hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
T細胞アナジー誘導遺伝子に関連した新規抑制性T細胞サブセットの解明

これまで自己免疫応答を抑制する制御性T細胞として、CD4陽性CD25陽性Foxp3陽性T細胞以外の制御性T細胞の存在が推測されてきた。分担研究者らはIL-10を高産生するCD4陽性CD25陰性LAG3陽性T細胞を同定し、この細胞集団がマウスの腸炎をIL-10依存性に抑制する活性を持つ、新たな制御性T細胞集団であることを発見した。CD4陽性CD25陰性LAG3陽性T細胞の分化は機能的Foxp3欠損マウスにおいても認められ、Foxp3に依存しないと考えられた。CD4陽性CD25陰性LAG3陽性T細胞は、IL-10・LAG-3遺伝子と共にアナジーに関連する転写因子Egr2を高発現しており、Egr2はCD4陽性T細胞にLAG3発現とIL-10産生の形質を付与することが明らかとなった。そしてEgr-2を遺伝子導入したCD4陽性T細胞の生体への移入により、抗原特異的免疫応答に抑制能を付与できることが分かった。B細胞欠損マウスおよび無菌Germ freeマウスの解析によりCD4陽性CD25陰性LAG3陽性T細胞の分化がB細胞及び腸内細菌叢に依存していることを示唆する結果が得られた。今後CD4陽性CD25陰性LAG3陽性T細胞の分化機構およびCD4陽性T細胞でのEgr2の発現機構を解明することで、新たな自己免疫疾患治療法の開発につながる可能性があると考えられる。本研究の目的は転写因子Egr-2及び新規制御性T細胞であるEgr-2高発現CD4陽性CD25陰性CD45RB陰性のサブセットを解析し、Foxp3と独立した免疫寛容系を解明することである。Egr-2高発現CD4陽性CD25陰性CD45RB陰性のサブセットはRAG1欠損マウスにCD4陽性CD45RB強陽性細胞を移入することにより生ずる腸炎モデル系において、腸炎を著明に抑制し致死性の腸炎からマウスを救う活性があることが判明した。この活性はIL-10依存性であった。また生体内でのEgr-2発現抑制の影響を検討するため、Egr-2の発現をノックダウンするShRNAベクターである、pSIREN-ZsGreeen Egr-2 shRNAをB6マウス骨髄細胞に遺伝子導入し骨髄キメラマウスを作製した。するとこの骨髄キメラマウスは腸炎を発症することがわかった。またTCRトランスジェニックマウスの中でEgr-2高発現CD4陽性CD25陰性CD45RB陰性サブセットを欠損するマウスを同定した。このTCRトランスジェニックマウスは腸炎を発症し、この腸炎はEgr-2高発現CD4陽性CD25陰性CD45RB陰性サブセットを移入することで抑制できた。以上のことからEgr-2高発現CD4陽性CD25陰性CD45RB陰性サブセットはIL-10依存性に腸炎の抑制に強く関連することが分かった。今後はEgr-2高発現CD4陽性CD25陰性CD45RB陰性サブセットの分化様式や経口外来抗原に対する免疫寛容の成立との関連を検討する予定である。自己免疫寛容の維持に重要と考えられているのが制御性(regulatory)T細胞である。近年CD4陽性CD25陽性制御性T細胞を規定する重要な転写因子としてFoxp3が報告された。しかしFoxp3により規定されるCD4陽性CD25陽性制御性T細胞以外にも、生体内で自己免疫寛容を担っている未知の制御性T細胞が存在する可能性がある。申請者はレトロウイルスベクターを用いた抗原特異的T細胞

レセプター(TCR)遺伝子導入法を用いることで、Egr-2がマウスin vivoでの抗原特異的免疫抑制活性に関与していることを確認した。本研究ではEgr-2及びEgr-2高発現CD4陽性CD25陰性CD45RB陰性のサブセットを解析し、Foxp3と独立した免疫寛容系を解明することを目的とした。まずEgr-2導入細胞の抑制メカニズム及び分化様式の解明を行った。CD4陽性CD25陰性CD45RB陰性サブセットはRAG1欠損マウスへのCD4陽性CD45RB高発現ナイーブT細胞移入による腸炎を抑制したが、IL-10欠損マウス由来のCD4陽性CD25陰性CD45RB陰性サブセットは腸炎の抑制が著明に減弱しており、CD4陽性CD25陰性CD45RB陰性サブセットによる腸炎抑制能はIL-10依存性であると考えられた。また分化について検討したところFoxp3欠損マウスにおいても抑制能を保持したCD4陽性CD25陰性CD45RB陰性サブセットが増加しており、分化にFoxp3を必要としないと考えられた。またFoxp3陽性制御性T細胞が増加するOT-II/RIP-mOVAトランスジェニックマウスではCD4陽性CD25陰性CD45RB陰性サブセットは増加せず、Foxp3陽性制御性T細胞とは明らかに異なる新規制御性T細胞と考えられた。これらの結果を基に国際特許を申請中である。
口腔がん幹細胞モデル細胞株の樹立とがん幹細胞を標的とした治療法の開発

口腔がん幹細胞の発現・維持機構の解析可能なモデルの作成は重要な課題であるが、これまでの報告の多くは、がん細胞株あるいはマウスを使用した実験系であった。本研究において、申請者らはヒト正常舌角化細胞にレトロウイルスを用いてCDK4, Cyclin D1, hTERT, Hras, cMyc、ドミナントネガティブp53を遺伝子導入することにより、臓器特異的ながん幹細胞株を樹立することに成功した。あわせて口腔がん幹細胞の成立・維持機構の解析と共に、マイクロアレイ解析などによりCD44, Bmi-1, ALDH1などが口腔がん幹細胞マーカーとなりうることが示唆された。本研究に先立ち、申請者らは患者より採取したヒト正常舌角化細胞HTK(Human Tongue Keratinocytes)にレトロウイルスを用いてCDK4, CyclinD1, hTERTを遺伝子導入し、不死化を試みた。これらの細胞の親細胞はhTERTで延命したヒト正常舌角化細胞であり、PD(population doubling)100でもほぼ正常な染色体像、分化能を示していた。一般的にヒト正常細胞を基にしたがん化モデルの作成は困難とされているが、HTK- CDK4/cyclinD1/ hTERT細胞株に口腔がんへの関与が示唆されるがん遺伝子を追加導入することにより、造腫瘍性のある細胞株の樹立に成功した。樹立した細胞株の中にヌードマウスの舌に同所性移植したところ約3週間で腫瘍形成し、頸部に転移を認めたものがあり、同じ細胞株をヌードマウスの皮下に1000個の細胞を移植すると短期間で腫瘍を形成した。以上の2点に着目し、limiting dilution assayにより100個,10個の細胞でヌードマウス舌・皮下で腫瘍を形成するかを検討した。100個の細胞でヌードマウス舌でも皮下でも腫瘍を形成した。これらの細胞株は口腔がん幹細胞様細胞を高率に含む細胞集団であると考えられた。この正常親細胞からがん幹細胞様細胞株への移行はドミナントネガティブp53, cyclinD1/Cdk4などを用いてp53及びpRbを不活化後、2つのがん遺伝子の導入により成功した。この口腔がん幹細胞モデルと口腔がん細胞株(HSC-2,3,OSC-19)および臨床検体の遺伝子発現プロファイルをcDNAマイクロアレイ、リアルタイムPCR解析で比較検討し、CD44, Bmi-1, ALDH1などが口腔がん幹細胞マーカーとなりうることが示唆された。<研究の目的>申請者らの樹立したヒト正常舌角化細胞を用いた口腔がんのin vitro多段階発がんモデルを利用し、口腔がん幹細胞の成立・維持機構の解析を目指す。<研究実績の概要>申請者らはヒト正常舌角化細胞に口腔がんへの関与が報告されているがん遺伝子を導入することにより口腔がんの多段階発がんモデルを確立した(Am J Cancer Res 1(7):869-881, 2011)。予備的な実験であるが、がん幹細胞様細胞を高率に含む細胞集団であると捉えている。この正常親細胞からがん幹細胞様細胞株への移行はDominant Negative p53, cyclinD1/Cdk4などを用いてp53及びpRbを不活化後、2つのがん遺伝子の導入により成功している。これらの細胞の親細胞はhTERTで延命したヒト正常舌角化細胞であり、PD(population doubling)100でもほぼ正常な染色体像、分化能を示す。このモデルはヒト口腔扁平上皮がんで見つかる異常とがん化・がん形質の維持における意義を明らかにする上で重要な役割を果たすと考えられる。申請時の実験計画ではこれらの細胞の1,分化能(分化誘導条件下における分化マーカーの発現誘導)、2,足場非依存性増殖能(agar colony assay)、3,自己複製能(clonogenic assay)、4, SP(side population)細胞分画の割合の検討等を行い、がん幹細胞様細胞の有無を検討する予定であった。1,2,に関して仮説に沿った実験結果を得ている。申請者らは初代舌正常角化細胞にhTERTおよびDominant Negative p53, cyclinD1/Cdk4などを用いてp53及びpRbを不活化後、2つのがん遺伝子の導入により人工の口腔がん細胞を樹立した。樹立した細胞株の中に(1)ヌードマウスの舌に同所性移植すると約3週間で腫瘍形成し、頸部に転移を認めた。(2)1000個の細胞移植でヌードマウスの皮下に短期間で腫瘍を形成した。以上の2点からがん幹細胞様細胞を高率に含む集団であると考えている。

申請時の実験計画ではこれらの細胞の1,分化能(分化誘導条件下における分化マーカーの発現誘導)、2,足場非依存性増殖能(agar colony assay)、3,自己複製能(clonogenic assay)、4, SP(side population)細胞分画の割合の検討等を行い、がん幹細胞様細胞を検討する予定であった。1, 2,に関して仮説に沿った実験結果を得た。具体的に説明すると、樹立した細胞のinvolcurin(分化マーカー)の蛋白質発現レベルをウェスタンブロッティング法で比較した。Epilife, DMEM培地などCa濃度の違う条件で培養することによりHras,とcMyc Dominant Negative p53の3つの遺伝子を導入する組み合わせがもっとも強い分化抵抗性を示し、これらが足場非依存性の増殖能、著しい造腫瘍能の獲得、がん幹細胞様細胞の維持と相関していた。平成24年度内に13の実験に着手し、1,2,までの実験結果の一部を平成24年度の国内、国際学会、雑誌論文で研究成果を発表した。研究目的にある口腔がん幹細胞の成立・維持機構の解析を、ヒト正常舌角化細胞を用いて進めることができている。申請者らはこれまでに初代舌正常角化細胞にhTERTおよびDominant Negative p53, cyclinD1/Cdk4などを用いてp53及びpRbを不活化後、2つのがん遺伝子の導入により口腔がん幹細胞様細胞を樹立した。樹立した細胞のなかに1000個の細胞移植でヌードマウスの皮下に短期間で腫瘍を形成したものがあった。limiting dilution assayにより100個,10個の細胞でヌードマウス舌・皮下で腫瘍を形成するかなど更なる検討を進める。申請時の実験計画ではこれらの細胞の1,分化能(分化誘導条件下における分化マーカーの発現誘導)、2,足場非依存性増殖能(agar colony assay)、3,自己複製能(clonogenic assay)、4, SP(side population)細胞分画の割合の検討等を行い、がん幹細胞様細胞の有無を検討する予定であった。平成25年度は3,4,の解析の確認実験に加えて、下記の実験を継続する予定である。5,口腔がん幹細胞モデルと口腔がん細胞株、臨床検体との比較:cDNAマイクロアレイ、リアルタイムPCR解析によりヒト舌正常角化細胞由来の口腔がん幹細胞、既存の口腔癌細胞株であるHSC2,3, OSC-19などを用いてがん幹細胞性の発現・維持に関与する遺伝子の異同を検討し、がん幹細胞作成に決定的な遺伝子の特定を試みる。6,がん幹細胞のニッチの検討:新生血管および間質の形成阻害(がん幹細胞のニッチの形成阻害)によりがん幹細胞の造腫瘍性が抑制されるかを検討する。7,口腔がん幹細胞モデルにおけるがん幹細胞マーカーの検討:口腔がん幹細胞のマーカーとしてALDH1, CD44, CD133などがあげられるが、口腔がん幹細胞モデルにおけるそれらの発現を検討する。実験状況から概算して必要であると推測される費用の多くを消耗品に当てる予定である。
オリゴマー蛋白質の耐熱化機構

オリゴマー蛋白質として、2量体構造をとるアスパラギン酸アミノ基転移酵素(AspAT)を用い、以下の手順でオリゴマー蛋白質の耐熱化機構に関する解析を行った。(2)塩基配列決定を行い、アミノ酸配列を推定した。その結果を常温菌の酵素と比較すると、蛋白質の会合面に存在するアミノ酸残基がよく保存されていた。(3)酵素を量産化するプラスミドを作製した後、酵素を精製した。(4)円二色性スペクトルによる分光学的測定の結果、約90°Cまで耐熱性であった。(5)酵素活性は、常温菌・好熱菌の酵素いずれもほとんど同じであった。(6)X線結晶解析で、立体構造を解明するために、酵素の結晶化を行った。
途上国のマクロショックに対するセーフティネットの課題

本研究の目的は、大規模災害時においても有効となる、望ましいセーフティネットの構造を追究することである。そこで、途上国や我が国における災害が被災者に与えた影響や、災害時における政府・NGOの役割を分析した。本研究では、独自の家計調査や経済実験データを用いて、以下の研究成果を得た。第一に、災害が人々の生活に及ぼす影響は大きく、政府・NGOの支援は不可欠である。第二に、自然災害による労働時間の増加や村人同士の相互扶助活動は、信頼関係に多様な影響をもたらす。さらに、村人同士の関係性の悪化が、被災地における治安問題の一因になっている。第一に、2004年に発生したスマトラ島沖地震による津波の被災地域に関する研究を実施した。これは、被災者の被災後の復興プロセスや援助の効率性を実証的に分析したものであり、2006年にインド南部で収集していた家計データを用いて東京大学大学院経済学研究科の澤田康幸准教授、カリフォルニア大学バークレー校のサラス・サンガ氏の協力を得て論文を執筆した。論文は平成24年度の「経済研究」(編集:一橋大学経済研究所)に掲載される予定である。第二に、平成22年8月に、バングラデシュ南西部のサイクロン被災地を対象として1ヶ月間のフィールドワークを実施した。これは被災地における家計・村落への被害レベル、それによる社会的・経済的な影響(食糧確保、村落の人間関係、所得損失への対処行動、治安問題など)、政府やNGOによる援助の効率性などに関するインタビューを行うためであった。この現地調査から明らかにされた点は、主に以下の三点である。第一に、サイクロンによる被害は、所得、生産的資産(農地、家畜、農業機械など)、家屋、健康面など多様であった。これにより、多くの人々が毎日の食糧を十分に確保できず、食事頻度を減少させていた。特に、高齢者や女性にこの傾向があった。第二に、サイクロンによって海水が井戸水に混ざり、飲料水の確保が困難となったのも深刻な問題であった。第三に、被災後は、一部の地域で人身売買や強盗などの犯罪が増加傾向にあった。この現地調査から得られた点を踏まえ、12月から1月にかけて家計調査を行い、427家計のデータを収集した。次年度は、このデータを用いて、論文執筆を行う予定である。本研究プロジェクトの目的は、近年相次ぐマクロショックにおいても有効となる、望ましいセーフティネットの構造を追究することであった。より具体的には、大規模自然災害などのマクロショックがもたらす、マイクロファイナンスや社会関係資本といった途上国の貧困削減ツールへの影響を明らかにすることを目的とした。この研究を進めるため、期間内にバングラデシュにおいて現地調査、家計レベルデータの収集、そして経済実験の実施を計画した。プロジェクト期間内の研究内容は、すべて当初の研究目的、研究計画に従っており、一連の研究を通じて以下の結論が得られた。保険・信用市場の未発達な途上国において、自然災害が人々の生活水準に及ぼす影響は大きい。バングラデシュで1998年に発生した洪水では、所得の減少が消費水準を有意に減少させた。さらに所得が10タカ減少するごとに、被災者が栄養失調になる確率が9%増加した。したがって、災害時における政府・NGOの支援は不可欠である。災害支援の一つとしてバングラデシュのマイクロファイナンスが行った一時的返済延期は、被災者が信用制約に直面する確率を2027%低下させる効果があった。一方、災害による所得の変動は、村人同士の信頼関係にも様々な影響をもたらす。災害には、人々の労働時間を増加させ、村人同士のコミュニケーションを減少させることを通じて信頼関係を悪化させる効果がある。しかし、所得変動は人々の相互扶助への依存度を高めるため、これによって信頼が高まることもある。また重要なことに、社会関係資本の低下が、被災地における治安悪化の一要因であることも実証された。したがって、災害時にセーフティネットを実施する際には、社会関係資本への影響も十分に考慮するべきである。支援によって相互扶助が重要視されなくなれば、人々の信頼関係は悪化し、結果的に政策効果はクラウドアウトされるおそれがある。24年度が最終年度であるため、記入しない。
海浜地および山林地の利用と環境

1.目的海浜地および山林地の利用実態を明かにし、それが環境をどのように破壊ないし改変させているかを調査する一方、その法的・行政的制度の現状を明かにし、海浜や山林の破壊と保全の経済学的意味を分析し、さらに、環境保全の運動を社会学的に明かにし、外国の制度をも参考にしつつ、海浜地および山林地の利用と環境についてあるべき制度を追求する。2.経過ならびに成果の概要上記の目的を達成するため、今年度は、第一に、海浜地および山林地の利用と環境につき従来の研究水準を踏まえて、次のような問題意識の下に、実態調査を行った。すなわち、(1)海浜利用とくに埋立について、(ア)埋立および埋立地上における産業的施設の立地を住民の海浜へのアクセスについて、高砂など。(イ)埋立と漁業権の関係について石垣島、志布志、苓北など。(ウ)公有水面埋立法について各地域。(エ)海浜環境の保護を含む現行法、とりわけ瀬戸内海環境保全特別措置法の実効性について織田ヶ浜など。以上の予備調査を踏まえて、研究会で議論を行った。(2)山林地の利用について、(ア)自然環境保全法に基づく地域指定の進行について、(イ)同法に基づく地域指定とミニ自然破壊について、問題が提起され、次年度の調査のための検討がなされた。また、既に開発が行われた地域(南アルプス・スーパー林道)について、それが所期の効果をもたらしているか否かとの点に重きを置いた調査を行い、検討が加えられた。(3)ナショナル・トラスト運動について、(ア)この運動を実効的たらしめるための法的措置について、(イ)自然保護の方策としてナショナル・トラストが十分な方策であるか否かについて、問題提起され、知床(斜里町)および天神崎(田辺市)について予備調査を行った。
全身型カルニチンパルミトイルランスフェラーゼII異常症の分子病理

全身型カルニチンパルミトイルトランスフェラーゼ(CPT)II異常症の日本人家系の遺伝子解析をおこない,4種類のミスセンス変異(E174K,F352C,V368I,F383Y)を見いだした。このうちのV368I変異は従来から報告されている遺伝子多型であった。また,F352C変異は日本人で認められる遺伝子多型であった。残る2種類のE174K変異とF383Y変異が,全身型CPT II異常症の病因となる遺伝子変異であるかどうかを確認する目的で,以下の研究を遂行した。PCRのプライマーに変異を導入し,mRNAからRT-PCR法を用いて増幅したPCR産物が制限酵素部位を有するかどうかで,その変異が存在するかどうかを判定できる迅速診断法を用いて,日本人正常対照者を対象に検討したところ,対照者ではE174K変異とF383Y変異を認めなかった。次に,CPT II遺伝子のミスセンス変異がタンパク質レベルでどのような異常をきたすのかを検討するため,高いタンパク発現効率を有するpCAGGS plasmidに野生型CPT II cDNAを組み込み,これをCos-7細胞にトランスフェクションした。この遺伝子導入により,Cos-7細胞のCPT II活性は遺伝子導入前の4倍程度に増加した。次に,野生型CPT II cDNAを組み込んだplasmidにE174K変異とF383Y変異を導入した。これらのミスセンス変異をもつplasmidを用いて同様のタンパク発現実験をおこなったところ,遺伝子導入により増加するCPT II活性は,いずれのミスセンス変異においても野生型の場合の約30%に低下しており,今回日本人家系で見いだしたE174K変異とF383Y変異が全身型CPT II異常症の真の病因となっていることが確認された。全身型カルニチンパルミトイルトランスフェラーゼII異常症の日本人家系の遺伝子解析をおこない,4種類の遺伝子変異を見つけだした。このうちの,1種類の変異は従来から報告されている遺伝子多型であった。また,さらに1種類の変異は日本人で認められる遺伝子多型であった。残る2種類の変異が,単なる遺伝子多型であるか,病因となる遺伝子変異であるかどうかを確認する目的で,以下の研究をおこなった。PCRのプライマーに変異を導入し,mRNAからRT-PCR法を用いて増幅したPCR産物が制限酵素部位を有するかどうかで,その変異が存在するかどうかが判定できる迅速診断法を開発し,この方法を用いて日本人正常対照者を対象に検討したところ,対照者ではその変異を認めなかった。さらに,この2種類の変異はカルニチンパルミトイルトランスフェラーゼIIタンパクの2次構造に著明な変化をきたすと予測され、それぞれが病因となっている可能性が非常に高いと結論された。以上の研究成果をJournal of Human Geneticsに発表した(印刷中)。さらに,病因と考えられる遺伝子変異がタンパク質レベルでどのような異常をきたすのかを検討するための基礎実験として,高いタンパク発現効率を有するpCAGGSplasmidに野性型カルニチンパルミトイルトランスフェラーゼII cDNAを組み込み、これをCos-7細胞にトランスフェクションした。この遺伝子導入により,Cos-7細胞のカルニチンパルミトイルトランスフェラーゼII活性を遺伝子導入前の4倍程度に増加させることに成功した。このことにより,カルニチンパルミトイルトランスフェラーゼII遺伝子の変異が酵素タンパク質にどのような異常をもたらすのかを検討するための基礎が確立された。

また,F352C変異は日本人で認められる遺伝子多型であった。残る2種類のE174K変異とF383Y変異が,全身型CPT II異常症の病因となる遺伝子変異であるかどうかを確認する目的で,以下の研究を遂行した。CPT II遺伝子のミスセンス変異がタンパク質レベルでどのような異常をきたすのかを検討するため,高いタンパク発現効率を有するpCAGGS plasmidに野生型CPT II cDNAを組み込み,これをCos-7細胞にトランスフェクションした。この遺伝子導入により,Cos-7細胞のCPT II活性は遺伝子導入前の4倍程度に増加した。次に,野生型CPT II cDNAを組み込んだplasmidにE174K変異とF383Y変異を導入した。これらのミスセンス変異をもつplasmidを用いて同様のタンパク発現実験をおこなったところ,遺伝子導入により増加するCPT II活性は,いずれにのミスセンス変異においても野生型の場合の約30%に低下しており,今回日本人家系で見いだしたE174K変異とF383Y変異が全身型CPT II異常症の真の病因となっていることが確認された。
ＣＯＭＴ阻害剤投与により惹起される代謝異常全体像の把握

COMT(カテコール-O-メチルトランスフェラーゼ)は交感神経系に係る神経伝達物質であるカテコールアミンの不活性化に関与する酵素であるが、その阻害剤は本邦においてパーキンソン病の治療薬として臨床実用されている。我々はCOMT不全による高脂肪食下での耐糖能悪化やCOMT代謝産物による耐糖能障害の改善が、インスリン分泌やその抵抗性の変化によることを動物実験ならびに細胞実験において証明し得た。臨床でパーキンソン病患者に使用されているCOMT阻害剤の代謝への影響を糖負荷試験を実施して検討した結果、明らかな代謝異常はきたさず治療用量では問題は認めなかったが更なる検討を要すると判断された。我々は今までにCOMT不全が高脂肪食のもとにおける耐糖能の悪化と関連することやCOMTによる代謝産物である2-methoxyestradiolの投与により耐糖能障害の改善が得られることを見出している。COMT不全が妊娠高血圧腎症の病態に関連する事や妊娠高血圧腎症がインスリン抵抗性を惹起する事などから、我々は高脂肪食のもとCOMT不全により惹起される耐糖能異常はインスリン抵抗性悪化にあると認識しており、組織学的にも脂肪組織・肝臓へのマクロファージ浸潤などそれを示唆する所見も得られている。動物実験では実際に高脂肪食投与下、2-methoxyestradiolの投与により改善する耐糖能障害は短期では血中インスリン濃度の上昇と長期ではインスリン抵抗性の改善を伴っていることを見出している。またインスリン産生beta-細胞ラインであるmin-6細胞を用いた検討では2-methoxyestradiol投与により分泌インスリンの増加を確認している。2-methoxyestradiolによるインスリン分泌の分子機構の解明ややCOMT阻害剤を服用しているヒトにおける臨床試験の実施ならびに結果の解析を実施中である。昨年度までにCOMT不全が高脂肪食のもとにおける耐糖能の悪化と関連することと、それがCOMTの代謝産物である2-methoxyestradiolの投与により改善することを見出している(研究代表者金崎啓造課題番号23790381)。本年度はその詳細な分子機構を解明する事に努めるとともに、ヒトにおける臨床試験に必要な症例数ならびに実施検査項目などを予測検討して実施するために、院内倫理委員会提出書類を作成した。COMT不全が妊娠高血圧腎症の病態に関連する事、妊娠高血圧腎症がインスリン抵抗性を惹起する事などより、申請者は高脂肪食のもとCOMT不全により惹起される耐糖能異常はインスリン抵抗性悪化にあると認識しており、脂肪組織、肝臓へのマクロファージ;浸潤など、それを指示する所見も得られている。実際に高脂肪食投与下、2-methoxyestradiol投与により改善する耐糖能は2週間の短期間では血中インスリン濃度上昇によって、さらに10週の長期間ではインスリン抵抗性の改善を伴っている事を見出した。また、インスリン産生beta-細胞ラインであるmin-6細胞を用いて検討したところ、2-methoxyestradiol投与により分泌インスリンは増加していた。現在、2-methoxyestradiolによるインスリン分泌の更なる詳細な分子機構を解析中であるとともに、臨床試験実施に向けペーパーワークを完了させている。動物実験において、高脂肪食のもとでのCOMT不全による耐糖能悪化やCOMTによる代謝産物での2-methoxyestradiolの投与による耐糖能障害の改善は、短期的な効果としては血中インスリン濃度の変化として、また長期的効果としてはインスリン抵抗性の変化に関与していることが確認できた。また、細胞実験においてはインスリン産生β細胞ラインのmin-6細胞を用いた検討で2-methoxyestradiol投与において分泌インスリンの増加が確認できた。基礎実験を踏まえて判明したインスリンに関与したCOMTによる代謝の意義に関して、パーキンソン病の治療薬として臨床医学において使用されているCOMT阻害剤のエンタカポン投与患者での検討で、糖負荷試験における結果では非投与患者群と比較して2-methoxyestradiol値は軽度の差を認めたが血糖値・血清インスリン値・遊離脂肪酸・カテコラミン値などでは有意な差を認めなかった。またヒトにおけるCOMTの短期的効果の確認では2-methoxyestradiol値を含めてすべてにおいて有意な差は認められなかった。検討患者のCOMT遺伝子多型解析においてもこれらの結果との相関ははっきりしなかった。ヒトにおいては症例の蓄積ならびに差としてみられた2-methoxyestradiolの関与ならびにパーキンソン病の疾患背景などを考慮した検討が課題として挙げられた。神経内科COMT不全の意義が2-methoxyestradiolのインスリンに及ぼすbi-phasic作用であることが示唆されて、そのヒトにおける意義を確認するための臨床試験を行うにあたって症例数の確保がやや遅れているため。当初はCOMT不全の意義は、インスリン抵抗性にあると考え、研究を立案していた。実際長期間(10週)の高脂肪食投与マウスで生じるインスリン抵抗性悪化は、2-methoxyestradiol投与により改善していた。

一方、短期間(2週間)の高脂肪食投与のもとCOMT阻害薬投与を行った結果生じた耐糖能障害は2-methoxyestradiol投与により改善し、インスリン分泌増加を伴っていた。このように2-methoxyestradiolはbi-phasicなインスリン分泌作用を有している事が明らかとなった。これらの結果は当初の予想とは異なっていたが、予想外に興味深い結果となった。これらの結果より得られた知見をもととし、臨床試験に用いる必要症例を推算している。COMT不全の結果生じる2-methoxyestradiol不全が、インスリンの分泌や抵抗性など関して耐糖能不全に寄与する可能性が示されてヒトでの意義を確認する。本年度は主にCOMT阻害薬投与による耐糖能障害を主とした代謝異常について臨床試験を行ってその結果を解析し、早期の論文発表につなげたい。また、内因性COMT阻害物質であるホモシステインをはじめとしてCOMTは様々な分子で作用抑制を受けるため、その環境因子やCOMT阻害を有する化学物質のスクリーニングをしていく。COMT不全の結果生じる2-methoxyestradiol不全が、耐糖能不全に寄与する可能性が示され、ヒトでの意義を確認する。本年度は主に次の2点を重点的に取り組み、早期の論文発表につなげたい。1) COMT, 2-methoxyestradiol不全によるインスリン分泌調節機構-分子標的の同定:現時点では2-methoxyestradiolによりbeta-細胞においてAMPKの活性化が(以前既に見出している肝臓同様)生じる事を解明しているが、2-MEは構造上ppar-gamma agonistと類似点があり、ppar活性を確認する事、c-junやMaf, PDX-1といったインスリン分泌に関与する因子の同定を行う。2)マウス解析の結果得られた結果より、COMT阻害薬投与による耐糖能障害発症有無と分子機構を検討する必要症例数を同定し、倫理委員会提出用書類を作成した。今後倫理委員会の許可を得た後に、臨床試験を開始したい。3) COMT阻害を有する化学物質のスクリーニング:COMT阻害薬のみならず、内因性COMT阻害物質であるホモシステインをはじめ、COMTは様々な分子で作用抑制を受ける。これらの環境因子をスクリーニングして行く。消耗品等が計画時よりも安価で購入できた。残額については平成26年度配分額とともに効率的に使用する。1)前年度に引き続き動物実験を行うにあたる実験動物の購入ならびに酵素活性や2-methoxyestradiolなどの測定、メタボローム解析、microarray解析などを行うための費用として使用予定。2)ヒトの臨床試験においてCOMT遺伝子多型を含む遺伝子解析やCOMTの内因性抑制物質ホモシテイン濃度・COMT
高配向ナノチューブとグラフィン結合技術を用いた超軽量高強度カーボン材料の創製

フッ素化度合いの違いが脱フッ素化多層カーボンナノチューブ(multi-walled carbon nanotubes:MWCNTs)繊維の破断の仕方と機械特性に影響を与えることを明らかにした。具体的にはMWCNT繊維をフッ素化力が高いフッ素ガスまたは弱いフッ化水素酸を用いてフッ素化した後、アルゴンガスフロー下で800°Cアニールにより脱フッ素化した。脱フッ素化繊維の機械特性とMWCNTs破断の様子を引張試験と走査型および透過型電子顕微鏡観察によって評価した。隣接するMWCNTsの滑りが、フッ化水素酸処理した繊維では抑制されなかった一方でフッ素ガス処理した繊維では抑制されることを明らかにした。フッ素ガス処理と脱フッ素化条件を改善することで、フッ素化前と比較して4.6倍の1.1 N/texの比強度を持つ脱フッ素化繊維の作製に成功した。この脱フッ素化繊維の破断部分では、712の層を持つMWCNTsが全層で破断しており、ナノチューブ間だけでなくMWCNT層間の滑りも抑制されたことを明らかにした。既存のグラフィン界面結合技術は結晶中に格子欠陥を導入するためグラフィン自体の機械特性が低下する。これに対して本手法は格子欠陥を導入することなく界面を結合できるという新しい特徴を持つ。また、本研究の脱フッ素化繊維は曲率半径1.6μmで90°まで曲げても破断せず、既存の商業用炭素繊維には無い高い柔軟性を持つ。これは鋭利な刃物を用いても繊維が切れにくいことを示す。微細な傷によって機械特性が大きく低下する炭素繊維に替わって航空機などにおいて信頼性が高い軽量高強度材料としての応用が期待される。本成果の意義は、1.1 N/texより高い比強度を持つカーボンナノチューブにおいて本グラフェン界面結合技術を用いることでナノチューブ1本の機械特性と同等の特性を持つマクロスケールの繊維を創製できることである。26年度が最終年度であるため、記入しない。本研究ではホウ素あるいはハロゲンを用いることでCNT表面を活性化し、CNT間に共有結合を形成させ、バルク体の機械特性を向上することが目的である。CNT間を結合させるためには物理的にCNT同士が近接していることが必須であり、本年度はCNTsの密着配向技術として多層カーボンナノチューブ(multi-walled carbon nanotube:MWCNT)ファイバーを作製した。具体的には化学気相蒸着法によってシリコン基板上に合成した垂直配向状のMWCNT膜から連続的にMWCNTsを引き出し、回転させながら紡糸する装置を組み立てた。作製したMWCNTファイバーの引張試験を行い、機械特性を評価した。引張試験ではサンプル問でのわずかな形状の違いによって、測定値が大きく異なるため、サンプル形状のバラつきを考慮した測定値の精確さを定量的に見積もることは重要である。引張試験に用いたロードセルの不確かさを評価することで、機械特性値の精確さを算出した。ホウ素導入の予備実験では、単層カーボンナノチューブ(single-walled carbon nanotubes:SWCNTs)およびMWCNTsを用いて、Ar雰囲気下、1100°C、4時間のホウ素導入を行った。電子エネルギー損失分光法によって元素分析を行った結果、硝酸還流処理または混酸(硫酸:硝酸=3:1)超音波処理を行ったSWCNTsを原料とした場合においてのみ、ホウ素を検出することができた。従って、処理温度が1100°Cにおいては、チューブの直径、層数に関連する表面活性エネルギー、および官能基やそれに関連した欠陥サイトの活性エネルギーがナノチューブ炭素骨格へのホウ素導入に影響すると考えられ、反応性の大きいSWCNTsの方がホウ素は導入されやすく、安定であるMWCNTsにおけるホウ素導入ではより高温度での処理が必要であることが分かった。カーボンナノチューブ(carbon nanotubes : CNTs)間の滑りを抑制し、マクロスケールCNT材料の機械特性を向上させることが本研究の目的である。フッ素化によってCNTsのsp^2炭素原子をsp^3に変化させ、続く脱フッ素化によって生じるダングリングボンドを結合させてグラフィン面間の結合を試みる。本年度は、前年度に確立した「高配向多層カーボンナノチューブ(multi-walled carbon nanotube : MWCNT)繊維の作製手法と不確かさ評価による繊維比強度の算出手法」を基にして、「高配向MWCNT繊維のフッ素化」、「フッ素化MWCNT繊維の圧縮処理」、「フッ素化・圧縮MWCNT繊維の脱フッ素化」、「フッ素化・圧縮・脱フッ素化MWCNT繊維の引張試験」を行った。脱フッ素化温度が600°C以上においてMWCNTs間の滑りが抑制されることを明らかにした。しかし、フッ素化・脱フッ素化によってMWCNT繊維の引張強度は低下した。ここで、過剰のフッ素原子が付加した場合にMWCNTsの構造が破壊することを明らかにしており、これがMWCNT繊維の引張強度を低下させた原因だと考えられる。フッ素化温度を低下させることでMWCNT繊維のフッ素含有率を低下させることができ、MWCNTs構造の破壊を抑制してフッ素化することを可能にした。フッ素化・脱フッ素化によるMWCNTs構造変化に関する結果は、MWCNTs本来の特性を維持したままMWCNTs間の滑りを抑制するための重要な成果である。具体的にはMWCNT繊維をフッ素化力が高いフッ素ガスまたは弱いフッ化

水素酸を用いてフッ素化した後、アルゴンガスフロー下で800°Cアニールにより脱フッ素化した。脱フッ素化繊維の機械特性とMWCNTs破断の様子を引張試験と走査型および透過型電子顕微鏡観察によって評価した。隣接するMWCNTsの滑りが、フッ化水素酸処理した繊維では抑制されなかった一方でフッ素ガス処理した繊維では抑制されることを明らかにした。フッ素ガス処理と脱フッ素化条件を改善することで、フッ素化前と比較して4.6倍の1.1 N/texの比強度を持つ脱フッ素化繊維の作製に成功した。この脱フッ素化繊維の破断部分では、712の層を持つMWCNTsが全層で破断しており、ナノチューブ間だけでなくMWCNT層間の滑りも抑制されたことを明らかにした。既存のグラフィン界面結合技術は結晶中に格子欠陥を導入するためグラフィン自体の機械特性が低下する。これに対して本手法は格子欠陥を導入することなく界面を結合できるという新しい特徴を持つ。また、本研究の脱フッ素化繊維は曲率半径1.6μmで90°まで曲げても破断せず、既存の商業用炭素繊維には無い高い柔軟性を持つ。これは鋭利な刃物を用いても繊維が切れにくいことを示す。微細な傷によって機械特性が大きく低下する炭素繊維に替わって航空機などにおいて信頼性が高い軽量高強度材料としての応用が期待される。本成果の意義は、1.1 N/texより高い比強度を持つカーボンナノチューブにおいて本グラフェン界面結合技術を用いることでナノチューブ1本の機械特性と同等の特性を持つマクロスケールの繊維を創製できることである。26年度が最終年度であるため、記入しない。本研究における要素技術の1つである「多層カーボンナノチューブファイバー作製」を達成した。また、ホウ素導入における予備実験により密着配向カーボンナノチューブへのホウ素導入の指針を得ることができた。高配向カーボンナノチューブ繊維のフッ素化・脱フッ素化を実行し、ナノチューブの構造と繊維の引張強度の評価によって機械特性の向上のための指針を得た。MWCNTファイバーを作製することに成功し、ハロゲンおよびホウ素を用いることで柔軟性を保ちながらCNT結合処理を行う準備を整えることができた。次年度は、MWCNTファイバーへのフッ素およびホウ素処理を試みる。具体的には、MWCNTファイバーの見掛け密度を制御することで、表面に露出しているCNT数やCNT間の接触面積を変化させ、ハロゲンおよびホウ素によるCNT間結合の評価、および結合による物性(機械強度、電気特性)への影響を評価する。フッ素化・脱フッ素化後の多層カーボンナノチューブのグラフェン層構造の破壊という問題に対し、層構造を破壊しないフッ素化・脱フッ素化手法を構築する。また、マクロスケール材料の機械特性向上において最重要事項である「多層カーボンナノチューブ間の滑り抑制のメカニズム」を解明する。
MRI微小灌流・拡散定量による脳腫瘍診断への包括的アプローチ

IVIM法は拡散強調画像の複数のb値より得られたデータを解析する事により分子拡散と毛細血管による血流を同時取得できる方法である。今回の研究ではIVIM法を用いて神経膠腫の悪性度評価では悪性度が高いほどf値(灌流の比率)が高く、D値(真の拡散係数)が有意に低下する事を報告した。また、膠芽腫と悪性リンパ腫の鑑別を行い、膠芽腫において、有意にf値およびD値が高い事を報告した。以上から、IVIM法は脳腫瘍術前における非侵襲的な悪性度や組織型評価に有用である事が示された。撮像パルスシーケンスの最適化九州大学放射線部の臨床用3T MRI装置を使用し、IVIMイメージング撮像パルスシーケンスの開発および最適化を行った。具体的にはファントムを用いてテストを施行後、健常ボランティアに協力していただき、パラメータを変更しながら撮像し、最適な条件を決定した。IVIMモデルの計算はbi-exponential curveへのフィッティングで行われるため、より多くのb値を用いる事により、得られる値の信頼性を高める事が望ましいが、単にb値を増やすだけでは撮像時間の延長につながるため、臨床現場で用いる際には撮像時間を減らす、つまりある程度b値のサンプリングを減らすことが求められる。ただし、Lemkeらが述べているように、少なくとも10個以上のb値が必要とされている。実際には健常ボランティアにおいて、b値の値およびサンプリング数、スライス枚数・スライス厚などを変えながら撮像を行った。両者(得られる値の信頼性および撮像時間)のバランスを考慮し、3分程度で撮像可能な条件を設定した。今回は13個のb値を用い。11スライスの撮像とすることにより目標を達成した。IVIM法から得られるパラメータの信頼性に関しては、D値(真の拡散係数)およびf値(灌流の比率)のずれは少ないが、D*値(灌流を拡散とみなした偽拡散係数)は過去の報告同様ずれが大きい傾向にあった。現在倫理審査委員会の承認を経て脳腫瘍患者でのデータを蓄積中であり、今後は数値のずれが少ないD値およびf値を用いて比較検討を行う予定である。・脳腫瘍患者でのデータ収集:倫理審査委員会の承認を得た後、脳腫瘍術前患者の画像データおよび臨床データを収集した。灌流画像としてIVIM法を撮像し、その他、単純CT、造影CT(CT灌流画像)、MRA、および必要に応じてポジトロン画像を撮像した。・IVIM法を用いた脳腫瘍の悪性度による鑑別法・予後推定法の確立:蓄積した脳腫瘍患者の画像データ解析により得られたD値(真の拡散係数)およびf値(灌流の比率)を1)グリオーマの悪性度の違いによる前述パラメータの変化、2)膠芽腫と悪性リンパ腫間の違いにおけるパラメータの変化を解析した。同時に取得可能なADC値を加えて、診断能の評価・検討を行った。成果を国内・海外の神経放射線学会にて発表し、論文制作中である。・今後の展望他の脳血流測定法との比較・検討:IVIM法にて得られたデータを、従来法での脳腫瘍の悪性度鑑別能と比較し性能評価を行う。従来法としてはDSC法とASL法に代表される。DSC法から得られる脳血液量(rCBV値)はグリオーマの悪性度判別に有用と報告されているが、腫瘍血流量に関しては、造影剤の血管外への染み出しの影響もあり、過小評価される事が知られている。ASL法も脳腫瘍鑑別に有用であるが、主幹動脈の閉塞があり、脳実質の一部が側副血行路を介して灌流されているような場合、ラベル血液の到達時間が延長し、血流が過小評価される。いずれの方法も動脈入力関数に依存するが、IVIM法ではこれらの影響が少ないために診断能向上が期待される。また、IVIM法ではボクセル内の微小灌流を対象としているため、DSC法やASL法とは異なる情報が得られる事が期待され、微小循環指標の生理学的な意義の解明や、従来法との組み合わせにより、診断能向上を図る事も視野に入れている。現在症例蓄積中である。IVIM法は造影剤を必要とせず、複数のb値(拡散強調の強さ)を取得するのみであり、通常の拡散強調像と比べて、撮像の煩雑さは少ない。造影剤を必要としないため、腎機能や年齢(小児等)の制限がなく、被曝がない点から撮像の制限は少ない。以上の要件があいまって症例蓄積が順調にすすんだものと思われる。解析ソフトに関しても、当初は1スライスのみの解析に留まり、解析時間を要していたが、新たな解析ソフト開発により、複数のスライスを同時に解析する事が可能となり、解析時間の短縮につながっている・脳腫瘍患者でのデータ収集および解析倫理審査委員会の承認後に臨床用3T MRIを用いてIVIMイメージング撮像パラメータの開発を行った。b値数およびスライス数を調整する事により3分弱程度の撮像時間とした。脳腫瘍術前患者の画像データおよび臨床データを収集した。IVIM法の画像データを収集後、解析ソフトを用いて真の拡散係数(D値)、灌流の比率(f値)を取得。まず、1)グリオーマの悪性度評価のためにhigh grade gliomaとlow grade gliomaにおけるD値とf値の統計学的有意差を検定し、high grade gliomaにおいてD値の有意な低下、f値の有意な上昇を認め、Neuro Oncology誌に投稿・掲載された。

次に2)膠芽腫と悪性リンパ腫にかけるD値とf値の統計学的有意差を検定し、膠芽腫においてD値およびf値の有意な上昇がみられ、両者の術前鑑別における有用性をJournal of Magnetic Resonance Imaging誌に投稿・掲載された。・他の脳血流測定法との比較・検討IVIM法にて得られたデータを、従来脳腫瘍の悪性度評価として用いられているDSC法との相関を検討した。DSC法から得られる脳血液量(rCBV値)はグリオーマの悪性度判別に有用と報告されているが、腫瘍血流量に関しては、造影剤の血管外への染み出しの影響もあり、過小評価される事が知られている。また、動脈入力関数に依存するが、IVIM法ではこれらの影響が少ないために診断能向上が期待される。結果、脳腫瘍患者においてrCBVとf値には強い相関がみられた。IVIM法はより侵襲性の少ない検査であり、今後の脳腫瘍術前診断における有用性が示された。IVIM法は拡散強調画像の複数のb値より得られたデータを解析する事により分子拡散と毛細血管による血流を同時取得できる方法である。今回の研究ではIVIM法を用いて神経膠腫の悪性度評価では悪性度が高いほどf値(灌流の比率)が高く、D値(真の拡散係数)が有意に低下する事を報告した。また、膠芽腫と悪性リンパ腫の鑑別を行い、膠芽腫において、有意にf値およびD値が高い事を報告した。以上から、IVIM法は脳腫瘍術前における非侵襲的な悪性度や組織型評価に有用である事が示された。撮像パルスシーケンスの最適化は、10個以上ののb値(13個)を用い。11スライスの撮像とすることにより3分程度で撮像可能な条件を設定する事が可能となった。他の撮像方法と比べても同程度またはそれ以下の撮像時間で行え、被験者の負担も軽減できる。また、造影剤も必要とせず、本方法に関しては侵襲性は非常に低い。3T MRI装置を使用する事で、通常の脳腫瘍術前のプロトコールに組み込む事も容易となった。し、IVIMイメージング撮像パルスシーケンスの開発および最適化を行った。従来の定量値測定法として、dynamic susceptibility contrast(DSC)法を用いた脳血液量測定、Arterial spin labeling(ASL)法を用いた脳血流量測定があるが、定量の際は動脈入力関数に依存し、特にASL法では脳血管障害を有する患者での定量性は疑問視されている。本研究の成功により、脳腫瘍診断におけるIVIM法から得られるパラメータの意義が明らかとなれば、同時取得可能な拡散情報とあわせて脳腫瘍の診断・治療法および予後推定に有用となるだけでなく、将来的な医療費抑制にも貢献する事が期待される。得られる値の信頼性に関しては、D値(真の拡散係数)およびf値(灌流の比率)の検査間のずれは少ないが、D*値(灌流を拡散とみなした偽拡散係数)は過去の報告同様ずれが大きい傾向にあった。現在倫理審査委員会の承認を経て脳腫瘍患者でのデータを蓄積中であり、今後は数値のずれが少ないD値およびf値を用いて比較検討を行う予定である。・他の脳血流測定法との比較・検討IVIM法にて得られたデータを、従来法での脳腫瘍の悪性度鑑別能と比較し性能評価を行う。従来法としてはDSC法とASL法に代表される。
くりこみ不動点の安定性解析による力学系の相転移の研究

本研究の研究テーマである力学系の相転移は,複数の平衡測度の存在を指す.特に,平衡測度を逆温度でパラメータ化し,温度を零に近づける際に現れる相転移に注目している.温度零の極限では,平衡測度は関数の空間平均を最大化することが知られており,そのような不変測度は最大化測度と呼ばれている.つまり,最大化測度を調べることで,相転移の手がかりを得ることができる.Bruin, Leplaideurらの考察による2つのくりこみ作用素[Comm. Math.Phys. 321, 209-247 (2013)]は,そのような事実に基づいて考察されており,当該年度も昨年度に引き続き,最大化測度に関する研究を重点的に行なった.主な成果としては,区分的に拡大的な一次元力学系のLyapunov最大化測度に関する成果をまとめた論文が,Ergodic Theory and Dynamical Systemsに受理された.さらに,相転移が起こらない,つまり平衡測度の一意性に関する結果も得ることができた.具体的には,(ーβ)-shiftと呼ばれるカオス性の弱い力学系のクラスのfactorに対して,定数関数に対する平衡測度の一意性に関する結果を得た.これは山本謙一郎氏との共同研究であり,結果を論文にまとめ,Nonlinearityに投稿中である.当該年度の研究実施計画通り,台湾で行われた国際研究集会での招待講演をはじめ,国内外の研究集会,セミナーで発表を行なった.また,Jean-Rene Chazottes氏を訪問し,温度零の極限での平衡測度に関する振る舞いについて共同研究を行なった.温度零の極限で,平衡測度が収束するのかという基本的な問題を扱い,1次元の記号力学系とは異なる振る舞いが現れることを証明した.くりこみ作用素に関する具体的な進展は得られなかったものの,それを考察する上で重要な最大化測度や零温度極限問題について研究が進展した.特に,零温度極限問題に関連する成果を出す過程で,記号力学系の部分空間への理解を深めたことは重要な収穫であった.最大化測度の研究に関しては,昨年度投稿した論文の内容を区分的に拡大的な一次元写像に対して応用し,査読つき国際誌への論文掲載が決定した.また,(ーβ)-シフトのfactor上の定数関数に対する平衡測度の一意性に関する結果を論文にまとめ,投稿することができた.相転移とは逆の一意性に関する成果であるが,研究過程で習得したグラフを用いた記号力学系の表現は,今後の研究に生かされる可能性が高いと考えている.当該年度は,以上の得られた成果を国内だけでなく,国外の研究集会でも積極的に発表し,参加している研究者の方々と議論することができた.以上のことを踏まえて,総合的には概ね順調に進展していると判断した.当該年度の研究を踏まえ,次年度も最大化測度,および零温度極限に関する研究を行いながら,くりこみ作用素の解析にも取り組んでいく.加えて,(-β)-シフトの研究成果をより一般化できる可能性があり,より広いクラスの記号力学系に対して,定数関数に対する平衡測度の一意性,またより一般の関数に対する平衡測度の一意性を研究する.くりこみ作用素に関しては,記号力学系の許可語と作用素の関係を詳しく見る必要があると考えている.くりこみ作用素の解析に密接に関係する,Thue-Mrose力学系をはじめとした置換規則力学系をグラフで表現する方法があることを学んだ.その方法を利用して,置換規則力学系の許可語の情報がどのようにくりこみ作用素に用いられているかを調べる予定である.また,当該年度に引き続き次年度も,国内外の研究集会に参加,成果発表を行い,参加する研究者との意見交換を積極的にする予定である.今年度は当初の計画とは異なり、くりこみ作用素の解析は進展しなかった。一方で、温度零の極限で現れる最大化測度や準周期的な力学系についての研究が進み、理解を深めることができた。くりこみ作用素の線形性については容易に確かめることができた。一方、その不動点における双曲性や摂動に関する研究を進めることは予想以上に困難であった。本研究のテーマである力学系における相転移は、逆温度でパラメータ化されたポテンシャルの平衡測度に対してある臨界温度以下で平衡測度が複数存在することを指す。温度零の極限では、ポテンシャルの期待値を最大化する最大化測度が現れる。専門家の間では、多くのポテンシャルに対して最大化測度は一意に存在し、その測度のサポートでは周期的な秩序立ったダイナミクスが現れるという考えが広く受け入れられている。そこで、くりこみ作用素の解析を進める為にも、その温度零の極限で現れる最大化測度を調べることが重要であると考え、今年度はそれらに取り組んだ。最大化測度に関しては、最大化測度が一意であり、そのエントロピーが零であるポテンシャルが多く存在するという、広く受け入れられている考えを検証する方向の研究が多くある。一方私は、エルゴード測度が十分多く存在する力学系において、非可算無限個の最大化測度を持つポテンシャルが稠密に存在することを証明した。さらに位相混合的な記号力学系という特別な場合には、エントロピー正の最大化測度が非可算無限個存在することも証明できた。これらの結果を論文にまとめ、論文はNonlinearityに受理された。さらに、高橋博樹氏と共同でそれらの区間上の拡大的なMarkov写像のLyapunov最大化測度に応用した。それをまとめた論文はErgodic Theory and Dynamical Systemsに投稿し、掲載に値するという好意的な査読結果を得ている。当初の研究計画であるくりこみ作用素および力学系の相転移について、その双曲性や安定性に関して具体的な進展はみられなかった。