hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
抗菌薬の口腔内局所投与による食道がん術後肺炎の予防：多施設共同ランダム化比較試験

食道がん手術は手術侵襲が大きく、嚥下機能障害や喀痰排出障害が高頻度で出現することなどから、術後肺炎のリスクが高いことが知られている。食道がん手術における周術期口腔機能管理の意義についてはいまだ不明確であり、実際に口腔内細菌の多寡と肺炎発症との関連性はあるのかどうか、抗菌薬局所投与により肺炎を抑制できるかなどについて明らかにすることが必要であると考えられた。今回の研究は、食道がん手術患者で周術期口腔管理を行うと術後肺炎の発症頻度が減少するかどうかについて明らかにすること、および周術期の口腔内細菌数の推移を測定するとともに抗菌薬局所投与によりそれらを抑制することが可能かどうかについて検討することを目的とした。研究の結果、胸部食道がん胸腔鏡下手術775例中、術後肺炎は99例(12.8%)に発症した術後肺炎発症に有意に関連する独立した危険因子として、高齢、喫煙歴、ヘモグロビン低値、クレアチニン高値、術後嚥下障害と並んで、口腔ケア非介入が挙げられた。食道がん全身麻酔手術の前日および翌日の唾液中の細菌数を測定した。常食摂取患者では有意な細菌数増加はみとめられなかったが、絶食、挿管患者では有意に細菌数が増加していた。術後挿管状態で管理を行った患者に対してポピドンヨードおよびテトラサイクリンを舌背上に局所投与し、唾液中細菌数の推移を検討した。その結果、細菌数減少効果はテトラサイクリン局所投与が最も著明であった。また、菌種別のreal time PCRでは調べたいずれの菌種ともテトラサイクリン舌背塗布後は菌数の減少を認めた。食道がん手術では術後肺炎の発症が問題となる。先行研究において周術期口腔機能管理により食道がんの術後肺炎を抑制しうることを明らかにしたが、術後嚥下障害を生じなかった患者では口腔管理により肺炎発症は抑制できたが、術後嚥下障害を生じた患者では口腔管理の有効性は示されなかった。一方、口腔がん術後患者を用いたランダム化比較試験において、術後テトラサイクリン軟膏を2日間口腔投与すると創部感染予防効果があることも確認した。先行研究である、各施設と研究条件について検討中である。平成29年度に引き続き、長崎大学病院の食道がん手術患者において、real time PCR法による口腔内細菌の測定と、テトラサイクリントローチ口腔内投与による細菌抑制効果についてデータを収集する。テトラサイクリントローチ口腔内投与による食道がん術後肺炎発症抑制効果の検討協力施設も含めた7施設において、食道がん手術患者を2群に割り付けを行い、術後肺炎の発症について前向き調査を行う。平成30年12月にデータ収集を終了し、解析を行う。物品費用が見込みよりも生じなかったため、翌年繰り越しとなった。細菌数測定のため、細菌カウンターの定圧検体採取装置と、測定消耗品を追加購入する予定とする。
雑音除去手段を全て含む導波路型デバイス構成受動型共振方式光ファイバジャイロの試作

次世代光ファイバジャイロとして注目される[受動型共振方式光ファイバジャイロ]の光学系を、全て導波路型あるいは光ファイバ型デバイスにより構成し、小型・安定化を図るとともに、この系に申請者が独自に開発してきた雑音低減手法を盛り込むための検討を行うことが本研究の目的である。光がジャイロ系内で常に導波路中にあることは、まず耐環境性向上にとって必須であり、本試作は実用化に向けての重要かつ不可欠なステップといえる。3年間の研究期間に、以下のような成果をあげ、本研究の目的を達成した。1.本研究の目的に合致した新方式としてデジタルセロダイン方式共振型光ファイバジャイロを発明し、実験系を完成させた。本方式は、共振型光ファイバジャイロの信号処理にとって不可欠な入力光の周波数制御を光位相変調器をD/A変換器出力である段階状波形で駆動することにより行うという独自の手法である。本実験系は、干渉方式光ファイバジャイロ用に実用化されている光集積回路であるI-FOGチップを導入し、光導波路型/光ファイバ型デバイス構成となっている。I-FOGチップ中の2つの位相変調器を上記デジタルセロダイン波形で駆動し、実際にジャイロに加えた回転による共振周波数変化を、この駆動波形のパラメータに帰還して補償し、零位法により回転検出を行うことに成功した。2.デジタルセロダイン方式は、その駆動波形を論理回路で合成できることを示した。また、7桁という広いダイナミックレンジを12ビット程度のA/D、D/A変換器で達成できることも示した。更に、駆動波形を変形・制御することで、[後方レ-リ散乱誘起雑音]および[光カー効果誘起雑音]への対策が施せることも明らかにした。尚、本実験系には[偏波状態変動誘起雑音の低減手法]、[ファラデー効果誘起雑音の低減手法]も盛り込まれている。3.やはり本研究において発明したねじり単一モード光ファイバを用いた新しい共振器の実験系を作製し、良好な特性を得た。4.光ファイバリング共振器に利得を持たせたリングレーサにより能動型光ファイバジャイロを構成するための基礎検討を進め、ブリルアン方式において回転検出に成功した。次世代光ファイバジャイロとして注目される[受動型共振方式光ファイバジャイロ]の光学系を、全て導波路型あるいは光ファイバ型デバイスにより構成し、申請者が独自に開発してきた複数の雑音低減手法を全て盛り込んで、航空機のナビゲーション用等の最高級グレードジャイロが達成可能なことを示すのが本研究の目的である。上記目的を達成するために、本年度は先ず、偏波状態変動誘起ドリフトの低減方法を複数比較検討した。絶対単一モード光ファイバにより共振器を作成する方法、光ファイバグレーティングにより共振器を作成する方法を解析し、達成できるジャイロ性能を評価することに成功した。また、あらたに考案した単一モード光ファイバを用いたリング共振器構成の特性を理論的・実験的に評価した。この共振器は、捩られた光ファイバと、小半径の光ファイバコイルで実現するλ/2素子とにより構成でき、上記の他の方法のように高価な特殊ファイバを使う必要がなく、安価なジャイロ構成となり得る。

まずこの構成が偏波変動誘起ドリフトの低減効果を持つことを理論的に証明したのに続き、共振器中の各パラメータが理想値からずれた際に生じるドリフトを計算機シミュレーションにより評価した。比較的大きなパラメータ誤差があっても中程度の性能は達成可能であり、パラメータを厳密に設定すれば、高性能ジャイロを実現する可能性もあることが示された。続いて、光学系中の2つの位相変調器の駆動方法を検討した。この位相変調器へは、共振点検出のための正弦波、共振点追尾のための鋸歯状波、さらに後方散乱誘起雑音低減用の矩形波を加える。これらを2つの変調器にどのように配分するかを検討し、さらに各変調波形のパラメータを厳密に設定するための手法を検討した。この点が実験系設計の際の最も重要な事項であり、これを含めて系の具体的設計を進めている。次世代光ファイバジャイロとして注目される[受動型共振方式光ファイバジャイロ]の光学系を、全て導波路型あるいは光ファイバ型デバイスにより構成し、申請者が独自に開発してきた複数の雑音低減手法を全て盛り込んで、航空機のナビゲーション用等の最高級グレードジャイロが達成可能なことを示すのが本研究の目的である。上記目的を達成するために、本年度は以下のような研究を進めた。偏波状態変動誘起ドリフトの低減方法としては、偏波維持光ファイバを90度捩って接続して共振器とする手法が良いことが分かっており、実験系にはこの手法を導入している。一方で、より高性能・低価格を達成するための別の共振器構成も探究している。捩った単一モード光ファイバとλ/2素子を用いる手法もその候補であり、本共振器により得られるジャイロ性能を理論的に評価したのに続き、実験により理論的予測通り安定な共振特性が実現されることを実証した。さらに新しい構成として、捩った単一モード光ファイバのみで作られる共振器も発明した。これは、右回りに捩られた単一モード光ファイバと、左回りに捩られたそれを接続した構成で、両者の長さの差が丁度捩れで誘起された円複屈折のビ-ト長の1/2に設定されている。この共振器により、やはり安定な共振特性が得られ、さらに共振偏波状態が常に円偏波となることが示された。円偏波が共振偏波状態であることにより、光ファイバが示すファラデー効果をジャイロ信号の処理に活用できることとなり、その意味でも有用な共振器構成である。実験系において理論通りの特性を得ることに成功した。さらに本研究で用いている導波路型光位相変調器の駆動方法として、デジタルセロダイン方式を考案した。これはD/A変換器により作られる折れ曲りのある波形によってもセロダイン変調が精度良く実現できることを見い出した手法であり、この結果、複数の雑音対策がデジタル的に行えることになる。現在、ジャイロ系の構成を進めつつ、本手法の詳細な検討を行っている。次世代光ファイバジャイロとして注目される[受動型共振方式光ファイバジャイロ]の光学系を、全て導波路型あるいは光ファイバ型デバイスにより構成し、小型・安定化を図るとともに、この系に申請者が独自に開発してきた雑音低減手法を盛り込むための検討を行うことが本研究の目的である。光がジャイロ系内で常に導波路中にあることは、まず耐環境性向上にとって必須であり、本試作は実用化に向けての重要かつ不可欠なステップといえる。最終年度である本年度は、以下のような成果をあげ、研究をとりまとめた。
毛細血管・筋線維の形成する微細組織が心臓壁の力学的挙動に果たす役割に関する研究

心臓壁を構成する多数の筋線維と毛細血管は微視的レベルで平行に並んだ構造を呈している。毛細血管から見れば、血管の周辺に筋線維が併走しているようにみえる。一方、巨視的なレベルにおいては、冠動脈の一部は局所的に平行な血管要素で、その周りに心筋組織が分布していると言える。本研究ではまず、微細組織の構造特性と類似性のみられる血管とその周辺組織の力学的関係、特に周辺組織から血管壁への影響について検討した。本研究で解析に用いたモデルでは、冠動脈である血管壁の周辺を材料特性としての伸展性が大きな層、すなわち脂肪層が取り囲んでいる。そして、この周りをさらに心筋組織が取り囲んでいる。血管壁の伸展性と心筋組織の伸展性は同程度である。かん流圧の違いを模擬するため、血管内圧を30mmHgから80mmHgの範囲に選んだ。そして心筋組織の変形が血管の流動抵抗に与える影響について検討した。その結果、血管軸方向の組織の伸展が流動抵抗の変化に大きな影響を与える一方、横方向の組織の伸展ではほとんど流動抵抗に変化が見られなかった。なお、この影響は血管内圧が小さいほど大きい。また伸展性のおおきな脂肪層の存在が流動抵抗の増加を緩和させる働きが見られた。微視的レベルでの毛細血管と筋線維は上述のモデルのような中実の媒体によって結びつけられているのではなく、線維網によって結びつけられている。また間隙はゲル状の物質で満たされている。したがって線維網を介する張力の伝達は上述のシミュレーション結果よりも暖やかな形で行われるものと予想される。逆に収縮力については非圧縮性がある程度維持され、形状変化が生じやすいものと考えられる。
良性腫瘍は悪性腫瘍に形質転換するか?唾液腺腫瘍における形態学的・分子病理学的解析

唾液腺腫瘍のなかで、多形腺腫は最も頻度の高い良性腫瘍で、長期に経過した場合、悪性化することが知られている。同一腫瘍内に良性部位と悪性部位が混在している異型多形腺腫や多形腺腫由来癌を用いて、良性腫瘍が悪性腫瘍に形質転換するメカニズムを検索した。悪性に転化したと思われる異型性を伴った細胞が認められた部位では、p63やEMA陽性を示し、筋上皮細胞と導管上皮細胞の両者が形質転換したことが明らかになり、それらの部位ではDNA修復や細胞周期に関与するタンパク質が過剰発現していることが明らかになった。唾液腺腫瘍は組織型が多彩である。中でも同一腫瘍内に良性撞瘍と悪性腫瘍を認める多形腺腫由来癌や異型性を伴う多形腺腫に注目し、良性腫瘍部や悪性腫瘍部、さらに異型性の見られる部位と正常部でのタンパク質の発現の違いを検討した。研究試料として、2004年-2009年の6年間に本大学病院病理診断科に提出された唾液腺組織検体(生検および手術材料)のうち、多形腺腫と診断された77症例と、その中で多形腺腫由来癌として診断された11例を用いた。さらに多形腺腫と診断した77症例を、もう一度H・E染色で検討し、77症例中の悪性像の有無や細胞異型性の有無を確認した。多形腺腫と診断された症例でも、一部に異型細胞を伴うatypical pleomorphic adenomaの症例を認めた。今回は多形腺腫と異型細胞の見られる異型多形腺腫の症例を用いて筋上皮細胞の指標であるp63、細胞増殖能の指標であるp53、リン酸化p53やMIB-1、DNA損傷の指標となるMDM2、Chkl、Chk2、リン酸化Chkl、リン酸化Chk2の抗体を用いて、免疫染色を行った。多形腺腫ではp53の発現は弱いが、核が腫大した異型性のみられる部位では発現が強く見られた。Chklは異型の乏しい腺管形成部位に発現が認められ、異型細胞では発現が認められなかった。Chk2は軽度の異型を伴う細胞に発現を認めた。リン酸化p53(Ser15とSer20)やリン酸化Chk2の発現はごくわずかであったが、リン酸化MDM2の発現は著明にみられた。Ki-67は良性腫瘍での陽性率は1%以下であったが、核に異型を認める部位では約20%の陽性率を示した。正常組織部位と異型細胞のみられる部位、さらに癌細胞での種々のDNA損傷に関与するタンパク質発現の差異をさらに検討する必要があると考えた。その中でも多形腺腫由来癌は同一腫瘍内に良性腫瘍と悪性腫瘍を認め、一部移行的な部分が混在することや、良性の多形腺腫でも細胞異型を認めることがある。そこで研究対象として多形腺腫由来癌や異型性を伴う多形腺腫を用い、良性腫瘍部や悪性腫瘍部、移行部で発現しているタンパク質発現の変化を確認するとともに、タンパク質発現で変化が見られた遺伝子に注目し、各因子のメカニズム解析を目的とする。多形腺腫77症例中の悪性像の有無や細胞異型性の有無を確認した症例を用いて、筋上皮細胞の指標であるp63、α-SMAやサイトケラチン、細胞増殖能の指標であるp53やMIB-1、p16やHER2などの免疫染色、さらにDNA損傷の指標となる、XIAPやMDM2、Chk1、Chk2や細胞周期のCDK4などの免疫染色を行う。さらに、悪性混合腫瘍と診断された症例で、p53、XIAP、p63など免疫染色で発現差異が見られたタンパク質に注目し、パラフィン切片で良性部位と悪性部位から各々DNAを抽出し、PCR法で各遺伝子の発現の異常を解析し、DNAレベルで発現に差異が認められるかどうかを検討する。Skp2は、p27などの細胞周期ブレーキを分解することによりGO期から細胞周期への再進入を促し、細胞増殖を開始させることから、癌化した細胞にSkp2の増殖が認められるかどうかの確認も行なう。細胞培養をヒト唾液腺組織、あるいはマウス唾液腺組織で試み、正常組織にダメージを与えた後、正常とダメージを与えられた組織でのRNAやDNA発現の差異を比較検討する。そこで研究対象として多形腺腫由来癌や異型性を伴う多形腺腫を用い、良性腫瘍部や悪性腫瘍部、移行部で発現しているタンパク質発現の変化を確認し、細胞が良性から悪性に移行するメカニズムの解析を目的とした。

多形腺腫由来癌の癌成分は、大部分が腺管形成や充実性増殖、一部では孤立性に浸潤する上皮成分で、核腫大やクロマチン増加、多形成、核小体が目立つなどの多彩な像を呈していた。二層性を示す腺管部分でも、内腔側の上皮に異型性を認める部分があり、p63は外側の筋上皮細胞に陽性を示し、内側の異型を示す細胞ではEMA陽性、p53陽性、p21陽性が認められた。充実性に増殖する腫瘍細胞の大部分はEMA陽性で、ごく一部にp63陽性がみられた。多形腺腫の硝子変性内に紡錘形の腫瘍様細胞がみられ、一部の細胞にp63陽性を示していた。二層性を示す腺管部分の内腔側の細胞に異型を示し、p53陽性率も高く、充実性に増殖する腫瘍細胞にはEMAやp63の両者の発現を認め、比率としてはEMA発現の方が優位であった。Skp2は、p27などの細胞周期ブレーキを分解することによりG0期から細胞周期への再進入を促し、細胞増殖を開始させることから、異型細胞にSkp2の増殖が認められるかどうかの確認を行ったところ、癌細胞や異型細胞に陽性を示し、正常細胞ではごく一部に陽性を示した。多形腺腫由来癌の経過は長く、多くの症例では多形腺腫が存在した後、急速に増大する傾向がある。筋上皮細胞と基底細胞の形態的連続性が示唆されているが、今回の結果から筋上皮細胞と導管上皮細胞の両者が形質転換し、癌化する可能性が示唆された。多形腺腫77症例中、細胞異型度の有無を確認したが、全症例で、細胞異型の部分がわずかで、症例を確認することに時間がかかり、予定している免疫染色の進行が遅くなっている。24年度が最終年度であるため、記入しない。速やかに本研究の課題を推進し、学会発表できる結果を出せるよう努力する。症例数は少ないが、脱分化癌と診断された唾液腺腫瘍も加えて、検討する。
[3]カテナンに固有の運動性により制御されるクロミック分子の創製

[3]カテナンに固有の回転運動を外部刺激(温度、金属イオン等)により制御できるクロミズム分子の創製を目指した。16段階の反応を経て[3]カテナンを合成した。合成した[3]カテナンにジアミンを添加すると、紫外吸収スペクトルが等吸収点を持つ変化をした。また温度を変えて合成した[3]カテナンの蛍光スペクトル(励起波長290nm)を測定したところ、温度が上昇するにしたがって蛍光発光強度が減少していくとともに、最大蛍光波長が長波長シフトしていくことが明らかとなった。「カテナン」は複数の環状分子同士が互いに貫通しあった構造を持つ分子であり、カテナンを構成するそれぞれの環状分子は、いずれかの環状分子の共有結合を切らない限り分離することは不可能である。カテナンは分子を形作っている環状分子が非共有結合で連結しているため、環状分子が回転運動することができる。このカテナンの運動性を利用したナノスケールの分子デバイス・スイッチへの展開が期待されている。しかし環状分子が3個連結した[3]カテナンは合成が難しく、これまで[3]カテナンを用いた機能性分子はほとんど報告されていない。申請者はこれまでに[3]カテナンの効率的合成法を開発した。今回この合成法を利用し、[3]カテナンに固有の回転運動を外部刺激(温度、金属イオン等)により制御し、色が変化するクロミズム分子を作り出すことを目的とし、研究を進めた。[3]カテナンを基本骨格に持つクロミック分子を設計し、16段階の反応を経て合成した。温度を変えて合成した[3]カテナンの蛍光スペクトル(励起波長290nm)を測定したところ、温度が上昇するにしたがって蛍光発光強度が減少していくとともに、最大蛍光波長が長波長シフトしていくことが明らかとなった。この消光、長波長シフトの原因が何に由来するか現時点で明確ではない。一つの可能性として[3]カテナンの回転運動の変化に由来するのではないかと考え、原因の解明、および新しいクロミック分子の設計を検討している。ジアミシのセンシングに本[3]カテナンが利用できることが明らかとなった。一方金属イオンの添加による吸収スペクトルの変化は観測されず、金属イオンのセンシングには本[3]カテナンは適していないことがわかった。本[3]カテナンの温度センサーとしての機能が示唆された。色調変化を目でとらえることを可能にするため、可視領域に吸収帯のある発色団を持つ[3]カテナンをあらたに合成した。
低出力体外衝撃波治療による抗炎症作用の機序解明：急性心筋梗塞モデルにおける検討

私達は、低出力の衝撃波を用いた新しい血管新生療法(「低出力体外衝撃波治療」)を開発し、重症狭心症患者などに対する有効性・安全性を報告してきた。本研究では、低出力体外衝撃波治療の抗炎症作用に着目して、急性心筋梗塞に対する効果についてラットを用いて検討した。その結果、低出力体外衝撃波治療は、心筋梗塞後の心不全増悪を抑制することを明らかにした。さらに、その効果の機序が、血管新生作用のみならず、抗炎症作用によることを明らかにした。我々は、低出力の衝撃波を用いた新しい血管新生療法(「低出力体外衝撃波治療」)を開発し、重症狭心症患者や下肢閉塞性動脈硬化症患者において有効性・安全性を報告してきた。さらに、ブタ急性心筋梗塞モデルにおいて、低出力体外衝撃波治療が慢性期の左室リモデリング(心不全進行)を抑制することを明らかにした。しかし、その効果は、血管新生のみでは説明し切れず、有効性の詳細なメカニズムは未だ十分には解明されていない。そこで、本研究では、ラット急性心筋梗塞モデルを用いて、低出力体外衝撃波治療の抗炎症作用に着目して、左室リモデリング抑制効果の詳細な機序の解明を進める。ラット急性心筋梗塞モデルを作成し、無作為に、低出力体外衝撃波治療群と対照群に振り分けた。治療群では、心筋梗塞作製翌日から隔日で3回、衝撃波治療を行った。週1回心エコーで評価を行い、衝撃波治療群では、対照群に比して、左室リモデリングが軽減されていることを確認した。さらに、急性心筋梗塞3日後と6日後における炎症細胞浸潤が、衝撃波治療により有意に軽減されることも確認した。今後、ラット急性心筋梗塞モデルにおいて、低出力体外衝撃波治療による抗炎症作用の詳細な機序を、各種炎症細胞・サイトカイン・ケモカインの動態などの観点から、さらなる検討を進める。低出力体外衝撃波治療による左室リモデリング抑制効果の詳細な機序を明らかにすることは、臨床において、心筋梗塞慢性期の心不全増悪を予防する治療ストラテジーを考える上で、有用と考えられる。私達は、低出力の衝撃波を用いた新しい血管新生療法(「低出力体外衝撃波治療」)を開発し、重症狭心症患者や下肢閉塞性動脈硬化症患者における有効性および安全性を報告してきた。さらに、ブタ急性心筋梗塞モデルにおいて、心筋梗塞急性期の低出力体外衝撃波治療が、慢性期の左室リモデリング(心不全増悪)を抑制することを明らかにしてきた。しかし、その効果は、当初想定していた血管新生作用のみでは説明し切れないことから、衝撃波治療が抗炎症作用ももたらす可能性に着目して、検討をおこなっている。ラット急性心筋梗塞モデルを作成し、無作為に、衝撃波治療群と対象群に振り分けた。治療群では、心筋梗塞翌日から隔日で3回、衝撃波治療をおこなった。週1回心エコー検査をおこない、心機能の経過を追ったところ、衝撃波治療群では、対象群に比して、左室リモデリングが軽減していることを確認した。それに加えて、衝撃波治療群では、炎症細胞浸潤が抑制されていることも明らかになった。今後、低出力体外衝撃波治療による心不全抑制効果や抗炎症効果の機序をさらに検討する。これらの点を明らかにすることは、急性心筋梗塞患者の心不全増悪を予防する治療ストラテジーを考える上で、有用と考えられる。私達は、低出力の衝撃波を用いた新しい血管新生療法(「低出力体外衝撃波治療」)を開発し、重症狭心症患者や下肢末梢動脈疾患患者において、有効性・安全性を報告してきた。さらに、ブタ急性心筋梗塞モデルにおいて、心筋梗塞後急性期に低出力体外衝撃波を梗塞巣周囲に照射すると、慢性期の左室リモデリング(心不全進行)が抑制されることを報告してきた。そこで、本研究では、低出力体外衝撃波治療の抗炎症作用に着目して、左室リモデリング抑制効果の詳細な機序を解明することを目的とした。ラット急性心筋梗塞モデルを作成し、無作為に衝撃波治療群と対照群に振り分けた。週1回心エコー検査をおこない心機能を評価したところ、衝撃波治療群では、対照群に比して、慢性期の左室リモデリングが軽減していることを確認した。さらに、衝撃波治療群では、対照群に比して、急性期の炎症細胞浸潤が抑制されていることを明らかにした。衝撃波治療による抗炎症作用の詳細な機序を検討するため、各種サイトカイン・ケモカインの動態、DAMPsやHMGB-1の役割について検討を進めている。これらの研究成果は、急性心筋梗塞患者に対する低出力体外衝撃波治療の開発を進める上で、有用と考えられる。今後、臨床応用へ発展させる。ラット急性心筋梗塞モデルにおいて、心筋梗塞急性期に低出力体外衝撃波治療を施行すると、左室リモデリングが軽減されることを確認した。そして、衝撃波治療により炎症細胞浸潤も軽減されることを明らかにし、論文報告した。さらに、詳細な機序を検討中である。上記のとおり、おおむね順調に進展しているといえる。

循環器病学ラット急性心筋梗塞モデルや細胞を用いた実験により、低出力体外衝撃波治療が急性心筋梗塞後の左室リモデリングを抑制する機序について、さらに検討を加える。ラット急性心筋梗塞モデルを作成し、無作為に、低出力体外衝撃波治療群と対照群に振り分けた。治療群では、心筋梗塞作製翌日から隔日で3回、衝撃波治療を行った。週1回心エコーで評価を行い、衝撃波治療群では、対照群に比して、左室リモデリングが軽減されていることを確認した。さらに、急性心筋梗塞3日後と6日後における炎症細胞浸潤が、衝撃波治療により有意に軽減されることも確認した。低出力体外衝撃波治療による抗炎症作用を確認できたことから、おおむね順調に進展しているといえる。ラット急性心筋梗塞モデルにおいて、低出力体外衝撃波治療による抗炎症作用の詳細な機序を、各種炎症細胞・サイトカイン・ケモカインの動態などの観点から、さらなる検討を進める。
摘出脳を用いた長期記憶形成の可視化モデル開発

記憶がどのように脳の中で形成され、保持されているのかという問題は依然として不明な点が多い。本研究は、単純な脳構造を持つショウジョウバエから脳を摘出し、脳神経細胞の活動性に伴い変化する蛍光を共焦点LASER顕微鏡によって観察した。さらに、その脳神経細胞を外部から刺激することで、ハエの匂い嫌悪学習と密接に関連した神経活動の変化を引き起こさせることに成功した。この変化は培養した単離脳で見出された。さらにLASERとチャネルロドプシンによる神経細胞の興奮を誘導することにも成功した。これらの知見により、将来的に長期記憶形成と関連した神経活動可塑的変化のリアルタイム解析系開発に先鞭を付けた。当該研究は学習記憶機構をより生理的に理解するために、ショウジョウバエにおいて開発された匂いと電気ショックにより連合学習を摘出脳において行い、神経細胞の興奮性を蛍光プローブによってモニタする。これにより、神経細胞の可塑的変化をより直接的に計測することが可能となる。さらに、この系を発展させ、長期記憶と呼ばれるタンパク合成を必要とする長期間(ハエにおいては1週間程度)保持される記憶形成時における神経細胞の活動性を測定する系を開発することが最終的な目標である。本年度においては、大きく2点を達成した。1点目は、長期間ハエ摘出脳の生理的機能を測定するために、摘出したハエ脳を最低でも数日間培養する条件を検討した。その結果、ほ乳類の無血清培地を改良することで、ハエ摘出脳を1週間近く培養することが可能であることを見出した。この培養脳は神経活動を有しており、さらにシナプス結合も比較的温存されていることが示唆された。2点目は摘出した脳において、比較的短い記憶様神経可塑性が観測できるか否かを検討した。上記にある、匂いと電気ショックを模した刺激を脳の匂い中枢と、侵害受容中枢に繰り返し与えたところ、ハエの記憶中枢であるキノコ体の神経活動が一時的に増大することを見出した。さらに、慎重な条件検討の結果、この増大は数時間保持されることが明らかとなった。加えて、一般的に記憶消去実験と呼ばれる手法を模した刺激、すなわち匂い中枢のみを繰り返し刺激することにより、この増大は約30分で消失することを見出した。この時間は、ちょうど行動実験でも再現されることから、申請者が開発したこの摘出脳を用いた系は、行動実験で見られる記憶と非常に相関が高い測定系であることが示唆された。当該研究は学習記憶機構をより直接的に生理学的な解析を行うため、ショウジョウバエ摘出脳に対し、条件刺激もしくは無条件刺激となるような刺激を与え、脳神経細胞の可塑的な活動変化を長期的に同定することを目指すものである。昨年度までに、ショウジョウバエの匂い条件付けをmimicして、摘出脳に対し匂いと電気ショックを受容する神経部位をガラス電極によって刺激すると、その後数時間以上、匂い刺激単独による記憶中枢(キノコ体ニューロン)の神経応答性が増大する(long-term facilitation)を誘導できることを見出した。この増大は、いくつかの点において行動実験と非常に類似した結果が得られている。本年度は、さらにこのことを確認するために、ショウジョウバエの匂い嫌悪学習に非常に重要な役割を果たしていると考えられるドーパミンの効果を、この摘出脳の系で解析した。一般的に、ショウジョウバエの匂い嫌悪学習ではドーパミンは、1型ドーパミン受容体を介して、無条件刺激すなわち電気ショックの情報を記憶中枢に伝達していると考えられている。そこで、研究代表者は1型ドーパミン受容体の変異体および、同受容体に対するantagonist投与下で、上記のlong-term facilitationが見られるか否かを解析した。その結果、これら変異体やantagonist条件下においても、匂い中枢や電気ショック受容中枢の刺激によって直接引き起こされる記憶中枢の神経応答性には何ら変化が見られなかったが、long-term facilitationの形成が阻害された。また、興味深いことに、匂い中枢と電気ショック受容中枢を同時刺激すると記憶中枢は比較的高い応答性を示すが、変異体やantagonist存在下では、さらに高い応答性を示すことが明らかとなった。これは、ドーパミンが応答抑制に効果があることを示唆している。これまで行動実験では不明だったドーパミンの生理学的な効果を明らかにできたのは大きな成果である。
分散SDN制御網におけるリンク顕著性に着目したコントローラ配置・追加位置決定手法

本研究計画では、情報ネットワーク(Software defined network, SDN)の分散制御基盤の実現に向けた、分散コントローラ配置決定手法と、コントローラ追加・移転先決定手法の検討を進めている。平成30年度は、特に分散コントローラ配置手法の検討、および性能評価を行い、国内研究会(電子情報通信学会情報ネットワーク研究会)および国際学会(Globecom 2019)にて発表を行った。本研究計画では、初年度の目標として、与えられたネットワーク・トポロジー(隣接行列)に対して、SDNコントローラを分散的に設置する際に、短時間でSDNコントローラ-ネットワーク機器(スイッチ)間の平均遅延(経路長)を小さく抑えられるコントローラ配置を決定する手法の確立を掲げた。既存研究では、NP困難な施設配置問題に定式化し、目的関数(例えばコントローラ-スイッチ間の遅延の最小化など)の最適値が得られる配置を決定する手法が一般的であった。しかしながら、この手法は解の探索に多大な時間を要する。そこで本研究計画では、リンクの特徴を表す指標の一つである、顕著性(Salience)に着目し、コントローラの配置を決定する手法を提案した。顕著性が高いリンクを多く持つノードにコントローラを優先的に配置することで、短時間でコントローラ-スイッチ間の平均遅延を小さく抑えられるようなコントローラ配置を得られることを、計算機シミュレーションにより確認した。本研究計画では、顕著性という複雑系科学の知見を利用しており、こうした知見が情報ネットワークへの応用に限らず、最適化問題に依らない新たなアプローチによる施設配置問題の解き方へ応用できることが示された。当初の研究計画では、手法の検討、および性能評価を進めつつ、国内学会および国際会議で年に1回ずつの研究発表を行う計画であった。平成30年度はその目標通りの成果を挙げることができたため、順調に進展していると判断できる。手法の検討、および性能評価に関しては、最適化問題に依らないアプローチを用いつつ、性能を大きくは劣化させないコントローラ配置を決定する手法の確立に至った点を評価する。顕著性を用いたコントローラ配置と、最適化問題に基づく配置に比べて性能(コントローラ-スイッチ間の平均経路長)が1315%増加する程度で、顕著性と似た指標である媒介中心性を用いて配置を決定した場合(25%増加)と比較すると、より効率的にコントローラを配置できていると言える。研究発表に関しては、国内では平成31年9月に開催された電子情報通信学会情報ネットワーク研究会にて発表を行った。また、同研究はIEEE系の2大国際会議の一画であるGlobecom(平成31年12月、開催地:アブダビ)に採録され、海外でも発表を行い、国内外でそれぞれ1件の研究発表目標を達成した。第一段階の成果をまとめ、国際論文誌(査読付き)に投稿する予定である。また、本研究計画の第二段階として掲げていた、コントローラ追加位置・および移転先決定手法の検討を進める。計画の第一段階(平成30年度の業績)では、ネットワーク・トポロジーが固定であるという前提のもとで、コントローラの配置を決定するという課題に取り組んだ。しかしながら、近年のネットワーク仮想化技術(NFV)の発展に伴い、ネットワーク・トポロジーの形状(ノード数や隣接行列)は状況に合わせ変化していくことが見込まれる。そこで計画の第二段階では、ノード数が増加するごとにコントローラを増設する場合の新規コントローラ追加位置・及び既存コントローラの移転先を決定する手法を検討する。事前検証では、最適化問題による配置決定では、前状態と自状態の差分が大きく、多数のコントローラを追加・移転させる必要が生じるが、顕著性に基づく配置では、比較的少ないコントローラの移転回数で最適解に近い値を得られることを確認している。平成31年度は、手法の確立に向けたアルゴリズムの検討および当手法の性能評価を進めていく。本研究計画を立案した当初は、スイッチの機能をソフトウェア化するSDN技術にのみ焦点を当てていたが、近年では、スイッチ機能に限らずネットワークサービスの機能をソフトウェア化するNFV技術に関する研究が盛んである。本研究計画のアプローチは、SDNに限らずNFVへの応用できる手法であると考えられるため、本年度はNFVの機能(Function)配置問題への応用へ向けた拡張も同時に進めていく予定である。

本研究計画では、顕著性という複雑系科学の知見を利用しており、こうした知見が情報ネットワークへの応用に限らず、最適化問題に依らない新たなアプローチによる施設配置問題の解き方へ応用できることが示された。当初の研究計画では、手法の検討、および性能評価を進めつつ、国内学会および国際会議で年に1回ずつの研究発表を行う計画であった。平成30年度はその目標通りの成果を挙げることができたため、順調に進展していると判断できる。手法の検討、および性能評価に関しては、最適化問題に依らないアプローチを用いつつ、性能を大きくは劣化させないコントローラ配置を決定する手法の確立に至った点を評価する。顕著性を用いたコントローラ配置と、最適化問題に基づく配置に比べて性能(コントローラ-スイッチ間の平均経路長)が1315%増加する程度で、顕著性と似た指標である媒介中心性を用いて配置を決定した場合(25%増加)と比較すると、より効率的にコントローラを配置できていると言える。研究発表に関しては、国内では平成31年9月に開催された電子情報通信学会情報ネットワーク研究会にて発表を行った。また、同研究はIEEE系の2大国際会議の一画であるGlobecom(平成31年12月、開催地:アブダビ)に採録され、海外でも発表を行い、国内外でそれぞれ1件の研究発表目標を達成した。第一段階の成果をまとめ、国際論文誌(査読付き)に投稿する予定である。また、本研究計画の第二段階として掲げていた、コントローラ追加位置・および移転先決定手法の検討を進める。計画の第一段階(平成30年度の業績)では、ネットワーク・トポロジーが固定であるという前提のもとで、コントローラの配置を決定するという課題に取り組んだ。しかしながら、近年のネットワーク仮想化技術(NFV)の発展に伴い、ネットワーク・トポロジーの形状(ノード数や隣接行列)は状況に合わせ変化していくことが見込まれる。そこで計画の第二段階では、ノード数が増加するごとにコントローラを増設する場合の新規コントローラ追加位置・及び既存コントローラの移転先を決定する手法を検討する。事前検証では、最適化問題による配置決定では、前状態と自状態の差分が大きく、多数のコントローラを追加・移転させる必要が生じるが、顕著性に基づく配置では、比較的少ないコントローラの移転回数で最適解に近い値を得られることを確認している。平成31年度は、手法の確立に向けたアルゴリズムの検討および当手法の性能評価を進めていく。本研究計画を立案した当初は、スイッチの機能をソフトウェア化するSDN技術にのみ焦点を当てていたが、近年では、スイッチ機能に限らずネットワークサービスの機能をソフトウェア化するNFV技術に関する研究が盛んである。本研究計画のアプローチは、SDNに限らずNFVへの応用できる手法であると考えられるため、本年度はNFVの機能(Function)配置問題への応用へ向けた拡張も同時に進めていく予定である。
ナノシリコンの燐光特性制御と光デバイスへの応用

酸化ナノシリコン層の青色燐光について基礎研究を行った。青色燐光は材料の酸化部分の分子種に由来し,シリコンナノ結晶は発光に関与しないことが分かった。青色燐光には6つの振動源をもつサブバンドが含まれており,励起エネルギーにより各強度を調整できる.紫外領域(275-290 nm)での発光が発見され,材料のポーア表面の吸着水に関連する分子種に起因することが分かった。化粧品,ディスプレイ,光電素子,太陽電池への応用研究も行った。赤・青・白色発光粉末の開発。また、電気的活性なデバイス作製のため,超臨界流体を用いたナノシリコンポーア内部への金属堆積技術を開発した。シリコンベースの光デバイスを開発するため、ナノシリコンの青色燐光特性について基礎と応用の研究を行った。初年度は、詳細な材料学的解析に基づいて青色燐光の制御性と強度を高めること、希土類元素への光エネルギー移動の検証、の2点に重点をおき、次年度以降の展開の基礎を固めた。検討課題と得られた知見を以下に示す。(1)青色燐光メカニズムの究明:青色燐光性ナノシリコンに対する電子構造と表面組成の解析、時間分解分光測定などにより、分子的な電子構造の形成と離散化準位間の励起・緩和が青色燐光に関与していることを示した。それらの解析により、表面酸化に起因する二つの励起・緩和過程のバランスが青色燐光の効率を決める重要因子であることを明らかにした。(2)ナノシリコン試料のプロセス:ナノシリコンを自立膜および粉末として作製する方法を確立し、それらを安定に保持する酸化アニール技術を開発した。(3)光エネルギー転移効果の解析:近赤外から可視におよぶ広い波長帯の発光増強を念頭に青色燐光性試料に各種希土類元素をドープし、発光特性を測定した。その結果、Tbをドープした試料において、高圧水蒸気アニールによる低温酸化のみでTbに固有の波長の発光強度が大幅に増大することを見いだした。(4)フォトニクス応用:青色燐光とUV発光が共存する試料に外部電界を印加した状態で発光寿命などを分光測定し、青色燐光における光生成キャリアと電界との相互作用が分子的な電子準位間遷移から予想される挙動を示すことを確認した。(1)紫外発光と燐光の発生源およびメカニズムの究明:酸化ポーラスシリコンの青色燐光と前年発見された狭帯域UV(275-290 nm)光の発生源を特定するため,酸化膜とシリコンナノ結晶のそれぞれの役割を調べた.純粋なポーラスガラスについても光学特性を調べた.酸化されたポーラスシリコンとポーラスガラスは両方とも青色燐光およびUV光を発光する光学特性を示す.紫外線バンドは非常に小さなストークスシフトと非常に狭い吸収帯を伴うことが分かった.表面状態がUV発光強度に劇的な影響を与える.UV帯域はポーラス材料のポーア表面上の水関連の分子種に起因することが判明した.実験結果は,シリコンナノ結晶がUV帯域と青色燐光の発光過程に関与していないことを示した.青色燐光は,ポーラス酸化物中の酸化に関連した分子種に起因する可能性が高い.(2)EL素子の開発と高効率化: Pn接合を導入したEL素子化を行った.表面化学修飾処理および導電性材料の堆積による非発光界面欠陥,キャリアトラップ密度低減,ナノシリコン層の直列抵抗の低減などを行った.キャリアトラップ密度低減とポーラスシリコンのポーア内部への金属電極の堆積により非常に大きい電流密度の増加が見出された.次のステップは光出力効率の最適化である.(3)フォトニクス応用:開発した燐光ナノシリコン層のフォトニック機能は光導電と光電効果の観点から実証した.ポーラスシリコン膜用いて大きな開回路電圧を得た.また,有機表面変形ナノ結晶シリコン膜細胞についても研究を行った.その変形により再現性と可逆性などの光電効果が大幅に改善された.酸化ナノシリコン層の青色燐光について基礎研究を行った。ナノシリコンで先に見いだした青色燐光の微視的起源の究明に重点をおき、分光・構造解析による材料学的キャラクタリゼーションを詳細に行った。並行して、ナノシリコンの自立膜作製、粉末化、さらにはナノ構造への希土類元素導入などのプロセス技術を固めた。主な検討課題と得られた結果を以下に示す。(1)ナノシリコンの青色燐光の微視的機構の究明:安定な青色燐光を得るために有効な高圧水蒸気アニールに基づいて作成した試料について、赤外分光などによる表面構造解析により材料学的特質を明らかにした。また、光学的には短パルス励起による時間分解光吸収スペクトルによる分子的なキャリア遷移過程を検出した。さらに、外部電界と燐光特性との相互作用について温度依存性も含めて測定し、励起子による赤色発光とは明確に異なる挙動を観測した。

(2)ナノシリコンの自立膜および粉末化と基礎評価:まず、ナノシリコン層を基板から剥離し、均一で大面積の自立膜を作製した。この膜の光電特性を測定し、バンドギャップワイドニングによる生じる効果を確認した。また自立膜を機械的に破砕し、粉末状のナノシリコン試料を得た。そのさい、自立膜作製後および破砕後の熱酸化または高圧水蒸気低温酸化によって、ナノシリコンの粒径変化と表面終端を適切に組み合わせ、発光効率を保持して発光波長を赤色から青色帯まで制御できることを示した。(3)ナノシリコン/希土類ハイブリッド材料の開発:目的とする発光波長に応じて、ホスト材料となるナノシリコンとゲストの希土類元素の組み合わせを設定し、上記で作製した試料に希土類元素を導入するプロセス技術を開発した。作製した試料の発光特性測定により、エネルギー転移効果を確認した。(1)燐光の発生源およびメカニズムの究明:酸化プロセスのさいOH分子を増やすことによりナノシリコン表面の酸化膜の化学結合状態が燐光特性に及ぼす効果を調べた.その結果、観測された青燐光強度の低減,狭帯域の紫外(波長:4.45eV)燐光強度の増加には表面酸化膜の状態が強く影響していること、紫外発光と青色燐光には明確な相関があることを明らかにした.また,励起エネルギーが5eV以上では、ブロードな青色燐光が狭帯域の紫外発光に変化した.シリコンナノ結晶を含まないポーラスガラスの発光解析から,シリコンナノ結晶は青色燐光の発生源ではないことを確認した.(2)発光の多色化と発光素子の作製:燐光性ナノシリコンに希土類元素のTb,Eu,Erをドープした試料を作製し,緑(Tbドープ)・赤(Euドープ)・赤外(Erドープ)に対応する特定波長の発光強度の増強を検証した.これにより、青色燐光,Siナノ結晶の赤色発光および希土類元素の固有発光に基づく多色発光デバイスの見通しを得た.またイオン注入でpn接合を作製し、注入EL素子の基礎プロセスを固めた。さらにELの効率を向上するための素子構成を検討し、その一環として導電性材料の発光層内部への堆積する基礎実験を行った。(3)フォトニクス応用のための基礎研究:発光ナノシリコン層の光導電分光感度測定、光キャリアの輸送過程の解析を行い、量子的性質を裏付けた。(1)青色燐光機構の解析(1)燐光性ナノシリコンの微細構造と励起メカニズムの詳細に関する解析:青色燐光の放射スペクトルは6つのサブバンドで構成されており,それぞれ特有の分子振動モードをもつことを見いだした.これら6つのサブバンドは同様の燐光性を有し,また励起エネルギーを変えることにより,燐光強度を制御することができる.(2)印加電界の効果:赤と青バンドに対して外部電界の効果について調べた.青バンドについて外部電界の効果は示さなかったものの,赤バンドに対してはクエンチング効果が見られた.この実験結果は燐光の源は赤バンド(ナノシリコンの量子閉じこみによるもの)と根本的に異なることを強く示す.本結果は、燐光が分子状の局在電子準位に起因するというモデルをさらに支持する.(2)青色燐光機能の研究(1)赤・青発光ナノシリコン粉末の作成:発光性ナノシリコン結晶パウダーを陽極酸化後の破砕処理によって作製した.可視発光を確認した上で、その発光の強度向上と安定化をするために高圧水蒸気アニール処理を行った.
毒性の高いPAHを分解浄化する強力な微生物系の開発

我々は日本国内の油田周辺の石油汚染土壌から芳香族炭化水素を優先的に分解する微生物コンソーシアムを見出し、その分解能力を評価するとともに、微生物群集の構造を解析してきた。本研究ではこのコンソーシアムをペースとして、多環芳香族炭化水素(PAH)を分解する微生物コンソーシアムを開発し、難分解性のためしばしば土壌環境の汚染物質として問題となるPAHで汚染された土壌の浄化に利用することを目的とする。PAH分解能力の高いコンソーシアムを得るために、仙台港、気仙沼港の周辺で油汚染された津波堆積物/土壌を採取し、フルオレン、フェナントレン、ピレンを主な炭素源として集積培養を行ったところ、その多くでPAHの分解が確認され、これらのコンソーシアムからRhodococcus, Castellaniella, Azospirillm, AchromobacterとStenotrophomonas属菌が単離できた。これらの単離株のPAH分解能力を確認した結果、仙台市近郊の津波堆積物から単離されたAzospilmum属細菌で特に高いPAH分解能力が認められた。また、この単離株および分離源の集積培養を用いて液体培地中でPAH-脂肪族炭化水素の2成分培養を行った結果、いずれの培養でもPAHの優先的な分解が確認されたため、このコンソーシアムの中で、芳香族炭化水素の優先的分解を担っているのはAzospirillum属細菌であることが推定された。また集積培養の各段階での16SrRNA遺伝子解析からこのコンソーシアムの群集構造を検討したところ、このコンソーシアムはAzospirillum属細菌を含む4種類の細菌が主要構成細菌として共生していることが示された。本研究ではこのコンソーシアムをベースとして、多環芳香族炭化水素(PAH)を分解する微生物コンソーシアムを開発し、難分解性のためしばしば土壌環境の汚染物質として問題となるPAHで汚染された土壌の浄化に利用することを目的とする。現有のコンソーシアムを用い、PAH唯一の炭素源を利用し微生物の単離を行ったところ、CupriavidusとPseudomonas属細菌が単離できた。すでに単離しているBurkholderia属細菌の単離株と、今回単離した2種の単離株を用いて液体培地中でPAH-脂肪族炭化水素(ナフタレン、フェナントレン、アントラセン:テトラデカン、ヘキサデカン、エイコサン)の2成分培養を行った。その結果、CupriavidusとPseudomonasの単離株ではPAHの優先的な分解が生じず、脂肪族炭化水素を分解した後、PAHが分解された。しかし、Burkholderia属細菌の単離株ではナフタレン/テトラデカンの培養においてナフタレンの優先的な分解が確認された。以上の結果より、現在のコンソーシアムの中で、芳香族炭化水素分解を担っているのはBurkholderia属細菌であることが推定された。よりPAH分解能力の高いコンソーシアムを得るために、仙台港、気仙沼港の周辺で油汚染された津波堆積物/土壌を採取し、フルオレン、フェナントレン、ピレンを主な炭素源として集積培養を行った。コンソーシアの作成を試みた10の接種源のうち、6つではPAH混合物の分解が確認された。これらのコンソーシアムからRhodococcus, Castellaniella, Azospirillum, AchromobacterとStenotrophomonas属細菌が単離できた。現在、各単離株について2成分培養での分解実験を行い、優先的にPAHを分解する能力を有する細菌のスクリーニングを行なっている。東日本大震災の影響で微生物培養設備の復旧に時間を要し、またreal-time PCR、GC-MS等の分析装置が壊れたため、実験の開始が4ヶ月程度遅れてしまい、当初計画より研究の進行に若干の遅れが生じている。現在研究は順調に進行しており、24年度中に計画内容の達成は可能である。

今後は、Burkholderia属細菌をベースとして他の単離株を混合しPAH分解実験を行い、培養液中の反応生成物を詳細に分析することで、PAHの代謝経路とその反応過程、並びにその過程における共存細菌の割合を明らかにする。PAHの代表物質として、フェナントレンを用い、分解生成物はGC-MS、LC-MSで分析する。油で汚染された津波堆積物から集積したコンソーシアムから、優れたPAH分解能を有する単離株を獲得する。合わせてそのコンソーシアムの群集構造を解析し、高能力PAH分解細菌とその共存細菌の関係を解明する。
IkBキナーゼ活性化のメカニズムの解析

1. HTLV-1のコードするTaxを介するNF-kB活性化のメカニズムを検討した結果、TaxはIkB kinase(IKK)複合体の構成成分であり、それ自身キナーゼ活性を有するIKKαやIKKβとは直接会合せずに、アダプター分子であるIKKγと直接会合して、IKK複合体を活性化していることが明らかとなった。さらに種々のTax変異体を用いた結果、IKKγの会合とNF-kB活性化能は相関していることが明らかとなった。現在TaxがどのようなメカニズムでIKKのキナーゼを活性化しているかを検討中である。2.ヒトパルボウイルスB19の非構造タンパクであるNS1がIKKβを活性化してNF-kBの活性化をもたらしていることを明らかにした。その活性化にはNS1の中心領域に存在する約300個のアミノ酸が必要であることが明らかとなった。さらにレポーターアッセイを用いた解析から、NS1を同時に発現させることにより、NS1がTNFによるNF-kBの活性化をsynergisticに増強することが明らかとなった。3. TNFを介するNF-kBの活性化のメカニズムを明らかにするために、TNFレセプタースーパーファミリーを介するNF-kBの活性化に関与するシグナル伝達分子であるTNF receptor-associated factor 2 (TRAF2)およびTRAF5のダブルノックアウトマウス(DKO)を作製した。DKOよりembryonic fibroblast (EF)を作製し、TNFによるNF-kBの活性化あるいはアポトーシスに対する感受性について検討した。TNFを介するNF-kBの活性化はTRAF2あるいはTRAF5のシングルノックアウトマウス由来のEFでは野性型と同程度に認められるにもかかわらず、ダブルノックアウトマウス由来のEFでは著明に減弱していた。さらにTNF単独処理によりDKO由来のEFには著明なアポトーシスが誘導されることが明らかとなった。これらの解析から、TNFレセプターを介するNF-kBの活性化はTRAF2とTRAF5によって担われている事が明らかとなった。
可視光及び近赤外線高空間分解能分光観測による原始銀河候補天体の群細研究

本研究においては、原始銀河候補天体と呼ばれる天体のうち、特に超赤色天体(Extremely Red Objects:以下ERO)に焦点を絞って、その探査及び同定、追観測を行った。特に、非常に活発な星形成を行っていると思われるサブミリ波で検出されている天体との関連性を重視し、非常に深い可視光と近赤外線の撮像観測をすばる望遠鏡を使って行い、サブミリ波の検出されている領域の周りに、平均の5倍程度の密度で密集するEROの集団を発見する事に成功した。これらの天体が、本当にサブミリ波源と密接に関係しているかを調べるために、非常に深い可視光及び近赤外線分光観測を行う予定であったが、残念ながら観測時間の不足や天気の都合で満足のいく観測を未だに行えていない。もし、発見されたEROが同じ赤方変移に存在し、どれも非常に活発な星形成を示しているのであれば、世界的にみても類のない天体群の発見になるので非常に興味深いところである。また、本研究で当初予定していた補償光学を用いた非常に高空間分解能の分光観測も、すばる望遠鏡に装着する補償光学装置の完成の遅延などにより、結局何も観測をできなかった。現在、発見したこのEROの集団については、可視光及び近赤外線の分光観測の他、非常に空間分解能の高い電波干渉計での追観測も提案中で、サブミリ波で検出される原始銀河天体の形成や進化について大きな制限を加えるための有用な情報が今後も獲得できるものと期待している。また、本研究ではこの他にも原始銀河候補天体の新たなサンプル作りも行い、世界的に見ても例のない広い領域についての探査を現在実施中である。この領域についても今後、可視光及び近赤外線の分光観測を中心とした追観測を行うことで、銀河の形成と進化についての理解が大幅に深まることが予想される。本年度は原始銀河候補の天体のうち、主に非常に赤いカラーを持つものの同定及び分光観測を目的とした研究を行った。この種の天体を最初にターゲットにした要因はいくつかあるが、その一つは本研究において主に使われるすばる望遠鏡が、世界的にみて大口径望遠鏡が持つものとしては比較的広い視野(2分角視野)を持つ赤外線カメラであるCISCO(Cooled Infrared Spectrograph and Camera for OHS)を装備しているからである。超赤色天体の同定は、既にハップル宇宙望遠鏡で非常に深い可視光域での撮像観測が行われているいくつかの領域について、CISCOによるKバンド(約2ミクロン辺りの波長バンド)での2-3時間程度の深い撮像(Kバンドで22等程度の深さ)によって行われた。観測した領域はいずれもX線の観測で比較的明るい(つまり重力的に重い)銀河団を含むところである。これは、銀河団の大きな重力ポテンシャルの影響で背景にある暗い銀河が重力レンズ効果によって拡大されたり明るくなるため、非常に遠方にあって、大望遠鏡をもってしても通常は検出できないレベルの天体を検出可能になるためである。今回の観測での大きな発見は、赤外線の波長でのみ明るい(可視光のバンドでは検出できていない)レンズ効果を受けたと思われる形状(アーク状に連なる形)の超赤色天体を発見したことである。現在この観測データの解析をほぼ終了し、論文の作成を開始したところである。また、この銀河団には可視光でも受かっているもう一つのアーク状の構造が検出されていて、これら2つのアーク状構造を可視光及び近赤外線で分光し、それらの赤方変移を決めることでレンズモデルの解析から宇宙論的なパラメータなどを求めることもできることから、現在これらの分光観測の準備を始めているところである。この分光観測を3次元的に行うことで、重力レンズ効果で引き延ばされた高赤方変移の天体のガスの励起状態や星の系の運動などを詳細に、しかも高空間分解して調べることができるはずであり、来年度の主な目標の一つとして考えている。