hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
非平衡プラズマを利用したバイオマス由来軽質石油代替材料の選択的合成に関する研究

非平衡プラズマを供給することにより、ガスおよび軽質タール収率が減少する一方で、重質タール収率は増加した(チャー収率は不変)。またその傾向はプラズマ供給電圧の増大とともに顕著になった。このことから、非平衡プラズマの供給によりガスおよび軽質タールの重合化が促進され、熱分解物成分を重質化する方向へ変化させられることが示唆された。また、非平衡プラズマ供給により、レボグルコサン(C6H10O5)をはじめとした軽質タール収率のピークが、高温域(400500°C)から低温域(400°C)にシフトし、低温領域でセルロースの熱分解液化を促進できることが確認された。昨年度の結果から、非平衡プラズマにより低温におけるセルロース熱分解の促進が示唆され、それによる生成タールの重合・重質化が示唆された。この仮説を検証する実験を行った。この仮説検証実験、および水素非平衡プラズマ、およびアルゴンー水素非平衡混合プラズマの影響を調べることが出来た。セルロース熱分解生成物(気相)への非平衡プラズマの効果を分離して観察する2段式加熱炉の実験を準備したが、実験開始直前に反応ガラス管の破損のため実験を実施できなかった。原因に対する対策を施し復旧済のため、次年度に実施予定である。実験装置製作および実験実施と、ほぼ実施計画通りに実施されている。今年度の目標としたアルゴン非平衡プラズマの熱分解生成物成分への影響を概略捉えることが出来た。2段反応合成装置を用いたセルロース熱分解生成物へのアルゴンおよび水素非平衡プラズマの影響を調べる。セルロースの単段熱分解反応において、炭素源を有する非平衡プラズマ(C2H4のプラズマ等)を供給することによる、熱分解生成物収率および組成への影響を調べる。また、これまでの研究から、アルゴン非平衡プラズマを用いることによりセルロース熱分解の低温化が示唆されたが、これを確認するため低温熱分解におけるアルゴン非平衡プラズマ供給の有無による各成分収率および組成の比較を行う。本年度に引き続き、まず単段反応による熱分解合成物へのアルゴン非平衡プラズマの効果を確認する。とくに、反応管壁面での凝集の効果を除外するため、非平衡プラズマ供給開始温度を変更して実験を行う。単段反応において、周囲不活性ガスに水素、アンモニアあるいは水等を混入することによりプラズマ性状を変化させ、熱分解温度領域の変化および熱分解合成物への影響を調べる。熱分解により放出されるガスおよびタールを単段反応合成装置に導き、熱化学反応進行過程における非平衡プラズマ供給の効果を確認する。これら知見をもとに、2段反応を用いた軽質タールの選択的合成条件について検討し、実験を行う。また、熱分解反応への触媒および電場印加の影響を調べ、生成物の選択的合成への適用可能性を確認する。該当なし
F.メンデルスゾーンと「演奏会用序曲」:ジャンルとしての成立と位置づけ

現在では演奏会の開始音楽として「演奏会用序曲」は一般的である。しかし、そもそもオペラの開始音楽であった「序曲」が、聴衆を惹き込むプロムナードとして「演奏会」のオープニングに用いられはじめ、次第に単独作品「演奏会用序曲」として作曲されるようになった経緯は、現在まで明らかにされてこなかった。また、「演奏会序曲」というジャンルが生み出されることになった社会的、文化的背景についても明らかになっていなかった。本研究では、ライプツィヒの演奏会記録を用い、演奏会用序曲の演奏状況を調査し、今日とは全く違う状況であったことを明らかにした。また、当時の出版目録を調査することによって、家庭での演奏会用序曲をはじめとするオーケストラ作品の受容も明かにし、演奏会用序曲の位置づけを試みた。これらを背景に、メンデルスゾーンの「演奏会用序曲」の中から、一番作曲時期の遅い2作品である《静かな海と楽しい航海》と《美しきメルジーネの物語》を取り上げ、詳細な成立史をまとめた。また、個々の作品の改訂に関して、楽曲分析をおこなった。このうち、《美しきメルジーネの物語》について、日本音楽学会の全国大会において発表した。2月には、研究成果をベルリン工科大学音楽学研究所にて発表すると同時に、ベルリン国立図書館音楽部門所蔵の書簡を用い、演奏会用序曲の受容について調査を行い、研究の全体を補完した。しかし、そもそもオペラの開始音楽であった「序曲」が、聴衆を惹き込むプロムナードとして「演奏会」のオープニングに用いられはじめ、次第にオペラを伴わない単独作品「演奏会用序曲」として作曲されるようになった経緯は、現在まで明らかにされていない。この「演奏会用序曲」の最初の代表的な作品は、1826年に作曲されたF.メンデルスゾーンの《真夏の夜の夢》op.21であるが、出版に際し、メンデルスゾーンは「演奏会用序曲」と新しいジャンル名を造語し明確に記した上、作品番号をも配した。これはメンデルスゾーンが「演奏会用序曲」をひとつの独立したジャンルと捉えていた証左である。本研究の目的は「演奏会用序曲」がメンデルスゾーンによって、独立したジャンルとして定義されていく過程を明らかにすることである。続いて5月末から6月はじめ、ベルリン国立図書館音楽部門にて、当図書館所蔵の出版社宛て書簡と出版記録を用い、演奏会用序曲の受容について調査し、それまでの研究と合わせて、6月8日に研究成果をベルリン工科大学音楽学研究所にて発表した。この際、上記《真夏の夜の夢》の出版と同時に出版された演奏会用序曲第三番《静かな海と楽しい航海》が、出版に際して大幅に改訂されたことが明らかとなった。その改訂の内容を詳細に検討し、10月28日、日本音楽学会全国大会(九州大学)にて、研究成果を「演奏会用序曲《静かな海と楽しい航海》の成立史」として発表した。この発表にさらに検討を加え、12月には『阪大音楽学報』に投稿した。これについては現在査読中である。
動脈硬化症における酸化リン脂質を介したHDL機能異常の解明

酸化LDLはマクロファージに蓄積し、HDLは動脈硬化の進展を抑制する。本研究では、酸化リン脂質とHDLの機能異常の関係を検討した。LDL-Cは低いが酸化ストレスが大きく動脈硬化が多い透析患者を対象とした。患者群では血清リン脂質は高くないが酸化リン脂質が増加し、リン脂質転送蛋白活性も高かった。LCATによるPreβ1-HDL(小粒子HDL)の成熟は障害されていた。酸化リン脂質がLDLからHDLへ転送されHDLの成熟を障害することが示唆された。【目的】動脈硬化症のハイリスク群である慢性透析患者で、LDLのリン脂質(PL)酸化物が増加しているか、リン脂質転送蛋白(PLTP)活性が増加しているかについて検討した。【方法】慢性透析患者13名と正常健常者17名において、12時間以上絶食後の空腹時に採血した。血清を分離し、PL酸化物(酸化LDL:ox-LDL)およびPLTP活性測定用の検体は-80°Cに凍結保存した。血清PLは酵素法で、LDL-Cはホモジニアス法で測定した。酸化LDLは抗酸化LDLモノクローナル抗体(DLH3)を用いたELISAで測定した。PLTP活性は、まず(1)ドナー粒子(蛍光標識したリン脂質とクエンチング分子を含む)とアクセプター粒子の混合溶液に、凍結保存していた血清を加え、血清のPLTP活性により蛍光標識したリン脂質だけをアクセプター粒子に転送させて蛍光を発光させ、蛍光光度計(励起波長465nm、蛍光波長:535nm)で測定した。【結論】慢性透析患者では血清PLが低下しているにもかかわらず、PL酸化物に対する抗体で捉えた酸化LDLの割合が増加している。慢性透析患者のPLTP活性も高く、透析患者のHDL代謝黒堂の背景にリン脂質の酸化物を介した機序の関与が示唆きれた。【目的】平成20年度の検討により、慢性透析患者ではLDL-コレステロール(LDL-C)や血清リン脂質(PL)値は減少していたが、PL酸化物を認識する抗体で測定した酸化LDL(ox-LDL)は正常人と同等であった。したがって、ox-LDL/LDL-C比は慢性透析患者で増加していた。血清中のPL酸化物は非常に不安定であり測定が困難だが、今年度は、透析患者の血清中PL酸化物濃度を直接定量した。【結果および考察】透析患者では、PLPC-00Hが218.8±108.3nM、SLPC-00Hが74.4±34.4nMであり、報告されている健常人の値のそれぞれ約2倍と著明に増加していた。血中のPLは、おもにLDLとHDLに存在するため、前年の結果を考慮すると、HDL分画にPL酸化物が著明に増加していることが示唆された。【結論】慢性透析患者では、血清PLが低下しているにもかかわらず、高感度で正確な蛍光HPLCを用いた測定系により検出したPL酸化物は、健常参考値に比較して明らかに増加していた。【目的】平成20-22年度の結果より、慢性透析患者ではLDL-コレステロール(LDL-C)や血清リン脂質(PL)値は減少しているが、高感度の蛍光HPLCを用いた測定系により検出したPL酸化物は増加し、LDLのコレステロールに対するPL酸化物の割合が高かった。今年度は、透析患者においてHDLの主要蛋白であるアポAIの酸化が亢進しているか検討した。【方法】透析患者11名と健常者19名を対象とした。メチオニン残基が酸化されたアポAI(MetO^<86>とMetO^<112>を含む:アポA-I_<+32>)を、HPLCで精製してマウスに免疫した。このマウスより得たモノクローナル抗体(MOA-I)を使ったイムノアッセイ系により、酸化HDLを定量した。【結果および考察】酸化HDLは、透析患者で4.7±3.5ng/mL、健常者で8.4±5.1ng/mLと両群には有意差に透析群で低かった(p<0.05)。これは、透析群でHDLが低下し、アポAIも低いことを反映していると考えられた。すなわち、HDLの蛋白部分の酸化は、亢進していなかった。平成21年度の検討では、透析患者ではHDL中の酸化PLが増加していることがわかった。これらより、HDL中の酸化PL増加は、HDL粒子そのものが酸化されたためではなく、LDLの酸化PLがHDLへ転送された結果ではないかと推定された。【結論】慢性透析患者では、アポAIの酸化物の増加はなかった。透析患者では、LDLの酸化PLがHDLへ転送され、これがHDLの機能異常を引き起こすことが示唆された。
味覚神経回路と報酬系神経回路との相互線維連絡の形態学的解析

近年、線条体は報酬系に関わる「強化学習」の中枢として注目を集めている。本研究では味覚神経回路の分枝である視床後内側腹側核小細胞部(VPMpc)から扁桃体・線条体移行領域(ASt)へ投射を詳細に解析し、AStにおけるどのような細胞群と味覚神経回路が情報伝達するか、またそれらの情報伝達はその後、報酬系神経回路としてどのような役割を果たしているかを探求することで、「味覚」という感覚と、それによる強化学習のモデルを確立することを目指した。近年、脳科学研究分野では、学習・記憶を扱う研究が盛んに行われ、その実験のなかで、餌やジュースといった味覚に訴える報酬を与えることで、動物を訓練し成果を挙げていることが多い。これは多くの動物たちの味覚という感覚が高次レベルで認識され、学習されたことにより、我々の要求する行動を実行している証である。しかし、その行動を起こすモチベーションの大元である味覚における高次機能の研究はあまり進展していないのが実情である。本研究室ではこれまでいくつかの味覚の高次神経回路を探索してきた。その過程で、視床後内側腹側核小細胞部から扁桃体・線条体移行領域への投射が多数みられることを新たに見いだした。線条体は、近年は報酬に深く関わる「強化学習」の中枢として注目を集めており、ここに多量の味覚情報が入り込んでいることは味覚を伝える神経回路は、直接的に報酬系神経回路と何らかの連絡している可能性が高いと考えられる。そこで、本研究では味覚回路をより高次に探求することにより、形態学的に報酬系神経回路に迫ることで「味覚」という一つの感覚とそれによる強化学習のモデルを確立することを目的として研究を開始した。平成22年度は、視床後内側腹側核小細胞部から扁桃体・線条体移行領域への投射をさらに詳細に解析し、形態学的な味覚神経回路の裏付け作業を行った。この中で、単純に味覚神経回路側からの形態学的研究のみで、報酬系神経回路に迫るにはいくつかの壁があることが認められることから、平成23年度には、報酬系神経回路側からも同時にアプローチすること、さらにはよりダイナミックな状態で味覚神経回路網と報酬系神経回路網の相互関係を確かめるために、機能に裏付けられた形態学的手法を新たに導入することを計画している。本研究室ではこれまで脳内味覚神経回路を探索してきた背景から、味覚回路をより高次に探求することにより、形態学的に報酬系神経回路に迫ることで「味覚」という一つの感覚と、それによる強化学習のモデルを確立することを目的として本研究を開始した。この中で、単純に味覚神経回路側からの形態学的研究のみで、報酬系神経回路に迫るにはいくつかの壁があることが認められることから、平成23年度には、報酬系神経回路側からも同時にアプローチすること、さらにはよりダイナミックな状態で味覚神経回路網と報酬系神経回路網の相互関係を確かめるために、近年新たに開発された細胞外記録法であるjuxtacellular recording法を用いて機能に裏付けられた形態学的手法を導入し、解析を進めている。また精密な解析に用いるための情報機器やソフトウェアを設備し、得られた膨大なデータの処理をより迅速で誤差のないものにできる環境を整えつつある。本研究室のこれまでの研究で、味覚情報が、視床後内側腹側核小細胞部から扁桃体・線条体移行領域への投射が相当数みられることを見いだした。線条体は近年、報酬に深く関わる「強化学習」の中枢として注目を集めており、ここに多量の味覚情報が入り込んでいることから、味覚を伝える神経回路は、直接的に報酬系神経回路と何らかの連絡している可能性が高いと考えられる。そこで、本研究では味覚神経回路の分枝であるVPMpc-ASt回路をより詳細に解析し、AStにおけるどのような細胞群と味覚神経回路が情報伝達するか、またそれらの情報伝達はその後、報酬系神経回路としてどのような遺伝子を発現し、またその先、どこへその情報を伝えていくかをより高次に探求することにより、「味覚」という一つの感覚とそれによる強化学習のモデルを確立することを目指して研究を進めてきた。また味覚から報酬系を明らかにするだけではなく、報酬系から味覚の立ち位置を確認するために、中脳の腹側被蓋野(VTA)からの報酬系回路網の解析も行い、双方向的なデータが得られ、それらの結果を統合しながら解析した。

味覚と報酬系の関連のところまではなかなか結びつかない面もあるが、味覚、報酬系、それぞれの解析はある程度順調に進行している。24年度が最終年度であるため、記入しない。今後、味覚、報酬系、両者の接点を見いだすための詳細な解析を行い、「味覚」と、それによる強化学習のモデルを確立することを目指して行く予定である。
In vivo(生体内)非破壊低侵襲型骨質解析法の確立

透過型光学系を有する微小領域X線回折法を用い、摘出骨に対する骨質(生体アパタイト配向性)解析法を検討し、骨の線吸収係数解析と骨サイズ計測に基づく動物種・骨部位に依存した最適X線源の選択、最適X線を用いた正常・疾患・再生骨での配向性解析と本新規手法の妥当性の検証を達成した。さらに、本手法と試料でのX線吸収プロファイル解析との組合せにより、軟組織の外側からの骨部位の特定、骨部位からのX線回折パターンの取得を可能とし、in vivo非破壊低侵襲型骨質解析法が確立された。現状、反射型光学系を用い、摘出後(ex vivo)の加工骨に対して行われる骨中生体アパタイト結晶配向性の解析法の低侵襲化を図るため、骨摘出をともなわない、透過法によるin vivo(生体内)計測法の確立を目指す。その前半としての平成21年度は、ex vivo透過法による配向性解析法の確立を目的とした。ex vivo透過法の確立のために実施した項目は、(1)骨の線吸収係数(μ)解析と骨サイズ計測に基づく、動物種・骨部位に依存した最適X線源の選択、(2)最適X線を用いた正常・疾患・再生骨での配向性評価と、力学機能との相関解析に基づく、本新規手法の妥当性の検討、である。X線源としてMo-Kα線を用い、骨の厚さを変化させつつ骨の線吸収係数を解析し、これに基づきCu-Kα、Ag-Kαに対する線吸収係数を算出し、厚さの異なる種々の骨に対して最適なX線源を選択した。一例として、ラット頭蓋骨ではMo-Kα線、ラビット頭蓋骨ではMo-もしくはAg-Kα線が適切であると判断した。最適化されたX線源を用い、正常ラット頭蓋骨ならびにラビット尺骨再生部における生体アパタイト配向性を解析し、以下の新規な知見を得た。(1)ラット頭蓋骨は骨面に沿った二次元的な配向性分布を示し、配向性分布は週齢、部位に強く依存する。(2)骨成長方向や速度といった骨成長挙動が配向性形成の重要な支配因子である。(3)ラビット尺骨の再生過程にて骨密度、配向性は独立に変化し、それにともない力学機能が変化した。(4)再生骨の力学機能、特にヤング率や靭性といった材質特性に対する寄与は、骨密度よりも配向性が有意に高かった。以上より、平成21年度の研究にて、X線源の最適化を終え、さらには透過法を用いた本解析手法の有効性を示した。平成22年度は、本手法をin vivo解析に拡張する。なお、未発表データを含むため、一部、具体的な記述は差し控えた。骨中生体アパタイト結晶配向性は、骨力学機能を骨密度より強く支配する重要な骨質指標であり、X線回折法を用いて解析される。現状その解析は、反射型光学系を用い、摘出後(ex vivo)の加工骨に対して行われている。本指標の臨床適用のためには低侵襲化が不可欠であることから、本研究では骨摘出・骨加工をともなわない、透過法によるin vivo(生体内)計測法の確立を目的としている。昨年度はexvivo・透過法による解析法の確立に成功した。本年度はそれをin vivoにまで拡張する。ex vivoとは異なり、in vivoでは骨の周囲に軟組織が存在するため、軟組織によるX線の吸収の見積もりや軟組織外部からの骨部位への正確なX線照射が必要である。Mo-Kα線を用いた場合の軟組織(筋肉を主とする)の線吸収係数は、骨の数値の1/10以下であり、軟組織によるX線の吸収は極めて小さいことが示された。つまり、骨部位で発生した回折X線が周囲の軟組織で吸収されてしまう割合は非常に小さく、in vivoでの骨質解析の可能性が示唆された。さらに、骨と軟組織との間での線吸収係数の大きな差異は、X線吸収法を用いた、X線回折装置内での骨の可視化を可能とする。実際、マウス脛骨を用いin vivoにて長管骨横断方向に取得したX線吸収プロファイルから、長管骨の特徴的な管状形状由来の吸収ピークが検出可能であり、ピーク部位にて骨のX線回折パターンを取得可能であった。これらの知見より、本研究の目的である「in vivo非破壊低侵襲型骨質解析法の確立」が達成された。
3軸ステージ・２自由度液面動的制御実験支援システムの開発

まず、PID制御とXーZ型振り子制御システムを連結・一体化した「2自由度振り子制御体系的制御実験支援システムの開発」を設計・製作し、その実験を通して立位制御や振り上げ制御結果の妥当性を確認する予定であったが、全体としてXーZ型振り子制御システムの設計手順の検討どまりに終わった。以前作成したPID型教育用制御実験支援ツールや2次元振子制御器(XーY型の平面における制御)をもとにXーZ型振り子制御システムのPID制御の段取りと実際の公開講座用等に用いる小型XーZ制御器の製作については決めて製作等実験は次年度へ持ち越した。制御方式やモータの駆動回路に関してのノーハウは共同研究者での課題となった。このXーZ型振り子制御システムに装着するための振り子の代わりに昨年度製作した慣性ロータ型倒立振子について電気学会東北支部等の国内学会において発表を行った。また、海外での出前授業や公開講座の可能性の検討を行うためKMITにおいてその打ち合わせも行った。なお、XーZ軸振子装着および液面装着における実機製作の設計および製作は共同研究者である上町が担当する。さらに、PID制御方式や他の非線形制御方式のソフトウェア化ならびに制御結果の妥当性のチェックをしてもらう。制御則の理論的構築や設計等はこれまでの研究蓄積によって展開していく。液面制御などの非線形性や曖昧な部分に関してはそれを不確かな制御システムとみなして新たな非線形制御則の適用も試みる。XーZ型振り子制御システム実現への検討に時間がかかり、代替えでXーY型慣性ロータ型振子制御システムの振上げ制御器を搭載する実機用のモータ注文の経費検討や特注先での見積もりが遅れたこともあり、製作までに至っていないことが主な理由である。ただし、概要でも記した通り、製作設計についての段取りはほぼ決定していて本年度に3次元も想定した実験器を製作することになった。これは箱型のXーYーZ型振り子制御システム枠をあらかじめ製作し、そこにXーZ型を載せて平面上を動かすという着想によるものである。当初提案した構造ではきちんと動かないことが判明し、どのようにその点をクリアーするかに時間をとられたことも遅れの一因となった。全体の構造や構成が決まらないと部分は動いても全体のシステムの挙動が損なわれることを防ぐためにやむを得ない検討となってしまった。全体の3次元制御システムの構成等は目鼻がついたので、まずXーZ型り子制御システムについてすでにあるXーY型振り子制御システムを縦置きにして使うことで様々な制御方式が検討できることとすでにモータ・エンコーダ等は装着されたボールねじ式2軸制御システムなので、その動かすための実験とPID制御や非線形制御実験も可能である。また、一方で、XーZ型振り子制御システムの子機の製作を共同研究者中心で行うこととなった。これは出前授業のために持ち運びや輸送等を前提としたものである。異動の関係で3者が別々の高専ななってしまったので一層コミュニケーションを取り合い必要に応じて打ち合わせと進捗状況の確認を行う予定である。また、製作完了時には国内外の学会発表も実施予定である。

全体の3次元制御システムの構成等は目鼻がついたので、まずXーZ型り子制御システムについてすでにあるXーY型振り子制御システムを縦置きにして使うことで様々な制御方式が検討できることとすでにモータ・エンコーダ等は装着されたボールねじ式2軸制御システムなので、その動かすための実験とPID制御や非線形制御実験も可能である。また、一方で、XーZ型振り子制御システムの子機の製作を共同研究者中心で行うこととなった。これは出前授業のために持ち運びや輸送等を前提としたものである。異動の関係で3者が別々の高専ななってしまったので一層コミュニケーションを取り合い必要に応じて打ち合わせと進捗状況の確認を行う予定である。また、製作完了時には国内外の学会発表も実施予定である。XーZ型も含むXーYーZ型3次元振り子システム製作用の3次元箱型の枠とモータ選定に時間がかかり、その購入予定が3か月ほど遅れたため、再検討して中途なXーZ型を購入するよりは残予算を繰り越してまとまった金額でモータ等を購入した方が購入しやすいし変更も聞きやすいとの判断で次年度へ一部科研費の繰越となった。具体的にはXーZ型制御用小型版に装着するエンコーダ付きモータや3次元制御用フレーム等を4月早々に関係業者に見積もりを依頼し注文・購入する予定である。
階層型粗粒度並列処理におけるデータ転送最小化に関する研究

本年度は、平成10年度に開発した階層型粗粒度並列処理のためのデータ転送最小化(データローカライゼーション)手法を拡張し、データ転送時間のさらなる軽減を行なった。階層型粗粒度並列処理では、粗粒度タスクを実行時にプロセッサに割り当て並列処理する方法であるため、粗粒度タスク間で共有されるデータは集中共有メモリに配置するのが一般的であった。それに対して、本研究では、粗粒度タスク(ループだけでなくサブルーチンも含む)間におけるデータ転送をプロセッサ上のローカルメモリ経由で行ない、データ転送を最小化する方法を提案した。具体的には、データ転送量の多いループとサブルーチン間でデータローカライゼーションを実現する場合、以下の手順で並列処理用マシンコードを生成する。1.ループとサブルーチン間で整合分割を行い、データと処理を分割する。2.分割された部分ループと部分サブルーチンを同一プロセッサに割り当てるためのパーシャルスタティックタスク割当てを用いたダイナミックスケジューリングルーチンを生成する。3.分割された部分ループと部分サブルーチン間においてローカルメモリを介したデータ授受を行うためのデータ転送コードを生成する。また、本研究では、提案手法を用いた自動並列化コンパイラを作成してマルチプロセッサシステム上で性能評価を行い、その有効性を確認した。なお、本研究に関連した研究成果は、情報処理学会の論文誌、Journal of Parallel Computing、国際会議等で発表されている。本年度は、マルチプロセッサシステム上での階層型粗粒度並列処理におけるデータ転送最小化(データローカライゼーション)手法について研究を行った。階層型粗粒度並列処理では、自動並列化コンパイラがプログラム中の粗粒度タスク(ループやサブルーチン)間の並列性を自動抽出し、それらの粗粒度タスクを実行時に動的にプロセッサに割り当てる方式をとる。このため従来は、粗粒度タスク間のデータ転送が集中共有メモリ経由で行われており、粗粒度タスク間データ転送のオーバヘッドが大きくなるという問題点があった。この問題点を解決するために、本年度は、各階層の粗粒度タスク間でのデータ転送を、集中共有メモリ経由ではなく、プロセッサ上のローカルメモリ経由で行う方法を提案した。具体的には、各階層において粗粒度並列性が十分に得られ、かつ、粗粒度タスク間でローカルメモリを介したデータ転送が行えるように、粗粒度タスク(ループ)及び配列データを分割する階層型ループ整合分割法を提案した。また、各階層の粗粒度タスク間で多量のデータ転送を必要とする粗粒度タスク集合を実行時に同一のプロセッサに割り当てる方法として、パーシャルスタティックタスク割当てを用いた階層型ダイナミックスケジューリング法を開発した。また、本研究では、上述の提案手法を用いたシステムソフトウェア(自動並列化コンパイラ)を開発し、マルチプロセッサシステム上で性能評価を行った結果、提案手法の有効性が確かめられた。
メタロチオネイン-3を基軸とした筋萎縮性側索硬化症の新規治療薬開発

本研究員は、昨年度、筋萎縮性側索硬化症(ALS)モデルマウスを用いた遺伝子治療研究において、メタロチオネイン-3(MT-3)がALS発症時からの治療に効果を有することを示した。本年度MT-3をターゲットとしたALS治療法確立のため、MT-3発現誘導メカニズムを明らかにする目的で本研究に取り組んだ。MT-3転写機構は、未だ十分に解明されていない。既報告において、脂肪細胞においてMT-3の誘導が報告されており、前駆脂肪細胞の一つである初代マウス胎児線維芽細胞(MEF)を用い、MT-3転写機構の検討を行った。MEFを用いた検討において、デキサメタゾンによりMT-3のmRNAおよびタンパク質発現量が増加すること、継代数の増加に伴い刺激反応性が低下することを見出した。インスリン、IBMX、インドメタシン刺激では発現が低下した。MT-3は、これまで低酸素負荷条件下の脂肪細胞、HADC inhibitorを添加した癌細胞へのCd等の重金属添加においてのみ、mRNA発現上昇が報告されている。また、MT-3遺伝子の上流にはMREやGREが報告されてきた。これらから、MT-3の上流のシスエレメントが細胞分化・老化によりエピジェネティックな修飾を受けることで、MT-3転写が恒常的に抑制されている可能性が示唆された。今後、これら検討に基づくMT-3発現誘導剤の開発により、誘導が困難であった中枢神経領域におけるMT-3の発現、それによるALSを始めとする神経変性疾患の治療研究が進展すると考える。昨年までにMT-3のALSマウスに対する有効性を報告することができた。さらにMT-3の誘導にグルココルチコイドが有効であることを明らかにした。これらは、直接にMT-3がALSの治療薬候補であること、MT-3誘導の既存薬による治療および開発が可能であることを示しており、これらより研究は順調に進展していると考えた。今後の検討は、グルココルチコイドによるMT-3転写活性化の詳細なメカニズムの検討、高効率なMT-3誘導グルココルチコイド誘導体のスクリーニング、さらにそれらによるALSモデルマウスを用いたMT3誘導性および治療効果の検討が必要であると考えている。私は、これまでに運動による脊髄メタロチオネイン-3(MT-3)上昇が筋萎縮性側索硬化症(ALS)の病態改善と関係していることを示した。ALSは、運動ニューロンが特異的に変性し、進行性に全身の筋萎縮をきたす疾患であり、その病態に脊髄中MT-3発現が関与していることが示唆されてきた。MT-3は強力なヒドロキシラジカル除去能を有する抗酸化物質で、神経細胞の保護・維持に重要と考えられている。本年度は、MT-3のALS治療効果を明らかにするために、MT-3発現アデノウイルスを用いてALSモデルマウスに対する治療効果を検討した。MT-3発現アデノウイルスを末梢神経より逆行性に輸送し脊髄前角運動神経細胞に発現させた結果、ALSモデルマウスの寿命および罹患期間を有意に延長した。さらに、MT-3は、病態の進行による腰部脊髄前角運動神経細胞数の減少を抑制した。また、対照群(LacZ発現アデノウイルス)と比較したところ、MT-3によりウイルスによる下肢筋線維の萎縮が抑制された。また、MT-3の構造を基にin silicoにて検討した低分子化合物を用い、神経芽細胞に対するグルタミン酸毒性への保護効果を有する化合物のスクリーニングを行ったが、現在までに十分な保護効果を示す化合物の取得には至っていない。これらの結果から、MT-3が実際にALSモデルマウスに対して、治療効果を有すること、神経保護効果を有すること、加えて筋線維の萎縮に対して保護効果を有する可能性が明らかになった。このように、本年度は、当初の計画通りの成果を上げることができた。

これらは、直接にMT-3がALSの治療薬候補であること、MT-3誘導の既存薬による治療および開発が可能であることを示しており、これらより研究は順調に進展していると考えた。今後の検討は、グルココルチコイドによるMT-3転写活性化の詳細なメカニズムの検討、高効率なMT-3誘導グルココルチコイド誘導体のスクリーニング、さらにそれらによるALSモデルマウスを用いたMT3誘導性および治療効果の検討が必要であると考えている。
シロイヌナズナにおけるバイオケミカルパニングとメタボロミクス

フラボノイドはもっとも広く知られる有用天然物の一つである。フラボノイド生合成研究分野においては、各反応を触媒する酵素の遺伝子が単離されており、それらの機能や発現様式についての解析が進められている。しかし、フラボノイドの蓄積に直接関わる遺伝因子の解明は極めて不十分である。本研究では、ポストゲノム科学におけるモデル植物の一つであるシロイヌナズナのゲノム内に、近傍遺伝子を過剰発現させるエンハンサーを有するT-DNAをランダムに挿入したアクティベーションタグラインを用いて、代謝物プロファイルに基づくフラボノイド蓄積量の変化した変異株のスクリーニングを行った。これにより得られた変異株の解析から、フラボノイド生合成系の制御に関する因子などの情報を得ることができると考えられる。7000以上のシロイヌナズナアクティベーションタグラインについて、フラボノイドを測定対象として確立したハイスループットHPLC分析系を用いて、フラボノイド蓄積量の変化した変異株のスクリーニングを行った。その結果、ケンフェロール配糖体低蓄積優性変異株(No.4942)およびアントシアニン誘導体高蓄積優性変異株(SY875)を得た。さらに、シロイヌナズナの野生型株及びNo.4942株のロゼット葉および根を採取し、LC/PDA/MSを用いて詳細な代謝物分析を行った。その結果変異株では、ケンフェロール配糖体およびケェルセチン配糖体の著しい蓄積量減少が観察された。現在、挿入部位を特定し原因遺伝子の同定を行っている。さらにこの変異体について、DNAチップを用いたトランスクリプトーム解析を行う。メタボロミクスとトランスクリプトミクスの統合により、シロイヌナズナにおけるフラボノイド産生及び蓄積に関与する網羅的な遺伝子機能解明が可能であると考えられる。シロイヌナズナ全ゲノム配列の解読が終了し、遺伝子発現やタンパク質蓄積の網羅的解析によるシステムズ生物学が盛んになってきている。発現プロファイルやタンパク質プロファイルの変化は代謝物蓄積パターンのより複雑な変化をもたらしており、その理解は生命現象のメカニズムを解き明かす重要な手がかりとなり得る。近年GC-MSなどを用いた代謝物のハイスループットな網羅的解析が行われるようになり、メタボロミクス研究がなされるようになった。本研究では、超高分解能を持つフーリエ変換イオンサイクロトロン(FT)-MSを用いたnon-targetedな網羅的代謝物プロファイリングを目指すと同時に、発現プロファイルとの統合により新たな知見を得ることを目的としている。硫黄欠乏および窒素欠乏条件下で約3週間水耕栽培した外見上は正常なシロイヌナズナのロゼット葉および根を植物材料に用いて、DNAマクロアレイにより約9,000遺伝子の発現プロファイルを調べた。遺伝子発現はグローバルには硫黄欠乏と窒素欠乏とで同様のプロファイルを示すことが判った。また葉と根では異なる遺伝子群が栄養欠乏に応答していた。さらに、統計学的解析とクラスター解析により、硫黄欠乏および窒素欠乏で特異的に発現の変化する遺伝子を同定した。同時にこれらについて代謝物の網羅的解析を行った。超高分解能を持つフーリエ変換イオンサイクロトロン(FT)-MSにより1,0001,500のマスピークを検出した。得られた精密m/zの値から化合物を同定するプログラムを開発し、KEGGなどのデータベースを用いて化合物の同定・推定を進めている。代謝物の蓄積を直接制御する未知遺伝子の解明と代謝-遺伝子発現のネットワーク解明を目的として、シロイヌナズナのアクティベーションタグラインから代謝物過剰蓄積変異体の単離をおこなった。このために、(1)各種HPLC,キャピラリー電気泳動などにより、直接、代謝物蓄積量を測定する方法、(2)代謝物の過剰蓄積により各種生育阻害物質に対する耐性が得られることを利用した方法、によるスクリーニングをおこなった。アクティベーションタグラインにはカリフラワーモザイクウイルスの35Sプロモーター由来のエンハンサー配列を4つ有するT-DNAがランダムに挿入されている。これらの変異体ラインでは代謝経路の酵素遺伝子又はその制御機構、すなわち生合成信号伝達や転写制御などに関わる遺伝子が活性化されていることが予想される。植物の生育に障害を起こす生育阻害物質が複数知られており、特定代謝物め蓄積増加によりそれぞれの阻害物質に対する耐性が向上することが報告されている。そこで、生育阻害物質として、カドミウム、エチオニン、セレン酸、マシノース、4-メチルトリプトファン、セレノシスチシ、メチオニンスルホキシイミンを用いてスクリーニングを行った。1次スクリーニングでは、約30008000ラインのシロイヌナズナアクティベーションタグライン(T2世代)をそれぞれの阻害物質を含む培地に播種し、耐性を得ていると判断される個体を選抜した。得られた候補株のT3種子を用いて2次スクリーニングを行った結果、マンノース耐性を示すラインが複数得られた。このうちの1ラインでは機能未知のABCトランスポーター遺伝子が高発現しており、植物体内のグルコースとマンノース濃度比の変化が認められた。

これにより得られた変異株の解析から、フラボノイド生合成系の制御に関する因子などの情報を得ることができると考えられる。7000以上のシロイヌナズナアクティベーションタグラインについて、フラボノイドを測定対象として確立したハイスループットHPLC分析系を用いて、フラボノイド蓄積量の変化した変異株のスクリーニングを行った。その結果、ケンフェロール配糖体低蓄積優性変異株(No.4942)およびアントシアニン誘導体高蓄積優性変異株(SY875)を得た。さらに、シロイヌナズナの野生型株及びNo.4942株のロゼット葉および根を採取し、LC/PDA/MSを用いて詳細な代謝物分析を行った。その結果変異株では、ケンフェロール配糖体およびケェルセチン配糖体の著しい蓄積量減少が観察された。現在、挿入部位を特定し原因遺伝子の同定を行っている。さらにこの変異体について、DNAチップを用いたトランスクリプトーム解析を行う。メタボロミクスとトランスクリプトミクスの統合により、シロイヌナズナにおけるフラボノイド産生及び蓄積に関与する網羅的な遺伝子機能解明が可能であると考えられる。
光ピンセットを用いた水面上単分子膜における分子配向制御に関する研究

光ピンセットとブリュースター角顕微鏡の複合システムを構築した。このシステムは膜のテクスチャー構造がその構成分子の配向状態を解析するのに十分なコントラストで得られる感度を有することが確認された。固相状態で観察されたトポロジカル強度s=1の整数次ディスクリネーションテクスチャーのブリュースター角顕微鏡像の解析から、本研究で用いた10、12-ペンタコサジイン酸単分子膜は固相状態であるにもかかわらず、水面法線方向に対して大きく傾いた状態で配向する、非常に特徴的な膜であることが分かった。上記整数次ディスクリネーションテクスチャーに対して光ピンセットによる局所加熱を行った結果、ピンセットの赤外レーザー強度がある閾値を超えるとs=1ディスクリネーションが2つのs=1/2半整数次ディスクリネーションに分裂することが明瞭に観察された。この実験結果は、気相、液体膨張相、液体凝縮相のみならず、固相状態に至るまで、光ピンセットが水面上単分子膜に対する、マイクロマニピュレーションやレオロジカルパラメータを評価するための非常に強力な手法となることを実証するものである。観察されたディスクリネーション分裂現象の像解析からこのディスクリネーション分裂はエネルギー的には膜を構成する分子の配向弾性エネルギーとドメインウォール間の線張力の競合関係により理解されることが示された。また、ディスクリネーション分裂のダイナミクスは上記の2つの因子に加えて、膜構成分子の再配向に伴う散逸力を含めた散逸方程式を考察することにより、その時間発展が説明されることを示した。以上のことから、水面上単分子膜のウォール構造を有するドメインテクスチャーの場合、光ピンセットでの局所加熱は膜構成分子の配向角に依存した線張力を変化させることを通して膜構成分子の再配向を駆動させることが可能となることが明らかになった。研究の第一段階として設備備品費にて購入したレーザや対物レンズ等の光学部品、及びCCDカメラを用いて光ピンセット-ブリュースター角顕微鏡システムの構築を行った。ブリュースター角顕微鏡が正常に作動することを確認するためにオクタデカノール水面上単分子膜をラングミュアトラフに展開し、単分子膜の観察を行った。その結果,液体凝縮相において面内配向の異なる多くのドメインが十分なコントラストで観察されることを確認した。このことにより,ブリュースター角顕微鏡は正常にセットアップされたものとみなした。この後,顕微鏡の視野内で光ピンセットを作動させるために赤外レーザの焦点調整を行った。この結果,顕微鏡の視野内に存在する液体凝縮相のドメインへのレーザ照射に対してドメインがインパルス的に融解することが確認された。以上のプロセスを通して水面上単分子膜を観察しながら膜に対して局所加熱及び局所ストレスを加えるための光ピンセット-ブリュースター角顕微鏡システムが正常に構築されたことを確認した。研究の第二段階としてポリジアセチレン水面上単分子膜のブリュースター角顕微鏡観察ならびに光ピンセットによる局所ストレス印加実験を行った。その結果,次数1の点状欠陥を中心に有する特徴的なテクスチャーが観察されるとともに、ストレス印加時にその欠陥が2つの半整数欠陥に分裂することを観察することに成功した。この欠陥分裂に伴うテクスチャー変化は水面上単分子膜内の配向弾性エネルギーと2つの半整数欠陥をつなぐπ-ウォールの線張力の競合現象として説明可能であると考えられる。すなわち,観察しているテクスチャーに対するレーザ加熱は膜内に異方的なストレスを誘起し、膜構成分子が面内に配向させられる。その結果、π-ウォールの線張力が十分に減少するため、点状欠陥の分裂が可能になるものと考えられる。研究の最終年度である平成16年度は、まずはじめに前年度に得られた実験結果の再現性に関する検討を行った。

その結果、昨年度の研究で観察された水面上単分子膜における点状ディスクリネーションが良好なコントラストでブリュースター角顕微鏡で観察されることを確認するとともにその点状欠陥に対して赤外レーザーによる局所加熱を行った場合、その点状欠陥が2つの半整数次(s=1/2)欠陥に分裂することが確認された。これらの結果は、赤外レーザーを用いた局所加熱が水面上単分子膜の配向秩序を制御する上で非常に有効な手法を提供するものであることを示すものである。上記の結果は、水面上単分子膜を構成する分子の配向弾性エネルギーと2つの半整数次ディスクリネーション間のπウォールの線張力間の競合関係として理論的に記述されることを示している。また、この水面上単分子膜に対する局所加熱実験を進める過程において、上記の2つの半整数次欠陥がつながった形態で観察されるストリング欠陥の観察に成功した。このストリング欠陥は静的に、また、レーザー局所加熱の過程で成長、消滅する形で動的に観察された。このような複合欠陥は液晶の自己保持膜や脂質2重層膜においてはまれに観察されることが報告されているが、水面上単分子膜ではこれまでに観察例が報告されていない。この結果は、水面上単分子膜に対する赤外レーザーによる局所加熱が膜構成分子の再配向に非常に有効であるのみならず、新規なトポロジカルな欠陥を探索する上でも強力な手法となりえることを実証している。この動的ストリングの成長過程はストリングの線張力、周囲の膜構成分子の配向弾性エネルギー、ならびにディスクリネーションの移動に伴う周囲の配向場の散逸エネルギー間のバランスとして記述することが可能であった。
抗腫瘍性を有する長鎖アルキル置換フェナジン系抗性物質の合成研究

前年度に我々が開発したフェナジノールの活性化アルキル化剤による直接アルキル化法は複雑な置換基を持つN-アルキルフェナジノン類の最初の合成法となったが、アルキル鎖が長くなると脱離が起きて反応収率の極端な低下を招いた。例えばラバンデュシアニン3ではわずか8%位であった。本年度我々は種々検討した結果超高圧反応法を用いると収率が大巾に改善されることを見い出した。例えば1の場合旧法(トリフラート法,TpOAg-RBr法)では高々17%だったものが高圧法では50%までに上昇した。又2の場合は旧法では全く得られなかったのにたいし、高圧法では30%収率で得られた。さらに条件検討を行っており、まだまだ収率の向上が期待出来、本骨格合成法として確立出来そうである。高圧法を用いたところラバンデュシアニン3も現時点で29%収率で得られた。フェナジノマイシン4の合成に関しては光学活性側鎖(○で囲んだ部分)の調製が完成し供給が可能になったので(少量では4が得られることを確認したが)現在大量化を進めて居る。近々高圧反応も大量で行ない、1、2、3、4をはじめ類縁化合物を得て活性試験に供する予定である。
タンホイザー伝説と近・現代ドイツ文学

欧米近代は合理主義と科学技術の時代と考えられがちであるが、中世伝説が時代遅れな過去の遺物として打ち捨てられていたわけではない。多くの芸術家が中世の英雄伝説や聖人伝説を素材として活用している。しかもそれは、通説となっているような、後ろ向きの復古主義的な目的でもなければ、偏狭な国粋主義的目的のためばかりではない。そこには、宗教や共同体からエロス的な「近代の愛」へという、換骨奪胎ともいうべき、変質には違いないがまた継続性も見られる関係が存在することを、中世に成立したタンホイザー伝説をめぐって具体的に明かにした。伝説が、それを生み出した文化にとってきわめて重要なものであることは当然であるが、近代欧米を代表する芸術家リヒャルト・ヴァーグナーの作品も多く伝説に基づいているのは周知の事実である。しかし一方、精神分析やアドルノらの批判的批評を受け継ぎ、ヴァーグナーの芸術は伝説を批判的に分析し解体しようとするものだとする解釈が、現代ではどちらかと言うと主流となっている。そういう中で、両者の統合、すなわち、伝説の単なる継承でもなければ解体でもなく、近代において伝説の何が解体され、何が受け継がれ、そして何が付け加えられたのかという変容を明らかにすることが本研究の目的である。タンホイザー伝説における<愛の有り様>を考察するにあたり、ヴァーグナーがその『タンホイザーとヴァルトブルクの歌合戦』において取り上げているエリーザベト伝説はきわめて重要である。タンホイザーの救済の鍵を握るのが聖女エリーザベトだからである。このエリーザベト伝説は13世紀にカトリックの聖人伝説として成立した後、19世紀には「再発見」され、多くの絵画の素材となり、また先のヴァーグナーのみならず、リストもそのオラトリオの主題としている。2007年度はその伝説の主人公であるテューリンゲン辺境伯夫人エリーザベトのちょうど生誕800年祭であり、関係書物が出版されるとともに、伝説の当地ヴァルトブルク城を始めとしていくつかの催しが行われた。去年度はその催しを視察するとともにヴァーグナーらの最新の上演もいくつか参照しつつ、エリーザベトに関する新しい成果による文献を資料として、エリーザベト伝説と19世紀のヴァーグナーとリストの芸術の関係を考察した。現在は、「演出家支配の時代」と言われ、いわゆる斬新な演出で時代性や歴史および宗教などという現代とは一見無関係な原作の要素を大胆に切り捨てるオペラ解釈が全盛といって過言ではないが、今日古典となっている近代芸術家たちにおいて、やはり広義の宗教性がその本質に存在することを、カトリックの聖人伝説との関係を詳細に論じ検証することで示し、近代芸術解釈に一石を投じた。19世紀デンマークのメルヒェン作家アンデルセンは、南の隣国ドイツとの関係がことに深く(たとえば「自伝」のように、祖国ではなくまずドイツで出版されたものもある)、ドイツのロマン派の作家たちや王侯たちとも親しく交際していた。そういう中で、タンホイザー伝説の舞台となっているテユーリンゲン地方の支配者であり、あのゲーテの招聘者カール・アウグストの孫でもあったワイマール大公との関係はとりわけ深いもので、「ひとりものじいさんのナイトキャップ」は、その関係がなければ生まれなかった作品である。しかも、そこでは大公との個人的関係と同時に、タンホイザー伝説とエリーザベト伝説というドイツの伝説もきわめて大きな役割を演じている。さらに、そこにはトリスタン伝説も含まれており、明らかに同時代のドイツの音楽家ワーグナーを、アンデルセンが意識していたことが分かる。そういうわけで、近年その同性愛の問題などが注目されてはいるが、詳しく論じられことのほとんどないメルヒェン「ひとりものじいさんのナイトキャップ」を取り上げ、アンデルセンのタンホイザー伝説受容の特質を、ワーグナーと比較しつつ、近代芸術と伝説との関係のひとつの典型として、すなわち、共同体の集合的体験である普遍的遺産を、個人的な自伝に組み入れようとする試みとして分析した。近代文学における中世伝説重要性、特にヴァーグナーにおける重要性については、伝説を批判的に分析し解体しようとするものだとする否定的な解釈の方が、現代ではどちらかと言うと主流となってきている。このような傾向には、伝説がゲルマン精神への回帰をスローガンとするナチズムた利用きれた、という過去への反省が何といっても大きな原因であるし、精神分析やアドルノらの批判理論の現代における広がりも大いに関与している。しかし、本研究において私は、たとえ批判的に扱われていようとも、近・現代文学における中世伝説が欠くことのできない意味をもっていることを示したいと考えている。21年度の研究においては、ヴァーグナーのみならず近・現代を文字通り代表する大作『ニーベルングの指環』を取りあげ、過去のマルクスらの批評も踏まえつつ、シェローからいわゆる「東京リング」にいたるさまざまの現代演出の映像資料や実演による分析に基づいて、ゲルマン神話や中世伝説とこの近代の大作の関係を明らかにしようとした。

その結果を要約するなら、なるほどかつての英雄伝説が「愛」をテーマとする作品に変えられているという意味で、いわば換骨奪胎されてはいるが、そこでテーマとされた「愛」は、因習や宗教から解放され、自由と光輝に満ちた肯定的なものであると同時に、混乱と悲惨をもたらしがちな恐ろしくもあればないものとして描かれており、その「近代の愛」に対する批判的精神の根源には、やはり素材となっだ伝説の存在があると言わねばならない。19世紀にスイスのチューリヒを拠点に活動したゴットフリート・ケラーは、近代リアリズムを代表する作家の一人であるが、伝統的な聖人伝説を典拠とした小説も書いている。コーゼガルテンの『伝説集』に基づく『七つの伝説』である。なるほどこの小説は、聖人伝説に基づきながらも、その彼岸志向と官能的喜びの蔑視を「正反対の方向」に、すなわち現世賛歌と地上の肉体的喜びを謳歌する、いわば換骨奪胎した近代的作品であるという評価が一般的である。しかし私は、典拠となっていながら、実際には詳しい比較検討が行われることのあまりなかったコーゼガルテンの『伝説集』をケラーの小説と綿密に比較して考察することによって、後者が伝統的な聖人伝説の要素、たとえば「天国と地獄」、「奇跡」と「悪魔」などを受け継ぎ、保持している側面も持つことを明らかにした。つまり、ケラーの近代リアリズムは、単調で陰鬱な中世伝説の世界から、多彩で生き生きした世界を切り開いたが、しかし、その現世志向と理性の崇拝は、「奇跡」や「悪魔」を迷信として安易に排除するものではなく、「二重の反語」によってそれらを批判的に取り入れるものだったのである。なお、今年度は本研究「タンホイザー伝説と近・現代ドイツ文学」の最終年にあたり、上述したケラーに関する考察を加えて、研究の集大成として『ワーグナーと恋する聖女たち』(以下の研究成果参照)をまとめ上げた。ワーグナーを始めとする近代芸術家たちにとって、中世伝説とその世界が、理性による分析にもかかわらず、なお汲めども尽きぬ想像力の源泉であったことを具体的に示すことができたと自負している。
視神経脊髄炎（NMO）の新規酢酸PETの利用と層別化解析による個別化医療の確立

多発性硬化症(MS)と視神経脊髄炎(NMOSD)は、治療法が異なるため両疾患の鑑別診断が重要である。我々は酢酸をトレーサーとし、positron emission tomography (PET)にてMSおよびNMO患者におけるアストロサイトの機能障害を生体内にて画像化する臨床研究を遂行してきた。3年間で健常者10名、MS患者11名、NMOSD患者12名の検査を遂行し、MS脳ではアストロサイト代謝が亢進しており、NMOSD脳では逆に低下していることを明らかにした。今後多発性硬化症と視神経脊髄炎を鑑別できる画像バイオマーカーとしての確立が期待される。多発性硬化症(MS)は中枢神経系(CNS)にオリゴデンドロサイト障害である脱髄をきたす疾患である。一方、MSとの異同が議論されていた視神経脊髄炎(neuromyelitis optica spectrum disorder, NMOSD)はアストロサイトが一次的に障害される疾患であることが明らかとなった。MSとNMOSDは臨床像は類似しているが治療方針が異なるため鑑別診断が極めて重要である。しかし、特に抗AQP4抗体陰性例などの非典型的NMOSDでは従来のMRI画像のみでは、しばしば診断・治療選択に難渋する。中枢神経系でアストロサイト特異的に代謝される酢酸を利用し、11C-酢酸PETの臨床研究を行いMS脳ではアストロサイトの代謝活性が亢進していることを画像的に初めて明らかにしていた。これまでのMRIおよびEDSSの評価に加えてRepeatable Battery of Neuropsychological Test(BRBN)を用いた高次脳機能評価を行い、11C-酢酸-PETについてもkineticなparameterも評価する新たなプロトコールで撮影・解析を行ってきた。2016年3月末時点で健常者5名、多発性硬化症患者2名、NMOSD患者1名の登録および検査を遂行できた。2017年3月末時点で健常者10名、多発性硬化症患者11名、NMOSD患者6名の登録および検査を遂行できた。先行研究と同様多発性硬化症ではアストロサイト代謝の亢進が観察された。また特筆すべきこととして、NMOSDの半数でアストロサイト代謝の低下が認められた。MSとNMOの病態を反映した興味深い結果と考えられる。多発性硬化症(MS)は中枢神経系(CNS)にオリゴデンドロサイト障害である脱髄を来す疾患である。一方視神経脊髄炎(NMOSD)は、MSの類縁疾患とされていたが、病態が異なりアストロサイトが一次的に障害される疾患である。MSとNMOSDの治療法が異なるため両疾患の鑑別診断が重要であるが、しばしば鑑別診断に苦慮する。これまで我々はCNSでアストロサイト特異的に代謝される酢酸に着目し、トレーサー(11C-酢酸)を利用し、positron emission tomography (PET)にてMSおよびNMO患者におけるアストロサイトの機能障害を生体内にて画像化する臨床研究を遂行してきた。その結果MS脳ではアストロサイトの代謝活性が亢進していることを初めて明らかにした(Takata et al. PLoS ONE 2014)。またこの研究から11C-酢酸PETの取り込みと認知機能障害に相関があることが示唆された。MSの新規疾患修飾薬(DMD)が複数使用可能となり、運動障害からみた予後は各段に改善したが、認知機能障害が患者QOLの観点から重要になってきている。以下の3つの検査、1)MS/NMOの高次脳機能評価法としてBRBN、2)頭部MRI、3)11C-酢酸PETを施行し、疾患鑑別と認知機能障害の評価に役立つ画像バイオマーカーとしての確立を目指す。中本研究助成期間の3年間で(2018年3月末時点)健常者10名、MS患者11名、NMOSD患者12名の検査を遂行した。その結果MS脳ではアストロサイト代謝の亢進が亢進しており、NMOSD脳では逆に低下していることが判明した。このことは生体内イメージとして初めてそれぞれの病態が異なることを示したものであり、また両疾患の鑑別疾患のための画像バイオマーカーとしてもその根拠を示す臨床的に極めて重要な発見である。我々は酢酸をトレーサーとし、positron emission tomography (PET)にてMSおよびNMO患者におけるアストロサイトの機能