が目標最低予定数の1/4にとどまっている。最長3年間の収集する計画であることから、収集期間、収集方法を再検討する。B)ゲノム・エピゲノム関連領域の同定:国際ヒトエピゲノムコンソーシアムのガイドラインではゲノム長に対しx30のデータが提唱されている(http://www.roadmapepigenomics.org/files/protocols/data/dna-methylation/MethylC-SeqStandards_FINAL.pdf)。今年度はガイドラインを満たすデータを取得するために必要なラン数を検討するため、テスト検体のシークエンスを行った。テストデータを解析したところ、ライブラリー調整時のPCRによる重複配列が多く、単一ライブラリーを複数レーン流しても有効データ量が頭打ちになることがわかった。そこで同一検体をイルミナ社HumanMethylation450k BeadChipにて測定、比較し、十分な精度を保証するラン予定数(対コストバランス含む)を試算中である。対コストバランスを含めて試算をし、実現可能かつ最大有効量のデータが取得できるラン数を試算する。他、メチル化率の異なるゲノム領域を同定するための解析パイプラインを構築中である。また検体収集の伸び悩みを考慮し、検体数が少なくても正確な検定ができる解析方法を検討する。以上より達成度を「(4)遅れている」とした。平成28年6月、研究責任者の山崎が理化学研究所から日本大学へ異動したため、研究が一時的な中断を余儀なくされた。本研究計画で使用する検体を異動先に移管するためには、関係機関や前職の理化学研究所の研究倫理審査委員会(Institutional Review Board; IRB)で日本大学が共同研究機関として承認される必要があるが、共同研究機関の申請手続等に半年から1年以上の時間が取られた。また新規Inflixmab導入患者数が少ないこともあり、計画の延長・研究資金の繰越申請を行った。本計画は理化学研究所の研究環境を想定して計画されているため、理化学研究所と日本大学間でシームレスな研究が行えるよう共同研究契約を進めている。1)新規Inflixamab導入患者検体を用いた前向き研究:九州大学を中心に新規Inflixamab導入患者の経時検体21検体を収集した。今年度受領検体を含む全106検体を理化学研究所に保管している。分担研究者と定期的に連絡をとり、検体収集のほか、IRBの変更手続を進めた。3) imputationを用いた新規IBD関連領域同定:インド人の潰瘍性大腸炎患者を用いた全ゲノム関連解析で同定されたCFB・SLC44A4を北インド人・日本人・オランダ人で検討した。

北インド・日本集団の潰瘍性大腸炎患者はCFB・SLC44A4と強い関連が見られたが、オランダ集団では関連が見られず、本領域は人種間で疾患感受性が異なることが明らかになった(Eur J Hum Genet. 25,111-122)。研究責任者の山崎が理化学研究所から日本大学に異動した。各共同研究機関のIRB承認がなければ検体が移管できないこと、Inflixmabの新規導入患者数が少ない(IBDの患者数が少ないことに加え、患者の多くがすでに導入済みであるため)ことから、研究遂行が困難となった。本年度は研究資金の繰越、計画の延長、関係機関のIRB手続(日本大学の追加承認)、理化学研究所と日本大学間の共同研究契約締結などに時間の大部分を割いた。1)新規Inflixamab導入患者検体を用いた前向き研究A)IBD検体の臨床診断および治療効果の判定:九州大学を中心に22検体を収集した。現在、臨床情報の収集を依頼している。課題期間中に2年を超える長期寛解群を収集が時間的に難しいことが本研究計画の問題点であった。収集初期にエントリーした患者は2年を超え、検体収集の面での問題点はクリアされつつある。B)ゲノム・エピゲノム関連領域の同定:テスト検体を用いて、全ゲノムバイサルファイトシークエンス(whole genome bisulfite sequence; WGBS)を施行した。メチル化率を取得するために必要なデータ量を取得するには深度20以上のデータが必要だが、同じライブラリーを複数レーン流して取得データ量を増やしても全ゲノムをカバーすることはできないことがわかった(データ非公開)。一方でマッピングされない領域はサンプルやリポート領域に集中していることから、本試験は標的バイサルファイトシークエンスを用いる。3) imputationを用いた新規IBD関連領域同定:糖鎖関連遺伝子がIBDに与える影響を調べるため、GWASの結果からMAN2A1を候補遺伝子として選択した。デキストランサルフェートによる大腸炎モデルで、腸管上皮細胞特異的にMAN2A1欠損マウスが大腸炎抵抗性を示した(Cell Struct Funct. 43,25-39)。GWASの結果を利用することで、新たな腸炎のモデルマウスを開拓できることを示した。本研究計画はゲノム・エピゲノム両分野から炎症性腸疾患の病態を解明することを目的とする。癌を除く多因子疾患では大規模エピゲノム解析の構築が難しいことから、炎症性腸疾患の治療薬である抗TNFα抗体製剤の薬剤応答性に着目した。同薬の新規導入患者から継続的に検体を収集し、全ゲノムバイサルファイトシークエンスを含むメチル化解析のアッセイ系を検討した。また国際共同研究を行い、多人種間全ゲノム関連解析を行った。欧米と東アジア集団間で多くの炎症性腸疾患関連領域は共通していること、遺伝子多型のアレル頻度や影響の強さであるオッズ比が人種間で異なることがわかった。1)新規Inflixamab導入患者検体を用いた前向き研究"A)
ESDに立脚する小中高一貫した観光教育のカリキュラムの構築

ESDの視点からの日本型観光教育カリキュラムを開発することを試みている。寺本は長崎県対馬市へのインバウンドの急増に対応した観光学習や北海道札幌市に出向いて小学校第4学年児童に対し、アイヌ文化を観光資源として見つめる観光を軸とした学習方法を開発した。とりわけアイヌ文様に隠されている異文化の魅力を観光教材として成立させる授業の方法を確立できた。高等学校段階では、沖縄県八重山地域の商工観光コースの生徒に対してSWOT分析の枠組みによる授業開発や観光の花びらと名付けた観光資源を6分類する方法なども開発できた。さらに,当高校の台湾への修学旅行の事前学習としての観光地研究なども授業づくりを支援できた。研究成果は日本社会科教育学会や日本地理教育学会で口頭発表でき,日本環境教育学会の集会においてもESDに焦点を当てた観光教育に関する研究交流を持てた。また,大西は2018年度はESDを踏まえた地域づくりについて富山市の小学校の実践事例を収集し,それを国際会議(IGU地理教育コミッション)で報告した。田部・大西らはアメリカ合衆国等の実地調査や文献調査を踏まえたカリキュラムや教材の提案を隣接諸教科への発展を含めて行った。とりわけ以下の論文ではワシントンD.C.の実地調査を踏まえ,国際政治の中心で計画的な公園都市・放射直交路都市であるワシントンD.C.の立法:国会議事堂(連邦議会議事堂),行政:ホワイトハウス,司法:最高裁判所を中心にまとめた。現在は,地理だけではなく,公民科政治経済において扱う民主政治の基本原理や日本の政治機構のモデルとなっているアメリカ合衆国の政治体制についての教材化を検討している。海外の学校における観光教育カリキュラムの資料調査やカリキュラム検討は鋭意進みつつある。また,日本におけるSDGsも見通したESDに立脚した観光教育カリキュラムの構築に関しては小中高一貫した視点が十分には検討できておらず,次年度の課題となっている。この点に関しては日本観光研究学会研究ワークショップや日本地理教育学会例会などの機会を通して現在,研究者以外の知見も頂戴しつつ,検討を行っている。教育実践的には具体的な教材の開発や指導法の検討が寺本を中心に実施されている。また、田部と大西がケベックシティで開催された国際会議に出席した際に,予定にはなかったが,世界遺産都市の観光のあり方や、地理学習を通じた世界遺産都市の理解についての取り組みを調べた。さらに,地理空間情報を活用したESDのあり方について検討した。引き続き、海外の動向研究や日本におけるESDに立脚した観光教育カリキュラムの構築に尽力していく。観光庁においても観光教育シンポジウムが本年3月に開催され,この方面の関心を高めつつあるため,それらの動きにも関与し,教育実践に裏付けられた研究に仕上げていきたい。教育実践についてはまだ取り組んでいないが,大西は富山市のスマートシティ事業などを踏まえ,観光という現象をデータからどのように捉えるべきなのか,その教材開発に取り組む予定である。

教育実践についてはまだ取り組んでいないが,大西は富山市のスマートシティ事業などを踏まえ,観光という現象をデータからどのように捉えるべきなのか,その教材開発に取り組む予定である。観光教育に関する教材購入の時期がずれたため、次年度に使用額を持ち越して使用する計画である。
マンフォード-テイト領域のコンパクト化とｌｏｇ幾何

当研究はマンフォード-テイト領域の部分コンパクト化を、log幾何を用い、代数群の作用付き対数ホッジ構造のモジュライ空間として構成することを目ざすものであった。30年度は、研究協力者のシカゴ大学の加藤和也教授、大阪大学の臼井三平教授と共同で、理論の細部についての議論をさらに深め、また関連して、研究協力者の東京電機大学の藤澤太郎教授と共同で、幾何的対数ホッジ構造についての研究を行ない、その成果を取りまとめた論文を執筆した。その概要は以下の通りである。1.偏極対数ホッジ構造の定義の復習。ここでは対数エタール位相で考えることが本質的である。2.主定理。この論文の主題は、どんな特異点も許す全く一般の対数解析空間上の幾何的対数ホッジ構造の構成であり、対数幾何の長年の懸案への試みである。主結果は、一般の対数解析空間上でレフシェッツ分解が成り立つこと、ホッジ-ド・ラームのスペクトル系列が退化すること、そして、対数階数が1以下の対数解析空間上では予想通り、幾何的対数ホッジ構造が構成できることである。3.先行結果の復習。証明は、対数点上のsemistable族の場合への帰着によって行われるので、その結果を復習している。4.偏極の可換性。技術的に最も難しい所であるが、幾何的な構造とKoszul複体によるホッジ理論的な構造とを比較している。5.レフシェッツ分解と、スペクトル系列の退化の証明。6.対数階数が1以下の対数解析空間上では幾何的対数ホッジ構造が構成できることの証明。また、この主定理において、対数階数が1以下の仮定を取り除くためには、どのようなことが必要かについての議論を含んでいる。7.対数ピカール多様体と対数アルバネーゼ多様体。以上の主結果を応用し、対数ピカール多様体と対数アルバネーゼ多様体を対数階数が1以下の一般の対数解析空間上で定義し、その性質を調べている。当研究はマンフォード-テイト領域の部分コンパクト化を、log幾何を用い、代数群の作用付き対数ホッジ構造のモジュライ空間として構成することを目ざすものであるが、3年目で理論の細部の検証に入っており、関連した対数的motifおよび幾何的対数ホッジ構造の研究も進んでいるため、おおむね順調であるといえる。今後も当初の予定通り、研究協力者の加藤和也教授、臼井三平教授、伊藤哲史准教授、藤澤太郎教授と緊密に連絡を取り合い、マンフォード-テイト領域の種々の部分コンパクト化の詳細についての研究、関連して対数的motif理論、また幾何的対数ホッジ構造の研究などに取り組む方針である。28年度は、加藤和也氏、臼井三平氏と共同で、理論の大枠についての議論を重ね、また、HainーZuckerの意味の高次アルバネーゼ多様体の部分コンパクト化への応用についての研究を行ない、その成果をとりまとめた論文を執筆した。1. HainーZuckerの高次アルバネーゼ多様体の仕事の復習。2.代数群Gの作用付き混合ホッジ構造の定義、およびその分類空間Dの定義。3. Dの冪零軌道によるコンパクト化(加藤-臼井コンパクト化)の定義、Gの作用付き対数混合ホッジ構造の定義と、そのモジュライ空間が、Dの加藤-臼井コンパクト化であること。ただしこの部分の証明はこの論文には書かれていない。4.代数群の作用がない場合の理論との関係、従来のマンフォード-テイト領域との関係、および、混合志村多様体との関係。5.高次アルバネーゼ多様体のDを用いた解釈、Dの加藤-臼井空間が高次アルバネーゼ多様体の部分コンパクト化を与えていること、および、射影曲線の場合の具体例の計算。このうち5における高次アルバネーゼ多様体の群作用付き対数混合ホッジ構造による解釈においては代数群の取り方に任意性があるが、この論文では、次のGによる定式化を採用した。Xを高次アルバネーゼ多様体を考える代数多様体とする。Gammaをその基本群の捻れ元のない冪零群とする。Gammaの有理数係数の群環の完備化内で、Gammaの各元のlogによって生成されるものをLie環とするような冪単代数群を考え、それとマンフォード-テイト群との半直積をGとした。当研究はマンフォード-テイト領域の部分コンパクト化を、log幾何を用い、代数群の作用付き対数ホッジ構造のモジュライ空間として構成することを目ざすものであるが、初年度において、理論の大枠の議論がまとまり、応用として高次アルバネーゼ多様体の部分コンパクト化が可能であることも確認できたため、おおむね順調であるといえる。29年度は、加藤和也氏、臼井三平氏と共同で、理論の細部についての議論を深め、また関連して、伊藤哲史氏、加藤和也氏、臼井三平氏と共同で、対数的motifについての研究を行ない、その成果を取りまとめた論文を執筆した。1.論文の概観。2. log幾何からの準備。

エタール、Betti、de Rham、ホッジの各コホモロジー論のlog版におけるポアンカレ双対定理やクネスの公式等の基本定理。いわゆる加藤扇とその非特異化。対数的概型のGrothendieck群とリーマン-ロッホの定理。3.対数的純motifの定義。これは古典的なGrothendieck motifと並行的に定義される。この節の主定理は、対数的純motifの圏を数値的同値で割った圏が半単純であるということで、Jannsenの定理のlog版にあたり、証明も同様である。4.対数的混合motifの定義。これはDeligneの幾何的混合ホッジ構造の圏の定義をなぞったもので、エタール実現を用いる。古典的な場合、混合motifの新しい定義を与えてもいる。各graded pieceが純motifであるという一見弱い条件で十分であると考えられる理由も説明されている。ここでの主定理は、対数的純motifの圏での数値的同値が自明であるならば、対数的混合motifの圏が淡中圏になるということである。5.他の実現を用いた場合の定義。ホッジ予想、テイト予想など各種の予想の定式化。6.それらの予想の、曲線などの場合の肯定的結果。当研究はマンフォード-テイト領域の部分コンパクト化を、log幾何を用い、代数群の作用付き対数ホッジ構造のモジュライ空間として構成することを目ざすものであるが、2年間で理論の大枠が確定し、関連した対数的motifの研究も進んでいるため、おおむね順調であるといえる。当研究はマンフォード-テイト領域の部分コンパクト化を、log幾何を用い、代数群の作用付き対数ホッジ構造のモジュライ空間として構成することを目ざすものであった。30年度は、研究協力者のシカゴ大学の加藤和也教授、大阪大学の臼井三平教授と共同で、理論の細部についての議論をさらに深め、また関連して、研究協力者の東京電機大学の藤澤太郎教授と共同で、幾何的対数ホッジ構造についての研究を行ない、その成果を取りまとめた論文を執筆した。その概要は以下の通りである。1.偏極対数ホッジ構造の定義の復習。ここでは対数エタール位相で考えることが本質的である。2.主定理。この論文の主題は、どんな特異点も許す全く一般の対数解析空間上の幾何的対数ホッジ構造の構成であり、対数幾何の長年の懸案への試みである。主結果は、一般の対数解析空間上でレフシェッツ分解が成り立つこと、ホッジ-ド・ラームのスペクトル系列が退化すること、そして、対数階数が1以下の対数解析空間上では予想通り、幾何的対数ホッジ構造が構成できることである。3.先行結果の復習。証明は、対数点上のsemistable族の場合への帰着によって行われるので、その結果を復習している。4.偏極の可換性。技術的に最も難しい所であるが、幾何的な構造とKoszul複体によるホッジ理論的な構造とを比較している。5.レフシェッツ分解と、スペクトル系列の退化の証明。6.対数階数が1以下の対数解析空間上では幾何的対数ホッジ構造が構成できることの証明。また、この主定理において、対数階数が1以下の仮定を取り除くためには、どのようなことが必要かについての議論を含んでいる。7.対数ピカール多様体と対数アルバネーゼ多様体。以上の主結果を応用し、対数ピカール多様体と対数アルバネーゼ多様体を対数階数が1以下の一般の対数解析空間上で定義し、その性質を調べている。
細胞内シグナル伝達機構から検討した肝類洞壁細胞機能の解析とその臨床応用

本研究では、分子生物学的手法を用いて肝臓の病態生理に於ける類洞壁細胞の細胞内相互作用とシグナル伝達機構を明らかにし、類洞壁細胞の機能制御を細胞内のレベルで解明した。特に、肝線維化における肝内細胞間相互作用と細胞内シグナル伝達機構、肝再生に於ける肝類洞内皮細胞の増殖や、肝における癌細胞転移に関連した内皮細胞のangiogenesisの成立機序を解析し、これら病態の制御と治療にかかわる重要な要因を明らかにした。肝線維化に関与する星細胞はPDGF、TGF-beta、acetaldehyde、endothelinがcollagen産生亢進に作用している。当該年度、PDGF、TGF-beta、acetaldehyde、endothelinによるcollagen産生亢進におけるこれらサイトカイン刺激による星細胞内シグナル伝達と、retinolによるcollagen産生抑制におけるRXR/RARの核内receptorとcorepressor、coactivatorの解析し、TNFはApoptosisを介して線維化終止に関連することを分離星細胞を用いて解析した。さらに、B型C型肝炎ウイルスの細胞内シグナル伝達を解析し、このシグナル伝達によるcollagen産生機序を明らかにしている。肝再生に於ける肝類洞内皮細胞の増殖機構の細胞内シグナルの解析のため、VEGF、EGFに係わるVEGFreceptor、KDR/Flk-1からTyrosine kinaseからのシグナル伝達としてRas-MAPKシグナル伝達の系、p38、SAPK/JNKの系、JAK/STATの系、PI3K-Akt、JAK/STATのシグナル伝達の系を解析した。また、癌細胞肝転移に関連した内皮細胞への癌細胞の接着成立機序にはinterleukin 1の関与が知られている。これら肝類洞内皮細胞増殖機構、癌細胞の内皮細胞への接着の解析のため、これら細胞内のシグナル伝達を解析するため細胞内シグナルに係わる各種dominant negative遺伝子をtransfectionしたのちluciferase assayにてシグナルの伝達の検討を行なった。各種細胞外マトリックスをいれたゲル内での肝細胞や各種類洞壁細胞の培養下における遺伝子導入による肝病態の制御機構の解明と肝線維化および分解における細胞内制御機構を明らかにした。TGF-b1のプロモーター領域にCAT遺伝子をつないだreporter plasmid pHTD2を用いてHBVおよびHCVの15種類を発現するplasmidとco-infectionして解析した。この結果、HBx蛋白とHCV core蛋白が用量依存性にTGF-b1 promoterを活性化した。promoterの-376から-331が活性化に重要であった。gel-shift assayで、-398から-354の配列をもったHCV core蛋白とDNAとの結合バンドが見られた。現在、引き続きコラーゲン産生の制御機構を増殖に関連する細胞内シグナル伝達系とcollagengeneの発現レベルを解析し、線維化分解に重要なproteaseとその阻害作用を有するtissue inhibitor of metalloproteinase-1、-2(TIMP)の発現に関連する細胞内シグナル伝達系を明かにした。さらに、これら遺伝子発現に際して核内のretinoicacidに対する核内receptorであるRAR, RXRとcorepressor、coactivatorとcollagengene expressionとの関連を検討し、肝内におけるcollagen産生および分解の細胞内制御機構を解析している。
血管平滑筋収縮制御機構としてのカルシウム・オシレーションの機能解析

血管平滑筋細胞内のカルシウム濃度を血管組織内で画像解析を行えようにするため、冷却CCDカメラを用いた高速高解像度顕微螢光画像解析システムあるいは共焦点レーザー顕微鏡を用いた研究を行った。螢光カルシウム指示薬を負荷した血管標本を倒立顕微鏡のステージ上の実験槽に固定し、電気刺激ないし溶液交換による刺激が行えるようにした。この装置を用いて血管壁内の個々の血管平滑筋細胞内のカルシウム濃度を測定することができた。これにより、交感神経伝達物質ノルアドレナリンによって、平滑筋細胞内では周期的に細胞内カルシウムストアからのカルシウム放出を繰り返される、いわゆるカルシウムオシレーションが生じているという以前の結果を確認することができた。今回用いた画像解析法では、以前用いた共焦点顕微鏡よりも高速にしかも広いダイナミックレンジで測定できることがわかった。今回は、上記の実験装置を用いて、主としてカルシウム流入経路について、DHP型カルシウム拮抗薬がどのような作用を及ぼすか解析を進めてきた。高カリウム溶液による細胞内カルシウム濃度増加を抑制するのに十分なカルシウム拮抗薬(Nicardipine)存在下で、ノルアドレナリンによるカルシウム動員が著名に抑制されることが明らかになった。ただし、この場合個々の平滑筋細胞ではカルシウムオシレーションの頻度の低下として観察されることが明らかになった。このことは、カルシウム拮抗薬も実は細胞内カルシウムストアに関連したカルシウムシグナルを抑制していることが明らかとなった。現在は、NO産生物質、および内皮細胞の影響を明らかにしようと、平滑筋細胞層と内皮細胞層を交互に観測する新しい手法を開発して研究を進めている。血管平滑筋細胞内のカルシウム濃度を血管組織内で画像解析を行えるようにするため、冷却CCDカメラを用いた高速高解像度顕微蛍光画像解析システムを組み上げた。設備備品として購入した倒立顕微鏡(ニコンTMD-300)に冷却CCDカメラを接続si、パーソナルコンピューターで制御するとともに、データ処理を行うようにした。蛍光カルシウム指示薬を負荷した血管標本を倒立顕微鏡のステージ上の実験槽に固定し、電気刺激ないし溶液交換による刺激が行えるようにした。これにより、交感神経伝達物質ノルアドレナリンによって、平滑筋細胞内では周期的に細胞内カルシウムストアからのカルシウム放出を繰り返される、いわゆるカルシウムオシレーションが生じているという共焦点顕微鏡で得た結果を確認することができた。CCDカメラによる画像解析では、以前用いた共焦点顕微鏡より高速にしかも広いダイナミックレンジで測定できることがわかった。共焦点顕微鏡と比べて焦点深度が問題になると考えられたが、適当な対物レンズを用いることにより、平滑筋層の現象を十分観察できることが判明した。今年度は、上記の実験装置を用いて、主としてカルシウム流入経路について、DHP型カルシウム拮抗薬やノルアドレナリンがどのような作用を及ぼすか、解析を進めてきたが、現在までのところDHP型カルシウム拮抗薬は無効であることが強く示唆されている。来年度は、この実験法を用いてさらに解析を進める。血管平滑筋細胞内のカルシウム濃度を血管組織内で画像解析を行うため、本年度は共焦点レーザー顕微鏡を用いた研究を行った。これにより、交換神経伝達物質ノルアドレナリンによって、平滑筋細胞内では周期的に細胞内カルシウムストアからのカルシウム放出を繰り返される、いわゆるカルシウムオシレーションが生じているという共焦点顕微鏡で得た結果を確認することができた。今年度用いた共焦点顕微鏡では、以前用いた共焦点顕微鏡より高速にしかも広いダイナミックレンジで測定できることがわかった。今年度は、上記の実験装置を用いて、主としてカルシウム流入経路について、DHP型カルシウム拮抗薬やノルアドレナリンがどのような作用を及ぼすか、解析を進めてきた。

昨年度の結果ではDHP型カルシウム拮抗薬の作用ははっきりっしなかったが、高カリウム溶液による細胞内カルシウム濃度増加を抑制するのに十分なカルシウム拮抗薬(Nicardipine)存在下で、ノルアドレナリンによるカルシウム動員が著明に抑制されることが明かになった。ただし、この場合個々の平滑筋細胞ではカルシウムオシレーションの頻度の低下として観察されることが明かになった。このことは、カルシウム拮抗薬も実は細胞内カルシウムストアに関連したカルシウムシグナルを抑制していることが明かとなった。現在は、NO産生物質、および内皮細胞の影響を明かにしようと研究を進めている。
特異点及び特異計量を持つ曲面の微分幾何学的研究

3次元ユークリッド空間内の特異点を持つ曲面に波面と呼ばれるクラスがある。波面は、特異点においてもガウス写像が定義できる。本研究では、ガウス写像に現れるカスプ特異点の持つ微分幾何学的性質を通して、対応する波面の微分幾何学的性質や位相的性質を明らかにすることを目的とする。また、波面の幾何学の研究手法と特異点論的手法を応用し、3次元ローレンツ多様体内のはめ込まれた曲面のクラスである混合型曲面の光的点(誘導計量の特異点)の周りにおける幾何学の基礎理論構築を目指す。
ペプチドをツールとした再生医工学用高機能性足場の創成

本研究では,細胞接着性をもつRGDS配列とβ-シート構造を形成し自己組織化するペプチドを組み合わせ,3次元化可能な材料の創成を試みた.自己組織化可能なペプチドを分子設計し,再生医工学用足場となる自己組織化ペプチド集合体の構築を目的とした.また,血管内皮細胞と特異的に作用するペプチドの設計・検索も行った.これらペプチドの合成は,前年度と同様、液相法と固相合成法を組み合わせて行った.合成後,脱保護・脱樹脂反応を経て,HPLCを用いて分離精製し,目的物であるペプチドを効率よく得た.自己組織化ペプチドの実験科学的ならびに理論科学的2次構造解析の結果,分子設計したペプチドは,目的通りβ-シート構造を構築することが明らかになった.さらに,設計したペプチド間の相互作用が濃度に依存して大きくなり,その後自己組織化することで安定化することが確認できた.RGDSを含んだβ-シート構造を有するペプチドは細胞の伸展率が他のペプチドに比べて優位であった.このことからRGDSが材料表面に突き出し,インテグリンレセプターと容易に相互作用することができると推測した.これらのペプチドからナノファイバー状,ハイドロゲル状,フィルム状などの3次元構造体を構築することに成功した.さらに,血管内皮細胞と特異的に作用するペプチドを分子設計し,細胞増殖活性を有することを見いだした.このペプチドは,水溶性高分子とハイブリッド化することでより有効であることも明らかになった.以上の結果より,今回分子設計したオリゴペプチドは人工細胞外マトリックスとして再生医工学分野での応用の可能性が考えられる.本研究では,細胞接着性をもつRGDS配列とβ-シート構造を形成し自己組織化するペプチドを組み合わせ,3次元化可能な材料の創成を試みた.自己組織化可能なペプチドを分子設計し,再生医工学用足場となる自己組織化ペプチド集合体の構築を目的とした.また,血管内皮細胞と特異的に作用するペプチドの設計・検索も行った.これらペプチドの合成は,前年度と同様、液相法と固相合成法を組み合わせて行った.合成後,脱保護・脱樹脂反応を経て,HPLCを用いて分離精製し,目的物であるペプチドを効率よく得た.自己組織化ペプチドの実験科学的ならびに理論科学的2次構造解析の結果,分子設計したペプチドは,目的通りβ-シート構造を構築することが明らかになった.さらに,設計したペプチド間の相互作用が濃度に依存して大きくなり,その後自己組織化することで安定化することが確認できた.RGDSを含んだβ-シート構造を有するペプチドは細胞の伸展率が他のペプチドに比べて優位であった.このことからRGDSが材料表面に突き出し,インテグリンレセプターと容易に相互作用することができると推測した.これらのペプチドからナノファイバー状,ハイドロゲル状,フィルム状などの3次元構造体を構築することに成功した.さらに,血管内皮細胞と特異的に作用するペプチドを分子設計し,細胞増殖活性を有することを見いだした.このペプチドは,水溶性高分子とハイブリッド化することでより有効であることも明らかになった.以上の結果より,今回分子設計したオリゴペプチドは人工細胞外マトリックスとして再生医工学分野での応用の可能性が考えられる.RGDS配列を足場に用いることで細胞との親和性を向上させることが期待でき,人工細胞外マトリックス(再生医工学用足場)を設計することが可能と考えられる.今研究では,細胞接着性をもつRGDS配列と塩存在下でβ-シート構造を形成し自己組織化するペプチドを組み合わせ,3次元化可能な材料の創成を試みた.自己組織化可能なペプチドを分子設計し,再生医工学用足場となる自己組織化ペプチド集合体の構築を目的とした.これらペプチドの合成は,Boc-アミノ酸を用いた液相法とFmoc固相合成法を組み合わせて行った.生成物の同定と確認はMALDI- TOF-MSおよびアミノ酸分析にて行った.円二色性(CD)で各ペプチドの構造解析を,水晶発振子マイクロバランス(QCM)を用いて自己組織化ペプチド間の相互作用を確認した.また,マウス由来繊維芽細胞L929細胞を用いて,細胞の接着数,伸展率の観点からこれらペプチドに対する細胞の接着活性を評価した.加えてペプチド溶液を濃縮・放置をすることにより自己組織化ペプチド集合体を作製し,SEMにより観察を行った.CDを用いた自己組織化ペプチドの2次構造解析の結果,分子設計したペプチドは,目的通りβ-シート構造を構築することが明らかになった.さらに,QCM測定の結果,設計したペプチド間の相互作用が濃度に依存して大きくなり,自己組織化することで安定化することが確認できた.また,細胞接着実験の結果よりRGDS含有ペプチドはいずれの場合においても細胞接着が観察できた.なかでも,β-シート構造は細胞の伸展率が他のペプチドに比べて優位であった.このことからRGDSが材料表面に突き出し,インテグリンレセプターと容易に相互作用することができると推測される.これらのペプチドからFiber状の3次元構造体を構築することに成功した.これら構造体は,1センチ位の塊状物として得ることができる.以上の結果より,今回分子設計したオリゴペプチドは人工細胞外マトリックスや再生医工学材料としての可能性も考えられる.本研究では,細胞接着性をもつRGDS配列と塩存在下でβ-シート構造を形成し自己組織化するペプチドを組み合わせ,3次元化可能な材料の創成を試みた.自己組織化可能なペプチドを分子設計し,再生医工学用足場となる自己組織化ペプチド集合体の構築を目的とした.また,血管内皮細胞と特異的に作用するペプチドの設計・検索も行った.

これらペプチドの合成は,前年度と同様Boc-アミノ酸を用いた液相法とFmoc固相合成法を組み合わせて行った.合成後,脱保護・脱樹脂反応を経て,HPLCを用いて分離精製し,目的物であるペプチドを得た.CDを用いた自己組織化ペプチドの2次構造解析の結果,分子設計したペプチドは,目的通りβ-シート構造を構築することが明らかになった.さらに,設計したペプチド間の相互作用が濃度に依存して大きくなり,自己組織化することで安定化することが確認できた.RGDSを含んだβ-シート構造を有するペプチドは細胞の伸展率が他のペプチドに比べて優位であった.このことからRGDSが材料表面に突き出し,インテグリンレセプターと容易に相互作用することができると推測した.これらのペプチドからFiber状,ハイドロゲル状,フィルム状などの3次元構造体を構築することに成功した.また,これら集合体は再現性よく得ることが出来る.さらに,血管内皮細胞と特異的に作用するペプチドを分子設計し,細胞増殖活性を有することを見いだした.このペプチドは,水溶性高分子とハイブリッド化することでより有効であることも明らかになった.以上の結果より,今回分子設計したオリゴペプチドは人工細胞外マトリックスや再生医工学材料としての可能性も考えられる.
物理的損傷の伴わない入力系の遮断、変更による神経発芽現象の物質的機序の研究画像処理による定量解析

本研究の最終目的は、入力系の遮断、変更に起因し物理的損傷を必ずしも伴わない神経の発芽現象について、その引き金となる物質的過程を解明することを主に以下の2つの系を対象として研究を行う予定であった。1つは成熟ネコを用い、1)正常群と2)実験群前腕腕で{正中神経、尺骨神経}と{橈骨神経}をつなぎかえる交差縫合をおこない赤核群に発芽をおこさせる群を用いる系もう1つの系はラットを用い1)正常群と2)実験群sciatic nerve周囲にtetrodotoxinをつめたチューブを留置し活動電位を遮断し発芽をおこさせる群をもちいる系である。しかしネコによる交差縫合の実験に関しては、交差縫合後のネコ赤核における、C-FOS,PKC(γ)(Protein kinase C)の発現状態の検索を試みたが正常群との有意差は認められなかった。この為、この系に関してはさらに異なる物質による検索が必要と考えられた。しかし阪神大震災後、被災動物の金沢市に対する動物払い下げが表面化し社会問題になるなど、今後イヌ、ネコを用いた動物に関しては実験の継続の困難が予想された為、主にラットに系を集中して研究をすすめる事とした。当初予定していたラット坐骨神経に対しtetrodotoxinをつめたチューブの留置する事の他に神経冷却により活動電位を停止させ、この事によりひきおこされると予想される発芽現象の検索を試みる事とした。研究に必要な神経冷却装置をサーモモジュール(6300/127/060秋月電子)を水冷することにより手製で試作完成させた。現在は、この冷却装置を用いラット坐骨神経の活動電位を停止させる事により発芽現象がおこるかどうかを検索中である。今後、この系を用い冷却による物理的損傷をともなわない発芽現象の物質的機序の解明を免疫組織化学的方法によりおしすすめる予定である。
酸略的アプローチによるロジスティックス解析モデルの構築に関する研究

1.戦略的アプローチのフレームワークに基づき、構造化を行い、グループ意思決定としての物流量モデル作成を行うべく、対話型変数選択システムの構築を行った。2.上記システムで実証分析を行うべくデータベースの構築を行うため、現状の物流に関する既存データから分析目的に従い、解析に耐え得るデータを得るため、異常データの削除、データの統合を行い、北海道地域を対象としたロジスティックスデータベースを作成した。3.上記データベースに基づき、データ解析、流通の専門家等の複数の主体が対話的に適用できるよう携帯パソコン上で、グラフィック表示等を用いながら分析を進めるプログラムの開発を行った。4.2.3.で作成したシステムにより将来の北海道における物流量の予測を行い、上記システムの有効性の検証行った。5.物流量の機関分担モデルの構築を行うべく、北海道内の物流関係者に対し、物流、流通に関わる現状の方法、問題点、将来へ向けての課題についてのヒヤリング調査を行った。戦略的機関分担モデルの構築を行うため、特にテクノスーパーライナーを中心としたシステムの開発を行い、AHP(Analytic Hierarchy Process)を枠組みとしたモデルの開発を行った。7.上記モデルを用い、北海道内におけるテクノスーパーライナー、フェリー、鉄道、航空の貨物分担率の予測を行い、本システムの有効性の検証を行った。
人工細胞開発のための機能的膜タンパク質試験管内合成システムの構築

合成生物学の究極の目的は、人工的に細胞を作製し、それが自己複製能力をもつことであると言える。人工的なリポソームに生体膜のような自己合成能を付与することができれば、人工細胞作製の大きな一歩となる。膜タンパク質は生合成に共役して膜挿入するが、その際いくつかの膜挿入因子の協調的作用が必要となる。我々はタンパク質膜挿入に必須の糖脂質MPIaseを発見し、前年度in vivoの反応を忠実に反映したタンパク質膜挿入反応の再構成系の構築を完了した。本年度は、この再構成系で機能的な膜タンパク質が合成できるかどうか調べた。別のプロジェクトでリン脂質生合成に関わるCdsAタンパク質がMPIase生合成にも関与することが明らかとなった。CdsAはシグナル認識粒子SRPや膜透過チャンネルSecYEGに依存して膜挿入する膜タンパク質である。CdsAを膜挿入可能なプロテオリポソーム存在下で試験管内合成させると、MPIase生合成中間体の精製が認められた。この結果は試験管内で合成したCdsAが機能的なタンパク質として膜挿入したことを示している。さらに、F0F1-ATPaseのcサブユニット(F0-c)もMPIaseに依存して膜挿入し、高次構造を形成することを明らかにした。これらのことから、我々の再構成系で機能的な膜タンパク質を合成できることが確認された。現在、膜挿入に必要な因子を再構成したプロテオリポソームにタンパク質合成系を封入することを試みている。このプロテオリポソームはもっとも単純な人工細胞といえるものと考えている。27年度が最終年度であるため、記入しない。我々は、in vivoの反応を忠実に反映したタンパク質膜挿入反応の再構成系の構築に成功し、すべてのタンパク質膜挿入に必須の糖脂質MPIaseを発見した。本年度は、人工細胞作製を視野に入れた、汎用的な試験管内タンパク質膜挿入システムを構築することを第一の目的とした。その結果、MPIaseにのみ依存する膜タンパク質の膜挿入は、基質膜タンパク質の量がMPIase量より多くなったとき、YidCにより膜挿入効率が数倍促進されることが判明した。したがって、基質膜タンパク質はMPIaseの作用により膜挿入が開始され、膜挿入途中でYidCに受け渡され膜挿入が完了することが強く示唆された。SecYEGに依存する膜挿入反応についても、MPIaseとSecYEGを再構成したプロテオリポソームで膜挿入活性が検出された。SRP(シグナル認識粒子)、SRP受容体(SR)を加えなかったときは膜挿入が観察されなかった。このSRP、SecYEG、MPIaseに依存する膜挿入は、YidCを共存させることにより数倍の活性促進が観察された。以上、タンパク質膜挿入の完全再構成系が確立した。本申請では(1)タンパク質膜挿入の完全再構成系の確立と(2)再構成系のリポソーム内への封入を大きな目的に設定している。初年度の計画は(1)の完全再構成系の確立であり、これについては目的を達成したので、「おおむね順調に進展している」とした。上記目的の(1)が達成されたため、(2)再構成系のリポソーム内への封入を目指す。
抗血小板薬・DOAC使用及び中止時の抗血栓性を捉えるモニタリング化

2016年に抗血栓療法中の区域麻酔・神経ブロックガイドラインでは、麻酔科医が抗血小板薬の継続および中止に関する介入はできない。一部の抗凝固薬に関しては、一般採血の結果が薬物動態の指標となるが、抗血小板薬および近年処方が増えているDOACでは、効果を判断する指標がなく、未だにモニタリングが確立されていない。薬物動態は個々人で異なり、循環器疾患を合併した高齢者に対しては注意が必要である。そこで、抗血小板薬およびDOAC内服継続および中止された65歳以上の高齢者の質的凝固機能および血小板機能を測定し、血液凝固機能および血小板機能測定のスタンダード化を目指したい。