hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
パターン反転二発刺激法による網膜電図・大脳誘発電位の測定と視覚伝導障害の検出

ERGの基準電極としては非刺激眼のgoldーfoil電極,対側耳朶を試みたが,後者の方が記録技術上容易であった。平成3年度前半には健康成人での記録が必ずしも技術的に満足できない状態であったが,平成3年度後半になってから記録結果が安定してきた。ERGについては二発目の刺激に対する反応(X)の潜時は単発刺激に対する反応(A)の潜時に比べて,a(p)・b(p)・c(p)いずれについても長かった。ERG(X)の振幅はERG(A)の振幅に比べて,b(p)振幅についてはX<A,c(p)振幅についてはX>Aであった。VEP(X)の潜時はVEP(A)の潜時に比べて,N75,P100,N145いずれについても長かった。VEP(X)の振幅はVEP(A)の振幅に比べて,N75振幅についてはX>A,P100振幅とN145振幅についてはX<Aであった。この観察を定性的な所見にとどめず,平成45年度は定量的な分析をすすめる予定である。脱髄疾患などの視覚伝導障害には(1)伝導ブロック(2)伝導遅延(3)疾労などの異なる機序があるとされる。潜在的な視覚伝導障害を有効に検出するための検査法の開発を我々はすすめてきた。この目的から,パターン反転二発刺激法を開発し,脱髄疾患をはじめとする臨床例に応用するのが本研究の最終目的である。この目的を達成するため平成3年度にはパターン反転二発刺激法の検査プロトコールを検討したが,この平成4年度には定性的・定量的な分析を詳細に加えた。対象例数は健康成人50例である。パターン反転全視野単眼刺激で(a)パターン反転単発刺激と(b)パターン反転二発刺激を行った。刺激間間隔は40180msecの範囲内で8種類とした。(b)二発刺激による誘発電位Bから(a)単発刺激による誘発電位Aを差し引いた反応から二発目の刺激に対する誘発電位X(B-A)を求めた。このような方法で網膜電図(ERG)と視覚大脳発電位(VEP)の二種類を測定し,それぞれの潜時と振幅を定量的に計測した。反応Aの潜時または振幅と,反応Xの潜時または振幅の比較はpaired t-testで行った。刺激間間隔(ISI)が短いほど反応Aと反応Xの差は大きく,ISIが180msecに近づくにつれ,その差は少なくなった。反応Aと反応Xの差,反応Xの回復傾向いずれも統計学的に優位であった。ERG,VEPいずれのピーク潜時も,反応Xが反応Aより有意に長く,ISIの延長につれて有意な回復傾向を認めた。(ERGのa(p),b(p),c(p);VEPのP50,N75,P100,N145)。ERGのb(p)振幅およびVEPのN75振幅については反応Aの振幅は反応Xの振幅より有意に小さく,ISIの延長につれて両者の差は短縮した。ERGのc(p)振幅,VEPのP100振幅,N145振幅については反応Aの振幅は反応Xの振幅より有意に大きく,ISIの延長につれて両者の差は短縮した。これらの結果は内外を通じて初めて得られた成果である。
映像アーカイブの教育活用によるサーキュレーション型文化創造に関する実践的研究

本年度においては、研究初年度ということで、全体的に3つの研究内容に関して、それぞれの準備的調査、作業を進めていった。まず、第一点目の教育現場における映像アーカイブの認知や利用実態、意向等に関する調査については、新潟県内および関西地域を中心とした主な映像アーカイブの設立状況や関連する活動の状況に関する予備調査を行った。現在では多様な映像アーカイブに関連した活動が実施されているが、その活動主体、活動内容、扱っている映像資料の性格や分量、教育をはじめとした活用事例などについての状況についての基礎的調査を行った。第二点目の教育現場における映像アーカイブを活用した授業やワークショップ実践に関しては、これまでの実践事例に関する文献調査を進めるとともに、2月に新潟県立歴史博物館で開催された映像アーカイブの企画展についての小学生を対象とした教育ワークショップ実践2件を実施した。学校の教室内で実施される教育実践とは異なり、児童生徒たちが校外施設を訪問して実施する校外実践の特徴やあり方について検討を行った。第三点目のワークショップ・デザインのプログラム・モデルの検討については、過去のワークショップ実践に関する文献調査や、学会や研究会等を通じて映像アーカイブや類似した映像資料を活用した授業実践についての研究を行った。映像資料の特徴や目的、与えられた環境や条件等に応じて、さまざまな実践事例が存在することが明らかとなり、それぞれの状況等に即した分類、整理が必要となっていくことが確認された。重点的に調査を実施する対象となる学校や美術館、博物館について、とりわけ予定していた学校関係者が異動することとなり、あらためて調査対象の再検討が必要となってしまったため。教育現場における映像アーカイブの認知や利用実態、意向等に関する調査については、対象となる映像アーカイブを運営する団体や組織に関してさらに調査を進め、映像資料の教育活用に関する実態調査をインタビュー調査および質問紙調査の両面から進めていく。さらに、学校関係者の映像アーカイブに関する認知や活用状況および活用に向けた意向についての調査を行う。教育現場における映像アーカイブ活用の実践に関しては、引き続き新潟県内における実践研究を進める。あわせて、関西地域での実践の可能性についても検討する。ワークショップ・プログラム・モデルの検討については、過去の事例研究をさらに進めるとともに、教育メディア研究や情報デザイン論の観点からの研究を進めていく。相手先の状況の変化等の理由により、ワークショップ実践が予定ほど実施できなかったため関連する執行額が少なくなった。次年度においては、あらためてワークショップ実践を進めていく計画である。
患者中心医療を支えるステークホルダ横断型の医療サービス設計意図の共有支援

患者中心医療を実現するためには,多様な専門性(医師・看護師など)を横断して,医療サービスの設計意図を共有することが求められる.医療サービス知識には,疾病の治療手段など医学的な知識と,疾病や治療が患者の生活にあたえる困難への対策方法などの知識が含まれる.医療サービスを設計するためには,これらの知識を専門性を横断して理解することが求められる.通常,それぞれの専門性における教育では,プロブレムの発生メカニズムと解決方法を理解することが要請される.しかし,それを専門性を横断してのコミュニケーションにおいて要請することは現実的でない.本研究の目的は,いかに専門ごとの知識に立ち入ることなくプロブレムの相互理解を可能にするためのサービスモデリング手法と,手法に基づくコミュニケーション支援システムを具体化することにある.本研究では多様なプロブレム概念を専門性を横断して検討するための枠組みとして,プロブレム間の因果関係を表現するモデリング手法を構成した.このモデリングでは,患者の状態概念のうちプロブレムに相当するものとプロブレムの兆候に相当するものを文脈を加味して峻別することをユーザに促す.その上で,プロブレムの消滅にいかに医療行為が関わるのかを表現させる.一般的にプロブレム間の因果関係は病態など患者の物理的な状態に還元して説明される.しかし,このような説明は専門性を横断してのコミュニケーションのハードルを高めると考えた.そこで,モデリングで認定されたプロブレム間の因果関係のみを表現し,プロブレム発生のメカニズムの詳細にあえて立ち入らないようコミュニケーションを誘導する手法を構成した.手法に基づきプロブレム間の因果関係と消滅のタイミングを表現するメディアの基本機能までを設計・実装した.患者中心医療を実現するためには,多様な専門性(医師・看護師など)を横断して,医療サービスの設計意図を共有することが求められる.医療サービス知識には,疾病の治療手段など医学的な知識と,疾病や治療が患者の生活あたえる困難への対策方法などの知識が含まれる.医療サービスを設計するためには,ステークホルダーが専門ごとに存在する多様なプロブレム(疾病やそこから生じる生活上の困難)を相互に理解することが求められる.それぞれの専門性における知識の蓄積や教育では,プロブレムの発生メカニズムと解決方法の詳細を理解することが要請される.しかし,それをステークホルダーを横断してのコミュニケーションで要請することは現実的でない.本研究の目的は,いかに専門知識に立ち入ることなくプロブレムの相互理解を可能にするのか,そのためのサービスモデリング手法と手法に基づくコミュニケーション支援システムを具体化することにある.平成26年度においては,多様なプロブレム概念を専門性を越えて検討するための枠組みとして,プロブレム間の因果関係を表現するモデリング手法を構成した.このモデリングでは,患者の状態概念とプロブレム概念を峻別すること,プロブレムの生滅にいかに医療行為が介在しているかを表現する.一般的にプロブレム間の因果関係は病態など患者の物理的な状態に還元されて説明される.これが専門性を横断してのコミュニケーションの負荷を高めると考えた.そこで患者の物理的な状態とプロブレムとを区別することで,プロブレム間の因果関係の詳細にはあえて立ち入らないようコミュニケーションを誘導する手法を構成した.患者中心医療を実現するためには,多様な専門性(医師・看護師など)を横断して,医療サービスの設計意図を共有することが求められる.医療サービス知識には,疾病の治療手段など医学的な知識と,疾病や治療が患者の生活にあたえる困難への対策方法などの知識が含まれる.医療サービスを設計するためには,これらの知識を専門性を横断して理解することが求められる.通常,それぞれの専門性における教育では,プロブレムの発生メカニズムと解決方法を理解することが要請される.しかし,それを専門性を横断してのコミュニケーションにおいて要請することは現実的でない.本研究の目的は,いかに専門ごとの知識に立ち入ることなくプロブレムの相互理解を可能にするためのサービスモデリング手法と,手法に基づくコミュニケーション支援システムを具体化することにある.本研究では多様なプロブレム概念を専門性を横断して検討するための枠組みとして,プロブレム間の因果関係を表現するモデリング手法を構成した.このモデリングでは,患者の状態概念のうちプロブレムに相当するものとプロブレムの兆候に相当するものを文脈を加味して峻別することをユーザに促す.その上で,プロブレムの消滅にいかに医療行為が関わるのかを表現させる.一般的にプロブレム間の因果関係は病態など患者の物理的な状態に還元して説明される.しかし,このような説明は専門性を横断してのコミュニケーションのハードルを高めると考えた.

そこで,モデリングで認定されたプロブレム間の因果関係のみを表現し,プロブレム発生のメカニズムの詳細にあえて立ち入らないようコミュニケーションを誘導する手法を構成した.手法に基づきプロブレム間の因果関係と消滅のタイミングを表現するメディアの基本機能までを設計・実装した.本年度(26年度)は,患者が抱えるプロブレムと患者の物理的な状態とを概念的に峻別したうえで,プロブレムの因果関係を表現するモデリング手法を具体化した.このモデリング手法では,医療サービスがすでに存在するプロブレムをどのように低減・消滅させるのか,または副作用としてあらたに生じさせるのかを表現することで,医療サービスの設計意図を明示する.サービス設計に関わるステークホルダは,プロブレム間にどのような因果関係があるのかについて,因果関係の詳細なメカニズムについて立ち入ることなく,あくまで因果関係が存在することとそこに医療サービスがどのように関係するのかのみに集中した議論を可能にするものである.本年度(26年度)の成果であるモデリング手法を,地域医療連携でのコミュニケーション支援,具体的には患者が転院する際の状態説明と,医療サービスの連携が合理的になされているのかの検討に用いる.試行の結果を分析することで,手法が意図した効果を発揮しているかどうかを検証する.国内学会の研究会および国際会議での報告を予定している.研究成果発表について,当初予定していたシステムの試用実験が次年度(平成27年度)以降となり,それにともなうシステム開発,謝金にかかる経費が未使用となった.システム試用実験を次年度(平成27年度)に行うこととし,実験にもちいるモバイル器機の購入に充てる..
粒状体と粉体の力学に関する国際会議の準備

本研究課題は"International Conference on Powders & Grains"という名称で過去3回開催された国際会議の流れを受けて2001年に日本で開催されることになっている国際会議に向けての準備を目的としたものである.この国際会議は粒状体または粉体というキーワードの下に工学・理学等の広い研究分野に関係することから,各分野における研究動向を把握し整理するために,2度の研究打ち合わせ会議および通信により情報交換を行った.第1回の会議は仙台での会議場の下見を兼ねて行ったものであり,粒状体や粉体の力学に関する研究動向の紹介や国際会議で取り上げるべきテーマについて検討を行った.また,各分野における国内外の主要な研究者のリストアップを行った.第1回の会議における検討結果を踏まえ,分担者以外の国内の主要な研究協力者とも連絡をとり,分担者および研究協力者に各分野の典型的な研究例の収集を依頼し資料集を作成した.この資料集をもとに,第2回会議を東京で開催し,分担者および研究協力者が集まり,2日間に亘って研究討議を行うとともに,国際会議における核となるテーマやキーノート講師の選定を行った.この研究における研究情報交換を通じて,粒状体力学や粉体力学が実実験およびシミュレーション実験結果の解析により広範な応用の可能性があることが明らかになった.とくに,数値粒状体モデルが実現象の把握に有用であることが実例で示された.また,これらのシミュレーション解析やその他の理論解析も目的により多様な方法論が用いられており,これらを統合したハイブリッド解析の可能性が示唆された.さらに,グラフ理論,偶応力,異方性,疎密化,混相効果,散逸機構,非線形衝突・接触,粒状体温度,など研究分野によっては従来考慮されていなかった項目の重要性も示唆された.本研究課題は"International Conference on Powders & Grains"という名称で過去3回開催された国際会議の流れを受けて2001年に日本で開催されることになっている国際会議に向けての準備を目的としたものである.この国際会議は粒状体または粉体というキーワードの下に工学・理学等の広い研究分野に関係することから,各分野における研究動向を把握し整理するために,2度の研究打ち合わせ会議および通信により情報交換を行った.第1回の会議は仙台での会議場の下見を兼ねて行ったものであり,粒状体や粉体の力学に関する研究動向の紹介や国際会議で取り上げるべきテーマについて検討を行った.また,各分野における国内外の主要な研究者のリストアップを行った.第1回の会議における検討結果を踏まえ,分担者以外の国内の主要な研究協力者とも連絡をとり,分担者および研究協力者に各分野の典型的な研究例の収集を依頼し資料集を作成した.この資料集をもとに,第2回会議を東京で開催し,分担者および研究協力者が集まり,2日間に亘って研究討議を行うとともに,国際会議における核となるテーマやキーノート講師の選定を行った.この研究における研究情報交換を通じて,粒状体力学や粉体力学が実実験およびシミュレーション実験結果の解析により広範な応用の可能性があることが明らかになった.とくに,数値粒状体モデルが実現象の把握に有用であることが実例で示された.また,これらのシミュレーション解析やその他の理論解析も目的により多様な方法論が用いられており,これらを統合したハイブリッド解析の可能性が示唆された.さらに,グラフ理論,偶応力,異方性,疎密化,混相効果,散逸機構,非線形衝突・接触,粒状体温度,など研究分野によっては従来考慮されていなかった項目の重要性も示唆された.
ウォ-タ-シ-トを利用した新しい衝撃的空力騒音低減法の開発に関する研究

1.衝撃的空力騒音の原因となる管内を伝播する圧縮波の強さは距離に対して指数関数的に減衰する。その減衰率は、圧縮波によって誘起される流れの非定常摩擦効果を考慮に入れて解析した計算結果とよく一致する。また圧縮波波形が距離とともに急峻になるか緩やかになるかの基準は音響レイノルズ数で、その臨界値は約10である。2.衝撃的空力騒音の強さは管内を伝播する圧縮波の最大圧力こう配にほぼ比例する。この結果は開口端補正を考慮に入れた空力音響理論による解析結果と一致する。従って衝撃的空力騒音を低減させるには、管内を伝播する圧縮波波形のこう配を小さくすればよい。3.前項の目的のために開発したウォ-タ-シ-トを利用した衝撃的空力騒音低減法では、騒音場の指向性がかなり強く、騒音源が比較的弱い場合には極めて有効である。しかし圧縮波との干渉によるウォ-タ-シ-トの微粒化やそれに伴う水滴粒子の飛散などの対策を考える必要がある。4.衝撃的空力騒音を低減させる方法として、発生源となる管端にバッフル板付ボックスやハニカム壁を設ける方法、負のパルス波を発生させ、それを衝撃的空力騒音と干渉させるアクティブノイズコントロ-ルの方法について実験と理論の両面から検討した結果、アクティブノイズコントロ-ルの方法が最も実用化に適していることが明らかになった。5.前項のアクティブな衝撃的空力騒音低減法では、負のパルス波を発生させる装置として負圧を利用する方法と、平板を瞬時に動かす方法が考えられる。両者について検討し、実用化には負圧を利用する方法が優れているという結論に達した。上述の各種の衝撃的空力騒音低減法はそれぞれ一長一短があり、対象とする衝撃的空力騒音の特性に応じて最適の低減法を採用することが必要である。1.本研究では、まず衝撃的空力騒音、すなわちパルス状の圧縮波を発生させることが必要であるため、現有の衝撃波管装置の隔膜部を現有の急速開口バルブに取り換え、種々の改良を加えた。その結果、バルブ前後の圧力比及びバルブの開口時間をある範囲内で変えることにより、広範囲の強さや幅をもつ圧縮波及び衝撃波を衝撃波管の低圧室に発生させることに成功した。2.バルブの開口によって発生した圧縮波や衝撃波は衝撃波管の低圧室を伝ぱし、低圧室の開口端より大気に放出されて衝撃的空力騒音が発生する。本年度では、まず低圧室を伝ぱする圧縮波と衝撃波の減衰特性について研究した。その結果、衝撃波の減衰については従来の実験結果と同様の結果が得られたが、圧縮波の減衰に関しては、圧縮波の初期強さがある特定の範囲にあれば、圧縮波が強いほど減衰し難いという新たな知見が得られた。この理由について、圧縮波の背後に形成される境界層の層流から乱流への遷移と関連があるのではないかと考えられるが、現在検討中である。3.圧縮波や衝撃波が管端から大気に放出され、衝撃的空力騒音が形成されるメカニズムを実験と数値解析により詳細に調べた。その結果、衝撃的空力騒音の強さは、圧縮波や衝撃波の強さにはあまり依存せず、波面の変曲点における圧力こう配、すなわち波面の最大圧力こう配に強く依存することが明らかになった。この理由は現在明らかではなく、今後さらに調査する予定である。4.管端から大気に放出された圧縮波はパルス状の波となって周囲に伝播する過程で次第に減衰するが、そのときの音響学上の近距離場と遠距離場の境界に関する資料が若干得られた。

その値は音響学上の面音源に対する値より大きい。1.昨年度製作した衝撃的空力騒音発生装置により、衝撃的空力騒音の原因となる管内の圧縮内の伝播特性を実験的に調べた。その結果、圧縮波の減衰率は圧縮波の初期強さの増加とともに最初は減少するが、ある値で最少となり、その後増加することが明らかになった。この現象は圧縮波によって誘起される流れの境界層の層流から乱流への遷移と関連づけて説明できることがわかった。2.ウォ-タ-シ-トを利用した衝撃的空力騒音低減装置を試作し、実験を行った。その結果、ウォ-タ-シ-トを騒音源の両側面のみに適用すると、騒音場の指向性が強く、両側面の外側では騒音がかなり低減されるが、中心軸上の騒音は逆に増加することが明らかになった。3.騒音源からの騒音をあらゆる方向で低減させ、指向性をなくすことを目的として、騒音源となる管の出口端に消音ボックスを設けて実験を行った。その結果、ボックスの高さと長さが管の等価径程度のとき騒音レベルは最も小さくなることが明らかになった。また、ボックスの内部にバッフル板を設置すると、衝撃的空力騒音の低減に対してさらに有効であることがわかった。この理由について、ボックス内の波動を考慮して現在検討中である。4.衝撃的空力騒音の騒音源が比較的小さい場合には、ウォ-タ-シ-トの大きさを小さくできるため、この方法は極めて有効であることがわかった。しかしパルス状の圧縮波との干渉によるウォ-タ-シ-トの微粒化、及びそれに伴う水滴粒子の飛散はかなり大きい空間に及ぶためその対策を考える必要がある。また上述の微粒化のメカニズムはよくわかっていないため、ウォ-タ-シ-トの最適設計の資料はまだ得られていない。この方向の研究及び比較的大きな騒音源に対する対策はこれからの課題である。1.衝撃的空力騒音の原因となる管内の圧縮波の伝播特性を調べた。その結果、圧縮波の強さの減衰率は圧縮波によって誘起される流れの摩擦を定常摩擦でなく非定常摩擦として考慮に入れると理論値とよく一致することが明らかになった。また圧縮波波形の変形については、バ-ガ-ス方程式より導かれる音響レイノルズ数が約10以上になると波形は急峻になりそれ以下では緩やかになることがわかった。2.ウォ-タ-シ-トを利用した衝撃的空力騒音低減法では騒音場の指向性が強く、騒音源が比較的小さい場合には極めて有効であるが、パルス状の圧縮波との干渉によるウォ-タ-シ-トの微粒化、及びそれに伴う水滴粒子の飛散など、本方法の長所や短所などがかなり明らかになった。3.これらの結果に基づき、衝撃的空力騒音を低減する方法として、負のパルス波を発生させ、それを衝撃的空力騒音と干渉させる、いわゆるアクティブノイズコントロ-ルの方法について理論解析と実験を行った。理論解析では線型空力音響学に基づいて解析し、この方法が有効であることが確認された。また実験は正と負のパルス波をスピ-カ-によってつくり、これらを干渉させることによって行い、理論解析の結果とよい一致が得られた。4.前項の方法では衝撃的空力騒音と干渉させる負のパルス波を発生させる装置の開発が極めて重要である。本研究では平板を動かす方法と負圧を利用する方法について研究を行い、実際に製作するには負圧を利用する方法が最も優れているという結論に達した。5.衝撃的空力騒音の低減法に関して本研究で開発した上述の方法はそれぞれ一長一短があり、対象とする衝撃的空力騒音の特性に応じて最適の低減法を採用することが必要である。
極弱相互作用を持つ軽い新粒子の宇宙論的進化と探索

石渡は、核子との相互作用が強く抑制される暗黒物質候補粒子に関する研究を遂行した。この候補粒子と核子との相互作用は量子補正によって記述されることを示し、その散乱断面積の正確な理論予言を与えた。横崎と高橋は,隠れた光子と我々の光子が大きな運動項混合を持つ場合、力の大統一と電荷の量子化を説明することができることを示した。また、このセットアップにおいてアクシオンを考えると、我々の光子との結合が非常に大きくなり、将来実験で容易に観測できることを明らかにした。高橋は隠れた光子が暗黒物質となる場合に問題となっていた非相対論的な隠れた光子の生成機構として,アクシオンとの結合を通じた非摂動効果を提案し,解析的およびlatticeを用いた数値計算を用いてその存在量と将来実験の感度について調べた.また高橋はインフレーションスケールがQCDスケール以下であった場合,QCDアクシオンが僅かであるがポテンシャルを獲得し,その結果として十分長くインフレーションが続くのであればアクシオン初期値が量子ゆらぎと古典的運動の平衡状態で定まることを示した.その結果として従来初期振幅に微調整が必要だと考えらていた非常に大きい崩壊定数をもつQCDアクシオンの場合であっても,初期振幅の微調整の必要なくダークマターとなりうることを示した.また本科研費雇用の松井とともに高橋は,最近提唱された超弦理論におけるSwampland Conjectureにおいて支持されるクインテッセンスシナリオの等曲率揺らぎを議論しベクトル型暗黒物質がそのConjectureにおいて有力な候補であると指摘した。本科研費メンバーである石渡,横崎,高橋と雇用研究者の松井はそれぞれ極弱相互作用粒子を用いた新しい宇宙論シナリオを構築し,その観測実験的含意を調べるなど順調に成果をあげている.単に個々に成果をあげるだけにとどまらず,共著論文を通じてメンバー間での有機的かつ密な連絡がとれており,研究の最前線へ対応できている.その最たる例が松井と高橋によるswampland conjectureとeternal inflationに関する論文であり,その後多くの関連論文が発表される中,かなり初期の段階でeternal inflationという重要なトピックに関して意味のある研究成果をあげることができた.石渡は、暗黒物質が標準模型粒子と微弱な相互作用を通じ、有限寿命で崩壊する可能性に着目している。その崩壊によるシグナルを宇宙線観測実験で捉えるため、崩壊によって生成される種々の宇宙線粒子を広周波数領域に渡ってシミュレーションする。力の大統一と電荷の量子化に存在が裏付けされた隠れた光子が質量を持つ場合、ニュートリノ振動のように我々の光子と隠れた光子が振動し互いに移り合う。このとき、隠れた光子は宇宙論的・実験的に検出可能であり、横崎はその方法と制限を徹底的に明らかにする。さらに,ミューオンg-2は実験の値と理論の予言値が大幅に乖離しており、これは標準模型を超える新しい物理の存在を示唆する。LHCによりTeVスケールの物理は大きく制限されており、これよりも数桁エネルギースケールが低く結合の弱い新しい物理の存在が示唆される。横崎は世代間で電荷の違う隠れた軽いゲージボソンでミューオンg-2の乖離を説明するとともに、宇宙論的・実験的にこの新粒子を検出する方法を明らかにする。松井は,最近活発に議論されている超弦理論における様々な理論的な制限やconjectureとそのアクシオンに対する理論的な制約について包括的に検証する。高橋は研究を総括するとともに,ストリングアクシオンの初期分布がインフレーション中に平衡状態にあった場合についてその宇宙論的含意を明らかにする.QCDアクシオンは大域的U(1)Peccei-Quinn対称性が自発的に破れることによって生じる南部・ゴールドストン粒子である.QCDアクシオンは素粒子標準理論における強いCP問題をダイナミカルに解決することができるだけでなく,初期宇宙において大量に生成され,現在の宇宙論の最大の謎のひとつであるダークマターを自然に説明することができるなど,極弱相互作用を持つ新粒子の最有力候補として知られている.横崎は高橋とともに大学院生の大道とともに、QCDアクシオンが隠れたゲージボソンと結合するとき、アクシオンと光子との結合が通常に比べて100倍程度大きくなり、将来実験で容易に観測出来ることを示した。石渡は宇宙線を用いた暗黒物質の間接検出実験の理論研究を行った。特にマルチメッセンジャー天文学の発展に着目し、素粒子的暗黒物質探索への応用に向けたシミュレーションを進めている。石徹白は新しいWISP探索実験のための超伝導素子開発を進めている.すでに開発した素子で241Amの59.5keV γ線を検出することに成功した.川崎は超対称アクシオン模型において、等曲率揺らぎの問題とドメイン・ウォール問題が回避できることを格子計算によって明らかにした。高橋は川崎とともに,アクシオンがWitten効果によって隠れたセクターのモノポールとの相互作用を通じて初期宇宙において大きな質量を獲得することでそのダイナミクスが大きく変化することを示し,その存在量の解析的な評価を行った.極弱新粒子に代表されるダークマターと標準理論を超える物理に関する国際研究会を開催し,海外から10名程度の招待講演者を招聘し,研究の最先端の知見を交換することができた.またアクシオンの探索実験の多くはアクシオンと光子との相互作用を用いており,大統一理論に基づいてアクシオン光子結合が二桁程度も大きくなりうることを示すことができた.これは理論のみならず実験への重要な含意となる.またaxionの交換によるスピンに依存するポテンシャルも多くの実験によって探索されているが,その符号が多くの文献で誤りであったことを指摘した.この点も将来実験に対する重要な含意を持つ.

石渡は、核子との相互作用が強く抑制される暗黒物質候補粒子に関する研究を遂行した。この候補粒子と核子との相互作用は量子補正によって記述されることを示し、その散乱断面積の正確な理論予言を与えた。横崎と高橋は,隠れた光子と我々の光子が大きな運動項混合を持つ場合、力の大統一と電荷の量子化を説明することができることを示した。また、このセットアップにおいてアクシオンを考えると、我々の光子との結合が非常に大きくなり、将来実験で容易に観測できることを明らかにした。高橋は隠れた光子が暗黒物質となる場合に問題となっていた非相対論的な隠れた光子の生成機構として,アクシオンとの結合を通じた非摂動効果を提案し,解析的およびlatticeを用いた数値計算を用いてその存在量と将来実験の感度について調べた.また高橋はインフレーションスケールがQCDスケール以下であった場合,QCDアクシオンが僅かであるがポテンシャルを獲得し,その結果として十分長くインフレーションが続くのであればアクシオン初期値が量子ゆらぎと古典的運動の平衡状態で定まることを示した.その結果として従来初期振幅に微調整が必要だと考えらていた非常に大きい崩壊定数をもつQCDアクシオンの場合であっても,初期振幅の微調整の必要なくダークマターとなりうることを示した.また本科研費雇用の松井とともに高橋は,最近提唱された超弦理論におけるSwampland Conjectureにおいて支持されるクインテッセンスシナリオの等曲率揺らぎを議論しベクトル型暗黒物質がそのConjectureにおいて有力な候補であると指摘した。本科研費メンバーである石渡,横崎,高橋と雇用研究者の松井はそれぞれ極弱相互作用粒子を用いた新しい宇宙論シナリオを構築し,その観測実験的含意を調べるなど順調に成果をあげている.単に個々に成果をあげるだけにとどまらず,共著論文を通じてメンバー間での有機的かつ密な連絡がとれており,研究の最前線へ対応できている.その最たる例が松井と高橋によるswampland conjectureとeternal inflationに関する論文であり,その後多くの関連論文が発表される中,かなり初期の段階でeternal inflationという重要なトピックに関して意味のある研究成果をあげることができた.横崎は隠れたゲージボソンがフレーバーによらない結合を持つ場合、ミューオンg-2のアノマリーを説明できる可能性は既に排除されている。一方、隠れたゲージボソンの結合がフレーバーによる一般の場合については、アノマリーを説明できることが期待される。後者の場合について、隠れたゲージボソンの実験的制限や検出可能性を明らかにする。石渡はマルチメッセンジャー天文学を暗黒物質探索へと応用したシミュレーションを完成させ、それを基礎に極弱新粒子探索を目的とした理論研究を遂行する。川崎はアクシオン・ミニクラスターの生成を格子シミュレーションを用いて調べる。北野はアクシオン質量の温度依存性について理論的および格子計算を用いて調べアクシオン存在量への含意を調べる.
耐震的に脆弱な文化財組積造建造物の被災後の保存修復法

耐震的に脆弱な文化財組積造建造物は、国内外の大地震の度に被災しており、被災後の構造修復法は喫緊の課題である。本研究は、2015年ネパール地震で被災した世界遺産等文化財建造物を主たる対象とし、国内においても2011年東日本大震災、2016年熊本地震で被災した文化財組積造建造物も対象として含め、被災後の構造修復工法を提示することを主目的としている。とくに、変形性能を考慮して『木』による補強工法に着目している。本研究の特徴として、構造・歴史・保全分野の学際的研究体制を組織し、海外の研究者も参加した国際研究として実施している。2017年度は、初年度に引き続き、2015年ネパール地震で被災した文化財組積造建造物の構造調査を実施した。さらに、建造物調査と災害復興状況調査を行った。2017年度の構造調査の内容は、常時微動測定、新たに開発したMEMS加速度計を用いた長期地震モニタリング、原位置フラットジャッキ試験であり、ネパール文化財建造物を特徴づける塔婆建築を対象として有限要素モデル(DIANA)を用いた非線形地震応答解析を行った。さらに、ネパール研究協力機関であるコウパ工科大学において土モルタルを用いたレンガ組積造の構造材料実験を実施した。一方、国内の地震で被災した文化財組積造建造物の調査では、福島市有形文化財福島写真美術館、国登録有形文化財PSオランジュリ(熊本市)の微動調査、長期動的モニタリングを実施するとともに、有限要素モデルを用いた地震応答解析を実施した。さらに、海外では2016年イタリア中部地震の被災地を視察し、文化財組積造建造物の構造修復法について情報収集を実施した。国内の実験では、従来の補強技術として鉄筋コンクリートを用いたレンガ壁の補強実験を行った。研究はおおむね計画通りに進んできているが、ネパール研究協力機関(コウパ工科大学)で実施する予定であったレンガ組積造の構造実験がネパール側の事情ですべて完了できず、木による補強効果の確認が次年度に持ち越された。その他の研究計画である、2015年ネパール地震で被災した文化財が組積造建造物の調査、国内の大地震によって被災した文化財組積造建造物の調査は計画どおりに進められた。引き続き、学際的かつ国際的な研究組織で研究を進める。まず、今年度に未実施であったレンガ組積造の耐震性および木材料を用いた組積造建造物の補強効果に関する構造実験を実施する。次に、被災した文化財建造物の補強事例と国内外の技術動向に関する調査を行う。次年度は最終年度であり、被災した文化財建造物の保存修復法の提示とともに研究のとりまとめを行う。耐震的に脆弱な文化財組積造建造物は国内外の地震の度に、大きな被害を受けており、被災後の構造に関わる保存修復法は喫緊の課題である。本研究は、2015年ネパール地震で被災した文化財建造物を主たる研究対象とし、学際的かつ国際的な研究体制を組織し、保存修復における構造補強工法を提示することを目的としている。とくに、歴史的な視点もふまえて、『木材料』による補強工法の効果に着目する。また、2016年熊本地震および2011年東日本大震災で被災した文化財組積造物の保存修復法も合わせて研究対象としている。2016年度は、初年度として、2015年ネパール地震で被災した文化財組積造建造物の修復状況の調査を実施した。調査では、修復状況の視察のほか、被災建物の寸法等の建築調査、常時微動調査、地震モニタリング調査、材料の劣化調査、地盤・地震動の調査を行った。さらに、ネパールにおいて、組積造建造物の補強に関わる構造要素実験を実施した。海外の被災文化財建造物の調査では、ネパールのほか、2006年ジャワ島中部地震および2013年フィリピン・ボホール地震、2016年イタリア中部地震による文化財組積造建造物の修復に関する研究情報収集を行った。国内では、熊本地震で被災した文化財組積造建造物の調査を実施した。主たる研究対象国のネパールでは国際ワークショップを開催した。また、ネパールおよびイタリアから研究協力者を招聘し、研究情報を収集した。研究はおおむね計画どおりに実施しているが、ネパールで行う計画であった構造実験が、ネパール側の事情ですべて完了できなかった。この実験は、ネパールの被災文化財建造物の保存修復法の提案に向けて『木材料』を用いた補強工法に関する構造実験を研究協力者の所属する大学で行うものであるが、実験場所や担当者の問題により、実験の完了が次年度まで延期になった。2017年度の構造調査の内容は、常時微動測定、新たに開発したMEMS加速度計を用いた長期地震モニタリング、原位置フラットジャッキ試験であり、ネパール文化財建造物を特徴づける

塔婆建築を対象として有限要素モデル(DIANA)を用いた非線形地震応答解析を行った。さらに、ネパール研究協力機関であるコウパ工科大学において土モルタルを用いたレンガ組積造の構造材料実験を実施した。一方、国内の地震で被災した文化財組積造建造物の調査では、福島市有形文化財福島写真美術館、国登録有形文化財PSオランジュリ(熊本市)の微動調査、長期動的モニタリングを実施するとともに、有限要素モデルを用いた地震応答解析を実施した。さらに、海外では2016年イタリア中部地震の被災地を視察し、文化財組積造建造物の構造修復法について情報収集を実施した。国内の実験では、従来の補強技術として鉄筋コンクリートを用いたレンガ壁の補強実験を行った。研究はおおむね計画通りに進んできているが、ネパール研究協力機関(コウパ工科大学)で実施する予定であったレンガ組積造の構造実験がネパール側の事情ですべて完了できず、木による補強効果の確認が次年度に持ち越された。その他の研究計画である、2015年ネパール地震で被災した文化財が組積造建造物の調査、国内の大地震によって被災した文化財組積造建造物の調査は計画どおりに進められた。研究目的を達するために、引き続き、学際的かつ国際的な研究体制で1)2015年ネパール地震で被災した文化財組積造建造物の保存修復法に関する調査、2)被災した文化財組積造建造物の補強事例と技術動向に関する国内外の事例調査、3)『木材料』を用いた組積造建造物の補強および耐震性に関する構造実験を行う。また、新しい技術として、動的挙動のモニタリング技術を文化財建造物に展開する。引き続き、海外の研究協力者と連携し、保存修復法の提示に向けて、国際的な活動を進める方針である。引き続き、学際的かつ国際的な研究組織で研究を進める。まず、今年度に未実施であったレンガ組積造の耐震性および木材料を用いた組積造建造物の補強効果に関する構造実験を実施する。次に、被災した文化財建造物の補強事例と国内外の技術動向に関する調査を行う。次年度は最終年度であり、被災した文化財建造物の保存修復法の提示とともに研究のとりまとめを行う。
ボルネオ島泥炭掘削：過去4000年間の熱帯大気対流活動の復元

ボルネオで掘削採取した泥炭コアについて過去6000年間の微粒炭量の変動を明らかにした.微粒炭量は460 km離れた2地点で似た変動を示し,広域的な環境変動を反映していると考えられる.その変動は,有意な560年周期変動を示す.4000年前から1000年前の期間では,微粒炭量変動は太陽放射量変動と同調し,エクアドルの洪水層頻度の変動とも対応していた.太陽放射量変動が高く,エルニーニョの頻度が高いとき,乾燥化に伴い,野火が頻繁に発生し,微粒炭が多く生産されたと考えられる,1000年前以降と4000年前以前は,同条件では逆に微粒炭量は少なかった.熱帯太平洋の大気対流活動はエネルギーを中高緯度へと伝搬する役割を果たしており,過去の大気対流活動を復元することは全球気候変動の機構の理解につながる.本研究では,ボルネオ島において泥炭コアを採取し,その植物片のセルロースの酸素同位体比を分析することにより,過去4000年間の降水酸素同位体比の高時間解像度復元を行い,大気対流活動の長期的変動を復元する.その変動の周期と振幅から,変動の起源と伝搬過程を考察する.また,草本類のセルロース酸素同位体比,花粉・胞子組成を分析することにより乾湿変動の変化を復元し,ボルネオ島の気候と大気対流活動との対応関係を検討する.さらに微粒炭量を分析することにより,焼き畑農業の歴史を復元する.平成27年度は,ボルネオ島サラワク州のマルディー地域とティンバラ地域でコアリングを行い,9m前後のコアを採取した.また,マルダム地域とロ^ガンブヌート地域の下見を行った.採取したコアについて記載,含水率の測定,植物片の分画を行った.さらに放射炭素年代測定,セルロース抽出作業を進めている.現地でのコア記載,実験室での観察から,マルディー地域の泥炭は葦遺骸と根遺骸,葉遺骸を主体とすることが分かった.葦遺骸の割合は時代により大きく変化することが明らかになった.ティンバラ地域の泥炭は葦遺骸と根遺骸,葉遺骸,炭を主体とすることが分かった.葦遺骸と炭は交互に出現した.葦が卓越する湿潤な環境と野火が起きやすい乾燥した環境が繰り返した可能性が示唆されたマルダム地域の下見により,当地域の泥炭は分解が進んでおらず,当研究の目的に適した試料が得られそうであることが分かった.ローガンブヌート地域の下見により,当地域の泥炭は洪水起源の泥を挟んでおり,コアを採取,解析することにより洪水史の復元が可能になることが考えられた.予定通りにコアを採取できただけでなく,より研究目的にあった掘削地点が明らかになり,また洪水史復元の可能な掘削地点も明らかになった.熱帯太平洋の大気対流活動はエネルギーを中高緯度へと伝搬する役割を果たしており,過去の大気対流活動を復元することは全球気候変動の機構の理解につながる.本研究では,ボルネオ島において泥炭コアを採取し,そのセルロースの酸素同位体比を分析することにより,完新世後半の降水酸素同位体比の高時間解像度復元を行い,大気対流活動の長期的変動を復元する.その変動の周期と振幅から,変動の起源と伝搬過程を考察する.さらに微粒炭量を分析することにより,乾湿変動を復元する.平成28年度はボルネオ島サラワク州のマルダム地域で,コアリングを行い12 m長のコアを採取した.採取したコアについて記載,含水率の測定を行い,放射性炭素年代を測定し,微粒炭量を計測した.平成27年度に採取したマルディー地域,ティンバラ地域のコアについても放射性炭素年代測定を行ない,微粒炭量を計測した.その結果,ティンバラおよびマルダム地域のコアが過去6200年間を連続的にカバーしていること,460 km離れた2地点で微粒短炭量がほぼ同調して変動していること,変動が560周期を示すこと,エクアドルの洪水記録と対比可能であり,エルニーニョの長期滴変動を反映している可能性が高いことが示された.12月にローガンブヌート地域において泥炭を採取する予定であったが,予想よりも早く雨期が到来し,現地へのアクセスが困難になったため.泥炭掘削を来年度に延期した.12月にローガンブヌート地域において泥炭を採取する予定であったが,予想よりも早く雨期が到来し,現地へのアクセスが困難になったため.泥炭掘削を来年度に延期した.ローガンブヌート地域とシブ地域において泥炭コアを採取した.それぞれ10m長の連続コアを得ることができた.ローガンブヌートでは,洪水により供給された泥が混じる泥炭を採取した.この泥含有量を測定することにより,過去4000年間のバラム川の洪水史の復元を行う.シブ地域では,マルダム地域の結果を補強するため微粒炭解析用のコアを採取した.マルダム地域,マルディー地域,ティンバラ地域の泥炭コアから植物片を形態にもとづき分類,仕分けし,それぞれのセルロース酸素同位体比を測定した.同一試料中の植物片の酸素同位体比は多様であり,植物の部位により酸素同位体比が大きく異なることが分かった.また,酸素同位体比と微粒炭量の間に恒常的な関係はみられなかった.当初は,酸素同位体比組成の結果にもとづき,ボルネオの乾湿を変動させている大気循環を明らかにするつもりであったが,結果は複雑であり,単純な解釈が難しいことが分かった.

ローガンブヌート地域とシブ地域において泥炭コアの微粒炭量は分析中であり,結果が出た時点でマルダム地域,マルディー地域,ティンバラ地域での知見と総合し,ボルネオの乾湿変動とその気候強制に関する論文を執筆する予定である.現段階でのデータを総合すると,ボルネオの乾湿変動は有意な560年周期変動を示す.その変動はアイスコアのベリリウム-10濃度変動から推定された太陽放射量と同調した変動を示すが,4000年前から1000年前の期間では太陽放射量が高いときに,ボルネオは乾燥していたが,1000年前以降と4000年前以前は,逆にボルネオは湿潤であったことが示された.ボルネオの乾湿変動は太陽放射量変動に応答しているが,対応関係が1000年スケールで逆転することが明らかになった.ボルネオで掘削採取した泥炭コアについて過去6000年間の微粒炭量の変動を明らかにした.微粒炭量は460 km離れた2地点で似た変動を示し,広域的な環境変動を反映していると考えられる.その変動は,有意な560年周期変動を示す.4000年前から1000年前の期間では,微粒炭量変動は太陽放射量変動と同調し,エクアドルの洪水層頻度の変動とも対応していた.太陽放射量変動が高く,エルニーニョの頻度が高いとき,乾燥化に伴い,野火が頻繁に発生し,微粒炭が多く生産されたと考えられる,1000年前以降と4000年前以前は,同条件では逆に微粒炭量は少なかった.平成28年度は,マルディー地域とティンバラ地域の泥炭コアの放射炭素年代測定とセルロース抽出,酸素同位体比測定,花粉分析,炭分析を行い,ボルネオ大気循環変動に関する予察的結果を得ることを第一の目標とする.サラワク州クチンで開催される第15回国際泥炭会議に出席し,予察的成果を発表するとともに,熱帯泥炭に関して情報交換を行い,研究に役立てる.マルダム地域とローガンブヌート地域において泥炭コアを採取し,記載,含水率測定とそれにもとづくコア間対比,植物片の分画,放射炭素年代測定,セルロース抽出,酸素同位体分析,花粉分析,炭分析を進める.平成29年度は,ローガンブヌート地域の泥炭コアを採取し,放射性炭素年代を測定し,灰分量を分析することにより,バラム川洪水史の復元を目指す.またマルディー地域の泥炭コアの放射性炭素年代測定を完了する.セルロース酸素同位体比分析を終了し,熱帯域降水量変動を復元し,その原因を考察する.29年度が最終年度であるため、記入しない。古気候学29年度が最終年度であるため、記入しない。
肝のケトン体代謝に及ぼす交感神経の作用機序

【目的】肝の代謝に及ぼす交感神経刺激の作用を検討し,ノルアドレナリンの作用と比較し,ATPが交感神経のCotransmitterとして作用している可能性を検討した.【方法】ラットの肝をKrebs-Henseleit緩衝液で経門脈的に低圧灌流し,1mMのオクタン酸を添加した.肝門部の交感神経を電気刺激し〈NS群〉とした.1mMのノルアドレナリン(NA),50muM ATP,0.2muM ATP+1muM NAを注入しそれぞれ〈NA群〉,〈ATP群〉,〈ATP+NA群〉とした.各群とも腹部下大静脈より灌流液を経時的に採取し,流量,ブドウ糖および乳酸,ケトン体の放出量を測定した.さらに各刺激による肝組織内ケトン体含量を測定した.【結果】刺激により各群とも流量が減少し,ブドウ糖,乳酸の放出が増加した.〈NS群〉ではアセトアセテート(AcAc)とbeta-ヒドロキシ酪酸(HOB)とも放出が減少(AcAc:-0.37±0.04,HOB:+0.31±0.15mumol・min^<-1>・gliver^<-1>)した.しかし〈NA群〉ではAcAcの放出は減少したがHOBは減少せず(AcAc:-0.33±0.03,HOB:+0.04±0.03mumol・min^<-1>・gliver^<-1>)神経刺激の効果を再現しなかった.この結果より交感神経の作用においてNA以外の伝達物質の関与が示唆された.〈ATP群〉はAcAc,HOBとも放出が減少し〈NS群〉の効果を再現した.しかも,このとき〈NS群〉と〈ATP群〉では肝組織内HOB含量は有意に増加していた.ところが〈NS群〉の効果はカテコラミンのalpha-blockerにより抑制されてしまいATPの関与は否定的と考えられた.そこで,流量及び代謝に影響のない0.2muMのATPを作用させNAとの相互作用を検討した.その結果〈ATP+NA群〉ではAcAc,HOBともに放出量が減少し〈AcAc:-0.39±0.11,HOB:-0.24±0.05mumol・min^<-1>・gliver^<-1>)交感神経刺激の効果を再現することができた.【結語】肝の交感神経刺激伝達にも,ATPがCotransmitterとして作用している可能性が示唆された.神経作用のメカニズムは複雑であるが,その作用は肝再生にも影響することが知られており重要である.移植後肝の代謝機能をより生理的に保つためには自律神経による代謝メカニズムをさらに検討し把握する必要があると考えられた.【目的】肝の代謝に及ぼす交感神経刺激の作用を検討し,ノルアドレナリンの作用と比較し,ATPが交感神経のCotransmitterとして作用している可能性を検討した.【方法】ラットの肝をKrebs-Henseleit緩衝液で経門脈的に低圧灌流し,1mMのオクタン酸を添加した.肝門部の交感神経を電気刺激し〈NS群〉とした.1mMのノルアドレナリン(NA),50muM ATP,0.2muM ATP+1muM NAを注入しそれぞれ〈NA群〉,〈ATP群〉,〈ATP+NA群〉とした.各群とも腹部下大静脈より灌流液を経時的に採取し,流量,ブドウ糖および乳酸,ケトン体の放出量を測定した.さらに各刺激による肝組織内ケトン体含量を測定した.【結果】刺激により各群とも流量が減少し,ブドウ糖,乳酸の放出が増加した.〈NS群〉ではアセトアセテート(AcAc)とbeta-ヒドロキシ酪酸(HOB)とも放出が減少(AcAc:-0.37±0.04,HOB:+0.31±0.15mumol・min^<-1>・gliver^<-1>)した.しかし〈NA群〉ではAcAcの放出は減少したがHOBは減少せず(AcAc:-0.33±0.03,HOB:+0.04±0.03mumol・min^<-1>・gliver^<-1>)神経刺激の効果を再現しなかった.この結果より交感神経の作用においてNA以外の伝達物質の関与が示唆された.〈ATP群〉はAcAc,HOBとも放出が減少し〈NS群〉の効果を再現した.しかも,このとき〈NS群〉と〈ATP群〉では肝組織内HOB含量は有意に増加していた.ところが〈NS群〉の効果はカテコラミンのalpha-blockerにより抑制されてしまいATPの関与は否定的と考えられた.そこで,流量及び代謝に影響のない0.2muMのATPを作用させNAとの相互作用を検討した.その結果〈ATP+NA群〉ではAcAc,HOBともに放出量が減少し〈AcAc:-0.39±0.11,HOB:-0.24±0.05mumol・min^<-1>・gliver^<-1>)交感神経刺激の効果を再現することができた.【結語】肝の交感神経刺激伝達にも,ATPがCotransmitterとして作用している可能性が示唆された.神経作用のメカニズムは複雑であるが,その作用は肝再生にも影響することが知られており重要である.移植後肝の代謝機能をより生理的に保つためには自律神経による代謝メカニズムをさらに検討し把握する必要があると考えられた.
癌の浸潤・転移におけるEMMPRIN-モノカルボン酸トランスポーター複合体の機能

本研究の目的はEMMPRIN-MCT複合体の機能ががん細胞の転移・浸潤過程に与える影響を明らかにすることである。得られた成果は以下の通り。(1)乳酸類似体である3-ブロモピルビン酸はEMMPRIN-MCT1複合体により前立腺がん細胞株PC-3内に取り込まれることを明らかにした。(2)免疫沈降法の条件を改善することにより、すでにEMMPRINと相互作用することが知られているMCT1、MCT4、MMP1、PDLIM7の他に、CA9等の新規な内在性のEMMPRIN相互作用因子の存在を明らかにした。悪性度の高い癌に高発現している膜タンパク質であるEMMPRINは、細胞表面でモノカルボン酸輸送体(MCT)と複合体を形成している。EMMPRINと複合体を形成するMCTにはMCT1とMCT4の2種類が知られており、癌細胞内でつくられた乳酸を細胞外へ排出していると考えられているが、これらの複合体の機能的な違いについては理解が進んでいない。そこで本研究では、これらの複合体の機能的な差違を明らかにし、その違いが癌細胞の転移・浸潤過程に与える影響を明らかにすることを目的としている。本年度は、EMMPRIN-MCT複合体の機能を、抗癌剤としての利用が期待されている乳酸類似体(3-ブロモピルビン酸)に対する感受性を指標として解析した。前立腺がん細胞PC-3では、MCT1の量を減少させた場合やその機能を阻害した場合には、3-ブロモピルビン酸に対して感受性を示していた細胞が抵抗性を示すことが明らかになった。また、MCT1と複合体を作っているEMMPRINの量を減少させた場合にも3-ブロモピルビン酸に対して抵抗性を示すことが明らかになった。これらの結果はMCT1とEMMPRINの複合体が3-ブロモピルビン酸の細胞内への取り込みに関与していることを示唆している。3-ブロモピルビン酸は乳酸の類似体であることから、この複合体は細胞外に排出された乳酸を細胞内に取り込む役割を果たしていると考えられる。本年度は、EMMPRIN-MCT複合体機能解析のためのタンパク質誘導発現システム(染色体上の特定の部位に遺伝子を挿入することが可能であり、そこから作られるタンパク質の発現量も制御することが可能なシステム)を構築した。また、MCT1が発現していない乳がん細胞株(MDA-MB-231)に対してこのシステムを導入した。このシステムを用いることでEMMPRIN-MCT複合体の機能が詳細に解析することが出来る。解析は現在継続中である。一方、細胞内でEMMPRINタンパク質の量を減少させるとMCT1とMCT4のタンパク質も同様に減少することを見出した。この際、各MCTのmRNA発現量に変化が無いため、その減少はタンパク質分解によるものであると考えられる。一般的に膜タンパク質の品質管理は小胞体での糖鎖修飾によって制御されているが、MCT1とMCT4には糖鎖修飾が起きないことがわかっている。このような糖鎖修飾されない膜タンパク質の品質管理に関しては不明の点が多く、その解明は今後の課題である。卵巣がん細胞株(A2780、A2780ADR)を用いた解析から、MCT1が高発現している細胞株で乳酸類似体である3-ブロモピルビン酸に対する感受性が高いことを見出した。また、抗がん剤が効きにくい低酸素環境下で3-ブロモピルビン酸の殺細胞効果が高まることを確認した。