hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
神経因性疼痛モデルの一次知覚ニューロンにおけるMAPKの活性化と疼痛発生への影響

MAPK,特にERKの活性化は蛋白質のリン酸化といった早期における神経系の可塑的変化だけではなく,遺伝子発現レベルでの制御といったlong termにおける可塑的変化にも関与している.一方,近年,次々と発見されている温度感受性イオンチャネルはTRPスーパーファミリーの一部として整理されている(熱刺激受容体であるTRPV1,TRPV2,温刺激受容体であるTRPV3,TRPV4,冷刺激受容体であるTRPM8,TRPA1)。我々は様々な慢性痛モデルを用いて,一次知覚ニューロンにおけるTRPM8,TRPA1遺伝子発現の変化と慢性疼痛との関連を検討した.これらTRPチャネル温度受容体は一次知覚ニューロンの温度受容のメガニズムを解明する上で極めて重要な分子であり,これまでは熱刺激受容体であるTRPV1,TRPV2を中心に,主に熱性痛覚過敏との関連について研究が進められてきた.しかしながら,一次知覚ニューロンにおける冷刺激受容体の発現変化と,慢性疼痛の病態との関連は現在までのところ全く不明であった.まずMAPKの一つであるp38 MAPKの活性化が,TRPA1を遺伝子発現レベルで調節し,末梢炎症に起因する慢性疼痛の病態に関与していることを明らかにした.またこの変化がNGFのpositive regulationによって生じていることが分かった.一方,部分的軸索損傷モデルである神経因性疼痛モデルの傷害DRGニューロンにおいては,ERK, p38,及びJNKすべての活性化がみられるが,非傷害DRGニューロンにおいてはp38のみ活性化されることが分かっている.この非傷害DRGニューロンにおけるp38の活性化が,末梢炎症モデルと同様に,TRPA1の発現上昇を介して冷刺激に対する痛覚過敏に関与していることを見いだした.このようにDRGニューロンにおけるTRPチャネルは様々な病的状況下において,p38 MAPKをはじめとする細胞内シグナル伝達によってその発現を調節されており,この発現変化が慢性痛の発生に関与していることが明らかになった.これらの成果はJ.Clin.Invest.やPain等、数多くの国際誌に発表した.MAPK、特にERKの活性化は蛋白質のリン酸化といった早期における神経系の可塑的変化だけではなく、遺伝子発現レベルでの制御といったlongtermにおける可塑的変化にも関与している。一方、神経栄養因子の一つであるBDNFは脊髄後根神経節(DRG)において産生された後、順行性に脊髄後角に運ばれ、痛み受容線維の神経伝達修飾物質として働いている。BDNFはDRGでは通常trkAを有する小型ニューロンに発現しているが、末梢炎症では小型ニューロン,完全軸索切断では大型ニューロンでの発現が増加するようになる。我々はこれまでに様々な慢性痛モデルを用いて、一次知覚ニューロンにおけるBDNF遺伝子発現の変化と慢性疼痛との関連を追及してきた。まずMAPKの一つであるERKの活性化が,BDNFを遺伝子発現レベルで調節し、末梢炎症や完全軸索切断に起因する慢性疼痛の病態に関与していることを明らかにした。またこれらの変化がそれぞれNGFのpositive、negative regulationによって生じていることが分かった。さらに部分的軸索損傷モデルである神経因性疼痛モデルの傷害DRGニューロンにおいてはERK、p38、及びJNK全ての活性化がみられるが、非傷害DRGニューロンにおいてはp38のみ活性化されることを見出した。特に、非傷害DRGニューロンにおけるp38の活性化はBDNFの発現上昇を介した熱性痛覚過敏に関与していることが分かった。このようにDRGニューロンにおけるBDNFは様々な病的状況下において、異なった細胞内シグナル伝達によってその発現を調節されており、この発現変化が慢性痛の発生に関与していることが明らかになった。これらの成果はJ.Neurosis.、Eur.J.Neurosis.やPain等、数多くの国際誌に発表した。MAPK,特にERKの活性化は蛋白質のリン酸化といった早期における神経系の可塑的変化だけではなく,遺伝子発現レベルでの制御といったlongtermにおける可塑的変化にも関与している.一方,近年,次々と発見されている温度感受性イオンチャネルはTRPスーパーファミリーの一部として整理されている(熱刺激受容体であるTRPV1,TRPV2,温刺激受容体であるTRPV3,TRPV4,冷刺激受容体であるTRPM8,TRPA1)。我々は様々な慢性痛モデルを用いて,一次知覚ニューロンにおけるTRPM8,TRPA1遺伝子発現の変化と慢性疼痛との関連を検討した.これらTRPチャネル温度受容体は一次知覚ニューロンの温度受容のメガニズムを解明する上で極めて重要な分子であり,これまでは熱刺激受容体であるTRPV1,TRPV2を中心に,主に熱性痛覚過敏との関連について研究が進められてきた.しかしながら,一次知覚ニューロンにおける冷刺激受容体の発現変化と,慢性疼痛の病態との関連は現在までのところ全く不明であった.まずMAPKの一つであるp38 MAPKの活性化が,TRPA1を遺伝子発現レベルで調節し,末梢炎症に起因する慢性疼痛の病態に関与していることを明らかにした.またこの変化がNGFのpositive regulationによって生じていることが分かった.

一方,部分的軸索損傷モデルである神経因性疼痛モデルの傷害DRGニューロンにおいては,ERK, p38,及びJNKすべての活性化がみられるが,非傷害DRGニューロンにおいてはp38のみ活性化されることが分かっている.この非傷害DRGニューロンにおけるp38の活性化が,末梢炎症モデルと同様に,TRPA1の発現上昇を介して冷刺激に対する痛覚過敏に関与していることを見いだした.このようにDRGニューロンにおけるTRPチャネルは様々な病的状況下において,p38 MAPKをはじめとする細胞内シグナル伝達によってその発現を調節されており,この発現変化が慢性痛の発生に関与していることが明らかになった.これらの成果はJ.Clin.Invest.やPain等、数多くの国際誌に発表した.
新しいヒトrge遺伝子の構造と染色体座位の決定

本発明の目的は、インスリン産生細胞増殖因子reg蛋白をコードする新しいヒト遺伝子を分離して構造を決定し、発現の組織特異性を明らかにするとともに、その染色体座位を決定することである。本研究は、当初の計画どおりに進行し、以下のように期待された成果を得た。1.弱い条件のサザンブロット分析でハイブリダイズしてくる、すでに分離されているreg遺伝子しとは明らかに異なる3.4kbpと2.2kbpのHindIII消化ヒトDNA断片を、ゲル電気泳動後回収しDNAライブラリーを作製した。1.で作製したゲノムDNAライブラリーをスクリーニングし、ヒトregcDNAとハイブリダイズする3.4kbpと2.2kbpのDNA断片をクローン化した。これらのDNAの塩基配列を決定した結果、3.4kbpのDNA断片が新しいヒトreg遺伝子の5領域、2.2kbpのDNA断片が3領域であることが明らかとなった。さらに、PCR法を用いて3.4kbpと2.2kbpのDNA断片がゲノム上、連続していることを確認した。2.で分離した新しいreg遺伝子のエクソンに相当する領域にプラマ-を作製し、脾臓RNAより、RT-PCR法により新しいヒトreg遺伝子に由来するcDNAを分離し、構造を決定した。その結果、この新しいreg遺伝子はすでに分離されているreg遺伝子と同じ166アミノ酸のタンパクをコードしており、両者はアミノ酸で87%という非常に高い相同性を有していた。そこで、先に分離されたreg遺伝子をregIαと改称し、新しく分離したreg遺伝子をregIβと命名した。ノーザンブロット分析により、regIαが膵、胃、腎で発現しているのに対し、regIβは膵でのみ発現していることが明らかとなった。regIαとregIβ遺伝子DNAをプローブとして、fluorecence in situhybridization(FISH)法により両遺伝子の染色体座位を決定したところ、両者は第2染色体のごく近傍に位置していることが明らかとなった。
Machado-Joseph病原因遺伝子MJD1の発現に関する研究

Machado-Joseph病(MJD)は、常染色体優性遺伝を示す脊髄小脳変性症であり、14番染色体にあるMJD遺伝子のCAGリピートの伸長によることが知られている。今回、私たちは特徴ある臨床症状を示す患者および家系を解析した。Machado-Joseph病の多数例を解析する中で、痙性対麻痺の症状を示す患者がいるのに気がついた。遺伝子解析によりMachado-Joseph病を確定し、新たな病型として提唱した。またホモ接合体を遺伝子解析により見いだし、その発症年齢がヘテロ接合体より早くなること臨床症状の重いことを明らかにし、ポリグルタミン病で初めてホモ接合体の重症化を示しその発症メカニズムに対する考察に大きな影響を与えた。さらにこれまで歯状核赤核淡蒼球ルイ体萎縮症として報告されてきた家系がMachado-Joseph病であることを明らかにし、病理上と臨床上の乖離を解決し混乱を収拾した。CAGリピートと経過年数の2つの観点から120名を越える全症例をを解析すると、経過年数に依存せず、CAGリピートによってきまる症状は、腱反射の亢進または低下、ジストニア、深部感覚障害であることを明らかにした。この観点から新たな臨床分類を提唱し、これまで臨床経過とともに分類が変化する不自然さを解消し、高齢発症の患者の特徴を明らかにした。すなわちCAGリピート数の短い高齢発症者では深部感覚障害を高率にもつことが明らかにした。MJD遺伝子産物の発現は神経系のみならず全身の各組織に見られるが、このような広い分布を示す産物が何故神経系の限られた部位に病変をもたらすのか今後検討していきたい。
表面微細構造を用いたナノ印刷技術の開発と光学応用

本研究の目的は、生産性が高く大面積パターニングが可能な印刷技術において、印刷線幅100ナノメートルを実現することである。ナノインプリント技術で樹脂フィルム基板に形成した表面微細構造を利用したナノ印刷技術の開発を行い、本年度は以下の成果が得られた。(1)幅広い粘度のインクで80ナノメートル線幅の印刷パターンを実現開発したナノ印刷技術は、表面微細構造とインクのぬれ性が印刷結果に大きな影響を与える。基板表面のぬれ制御により、約10ミリパスカル秒の粘度のインクおよび100ミリパスカル秒のインクを用いて80ナノメートル線幅のパターン形成に成功した。幅広い粘度のインクに対応できるプロセスを開発することは、インクを構成するパラメータ(溶媒、ナノ粒子含有率、ナノ粒子の種類、粒径など)の変化に対応でき、インクパターンを利用した光学素子開発において重要である。(2)ナノ粒子インク構造による光学素子開発開発したナノ印刷技術を用いて、可視光域、近赤外域で機能するインクメタマテリアルを作製した。昨年度は、銀ナノ粒子インクパターンの焼成体でメタマテリアル特性の実証に成功したが、本年度は、焼成前のインクパターンにより発現する新奇な光学特性を見出し、その特性評価を行った。厚さ150ナノメートルのナノディスク形状の銀ナノ粒子インクパターンにより、波長430ナノメートル付近で99.5%の吸収率が得られた。これは成膜された銀ナノディスクにより発現する光学特性とは異なる特性である。これにより、金属ナノ粒子インクを用いることで、成膜されたメタマテリアルでは得難いような特長を持つ光学素子の実現可能性が示された。印刷で形成されるインクパターンの細線化に向けて、ナノインプリントによる表面微細構造を利用した印刷技術の開発を行い、本年度は下記の成果が得られた。1) 80nm線幅の微細印刷パターン形成微細印刷方法として紫外線照射によるフィルム基板の表面改質を利用した方法がよく知られており、近年の研究報告例では800nm線幅のサブマイクロメートル印刷パターンが形成され注目されてきた。本研究では、さらなる細線化方法としてナノインプリントによる表面微細構造を利用する方法を提案し、80nm線幅でかつアスペクト比が1を超える金属インクパターンの印刷形成に成功した。本技術は、被印刷基板であるフィルムにナノインプリントで狭い溝を形成し、溝部にインクを充填する技術である。溝形状やぬれ性などの要素を制御することで、溝部のみにインクを充填することが可能になった。2)インクナノ構造体による光学機能実証開発したナノ印刷技術による光メタマテリアルの試作を行った。メタマテリアルは入射光の波長よりも小さなサイズの人工構造体で構成され、その構造の形状や構成材料によって光学特性を制御すうことができる。一般には、スパッタリングや蒸着などの真空成膜装置と電子線描画装置を利用してナノ金属構造体を形成するが、本研究では、インクで構成されるナノ構造体を作製し、構造の形状に依存する光学応答を観測することに成功した。また、インクの焼成条件によりインクナノ構造体の物性変化が生じることを利用した光学応答のチューニングも実証できた。これにより、インクを用いた微細構造による光学応用の可能性を示すことができた。1年目の目標を達成する線幅80nmパターンが形成可能なナノ印刷プロセスが実証できた。2年目に計画していた光学応用のための試作を前倒しで行うことができている。本年度に実証したナノ印刷プロセスについて、インクの充填メカニズムやインク焼成条件による形状変化などより詳細に調べることで主要なパラメータを明らかにし、技術の骨太化を図る。また、光学応用サンプルについて、印刷プロセスで形成したことによる他にない光学特性の長所にフォーカスし、応用デバイスの開発を行っていく。
熱帯林モザイクにおける時間‐空間マトリックスに基づく生物多様性の広域定量化

本研究は、マレーシア・ボルネオ島北部にある焼畑二次林を対象とし、植物群集組成の定量化とその空間外挿を目指して行われた。まず、現地調査に基づき、時間-空間マトリックスによる群集組成モデルを作成した(目的1)。その後、これまでの研究で開発した林齢の広域推定手法を用いて、モデルを衛星画像上に展開し、植物群集組成の定量化を行った(目的2)。また、衛星画像上の時間軸を変動させることで森林の将来予測を行い、植物バイオマスを最大化させる土地利用のオプションを検討した(目的3)。目的1:遷移年数の異なる二次林に設置された40プロットの植生調査に基づき、二次遷移に伴う植物群集組成のパターンは遷移年数と標高に強く依存していること、さらに、種子供給源からの距離にも依存しているということが示された。特に、遷移に伴う植物種数(および群集組成)の増加率は、種子供給源からの距離に応じて変化していることが確認された。これらの結果に基づき、遷移年数と空間条件を説明変数として植物群集組成パターンを予測するモデルを作成することに成功した。目的2:目的1で作成された植物群集組成モデルを高解像度衛星画像に外挿することで、広域の森林の群集組成をDCA1軸(遷移年数と強い相関)と2軸(空間的特徴量と強い相関)により定量化した。さらに、DCA1軸、2軸を赤、緑の二原色比で表現することで、植物群集組成の空間分布を可視化し、どこに/どのような植物群集が存在しているのかを地図化することに成功した。目的3:目的2で作成した植物群集組成地図の時間軸を変化させることで森林の任意の将来の群集組成を予測した。その際、様々なシナリオ(焼畑の周期や強度を変える)を設定して将来の森林回復を予測し、地域全体の植物群集の応答について検討を行った。それにより、焼畑の周期や強度に対して植物群集やバイオマスがどのように応答するのかを明らかにした。28年度が最終年度であるため、記入しない。【目的1】遷移年数の異なる二次林に設置した40プロットの植生調査に基づき、二次遷移に伴う植物群集組成のパターンは遷移年数と標高に強く依存していること、さらに、種子供給源からの距離にも依存しているということが示された。特に、遷移に伴う植物種数の増加率は、距離に強く依存していることが確認された。【目的2】目的1で作成されたモデルを高解像度衛星画像に外挿することで、広域の森林の群集組成をDCA1軸(遷移年数と強い相関)と2軸(空間的特徴量と強い相関)により定量化した。【目的3】目的2で作成した植物群集組成地図の時間軸を変化させることで森林の任意の将来の群集組成を予測した。申請書に記載されていた研究計画の現地調査は平成27年度中に全て終了し、研究はデータをまとめる段階に入っている。現在、得られたデータは3つの国際誌に投稿中であり、全てRevisionの段階に入っている。また、国内外の学会で積極的に結果を発表し、国内学会の部門最優秀賞を2つ受賞している。今後さらに3本以上の論文を投稿予定であり、極めて順調に研究は実施されている。

これらの結果に基づき、遷移年数と空間条件を説明変数として植物群集組成パターンを予測するモデルを作成することに成功した。目的2:目的1で作成された植物群集組成モデルを高解像度衛星画像に外挿することで、広域の森林の群集組成をDCA1軸(遷移年数と強い相関)と2軸(空間的特徴量と強い相関)により定量化した。さらに、DCA1軸、2軸を赤、緑の二原色比で表現することで、植物群集組成の空間分布を可視化し、どこに/どのような植物群集が存在しているのかを地図化することに成功した。目的3:目的2で作成した植物群集組成地図の時間軸を変化させることで森林の任意の将来の群集組成を予測した。その際、様々なシナリオ(焼畑の周期や強度を変える)を設定して将来の森林回復を予測し、地域全体の植物群集の応答について検討を行った。それにより、焼畑の周期や強度に対して植物群集やバイオマスがどのように応答するのかを明らかにした。今後は論文の執筆を研究活動の中心とする。これまで国際誌に投稿している3つの論文に加えて年度内に新たに3つの論文を投稿することを目指す。年度内に論文の執筆が終了した場合、今後の研究のために、「UAV(Unmanned Aerial Vehicle)を用いた空撮画像からの植生パターンの解明」に向けた別の現地調査を実施する。28年度が最終年度であるため、記入しない。
In-Situセンサによるダイヤモンド薄膜の応力計測と超耐久コーティングの設計

本年度は当研究の初年度であり、ダイヤモンド薄膜に生じる応力の計測のためにダイヤモンド自身を半導体センサとして利用し、その結果を薄膜の強度評価と特性改善に結び付けするための基本的な技術の確立を企図した。この目的のために、ボロンドープダイヤモンドの電気的特性の評価、ダイヤモンドのマイクロ加工技術の検討、そしてこれに関連した薄膜の強度評価技術の向上を行った。気相合成の際にボロンを添加したダイヤモンドの電気抵抗は、温度に強く依存する。応力(ひずみ)による抵抗変化を利用したデバイスを作製する場合には、温度の影響を応力の影響から分離しなければならないが、本研究で製作したボロン添加ダイヤモンドは特定の温度以上で温度に対して負の勾配を持つ抵抗変化を示した。これは高温域におけるキャリアの急増によるものと考えられるが、温度による抵抗変化の分離を容易にするためには、この負性抵抗の発現する温度を高くする合成条件を選択することが重要になると思われる。一方、はく離・破壊に先立って損傷により脆化したダイヤモンド薄膜の強度を評価する場合には、従来の手法では適用に限界が存在することが明らかとなった。基板上の薄膜の強度を評価するに際しては、薄膜そのものの強度と基板との界面の強度とを独立に計測することが必要であるが、界面の強度に比して薄膜の強度が極端に低くなった場合、これまでの手法では界面を破壊する以前に薄膜が破壊し、界面の強度を評価することが困難となった。このためよりじん性の低い薄膜についても適用可能な強度評価技術を新たに開発し、ダイヤモンドに比べてじん性の低いPVD薄膜を対象として実際に強度試験を行い、有効性を検証した。
新しいNLO-クロモフォアの合成開発

近年、非線形光学材料としてπ電子共役系有機化合物が注目されている。これはその非線形感受率が無機系材料と比較して非常に大きいことやピコ秒以下の超高速応答性が期待されることによる。本年度では、いくつかの電気光学材料用NLO-クロモフォアの開発をおこなった。1)ナフトキノンジイミン系2次非線形光学材料強力なアクセプター基としてシアノ置換キノンジイミン部を有する表題色素、N-Cyano-N′-diethylamino-phenyl-1,4-naphthoquinone,の2次非線形性を評価した。具体的には、各濃度の色素をポリメチルメタクリレート(PMMA)にドープし、ボーリング法を用いて配向させた。そして、1.3μmに発振波長をもつレーザーに基づくポッケルス係数の測定をおこなった。そのポッケルス係数は色素の濃度変化に対して直線関係を示し、会合など分子間作用が極めて小さいことがわかった。そしてこのボッケルス係数より求められたμβ値は(2,900-4,600)×10^<-48>esuとなり、この種の材料としてよく知られているディスパースレッド1より4-6倍大きい値となった。この成果は学術誌に速報された(Y.Kubo,T.Takaba,and S.Aramaki,Chem.Lett.,1997,255-256)。2)カリックスアレーン誘導型クロモフォアの開発2次非線形光学材料としての有効性が指摘されているインドアニリン系色素を分子内に複数集積できる標題化合物の性質は興味深い。まずは初歩的な結果を得るため、クロロホルム溶液中のβ値をハイパーレーリー散乱法によって評価した。目下、そのβ値と構造の関係を検討している(久保・高羽・和田・東郷・雀部、第72春季年会講演発表予定:1K140)。
次世代シーケンサーを用いた加齢黄斑変性類縁疾患の疾患感受性遺伝子の同定

加齢黄斑変性(AMD)は先進国における成人の中途失明の主原因であり、高齢化社会における社会問題となっている。AMDの発症には、喫煙や肥満などの性格環境因子の他に、遺伝的素因が複合的に関与することが明らかとされてきた。一方、AMDのサブタイプである、ポリープ状脈絡膜血管症(PCV)と網膜血管腫状増殖(RAP)については不明であった。研究代表者らは、国際共同研究に参画し、PCVに特異的に関連する遺伝子として、FGD6を報告し、その機能解析から脈管形成に関連がある因子であることを示した。現在RAPに関しても症例を重ねて検索中である。平成27年度に実施した研究成果は大きく分けて、施設移動に伴う新たなるサンプル収集のための準備・整理と候補遺伝子のリストアップに分けられる。1)サンプル収集:施設が申請後移動となったため、まず旧施設である埼玉医科大学の倫理委員会の承認の下文書にて同意を得られたAMD類縁疾患患者および非罹患患者のサンプル整理を行った。ゲノムDNA精製を行うとともに、生活環境因子(年齢、性別、身長・体重(BMI)、喫煙歴(pack/year)、心疾患、糖尿病、高血圧等)の聴取も行った。結果、累計18サンプル(平成28年3月24日現在)の収集が終了した。国際医療福祉大学病院におけるサンプル収集のための施設・人員整備を進めているが、こちらが思いの他進展していないのが問題である。科研費を申請した後に、全く予測をしていなかった移動が決定してしまったため、研究遂行に関して、新しい施設でのサンプル収集のための施設・人員整備を進めている。ただ、旧施設で10年間かけて整備してきたことが、新施設で一朝一夕に出来るはずもなく、いくつかのシステム上の問題があり、この解決に予想以上に時間がかかってしまっている。ただ、それもようやく稼働できる状況になってきており、平成28年度では十分なサンプルが集められると考えている。平成28年度に実施した研究成果は大きく分けて、1)サンプル収集と具体的な2)遺伝子解析に分けられる。1)サンプル収集昨年度は、研究代表者が施設移動となったため、旧施設(埼玉医科大学)の倫理委員会のサンプル整理を行ったが、今年度は本年度は当該施設(国際医療福祉大学)および旧施設でのサンプル収集の準備と実際の収集を行った。当該施設での倫理書類が受理・承認されたので、サンプル採取・およびのその整理、DNA抽出の体制の整備を同時進行で行った。ゲノムDNA精製を行うとともに、生活環境因子(年齢、性別、身長・体重(BMI)、喫煙歴(pack/year)、心疾患・糖尿病・高血圧など合併症の有無、等)の聴取も行った。結果、両施設を合わせて25サンプル(平成29年3月31日現在)の収集が終了した。当該施設でのサンプル収集が思いの他進展していないのが問題である。収集対象がかなり希な疾患であるため集まりにくいこと、また周辺施設との連携が確立が遅れていることが問題点である。2)遺伝子解析昨年度までに採取されたサンプルに対して、DNA精製を行った。また、今年度消耗品で申請した試薬を用いて、研究協力施設である埼玉医科大学ゲノム医学研究センターの堀江教授の下、イクソーム解析を行った。具体的な統計学的な集計はまだサンプル数が少ないので解析していない。本年度および29年度のサンプル採取・イクソーム解析後、総合的な統計学的解析を開始する予定である。昨年度、科研費の申請後に決定した施設の移動の影響が思いの他大きく、昨年度の遅れがそのまま継続している。当該施設でのサンプル採取の体制は整ったが、疾患が比較的稀な状態(加齢黄斑変性の約3%)のため、予想よりもサンプル数が伸びていない。他施設の協力を検討している。現時点までに加齢黄斑変性(AMD)に対する疾患感受性遺伝子解析はほぼ網羅されたものと考えられるが、今回対象とした網膜血管腫状増殖(RAP)やreticular pseudodrusen (RPD)などAMDの特殊型・前駆病変についての解析はGWASですら行われていないのが現状である。RAPとRPDは網膜内に病変の首座があり、主に解析の行われている典型AMDやポリープ状脈絡膜血管症(PCV)とは病態が大きく異なることが予測される。3つのAMDのサブタイプのうち、RAPのみ解析が行われていないのは片手落ちであり、この病態を総合的に理解することは当然のことながら必須である。RAPとRPDは網膜内に病変の首座があり、典型AMDやPCVとは病態が大きく異なることが予測される。平成29年度に実施した研究成果は大きく分けて、1)サンプル収集の継続、2)遺伝子解析に分けられる。1)サンプル収集臨床データとして、1疾患名、2性別、3年齢、4罹患眼(片眼性・両眼性)、5フルオレセイン・インドシアニングリーン蛍光眼底造影所見、6光干渉断層像所見、7疾患眼のDrusenの性状、8片眼性の場合は他眼のDrusenの性状およびAREDS/CARMS grading、9網膜色素上皮剥離の有無、10BMI(身長・体重)、11喫煙歴(pack・year)、12糖尿病・高血圧・心血管病変等の既往について調査した。サンプル数は現時点までに収集できたものは70例までとなっている。目標数が100であるため、残念ながら研究解析をまとめる最終段階には到達していない。臨床的なデータだけでも典型AMD、PCVとの比較が可能であり、それについてデータ解析を施行した。

2)遺伝子解析現時点までに採取されたサンプルに対して遺伝子解析(Exome解析)を行った。具体的な統計学的な集計に関してはまだサンプル数が目標に達していないため、行えていない。加齢黄斑変性(AMD)は先進国における成人の中途失明の主原因であり、高齢化社会における社会問題となっている。AMDの発症には、喫煙や肥満などの性格環境因子の他に、遺伝的素因が複合的に関与することが明らかとされてきた。一方、AMDのサブタイプである、ポリープ状脈絡膜血管症(PCV)と網膜血管腫状増殖(RAP)については不明であった。研究代表者らは、国際共同研究に参画し、PCVに特異的に関連する遺伝子として、FGD6を報告し、その機能解析から脈管形成に関連がある因子であることを示した。現在RAPに関しても症例を重ねて検索中である。平成28年度前半では、新施設におけるサンプル収集の整備を行うとともに、サンプル収集を開始する。すでに旧施設で集められているサンプルは20例ほど集まっているが、これに関しては、次世代シーケンサを用いたエクソーム解析を行う。このエクソーム解析は、すでに他疾患では行われており、技術的には何ら問題ない。唯一の問題点として考えられるのが、サンプル数が目標数に達しない場合だが、これに関しても既に、治療に関する個別化医療に関して、黄斑疾患個別化医療研究会を立ち上げ、全国16施設と共同研究を行っている。このうち、多くのサンプルを持っている施設からサンプルもしくは遺伝情報の供与を受けることで、問題は解決できると考えられる。現時点までに上述のように、25サンプル収集が出来ているが、今後当該施設でのサンプル数が伸びない場合、すでにサンプルのやり取りに関して倫理委員会の承認を受けている施設があるため、他施設からのサンプルの供与を考えている。眼科学現在までの進捗状況の項で記載したが、予期せぬ施設移動に伴い、サンプル収集が遅滞しており、その結果として、エクソーム解析にとりかかれずにいる。結果、エクソーム解析用の物品費は購入できずにいる。今年度はサンプル収集を可及的速やかに行い、エクソーム解析を実施できるように進める予定である。現状、様式F-7-1に記載したが、予期せぬ研究代表者の施設異動があったため、研究の運営が全体的に遅延している。特に平成27年度においては、研究体制の新たなる確立があったため、どうしてもその年度に予定されていることが出来なかった。それらの遅れが本年度にも響いており、基本的にサンプルの収集の遅れが否めない。そのため。エクソーム解析を多数行うことが出来なかったため(一部は本年度施行)、研究費、特に消耗品の使用が予定より少なくなっている。サンプルが収集され次第、順次増やしていく予定である。次年度支給額と今年度の繰越金を合わせて、エクソーム解析の物品費(消耗品費)充てる予定である。サンプル数を40とすると、繰越金を合わせて、丁度必要な消耗品費となる計算である。サンプル数がある程度予定に近づいたら、エクソーム解析用の物品費を購入予定である。当該施設でのサンプル収集を急ぐが、間に合わない場合は、サンプル供与の関係が確立されている共同研究施設において、収集されたサンプルを供与して頂くことを検討している。このような二重の防御策をとって、必ず実験結果を得られるようにしたい。
皮膚の炎症性疾患におけるストレス蛋白(HSP65)と樹枝状細胞の役割

一見無関係と思われる遠隔組織に,遷延する慢性微生物性感染病巣が存在すると,往々にして種々の皮膚病変を引き金するが,その病態生理学的機構に関しては不明の点が多い.近年免疫遺伝学的に良く保存された熱ショック蛋白(Heat shock protein,HSP)が細菌にとって高い抗原性を発揮する一方,宿主細胞も感染ストレス下でHSPを産生し,宿主側のHSPに対する免疫機構が注目されるようになった.そこで申請者らは本研究を開始し,病巣感染の機構解明の糸口としようとした.申請者はこれまで種々の皮膚疾患で,ヒトらい菌由来HSP65(野間口博子作製)に対する抗体価をELISA法で測定した.その結果掌蹠膿疱症や乾癬,蕁麻疹,帯状疱疹の各患者の抗HSP65抗体価の上昇を認し,学会に報告してきた。さらに掌蹠膿疱症や乾癬における抗HSP65抗体価の上昇は,慢性扁桃炎あるいは歯周病変による病巣感染群に高く,このような病巣を持たない群あるいは正常者群との間に明らかな差を示した.したがって抗HSP65抗体価の研究により,細菌感染に関係する皮膚炎症性疾患の研究のための新たなアプローチの方法が示されたと言えよう.最近,さらに申請者は病原ブドウ球菌の産生するスタフィロキナーゼ(SAK)に着目し,抗HSP65抗体価を連鎖球菌感染の指標であるASLOあるいはASKと比較したところ,抗SAKは独立したブドウ球菌感染症の指標であることが明らかに示された.抗SAKの測定は,病巣感染の起因菌の違いによる病像の違いを研究するため,簡便かつ有用な研究の手段であることが示された.申請者は上記の研究に加え,皮膚炎症組織に浸潤する樹枝細胞の研究を行い,Factor XIIIa陽性樹枝状細胞,Thrombomodulin陽性樹枝状細胞,CD34陽性樹枝状細胞などが,いづれも既知の組織球マーカー陽性細胞と一致せず,それぞれユニークな炎症細胞であることを明らかにしつつある.これらに関しても学会への発表を継続している.一見無関係と思われる遠隔組織に,遷延する慢性微生物性感染病巣が存在すると,往々にして種々の皮膚病変を引き金するが,その病態生理学的機構に関しては不明の点が多い.近年免疫遺伝学的に良く保存された熱ショック蛋白(Heat shock protein,HSP)が細菌にとって高い抗原性を発揮する一方,宿主細胞も感染ストレス下でHSPを産生し,宿主側のHSPに対する免疫機構が注目されるようになった.そこで申請者らは本研究を開始し,病巣感染の機構解明の糸口としようとした.申請者はこれまで種々の皮膚疾患で,ヒトらい菌由来HSP65(野間口博子作製)に対する抗体価をELISA法で測定した.その結果掌蹠膿疱症や乾癬,蕁麻疹,帯状疱疹の各患者の抗HSP65抗体価の上昇を認し,学会に報告してきた。さらに掌蹠膿疱症や乾癬における抗HSP65抗体価の上昇は,慢性扁桃炎あるいは歯周病変による病巣感染群に高く,このような病巣を持たない群あるいは正常者群との間に明らかな差を示した.したがって抗HSP65抗体価の研究により,細菌感染に関係する皮膚炎症性疾患の研究のための新たなアプローチの方法が示されたと言えよう.最近,さらに申請者は病原ブドウ球菌の産生するスタフィロキナーゼ(SAK)に着目し,抗HSP65抗体価を連鎖球菌感染の指標であるASLOあるいはASKと比較したところ,抗SAKは独立したブドウ球菌感染症の指標であることが明らかに示された.抗SAKの測定は,病巣感染の起因菌の違いによる病像の違いを研究するため,簡便かつ有用な研究の手段であることが示された.申請者は上記の研究に加え,皮膚炎症組織に浸潤する樹枝細胞の研究を行い,Factor XIIIa陽性樹枝状細胞,Thrombomodulin陽性樹枝状細胞,CD34陽性樹枝状細胞などが,いづれも既知の組織球マーカー陽性細胞と一致せず,それぞれユニークな炎症細胞であることを明らかにしつつある.これらに関しても学会への発表を継続している.細菌は体内に侵入すると生体の防御機構による攻撃に曝され,そのストレス下で高い抗原性を発揮するストレス蛋白(HSP65)を産生し,一方体細胞あるいは白血球等の宿主細胞も感染ストレス下でHSP65を発現する.したがって細菌のHSP65に対する免疫の一部は宿主側にも向けられ,種々の免疫変調作用を発揮すると考えられる.申請者はこれまで,ELISA法を用い,ヒトらい菌由来HSP65(野間口博子作成)に対する抗体価を種々の皮膚疾患で測定した.その結果掌蹠膿疱症,乾癬,蕁麻疹,帯状疱疹の各患者で効率に抗HSP65抗体価の上昇を確認し,さらに慢性扁桃炎あるいは歯周病変による病巣感染の明らかな群と,このような病巣を持たない群とに分類し,明らかな差を見いだし,その成績に関して,発表した.したがって病巣感染に関係する皮膚炎症性疾患の研究のための新たな手段が開発されたと言えよう.さらに細菌の産生する他の抗原物質として病源ブドウ球菌の産生するスタフィロキナーゼ(SAK)に着目し,抗SAK抗体価を合わせて測定したところ,これはブドウ球菌感染の直接的な指標に成り得ると思われる成績が得られた(日皮会東京研究地方会発表予定).

これまで主として連鎖球菌感染の指標と思われてきたASLOあるいはASKと比較したところ,抗SAKは独立した感染症の指標であり,病巣感染の起因菌の違いあるいは起因菌の違いによる病巣感染の病像の違いを研究するための,簡便かつ有用な研究の手段であることが示されてきた.加えて,皮膚炎症組織に浸潤する樹枝状細胞の研究を行い,Factor XIIIa陽性樹枝状細胞,Thrombomodulin陽性樹枝状細胞,CD34陽性樹枝状細胞などが,いづれも既知の組織球マーカー陽性細胞と一致せず,それぞれユニークな炎症細胞であることが示され,特に肉芽腫性炎症組織の構築に関し,興味深い成績が蓄積してきた.これらに関し近日中にさらに詳しく発表できると考えている.細菌は人体に感染すると,高い抗原性を発揮するストレス蛋白(HSP65)を産出する.一方白血球や体細胞などの宿主細胞も感染ストレスを受けるのでHSP65を発現する.しかも細菌由来のHSP65と宿主由来のHSP65は互いに高い相同性を持つため,細菌由来のHSP65に対する免疫の一部は宿主側にも向けられ,ある種の免疫変調作用を誘導すると考えられる.申請者はこれまで種々の皮膚疾患で,ヒトらい菌由来HSP65(野間口博子作製)に対する抗体価をELISA法で測定した.その結果掌蹠膿疱症,乾癬,蕁麻疹,帯状疱疹の各患者で杭HSP65抗体価の上昇を確認し,学会に報告してきた.さらに掌蹠膿疱症や乾癬における杭HSP65抗体価の上昇は,慢性扁桃炎あるいは歯周病変による病巣感染群に高く,このような病巣を持たない群あるいは正常者群との間に明らかな差を示した.したがって杭HSP65抗体価の研究により,細菌感染に関係する皮膚炎症性疾患の研究のための新たなアプローチの方法が示されたと言えよう.さらに申請者は病原ブドウ球菌の産出するスタフィロキナーゼ(SAK)に着目し,杭SAK抗体価を連鎖球菌感染の指標であるASLOあるいはASKと比較したところ,杭SKAは独立したブドウ球菌感染症の指標であることが明らかに示された.杭SKAの測定は,病巣感染の起因菌の違いによる病像の違いを研究するため,簡便かつ有用な研究の手段であることが示された.最近,申請者は上記の研究に加え,皮膚炎症組織に浸潤する樹枝状細胞の研究を行い,Factor XIIIa陽性樹枝状細胞,Thrombomodulin陽性樹枝状細胞,CD34陽性樹枝状細胞などが,いづれも既知の組織球マーカー陽性細胞と一致せず,それぞれユニークな炎症細胞であることを明らかにしつつある.これらに関しても学会への発表を継続している.
非ガウス分布拡散MRIを用いた正常圧水頭症の病態解析と治療反応性予測

本研究では、先進的な拡散MRI解析手法を特発性正常圧水頭症に適用し、未だ発症機序について不明な点の多い同疾患において臨床的に有用な定量指標を見出すことを目指した。疾患群では健常群に比べて錐体路での神経線維密度の推定値が小さく、神経線維の方向のバラツキは小さい(方向が揃っている)ことが示された。更に、前者はシャント手術によって変動しないが、後者は術後に健常群の数値に近づくことが分かった。本疾患は治療可能な認知症の1つだが、拡散MRIによって脳実質に生じている可逆的な変化と不可逆な変化を分離して評価できる可能性が示された。病態生理の考察や治療反応性予測に役立つ可能性がある。当初計画の通り、正常圧水頭症群と健常群のMRI撮像、臨床データの収集を進めた。現時点までのデータから、正常圧水頭症群での、認知機能評価指標と、diffusional kurtosis imging (DKI)による脳微細構造の指標との間の相関を示し、学会、論文にて発表した。認知機能障害の重症度と関連のある拡散MRI指標を明らかにできたことで、今後の縦断的研究において治療反応性を定量的に評価する足掛かりを築けた。また同様なデータから、neurite orientation dispersion and density imaging (NODDI)による解析も可能であり、こちらは、健常群と正常圧水頭症群での比較について、学会発表を行い、現在論文投稿中である。以上、非ガウス分布拡散MRIを使用した各微細構造イメージングについて、健常者との横断的比較と、一部臨床的重症度との対比を行った。また、これら拡散MRIの定量的指標の背景にある組織学的変化について考察するため、蛇行するシリンダーモデルを用いた水分子拡散のシミュレーションを行い、蛇行の程度やシリンダー配置の密度と、拡散MRI指標の間の関係を調べ、学会にて発表した。我々は、正常圧水頭症の錐体路で知られているFA上昇に関して、神経線維が圧排されて引き伸ばされているためという仮説を立て報告している。これが治療によってどのように変化するかが今後の関心の一つであり、その考察の一助とするために検討したものである。画像データ、臨床データの集積は概ね当初予定の通り進捗している。上記研究実績に記載の通り、一部のデータについては、解析を終え、学会、論文の形で発表済み。撮像の高速化については、multi-band EPIの撮像条件を検討し、multi-band factor 2程度(2倍速)が画質と時間の面で現実的との結論に至った。ただし、現時点まででは、データ内での一貫性を保持するため、multi-band EPIなしでデータを集積している。解析面では、NODDIの解析には従来、一症例あたり十数時間を要していたが、高速化アルゴリズムの採用により、30分程度で計算することも可能になった。本研究では、正常圧水頭症での脳の微細構造の変化を、先進的な拡散MRIの撮影及び解析技術によって明らかにすることを目的としている。当該年度の成果として、シャント手術後の患者脳で皮質脊髄路の拡散MRI指標に術前と変化がある(正常者の数値に近づく)ことを示し、かつ、それが、仮説(神経軸索の病的な過伸展の解除)と矛盾しないことをコンピュータ・シミュレーションによって確認した。より具体的には、NODDI, WMTIという2種類の白質モデル解析を使用し(2種類用いたのはどちらもそれぞれ異なる一定の仮定のもとに近似的な数値を返すツールなので、結果が相互に合致することを確認するため)、どちらにおいても患者の皮質脊髄路では線維方向のバラつきが減少している(方向がより揃っている)こと、手術後にこれが健常者の値に近づくこと、更に、神経線維の密度の推定値は健常者よりも低く、こちらは術前術後で変化しないことを示した。つまり、手術によって変化する指標と、変化しない指標があることが明らかになった。正常圧水頭症では手術後に症状の明らかな改善を認める例が多い反面、治療への反応が不良な例もあり、これらの指標が重症度や治療反応性と関連する可能性がある。特に、慢性的な障害を反映すると期待される神経密度の指標が手術後短期間では変化しないことは予測されたことでもある。上記の成果内容について、英語論文誌に投稿し、既に受理、公開されている。また、皮質脊髄路以外の大脳の広範な変化について、症状や治療予後との関連を探るべく、引き続き臨床・画像データの蓄積を行っている。上記の通り、皮質脊髄路に限定した内容ではあるが、正常圧水頭症での病的変化とシャント手術による効果と見られる変化を確認し、その背景について検証した。引き続き臨床・画像データも順調に数を増やしている。なお、計画当初には判明していなかった因子として、海外からの最新の報告によって、臨床機で現実的に可能な拡散MRI撮像では、微細構造のパラメータ全てを限定条件無しで推定することは出来ない(簡単に述べると、データから得られる独立な方程式の数が、未知数の数に対して足りない)ということが示された。この問題への今後の対応は下記今後の方策の欄に示す。前年度までの成果として、シャント手術後の患者脳で皮質脊髄路の拡散MRI指標に術前と変化がある(正常者の数値に近づく)ことを示し、かつ、それが、仮説(神経軸索の病的な過伸展の解除)と矛盾しないことをコンピュータ・シミュレーションによって確認した。

より具体的には、患者の皮質脊髄路では線維方向のバラつきが減少している(方向がより揃っている)こと、手術後にこれが健常者の値に近づくこと、更に、神経線維の密度の推定値は健常者よりも低く、こちらは術前術後で変化しないことを示した。つまり、手術によって変化する指標と、変化しない指標があることが明らかになった。当該年度での実績として、皮質脊髄路以外の脳領域、また、拡散MRI以外の定量的MRI(magnetization transfer、以下MT法)の解析を追加して、症状や治療予後との関連を探るべく臨床・画像データの蓄積を行い、一部の結果について学会発表を行った。MT法の定量指標は、拡散MRIによる指標と傾向が一致する領域と一致しない領域があり、両手法は相補的な情報をもたらす可能性がある。また、前年度までに明らかになっている拡散MRIでの神経線維密度等の推定の問題点について、引き続き検証中である。現在までに判明している範囲では、この問題点を解決するためには撮影方法自体を更に改善する必要があり、本研究期間に収集しえたデータとは別な研究計画が必要である。本研究では、先進的な拡散MRI解析手法を特発性正常圧水頭症に適用し、未だ発症機序について不明な点の多い同疾患において臨床的に有用な定量指標を見出すことを目指した。疾患群では健常群に比べて錐体路での神経線維密度の推定値が小さく、神経線維の方向のバラツキは小さい(方向が揃っている)ことが示された。更に、前者はシャント手術によって変動しないが、後者は術後に健常群の数値に近づくことが分かった。本疾患は治療可能な認知症の1つだが、拡散MRIによって脳実質に生じている可逆的な変化と不可逆な変化を分離して評価できる可能性が示された。病態生理の考察や治療反応性予測に役立つ可能性がある。引き続き、正常圧水頭症でのMRIおよび臨床データを蓄積する。撮像法の面で最適化のため若干の変更を加える。具体的には全脳画像解析に適するよう、image voxelを立方体型とする(iso-voxel)ことと、high b-valueのMPG軸数を増加し信号雑音比を向上する余地がないか検討する。上記multi-band EPIによる高速化も行い、撮像時間には大きな変更は生じない予定。計画の通り、LPシャント手術による治療前、治療後でのデータを蓄積し、縦断的な比較によって、病態および臨床症状と関係する微細構造変化を明らかにし、最終的には、治療反応性の事前予測を可能にすることを目指す。上述のように、臨床機で現実的に可能な拡散MRI撮像では、脳の微細構造のパラメータ全てを限定条件無しで推定することは出来ないということが、海外の研究者によって最近指摘された。本年度に我々が公開した結果については、数値は仮説と合致する方向へ変化していることをシミュレーションで確認しており、少なくとも患者での観察と仮説の間に矛盾はない。しかし、上記指摘は、我々が使用したような拡散MRI指標を、微細構造に特異的なマーカーとして無限定的に使用することへの警鐘と受け止められる。これを受けて今後、臨床例での比較検討と並行して、どのような状況であれば拡散MRIの微細構造モデルを適切に用いることが出来るか(あるいは出来ないか)併せて検討したい。
高齢者の自覚的健康状態および健康診査検査所見に関する要因

本研究では、高知県十和村の65歳以上在宅高齢者を対象として、健康状態の主観的側面(自覚的健康状態)と客観的側面(健康診査検査所見)に関連する生活様式(保健習慣と社会的ネットワーク)を検討した。自覚的健康状態と生活様式の把握のために、同村の65歳以上在宅高齢者全員934名を対象として留置質問紙調査を実施し、874名から回答を得た。健康診査検査所見として、老人保健法による基本健康診査の検査結果を利用し、質問紙調査回答者のうち385名の検査結果を得た。まず、質問紙調査により把握した自覚的健康状態と生活様式との関連を検討した。性別に、65-74歳の前期高齢期と75歳以上の後期高齢期に分けて解析した。保健習慣に関する項目では、「便通規則的」と「夜間排尿まれ」がすべての性、年齢階級で、「身体活動活発」が男の両年齢階級と女の後期高齢期で「よい自覚的健康」に関連していた。しかし、喫煙習慣は関連せず、飲酒習慣では、男の前期高齢期で「非飲酒」が「よい自覚的健康」に関連したにとどまった。社会的ネットワークに関する項目では家族とのネットワーク(婚姻状態、同居家族、別居子との交流)と、地域社会でのネットワーク(親族との交流、近隣との交流、友人との交流グループ活動参加)を検討した。家族とのネットワークでは、「別居子との交流頻繁」が女の前期高齢期で「よい自覚的健康」に関連するにとどまった。これに対して地域とのネットワークでは、近隣との交流以外の項目が関連しており、頻繁な交流がよい自覚的健康に関連することが、男では両年齢階級で、女では前期高齢期で見られた。男では年齢階級にかかわらず、女では前期高齢期に、特に地域社会でのネットワークの多寡が自覚的健康状態に関連することが示唆された。今後、健康診査検査所見と生活様式との関連についても検討を加え、自覚的健康状態と生活様式との関連の状況との比較を進める。
Fabrication of Bulk Mg Rod with Ultrafine-Grained Microstructure Utilizing Multi-Pass Caliber-Rolling

29年度が最終年度であるため、記入しない。
抗腫瘍免疫におけるエフェクター機構の発現とそれを規定する腫瘍細胞抗原性の解析

本年度の研究に於いては近年抗腫瘍免疫応答の中心的効果細胞が従来より想定されていた細胞障害性T細胞(CTL)ではないという報告がなされたことに鑑み、より洗練された系を樹立し、CTLの意義を再確認した。T細胞増殖因子(TCGF)依存性となったCTLは生体内における挙動(組織への移行性など)が正常のT細胞とは異なり、in viuoでの効果を評価することが困難である。従ってTCGF非依存的にin uitroで維持可能なCTL株を樹立した。このCTL株(CTLL-D4)は(BALB/cXC57BL/6)【F_1】(CB6【F_1】)マウスより樹立された株であり、放射線誘発腫瘍RL♂1に特異的な細胞障害活性を示しTCGF非依存的にフィーダー細胞と腫瘍細胞のみにより長期間維持された。CTLL-D4は単クローン性ではなくヘルパーT細胞とCTLとの混合T細胞株であったが、前者T細胞はフィーダー細胞のIa抗原とのみ反応し腫瘍に対する反応性はなくこの株の腫瘍特異性はCTLによってのみ担われていた。前もってRL♂1を皮下接種しておいたヌードマウス(CB6【F_1】)にCTLL-D4を静脈内投与することにより、接種された腫瘍は効果的に拒絶された。CTLL-D4の腫瘍拒絶能はin vitroでの細胞障害能と同様にRL♂1に特異的であり他の腫瘍が拒絶されることはなかった。またヘルパー型T細胞のみから構成されRL♂1に対し細胞障害能を失った株がCTLL-D4から樹立されたがこの株にはin vivoでの腫瘍拒絶能が全くみられなかった。以上の結果から生体内での腫瘍拒絶にはRL♂1腫瘍を用いた場合、CTLが効果細胞として作用し得ることが示された。一方腫瘍細胞によっては非細胞障害性のT細胞が腫瘍拒絶の中心的な効果細胞であることもまた確かである。現在我々はこのような効果細胞産生の多様性が腫瘍抗原の如何なる性質と対応しているのかまたこのような腫瘍抗原の生化学的解析を引き続き追求している。
高周波ＶＬＢＩによる銀河系中心の巨大ブラックホール　Ｓｇｒ　Ａ＊の放射機構の解明

平成25年度と同様、報告者はEHTを主導するマサチューセッツ工科大学ヘイスタック天文台に3ヶ月間滞在し、EHTの観測データを使った研究を行った。研究内容の一つであるブラックホールの直接撮像に関連して、Sgr A*と並びブラックホールの直接撮像の実現が期待されるEHTの最重要ターゲット天体の一つであるM87のブラックホールの事象の地平面の周囲の構造に新たな制限を当たれることに成功し、60名を越す国際研究グループの筆頭著者として論文にまとめた。論文は現在投稿されておりまもなく受理される見込みである。この成果に関して報告者は国際学会で招待講演を行った他、国内学会でも口頭講演を行った。また採用1年目に行ったSgr A*の較正天体であるNRAO 530のEHTの観測成果に関して、結果の再解析やデータの確認等を行い、投稿論文にまとめた。この成果の中では報告者の独自の着想により天体画像の解析に電波干渉計では用いられたことないマルコフ連鎖モンテカルロ法を用いたベイズ推定が用いられており、今後のサブミリ波VLBIでの天体画像の取得方法の選択肢の一つとして現在検討されている。また本観測はブレーザーと呼ばれる活動銀河核の種族において、ブラックホールから噴出する相対論的ジェット中でのガンマ線の爆発的増光現象の最中に1.3 mm帯で超高空間分解能撮像に成功した初めての観測である。この観測によってガンマ線放射領域のサイズの測定に成功したほか、放射領域付近のジェットの構造や物理的なパラメータに強い制限をおくことに成功している。以上の成果をまとめた学位論文は東京大学において高い評価を受け、報告者は東京大学大学院理学系研究科の研究奨励賞を受賞したほか、学位授与式において東京大学大学院理学系研究科の総代へ選出された。また本学位論文は文系・理系問わず東京大学内で高く評価され、東京大学総長賞を受賞した。26年度が最終年度であるため、記入しない。研究計画に従って研究課題である銀河系中心SgrA*の放射機構の解明に用いる国際サブミリ波VLBI観測網「Event Horizon Telescope」の観測データの解析のために、米国マサチューセッツ工科大学ヘイスタック天文台に滞在した。滞在期間中において報告者はSgrA*のデータ解析をするために必要な較正天体NRAO 53O, 3C279のデータを解析し、サブミリ波VLBI観測では世界で2例目となる天体の画像の取得に成功した。今回の観測で得られた両天体の活動銀河核ジェットの最も内部の構造はこれまで観測されたより外側のジェットの構造とは大きく異なっており、活動銀河核ジェットの内縁でおきている現象を解き明かすのにサブミリ波VLBIが非常に重要な役割を果たすことを示した成果となった。また今回の画像の解像度(60μ秒角)は、世界初のブラックホール・シャドー検出に必要な解像度(数10μ秒角)に肉薄するものであり、本成果は将来のブラックホールの直接撮像への大きな一歩となる。この成果は大分大学で開催された日本天文学会秋期年会をはじめ多くの国内・国外の研究会で発表された。さらに日本天文学会秋期年会における報告者の本成果に関する講演は日本天文学会理事長・副理事長の推薦を受け、同年会において記者会見を行った。講演内容に関する記事が、朝日新聞社、日本経済新聞社、時事通信社をはじめとする多くの新聞社の新聞・ネットニュース等で掲載された。まず報告者は一昨年度に投稿していた、国立天文台VERAおよび米国VLBAなどのVLBI観測網を用いた2005-2008年の3年間のSgr A*の長期間のモニター観測の論文が昨年度に受理された。2013年から報告者は研究計画書にある国立天文台VERA,日韓VLBI観測網等を用いたSgr A*のモニター観測を行っている。今回の観測では前回のVERAの観測で測定できなかったSgr A*の短軸サイズに成功している。測定された短軸サイズと電波光度の間には相関関係が見え始めており、その関係が理論的な予測と矛盾しないことが示唆され始めている。現在もモニター観測は継続されており、今後の観測でこのことが確かめられれば、Sgr A*の電波光度の変動が主に短軸方向の構造の変化に起因しているだけでなく、ブラックホール近傍でのプラズマの温度に関する理論的予測を観測的に実証する初めての結果となる。報告者は2013年の観測を現在論文にまとめている段階で、2014年度中の出版を目指す。国際サブミリ波VLBI観測網(EHT)を用いた研究では、平成24年度と同様、報告者はEHTを主導するマサチューセッツ工科大学ヘイスタック天文台に3ヶ月間滞在し、EHTの観測データを使った研究を行った。報告者のこれまでの貢献が高く評価され、Sgr A*と並びブラックホールの直接撮像の実現が期待されるEHTの最重要ターゲット天体の一つであるM87の2012年の観測に関してPIを担当することになった。報告者はEHTの2012年の観測結果を元に、M87のブラックホールの事象の地平面の周囲の構造に新たな制限を当たれることに成功し、筆頭著者として論文にまとめた。論文はまもなく投稿される予定である。研究内容の一つであるブラックホールの直接撮像に関連して、Sgr A