hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
ダイオキシン暴露マウスの胎仔口蓋裂の発生予防における葉酸の効果

平成18年度はダイオキシン(TCDD)による口蓋裂発症モデルマウスに対する葉酸の予防効果をin vivoにて検討した.その結果,0.5mg/kg/日での口蓋裂発生率は100%,1mg/kg/日では88%,10mg/kg/日では94%であった.したがって,葉酸の口蓋裂抑制効果は軽度で,統計学的に有意なものではなかった.そこで平成19年度は,TCDDによる口蓋裂誘発のより詳細なメカニズムを検討することとした.胎生14日から18日までの口蓋をHE染色で組織学的に,走査型電子顕微鏡(SEM)で形態的に,より詳細に観察した.その結果,TCDDを投与されたマウスの口蓋は,両口蓋板の挙上は遅れるものの,その後の接触,癒合という過程は正常マウスと同様な発生過程をとる個体が多くみられた.しかし,出生直前には100%口蓋裂を発症していたことから,口蓋は一旦癒合した後に再び解離していることが示唆された.さらに,胎生12日目の口蓋の器官培養を行った結果,口蓋裂の発生率はTCDD濃度が高くなると有意に増加したが,1hg/ml以上では差がなく,約半数の口蓋は癒合していた.培養口蓋では口蓋全体が通常より小さいことから,癒合後の解離現象がなく,結果として口蓋裂発生率が少なくなったものと推察された.癒合後の解離という現象に着目し,口蓋形成に関与する代表的な因子につきRT-PCR,免疫染色を用いて検討した.その結果,FGFR1,MSX1,TGF-β3の発現がdown-regulateされていることが示唆された.これらのことから,TCDDによる口蓋裂発生のメカニズムは,口蓋板の挙上,成長,接着,癒合の各段階での障害に加え,癒合後の解離現象も関与していることが考えられた.口蓋裂が多因子閾説で説明されていることと合致するが,その予防法の確立にはさらなる研究が必要であると思われた.平成18年度はダイオキシン(TCDD)による口蓋裂発症モデルマウスに対する葉酸の予防効果をin vivoにて検討した.その結果,0.5mg/kg/日での口蓋裂発生率は100%,1mg/kg/日では88%,10mg/kg/日では94%であった.したがって,葉酸の口蓋裂抑制効果は軽度で,統計学的に有意なものではなかった.そこで平成19年度は,TCDDによる口蓋裂誘発のより詳細なメカニズムを検討することとした.胎生14日から18日までの口蓋をHE染色で組織学的に,走査型電子顕微鏡(SEM)で形態的に,より詳細に観察した.その結果,TCDDを投与されたマウスの口蓋は,両口蓋板の挙上は遅れるものの,その後の接触,癒合という過程は正常マウスと同様な発生過程をとる個体が多くみられた.しかし,出生直前には100%口蓋裂を発症していたことから,口蓋は一旦癒合した後に再び解離していることが示唆された.さらに,胎生12日目の口蓋の器官培養を行った結果,口蓋裂の発生率はTCDD濃度が高くなると有意に増加したが,1hg/ml以上では差がなく,約半数の口蓋は癒合していた.培養口蓋では口蓋全体が通常より小さいことから,癒合後の解離現象がなく,結果として口蓋裂発生率が少なくなったものと推察された.癒合後の解離という現象に着目し,口蓋形成に関与する代表的な因子につきRT-PCR,免疫染色を用いて検討した.その結果,FGFR1,MSX1,TGF-β3の発現がdown-regulateされていることが示唆された.これらのことから,TCDDによる口蓋裂発生のメカニズムは,口蓋板の挙上,成長,接着,癒合の各段階での障害に加え,癒合後の解離現象も関与していることが考えられた.口蓋裂が多因子閾説で説明されていることと合致するが,その予防法の確立にはさらなる研究が必要であると思われた.今年度はダイオキシン(TCDD)による口蓋裂発症モデルマウスに対する葉酸の予防効果をin vivoにて検討した.ヒトにおける妊婦の葉酸摂取必要量を体重換算すると0.17mg/kg/日となるため,1日の葉酸摂取量を0mg/kg/日,0.5mg/kg/日,1mg/kg/日,10mg/kg/日,の4群に分けた.8週齢雌ICRマウスに上記葉酸量を哺水瓶より摂取させ,2週間後同系雄マウスと交配させた.妊娠12日目に40μg/kgのTCDDを強制経口投与させ,妊娠18日目にエーテル麻酔下頚椎脱臼後,帝王切開により胎仔を取り出し、口蓋裂の有無や着床数,体重等の異常を調べた.その結果,0.5mg/kgノ日での口蓋裂発生率は100%,1mg/kg/日では88%,10mg/kg/日では94%であった.したがって,葉酸の口蓋裂抑制効果は軽度で,統計学的に有意なものではなかった.以上の結果よりダイオキシンにより誘発される口蓋裂に対しては葉酸投与の予防効果は少なく,葉酸の体内での核酸およびアミノ酸代謝にかかわる経路とTCDDの薬理作用点にはgapがあることが示唆された,平成18年度はダイオキシン(TCDD)による口蓋裂発症モデルマウスに対する葉酸の予防効果をin vivoにて検討したが,葉酸の口蓋裂抑制効果は軽度で,統計学的に有意なものではなかった.

従ってダイオキシンにより誘発される口蓋裂に対しては葉酸投与の予防効果は少なく,葉酸の体内での核酸およびアミノ酸代謝にかかわる経路とTCDDの薬理作用点にはgapがあることが示唆された.そこで平成19年度は,TCDDによる口蓋裂誘発のより詳細なメカニズムを検討することとした。胎生14日から18日までの口蓋をHE染色で組織学的に,走査型電子顕微鏡(SEM)で形態的に,より詳細に観察した.その結果,TCDDを投与されたマウスの口蓋は,両口蓋板の挙上は遅れるものの,その後の接触,癒合という過程は正常マウスと同様な発生過程をとる個体が多くみられた.しかし,出生直前には100%口蓋裂を発症していたことから,口蓋は一旦癒合した後に再び解離していることが示唆された.さらに,回転式の器官培養装置を用い,胎生12日目の口蓋の器官培養を行った.TCDD濃度を0.1ng/m1, 1. Ong/m1, 10ng/ml, 50ng/m1となるように調整し,72時間培養した.その結果,口蓋裂の発生率はTCDD濃度が高くなると有意に増加したが,1ng/m1から50ng/m1では差がなく,約半数の口蓋は癒合していた.培養口蓋では頭蓋を除去しているため,口蓋全体が通常より小さいことから,癒合後の解離現象がなく,結果として口蓋裂発生率が少なくなったものと推察された.癒合後の解離という現象に着目し,口蓋形成に関与する代表的な因子につきRT-PCR,免疫染色を用いて検討した.その結果,FGFR1, MSX1, TGF-β3の発現がdown-regulateされていることが示唆された.これらのことから,TCDDによる口蓋裂発生のメカニズムは,口蓋板の挙上,成長,接着,癒合の各段階での障害に加え,癒合後の解離現象も関与していることが考えられた.口蓋裂が多因子閾説で説明されていることと合致するが,その予防法の確立にはさらなる研究が必要であると思われた.
間葉系幹細胞を用いた腸管虚血再灌流障害の新規治療法の開発

本研究は腸管の虚血再灌流障害に対して間葉系幹細胞投与がもたらす効果を検証する研究である。まず本年度はSprague Dawleyのラットを用いた虚血再灌流障害モデルの作成を行った。イソフルレンにより吸入麻酔後、心電図、SpO2のモニタリングを行う。その後腸間膜動脈を結紮し、45分間の結紮の後結紮を解除する。まず予備実験においてはモデル作成中の腸管の虚血の進行度合いの確認、モデル間での個体差の検証を行い適切な結紮時間を検証した。予備実験によって個体によって虚血に差が出るため、結紮方法の最適化を行うことに時間を要した。また、手技の時間によって術後の経過にも及ぼすことがわかり、自身の手技の習熟にも時間を要した。上記のように予備実験を終え、モデル作成とその後の生存も安定するようになったため、2019年度では間葉系幹細胞の採取や培養、そしてモデルへの投与を開始していく。本研究に用いる虚血再灌流モデルの作成のための手技の安定や、個体間の差をなくすための予備実験に時間を要した。上記のように予備実験は終了したため、2019年度より間葉系幹細胞の採取や培養、そしてモデルへの投与を開始していく。間葉系幹細胞の採取・培養・購入に移ることができなかったためそのための費用は次年度に繰り越すこととなった。前述のように、間葉系幹細胞の採取・培養・購入の費用と、統計解析ソフトの購入や関係学会への参加費用、英語校正のための費用としての使用を予定している。
グローバル化時代におけるアメリカニゼーションとナショナリズムの国際的比較研究

これまでに各研究分担者が実施した海外、国内調査の結果、蒐集した史資料、二次文献に基づき、各専門地域、分野ごとに「アメリカ化」と「グローバル化」の異同、現代世界におけるナショナリズムと「アメリカ化」の緊張関係の分析に当たった。その際、海外の研究協力者との連携を強化し、一つの地域や争点を論じる際にも、できるだけ国際的な視点の設定が可能になるように図った。その結果、本研究課題「グローバル化時代におけるアメリカ化とナショナリズム」は、以下の四つの相連関する問題群に分けて考察された。すなわち第一に「アメリカ化の起源」、第二に「国際政治経済におけるアメリカのヘゲモニーの特色」、第三に「アメリカニズムと地球市民社会形成」、第四に「地球規模のアメリカ化の進展下における地域研究の課題と可能性」である。このように論点を集約した上で、全研究分担者、海外研究協力者、および関連分野の国内研究者も参加し、2002年8月には、国際シンポジウムを開催した。このシンポジウムにおける各報告と討議とによって以下の点が解明された。第一に、「アメリカ化」の世界的広がりはすでに1920年代までには開始されており、現在の国際政治経済におけるアメリカのヘゲモニーは、通常考えられているよりもはるかに長い歴史に根ざしている。第二に、普遍文化としてのアメリカニズムは、必ずしも自由資本主義的な市場経済と厳密に重なり合うものではないが、両者は相互に刺激しあいながら地球上の隅々に浸透し、各地のナショナリズムとの軋礫を生みだしている。第三に、こうした事情を背景として、学問分野としての「地域研究」は、(研究対象の地域の違いにかかわらず)「アメリカ化」「ナショナリズム」「グローバル化」という三つの趨勢によって大きく変容しつつある。以上の成果を中心に、最終的成果報告書をまとめることによって本研究課題は、一応終了する。今年度の目標は、これまで各研究分担者が行ってきた地域研究、理論研究にもとづき、それぞれの分野においてアメリカニゼーションとグローバリゼーションとをナショナリズムと交錯させつつ対比し、次年度以降の共同研究の素地を形成することにあった。梶原、豊永はアメリカ合衆国を訪れ、基礎的資料の収集、インタビューを行うとともに、海外共同研究者と研究打ち合わせを行った。久保は、2000年大統領選挙の現地視察の機会を活かし、『』共同研究に関する取材を幅広く行い、その成果を「アメリカニゼーションの政治的契機」に関する報告として共同研究会で発表した。新川は、台湾、シンガポールを訪問し、その地におけるグローバリゼーションとナショナリズムの関連を政治理論的視角から分析した。加納は、2000年から2001年にかけてのインドネシア、フィリピンを中心とする東南アジア地域における政治経済的変動の実態を現地踏査し、その国際政治的文脈、歴史的文脈を共同研究会で報告した。李は、加納の後インドネシアを訪れ、やはりその地におけるグローバリゼーションの実態調査に当たった。遠藤は、中米カリブ海地域におけるアメリカニゼーションの影響に関し、基礎的資料の収集に当たるとともに、従来の研究成果のとりまとめを行い、次年度に予定される担当地域の現地調査の下準備をほぼ整えた。大津留は、過去数年携わってきたナショナリズム研究をまとめ成果として出版した。これを土台として次年度は「アメリカ・ナショナリズム」のより克明な解析を目指している。古矢は「アメリカニズム」を多角的に分析してきたこれまでの論文を一書にまとめる作業を行ってきた。それに基づき次年度以降の共同研究の具体的な実施計画を作成した。次年度は、基本資料の収集、各地域の実態調査を継続するとともに、海外共同研究者との連絡を緊密化し、最終年度に予定される国際シンポジウム、報告書の作成に向けて、より明確な課題設定と役割分担を画定していく予定である。

前年度に引き続き、各研究分担者は分担テーマに関する資料収集と相互の見解の突き合わせを継続的に行った。そのかたわら、加納は専門とするインドネシアとその周辺東南アジア諸国におけるアメリカの経済的影響の歴史と現在を調査するために、現地踏査を行い、現地の研究者との研究協力体制の構築および研究成果の刊行打ち合わせを行った。しかし、2001年9月、本研究が解明すべき中心的国家であるアメリカ合衆国を襲った同時多発テロは、数名の分担者が予定していたアメリカ現地調査計画を大きく狂わせたばかりでなく、本研究全体の問題視角にも大きな影響を与える結果となった。大津留は事件後カリフォルニア州を訪れ、アメリカの対外認識の変容をめぐる聞き取り調査と資料収集を行った。同じく合衆国を訪れた久保は、この事件によってクローズアップされたアメリカの対外政策における単独行動主義とグローバリゼーションとの関わりについて資料収集と種々の圧力団体、政治団体の指導者へのインタビューを行った。また研究代表者古矢は、前年来進めてきた論文集の刊行計画に大幅な手を加えるとともに、事件の歴史的意義に関する雑誌記事を刊行することによって、本研究テーマについて、事件以後生じた新しい問題視角を提起した。本年度後半からは、次年度夏に予定されている海外研究協力者を含む国際シンポジウムの準備を開始した。各分担者は、シンポジウムにおける課題の概要を提出し、それを素材として相互の論点を突き合わせるために合宿を行い、シンポジウムの計画を具体化した。それにもとづき、各分担者はシンポジウムへの提出ペーパーとその後に予定される研究課題に関する論文集への寄稿準備を開始した。本年度は、これまでに各研究分担者が実施した海外、国内調査の結果、蒐集した史資料、二次文献に基づき、各専門地域、分野ごとに「アメリカ化」と「グローバル化」の異同、現代世界におけるナショナリズムと「アメリカ化」の緊張関係の分析に当たった。その際、海外の研究協力者との連携を強化し、一つの地域や争点を論じる際にも、できるだけ国際的な視点の設定が可能になるように図った。その結果、本研究課題「グローバル化時代におけるアメリカ化とナショナリズム」は、以下の四つの相連関する問題群に分けて考察された。すなわち第一に「アメリカ化の起源」、第二に「国際政治経済におけるアメリカのヘゲモニーの特色」、第三に「アメリカニズムと地球市民社会形成」、第四に「地球規模のアメリカ化の進展下における地域研究の課題と可能性」であるこのように論点を集約した上で、全研究分担者、海外研究協力者、および関連分野の国内研究者も参加し、2002年8月には、国際シンポジウムを開催した。このシンポジウムにおける各報告と討議とによって以下の点が解明された。第一に、「アメリカ化」の世界的広がりはすでに1920年代までには開始されており、現在の国際政治経済におけるアメリカのヘゲモニーは、通常考えられているよりもはるかに長い歴史に根ざしている。
戦後における俗信の変化を測定するための基礎的研究

俗信や民間信仰は、表現形態は変わっても、日本人の基層信仰に深く関わる領域として認識されてきた。しかしながら、一部の民俗学研究の成果や、日本人の宗教意識・宗教行動の変化に関する研究から、基層的な信仰形態に大きな変化が生じていることが指摘されている。こうした俗信・民間信仰の変化に関する資料は、ごく一部を除いて存在しない。日本人の宗教性は、欧米のような教会帰属型の、自覚的意識的な宗教ではなく、日常生活の中で発揮される。こうした日常生活における宗教性の総体の変化を知ることが重要であると考えられる。本研究目的は以下の二点である。第一は、過去に行われた比較可能な俗信・民間信仰に関する調査結果の収集を行う。第二は、収集した資料を基にして、数量的な変化を把握することを目的として設定したときに有効な調査項目(質問文と回答のための選択肢)を考察する。俗信や民間信仰の現状に関する研究を概観すると、そうした現象があたかも「現代日本社会」において「誰でもが関与」しているかのように分析されていることに気づく。友引の葬儀、仏滅の結婚式、葬儀の際の清め塩、北まくら等、こうした現象に言及することで、あたかも現在も広く日本人の間に見られるかのようである。しかしながら世論調査の結果によると現在は少数派である。他方で、口割け女、ピアスの女、走り女、学校の二宮金次郎など、メディアに景況されながら、新しい都市伝説、民間信仰が生まれているのも確かである。世論調査によって明らかになる日本人の基層信仰はきわめてわずかであって、時系列上で比較なデータはさらに僅少である。日本人の宗教性のもっとも日常的で基層となる宗教性に関するデータの蓄積は研究の基本である。定時的で計測可能な世論調査によるデータ収集の実現が望まれる。本年度は、研究目的に沿って、過去に行われた比較可能な俗信・民間信仰に関する調査と調査結果の収集を行った。こうした点では民俗学の研究成果よりも、昭和21年から3次にわたって実施された迷信調査委員会「国民慣習(迷信・俗信)調査」が重要である。昭和二一年の第一次調査と昭和二四年の第二次調査は、日の吉凶に関する俗信など、もっぱら個別の迷信の事例を全国各地より集めている。他方、昭和二五年に実施された第三次調査は、「十二支で人の性質がわかると思うか」「死んでも魂はあると思うか」など一五の設問からなる質問表を全国に配布し、「IBM(電気抽出機)」によって集計整理したものである。調査の母集団が六千を超える大規模な調査である。具体的には、三次にわたる信仰査委員会「国民慣習(迷信・俗信)調査」に関しては、調査項目別にカードを作成した上で、他の調査と比較可能な形態として資料収集・整理を終了した。俗信・民間信仰に関する資料を総理府編『世論調査年鑑』から抽出した。昭和20年代から刊行されている『世論調査年鑑』には、とくだんに俗信や民間信仰、あるいは宗教をテーマにした調査以外にも、多くの資料となる項目が含まれている。個別の調査項目ごとにカード化を行い、データベース化した。本年度の調査できわめて興味深かったのは、血液型、占いをはじめとした神秘的現象に対して、科学的客観的な判断を行おうとする研究グループの成果の入手である。宗教研究と異なってはいるが、結果的には現代日本において、どのような種類の俗信・民間信仰がどのような意味で存続しているかに関する調査を実施しており、この成果の収集はきわめて意味あるものであったということができる。
繊毛虫ゾウリムシの接合時の核分化決定と生殖系列維持機構の解析

ゾウリムシParamecium caudatumの細胞内には大核と小核があり、有性生殖時に小核由来の受精核から新大核と小核がつくられ、旧大核は消失する。したがって生殖系列は小核によって維持される。本研究では小核の分化決定と維持される機構について研究し、以下の研究成果があった。1)生殖系列維持のための小核の機能;減数分裂後の4小核の内、3核は退化し、残った1核が分裂して、配偶核を形成の後に受精核を形成する。この配偶核の存在は、接合後の正常な口部形成に不可欠である。零染色体細胞を解析した結果、この小核の機能は、小核上の特定遺伝子によるものないことが明かになった。小核の機能は遺伝子によるものではなく、形態形成におけるオーガナイザー的機能をもつという考え方から、FITC-抗チューブリン抗体により蛍光観察を行い、配偶核形成から受精核形成過程の微小管の動向を解析した。その結果、核の行動に微小管が関与していることが明らかになった。2)減数分裂後の小核退化とWGAの微量注射による阻害;減数分裂後の3小核の退化過程を電顕により明かにした。この小核退化時期にレクチンWGA(1mg/ml,ca.35pl)を微量注射すると著しい退化阻害が起こった。金コロイド結合WGAを注射したところ、WGAは核膜ではなく、細胞質のライソゾームあるいはオートファジックバキュオールに結合していた。このことから、レクチンは核退化系に直接作用していると考えられる。3)核分化決定時の小核分化の決定機構;接合を完了した細胞内には4個の仮小核がある。興味深いことに、4個の仮小核はどれも消えず、接合後3細胞周期まで残る。ただし、接合後の細胞分裂時に、分裂できる小核は1個のみであるという驚く結果が得られた。繊毛虫の細胞内には、大核と小核がある。有性生殖時に小核由来の受精核から新大核と小核がつくられ、旧大核は消失する。したがって、生殖系列は小核によって維持される。本研究ではゾウリムシ(Paramecium caudatum)の有性生殖時における小核の機能と分化について検討した結果、初年度である本年度は以下のことが明らかになった。1.減数分裂期の小核退化過程:接合時には小核は減数分裂して4小核を生ずるが,この内の3核は退化する。1)電子顕微鏡観察の結果、この核崩壊過程において新知見を得ることができた(昨年日本原生動物学会大会発表)。2)減数分裂後の小核退化時期に、何種かのレクチンを微量注射した結果、WGA(1mg/ml,ca.35pl)の場合に著しく退化が阻害された。FITC等の標識を用いて解析の結果、WGAは核膜よりも細胞質全体に結合していた。他方、ConAの場合にはすべての小核が退化した。(昨年日本動物学会大会発表)2.生殖系列維持のための小核の機能:減数分裂後、残った1核は分裂し、配偶核を形成の後に受精核を形成する。この配偶核は接合後の口部形成に不可欠な機能を示す。有小核細胞を無小核細胞と繰り返し接合させることにより、零染色体細胞をつくって解析した結果、小核の特定の遺伝子による支配ではなく、遺伝子機能以外のものであることが強く示唆された(本年日本発生生物学会大会発表予定)。3.核分化決定時の小核の決定機構の解明:接合後期に受精核由来の8小核から新大核と小核が分化する。

レクチンを微量注射した結果、ConAは新大核の形成を阻害した(昨年日本遺伝学会大会発表)。大小核分化の決定には、細胞内における膜系の糖鎖が関わっていることが示唆される。ゾウリムシParamecium caudatumの細胞内には大核と小核があり、有性生殖時に小核由来の受精核から新大核と小核がつくられ、旧大核は消失する。したがって生殖系列は小核によって維持される。本年度は研究2年目で、昨年度の成果を基に以下のように研究した。1)生殖系列維持のための小核の機能;減数分裂後の4小核の内の3核は退化する。残った1核は分裂し、配偶核を形成の後に受精核を形成する。この配偶核は接合後の口部形成に不可欠な機能を示す。零染色体細胞を解析した結果、この小核の機能は、小核の特定遺伝子によるものないことが明かになった(日本発生生物学会、1997;日本原生動物学会、1997)。そこで、小核の遺伝子発現以外の機能とは何かが問題として残ったため、FITC-抗チューブリン抗体により小核の形態変化を調べること(日本動物学会、1997)によって、微小管オ-ガナイズセンターのような機能が小核にあるのかどうか、研究を進めている。2)減数分裂後の小核退化機構とレクチンの微量注射による阻害効果;減数分裂後の3小核の退化過程について、電顕により微細構造変化を明かにすることができた(日本原生動物学会、1997)。この小核退化時期に、レクチンWGA(1mg/ml,ca.35pl)を微量注射すると著しい退化阻害が認められる。電顕観察の結果、WGAは核膜ではなく、細胞質のライソゾームあるいはオートファジックバキュオールに結合していたことから、レクチンは核退化系に直接作用していると考えられる。3)核分化決定時の小核分化の決定機構;それぞれの核の発生過程について、FITC-抗チューブリン抗体による形態および微細構造変化を解析した(日本動物学会、1997;日本原生動物学会、1997)。その結果、新大核内で遺伝子が編集される時期が推定され、また、4仮小核の内、3小核が退化する時期が従来考えられていたよりはるかに後であるなどの新たな発見があった。ゾウリムシParamecium caudatumの細胞内には大核と小核があり、有性生殖時に小核由来の受精核から新大核と新小核がつくられ、生殖系列は小核によって維持される。本年度は研究3年目の最終年度である。過去2年間の成果を基に研究を行い、以下の新たな研究成果があった。1)生殖系列維持のための小核の機能;減数分裂後の小核に由来する配偶核は接合後の口部形成に不可欠な機能を示す。昨年の成果から、この小核の機能は小核上の特定遺伝子によるものでないことが明かになった。そこで、本年度は接合後の口の形成に対して、小核が形態形成のためのオーガナイザー的機能をもつのではないかという考え方から、ゾウリムシ接合時に見られる囲口錐周縁微小管の蛍光観察を行い、配偶核形成から受精核形成過程の微小管の動向を解析した。その結果、核の行動とその後の運命にバスケット様構造が発見されるなど、微小管の関与が明らかにされた(日本動物学会、1998;5th Asian Conference of Ciliate Biology、1998)。この微小管の動きが口の形成に関連するかどうかが今後の研究課題である。2)減数分裂後、4小核の内の3小核が退化するが、レクチンWGAを微量注射するとこの退化が阻害することが過去2年の研究で明らかになった。
代謝性骨疾患においてオートファジーが果たす役割

オートファジーとは、細胞内のバルク分解を担う系であり、異常タンパク質を分解することで、様々な生命現象に関与している。しなしながら、骨形成におけるオートファジーの関与は検討されたことがなかった。一方、Atg5-/-マウスは出生直後致死であるため骨組織のin vivoの解析は不可能であった。そこで、骨芽細胞を含む間葉系組織において特異的にAtg5を機能不全にするために、Twist2 (Dermo1)特異的なAtg5 KOマウスを作成した。しかしながら、Atgミュータントは骨梁における表現型を示さなかった。オートファジーが骨代謝に関与することが近年、報告されており、結果の違いを考察する必要がある。本研究の目的は、全く新しいアプローチによって、老化に伴う骨組織脆弱化のメカニズムを解明することである。これまで我々は骨代謝とオートファジーの関連性についての研究を進めてきた。そしてその研究成果から、オートファジーは骨形成時よりむしろ骨組織完成後の品質維持に関連が深いことがわかった。しかし現在まで、オートファジーが骨代謝疾患に関わるという報告は存在していない。我々は、成体まで正常に成長した後に骨組織特異的にオートファジーを不活化できるマウスを作製することで、骨組織完成後の品質維持におけるオートファジーの役割を解明する。平成24年度において骨特異的にオートファジーを行うために、骨特異的なTwist-Creを用いて、Twist2プロモーター化においてAtg5がノックダウンされる骨特異的Atg5コンディショナるノックアウトマウスを作成した(Twist2-Cre;;Atg5 fl/flマウス)。平成25年度においてこのマウスの解析をおこなった。Atg5ノックアウトマウスは胎生致死であるものの、今回作成したAtg5コンディショナルノックアウトマウスは胎生致死ではなかったため、骨の解析が可能である。生後5wの頭蓋冠および下肢の長管骨の骨梁をmicro CTおよび組織切片にて、微細な骨の構造の変化を検討した。その結果、Atgミュータントにおいて、骨梁における表現型は観察できなかった。最近では、オートファジー関連の分子の遺伝子改変動物において骨における表現型が報告されている。本マウスの老齢マウスにおける解析と、Twist2の代わりにタイプ1コラーゲン特異的なCreマウスを用いて、さらに検討を予定している。本研究では、骨形成におけるオートファジーの役割と制御を検討する。Atg5-/-マウスは出生直後致死であるため骨組織のin vivoの解析は不可能である。この問題を解決するために、Cre-LoxPシステムを用いて、骨組織特異的かつ薬剤の投与中にのみAtg5の機能を阻害するAtg5コンディショナルノックアウトマウスを作成している。本年度は骨特異的なTwist2-Creを用いて、Twist2プロモーター下においてのみ、Atg5の機能が阻害されるコンディショナルノックアウトマウスを作成を試みた。その結果、今春胎仔を得た。少なくとも、このマウスは胎生致死ではなく、一見、表現型は観察されなかった。オートファジーは、細胞内のバルク分解を担う系であり、異常タンパク質を分解することで、様々な生命現象に関与している。一方、骨芽細胞は骨基質を多量に分泌し、その際に生じた不正なタンパクを除去する機構が発達している細胞である。しかし現在まで、オートファジーが骨代謝疾患に関わるという報告は存在しなかった。我々は、成体まで正常に成長した後に骨組織特異的にオートファジーを不活化できるマウスを作製することで、骨組織完成後の品質維持におけるオートファジーの役割を検討した。本研究では、骨特異的なTwist-Creを用いて、Twist2プロモーター化においてAtg5がノックダウンされる骨特異的Atg5コンディショナるノックアウトマウスを作成した(Twist2-Cre;;Atg5 fl/flマウス)。Atg5ノックアウトマウスは胎生致死であったものの、骨特異的Atg5コンディショナるノックアウトマウスは胎生致死ではなかったため、骨の解析が可能でった。生後5wの頭蓋冠および下肢の長管骨の骨梁をmicro CTおよび組織切片にて、微細な骨の構造の変化を検討したその結果、Atgミュータントにおいて、骨梁における表現型は観察できなかった。今回、Twiest2プロモーターを用いた、骨代謝疾患モデルの確立はできなかったものの、近年、オートファジー関連の分子の遺伝子改変動物において骨における表現型が他研究グループから報告されている。今後、オートファジーが骨代謝に果たす役割の詳細の解明が望まれる。

歯科矯正学予想した骨での表現型が見られなかったため、老齢マウスにおける表現型の観察を行うこととした。そのため平成26年度にもずれ込み、解析の一部を継続する予定である。骨組織特異的にオートファジーを不活化できるマウスの作成に要約成功した。このマウスは胎生致死ではなく、他の臓器等でのオートファジー機能不全による影響はないと考えられる。今後は、このマウスの成長過程において生じる骨での表現型を観察する予定である。今回、我々が作成したAtg5のコンディショナルノックアウトマウスでは、骨における表現型が観察されなかった。一方、他グループは、オートファジー関連遺伝子のノックダウンによって、骨の表現型を報告しているため、我々の仮説は正しいと考えられる。今後、この研究成果をもとに、先ず、本マウスの老齢マウスにおける解析を行うことを予定している。さらに、Twist2の代わりにタイプ1コラーゲン特異的なCreマウスを用いて、さらに検討を予定している。本年度作成したTwist2-Cre:Atg5flox/floxマウスを用いて、骨における表現型を観察する。特に、生後6週の遺伝子改変動物の大腿骨や頭蓋骨を用いて、マイクロCTによる骨梁の観察と、in situ hybridizationやrealtime-PCRによる遺伝子発現の解析を行う予定である。今回、予定していたAtg5ミュータントマウスの表現型が骨において観察できなかった。そのため、予定していた、骨の表現型の解析ができなかった。そこで、加齢によって表現型が出現しないかをさらに継続して検討を行う。特に、次年度に繰り越した使用学は、組織学的解析における物品の購入費に充てる予定である。Atg5ミュータントマウスの老齢マウスにおける骨における表現型の解析を行う予定である。特に、マイクロCT撮影と組織切片による解析を行う。表現型が得られれば、分子生物学的解析を行う。研究費は、マウスの管理と種々の動物実験の費用に充てる。
酵素機能の改変とぺプチド合成および光学分割への応用

酵素は少量の水和水の存在により有機溶媒中でもその活性を保持できることが明らかにされてきた。本研究では、水-有機溶媒混合系での酵素の活性と特異性の変化、それに関連した酵素構造の変化の解明及びこれらの反応系の合成化学的応用を目的として研究を行い、次のような成果を得た。1)プロテアーゼによるエステル合成エステル交換及びぺプチド合成反応における酵素活性に影響を与える因子として、各種のアミド、アミン及び金属イオンの効果を動力学的観点と合成化学的観点から検討した。その結果、これらの添加物は有機溶媒中での酵素活性を顕著に向上させることを見いだした。有機物添加剤の分子構造の効果及び金属イオンの量的な効果を明らかにし、酵素との相互作用の観点から考察した。2)有機溶媒による酵素構造の変化を、トリプトファン残基の蛍光波長の変化としてとえら、酵素活性と蛍光波長との間に明瞭な相関関係があることを明らかにした。さらに、蛍光消光の実験から、有機溶媒による酵素構造の変化を消光効率の変化としてとらえ、上述の波長変化と併せて、これらの反応系における酵素構造の変化が蛍光挙動の変化として定量的に評価できることを初めて立証した。3)ウマ肝臓アルコールデヒドロゲナーゼによるカルボニル化合物の還元反応を、水-有機二相系で行い、酵素の活性及び特異性に与える有機溶媒の効果を明らかにした。また、補酵素再生系とのカップリング、ポリマーゲルへの酵素/補酵素の効率的な固定化法を開発した。有機溶媒中での酵素活性の発現とその合成化学的応用を目的として研究を行い,次のような成果を得た.1.プロテアーゼによるペプチド合成代表的なセリンプロテアーゼであるα-キモトリプシンおよびスブチリシンを用いて,有機溶媒中でペプチド合成を行い,反応条件が酵素活性および特異性に与える効果を詳細に検討した.特にD体および非天然型アミノ酸を含むペプチド合成の可能性を検討した.その結果,酵素のエナンチオマー特異性は有機溶媒の種類および含水量により大きく変化し,t-ブタノール,アセトニトリル,アセトン中でもっとも高い活性とエナンチオマー特異性が得られた.しかしエナンチオマー特異性は,含水量により大きく変化し,高農度の有機溶媒中でのみD体アミノ酸の高い反応性が得られた.この現象を利用して,各種のD体アミノ酸を含むペプチドを合成した.2.有機溶媒中での酵素構造の変化と蛍光スペクトル有機溶媒中では酵素は縣濁状態で存在するため,その構造変化の検出はほとんど不可能と考えられてきた.我々は酵素に含まれるトリプトファンまたはチロシン残基の蛍光を利用して酵素の構造変化の検出を試みた.その結果, α-キモトリプシンについては、触媒活性と蛍光波長との間に非常に高い相関関係が見いだされ,溶媒による酵素構造の変化を検出する手がかりを得た.また,このような変化と酵素のエナンチオマー特異性との関連を明らかにした.水-有機溶媒混合系での酵素活性の発現とその合成化学的応用を目的として研究を行い,次のような成果を得た。1。プロテアーゼによるペプチド合成における特異性α-キモトリプシン,スブチリシン等のセリンプロテアーゼを触媒とするペプチド合成において,有機溶媒の性質及び水含有率により酵素の基質特異性ばかりでなく立体特異性が大きく変化する事を見いだした。この現象を利用して,D体アミノ酸を含むペプチド合成が可能である事を立証した。2。水-有機溶媒系での光学分割今年度は主に安価な工業用酵素であるアルカラーゼを用いて,アミノ酸エステルの分割を行い,溶媒の性質との関係を調べた。その結果,高濃度の有機溶媒中で,酵素の立体特異性がきわめて高い事を見いだし,非天然型アミノ酸を含む各種アミノ酸の簡便な光学分割法を確立した。3。蛍光分光法による酵素構造の変化の検出昨年度,α-キモトリプシンについて,広範囲の溶媒組成に対してその蛍光波長と触媒活性に相関関係を見いだした。今年度は2種類のスブチリシンに対して同様の研究を行い,やはり蛍光波長と活性の間に高い相関がある事を確認した。これらの結果を,酵素内外の極性の差と酵素構造の変化に関連して考察した。

酵素は少量の水和水の存在により有機溶媒中でもその活性を保持できることが明らかにされてきた。本研究では、水-有機溶媒混合系での酵素の活性と特異性の変化、それに関連した酵素構造の変化の解明及びこれらの反応系の合成化学的応用を目的として研究を行い、次のような成果を得た。1)プロテアーゼによるエステル合成、エステル交換及びペプチド合成反応における酵素活性に影響を与える因子として、各種のアミド、アミン及び金属イオンの効果を動力学的観点と合成化学的観点から検討した。その結果、これらの添加物は有機溶媒中での酵素活性を顕著に向上させることを見いだした。有機物添加剤の分子構造の効果及び金属イオンの量的な効果を明らかにし、酵素との相互作用の観点から考察した。2)有機溶媒による酵素構造の変化を、トリプトファン残基の蛍光波長の変化としてとらえ、酵素活性と蛍光波長との間に明瞭な相関関係があることを明らかにした。さらに、蛍光消光の実験から、有機溶媒による酵素構造の変化を消光効率の変化としてとらえ、上述の波長変化と併せて、これらの反応系における酵素構造の変化が蛍光挙動の変化として定量的に評価できることを初めて立証した。3)ウマ肝臓アルコールデヒドロゲナーゼによるカルボニル化合物の還元反応を、水-有機二相系で行い、酵素の活性及び特異性に与える有機溶媒の効果を明らかにした。また、補酵素再生系とのカップリング、ポリマーゲルへの酵素/補酵素の効率的な固定化法を開発した。
敗血症関連脳症の病態機序の解明および治療薬の検討

2017年度に査読付き英文雑誌に敗血症性関連脳症のモデルマウスを作成し、全身性炎症から脳内炎症が引き起こされ、脳内炎症は急性の認知機能障害を引き起こすこと、認知機能低下を防止するためにセボフルランを短時間投与しておくことで炎症が抑えられ、急性の認知機能障害を予防できるということを報告した。上記内容を発展させ、2018年には、マウスモデルにおいて、脳血液関門が脆弱な時期に麻酔薬に曝露させることで、脳の血液脳関門が壊れていくことを電子顕微鏡で確認し、その状態は通常脳へ到達しないとされる薬剤の脳内への移行を示唆する研究結果を得て、その結果を英文査読付き雑誌2社に投稿し受理された。要旨を簡単に示す。げっ歯類において、生後脳の成長発達期への麻酔薬であるセボフルラン曝露は脳神経のアポトーシスを誘発し、成長後の学習障害をもたらす。吸入麻酔薬や静脈麻酔薬が脳内の神経細胞に神経毒をもたらす一方、他の薬剤の透過性に影響を与えていないかどうかという疑問を持った。我々は脳血液関門に麻酔薬が何らかの形態学的変化を起こすか確認するため、脳の超微細構造を透過型電子顕微鏡によって調べた。2%セボフルランに6時間曝露させると、生後6日齢マウスの海馬脳血液関門に超微細構造異常が生じた。これは2時間4時間と麻酔時間が延長するごとに脳の微細構造は悪化していった。また、この変化が可逆的か非可逆的かということも確認した。麻酔終了後24時間48時間で次第に脳の微細構造は改善を示しており、可逆性であることが分かった。この変化は脳の成長発達期を追えた生後16日齢のマウスおよび生後8週間のマウスでは、2%セボフルランに曝露させても脳の微細構造に変化は起きなかった。2%セボフルランに6時間さらすと、生後6日齢マウスの海馬の脳血液関門に形態学的変化が生じた。当初の目的である、敗血症性関連脳症の病態機序の解明及び治療薬の検討については学会発表英文雑誌等一通りの成果を得た。そこから発展させた脳血液関門の微細構造の変化について、2018年度に2本の英文を発表できた。この内容を学会等で発表することを考えており、2019年に予算を少量残している。本研究で得た知見をさらに発展させ、どのような薬剤が実際に脳内に移行するのかということを調べていきたい。一般に市販されている薬剤でも思わぬ作用を来すことは多数報告されており、使用する患者のコンディションや他薬剤との併用により脳への作用が減弱もしくは増強していることを動物実験を中心に進めていきたい。【背景】全身性炎症が脳内神経炎症を引き起こし、この反応が引き続いて急性の認知機能障害を呈する現象が注目されている。さらに、神経炎症は術後の認知機能障害(POCD)や術後せん妄の発症原因となることも指摘されている。しかしながら、神経炎症の病態生理学は十分に明らかになっておらず、現在確立された治療法はない。今回我々はLPS投与により誘発される全身性炎症由来の脳内神経炎症と認知機能低下モデルマウスを用いて、セボフルランの前投与が神経保護的効果をもたらすか検討したので報告する。【方法】成獣マウスを以下の4群に分けた。(1)生理食塩水群、(2)2%セボフルラン1時間投与群、(3)腹腔内LPS5mg/kg投与群、(4)LPS投与前に2%セボフルランを1時間投与群。LPS投与後24時間後に、海馬のミクログリアの活性化、炎症性サイトカインの測定、脳内βアミロイドの解析を、免疫染色及びウエスタンブロッティングで行った。認知機能は行動実験を用いて解析した。【結果】LPS投与により、脳内のミクログリアの活性化(150%)、炎症性サイトカインの上昇(160%)、脳内βアミロイド関連タンパクの上昇(350%)を認めた。セボフルランの前投与はこれらの上昇を抑えた。全身性LPS投与により有意な学習障害が惹起されたが、セボフルランの前投与はこの学習障害を軽減した。セボフルラン単独による脳内神経炎症や学習への影響は認めなかった。【考察及び結論】セボフルラン前投与は全身性LPS投与により引き起こされた記憶障害を改善させ、過度のミクログリアの活性化を抑制し、炎症を抑え、アミロイド関連蛋白の上昇を抑制した。これら結果からセボフルランの前投与は脳内神経炎症に有効である可能性が示唆された。LPS腹腔内投与により引き起こされる全身炎症による脳内炎症反応の検討について、免疫組織学的に評価できた。さらに、脳内炎症を抑える薬剤の開発についても研究結果を示すことができた。以下の内容の研究を行い、結果を国内学会で発表した。また、内容を英語論文にまとめ、査読付き投稿雑誌に受理された。要旨を以下に示す。今回我々はLPS投与により誘発される全身性炎症由来の脳内神経炎症と認知機能低下

モデルマウスを用いて、セボフルランの前投与が神経保護的効果をもたらすか検討したので報告する。【方法】成獣マウスを以下の4群に分けた。(1)生理食塩水群、(2)2%セボフルラン1時間投与群、(3)腹腔内LPS5mg/kg投与群、(4)LPS投与前に2%セボフルランを1時間投与群。LPS投与後24時間後に、海馬のミクログリアの活性化、炎症性サイトカインの測定、脳内βアミロイドの解析を、免疫染色及びウエスタンブロッティングで行った。認知機能は行動実験を用いて解析した。【結果】LPS投与により、脳内のミクログリアの活性化(150%)、炎症性サイトカインの上昇(160%)、脳内βアミロイド関連タンパクの上昇(350%)を認めた。セボフルランの前投与はこれらの上昇を抑えた。全身性LPS投与により有意な学習障害が惹起されたが、セボフルランの前投与はこの学習障害を軽減した。セボフルラン単独による脳内神経炎症や学習への影響は認めなかった。【考察及び結論】セボフルラン前投与は全身性LPS投与により引き起こされた記憶障害を改善させ、過度のミクログリアの活性化を抑制し、炎症を抑え、アミロイド関連蛋白の上昇を抑制した。これら結果からセボフルランの前投与は脳内神経炎症に有効である可能性が示唆された。結果をまとめ、学会発表を行い、論文投稿し受理されたたため。2017年度に査読付き英文雑誌に敗血症性関連脳症のモデルマウスを作成し、全身性炎症から脳内炎症が引き起こされ、脳内炎症は急性の認知機能障害を引き起こすこと、認知機能低下を防止するためにセボフルランを短時間投与しておくことで炎症が抑えられ、急性の認知機能障害を予防できるということを報告した。上記内容を発展させ、2018年には、マウスモデルにおいて、脳血液関門が脆弱な時期に麻酔薬に曝露させることで、脳の血液脳関門が壊れていくことを電子顕微鏡で確認し、その状態は通常脳へ到達しないとされる薬剤の脳内への移行を示唆する研究結果を得て、その結果を英文査読付き雑誌2社に投稿し受理された。要旨を簡単に示す。げっ歯類において、生後脳の成長発達期への麻酔薬であるセボフルラン曝露は脳神経のアポトーシスを誘発し、成長後の学習障害をもたらす。吸入麻酔薬や静脈麻酔薬が脳内の神経細胞に神経毒をもたらす一方、他の薬剤の透過性に影響を与えていないかどうかという疑問を持った。我々は脳血液関門に麻酔薬が何らかの形態学的変化を起こすか確認するため、脳の超微細構造を透過型電子顕微鏡によって調べた。2%セボフルランに6時間曝露させると、生後6日齢マウスの海馬脳血液関門に超微細構造異常が生じた。これは2時間4時間と麻酔時間が延長するごとに脳の微細構造は悪化していった。また、この変化が可逆的か非可逆的かということも確認した。麻酔終了後24時間48時間で次第に脳の微細構造は改善を示しており、可逆性であることが分かった。この変化は脳の成長発達期を追えた生後16日齢のマウスおよび生後8週間のマウスでは、2%セボフルランに曝露させても脳の微細構造に変化は起きなかった。2%セボフルランに6時間さらすと、生後6日齢マウスの海馬の脳血液関門に形態学的変化が生じた。当初の目的である、敗血症性関連脳症の病態機序の解明及び治療薬の検討については学会発表英文雑誌等一通りの成果を得た。そこから発展させた脳血液関門の微細構造の変化について、2018年度に2本の英文を発表できた。
南米アタカマ砂漠サブミリ波望遠鏡を用いた銀河系および系外銀河での星形成領域の研究

3年間の研究の結果、南米アタカマ砂漠のパンパラボラ(標高4860m)に設置された超高精度サブミリ波望遠鏡(ASTE)の総合調整が完了し、銀河系および系外銀河における星形成領域の大規模な観測が進められた。特に、優れた主鏡面精度(19ミクロンrms)と指向精度(数秒角p-p以下)、および優れた受信感度(350GHz帯での大気込みシステム雑音温度200K DSB以下)が達成されたことにより、質・量ともに、過去に比類ないレベルのデータが取得できた。大質量星形成領域NGC3576では、既に誕生している大質量星形成のすぐ近くに、まだ星形成の兆候がない、しかしながら非常に密度が高い分子ガスのコアを複数検出した。センチ波連続波、近赤外・中間赤外域での観測ともあわせ、発見されたコアは、まさに星のたまごと呼ぶべき、星が誕生する直前の段階の天体であることを見出した。この領域では、連鎖的な星形成が進行しており、最初に誕生した大質量星が引き金となった連鎖的大質量星形成の現場を捉えた可能性がある。系外銀河での星形成領域の観測としては、爆発的に星形成を行っている銀河(スターバースト銀河)であるM83の、ほぼ全域にわたる広域観測をはじめて行うことに成功した。過去に米国の望遠鏡により取得されたデータを、広さ・深さともに凌駕する。野辺山45m鏡によるCO(J=1-0)輝線のデータと組み合わせた詳しい解析の結果、星形成効率の変化の原因が、「分子ガス中に含まれる高密度ガス成分の含有量の違い」で説明できることが分かった。銀河ごと、あるいは銀河の中の場所ごとに、何故星形成効率が大きく変化するのか、という基本的かつ重要な問題の解決に、大きな進展をもたらすことができた。このほか、スターバースト銀河M82での多数の超新星爆発に起因する巨大分子ガス球殻構造とそこでの連鎖的星形成の発見、宇宙論的距離での超新星爆発現象と緊密に関係するガンマ線バースト母銀河の一つ、GRB030329でのCO輝線の初観測など、多くの新しい知見を獲得し、出版できた。3年計画の初年度となる平成14年度は、アタカマにおける高精度サブミリ波望遠鏡の立ち上げ作業と望遠鏡の各種評価、望遠鏡に搭載する受信機システムの製作およびこれらを用いた試験観測を開始する、という計画であった。研究はほぼ予定通り順調に進められた。すなわち、高精度サブミリ波望遠鏡の現地搬入および立ち上げが完了した後、ミリ波サブミリ波帯評価用ヘテロダイン受信機(100GHz帯・230GHz帯・350GHz帯)、ミリ波サブミリ波カートリッジ型ヘテロダイン受信機(100GHz帯・490GHz帯・810GHz帯)、および、サブミリ波連続波3色観測装置(850μm帯・450μm帯・350μm帯)を順次搬入・設置・およびそれを用いた試験観測を開始することができた。この過程においては、特に新しい構造(カートリッジ型構造)を持つ冷却デュワーの開発が新しい検討項目であったが、実際に開発・評価まで成功し、これをチリのアタカマサイトにある望遠鏡に実際に搭載して、その性能評価と実地試験まで行うことができた。その開発成果は論文として出版することがすでに決まっている(印刷中)。

試験観測では、惑星を用いたアンテナおよび受信機システムとしての効率の測定を行うことができたほか、評価用350GH_z帯受信機を用いて、南天における極めて興味深い大質量星形成領域であるカリーナ星雲領域を、CO(J=3-2)輝線により広域に観測し、その構造および星形成領域と星間物質(分子雲)との相互作用を探る手がかりを得ることができた。これらの初期観測の成果については、現在、解析を進めている。また、これらチリ現地での作業・試験観測に加え、観測候補となる天体の、ミリ波帯での予備観測およびデータ解析も精力的に進められ、そこで得られた初期成果は、いくつかの論文として出版されている。3年計画の第2年次となる平成15年度は、南米アタカマ砂漠のパンパラボラ(標高4860m)に設置された超高精度サブミリ波望遠鏡(ASTEプロジェクト)および超伝導受信機システムおよび連続波観測システムの総合調整、および、それらを用いた観測が進められた。超伝導ヘテロダイン受信機受信機システムとしては、350GHz帯、500GHz帯、および800GHz帯という、サブミリ波の主要な窓をカバーする3つのバンドが投入され、それぞれ星形成領域の観測が行われた。800GHz帯にあるCO(7-6)輝線での、大質量星形成領域における広域観測に成功した他、南の空にあるいくつかの興味深い大質量星形成領域で、CI(1-0)輝線やCS(7-6)輝線などによるマッピング観測に成功し、現在その結果を詳細に解析中である。350GHz帯受信機については、上側波帯・下側波帯を分離して取り出せるサイドバンド分離型ミキサーの設計に基づき、サブミリ波帯受信機の製作および性能評価を開始した。現在までに、量子雑音の10倍を切る性能を達成しており、今後、さらによい感度での観測が実現できる見通しである。系外銀河については、350GHz帯および500GHz帯サブミリ波受信機を用いた、南天にある近傍スターバースト銀河でのCO(3-2)輝線・CI(1-0)輝線の観測に着手した。代表的な近傍のスターバースト銀河NGC253では、492GHz帯CI(1-0)輝線の検出に成功したほか、CO(3-2)輝線の広域観測に成功し、サブミリ波分子輝線でトレースされる高密度分子ガスが、銀河のほぼ全域にわたり広がっていることが始めてわかった。いくつかの大質量星形成領域では、ボロメーターによる連続波観測も行われ、今後のダスト観測の見通しを得た。その他、今後得られるサブミリ波帯でのデータと比較するための、ミリ波帯の銀河観測も順調に進んでおり、その結果が論文にまとめられた。3年計画の最終年次となる平成16年度は、南米アタカマ砂漠のパンパラボラ(標高4860m)に設置された超高精度サブミリ波望遠鏡(ASTE)の総合調整が完了し、銀河系および系外銀河における星形成領域の大規模な観測が進められた。特に、優れた主鏡面精度(19ミクロンrms)と指向精度(数秒角p-p以下)、および優れた受信感度(350GHz帯での大気込みシステム雑音温度200KDSB以下)が達成されたことにより、質・量ともに、過去に比類ないレベルのデータが取得できた。銀河系(天の川銀河)における星形成領域の観測では、距離が近いことを生かして、本研究の主題である超新星爆発とその周囲の星間物質の相互作用という観点からの観測が行われた。非熱的X線超新星残骸であるG347.3-0.5のCO(J=3-2)輝線の観測では、相互作用の兆候である線幅の広いwing成分が検出された。名古屋大学なんてん望遠鏡が取得したCO(J=1-0)輝線との比較から、そのガスは周囲のガスよりも高温であることが明らかになった。
円周上に値をとる時系列データのための統計モデル

ある地点における1時間毎の風向を記録したデータや、渡り鳥の移動方向を一定時間おきに記録したデータは、個々の観測が円周上の点として表されることから、円周上に値をとる時系列データとみなすことができる。本研究では、円周上に値をとる時系列データのための確率モデルの提案を行い、その統計的性質の考察とデータへの応用を行った。この研究により、実際に観測されたいくつかの時系列データに対し、既存のモデルよりもより良い当てはめを与える新たなモデルを提案することに成功した。ある地点における1時間ごとの風向を記録したデータや、渡り鳥の移動方向を一定時間おきに記録したデータは、個々の観測が円周上の点として表されることから、円周上に値をとる時系列データとみなすことができる。このような時系列データのために有用となるモデルを考えることは、統計学における1つの問題であった。そこで私は、平成20年度、円周上に値をとる自己回帰過程の提案とその性質に関する研究を行った。特に、自己回帰過程の特別な場合であるマルコフ過程に着目し、主にこのモデルの性質について調べた。提案したマルコフモデルは、「11.研究発表(平成20年度の研究成果)」に紹介した論文「ACircular-Circular Regression Model」で提案した回帰モデルを応用することにより導出した。この回帰モデルは、説明変数・被説明変数が共に円周上に値をとるモデルである。そのモデルにおいて、説明変数を時間nにおける状態X_n、被説明変数を時間n+1における状態X_<n+1>と置き換えることによりマルコフ過程を得た。また、この確率過程の誤差項としては、上記論文の回帰モデルの誤差分布と同様に、wrapped Cauchy分布(以下、WC分布)を仮定した。私は、提案したマルコフ過程に幾つかの望ましい性質が成り立つことを示した。例えば、提案したモデルにおいて、時間tにおける状態W_t=W_tを所与としたときの、時間t+hの状態W_<t+h>の条件付き分布はWC分布に従う。また、この確率過程の定常分布がWC分布となることも証明した。モデルの応用例として、米国、テキサス州にある気象観測所で記録された風向の時系列データへの当てはめを行った。幾つかの情報量規準の比較において、私が提案したモデルの方が、Fisher and Lee(1994)によるモデルよりも、よい当てはめを与えることがわかった。ある地点における1時間毎の風向を記録したデータや,渡り鳥の移動方向を一定時間おきに記録したデータは,個々の観測が円周上の点として表されることから,円周上に値をとる時系列データとみなすことができる.本研究では,円周上に値をとる時系列データのための確率モデルの提案を行い,その統計的性質の考察と気象データへの応用を行った.今年度(平成21年度)では,昨年度(平成20年度)に引き続き,円周上に値をとる時系列データのための確率モデルに関する研究を行った.具体的には,(i)昨年度に提案したマルコフ過程の性質に関する更なる考察,そして,(ii)マルコフ過程を拡張したモデルの挙動について研究した.(i)の研究では,マルコフ過程の最尤法とモーメント法によるパラメータの推定,推定量の漸近的性質,検定問題既存のモデルとの比較,そして,モデル選択に関する考察を行った.また,これらの理論を実際に風向の時系列データへと応用した.(ii)の研究としては,誤差分布としてKato and Jones(2010)による非対称分布を採用したマルコフモデルに関する考察,および,マルコフ過程を拡張した自己回帰過程について研究した.今年度の研究により,昨年提案したマルコフ過程をデータへ当てはめる際に必要な統計的推測の理論において幾つかの結果を得ることが可能となった.また,これらの性質を生かし,実際に風向の時系列データへ当てはめることで,気象現象を予測するための1つのモデルを提案することに成功した.そして,その拡張を考えることにより,より複雑な挙動を示す時系列データに対しても当てはめを期待できる2つのモデルを与えることができた.