hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
小腸上皮における脂肪酸結合蛋白ファミリーの発現と局在の研究

上皮細胞に局在し、陰窩部には存在しなかった。電顕的には反応は細胞質基質および核基質に局在し、細胞内小器官には存在しなかった。消化管以外に、卵巣および副腎にも免疫活性がみとめられた。反応は卵巣では黄体細胞、副腎では皮質束状帯上部の細胞に弱く、また皮質-髄質境界から髄質に散在する一部のステロイド性細胞に強く存在し、いずれも細胞質および核の基質に局在した。さらにI-15PのmRNAの一部に相補的なオリゴヌクレオチドを合成し、これをプローブとしてin situハイブリダイゼーション法によりI-15Pの遺伝子発現部位を検索したところ、免疫陽性細胞に強いmRNAシグナルが検出され、I-15Pの産生が確認された。これらの結果は、I-15Pが回腸上皮で胆汁酸吸収に関与する可能性、およべ一部のステロイド性内分泌細胞でホルモン代謝に関与する可能性を示唆した。2)In vitroでの研究:ラット小腸由来培養細胞であるIEC-6およびIEC-18を培養して肝型脂肪酸結合蛋白(L-FABP)遺伝子の発現をノーザンブロット法で調べたが、発現は検出されなかった。培地に長鎖脂肪酸であるオレイン酸およびアラキドン酸を加えてL-FABPの誘導の有無を調べたが、結果は陰性であった。今後小腸の初代培養を用いて同様な検索をする必要がある。小腸上皮由来の脂肪酸結合蛋白(FABP)ファミリーのうち、本年度は主に回腸に存在するラット小腸15KDa蛋白(I-15P)の発現、局在について次のような研究を行なった。1)I-15P遺伝子の発現と局在の研究:新潟大学小野輝夫教授らとの共同研究により、ラット小腸cDNAライブラリーよりI-15P遺伝子のクローニングを行い、塩基配列を決定した。この配列に相補的なオリゴヌクレオチドを合成してプローブとし、in situハイブリダイゼーション法によりラット組織切片中でのI-15PのmRNAの発現を調べたところ、回腸絨毛の吸収上皮細胞のみならず卵巣の黄体細胞および副腎皮質細胞の一部に発現が見られた。この結果は昨年度の免疫組織化学による所見を裏付けるものであり、I-15Pが回腸上皮で胆汁酸吸収に関与する可能性とともに、一部のステロイド内分泌細胞のホルモン代謝に関与する可能性が示された。2)ラット卵巣の生後発達と排卵過程におけるI-15Pおよび心臓型FABP(H-FABP)の発現:抗I-15PおよびH-FABP抗体による免疫組織化学によりラット卵巣を検索したところ、I-15Pの免疫反応は生後2週から3週にかけて卵胞膜・間質細胞の一部に陽性となった後に4週でいったん消失し、排卵開始する5週以後には黄体細胞に局在した。未成熟ラットに妊娠ウマ血清ゴナドトロピン(PMSG)およびヒト絨毛性ゴナドトロピン(HCG)を投与して排卵を誘導すると、顆粒膜細胞の黄体化にともなって次第に強くI-15Pが発現した。一方、H-FABPの反応は生後3日から2週にかけて顆粒膜細胞に陽性で、2週以降成獣にいたるまで常に卵胞膜・間質細胞に局在した。この結果は、2種のFABPがラット卵巣の異なる細胞種に発現し、それぞれのステロイド産生に関与することを示唆した。
群作用下の周期点・軌道の分布と無限次元群の跡公式の研究

本研究は、「群作用下の周期点・軌道の分布と無限次元群の跡公式の研究」を課題として掲げ、空間上に群作用が与えられたときに、その作用が持つ周期性の情報(たとえば周期点の個数や周期軌道の長さ)に関する数え上げや分布問題を一つの要として、無限次対称群における跡公式(の類似)やゼータ関数などが主な研究対象であった。本年度は、主に以下のような研究を行った。1一般化ゼータ正規化積の研究ゼータ正規化積の概念は、セルバーグゼータ関数のラプラシアンによる正規化行列式表示に見られるように、一般にゼータ関数の行列式表示を研究する上で重要なものである。一方、虚2次体の整数環のring sine function(正規化積で定義される)が本質的にテータ関数を与えることなどを鑑みるとき、より一般に関数の正規化積表示は、関数の零点情報のみならず、関数方程式や変数変換公式の様子が見やすい表示になっているという点で優れている。このような観点から、従来の正規化積を拡張した概念である一般化正規化積について研究した。いくつかの非自明な例を計算し、1次式のq類似の正規化積で定義される関数の標準積表示を与えた(黒川・蘇木・若山との共同研究:論文にまとめた→11を参照)。2無限次対称群のセルバーグゼータ関数の研究無限次元群におけるセルバーグゼータ関数の類似物の構築は、無限次元群の跡公式の模索とも密接に関連した興味深い問題で、本研究の中核をなす問題であった。有限群の帰納極限として定義される群のセルパーグゼータ関数を、有限群のゼータ関数の「極限」として定式化することを考え、そのために有限群の作用に付随するゼータ関数を導入し、研究した。特に、無限次対称群のゼータ関数の対数微分が、合流型超幾何関数を用いて書かれることを示した(学位論文においてまとめた)。3圏のラプラシアンとスペクトルゼータ関数の研究無限次元群を扱うときに、その群自身ではなく、それを「ある対象の上の自己同型群」として含む圏を考えるほうが自然であるというOlshanski-Neretinの「圏論的拡大の原理」に基づいて、無限次対称群のセルバーグゼータ関数を、それに附随して決まる圏を用いて定式化するという立場を取るとき、スペクトルサイドに相当するラプラシアンについて調べることは基本的な問題である。圏が全順序圏というクラスに属する場合に、(有向グラフのラプラシアンの類似として定義される)圏のラプラシアンの正定値性を示した。これは、Kurokawa-Wakayama, Isbellなどによる「圏のCauchy-Schwarz型不等式」を一般化した結果になっている。また、無限次対称群のセルバーグゼータ関数の候補の一つである、圏のラプラシアンのスペクトルゼータ関数がwell-definedであることを示し、その特殊値がBessel関数の特殊値で書けることを示した(論文にまとめた→11参照;学位論文においてまとめた)。

これは、Kurokawa-Wakayama, Isbellなどによる「圏のCauchy-Schwarz型不等式」を一般化した結果になっている。また、無限次対称群のセルバーグゼータ関数の候補の一つである、圏のラプラシアンのスペクトルゼータ関数がwell-definedであることを示し、その特殊値がBessel関数の特殊値で書けることを示した(論文にまとめた→11参照;学位論文においてまとめた)。
FMMとH行列を組み合わせた大規模連立一次方程式の反復解法

平成28年度にはFMMのH行列への拡張とH行列によるLU分解コードの開発を行った。この際、exaFMMで採用しているdual treetraversalをH行列のadmissibilityの判定に用いることでタスクベースの並列化を容易に行うことができた。平成29年度には内部カーネルのチューニングと実アプリケーションによるmultigrid法との比較を行った。Batched MAGMAを採用することにより小規模な行列をGPU上で高速に処理することができた。Multigrid法に対する優位性は行列の条件数に依存し、並列度がますとH行列が優位になることが分かった。平成28年度には、限られた偏微分方程式しか解くことのできない現在のFMMを一般的な偏微分方程式に適用できるH行列による連立一次方程式の解法へと拡張した。これは、FMMの多重極展開の部分を代数学的な低ランク近似に置き換えることで行った。この際にFMMが適用可能な問題についてはH行列をFMMに変換することでメモリの消費量を低減した。H行列はFMMにデータ構造や処理の流れが酷似しているため、ベースとなる高性能な実装であるexaFMMコードを開発している申請者のグループにおいては拡張は比較的容易に行なうことができた。また、FMMコードをベースにH行列のコードを開発することでマトリックスフリーなH行列の実装に成功した。これによりH行列の最も大きな欠点であったメモリ消費量を1/100程度に低減することができ、既存のH行列では解析が不可能な1兆自由度の境界要素法解析を実現した。平成28年度の2つ目の課題であったH行列のLU分解に関しても、HACApKコードをBlock Low-Rank形式に変換することでPLASMAなどの密行列ライブラリに実装されているBlock LU分解の原理を用いて並列処理を行うことができた。従来のPLASMAと根本的に異なる点は一つ一つのブロックが低ランク近似されている点であり、これが大きな計算量、メモリ消費量の削減につながった。当初の計画では平成29年度の課題であった、内部カーネルのチューニングも平成28年度に行うことができた。これはAbdullah国王科学技術大学(KAUST)とIntelとの共同研究によりFMMの内部カーネルのKnights Landing上でのチューニングが行われ、HiCMAプロジェクトの一環としてH行列の内部カーネルのKnights Landing上でのチューニングも行われた。その結果FMM、H行列ともにピークに近い性能を発揮できた。申請時の研究計画では、平成28年度には「限られた偏微分方程式しか解くことのできない現在のFMMを一般的な偏微分方程式に適用できるH行列による連立一次方程式の解法へと拡張する」ことと「行列ーベクトル積しか計算することのできない本H行列実装をLU分解にまで拡張すること」の2つが目標であった。これらの2つの目標は達成され、期待していた通りの性能向上を得ることができたため、平成28年度の研究の進捗状況は良好であるといえる。FMMからH行列への拡張により、従来はPoisson方程式やHelmholtz方程式などのGreen関数解を有する偏微分方程式にしか適用できなかったものを、より一般的な偏微分方程式に適用できるようになった。これはH行列の観点から見るとAdaptive CrossApproximationやrandomized SVDなどの欠点をFMMを用いた圧縮を行うことで排除できることになる。申請時の研究計画では、平成29年度の課題として設定していた「FMMやH行列の内部カーネルのチューニング」もKAUSTとIntelとの共同研究が予想以上に早く進んだことにより、平成28年度中に実現することができた。この点で本課題は当初の計画以上に進展しているといえる。残る課題としては「実アプリケーションにおけるマルチグリッド法との比較」があるが、こちらも既に実験の最終段階に入っており、KAUSTの博士課程の学生(申請者が指導)が中心となって論文を執筆中である。本課題の研究計画調書にもある通り、FMMとマルチグリッド法との直接比較は申請時の時点でできており、平成29年度に行うのはFMMとH行列のハイブリッド法とマルチグリッド法との比較である。ハイブリッド法ではFMMでは扱えないより一般的な偏微分方程式を対象とし、H行列ではメモリ不足になるような規模の計算においてマルチグリッド法と比較する。これはFMMの多重極展開の部分を代数学的な低ランク近似に置き換えることで行った。この際に用いるFMMは多重極展開には依存しないkernel independent FMMを採用し、Green関数解を持たない偏微分方程式にも適用できるように拡張した。これにより、統計学で用いられるGaussianカーネルやMaternカーネルにもFMMを適用することができるようになった。また、これらのFMMをCUDA、MPIにより実装しオープンソースライブラリExaFMMとしてウェブ上に公開した。コードのチューニングはGPU上でだけでなく、Xeon Phiなどでも内部カーネルのチューニングを行い、理論ピーク性能に近い性能を実現することができた。平成29年度には、線形代数カーネルのチューニングの専門家と協力しH行列の内部カーネルのチューニングを行った。連携研究者であるテネシー大学の山崎研究員の協力のもとで小さな密行列をまとめて高速にGPU上で処理するためのbatched MAGMAによる実装を行った。

これにより、従来のH行列のGPU実装に比べて10倍以上高速な実装を実現することができた。また、流体解析、電磁界解析、機械学習の各アプリケーションごとにパラメータのチューニングを行い、FFTWのような使いやすい標準インターフェイスを構築した。上記の3つの性質の異なるアプリケーションについてH行列とmultigrid法の比較を行う予定であったが、この点については現時点でまだ調査中である。平成28年度にはFMMのH行列への拡張とH行列によるLU分解コードの開発を行った。この際、exaFMMで採用しているdual treetraversalをH行列のadmissibilityの判定に用いることでタスクベースの並列化を容易に行うことができた。平成29年度には内部カーネルのチューニングと実アプリケーションによるmultigrid法との比較を行った。Batched MAGMAを採用することにより小規模な行列をGPU上で高速に処理することができた。Multigrid法に対する優位性は行列の条件数に依存し、並列度がますとH行列が優位になることが分かった。進捗状況の欄に述べたように本課題は当初の計画以上に進展しているため、申請時の研究計画調書で挙げた研究目標は平成29年度の前半に達成できる見込みである。そこで、平成29年度の後半では当初の研究計画には含まれていなかった「FMM、H行列ハイブリッド法のGPU上での最適化」と「H行列の機械学習への適用」を新たな追加目標として設定する。本課題では東工大のスパコンTSUBAMEの利用料を予算に計上しており、これを用いたマルチGPUによる高速化を行う環境は既に整備されている。また、平成29年の8月にはTSUBAMEが2.5から3.0にアップグレードされ、最新のPascal世代のGPUをNVLINKで相互に結合した何倍も高性能な計算機となる。この計算機環境を最大限に利用することで世界でも前例のない高性能・大規模なFMM・H行列の計算を行うことを目標とする。機械学習への応用に関しては、平成28年度の12月に採択されたJST CRESTの研究課題「社会インフラ映像処理のための高速・省資源深層学習アルゴリズム基盤」において平行して検証を行ってきており、FMMやH行列のような低ランク近似法が機械学習における密行列にも適用できることが確認できている。ただし、機械学習の密行列は辺長比が大きく、低ランク近似による圧縮率も入力データ、ネットワークの種類、層によって大きく変化することも確認されている。現在、機械学習では低精度(16bit)の浮動小数点演算を用いる試みがなされているが、肝心の密行列積はなんら近似を用いることなく行われており、多くの無駄な演算が行われている。本課題で提案する高速な低ランク近似法はこの密行列積の演算量を大幅に低減するものであり、機械学習の高速化に大いに役立つもと期待される。29年度が最終年度であるため、記入しない。
ラングミュア吸着・反応制御プロセスを駆使して製作するIV族半導体極微細デバイス

本研究では、原子層成長・エッチング法をはじめとするラングミュア吸着・反応制御プロセスを駆使して、IV族半導体極微細デバイスの製作プロセス技術を確立することを目的として、その基礎から応用まで広く研究を行った。本研究で得られた新たな成果の概要は以下のとおりである。原子制御プロセスについては、高清浄低温反応雰囲気、Xeフラッシュランプによる瞬時加熱法、ECRプラズマによる低エネルギーイオン照射法を駆使して、SiとGeの一原子層ずつの成長、Si表面のNH_3による400°Cでの原子層窒化、CH_4による500600°Cでの原子層炭化、SiおよびGe表面でのSiH_3CH_3の原子層吸着、Si及びGe表面へのPの原子層ドーピング、SiGe系の分数原子層エッチング、Si窒化膜の役割分担原子層エッチングが可能であることを明らかにした。また、WF_6とSiH_4の交互導入によりSi上へのW低温選択成長における吸着・反応過程を調べた。これら各々において、その素過程をLangmuir型表面吸着・反応を基礎に定式化可能であることを明らかにし、プロセスの高精度制御の基盤を確立した。デバイス製作プロセスについては、ソース/ドレインの自己整合型極浅接合形成法を用いた極微細MOSFET、SiGeのエピタキシャル層をチャネルに用いたMOSFET等のデバイスを試作し、それらに用いるSiGeの選択エピタキシャル成長とPやBの高濃度ドーピング、高濃度不純物ドープポリシリコンの高選択異方性エッチング、選択成長Wによるソース/ドレイン抵抗の低減等の個別プロセスを実証するとともに、これらを組み合わせた一連の極微細プロセスを確立した。本基盤研究の成果は、IV族半導体をベースにした極限微細集積回路製造技術の基礎の一つを与えるものとして極めて重要である。本研究では、原子層成長・エッチング法をはじめとするラングミュア吸着・反応の制御プロセス技術を駆使して、IV族半導体極微細デバイスの製作プロセス技術を確立し、それによりSi系デバイスの微細化限界を実験的に追求し、新しい原理に基づくSiデバイス創生の指針を得ることを目的としている。本年度は、3年計画の初年度として、原子制御プロセス装置の改造整備を進めると同時に、Si-Ge系の原子層成長、表面処理、並びに原子層エッチングを進め、また、低温ヘテロエピタキシャル成長とその極微細デバイスへの応用の研究を中心に行った。原子層成長や表面処理の研究では、反応温度を低温化し反応雰囲気を高清浄化して不要不純物の吸着を抑え、Si及びGe表面の水素終端をpreheat法により制御して、SiH_4、GeH_4等の単分子吸着層の形成を図った。フラッシュ光照射による瞬時加熱を併用し、SiとGeの-原子層ずつの成長を可能にし、SiH_4やGeH_4の吸着量がLangmuir型吸着・脱離平衡で表され表面吸着点密度が表面原子密度に等しい条件があることを明らかにした。また、NH_3による300500°Cでの-原子層熱窒化を実現し、CH_4による600°CでのSi表面-原子層炭化の可能性を示した。原子層エッチングの研究では、塩基の吸着と低エネルギーAr^+イオン照射を交互に行うことにより、SiやGeの自己制限型分数原子層エッチングが可能であり、超微細パターン加工もできることを実証した。極微細デバイス製作プロセスの研究では、不純物ドープSiGe混晶の選択エピタキシャル成長層をソース・ドレイン層とする新しいMOSFET製作プロセスを提案し、ゲート電極寸法と実効チャネル長がほぼ等しい75nmルールのMOSFETを実現した。また、水素終端の制御により100°Cという低温でSi上へのWの選択成長を実現し、電極構成への適用の研究を進めている。

本研究では、原子層成長・エッチング法等ラングミュア吸着・反応の制御プロセス技術を駆使して、IV族半導体極微細構造を形成する原子制御プロセス技術を開拓することを目的としている。本年度は、表面吸着・反応制御の研究として、Si-Ge-C-N系原子層成長、表面処理、並びに原子層エッチング、デバイス製作プロセスの研究として、高濃度不純物ドープSiGeの低温ヘテロエピタキシャル成長とその極微細デバイスへの応用の研究を中心に行った。原子層成長や表面処理の研究では、フッ酸処理及び高清浄熱処理によるSi及びGe表面の水素終端状態を明らかにし、SiH_4,GeH_4等の単分子吸着層の形成との関係を調べた。また、Si表面における500600°CでのCH_4や、300500°CでのNH_3の原子層吸着・反応量がLangmuir型吸着・脱離平衡で表され、CH_4の場合には脱離が無視できNH_3の場合は脱離の影響が大きいことを明らかにした。原子層エッチングの研究では、塩素の吸着と低エネルギーAr^+イオン照射を交互に行うことによりSiGeの自己制限型原子層エッチングが可能であり、さらに、絶縁膜であるSi窒化膜の原子層エッチングを役割分担型で行う検討を行いその可能性を明らかにした。極微細デバイス製作プロセスの研究では、MOSFETの極浅ソース・ドレイン層に用いる、PとBの高濃度ドープSiGe混晶の選択エピタキシャル成長過程について、表面吸着・反応ボンドサイトを仮定したLangmuir型モデルで定式化した。このプロセスで、ゲート電極寸法と実効チャネル長がほぼ等しい極微細MOSFETを実現した。本基盤研究では、原子層成長・エッチング法等ラングミュア吸着・反応,の制御プロセス技術を駆使して、IV族半導体極微細デバイスの製作プロセス技術を確立することを目指して、その基礎から応用まで広く研究を行った。原子制御プロセスについては、SiとGeの一原子層ずつの成長、Si表面のNH_3による400°Cでの原子層窒化、Si表面のCH_4による500600°Cでの原子層炭化、SiおよびGe表面でのSiH_3CH_3の原子層吸着、Si及びGe表面へのPの原子層ドーピング、Si_<1-x>Ge_x系の分数原子層エッチング、Si窒化膜の役割分担原子層エッチング、WF_6とSiH_4の交互導入による水素終端制御Si表面での低温吸着・反応制御等を実現し、各々の素過程をhngrnuir型表面吸着・反応を基礎に考察した。ここで実験手法として、高清浄低温反応雰囲気、Xeフラッシュランプによる瞬時加熱法、ECRプラズマによる低エネルギーイオン照射法を駆使した。デバイス製作プロセスについては、ソース/ドレインの自己整合型極浅接合形成法を用いた極微細MOSFET、Si_<1-x>Ge_xの高Ge組成エピタキシャル層をチャネルに用いたMOSFET、それらに用いるSi_<1-x>Ge_xの高品質選択エピタキシャル成長とPやBの高濃度ドーピング、高濃度不純物ドープポリシリコンの高選択異方性エッチング、選択成長Wによるソース/ドレイン抵抗の低減等を実現した。本基盤研究の成果はSi集積回路製作プロセス技術の発展のため今後ますます重要になる技術であり、今後引き続いて関連研究を発展的に継続する予定である。
レボグルコサンの天然物合成への利用:C6位への立体選択的炭素官能基の導入

1とアルコールおよびエーテルとの反応の結果から、アルコールおよびエーテルによりその立体選択性の変化が観測された、本基質1に対する反応はイオン反応ではなくラジカル反応で進行していることが示唆された。また、6位への炭素官能基の導入の報告はethyl基しかないことから、まず直接的なAryl基の導入について検討した。1)100-150度の反応条件下および2)AIBN、Bu_3SnH存在下で、種々の芳香族化合物と反応を検討したところ、1)の加熱条件下でmethoxybenzene誘導体と1の間で反応が進行し6-exo-aryl体を最大収率で40%程で得ることが出来た。いずれの反応でも立体異性体のendo体の生成は見らず、exo選択性が非常に高かった。収率が若干低いものの芳香環を直接、一工程で導入できた事は極めて重要な結果である。2)AlBN、Bu_3SnHの条件下では、芳香環との反応はほとんどど進行しなかった(数%)ものの、butyl acrylateおよびacrylonitrilとのは反応し高収率(80%以上)で1,4-付加体がexo選択的に得られた。
10Gbpsのスループットを達成する真にスケーラブルなTCPの輻輳制御方式の開発

今年度の研究においては、昨年度までに提案した輻輳制御手法の性能評価を実装し、実ネットワークにおける性能評価を行った。提案方式は、開発した高速ネットワークにおける計測手法を用いて、利用可能帯域および物理帯域を取得する方式と、提案手法を組み合わせ、提案手法が1Gbpsを超えるネットワークにおいて高いスループットを得るものである。提案方式が持つウィンドウサイズ制御のアルゴリズムは、帯域に関する情報を用いることによってウィンドウサイズを適切な値にすばやく調節すること、および他のコネクションが競合する際に公平に帯域を分配できることを目的として設計している。そのために、数理生態学において生物の個体数の変化を表すモデルとして有名なロジスティック増殖モデル、およびロトカ・ヴォルテラ競争モデルを適用した。これらのモデルをTCPのウィンドウサイズ制御へ適用するために、生物の個体数をデータ転送速度に、個体数の収束値である環境容量を物理帯域に、および種間の競争を同一リンク上の複数コネクションの競合にそれぞれ変換した。本年度の研究では、研究室内の小規模実験ネットワーク、また、大阪・東京間および大阪・米国カリフォルニア間の公衆インターネット環境を用いて、データ転送実験を行った。その結果、インライン計測によって正確な利用可能帯域の値が得られる場合には、低速・低遅延環境においても十分な性能を発揮できること。また、高速・高遅延ネットワーク環境においては、計測精度が低下したとしても、従来手法に比べて最大で100%のスループット向上を達成できることがわかった。帯域や遅延が大きいネットワークにおいてTCP Renoを用いた場合においてスループットが低下することが問題点として挙げられる.この問題は,ウィンドウサイズの増加量を決定するパラメータが小さく,ウィンドウサイズの減少量を決定するパラメータが大きいことに起因している.この問題に対する解決法は数多く提案されているが,それらの多くはTCP Renoのウィンドウサイズ制御の基本的機構であるAIMD方式を引き継いでおり,その増減の量を決定するパラメータをネットワーク環境に応じて静的あるいは動的に調節することでスループットの改善を行っている.しかし,それらの多くは特に帯域や遅延が大きいネットワーク環境を想定した修正であるため,他の環境において適用された場合にも問題点を持たないかどうかは不明であり,本質的な解決を行っているとはいえない.そこで本研究では,インライン計測技術を用いて帯域に関する情報を取得し,その情報を用いてウィンドウサイズ制御を行うことによって,従来のTCP Renoにおける問題を本質的に改善するための新たなTCPの輻輳制御方式を提案している.提案手法においては、数理生態学において生物の個体数の変化を表すモデルとして有名なロジスティック増殖モデル,およびロトカ・ヴォルテラ競争モデルを適用する.これらのモデルをTCPのウィンドウサイズ制御へ適用するために,生物の個体数をデータ転送速度に,個体数の収束値である環境容量を物理帯域に,および種間の競争を同一リンク上の複数コネクションの競合にそれぞれ変換する.本研究では,提案方式の特性を数学的解析によって明らかにし,提案方式が持つパラメータ設定方法に関する議論を行った.また,シミュレーションを用いた性能評価を行い,TCP Renoおよびその改善手法と比較して高い性能を持つことを明らかにしている.今年度の研究においては、昨年度に提案した輻輳制御手法の性能評価を詳細にわたって行った。評価においては、新たに開発した高速ネットワークにおける計測手法を用いて、利用可能帯域および物理帯域を取得する方式と、提案手法を組み合わせ、提案手法が1Gbpsを超えるネットワークにおいて性能を発揮するかどうかについての検証を行った。その結果、提案しているTCPの輻輳制御手法が、高速ネットワークにおいても問題なく性能を発揮することを明らかにした。さらに本研究では、そのような高速TCPプロトコルではなく、GridFTPなどにおいて用いられている、通常のTCPコネクションを複数本並列的に用いることでデータ転送性能を向上させる並列TCP手法に着目し、その性能を数学的解析により明らかにした。解析においては、並列に設定されるTCPコネクションが同期的に動作する場合、および非同期的に動作する場合の両方を考慮し、並列TCP手法によるデータ転送スループットの上限と下限を明らかにした。その結果、理想的なTCPコネクション数はネットワークパラメータなどによって大きく変化し、その設定が困難であることが明らかとなった。また、高速TCPプロトコルと比較すると、ネットワーク環境の変動に対する性質などの点で、並列TCP方式が劣っていることを明らかにした。
日本人女性肺腺癌に対するアロマターゼ阻害薬選択の可能性

肺の非小細胞癌ではエストロゲン産生酵素であるアロマターゼとエストロゲン受容体のひとつであるestrogenreceptor β(ERβ)が同時に発現していることが判明した。日本人女性の肺癌に多い組織型である腺癌には、癌の分化が高く、非浸潤性の増殖を示すbronchio-alveolar carcinoma(BAC)と浸潤性の腺癌がある。浸潤癌はより高い悪性度を示す腫瘍であるが、アロマターゼとERβの同時発現が高率に見られ、さらにERβの発現が癌の増殖能を調整している可能性があることが分かった。肺の非小細胞癌ではエストロゲン産生酵素であるアロマターゼとエストロゲン受容体のひとつであるestrogen receptor β(ERβ)が同時に発現していることが判明した。本年度は、肺非小細胞癌105例に対し免疫組織化学染色を行い、ホルモン受容体(ERα、ERβ、PR)とアロマターゼの発現を調べ、臨床病理学的因子との関係を検討し、ホルモン受容体とアロマターゼ発現の関係を検討するとともに、細胞株を用いたin vitroの実験をした。免疫組織の結果、肺非小細胞癌ではアロマターゼとERβが高率に発現し、アロマターゼの発現とERβの発現は有意に相関していた。アロマターゼが局所のエストロゲン産生に寄与し、ERβを主としたエストロゲン作用の働きが示唆された。アロマターゼの発現と臨床病理学的因子の間に有意な相関は見られないが、ERβの発現はリンパ節転移と負の相関を呈した。なお、増殖能およびアポトーシスと、アロマターゼERβの発現に有意な関係は得られなかった。アロマターゼ発現の見られる群でERβが発現している群では、発現しない群に比して有意に腫瘍径が小さかった。また、in vitroでは、アロマターゼとERβを発現した肺腺癌細胞株をエストロゲン枯渇状態においた後に、エストロゲンを添加した群はしない群に比してERβが減少するという、エストロゲンによるERβのdown regulationの可能性が示唆された(追加確認実験中)。他臓器癌において、ERβは腫瘍抑制因子と考えられている。肺小細胞癌ではERβ陰性が大型の腫瘍に見られることより、局所の高エストロゲン状態を調整する主な因子であるアロマターゼを阻害することがERβのdownregulationを妨げ、癌のさらなる悪性化を阻止する可能性を考えた。本年度の研究実施計画は約1/2が達成され、残る1/2および来年度実施計画の一部については現在進行または準備状態にあり結果まで至らないが、本研究の目的であるアロマターゼ阻害薬による肺小細胞癌治療における可能性を高めるとともに、有効治療群を特定するために重要な因子がERβまたはERβの応答遺伝子にある可能性が得られたという意味で、本年度の研究成果は大変意義があると考える。昨年度、肺非小細胞癌において、ERβとアロマターゼが同時に発現することが判明したことをうけ、本年度は同報告を論文発表するとともに、日本人女性肺癌に研究ターゲットをしぼり、ERβとアロマターゼが同時に発現することと癌の増殖、浸潤への関与を検討した。さらに、複数の肺癌細胞株を使用して実験的データとして検証できるか試みている。75症例の日本人女性肺腺癌について、25例のbroncho-alveolar carcinoma(BAC,非浸潤癌)と55例のnon-BAC(浸潤癌)にわけて、アロマターゼの発現とエストロゲレ受容体の発現および増殖能について免疫組織染色にて検討をした。結果として、BACではnon-BACより高いアロマターゼの発現が得られたが、アロマターゼとともにERβが発現する率はnon-BACにおいて高く、non-BACのみでERβの発現率とKi-67 LIによる増殖能の間に正の相関関係が得られた。よって、浸潤性の肺腺癌が、より、アロマターゼ阻害薬治療のターゲットとる可能性を考えた(European Congress of Pathologyにて発表)。一部の症例について凍結標本を用いてエストロゲン濃度測定を試行し、アロマターゼの発現との関係を検討したが、検討症例数が少数であったためか、有意な関係は指摘できなかった。さらに、2種類の肺癌細胞株(BACとnon-BAC)を用いることによって、浸潤能の高い細胞株が、浸潤能の低い細胞株に比して、ERβを介する高い増殖を示すかという実験を現在行っており、免疫染色による結果が、実験的データにより検証できるか検討中である(実験は半分程進んだ段階で完了していない)。当初予定していた、肺癌細胞株の樹立、プロテオミクス解析までは到達できなかったが、昨年度の研究をさらに発展することができた点で、本年度の研究成果は意義のあるものと考える。
骨転移前立腺癌の増殖機序の研究

1. 6例の前立腺癌剖検症例および4例の他病死剖検症例から採取した、各組織における各種Growth Factorのreal-time quantitative,RT-PCRによる発現の検討。(1) KGF/FGF-7およびFGF-10の発現はほとんどすべての組織に認められたが、骨組織に関しては、転移病巣において発現レベルが高い傾向が認められた。(2) KGF/FGF-7およびFGF-10のレセプターであるFGFR2IIIbおよびFGFR2IIIcの発現については、正常骨組織ではほとんど認められず、骨転移巣で高い発現を認めた。(3) BMP-2の発現に関しては、病態に特徴的な発現は認められなかった。以上の結果より、骨組織には前立腺癌細胞の増殖因子としてのKGF/FGF-7およびFGF-10が存在し、前立腺癌細胞が骨組織に侵入すると、レセプター(FGFR2IIIbおよびFGFR2IIIc)を介して前立腺癌細胞の増殖が刺激される機構が存在することが示唆された。2.骨髄間質細胞のアンドロゲン誘導性FGF-7発現について。骨転移巣前立腺癌組織ではFGFR2IIIbの発現を認めているので、前立腺癌細胞の増殖は、骨髄においても骨髄間質細胞のFGF-7と癌細胞のFGFR2IIIbを介してアンドロゲンの調節を受ける可能性が示唆された。1.組織試料の採取:前立腺癌で癌死した剖検症例からその原発巣、骨転移巣およびその他転移巣を可及的速やかに採取し、液体窒素あるいは-70°Cの冷凍庫で凍結させた。正常と思われる部位、また前立腺癌以外で死亡した剖検例の骨組織も採取した。現在まで前立腺癌4症例、前立腺癌以外4症例の骨組織を採取できた。3.RT-PCR:採取した一部の組織をホモゲナイズしてRNAの抽出を行い、RNAを逆転写後、作製したPCR primerを用いて、RT-PCRを行った。4.PCR産物の解析:PCR産物は、エチジウムブロマイド法で発現を確認した。EGFファミリー、TGF-βファミリー、IGF-I、BMP-7は骨転移組織には発現されるものの、肝転移組織には発現が認められないこと、FGF-1、HGF、BMP-4では発現がこの逆になっていることなどが明らかとなった。また前立腺癌のアンドロゲン反応性増殖が、骨転移巣においても前立腺と同様にKGF/FGF-7を介するメカニズムとして存在するのか検討するためには、in vitroでFGF-7の発現量を定量する必要がある。最近、高感度・高特異性で再現性もよく遺伝子発現の定量ができ、しかも使用法が簡便なが開発された。この画期的でcompetitive RT-PCR法にとって代わる方法はreal-time quantitative RT-PCRと呼ばれ、私はこの方法を用いてFGF-7発現の定量化を目指し、97年度はこれに成功した。次年度は、in vitroにおけるアンドロゲン負荷実験において、これを利用できるものと思われる。以上の結果より、骨組織には前立腺癌細胞の増殖因子としてのKGF/FGF-7およびFGF-10が存在し、前立腺癌細胞が骨組織に侵入すると、レセプター(FGFR2IIIbおよびIGFR2IIIc)を介して前立腺癌細胞の増殖が刺激される機構が存在することが示唆された。
自然の音環境の構造の解析-音空間における種の多様性と生物学的多様性

本研究ではこれまで、自然の音がその背景にある生態系を基盤として発生することに基づいて、音空間を共有する音源同士の間の相互関係と、音空間を形作る地形や植生などの関係について考察してきた。なかでも、自然の音源の多様性と自然の音の響き自体におけるの多様性との関係を探ること、ならびにこの関係が環境の違いといかに対応しているかを追求することが、主要な目的であつた。代表的な音環境区分としては、これまでに録音調査を行った森林、耕作地、住宅地、川辺などを選び、構成音源の種の多様性を検討した。その結果、音源の種類数としては、区分ごとに違うことがわかった。さらに、同じ森林でも落葉広葉樹林、常緑広葉樹林、常緑針葉樹林のように異なる場合、はっきりした違いがあり、各区分に独特な音源の組み合わせと、いくつかの区分に共通な音源があることがわかった。そこで、実際に各音源の出す音が占める音空間内での位置について、音の強さについては保留したが、周波数と時間における2次元分布に着目した。各音源の出す音の分布は同一音源内でかなりの変異幅があったが、むやみに音源間で重なりあって混乱するようなことはなく、音源独自のパターンがあるように思われた。すなわち、音空間における音源間の層構造および占有度が重要であろう。これを環境区分についてみると、同一音環境区分において特徴的であって、異なる区分間ではかなり明らかな違いがあるように考えられた。当初、長時間の周波数分布およびその変化から音環境区分の比較を行うことを予定したが、これについては十分解析できなかった。しかし、複数の音源の複雑な絡みを見て行くには、現状では荒っぽい方法のように感じられた。なお、音による多様度と系統分類学的な多様度の関係は目下検討中である。本研究から、自然の音の音源の種類数と、周波数・時間次元における各音源の出す音の分布とを組み合わせることによって、生物学的多様性のモニタリングのための指標となる基礎的資料が得られることが期待される。自然の音の多様性をめぐる尺度を得るための一つの方法として、平成7年度には音環境を構成する音源となる種(音源種)が、音空間内にどのような分布をするのかを、川辺、森林、耕作地、都市化地域からなる代表的な音環境区分について、以下の解析を進めた。(1)DSPソナグラフ5500による周波数と時間の次元における検討平成5-6年度の科学研究費補助金にて行なわれた音環境録音の解析から、とくに視覚化された音環境の構造の記録であるソナグラム資料を参考にして、各音源種の周波数と時間軸上での詳細を概観した。当初、区分内と区分間でサンプルを偏りなく抽出するための検討がむずかしかったが、試験的に累積的な方法でいくつかのサイズに分けて調べることにより、最終的な検討に持ち込みたい。この中で、今年度の補助金によってはるかに強化されたハードディスクおよびメモリ容量により、これまでむずかしかった大量メモリを必要とする音声ファイルの自由な運用ができるようになり、DSPソナグラフ5500の解析データの扱いが楽になったことを明記したい。最終の検討をもって音環境の各区分についての結果をまとめたいと考えるが、概観すると、周波数軸上での層化のしかたの違いと時間軸では占有度の違いが、音環境の特徴に貢献していると思われる。今後、この2つの軸によって、音源種間の関係を計れるような指数を検討したい。(2)CSL4300による長時間にわたる音記録の解析上記と同一の音環境の区分ごとに、パワースペクトラム(各周波数の相対的な強さの分布)の変化を検討し、その特徴を抽出する予定は、必要であった音声分析ソフトウェア(シグナルエンハンスメント)が完全な形での実用化が2月まで遅れてしまい、しかももともとのコンピュータとの間にハードの問題があるため、現在調査中である。しかし、これは解決できる問題なので、なるべく来年度にはこの観点も含めて検討を深めたい。本研究では、音の切り口から自然環境の保護保全に利するような生物学的多様性の指標を得ることを目指しているが、今年度の検討で、周波数と時間の次元において、自然の音をできるだけ平易に音環境の基本的な構造と関連させる方法が明らかになった。

これを環境区分についてみると、同一音環境区分において特徴的であって、異なる区分間ではかなり明らかな違いがあるように考えられた。当初、長時間の周波数分布およびその変化から音環境区分の比較を行うことを予定したが、これについては十分解析できなかった。しかし、複数の音源の複雑な絡みを見て行くには、現状では荒っぽい方法のように感じられた。なお、音による多様度と系統分類学的な多様度の関係は目下検討中である。本研究から、自然の音の音源の種類数と、周波数・時間次元における各音源の出す音の分布とを組み合わせることによって、生物学的多様性のモニタリングのための指標となる基礎的資料が得られることが期待される。
忌避行動を引きおこす匂いを用いた嗅覚系における情動形成機構の解明

本研究は動物の忌避行動が外界からの刺激によって引きおこされるメカニズムを、嗅覚系をモデルシステムとして解き明かすことを目的としている。申請者は本年度、嗅皮質の機能地図の解析を行うべく、におい刺激によって生じる嗅皮質の応答を記録する系を構築した。これまで嗅球で用いられていた内在性信号の光学測定法を嗅皮質において用いたところ、応答は微弱なものであった。これを改善するため、サル側頭葉で用いられている光学測定法の技術を応用した。各種の改良を行った結果、内在性信号の光学測定法を用いて、さまざまなにおいに対する応答を記録することに成功した。マウスが忌避行動をとることが知られている匂いを刺激として用いると、梨状皮質の特定の領域が応答を示した。一方、食物のニオイで刺激を行うと、異なる領域が活性化された。以上の結果から、梨状皮質のうちの異なる領域が異なる機能を持つことが示唆された。現在申請者は刺激パネルを拡大して、特定の領域がどの範囲のニオイに対して応答するのかを決定するべく、実験を行っている。また、内在性信号の光学測定法は0.1%未満の小さいシグナル強度しか得られないが、近年神経活動をモニターすることのできる変異タンパク質が作られており、このタンパク質を用いると5-10%のシグナル強度が得られることが知られている。申請者はこの方法を用いて嗅皮質のニオイ応答を記録する系の構築も行っている。以上の結果は申請者の今後の研究課題で継続する予定である。この目的のためには、嗅覚系の基礎的な構造について解明する事がまず必要である。平成16年度は、これまで詳細に解析のなされていた一次嗅覚中枢である嗅球の背側部に加え、外側部の構造を明らかにすることに力点が置かれた。嗅球の基本単位である糸球がラット嗅球外側部でどのような嗅覚受容体を表現しているかを調べた。内在性信号の光学測定法を用いたin vivo実験により、複数の匂い刺激に対する糸球の応答を記録、同一の糸球がどの程度の範囲のニオイ分子に応答するかを決定し、嗅球学則部で表現されている嗅覚受容体の性質を明らかにした。この結果は16年6月に香港で開催されたGordon Research Conference on Molecular Neurobiologyで発表した。また、2005年2月号のJournal of Neurophysiolgyに論文を発表した。さらに、光学測定法の実験から、嗅球外側部にはラットが忌避行動を起こす事が知られているTrimethyl thiazolineに応答する糸球が存在することが明らかになった。このことは、ラットに忌避行動を引きおこす情報が少なくとも嗅球外側部でも表現されていることを示唆する。今後は電気生理学を用い、この糸球のニオイ応答特性を明らかにする。平成17年度には昨年度までに行った嗅球外側部における匂い地図の構造について得られた知見を、嗅球背側部で得られた知見と共に纏め、Physiological Reviews誌に投稿した。この論文は現在印刷中である。さらに、忌避行動を引きおこすことが知られているTrimethyl thiazolineをはじめとする硫黄原子を含んだ匂い分子を用い、嗅球外側部の糸球が含硫分子に対してどのような応答特性を示すかを調べた。内在性信号の光学測定法を用いたin vivo実験により、複数の含硫匂い分子に対する糸球の応答を記録、同一の糸球がどの程度の範囲のニオイ分子に応答するかを測定したところ、嗅球外側部には2種類のグループの糸球が存在することが判明した。第一のグループは含硫分子のみに応答し、炭化水素類や極性官能基を持つ分子群には応答しなかった。これらの糸球は糸球クラスターH内に存在した。第二のグループの糸球は含硫分子のみならず炭化水素分子、極性官能基を持つ分子にも応答し、糸球クラスターI内に存在していた。これらの事実は、嗅球上では少なくとも2つ以上の糸球クラスター(糸球クラスターHおよびI)で表現されていることを示している。この結果は2005年の北米神経学会で発表した。

また、内在性信号の光学測定法は0.1%未満の小さいシグナル強度しか得られないが、近年神経活動をモニターすることのできる変異タンパク質が作られており、このタンパク質を用いると5-10%のシグナル強度が得られることが知られている。申請者はこの方法を用いて嗅皮質のニオイ応答を記録する系の構築も行っている。以上の結果は申請者の今後の研究課題で継続する予定である。
ASTRO-F衛星による大マジェラン雲及び近傍銀河中の星間物質の循環・進化の研究

2006年2月に打ち上げられた「あかり」衛星による大マジェラン星雲を含む近傍銀河の赤外線観測データを用い、近赤外から遠赤外にわたる赤外線での基礎データベースを構築すると同時に、大マジェラン星雲の観測データの点光源カタログを作成した。星生成領域及び近傍銀河について、「あかり」のデータと相補的な分光観測をSpitzer宇宙望遠鏡を用いて行い、銀河内の物質循環・進化の過程の解明を様々な環境下の系統的な観測から行なった。本研究は、2006年2月に打ち上げられた「あかり」衛星を用いた大マジェラン星雲を含む近傍銀河の赤外線観測から、近赤外から遠赤外にわたる赤外線での基礎データベースを構築し、銀河内での星間空間中分子雲から星が生まれ、その星が進化し、晩期型星あるいは超新星爆発として星間空間へ循環する銀河内の物質進化を系統的な観測から解明することを目的とする。本研究は以下の2つの柱からなる。「あかり」の大規模サーベイの一つである大マジェラン星雲の観測データの点光源及び微弱天体のカタログを作成し、このデータと他波長のデータ(地上近赤外線・電波・X線)との比較を行い、星生成、進化末期の恒星進化、及び星間ダストの様々な環境下での変質過程を統計的に解明する。これと平行して、「あかり」の重点観測計画の一つである近傍銀河の近赤外から遠赤外にかけての広い赤外線域の観測データの解析を行い、近傍銀河中での星生成・星間物質の進化過程について、金属量の相違、星活動度の相違、星間プラズマガスの影響を詳しく解明することを目的とする。また、これらと相補的な分光観測をSpitzer宇宙望遠鏡を用いて行い、「あかり」観測結果とあわせて、さらに星間物質の様々な環境下での振る舞いについての詳細な解析を行う。(1)「あかり」に搭載された近・中間赤外線カメラにより、大マジェラン雲の広域観測を行った。現在までに予定の約3/4の領域の観測を終了し、残りの観測が進行中である。IRCの観測は、3,7,11,15,24ミクロンでの撮像観測と、2-5ミクロンの低分散分光観測から成る。撮像観測については、IRCの撮像データのパイプラインの開発を行い、現在までに取得されたデータの一次整約まで終了している。分光データについても、IRC分光データパイプラインによる処理を進めている。(2)これと平行し、「あかり」に搭載された遠赤外線サーベイヤ(FIS)による観測初期に行われた大マジェラン雲の遠赤外線データ(65,90,140,160ミクロン)のデータ解析を行い、IRASと比較し、数段によい空間分解能のデータを得た。この解析から、遠赤外の強度とスペクトルの形に非常によい相関があることがわかった。(3)すばる望遠鏡搭載の中問赤外線撮像分光装置COMICSを用い、近傍銀河NGC1569の観測を行い、新たに埋もれた星形成領域が存在することを見いだした。20ミクロン帯での追観測も行い、埋もれた星形成領域より低温のダストで覆われていることを確認するデータを得た。現在データ解析中である。(4)銀河赤外線拡散光の起源について、モデル解析を行い、視線方向上に温度の異なる成分が重なっているモデルで、赤外スペクトルの変化がよく説明できることを示した。この結果を大マジェラン雲にも適用し、大マジェラン雲では、我々の銀河系より平均的に温度が高いこと、また星形成領域では、25ミクロンからの超過が増加することなどを示した。(5)Spitzer望遠鏡による楕円銀河の分光・撮像観測を行い、中間赤外線帯の赤外線未同定バンドのスペクトルが我々の銀河系のものと比べて大きく異なること、及び中間赤外線の分布がX線の分布に一致し、プラズマ加熱を受けている可能性を示唆した。平成19年度は「あかり」による大マジェラン雲観測のデータ整約を進め、予備的な撮像データから点源カタログを作成した。現在カタログの詳細な確認作業を行っている。同時に分光データ解析を進め100個程度の赤外線源の2-5μmのスペクトルを抽出した。このスペクトルから大部分は進化の進んだ炭素星であることを確認し、一方約10個の天体が大質量の前期主系列星であることを明らかにした。さらにこの前期主系列星のスペクトル中の水及び二酸化炭素の氷の吸収バンドの解析から、両者の存在量を導き、大マジェラン雲では、我々の銀河系より二酸化炭素の氷の存在量が多いことを明らかにした。この結果は、金属量・放射強度などの物理量が我々の銀河系と大マジェラン雲中で異なることに起因するものと推定され、現在詳しい検討を行っている。また小マジェラン雲中の超新星残骸を近赤外域で初めて検出し、周囲の星間物質との相互作用が銀河系内の超新星残骸と大きく異ならないことを示した。

これらの研究と平行し、近傍銀河の「あかり」データ解析をすすめ、近傍矮小銀河であるNGC1569の銀河からの放出流により形成される衝撃波の中に星間有機物が存在することを初めて検出した。通常衝撃波にともなう高温プラズマ中では星間有機物は十分に短い時間尺度で破壊されることが予想されていた。この結果は、有機物の起源及び衝撃波内での破壊過程に大きな制限を与えるものである。現在さらに詳細な検討を進めている。平成20年度は「あかり」衛星大マジェラン雲サーベイ観測のデータ整約を進め、点光源カタログの第一版を作成し、現在そのカタログの検証を行っている。カタログを用いた解析から、漸近赤色巨星枝の初期段階あるいは赤色巨星の最終段階から質量放出が起きている可能性を明瞭に示した。また同じ解析から、11ミクロンに超過のある巨星が多数存在することを示し、酸化アルミニウム粒子が寄与している可能性を示唆した。一方、分光サーベイデータ解析から、大マジェラン雲中の若い大質量星の周りのH20及びCO2氷の存在比を導出し、大マジェラン雲中では我々の銀河系より、CO2氷の存在量が倍以上大きいことを示唆し、「あかり」による追観測により確認した。この結果は、大マジェラン雲で星生成活動が高いことが理由であると考えられる。この結果をさらに大量の天体で確認するため、現在金石外線分光観測を継続している。また、大マジェラン雲中の超新星残骸のデータ解析を行い、Spitzer衛星による遠赤外線観測で示されるデータに対して、15ミクロンに超過成分が存在することを示し、超新星残骸で、予想より星間塵の破壊が非効率的である可能性を示した。楕円銀河の観測からは、赤外線未同定バンドのバンド比が楕円銀河では通常のバンド比とは大きく異なることを示し、中性のバンドキャリアが卓越している可能性を明瞭にしめした。また空間分布から、バンドキャリアは晩期型星からの質量放出で生成されているよりも、サブミクロンサイズの星間塵と同じような過程で生成されていることを示した。綾小銀河の観測からは、綾小銀河での星生成活動が間欠的に生じている可能性を明瞭にしめした。本年度は近・中間赤外線(IRC)によるLMCサーベイデータからの点源カタログ完成、近傍銀河観測データ解析、近赤外分光データの解析を中心に行った。まずサーベイデータの解析では、特にIRCの中間赤外線のフラットのデータに散乱光が大きく影響していることを定量的に確認し、その影響を取り除いたフラットの作成を行った。このフラットを用いて、LMCのデータの再解析を行い、点源のフラックスの再評価を行い、Spitzer衛星データとの比較を行い、よい一致を示すことを確認した。作成したカタログの検証も行った。カタログは平成22年度中の一般公開する予定で、文書などの用意を行った。近傍銀河の観測では、矮小銀河NGC1569からのoutflow中にPAHの存在を分光データで確認した。同様に横向き銀河NGC253,M82についても、銀河ディスクからのoutflowに伴うダストの存在を撮像データから確認した。一般にoutflow中ではダストは短い時間で破壊されることが予想される。本研究での観測結果は、PAHのような超微粒子がoutflowに伴う衝撃波中で、大きな粒子からのfragmentationにより生成されている可能性、あるいは破壊のタイムスケールが予想より長い可能性を強く示唆し、銀河ディスク外に放出されたダストが宇宙空間の物質進化に重要な役割を持つことを初めて示した。近赤外線分光データについては、レスポンスカーブ及び絶対感度の較正を精密に行い、解析手法を確立した。
α-ヒドロキシ酪酸とその代謝産物を用いた細胞分化誘導

α-ヒドロキシ酪酸の分化誘導能を検討した結果、間葉系細胞において、骨芽細胞への強い誘導能を有していた。これは、GPR81リガンドである乳酸やプロピオン酸でも同様であった。GPR81経路をより明確にするために、GRP81のshRNAを導入すると、この反応は消失した。また、Monocarboxylate transporterの強制発現を行ったが、対照と明確な差が観察出来なかった。予備検討の結果から骨形成促進経路の一部には、スクレロスチンの分泌制御が関わっている可能性が示唆された。また、分化制御を担う転写因子であるFoxO1,FoxP1とMsx1については、現在のところ影響を見いだせていない。この現象から、α-ヒドロキシ酪酸やGPR81リガンドは、間葉系幹細胞を骨形成に強く誘導し、逆に脂肪分化は抑制されることが予想された。しかし、高濃度α-ヒドロキシ酪酸や乳酸の添加は、分化した脂肪前駆細胞の分化を抑制するのではなく、強く脂肪分化を行い、有意に脂肪滴の蓄積増加を増加させた。これは、間葉系幹細胞を脂肪分化に誘導する培養条件で培養しても同様であった。一方、この条件で培養を行っても、石灰化促進は認められなかったし、同様に骨芽細胞分化を促進する条件に、α-ヒドロキシ酪酸やGPR81リガンドを添加しても、脂肪分化促進は観察されなかった。このことは、GPR81リガンドがダイレクトリプログラミングを実施するにあたり直接影響を及ぼすものではなく、むしろ分化のアクセラレーターの役割を演じている可能性を示唆している。α-ヒドロキシ酪酸の脂肪細胞への分化制御効果は、研究着手当初"影響を及ぼさない",もしくは"抑制する"ことを想定していた。しかしながら、大きく異なる結果を得たために、本現象がMonocarboxylate transporterの影響を受けていないのかを、慎重に解析する必要が生じた。現在この点と、下流シグナルの解析を行っているため、当初の研究計画よりも遅延が生じている。しかしながら、これらの解析は、19年度に実施を予定していたもので、事業計画全体を通して、遅延が生じているものではない。α-ヒドロキシ酪酸は、有意な脂肪分化促進を示したが、この現象とC/EBPαやPPARγとの関連は、現在のところ見いだせていない。また、この現象は、3-isobutyl-1-methylxanthineを欠如させた条件でも維持されるが、dexamethasoneやinsulinの欠乏下では、維持できなかった。このことから、脂肪分化の初期に関与するC/EBPβ,C/EBPδあるいはX-box binding proteinの関与について解析を行う予定である。また、トリアシルグリセロールの合成と蓄積能について、分子生物学的解析を加えていく。