hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
伸張性収縮を活用した効率的かつ効果的な筋力トレーニング方法の確立

主な結果として、T2値の上昇や強い筋痛が発生した部位は実施した課題により大きく異なり、ニーエクステンションでは大腿直筋の近位が、スクワットおよび下り坂歩行では内側広筋の中間位が損傷しやすいことが示唆された。また、外側広筋では全ての課題に共通して有意なT2値変化は観察されず、筋損傷に対する抵抗性が高いことが示唆された。当初の予定通り進展していることに加え、その研究成果の一部はすでに複数の国際学術誌に掲載されているため。本年度は、研究課題に関して以下の研究を報告した。【仕事量を等しくした伸張性および短縮性トレーニングに伴う神経系および骨格筋の適応】成人男性12名が、片脚を伸張性脚、もう一方を短縮性脚として、膝関節伸展筋群のトレーニングを10週間実施した。両条件とも、180°/秒の速度で最大努力による力発揮を行った。先にトレーニングする脚は、1セットあたり10回反復を6セット実施し、もう一方の脚は、1セットあたりの仕事量が先に行った脚のそれと同じになるまで反復を行った。トレーニング中の最大トルクに加え、筋電図による主働筋の筋活動の測定、ならびにMRIによる筋横断面積と横緩和時間(T2:浮腫を反映)の測定を、トレーニング前後(プレ・ポスト)およびトレーニング期間を通して毎週実施した。トレーニング条件(伸張性脚は伸張性条件、短縮性脚は短縮性条件)における最大トルクおよび筋活動は、両脚ともにそれぞれ1および4週目でプレよりも有意に増加し、その度合いは伸張性脚が短縮性脚よりも有意に大きかった(ポストにおけるプレからの変化:トルク+75%vs +28%、筋活動+73%vs+20%)。筋横断面積は、伸張性脚でのみ4週目以降でプレよりも有意に増加した(ポスト:+4%)。T2値は、両脚ともにトレーニング期間およびポストにかけてプレからの有意な変化はなかった。重回帰分析の結果、トレーニング期間およびポストにかけてのトルクの変化は筋活動の変化で大部分が説明され(伸張性脚:53-80%、短縮性脚:30-56%)、筋横断面積の変化の貢献度は両脚で小さかった(13-18%)。これらの結果から、たとえ仕事量を等しくしたとしても、伸張性トレーニングは短縮性トレーニングよりも大きな神経系および骨格筋の変化をもたらすこと、また、トレーニング初期における筋力の変化の大部分は神経系の変化に起因することが明らかとなった。今後は、下り坂歩行や走行によるトレーニングを、平地や上り坂を用いたトレーニングと比較することにより、その効果や特徴について明らかにする研究を進める予定である。今後は、下り坂歩行や走行トレーニングにより運動能力が改善するメカニズムを検証する研究を行う予定である。29年度が最終年度であるため、記入しない。
細胞死抑制強化蛋白質の細胞内導入による脳梗塞治療法の開発

多くの方法が脳梗塞治療へ試みられてきたが、効果的な方法は見いだされていない。ここでは、細胞死抑制活性強化タンパク質FNKを細胞内導入ペプチドTATに接続して、脳梗塞による細胞死を抑制しようとした。TAT-FNKはアポトーシスだけでなくネクローシスも抑制し、広範な対象に効果的であることがわかった。さらに脳梗塞治療薬として期待されているFK506と組み合わせて投与するとさらに効果的であることがラットの中大動脈梗塞モデルを用いてわかった。すなわちTAT-FNK投与後、30分後にFK506を投与することが最も効果的だった。(1)皮質の梗塞体積は27%から14%まで減少した。(2)脳梗塞後1週間後も効果があった。(3)線条体を含む広い領域で効果があった。(4)脳梗塞開始4,5時間まで効果があった。(5)神経症状の効果が認められた。さらに、FK506との組み合わせが何故効果的なのかを分子レベルで解析し、カルシウムの動態を変化させることで副作用を軽減することを明らかにした。さらにFK506はTAT-FNKが細胞内に導入されるのを抑制するので同時に投与するよりも時間差をおいて投与した方が効果的であることもわかった。さらに、水素の吸引は極めて脳梗塞治療に効果的であることを見いだした。ヒドロキシルラジカルは最も強力な活性酸素種で核酸、脂質および蛋白と無差別に反応する。このヒドロキシルラジカルを解毒する機構は知られておらず、従って、ヒドロキシルラジカルを除去することが最も重要な抗酸化プロセスとなる。私たちは、生体内で水素分子(H2)が有効な抗酸化物質となりうることを見いだした。水素による効果とTAT-FNKの効果を組み合わせるとさらに効果的であると期待できる。脳梗塞治療のために、細胞死抑制因子を静脈注射によって神経細胞内へ到達させ、細胞死を抑制することによって脳梗塞を縮小させることを試みた。アポトーシス抑制因子Bcl-xLの遺伝子を3カ所変化させ、細胞死を強力に阻止する人口因子FNK:を作製した。このFNK蛋白質を細胞内に導入するために、HIV由来のTat蛋白質の蛋白質導入領域を結合させ、PTD-FNK蛋白質を作製した。このPTD-FNKは静脈注射で投与することによって、大脳の神経細胞内へ到達した。大脳神経細胞内へ到達したことは、PTD-FNKを静脈注射したラット脳の組織を免疫染色することによって明らかにした。Bcl-xLはアポトーシスを抑制する因子であるが、PTD-FNKはネクローシスも抑制できることを示した。四塩化炭素は典型的なネクローシスを起こすことが知られているが、PTD-FNKは四塩化炭素によっておこされる細胞死を阻止することを明らかにした。さらに、軟骨、神経細胞、骨髄細胞を凍結保存できることを示した。ラットの大脳中動脈をナイロン糸を挿入することにより脳梗塞モデルを作製した。その脳梗塞ラットにPTD-FNKを投与して脳梗塞への効果を検討した。PTD-FNKによってラットの生理的パラメーターは大きく変化することはなかったので大きな副作用はないことが確認された。PTD-FNKを脳梗塞開始後1時間後投与後でも脳梗塞層を縮小させる効果を認めた。さらにラットの行動から判断して神経学的指標からも脳梗塞が改善されていると認められた。細胞死抑制活性強化蛋白質FNKを細胞内に導入し、脳梗塞の治療に応用する研究であり、FNKはアポトーシス抑制因子Bcl-xLのアミノ酸3個を変換してアポトーシス抑制活性を強化した蛋白質である。

このFNKはアポトーシスだけでなく、ネクローシス(壊死)も抑制できることを明らかにした。この研究によって、脳梗塞でのネクローシスも抑制できることがわかったので、脳梗塞への応用が理にかなっていることが裏付けられた。FNK蛋白質を細胞内に導入させる効率を改善するために、蛋白質導入ペプチド(PTD)を連結させた蛋白質PTD-FNKの精製法を改良した。従来は大腸菌で生産させたので、エンドトキシンの除去が課題であったが、Baculovirus遺伝子にPTD-FNK遺伝子を導入し、カイコでPTD-FNKを生産させた。この結果、エンドトキシンを含まないPTD-FNKが大量に生産できることがわかった。PTD-FNKの神経細胞保護効果をみるために、凍結・解凍による神経細胞死を抑制できるかどうかを調べた。PTD-FNKは凍結・解凍による細胞死を抑制できることがわかった。さらに、PTDの作用を調べると、正常細胞と癌細胞では、細胞内への取り込まれ方に差があることがわかった。従来、PTDには細胞特異性がないとされていたので、重要な知見である。虚血・再灌流モデルとして、脳梗塞だけでなく、肝臓の虚血・再灌流にも効果的であることが明らかになった。さらに、活性酸素消去剤と共存させると、相加的な効果を示したので、活性酸素消去剤と共用するとさらに効果的であることを示唆された。細胞死抑制蛋白質の導入による脳梗塞治療にかんしては、本年は4報の論文を発表した。さらに、水素の吸引は極めて脳梗塞治療に効果的であることを見いだした。_OHは最も強力な活性酸素種で核酸、脂質および蛋白と無差別に反応する。この_OHを解毒する機構は知られておらず、従って、_OHを除去することが最も重要な抗酸化プロセスとなる。私たちは、生体内で水素分子(H2)が有効な抗酸化物質となりうることを見いだした。抗酸化物質としての水素分子を医療へ応用できるか調べるためにラットの虚血モデルを用いた。大脳虚血においては多様なメカニズムで活性酸素種が発生し、虚血再還流後に_OHが発生する。我々はラットを軽度大脳動脈閉塞によって90分間局所的に虚血し、次いで30分間再還流した。その際水素ガスは全120分間吸引させた。ラットには笑気(麻酔のため)、酸素及び水素を66-70%、30%、0-4%(体積/体積)の比率で混合したガスを吸引させた。大脳動脈閉塞1日後に脳をスライスし、ミトコンドリアにおける呼吸過程で基質である2,3,5-トリフェニルテトラゾリウム塩(TTC)で染色した。梗塞体積は脳の白く見える領域を測定することで推算し、梗塞体積が水素濃度依存的に減少することが明らかに認められた。軽度大脳動脈閉塞1週間後、水素処置群と未処置群での梗塞体積の違いはより顕著になった。水素処置ラットは体重および体温でも未処置に比して改善が見られた。このように水素分子は初期の脳障害を改善したのみならず障害の進行も抑制した。脳の同一領域をミクログリア特異的抗Iba-I抗体で染色したところ、抗Iba-I抗体による染色は水素処置によって顕著に減少していた。ミクログリアの集積は脳障害の指標であり、こうした結果は水素分子が酸化ストレスと、さらには脳障害を顕著に抑制することを強く示唆している。
中国産生薬よりの抗変異原物質の検索

日本、中国で疾病治療に用いられてきた草薬について、Ames法を用いて、変異原修飾作用の研究を行なった。その結果、1.丹参エキスに変異原性修飾作用の存在を認めた。丹参熱湯抽出物とエ-テル抽出物のTrpーPーI又はB[a]Pの変異原性に対する修飾作用を試験し、いずれも低濃度で変異原性増強作用、高濃度で抑制作用を認め、エ-テル抽出物に強い作用を認めた。分取用HPLCによりエ-テル抽出物を分画し、再結晶及びHPLCを繰り返して精製した。活性成分は、機器分析によりDihydrotanshinone I、Cryptotanshinone、Tanshinone I、Tanshinone IIA又はそれぞれの異性体であることを認めた。変異原性修飾作用機構を検討し、代謝TrpーPーIの変異原性を抑制したことから、エ-テル抽出物がNーOHーTrpーPーIに作用し、NーOHーTrpーPーIを不活性化する機構が抑制作用に関与すると考えられた。増強作用にはNーOHーTrpーPーIによりDNA損傷を受ける前の過程、即ちTrpーPーIに直接作用してその変異原性を修飾するか、Sー9mixによるDNA損傷の過程を修飾する機構が関与していると考えられた。2.柴胡エキスに変異原促進物質の存在を認め、有効分画の分離検索からこれがsaikosaponin aであることを認めた。3.芍薬中の抗変異原活性の有効成分としてpenta galloyl glucose(PGG)とgallic acid(GA)を確認した。これらの抗変異原作用の発現メカニズムにつき検討し、bioantimutagenではなく、いずれもdesmutagenとして作用することを認めた。GAを母体とする植物成分のフェノ-ルカルボン酸代謝系の物質群につき抗変異原性を検討し、構造と抗変異原活性との間に構造活性相関があることを見いだした。4.中草薬のなかで新たに女貞子メタノ-ル抽出物がB[a]Pに対し、濃度依存的に変異原性抑制作用をもつことを認めた。機器分析により、オレアノ-ル酸、ウルソ-ル酸を同定し、共に変異原性抑制作用をもつことを認めた。日本、中国で疾病治療に用いられてきた草薬について、Ames法を用いて、変異原修飾作用の研究を行った。まず促進物質の同定を行い、そのひとつに環境汚染物質であるフタル酸エステル類を認めた。中草薬では丹参エキスに変異原性修飾作用の存在を認めた。丹参熱湯抽出物とエーテル抽出物のTrpーpー1又はB(a)Pの変異原性に対する修飾作用を試験し、何れも低濃度で変異原性増強作用、高濃度で抑制作用を認め、エーテル抽出物に強い作用を認めた。分取用HPLCによりエーテル抽出物を6分画し、再結晶及びHPLCを繰り返して精製した。各分画ともTrpーpー1に対し強い変異原修飾作用を認め、機器分析により、Dihydroーtannshinone1、Cryptotanshinone、Tanshinone 1、Tanshinone 11A又はそれぞれの異性体であることを認めた。変異原修飾作用機構を検討し、代謝Trpーpー1の変異原性を抑制したことから、エーテル抽出物がNーOHーTrpーpー1に作用し、NーOHーTrpーpー1を不活性化する機構が抑制作用に関与していると考えられた。

増強作用には、NーOHーTrpーpー1によりDNA損傷を受ける前の過程、即ちTrpーpー1に直接作用してその変異原性を修飾するか、Sー9mixによるDNA損傷の過程を修飾する機構が関与していると考えられた。柴胡エキスに変異原促進物質の存在を認め、有効分画の分離検索からこれがsaikosaponinaであることを認めたが、作用機構を明確にするには至っていない。変異原性抑制作用を有する生薬として芍薬の成分分離を行い有効成分としてgallic acid,penta galloy glucoseを確認した。この作用機序としてSー9mixに対する作用、変異原の活性化物質への作用、変異細胞への作用があることを認めた。初期の実験計画とは別に、中草薬エキスについてreverse trasnsーcriptase、pplymeraseに対する阻害作用の存在を認めた。芍薬中の抗変異原活性の有効成分としてこれまでにpenta galloyl glucose(PGG)とgallic acid(GA)を確認しているが、薬理学的有効成分として鎮静作用を持つことが知られているpaeoniflorinについては抗変異原活性が認められなかった。次に、PGG及びGAの抗変異原作用の発現メカニズムにつき検討した。1.ベンツ[a]ピレン(B[a]P)とGA、又はPGGとの吸着作用は認められず、2.B[a]PとS-9mixを加えたものにGAまたPGGを混合しS-9mixの代謝抑制につき検討したところ、PGGで添加量に比して代謝抑制効果を認めた。3.B[a]PをS-9mixであらかじめ代謝活性化したものにGA又はPGGを添加しインキュベ-ト後、Ames試験にかけたところ、両者とも抗変異原活性を認めた。4.DNA損傷変異菌を用いGA及びPGGのbioantimutagen作用を検討したが、いずれもその作用を認めることはできなかった。以上より、GA及びPGGはいずれもdesmutagenとして作用していることを認めた。次に、GAを母体とする植物成分のフェノ-ルカルボン酸代謝系の物質群につき抗変異原性を検討し、フェルラ酸、ピロガロ-ル、エラグ酸の他、エスキュレチン、プロトカデキュ酸などに抗変異原作用を認め、代謝過程に於ける構造の変化と抗変異原活性との間に構造活性相関があることを見いだした。次に、中草薬のなかで新たに女貞子メタノ-ル抽出物がB[a]Pに対し、濃度依存的に変異原性抑制作用をもつことを認めた。溶媒分画により得たn-ヘキサン非抽出物に強い活性を認めたので分取洋HPLGによりさらに分画した。Tachugaev反応、NMR、MASS、GCによる定性分析を行ないオレアノ-ル酸、ウルソ-ル酸を同定し、変異原性抑制作用をもつことを認めた。
balloon傷害後の血管平滑筋細胞における転写制御因子の発現に関する研究

経皮的冠動脈形成術後の再狭窄予防法を開発することを目的として、その主原因と考えられている内膜肥厚を引き起こす平滑筋細胞の活性化機序を解明しようと試みた。そこでまず平滑筋細胞の活性化に際し核内転写制御因子(c-myc,NFkB,RB,P53)の発現、動態を検討した。1.モデル作製ラビットの大腿動脈よりembolectomy catheterを挿入し、大動脈の内膜をballoonにより3回剥離する。術後3-5日より平滑筋細胞の遊走、増殖による新生内膜肥厚が認められることが確認でき、内膜肥厚のモデルが確立された。2.転写制御因子の免疫組織染色balloonによる大動脈内膜傷害後24時間、2週後の動脈組織標本に対し免疫組織染色を行ったが、平滑筋細胞においてc-myc,NFkBの染色性増強を認めた。RB,P53については、現在引き続き検討中である。3.転写制御因子の遺伝子発現balloonによる大動脈内膜傷害後24時間の中膜におけるmessengerRNA(mRNA)の発現をnorthem blotting法にて検討した。大動脈内膜傷害後24時間の中膜におけるc-myc,NFkBのmRNAは、傷害されていない中膜に比べ発現が増強していた。
軟X線発光による電子状態・化学分析の研究

前年度では実際に分光システムがうまく働いて実験が可能であることがわかった。今年度は,高エネルギー物理学研究所フォトンファクトリーに実験装置を持ち込み,実験を行った。ビームラインはBL2B,BL3B,BL19Bであった。励起エネルギーは400-1000eV,50-250eV,100-100eVであった。物質は,シリコン,ポーラスシリコン,窒化ボロンなどの半導体から,ニッケル,YNi_2B_2C,酸化チタンなどの遷移金属化合物,酸化セリウムなどの希土類化合物にわたるまで様々な物質について測定を行った。その結果、今回の研究で特に以下のことがわかった。(1)軟X線発光は選択的な内殻準位を励起するために,価電子帯のうち,特定な原子のみからの発光スペクトルを観測する事になる。従って,特に多元系の物質の研究に有効である。光電子分光では遷移金属化合物の3dや希土類の4fなどの状態密度を知ることができるが,BやCの様な軽元素の部分状態密度を知ることは極めて難しい。(2)軟X線発光実験では,光電子分光の時に必要となるような真空中での特殊な表面処理がいらない。また,絶縁体でも,いわゆるチャージアップする現象が生じない。光の平均自由行程が長いため,あまり表面に敏感ではなく,バルクの実験が容易である。(3)光電子分光では,電子が励起された後の励起状態の電子状態を測定することになるが,軟X線発光実験では,励期状態を測定することになる。これは,その他の低エネルギー物質実験との整合性のうえで,重要なことである。現有設備の真空紫外光用の発光分光器の立ちあげを主として行なった。CRチェイン検出器を分光器にとりつけた。電子銃を用いて.試料(主としてボロン化合物;よく光るので有名)に1500eVの電子をあて.そこから出る発光を分光し.検知する予備テストをくりかえした。データは.パソコンで読みとる。その結果.約5分でデータをとることができることが確認できた。また.分光器も.予定通り.分光していることが確認できた。また予想外のこととして.2次光,3次光が非常に強いことがわかった。これは.うまく利用すれば高分解能実験に使うことができる。現在.高エネルギー物理学研究所.PF BL-3Bにおいて.分光器を設置しており.まもなく.放射光を用いて.実験する予定である前年度では実際に分光システムがうまく働いて実験が可能であることがわかった。今年度は、高エネルギー物理学研究所フォトンファクトリーに実験装置を持ち込み、実験を行った。物質は、シリコン、ポーラスシリコン、窒化ボロンなどの半導体から、ニッケル、YNi2B2C、酸化チタンなどの遷移金属化合物、酸化セリウムなどの希土類化合物にわたるまで様々な物質について測定を行った。(1)軟X線発光は選択的な内殻準位を励起するために、価電子帯のうち、特定の原子のみからの発光スペクトルを観測する事になる。従って、特に多元系の物質の研究に有効である。光電子分光では遷移金属化合物の3dや希土類の4fなどの状態密度を知ることができるが、BやCの様な軽元素の部分状態密度を知ることは極めて難しい。(2)軟X線発光実験では、光電子分光の時に必要となるような真空中での特殊な表面処理がいらない。また、絶縁体でも、いわゆるチャージアップする現象が生じない。
生体内造血分化機構におけるMT1－MMPの機能解析

これまでに金属要求性蛋白分解酵素の一群である可溶型マトリックスメタロプロテイナーゼ(MMP)、中でもMMP-9が組織幹細胞の分化増殖また末梢組織の再生に重要な役割を担っていることが報告されている。これらの研究過程においてMMPの活性化が骨髄中のKit-ligand(stem cell factor)の細胞外ドメイン分泌(プロセシング)を誘導し、骨髄組織幹細胞及びその前駆細胞の分化増殖あるいはその再生を促進することが明らかとなっている。MMPは生体内で潜在酵素Pro-MMPから血液線維素溶解系因子プラスミンや他のMMPにより段階的かつ相補的に活性化されることが報告されている。特に、血管新生過程において血管内皮などに発現が増強することが知られる膜型MMPであるMMP-14(MT1-MMP)は、MMP-2やMMP-9等、他の各種MMPの活性制御因子として、MMP活性化カスケードの上位から機能していることが示唆されている。MT1-MMP遺伝子欠損マウスの解析の結果、MT1-MMP-/-マウスは生後2週間で致死となり、さらに野生型と比較して、MTI-MMP-/-マウスは血球三系統や骨髄中の造血前駆細胞が有意に減少していたのに対し、造血幹細胞の頻度には差は見られず、骨髄における細胞分化障害あること、また、各種造血因子が減少していることを報告した。造血幹細胞は造血幹細胞ニッチと呼ばれる特殊な環境下に存在している。ニッチは低酸素状態に保持されており、そこでは低酸素誘導因子(HIF-1)が活性化されている。マクロファージや単球において、MTl-MMPはタンパク質分解活性とは独立して、その細胞内領域でHIF-1活性阻害物質であるFIH-1(factor inhibiting HIF-1)と結合していること、またこれによりエネルギー代謝に関与している因子であることが報告されていることから、造血微小環境においてもMT1-MMPがFIH-1活性を抑制することでHIF-1活性を制御している可能性が示唆された。そこで、ストローマ細胞株を用いて、MT1-MMPおよびFIH-1遺伝子発現調節を行ったところ、各種造血因子の発現が変動することが明らかとなり、MT1-MMPは造血微小環境においてFIH-1/HIF-1を介して造血因子の発現調節に関与している因子であることが示唆された。骨髄細胞におけるMT1-MMPの機能解析により、MT1-MMP遺伝子欠損マウスでは微小環境を構成する各種細胞の減少が明らかとなったこと、またMT1-MMPはFIH-1/HIF-1を介した各種造血因子の発現調節制御を行う因子であることが明らかとなり、本研究の目的であるMT1-MMPの造血機構における重要性を示唆することができた。本研究成果については論文発表を通して国内外に発信することができた。MT1-MMPは微小環境においてHIF-1を介して各種造血因子の発現に関与することが明らかとなった。近年では、血液系疾患の一つである白血病には白血病幹細胞が微小環境に存在していることが示唆されている。そこで白血病の新規治療標的として、微小環境中のMT1-MMP活性制御の可能性を明らかにしていきたいと考えている。本研究ではMT1-MMP遺伝子欠損によりin vivoにおいて骨髄組織での未分化細胞の相対的増加、および末梢組織での成熟細胞の相対的減少が引き起こされるメカニズムについて明らかにすることを目的とした。MT1-MMPは末梢組織への細胞動員因子、幹細胞nicheの構成因子、造血因子の分泌制御因子であることが示唆されている。そこで生体内における造血幹細胞や造血細胞、MT1-MMP欠損が及ぼす生体内造血への影響について評価を行った。MT1-MMP-/-マウスより採取した骨髄細胞を野生型マウスに移植することで骨髄キメラマウスを作製しマウス骨髄内の造血幹細胞の頻度を評価した結果、MT1-MMP欠損はマウス骨髄内の造血幹細胞頻度に影響しないことが明らかとなった。一方、分化した造血細胞はMT1-MMP-/-マウスで減少することが明らかとなっており、MT1-MMPは骨髄nicheにおいて造血因子の発現調節の一端を担っている可能性が示唆された。2.骨髄nicheにおけるMT1-MMPの機能解析骨髄nicheを構成する骨髄ストローマ細胞から産生される造血因子とMT1-MMPとの関係性を解明するため、ストローマ細胞株を用いてMT1-MMP遺伝子抑制ストローマ細胞株を作製した。この細胞と骨髄細胞を用いて共培養を行うと、MT1-MMP欠損条件下では骨髄細胞の増殖が有意に低下することが分かった。また、ストローマ細胞が産生する造血因子量が有意に低下していることが明らかとなった。これらの造血因子はHIF-1により転写制御されていることが報告されている。またMT1-MMPはHIF-1阻害物質(FIH-1)の機能制御をしていることがマクロファージを用いた系により報告されている。そこでストローマ細胞においても同様の機構により造血細胞の分化が制御されていることを疑いFIH-1発現量を解析した結果、MT1-MMP欠損ストローマ細胞では細胞内に遊離するFIH-1量が増加していることが明らかとなった。つまり、ストローマ細胞においてもMT1-MMPによるFIH-1を介した遺伝子調節機構が存在していることが明らかとなった。本研究の成果は、論文にまとめて投稿中である。

これまでに金属要求性蛋白分解酵素の一群である可溶型マトリックスメタロプロテイナーゼ(MMP)、中でもMMP-9が組織幹細胞の分化増殖また末梢組織の再生に重要な役割を担っていることが報告されている。これらの研究過程においてMMPの活性化が骨髄中のKit-ligand(stem cell factor)の細胞外ドメイン分泌(プロセシング)を誘導し、骨髄組織幹細胞及びその前駆細胞の分化増殖あるいはその再生を促進することが明らかとなっている。MMPは生体内で潜在酵素Pro-MMPから血液線維素溶解系因子プラスミンや他のMMPにより段階的かつ相補的に活性化されることが報告されている。特に、血管新生過程において血管内皮などに発現が増強することが知られる膜型MMPであるMMP-14(MT1-MMP)は、MMP-2やMMP-9等、他の各種MMPの活性制御因子として、MMP活性化カスケードの上位から機能していることが示唆されている。MT1-MMP遺伝子欠損マウスの解析の結果、MT1-MMP-/-マウスは生後2週間で致死となり、さらに野生型と比較して、MTI-MMP-/-マウスは血球三系統や骨髄中の造血前駆細胞が有意に減少していたのに対し、造血幹細胞の頻度には差は見られず、骨髄における細胞分化障害あること、また、各種造血因子が減少していることを報告した。造血幹細胞は造血幹細胞ニッチと呼ばれる特殊な環境下に存在している。ニッチは低酸素状態に保持されており、そこでは低酸素誘導因子(HIF-1)が活性化されている。マクロファージや単球において、MTl-MMPはタンパク質分解活性とは独立して、その細胞内領域でHIF-1活性阻害物質であるFIH-1(factor inhibiting HIF-1)と結合していること、またこれによりエネルギー代謝に関与している因子であることが報告されていることから、造血微小環境においてもMT1-MMPがFIH-1活性を抑制することでHIF-1活性を制御している可能性が示唆された。そこで、ストローマ細胞株を用いて、MT1-MMPおよびFIH-1遺伝子発現調節を行ったところ、各種造血因子の発現が変動することが明らかとなり、MT1-MMPは造血微小環境においてFIH-1/HIF-1を介して造血因子の発現調節に関与している因子であることが示唆された。骨髄ストローマ細胞から産生される造血因子とMt1-MMPの関係性を解明することを目的とし、MT1-MMP遺伝子発現抑制ストローマ細胞株を用いて、各種造血因子の発現解析や骨髄細胞との共培養を行った結果、MT1-MMPは造血微小環境側における発現が重要であることが明らかとなった。またMT1-MMPはFIH-1の細胞内局在を制御することにより転写因子であるHIF-1活性を調節することで各種造血因子の発現が制御されているというメカニズムを明らかにすることができた。当初の目標であった造血因子とMt1-MMPの関係性を明らかにすることができ、研究は順調に進行していると考えられる。骨髄細胞におけるMT1-MMPの機能解析により、MT1-MMP遺伝子欠損マウスでは微小環境を構成する各種細胞の減少が明らかとなったこと、またMT1-MMPはFIH-1/HIF-1を介した各種造血因子の発現調節制御を行う因子であることが明らかとなり、本研究の目的であるMT1-MMPの造血機構における重要性を示唆することができた。
関節リウマチにおける自然免疫系の解明とその制御

関節リウマチ(RA)の自然免疫系の解明とその制御-微生物感染に対する自己防御から自己免疫応答への進展機序の解明とその制御-という課題で研究した。1.HTLV-I感染がTax蛋白を介し、Bcl-xLを発現させ、抗アポトーシス作用を誘導した。また、HTLV-I p19抗原を過剰に産生し、これにはp38 MAPK系の活性化を介していた。2.シェーグレン症候群(SS)患者小唾液腺組織には浸潤単核球や唾液腺細胞にTLR2、TLR3、TLR4が発現し、これらのリガンド刺激でMAPKがリン酸化し、CD54発現とIL-6産生を誘導した。3.SS患者は血清中にグランザイムBによる断片化されたLa(SS-B)蛋白に対する抗体を保有していた。4.SS患者末梢血のNK細胞数とNK活性は有意に減少しており、この減少は血清中のIL-18やTNFαの増加によってNK細胞がアポトーシスに陥ったことによると考えられた。5.全身性エリテマトーデス(SLE)末梢血のミエロイド系樹状細胞(CD11c^+、CD11c^-BDCA-3^+)と形質細胞様樹状細胞(BDCA-2^+)の両細胞とも健常人に比較して有意に減少していた。6.TSH受容体発現アデノウイルス感染樹状細胞をマウスに注射してバセドウ病を引き起こすことができた。このバセドウ病モデルマウスにおいて、百日咳ワクチンはバセドウ病発症を抑制し、poly I:Cは促進した。7.自然発症糖尿病のNODマウスにおいて、自己抗原(インスリンB:9-23)、poly I:Cやコレラトキシンにより糖尿発症が調節・制御されることを明らかにした。私たちの今回の研究成果は、自己免疫疾患の病因・病態の究明や新規治療法の開発に繋がるものと確信する。1.RA滑膜における微生物感染に対する自己防御から自己破壊(自己免疫)応答への進展機序の解明(1)滑膜組織におけるToll-like receptor発現の検討:人工関節置換術で得られた関節リウマチ患者の滑膜組織を使用して、免疫組織染色を行った。(結果)滑膜細胞にはTLR4、浸潤リンパ球にはTLR1およびTLR5の染色がみられた。(2)滑膜組織、関節液中のNK細胞の表面抗原の検討:人工関節置換術で得られた関節リウマチ患者の滑膜組織に浸潤しているリンパ球をコラゲナーゼ処理にて分離した。また、関節リウマチ患者の関節液をスプラーゼ処理し、細胞成分を分離した。各患者の末梢血も同時に採取した。これらの細胞中のNK細胞の表面マーカーをフローサイトメーターを使用して、3カラー解析した。解析した表面抗原は、CD160、CD161、CD244、CD2、CD69、NKG2D、NKp46、NKp30の8分子である。(結果)NK細胞上のCD160分子、NKp46分子、NKp30分子の発現が、末梢血に比べ有意に減弱していた。減弱していた分子は、細胞傷害性NK細胞(善玉NK細胞)に多く発現されている。これらの分子の発現低下がみられたことから、滑膜組織、関節液中には、サイトカインを産生する活性化NK細胞(悪玉NK細胞)が増加している可能性が示唆された。2.動物モデルにおける自然免疫系の重要性の検討;NK細胞、好中球に含まれるグランザイムBの関節炎発症における役割を解明するため、グランザイムBノックアウトマウスを使用、タイプIIコラーゲンに対する抗体で関節を誘導した。

(結果)投与4週までの観察では、ワイルドタイプとノックアウトマウスとでは、関節炎誘導率に差はみられなかった。自己免疫疾患発症における自然免疫系の役割とその制御を目指して研究を行った。ヒト培養唾液腺細胞にはTLR2、TLR3、TLR4およびMyD88が発現していた。TLR3優位にシグナルを伝達するリガンドのpoly I:C刺激で、これら細胞のAktリン酸化およびNF-κB核内移行が促進され、かつ、細胞表面のCD54発現は顕著に増強された。しかしながらpoly I : C刺激はこれら細胞を活性化するのみではなくcaspase-3、-8、-9を活性化しアポトーシスも誘導した。PI3-K/Akt活性化阻害剤もしくはNF-κB活性化阻害剤を添加すると、唾液腺細胞のpoly I:C誘導性アポトーシスとcaspase活性化は増強された。シェーグレン症候群(SS)の唾液腺組織唾液腺細胞ではCD54等の細胞機能分子発現が増強されるとともにアポトーシスが亢進しており、TLRシグナルはSSの病態形成に深く関わっていることが示唆された(J Lab Clin Med,投稿中)。関節リウマチ(RA)およびSS患者の末梢血中NK細胞活性は低下していたが、NK細胞1個あたりのNK活性は同等であった。RAおよびSS患者では、アポトーシスに陥っているNK細胞の割合が多く、NK細胞のアポトーシスによる細胞数減少が、NK活性低下の一因であることがわかった。さらに、生物学的製剤使用RA患者の検討では、NK細胞数低下を伴わないNK活性低下を証明した。これは、NK細胞1個あたりのNK活性低下を意味しており、自然免疫の代表であるNK細胞の活性低下はウイルス感染持続、悪性腫瘍の発生につながる可能性が示唆された(J Lab Clin Med 2006, FEBS Lett 2004)。3.全身性エリテマトーデス(SLE)における樹状細胞の役割SLE患者末梢血ではBDCA-2^+(形質細胞様)及びCDIIc^+(骨髄様)樹状細胞が減少していた。この樹状細胞減少が自己免疫応答誘導に関与していることが示唆された(Clin Exp Immunol 2005)。4.バセドウ病モデルラット作成における樹状細胞の役割5.1型糖尿病モデル(NODマウス)におけるインスリンペプチドによる細胞障害性T細胞と制御性T細胞の誘導インスリンB:9-23ペプチドとpoly I:Cを投与し、細胞傷害性T細胞と制御性T細胞を誘導し、その免疫機構を解明した(Diabetes,投稿中)。
原発性胆汁性肝硬変の病因エピトープの同定と免疫応答の解析

原発性胆汁性肝硬変(PBC)に特異的に出現する抗ミトコンドリア抗体の主要対応抗原はピルビン酸脱水素酵素E2コンポーネント(PDC-E2)である。我々はPBC患者のT細胞エピトープのひとつがHLA-DR53で拘束されるPDC-E2 163-176(163GDLLAEIETDKATI 176)であり,170グルタミン酸(E),172アスパラギン酸(D),173リジン(K)(ExDK配列)がT細胞の認識に重要であり,ヒトPDC-E2 163-176特異的T細胞クローン(hPDC-CC)の一部は大腸菌由来のPDC-E2抗原にも交差反応性を示すことを明らかにしている。平成11年度HLA-DR53拘束性hPDC-TCCは全てのTh1様タイプT細胞であった。hPDC-TCCはヒトPDC-E2 163-176ペプチドと分子相同性を示す大腸菌由来ペプチドにのみでなく,他のいくつかの細菌由来ペプチドに対しても反応した。平成12年度hPDC-TCCの外来性抗原と自己抗原に対して2つの反応パターンが存在した.一方はミトコンドリア抗原由来ペプチドとのみ反応し,他方は自己抗原以外にもExDKモチーフを有する細菌由来のペプチドとも反応した。平成13年度hPDC-TCCの一部は抗核抗体の対応抗原由来ペプチドと交差反応性を有した。また外来抗原である大腸菌OGDC-E2 34-47反応性T細胞クローンの多くは,抗ミトコンドリア抗体の各対応自己抗原ペプチドに対して交差反応性を有した。以上から,PBCにおいて自己抗原および外来抗原との間に自己反応性T細胞レベルで交差反応性が存在することを証明し,自己に対するトレランスの破綻に分子相同性機序が関与している可能性を推察した。(本研究は13年度途中で研究代表者石橋大海異動のため主たる業績は石橋大海による)原発性胆汁性肝硬変(PBC)に特異的に出現する抗ミトコンドリア抗体の主要対応抗原はピルビン酸脱水素酵素E2コンポーネント(PDC-E2)である。(本研究は13年度途中で研究代表者石橋大海異動のため主たる業績は石橋大海による)【研究目的】原発性胆汁性肝硬変(PBC)の病態形成に深く関わっていると考えられる抗ミトコンドリア抗体対応抗原のT細胞エピトープを同定し,抗原特異的T細胞による抗原認識様式を解析することより,PBCの病因分子を明らかにし,PBCの発症,病態の形成を担っていると考えられる免疫応答機構を明らかにすることを目的とする.【研究方法および結果】HLA DR 53陽性のPBC患者5人より計7株,健常者より計6株のヒトPDC-E2 163-176ペプチド特異的T細胞クローンを樹立した.全てのT細胞クローンの細胞表面マーカーはCD3,CD4,CD45RO陽性の活性型ヘルパーT細胞であった.T細胞クローンの分子相同性のある抗原との交差反応性の検討では,23種の外来抗原のうち大腸菌を含む細菌由来の計7種がそれぞれ15株のT細胞クローンと交差反応性が認められた.自己抗原7種に反応するT細胞クローンは存在しなかった.分子相同性を有する抗原へのT細胞クローンの反応性は,ヒトPDC-E2に対してよりも高い群と低い群に分類された.ヒトPDC-E2に対してよりも反応性が高い群に含まれるT細胞クローンは2株存在したが,これらは健常者由来のものであった.T細胞クローンのIFN-γ産生は高かったが,IL-2,IL-4は低かった.樹立したT細胞クローンは全てTh1様タイプのT細胞と考えられた.【結論】ヒトPDC-E2 163-176

ペプチドと分子相同性を示す大腸菌由来ペプチドにのみでなく,他のいくつかの細菌由来ペプチドに対しても反応するヒトPDC-E2 163-176特異的T細胞クローンがPBC患者末梢血には存在することが明らかとなった.自己反応性T細胞の相同ペプチドに対する多様な反応性より,PBCの免疫病態の形成にT細胞による自己抗原認識の分子相同性が関与する可能性が示唆された.【研究目的】原発性胆汁性肝硬変(PBC)の病態形成に深く関わっていると考えられる抗ミトコンドリア抗体の対応抗原のB細胞エピトープ,T細胞エピトープを同定し,抗原特異的T細胞による抗原認識様式を解析することより,PBCの病因分子を明らかにし,PBCの発症,病態の形成を担っている免疫応答機構を明らかにする.【研究方法・結果】(1)PBC患者より抗PDC-E2抗体を産生するB細胞をクローニングし,その抗体遺伝子のVβCDR領域を解析した.その結果(1)3つの抗体遺伝子H鎖及びL鎖の可変領域はそれぞれ異なった遺伝子ファミリーを利用していて,特異的な遺伝子ファミリーの使用はなかった,(2)体細胞突然変異が確認され,抗原誘導によるクローン選択が推定された,(3)2年5ヶ月の長期間高いアフィニティを有する自己抗体を産生する同一B細胞クローンの存在が確認された.(2)PBC患者および健常人より,既にわれわれが明らかにしたミトコンドリア抗原のT細胞エピトープPDC-E2 163-176に特異的なT細胞クローンを樹立し,PDC-E2 163-176ペプチドとホモロジーを有する細菌由来抗原および自己抗原由来の14-merのペプチドとの交差反応性を検討した.その結果,抗原特異的T細胞クローンの反応パターンは2つに分類された.一つはPDCのE3BPやOGDC-E2由来のペプチドと反応するだけでなく大腸菌その他の細菌由来のペプチドとも反応した.他の一つはEIExDモチーフを有するE3BP由来のペプチドとのみ反応し,ExDKモチーフを有する細菌由来のペプチドとは反応しなかった.【結論】抗ミトコンドリア抗体の産生は他の外来抗原に対する抗体同様抗原刺激誘導によるクローン選択によるものであり,肝臓局所における恒常的な抗原の存在が示唆された.また,T細胞が分子相同性機構や交差認識機構を通じてPBCの発症や自己抗体の産生に中心的な役割を果たしている可能性,および大腸菌がPBCの発症と免疫病態の維持に関与している可能性が明らかになった.本研究の目的は原発性胆汁性肝硬変(PBC)の発症、進展の主因とされる免疫反応の根幹となる病因抗原を、分子相同性の面より検討して同定し、エピトープ解析に基づいて自己免疫応答機構を明らかにし、最終的には抗原特異的な免疫療法を開発することである。平成13年度は、以下の2点について検討を行った。すなわち、1)PBC発症のトリガーとなる自己へのトレランスの破綻による自己反応性T細胞の活性化機序を、自己抗原と外来抗原との分子相同性の機序から検討する。昨年度我々は、ヒトPDC-E2163-173ペプチド反応性T細胞クローンの多くが大腸菌OGDC-E2 34-47ペプチド抗原と交差反応性を有することを示した。そこで更に分子相同性の概念を検証するために、大腸菌OGDC-E2 34-47反応性T細胞クローンを樹立して自己抗原との交差反応性を解析した。
カルバマゼピンの気分調整薬としての基礎的研究

てんかん、三叉神経痛、躁うつ病などに有効とされているカルバマゼピン(CBZ)とその活性代謝産物のカルバマゼピン-10、11-エピキサイト(CBZ-E)および不活性代謝産物のカルバマゼピン-10、11-ジオール(CBZ-D)のカテコールアミン分泌に対する影響を調べるために培養ウシ副腎髄質細胞を用いた。この細胞は神経稜由来のパラニューロンであり中枢ノルアドレナリン神経細胞と多くの点でその性質を共有している。すなわち副腎髄質細胞を刺激すると外液Ca^<2+>濃度に依存してカテコールアミンの生合成や分泌の促進がみられる。一方、この細胞にはカテコールアミン分泌に関与する少なくとも3種類のイオンチャネル(ニコチン性アセチルコリン受容体イオンチャネル、電位依存性Na^+チャネル、電位依存性Ca^<2+>チャネル)が存在する。これらイオンチャネルやカテコールアミン分泌に対するCBZおよびその代謝産物について検討した。その結果、短期処理(5分)では1)CBZ(3-30μg/ml)およびCBZ-E(0.3-3μg/ml)は共にニコチン性アセチルコリン受容体イオンチャネル、電位依存性Na^+チャネル、電位依存性Ca^<2+>チャネルを阻害することによりカテコールアミン分泌を抑制した(これらの結果は現在Naunyn-Schmiedeberg's Arch Pharmacolへ投稿し、revise中です)。一方、2)CBZ-Dはいずれのチャネルも阻害しなかった。以上のことから、CBZおよびCBZ-Eのこれらイオンチャネルへの阻害作用は神経精神疾患に対する臨床効果と一部は関係しているかも知れない。しかしこれらの薬物の臨床効果発現までには約1週間程度かかるため、現在我々はCBZ、CBZ-EおよびCBZ-Dの副腎髄質細胞に対する長期処理(7日)実験ならびにddyマウスの脳の各種イオンチャネルへの影響(in vivo)を検討中である。
骨格筋特異的アンキリン蛋白質ARPPによる脂肪酸の細胞内取り込み制御機構の解析

私たちはまず、ARPPとFABPの筋線維内局在を免疫組織化学染色により解析した。その結果、ARPPとFABPは筋線維内においてI bandに共局在していることを発見した。このことから、ARPPが筋線維内において脂肪酸の取り込みに関与する可能性が示唆された。この仮説を検証するため、ARPPをCHO細胞に過剰発現したところ、パルミチン酸の細胞内取り込み能が低下することがわかった。さらにARPPをcyan fluorescent protein(CFP)との融合蛋白質(CFP-ARPP)として、またH-FABPをyellow fluorescent protein(YFP)との融合蛋白質(YFP-FABP)としてCHO細胞にco-transfectionにより共発現させレーザー共焦点顕微鏡で観察したところ、fluorescence resonance energy transfer(FRET)が確認された。一方、CFPとYFPのみを共発現させただけではFRETは確認されなかった。このことから、ARPPとH-FABPは物理的に直接結合していることが示唆された。このように、今回の研究よりARPPが筋線維においてFABPによる脂肪酸代謝に関与するモデルを提唱することが出来た。このモデルを証明するためにさらなる研究が必要である。我々はまた、傷害筋におけるARPPの役割を調べるため、ヘビ毒(Cardiotoxin)により、マウス腓腹筋に筋傷害を誘導し、ARPPの筋線維内局在を解析した。その結果、ARPPは定常状態の筋では主に細胞質に局在するが、傷害後、核に強く蓄積されることを発見した。面白いことに、ARPPは壊死した筋線維では発現低下していたが、傷害を受けてサルコメア構造が崩壊した筋線維において核へ局在する傾向が観察された。核内においては転写が盛んに行われているユークロマチン領域に局在していた。この結果より、ARPPは傷害を受けてサルコメア構造が崩壊した筋線維において、転写調節因子として機能することが示唆された。Chinese hamster ovary(CHO)cellにARPPを遺伝子導入して過剰発現細胞株を作製して、脂肪酸(^<14>C-パルミチン酸)の取り込みを検討したところ、ARPP発現細胞において有意に脂肪酸の取り込み能が低下することを見出した。しかも、ARPP発現レベルの高い細胞ほど強く取り込み能が低下する傾向を示した。この実験結果はARPPが脂肪酸の細胞内取り込みにおいて機能することを示唆している。細胞内への脂肪酸の取り込み機構はいまだ明らかではないが、最近、脂肪酸取り込みに重要な働きをする蛋白質として、膜蛋白質fatty acid translocase(FAT/CD36)ならびに細胞質に存在して脂肪酸輸送に関わると考えられているheartfatty acid binding protein(H-FABP)が重要であることが明らかにされている[The FASEB J(Bone et al., 18, 1144-6, 2004)]。したがって、ARPPがこれらの蛋白質と関連するか否かに興味がもたれる。ARPPを過剰発現するとパルミチン酸の細胞内取り込み能が低下すること、さらにARPPをcyan fluorescent protein(CFP)との融合蛋白質(CFP-ARPP)として、またH-FABPをyellow fluorescent protein(YFP)との融合蛋白質(YFP-FABP)としてCHO細胞にco-transfectionにより共発現させレーザー共焦点顕微鏡で観察したところ、fluorescence resonance energy transfer(FRET)が確認された。さらにARPPとFABPの骨格筋における発現様式をそれぞれを特異的に認識する抗体を用いた免疫組織

化学により解析したところ、ARPP陽性筋線維とFABP筋線維はよく一致した。さらに筋線維内における局在(サルコメア内における局在)もよく一致していた。以上のことから、ARPP蛋白質がFABPとの相互作用を介して細胞内への脂肪酸取り込みに関わることが示唆された。私たちはまず、ARPPとFABPの筋線維内局在を免疫組織化学染色により解析した。その結果、ARPPとFABPは筋線維内においてI bandに共局在していることを発見した。このことから、ARPPが筋線維内において脂肪酸の取り込みに関与する可能性が示唆された。この仮説を検証するため、ARPPをCHO細胞に過剰発現したところ、パルミチン酸の細胞内取り込み能が低下することがわかった。さらにARPPをcyan fluorescent protein(CFP)との融合蛋白質(CFP-ARPP)として、またH-FABPをyellow fluorescent protein(YFP)との融合蛋白質(YFP-FABP)としてCHO細胞にco-transfectionにより共発現させレーザー共焦点顕微鏡で観察したところ、fluorescence resonance energy transfer(FRET)が確認された。一方、CFPとYFPのみを共発現させただけではFRETは確認されなかった。このことから、ARPPとH-FABPは物理的に直接結合していることが示唆された。このように、今回の研究よりARPPが筋線維においてFABPによる脂肪酸代謝に関与するモデルを提唱することが出来た。このモデルを証明するためにさらなる研究が必要である。我々はまた、傷害筋におけるARPPの役割を調べるため、ヘビ毒(Cardiotoxin)により、マウス腓腹筋に筋傷害を誘導し、ARPPの筋線維内局在を解析した。その結果、ARPPは定常状態の筋では主に細胞質に局在するが、傷害後、核に強く蓄積されることを発見した。面白いことに、ARPPは壊死した筋線維では発現低下していたが、傷害を受けてサルコメア構造が崩壊した筋線維において核へ局在する傾向が観察された。核内においては転写が盛んに行われているユークロマチン領域に局在していた。この結果より、ARPPは傷害を受けてサルコメア構造が崩壊した筋線維において、転写調節因子として機能することが示唆された。
作用素環における非可換不等式の数式処理を用いた研究

上記表題のもとで,共同研究者を始め,安藤毅教授(北星学園大学経済学部)及び和田州平助手(国立・木更津工業高等専門学校)の協力により,作用素環論に於ける線形作用素の非可換な不等式の基礎となる幾つかの関係式を研究する延長に於いて,先ず,非可換な量子的世界に於ける量子三角形が存在することを発見し,量子三角法の一端を大韓民国の慶北国立大学数学教室に於ける日韓幾何学研究集会に於いて発表した.発見した量子三角形は,通常のユークリッド幾何学の舞台となる平面やユークリッド空間ではなくてヒルベルト空間上の有界線形作用素のなす作用素環に於ける非可換な一般的配置を与えたときに三角形が与えられることを主張するものであって.その存在は報告者及び安藤教授によって開発された作用素平均の一般理論が大きな役割を演ずる.特に,ダフィン(カーネギー・メロン大学・当時)一派によるヒルベルト空間上の有界線形作用素の並列和演算乃至調和平均演算を用いることによって,作用素環に於ける非可換な一般的配置を与えたときに鋭角量子三角形の存在を保証できることが判った.更に,安藤教授の示唆によって作用素環に於ける非可換な一般的配置を与えたときに直角量子三角形も存在することが判った.これにより,通常の平面三角法に対応する量子三角法の一般理論が可能となった.平面三角法が平面三角形の九点円定理等に見られるような微細な構造を支えているのに対応して今後,量子三角法が量子三角形の微細な構造を発見・証明する事が予想され,微妙な量子不等式の発見へ繋がることが期待される.上記表題のもとで,共同研究者を始め,安藤毅教授(北星学園大学経済学部)及び和田州平助手(国立・木更津工業高等専門学校)の協力により,作用素環論に於ける線形作用素の非可換な不等式の基礎となる幾つかの関係式を研究する延長に於いて,先ず,非可換な量子的世界に於ける量子三角形が存在することを発見し,量子三角法の一端を大韓民国の慶北国立大学数学教室に於ける日韓幾何学研究集会に於いて発表した.発見した量子三角形は,通常のユークリッド幾何学の舞台となる平面やユークリッド空間ではなくてヒルベルト空間上の有界線形作用素のなす作用素環に於ける非可換な一般的配置を与えたときに三角形が与えられることを主張するものであって.その存在は報告者及び安藤教授によって開発された作用素平均の一般理論が大きな役割を演ずる.特に,ダフィン(カーネギー・メロン大学・当時)一派によるヒルベルト空間上の有界線形作用素の並列和演算乃至調和平均演算を用いることによって,作用素環に於ける非可換な一般的配置を与えたときに鋭角量子三角形の存在を保証できることが判った.更に,安藤教授の示唆によって作用素環に於ける非可換な一般的配置を与えたときに直角量子三角形も存在することが判った.これにより,通常の平面三角法に対応する量子三角法の一般理論が可能となった.平面三角法が平面三角形の九点円定理等に見られるような微細な構造を支えているのに対応して今後,量子三角法が量子三角形の微細な構造を発見・証明する事が予想され,微妙な量子不等式の発見へ繋がることが期待される.上記表題のもとで,共同研究者をはじめ,和田州平氏(国立・木更津工業高等専門学校)の協力により,作用素環論に於ける線形作用素の非可換な不等式の基礎となる幾つかの関係式を得た.また,cgiシステムによる作用素論のWebページを開設し,自動投稿システムとして運用を開始した.このWebページは試験段階に於いては英文のみで運用していたが,日本語環境の整備に伴い,日本語でも投稿規定や投稿フォーマットを閲覧出来る様に設定を改良して来た.トップ・ページはに夫々英文,邦文を配し,投稿フォーマットページはと称しこちらはhttp://polya.sci.toyama-u.ac.jp/states.htmlに英文のみで運用している.エディタ-は研究代表者の久保文夫及び和田州平(国立・木更津工業高等専門学校)の2名である.平成10年3月10日現在で投稿は3件で,「擬自己共軛作用素は自己共軛作用素である」,「羃等且つ縮小的作用素は射影作用素である」,等の命題と証明およびその文献に関する記事を掲載している.サーバーとなっているpolya.sci.toyama-u.ac.jpの不安定性から,運用がスムーズでない点を次年度に改良し,投稿者の勧誘にも努める必要がある.上記表題のもとで,共同研究者を始め,安藤毅教授(北星学園大学経済学部)及び和田州平助手(国立・木更津工業高等専門学校)の協力により,作用素環論に於ける線形作用素の非可換な不等式の基礎となる幾つかの関係式を研究する延長に於いて,先ず,非可換な量子的世界に於ける量子三角形が存在することを発見し,量子三角法の一端を大韓民国の慶北国立大学数学教室に於ける日韓幾何学研究集会に於いて発表した.発見した量子三角形は,通常のユークリッド幾何学の舞台となる平面やユークリッド空間ではなくてヒルベルト空間上の有界線形作用素のなす作用素環に於ける非可換な一般的配置を与えたときに三角形が与えられることを主張するものであって,その存在は報告者及び安藤教授によって開発された作用素平均の一般理論が大きな役割を演ずる.特に,ダフィン(カーネギー・メロン大学・当時)一派によるヒルベルト空間上の有界線形作用素の並列和演算乃至調和平均演算を用いることによって,作用素環に於ける非可換な一般的配置を与えたときに鋭角量子三角形の存在を保証できることが判った.

更に,安藤教授の示唆によって作用素環に於ける非可換な一般的配置を与えたときに直角量子三角形も存在することが判った.これにより,通常の平面三角法に対応する量子三角法の一般理論が可能となった.平面三角法が平面三角形の九点円定理等に見られるような微細な構造を支えているのに対応して今後,量子三角法が量子三角形の微細な構造を発見・証明する事が予想され,微妙な量子不等式の発見へ繋がることが期待される.