hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
グラフを分割，彩色，描画するアルゴリズムの効率化とそれらの応用

Gの全域林Fが全域配送林と呼ばれるのは,林Fがq本の木からなり,各木Tにはソースが丁度1個含まれており,そのソースからTに含まれる各シンクへ需要量だけのフローをT上の道に沿って流した時に,各辺に流れるフローの値がその辺容量以下であるときである.全域配送林問題とは,与えられたグラフGに全域配送林Fが存在するかどうか判定する問題で,本研究では直並列グラフに対し全域配送林問題を解く擬多項式時間アルゴリズムを与え,そのアルゴリズムは部分k木に拡張できることを示した.3.「辺容量付き電力需給ネットワーク」問題では,木であるグラフGを取り扱い,はじめに定常木ネットワークに対する最大供給率を計算する多項式時間アルゴリズムを与え,次に,パラメトリック木ネットワークの分割問題に対するアルゴリズムを与え,すべての供給量,需要量および辺容量が変数λの区分的線形関数であるとき,そのアルゴリズムの計算時間は擬多項式であることを示した.まず,グラフの分割に関しては,需要点と供給点及びコスト付き有向辺からなる木を分割し,各部分木には供給点が1つだけあり,その供給量はその部分木の需要量以上であり,しかもその部分木を供給点を根とする有効根付き木になるように元々の辺の向き変更するコストの合計を最小化する問題に対し完全多項式時間近似スキームを与えた.この結果は電力配電計画問題に利用できる.次にグラフの彩色に関しては,点彩色の一般化である帯域幅連続多重彩色問題を木幅が限定されたグラフに対して解く完全多項式時間近似スキームを与えた.点や辺に非負整数重みが付いているグラフが与えられたときに,各点vに点重み個の連続した整数を色として割り当て,各辺(u, v)の端点uとvに割り当てられた整数はその辺の重み以上離れているようにし,しかも用いる最大の整数をできるだけ小さくする問題である.この結果は周波数割り当て問題やスケジュリング問題に利用できる.また,グラフの描画に関しては,バランスよく二分割できるグラフは,小さい二次元格子上に直線描画できることを示した.更に,n点からなる直並列グラフは(2n/3) ×(2n/3)格子や面積0.394nxnの格子に直線描画できることを示した.この結果はグラフ可視化に応用できる.本年度の研究実施計画に挙げた「平面グラフを凸描画格子するアルゴリズム」,「擬多項式時間アルゴリズムとFPTAS」などの開発に成功し,それらの成果を国際会議及び学術論文誌で発表するという今年度の目標を達成できている.25年度が最終年度であるため、記入しない。
原子間力顕微鏡を用いた固液界面における構造ゆらぎと水和構造との相関に関する研究

瞬時周波数法を用いたフォースマッピング法を開発し、2次元フォースマッピングによる水和構造計測に成功した。これまでの周波数検出回路や振幅制御回路からリアルタイムに出力される周波数シフトや散逸といった信号を用いる代わりに、瞬時周波数法は、カンチレバーの振動波形を全て記録しておき、その後のオフライン解析によって複素信号に変換し、その位相を時間微分により瞬時周波数シフトを算出する方法である。瞬時周波数法では、周波数シフトや散逸に加え、波形の歪みなど、探針-試料間相互作用に関わる情報をより多く得られることが期待できる。さらに、熱振動を用いた水和構造計測に関する検討も行った。一方、自己組織化単分子膜(SAM)の末端官能基の違いに起因する水和構造の違いを測定した。アルカンチオールのSAMは、分子担持や防汚性評価のモデル試料など、様々な分野で研究されており、末端官能基が表面物性に大きく影響することが知られており、末端官能基により水和構造が大きく異なることがその原因であると考えられているが、十分に理解が進んでいなかった。これまで、末端官能基の異なるSAMを作製し、水和構造計測が行われることはあったが、測定ごとに探針の状態が異なるため、定量的な水和構造の比較を行うことは難しかったためである。そこで、メチル基終端およびカルボキシ基終端の分子を用いて相分離SAMを作製し、水和構造計測を行った。メチル基終端領域では表面に平行な帯状のコントラストが見られ、面内依存性のない一様な水和層が形成されており、カルボキシ基終端の領域では0.3 nm間隔で振動する水和力が計測され、サイト依存性も確認できた。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。アルカリハライドのステップ端は、飽和溶液中においてはステップの前進後退はほとんど見られないが、ステップ端は常にゆらいでいる。周波数変調検出方式の原子間力顕微鏡(FM-AFM)を用いて、KCl、NaCl等のアルカリハライド試料において2次元水和構造計測を行った。また、2次元周波数シフトマップおよびフォースマップは、MD計算によって得られた2次元水分子密度分布とよく一致することが分かった。また、層状ケイ酸塩(鉱物)のクリノクロアについても水和構造計測を行い、正帯電領域(ブルサイト状層)、負帯電領域(タルク状層)の直上における水和構造の違いを明らかにした。一方、ステップ端近傍において水和構造が不明瞭となることを見出した。さらに、FM-AFMによる3次元フォースマップ法を高速化し、データ取得の時間を短縮することを目指し、一般に用いられる周波数検出回路である位相同期ループ回路(PLL)に代えて、カンチレバーの振動波形を高速デジタイザにより記録する実験系を構築した。また、振動波形をデジタルフィルタ処理した後、ヒルベルト変換により解析信号を得て、解析信号の瞬時周波数を計算するソフトウェアを開発した。一方、タンパク質分子における水和構造計測へ向けてストレプトアビジン(SA)の2次元結晶膜を作製するプロセスを確立した。マイカ基板上に直接形成したSAの2次元結晶では、SAはその長軸を基板に垂直にして配向しており、一方、ビオチン化した脂質を含む脂質二重膜上に形成したSAの2次元結晶では、SAはその長軸を基板に平行にして配向しており、ビオチンポケットを基板表面に露出していることを明らかにした。アルカリハライドのステップ端の水和構造計測を行い、構造ゆらぎと水和構造の相関に関する知見を得た。また、ステップ端近傍において水和構造が不明瞭となることを見出した。一方、FM-AFMで一般に用いられる周波数検出回路である位相同期ループ回路(PLL)に代えて、カンチレバーの振動波形を高速デジタイザにより記録する実験系を構築した。既存の原子間力顕微鏡(AFM)における探針走査領域近傍にナノピペット開口を配置できるように慣性駆動機構を新たに導入した。本装置を用いて、溶液環境のその場変化や分子の注入を行うことができるようになった。29年度は、マイカ基板および脂質二重膜上へストレプトアビジン(SA)を局所的に注入し、SAの2次元結晶の成長過程のその場観察に成功した。また、溶液中のカチオンによって成長様式が異なることを見出した。さらに、SAへ特異的に結合するビオチン分子を注入し、ビオチン結合によって誘起される構造変化計測を行ったところ、基板によってSAの吸着姿態が異なることに対応し、構造変化の様子も基板によって異なることが分かった。また、マイカ基板上のSAの2次元結晶の固液界面における3次元水和構造計測に成功した。さらに、脂質二重膜上のSAの2次元結晶上へ両末端をビオチンで修飾したDNA分子を注入したところ、DNAの両末端がSAに結合し、二重らせん構造が基板に弱吸着して構造がゆらいでいる状況を作製することに成功した。一方、Au(111)基板上に緻密な膜を事故死色的に形成することが知られているアルカンチオールの自己組織化単分子膜(SAM)を用いて、末端官能基と表面構造が異なるSAMの水和構造計測を行った。

ヒドロキシル基で終端されたSAMにおいて、√3x√3R30°構造およびc(4×2)超格子構造が確認され、それぞれ表面構造を反映した水和構造が観察され、表面構造のわずかな違いが水和構造に違いをもたらすことが明らかとなった。28年度には、カンチレバーの振動波形を高速デジタイザにより記録し、振動波形をデジタルフィルタ処理した後、ヒルベルト変換により解析信号を得て、解析信号の瞬時周波数を計算する、瞬時周波数法を開発した。また、29年度には、マイカ基板および脂質二重膜上へストレプトアビジン(SA)を局所的に注入し、SAの2次元結晶の成長過程のその場観察に成功し、成長様式やビオチン結合時の構造変化のその場計測に成功した。瞬時周波数法を用いたフォースマッピング法によりSAの2次元結晶等構造ゆらぎを有する試料系において水和構造計測を行う準備が整ってきており、研究は順調に進展している。さらに、フォースマッピング法の高度化に関して、瞬時周波数法を有機薄膜トランジスタ(OTFT)のキャリアダイナミクス評価に応用した。OTFTの高性能化のためには、微視的スケールでの有機薄膜へのキャリア注入・排出機構を解明することが必要不可欠である。そのため、瞬時周波数法を用いてOTFTの時間分解静電気力顕微鏡(tr-EFM)を開発し、OTFTにおけるキャリアの過渡応答の可視化に成功した。したがって、当初予定していた以上の成果が得られていると言える。瞬時周波数法を用いたフォースマッピング法を開発し、2次元フォースマッピングによる水和構造計測に成功した。これまでの周波数検出回路や振幅制御回路からリアルタイムに出力される周波数シフトや散逸といった信号を用いる代わりに、瞬時周波数法は、カンチレバーの振動波形を全て記録しておき、その後のオフライン解析によって複素信号に変換し、その位相を時間微分により瞬時周波数シフトを算出する方法である。瞬時周波数法では、周波数シフトや散逸に加え、波形の歪みなど、探針-試料間相互作用に関わる情報をより多く得られることが期待できる。さらに、熱振動を用いた水和構造計測に関する検討も行った。一方、自己組織化単分子膜(SAM)の末端官能基の違いに起因する水和構造の違いを測定した。アルカンチオールのSAMは、分子担持や防汚性評価のモデル試料など、様々な分野で研究されており、末端官能基が表面物性に大きく影響することが知られており、末端官能基により水和構造が大きく異なることがその原因であると考えられているが、十分に理解が進んでいなかった。これまで、末端官能基の異なるSAMを作製し、水和構造計測が行われることはあったが、測定ごとに探針の状態が異なるため、定量的な水和構造の比較を行うことは難しかったためである。そこで、メチル基終端およびカルボキシ基終端の分子を用いて相分離SAMを作製し、水和構造計測を行った。メチル基終端領域では表面に平行な帯状のコントラストが見られ、面内依存性のない一様な水和層が形成されており、カルボキシ基終端の領域では0.3 nm間隔で振動する水和力が計測され、サイト依存性も確認できた。抗体分子やストレプトアビジンの2次元結晶を対象に水和構造計測を行い、探針近傍にナノピペット開口を配置し、これらと特異的に結合する分子を局所的に注入し、結晶内分子の可動性に変調をもたらし、水和構造の変化を計測する。
単分子接合における新規物性探索

本年度は、単分子スイッチの開発を中心に単分子接合の新規物性探索を行った。単分子スイッチに関する研究では、複数の金属と分子の接合ポイントを有する分子(QT分子)を用いて実験を行った。単分子接合は分子溶液内において、STMを用いてAu探針をAu電極に接触、破断することで金属ナノギャップを作製し、作製したギャップに分子をトラップさせることで作製した。QT単分子接合は高伝導度、中伝導度、低伝導度と3つの異なる伝導度を示すことが明らかとなった。そして、破断過程における接合の伝導度変化から、高伝導度、中伝導度、低伝導度の順に、単分子接合における金属電極間距離が増大していることも分かった。平均電極間距離はQT分子内の4つの異なるSの原子間距離に対応しており、3つの異なる伝導度を示す単分子接合の構造が明らかとなった。理論計算を組み合わせることで、さらに詳細な吸着構造が明らかとなった。続いて、機械的に電極間距離を変化させ、接合の伝導度を計測した。その結果、電極間距離を変えることで、単分子接合の伝導度が高伝導度、中伝導度、低伝導度と3つの間を可逆的にスイッチ出来ることが明らかになった。以上、機械的な摂動で動作する多段階の抵抗単分子スイッチの作製に今年度は成功した。26年度が最終年度であるため、記入しない。
中国初期王朝における北方的要素とその背景に関する研究

本研究は、中国初期王朝期における長城地帯から中原地域への文化要素の伝播と受容の動きを考古学的に実証し、その背景にある集団動態を復元することを目的とするものである。この「北方的要素」としては主に土器を分析対象とし、平成28年度は主に陝西省域において実地調査を行った。まず、陝西省宝鶏県の周公廟遺跡工作站において、「李家崖文化」の資料として辛庄遺跡の土器の実見観察を行った。これにより、関中平原から陝西北部にかけての土器動態に関する成果をさらに補強することが出来た。また、陝西省考古研究院涇渭基地において、新石器時代末期から商代併行期にかけての複数遺跡の出土土器を実見した。さらに、陝西省岐山県周原遺跡や神木石ゴウ遺跡、楊官寨遺跡等を見学した。これらを通して当該時期の関中平原から陝北高原地帯における主要遺跡の立地環境や遺構の検出状況・配置を確認するとともに、遺物の法量や使用痕、器面調整などの諸属性に関する情報を得た。資料の実見と遺跡の見学にあたっては、陝西省考古研究院および中国社会科学院考古学研究所西安研究室の研究員の方々のご協力の上実現することが出来た。一方、分析に関する活動として、本年度は長城地帯の東部(河北、北京、河南など)を中心として広域編年を構築し地域集団の単位を整理することを目的とし、土器分類と編年作業を行った。昨年度検討した西部の地域(甘粛、陝西、山西など)の様相と合わせて地域間関係の時期的変化を把握するとともに、器種構成の変化の上での違いや、器種間における分布の差異を明らかにした。これまでの研究成果は、関中平原と陝晋高原の地域の袋足鬲の展開についての成果を『中国考古学』に投稿し発表するとともに、「早期石城和文明化進程ー中国陝西神木石ゴウ遺址国際学術検討会」や「世界考古学会議(WAC)第8回京都大会」において口頭発表を行った。翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。この「北方的要素」としては主に土器を分析対象とし、当該年度は、研究遂行上の基礎となる土器のデータベース作成、および中国各地における実地調査を行った。実地調査としては、2015年4月から7月にかけて、北京大学考古文博学院・山西省考古研究所・陝西省考古研究院・内蒙古文物考古研究所・甘粛省文物考古研究所・河南省考古研究院などの各機関において、新石器末期から西周早期に相当する遺跡出土土器を観察・撮影・スケッチなどの方法で実見調査した。また、山西省博物院や甘粛省博物院、鄂尓多斯市博物館などの各地の博物館において、関連時期の土器や青銅器の展示を参観した。加えて、9月には陝西省北部や山西省南部の遺跡と出土資料を実見するために渡航した。これらの調査により、報告書から得られる土器の寸法や出土遺構といったデータに加えて、胎土や色調、器面調整に関する情報を入手することができた。また、各地で当該時期の遺跡を見学し、立地や周辺環境を確認したことで、当時の集団の交流・移動ルートの推定をより実態に近づけることが可能となった。これらの調査成果を踏まえ、本年度は甘粛・青海東部から陝西北部、山西北部、および内蒙古中南部の地域を中心として土器の分類・編年研究を行い、次年度以降の研究に必要な時間軸の構築を行った。さらに、商代併行期における陝晋黄土高原と関中平原、および甘青地区の地域間関係についての検討と仮説の提示を行った。研究成果は、九州史学会・日本中国考古学大会において口頭発表を行い、様々な方からの御教示を得ることができた。次年度以降は、構築した土器編年をより綿密なものとしつつ、仮説としている交流関係について青銅器や墓葬などからも検証を行う。当該年度の主な実施項目であった中国各地での実地調査が、訪問先に一部変更はあったものの、予定していた以上に多くの機関で行うことができた。研究計画の段階では、はじめに解明事項1の先商・商文化に関連する河南省、河北省、山西省の地域の実見調査と遺跡踏査を優先的に行い、それらの成果をもとにまずは当該時期・地域の土器編年研究を遂行する予定であった。しかしながら一年目は河北省をはじめとした諸機関とのコネクションを得る機会が遅れたこと、各機関での報告書作成業務の都合上、今年度に実見できる資料がそれほど多くなかったことにより、商文化関連資料の実見調査は十分にはできる環境になかった。その一方で内蒙古自治区や甘粛省、陝西省においては調査の機会に比較的恵まれた。以上のような状況を考慮して、本年度は解明事項2である先周・西周文化に関しての分析を主に遂行した。具体的には、報告書および実見調査で得られた土器の情報からデータベースを作成し、それらを基にまずは土器の分類・編年を行い、基礎となる時間軸を構築した。そのうえで、分布の状況を検討し、商代併行期を中心とする関中平原、甘青地区、陝晋黄土高原の地域における土器の系譜関係と時期的な分布の変遷を検討した。

この過程で、特に従来地域毎の分散的な研究に偏っていた土器研究を、広域的視点から系譜関係を整理し、陝晋黄土高原から関中平原への広域での土器の伝播、変容の過程と、それの背景にある集団動態を明らかにすることができた。また、実地調査の成果を踏まえた分析結果を2つの学会において発表し、さらには他の研究会やシンポジウムへ参加し、関連遺跡の最新の発掘状況や研究成果を学ぶことができた。これらの場で諸氏の御教示を得られたことは今後の研究推進のためにも非常に有意義であった。本研究は、中国初期王朝期における長城地帯から中原地域への文化要素の伝播と受容の動きを考古学的に実証し、その背景にある集団動態を復元することを目的とするものである。この「北方的要素」としては主に土器を分析対象とし、平成28年度は主に陝西省域において実地調査を行った。まず、陝西省宝鶏県の周公廟遺跡工作站において、「李家崖文化」の資料として辛庄遺跡の土器の実見観察を行った。これにより、関中平原から陝西北部にかけての土器動態に関する成果をさらに補強することが出来た。また、陝西省考古研究院涇渭基地において、新石器時代末期から商代併行期にかけての複数遺跡の出土土器を実見した。さらに、陝西省岐山県周原遺跡や神木石ゴウ遺跡、楊官寨遺跡等を見学した。これらを通して当該時期の関中平原から陝北高原地帯における主要遺跡の立地環境や遺構の検出状況・配置を確認するとともに、遺物の法量や使用痕、器面調整などの諸属性に関する情報を得た。資料の実見と遺跡の見学にあたっては、陝西省考古研究院および中国社会科学院考古学研究所西安研究室の研究員の方々のご協力の上実現することが出来た。一方、分析に関する活動として、本年度は長城地帯の東部(河北、北京、河南など)を中心として広域編年を構築し地域集団の単位を整理することを目的とし、土器分類と編年作業を行った。昨年度検討した西部の地域(甘粛、陝西、山西など)の様相と合わせて地域間関係の時期的変化を把握するとともに、器種構成の変化の上での違いや、器種間における分布の差異を明らかにした。これまでの研究成果は、関中平原と陝晋高原の地域の袋足鬲の展開についての成果を『中国考古学』に投稿し発表するとともに、「早期石城和文明化進程ー中国陝西神木石ゴウ遺址国際学術検討会」や「世界考古学会議(WAC)第8回京都大会」において口頭発表を行った。解明事項1先商・商文化と2先周・西周文化にわけて推進方策を以下に述べる。2に関しては、まず27年度に口頭発表した研究成果を改良し、28年度中に論文にまとめ国内雑誌に投稿する。また、夏季には陝西省考古研究院において李家崖遺跡出土資料等の実見調査を行う。さらに、現時点では陝西省考古研究院の研究者からの紹介で8月中旬に陝西省楡林市で開催される商周時期長城地帯に関する研究会への参加を予定している。そのような場で最新の発掘状況の情報を得るとともに、当該時期の研究者の方々と学術的な交流を行いたいと考えている。これらの資料調査を行う一方で、年間を通して土器以外の物質文化(青銅器、墓地等)の分析を行い、土器から復元できた土器動態とそれらの比較を通して、より実証的に集団動態の復元を行う。1に関しては、まずは先商・商文化に関する資料収集とデータベースの作成を主に進行する。夏季から秋季にかけて中国へ渡航し、資料の実見調査を行う。山西省省内出土資料に関しては、27年度までの研究の中でおおよそ分類・編年をまとめているため、特に河北省、河南省省内の地域出土資料を分析の主な対象とする。現時点での計画では、6月10月の間で、河北省文物考古研究所と河北省博物院、天津博物館、赤峰博物館へ資料調査に赴く予定である。
胆道癌・肝内胆管癌・膵癌におけるsynuclein gamma発現の意義

慶應義塾大学病院でR0, R1切除を行った49例の肝内胆管癌(細胆管細部癌、混合型肝癌を除く)において、腫瘍境界が十分に観察し評価できる代表切片を病理専門医と選出し、作成した未染スライドを使用してγ-Synuclein(SNCG, 1H10D2, Mouse monoclonal antibody, Santa-Cruz Biotechnology)の免疫染色を施行した。腫瘍細胞に対する陽性率が10%以上の場合を陽性と判定したところ、術後検体49例中11例(22.4%)に発現を認めた。発現群と非発現群を比較したところ(χ2乗検定)と明らかな肉眼的な分類、リンパ節転移、分化度、腫瘍径、脈管侵襲、神経浸潤などの病理学的因子とは明らかな有意差を認めなかった。一方、予後解析を在院死、他病死を除いた45例で施行したところ、3年全生存率(38.9% vs 53.0%, P=0.09), 3年無再発生存率(11.1% vs 30.1%, P=0.04)と有意に再発率が高いことがわかった。また、慶應義塾大学病院医学部病理学教室が保有する胆道癌細胞株17種のセルブロックより作成した未染スライドを同様に免疫染色を施行すると17種中5種(29.4%)に発現を認めた。現在同細胞株から採取したmRNAをマイクロアレイにて網羅的に解析を行っており、mRNAと蛋白レベルでの発現に相関があるかどうかについて現在検討中である。以前に研究代表者の日比泰造が病理学教室との共同研究で行った膵癌の切除検体でγ-Synucleinを染色した際の抗体はすでに販売中止となっており、新たに購入した抗体の最適な染色条件を設定するのに時間を要した。ようやく免疫染色の手技が確立し、陽性・陰性のカットオフ値を決めるにいたり、現状として肝内胆管癌については臨床病理学的解析が施行できた。樹立した胆道癌細胞株での検討を進めている最中である。一方で肝外胆管癌、胆嚢癌については評価できていない。元々切除例が決して多くないことから過去の症例を掘り起こす必要があり、病理診断書の確認、プレパラートの確認に時間がかかっている。慶應義塾大学医学部病理学教室にて保有する胆道癌細胞株のうちγ-Synucleinの発現群と非発現群の細胞株を遺伝子発現、免疫染色で確認し浸潤能および増殖能に関するアッセイ、抗癌剤に対する感受性試験を施行し、比較する。その後は高発現群よりshRNAを使用してknock downした細胞株を用いて同様の試験を行う予定である。また、マウスに対して本細胞株を投与したXenograft modelにおいてγ-Synucleinの発現に関して解析を行っていく予定である。慶應義塾大学病院で1990年以降にR0, R1切除を行った胆道癌のうち、まず肝内胆管癌の56例を対象として後ろ向きコホート研究を行った。これらの症例では肝十二指腸間膜,膵頭周囲および総肝動脈沿いのリンパ節郭清が原則とされていた。なお左肝病変では胃小弯沿いと左胃動脈根部の郭清を追加.まず術後3年生存に寄与する因子を明らかにし,さらにリンパ節転移陽性群に限って予後を調べた。男性:女性=36:20、年齢中央値70 (39-83)歳、腫瘍径4.5 (1.5-16.0) cm、腫瘤形成型およびその優越型42例(75%)、多発腫瘍14例(25%)、2区域以上の肝切除40例(71%)、R0切除47例(84%)。リンパ節転移は19例(34%)に生じ、うち左肝病変17例中8例に胃小弯または左胃動脈根部リンパ節転移あり。在院死4例を除く52例の3年生存率は66%、3年無再発生存率33% (観察期間中央値36ヶ月)。多変量解析ではリンパ節転移陽性(HR 6.3, 95% CI 1.9-21.7, P = 0.003)とR1切除(HR 7.8, 95% CI 1.6-38.3, P = 0.01)が3年生存の独立した予後不良因子であった。3年無再発生存については上記2因子に加え多発腫瘍が予後不良(P < 0.05)。転移陽性リンパ節4個以上の症例は1年無再発生存例ゼロで転移個数1-3までの症例と比し有意に予後不良(P=0.005)。シヌクレインガンマ(SNCG)発現を確認すべく免疫染色の準備を進めているほか、リンパ節転移部位により予後が異なる可能性が高いことからさらに詳細に予後を分析中である。20年以上前の古い症例も含まれ、手術記録及び病理診断書の確認、プレパラートの確認に時間がかかっていることが理由である。現在、他の胆道癌症例の臨床・病理データを改めて拾い上げており、予後解析用のデータがきちんと揃っている症例を調査中である。

腫瘍細胞に対する陽性率が10%以上の場合を陽性と判定したところ、術後検体49例中11例(22.4%)に発現を認めた。発現群と非発現群を比較したところ(χ2乗検定)と明らかな肉眼的な分類、リンパ節転移、分化度、腫瘍径、脈管侵襲、神経浸潤などの病理学的因子とは明らかな有意差を認めなかった。一方、予後解析を在院死、他病死を除いた45例で施行したところ、3年全生存率(38.9% vs 53.0%, P=0.09), 3年無再発生存率(11.1% vs 30.1%, P=0.04)と有意に再発率が高いことがわかった。また、慶應義塾大学病院医学部病理学教室が保有する胆道癌細胞株17種のセルブロックより作成した未染スライドを同様に免疫染色を施行すると17種中5種(29.4%)に発現を認めた。現在同細胞株から採取したmRNAをマイクロアレイにて網羅的に解析を行っており、mRNAと蛋白レベルでの発現に相関があるかどうかについて現在検討中である。以前に研究代表者の日比泰造が病理学教室との共同研究で行った膵癌の切除検体でγ-Synucleinを染色した際の抗体はすでに販売中止となっており、新たに購入した抗体の最適な染色条件を設定するのに時間を要した。ようやく免疫染色の手技が確立し、陽性・陰性のカットオフ値を決めるにいたり、現状として肝内胆管癌については臨床病理学的解析が施行できた。樹立した胆道癌細胞株での検討を進めている最中である。一方で肝外胆管癌、胆嚢癌については評価できていない。元々切除例が決して多くないことから過去の症例を掘り起こす必要があり、病理診断書の確認、プレパラートの確認に時間がかかっている。肝内胆管癌におけるSNCG発現の解析を終えるまでの時間を見て、他の胆道癌についても臨床病理学的解析を同様に進めるか、あるいは胆管癌細胞株におけるSNCG発現を調べる系に進むのかを検討する予定である。慶應義塾大学医学部病理学教室にて保有する胆道癌細胞株のうちγ-Synucleinの発現群と非発現群の細胞株を遺伝子発現、免疫染色で確認し浸潤能および増殖能に関するアッセイ、抗癌剤に対する感受性試験を施行し、比較する。その後は高発現群よりshRNAを使用してknock downした細胞株を用いて同様の試験を行う予定である。また、マウスに対して本細胞株を投与したXenograft modelにおいてγ-Synucleinの発現に関して解析を行っていく予定である。未使用額の発生は効率的な物品調達を行った結果である。上述の通り免疫染色の手技・染色態度の判定を確立するまでに時間を要したため、研究の進捗に遅れが生じ、研究費の一部を次年度に繰り越さざるを得なかったが、修正した研究計画に沿って使用していく予定である。引き続き適正に研究費の支出を行う予定である。
CXCR4を標的とする癌転移抑制剤の開発

臨床の場において、癌の転移と各種抗癌剤に対する薬物耐性は有効な抑制方法が無く、癌の化学療法の最大のボトルネックとなっている。本研究は特異的CXCR4拮抗剤をケミカルプローブとして、癌臨床上大きな問題となっている、癌転移および骨髄ストローマ細胞依存性薬剤耐性の2種類の事象の分子メカニズムの精査とその抑制剤としての有効性を検証するところに学術的な特色を有する。本年度はCXCR4一ケモカイン受容体情報伝達系が膵臓癌、メラノーマ、乳癌、小細胞肺癌の転移に密接に関連することを明らかにして、独自に見い出した特異的CXCR4拮抗剤(T140誘導体、FC131誘導体等)が各種の固形癌の転移抑制剤として応用可能なことを明らかにした。また慢性リンパ性B-Cell白血病の治療薬としても応用できる可能性を示唆する実験結果を得た。さらに、立体配座固定創薬テンプレートを活用したT140,FC131の低分子化、非ペプチド研究を推進することにより、基盤構造の異なる一連の低分子リード化合物を見いだし、各々の基盤構造を活かした医薬品としての構造最適化研究を実施した。またペプチド性生体内安定型誘導体4F-Benzoyl-TN14003のポリ乳酸を用いる徐放性製剤化にも成功し、メラノーマ肺転移マウスモデルで一週間に一回の単回皮下投与の顕著な転移抑制効果があることを明らかにして、CXCR4を分子標的とする癌転移抑制剤の有効性を立証した。さらに、小細胞肺癌に対するin vitro評価を通じてペプチド性CXCR4拮抗剤の有効性を確認した。さらに、乳癌、小細胞肺癌および各種血液癌で臨床上大きな問題となっている骨髄ストローマ細胞依存性薬剤耐性(Cell-Adhesion Mediated Drug Resistance)とCXCR4との関連を明らかにするとともにCXCR4拮抗剤による克服の可能性を示唆する実験結果を得た。
海馬歯状回顆粒細胞への分散的色素負荷法による局所ネットワーク活動のイメージング

1.カルシウム蛍光指示薬の分散的負荷法を新たに開発した。ラット海馬スライス標本を用い、この方法で、カルシウム蛍光指示薬(Oregon Green BAPTA-1-AM)を顆粒細胞の軸索線維束である苔状線維に3時間圧力投与し、4-10個の歯状回顆粒細胞を選択的に染色した。正立型顕微鏡に取り付けた高速冷却CCDカメラで染色された顆粒細胞の細胞内カルシウム変動を計測した。顆粒細胞の自発バースト時のカルシウム変動を記録し、逆行性電気刺激で発生する活動電位に伴うカルシウム変動と対照させることにより、蛍光変化率および蛍光減弱時定数などから顆粒細胞の発火回数、発火タイミングを同定した。この結果から自発同期バースト活動を複数の顆粒細胞の発火パターンとして記述した。自発的同期発火中の単一顆粒細胞の発火回数は、均一ではなく、0、1、2回発火など多様な発火パターンを示した。自発発火活動が進行するにつれ、顆粒細胞間の同期性が亢進し、また発火潜時も短縮していった。こうした多様な発火様式および同期性の亢進は本研究によって初めて明らかにされた(Murayama et al. 2005)。2.この自発同期発火に参働する介在ニューロン、苔状細胞、顆粒細胞の3つの歯状回神経細胞集団の発火態様をホールセル法で詳細に調べた。介在ニューロンは同期した高頻度発火、苔状細胞は定型的なバースト発火、顆粒細胞は多様な発火動態を示した。3.歯状回における介在ニューロンと歯状回顆粒細胞の相互関係について、ホールセル記録法により検討した。非NMDA型グルタミン酸受容体の阻害薬であるCNQXを海馬スライス標本の潅流液中に投与し作用させると、歯状回顆粒細胞においてGABA性の自発的シナプス後電位の頻度が上昇した。この頻度上昇はCNQXのグルタミン酸受容体阻害作用と無関係に介在ニューロンを脱分極させる機序によることがわかった(Hashimoto et al. 2004)。平成15年度は以下のような研究を進めた。1)新たに開発した、カルシウム蛍光指示薬カルシウム蛍光指示薬の分散的負荷法を用いて4-10個の歯状回顆粒細胞を選択的に染色した。ラット海馬スライス標本を用い、カルシウム蛍光指示薬(Oregon Green BAPTA-1-AM)を顆粒細胞の軸索線維束である苔状線維に3時間圧力投与した。こうした多様な発火様式および同期性の亢進は本研究によって初めて明らかにされた。この結果は現在投稿準備中である。

2)歯状回における介在ニューロンと歯状回顆粒細胞の相互関係について、パッチクランプ・ホールセル記録法により検討した。非NMDA型グルタミン酸受容体の阻害薬であるCNQXを海馬スライス標本の潅流液中に投与し作用させると、歯状回顆粒細胞においてGABA性の自発的シナプス後電位の頻度が上昇した。この頻度上昇はCNQXのグルタミン酸受容体阻害作用と無関係に介在ニューロンを脱分極させる機序によることがわかった。歯状回局所ネットワークにおいて、介在ニューロン網への生体因子の作用に起因する顆粒細胞集団への脱分極性のGABA性ドライブが重要なのかもしれない。上記研究結果はNeuroscienceLetters誌に投稿し受理された。1)カルシウム蛍光指示薬の分散的負荷法を新たに開発した。ラット海馬スライス標本を用い、この方法で、カルシウム蛍光指示薬(Oregon Green BAPTA-1-AM)を顆粒細胞の軸索線維束である苔状線維に3時間圧力投与し、4-10個の歯状回顆粒細胞を選択的に染色した。正立型顕微鏡に取り付けた高速冷却CCDカメラで染色された顆粒細胞の細胞内カルシウム変動を計測した。顆粒細胞の自発バースト時のカルシウム変動を記録し、逆行性電気刺激で発生する活動電位に伴うカルシウム変動と対照させることにより、蛍光変化率および蛍光減弱時定数などから顆粒細胞の発火回数・発火タイミングを同定した。この結果から自発同期バースト活動を複数の顆粒細胞の発火パターンとして記述した。自発的同期発火中の単一顆粒細胞の発火回数は、均一ではなく、0、1、2回発火など多様な発火パターンを示した。自発発火活動が進行するにつれ、顆粒細胞間の同期性が亢進し、また発火潜時も短縮していった。こうした多様な発火様式および同期性の亢進は本研究によって初めて明らかにされた。この結果はEuropean Journal of Neuroscience誌に投稿受理された。2)この自発同期発火に参働する介在ニューロン、苔状細胞、顆粒細胞の3つの歯状回神経細胞集団の発火態様をホールセル法で詳細に調べた。介在ニューロンは同期した高頻度発火、苔状細胞は定型的なバースト発火、顆粒細胞は多様な発火動態を示した。以上の結果は投稿準備中である。3)歯状回における介在ニューロンと歯状回顆粒細胞の相互関係について、ホールセル記録法により検討した。この結果はNeuroscience Letters誌に投稿し受理された。
遺伝性血管性浮腫における自己免疫異常の病態解明と早期診断・治療を目指す研究

遺伝性血管性浮腫(HAE)において、血清学的免疫異常を呈する症例を散見する。これまでにこれを証明する基礎的実験の報告はなく、今回これを証明するため、18名のHAE患者の血清を用いて実験を行った。結果は、HAE患者が血清学的免疫異常を呈する原因と考えられるオプソニン化能の低下と免疫複合体可溶化能の低下を確認することができた。また、数例で抗C1q抗体の検出を認め、これは血清免疫複合体濃度と正の相関傾向にあった。HAE患者で認められる、血清学的免疫異常の所見は、HAEの病態である低補体血症に伴うオプソニン化能の低下や免疫複合体可溶化能の低下に起因する可能性が見出された。1.病院内倫理委員会の承認のもと、HAE患者の血液検体を採取し、分注ののち冷凍保存した。また、各種採血項目の測定を行った。2.HAE患者の現病歴、背景を収集し、まとめた。3.オプソニン化能測定法の確立これまでの研究論文をもとに、紫外線を照射したアポトーシス細胞に、健常人血清を反応させ、THP-1細胞より分化させたマクロファージによる貪食率を測定し、オプソニン化能の指標とした。健常人血清の濃度を上昇させるに従い、オプソニン化能は上昇し、30%健常人血清の存在下では、オプソニン化能は7080%であった。4.HAE患者のオプソニン化能測定上記測定法により、HAE患者のオプソニン化能を測定したところ、18名すべてのHAE患者でオプソニン化能は2050%であり、正常人血清の添加時に比べてオプソニン化能の低下を認めた。5.免疫複合体可溶化能測定法の確立これまでの研究論文をもとに、ペルオキシダーゼと抗ペルオキシダーゼ抗体による抗原抗体反応により生成された免疫複合体に、健常人血清を反応させ、遊離ペルオキシダーゼを測定することにより免疫複合体可溶化能の指標とした。6.HAE患者の免疫複合体可溶化能測定上記測定法によりHAE患者の免疫複合体可溶化能を測定したところ、18人中1人を除いて、正常人血清に比べてほぼ50%程度への低下を認めた。7.以上のことから、これまでの実験においてHAE患者血清において、オプソニン化能と免疫免疫複合体可溶化能の低下を認めた。本年度に実施した研究成果は、1.アポトーシス細胞に付着する補体因子の検出アポトーシス細胞には、健常人血清存在下で補体因子としてC1q, iC3b, C4dが付着することが確認された。しかし、HAE患者血清存在下では、それらの補体因子の検出は低下していた。2.マクロファージの補体受容体マクロファージの細胞表面には補体受容体CR1, CR3, CR4が存在する。そこで、健常人血清存在下で補体受容体拮抗薬を添加したところ、オプソニン化能の低下が認められた。以上より、HAE患者のオプソニン化能の低下は、HAE患者の低補体血症に伴う影響が示唆された。3.HAE患者18名の検体を用いて、自己免疫異常を示唆する血清C1q濃度、抗核抗体、血清免疫複合体濃度、クリオグロブリンなどの血液検査を施行したところ、前年度までに得られた個々人のHAE患者のオプソニン化能の低下・免疫複合体可溶化能の低下と、上記の血液検査の結果には明らかな相関は認められなった。4.前年度までに得られた結果(HAE患者において、オプソニン化能の低下・免疫複合体可溶化能の低下が認められること)と合わせて、平成27年6月にスペインのバルセロナで開催されたEUROPEAN ACADEMY OF ALLERGY AND CLINICAL IMMUNOLOGY(EAACI)学術総会に参加し、口頭発表を行った。会場の聴衆から多数の質疑があり、今後の研究活動に反映させることができた。当初予定されていた平成27年度の研究計画通りにスムーズな進捗状況である。今後も、平成28年度の研究計画に基づき、スムーズな進捗ができるように心がけていく。当初予定されていた平成26年度の研究計画通りにスムーズな進捗状況である。今後も平成27年度、平成28年度の研究計画に基づき、スムーズな進捗ができるように心がけていく。1.HAE患者18名の検体を用いて、ELISA法により血清中の抗C1q抗体を測定する。2.HAE患者18名の検体を用いて、血清中の抗C1-INH抗体を測定する。

前年度、本年度、また次年度の研究結果を総合的に評価・考察し、本研究内容を論文化する。補体学1.アポトーシス細胞に付着する補体因子アポトーシス細胞に付着する補体因子として、C1q、iC3b、C4の存在を確認する。これらがオプソニン化に関与する可能性があり、健常人血清とHAE患者血清での差違について考察する。2.マクロファージの補体受容体マクロファージに補体受容体CR1、CR3、CR4の存在を確認する。これらがオプソニン化に関与する可能性があり、これらを阻害した際のオプソニン化能を調べる。3.抗C1q抗体の測定ELAISA法により18名のHAE患者血清中の抗C1q抗体を測定する。抗C1q抗体の存在による影響を考察する。4.抗C1-INH抗体の測定18名のHAE患者血清中の抗C1-INH抗体を測定する。抗C1-INH抗体の存在による影響を考察する。平成27年度の研究計画における予想よりも、スムーズに実験が進み、良好な結果が得られたため、平成27年度の実験に関わる費用の支出が小さかったためと考えられる。平成26年度の研究計画における予想よりも、スムーズに実験が進み、良好な結果が得られたため、平成26年度の実験に関わる費用の支出が小さかったためと考えられる。平成28年度には、1.HAE患者18名の検体を用いて、ELISA法により血清中の抗C1q抗体を測定する。2.患者18名の検体を用いて、血清中の抗C1-INH抗体を測定する。関連学会で研究結果を発表する予定である。平成27年度には、1.HAE患者のオプソニン化能や免疫複合体可溶化能の測定を継続し、2.アポトーシス細胞に付着する補体因子の測定、3.マクロファージの補体受容体の測定、4.抗C1q抗体の測定、5.抗C1-INH抗体の測定の際にかかるる費用に充当する予定である。また、研究発表する際の学会参加費にも充当する予定である。
有限サイズ可積分量子系における準位交差と無限次元対称性そしてナノ・メゾ系の厳密解

量子XXZスピン鎖は可積分量子スピン系を代表する重要な模型である。その異方性変数Δを変数qを用いて(q+1/q)/2と表す場合、qが1のN乗根の場合に系の対称性が拡大し、sl(2)ループ代数という無限次元の対称性が出現する。正確には、無限次元リー代数の有限次元表現が導かれる。縮退度は非常に大きく、格子サイズに関して指数関数的に増加する。正規ベーテ固有状態がsl(2)ループ代数の最高ウェイトベクトルとなることを、全角運動量演算子のz成分がNの整数倍となるセクターにおいて数学的に厳密に証明した。このとき、ループ代数の無限個の関係式を代数的ベーテ仮説を用いて組織的に証明した。また、スペクトル縮退を解析する数学的道具として、ループ代数の有限次元最高ウェイト表現が既約表現となるための判定条件を求め、厳密に証明した。この結果、縮退次元を求める基本的アルゴリズムが完成した。さらに量子XXZ鎖のツイスト境界条件の場合にもループ代数の対称性が出現することが示された。カイラルポッツ模型は2次元イジング模型を拡張する可積分模型である。量子XXZ鎖に出現するsl(2)ループ代数の対称性が、カイラルポッツ模型の転送行列の固有値スペクトルを解析する上で重要であることを明らかにした。カイラルポッツ模型とτ2模型の転送行列は互いに交換するが、超可積分カイラルポッツ模型において、冪零τ2模型の正規ベーテ固有状態から生成されるsl(2)ループ代数の最高ウェイト表現の全体がその不変部分空間を与えることを示した。量子XXZ鎖およびXYZ鎖において出現するsl(2)ループ代数の無限次元対称性を研究した。量子XXZ鎖の異方性変数Δが特別な値の場合(対応する量子群の変数qが1の冪根の場合)にレベル交差が出現し、交差点では対称性が非常に拡大する。そして、格子長の指数関数で増大する異常とも言えるほどに大きな縮退度を導く。前年度の研究の中で、ベーテ固有状態がsl(2)ループ代数の最高ウェイトをもつ固有ベクトルとなることを、数学的帰納法を用いてループ代数の無限個の関係式を証明して示した。しかしその一方、最高ウェイト表現がどのような場合に既約表現になるのかは実はまだ知られていなかった。実際、スペクトルの縮退次元はベーテ固有状態から生成される最高ウェイト表現の次元で与えられるので、与えられた最高ウェイト表現が既約表現かどうかの判定は縮退度の解析に必要不可欠である。このため本年度は、sl(2)ループ代数の最高ウェイト表現がどのような場合に既約表現になるかを研究した。そして、有限次元最高ウェイト表現が既約表現となるための必要十分条件をはじめて明らかにした。(SIGMA Vol.2(2006),Paper021)さらに、量子XXZ鎖において出現するsl(2)ループ代数の無限次元対称性が、カイラルポッツ模型のスペクトルの解析に役立つことを明らかにした。カイラルポッツ模型は2次元イジング模型を自然に拡張する重要な可解格子模型である。そのイジング的なスペクトルを特徴付けのためにある多項式が用いられてきたが、実はこれは高次スピン表現の量子XXZ鎖におけるsl(2)ループ代数に対するDrinfeld多項式に他ならないことを明らかにした。(Physics Letters A, to appear.)量子XXZ鎖およびXYZ鎖において、その結合定数が離散的な特殊値の場合に出現するsl(2)ループ代数の無限次元の対称性を研究した。量子XXZ鎖の異方性変数Δにおいて、対応する量子群のq変数が1の冪根の場合にループ代数が出現し、格子サイズの指数関数的に増大する非常に大きな準位縮退を導く。前年度の研究の中で、sl(2)ループ代数の有限次元最高ウェイト表現が既約表現となるための必要十分条件を明らかにした。

本年度はこの判定条件を最も一般の場合に数学的証明を与えた。さらに、有限次元最高ウェイト表現が可約になる場合に、その次元をもとめる一般的方法を提案した。特に、任意に与えられた最高ウェイトに対して、この最高ウェイトをもつ全ての有限次元最高ウェイト表現を分類するアルゴリズムを提出した(to appear in J. Stat. Mech.(2007))。有限次元最高ウェイト表現の全てが導かれることは、予想として定式化した。実際、量子XXZさのハミルトンニアンや6頂点模型の転送行列のスペクトルの縮退次元は、ベーテ固有状態から生成される最高ウェイト表現の次元で与えられるので、最高ウェイト表現の全てを導出して次元を一般的に求める方法は、縮退度の解析において重要である。前年度において、量子XXZ鎖において出現するsl(2)ループ代数の無限次元対称性がカイラルポッツ模型のスペクトル解析に深く関係することを明らかにした。ここでカイラルポッツ模型は2次元イジング模型を自然に拡張する重要な可解格子模型であり、そのイジング的なスペルトルの特徴付けに用いられたある多項式が、実はある種のsl(2)ループ代数におけるDrinfeld多項式に他ならないことが分かった。今年度は、このカイラルポッツ模型とsl(2)ループ代数の対応関係に、オンサーガー代数が関係することを議論した。(別冊・数理科学「双対性の世界」(2007)pp.45-52.)このループ代数とオンサーガー代数の関係から将来、カイラルポッツ模型の相関関数などが組織的に導かれる可能性があり、重要である。量子XXZ鎖は可積分量子スピン系を代表する重要な系である。その異方性変数Δが特別な値の場合(Δ=(q+1/q)/2とおいて、変数qが1のN乗婚あるいは2N乗根の場合)に対称性が非常に拡大し、ループ代数という無限次元の対称性をもつ。縮退度は非常に大きく、格子長の指数関数で増大する。前年度の研究を発展させ、全角運動量演算子のz成分の値がNで割り切れるセクターにおいて、正規なベーテ固有状態がループ代数の最高ウェイトベクトルとなることを、数学的に厳密に証明した(J.Phys.A:Math.Theor.(2007))。また、昨年度から継続した研究の中で、ループ代数の有限次元最高ウェイト表現が既約表現となるための必要十分条件を明らかにし、論文を出版した(JSTAT(2007))。この二つの論文の結果、量子XXZ鎖におけるループ代数による縮退次元を求めるための基本アルゴリズムが完成した。この結果、平成17-19年度の本研究課題の最重要課題が達成された。量子XXZ鎖のツイスト境界条件の場合にも、ループ代数の対称性が出現することを明らかにした。まず、ツイスト境界条件下でボレル部分代数の対称性を導いた。次に、ボレル部分代数の有限次元最高ウェイト表現を定義し、これが量子XXZにおいて出現することを示した。そして、一般的な数学的定理として、ボレル部分代数の有限次元最高ウェイト表現からループ代数の最高ウェイト表現が導かれることを証明した。
基底状態および励起状態における選択的電子移動複合体を経る反応の開発と応用

ドナ-、アクセプタ-としての適当な分子ペアの基底状態および励起状態における選択的電子移動による複合体形成を利用し、新しい高選択的な官能基交換および骨格合成反応の開発と天然物合成への応用などを目的として行われた本研究は、DDQ酸化を中心とし、マクロリドのエリスロノリドA、カルボノリド系化合物の合成に成果を上げえた。I、超効率マクロラクトン化によるエリスロノリドAの合成先ずセコ酸誘導体の配座をNMR解析により予測し、マクロラクトン閉環が最も効率よく進行すると考えられる基質をデザインした。これをMPM保護基のDDQ酸化に対する特性などを利用し高立体選択的に合成し、改良山口法によりセコ酸を超活性化したマクロラクトン閉環を行ない室温数分の反応で殆んど定量的にラクトン閉環体をうる新しい方法が確立された。この閉環体は脱保護などにより容易にエリスロノリドAに変換された。II、16員環の立体配座制御によるカルボノリド類の合成。カルボマイシン系マクロリドは最も種類が多いが、あまり合成されていない。酸化段階により4種に大別される。先ず分子内ウイテック・ホ-ナ-反応により16員環化合物を合成し、これはカルボノリドBに変換された。カルボノリドBの各種誘導体につき、NMR(NOEなど)測定とMMP2ーCONFLEX2計算により、16員環ジェノンの立体配座を出来る限り正確に解析し、過酸酸化によりカルボノリドAなどを、水素化ホウ素ナトリウム還元によりロイコノリド類を、完全に立体選択的に合成した。さらに酸化、還元両反応の組合せによりマリドノリド類の合成にもはじめて成功した。
ドパミン神経選択的障害因子ドパミンキノンのパーキンソン病病態形成での役割の解明

ドパミン(DA)神経選択的障害因子としてのDAキノン(DAQ)のパーキンソン病(PD)病態形成における役割を明らかにし,キノン体の生成制御の治療応用の基礎資料を得るために,以下の研究を行った.1.DAおよびDAQとの相互作用・結合分子の検討PD病態関連分子を中心とした電子スピン共鳴法による検索で,メタロチオネイン1(MT1),数種のDAアゴニスト,ある中枢神経作用薬が,DAQと相互作用・結合し消去することを明らかにした.2.培養神経細胞でのDA神経障害およびキノン毒性とキノン消去系賦活・抑制の効果DA系神経細胞CATH. aでのDA過剰状態で生成されるDAQは細胞障害性にはたらくが,キノン還元・消去酵素,MT1誘導薬,あるいはアストログリアでのグルタチオン(GSH)合成基質の取り込みを促進する中枢神経作用薬により,DAQを消去することで細胞障害性を阻止できることを明らかにできた.3.PDモデル動物でのキノン消去系の変化とその修飾の効果PDモデルマウス線条体において,キノン還元・消去系因子の活性化を認めた.また,ある中枢神経作用薬の投与により,線条体のアストログリアは増殖し,GSH合成基質の取り込み部位が増加し,GSH量が増加した.さらにこの薬の投与により,黒質のDA神経の脱落およびL-DOPA連日投与による線条体キノン結合タンパクの著増が抑制された.また,PDモデルのDA神経障害は,MT1ノックアウトマウスで顕著であり,システイン基含有分子がDAQ障害性に対して保護的に働くことを明らかにした.これらの結果から,DA神経選択的障害因子としてのDAQの神経障害性を消去するという全く新しい観点からのPD治療方策の開発の基礎資料を得ることができ,特にGSH合成基質の取り込みの神経・アストログリア連関が,PDでのDA神経障害に対する防御方策を考える上で重要であることを明らかにできた.ドパミン(DA)神経選択的障害因子としてのDAキノン(DAQ)のパーキンソン病(PD)病態形成における役割を明らかにし,キノン体の生成制御の治療応用の基礎資料を得るために,以下の研究を行った.1.DAおよびDAQとの相互作用・結合分子の検討PD病態関連分子を中心とした電子スピン共鳴法による検索で,メタロチオネイン1(MT1),数種のDAアゴニスト,ある中枢神経作用薬が,DAQと相互作用・結合し消去することを明らかにした.2.培養神経細胞でのDA神経障害およびキノン毒性とキノン消去系賦活・抑制の効果DA系神経細胞CATH. aでのDA過剰状態で生成されるDAQは細胞障害性にはたらくが,キノン還元・消去酵素,MT1誘導薬,あるいはアストログリアでのグルタチオン(GSH)合成基質の取り込みを促進する中枢神経作用薬により,DAQを消去することで細胞障害性を阻止できることを明らかにできた.3.PDモデル動物でのキノン消去系の変化とその修飾の効果PDモデルマウス線条体において,キノン還元・消去系因子の活性化を認めた.また,ある中枢神経作用薬の投与により,線条体のアストログリアは増殖し,GSH合成基質の取り込み部位が増加し,GSH量が増加した.さらにこの薬の投与により,黒質のDA神経の脱落およびL-DOPA連日投与による線条体キノン結合タンパクの著増が抑制された.また,PDモデルのDA神経障害は,MT1ノックアウトマウスで顕著であり,システイン基含有分子がDAQ障害性に対して保護的に働くことを明らかにした.これらの結果から,DA神経選択的障害因子としてのDAQの神経障害性を消去するという全く新しい観点からのPD治療方策の開発の基礎資料を得ることができ,特にGSH合成基質の取り込みの神経・アストログリア連関が,PDでのDA神経障害に対する防御方策を考える上で重要であることを明らかにできた.1.ドパミンおよびドパミンキノンとパーキンソン病病態関連既知分子との相互作用の検討ドパミンの自動酸化によるドパミンセミキノン・キノンin vitro生成系に,ドパミンキノンとの相互作用が予測されるパーキンソン病病態関連既知分子を加え,電子スピン共鳴法によるキノン検出を行い,ドパミンセミキノン・キノンと相互作用・結合する分子を検索した.金属関連代謝分子,ドパミンアゴニストのうちいくつかの分子・薬剤がドパミンセミキノンを直接消去することを明らかにできた.2.培養神経細胞でのドパミンキノン毒性とキノン消去系賦活の効果ドパミン系神経細胞CATH.aにドパミンを24時間添加したところ,キノン生成の指標となるキノプロテイン(キノン結合蛋白)が用量依存性に増加した.これに対してキノン還元・消去酵素NQO1の賦活薬BHAの前処置を行うと,ドパミン添加によるキノプロテイン増加および細胞障害性が有意に抑制できた.さらに,チロシン水酸化酵素によるL-DOPA生成を高めるtetrahydrobiopterinと小胞モノアミントランスポーター(VMAT2)阻害薬ケタンセリンの同時添加を行い,小胞外細胞質内の遊離のドパミンを増加させるとキノプロテイン量は増加した.これらの結果より,過剰ドパミン状態ではドパミンから生成されるドパミンキノンが細胞障害性にはたらき,キノンを消去することによりそれを阻止できることを明らかにできた.3.パーキンソン病モデルでのドパミンキノン,キノン消去系の変化とL-DOPA投与の影響ドパミン