hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
インターフェロン誘導6-16遺伝子の発現とその機能解析

インターフェロン誘導遺伝子6-16は、細胞の老化に伴い発現が増加し、また胃癌、大腸癌の腫瘍細胞で高発現し、その上、様々なストレスによっても発現が増加してくる。一方、6-16は、サイクロヘキシミド、5-FU、無血清条件下において誘導されるアポトーシスを抑制し、その機構は、caspase-3活性に依存し、ミトコンドリアからのチトクロム_cの放出を抑制していることが明らかとなった。即ち、6-16は、ミトコンドリアに局在し、新しいミトコンドリアに関連したアポトーシス抑制蛋白質であることが明らかにされた。また6-16蛋白質は、Yeast Two-Hybrid法からCIB(Calucium-Integrin Binding Protein)と結合する。CIBは、Bcl-2と結合し、アポトーシスを促進する蛋白質である可能性があり、6-16とCIBさらにはBcl-2蛋白質ファミリーのバランスでアポトーシスを調節している可能性が考えられた。現在、6-16とCIBのノックアウトマウス、トランスジェニックマウスの作製により、個体レベルでの解析を行なっている。ヒト消化器がんの増殖制御に深くかかわる分子機構を解析し、以下の諸点を明らかにした.1.インターフェロンβによる胃がん細胞のアポトーシスは、p27Kip1の誘導と結びつくことが示された。インターフェロン誘導遺伝子6-16は、アンチセンスおよび遺伝子導入実験の研究結果からアポトーシスを制御する機能をもち、更に胃がん細胞の延命に関与することが示唆された。2.胃がんにおけるアポトーシスは、in vivoおよびin vitroでの解析により、p53遺伝子依存性と非依存性の経路があり、しかもアポトーシス誘発は血球系細胞に比較して明らかに遅延していた。3.c-erbB-2/EGF受容体とβカテニンのチロシンリン酸化に関する研究から、増殖因子受容体系とカドヘリン細胞接着系との間のシグナル伝達機構は細胞間接着機能のみならず細胞分化(腺管形成)、がん浸潤・転移にも関与する可能性が示唆された。4.胃がんにおける染色体17q12領域の増幅ユニットの解析から、CAB1,C51,c-erbl32が共通増幅領域に含まれることを明らかにし、またCAB1の遺伝子解析から、StAR遺伝子との類似性があることが示された。5.HGFアンタゴニスト(HGF/NK4)を精製することに成功し、これはc-mct/HGF受容体に結合し、HGFのmitogen, motogen, morphogen活性を阻害し、更にがん細胞のin vitro浸潤をも抑制した。ヒト消化器がんの増殖制御にかかわる分子機構を解析し、以下の諸点を明らかにした。1.胃がん細胞から分泌されるIL-8は胃がん組織の血管新生を惹起させ、胃がんの増殖・進展に関与することが示唆された。2.老化細胞およびがん細胞に高発現し、アポトーシスを抑制するインターフェロン誘導6-16について、Yeast two hybrid assayにより6-16とCIB(Calcium integrin binding protein)と結合するクローンが得られ、CIB-MBP融合蛋白と6-16GST融合蛋白とのin vitroでの相互作用が確認された。又、アンチセンスhTR(human telomerase RNA)を、胃がん細胞株MKN-1、TMK-1およびMKN-28に導入すると、前者2株は細胞死に陥るのに対して、MKN-28は、テロメア長の短縮があるのにも拘わらず、6-16高発現の誘導と長期の生存を示した。3.低分化型胃がんにおいて、K-Sam遺伝子産物とβカテニンのクロストークが存在する可能性が示唆された。4.食道がんにおける染色体11q13領域の遺伝子増幅ユニットの解析から、cyclin D1が原因遺伝子であり、p16の欠失+cyclin D1遺伝子増幅が食道がんの増殖・進展・転移に関与することが示された。又、染色体11q13、17q12領域の増幅遺伝子のFISHおよび染色体ペインティングによって、遺伝子増幅は増幅ユニット上の遺伝子群が連なって他の染色体に移って起こる可能性が示された。5.HGFの様々な生物活性をブロックするHGFアンタゴニスト(HGF/NK4)は、胆のうがんの増殖・浸潤を抑制するのにならず強力な腫瘍血管新生阻止能を有することが、in vitro、in vivoで明らかにされた。1.インターフェロン誘導6-16遺伝子は、老化細胞および胃がん、大腸がんの腫瘍細胞に高発現しているのみならず様々なストレスによっても誘導されること、また6-16蛋白は、CIB(Calcium integrin binding protein)のN端で相互作用することが見い出され、現在6-16とCIBのノックアウトマウスを作成中である。2. 17q12遺伝子増幅ユニットの両末端部分の連結部位と考えられる複数のDNA断片の同定・クローニングを行った結果、c-ERBB2遺伝子の3'領域を含む12KbのDNA断片中の遺伝子増幅過程での組み換えホットスポットを同定した。また、c-ERBB2の新規エクソンとそのプロモター配列を同定し、その新規エクソンからの転写物は胃癌、食道癌、乳癌などの上皮系癌細胞のみに認められた。3.増殖因子受容体からのシグナル伝達がβカテニンのチロシンリン酸化のみならずβカテニンの発現量を増加させ、核内に移行してTcf/lefの転写因子と結合していることを明らかにした。

4. HGFの生物活性を特異的にブロックするHGFアンタゴニスト、HGF/NK4は、腫瘍細胞の増殖、浸潤、転移を阻害し、しかも腫瘍血管内皮細胞の増殖を著しく阻害することを明らかにした。インターフェロン誘導遺伝子6-16は、細胞の老化に伴い発現が増加し、また胃癌、大腸癌の腫瘍細胞で高発現し、その上、様々なストレスによっても発現が増加してくる。一方、6-16は、サイクロヘキシミド、5-FU、無血清条件下において誘導されるアポトーシスを抑制し、その機構は、caspase-3活性に依存し、ミトコンドリアからのチトクロム_cの放出を抑制していることが明らかとなった。即ち、6-16は、ミトコンドリアに局在し、新しいミトコンドリアに関連したアポトーシス抑制蛋白質であることが明らかにされた。また6-16蛋白質は、Yeast Two-Hybrid法からCIB(Calucium-Integrin Binding Protein)と結合する。CIBは、Bcl-2と結合し、アポトーシスを促進する蛋白質である可能性があり、6-16とCIBさらにはBcl-2蛋白質ファミリーのバランスでアポトーシスを調節している可能性が考えられた。現在、6-16とCIBのノックアウトマウス、トランスジェニックマウスの作製により、個体レベルでの解析を行なっている。
軸糸ダイニンにおけるモータードメインの構造および機能解析

ダイニンは生体内分子モーターであり、細胞質ダイニンと軸糸ダイニンに大分される。軸糸ダイニンは鞭毛・繊毛の波打ち運動を駆動するモーターである。ダイニンモータードメインは、約3300残基からなる巨大なタンパク質であり、その分子サイズが問題となり構造解析例は少なく、細胞質ダイニンの報告しかない。しかし、軸糸ダイニンのATP加水分解に伴った運動機構を理解するためには、原子分解能での軸糸ダイニンモータードメインの構造解析が不可欠である。そこで、本研究では[1]軸糸ダイニンモータードメインの構造と、[2]微小管に結合した状態の軸糸ダイニンの構造を決定することで、軸糸ダイニン特有の運動機構を理解することを目的としている。実施状況としては、以下の通りである。[1]軸糸ダイニンモータードメインの構造解析構造解析手法については、サンプルの収量が予想よりも少なかったため、当初の予定であったX線結晶構造解析法ではなく、クライオ電子顕微鏡を用いた単粒子解析を行う予定に変更している。実験サンプルについてはいくつかの軸糸ダイニンにて発現のスクリーニングを行った結果、最も発現量が高いヒト由来内腕ダイニンd(DNAH1)のモータードメインをサンプルとして選択し、大量発現系を構築することができた。現在、精製条件の最適化を行っている。[2]微小管結合状態の軸糸ダイニンの構造解析軸糸ダイニンのモータードメインの中でも微小管結合部位(MTBD)と軽鎖1(LC1)の複合体の構造を原子分解能にて決定した。さらに研究を発展させ、このMTBD-LC1複合体と、微小管を構成するタンパク質であるTubulinとの複合体構造解析を進めている。現在、LC1-MTBD-Tubulin dimerの複合体の結晶は得られており、X線回折実験の結果、回折点も観察できている。[1]軸糸ダイニンモータードメインの構造解析に関しては、大量発現系を構築できており、クライオ電子顕微鏡を用いた単粒子解析に取り組む準備を整えることができた。また、[2]微小管結合状態の軸糸ダイニンの構造解析に関しては、LC1-MTBDの複合体の結晶構造を決定することができた。さらに、LC1-MTBDをTubulinとの複合体を形成させ、結晶化することに成功しているためである。[1]軸糸ダイニンモータードメインの構造解析に関しては、クライオ電子顕微鏡を用いた単粒子解析に取り組む予定である。[2]微小管結合状態の軸糸ダイニンの構造解析に関しては、LC1-MTBDとTubulinの複合体の結晶構造を決定するため、X線回折強度測定と構造決定のための解析を行う予定である。ダイニンは、微小管上をマイナス端方向へ移動する生体内分子モーターであり、細胞質ダイニンと軸糸ダイニンに大分される。細胞質ダイニンは細胞内の物質輸送を行い、軸糸ダイニンは鞭毛・繊毛の波打ち運動の駆動力となる。そのダイニンの分子モーターとして働く最小領域であるモータードメインは、約3300残基のアミノ酸からなる巨大なタンパク質であり、その分子サイズの問題から構造解析例は限定されている。本研究では、極めて構造解析例が少ない軸糸ダイニンに焦点を当てて、軸糸ダイニンのモータードメインの構造を原子分解能で決定し、軸糸ダイニン特有の運動機構を理解することを目指して研究を進めている。昨年度は、軸糸ダイニンモータードメインの大量発現系の構築に取り組んだ。モータードメインは上記のように巨大であり複雑なフォールディングをしていると考えられるため、発現系には高度なシャペロン系を有するほ乳類細胞発現系を用いた。いくつかのヒト由来軸糸ダイニン(DNAH1、DNAH2、DNAH9)と緑藻クラミドモナス由来軸糸ダイニン(DHC9)において、コンストラクトを作製し、発現確認を行った。モータードメインをGFP融合タンパク質として発現させ、その蛍光から良好な発現を確認することが出来た。しかし、精製を行うと多くが不溶性となりサンプルを得ることは出来なかった。また、軸糸ダイニン特有の運動機構を解明するという同じ目的で、緑藻クラミドモナス由来の軸糸ダイニンであるOADγのモータードメインの中の微小管結合部位(MTBD)とダイニン軽鎖(LC1)との複合体の構造解析も同時に進めた。両サンプルを大腸菌発現系を用いて調製し、結晶化実験を行ったところ、良質な結晶が得られた。さらにX線回折データの取得に成功し、最終的に1.7ÅでMTBDとLC1の複合体の結晶構造を決定した。当初の予定通り、複数の軸糸ダイニンモータードメインの大量発現系を構築することが出来た。結晶化実験に適したダイニンモータードメインのサンプルの調製には至っていないが、まだ発現確認を行っていないモータードメインのコンストラクトもあるため、結晶化に適したサンプルのスクリーニングを行うための土台は構築できたと考えている。また、OADγ重鎖のMTBDとLC1との複合体の結晶構造を原子分解能で決定できた点は、軸糸ダイニン特有の運動機構を解明する上で、重要な手がかりを得られたと考えている。

しかし、軸糸ダイニンのATP加水分解に伴った運動機構を理解するためには、原子分解能での軸糸ダイニンモータードメインの構造解析が不可欠である。そこで、本研究では[1]軸糸ダイニンモータードメインの構造と、[2]微小管に結合した状態の軸糸ダイニンの構造を決定することで、軸糸ダイニン特有の運動機構を理解することを目的としている。実施状況としては、以下の通りである。[1]軸糸ダイニンモータードメインの構造解析構造解析手法については、サンプルの収量が予想よりも少なかったため、当初の予定であったX線結晶構造解析法ではなく、クライオ電子顕微鏡を用いた単粒子解析を行う予定に変更している。実験サンプルについてはいくつかの軸糸ダイニンにて発現のスクリーニングを行った結果、最も発現量が高いヒト由来内腕ダイニンd(DNAH1)のモータードメインをサンプルとして選択し、大量発現系を構築することができた。現在、精製条件の最適化を行っている。[2]微小管結合状態の軸糸ダイニンの構造解析軸糸ダイニンのモータードメインの中でも微小管結合部位(MTBD)と軽鎖1(LC1)の複合体の構造を原子分解能にて決定した。さらに研究を発展させ、このMTBD-LC1複合体と、微小管を構成するタンパク質であるTubulinとの複合体構造解析を進めている。現在、LC1-MTBD-Tubulin dimerの複合体の結晶は得られており、X線回折実験の結果、回折点も観察できている。[1]軸糸ダイニンモータードメインの構造解析に関しては、大量発現系を構築できており、クライオ電子顕微鏡を用いた単粒子解析に取り組む準備を整えることができた。また、[2]微小管結合状態の軸糸ダイニンの構造解析に関しては、LC1-MTBDの複合体の結晶構造を決定することができた。さらに、LC1-MTBDをTubulinとの複合体を形成させ、結晶化することに成功しているためである。今後は、モータードメインのサンプルに関しては、さらに複数のモータードメインの遺伝子の大量発現系から発現確認を行い、結晶化に適したサンプルの調製するためのスクリーニングを行う予定である。その後、精製条件を確立し、結晶化実験に挑みたいと考えている。OADγのMTBDとLC1の複合体の研究に関しては、プルダウン実験により結晶構造中での相互作用の確認と相互作用に重要な残基の特定を行いたいと考えている。[1]軸糸ダイニンモータードメインの構造解析に関しては、クライオ電子顕微鏡を用いた単粒子解析に取り組む予定である。[2]微小管結合状態の軸糸ダイニンの構造解析に関しては、LC1-MTBDとTubulinの複合体の結晶構造を決定するため、X線回折強度測定と構造決定のための解析を行う予定である。
身体の測定とその表象－１９世紀末フランスにおける記録装置を中心に

研究計画の最終年にあたる本年度は、これまでの研究成果を二度の口頭発表において公開すること、また来年度以降に発表される書籍の執筆作業を中心として進められた。まず口頭発表については、2014年6月に大阪で開催された「ドゥルーズ・スタディーズアジア学会」と、2015年2月における日本記号学会分科会第二回研究会で発表をおこなった。前者では、これまでの「身体の測定とその表象」にまつわる映像技術の問題を20世紀初頭の生物学の文脈へと展開することで、そのなかで応用された連続写真や映画といった映像メディアをアニメーションという観点からとらえ直すことの意義を主張した。後者の内容は、これまでの研究成果をマンガという視覚文化に展開するものであり、複数のメディアによる身体の表象を比較検討することによって、それぞれにおいて運動やリズムが制御される方法を検討した。両者の発表ではともに、哲学や映像論を専門とする研究者たちと有意義な議論を交わすことができた。これらの仕事を論文などにまとめる作業と平行して、昨年度に提出した博士論文の大幅な加筆・修正が進められ、後者は次年度中に単著として発表する予定である。その内容は「身体をめぐる映像技術論」として、本研究計画の主たる成果にあたる。また、三年間にわたる受入研究者との共同作業として、映像文化論集の翻訳出版と教科書の刊行準備に向けた編集と翻訳や執筆作業も大きく進展し、それらもまた、本研究計画の成果の一部となっている。26年度が最終年度であるため、記入しない。19世紀末フランスにおける身体の測定とその表象について、平成24年度の研究成果は研究実施計画に即して、おおよそ以下の三点において展開された。まず、研究実施計画に記した生理学と心理学における身体の測定とその表象について、本年度は19世紀末の身体鍛錬やジムナストによる実践を具体例として考察を展開した。なかでも、生理学的知見を体育教育に応用したジョルジュ・ドゥメニーが残した連続写真や映画による身体運動の分析を、同時代の医学や心理学における映像実践、さらにそれを模倣した喜劇俳優たちの演技との比較することによって考察し、その成果を学会において口頭発表した。次に、研究実施計画に記した同時代の美術史の言説との関係について、本年度は20世紀初頭の美術解剖学者ポール・リシェの実践を論文にまとめて発表した。ここではフランスにおける近年のイメージ論における成果をおなじく英米圏の研究成果と付き合わせ、批判的に展開することが試みられた。この成果は、本研究に一貫する映像技術論をさらに展開する足がかりになると考えられる。最後に、その映像技術論の具体例として重視される分野であるアニメーション論を将来的に展開するための準備作業をおこなった。デジタル技術の登場以降、フィルム・スタディーズを中心に見直されつつあるアニメーション史のなかでも、20世紀初頭の初期アニメーションに着目し、それを連続写真等に関わる上記のこれまでの研究と接合することを試みる口頭発表を、本年度は二度に渡っておこなった。さらに、日本のアニメについての国際学会においても発表機会を得ることによって、最新の研究動向について調査し、議論を交わすことが可能となった。本年度の研究は、前年度までの研究状況を踏まえた国内外での資料調査と、その成果発表を中心として、おおよそ以下の三点において進められた。まず、昨年以降の本研究課題の成果の一部は、本年度に提出・受理された博士論文の一部に組み込まれている。これは19世紀末の解剖学や生理学、医学といった科学領域における記録技術と、その被写体や被験者、操作者といった人間がどのような関係性にあったのかという問題について、これら「身体の測定とその表象」を歴史的かつ認識論的に明らかにしようとするものである。次に、上記の論文の延長線上にあって、研究課題において重要な人物となるアルフレッド・ビネやジャン・コマンドンと、19世紀末の生物学との関係性についての資料調査が重点的におこなわれた。後者については、20世紀初頭の生物学者であると同時に映像技師でもあった彼の実践を調査の対象として、映像メディアを生物学的に捉え直すことの意義を日本記号学会分科会において発表した。また前者について、19世紀後半におけるビネの実践は、これまで必ずしも科学史的な重要性をもつものではなかったが、その一方で、当時の映像技術との関係においては極めて示唆的な事例となる。そのことを20世紀初頭のアニメーション作品との関係において明らかにした論文において、これら資料調査の成果はすでに発表している。最後に、以上のようにして科学史的な視座から映像メディアを問い直そうとする本研究課題は、最新の映像文化論やアニメーション論を重要な参照項とするものであり、来年度以降のためにも、それらの研究動向の調査が進められた。なかでも重要な論者の一人となるトム・ガニングの論文について、本年度は受入研究者とともに定期的な研究会を開催し、異分野に属すると研究者たちと活発な議論を交わすことができた。これらの成果については、来年度以降の成果発表に組み込まれる予定である。

前者では、これまでの「身体の測定とその表象」にまつわる映像技術の問題を20世紀初頭の生物学の文脈へと展開することで、そのなかで応用された連続写真や映画といった映像メディアをアニメーションという観点からとらえ直すことの意義を主張した。後者の内容は、これまでの研究成果をマンガという視覚文化に展開するものであり、複数のメディアによる身体の表象を比較検討することによって、それぞれにおいて運動やリズムが制御される方法を検討した。両者の発表ではともに、哲学や映像論を専門とする研究者たちと有意義な議論を交わすことができた。これらの仕事を論文などにまとめる作業と平行して、昨年度に提出した博士論文の大幅な加筆・修正が進められ、後者は次年度中に単著として発表する予定である。その内容は「身体をめぐる映像技術論」として、本研究計画の主たる成果にあたる。また、三年間にわたる受入研究者との共同作業として、映像文化論集の翻訳出版と教科書の刊行準備に向けた編集と翻訳や執筆作業も大きく進展し、それらもまた、本研究計画の成果の一部となっている。26年度が最終年度であるため、記入しない。研究の目的と実施計画に記した内容を展開し、それぞれの問題について発表する機会を得たと同時に、様々な意見を頂くことができたため、おおむね順調であると判断した。研究の目的は、先に記した三点からおおむね順調に進展していると考えられるが、今後はその成果発表を十分なかたちで進めたいと考える。本年度は、本研究課題の準備として国内における先行研究の調査と問題点を明らかにすることができたため、そのうえで研究計画に記した行き先から変更する必要が生じるものの、来年度は計画通り、海外での調査活動をおこなう予定である。本研究課題は歴史的な資料調査と最新の映像論との組み合わせによって進められるが、今後はそれらの成果発表から異分野との交流を重点化することによって計画以上の研究の進展を可能にしたい。
導波管貫通法による生体材料等の誘電特性評価とミリ波温感閾値に関する研究

本年度は、ミリ波曝露による温熱感知覚閾値に関するデータ蓄積と、ミリ波帯における生体組織の複素比誘電率測定を行った。ミリ波曝露実験においては集束ミリ波ビームのデフォーカスによって曝露面積依存性について検討を行う。レンズアンテナの放射するビームの電力は狭い範囲に集中するが、曝露領域の外側を通過する電力も存在し、定義次第で曝露面積が変化し得る。そのため,レンズアンテナから放射される電界分布を測定し、平面波スペクトル展開によって空間中の電磁界分布を再構成して曝露面積を定義した。レンズアンテナから放射されるミリ波を被験者の掌に照射した際に生じる温熱感知覚の閾値を測定した。実験は主として恒常法を用いて行った。温熱感知覚閾値は掌における最大入射電力密度、掌への照射電力、掌の最大温度上昇の観点から評価した。掌における最大入射電力密度を基準とする閾値は曝露面積の平方根にほぼ反比例するという結果が得られ、例えば曝露面積100mm2に対して176mW/cm2であった。また、掌への照射電力を基準とする閾値は面積とともに増大する、すなわち同一の照射電力であれば、広範囲に薄めて曝露するより局所に集中して曝露した方が近くしやすいという結果が得られた。ミリ波曝露による生体影響を評価するための電磁界解析が多くなされているが、それには生体組織の複素比誘電率の値が必要である。そこで我々の研究室で用いられてきた導波管貫通法を用いて生体組織の複素比誘電率を測定した。特に直接ミリ波にさらされる重要な組織である皮膚については外挿値と複素比誘電率の実部に差が見られた。この差が電磁界解析に与える影響を吸収率で考えると0.6dBの安全率を設ければよいことがわかった。本年度は、温感閾値測定実験データの蓄積および温感メカニズムの解明、サーモグラフィによる実験時の温度分布測定、温感および熱傷と照射パワー、照射面積などとの関係の評価を目的として研究を行った。被験者20名に対してレンズアンテナを用いた恒常法による60GHzミリ波温感閾値の測定実験を行った。実験はミリ波温感の曝露面積依存性について検討を行うために、曝露位置を変化させることで各被験者について複数の曝露面積での実験を行った。また同時に、入射電刀と照射時間、温度上昇の関係を見るために実験時には曝露位置をサーモグラフィによって撮影した。被験者実験の結果を元に温感の生じる確率がレンズアンテナへの入射電力に対して対数正規分布をするという仮定で、50%の温感閾値を最尤推定により求めた。その結果、多くの被験者において皮膚表面での最大入射電力密度を基準としたとき曝露面積が大きくなると温感閾値は小さくなることを確認した。また、温感閾値の個人差が大きいことが確認できたが、同時に温度上昇の個人差も大きいことがわかった。われわれはミリ波曝露による数値シミュレーションもすでに行っているが、数値シミユレーションにおいては生体の発汗作用や皮膚表面からの放熱、血流の差により、生体の温度上昇に大きな差が出ることがわかっている。本年度実施した温感閾値測定実験と数値シミュレーションを関連付けるために、今後は数値シミュレーション各パラメータの温度上昇に及ぼす影響について検討を行っていく予定である。
ホルモン療法を受ける乳がん患者の認知機能障害の実態と生活への影響に関する研究

本研究の目的は、ホルモン療法を受ける乳がん患者の主観的認知機能評価尺度の開発を行うこと、および当該患者の主観的認知機能低下の実態を明らかにすることの2点である。まず、尺度開発の手順に沿って尺度案を作成し、患者を対象に信頼性妥当性調査を行った。402名の対象者を分析した結果、尺度の内的一貫性と構成妥当性が確保された。次に、主観的認知機能評価尺度の得点をもとに、調査対象者を高得点群、中得点群、低得点群に分けて分析した。高得点群では、更年期症状や倦怠感、抑うつ、不安など症状の得点が有意に高かった。加えて、高得点群において、患者のQOLは低下しており社会生活への支障を招いている実態が明らかとなった。本研究の目的は、ホルモン療法を受ける乳がん患者の認知機能障害の実態を明らかにすることである。初年度は、1「ホルモン療法を受けるがん患者の認知機能低下」について文献検討を行い、2「ホルモン療法を受けるがん患者の主観的認知機能評価尺度の作成」に関する研究計画書の作成過程にある。本来の計画では、文献検討とともに<個別のインタビュー調査>も行い、実態調査に適切な主観的認知機能評価尺度を選択予定であったが、文献検討を行う中で研究計画の修正が必要と判断された。文献検討では、ホルモン療法中に影響をうける認知機能として、注意力や集中力、記憶力(言語的、視覚的)、情報処理速度、実行機能などの領域が整理されたが、大半は客観的認知機能検査の結果であり、主観的認知機能評価では有意な低下を認める報告はほとんど認めなかった。これらの文献では尺度として、Attentional Functional Index(AFI)やCognitve Failures Questionnaire(CFQ), Patients Assesment of own Functionin(PAOF)などが用いられていたが、これらは、ホルモン療法患者用に開発されたものではない。一方で患者の自覚として集中力や記憶力の問題を示す報告もあるため、既存の尺度では特異性や感度が不足し、ホルモン療法中の軽微な変化を捉えることが困難であることも考えられた。近年では、化学療法患者における認知機能障害のQOL尺度としてFACT-cogが開発されているが、邦訳されていない。以上よりホルモン療法中の乳がん患者に適用できる主観的認知機能評価に適切な尺度が見当たらず、その実態を把握するには、特異性や感度の高い尺度開発を先行して行う必要があると判断し、計画を修正した。本計画は本学の倫理審査委員会へ申請準備中である。最終年度は、研究目的を「ホルモン療法を受ける乳がん患者に適用できる主観的認知機能評価尺度の開発」として、尺度開発のプロセスに沿って3段階の調査を実施した。第1段階の調査では、初年度に作成した「注意・集中」、「情報処理」、「言語流暢性」、「短期記憶」、「実行機能」の5領域からなる50項目の尺度原案をもとに、ホルモン療法中の乳がん患者10名を対象に表面妥当性の検討を実施した。対象者の意見をもとに意味のわかりにくい項目や他に必要となる項目の削除、修正、追加を行った。第2段階の調査では、専門家7名による内容妥当性の検討を行った。項目の妥当性は、尺度のカテゴリと各質問項目との関連をI-CVI(the item-level content validity index)を用いて分析し、質問項目を精錬させ尺度案30項目を作成した。第3段階の調査では、ホルモン療法中の乳がん患者876名を対象に、尺度案の信頼性および妥当性の検討を行った。近畿圏内の患者会、クリニック、病院にて無記名自記式質問紙を配布、返送は対象者による郵送とし、返送をもって同意を得たものとした。510名から返送があり、有効回答数は452名(有効回答率51.5%)であった。そのうちホルモン療法をはじめてから認知機能低下の症状を一つ以上経験している者について分析を行った。探索的因子分析の結果、3因子が抽出され、各因子のクロンバックαが0.8以上と、本尺度の構成概念妥当性、内的一貫性が確認された。看護学、臨床看護今年度は、文献検討を行う中で、ホルモン療法に適応できるような特異性や感度の高い適切な尺度が見当たらなかったことから、尺度作成を先に行うこととし、研究計画を修正することとなった。そのため尺度開発のための計画を練り直し尺度案を作成するのに時間を要した。今年度、ホルモン療法をうけるがん患者の主観的認知機能尺度の開発を目的に、計画を作成し倫理審査委員会に書類を提出する予定である。尺度開発では、尺度案を作成し、1専門家による内容妥当性の検討、2ホルモン療法中の乳がん

患者による表面妥当性の検討を経て、尺度案の精錬化を行い、3妥当性信頼性の検討といった3段階の調査を行う予定である。そのため研究計画の作成、倫理審査の申請などの準備を迅速に進めるように努めることが重要である。初年度は、文献検討とともに質的調査を行う予定であったが、尺度開発への調査計画の変更に伴い、使用額に変更が生じた。物品費では尺度開発に必要な統計ソフトを追加購入したため、物品費が予定より多くなった。その一方で質的調査を実施しなかった人件費や謝金、旅費について予定より大幅に少なかったことから全体的に予定した金額より少なくなった。研究費については、調査のための謝礼、印刷費、郵送費、旅費、書籍代を計画している。旅費については、国内旅費は、日本がん看護学会、国際がん看護学会へ参加するための旅費、学会参加費として使用する。そこでは、ホルモン療法中の認知機能低下に関する問題や、服薬管理の問題等について諸外国の状況や最新の知見について情報収集する予定である。調査計画を変更したことから3段階の調査にかかる費用が必要となるが、最初の2段階は対象者数が少ないため、助成金の範囲内で実施可能と考えている。
MMP-9/RNAiによる癌の浸潤転移抑制と細胞分化療法の開発

研究目的:口腔扁平上皮癌細胞のMMP-9mRNAをsiRNAでノックダウンした際の細胞のシグナル分子や接着分子の挙動を明らかにして、MMP-9を標的としたRNAiによる癌治療効果について検討した。研究方法:細胞として浸潤能が亢進している培養ヒト口腔扁平上皮癌細胞株SAS-H1、IS-FOM、BSC-OFを用いた。1.MMP-9高産生細胞の作製:ヒトMMP-9遺伝子はGeBankaccession No.NM-004994からRNA sequenceを得て、そのcoding region 377-403をもとにPCRにより全長を得て、lacZ-レポーター遺伝子プロモーター領域をつないだアデノウィルスプラスミドベクターを用いて遺伝子導入を行った。G418の選択培地でMMP-9高発現クローンを得た後、MMP-9産生をゼラチンザイモグラフィで確認した。結果:1.MMP-9高発現クローンを作製し、MMP-9産生がゼラチンザイモグラフィで確認された。2.クローン株の細胞遊走能、基底膜浸潤能、および細胞接着性について現在計測中である。研究目的:口腔扁平上皮癌細胞のMMP-9mRNAをsiRNAでノックダウンした際の細胞のシグナル分子や接着分子の挙動を明らかにして、MMP-9を標的としたRNAiによる癌治療効果について検討する。研究方法:細胞として浸潤能が亢進している培養ヒト口腔扁平上皮癌細胞株SAS-H1、IS-FOM、BSC-OFを用いる。1.MMP-9高産生細胞の作製:ヒトMMP-9遺伝子はGenBank accession No.NM-004994からRNA sequenceを得て、そのcoding region 377-403をもとにPCRにより全長を得て、lacZ-レポーター遺伝子プロモーター領域をつないだアデノウイルスプラスミドベクターを用いて遺伝子導入を行う。G418の選択培地でMMP-9高発現クローンを得た後、MMP-9産生をゼラチンザイモグラフィで確認する。結果:1.MMP-9高発現クローンを作製し、MMP-9産生をゼラチンザイモグラフィで確認中である。2.クローン株の細胞遊走能、基底膜浸潤能、および細胞接着性について計測中である。
学習障害および近接領域における注意とその障害に関する生理心理学的研究

実験研究に先立ち、注意の障害に関する研究動向をPsychological Abstractを中心に調べた。注意欠陥障害全体では年間100200件の報告がなされている。注意欠陥障害および近縁の障害における注意の異常については、認知生理的側面からは皮質活性と関連する脳内注意システムの障害説(Posner,1992)、行動薬理的側面からはモノアミン系の代謝異常説が注目された。さらに、脳波事象関連電位を指標とし、感覚統合訓練等の効果を調べた報告では(今塩屋,1993)、治療教育的援助により、障害が改善される可能性および可逆的な機能異常としての側面が指摘されている。このような動向を踏まえ、注意の機能を選択性、配分、維持といった諸側面にわたり総合的に把握する上で、従来法である注意持続検査法の限界と配分能力を重視する二重課題法の可能性を論じた。さらに、これらの検査法は、注意力の強化を目的とした認知行動療法的訓練の補助的教具としても応用しうるものと考えられた。実験研究では、教示や身体の統制が難しいことが指摘されてきたことから、児童への適用に際し、成人用の二重課題法を改良する必要があった。配慮した主な点は、(1)教示を徹底するため具体的な達成目標を導入(2)反応用装置の改善である。(1)については目標点数と獲得点数を提示し、動機づけの効果を、心理行動指標および生理指標から検討した。その結果、課題成績は一部改善されるが、フラストレーションに相当する情緒面の心理的負担も増すことが示唆され、各人の課題遂行能力を十分考慮した達成目標の設定が必要と考えられた。なお、生理的変化は検出されなかった。(2)については、反応標的捕捉用のハンドルを大型化し、操作しやすいものに変えたが、児童により装置の扱いがシビアなため反応ボタンなど強度の向上が求められた。現在、健常児、障害児各1名ずつで予備的検討を進めている。
唾液分泌機能を維持・再生するニューロンネットワークの解析

唾液分泌を調節するニューロンネットワーク(神経機構)を解剖学的ならびに生理学的に検索した。解剖学的手法(免疫組織化学)では、唾液分泌中枢(脳幹部の上唾液核)が前脳の視床下部外側野(摂食中枢)と強く連絡していることが分かった。生理学的手技(電気生理学)により、多量の唾液分泌は、大脳皮質咀嚼野から摂食中枢を介して上唾液核に至る経路が主体であることが分かった。すなわち食物の性状を大脳皮質が認知して、食物にふさわしい顎運動と唾液分泌の司令を出すと考えられる。この唾液分泌の機能は、唾液腺からの内臓感覚によって維持されると考えられる。本研究の目的は、唾液腺を支配するニューロンネットワークを解剖学的・生理学的に解析し、唾液分泌機能の維持・再生に関与する神経メカニズムを明らかにすることである。このため当該年度(平成24年度)には、以下の免疫組織化学的実験と電気生理学的実験を中心に行ない、一部のデータは学会発表と論文発表を行なった。免疫組織化学的実験では、昨年度までにラットの唾液核(唾液腺を支配する副交感神経の第一次中枢)には、前脳(主に視床下部外側野、扁桃体中心核、室傍核、視索上核)から興奮性入力が存在することを示した。本年度は更に唾液核との連絡が強い部位はの一つである大脳皮質(咀嚼野)に着目し、この部位が他の前脳部位とは異なり、反対側優位に支配していることを示した。この生理学的意義を検索するため、電気生理学的実験において、ラットの大脳皮質咀嚼野を電気刺激し、唾液分泌とリズミカルな顎運動を分析した。その結果、大脳皮質には臼歯部咀嚼様の顎運動を誘発すると同時に唾液分泌を誘発するすることが判明した。また前歯部咀嚼様または溶液摂取様の顎運動を誘発する部位は、唾液分泌を起こさないことも判明した。これらの知見は、大脳皮質咀嚼野には二つの部位が存在し、臼歯部咀嚼様運動を司る部位には唾液分泌の中枢も重複して存在し、顎運動と唾液分泌を同時に司る広い意味での「咀嚼の中枢」であることを示している。また機能的に多量の唾液分泌を必要としない溶液摂取様の顎運動では、唾液核に対する連絡が無いことも示している。なお運動司令は、体性感覚と同様に、反対側優位であるが、自律神経系では、大脳皮質からの司令が同側の視床下部(摂食中枢)を介して同側の唾液核に至ると考えられる。こらは、自律神経系の興奮が、食欲や嗜好などに関連しているためであろう。次年度からは、この点を詳細に分析する予定である。このために、免疫組織化学的実験と電気生理学的実験を中心に行なった。免疫組織化学的実験では、ラットの唾液核(唾液腺を支配する副交感神経の第一次中枢)は、前脳(主に視床下部外側野、扁桃体中心核、室傍核、視索上核)から下降性制御を受けており、これらの上位中枢の神経は興奮性神経が主体であることが判明した。また下位脳の網様体には多数の抑制性神経も存在することが明らかとなった。なお唾液核との連絡が強い部位は、視床下部外側野(摂食中枢)、大脳皮質(咀嚼野)、下位脳の網様体であった。この所見から、唾液核には抑制系が作用しており、咀嚼などの唾液分泌が必要な時に、抑制が解除される機構があることが示唆された。電気生理学的実験において、ラットの大脳皮質咀嚼野を電気刺激し、唾液分泌とリズミカルな顎運動を分析した。その結果、二つの咀嚼野を同定した。一つは臼歯部咀嚼様の顎運動を誘発すると同時に唾液分泌を誘発するする部位、今一つは前歯部咀嚼様または溶液摂取様の顎運動を誘発するが、唾液分泌を起こさない部位である。前者は、顎運動と唾液分泌を同時に司る広い意味での「咀嚼の中枢」であることを示している。なお期間内に論文発表までに至らなかったが、以下の3点について、論文作成中である。1)咀嚼中枢は視床下部外側野(摂食中枢)との連絡があり、いわゆる「咀嚼-唾液反射」の経路を形成している。2)唾液核に対する抑制性入力と興奮性入力の経路を免疫組織化学的に示す。3)唾液腺体からの感覚神経を分析して、唾液腺の維持と再生に関連する感覚入力の特性を分類する。

本研究の目的は、唾液腺を支配するニューロンネットワークを解剖学的・生理学的に解析し、唾液分泌機能の維持・再生に関与する神経メカニズムを明らかにすることである。このため当該年度(平成23年度)には、以下の免疫組織化学的実験と電気生理学的実験を中心に行ない、一部のデータは学会発表を行なった。免疫組織化学的実験では、唾液分泌の中枢神経系を明らかにするため、ラットの唾液核(唾液腺を支配する副交感神経の第一次中枢)に蛍光色素フロルゴールドを注入して、上位の中枢を逆行性に同定した。さらに同定した上位中枢が興奮性神経であるか抑制性神経であるかを免疫染色で検索した。その結果、前脳(主に視床下部外側野、扁桃体中心核、室傍核、視索上核)では興奮性神経が主体であり、下位脳の網様体には多数の抑制性神経も存在することが明らかとなった。また唾液核との連絡が強い部位は、視床下部外側野(摂食中枢)、大脳皮質(咀嚼野)、下位脳の網様体であった。この結果を基に電気生理学的実験では、ラットの大脳皮質咀嚼野を電気刺激し、唾液分泌とリズミカルな顎運動を誘発させた。その結果、大脳皮質には主に顎運動を誘発する部位と顎運動と唾液分泌を誘発する部位が存在することが判明した。組織学的所見により、唾液核には抑制系が作用しており、咀嚼などの唾液分泌が必要な時に、抑制が解除される機構があることが示唆された。また大脳皮質の刺激実験により、唾液分泌のニューロンネットワークは他の口腔機能(顎運動)とは独立する傾向が強いことも示唆された。この仮説を基に次年度以降は、唾液分泌機能の維持・再生に関与する神経メカニズムを解明していきたい。なお当初予定したパッチクランプ法での上唾液核細胞の伝達物質の分析では、新たにアセチルコリンの作用を見出した。唾液腺からの内臓感覚の分析は、記録に成功したがデータ数が乏しいため、次年度以降に分析を行なう。当初の研究計画では、1)唾液分泌の中枢神経系を明らかにするため、免疫組織化学的実験とパッチクランプ法による神経活動の記録実験、2)唾液腺からの内臓感覚を分析するため、唾液腺に分布する感覚神経からの記録実験、3)神経系の唾液腺を維持・再生する機能を分析するため、唾液腺萎縮ラットからの神経活動記録実験を行なう予定であった。1)については学会発表を行ない論文作成に及んでいる。とくに免疫組織化学実験では、抑制性と興奮性の神経を区別して中枢神経系を同定することができ、その生理学的な意義について、十分推察することが出来た。またこの実験から派生した疑問点(大脳皮質刺激による顎運動と唾液分泌の比較)をについて、電気生理学的な実験を行ない、学会は発表と論文作成を行なっている。このため、おおむね順調に進展していると言える。2)については、来年度中に論文作成に至と考えられる。そのための追加実験が必要であり、次年度にはその生理学的意義を検討できると思われる。3)については、次年度以降に神経記録実験に着手することが可能である。当該年度(平成23年度)の研究計画では、1)唾液分泌の中枢神経系を明らかにするため、免疫組織化学的実験とパッチクランプ法による神経活動の記録実験、2)唾液腺からの内臓感覚を分析するため、唾液腺に分布する感覚神経からの記録実験、3)神経系の唾液腺を維持・再生する機能を分析するため、唾液腺萎縮ラットからの神経活動記録実験を行なう予定であった。当該年度において、1)については学会発表まで行なうことが出来た。とくに免疫組織化学実験では、抑制性と興奮性の神経を区別して中枢神経系を同定することができた。またこの実験から派生した疑問点(大脳皮質刺激による顎運動と唾液分泌の比較)を予定外であるが遂行している。パッチクランプ法による記録実験では、興奮性の伝達物質としてグルタメートとアセチルコリンを、抑制性の伝達物質としてGABAとグリシンを見出した。
人の行動理解に基づく人とロボットの協調動作の実現

今後のロボットの発展を考えた場合,ロボットが常に変化する周りの環境や人の動作から,人の動きの意図を読み取り,自身の動作を決定し,人と協調作業を行う必要がある.そこで,本研究は,慣性センサを用いた人の上腕の運動計測システムを開発することで作業空間内での人の手指の動きを正確に計測し,その計測結果から人の意図を抽出することにより人とロボットの協調作業を実現する.今後のロボットの発展を考えた場合,ロボットが常に変化する周りの環境や人の動作から,人の動きの意図を読み取り,自身の動作を決定し,人と協調作業を行う必要がある.そこで,本研究は,慣性センサを用いた人の上腕の運動計測システムを開発することで作業空間内での人の手指の動きを正確に計測し,その計測結果から人の意図を抽出することにより人とロボットの協調作業を実現する.
第一原理分子動力学計算による炭素・金属界面反応の解明と濡れ性制御への応用

本年度は科学研究費補助金の援助を得て研究を行い、以下の成果を得た.1.超高真空中における高純度炭素基板に対する液体金属の濡れ性実験超高真空濡れ性実験装置を用いてAu,Ag,Cu,Al,Fe,Tiの高純度炭素およびタングステン基板に対する接触角の測定方法を確立し,従来の他者のいかなる研究においても成し得なかった再現性・信頼性の高い測定結果を得た.本測定法は研究代表者の考案したオリジナルな方法であり,最大の特徴は電子顕微鏡を用いた微視的な観察と,超高純度Arスパッタを用いた試料表面のin-situ清浄化にあるといえる.2.第一原理分子軌道計算による実験結果の評価NECスーパーコンピューターSX用分子動力学計算プログラムAMOSSを用いて,二原子分子モデルによるHartree-Fock分子軌道計算を行い全ての濡れ実験系の組み合わせの異種原子間相互作用の計算を行った.遷移金属の性質をよく調べるため,結合軌道の電子の全スピン状態を考慮した計算を行った(制限開殻Hartree-Fock計算),系の結合エネルギーは実験結果から得られる相互作用エネルギーと定性的に良く一致し,実験結果と計算方法の正当性が認められた.結合軌道の混成状態の詳細な分析により,濡れ性がs軌道の混成結合の強さに,相互拡散性がd軌道の混成結合の強さに関係することがわかった.量子力学を用いた濡れ性の解明の成功は国内外を含めて初めてのことである.以上の成果は平成8年度中に2つの国際会議にて発表を行った.(計算物理関係,精密工学関係)本年度は科学研究費補助金の援助を得て研究を行い、以下の成果を得た.1.超高真空中における高純度炭素基板に対する液体金属の濡れ性実験超高真空濡れ性実験装置を用いてAu,Ag,Cu,Al,Fe,Tiの高純度炭素およびタングステン基板に対する接触角の測定方法を確立し,従来の他者のいかなる研究においても成し得なかった再現性・信頼性の高い測定結果を得た.本測定法は研究代表者の考案したオリジナルな方法であり,最大の特徴は電子顕微鏡を用いた微視的な観察と,超高純度Arスパッタを用いた試料表面のin-situ清浄化にあるといえる.2.第一原理分子軌道計算による実験結果の評価NECスーパーコンピューターSX用分子動力学計算プログラムAMOSSを用いて,二原子分子モデルによるHartree-Fock分子軌道計算を行い全ての濡れ実験系の組み合わせの異種原子間相互作用の計算を行った.遷移金属の性質をよく調べるため,結合軌道の電子の全スピン状態を考慮した計算を行った(制限開殻Hartree-Fock計算),系の結合エネルギーは実験結果から得られる相互作用エネルギーと定性的に良く一致し,実験結果と計算方法の正当性が認められた.結合軌道の混成状態の詳細な分析により,濡れ性がs軌道の混成結合の強さに,相互拡散性がd軌道の混成結合の強さに関係することがわかった.量子力学を用いた濡れ性の解明の成功は国内外を含めて初めてのことである.以上の成果は平成8年度中に2つの国際会議にて発表を行った.(計算物理関係,精密工学関係)
ダイヤモンドユニットを持つハイゼンベルグ系のＲＶＢ状態の探究

前年度に引き続き,スピン1/2ダイヤモンド装飾正方格子ハイゼンベルグ反強磁性体の巨視的縮退した非磁性基底状態(0.974<λ<2, λ:ダイヤモンドユニット(以下,ユニットと呼ぶ)の4辺の相互作用の大きさに対する対角線部分の相互作用の比)に,摂動として次近接相互作用を導入することによって,2次有効ハミルトニアンとしての正方格子量子ダイマー模型を導いた。前年度は,ユニットが正方格子面に対して立った系を考え,向かい合うユニット間に次近接相互作用を導入した。導いた正方格子量子ダイマー模型は,巨視的縮退する全てのλの領域(0.974<λ<2)でダイマー間引力相互作用を持つものであった。一方,今年度は,ユニットが正方格子面に対して寝かせた系を考え,向かい合うユニット間に次近接相互作用を導入したところ,λの中間領域でダイマー間斥力相互作用が生じることが分かり,その発現機構について考察した。さらに,Rohksar-Kivelson point (RVB状態)が発現するパラメーターも見出すことができた。その他,最隣接格子間のクーロン相互作用を含む正方格子拡張ハバード模型を用いた研究にも取り組んだ。2001年,Chakravartyらは,銅酸化物高温超伝導体の擬ギャップ相に対応して隠れた秩序(d波型電荷秩序)が存在すれば,種々の実験データが説明可能であることを指摘している。そこで我々は,拡張ハバード模型に基づく微視的なアプローチにより,d波型電荷秩序とd波型超伝導秩序を共に考慮した平均場計算を実行し,彼らが提案した現象論が具体的な模型で実現しうることを示した。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。本研究では、ダイヤモンド装飾正方格子ハイゼンベルグ反強磁性体を扱っている。ダイヤモンド装飾正方格子を構成するダイヤモンドユニットの4辺の相互作用を1、対角線上の相互作用をλとした場合、0.974<λ<2では非自明な巨視的縮退を持つ非磁性基底状態(以下、「巨視的縮退状態」と呼ぶ)が現れる。この巨視的縮退状態は、正方格子量子ダイマー模型(QDM)のヒルベルト空間と等価になる。この巨視的縮退状態に、隣接したダイヤモンドユニット間、及び、向かい合ったダイヤモンドユニット間を結ぶ次近接相互作用の2種類の次近接相互作用を摂動として導入することで,巨視的縮退状態に対する2次の有効ハミルトニアンとして、正方格子QDMを導いた(次近接相互作用を導入する際、ダイヤモンドユニットが正方格子面に対して立った系を考えた)。得られたQDMは、ダイマーのペアホッピングを持ち、ダイマー間引力相互作用が発現することが分かった。この結果から、プラケットの対辺に2つのダイマーが配置された、コラムナー状態が安定化されると結論付けた。また、λ<0.974の場合はフェリ磁性状態が基底状態になり、系はスピン1とスピン1/2のリープ格子上のフェリ磁性状態と等価になる。そこで、量子モンテカルロ法を用いて、スピン1サイトとスピン1/2サイトの長距離秩序パラメーターをそれぞれ計算した。2017年度以前、修正スピン波理論を用いて同様の計算を行い、基底状態でのスピンの縮みの比と各部分格子のサイト数の比が反比例するというスケーリング則が成立することを発見したが、量子モンテカルロ法を用いた場合もこの成立を確かめることができた。スケーリング則を長距離秩序パラメーターに対して証明することは難しいが、修正スピン波理論での数理構造を再検証し、基底状態での全スピンの大きさに着目することで、スケーリング則成立の起源に関する考察を行った。2017年度以前は、ダイヤモンド装飾正方格子ハイゼンベルグ反強磁性体の巨視的縮退状態に、隣接したダイヤモンドユニット間を結ぶ次近接相互作用のみを摂動として導入していたが、この場合は、ダイマーのペアホッピングのみを持ち、ダイマー間相互作用が働かない正方格子QDMが得られていた。そこで2017年度は、向かい合ったダイヤモンドユニット間を結ぶ次近接相互作用をさらに導入することでダイマー間相互作用が発現することが分かり、それは引力となった。スピン1とスピン1/2のリープ格子上のフェリ磁性状態のスピンの縮みのスケーリング則は、修正スピン波理論を用いた場合に成立することは2017年度以前に確認していた。2017年度は、量子モンテカルロ法でもスケーリング則が成立することを確かめた。さらに、修正スピン波理論と量子モンテカルロ法を用いて、リープ格子シングレット状態の場合もスケーリング則が成立することが分かった。また、スケーリング則成立の背景にある、修正スピン波理論における数理構造についても検証することができた。以上の理由で、当初の計画以上に進展していると言える。

一方,今年度は,ユニットが正方格子面に対して寝かせた系を考え,向かい合うユニット間に次近接相互作用を導入したところ,λの中間領域でダイマー間斥力相互作用が生じることが分かり,その発現機構について考察した。さらに,Rohksar-Kivelson point (RVB状態)が発現するパラメーターも見出すことができた。その他,最隣接格子間のクーロン相互作用を含む正方格子拡張ハバード模型を用いた研究にも取り組んだ。2001年,Chakravartyらは,銅酸化物高温超伝導体の擬ギャップ相に対応して隠れた秩序(d波型電荷秩序)が存在すれば,種々の実験データが説明可能であることを指摘している。そこで我々は,拡張ハバード模型に基づく微視的なアプローチにより,d波型電荷秩序とd波型超伝導秩序を共に考慮した平均場計算を実行し,彼らが提案した現象論が具体的な模型で実現しうることを示した。ダイヤモンド装飾正方格子ハイゼンベルグ反強磁性体の巨視的縮退状態において、ダイヤモンドユニットが正方格子面内に寝かせた系に次近接相互作用を導入し、正方格子QDMを導出する。さらに、どのパラメーターの領域でRVB状態が実現できるのか、検討する。さらに、ダイヤモンド装飾三角格子の場合の計算も実行する。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
植物の過敏感細胞死を誘導する低分子化合物の特性解析

病原体に感染した植物細胞が病原体を封じ込めるために起こす過敏感細胞死は植物の感染防御システムである。本課題では従来あまり着目されてこなかった低分子性の過敏感細胞死誘導因子の探索及び特性解析を通して、過敏感細胞死の分子機構の理解を深めることを目的として研究を行った。タバコモザイクウイルス(TMV)とタバコの組合せをモデル系として、30度(TMV感染による過敏感細胞死の非許容温度)での細胞死誘導活性を指標に細胞死誘導物質としてジテルペンの一種cis-abienolを単離同定した。Cis-abienol処理は細胞死関連遺伝子の発現誘導及び過敏感細胞死に関わるMAPK(WIPKとSIPK)の活性化を引き起こした。Cis-abienolがWIPKとSIPKを活性化する物質WAF-1と非常に良く似た構造をしていることを踏まえ、cis-abienolによる細胞死にこれらMAPKが必須かどうかを調べる目的でRNAiによって両MAPKの発現を低下させた形質転換タバコを作製した。まず過敏感細胞死に果たすWIPKとSIPKの役割を明らかにすること目的として感染ストレスに対する応答を調べたところ、このRNAiタバコでは感染シグナル物質であるジャスモン酸やサリチル酸の蓄積に異常をきたすとともに、TMV感染による過敏感細胞死が抑制されたことから、WIPKとSIPKはジャスモン酸やサリチル酸を介して過敏感細胞死に関わることがわかった。次に、cis-abienolをRNAiタバコに処理したところ、細胞死誘導が抑制されることが判明した。これらの結果は、TMVに感染したタバコにおいては、cis-abienolがMAPK依存的な過敏感細胞死の誘導因子のひとつとして働いていることを示唆している。病原体に感染した植物細胞が病原体を封じ込めるために起こす過敏感細胞死は植物の最も効率的な感染防御システムであるが、その分子機構、とりわけ、細胞死誘導に関わる低分子物質の実体については不明な点が多い。本課題では、タバコモザイクウイルス(TMV)・タバコを用い、過敏感細胞死を誘導する低分子物質の精製・単離・特性解析を行なうことを目的として研究を行った。TMV感染に対する過敏感細胞死の非許容温度である30度での細胞死誘導能を指標に、TMV感染タバコ葉から細胞死誘導物質の探索を行なったところ、酢酸エチル可溶中性区に細胞死誘導活性が検出できた。そこで、本活性の活性成分を特定するべく、10kg新鮮重の感染葉を用いた大量抽出を行ったところ、活性を示す単一の物質を単離することに成功した。MS及びNMRによる構造解析の結果、本物質はcis-abienolと判明した。cis-abienolはジテルペンの一種であり、興味深いことに、研究代表者らがストレス応答性植物MAPキナーゼ(WIPKとSIPK)の活性化因子として単離したジテルペン化合物のWAF-1(Seo et al.2003 Plant Cell 15,863)と非常に良く似た構造をしている。cis-abienol処理は防御遺伝子群の発現を誘導することもわかった。過敏感細胞死のジグナル伝達にはMAPキナーゼが重要な役割を演じていることが知られている。過敏感細胞死におけるcis-abienolとMAPキナーゼの関係を明らかにするための第一歩として、まずは、未だ不明であったWIPKとSIPKの過敏感細胞死に果たす役割を解明することから始めた。WIPKとSIPKの各RNAi植物を用いた解析から、TMV感染による過敏感細胞死にこれら両MAPキナーゼは必須であることが証明された。過敏感細胞死は傷害応答と一部共通したシグナル伝達経路を有していることから、過敏感細胞死のシグナル伝達機構の理解を深める目的で、上記RNAi植物の傷害応答を調べた。その結果、WIPKとSIPKは防御物質であるジャスモン酸およびサリチル酸の生合成を正及び負にそれぞれ制御していることが判明した。病原体に感染した植物細胞が病原体を封じ込めるために起こす過敏感