hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
好酸球性副鼻腔炎における新規バイオマーカーの同定―エンドタイプの確立を目指して―

慢性副鼻腔炎は重症度、治療効果などが多様であり、症候群としての特徴を有す。本研究では慢性副鼻腔炎患者を対象にアレルギー蛋白測定、2型自然リンパ球の発現同定を行った。そしてクラスター解析を用いてendotype分類を行った。対象症例52例の副鼻腔粘膜組織を採取した。好酸球性副鼻腔炎患者は非好酸球性副鼻腔炎患者と比較して自覚症状スコア、副鼻腔CTスコアが有意に高かった。また、局所粘膜のIL-13、IL-6とILC2の発現も有意に高かった。しかしクラスター解析では有意差を認めず、endotype確率のためには今後症例数の蓄積が必要と考えた。東京慈恵会医科大学倫理委員会、臨床研究審査委員会に研究を申請し承認を得た。当院で手術に至った両側性慢性副鼻腔炎症例28例の副鼻腔粘膜組織、副鼻腔貯留液を採取した。検体の採取に際しては提供者の人権および利益の保護について十分配慮し、検体提供と本研究の意義を十分説明した上で患者本人の同意を得た。また、臨床検査所見として自覚症状スコア、副鼻腔CTスコア(Lund and Mackay score)、鼻ポリープスコア、血中好酸球数、血清総IgE値、特異的IgE値、HE染色における組織好酸球浸潤の程度を作成した登録表に記入した。自覚症状スコアは米国アレルギー学会誌のrecommendationを参考とした16項目からなる自記式アンケート調査を使用してスコア化した。鼻ポリープの評価は米国アレルギー学会誌のreccomendationに従って評価する。すなわち0:ポリープなし、1:中鼻道内に限局するポリープ、2:中鼻道を充満するポリープ、3:中鼻道を越えて伸展するポリープ、4:鼻腔に充満するポリープ、の04にスコア化した。採取した副鼻腔粘膜は副鼻腔粘膜組織に重さ0.1gあたり1mlの生理食塩水を加えhomogeneizerにてon iceでhomogenizeした。その後4°Cで10分間3,000rpmで遠心し、上清を凍結保存した。また、副鼻腔に貯留しているムチンも同時に採取し、生理食塩水で等倍に希釈し、4°Cで10分間3,000rpmで遠心して上清を採取、凍結保存した。今後症例数を増やして組織中、鼻汁中の炎症性サイトカイン、ケモカインの蛋白発現解析をELISA法で施行予定である。東京慈恵会医科大学附属病院耳鼻咽喉科にて内視鏡下鼻内手術を施行した慢性副鼻腔炎患者36例の罹患副鼻腔粘膜、副鼻腔貯留液を採取した。また臨床検査所見として自覚症状スコア、副鼻腔CTスコア、鼻ポリープスコア、血中好酸球数、血清IgE値、HE染色による組織好酸球浸潤の程度、好酸球性副鼻腔炎診断基準スコア(JESREC score)を登録表に記入した。副鼻腔貯留物中のIL-5, IL-8, IL-33, IL-13の蛋白発現解析をELISA法で測定した。IL-5は28例、IL-8は32例、IL-13は12例,IL-33は34例で検出された。今後他のサイトカイン、ケモカイン発現解析を行い、臨床検査所見との相関を検討予定である。検体採取が十分に進み、蛋白発現解析の実験系も順調に進展している。当院で手術に至った両側性慢性副鼻腔炎症例52例の副鼻腔粘膜組織、副鼻腔貯留液を採取した。臨床検査所見として自覚症状スコア、副鼻腔CTスコア(Lund and Mackay score)、鼻ポリープスコア、血中好酸球数、血清総IgE値、特異的IgE値、HE染色における組織好酸球浸潤の程度を登録表に記入した。また、採取した副鼻腔粘膜の遺伝子発現解析をRT-PCRで、蛋白発現解析をELISA法で測定した。またアレルギー性鼻炎の罹患率、血中好酸球数も有意に上昇していた。また、局所粘膜におけるIL-13、IL-6の遺伝子、蛋白発現も有意に高かった。IL-4、IL-5、IL-33、ST-2、TSLPの発現は有意差を認めなかった。

本研究では慢性副鼻腔炎患者を対象にアレルギー蛋白測定、2型自然リンパ球の発現同定を行った。そしてクラスター解析を用いてendotype分類を行った。対象症例52例の副鼻腔粘膜組織を採取した。好酸球性副鼻腔炎患者は非好酸球性副鼻腔炎患者と比較して自覚症状スコア、副鼻腔CTスコアが有意に高かった。また、局所粘膜のIL-13、IL-6とILC2の発現も有意に高かった。しかしクラスター解析では有意差を認めず、endotype確率のためには今後症例数の蓄積が必要と考えた。倫理委員会の承諾を得て、研究同意書、同意説明書、登録用紙を作成し、検体の採取が順調に行えている。副鼻腔貯留物のみならず、副鼻腔粘膜組織中の炎症性サイトカイン、ケモカイン発現解析を進めていく。さらに臨床検査所見との関連性をクラスター解析にて検討する今後症例数を増やし、組織、鼻汁中の炎症性サイトカイン、ケモカイン発現解析を行っていく物品費、消耗品、備品等の必要経費が抑えられたため初年度は倫理委員会への承認申請が遅くなってしまい、サンプル収集のみであった。本年度蛋白発現解析予定である。次年度の研究経費に使用予定ELISA用抗体を購入予定
環境調和型プロセスによる植物バイオマス由来炭素繊維の開発

今年度は単独重合による分子量向上のための条件検討を行って得られた、分子量4万9千のポリカフェ酸に関して、溶融紡糸による繊維化のための条件検討を実施した。(1)炉体および押出口の温度(2)押出口と巻き取りローラー間の距離(3)ローラーによる繊維の巻取速度のそれぞれに関して最適化を行い、炉体および押出口温度:それぞれ200°C、押出口と巻き取りローラー間の距離:2cm、巻取速度:毎分10mという条件の下で、ポリカフェ酸の連続紡糸に成功した。得られた繊維は直径約240マイクロメートルで、金色の光沢を有するものであった。強度試験を行った結果、引張弾性率が1.3GPa、破断強度が53MPa、破断伸びが5%であった。破断伸びについては市販の熱可塑性芳香族ポリエステルであるポリエチレンナフトエートと同様の値であったが、弾性率と強度についてはなお改善の余地を有するものであった。この原因を調べるためポリカフェ酸繊維のX線回折測定を行ったところ、繊維内部での分子の配向の程度がなお低い段階にとどまっているためであることが明らかとなった。これを改善するため、ポリカフェ酸の軟化温度より少し低い温度である90°Cにおける熱処理を行ったところ、弾性率は2.0GPaと向上が見られたが、破断伸びは4%と逆に低下した。また破断強度は51MPaとほぼ変化しなかった。これは熱処理による結晶化度の増大を反映していると考えられるが、高強度化につながる分子配向の増大のためには、溶融状態からの紡糸時において高い分子配向を形成させることが必要であることも同時に明らかとなった。炭素繊維前駆体として十分な強度と弾性率を示すポリカフェ酸繊維の作製条件検討に時間を要しているため。次年度は炭素繊維前駆体として用いるために十分高い弾性率と強度(それぞれ10GPaおよび300MPaを目標値とする)を示すポリカフェ酸繊維の作成のため、紡糸条件の更なる最適化や、紡糸後の熱処理による構造制御や化学架橋導入に取り組む。今年度は米ぬかから取得可能な芳香族ヒドロキシ酸であるフェルラ酸と、アミノ酸として最も単純な構造を持つグリシンをモノマーユニットとする交互共重合ポリエステルアミドの合成を行った。水酸基をアセチル基でブロックしたアセチル化フェルラ酸と、カルボキシ基をメチル基でブロックしたグリシンメチルエステルのアミド化を行い、得られたアミド化物のメチル基を脱保護して重合前駆体であるアセチルフェルロイルグリシン(AcFAG)を得た。このAcFAGを減圧下200°Cで1時間から16時間の範囲で重合を行ったところ、硬質な樹脂を得ることができた。この重合物は約190°Cという高いガラス転移温度を持ち、加えて300°Cにおいても熱分解を示さない高い耐熱性を持っていることが明らかとなった。さらにクロロホルムなどの汎用の有機溶媒には不溶であり、ペンタフルオロフェノールにのみ可溶であったことから、高い有機溶剤耐性を持つこともわかった。得られた重合物は重量平均分子量39,000というポリエステルアミドとしては高い分子量を持つ画分からなり、これにより高い強度を持つ成形体および繊維となることが期待される。すなわち、プラスチックとしての指標である重量平均分子量1万を超える重合物を得ることができた。今年度確立できた共重合ポリエステルアミドの合成経路に基づき、次年度以降、グリシンより長いアルキル連鎖をもつ種々のアミノ酸とアセチル化フェルラ酸の交互共重合ポリエステルアミドを合成し、それらの熱的特性や力学物性、溶剤耐性を検討していく。所期の目的である芳香族ヒドロキシ酸とアミノ酸を用いた交互共重合ポリエステルアミドの合成経路を確立し、プラスチックとしての指標である重量平均分子量1万を超える重合物を得ることができたため。今年度は昨年度に続き、炭素繊維の前駆体として用いるに適した芳香族重合体を天然の芳香族ヒドロキシ酸から得ることを目的として、(1)米ぬかから得られるフェルラ酸とアルキル連鎖長の異なるアミノ酸および脂肪族ヒドロキシ酸との共重合条件の検討を行い、さらに(2)新たな天然由来芳香族ヒドロキシ酸としてのカフェ酸の単独重合条件の検討を行った。(1)に関しては、アルキル連鎖長が4のガンマアミノ酪酸および、連鎖長6の6-アミノカプロン酸を、フェルラ酸に対するカップリング分子として選定し、アミノ酸がグリシンの場合と同様の反応条件でフェルラ酸とのカップリングが可能であることを見出した。現在、これらのカップリングモノマーの重合条件を検討している。フェルラ酸と脂肪族ヒドロキシ酸との共重合に関しては、炭素数2および6の脂肪族ヒドロキシ酸である、グリコール酸および6-ヒドロキシカプロン酸を用い、6-ヒドロキシカプロン酸との共重合体において最大で分子量が1万2千となる重合体の合成に成功した。(2)に関しては、研究代表者の過去の研究課題においても一部行っており、アセチル化したカフェ酸を減圧下で加熱することで重合が進行することは既に明らかとなっているが、これまでの条件では分子量が極めて低い(数千程度)か、過度に重合が進行し溶剤への溶解性の乏しい重合体となるという問題点があった。特に溶解性の乏しさは本研究課題の目的である繊維化にとって大きな問題である。すなわち、溶解性を維持しながら可能な限り高い分子量の重合体を得ることが必要となる。この課題を解決するため、アセチル化カフェ酸の重合温度および時間を精査した。

その結果、重合温度を180°C、重合時間を4時間までの範囲で変えることで、溶剤への溶解性を保持しながら分子量が4万9千まで増大させることに成功した。炭素繊維製造のための前駆体である芳香族重合体について、フェルラ酸とグリシンの共重合体で特殊な溶剤(ペンタフルオロフェノール)にのみ溶解性を示すという結果が得られており、より汎用性の高い溶剤に溶解性を示すような構造のポリマーを得るために、組み合わせるアミノ酸の種類を増やして検討を行っているため。今年度は単独重合による分子量向上のための条件検討を行って得られた、分子量4万9千のポリカフェ酸に関して、溶融紡糸による繊維化のための条件検討を実施した。(1)炉体および押出口の温度(2)押出口と巻き取りローラー間の距離(3)ローラーによる繊維の巻取速度のそれぞれに関して最適化を行い、炉体および押出口温度:それぞれ200°C、押出口と巻き取りローラー間の距離:2cm、巻取速度:毎分10mという条件の下で、ポリカフェ酸の連続紡糸に成功した。得られた繊維は直径約240マイクロメートルで、金色の光沢を有するものであった。強度試験を行った結果、引張弾性率が1.3GPa、破断強度が53MPa、破断伸びが5%であった。破断伸びについては市販の熱可塑性芳香族ポリエステルであるポリエチレンナフトエートと同様の値であったが、弾性率と強度についてはなお改善の余地を有するものであった。この原因を調べるためポリカフェ酸繊維のX線回折測定を行ったところ、繊維内部での分子の配向の程度がなお低い段階にとどまっているためであることが明らかとなった。これを改善するため、ポリカフェ酸の軟化温度より少し低い温度である90°Cにおける熱処理を行ったところ、弾性率は2.0GPaと向上が見られたが、破断伸びは4%と逆に低下した。また破断強度は51MPaとほぼ変化しなかった。これは熱処理による結晶化度の増大を反映していると考えられるが、高強度化につながる分子配向の増大のためには、溶融状態からの紡糸時において高い分子配向を形成させることが必要であることも同時に明らかとなった。炭素繊維前駆体として十分な強度と弾性率を示すポリカフェ酸繊維の作製条件検討に時間を要しているため。今年度確立できた共重合ポリエステルアミドの合成経路に基づき、次年度以降、グリシンより長いアルキル連鎖をもつ種々のアミノ酸とアセチル化フェルラ酸の交互共重合ポリエステルアミドを合成し、それらの熱的特性や力学物性、溶剤耐性を検討していく。さらに得られた重合物の結晶性や熱流動性に関する解析や、繊維や成形物への加工条件についても検討していく。フェルラ酸とアミノ酸の共重合体については、現在進めているアルキル鎖長の異なるアミノ酸との共重合条件の検討を進め、重合体の炭素繊維前駆体としての適性を調べる。カフェ酸の単独重合体に関しても、単独である程度の分子量を有する重合体の作製に成功したので、これをより精査して繊維化に必要な分子量10万以上の重合体を得ることを目指す。次年度は炭素繊維前駆体として用いるために十分高い弾性率と強度(それぞれ10GPaおよび300MPaを目標値とする)を示すポリカフェ酸繊維の作成のため、紡糸条件の更なる最適化や、紡糸後の熱処理による構造制御や化学架橋導入に取り組む。
線形論理の自動演繹システムに関する研究

平成1416年度において,以下のように線形論理の自動演繹システムについて,ソフトウェア開発および研究発表を行った.LLPTTPは,古典論理の節形式に対して定理証明を行うシステムである(雑誌論文-1).本システムでは,節形式を線形論理型言語LLPのプログラムに変換し,LLPコンパイラ処理系を用いてコンパイル/実行することで定理証明を行っている.LLPTTPシステムの性能を,TPTP問題セットに対して,既存のPTTP(Prolog Technology Theorem Prover)およびlolliCoPと比較した結果,より良い結果を得られることが確認できた.LL2LLPは,命題古典線形論理の論理式に対して定理証明を行うシステムである(雑誌論文-2,6).本システムでは,命題古典線形論理の論理式を代表者らの開発した線形論理型言語LLPのプログラムに変換し,LLPコンパイラ処理系を用いてコンパイル/実行することで証明探索を行う.証明探索の性能を,linres, linseq, linTAP等の他の線形論理自動証明システムと比較したところ,多くの問題についてはるかに効率良い証明探索が行えることが確認できた.・検証システムへの応用慶應大学の岡田教授らと,実時間システムの仕様記述検証に関する共同研究を行い,線形論理を用いた検証システムのプロトタイプを開発し,その成果について国際ワークショップでデモンストレーションを含めた研究発表を行った(雑誌論文-4,5).平成1416年度において,以下のように線形論理の自動演繹システムについて,ソフトウェア開発および研究発表を行った.LLPTTPは,古典論理の節形式に対して定理証明を行うシステムである(雑誌論文-1).本システムでは,節形式を線形論理型言語LLPのプログラムに変換し,LLPコンパイラ処理系を用いてコンパイル/実行することで定理証明を行っている.LLPTTPシステムの性能を,TPTP問題セットに対して,既存のPTTP(Prolog Technology Theorem Prover)およびlolliCoPと比較した結果,より良い結果を得られることが確認できた.LL2LLPは,命題古典線形論理の論理式に対して定理証明を行うシステムである(雑誌論文-2,6).本システムでは,命題古典線形論理の論理式を代表者らの開発した線形論理型言語LLPのプログラムに変換し,LLPコンパイラ処理系を用いてコンパイル/実行することで証明探索を行う.証明探索の性能を,linres, linseq, linTAP等の他の線形論理自動証明システムと比較したところ,多くの問題についてはるかに効率良い証明探索が行えることが確認できた.・検証システムへの応用慶應大学の岡田教授らと,実時間システムの仕様記述検証に関する共同研究を行い,線形論理を用いた検証システムのプロトタイプを開発し,その成果について国際ワークショップでデモンストレーションを含めた研究発表を行った(雑誌論文-4,5).本年度は,線形論理の証明探索を高速に行うシステムのプロトタイプとして,下記のPN2LLPおよびLLPTTPシステムを開発し,線形論理の証明不可能性の検出アルゴリズムについて検討を行った.・PN2LLP(Petri Net to LLP)は,線形論理の論理式のうちペトリネットに対応する論理式の証明可能性を解析することで,元のペトリネットの到達可能性を解析するシステムである([雑誌論文]-1で発表)。本システムでは,ペトリネットに対応した線形論理の論理式を,代表者らの開発した線形論理型言語LLPのプログラムに変換し,LLPコンパイラ処理系を用いてコンパイル/実行することで到達可能性を判定している。・LLPTTP(LLP Technology Theorem Prover)は,古典論理の節形式に対して定理証明を行うシステムである([雑誌論文]-2で発表)。本システムでは,節形式を線形論理型言語LLPのプログラムに変換し,LLPコンパイラ処理系を用いてコンパイル/実行することで定理証明を行っている。LLPTTPシステムの性能を,TPTP問題セットに対して,既存のPTTP(Prolog Technology Theorem Prover)およびlolliCoPと比較した結果,より良い結果を得られることが確認できた。これは,線形論理型言語LLPでの特徴であるリソースを用いたプログラミングが有効に働いた結果である。今後は,開発した上記プロトタイプを元に,線形論理の証明探索システムの開発を進める。また,本年度検討を行った線形論理の証明不可能性の検出アルゴリズムを元に,線形論理の証明不可能性検出システムの開発を進める。・LL2LLP(Linear Logic to LLP)は,命題古典線形論理の論理式に対して定理証明を行うシステムである.本システムでは,命題古典線形論理の論理式を代表者らの開発した線形論理型言語LLPのプログラムに変換し,LLPコンパイラ処理系を用いてコンパイル/実行することで証明探索を行う.プロトタイプを作成し,その速度を他の線形論理自動証明システムと比較したところ,LL2LLPと同様の後向き証明探索を用いているlinseq,タブロー法を用いているlinTAPよりもはるかに高速であった.しかし,前向き証明探索を用いているlinresと比較すると,linresで証明できないがLL2LLPで証明できる問題がある一方,逆にlinresで証明できるがLL2LLPで証明できない問題も存在した.

これは,証明探索の戦略が異なることが原因であると考えられるため,当初の予定通り,証明不可能性の検出を含め,複合的な戦略の利用について今後検討を進める.本年度は,以下の研究成果を得た.・線形論理の定理証明システムLL2LLPの改良LL2LLP(Linear Logic to LLP)は,命題古典線形論理の論理式に対して定理証明を行うシステムである.昨年度のプロトタイプを改良し,既存の線形論理定理証明システムよりはるかに高速に定理証明を行えることを確認し,その成果をまとめ研究発表を行った.また,LL2LLPのベースとなっている線形論理型言語のコンパイラ処理系LLPに関しても,日本学術振興会外国人特別研究員のJ.Polakow氏らと,より効率の良い計算モデルに関する研究を行った.・検証システムへの応用慶應大学の岡田教授らと,実時間システムの仕様記述検証に関する共同研究を行い,線形論理を用いた検証システムのプロトタイプを開発し,その成果について国際セミナーで研究発表とデモンストレーションを行った.
送粉系を巡る種間相互作用が植物の交配システム進化に及ぼす影響

・近縁なツガザクラ属植物を材料とし、送粉者(マルハナバチ)を共有することによる植物の交配システム進化への影響を検討した。・ツガザクラとアオノツガザクラが共存している立山では、両種の雑種と見られる個体が観察され、花形態(花冠サイズ、柱頭-葯間距離、花柄上の毛の長さ)が両種のほぼ中間の値を示した。種間交配実験から、ツガザクラとアオノツガザクラの間で雑種種子の生産が可能であることが示された。しかし、ほとんど全てのマルハナバチはアオノツガザクラを選好訪花しており、ツガザクラへの訪花頻度はきわめて低かった。ツガザクラへの訪花は、アオノツガザクラへ選好訪花中に偶発的に起こるものであり、ツガザクラ個体間での連続訪花はほとんど観察されなかった。これは両種の花蜜分泌量の違いが原因と考えられた。マルハナバチのこのような行動特性は、ツガザクラにアオノツガザクラの花粉が到達する頻度を高めており、雑種形成を促進する原因と考えられた。しかし、両種の雑種と見られる個体は全く種子生産ができず、雑種は一代のみであることが示唆された。F1雑種個体の不稔性が、ツガザクラとアオノツガザクラの間に雑種種子の形成を阻止するような交配システム(異種不和合性)が進化しない要因と考えられた。・立山のツガザクラは高い頻度で自殖していた。アオノツガザクラとのポリネーション競争において不利な状況がもたらした交配システムの進化であるのかどうかを検証するために、ツガザクラだけが生育する赤石山で、交配システムとポリネーターの訪花頻度を調べた。赤石山でもツガザクラへのマルハナバチの訪花頻度はきわめて低く、また、立山と同様に高頻度に自殖していた。このことから、立山のツガザクラはアオノツガザクラとのポリネーション競争によって自殖が促進されたものではないと推測した。近縁なツツジ科の矮生低木、ツガザクラとアオノツガザクラが共存している立山では、(花の形態から)両種の雑種と見られる個体が観察された。種間交配実験から、ツガザクラとアオノツガザクラの雑種種子は生理的には生産可能であることが示された。しかし、ほとんど全てのポリネーター(マルハナバチ)はアオノツガザクラを選好訪花しており、ツガザクラへの訪花頻度はきわめて低かった。ツガザクラへの訪花は、アオノツガザクラへ選好訪花中に偶発的に起こるものであり、ツガザクラはアオノツガザクラの花粉を受け取る確率が高いと推察された。以上より、立山で観察される両種の雑種と見られる個体は、マルハナバチによってアオノツガザクラの花粉がツガザクラに運ばれることで生産されていると推測された。しかし、両種の雑種と見られる個体では種子生産はできず、種子による更新は行われていないことが示唆された。雑種個体の不稔性が、ツガザクラとアオノツガザクラの間に雑種種子の形成を阻止するような交配システム(異種不和合性)が進化しない要因と考えられた。立山のツガザクラは高い頻度で自殖していた。アオノツガザクラとのポリネーション競争において不利な状況がもたらした交配システムの進化であるのかどうかを検証するために、ツガザクラだけが生育する赤石山で、その交配システムとポリネーターの訪花頻度を調べた。

赤石山でもツガザクラへのマルハナバチの訪花頻度はきわめて低く、また、立山と同様に高頻度に自殖していた。このことから、立山のツガザクラはアオノツガザクラとのポリネーション競争によって自殖が促進されたのではないと推測された。・近縁なツガザクラ属植物を材料とし,送粉者(マルハナバチ)を共有することによる植物の交配システム進化への影響を検討した。・立山(富山県)にはツガザクラとアオノツガザクラが同所的に生育している。ツガザクラへのマルハナバチの訪花は,アオノツガザクラを選好訪花中の個体によって稀に且つ偶発的に発生するものであり,ツガザクラ個体間での連続訪花はほとんど観察されなかった。これは両種の花蜜分泌量の違いが原因と考えられた。種間交配実験によって雑種種子の生産が可能であることが分かったが,上記のようなマルハナバチの行動特性は,ツガザクラにアオノツガザクラの花粉が到達する頻度を高めており,雑種形成を促進する原因であると推測された。立山では,花冠サイズ,柱頭-葯間距離,花柄上の毛の長さがツガザクラとアオノツガザクラのほぼ中間の値を示し,両種の雑種とみられる個体が観察された。しかし,これらは種子を全く生産できず,雑種は一代のみであることが示唆された。このようなF1雑種個体の不稔性は,両種間に交雑を阻止するような交配システムが進化しなかった要因と考察した。・また、立山のツガザクラはアオノツガザクラとの送粉を巡る競争によって自殖を促進しているという予測を立て,競争のない個体群と自殖能力の比較を行った。交配実験によって立山のツガザクラは高い自動自家受粉能力をもつことが分かった。しかし,赤石山系(愛媛県)にはツガザクラのみが分布しているにもかかわらず、マルハナバチの訪花頻度は非常に低く,予測に反して高い自動自家受粉能力を示した。このことから,ツガザクラの自殖への高い依存性は送粉を巡る競争が原因ではなく、種特有の繁殖戦略によるものと考察した。
p調和写像流の単調性評価と正則性特異性の研究

p調和写像流は,二つの滑らかなコンパクト多様体間の写像のpエネルギーの臨界点であるp調和写像に対する勾配流であり退化特異放物型方程式系で記述される.主要な結果は以下である:p>2の場合に, pエネルギー有界なp調和写像流の正則解に対して一様に正則性評価が成り立つための条件を空間局所スケールエネルギーの有界性によって与えた.この定理をもとに, pエネルギー有界なp調和写像流の正則解の族の弱コンパクト性,解の族の弱収束極限写像はp調和写像流の弱解であり部分的に正則であることを証明し,正則性に関する除外点(特異点)の集合のサイズはほとんど最良の次元のHausdorff測度によって評価した.二つの滑らかなコンパクトリーマン多様体間の写像に対して,その一階導関数のp乗積分(p>1),pエネルギー,を考える.その臨界関数(Euler Lagrange方程式の解)をp調和写像,またその勾配流をp調和写像流とよぶ.これらは,(時間発展) p調和方程式系,とくに,非線形退化特異楕円型(放物型)2階偏微分方程式系の解として定まる.1. 1 < p < 2の特異の場合について,最良のデータの条件のもと, p調和写像型非線形退化特異放物型2階偏微分方程式系の解のヘルダー連続性を証明し国際雑誌に掲載した(研究発表参照). 2.さらに,データの最良条件のもと,解の空間一階導関数のヘルダー評価を証明し国際雑誌に掲載した(研究発表参照). 3. p調和写像流の滑らかな解に対して,ほとんど最良のスケールエネルギーの有界性のもと,一様に成り立つ新しい(先験的)正則性評価を証明した.このために, p調和写像流に対して,ほとんど最良のスケール関係にあるスケールエネルギーの単調性評価を構築した.この結果は, p=2の場合,熱作用素によって定義される調和写像流に対する古典的結果を含む,非線形退化特異放物型作用素からなるp調和写像流に対する正則性の結果である(論文投稿中). 4. p調和写像に関連するある新しい退化特異型エネルギー最小化問題を考案し,対応する退化特異楕円型2階偏微分方程式系の弱解の正則性を証明した(研究発表参照).当研究課題における当年度の研究計画であった, p調和写像流に対するスケールエネルギーの単調性評価を,ほとんど最良のスケール関係のもと構築した.また正則性条件については,スケールエネルギーの単調性評価によって,対応する定常問題に対する正則性条件と比較して,ほとんど最良のスケールエネルギーの有界性によって正則性評価を証明することができた.しかし,ここで証明した条件は空間大域的なものであり,今後,局所化することが課題となる.二つの滑らかなコンパクトリーマン多様体の間の写像に対して,その一階導関数のp乗積分(p>1),pエネルギー,を考える.その臨界関数(Euler Lagrange方程式の解)をp調和写像,またその勾配流をp調和写像流とよぶ.これらは,(時間発展) p調和方程式系,とくに,非線形退化特異楕円型(放物型)2階偏微分方程式系の解として定まる.1.p調和写像に関連するある新しい退化特異型エネルギー最小化問題を提案し,対応する退化特異2階偏微分楕円型方程式の弱解の正則性を証明した(研究発表参照). 2. p>2の場合に,ほとんど最良のスケール関係にある局所スケールエネルギーの有界性のもと, p調和写像流のpエネルギー有界な滑らかな解に対して一様に成り立つ新しい先験的評価を証明した.このために, p調和写像流の解に対して,ほとんど最良のスケール関係にある局所スケールエネルギーの単調性評価を構築した.また,以上の先験的評価によって, pエネルギー有界な滑らかなp調和写像流のコンパクト性,とくに極限写像がp調和写像流の部分的正則な弱解であることを証明し,極限写像の特異性集合の大きさをハウスドルフ測度でほとんど最良に評価した(研究発表参照). 3. p>2の場合に,大きいエネルギーの初期値に対するp調和写像流の弱解の大域存在とその部分的正則性を証明した(論文準備中). 4. p調和写像に関連するある新しい退化特異型エネルギー最小化問題に対応する時間発展方程式の弱解の大域存在を証明した(論文投稿中).当研究課題における昨年度,当年度の研究計画であった, p調和写像流に対する局所スケールエネルギーのスケール変数に関する単調性評価を構築した.この局所スケールエネルギーのスケール関係は,対応する定常問題のそれとほとんど同じであるという意味で,ほとんど最良である.この局所スケールエネルギーの有界性によって, p調和写像流のpエネルギー有界な滑らかな解に対して一様に成り立つ先験的評価を証明し, pエネルギー有界な滑らかなp調和写像流のコンパクト性,とくに極限写像がp調和写像流の部分的正則な弱解であることを証明し,極限写像の特異性集合の大きさをハウスドルフ測度でほとんど最良に評価した.以上は, p>2の場合の結果である.二つの滑らかなコンパクトリーマン多様体の間の写像に対して,その一階導関数のp乗積分(p>1),pエネルギー,を考える.その臨界関数(Euler Lagrange方程式の解)をp調和写像,またその勾配流をp調和写像流とよぶ.これらは,(時間発展) p調和方程式系,とくに,非線形退化特異楕円型(放物型)

2階偏微分方程式系の解として定まる.1. p>2の場合に,ほとんど最良の時空スケール関係にある局所スケールエネルギーの有界性のもと, p調和写像流のエネルギー有界な解に対して新しい先験的正則性評価を証明した.このために, p調和写像流の解に対してほとんど最良の時空スケール関係にある局所スケールエネルギーの単調性評価を構築した.また,以上の先験的正則性評価によって, pエネルギー有界な滑らかなp調和写像流のコンパクト性,とくに極限写像がp調和写像流の部分的正則な弱解であることを証明し,極限写像の特異点集合の大きさをハウスドルフ測度によってほとんど最良に評価した(前年度平成29年度実施報告書にも記載,雑誌論文参照最初の2つ). 2. p>2場合に,滑らかなコンパクト多様体上大きいpエネルギーの初期値に対するp調和写像流の初期値問題の弱解の時間大域存在とその部分的正則性を証明した(論文投稿準備中). 3. p調和写像に関連するある新しい退化特異型エネルギーに対する熱流のとくに球面に値をとる弱解の時間大域存在を証明した(雑誌論文参照3つ目).p調和写像流は,二つの滑らかなコンパクト多様体間の写像のpエネルギーの臨界点であるp調和写像に対する勾配流であり退化特異放物型方程式系で記述される.主要な結果は以下である:p>2の場合に, pエネルギー有界なp調和写像流の正則解に対して一様に正則性評価が成り立つための条件を空間局所スケールエネルギーの有界性によって与えた.この定理をもとに, pエネルギー有界なp調和写像流の正則解の族の弱コンパクト性,解の族の弱収束極限写像はp調和写像流の弱解であり部分的に正則であることを証明し,正則性に関する除外点(特異点)の集合のサイズはほとんど最良の次元のHausdorff測度によって評価した.1. pエネルギー有界な滑らかなp調和写像流に対して(先験的)局所正則性評価の成り立つための条件を証明する.このために, p調和写像流に対するあるスケールpエネルギー単調性評価を,最良のスケール関係のもと,時空局所的に証明する.重み関数とカットオフ関数を適当に選んで評価する.2. p調和写像流のpエネルギー有界な滑らかな解の族に対する弱コンパクト性の証明.とくに,解の族のpエネルギ有限の関数空間における弱収束極限関数が,またp調和写像流の弱解であり,ある閉集合を除いて滑らかであることを証明する.p調和写像流の滑らかな解に対する(先験的)時空局所正則性評価が重要な役割を果たす.1. 1<p<2の場合について, pエネルギー有界な滑らかなp調和写像流に対して一様に成り立つ先験的評価を,局所スケールエネルギーの有界性のもと証明する.このために,局所スケールエネルギーに対する単調性評価を,最良のスケール関係のもと,時空局所的に証明する.重み関数と切り落とし関数をうまく選ぶ.これら作業はp>2の場合を参考に進めることができる.以上の結果をもとに,最終課題である,大きな初期値に対するp調和写像流の弱解の大域存在とその部分的正則性を証明する.偏微分方程式当初使用計画していた物品費,旅費に使用しなかった金額が生じたため.とくに,研究活動のための使用旅費が当初使用予定の旅費より増加したため,当初予定していた物品の購入を取りやめた.
中欧におけるマイノリティの相対化と「ロマ」-チェコ及びスロヴァキアの事例研究-

「ロマ」を「ジプシー」の言い換えとすると、必ずしも共通の特徴やアイデンティティがある存在ではなく、「ジプシー」とは、しばしば他から貼られたレッテルであった。しかし、チェコやスロヴァキアでは、「ロマ」は、文化・言語・歴史などの共通性や共通のアイデンティティを持っているので、「ロマ」の集団への帰属は、自己規定と他からのレッテル貼りによるものとが共存し、近代的「民族」としての誕生も、他者との関係で創り出されるともいえる。マイノリティとマジョリティは相対的なものであり、チェコやスロヴァキアにおいても、歴史上ある時期にマジョリティであったものがマイノリティ化したり、その逆になったりする歴史が存在した。しかし、「ロマ」は、国家的視点からは常にマイノリティであった。もちろん、ロマのコミュニティの中にガジョ(非ロマ)が入った場合は、ロマがマジョリティでありガジョがマイノリティになる。しかし、ロマ男性と結婚してロマ・コミュニティに入ったガジョ女性は、「妻」としてロマ・コミュニティに受け入れられ、特にマイノリティとして区別・差別されたわけではないようである。種々の回想から得られる彼女達の姿は、むしろ新しい知識・技術を持つコミュニティ内の人間として重宝されてきたことが伺われる。これらは、本年度二度行ったチェコとスロヴァキアにおける史・資料収集のための海外調査により、明らかになった。最近のロマの現状に関する調査は、社会主義政権崩壊後のチェコスロヴァキア及びその後のチェコ、スロヴァキアにおいて活発に行われており、教育・生活改善のための公私のプロジェクトも盛んである。この10年ほど、その関係の出版物も非常に多い。ただ、そこで描かれている状況は、一部に教育・生活環境の好転は見られるものの、劇的な変化はみられない。「ロマ・ジプシー」懇話会における19世紀ドイツ・ロマン主義文学におけるジプシー像についての検討を受け、「中東表象」研究会において、「ジプシー」表象とエジプト表象の関係について報告した。流浪の情熱の民という伝統的「ジプシー」観が、上述の現代のロマに関する報告にも現れることから、その根源を再検討する必要があると感じたからである。「ロマ」は、世界各地に居住しているマイノリティである。「ロマ」を「ジプシー」の言い換えとすると、必ずしも一つのエスニック・グループとはいえなくなる。なぜなら、「ジプシー」は多種多様で、共通の特徴やアイデンティティがあるわけではないからである。また、「ジプシー」という集団の括りは、しばしば他者から貼られたレッテルであった。しかし、チェコやスロヴァキアに限定してみると、そこで生活している「ロマ」は、文化・言語・歴史などの共通性を持ち、共通のアイデンティティを持っており、一つのエスニック・グループといってよい存在である。従って、ロマの集団への帰属は、自己規定によるものと、他からのレッテル貼りによるものとが共存していることになる。近代的「民族」としての誕生も、他者との関係で創り出されるともいえるだろう。さて、マイノリティは、数的に少数派であり、多数派より政治的・経済的・社会的に劣位であることが多いとされるが、この意味では、ロマは各地において、典型的なマイノリティであるといえる。本来、マイノリティとマジョリティは相対的なものであり、状況によってその関係は変化する。しかし、「ロマ」は常にマイノリティであった。様々なマイノリティが相対的に捉えられる中で、今後も「ロマ」は絶対的にマイノリティであり続けるのだろうか。現代スロヴァキアにおけるロマの教育問題からは、ロマはエスニックな意味だけでなく、社会的弱者という意味からもマイノリティとして扱われるべき存在であることがわかった。2008年に邦訳が出版されたマッキャンの小説『ゾリ』は、スロヴァキアを舞台にロマの女性詩人を主人公としている。このような作品が生まれたことは、非ロマの立場からロマに正面から取り組む文学的視点が育っていることを示している。
バレイショにおける倍数性の科学(異質6倍体ゲノムの分解)

野生6倍体バレイショSolanumdemissumと普通バレイショ(4倍体)の雑種(5倍体)に普通バレイショを交雑すると染色体数は4倍体に収束していくことから、両種は同質のゲノムを持つと考えられ、野生6倍種が異種ゲノムを持つとは考えられなかった。また、どちらを母親にするかによって雑種種子の大きさは異なり、得られた正逆F1雑種の花粉DNAは、少なくとも核DNAの組成は同じと考えられ、違いはDNAのメチル化にあることが明らかとなった。バレイショ野生6倍種Solanumdemissumの25系統群それぞれから35個体の植物体を育成し、合計112個体について自家授粉(計433花)を行ったところ、403の果実を得た(自殖率=93.1%)。また、110個体に普通バレイショ品種「長系126号」を花粉親として交配すると(計488花)、395の果実が得られた(交雑成功率=80.9%)。雑種種子の平均種子重量は0.98mgで、S. demissumの自殖種子(0.39mg)や「長系126号」の自殖種子(0.49mg)、あるいは逆交雑による種子(0.35mg)に比べ異常に大きく、胚乳の初期発育に関与していると考えられているEBN(Endosperm Balance Number)に何らかの異常を生じていることが示唆された。青枯病抵抗性検定に用いる菌株を選抜するため、青枯症状を呈したバレイショ3個体よりRalstoniasolanacearum3菌株を分離した。これから、シードリングバイオアッセイチャンバー法において、発芽直後の「Desiree」×「長系126号」の雑種個体群(対照個体群・既存品種中で最も高い抵抗性を示す)に対し最も高い発病株率(70%以上)を示したHAIP1-6菌株を選抜した。この検定条件で、交雑試験に用いた25系統群のS. demissum(親系統)および系統群当たり1個体から得られた自殖種子(子系統)を用いて青枯病に対する抵抗性を評価したところ、親子世代のいずれでも発病株率が低いのは1系統群のみであった。この抵抗性系統群と「長系126号」の雑種個体について同様の検定条件下で選抜した結果、2個体が高度抵抗性個体として得られた。バレイショ野生6倍種Solanumdemissum(dms)に普通バレイショ品種「長系126号」(tbr)を交雑して得たF_1(dms×tbr)およびF_1(tbr×dms)を雌親としtbrを交雑すると、成功率はそれぞれ24.6%および32.5%で、平均一粒重も0.93mgおよび0.97mgとなり巨大種子が得られた。しかし、逆交雑およびF_1雑種の自殖では全く着果は見られなかった。また、F_1(tbr×dms)のdmsへの戻し交雑では、正逆ともに種子が得られた(交雑成功率はそれぞれ19.9%および49.4%)。F_1×tbrで得られた205個体の体細胞染色体数は、中間の54を平均として48から60の範囲で正規分布を示した。5倍雑種のゲノム構成がAAA^tDD^dであるとすれば、Aゲノムが分解されたことによって1ゲノム分に相当する染色体数の変異が生じているものと類推された。BC_1[(dmsxtbr)×tbr]およびBC_1[(tbrxdms)×tbr]のtbrとの交雑では、BC_1を母親とすると容易に交雑に成功し(37.0%)、花粉親としても交雑成功率は低い(5.6%)ものの果実を得ることができた。蛍光顕微鏡を用いて花粉管伸長を観察すると、いずれの交雑組み合わせにおいても量の多少はあれ、花粉管は胚珠に到達していた。以上のように、dmsおよびその後代雑種の花粉は明らかに受精能力を持っており、正逆交雑における違いは、雌雄の胚乳形成因子の違いに原因があると考えられる。高度青枯病抵抗性として選抜された2個体のF_1(dms×tbr)(6H40-1および6H40-2)を母としてtbrを交雑し、BC_1種子を得た。これから、シードリングバイオアッセイチャンバー法によって、それぞれ16個体の高度青枯病抵抗性個体を選抜した。63プライマーペアでAFLP法を行った結果、花粉DNAで12237本のバンドが検出され、このうち1226本がメチル化感受性でメチル化率は10.02%となった。葉DNAでも同様にメチル化率を調査したところ、9.9910.02%となり、植物体とそれが生産する雄性配偶子のDNAは同じメチル化程度であることを明らかにした。正逆F_1雑種の混合花粉DNAには28本の異なるバンドが検出された。

これらのバンドについて個体別に花粉DNAを調査すると、4本のバンドだけが、雑種内個体間で共通に見られ雑種問で異なるバンドで、いずれもメチル化感受性バンドであった。したがって、正逆F_1雑種の花粉は少なくとも同じ核DNA組成を持ち、違いはDNAのメチル化によるものと考えられた。近年、DNAのメチル化は遺伝子発現制御に関わっていることが知られているので、これら4つのDNAメチル化の違いは正逆F_1雑種の花粉における何らかの遺伝子発現に関与するものと推測される。
可積分系理論に基づく新しいムービングメッシュ数値計算スキームとその応用

非線形可積分系の差分化の理論を応用し、格子点が変数の値に応じて自動的に適切な位置に動いて解を安定高精度に記述するような、自動適応型のムービングメッシュ数値計算スキームを、様々な方程式系に対して構成した非線形可積分系の差分化の理論を応用し、格子点が変数の値に応じて自動的に適切な位置に動いて解を安定高精度に記述するような、自動適応型のムービングメッシュ数値計算スキームを、様々な方程式系に対して構成したCamassa-Holm方程式の数値シミュレーションに対して、自動適応型のムービングメッシュ法を提案した。これは厳密なN-ソリトン解をもつという意味において、可積分なスキームになっている。この数値計算法は二つの主要な部分から成る。第一に、数値計算格子は非一様であり、格子点は解に応じて自動的に適切な位置に動かされる。それ故にこの方法は自動適応ムービングメッシュ法と呼ばれる。第二に、非一様な計算格子が新しい位置に動かされた後、三重対角の線形方程式系を解くことによって、次の時間ステップにおける解が決定される。この二段階の計算方法によって、格子点の数が少ない場合においてさえ、計算結果の精度が非常によいことが幾つかの精度検証によって示された。この方法は、Camassa-Holm方程式の可積分な空間離散化に基づいており、離散系のN-ソリトン解は格子間隔を0に近づける極限において、元のCamassa-Holm方程式のN-ソリトン解を再現することが保証されている。そのため、精度と計算コストの両方において優れた計算方法になっている。時間発展にはEuler前進差分と4次のRunge-Kutta法を用い、適当な初期値からピーコン列が生成される過程をシミュレートすることができた。しかし、4次のRunge-Kutta法を用いても、カスポンのように特異性の高い解を精度よく捉えることは困難であった。平面曲線の運動に付随するいくつかのソリトン方程式に対して、可積分性を保つ差分化を考察した。それらはWadati-Konno-Ichikawa弾性棒方程式、複素Dym方程式、短パルス方程式などを含む。これらの方程式はホドグラフ変換によって、変形KdV方程式やsine-Gordon方程式などと関係づけられる。このホドグラフ変換は曲線の運動におけるEuler-Lagrange変換に相当しており、その事実に基づいてホドグラフ変換の離散類似を構成し、これらのソリトン方程式の可積分な離散化を行なった。ここで用いられているホドグラフ変換は、水面波の運動を記述するCamassa-Holm方程式とAKNS型の浅水波方程式との間の関係を与える変数変換と同様のものであり、その離散化によって得られる離散可積分系は、Camassa-Holm方程式の離散化が与える自動適応ムービングメッシュ数値計算スキームと同様の構造をもつ。様々なソリトン方程式に対する離散ホドグラフ変換の構造と性質を研究することにより、自動適応ムービングメッシュの新しい応用について考察した。また、KdV階層やポテンシャル変形KdV階層などの1+1次元の可積分系に対して、無限個の保存則を構成するための一般論をあらためて精査することによって、従来のホドグラフ変換の場合だけでなく、変換に現れる被積分関数が場の変数の微分を含む場合でも、方程式を連立系にすることによって閉じた系を構成できることを見出した。このようなホドグラフ変換の拡張によって、Euler-Lagrange変換をともなう可積分系のクラスを広げた。半離散ポテンシャル変形KdV方程式によって記述される離散平面曲線の連続時間的運動に対して、$\tau$関数を用いた解の明示的な表示を与えた。離散曲線のB\"acklund変換について論じるとともに、連続極限をとることによって、滑らかな平面曲線の運動を記述するポテンシャル変形KdV方程式の解が得られることを示した。退化Ostrovsky方程式と$A_2{(2)}$型二次元戸田格子との間のホドグラフ変換を用いて、退化Ostrovsky方程式に対する$N$ソリトン解を構成した。$\tau$関数は$A_2{(2)}$型戸田格子の周期3簡約から得られ、pfaffianを用いて表現されることが明らかになった。Degasperis-Procesi方程式に対して、ホドグラフ変換と整合性のよい双線形化を見出し、行列式およびpfaffianを用いた$N$ソリトン解の明示的な表示を与えた。BKP系列とCKP系列の双線形方程式を同時に用いるため、簡約の方法が特殊であり、3-簡約の擬簡約が重要になることを明らかにした。双線形形式を離散化することによって、Degasperis-Procesi方程式の可積分な空間離散化を構成した。BKPとCKPの両方の双線形方程式に対して適切な離散化を与えるような簡約条件を明らかにし、その簡約条件のもとでの行列式とpfaffianの間の対応関係を求めた。Camassa-Holm方程式とDegasperis-Procesi方程式を比較すると、類似の方程式であっても解の構造を保存するような離散化を行うと、見かけ上まったく異なる半離散方程式が得られることが明らかとなり、離散化においては、ホドグラフ変換などの何らかの指針が重要になることがわかった。平面曲線の運動に付随するソリトン方程式に対して、ホドグラフ変換の離散化を構成することに成功し、自動適応ムービングメッシュ数値計算スキームの新しい応用の可能性を広げたから。24年度が最終年度であるため、記入しない。引き続き、自動適応ムービングメッシュ数値計算スキームとその応用に関して、可積分系理論に基づいて研究を推進していく。

また、ホドグラフ変換という数学的な変数変換が、物理現象を考える上ではEuler-Lagrange変換として理解されることに基づいて、非可積分系に対するムービングメッシュ法の可能性を探っていく。24年度が最終年度であるため、記入しない。
細胞内局所での分子反応と軸索変性との関連を明らかにする

前年度までの研究により、標識したキネシンのモーター領域(K5H-GFP)の軸索内分布を解析することにより、軸索内において分岐に依存した積極的なK5H-GFPの分配制御が存在し、K5H-GFPが多く存在する枝ほど長い傾向があることを示した。この結果はキネシンを介した軸索内輸送の制御に依存して分岐軸索パターンが調節される可能性を示している。本年度の研究において神経細胞の長時間蛍光タイムラプス観察によりK5H-GFPの分布と軸索形態の時空間的変化を解析し、相関するパラメーターを解明することを試みた。さらに、分岐軸索における局所的な微小管の違いを明らかにし、軸索分岐パターンを制御する新たな細胞内システムを描出することを目的とした。長時間多点タイムラプスイメージングにより、K5H-GFPの分布と軸索分子の伸長速度ならびに退縮速度を複数の観察点で定量的に解析した。解析の結果、各軸索分枝におけるK5H-GFPの蛍光強度と軸索分枝の伸長量には明確な関連が得られなかった一方、K5H-GFPの蛍光強度と退縮量に明瞭かつ有意な負の相関が見られた。即ち軸索の局所的な安定性の制御にキネシンを介した物質輸送が関与する可能性が示された。また、微小管の安定性を光褪色後傾向回復法により解析した。隣接した軸索長短枝間でFRAP解析を行ったところ短枝と長枝での反応速度の違いが検出された。このことから、同一軸索内でも各枝に置いて微小管の動態は大きく異なり、長枝では微小管も安定であることが示された。25年度が最終年度であるため、記入しない。細胞内では、分子は均一なネットワークを形成しているのではなく、微細な区画に依存して局所的に分子間相互作用が制御されると考えられる。特定の細胞内領域で生じた分子反応が細胞内に伝播し、細胞機能を制御するまでの過程を解明することは、細胞内の複雑な分子システムの理解に貢献すると期待される。本研究では神経細胞の軸索形態制御に着目し、局所的な分子の活性の変化が細胞内輸送、構造の安定性を制御する過程をモデル化する。局所的な神経突起形態を制御する重要な要因の一つとして、微小管を介した物質輸送システムがあげられる。キネシンは軸索輸送、軸索の伸長に重要な役割を担っていること、またキネシンのモーター領域を神経細胞内に発現させると、軸索を特異的に認識することが知られている。本年度は軸索の分岐パターンの制御にキネシンを介した物質輸送機構が関与する可能性について解析を行いった。主に神経軸索内の輸送分子の分布と軸索形態パターンを解析することで、両者に関連があることを示した。また、これらの動態を解析するためのタイムラプスイメージングの系を確立した。研究の目的として下記の点を達成できたため。小脳顆粒細胞におけるキネシンモーター領域の局在を解析し、軸索内輸送制御における新たな制御を見いだすことが出来た。軸索輸送と軸索分岐パターンの関連性を見いだした。神経軸索解析のためのタイムラプスイメージングの実験をセットアップを完了した。タイムラプス実験による軸索内輸送と軸索分岐の関連を詳細に解析する。軸索内の輸送を制御する新しい機構を明らかにする。その1つとして微小管を構成するチュブリンの翻訳後修飾が関わりこれをキネシンが認識する機構が考えられる。今後はこの課題について中心的に取り組む。
ＣＲＰＳにおけるメタロチオネイン欠損と疼痛の関連の検討

メタロチオネイン(MT)は分子量6-7 kDaの金属結合タンパク質である。以前、我々はMT-I/IIが複合性局所疼痛症候群や有痛神経腫患者の神経で発現が著しく減少していることを見出した。本研究で我々は坐骨神経を部分結紮することにより作製した神経障害性疼痛モデルラットにおいて、結紮部周囲のMTの発現が減少することを見出した。さらに、リコンビナントヒトMT-IIAを結紮部周囲に経皮的に投与することにより、疼痛回避行動が改善された。以上の結果から、MTが神経障害性疼痛の発生にも深く関与しているタンパク質であることが推察された。複合性局所疼痛症候群(CRPS)は骨折、組織障害や神経損傷などを契機として発症する慢性疼痛症候群であり、灼熱痛、痛覚過敏、アロディニアのような感覚障害に加えて、血管運動障害や浮腫・発汗機能障害、運動・栄養障害の症状を呈する。しかし、CRPSの病態生理にはいまだに不明な点が多く存在し、そのため抜本的な治療法もないのが現状である。そのため、我々はプロテオミクスの手法を用いてCRPS関連タンパク質の同定を試み、CRPSの患者の神経ではコントロールの神経に比べてメタロチオネイン(MT)が著しく減少していることを見出した。本研究ではMTと疼痛の関連のさらなる検討を行った。神経傷害性疼痛モデル動物である坐骨神経部分結紮ラットにリコンビナントMTを投与したところ、von Freyテスト(触覚性アロディニア)及びHargreavesテスト(温熱性痛覚過敏)のいずれのテストにおいても対照群と比較して疼痛行動の有意な減少が認められた。また、行動評価後に損傷坐骨神経においてMTの免疫染色を行ったところ、結紮部遠位において対照群ではMTの著しい減少が認められたが、投与群ではわずかに減少が観察されるだけであった。さらに投与群では神経再生のマーカーであるGAP43が結紮部遠位で増加していることや炎症マーカーであるGFAPは結紮部近位で減少していることも観察された。複合性局所疼痛症候群(CRPS)は骨折、組織傷害や神経損傷などを契機として発症する慢性疼痛症候群であり、灼熱痛、痛覚過敏、アロディニアのような感覚障害に加えて、血管運動障害や浮腫・発汗機能障害、運動・栄養障害の症状を呈する。本研究では、MTと疼痛の関連のさらなる検討を行なった。坐骨神経部分結紮(PSL)モデルラットに対し、治療群(n=8)には結紮直後にリコンビナントMT20μgを直接坐骨神経上膜下に投与した後、翌日より6日間リコンビナントMT10μgを神経周囲へ経皮的に投与した。対照群(n=8)には治療群と同様の方法でPBSを投与した。術後1、3、5、7日目にvon Freyテスト及びHargreavesテストを行い、疼痛行動を評価した。最終行動評価後に損傷坐骨神経を摘出し、MTの免疫染色を行なった。von Freyテストでは術後5日目以降に、Hargreavesテストでは術後7日目に疼痛行動の有意な減少を認めた。また摘出した坐骨神経において、結紮部周囲では対照群及び治療群で共に染色強度の低下を認めるものの、遠位では対照群では染色強度の明らかな低下が認められたが、治療群ではわずかな低下が認められるだけであった。さらに、PSLラットの損傷神経におけるMTの発現の経時変化を免疫染色により検討したところ、初めに結紮部近位で染色強度が軽度に低下し、その後結紮部遠位でも染色強度の低下が観察された。以上の結果から、MTが神経障害性疼痛の発生に深く関与していることが推察された。そのため、我々はプロテオミクスの手法を用いてCRPS関連タンパク質の同定を試み、CRPSの患者の神経ではコントロールの神経に比べてメタロチオネインが著しく減少していることを見出した。本研究では、メタロチオネインと疼痛の関連のさらなる検討を行った。メタロチオネインは酸化ストレスを受けると、結合金属が遊離した後、分解されることが報告されている。