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NF-κB阻害因子MTI-Ⅱを用いた炎症制御による歯髄・根尖歯周組織再生法の開発

本研究の最終目標は、歯髄または歯根周囲に生じた病変に対する治療において、慢性炎症を制御し組織再生を誘導する治療法を確立することである。本研究では炎症抑制効果を持つステロイドコアクチベーターMacromolecular Translocation Inhibitor II(MTI-II)ペプチドを用い、炎症抑制・組織誘導の両者を同時に行う再生療法の開発を目的としている。今年度は、in vitro実験系において、象牙芽細胞様細胞株および骨芽細胞株を炎症性サイトカインTNFαで刺激するとともにMTI-IIペプチドを加え、炎症反応および石灰化能に関与する細胞内分子を検討した。骨芽細胞株MC3T3-E1細胞をTNFαで刺激すると、NF-κBの転写活性が著しく上昇した。しかし、MTI-IIペプチドの添加によりMTI-IIペプチド濃度依存的にNF-κBの転写活性上昇が解除・抑制された。次に、細胞をTNFαあるいはMTI-IIペプチドで刺激したところ、MMP-9は、TNFα刺激によって発現増加が認められたが、MTI-IIペプチド添加によりMMP-9の発現増加が解除・抑制された。同様に、IL-6,8,12はTNFα刺激によって発現増加が認められたが、MTI-IIペプチド添加によりその発現増加が解除・抑制された。さらに、TNFαとCOX-2の発現も、TNFα刺激によって発現が増加し、MTI-IIペプチド添加によりその発現増加が解除・抑制された。また、象牙芽細胞様細胞KN-3においては、ALP活性とAlizarin red S染色はTNFα濃度依存的に抑制された。TNFα刺激によって抑制されたALP活性とAlizarin red S染色はMTI-IIペプチド濃度依存的にその抑制が解除された。MTI-IIペプチドはTNFα刺激によるNF-κBシグナルを抑制することで、抗炎症効果を示すことが明らかとなった。平成27年度は、in vitro実験系において、象牙芽細胞様細胞(KN-3細胞)および骨芽細胞(MC3T3-E1細胞等)に対するMTI-IIの影響を検討することを予定していた。どちらの細胞株においても、石灰化能を誘導した象牙芽細胞様細胞株および骨芽細胞株を炎症性サイトカインTNFαで刺激するとともにMTI-IIを加え、炎症反応および石灰化能に関与する細胞内分子の発現・活性化を検討することができた。研究申請の段階では、セルライン化された細胞においてMTI-IIの抗炎症効果が確認できない場合は、ラットあるいはマウスから初代培養細胞を採取しMTI-IIの効果を検証することを計画していたが、現在の結果から、その必要はないと考えている。ただし、最終確認として、セルライン化された細胞のみでなく、ラットあるいはマウスから初代培養細胞を採取して検討することも考慮しなければいけないと考えている。そのため、到達度としては、「おおむね順調に進展していると考えている」とした。本研究の最終目標は、歯髄または歯根周囲に生じた病変において、慢性炎症を制御し組織再生を誘導する治療法を確立することである。そこでステロイド剤と同等に抗炎症作用を有するステロイドコアクチベーターMacromolecular Translocation Inhibitor II(MTI-II) (J Biol Chem、2005)に着目し、歯髄・根尖歯周組織の効果的な再生を誘導するための炎症制御因子として炎症抑制・組織誘導の両者を同時に行う再生療法の開発を行っている。これまでに我々は、MTI-IIが炎症の主たるシグナル伝達経路であるNF-κBシグナルを直接抑制すること(Endocrinology, 2016)、MTI-IIおよびMTI-II酸性アミノ酸領域を利用したペプチド(MPAID)がTNFα刺激による象牙芽細胞様細胞の石灰化抑制を解除することを明らかにした(J Cell Biochem, 2016)。骨芽細胞においてもMTI-IIおよびMPAIDはNF-κBシグナルの活性を抑制することでTNFα刺激による炎症性サイトケインの発現を抑制することを報告してきた。さらにTNFα刺激によるBMP誘導性骨芽細胞分化の抑制をMPAIDが解除するメカニズムについて検討した。BMP4で分化誘導した骨芽細胞をTNFαで刺激するとALP活性が抑制されたが、MPAID添加によりその抑制は解除された。また、細胞をBMP4、TNFαおよびMPAIDで刺激したところ、MPAID存在・非存在下に関わらずSmad1/5のリン酸化やSmad1やSmad4の発現に有為な差は認められないことがわかった。以上の結果は、MPAIDによる骨芽細胞分化の抑制の解除は、Smad1/5のリン酸化よりさらに下流に存在する他のシグナル分子を制御している可能性を示唆している。今後は最終確認として、セルライン化された細胞のみでなく、ラットあるいはマウスから初代培養細胞を採取して、TNFαで刺激するとともにMTI-IIを加え、炎症反応および石灰化能に関与する細胞内分子の発現・活性化を検討する予定である。さらにラットあるいはマウスの臼歯断髄モデルおよび異所性骨誘導モデルを用い、in vivoにおけるMTI-IIが歯髄や骨組織に与える影響について検討する予定である。具体的には、ラット下顎臼歯に断髄を行い、窩洞内に(1)コラーゲンスポンジ単独、(2)MTI-II含有コラーゲンスポンジを埋入し、4週間後に3.7%ホルムアルデヒドで固定後、組織切片を作製、HE染色後に組織形態観察を行う。同様に、マウス背筋膜下に(1)コラーゲンスポンジ単独、(2)BMP含有コラーゲンスポンジ、

(3)BMPとMTI-II含有コラーゲンスポンジを埋入し、4週間後に固定・組織切片作製・HE染色を行い組織形態観察を行うことでMTI-IIが生体の炎症応答に与える影響の検討を行う予定である。歯内治療学今年度使用額が計画通りに使用できなかった理由として、MTI-IIペプチドの合成にかかる費用が予定より安価だった点が考えられる。申請当時は、MTI-IIペプチドの効果のある濃度を探すところから始める予定だったため、消耗品代を合成ペプチド10 mg×3回分の計算で予定していたが、in vitroで効果があった濃度が予想より低濃度であったため、10 mg×2回分の購入で実験を行うことができた。以上が次年度使用額が生じた理由である。次年度は、in vivoの実験系を予定している。in vitroの実験系ではMTI-IIペプチドの効果は低濃度であったが、in vivoの実験系では、濃度を決定する実験から始めなければいけない。そのため、今年度使用できなかった予算分をMTI-IIペプチドの合成に係る予算として使用する計画である。
被熱をうけた金属遺留残渣物からの指掌紋検出法

【研究の目的】被熱をうけた金属上の潜在指紋について、被熱をうけた熱履歴が分からないことが検出作業を困難なものにしている。被熱を受けた検体からの指紋検出法を確立するため、次の5点を検討した。1各種金属片の潜在指紋の色調及び表面状態からの熱履歴温度の推定、2指紋中の金属塩化物等が、酸化促進に影響を及ぼすのかの検討、3実務に即した加熱熱源の検討、4200°Cに加熱された潜在指紋は、メイラード反応等により蛍光強度が増加することを確認しており、各種被熱金属検体での確認、5被熱をうけた湾曲状の金属検体からの顕在化システムの構築についての検討を試みた。【研究計画及び結果】真鍮、銅、ステンレス、アルミ合金の検体に、指紋を押なつ後、一昼夜乾燥させたものを検体とした。1アルミ合金以外は、被熱により300°C付近で指紋が消失し、金属片の色調が変色する温度が約400°C近傍にあり、再加熱(600°C)により温度を更に上げることで指紋が顕在化されることが確認できた(再加熱法)。2金属塩化物(Na, K, Ca, Mg)水溶液を真鍮上に滴下後加熱したところ、指紋隆線の酸化状態(凹部となる)に酷似しており、金属元素と指紋中金属塩化物のイオン化傾向の差が大きいほど、顕在化の度合いは増す傾向が確認できた。また、真鍮の場合、銅と亜鉛のうち、イオン化傾向の大きい亜鉛が選択的に酸化され、高温であることと塩化物イオンが存在するときに進行する脱亜鉛腐食と呼ばれる現象により酸化亜鉛の層が真鍮表面に析出する状況が確認できた。なお、1のアルミ合金は酸化膜の影響と金属塩化物(Na, K, Ca, Mg)とのイオン化傾向に大差がないため、指紋の顕在化ができなったと考えられる。3ガンヒーター等の様々な熱源を用いてサーモクレヨンにより被熱温度を確認しながら顕在化を試みたところ、大面積の金属片からの指紋検出にはバーナー等で金属検体の色調を確認しながらあぶる方が効率的なことが確認できた。4200600°Cでの被熱の検体において、青色LED等により蛍光発現を確認したが、メイラード反応等による蛍光強度増幅を確認できなかった。5湾曲の被熱をうけた金属検体について、再加熱法による顕在化を試み、静止画、動画として取り込み分割する画像処理等を試みたがひずみによる影響は避けられず、硬化樹脂等に凹部分を転写させる手法が効率的であると考えられた。
二十世紀転換期ルーマニアにおける政党政治

二十世紀転換期ルーマニアにおける政党政治二十世紀転換期ルーマニアの政党政治は大多数の国民を制度的に政治の場から排除していただけでなく、大規模な猟官制を総選挙前に適用し、二大政党以外の政党に対して排他的になる傾向があった。総選挙は民意ではなく、自党の統治能力を問う「試験」であった。それゆえ、二大政党はその組織力を固めるために、その政策立案には各地域の党支部の利害を調整しなければならなく、その政策決定に一定の限界性を付与しなければならなかった。二十世紀転換期ルーマニアにおける国会議員のデータベースについては、現在の段階で、1895年、1899年、1901年、1905年、1907年、1911年、1912年、1914年の下院選挙に関する情報を下院議事録などから抽出した。抽出したデータは、(1)氏名、(2)所属政党、(3)選挙部会、(4)選挙区、(5)得票数、(6)選挙結果という項目に整理した。本研究が対象とする期間において、国会選挙が10回ほどであったことに鑑みれば、下院に関してはほぼデータ化を行うことができた。次の段階として、データが選挙毎に収集されているので、これらを統合し、人物の同定作業を行い、約20年間において国会議員と選挙区との関係を検討する予定である。次に、二大政党の中央と地方との差異の検討であるが、C.ステレを中心とした自由党ヤシ県支部の活動を分析した。特に、1914年の自由党の二大改革において、ステレ率いるヤシ県支部と保守派との間の〓を検討した。ステレらが改革の「防衛」のために結成した改革同盟が首都ブカレストではなく、モルドヴァの古都ヤシ発信の組織であった点が意味深い。さらに、この地域的要素は改革同盟に対して最も辛辣な批判者ブレリアヌからも読み取ることができる。彼は自由党保守派でもあるが、富農が相対的に多く存在するオルテニア地方テレオルマン県の自由党幹部であった点も考慮すべきである。つまり、自由党が一主張した二大改革は民主化を軸とした対立の他にも、地方における経済的偏差も内包していたといえる。20世紀転換期ルーマニアにおいて、大多数の住民でもある農民は選挙制度によって排除され、そして選挙の実践では二大政党が排他的に議席を確保することで、弱小政党は国政においてほとんど参加することはなかった。もちろん、この「閉鎖的」な体制に対して、改革志向を持つ知識人は批判・反発した。しかし、社会民主労働者党の事例からもみられたように、その挑戦は決定的なものとはならず、むしろ知識人たちに自らの運動の限界を認識させる結果となった。さらに、当該時期において農民の境遇改善に寄与し、「農村の知識人」と評されていた初等教育教師の運動もその職業利益が現体制に深く組み込まれ、その社会的役割の飛躍も既存政党からの支援によるところもあり、この「閉鎖性」を打破するものではなかった。この体制に対する決定的な挑戦や一撃が不在しているなか、各社会層はその利益や理想・目的などを直接的にではなく、二大政党という媒体を通して、間接的に追及することになった。一方、二大政党側においても一定の階層の利益や理論を間接的に吸収することで、農民政党の決定的な出現を抑えた。土地問題では、保守党は地主優位な現体制の維持とそれに付随する貧農救済を、自由党は工業化政策の前提段階としての富農優遇政策をその基本路線とした。特に、自由党は農業を副次的に扱っているにもかかわらず、結果的に、私的所有の強制的収用、所有制限、さらに一定の農民階層への土地分割という政策を掲げることになった。選挙権改革に関しては、「政治的に未成熟」な農民に一定の規制をかける単一選挙部会案が自由党によって支持されていく。同案は普通選挙権という「遠い理想」ではなく、体制内で実現可能なものとして、体制に組み込まれた左派勢力に理論的な根拠を与えた。以上の議論の結実として生じた自由党の二大改革案は、全体として誇大化と形骸化を引き起こすほど曖昧なものであり、また各階層間で二大改革への捉え方に差異や齟齬が生じていた。しかし、それは建国50年を迎えたルーマニアの到達点であったのである。
上肢障がい者の様々な症状に適合する入力インターフェースの研究

上肢障がい者や難病患者の特性に合わせた、マウス操作における方向、距離、サイズ等の依存性をデータベース化し、最適感度を導出する設計を行うことができた。検証により、肉体的負担を減らしつつパフォーマンスを維持できることを確認できた。また病状の進行に伴い画面を見続けることが困難な場合でも状態把握が可能となる環境音を取り入れたインターフェースを設計した。煩わしさによる意識喚起の少ない環境音による音響デザインにより、少ない操作回数で画面遷移や階層構造の移行を可能とし、操作能力の低下分を補完するシステムとなった。本研究は障がい者のパソコン操作支援を目的とし、操作を行う上で最大の障壁となる入力インターフェース部分について、個々の症状特性を考慮したポインタ動作を改善するシステム開発を行った。このシステムは、使用者の症状や病状進行による変化があっても、個々人の動作特性に追従し、その時点で最も扱いやすいポインタ感度を自動的に設定できるように設計された。システムの評価として、実際に、身障者にモニタして頂き、体の動きの調査、システムの効果などを定量的に測定することができた。また、湘南工科大学で「社会貢献活動」として以前より提携のある神奈川県社会福祉事業協会に協力して頂き、「高齢者向けパソコン教室」などで、本システムをインストールしたパソコンをモニターとして使用してもらい、実地調査を行うことができた。また、姿勢維持困難な患者に対しては、GUIの視覚情報を部分的に音響情報としてユーザーに提示し、PCへのアクセスを支援するシステムの開発も行った。特に病状の進行と共に画面を見続けることが困難になるため、画面を見ていない時でも状態把握が可能となる音響情報を徐々に付加し、次のアクションを選択判断する事が可能となるシステムである。姿勢維持困難患者に対して、基礎的な検証実験を行い、PC画面上で異なる階層構造やフォーカス状態を判別できることを確認し、主観的な意見も含めて有効性を見出すことができた。本研究は上肢障がい者や姿勢維持困難者が、パソコンなどの情報を効率良く入力できる支援システムの開発・設計、および視覚情報を徐々に聴覚情報として付加する仕組みを持った新たなインターフェースデザインの設計を提案する。GUIに依存している多数の情報の中から、基本的な情報を部分的に音響情報としてユーザーに提示し、PCへのアクセスを支援するシステムの開発を行った。特にユーザーがアクションを起こしていない静的な状態に着目し、音響デザインを設計に取り入れることで定常状態での状態把握の効率化をはかり、次のアクションを選択判断し易くすることを可能としている。そして継続的なマウス操作が困難な者に対し、少ない操作回数で画面遷移や階層構造の移行を可能とし、病状進行による操作能力の低下分を補完するシステムの設計を行った。健常者および上肢障がい者に対し独自の検証用アプリケーションを開発して実験を行い、PC画面上で異なる階層構造やフォーカス状態などの識別率、操作回数と煩わしさの相関関係を見出し、主観的評価も行った。また神奈川県社会福祉事業協会と連携し「高齢者向けパソコン教室」などで、本システムをインストールしたパソコンをモニターとして使用してもらい、実地調査を行った。研究成果として、平成26年度電子情報通信学会、HCGシンポジウム2014において口頭発表を行った(2014年12月18日)。また情報処理学会、インタラクション2015においてインタラクティブ発表を行った(2015年3月6日)。連続した作業や姿勢を維持することが困難な上肢障がい者や難病患者の操作特性を考慮したシステム開発、及び情報取得の研究を行った。ソフトウェアキーボードなどの利用を想定し、ポインタ動作の最適感度導出のため、方向依存性、距離依存性、サイズ依存性についてデータベース化を行った。これにより、個々の症状や特性に合わせて補正量を調整し最適感度を導出する設計を行うことができた。検証実験により、マウス操作の負担を減らしつつパフォーマンスを維持できることを確認できた。また定期的なキャリブレーションにより、長期的な症状進行に合わせて徐々に感度調整を行うことも可能となった。首の動きをKinectを利用してポインタ制御に結びつけ、本研究の感度調整システムに適用する試みも行った。マウス操作と同等の制御は困難であったが、センサー感度の向上とモデリング校正により精度の向上を望める結果となった。また、病状の進行と共に画面を見続けることが困難になる場合を想定し、画面を見ていない時でも状態把握が可能となる環境音を取り入れたインターフェースを設計した。煩わしさによる意識喚起の少ない環境音を組み合わせ、音源・リズム・音調の変化を組み合わせた音響デザインにより、画面上で異なる階層構造やフォーカス状態などの識別率、操作回数と煩わしさの相関関係を見出した。これにより、少ない操作回数で画面遷移や階層構造の移行を可能とし、操作能力の低下分を補完するシステムとなった。神奈川県社会福祉事業協会と連携し「高齢者向けパソコン教室」で、本システムをインストールしたPCを使用してもらい、作業時間の短縮や負担感などを調査することで有意性を検証することができた。研究成果として、平成27年度電気学会産業応用部門大会にて口頭発表を行った(2015年9月)。また平成27年度電子情報通信学会、HCGシンポジウム2015において口頭発表を行った(2015年12月)。

また病状の進行に伴い画面を見続けることが困難な場合でも状態把握が可能となる環境音を取り入れたインターフェースを設計した。煩わしさによる意識喚起の少ない環境音による音響デザインにより、少ない操作回数で画面遷移や階層構造の移行を可能とし、操作能力の低下分を補完するシステムとなった。ユーザーのマウス操作などにおける特性把握のため、方向依存性、距離依存性、サイズ依存性について測定実験を行ってきた。様々な症状や個人による特性の違いにより補正量はそれぞれ異なるが、各人における症状変化の度合いからパラメータ補完量を調整し、ユーザーにとって、その時点での最適感度を導出する設計指針を導くことができた。一方で、症状進行を推測することは困難であり、変化量の少ない長期的変化に適合した自動調整までには至っていない。さらなるモニタリングによるデータ蓄積とデータ選別が必要である。また、環境音をモデルとした効果音を有効に取り入れ、画面の状態把握や遷移を認識できるシステム制作を行った。様々なタスクを行っている環境において、ホワイトノイズなどの効果音に情報を割り当て、他者への影響を少なくしつつ識別率を維持するデザインの設計を行った。画面への依存を減らした情報取得により、情報を入力する際の支援となるシステムの有意性を見出すことが出来た。現状では、ホワイトノイズをバンドパスフィルターを通して制作しているため、識別率を高めようとすると煩わしさが増す問題があり、音源の種類、リズム、音調の変化を組み合わせて識別率を高める必要がある。ヒューマンインターフェース入力インターフェースとしてソフトウェアキーボードなどの利用を想定し、ポインタ動作の最適感度導出のため、パラメータ調整及び評価モデリングの更正を行う。そのためのデータ蓄積と、多様な特性や進行による症状変化を考慮した検証実験を行う。発展的には、手首から先だけのジェスチャや、首の動きなどをモーションセンサで測定し、座標変換からポインタ制御に結びつけるなどの適用を試みる。また情報取得のためのインターフェース設計においては、空間に溶け込んだ環境音とするため、音色に違いがありマスキングし合うことなく、また煩わしさによる意識喚起の少ない環境音の組み合わせを見出す検証実験を行う。煩わしさの対処として、環境音に近いルームノイズやファンノイズなどにフィルターをかけ、また判別性を高めるために母音になぞらえフォルマントを利用した音源制作を行い、時間経過による変化も設計パラメータとして考慮する。作業時間の短縮や負担などの検証を行うことで、定常状態でも画面を見ずに状態把握が可能となり、入力動作へ効率よく移行することが期待される。ポインタ操作の特性把握のため、被験者に拘束負荷を与えた状態で、異なる負荷に対する方向依存性、距離依存性、サイズ依存性について測定実験を行い、画面上25cm程度のポインタの操作特性を詳細に検証した。これらのパラメータを考慮した感度設定の最適値導出手法を設計することができた。様々な症状や個人による特性の違いにより、補正量は異なるが、無意識による不随意運動までを考慮したものにはなっていない。
膵嚢胞を有する膵組織の遺伝子解析による前癌病変の探索と膵発癌予測

膵癌の前癌病変の1つと考えられているIPMN (Intraductal Papillary Mucinous Neoplasm)切除症例を亜型分類し、レーザーマイクロダイセクション法を用いて腫瘍細胞のDNAを抽出し、K-ras、B-raf、PI3Kの変異解析および免疫組織染色により、p53異常集積、p16、SMAD4の発現低下、ERKのリン酸化の頻度を検討した。その結果、悪性度の高いとされる腸型亜型を呈するIPMNではp53遺伝子変異の頻度、悪性度の低いとされる胃型亜型を呈するIPMNではK-ras遺伝子変異の頻度が高かった。通常型膵癌ではK-ras遺伝子変異が極めて高率であることを考慮すると、胃型亜型では何らかの要因が加わり通常型膵癌の発生に関連し、腸型亜型では発癌過程の後期に起こるとされるp53遺伝子変異によりIPMN由来癌の発生に関与するという異なる発癌過程が考えられた。レーザーマイクロダイセクション法を用いて腫瘍細胞のDNAを抽出し、K-ras、B-raf、PI3Kの変異解析および免疫組織染色により、p53異常集積、p16、SMAD4の発現低下、ERKのリン酸化の頻度を検討した。その結果、K-ras変異はGa9/11例、ht3/11例、Onc1/2例、Pb 0/1例に認め、'Gaにて有意に高かった。B-raf、PI3Kの変異はいずれのタイプでもまれであった。P53の異常集積は8/25例、pl6の発現低下は12/25例、SMAD4の発現低下は5/24例に認め、亜型による有意差は認めなかったが、p53は組織学的悪性度と有意な相関関係を認めた。細胞内シグナル伝達にてK-rasの下流と考えられるERKのリン酸化の頻度はGa10/11、Int4/11でK-ras変異同様にGaにて有意に高かった。GaとIntを比較すると、悪性度の高いIntにおいてp53異常の頻度が高く、悪性度の低いとされるGaではほとんどの通常型膵癌に認めるK-ras遺伝子変異が高かった。Intでは発癌過程の後期に起こるとされる遺伝子変異によりIPMN由来癌の発生に関連'し、Gaでは何らかの要因が加わり通常型膵癌の発生に関与する可能性が考えられた。
複合化超非平衡プロセスによる225nm紫外・室温発光性BNの開発

Sp^3-結合性5H-BNのナノ・ミクロ粒子及び薄膜試料のプラズマ・レーザー・シナジーデポジション・プロセスによる合成手法を確立することが出来た。粒子試料は透過型電子顕微鏡観察による格子像によって欠陥を含まず、電子線回折により菊池線を示し、結晶性が極めて高い。一方、薄膜試料の場合、ナノ又はミクロ・コーン・モルフォロジーを持ち、その成長の時間発展をその場フォトルミネセンス法(新開発)等の手法により観察し、さらに、断面TEMによりそのナノ構造を観察した結果、結晶性は粒子試料に劣るが極めて特異な結晶分布(ペンシル構造)を示し、またそれに対応してコーン表面先端(10100ナノメータ領域)に局在化した伝導性を示す(これはAFMによる伝導性マッピングの新手法を用いた)。粒子試料はその結晶完全性により、225nmのバンド端による室温発光を示すが、薄膜試料は300nm付近のブロードな室温発光バンドを示した。またこれらは発光寿命から直接遷移型である可能性が極めて強い。Sp3-結合性粒子のプラズマ・レーザ・シナジーデポジションによる成長機構に関しては、実験結果が超臨界流体前駆体のプラズマ誘起相変態を示唆し、これを二次元非線形力学系モデルとして定式化、現象を説明した。又、薄膜試料の場合、プラズマから前駆体ラジカルを供給された光化学励起CVDとしての成長機構モデルが提案され、定量的な実験結果の説明に成功した。さらに、ナノまたはミクロコーンのフラクタル分布現象がSi(100)基板において見出され、この観察された温度依存性・自己相似性の起源をともに説明する数理モデルの作製に成功した。以上、成長機構に関しては著しい研究の進展があった。一方、ドーピング実験の確立が必要なデバイス化研究は、資金的な制約もあり、思うように進展しなかったため、今後の研究課題として残された。(1)sp^3結合性BNの非平衡流体状態からの凝縮過程による成長を新たに発見し、更にこの非線形凝縮モデルを試案し、プラズマ誘起自己触媒反応による成長機構を提案して、J.Phys.Chem.Bにおいて論文発表した。即ち、20Hz程度のパルス・エキシマレーザー・アブレーションにより発生する前駆体(流体)物質を水冷基板上にトラップしたものを高分解能電子顕微鏡観察すると、結晶化前の3次元的蜘蛛の巣状(あるいは納豆の糸状)のイメージが得られ、これが電子ビーム照射下で崩壊するのが見られ、結晶化前の前駆的流体状態の実験的示唆となった。更に、パルスレーザーに同期して発生した反応性変調プラズマ中での前駆体物質の滞在時間を制御することにより、電顕観察により著しい密度揺らぎを示す試料が得られた。これは熱力学的臨界点付近の物質の特性として知られており、本実験において前駆体物質が超臨界流体である可能性が強まった。又、菊池線を示す極めて結晶性の高い単結晶性粉体試料(10ミクロンメーター程度)が100msec以下の短時間で成長することも、BNの超臨界流体からの直接的な凝縮・結晶成長機構であることを指示した。この成長機構を非線形二次元力学系モデルとして考察し、自己触媒反応に伴う不連続な相変態として、ここでのsp^3結合性BNの成長を説明できた。(2)紫外レーザー照射を伴うCVDによって、電界電子放出特性を利する表面形状を自己組織的に形成するsp^3-結合性5H-BN薄膜が得られ、この薄膜では、電界電子放出特性が優れていることで知られる従来のカーボンナノチューブのそれを大きく上回っていることが分かった。(3)sp^3-結合性5H-BNの紫外発光分布を測定するため、193nm紫外光励起ICCDカメラ付きフォトルミネッセンス測定装置を開発し、実験を開始した。

今年度は、粉体材料より実用化により近いと考えられる薄膜材料の生成機構、特にその特異なナノ構造の解析において、研究の進展があった。(1)レーザ支援プラズマCVD法による薄膜材料の形成初期過程の高分解能SEMによる観察に成功した。数100nm程度の初期核が、シリコン(100)基板上でmaze状に規則的な配列をしていることが観察された。基板結晶表面の影響は考えられるが、初期核生成がランダムでないことから、光パルス励起プロセスにおける自己組織的秩序形成が働いていると考えられる。この点を今後、明確化したい。(2)薄膜及び粉体試料において、発光寿命の測定に成功した。5.5eVにおける発光寿命が500ピコセカンド以下であることが分かり、本材料が直接遷移型ワイドバンドギャップ半導体であることが強く示唆された。これにより、本材料を用いた紫外発光ダイオードや紫外半導体レーザーの実現の可能性が高まった。(3)レーザ光の干渉を利用した手法により、この核生成パターンの制御に成功した。レーザ支援プラズマCVD法による薄膜試料の成長速度の温度依存性を調べた。レーザ光照射のないプラズマCVDのみの場合には、通常の正の活性化エネルギーを持つアレニウスプロットに乗り、基本的に表面プロセスが熱活性化によるものであることが分かった。一方、レーザ支援プラズマCVD法の場合には、活性化エネルギーが負になり、本質的に熱励起ではなく、光励起プロセスであることが示唆された。又、300°Cの低い基板温度では、レーザー光照射の併用により、プラズマCVDのみの場合の60倍の成長速度を観測した。(1)プラズマ支援レーザーCVDプロセスによる薄膜成長の中に193nmエキシマレーザーによって励起された300nm付近のブロードなバンドの紫外発光(photolumenescence光、以下PLと略記)があることが発見された。このPL発光は薄膜成長のごく初期(数秒)から観測可能であることも分かった。これを利用して、成長過程(測度)のin-situ観測が可能になり、今まで不明だった、成長初期の成長速度の変化が分かってきた。又、重量変化による成長速度の測定結果と、このPL光利用測定の結果の傾向が一致していた。(2)上記結果と関連して、成長各過程におけるモルフォロジーの変化を走査型電子顕微鏡(SEM)により観察した。この結果とPL光の時間変化を比較し、初期核の段階で、既にPL発光するsp3-結合性5H-BNの結晶構造になっていることが分かった。(3)プラズマ支援アブレーション法による粉体試料の場合、アブレーション後のBNターゲットをSEM観察した結果、ターゲット上に数十ミクロンメーターのコーン状のモルフォロジーが形成されていることが分かった。このコーンのターゲットから剥離したものを透過型電子顕微鏡(TEM)観察した結果、コーン先端部が結晶性が極めて高いsp^3-結合性BNにであることが見出された。これは、紫外発光性BNのプラズマ支援アブレーション法による生成過程に関して、重要な示唆を含む結果で、今後、さらに追求してゆく。(4)紫外発光性BNコーンは、条件によって、フラクタル的に分布する。
唾液中の生体内分泌物質によるパソコン作業におけるストレスの蓄積の評価

唾液中に分泌されるホルモンや免疫物質を、精神的ストレスの客観的評価指標(バイオマーカー)として利用することを目的とした。本研究では、パソコン作業による断続的な精神作業負荷に対する五種類のバイオマーカーを同時・経時的に評価したところ、(1)ストレス反応の時定数の差異に基づくと思われる各バイオマーカーの反応特性の相違を発見し、(2)さらに、それを参照することで、いわゆる精神ストレスの"蓄積"の生理的評価手法となり得ることを示した。本研究は継続的なパソコン作業による心的ストレスを唾液中のストレス・バイオマーカー(ホルモン等)により客観的に評価する試みである。唾液により物質的に心的ストレスを評価する試みは20数年前の行動医学研究に端を発する。しかしながら、近年の分子分析技術の発展により現在では過去において技術的に困難であった評価手法が可能となっている。申請者独自の連続的な唾液バイオマーカー評価手法もその一つである。平成19年度に得られた成果を以下に述べる。・PC作業・休憩スケジュールに対する5種類のバイオマーカーの動態調査唾液中に含まれるストレスマーカー(候補)物質は十種類以上あるが、本研究ではその内、免疫グロブリン・コルチゾール・クロモグラニン・DHEA・アミラーゼを対象とし、PC作業・休憩にたいする同バイオマーカーの時間変化を監査した。各バイオマーカーは人間の生理ストレス反応においてそれぞれ別々の制御系統を反映する物質である。実験の結果、PC作業ストレスに対して各バイオマーカーが特徴的な時間変動を示すことが発見された。また、物質によっては、ストレス反応の時間遅れが発生し、結果的に休憩を挟む断続的なPC作業にたいして蓄積的な変動を示した。このような長時間にわたる蓄積的な変化は、いわば内観における心的ストレスの蓄積と合致しており、他の生理指標(例えば心拍や脳波)などでは観察できず、バイオマーカー指標の特徴と考えられる。この成果は、本申請計画の目的および期待される成果と合致するものであった。この研究は近年の分子分析技術の発展により、現在、飛躍的に発展している。本申請研究はパソコン作業による心的ストレスに特化したものであるが、その延長線上にはより汎用的・客観的な心身ストレスの評価手法の開発を目指している。以下に、平成20年度に得られた成果を以下に述べる。・ストレス・バイオマーカーのストレス反応時間特性における数理モデルによる検討既に平成19年度において、パソコン作業・休憩に対するストレスマーカー(免疫グロブリン・コルチゾール・クロモグラニン・DHEA・アミラーゼ)の経時変化の詳細を、申請者独自の連続的バイオマーカー評価手法により定量的に評価した。各物質はその生理的機能はもとより、その生産部位も異なるため、精神的ストレスによって生体内に生理的に賦活される物質的なカスケード反応、つまるところストレス反応のメカニズムの一端を示すものであると考えられる。本年度は、各物質のストレスに対する経時変化を非線形力学系の数理モデルにより再現性良く表現した。同モデルの概念は極めて単純な生理学的要請・仮説に基づき構成したが、この結果は同仮説および同モデルがストレス反応なの時間特性を表現する上で基幹的なモデルとなり得ることを示していると思われる。この研究成果は、本申請計画の目的および期待される成果と合致するものであった。
血管リモデリングが動脈硬化に及ぼす生理的多型及び、機能的潜在性の解明

60-69歳の健診受診男性588人を対象に研究を施行。これにより、高齢男性における身長は、骨髄機能を示唆し、血管修復能および造血能の指標になり得る事が判明。また、骨髄機能低下は加齢に伴う生理的現象ではあるが、血管修復が必要な高血圧者において、動脈硬化の存在はむしろ筋力の維持に貢献している可能性が示唆された。我々は、先行研究において低身長は脳卒中リスク因子であるが、動脈硬化はむしろこのリスクを軽減している可能性を報告している。本研究はこの動脈硬化の持つ脳卒中予防因子としての機能的潜在性及び、高血圧のみでなく加齢性骨髄機能低下もともに動脈硬化形成に影響する事(生理的多型)を説明しうるものである。血管リモデリングが動脈硬化に及ぼす生理的多型及び、機能的潜在性の解明が本研究の課題であり、血管修復因子である抹消血CD34陽性細胞と、他の動脈硬化関連因子及びリスク因子との疫学的な関連を明確にすることが、本研究の主な目的である。従って末梢血CD34陽性細胞測定は、本研究の主幹となるが、その測定は検体が新鮮血である必要があり、24時間以内に測定を完了させる必要があった。さらには、本研究においては、五島から東京に検体を空輸する必要があった。また研究対象である健診が2015年度は連日となり、測定装置を連日フル回転させても、すべての受診者を対象に測定する事が困難になった。そのため、一日に測定可能な人数が限られ、研究対象者を絞る必要が生じた。そこで、効率的に研究対象者を絞ることを目的として準備解析時に測定したCD34陽性細胞数のデータ及び過去の受診者年齢の区分を算出し、それに加え、我々の提唱しているメカニズムの対象年齢も考慮し、研究対象者を60-69歳男性に絞ることが妥当と考えた。しかしその為、当初予定していた研究フィールドである五島のみでは、充分なサンプル数を確保できない可能性が生じた。そこで研究フィールドを佐々町にも拡大し同様の測定を行い、既に本研究を履行する上で充分数のサンプル(392人分)を確保する事ができた。また、ここで得られたCD34陽性細胞数のデータに、他の健診データと突合させデータクリーニングを行い、データベースへの入力作業も既に終えた。また、2014年にも60-69歳男性の196人に同様の測定を行っており、こちらもデータクリーニングを行い、現在は、60-69歳男性の合計588サンプルの既にクリーニングされたデータを保持しており、我々は当該データに対して統計学的解析を開始している。研究対象者を60-69歳男性に絞る前の段階のデータを用いて解析を行い、末梢血CD34陽性細胞数と中性脂肪の関係に関して検討を行った。結果、高血圧非罹患者では中性脂肪は末梢血CD34陽性細胞の間には有意な正の関連を認めるが、GFRの間には有意関連は認めない。一方、高血圧罹患者において中性脂肪は、CD34陽性細胞との間に有意関連は認めないが、GFRとの間には有意な負の関連を認める結果を得たため、国際誌にて報告した(Atherosclerosis 2015;243:71-6)。これは高血圧がCD34陽性細胞の持つ血管内皮修復能を遮蔽していることを示唆する。また、BMI<23kg/m2の者において血清ALP値は末梢血CD34陽性細胞と有意な正の関連を認めることを認め、論文発表した(J Physiol Anthropol 2016;35:2)。これは骨代謝と末梢血CD34陽性細胞数の関係を示すものである。これら研究結果は、本研究の目的である動脈硬化に及ぼす生理的多型の一部を、また、血管リモデリングの機能的潜在性の一部を解明するものである。2016年度までに住民健診を受診した60-69歳の男性588人を対象に一般健診項目(問診、採血検査、検尿検査)に加え、頸動脈内膜中膜複合体肥厚(CIMT)などの動脈硬化指標データ、握力検査や舌圧検査などのサルコペニア指標データ、採取後24時間以内の新潜血を用いた末梢血CD34陽性細胞数の測定、他、血液検査を用いた網状赤血数の測定などにより得たデータを収集し、解析を行った。当研究データの解析により、血小板数が、高血圧未罹患者においては、末梢血CD34陽性細胞数と正の関連を示すが、CIMTとは関連を示さないこと。一方、高血圧罹患者においては末梢血CD34陽性細胞数との間に有意な関連は示さないが、CIMTとの間には有意な正の関連を示すことを認め、血小板数および高血圧の有無が血管内皮修復の指標に成り得ると事を示した(Oncotarget. 2016).さらには、収縮期高血圧存在下において、身長が末梢血CD34陽性細胞数に正の関連を有することを報告、高齢男性において身長は血管修復能の指標に成り得ること(Geriatr Gerontol Int 2016)、高ヘモグロビン値を示す高齢者男性において、身長は網状赤血球数と有意な正の関連を認めることを報告し(Aging (Albany NY) 2016)、身長が造血能力を示唆する指標に成り得ることを明らかにした。

また、末梢血CD34陽性細胞数が少なく、血小板が多い事が、高血圧に関連し、高血圧存在下では動脈硬化形成に寄与し得ることを報告し、CD34陽性細胞数および血小板数が、高血圧と動脈硬化の間に存在し得る悪循環の活動性指標に成り得ることを示した(Atherosclerosis 2017)。これら研究結果は、本研究の目的である動脈硬化に及ぼす生理的多型の一部を、また、血管リモデリングの機能的潜在性の一部を解明するものである。既に本研究を遂行するのに必要なデータは収集、データクリーニング及びデータベースへの入力は終了しており、、当該データに対して統計学的解析を行っている。現在までに得た本研究に関わる新しい知見に関しては、既に学会報告及び国際誌での報告を行っており、当初の計画以上に伸展していると言える。末梢血CD34陽性細胞の測定は、2016年度までに住民健診を受診した60-69歳の男性588人を対象に行い、データ収集後、解析を行った。これにより、2016年度までに1)身長と末梢血CD34陽性細胞の関係(Geriatr Gerontol Int 2016)。2)身長と造血能力の関係(Aging Albany NY 2016)を明らかにし、3)血小板の数が血管修復能を示唆すること(Oncotarget2016)、4)動脈硬化と高血圧は互いに増悪因子であり、血小板数と末梢血CD34陽性細胞数が、高血圧と動脈硬化が形成する悪循環指標になること(Atherosclerosis 2017)が判明し論文報告した。2017年度はさらに検討を進め、1)身長は造血能規定因子であるのと同時に血管修復の活動性規定因子であること(Oncotarget 2018)、2)高齢高血圧者において動脈硬化の存在は、血管修復能が高いことを示唆し得、動脈硬化が進行している者の方が筋力は維持されていること(Oncotarget2017)。3)サルコペニアを示唆する筋力の低下は低身長に有意な正の関連を示し、その背景因子に炎症との関連が報告されているアジア特異的一塩基多型(rs3782886)が関与している可能性が示唆されたこと(Environ Heath Prev Med 2017)。また、4)末梢血CD34陽性細胞の数が多い状況下で、HDLコレステロールは血圧をあげること(J Physiol Anthropol 2017)、5)一方の末梢血CD34陽性細胞の数が少ない状況下では中性脂肪が血圧をあげること(Environ Health Prev Med 2017)を明らかにした。これらの結果は本研究目的である動脈硬化に及ぼす生理的多型の一部を、また、血管リモデリングの機能的潜在性の一部を解明するものである。60-69歳の健診受診男性588人を対象に研究を施行。これにより、高齢男性における身長は、骨髄機能を示唆し、血管修復能および造血能の指標になり得る事が判明。また、骨髄機能低下は加齢に伴う生理的現象ではあるが、血管修復が必要な高血圧者において、動脈硬化の存在はむしろ筋力の維持に貢献している可能性が示唆された。我々は、先行研究において低身長は脳卒中リスク因子であるが、動脈硬化はむしろこのリスクを軽減している可能性を報告している。本研究はこの動脈硬化の持つ脳卒中予防因子としての機能的潜在性及び、高血圧のみでなく加齢性骨髄機能低下もともに動脈硬化形成に影響する事(生理的多型)を説明しうるものである。断面研究としては、研究に充分数のサンプルの確保及びデータクリーニングの完了を得ることが出来たため、既に解析を開始している。解析で得た結果は、国内外の関連学会での発表及び国際誌での発表を行うことを予定している。特に頸動脈内膜中膜厚(CIMT)などの動脈硬化データとの解析も行う。
イシサンゴの群体特異性に関する研究

本研究では、アザミサンゴの覆いかぶせ反応における順位がどのようにして決まるのかを調べた。群体間の覆いかぶせの順位は、直線的でなくネットワーク状になっていた。3つの群体間の関係に着目すると、AがBに勝ち、BがCに勝つ場合でも、常にAがCに勝つとは限らなかった。このことは、覆いかぶせの優劣は群体特有の成長速度の差のみによって決まるのではないことを示す。また互いに癒合する2群体が、第3の群体に対してそれぞれ逆向きの覆いかぶせ反応を示す場合も見られた。従って、癒合か非癒合かを決める組織適合性遺伝子と覆いかぶせの強さを決定する遺伝子は別のものである可能性が高い。もし組織適合性遺伝子が覆いかぶせの向きも決定するとすると、2つの群体の組織適合性遺伝子が部分的に等しければ癒合すると考えられる。Rinkevich et al(1994)は、ミドリイシの1種で同様の観察をし、同じ群体が相手が違えば異なる非適合反応を示すことから、サンゴは多型性の非自己マーカーを識別して異なる種類の非適合反応を示すことができると考えた。しかし、今回同じ2つの群体由来のポリプペア-でも覆いかぶせの向きが異なったり、覆いかぶせの向きが時間とともに逆転する場合が観察された。これらのことは、覆いかぶせの向きは生理的条件、環境条件により影響を受けることを示している。従って相手によって覆いかぶせたりかぶせられたり、勝負がつかなかったりと異なる反応を示すからといって、サンゴが多型性の非自己マーカーを識別できるとは言えない。サンゴは相手群体に自己のマーカーがなければ非自己とみなして非癒合反応を示し、覆いかぶせの向きは別の遺伝子により決まり、さらに生理的環境的諸要因の影響を受けると考えられる。組織非適合性反応に関与する細胞の同定についても試みたが、解離細胞を組織像と関連づける形で同定することがまだできておらず、今後の課題である。
P.gingivalis線毛遣伝子多型と歯周病原性との関連解析

Porphyromonas gingivalisの線毛遺伝子型による歯周病原性の違いと、線毛を介したP.gingivalisの細胞侵入に関与するプロテアーゼの歯周病原性についても検討した。その結果、下記3つの知見が得られた.1.P. gingivalisの細胞侵入に不可欠な線毛には6つの遺伝子多型が存在し、II型線毛遺伝子をもつ菌株は効率よく歯周細胞に侵入し、強力な細胞機能傷害と細胞死を引き起こすことを示した.また、I型とII型線毛遺伝子を相互に入れ替えた線毛置換株においても、II型線毛遺伝子を付与された株は強力な細胞機能傷害を発揮し、線毛遺伝子の違いが、本菌の持つ歯周病原性に関与していることを示した.2上述のII型線毛遺伝子をもつP.gingivalis臨床分離株間で病原性を比較したところ、P.gingivalisの歯周病原性は線毛を介した細胞への侵入と、P.gingvatisの病原因子の一つであるプロテアーゼの活性が関与することを示した.また、I型線毛遺伝子を有するプロテアーゼ欠損株にプロテアーゼ処理を施したところ、菌体表層に正常な線毛を発現し、線毛タンパクの菌体表層への発現には、プロテアーゼの存在が必要不可欠であると同時に、線毛を介した上皮細胞への侵入にも影響を及ぼしていることを示した.3.P. gingivalisのプロテアーゼは、細胞周期関連タンパクである、サイクリンDおよびEの産生を抑制することによりG1期に細胞周期を停止させ、細胞増殖を阻害することを示した.P.gingivalis線毛のサブユニットFimAをコードするfimA遺伝子には6つの遺伝子型が存在する。歯周病患者からは2型fimA遺伝子を有するP.gingivalisが高頻度で検出され、非歯周病成人からは1型fimA株が高頻度で検出される。しかし,fimA遺伝子型の相違と本菌の病原性との関係は未だ明確にはされていない。そこで本年度は、fimA遺伝子型と本菌の病原性との関連を明らかにするために、1型および2型fimA株のfimA遺伝子を相互に置き換えた変異株を作製し、病原性の変化を評価した。ATCC33277株の1型fimA株を2型fimA遺伝子に置き換えた変異株、また逆にOMZ314株の2型fimAを1型fimAに変異させた株、両株の線毛欠損株を作製し、上皮細胞(Hela細胞および不死化歯肉上皮細胞)への付着、侵入、細胞傷害性およびマウス急性炎症モデルでの病原性を評価した.2型fimA遺伝子を付与された株は顕著な細胞侵入能を示すとともに、細胞内シグナル分子であるpaxillinとfocal adhesion kinaseを分解した.また,2型線毛株は細胞増殖、細胞遊走能などに顕著な阻害活性を示した。マウスモデルにおいても2型線毛株は有意な急性炎症症状を惹起した。これらの知見より、同菌の2型fimA遺伝子と細胞傷害性との強い関連性が示された。現在、これら菌株を感染させた不死化歯肉上皮細胞のマイクロアレイ解析を実施し、歯肉上皮細胞によるP.gingivalis殺菌機構と歯周病感受性と関連する遺伝子を検索している。その結果、下記3つの知見が得られた.1.P. gingivalisの細胞侵入に不可欠な線毛には6つの遺伝子多型が存在し、II型線毛遺伝子をもつ菌株は効率よく歯周細胞に侵入し、強力な細胞機能傷害と細胞死を引き起こすことを示した.また、I型とII型線毛遺伝子を相互に入れ替えた線毛置換株においても、II型線毛遺伝子を付与された株は強力な細胞機能傷害を発揮し、線毛遺伝子の違いが、本菌の持つ歯周病原性に関与していることを示した.2上述のII型線毛遺伝子をもつP.gingivalis臨床分離株間で病原性を比較したところ、P.gingivalisの歯周病原性は線毛を介した細胞への侵入と、P.gingvatisの病原因子の一つであるプロテアーゼの活性が関与することを示した.また、I型線毛遺伝子を有するプロテアーゼ欠損株にプロテアーゼ処理を施したところ、菌体表層に正常な線毛を発現し、線毛タンパクの菌体表層への発現には、プロテアーゼの存在が必要不可欠であると同時に、線毛を介した上皮細胞への侵入にも影響を及ぼしていることを示した.3.P. gingivalisのプロテアーゼは、細胞周期関連タンパクである、サイクリンDおよびEの産生を抑制することによりG1期に細胞周期を停止させ、細胞増殖を阻害することを示した.
頸動脈プラーク新生血管におけるペリサイトの機能解明と新規治療法の開発

頸動脈狭窄症においてプラーク内の新生血管が破綻し出血を伴う病変は、不安定で脳梗塞を起こしやすい。我々は、その出血のメカニズムに着目し、出血部では局所的に低酸素状態であることを報告してきた。一方で、新生血管数とプラーク内出血は相関が見られなかった。そこで、プラーク内出血の要因は新生血管の脆弱性に起因すると考えるに至った。ペリサイトは、全身の小血管において内皮細胞を裏打ちし血管透過性や強度に重要な役割を果たしているが、頸動脈プラーク内出血における役割は不明である。そこで、まずは頸動脈プラーク内新生血管にペリサイトの存在について調べた。頸動脈内膜剥離術の際に摘出したプラークを免疫組織化学的に検討した。その結果、プラーク内出血が高度なものは軽度なものに比べて、ペリサイトに覆われた新生血管が有意に少なかった。一方で、血管内皮細胞を有する新生血管数は有意な差がなかった。また、ペリサイトを有さない新生血管はペリサイトを有するものと比較すると有意に拡張していることが分かった。このことからもペリサイトが新生血管の脆弱性に関与している可能性が考えられた。以上よりプラーク内出血には新生血管ペリサイトが関与している可能性が示唆された。今回行った我々の検討について論文を執筆し、Journal of Neurosurgeryへ投稿、受理された。これまでに頸動脈プラークにおける新生血管ペリサイトについて検討したものは1編のみである。その報告では、ペリサイトはプラークの石灰化、安定化に寄与すると述べられている。我々の研究でも、ペリサイトの機能解析は頸動脈プラーク安定化の新たな手段につながり得ると考えられた。論文発表できているため。しかし、さらなる検討が必要である。引き続き研究計画に則って研究をすすめる。論文執筆し受理されたため。しかし、研究計画のごく一部にすぎずさらなる研究の推進が必要である。引き続き研究計画に則って研究を推進させる。小額のため、次年度に繰り越した。
葉層構造および数論的な位相空間に対する力学系の作用素環論的手法を用いた解析

Connes-Landiによって導入されたtheta変形環上のスペクトラル3つ組によって定まる巡回コサイクルの振る舞いについて研究した。もとの環の上のトーラス作用で不変な巡回コサイクルに対し変形された環の上の巡回コサイクルを定義し、そのK-群との対合に関する公式を与えた。証明の鍵となったのはKronecker葉層の類似である実数群の作用によってtheta変形を強森田同値な環で置き換えることだった。この応用として、変形パラメータを動かしたときにConnes-Chern指標がK群に引き起こす写像が不変であることを示した。また、無理数回転環の場合に知られていた正規化トレースがK群に引き起こす写像の像の計算の問題が、一般的にtheta変形の枠組みの中で実行可能なことを示した。また、対称群のII1-因子表現から導かれる作用素環の包含の構造についても研究した。このようにして得られる包含が既約であることの必要十分条件や指数有限であることの必要十分条件などをThoma指標に関する条件として与えることができた。とくに、既約な部分因子環はWassermannによる構成と正則表現により得られる構成との2種類に限られることがわかった。ここでの証明の鍵となったのは、対称群の中の特別な元の、部分因子環の相対交換子への条件付き期待値のモーメントとしてThoma指標を解釈することだった。また、この構成による部分因子環の相対エントロピーがBoyko-Nesonovによる力学エントロピーと同様に評価できることが示せた。等質空間上の流れのうちで興味深い例を与える右手系ベクトル場についてその正値性が熱核を使って説明できることを示した。絡み数の正値性という幾何学と熱核という解析的な構成との間の関連は興味深い。無限対象群の包含関係から導かれる超有限部分因子環の構造を解析し、既約な部分因子環が得られるのは正則表現の場合と無限テンソル積表現の場合に限られることなどを示した。さらに、指数が無限になることと、対応する漸近表現から導かれるトレース状態が忠実になることとが同値であることを示した。非可換幾何・作用素環論とcoarse幾何との重要な接点であるHigson coronaやStone-Cech境界への群作用について考察し、共役作用がStoe-Cech境界に導く作用に関して、固定点が存在する場合の必要十分条件を与えた。その帰結として、有限の点からなる軌道が存在する場合には群は性質Fをもつこと、L2 Betti数が自明になることや群が非従順ならばAkemann-Ostrandの性質を持たないことを示した。