hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
Siglec-Hの新規ミクログリアマーカーとしての可能性とその機能に関する研究

化学やRT-PCRにより、Siglec-Hは、神経系でミクログリアには発現するが、脳内の常在性マクロファージや末梢のマクロファージには発現しないことを示した。さらに、Siglec-H遺伝子座へのノックインマウスを用いた解析から、Siglec-H遺伝子座のミクログリア特異的遺伝子改変への有用性を示した。また、Siglec-H欠失マウスの解析から、Siglec-Hがミクログリアの炎症性反応を抑制する可能性が示唆された。本研究の遂行には、免疫組織化学に使用できる抗体の取得が必須である。今年度は、前年度作成したラットモノクローナル抗体に加え、より有用なヒツジポリクローナル抗体を得た。そして、その抗体を用いてSiglec-Hのミクログリア発現特異性を明らかにした。計画していたSiglec-Hプロモーター-GFP-Creマウスの作成には至らなかったが、ジフテリア毒素ノックインマウスの解析から、Siglec-H遺伝子座を用いることによりミクログリア特異的な遺伝子改変が可能であることを示した。神経損傷・再生運動神経損傷モデルマウスに加え、神経因性疼痛モデルを用いSiglec-Hの機能解析を行う。脊髄におけるミクログリアの数、形態や分子発現を野生型マウスとノックアウトマウスで比較する。またvon Frey試験により、痛覚の測定も行う。また、これまでに引き続き、生化学的手法によりSiglec-Hのリガンド探索を行う。ミクログリア特異的遺伝子改変マウス作成におけるSiglec-H遺伝子座の有用性を引き続き検討する。Siglec-Hノックアウトマウス(ジフテリア毒素受容体ノックインマウス)を用い、in vivoにおける細胞除去がミクログリア特異的に起こることをさらに詳しく検討する。また、このミクログリア特異的除去の実験系は、将来的にミクログリアの機能解析に役立つことが予想されるため、最適な投与毒素量など実験系の確立を目指す。本実験計画にはSiglec-Hを特異的に染色できる抗体が必須である。今回、Siglec-Hの細胞外ドメインまたは細胞内ドメインを認識するラットモノクローナル抗体の作成に成功した。さらに、それらの抗体を使用し、Siglec-Hはミクログリアには発現するが、マクロファージには発現しないという、当初の予想に添う組織学的な結果を得た。Siglec-Hをミクログリア特異的マーカーと決定するためにはさらなる解析が必要ではあるが、目標達成に大きく前進したと考えられる。機能解析に有用なSiglec-Hノックアウトマウスを入手した。順調に個体数が増えたため、形態学的手法などを用いて機能解析を始めた。解析期間が短いため、ポジティブな結果はまだ得られていないが、引き続き解析を行うことで、Siglec-Hがミクログリア特異的に発現する意義を明らかにできるのではないかと考えている。免疫組織化学で見られたSiglec-Hのミクログリア
乳幼児の事故に関連する養育者の要因に関する研究-乳幼児の生活行動範囲の視点から

乳幼児の不慮の事故の予防活動に資するために、乳幼児の事故実態と家庭で行われている安全対策の状況を明らかにして、さらに乳幼児健診時に保健センターで事故予防の介入プログラムを実施し、その効果を調査した縦断的研究である。乳幼児の成長発達による生活行動の変化に伴い月年齢によって特徴があることを前提に、事故実態と安全対策を検討した。S県内3町村の乳幼児健診において、介入プログラム実施する月と従来の健診のみの月をそれぞれ介入群と対照群として比較した。承諾の得られた全対象に、介入前に(1)安全対策、(2)事故実態、(3)事故や安全対策に関連することが予測された母親の育児負担感や子どもや家族の背景について郵送法による質問紙法で実施した。介入後の調査は、同様の調査内容を介入から約半年から1年後に、子どもの年齢にあった質問紙を用いて実施した。介入前の調査では、事故は8ヶ月1歳児が最も多く、23歳児、46歳児、27ヶ月児の順で、転倒が最も多く、月年齢による差が認められた。安全対策は27ヶ月児で実施率が高く、8ヶ月3歳児では低かった。安全対策と事故との関連は、安全対策を講じていると事故が少ないという因果関係は明確には認められなかったが、「切る」事故の安全対策がとられていると事故発生が少ないという関連が見られた。また事故には子どもの性別、出生順位など、また養育者の数や育児負担感が関連していた。1年後の調査は、事故予防プログラム(パンフレットの配布、安全対策グッズの展示、事故予防ビデオの上映、リスク要因が高い対象には個別指導)を実施した介入群と、対照群である非介入群を比較した結果、事故実態、安全対策実施率の差は認められなかった。このように明確な介入効果が認めなかったのは、介入プログラム以外の事故に関する情報などや介入後の調査までの期間が関連していることが考えられた。本研究は3年計画で、乳幼児の事故予防に関する保健センター等を中心とした地域における効果的な安全対策・事故防止のためのプログラムの開発を目的としている。1年目の本年度は、平成12年度に実施したアンケート(大東町に在住する乳幼児を持つ世帯を対象とした子どもの事故と養育者の安全対策・応急処置の知識)の事故実態を明らかにし、さらに乳幼児健診の受診データから事故の経験と養育者の安全対策に関連する子ども側の要因、養育者側の要因について検討した。その結果(1)乳幼児におこりやすい事故内容、時期、受傷部位、季節や場所、事故原因等が明らかとなった。(2)事故の経験の有無に関連する子ども側の要因として、乳幼児健診で保健婦が問題点を指摘している子ども(気になる子ども)に事故経験ありが多く、また男児では当該児より年下の子どもがいない方が事故経験ありが少なかった。養育者側の要因として、全対象では育児負担感の強い養育者の子どもに事故経験ありが多かった。さらに応急処置の知識は事故経験ありの男児の養育者はそうでない養育者よりも多く、また事故経験ありの子どもの養育者のほうが保健センターへの健康相談回数が少なかった。一方女児では、事故経験なしの子どもの母親は有職の割合が多く、また子どもを世話をする人数が多かった。さらに、育児負担感が少なく特に家族のサポートがある養育者の子どもは事故経験なしに多かった。(3)養育者の安全対策との関連では、乳幼児健診の受診率が高い子どもの養育者の方が安全対策を行っていた。

また健診時に保健婦が正常ではないと判定した子どもの養育者はそうでないものと比べ、より安全対策を行っており、育児負担感が強く特に家族のサポートを得られていない養育者の方が、安全対策を行わないものが多かった。次年度はこれらの結果をもとに、保健所や保健センターにおける事故予防のための介入方法を検討する予定である。本研究は3年計画で、乳幼児の事故予防に関する保健センター等を中心とした地域における効果的な安全対策・事故防止のためのプログラムの開発を目的としている。1年目の平成13年度は、平成12年度に実施したアンケート(大東町に在住する乳幼児を持つ世帯を対象とした子どもの事故と養育者の安全対策)により事故実態を明らかにし、さらに乳幼児健診の受診データから事故の経験と養育者の安全対策に関連する子ども側の要因、養育者側の要因を検討した。(分析結果は平成13年度報告書にて報告)2年目の本年度は、上記の分析結果を参考に作成したアンケート用紙を用いて、研究の参加協力が得られた大東町周辺の3町(小笠町・菊川町・浜岡町)の27か月児、8か月1歳11か月児、2歳児、3歳児、46歳児の養育者を対象に家屋の形態、家族の状況、養育者の数、母親の就労、育児困難感、家庭内の安全対策、約2週間の家庭内での事故実態を調査した。事故実態に関しては、事故の有無と事故があった場合の種類と手当の有無、事故の原因について毎日記入する日記方式とした。さらに調査対象者を介入群と非介入群にわけ、介入群に対し乳児健診、1歳6か月児健診、3歳児健診の場において、事故防止に関する教育的介入を行った。教育的介入の内容は、発達段階別の安全対策に関するパンフレットの配布、安全対策のVTRとテーマソングの視聴、安全対策用品およびパネルの展示、保健師による個別指導を行った。現在、アンケートの分析中であり、最終年度である来年度は今年度と同じ対象への調査を行い、教育的介入の効果を測定する予定である。なお、非介入群に対しても、調査後に教育的介入を行う予定である。本研究は3年計画で、地域における乳幼児の事故予防に関する安全対策・事故防止のためのプログラムの開発を目的としている。平成15年度は平成14年度に行った介入としての教育プログラムの効果を測定するために、平成14年度の教育プログラム実施前と同じ項目で調査を行った。調査対象は、研究の参加協力が得られた静岡県内の3町(小笠町・菊川町・浜岡町)の27か月児、8か月1歳11か月児、23歳児、46歳児の約300世帯の養育者とし、調査内容は家屋の形態、家族の状況、養育者の数、母親の就労、育児困難感、家庭内の安全対策、家庭内での事故実態を調査した。事故実態は、事故の有無と事故があった場合の種類と回数、手当の有無と手当を行った事故の発生状況、事故の原因について約2週間毎日記入する日記方式とした。調査対象者を介入群と非介入群にわけ、介入群に対して乳児健診、1歳6か月健診、3歳児健診の場において、事故防止に関する教育的介入を行った。14年度と15年度の調査結果をもとに事故の有無と発生回数、安全対策の状況、養育者の育児負担感などに関して、介入群と非介入群の比較および関連性の検討を行った。その結果、事故の発生状況や安全対策の面では介入群と非介入群の間に明らかな差は認められず、各年齢区分における育児困難感、安全対策、事故発生確率の変化、手当を必要とした事故の分析の結果は殆ど有意差はなかった。14年度と15年度の比較において、8か月1歳時では、安全対策得点の偏差値と育児困難感については有意な差は認められなかった。
電流で誘起されるモット絶縁体の新奇な電子状態

本研究の目的である、直流電流による非平衡定常状態(Non-Equilibrium Steady State; NESS)で創発する新現象の開拓とその機構解明に向けた研究を進め、以下の成果を挙げた。◆ルテニウム層状酸化物Ca2RuO4におけるNESSでのモット・ギャップの減少と、それに伴って発現する巨大反磁性誘起に関し、新たな概念であるモット半金属としての理解を深めた。また、東北大学金属材料研究所の附属強磁場超伝導材料研究センターに出向いて強磁場中交流磁化率測定を行い、巨大反磁性の再現に成功した。さらに、米国Stony Brook大学との国際共同研究で、走査型近接場顕微鏡を用いて電流下での金属・絶縁体相境界の微細構造を明らかにした。この成果論文はPhys. Rev. X誌に出版された。◆2層系ルテニウム酸化物Ca3(Ru1-xTix)2O7において、電流のオン・オフによって低温での導電性および磁性のスイッチングができることを明らかにした。Ca2RuO4と比較して、反磁性が出現する類似性と、磁気秩序の安定性に関する相違点を明らかにした。また、電流密度対温度の物性状態相図を明らかにした。これらの研究成果を取りまとめて投稿した論文(arXiv:1902.02515)は、Phys. Rev. Lett.誌に掲載されることが決まった。◆NESSでのルテニウム酸化物で我々が発見した現象の一般性を明らかにするために、ルテニウム酸化物以外のモット絶縁体での同様の現象を探索した。◆2018年7月の磁性国際会議(ICM-2018, San Francisco)にて、Sowが本研究成果に関する口頭講演を行った。また、9月には北京大学での国際会議でもSowが招待講演を行った。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。◆初年度は、主な研究対象のルテニウム酸化物Ca2RuO4について、直流電流誘起の半金属状態及び巨大反磁性に関する研究を進め、温度・電流密度相図も構築した。電流誘起の巨大反磁性の発見に関するSowを首著とする論文は、11月にサイエンス誌に掲載された。これまでの成果は、9月の日本物理学会でのシンポジウム講演等でもSowが登壇して発表した。◆このような非平衡定常状態(Non-Equilibrium Steady State; NESS)のCa2RuO4については、結晶軸方向に対する直流電流と磁場の方向依存性測定も進め、巨大反磁性を含む電流誘起創発現象の異方性の詳細を明らかにした。さらに、東北大学IMRにて15テスラまでの強磁場下での電流誘起巨大反磁性の振舞の測定に着手した。◆研究に必須となるCa2RuO4の純良単結晶の育成については、中村文彦教授(久留米工業大学)の研究室にSowが滞在して技術を高めた。久留米工業大学及び京都大学で育成した結晶は、国内はもちろん、米国・韓国・スイス・カナダなどのグループにも提供しての国際共同研究を展開している。◆これらと同時に、モット転移温度が一桁小さな、関連酸化物Ca3Ru2O7(研究協力者のNIMS菊川博士が京都大学で育成した単結晶試料を使用)でも同様の現象の確立を目指して測定を進めた。◆なお、JSPSサイエンス・ダイアログプログラムに参加し、2018年1月に宇治市の高等学校にて、約40名の高校2年生に対する英語での出前授業を行った。◆達成済み:ルテニウム酸化物モット絶縁体での、電流誘起の巨大反磁性の発見に関する最初の論文がサイエンス誌に掲載された。また、関連の2層系ルテニウム酸化物に関しても同様の現象を見出し、精密測定を進めた。◆現在取組中:非平衡定常状態(NESS)での低温での磁性と輸送特性の精密測定という、新しい研究課題で必要となる技術的問題に取り組んでいる。具体的には、磁化測定でのバックグラウンド信号(試料ホルダー、温度計他)を格段に小さくすることで測定確度を向上させる装置改善、また、避けがたい発熱のもとでも試料温度を正確に測定できるような装置改善に取り組んでいる。

◆NESSでのルテニウム酸化物で我々が発見した現象の一般性を明らかにするために、ルテニウム酸化物以外のモット絶縁体での同様の現象を探索した。◆2018年7月の磁性国際会議(ICM-2018, San Francisco)にて、Sowが本研究成果に関する口頭講演を行った。また、9月には北京大学での国際会議でもSowが招待講演を行った。◆2層系ルテニウム酸化物における、非平衡定常状態(NESS)でのスイッチング現象についての実験をさらに進めて、その研究成果を論文投稿する。◆NESSでのルテニウム酸化物で我々が発見した現象の一般性を明らかにするために、ルテニウム酸化物以外のモット絶縁体での同様の現象を探索する。具体的にはイリジウムのペロブスカイト酸化物やパイロクロア酸化物で、研究協力者から入手した単結晶試料を用いての実験を進める。◆これまでの研究成果の発表のため、Sowによる口頭講演が決まった20118年7月の磁性国際会議(ICM-2018, San Francisco)に参加し、国際共同研究の相手との情報交換・研究打ち合わせを行う。日本物理学会でも成果の発表を行う。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
潜在変数を含む一般化線形モデルの研究

一般化線形モデルと潜在変数の概念を取り入れた共分散構造モデルは全く独立に発展してきた。一般化線形モデルは、古典的の回帰分析を量的変数のみならず、様々な尺度の変数に適用できるよう拡張したものであり、共分散構造分析は因子分析の拡張として発展してきた。また、回帰分析は潜在変数がない共分散構造分析の特殊ケースとしてとらえられることもできる。本研究では、一般化線形モデルと共分散構造モデルの融合を考え、より適用範囲の広い一般モデルを提唱した。具体的には、一般化線形モデルで潜在変数を取り扱えるような拡張を行い、そのモデル内のパラメータ推定のための計算方法として、EMアルゴリズムを利用した方法やその簡便法などを与えた。提唱した推定方法については、計算効率や推定効率の側面から、シミュレーションによる数値評価を行い、効率的アルゴリズムの探索を行った。さらに、実際のデータ分析の際に必要とされる小標本での統計推測のために、MCMC(Markov Chain Monte Carlo)法を利用した標本分布の導出法も提唱した。提唱されたモデルに関する推定についての成果やその提唱されたモデルの適用分析については、すでに、いくつかの論文誌に掲載済みである。また、MCMCを利用した標本分布の導出法に関する結果は、第27回日本行動計量学会でその一部が発表済みである。さらに、その後の結果については、オランダのユトレヒトで8月に開催予定の統計計算に関する国際会議であるCOMPSTATで発表予定(すでに受理済み)である。本研究では、一般化線形モデルと共分散構造モデルの融合を考え、より適用範囲の広い一般モデルを提唱することを目的としている。具体的には、一般化線形モデルで潜在変数を取り扱えるような拡張を行い、そのモデルでの統計的推測法を提唱する。本研究の初年度であった平成10年度にはまず、一般化線形モデル、のうち対数線形モデルに潜在変数を導入した場合の推定法の研究を行った。推定法としては、最尤推定法、疑似尤度法、最小2乗法などについて、それぞれ推定法の漸近特性を調べた。また、モデルのグラフ表現についても考察した。すでにこれらの結果の一部について、第66回日本統計学会大会及び3rd Conference on StatisticalComputing of the Asian Regional Section(ARS)で研究発表を行った。現実のデータへの対応を考えた場合、当然小標本での特性を調らべなければならない。このためには、大規模なシミュレーション実験を行う必要があり、この数値実験を行うためのプログラム作成並びに、残された課題の整理など、来年度での研究へ向けての準備も行った。
Oolitic石灰岩の生物起源検証

石灰岩の生成因が、初生的にはすべて生物起源であるとする近年の研究のなかで、oolitic石灰岩の主構成粒子であるooidsだけは、直径が1mm以下の球状体で、その組織がミクロン単位の多層構造をもつことから、無機化学的成因説が完全には否定されていない石灰岩の構成粒子のひとつである。この研究では、まず世界で数少ないooidsの生成が行われている場所のうち、メキシコ湾バハマ地域、及びペルシャ湾南岸Abu Dhabi地域のooids試料を入手し、走査型電子顕微鏡下で生物生産微細組織の詳細を観察、計測、解析した。微細組織はすべて曲線・曲面によって構成され、多層構造を切る多くの穿孔構造を確認した。次いで石炭紀(秋吉石灰岩)、ペルム紀(イラン国アバデー石灰岩)、ジュラ紀(愛媛県鳥の巣石灰岩)のoolitic石灰岩について、同様の組織の有無の解析を行い、CaCO_3の鉱物結晶転移による微細組織の保存が関連すると思われる不明瞭さはあるものの、初源的には同じ成因と考えられる組織を確認した。さらにこの研究では、現生ooidsには、現在、この粒子の生成に最も有力視されているラン藻類の胞子が生存している可能性をもとに、上記のooidsが採集された海域の海水組成と同じ海水条件をつくり、振動盤培養器を用いて一ヶ月の培養実験をおこなった。研究結果は次のように要約される。1.Cortexの多層構造は、aragonite(長径12μm)結晶の配列様式に起因し、配列はラン藻類によるCaCO_3の分泌過程と関連する可能性がある。2.多層構造を切るburrow状の構造はラン藻類によるmicritizationと関連づけられる。3.現生ooidsと地質時代のそれとは、類似の組織・構造をもち、同じ成因をもつものと考えられる。4.現生ooidsにラン藻類と考えられる球状体のあることから、培養液の調合と光合成の環境条件を整えた容器内で培養実験を行った結果、非晶質の球状体・連鎖球状体・突起をもつ連鎖球状体などが生成された。5.突起物の形状・大きさ等はooidsを形成しているaragoniteに酷似することから、今後この有機体についての生物科学的研究によって、ooidsの生物起源が検証される可能性は大きい。
家族生活への職業影響測定尺度の作成

(1)個人の現在の職業が家族生活に与える影響を測定する試みの尺度を作成した。個人の従事している職業の影響を受ける家族生活の領域は、(1)家族全体の生活、(2)本人の家族生活、(3)配偶者の家族生活、(4)子どもの家族生活、(5)親の家族生活、の5つの領域に限定し、それぞれ10の質問を用意した。10の質問は、家族生活の各領域をまたいで横断的に共通する因子をできるだけ含ませるように工夫した。すなわち、第1問は職業収入の経済的影響、第2問は仕事の時間帯による生活時間帯への影響、第3問は仕事時間量が与える家族時間量への影響、第4問は仕事による身体的疲労の影響、第5問は仕事ストレスが与える影響、第6問は職業威信の及ぼす家族の威信関係への影響、第7問は職業威信の及ぼす家族の勢力関係への影響、第8問は職業で獲得した知識・価値観の影響、第9問は職業による能力発揮の影響、第10問は職業従事の動機(家族のためか自分自身のためか)、という因子を含む。(2)上記の50質問によって構成される「家族生活への職業影響測定尺度」のほかに、職業属性に関する6つの質問と、個人および家族に関する属性関連の10質問と、S.A.SmallとD.Rileyが開発したworkspilllover測定尺度を翻訳した20質問および現在の職業生活の実態と満足度に関する9つの質問からなる「アンケート」を作成し、平成14年1月下旬から3月上旬にかけて調査を実施した。(3)現在「アンケート」の回収中であるが、500票を配布し、現段階で約280票を回収した。(1)家族生活への職業影響測定尺度の作成に関連する既存の研究成果を収集し、分類・整理した。(1)職業に関しては、職業をもつ人の8割以上を占める給与生活者に対象を絞り、職場環境とくに日本的経営システムの変化とそこで働く人への影響に関する研究成果を集め、データベース化を進めた。(2)家族生活に関しては、わが国の戦後の家族社会学の軌跡をたどり、そのなかで、職業と家族生活の関連をテーマとする研究をリストアップし、データベース化を進めた。(3)尺度作成にかかわる統計関連の専門書および論文を収集した。(2)既存の研究の理論的検討については、わが国の戦後家族社会学研究の主流をなすとされた多くの家族研究が、最近まで家族を集団として捉え、その内部分析に終始してきたそのことが、社会システム的観点からみると、家族生活分野と職業分野の関係様態の1つであること、そのことによって家族および職業の両分野においてそれぞれ性別役割分業を発達させるに至ったこと、また職業分野でみられた日本的経営システムと深くかかわっていること、などを家族生活への職業影響として理論的に整理し、解明する必要のある論点として指摘できる。さらに、このことが欧米の家族研究との関連でいえば、マードック、パーソンズ、グード、ベルとヴォーゲルらの核家族論の影響を強く受けてのことでありながら、それぞれの核家族論者がそれらの核家族論をどのような社会経済的あるいは西欧社会の歴史的基盤のうえで展開したのかという脈絡を研究したうえで、日本の家族研究へとつないでいく観点を欠いていたことが指摘できる。
非線形拡散方程式の抽象理論の構築と走化性方程式の数学解析

平成30年度は,非有界領域における非局所項をもつCahn-Hilliard方程式,一般領域における腫瘍増殖に関連するCahn-Hilliard型フェーズフィールドシステム,一般領域におけるCaginalpタイプの非線形フェーズフィールドシステム,有界領域におけるエントロピーバランスから推定される相分離システム(以下,それぞれを研究C1,研究C2,研究C3,研究C4とする)のそれぞれに対する数学的な理論の構築に成功した.研究C1については, Yosida近似やCauchy-Lipschitz-Picardの定理を用いた作用素論とCauchyの収束条件を確認する方法とレゾルベント作用素を使用した局所コンパクト性の方法等を用いた理論を構築し,非有界領域の場合における時間大域解の存在や評価等に必要な条件を決定することができた.さらに,研究C2については,研究C1における数学的な仮定の設定や数学的な手法等に関する知見を活かして,先行研究(その研究は有界領域の場合を扱っている)における数学的な問題設定や具体例をできる限り壊さないように,数学的な問題設定と仮定の設定を行い,非有界領域の場合にも適用可能な汎用性の高い理論を構築し,一般領域の場合における時間大域解の存在や評価等に必要な条件を決定することができた.研究C3と研究C4については, Pavia大学のPierluigi Colli教授と共同研究を行い, time discretizationによる近似方法と研究C1と研究C2で得た知見等を活かして,時間大域解の存在等を示すことができた.研究C1と研究C2で得られた成果は国内外の研究集会で発表し,論文としてもまとめて専門誌に投稿した.研究C3と研究C4で得られた成果は論文としてまとめて専門誌に投稿した.研究C2は,平成30年度の本来の研究目的の1つである,一般領域における熱方程式とカップリングしたCahn-Hilliard系に対する数学的理論の構築を包括している.一方,平成30年度のもう1つの研究目的である,流体を考慮した3次元での2種の走化性モデルの大域解の存在と解の挙動等の数学解析に関して,思いの外困難であり,本年度は情報収集等を中心に行った.非線形拡散項をもつ1種の走化性モデルに対する,劣微分作用素等の作用素論を用いた抽象理論の構築を目指す.また,感応性関数をもつKeller-Segel-Navier-Stokes系の時間大域解の存在と解の漸近挙動を示すための感応性関数の条件を明らかにすることを試みる予定である.これらは平成31年度の研究目的であり,すぐに達成することはかなり困難であるかもしれないので,その目的に活かせそうな他の研究も同時に行うことによってより多くの知見を得ながら取り組もうと考えている.流体を考慮した3次元での2種の走化性モデルの大域解の存在と解の挙動等の数学解析に再挑戦する予定である.また,日本数学会等の研究集会における得られた結果の報告や,外部研究者との交流等をして,研究の推進を図りたい.平成30年度は,非有界領域における非局所項をもつCahn-Hilliard方程式,一般領域における腫瘍増殖に関連するCahn-Hilliard型フェーズフィールドシステム,一般領域におけるCaginalpタイプの非線形フェーズフィールドシステム,有界領域におけるエントロピーバランスから推定される相分離システム(以下,それぞれを研究C1,研究C2,研究C3,研究C4とする)のそれぞれに対する数学的な理論の構築に成功した.研究C1については, Yosida近似やCauchy-Lipschitz-Picardの定理を用いた作用素論とCauchyの収束条件を確認する方法とレゾルベント作用素を使用した局所コンパクト性の方法等を用いた理論を構築し,非有界領域の場合における時間大域解の存在や評価等に必要な条件を決定することができた.さらに,研究C2については,研究C1における数学的な仮定の設定や数学的な手法等に関する知見を活かして,先行研究(その研究は有界領域の場合を扱っている)における数学的な問題設定や具体例をできる限り壊さないように,数学的な問題設定と仮定の設定を行い,非有界領域の場合にも適用可能な汎用性の高い理論を構築し,一般領域の場合における時間大域解の存在や評価等に必要な条件を決定することができた.研究C3と研究C4については, Pavia大学のPierluigi Colli教授と共同研究を行い, time discretizationによる近似方法と研究C1と研究C2で得た知見等を活かして,時間大域解の存在等を示すことができた.研究C1と研究C2で得られた成果は国内外の研究集会で発表し,論文としてもまとめて専門誌に投稿した.研究C3と研究C4で得られた成果は論文としてまとめて専門誌に投稿した.研究C2は,平成30年度の本来の研究目的の1つである,一般領域における熱方程式とカップリングしたCahn-Hilliard系に対する数学的理論の構築を包括している.一方,平成30年度のもう1つの研究目的である,流体を考慮した3次元での2種の走化性モデルの大域解の存在と解の挙動等の数学解析に関して,思いの外困難であり,本年度は情報収集等を中心に行った.非線形拡散項をもつ1種の走化性モデルに対する,劣微分作用素等の作用素論を用いた抽象理論の構築を目指す.また,感応性関数をもつKeller-Segel-Navier-Stokes系の時間大域解の存在と解の漸近挙動を示すための感応性関数の条件を明らかにすることを試みる予定である.これらは平成31年度の研究目的であり,すぐに達成することはかなり困難であるかもしれないので,その目的に活かせそうな他の研究も同時に行うことによってより多くの知見を得ながら取り組もうと考えている.

流体を考慮した3次元での2種の走化性モデルの大域解の存在と解の挙動等の数学解析に再挑戦する予定である.また,日本数学会等の研究集会における得られた結果の報告や,外部研究者との交流等をして,研究の推進を図りたい.
幾何学的対象の上でのスペクトル・散乱理論

漸近的Euclid型エンドや漸近的ファネル双曲型エンドを持つ多様体の上で,Schroedinger作用素に対する定常的散乱理論の新たな一般的な枠組みを構成した.また離散直線および離散半直線の上で,離散Schroedinger作用素に対する閾値共鳴状態を自然な形で定式化することに成功した.さらに正方格子上の離散Laplace作用素のレゾルベントに対し,各閾値周りの分枝部分の具体的表示を得た.1.多様体上でのシュレーディンガー固有関数の遠方での増大度の下限シュレーディンガー固有関数の遠方での増大度の下限について、ユークリッド空間上では既に知られていた結果を、漸近的ユークリッド型エンドまたは漸近的双曲型エンドを持つ多様体上に拡張した。証明は、申請者が以前得た「埋め込まれた固有値の非存在」の証明手法を応用しており、申請者の知る限りではこの手法を適用するというアイデアは新しい。また定理の主張は、多様体の有界部分には本質的には言及しておらず、多様体遠方の情報のみに依存しているという点で非常に自然なものとなっている。2.多様体上でのシュレーディンガーレゾルベントに対する極限吸収原理と放射条件前年度申請者が得たシュレーディンガーレゾルベントに対する極限吸収原理には多様体の有界部分に凸性に関するある種の強い仮定を置いていたが、それを外すことに成功し、同結果を一般の漸近的ユークリッド型エンドまたは漸近的双曲型エンドを持つ多様体上にまで拡張した。また更に同レゾルベントと放射条件との関係を調べ、同レゾルベントの極限作用素を放射条件に依って特徴づけた。凸性に関する仮定を外すための主要なアイデアは、人工的な斥力ポテンシャルを導入して有界部分への量子論的粒子の流入を防ぎ、ひとまずこの斥力シュレーディンガー作用素に対して極限吸収原理を示すことである。放射条件についてもまずはこの斥力シュレーディンガー作用素に対して検討される。現段階ではレゾルベントのベソフノルムに対する定量的な評価は得られていないが、人工斥力ポテンシャルを古典軌道に沿った適切な形状にして導入することで、定量的評価も得られると申請者はある程度期待している。1.多様体上のシュレーディンガー作用素に対する極限吸収原理と放射条件前年度に得られた上記内容に関する定理の証明を新しい手法を用いて大幅に改良・簡略化し,定理の適用範囲をより自然な範囲にまで拡張できた.この分野ではよくあるように,我々の議論でもある種の交換子評価が証明の中心となるが,我々の手法では関数解析・フーリエ解析などの高度な道具を用いずに古典的な議論に徹することで2重交換子の評価を避けることができた.これにより,多様体の幾何とポテンシャルに関する滑らかさの仮定を緩めることができた.また,例えばユークリッド空間内の放物型領域の外部領域のような,錐型でない領域も扱うことができるようになった.さらに放射条件の相関数として,動径方向のリッカチ型方程式の近似解を用いることで,放射条件をより良い自然な形に改良できた.2.多様体上のシュレーディンガー作用素に対する定常的散乱理論上記の1.よりやや強い仮定の下,多様体上での定常的散乱理論を構成した.より具体的には,与えられたシュレーディンガー作用素に付随したフーリエ変換を,レゾルベントの境界値の遠方での振る舞いを用いて定義し,それがある関数空間の間のユニタリ作用素であることを証明した.これは,時間に依存する散乱理論における,波動作用素の存在と完全性に対応する事実である.さらに,これまでの議論の応用として,複数のエンドを持つ多様体上において,散乱行列を各エンドに対応する成分で分割して行列表示したときに,その非対角成分が必ず単射となっていることも証明できた.1.多様体上のシュレーディンガー作用素の複素固有値に対するレーリッヒの定理漸近的ユークリッド型あるいは双曲型エンドを持つ多様体上のシュレーディンガー作用素に対し,その複素固有値に対応する固有関数で遠方での指数減衰の指数がその固有値から自然に計算されるある最良指数よりも強いものが存在しないことを示した.これはレーリッヒの定理の複素固有値版に相当する結果である.この結果は特に離散スペクトル(負の固有値)に対して適用することができ,離散スペクトルに対応する固有関数の指数減衰の指数を評価することができる.また前年度の設定と同様に仮定を幾何的に定式化することで広いクラスの外部領域をその適用範囲に含んでおり,例えばユークリッド空間内の錐型領域のような,非有界な障害物の外部問題にも適用できる.証明は前年度に開発した交換子の方法を複素固有値に対して応用することで得られるが,複素固有値の虚部から来る寄与をうまく評価する点に困難さがある.2. N体シュレーディンガー作用素に対するレーリッヒの定理N体シュレーディンガー作用素に対する正固有値の非存在(レーリッヒの定理)はこれまである重み付き2乗可積分関数の空間でのみ知られていたが,それを2体問題の場合と同じベソフ空間にまで拡張した.この結果が成り立つ関数クラスはこのベソフ空間より広げることができず,最良であることが知られている.また,粒子同士が互いにそれ以上侵入できない中心核を持つような特異性の強い状況にも適用できる結果となっている.前年度に得られた本研究課題における中核的成果をプレプリントとしてまとめて公開し,さらにそれらにおける手法を応用して新しいいくつかの成果を得ているため,おおむね順調に進展していると判断される.1.多次元正方格子上の離散ラプラス作用素に対するレゾルベントの漸近展開多次元

正方格子上の離散ラプラス作用素のレゾルベントに対し,それぞれの閾値まわりでの漸近展開を計算し,特にその分枝部分のLauricella超幾何関数による具体的表示を得た.1次元の場合を除いて,多次元正方格子上の離散シュレーディンガー作用素に対する閾値共鳴の完全分類は未解決であり,その分類のためには,まず非摂動系である離散ラプラス作用素のレゾルベントを閾値まわりで漸近展開する必要がある.上述の展開はそのための重要な一ステップである.この問題は超双曲型作用素のレゾルベントの閾値まわりでの展開に類似しているが,離散ラプラス作用素に対してはレゾルベント核の特殊関数による表示が知られていないため,同じ方法で解くことは今のところできない.ここでの証明は変数変換や関数論などの基本的な道具のみを用いて行われる.2.離散半直線上のシュレーディンガー作用素に対する閾値共鳴の完全分類離散半直線上のシュレーディンガー作用素に対し,そのレゾルベントの閾値まわりでの漸近展開を計算し,展開係数と一般化固有関数の遠方での増大度との間に完全な対応関係があることを示した.特にこれにより,一般化固有関数の遠方での増大度のみを用いて閾値共鳴状態を定式化することに成功した.この理論では非局所的ポテンシャルおよび一般的な境界条件を扱うことができる.閾値共鳴状態のこのような定式化および分類は,2015年に研究代表者自身によって離散直線上で初めて完全な形で得られたものであり,ごく最近まで知られていなかった.証明はJensen-Nenciuによる展開スキームを最も一般の場合に実行することによって得られる.この計算を実行するには多く場合分けが必要となるが,擬逆元の概念を導入することで場合分けをある程度減らすことができる.漸近的Euclid型エンドや漸近的ファネル双曲型エンドを持つ多様体の上で,Schroedinger作用素に対する定常的散乱理論の新たな一般的な枠組みを構成した.また離散直線および離散半直線の上で,離散Schroedinger作用素に対する閾値共鳴状態を自然な形で定式化することに成功した.さらに正方格子上の離散Laplace作用素のレゾルベントに対し,各閾値周りの分枝部分の具体的表示を得た.前年度に得られていた結果を新しい手法を用いて大幅に拡張することができ,またやや強い仮定の下でではあるが,定常的散乱理論を構築することもできている.さらにその応用として,散乱行列のある性質も得られており,これらは研究計画に言及されている内容を大幅に超えている.よって当初の計画以上に進展していると判断される.引き続き,前年度に得られた本研究課題における中核的成果の精密化および応用を進める.数物系科学多様体上の定常的散乱理論の全体像はすでに得られているが,年度後半に開発した新しい手法がまだ理論の後半部分には適用されておらず,この適用を早急に完成させる.さらにその後はこの内容を応用する方向で研究を進める.多様体上のシュレーディンガー作用素に対する定常的散乱理論の導入部分が既に十分な形で得られており、今後同理論を構築できるであろう見込みが立っている。これは交付申請書の研究計画に言及されている内容の一部を大きく発展させたものであり、ゆえに研究は当初の計画以上に順調に進展していると考えられる。
NMDA受容体作動薬の精神分裂病治療薬としての基礎研究

平成12年より2年間、NMDA受容体と精神分裂病の関係を調べた基礎研究を行ってきた。現在までの成果としてはNMDA受容体拮抗薬投与により後部帯状回を中心に過剰興奮がおこり、それはGABA、アセチルコリン系等ニューロンを介して起きること,またその回路は前視床を介して行われていること等を明らかにしてきた。またプロリンはアミノ酸の一つであるが、グリシンやグルタミン酸のような、脳内神経伝達物あるいは修飾物質であることが示唆されてきた。今回の研究ではプロリンの脳内投与にてグルタミン酸伝達が異常を来すことから特にグルタミン酸伝達との関連が示唆されている。今までの研究の成果をNeuroscience分野で最もレベルの高いreview誌であるTrends in Neuroscienceに投稿し掲載された。これまでの研究に関しては国内外から高い評価を受けていると自負する。グルタミン酸受容体のサブタイプであるNMDA受容体の拮抗薬は精神分裂病に非常に類似した症状を呈することで知られている。精神分裂病の病態においてNMDA受容体の機能低下が生じている可能性を示唆する報告もあることからNMDA受容体機能を亢進させることが精神分裂病の治療につながる可能性を検討した。我々は平成12年よりNMDA受容体拮抗薬投与により脳内の神経活動がどう変化するのかを調べることから研究を開始したが、現在までの成果としてはNMDA受容体拮抗薬投与により後部帯状回を中心に過剰興奮がおこり、それはGABA、アセチルコリン系等ニューロンを介して起きること,またその回路は前視床を介して行われていること等を明らかにしてきた。現在はグリシン結合部位作動薬の作用機序をあきらかにすることを目的に、NMDA受容体拮抗薬投与ラットにグリシン結合部位作動薬を前投与した場合どのような影響をもたらすかを、免疫組織および分子生物学的手法を用いて調べるとともに、最近動物実験において記憶認知能力改善を認めたとの報告があったポリアミン結合部位作動薬等も治療候補薬物として検討している平成12年より2年間、NMDA受容体と精神分裂病の関係を調べた基礎研究を行ってきた。
高分子ゲル複合水晶振動子を用いた生体分子認識・情報化デバイスの開発

N-イソプロピルアクリルアミドもしくはその共重合体ゲルを用いて、0.5μLレベルの微量ハイドロゲルを作製する手法を確立した。本ゲルを水晶振動子マイクロバランス上に作製・固定する手法を検討し、物理的に水晶振動子上に接着する手法で適用性があることを確認した。水晶振動子に蒸着する電極は金電極がよく、白金電極では適用性がないことが分かった。ゲルネットワークにタンパク質を化学的に結合して導入する手法を種々検討した結果、サクシンイミド誘導体を用いたアミド結合に起因するタンパク質の化学修飾、ゲルろ過による化学修飾タンパク質の精製、ラジカル重合によるタンパク質のネットワーク導入手法が適用できることを明らかにした。タンパク質にビニル基が導入されていることを確証する手法とし、分光分析およびゲルろ過によってビニル基導入を確認した。マイクロゲルを複合したQCMを用いて種々の温度、pH、吸着分子共存条件でQCMの応答挙動を観察し結果、環境条件に依存してゲルの粘弾性が敏感に変化すること分かった。特に、従来観測が極めて困難な収縮相のゲルの粘弾性挙動を鋭敏に観測可能であるとが分かった。ゲルネットワークに吸着する疎水性有機分子共存下の水晶振動子応答挙動を観測した。ゲルネットワークと強く相互作用する有機分子が共存すると、ゲルの粘弾性が極めて鋭敏に変化することが明らかとなった。この粘弾性の変化は0.00001Mオーダーの吸着質濃度でも有機可能であり、微量の物質がゲルネットワークに吸着することをトリガーとして、ゲルの粘弾性変化を水晶振動子でセンシングするデバイスを構築可能であることが確認できた。抗原抗体反応系を導入したゲルで抗体分子を高感度にセンシング可能であることを確認した。N-イソプロピルアクリルアミドもしくはN-イソプロピルアクリルアミド/アクリル酸共重合体ゲルを用いて、0.5μLレベルの微量ハイドロゲルを作製する手法を確立した。本ゲルを水晶振動子マイクロバランス上に作製・固定する手法を検討した結果、物理的に水晶振動子上に接着する手法で適用性があることを確認した。この際、水晶振動子に蒸着する電極は金電極がよく、白金電極では適用性がないことが分かった。化学的にゲルを電極上に固定する手法を検討した結果、物理的固定と同等の水晶振動子応答が得られ、化学的固定の必要性は低いことが確認できた。本研究では,生体分子や特定有機分子と選択・特異的に相互作用・反応する分子をハイドロゲルの高分子鎖ネットワーク中に導入したマイクロサイズの極微量ゲルを創世し,これを水晶振動子マイクロバランスと複合化した分子認識・センシングシステムとその応答特性について検討することを目的としている。

導入する分子の反応(ゲスト分子との相互作用・結合・反応)をトリガーとしてゲルネットワーク全体の水和構造・粘弾性変化を誘発し,かつ,ネットワークの全体的な相変化により情報増幅し,この変化を水晶振動子を用いてセンシング・電子情報に定量変換・情報化する高感度分子センシングシステムを開発することを目指した。牛血清アルブミンをゲルネットワークに導入したマイクロ量のゲルを水晶振動子上に合成したデバイスを作製し,ゲルの粘弾性に及ぼす外部環境条件,ターゲット分子吸着の影響について水晶振動子マイクロバランスの発振振動数変化及び粘性パラメータ変化をモニタリングすることによって観測した。アルブミンに抗アルブミン抗体が吸着することにより,水晶振動子の発振振動数変化および粘性パラメータが大きく変化すること,この変化は温度に敏感であることを確認した。1%以下のアルブミン導入のゲルにおいても水晶振動子の発振振動数と粘性パラメータを指標として,高感度かつ容易に抗体の吸着をセンシング可能であることを把握した。得られる発振周波数と粘性パラメータ情報データを画像解析によりスペクトル解析した。抗体吸着前後の発振振動数と粘性パラメータの温度依存性曲線を離散フーリエ変換によりスペクトル分解して複素フーリエ係数を算出し,これをもとに電力スペクトルを算出した。差スペクトルから抗体吸着に伴う水晶振動子の応答を抽出することにより,相変化するゲルの抗体吸着にともなうシグナルのみを抽出,分子センシングすることが可能であるとわかった。一連の研究により,本課題で提案したゲルの相変化を利用する分子センシングが原理的に実現可能であることを明らかにした。
キャピラリープレートを用いた光検出器の開発

これまでの研究から、キャピラリープレートに使用している鉛ガラスの還元の度合いやキャピラリーの直径や厚さを変えることで、抵抗値が可変であることが判明した。これらのパラメーターを調整し、大きなゲインの得られるキャピラリープレートを製作した。また、実際のMWPCで使用されるアルゴン+メタンガス中で、K-Csバイアルカリ光電面の量子効率の経時変化を測定したところ数日間に亙って量子効率の変化はあまり見られないことが判った(約15%)。アルゴン+CF4ガス中でも同様に、高い量子効率が得られることが判った。一方、実際に光電子をガス増幅で増幅させた場合、イオン・フィードバックにより光電面の劣化が起きる可能性がある。それを防ぐためにバイアス角の付いたキャピラリープレートを製作した。電場と磁場がお互いに垂直にかけられた空間では、電子とイオンでローレンツ角が異なることからバイアス角を選べば、電子のみキャピラリーを通過し、イオンは通過できないようにすることが出来る。その効果を実際に試験したところ、見事にイオン・フィードバックが抑制されることがわかった。この成果をウィーンでの国際会議で報告した。昨年の成果からキャピラリープレートとマイクロメガス検出器を組み合わせたガスチェンバーで高いゲインの安定した動作が得られることが判っていた。実際にこの方式のガスチェンバーを製作し、透過型K-Csバイアルカリ光電面を組み合わせて、世界ではじめて可視光をガスチェンバーで捉えることを試みた。ところが、キャピラリーに使用している鉛ガラスと光電面に使用しているアルカリ金属が反応してキャピラリーの抵抗値を大きく変化させ、期待したゲインが得られず信号は観測できなかった。そこでキャピラリーを除いて、マイクロメガスのみで観測したところ、見事にNaIシンチレーターによる^<137>Csのγ線の信号を捕らえることに成功した。この成果も国際会議で報告した。現在キャピラリーの材質を鉛ガラスからソーダグラスに変えて試験を行う予定で、その準備中を進めている。本研究はキャピラリープレートを用いて安定した動作が得られる光検出器を開発することを目的としており、以下の開発項目が挙げられる。1)キャピラリープレートの抵抗値を変えてゲインを測定し抵抗値の最適値を決める。2)ガス中でも動作が可能な光電面の製作。3)信号を読み出すための電子回路の開発。4)光電面とキャピラリープレートを組み合わせて、紫外光などに感度のある光検出器を試作する(これは研究の最終段階)。これら最初の3項目に関して、平成14年度において以下の成果を挙げる事が出来た。1)に関して。ア)キャピラリープレートの還元の度合いで、抵抗値がかなりの範囲で可変であることが判った。しかし、還元の程度を制御する事は容易ではなく、未だその最適値を決めるには至っていない。イ)キャピラリープレートを3枚配置し、実際にガスゲインなどを測定するためのMWPCを製作した。今のところ、宇宙線などの信号は観察出来ているので、トリメチルアミンなどの光電物質を組み込めば紫外光を捉える事が出来る可能性がある。2)に関して。実際のMWPCで使用されるアルゴン+メタンガス中で、透過型K-Csバイアルカリ光電面の量子効率の経時変化を測定した。その結果この混合ガス中では量子効率の変化は見られないことが判った。3)に関して多くのアノードからの信号を処理するための電子回路の設計・製作を行い、現在評価中である。これらの成果は、キャピラリープレートを用いて安定した動作が得られる光検出器を開発することに対して希望を持たせてくれるものである。

本研究はキャピラリープレートを用いて安定した動作が得られる光検出器を開発することを日的としており、以下の開発項目が揚げられる。1)キャピラリープレートの抵抗値を変えてゲインを測定し抵抗値の最適値を決める。2)ガス中でも動作が可能な光電面を製作する。3)信号を読み出すための電子回路を開発する。4)光電面とキャピラリープレートを組み合わせて、紫外光などに感度のある光検出器を試作する(これは研究の最終段階)。これら最初の3項目に関して、平成15年度までに以下の成果を挙げる事が出来た。1)に関して。キャピラリープレートの還元の度合いやキャピラリーの直径と厚さを変えることで、抵抗値がかなりの範囲で可変であることが判った。2)に関して。実際のMWPCで使用されるアルゴン+メタンガス中で、透過型K-Csバイアルカリ光電面の量子効率の経時変化を測定した。その結果この混合ガス中では量子効率の変化はあまり見られないことが判った。(約15%)今後、イオン・フィードバックにより光電面の劣化が起きないか検討していく必要がある。3)に関して多くのアノードからの信号を処理するための電子回路の設計・製作を行い、ほぼ期待通りの性能が得られている。4)キャピラリープレートとマイクロメガ検出器を組み合わせたガスチェンバーを製作し、安定した動作が得られることが判った。この方式のチェンバーが有望であると思われる。これらの成果は、キャピラリープレートを用いた光検出器を開発することに対して希望を持たせてくれるものである。これまでの研究から、キャピラリープレートに使用している鉛ガラスの還元の度合いやキャピラリーの直径や厚さを変えることで、抵抗値が可変であることが判明した。これらのパラメーターを調整し、大きなゲインの得られるキャピラリープレートを製作した。また、実際のMWPCで使用されるアルゴン+メタンガス中で、K-Csバイアルカリ光電面の量子効率の経時変化を測定したところ数日間に亙って量子効率の変化はあまり見られないことが判った(約15%)。アルゴン+CF4ガス中でも同様に、高い量子効率が得られることが判った。一方、実際に光電子をガス増幅で増幅させた場合、イオン・フィードバックにより光電面の劣化が起きる可能性がある。それを防ぐためにバイアス角の付いたキャピラリープレートを製作した。電場と磁場がお互いに垂直にかけられた空間では、電子とイオンでローレンツ角が異なることからバイアス角を選べば、電子のみキャピラリーを通過し、イオンは通過できないようにすることが出来る。その効果を実際に試験したところ、見事にイオン・フィードバックが抑制されることがわかった。この成果をウィーンでの国際会議で報告した。昨年の成果からキャピラリープレートとマイクロメガス検出器を組み合わせたガスチェンバーで高いゲインの安定した動作が得られることが判っていた。
ヒト甲状腺腫瘍におけるプロテアーゼ活性に関する研究

外科手術により摘出した甲状腺腫瘍組織を用いて、癌の浸潤、転移の際働くプロテアーゼ(カテプシンBおよびL、I型およびIV型コラゲナーゼと母腫瘍の進展度とを比較検討し以下の結果を得た。i)カテプシンB活性、I型およびIV型コラゲナーゼ)活性は良性および悪性病変群が正常甲状腺群より有意に高値を示した。そのなかで、3者共に被膜外浸潤、リンパ節転移を認める癌症例ではより高値を示した。以上のことから、ヒト甲状腺腫瘍においてカテプシンBは浸潤・転移に関与し、その際I型およびIV型コラゲナーゼに影響をおよぼしていることが示唆された。ii)カテプシンL活性については、悪性病変群が正常および良性病変群より有意に高値であったが、母腫瘍の被膜外浸潤の有無と関連性は認められなかった。しかし、その母腫瘍を用いてエラスチカ染色を行ったところ、エラスチンの連続性がないものほど、カテプシンL活性が高値を示した。また、腫瘍性病変においては、微小濾胞、索状構造のような充実性病変、つまり細胞増殖が強い領域に一致してエラスチンの連続性は認められなかった。以上の結果によりエラスチンの不連続性の有無が腫瘍増殖能のマーカーになりえることが示唆された。このことは、患者の予後や治療方針の決定に役立つものと考える。
タウのコンフォメーション変化のタウオパチーにおける意義と抑制法開発

タウオパチー発症機構におけるタウのコンフォメーション変化の意義について、PFC法を利用して検証した。ダイマー形成あるいはペーパークリップ構造検出用のGFP断片-タウ融合タンパク質を、COS-7およびHEK293細胞に発現させると、GFPの再会合による蛍光シグナルが検出され、発現したタウが細胞内で目的とするコンフォメーションを取ることが確認できたので、次にin vivoにおいてタウのコンフォメーション変化が神経細胞に及ぼす影響を解析した。同様のGFP断片融合タウをunc-119プロモーター制御下で線虫の神経細胞に特異的に発現させた。作成したトランスジェニック(Tg)線虫では、神経軸索と細胞体でGFPの再会合蛍光シグナルが観察され、in vivo神経細胞内においても分子間あるいは分子内相互作用によるタウのコンフォメーションの変化が起こることが分かった。また、ウェスタンブロット解析により、線虫に発現したヒトタウは多くの部位でリン酸化を受けていることが分かった。次に、神経機能への影響を調べるためにTg線虫の行動解析を行った。その結果、株により程度の差があるものの、Tg線虫では若い時期において既に、行動範囲の限局性、正弦波運動の波形異常、溶液中での屈曲運動能の低下などの運動機能障害を呈する傾向が認められた。これらの運動機能は、加齢に伴い更に低下が見られた。また興味深いことに、長期間飼育によりTg線虫の一部で、神経軸索においてドット状のGFP蛍光シグナルが観察された。線虫の神経細胞は加齢による形態変化が少ないことが知られていることから、これは神経変性像を現しているのではないかと考えられる。現在、これらの表現型をさらに詳細に調べるとともに、それを軽減するような薬剤および遺伝的因子の探索を行っている。神経原線維変化の主要構成成分であるタウは通常ランダム構造をとるが、神経原線維変化の形成過程では、コンフォメーション変化を生じてある特定の構造をとると考えられている。本研究では、protein-fragment complementation(PFC)アッセイ法を利用し細胞内でのタウのコンフォメーション変化およびダイマー形成を検出できる系を構築して、それらと神経原線維変化形成および神経細胞変性との関係を調べることにより、タウのコンフォメーション変化の病因病理学的意義の解明を試みた。タウとGFP分割断片(N-GFP、C-GFP)をいろいろな組み合わせで連結させたコンストラクトを作製して培養細胞に発現させ、タウ分子内あるいは分子間相互作用によるGFP断片の再会合で生じる蛍光シグナルを解析した。その結果、タウは細胞内でフレキシブルな構造をとっており、N末端同志、C末端同志、あるいはN末端とC末端が相互作用し得ることが明らかになり、細胞内でペーパークリップ様コンフォメーション変化およびダイマー形成を生じる可能性が示唆された。タウはこれらの構造を、微小管上と細胞質内でフリーの状態の両方でとり得るが、GFP再会合を生じるのは発現したタウ分子の内のごく一部であることが分かった。また、再会合GFPの蛍光シグナルは微小管を安定化するタキソール処理により減弱し、オカダ酸処理によるリン酸化の亢進により増強されたことから、タウのコンフォメーション変化は微小管との結合状態により影響を受けると考えられる。さらに、PFCアッセイ法を用いることにより、FTDP-17変異の一つであるタウΔK280変異は、ペーパークリップ様コンフォメーション変化を生じた場合に細胞毒性を呈する可能性が示唆された。