hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
液液界面における単一分子反応と集合錯体形成反応の速度論的研究

液液界面に吸着した分子は二次元的にどのように動き回っているか。この点を実験的に明らかにするために、界面に吸着した単一蛍光分子の拡散ダイナミクスの測定法を確立した。そして、そのフォトンバースト計測より、一分子の界面拡散係数と界面の粘度を見積もることに成功した。また、遠心液膜法と共鳴ラマン顕微分光法を結合し、界面で生成するピリジルアゾ金属錯体のラマンバンドよりその反応速度測定に成功した。界面に吸着したパラジウム(II)-ピリジルアゾ錯体のイミン/アゾ共鳴のシグナル強度比が、水素結合によりイミン型が安定となることより、錯体分子周辺の水和状況(極性)を決定した。さらに、ピリジルアゾ金属錯体は界面において金属イオンに特徴的な集合体生成を示し、その集合体がジアジン分子や核酸塩基の分子構造を識別することを発見した。さらに、液滴の磁気泳動により界面濃度を決定する方法を考案した。平成15年度までに、界面反応測定法とその装置開発、それによる界面単分子挙動、界面酸触媒反応や界面集合体生成等の特異反応を発見した。さらに、高速反応速度の解析には、マイクロ秒の測定を実現する必要があるが、高圧送液ポンプによる高速ジェットフロー法の装置を開発した。界面に生成する化学種のNMR測定やESI/MS測定のための準備研究を行った。また、フェムト秒レーザーを用いる第二高調波発生(SHG)/円偏光二色法の可能性を確認した。本研究は、単一分子プローブ法、界面緩和法、界面酵素反応の三つの新しい計測法を開発し、それらを用いることにより、界面ナノ物性の解明、真の界面反応速度定数の決定、集合錯体形成機構、界面酵素活性の評価を行うことを目的とする。このような目的のもとに研究を進め、平成13年度は以下のような研究実績を得た。1)液液界面における単一蛍光分子プローブ法の開発:単一分子蛍光検出システムを整備し、液液界面における単一分子の計測を行うための光学セルを製作し、単一分子の最適な測定条件を検討した。その結果、全内部反射蛍光法と共焦点顕微鏡を組み合わせた方法により、液液界面に吸着した分子の拡散運動を計測することができた。2)界面緩和法の基礎検討:界面に生成し、吸着平衡状態となっている錯体を、レーザー温度ジャンプ法により解離させてその再結合速度を測定する新規の界面反応測定法の予備的な検討を行った。3)遠心液膜法とラマン分光法の結合;遠心液膜法は、微量の有機相と水相を円筒ガラスセルに入れ、高速で回転させることにより、セルの内壁に厚さがμmオーダーの二相液膜を生成させることができる。この状態で顕微ラマン分光を行い、界面とバルク相のラマンスペクトルを同時に測定する方法を開発した。液液界面に吸着した単一蛍光分子の拡散ダイナミクスの全内部蛍光顕微測定により、液液界面の粘性を見積もる方法を構築した。すなわち、ドデカン/水界面に吸着した単一インドシアニン分子の横拡散速度の測定に成功した。Pd(II)ピリジルアゾ錯体の界面集合反応とそれに伴う吸光係数の著しい減少が、添加するジアジンの幾何異性体の分子構造に依存することを発見し、この現象の分子認識機能を示した。新しい界面直接分光法として、遠心液膜/顕微ラマン測定法を開発し、界面に生成したピリジルアゾ錯体の状態分析と界面ナノ領域の極性プローブに成功した。さらに、二相系において生成する錯体の構造測定法として、二相マイクロフロー直接導入ESI/MS法を開発し、この方法が界面錯体の検出に有用であることを示唆した。また、1ms以内の界面高速反応の新しい測定法として二相マイクロシースフロー顕微蛍光法を開発し、界面生成直後の反応測定を実現した。生体膜を介したイオンおよび電子の透過反応とそれに関わる電気化学反応を模擬し、いくつかの新反応を明らかにした。たとえば、親水性イオン(M^<Z+>)のOからWへの移動を示すボルタモグラムには極大波が観察された。これは、Wへ移動したM^<Z+>がO中の疎水性対イオンとイオン対を形成して界面に吸着し、界面の撹拌を誘起するためである。

界面に生成する化学種のNMR測定やESI/MS測定のための準備研究を行った。また、フェムト秒レーザーを用いる第二高調波発生(SHG)/円偏光二色法の可能性を確認した。
凍瘡様皮疹を呈する自己炎症性疾患における新規遺伝子変異同定と病態解析

中條ー西村症候群は戦前から本邦で報告されてきた遺伝性炎症性難病ですが、近年、プロテアソームと呼ばれる蛋白質分解機構の異常が原因であることが判明し、世界各地から似た症例が多数報告されています。病態が明らかになるに従い、全身性エリテマトーデスなどの自己免疫疾患と同じくインターフェロン異常を呈する疾患であることがわかってきました。そこで本研究では、インターフェロン異常の存在が想定される凍瘡(しもやけ)様皮疹を呈し病理学的に液状変性を示す未診断症例について、網羅的ゲノム解析によって責任遺伝子変異を見出しその機能異常を明らかにすることで、新たな創薬ターゲットとなる機能的分子を見出すことを目指します。
低カロリーガスによるエクセルギー保持燃焼：国際安全規格準拠の超小型燃焼器の開発

メタン/酸素/二酸化炭素混合気を取扱い,セル状火炎の形状とゆらぎを調べた.当量比が低下すると,セル幅と深さは大きくなった.これは,拡散・熱的不安定性の強度が高くなったためである.加えて,発光のゆらぎに関する時系列解析を遂行した.得られたアトラクターはトーラス状で,その軌道は低当量比において複雑となった.さらに,数値シミュレーションを遂行し,三次元セル状火炎の特性を精査した.未燃ガス温度が高くなると,増幅率は増大した.一方,火炎面は滑らかになったが,これは熱膨張の効果が弱くなったためである.燃焼によるエネルギー変換時のエクセルギー損失を抑制する術が注目されている.燃焼は本質的に不可逆であり,そのプロセスにおける一定のエクセルギー損失は不可避である.しかし,常温の反応物をそのまま燃焼させるのではなく,燃焼の前にその温度を上昇させることで,燃焼プロセスにおけるエクセルギー損失を大幅に低減することが可能である.このような燃焼の例として,超過エンタルピー燃焼や高温空気燃焼が挙げられる.未燃ガス温度を高くして混合気を燃焼させる手法は,エクセルギー損失の低減に直結する.そして,燃焼ガスと未燃ガスの温度差を小さくすることにより,燃焼プロセスにおけるエクセルギーを概ね保持することが可能となる.つまり,有効エネルギーを高効率で取り出すことができる.従って,この手法の開発は省エネルギーに直接的に貢献することになる.新たな燃焼手法を開発する上で,最も配慮すべき点は安全の確保である.これまでに,安全を確保するための技術が数多く開発されている.しかし,従来の技術の多くは危険検出型であるので,安全は必ずしも確保されていないのが現状である.充分安全なシステムを構築するためには,安全確認型の考えを取り入れる必要がある.これは,安全情報によるインターロックシステムであり,安全であることを確認して安全情報を受け取るときのみ,実際の行動命令を発して作業を続行するものである.本研究では,火炎の不安定な挙動は,CH-PLIFレーザーシステムとシュリーレンコンパクトで同定した.フレームからの発光をフォトダイオードで受光し,その信号をデータロガーを介して計算機に取り込む.発光信号の特徴(パワースペクトル,RMS,交差率分布,アトラクター,相関次元,最大リアプノフ指数)を求め,火炎の動的特性を解析した.そして,未燃ガス温度や燃料濃度との関連性を調べた.近年,燃焼によるエネルギー変換時のエクセルギー損失を抑制する術が注目されている.燃焼は本質的に不可逆であり,そのプロセスにおける一定のエクセルギー損失は不可避である.しかし,常温の反応物をそのまま燃焼させるのではなく,燃焼の前にその温度を上昇させることで,燃焼プロセスにおけるエクセルギー損失を大幅に低減することが可能である.このような燃焼の例として,超過エンタルピー燃焼や高温空気燃焼が挙げられる.未燃ガス温度を高くして混合気を燃焼させる手法は,エクセルギー損失の低減に直結する.そして,燃焼ガスと未燃ガスの温度差を小さくすることにより,燃焼プロセスにおけるエクセルギーを概ね保持することが可能となる.つまり,有効エネルギーを高効率で取り出すことができる.従って,この手法の開発は省エネルギーに直接的に貢献することになる.従来とは異なる新規の燃焼手法を開発する上で,最も配慮すべき点は安全の確保である.これまでに,安全を確保するための技術が数多く開発されている.しかし,従来の技術の多くは危険検出型であるので,安全は必ずしも確保されていないのが現状である.充分安全なシステムを構築するためには,安全確認型の考えを取り入れる必要がある.これは,安全情報によるインターロックシステムであり,安全であることを確認して安全情報を受け取るときのみ,実際の行動命令を発して作業を続行するものである.安全確認型のシステムを取り入れることは,安全確保の観点から必須の条件となっている.ここでは,火炎の不安定な挙動をレーザー計測システムで同定した.また,予混合火炎からの発光をフォトダイオードで受光し,発光信号の特徴を求め,火炎の動的特性を解析した.そして,未燃ガスの混合成分との関連性を調べた.加えて,数値計算により,未燃ガス温度が通常より高い場合における予混合火炎の不安定挙動を精査した.メタン/酸素/二酸化炭素混合気を取扱い,セル状火炎の形状とゆらぎを調べた.当量比が低下すると,セル幅と深さは大きくなった.これは,拡散・熱的不安定性の強度が高くなったためである.加えて,発光のゆらぎに関する時系列解析を遂行した.得られたアトラクターはトーラス状で,その軌道は低当量比において複雑となった.さらに,数値シミュレーションを遂行し,三次元セル状火炎の特性を精査した.未燃ガス温度が高くなると,増幅率は増大した.一方,火炎面は滑らかになったが,これは熱膨張の効果が弱くなったためである.社会全体として合理的なエネルギー利用体系を築く観点から,燃焼によるエネルギー変換時のエクセルギー損失を抑制する術が注目されている.未燃ガス温度を高くして混合気を燃焼させる手法は,エクセルギー損失の低減に直結する.そして,燃焼ガスと未燃ガスの温度差を小さくすることにより,燃焼プロセスにおけるエクセルギーを概ね保持することが可能となる.低炭素社会を構築する上で,未利用バイオマスの有効利用が重要である.低カロリーであるバイオメタンガスの利用では,上述した手法,つまりエクセルギー保持燃焼が有効である.この手法を採用することにより,低カロリーガスを容易に燃焼させることができ,これまで未利用であったバイオメタンガスのエネルギー源としての有効利用が可能となる.新たな燃焼手法を開発する上で,最も配慮すべき点は安全の確保である.

これまでに,安全を確保するための技術が数多く開発されている.しかし,従来の技術の多くは危険検出型であるので,安全は必ずしも確保されていないのが現状である.充分安全なシステムを構築するためには,安全確認型の考えを取り入れる必要がある.これは,安全情報によるインターロックシステムであり,安全であることを確認して安全情報を受け取るときのみ,実際の行動命令を発して作業を続行するものである.安全確保のため,安全確認型を採用することが必須である.本研究では,バイオメタンガスの主成分であるメタンを燃料として取り扱い,燃焼特性の解明を試みた.燃焼装置の設計・製作は,安全確認型の考えをベースとしている国際安全規格に準拠して行い,リスクアセスメント遂行の後,全てのリスクが許容可能となるようにリスク低減方策を施した.燃焼実験では,発光強度の時系列,RMS,パワースペクトル,アトラクター,及び可燃範囲を求めた.火炎の不安定な挙動は,CH-PLIFレーザーシステムとシュリーレンコンパクトで同定した.フレームからの発光をフォトダイオードで受光し,その信号をデータロガーを介して計算機に取り込む.発光信号の特徴(パワースペクトル,RMS,交差率分布,アトラクター,相関次元,最大リアプノフ指数)を求め,火炎の動的特性を解析した.そして,未燃ガス温度や燃料濃度との関連性を調べた.得られた結果は燃焼特性の基本となるものであり,本研究はおおむね順調に進展している.平成23年度は,バイオメタンガスの主成分であるメタンを燃料として取り扱い,燃焼特性の解明を試みた.燃焼装置の設計・製作は,安全確認型の考えをベースとしている国際安全規格に準拠して行い,リスクアセスメント遂行の後,全てのリスクが許容可能となるようにリスク低減方策を施した.燃焼実験では,発光強度の時系列,RMS,パワースペクトル,アトラクター,及び可燃範囲を求めた.得られた結果は燃焼特性の基礎となるものであることから,本研究はおおむね順調に進展している.火炎の動的挙動を明らかにしたが,今後は,それに及ぼす種々の要因について明確にし,メカニズムを明らかにする予定である.平成23年度は,燃焼実験を遂行し,発光強度の時系列,RMS,パワースペクトル,アトラクター,及び可燃範囲を求めた.これらの知見を基にして,次年度は,火炎の動的特性を解析する予定である.これまで順調に研究が進展していることから,次年度も申請の通り使用する予定である.平成23年度の研究がおおむね順調に進展していることから,次年度の研究費は申請当初の通り使用する予定である.
放射線被ばくが雄性生殖細胞に及ぼす遺伝的リスクの評価

本研究の目的は、幼若期マウス雄性生殖細胞の放射線感受性に及ぼす放射線照射時期と線量率の影響を調査することである。高線量率で前精原細胞期にガンマ線2 Gyを照射したとき、10週齢まで飼育した後の精巣重量は減少し、不妊となった。一次精母細胞における多価染色体出現率は高線量率で精原幹細胞期にガンマ線照射したときに高くなった。一方で、いずれの照射時期・線量率においても精子染色体異常の増加は見られなかった。以上の結果から、マウスの前精原細胞は放射線感受性が高いが、照射後に生産された精子にはダメージは蓄積していないことが明らかとなった。マウス雄性生殖細胞は、出生を境に大きく変化する。すなわち、出生までは精巣内の生殖細胞はgonocyteと呼ばれる前精原細胞のステージで休止しており、出生後gonocyteは増殖を開始し、約7日齢には精原細胞に分化する。これら幼若期マウスの雄性生殖細胞において、放射線感受性が高い時期・低い時期を特定するために、妊娠17日目の胎仔(妊娠17日区)、生後4および11日目の新生仔(生後4日区および生後11日区)の全身に2 Gyのγ線を急照射した。これらのマウスを10週齢まで飼養し精巣重量を測定したところ、妊娠17日区で0.0129 g、生後4日区で0.0778 g、生後11日区で0.0762 gであった。また、生後4日区および生後11日区では精子形成が認められ運動精子が回収できたものの、妊娠17日区では精子形成が認められなかった。これらの結果は、放射線感受性は休止期のgonocyteで非常に高く、出生を境に劇的に変化することを示唆している。回収された精子の遺伝的安全性を調査するために、卵子内での修復時期の特定と修復量の定量化を試みた。最初に受精卵内でDNA修復に関与することが確認されているトポイソメラーゼIIの動態を確認しようとしたが、免疫組織染色でトポイソメラーゼIIのシグナルを確認できなかった。そこで当初の予定を変更しDNAの二重鎖切断を検出するγH2AXの局在を観察したところ、精子核が脱凝縮する受精後1.5時間目で既にシグナルが観察され、受精後6時間目の前核期においても同様にシグナルが観察された。これらの結果は、受精後の精子核においてプロタミンからヒストンに置き換わる非常に早い時期からDNA二重鎖切断の認識が行われていることを示唆しており、受精卵内での修復量の定量化は受精後1.5時間から可能であることが推察された。現在、ライブセルイメージングのためのmRNAの作製を行い、放射線が照射された精子の遺伝的安全性を調査している。幼若期マウス雄性生殖細胞における放射線感受性を調べるために、妊娠16.5日目の胎仔(妊娠16.5日区)、生後4および11日目の新生仔(生後4日区および生後11日区)の全身に2Gyのγ線を41.1Gy/hの線量率で急照射した。γ線を照射した雄マウスを10週齢まで飼養後、精子を回収し凍結保存した。なお妊娠16.5日区では精子形成が認められなかった。凍結精子を融解後、体外受精を行い受精卵を作出した。第一有糸分裂中期の染色体を分析したところ、生後4日区、生後11日区の染色体異常率は各々6.3%、3.4%であり、未照射対照群と比較しても差異はなかった。また卵子内での精子核DNA修復を可視化するために、受精後90分の受精卵でγH2AXの免疫染色を行った。精子核に占めるDNA修復領域の割合は未照射対照群、生後4日区、生後11日区で各々0.57%、0.48%、0.73%であり、3群間に差異はなかった。これらの結果から妊娠後期の胎仔における雄性生殖細胞の放射線感受性は非常に高く、2Gyのγ線照射で不妊となる一方で、新生仔へ2Gyのγ線を照射したとしても精子形成に影響はなく、精子の染色体も正常であることが明らかとなった。次に精子に2Gyのγ線を照射することで精子DNAにダメージを誘起し、それに起因する異常が精子の受精前遺伝学的診断法によって診断可能かを検討した。この診断法では2細胞期胚を使用して分析するため、2細胞期胚の割球に異常を持った染色体が均等に分配されるかを観察した。その結果、分析した2細胞期胚のうち、2割球とも正常なものは57.6%、異常なものは33.3%、正常と異常のモザイクであったものは9.1%であった。2割球とも異常だった2細胞期胚では、2割球とも同じ染色体に由来する異常が観察された。この結果は、一方の割球を分析することで他方の遺伝的構成を予測することが可能であり、放射線が照射された精子の遺伝的リスクの評価おいて受精前遺伝学的診断法が有効であることを示唆している。幼若期マウスの雄性生殖細胞における放射線感受性を調べるために、妊娠14.5-19.5日目の胎仔、生後2-7日目および9-14日目の新生仔に400 mGy/22 h/dayの線量率で集積線量が2 Gyとなるまで(計5日間)γ線を緩照射した。その後、これらのマウス(オス)を10週齢になるまで飼養し、精子形成能を評価した。

また回収した精子を体外受精のために凍結保存し、受精能・精子染色体正常性を評価した。胎仔期・新生仔期にγ線を照射したマウスの10週齢時の体重は28.4-30.4 gであり、非照射対照群(30.3 g)と差はなかった。一方で精巣重量は、妊娠14.5-19.5日にガンマ線を照射した群で0.072 gとなり、新生仔期に照射した群(0.180-0.211 g)・非照射対照群(0.211 g)と比較して有意に低くなった。精巣最大径の部分における精細管数を測定したところ、妊娠14.5-19.5日にγ線を照射した群は、新生仔期に照射した群・非照射対照群と比較して有意に低い値を示した。γ線照射による遺伝的ダメージを解析するために、一次精母細胞の染色体標本を作製した。生後2-7日目の新生仔期にγ線を照射したとき、非照射対照群と比較して一次精母細胞の染色体異常が有意に増加した(0.83% vs. 0%)。一方で、妊娠14.5-19.5日目の胎仔(0.13%)および生後9-14日目の新生仔期(0.42%)への照射では、染色体異常の増加は見られなかった。また凍結精子を体外受精に用いたところ、妊娠14.5-19.5日目の胎仔にγ線を照射したとき、非照射対照群・新生仔期に照射した群と比較して、受精率が大きく低下した(45.4% vs. 93.5-99.4%)。しかし、どの時期にγ線を照射したとしても精子染色体に異常は見られなかった。以上の結果から、胎仔期へのγ線照射は400 mGy/22 h/dayという低線量率であっても精巣の発育を大きく損なわせ、受精能力にも影響することが示唆された。一方で、精子には遺伝的ダメージが蓄積していないことが明らかとなった。本研究の目的は、幼若期マウス雄性生殖細胞の放射線感受性に及ぼす放射線照射時期と線量率の影響を調査することである。高線量率で前精原細胞期にガンマ線2 Gyを照射したとき、10週齢まで飼育した後の精巣重量は減少し、不妊となった。一次精母細胞における多価染色体出現率は高線量率で精原幹細胞期にガンマ線照射したときに高くなった。一方で、いずれの照射時期・線量率においても精子染色体異常の増加は見られなかった。以上の結果から、マウスの前精原細胞は放射線感受性が高いが、照射後に生産された精子にはダメージは蓄積していないことが明らかとなった。精子の受精前遺伝学的診断法が放射線照射された精子の遺伝的リスクの評価に使えるかを確認する実験で、精子形成が認められた生後4日目および生後11日目の新生仔への2Gyのγ線照射では精子核DNAに異常が見られなかったので、当初の予定を変更して精子懸濁液に2Gyのγ線を照射することでDNAダメージを被った精子を用意した。この処理では過度なDNA障害が誘起されるため、ダメージを受けた精子の産仔への発生を観察することはできなかった。しかし「精子の受精前遺伝学的診断法」により高確率でその異常が検出できることを証明でき、放射線が照射された個体から回収された精子の遺伝的リスクを評価する方法を提示することができた。従って、総合的には順調に進行していると考えられる。生殖生物学昨年度までは妊娠16.5日目の胎仔、生後4および11日目の新生仔の全身に2Gyのγ線を急照射し、その個体から回収した精子を実験に供試したが、今年度は、同時期に400mGy/dayの線量率で緩照射した個体(集積線量:2Gy)から回収した精子を実験に用いる。これらの個体の精子形成の有無・精子の受精能・精子核DNAの正常性を評価し、昨年度までの急照射の結果と比較することで、線量率の違いが幼若期の雄性生殖細胞に及ぼす影響を検討する。当初はDNA修復を検出・定量するためにトポイソメラーゼIIを使用する予定だったが、免疫組織染色では受精卵におけるトポイソメラーゼIIの核内局在を検出することは不可能であった。
消化管癌におけるマイクロRNAおよびエピゲノム異常の解析とその臨床応用

ノンコーディングRNAの一つであるマイクロRNAの発現異常は多くの癌で報告され、新規バイオマーカーとして有望であると報告されている。我々は内視鏡切除された早期胃癌患者の非癌部の胃粘膜におけるmicroRNA-34b/c(miR-34b/c)遺伝子のメチル化レベルが癌の異時性発生リスクを予測する有望なバイオマーカーとなる可能性を明らかにした。また我々は大腸癌症例においてもマイクロRNAアレイによって同定されたBRAF遺伝子変異と有意な相関を示すmicroRNA-31(miR-31)の同定に成功した。miR-31が大腸癌の不良な予後とも相関し、大腸癌細胞株を用いた機能解析ではmiR-31はRAFの活性化を制御することや標的治療のターゲットとなる可能性についても明らかにした。またこのmiR-31はEGFR下流シグナルを制御する可能性があるため、抗EGFR抗体薬投与例を対象に効果予測マーカーとしての有用性についても検討した。その結果、miR-31高発現群では無増悪生存期間が有意に短いことが明らかとなったことからmiR-31が大腸癌の分子診断・標的治療の有望なバイオマーカーとなる可能性を示唆している。このように消化器癌を対象としたマイクロRNAやエピゲノムの解析は新たな治療戦略として有望と考えられる。消化管間質腫瘍(GIST)におけるmicroRNA (miRNA)発現プロファイルを解析し、悪性度および予後予測マーカーとなりうる知見を得ることを目的とした。新鮮凍結GIST検体(n=64)およびパラフィン切片(n=100)を解析対象とした。miRNAマイクロアレイ(Agilent)を用いて32例のGISTにおけるmiRNA発現プロファイルを解析した。TaqMan RT-PCRによりmiRNA発現を検証した。また、遺伝子発現アレイおよびarray CGH解析を行い、miRNA発現と比較した。マイクロアレイ解析の結果、GISTは染色体14qのmiRNAクラスターの高発現群と低発現群に大別され、かつこれらのmiRNA発現は14q欠失と逆相関したが、悪性度とは相関しなかった。リスク分類ごとのmiRNA発現パターンを解析した結果、high-risk群において有意に高発現しているmiR-196aを同定した。miR-196aの高発現は転移および予後不良と強く相関した。遺伝子発現アレイの結果、miR-196aが存在するHOXCクラスター遺伝子群およびlncRNAであるHOTAIRが、miR-196aと同時に高発現していることが明らかとなった。HOTAIRの高発現もまた、GISTのhigh-risk群に高頻度であり、転移および予後不良と相関した。miR-196aはGISTの高悪性度群の予後診断マーカーとなる可能性が示された。miR-196aおよびHOTAIRは、GIST悪性化のメカニズムに関与していることが示唆され、診断および治療の分子標的となりうると考えられた。我が国において癌は死亡原因の第1位であり、癌好発年齢である中・高年者の増加と共に著しい増加を示している。よって消化器癌の新規バイオマーカーの探索としてこれらの役割を明らかにすることは、非常に重要である。我々は内視鏡切除された早期胃癌患者の非癌部の胃粘膜におけるmicroRNA-34b/c(miR-34b/c)のメチル化レベルが癌の異時性発生リスクを予測する有望なバイオマーカーとなる可能性を明らかにした。また我々は大腸癌症例においてもマイクロRNAアレイによって同定されたBRAF遺伝子変異と有意な相関を示すmicroRNA-31(miR-31)の同定に成功。

その結果、miR-31高発現群では無増悪生存期間が有意に短いことが明らかとなったことからmiR-31が大腸癌の分子診断・標的治療の有望なバイオマーカーとなる可能性を示唆している。このように消化器癌を対象としたマイクロRNAやエピゲノムの解析は新たな治療戦略として有望と考えられる。1.異常メチル化の標的遺伝子として同定された新規マイクロRNAに関しては、細胞周期やアポトーシス、細胞分化に与える影響に関して機能解析を施行。また遺伝子発現ベクターを作成し、メチル化により発現が消失している腫瘍細胞株に遺伝子導入し、コロニーフォーメーションアッセイ、フローサイトメトリー、TUNNELアッセイを行う。2.胃癌ハイリスク群の胃炎粘膜や多発大腸癌、ポリープの背景粘膜におけるマイクロRNAの発現異常や異常メチル化について、定量的発現解析やPyrosequenceによる定量的メチル化解析を施行。発現異常や高レベルのメチル化を示すマイクロRNAをいくつか同定することができた。今後はそのような症例を追跡し、胃癌、大腸癌発生のリスクに関して検討を行う予定。3.炎症によって起こるメチル化の間質細胞の役割を明らかにするため、病理組織切片から、マイクロダイゼクションで得られたDNAを用いて、定量的メチル化解析を行う。4.胃癌および大腸癌のハイリスク群において発現異常をみとめたマイクロRNAやメチル化しているマイクロRNAの概要を同定。診断、発癌リスク予測に有用なマイクロRNAのみを搭載した、カスタムミニアレイの作成も予定している。またカスタムアレイを用いて発現やメチル化プロファイルを作成し、より多くの検体で高速にメチル化解析可能なシステムを構築する。GISTにおけるmiRNA発現プロファイルを解析し、miR-196aおよびHOTAIRが、悪性度および予後予測マーカーとなりうるという知見を得ることができた。同様のストラテジーにて、大腸癌および前癌病変である腺腫に関し、多数の症例を対象に、発癌早期に関わるmiRNAおよびエピゲノム異常を解析中である。胃癌に関しても早期胃癌検体を対象に順調に進展している。25年度が最終年度であるため、記入しない。1.異常メチル化の標的遺伝子として同定された新規のマイクロRNA解析に関しては、細胞周期やアポトーシス、細胞分化に与える影響に関して機能解析をおおむね行うことができた。2.胃癌ハイリスク群の胃炎粘膜や多発大腸癌・ポリープの背景粘膜のマイクロRNA発現異常や異常メチル化について、定量的発現解析やPyrosequenceによる定量的メチル化解析を施行。3.炎症によって起こるメチル化の間質細胞の役割を明らかにするため、マイクロダイゼクションで得られたDNAを用いて、定量的メチル化解析を行うことができた。順調に進展しているGIST、大腸癌および腺腫に加え、早期胃癌の解析を推し進め、大腸および胃発癌早期に関わるmiRNAおよびエピゲノム異常を明らかにし、分子マーカーを開発する。
認知症の長期予後に関する疫学的研究

今回の調査においては認知症の原因疾患別(アルツハイマー型認知症と血管性認知症)で生命予後に違いが認められなかった。また、介護保険の利用の有無による生命予後への影響は認められなかった。一方で介護保険による受給額は、全経過を通じて計算すると血管性認知症がアルツハイマー型認知症よりも高額であった。介護保険の利用の有無が、認知症の原因疾患別の生命予後に与える影響を検討するにはさらなる詳細な研究が必要と考えられるが、現行の制度は認知症の原因疾患も考慮に入れて修正される必要があるかもしれない。本研究は認知症を対象にその疾患別の長期予後、特に生命予後の相違を調べるとともに、長期予後に影響を与える因子を明らかにすることを目的とする。我々は、1998年に新潟県糸魚川市において、65歳以上の在宅高齢者7,847人を対象に健康調査を実施した。本研究課題においては、1998年の調査で認知症として抽出された406人について追跡調査を行い、認知症の重症度、精神症状・問題行動、日常生活動作能力、身体合併症、介護状況、医学的・社会的援助等および社会統計学的因子の検索を行い、長期予後との関連性を検索する。認知症に対する早期発見・早期介入の重要性が唱えられ、近年の早期認知症に対する治療戦略は従来と大きく異なってきている。しかし一方で、すでに認知症になってしまったケースに対する介入は従来と大きな変化はみられていない。本研究により認知症の予後に与える因子が明らかになれば、より効果的な介護・治療的介入が可能となり、患者自身のQOLを改善するのみならず介護負担も軽減することが可能となるだろう。本研究では、平成10年度に新潟県糸魚川市において65歳以上の在宅高齢者7,487人を対象とした健康調査を実施した際に、認知症として診断を受けた406人を追跡調査の対象とする。平成20年度は、まず対象者とその家族に対し、本研究の目的、方法、意義、及び対象者への人権保護への配慮(守秘義務等)について充分に説明した文書と協力への依頼状と調査票を作成している。また、糸魚川市役所との打ち合わせを行い、来年度の訪問調査の計画などを行った。平成10年度に新潟県糸魚川市において65歳以上の在宅高齢者7,487人を対象とした健康調査を実施した際に、認知症として診断を受けた406人を追跡調査の対象とする。平成21年度は、上記の手順により賛同、協力を得られた対象者に訪問調査を行った。訪問調査はあらかじめ糸魚川市福祉保健課が承諾を得た家族と訪問時間を調整、一日約813件前後を訪問した。調査内容としては、認知機能障害の程度(Mini-Mental State Examination : MMSE)、認知症の診断、認知症の重症度(Clinical Dementia Rating : CDR)、発症時期、精神症状および問題行動、日常生活動作能力、既往歴、日常生活の範囲、社会参加、利用していた介護サービス、世帯構成員、家族の状況、疾患への理解度、対象者と接する時の心理状態、経済状態、住居状況、教育歴、介護認定度、利用している介護保険制度による介護サービスなどを含めた。現在も訪問を継続中であり、平成22年の7月までに終了の予定である。

訪問調査はあらかじめ糸魚川市福祉保健課が承諾を得た家族と訪問時間を調整、一日約813件前後を訪問した。調査内容としては、認知機能障害の程度(Mini-Mental State Examination : MMSE)、認知症の診断、認知症の重症度(Clinical Dementia Rating : CDR)、発症時期、精神症状および問題行動、日常生活動作能力、既往歴、日常生活の範囲、社会参加、利用していた介護サービス、世帯構成員、家族の状況、疾患への理解度、対象者と接する時の心理状態、経済状態、住居状況、教育歴、介護認定度、利用している介護保険制度による介護サービスなどを含めた。
認知機能と機能画像を指標とした強迫性障害の治療戦略に関する研究

強迫性障害の治療戦略のための客観的指標を探索することを目的に研究を行った。基底核を標的とした高磁場MRSによる脳内代謝物の変化とNIRSにより観察される認知機能検査施行中の前頭葉血流変化を測定し、個々の患者の治療反応性との関連を解析した。強迫性障害患者には基底核の脳内代謝物に異常が見出され、また認知機能検査の成績や前頭葉血流に低下がみられた。生物学的機能変化の違いにより治療戦略が異なることが示唆された。強迫性障害(obsessive-compulsive disorder; OCD)患者の薬物応答性は個人差が大きいが、それをあらかじめ予測するための生物学的客観指標は確立されていないのが現状である。この研究は認知機能検査と二種類の機能画像を用いてOCD患者の薬物応答性予測の可能性を模索することを目的とする。この研究ではこれまでの機能画像研究で得られたOCD関与している脳部位が前頭葉と基底核であるという仮説を前提に二種類の機能画像、多チャンネル近赤外線スペクトロスコピー(near-infrared spectroscopy;NIRS)と1H-MRS(proton magnetic resonance spectroscopy)とを組み合わせた研究を行っている。前頭葉に関してはStroop検査などの前頭葉機能を反映する認知機能検査試行中のOCD患者と健常者の前頭葉の血行動態を多チャンネルNIRSを用いて測定しその差異を検討した。今後はさらに症例数を増やし、個々の症例の薬物応答性や他の臨床データ、課題成績との照合を行ってゆく予定である。また、基底核の機能異常に関してはこれまで蓄積してきた高磁場MR装置を用いた70例のOCD患者の1H-MRSデータを解析して、薬物応答性や臨床データとの関連を検索中である。1H-MRSの撮像方法は基底核と帯状回を関心領域とし、通常のSTEAM法を用いた脳内代謝物質の定量に加えて、MEGA-PRESS法を用いてグルタミンとグルタミン酸を分離して定量しGABAの定量も行っている。また、1H-MRS研究と並行して撮像したOCD患者のMRIデータは、VBM解析を行い国際学会で発表した。さらに今後は1H-MRSやNIRSのデータとの照合を行っていく予定である。強迫性障害(OCD)患者の治療反応性や薬物応答性の違いに関する生物学的予測因子となりうる客観的指標を探索することを目的に研究を行っている。OCDの障害部位として基底核と前頭葉の機能不全に着目し、認知機能検査と二種類の機能画像、1H-MRSと多チャンネル近赤外線スペクトロスコピー(NIRS)を組み合わせた新しい手法を用いた研究を行った。平成23年度はこれまで蓄積してきたOCD患者の高磁場MR装置を用いた1H-MRSデータをさらに増やすとともに、年齢性別を一致させた健常対照者の撮像を行った。これまでにOCD患者では左基底核と前部帯状回にボクセルをおく方法で26人分のデータが得られていたが、左右基底核にボクセルを置く方法で44人分、合計70人の撮像をすることができた。健常対照者について左右基底核にボクセルをおく方法で36人の撮像を行った。MRSの撮像方法は通常のSTEAM法を用いたN-アセチルアスパラギン酸(NAA)、コリン含有物質(Cho)、クレアチン/クレアチンリン酸(Cr)、グルタミン(Gln)、グルタミン酸(Glu),、ミオイノシトール(mI)の定量に加えて、MEGA-PRESS法を用いてGABAの定量も行った。今後OCD患者の認知機能検査結果との関係を解析する予定である。また、1H-MRS研究と並行して撮像した30人のOCD患者と年齢性別を一致させた健常対照者のMRIデータは、VBM解析を行い有意な結果が得られたので、次年度に国際学会で発表する予定である。また日本語版Stroop Testを施行し、課題施行中の前頭葉の血行動態の変化を多チャンネルNIRS装置を用いて定量して解析した。課題の難易度と血流の関係について平成23年6月にプラハで開催された10th World Conbress of Biological Psychiatryで成果発表を行った。多チャンネルNIRSと1H-MRSのデータは個々の患者の薬物応答性や臨床特徴のデータと照合できている。薬物応答性により患者を分類して群間の比較解析を行うと同時にさらに詳細な臨床データを加味して解析をする段階になる。OCD患者群、健常対象者ともに基底核を標的としたMRSの撮像を行い脳内代謝物質のデータを集めることができた。今後は他の要因を調べて解析をする段階になる。1H-MRSに見合うだけのNIRSデータを増やし、二種類の画像データと治療反応性や認知機能との関連を調べる。前頭葉と基底核の異常と薬物応答性や臨床特徴がどのように関連しているかを解析し、薬物応答性予測に関する機能画像の中間表現型としての意義を見出してゆきたい。基底核機能に続いて前頭葉機能の評価を行うために、OCD患者と健常対象者の認知機能課題

施行中の前頭葉の血行動態の変化を多チャンネルNIRS装置を用いて定量しているが、サンプル数を増やして解析を進めるとともに、画像データと治療反応性や認知機能障害との関連を進めたい。次年度の研究費と729,651円の繰越金は、画像解析ソフトと統計解析ソフトの購入および研究補助謝金に使用する予定である。多チャンネルNIRSと1HーMRSの撮像、解析に関する研究協力に対する謝金と記録用の電子媒体などの消耗品の購入。また、245,477円の繰越金は平成24年3月分の謝金等に充てる。
沖縄における死者慣行の変容と「本土化」-那覇市周辺地域における実態調査

本研究では、とくに現代沖縄における葬儀や墓地等の慣習の変化、特に1972年の本土復帰以降におこっている、本土的慣習の普及について明らかにすることを目的としていた。従来、沖縄における死者慣行は、洗骨習俗や門中墓の制度、いわゆるユタと呼ばれる民間巫者による慰霊祭祀慣行など、本土とは大きく異なる特徴を持つと思われていた。しかし近年、特に那覇市周辺地域では、本土同様に仏教寺院に年忌供養を依頼する家が増えたり、門中のような一族墓でなく公園霊園の中に家の墓を持つような事例も急速に増えてきている。これらの変化は、本土に働きに行っていた人間が戻ってくるなどの人的レベルでの交流、本土の寺院、葬祭、墓地業者が沖縄に入ってくるなどの資本レベルでの交流、マスコミやインターネットなどによる情報レベルでの交流等々が重なって生じているものと考えられる。国内開教の形で本土から進出している寺院への聞き取り調査を行うとともに、実際の葬儀への参与観察調査を行った。熱心な信者へのアンケート調査もあわせて行った。また本研究では、沖縄における戦没者の祭祀に注目した。沖縄は戦後の経緯から、戦没者祭祀の面では独特な位置を与えられてきた。摩文仁の丘に設置された全国都道府県の慰霊碑や平和の礎などの施設は、沖縄が日本を代表する戦没者慰霊の地としての性格を与えられており、その位置づけは沖縄の戦没者に対する語り、死者への語りに大きな影響を与えていることが予想された。ユタなどの民間宗教者や村落などの地域共同体レベルでの死者祭祀が、国レベルでの死者祭祀といかに融合展開したかを見ることにより、沖縄の戦没者祭祀の変化をたどると同時に、沖縄的な死者祭祀慣習が日本全体の戦没者祭祀のやり方に与えた影響についても考察した。本研究は、「本土化」をキーワードとして、近年の沖縄県、特に都市化や産業化の進む那覇市周辺における死者慣行の実態と変容を捉え、その意味を明らかにすることを目的としている。本年度は以下の3点について明らかにすべく、3回の現地調査を実施した。(1)仏教寺院に対する聞取り調査沖縄において古い歴史を持つ伝統寺院、戦後(とくに本土復帰後)に布教を開始した国内開教寺院、民間巫者的活動も行なう寺院など、性格の異なる寺院を選んで聞取調査を実施した。調査を実施した寺院数は、沖縄県仏教会加盟寺院17ヶ寺(加盟寺院全21ヶ寺中)、非加盟寺院16ヶ寺の合計33ヶ寺である。各寺院への調査は共通した質問用紙表を用い、各寺院の歴史、宗教者のライフヒストリー、活動の現状などを中心とした質問を行なった。(2)葬祭業者・墓地業者・霊園に関する調査・研究沖縄本島にある各業者を訪問して、パンフレット、その他資料の収集を行なうことにより、各業者の活動状況を把握した。また書籍など関連資料の収集を可能な限り行なった。(3)戦没者慰霊に関する調査・研究沖縄全戦没者追悼式への参与観察、埼玉県遺族会への聞取り調査、沖縄県平和祈念資料館館長への聞取り調査を実施した。また収集した聞取調査結果をはじめとする各種データを検討し情報と研究視角の共有と深化を図るべく、計10回の研究会を実施した。なお、これらの成果の一部である浄土宗開教寺院に関する内容については、学会での口頭発表、および論文の発表をおこなっている。本年度は以下の3点について明らかにするため、3回の現地調査を実施した。(1)仏教寺院に対する聞取り調査

古い歴史を持つ伝統寺院、本土復帰後に布教を開始した新しい寺院、民間巫者的活動も行なう寺院など、性格の異なる寺院を選び、合計9ヶ寺に対して、住職の経歴、活動の実態などを聞取調査した。また寺院の信徒(2ヶ寺合計8人)に対して、経歴、寺院と関わるようになった経緯、現在の関わり方などの聞取調査を行った。(2)葬祭業者・墓地業者・霊園に関する調査沖縄本島で展開する葬祭業者、墓地業者、霊園に対して、各業者の沖縄での歴史と展開、葬祭の変化に関する聞取調査を行った。また、沖縄県庁、那覇市役所、中部保健所の墓地施設担当者に対して、墓地の現状に関する聞取調査を行った。併せて関係資料の収集にあたった。(3)戦没者慰霊に関する調査沖縄全戦没者追悼式への参与観察を行うとともに、追悼式への参列者、遺族会、沖縄県平和祈念資料館館長への聞取り調査を実施した。また、北中城村での戦没者慰霊祭の調査を実施した。関係資料の収集もあわせて行った。(4)祖先祭祀儀礼の変容に関する実態調査伝統的な先祖供養が近年大きく変容していることを受け、その実態を明らかにするべく「グソウ(後生)の正月」における儀礼の観察と「旧盆」における墓参者への聞き取り調査を行った。また収集した聞取調査結果をはじめとする各種データを検討し情報と研究視角の共有と深化を図るべく、計10回の研究会を実施した。なお、これらの成果の一部である仏教寺院の歴史と展開に関する内容については、学会での口頭発表、および論文の発表をおこなっている。従来、沖縄における死者慣行は、本土とは大きく異なる特徴を持つとされ、その特殊性に着目した地域研究として、または本土における民俗慣行の古型として扱われることが多かった。しかし、近年の沖縄県、とくに那覇市周辺において、本土との交流や都市再開発が活発化し、従来の研究では捉えられない死者慣行の実態が生じていることが予想される。本研究では「本土化」をキーワードとして、都市化や産業化の進む那覇市周辺における死者慣行の変容の実態と意味を明らかにする。具体的には、寺院による死者儀礼とそれに関わる人々の意識や態度、死者慣行への葬祭業者の関わり、また戦没者に対する供養の諸相を調査することが本研究の目的である。平成16・17年度では、(1)寺院の宗教者・信者に対する聞き取り調査(2)葬祭業者・墓地業者・火葬業者・行政機関各担当者への聞き取り調査(3)戦没者遺族会への聞き取り調査(4)祖先祭祀儀礼の変容に関する実態的調査(5)民間宗教者の調査を行い、当初の研究目標を果たすことが出来た平成18度は、これらに関する現地での追調査、および成果報告書作成に向けての研究会を実施し、成果報告書を作成することを目的とした。現地調査は、平成18年8月に実施した。研究会を毎月1回実施し、情報と研究視角の共有と深化を図るとともに、成果報告書作成に向けての取りまとめを行った。また、書籍をはじめ関連文献を随時収集し、データベースを作成した。なお、これまでの成果を、平成18年9月に開催された日本宗教学会学術大会で発表した。
メチオニンレドックスによる転写因子NFκB活性化抑制

Nuclear factor κB(NFκB)は、炎症に係わる重要な転写因子である。この研究において、先ずNFκBの活性化に対するtaurine chloramine(TauCl)の影響を観察した。TauClはIκBαのmethionine 45(Met^<45>)をsulphoxideに酸化し、IκBαの分解を阻害した。この分解阻害で、NFκBの活性化が抑制され、炎症性サイトカインの放出が減少した。タウリンの好中球での抗炎症効果の分子メカニズムの一つであることが示された。喘息の発作時に好酸球が気管支に集まり、しかもタウリンが喘息の発作を軽減することが知れている。但し、このメカニズムは明確にはされていない。好酸球ではEPOが存在し、異物に対して次亜塩素酸ではなく次亜臭素酸を生産し攻撃する。タウリンは次亜臭素酸と反応してtaurine bromamine(TauBr)になるが、TauBrがTauClと同様にNFκBの活性化を抑制できるのか検討を行なった。TauBrはNFκBの活性化をTauClと同様に抑制した。しかも、TauBrはTauClよりも細胞膜透過性が良く、気管支上皮細胞からの炎症性サイトカインの放出を抑制できる可能性が示唆された。タウリンはapoptosisによる細胞死に対して、通常抑制的に作用して細胞の保護に働くと言われている。好中球は細菌を貧食し殺菌の後に、apoptosisによって細胞死を起こし、マクロファージによって貪食処理されると言われている。NFκBの活性化は細胞死を抑制するように機能するので、TauClはNFκBの活性化を遮断すればTauClが好中球のapoptosisによる細胞死を促進する可能性が考えられる。TauClはNFκBの活性化の遮断と同時にJNKの活性化をもって、好中球をapoptosisに誘導することが分かった。inhibitory protein κBのα-isoform (IκBα)のN-末から45番目のアミノ酸残基であるメチオニン(Met45)が、タウリンクロラミン(TauCl)で酸化されメチオニンスルフォキサイド(Met=0)になると、刺激に呼応したIκBαの分解が抑制され転写因子であるnuclear factor κB (NFκB)の活性化が阻害されることを発見した。IκBαのsignal receiving domain (SRD)には、Met45以外に13番目と37番目にメチオニン残基(Met13、Met37)が存在する。Met13とMet37もMet45同様にTauClで酸化されるか、これら2つのメチオニン残基の内一つずつの残基を含む短いペプチド2種を合成し検討した。in vitro処理後mass spectrometryで分析してみた。どちらのペプチドの分子量もおよそ16増加していることがわかり、Met13もMet37も試験管内ではTauClで酸化されMet=0になりえる事が示唆された。次に、Met13やMet37をAlaに変異させた点変異IκBα(1-280)M13AとIκBα(1-280)M37AをHEK293細胞に発現させ、TauCl処理でIκBαのバンドシフトが観察されなくなるかどうか検討した。Met13やMet37をAlaに変異させてもバンドシフトが観察され、細胞内ではメチオニン残基が酸化されないか、酸化されてもバンドシフトを起こさない事が示唆された。次に、Met13とMet37のNFκB活性化への関与をレポーターアッセイで検討した。

IκBαM37Aを発現させてもTauCl処理後にNFκB活性化の回復が観察されなかったが、IκBαM13Aを発現させた時はNFκB活性化の回復が少し観察された。結論として、TauClによる活性化の阻害は、主にMet45の酸化であるが、Met13も僅かながら関与していることが分かった。よって、Met13は酸化されてもバンドシフトしないで、NFκB活性化の阻害をする可能性が示唆された。また、IκBαのリン酸化に対するTauClの効果をp-IκBα抗体で検討した結果、TauC1はIκBαのリン酸化を阻害することが分かった。よって、TauClによる活性化の阻害は、IKKによるIκBαのリン酸化の阻害であり、ユビキチネーションに必要なF-boxのIκBαへの結合阻害ではないことが分かった。最近の研究で、IκBα/NFκB複合体は細胞質と核の間を行き来しており、核外移行シグナルがIκBαのN-末の45-54のアミノ酸配列であることが分かってきている。TauClは核内のIκBαを酸化できるが、核外移行の疎外はしないことが分かった。また、TNFα刺激によるIκBαのリン酸化は核内でも起きるようであり、もしかするとIKKが核内に存在する可能性が示唆された。喘息の発作の際に好酸球が気管支に集まることが知られている。タウリンが気管支に集まる好酸球を減らし、喘息の症状を軽減することが報告されている。好酸球にはeosinophil peroxidaseが発現しており、この酵素はH_2O_2とBr^-からHBrOを産生する反応を触媒する。タウリンはHBrOとも素早く反応してタウリンブロマミン(TauBr)となる。このTauBrがIκBαのバンドシフトを引き起こすことが観察され、タウリンは好酸球においても好中球と同様に過剰炎症の抑制に機能している可能性が示唆された。現在、データーを集めているところである。転写因子Nuclear Factor κB(NFκB)は、IκBαと結合しNFκBの核移行シグナルがマスクされた状態で細胞質に存在している。TNFαなどの細胞外刺激によってIκBαがプロテアソームによって分解される結果、NFκBは核移行し転写を促進する。本研究は、IκBαのMet45が、好中球においてタウリンと次亜塩素酸から産生されるタウリンクロラミン(TauCl)によって酸化され、IκBαの分解が抑制とその結果としてNFκB活性化の阻害が起きるという分子機構の発見に基づいている。研究(1)IκBαは核内にも存在することが示唆されている。TauClによる核内におけるNFκB活性化制御の可能性を検討したところ、TNFα刺激による核内IκBαのリン酸化が阻害されることが示唆された。IκBαの他のメチオニン残基は試験管内ではTauClで酸化される箇所が観察されたが、細胞レベルでは酸化されず、Met45が唯一の酸化箇所である事が分かった。内研究(2)酸化メチオニンを還元する酵素MsrA・Bの存在が報告されている。これらのcDNAクローニングを行い、株化細胞に発現させた。面白いことに、TauClによって酸化されたIκBαがMsrA・Bの基質になっていることを示唆された.
BOSS銀河の赤方偏移歪みから探る重力理論の検証とダークマターハローと銀河の関係

本研究では、Sloan Digital Sky Survey第III期(SDSS-III, 2009-2014)におけるBaryon Oscillation Spectroscopic Survey (BOSS)で観測された史上最大規模の銀河カタログの、3次元クラスタリング分布における大小スケールの赤方偏移歪みという効果を用いて、一般相対性理論の検証を行った。宇宙論的スケールで一般相対性理論が破れる証拠は見つからなかった他、ニュートリノ質量の厳しい制限を得た。また理論的に予言されるダークマターハロー分布の理論予言法や、ダークマターハローとBOSS銀河を結びつける新しい方法論を発展させた。本研究は、Sloan Digital Sky Survey第III期(SDSS-III, 2010-2014)におけるBaryon Oscillation Spectroscopic Survey (BOSS)で観測された銀河の、3次元クラスタリング分布における大小スケールの赤方偏移歪みという効果を用いて、一般相対性理論の検証を行うものである。本研究課題では、従来行われてきたような大スケール(10-100Mpc)の赤方偏移歪みの測定に加えて、小スケール(0.1-1Mpc)の情報を用いてダークマターハローと銀河の関係に迫ることを目的としている。本年度は、準備研究としてSDSS-II銀河に注目し、有質量ニュートリノが存在した場合の宇宙モデルのN体シミュレーションコードを開発し、特に銀河の住むダークマターハローの3次元クラスタリング分布の性質や、ダークマターハロー・銀河関係について再考した。また、BOSS銀河の大スケールの3次元クラスタリング分布を用いてニュートリノ質量の制限を行い、宇宙マイクロ波背景輻射と組み合わせることによって、0.82eV (95%C.L.)というロバストな上限値を得た。また、BOSS銀河を用いた大スケールの赤方偏移歪みの研究については、フーリエ空間における解析手法の開発を行い、実データに適用する準備を完了した。さらに、小スケールの赤方偏移歪みによるダークマターハロー・銀河関係の研究に関しては、当初予定していた方法論の再考に迫られ、新しい方法論の再考を始めた。本年度は、BOSS DR11 CMASS銀河の大スケールのクラスタリング分布を用いて、バリオン振動スケールの測定、赤方偏移歪みの測定を行った。また、この目的に必要な理論モデルとして用いるために、ダークマターハローのクラスタリング分布におけるハローバイアスモデルのモデルの改良に関する研究を行った。さらに、小スケールの赤方偏移歪みによるダークマターハロー・銀河関係の研究に関しては、Subhalo Abundance and Age Matching法を用いて、星質量関数とクラスタリング分布を同時に説明する方法論を開発した。しかし小スケールのクラスタリング分布の赤方偏移歪みまで同時に説明できるモデルの確立までには至らず、より詳細な検討が必要であることがわかった。26年度が最終年度であるため、記入しない。準備研究として、有質量ニュートリノの効果を再考し、理論モデルの系統誤差を再考した論文を発表した。しかし、研究課題の中心であった、小スケール(0.1-1Mpc)の銀河クラスタリング分布を用いた銀河・ダークマターハロー関係の研究については、当初予定したHalo Occupation Dsitribution (HOD)法を再考すべきとの先行研究の結果に伴い、研究方法について見直しが必要であった。観測的宇宙論26年度が最終年度であるため、記入しない。