hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
鼻腔炎症に連動した嗅球投射ニューロンの変性と神経回路再生を決定する脳微小環境

C57BL/6Jマウス(8週令、オス)の片側鼻腔に生理食塩水もしくはリポ多糖を、週に3回投与し、3,6,10週間後に灌流固定した(salineマウス、LPSマウス、各n=4)。また、別の群のマウスは片側鼻腔閉鎖を行い、同じスケジュールで灌流固定した(NCマウス、各n=4)。これらのマウスを比較することにより、鼻腔炎症と嗅覚入力遮断が嗅球に及ぼす影響の違いを明らかにした。その結果、LPSマウス、NCマウスともにsalineマウスに比べて嗅球が萎縮したが、凍結切片を用いて嗅球の形態を解析すると、LPSマウスでは外側が、NCマウスでは内側が萎縮し、萎縮する層が異なることがわかった。また、LPSマウスでは嗅上皮に炎症が起り、嗅球ではグリア細胞が活性化し炎症性サイトカインが上昇したが、NCマウスではそのような変化は起こらなかった。また、リポ多糖を10週間投与した後、無処置で2,6,10週飼育した群(LPS+NTマウス、各n=4)と、リポ多糖を10週間投与した後、鼻腔閉鎖して10週間飼育した群(LPS+NCマウス、各n=4)を比較した。LPS+NTマウスも、LPS+NCマウスも、鼻腔の炎症、嗅球の神経炎症は治まった。LPS+NTマウスでは、徐々に嗅球は萎縮から回復したが、LPS+NCマウスでは回復しなかった。このことから、鼻腔炎症による嗅球の萎縮からの回復には嗅覚入力が必要であることを明らかにした。実験に必要なマウスモデルを予定通り作製し、灌流固定にて凍結ブロックを作製、あるいは、新鮮脳組織を凍結保存した。切片を作製し組織学的な解析を、新鮮脳組織からmRNAを抽出しqPCR解析を行った。得られた結果から、嗅球の萎縮、再生に関わると考えられるサイトカインの予想がつけられた。1これまでの研究結果をまとめて論文を作成し発表する。2鼻腔炎症がマウス脳に組織学的な変化のみならず、行動学的な変化を誘発するかどうかを調べる。3鼻腔炎症による脳の組織学的変化、行動学的変化に雌雄差があるかどうかを調べる。年度途中で予想以上に実験が進んだため、前倒し請求をした。ほぼ使用したが、端数残ったため、次年度、物品費として使用する。
サービス品質向上・保証を目的としたP2Pストリーミング配信技術に関する研究

本研究では,オンデマンド型ストリーミング配信を想定し,再生途切れの許容時間がない場合と再生途切れの許容時間がある場合の2つのパターンを想定したP2Pストリーミング配信方式を提案し,その有効性を示した.再生途切れの許容時間がない場合は再生デッドライン(再生途切れが発生しない再生開始時刻)を考慮した最適化手法を用い,再生途切れの許容時間がある場合は再生デッドラインを考慮した確率的手法を用いた.また,通信可能な帯域を推定する可用帯域推定手法についても提案し,その有効性を示した.本研究では,オンデマンド型ストリーミング配信を想定し,再生途切れの許容時間がない場合と再生途切れの許容時間がある場合の2つのパターンを想定したP2Pストリーミング配信方式を提案し,その有効性を示した.再生途切れの許容時間がない場合は再生デッドライン(再生途切れが発生しない再生開始時刻)を考慮した最適化手法を用い,再生途切れの許容時間がある場合は再生デッドラインを考慮した確率的手法を用いた.また,通信可能な帯域を推定する可用帯域推定手法についても提案し,その有効性を示した.本研究の目的は,インターネットを介したオンデマンド型ストリーミング配信において,サービス品質向上・保証を目的としたP2P技術を確立することである.初年度として,下記の内容の検討・提案を行った.1.ストリーミングコンテンツの内容の性質に基づくサービス品質の定義:本研究項目では,品質要求の厳しい映画やテレビに注目し,再生途切れの許容時間の検討を行った.現在,カラーテレビの放送規格であるNTSC方式では,1秒間当たりの再生フレーム数が30(30fps)となっている.NTSC方式では様々なコンテンツをストレスなく視聴できるので,NTSC方式を参考に,再生途切れ時間の許容時間を33ミリ秒程度とすることを検討した.2.サービス品質保証(品質保証型)を目的としたP2P環境におけるストリーミング配信方式:本研究項目では,再生途切れの許容時間がない場合を想定したストリーミング配信方式の検討した.ピースを先頭から順番(再生順)に選択し,その受信速度をピースの再生に間に合うように調整することで再生途切れ時間をなくす方式を提案した.提案方式では,帯域幅の上限と再生デッドラインに間に合うための転送速度の下限の制約の下で,転送速度の合計を最大化する最適化問題を定義し,転送速度を算出している.シミュレーションによる評価により,P2Pネットワークにピアの参加する時間間隔が長い場合では,再生途切れ時間が発生しないことを示した.3.ネットワーク負荷軽減を目的とした可用帯域予測算出式:近年,インターネットにおいて,P2Pアプリケーションがネットワーク帯域を圧迫していることが問題となっている.そのため,次年度実施予定だった可用帯域推定手法の検討を初年度に実施した.本研究項目では,推定に要するネットワーク負荷を軽減するために,遅延時間の増加率から直接的に可用帯域を推定する可用帯域予測算出式の検討を行った.本研究の目的は,インターネットを介したオンデマンド型ストリーミング配信において,サービス品質向上・保証を目的としたP2P技術を確立することである.H26年度は,下記の内容の検討・提案を行った.1.サービス品質保証(品質保証型)を目的としたP2P環境におけるストリーミング配信方式:本研究項目では,平成25年度の研究において明確になっていなかったバッファリング時間と再生途切れ時間の関係性を明らかにした.シミュレーションによる評価により,バッファリング時間を大きくすると再生途切れ時間が大きく短縮することが明らかになったため,許容可能な再生途切れ時間に対するバッファリング時間の設定が可能となった.2.サービス品質向上(最善努力型)を目的としたP2P環境におけるストリーミング配信方式:本研究項目では,再生途切れの許容時間がある場合を想定したストリーミング配信方式の検討を行った.具体的には,平成25年度の研究において,再生デッドラインを考慮した方式の有用性が分かっているため,再生デッドラインを考慮し,確率的にピースを選択する発見的手法を用いた方式の検討を行った.シミュレーションによる評価により,P2Pネットワークにピアの参加する時間間隔が長い場合では,従来方式(BIS方式,BiToS方式)と比較して,再生途切れ時間が短縮することを示した.3.End-to-End遅延情報を用いた可用帯域推定手法:本研究項目では,平成25年度の(3)の研究項目で実施した可用帯域予測算出式の検討を基に,この可用帯域予測算出式を用いた可用帯域推定方式の提案を行った.また,実機への実装を行い,ネットワーク負荷軽減と推定精度の観点から評価を行った.実機における評価では,従来方式(Pathload)と比較して,推定精度を同等にした場合25%程度の負荷軽減を実現できることを示した.情報ネットワーク交付申請書の研究実施計画のとおりにおおむね進展している.実施計画では2つの研究項目を実施する予定であったが,次年度実施予定だった研究項目の一部である可用帯域推定手法の検討を初年度に3つ目の研究項目として実施した.前倒しで実施した理由としては,近年のインターネットにおいて,P2Pアプリケーションがネットワーク帯域を圧迫していることが問題となっており,P2Pアプリケーションやシステムの研究を行う上で同時に解決する研究項目であると考えたためである.2つ目の研究項目に関しては順調に進展している.1つ目の研究項目に関してはカラーテレビの放送規格であるNTSC方式を参考に,再生途切れ時間の許容時間を定義している.研究実施計画ではコンテンツの種類別に再生途切れ時間の許容時間を明確にする予定であったが,P2Pシステムにおいてコンテンツの内容を予め把握することが困難な点から,様々なコンテンツに対応可能なストリーミング方式を検討することに変更した.

品質要求の厳しいNTSC方式を想定することにより,様々なコンテンツに対応可能になると考えられる.次年度は,この定義した再生途切れ時間の許容時間を考慮した方式を検討する.H26年度は,交付申請書の研究実施計画の3つ目の研究項目を実施する予定である.しかし,提案方式における計算量などが大きくなると実用性が低くなる可能性があり,また,時間的な関係からも,最後のP2Pアプリケーションのプロトタイプの作成まで至らない可能性がある.そこで,今後,本研究は,以下の2つの研究項目を中心に推進し,実用性と時間的な問題が解決できれば,プロトタイプ作成に着手する.1.サービス品質向上(最善努力型)を目的としたP2P環境におけるストリーミング配信方式本研究項目では,再生途切れの許容時間がある場合を想定したストリーミング配信方式を検討する.本研究項目では,平成25年度の2.の研究項目で再生デッドラインを考慮した方式の有用性が分かっているため,再生デッドラインを考慮し,確率的にピースを選択する発見的手法を用いた方式の検討を行っていく.再生途切れの許容時間は,平成25年度の1.の研究項目で定義した時間(33ミリ秒)を基に評価する.また,提案手法の計算量を算出し,実用性の観点からも評価を行う.2.ネットワーク負荷軽減を目的とした可用帯域推定手法本研究項目では,平成25年度の3.の研究項目で実施した可用帯域予測算出式の検討を基に,この可用帯域予測算出式を用いた可用帯域推定方式の提案を行う.最終的には,実機への実装を行い,ネットワーク負荷軽減と推定精度の観点から評価を行う.
自閉症ヒト型モデルマウスを用いた社会性行動のシナプスパソロジー

自閉症でもシナプス異常が原因の一つとして提唱されている。また、CNV(コピー数変異)がこれまで考えられていた以上に多くの症例でみられることがわかってきた。応募者は、染色体工学的手法を用いて、ヒト染色体15q11-q13重複のモデルマウスの作製に成功した。15q11-q13重複は自閉症の細胞遺伝学的異常としてはもっとも頻度の高いもので、本モデルは、自閉症様行動を示すという表現型妥当性を示すだけでなく、自閉症の原因である染色体異常を患者と同じ型で有するという構成的妥当性をもみたす自閉症ヒト型モデルマウスである。本研究においては、本マウスのシナプス異常を中心に、シナプス異常がもたらす社会性行動異常のメカニズムを明らかにすることを目的とする。自閉症の原因の一つとして、近年シナプス関連遺伝子の異常及びその結果としてのシナプス異常が、ヒト遺伝学及びマウスモデルの結果から示唆されている。自閉症ヒト型モデルマウスを用いて、細胞生物学的解析を行ったところ、patDp/+マウスの前頭皮質において、スパインの異常が見出された。本異常のとりわけin vivo状態での詳細な解析を行うために、2光子顕微鏡のセットアップを行っている。形成や消失傾向にあるスパインを記録することにより、定常状態のスパインのみならず、スパインの動的状態を記録している。また、PSD-95等の後シナプスマーカーを用いて染色することにより、シナプス可塑性との関連を考察した。
抗ヒスタミン薬の阻害機構解明に向けたヒスタミン受容体の高分解能結晶構造解析

我々は出芽酵母(S. cerevisiae)と緑色蛍光蛋白質(GFP)を用いたGPCR改変体の構築・評価系を確立し,従来の3分の1程度の期間で改変体構築から発現評価までを行うことを可能とした.この改変体構築・評価系を用いることで,GPCRの一つであるヒスタミンH1受容体(H1R)の大量調製に成功し,第一世代の抗ヒスタミン薬ドキセピンとの複合体構造を明らかにした.さらにこの立体構造より受容体選択性にかかわる新たなアニオン結合部位を見出した.ヒスタミンH1受容体(H1R)はアレルギー症状の主たる要因となっているGタンパク質共役型受容体(GPCR)で、創薬の重要なターゲットである。我々は前年度にH1Rとインバースアゴニストであるドキセピンとの複合体の立体構造を分解能3.1Aで明らかにした。これによりH1Rの全体構造およびインバースアゴニストによる不活性化のメカニズムが明らかとなった。さらに立体構造より細胞外領域付近にアニオン結合部位を見出した。しかし現在の分解能ではリガンド結合に重要な役割を果たす水分子が全く観察できておらず、さらに高分解能の立体構造を明らかにする必要がある。本年度は高分解能の結晶構造解析を目指し、H1Rのコンストラクトの再構築を行った。そこでT4リゾチームの融合位置に着目した。つなぎ目を1残基長くまたは短くすることで、H1RとT4Lの相対的な配置が変化し、結晶中でのパッキングが改善する可能性がある。本研究ではT4リゾチームのC末端と接続するH1Rの残基を現行のコンストラクトよりも1残基短くしたもの(H1R-T4L-C1)、1残基長くしたもの(H1R-T4L+C1)、1残基長くしつなぎ目をグリシンに置換したもの(H1R-T4L+C1G)の3種類を作製した。ピキア酵母を用いた大量発現系を構築し、培養条件の最適化を行い十分な量の発現を確認した。現在大量培養、精製、結晶化を進行中である。また本年度はアニオン結合部位の役割を詳細に解析するために、これに関わる3つの残基(Lys179、Lys191、His450)のAla変異体を作製した。ピキア酵母を用いた発現系を構築し、4種類の変異体の発現に成功した。放射性同位体ラベルリガンドを用いた結合実験の結果、第1世代抗ヒスタミン薬に対する結合親和性はどの変異体も大きな違いは無かった。現在第2世代抗ヒスタミン薬を用いた結合試験を進行中である。我々は出芽酵母(S. cerevisiae)と緑色蛍光蛋白質(GFP)を用いたGPCR改変体の構築・評価系を確立し,従来の3分の1程度の期間で改変体構築から発現評価までを行うことを可能とした.この改変体構築・評価系を用いることで,GPCRの一つであるヒスタミンH1受容体(H1R)の大量調製に成功し,第一世代の抗ヒスタミン薬ドキセピンとの複合体構造を明らかにした.さらにこの立体構造より受容体選択性にかかわる新たなアニオン結合部位を見出した.ヒスタミンH1受容体(H1R)はアレルギー症状の主たる要因となっているGタンパク質共役型受容体で、創薬の大きなターゲットとなっている。H1Rの阻害剤である抗ヒスタミン薬は、花粉症等のアレルギーの治療薬や風邪薬として広く用いられているが、脳血液関門の通過や他の受容体との交差反応などを主たる要因とする副作用が起こる。H1Rの立体構造を明らかにすることで、構造を基盤とした副作用をより抑えた新世代の抗ヒスタミン薬の設計が可能となることが期待できる。申請者らは発現・精製の困難であったH1Rに関して、高発現で安定な改変体の作製に成功した。この改変体をピキア酵母を用いて大量発現を行い、結晶構造解析に十分な量のタンパク質を調製することができた(Shiroishi et al., Methods, 2011)。申請者らはこの精製H1Rを用いてキュービック相結晶化法による結晶化に成功した。そして精製方法の最適化および結晶化方法の最適化を行うことで、阻害剤であるドキセピンとH1R複合体の3.1オングストローム分解能での構造決定に成功した(Shimamura and Shiroishi et al., Nature, 2011)。ドキセピンは受容体特異性が低く、他のアミン受容体にも相互作用することが知られている。立体構造から、ドキセピンが受容体のリガンド結合ポケットに深く入り込み、他のアミン受容体で保存性の高いアミノ酸残基と相互作用していることが、受容体特異性が低い原因であることが分かった。また細胞外領域に強く結合するリン酸イオンが存在し、この部位が受容体特異性の創出に重要であることがわかった。申請時点で4オングストローム(最大分解能3.5オングストローム)程度のデータが得られていたが、構造解析は困難であった。当初は分解能を向上させるのは非常に難しく、1年以上の期間をかけた精製条件や結晶化条件の丹念な検討が必要であろうと考え、それでも分解能が向上しなかった場合、改変体構築の最適化(具体的にはT4リゾチームの融合位置の最適化)が必要であろうと考えていた。しかし実際には、研究課題開始1年目にして、精製条件の最適化や結晶化条件の最適化を行うことで、最終的に3.1オングストローム分解能の構造解析に成功した。

H1Rの3.1オングストローム分解能での構造解析に成功したが、創薬に有用な立体構造としてはまだ課題が残る。特に分解能がまだ十分に高くないために受容体に配位する水和水、特に受容体とリガンドの相互作用に寄与する界面の水分子が全く観察できていないことである。受容体とリガンドの界面をつなぐ水分子が相互作用に重要な役割を果たす例が示されてきており、構造をベースにしたインシリコでの化合物設計には強く寄与する水分子を考慮しなくてはならない。今後も精製条件や結晶化条件の最適化を行うことで、水和水の観察が可能な分解能(2.5オングストローム以上)での構造決定を行うことを目標とする。そのためにはT4リゾチームの融合位置等、受容体の改変体コンストラクトの最適化も行う必要がある。申請者らが開発してきたサッカロマイセスを用いた改変体の構築・評価プラットフォームを用いて、T4リゾチーム融合改変体の中から発現量および安定性の高い改変体を選び、ピキア酵母にて大量調製を行う。また昆虫細胞は脂質の組成が酵母とは異なるため、精製の最終段階で残ってくる脂質が異なる可能性が高い。この微量に含まれる脂質が分解能に影響を与える可能性もあるため、昆虫細胞での発現、精製、結晶化も行うことを計画している。次年度に使用する研究費として42876円あるが、これはタンパク質の大量調製に必要な試薬類の購入に充てる。現在のところ、大型備品を購入する予定はない。合成オリゴDNA、サッカロマイセスおよびピキア酵母の培養関連試薬、一般試薬、界面活性剤、脂質、プラスチック器具、学会参加や放射光施設での回折データ収集、打ち合わせのための旅費に使用する予定である。
マトリックスコンバータのＰＷＭ制御理論の体系化と可視化

交流可変速モータの駆動用電源として,交流電源電圧を可変電圧可変周波数の交流電圧に直接変換する高効率,高密度の電力変換器であるマトリックスコンバータが注目されている。マトリックスコンバータのPWM制御法は複雑で体系化されていない。本研究では,高調波を抑制するPWM制御を導出し,制御法の体系化をすると共に,図による可視化したPWM制御を確立する。具体的には3項目「出力電圧高調波を低減するPWM制御理論の確立」,「入力電流高調波を低減するPWM制御理論の確立」,「PWM制御理論の可視化」を明かにした。本研究により,マトリックスコンバータのPWM制御法を簡単に理解でき,普及と実用化に貢献できる。交流電源電圧を可変電圧可変周波数の交流電圧に直接変換する高効率,高密度の次世代電力変換器としてマトリックスコンバータが注目されている。マトリックスコンバータのPWM制御法は一般的に複雑で理論的に体系化されていない。申請者はスイッチング回数低減PWM制御とPWMパタン評価法を既に提案し,出力電圧または入力電流のそれぞれの高調波を最小化するP剛制御法を確立しているが,その理論展開はやはり複雑である。本研究では,高調波の準最小化を実現する簡単なPWM制御を導出し,理論の体系化を図ると共に,図で理解できる可視化したPWM制御理論を確立する。本研究成果により,マトリックスコンバータのPWM制御法を簡単に理解でき,普及と実用化に貢献できる。平成24年度においては,以下の成果が得られた。[出力電圧高調波を低減するPWM制御理論の確立]出力電圧高調波を低減するスイッチング回数4回のPWM制御法について,簡単なPWM制御法を開発し,その物理的な意味を明らかにしたPWM制御理論を確立し,シミュレーションと実験で検証した。[入力電流高調波を低減するPWM制御理論の確立]入力電流高調波を最小化するスイッチング回数4回のPWM制御法を,既に実現している。しかしながら,瞬時実効値計算に高性能なプロセッサを必要としている。そこで,入力高調波特性において遜色のない簡単なPWM制御法を開発し,その物理的な意味を明らかにしたPWM制御理論を確立し,シミュレーションと実験で検証した。[PWM制御理論の可視化]スイッチング回数4回のPWM制御法の時比率は,計算式で表され,その物理的な意味は明確ではなかった。そこで,マトリックスコンバータのスイッチング回数4回の可視化されたPWM制御法を導出した。さらに,シミュレーションと実験で制御特性および高調波特性を検証した。申請者はスイッチング回数低減PWM制御とPWMパタン評価法を既に提案し,出力電圧または入力電流のそれぞれの高調波を最小化するPWM制御法を確立しているが,その理論展開はやはり複雑である。具体的研究計画の3項目について実施した内容を以下に示す。[出力電圧高調波を低減するPWM制御理論の確立]出力電圧高調波を低減するスイッチング回数3回のPWM制御法に,瞬時実効値理論を適用し,出力電圧高調波の最小化制御法を既に開発している。瞬時実効値の計算負荷を軽減し,出力高調波特性において遜色のないスイッチング回数3回の簡単なPWM制御法を開発した。[入力電流高調波を低減するPWM制御理論の確立]入力電流高調波の評価法として瞬時実効値理論を適用した評価法を開発し,その高調波評価法の妥当性をシミュレーションと実験で検証した。[PWM制御理論の可視化]スイッチング回数3回のPWM制御法では,時比率計算に新たに出力電流情報を用いることで計算の自由度を増し,その自由度を用いてスイッチング回数を減らしている。出力電流情報により,要素が1つ増加したときの可視化について考案した。交流可変速モータの駆動用電源として,交流電源電圧を可変電圧可変周波数の交流電圧に直接変換する高効率,高密度の次世代電力変換器としてマトリックスコンバータが注目されている。マトリックスコンバータのPWM制御法は一般的に複雑で理論的に体系化されていない状況である。

本研究成果により,マトリックスコンバータのPWM制御法を簡単に理解でき,普及と実用化に貢献できる。具体的研究計画の3項目について実施した内容を以下に示す。[出力電圧高調波を低減するPWM制御理論の確立]出力電圧高調波を低減するスイッチング回数4回の全てのPWMパタンを導出し,出力高調波および電力損失を最小とするパタンを理論と実験から明らかにした。[入力電流高調波を低減するPWM制御理論の確立]入力電流高調波を最小とするスイッチング回数3回のPWM制御法を,瞬時実効値理論を用いた理論を導出し,その有効性をシミュレーションと実験で検証した。[PWM制御理論の可視化]スイッチング回数4回のPWM制御法において,入力電流高調波を最小とするPWM制御法の可視化を実現し,実験でその有効性を検証した。26年度が最終年度であるため、記入しない。パワーエレクトロニクス26年度が最終年度であるため、記入しない。研究計画書に記した研究内容について,全て実施しており,その成果が得られているため。平成25年度の研究計画は以下の通りである。[出力電圧高調波を低減するPWM制御理論の確立]出力電圧高調波を低減するスイッチング回数3回のPWM制御法に,瞬時実効値理論を適用し,出力電圧高調波の最小化制御法を既に開発している。瞬時実効値の計算負荷を軽減し,出力高調波特性において遜色のないスイッチング回数3回の簡単なPWM制御法を開発すると共に,その物理的な意味を明らかにしたPWM制御理論を確立し,シミュレーション検証と,実験の準備をする。[入力電流高調波を低減するPWM制御理論の確立]入力電流高調波の評価法を開発し,その高調波評価法の妥当性をシミュレーションと実験で検証する。[PWM制御理論の可視化]スイッチング回数3回のPWM制御法では,時比率計算に新たに出力電流情報を用いることで計算の自由度を増し,その自由度を用いてスイッチング回数を減らしている。出力電流情報により,一次要素増加するので,可視化すると三次元表現となる。したがって,まず,三次元にて,制御法の可視化する。瞬時実効値の計算負荷を軽減し,出力高調波特性において遜色のないスイッチング回数3回の簡単なPWM制御法を提案し,PWMパタンと出力電圧高調波最小化のパタンの処理時間および高調波特性をシミュレーションおよび試作システムによる実験で特性を明らかにする。[入力電流高調波を低減するPWM制御理論の確立]入力
小胞体ストレス応答による生理・病態制御の分子基盤

本研究課題では、小胞体ストレスセンサーから発信されるシグナルが制御する多様な生理現象の分子機構を解明するとともに、小胞体とそれ以外のオルガネラが連携して生じる新たな生理的小胞体ストレス応答の分子機構解明を目指す。今年度は以下のことを明らかにした。1)小胞体ストレスセンサーOASISの解析;OASISはアストロサイトを長期間培養することで誘導されてくる遺伝子の1つである。細胞老化におけるOASISの働きを調べた。1DNA損傷した細胞において転写レベルで誘導されるとともに、プロテアソームからの分解回避も生じており、タンパク質レベルで高度に発現上昇する。2ジーンチップおよびRNAseqなどにより、OASISの転写ターゲットの同定を試みた。その結果、昨年度までに同定できていたp21に加え、小胞体ーゴルジ間輸送に関わる遺伝子やsenescense-associated secretory phenotype(SASP)に関連する複数の遺伝子を同定することに成功した。3OASIS欠損アストロサイトでは、DNA損傷後も細胞老化を起こさず細胞周期を維持したまま増殖する現象を見出した。以上の結果から、OASISはDNA損傷時に細胞老化を起こす主要な因子であることがわかった。2)ムコ多糖症原因分子イズロン酸-2-スルファターゼ(IDS)の解析;変異IDSは小胞体関連分解によって速やかに分解を受けるため、本来の局在場所であるリソソームに局在できず、グリコサミノグリカン分解ができないことを証明してきた。本成果を応用し、ハイコンテンツイメージングアナライザーを用いて、変異IDSをリソソームに局在させる化合物を既存薬ライブラリーからスクリーニングした。その結果、複数の化合物が変異IDSをリソソームに局在させるとともに、酵素活性の回復を促す活性があることも証明した。実績の項目で記載したように、計画した実験の多くが予定通りに進行している。1)の研究からは、小胞体ストレスセンサーOASISの新機能が発見でき、細胞老化というトピックな研究領域に新たな切り口で研究展開できることになった。2)ではムコ多糖症の有効な治療法がない中、ERADからの分解回避および小胞体からゴルジ装置あるいはリソソームへの輸送活性化が治療ターゲットになり得ることが証明でき、新たな治療戦略の基盤が構築できた。1)の研究では、本成果を発展させることで細胞老化の詳細な分子機構の解明につなげるとともに、癌ではOASISが発現低下しており癌化への関与という視点でも研究を展開していく。2)の研究テーマに関しては、得られた成果を特許につなげるとともに、臨床応用していくために候補化合物の作用機序や薬効評価につなげていく。1)小胞体ストレスセンサーOASISはDNA損傷した細胞において転写レベルで誘導される。この転写はATM制御下で起こることを見出した。また誘導されたOASISの下流で細胞周期抑制因子p21が誘導されることもわかった。OASIS

欠損細胞ではDNA損傷応答が増幅しており、OASIS経路はDNA修復に重要な役割を担っている可能性があることもわかった。2)小胞体ストレスセンサーBBF2H7が活性化して膜内切断を受ける際に、N末端およびC末端断片の中間部である小ペプチド(マイクロフラグメント)が産生されることを見出している。site-2 proteaseで切断されるマイクロフラグメントのN末端側はバリエーションがあり、少なくとも3箇所で切断されていることがわかった。マイクロフラグメントの配列をもつペプチドはSDS耐性の強固な凝集体を形成しやすい性質を有することも明らかになった。3)ムコ多糖症原因分子イズロン酸-2-スルファターゼ(IDS)は小胞体ストレスセンサーに認識されたのち、小胞体関連分解によって速やかに分解を受けていることを明らかにした。小胞体関連分解を抑えることでIDSは本来の局在場所であるリソソームに局在し酵素活性を一部回復することを見出した。実績の項目で記載したように、計画した実験の多くが予定通りに進行している。2)と3)の研究テーマに関しては、得られた成果を特許にするための申請準備を進めている。小胞体ストレスセンサーにはOASIS以外にも複数存在しているため、それらのシグナル経路や生理機能にも迫れる研究を今後さらに進めていく必要がある。1)の研究では、本成果を発展させることで細胞老化の詳細な分子機構の解明につなげるとともに、癌ではOASISが発現低下しており癌化への関与という視点でも研究を展開していく。2)の研究テーマに関しては、得られた成果を特許につなげるとともに、臨床応用していくために候補化合物の作用機序や薬効評価につなげていく。現状の研究をさらに強く推し進め論文や特許に結び付けていく。1)神経前駆細胞からアストロサイトへの分化制御にOASIS経路が働いている可能性が考えられる。そこでin vivoの実験を加えながら神経発生におけるOASISの役割、位置づけを明確にしていけるような研究を進める。2)小胞体ストレス依存的に産生されるマイクロフラグメントが疾患患者の脳内で存在し病態形成に重要な役割を担っていることを証明する実験を展開していく。具体的には、患者脳を用いて病理組織学的に解析を進める他、マイクロフラグメントを発現するトランスジェニックマウスを作製し病態形成への関与を見出していく。3)IDSの細胞内局在変化を指標にムコ多糖症治療薬の候補化合物をスクリーニングする。
オッセオインテグレーション阻害因子の解明と臨床応用への展開

本研究は,デンタルインプラントの微小動揺によるオッセオインテグレーションの阻害機構を,遺伝子発現パターンの解析および遺伝子翻訳産物の添加実験から解明することを目的としている.DNAマイクロアレイ法を用いた網羅的検索から,オッセオインテグレーション獲得および非獲得ラットモデルそれぞれに特徴的な遺伝子の発現パターンが存在することが明らかとなった.また,その遺伝子をもととしたオッセオインテグレーション関連タンパク質を,GRP-tagアフィニティ精製システムを用いて簡便かつ純度良く精製することができた.本研究の目的は、歯科インプラント治療におけるオッセオインテグレーションの獲得に影響する遺伝子の解明を、in vitroおよびin vivoにおいて推し進め、その遺伝子情報を臨床応用に展開することにより、インプラント初期治癒過程におけるより確実なオッセオインテグレーションを獲得することである。今年度は、昨年度に引き続きオッセオインテグレーション阻害因子の検索をすすめた。具体的には、A.オッセオインテグレーション獲得モデル、B.オッセオインテグレーション非獲得モデルならびにC.コントロールの3グループについて、それぞれモデルを作成した。これらのモデルについて、埋入3日後にインプラント周囲組織を取り出し、それぞれtotalRNAを精製し、マイクロアレイ解析をおこなった。解析にはGene Spring GX 11.5(Agilent Technologies)を用いた。昨年度までの結果では、AおよびB群の2モデル間の遺伝子の発現の差異を検索し、4万個あまりの遺伝子が確認された。埋入1週後のデータと比較すると、A群に特異的に発現する遺伝子には骨形成に関与する遺伝子を含んでいたが、B群に特異的に発現する遺伝子は、発現率にばらつきが大きく骨形成に関与する遺伝子は含まれていなかった。この結果を検討し、3日後のサンプルの精度に、7日後のサンプルのものに比べてかなりばらつきがあることが確認されたので、サンプル数を6に増やして再実験を行うこととした。その結果、やはり3日後については特異的に発現する遺伝子は、発現率にばらつきが大きいことが認められた。今年度は、オッセオインテグレーション阻害因子の検索として、以下をすすめた。DNAマイクロアレイを用いた経時的遺伝子発現の解析:21年度科研(基盤C:21592488)いおいて確立した術式に基づいて、インプラント埋入手術からの経時変化を調べる。初期(インプラント埋入3日後)のオッセオインテグレーション獲得前のDNAマイクロアレイデータを調べ、埋入1週後のデータとあわせて遺伝子発現の差異を経時的に検索する。具体的には、A.オッセオインテグレーション獲得モデル、B.オッセオインテグレーション非獲得モデルならびにC.コントロールの3グループについて、n=5となるようそれぞれモデルを作成した。これらのモデルについて、埋入3日後にインプラント周囲組織を取り出し、それぞれtotalRNAを精製し、各グループ内5サンプルのうちで精度、濃度の良好な4サンプルを選択して、cRNAの調整、ラベリング後、ハイブリダイズした。蛍光強度を測定し、得られた結果をGene Spring GX 11.5(Agilent Technologies)を用いて、特異的に発現する遺伝子について網羅的な遺伝子解析を行った。AおよびB群の2モデル間の遺伝子の発現の差異を検索したところ、4万個あまりの遺伝子が確認された。本研究の目的は、歯科インプラント治療におけるオッセオインテグレーションの獲得に影響する遺伝子の解明を、in vitroおよびin vivoにおいて推し進め、その遺伝子情報を臨床応用に展開することにより、インプラント初期治癒過程におけるより確実なオッセオインテグレーションを獲得することである。昨年度のオッセオインテグレーション阻害因子の検索として、ラット大腿骨へチタンインプラントを埋入したA、BならびにC群(A:オッセオインテグレーション獲得モデル、B:オッセオインテグレーション非獲得モデル、C:コントロール)についてDNAマイクロアレイ法を用いた網羅的な遺伝子検索をすすめた。A、B群それぞれに特有に発現する遺伝子について、その発現差異を継時的に比較することで、目的の遺伝子を絞り込む作業を進めた。その結果、埋入7日後に比べ、埋入3日後に発現する遺伝子には、2モデル間に顕著な有意差をもって特異的に発現している遺伝子が認められなかったため、埋入3日後のデータを継時的な変化として遺伝子絞り込みに用いることは事は難しいと結論付けた。そこで、今年度は、埋入7日後に有意差をもって高い発現率を示した遺伝子をオッセオインテグレーション関連遺伝子とみなし、今後予定しているin vitro実験に用いるための、タンパクの精製を行った。具体的には、解析により見出されたオッセオインテグレーション関連遺伝子についてその翻訳産物をGRP-tag融合タンパク質として昆虫細胞を用いて生産し、カードランビーズでアフィニティー精製を行った。

歯科補綴学DNAマイクロアレイを用いた経時的遺伝子発現の解析の中で、サンプル精度にばらつきが出やすかったため、再実験を行った。そのため、予定していた研究の進行に遅れが生じている。実験に使用するラットの作成が、予定通り進まなかったために、実験着手に遅延が生じた。オッセオインテグレーション阻害因子の検索を推し進めるため、以下について計画している。1.Real time PCRによる発現遺伝子の定量的検索:オッセオインテグレーション獲得個体群と非獲得個体群との間で発現量に有意な差が見られた遺伝子について、Real time PCRによっても発現変動が有意であるかどうかを確認する。既知の文献やデータベース解析を行い、オッセオインテグレーションを阻害する因子の候補を絞り込み、その作用機序を予測する。2.阻害因子の候補遺伝子に由来するタンパク質の準備:in vitroおよびin vivoで行う検証に向け、既知の文献やデータベース解析を行い、阻害因子の候補遺伝子に由来するタンパク質を購入あるいは発現、精製する。組換えタンパク質の作製に関しては、阻害因子の候補遺伝子に由来するタンパク質が購入できない場合には、大腸菌、昆虫細胞、カイコおよび動物細胞などを用いて組換えタンパク質として発現させ、高純度に精製して利用する。極微量分光光度計Nano Drop 2000について購入予定であったが、教室の引っ越しのため設置場所の確保ができず、購入に至らなかった。(今回の実験の際には他教室の機器を使用させてもらった。)今後の研究内容に必要不可欠なReal time PCRの試薬やプライマー類、培養細胞の購入にあてることを考えている。
女性ホルモン補充療法の更年期女性の毛成長に及ぼす影響について

更年期女性の毛成長に及ぼす女性ホルモンの影響のin vitro評価をC_3Hマウス(メス、9日令)の髭毛包を用いて無血清培地、器官培養法を実施した。17β-estradiolを360ng/dish添加し、31°C、95%O_2、5%CO_2の条件下に72時間培養した。毛伸長の変化と細胞活性の変化をコントロールと比較した。結果はコントロールと比較し毛伸長も細胞活性も抑制されていた。今後、17β-estradiolの添加濃度の検討、使用マウスの日令の検討を予定している。尚、in vivoの評価方法であるフォトトリコグラム法を女性ホルモン補充療法を受けている女性2人に対し実施した。結果は、昨年度に検討した年代別健常女性の毛成長と比較し1人は同様の毛成長を示し、1人はすべての毛成長を評価する項目において劣っていた。同年代女性と同様の毛成長を示した症例は、女性ホルモン補充療法開始時に疎毛の自覚、および他覚的所見がなく、女性ホルモン補充療法により毛成長が維持されたか、もしくは影響がなかったと考えられた。全ての項目において毛成長が劣っていた症例は60歳になってからホルモン補充療法を開始し、開始時にはLudwig3に相当する進行した疎毛であり影響が観察できなかったと思われた。さらに妊娠前後の毛成長の変化を検討した。13人の健常女性の出産後4ヶ月の毛成長をフォトトリコグラム法で検討し、内7人は妊娠8ヶ月時の毛成長も観察し出産前後の毛成長の変化を比較した。結果は、出産前は成長期毛率が同年代非妊娠女性と比較し上昇していたが、成長速度の促進はなかった。また密度に変化なく短毛率が低下していたことから妊娠中に新生毛は増加せず妊娠前から存在する毛髪の成長期が延長するものと考えた。出産後の脱毛により著しい密度の低下を生じた例も多く、出産後の脱毛は休止期の一時的な同調以上に脱毛を生じると考えられた。更年期女性の毛成長に及ぼす女性ホルモンの影響をin vivoで評価するために、健常女性の加齢に伴う毛成長の変化についても毛成長の種々の指標を総合的に検討する必要があると考えた。そこで、脱毛・疎毛の自覚のない健常女性60人を対象に以下の検討を実施した。方法)血液検査及び、頭頂部においてフォトトリコグラム法、毛直径測定を実施し、成長速度、成長期毛率、毛髪密度、平均毛直径、硬毛率、短毛率を検討した。フォトトリコグラム法、毛直径測定の結果は21-25歳、26-35歳、36-45歳、46-55歳、閉経後の年代別に平均値を算出し、U検定を用いて統計学的に解析した。結果)成長速度、成長期毛率は21-25歳の若年層が最も高値で、閉経後群が低値を示した。26-55歳では加齢と共に低下する傾向は見られたが、有意な低下ではなかった。毛髪密度は21-25歳が最も低値で、26-35歳が最も高値であった。平均毛直径は閉経後が最も細く、21-25歳、46-55歳が細い傾向を示した。硬毛率、短毛率は加齢による変化はみられなかった。考案)従来、加齢による毛成長の変化は、短毛率以外の成長速度、成長期毛率、毛髪密度、平均毛直径、硬毛率が緩徐に低下するものと考えられていた。しかし、本研究の結果では、26-55歳の毛成長パターンは平均毛直径がわずかに低下するだけで、加齢による毛成長の変化は閉経前にはほとんど認められなかった。また、21-25歳では、成長速度は高値だが密度、平均毛直径が低値で、今まで若年層ほど頭髪の密度、平均毛直径が高値という考えに相当しない結果となった。

結果は、出産前は成長期毛率が同年代非妊娠女性と比較し上昇していたが、成長速度の促進はなかった。また密度に変化なく短毛率が低下していたことから妊娠中に新生毛は増加せず妊娠前から存在する毛髪の成長期が延長するものと考えた。出産後の脱毛により著しい密度の低下を生じた例も多く、出産後の脱毛は休止期の一時的な同調以上に脱毛を生じると考えられた。
冠血流再開通時の心筋動態に関する実験的研究

〔目的〕急性心筋梗塞に対する冠動脈血栓溶解(CT)療法時の冠動脈残存狭〓がどの程度心筋salvageに影響を与えるかを明らかにする目的で、以下の動物実験を行った。〔方法〕雑種犬を開胸し、左冠動脈前下行枝を1時間閉塞し、その後閉塞を解除したA群8頭、閉塞解除後造影剤遅延を伴わない99%狭〓を6時間保ち、以後狭〓解除したB群9頭、99%狭〓を1週間保ったC群8頭、造影剤遅延を伴う99%狭〓6時間のD群9頭、完全閉塞を7時間保ち、以後狭〓解除したE群8頭、完全閉塞を1週間保ったF群8頭を作成した。いずれも7日後に梗塞部壁厚増大率(%△T)を測定した後、屠殺し、梗塞部及び非梗塞部の心筋を採取してクレアチンホスホキナーゼ(CPK)を測定し、クリスタルバイオレット染色法により梗塞部のrisk area、TTC染色法による梗塞サイズを測定した。〔結論〕冠再開通に伴う心筋salvageは残存狭〓の少いもの程良好で、特に造影遅延のある場合はsalvage阻害作用が大きかった。〈冠血流再開直後の梗塞部壁厚の動態〉雑種犬22頭を左側開胸し、左前下行枝を剥離、結紮用絹糸を装着した。その心筋領域に壁厚を計測する目的で超音波クリスタルを心筋内層・外層に埋め込んだ。結紮による虚血の変化を確める目的で心外膜心電図を縫合した。これらの実験装置作成後、絹糸で左前下行枝を3時間結紮し、その後、絹糸を切除して再灌流させ、犬は閉胸して、1週間飼育した後屠殺した。この間、一定間隔で壁厚を計測し続けた。拡張末期の壁厚(Thr)は冠結紮により91.9±2.1%に減少したが、冠再灌流により、60分後には111.0±2.2%へと増大した。その後、この増大はしだいに減少して3時間後には104.4±4.2%となった。その後、再び増大し、1週間後には、119.0±5.6%に達した。この間、非虚血部の壁厚は有意の変化を示さなかった。梗塞部の組織水分量は正常部77.7±0.1%に対し、梗塞部では79.8±0.2%に増大していた。以上、本研究により、冠再開通により壁厚は二峰性に増大することが知れた。現在迄、再開通により壁厚増大することが報告されていたが、再開通直後に一過性の増大があることを報告したものはない。この原因として、再開通直後に生ずる反応性充血が大きな役割を演じていると推測される。その後、一週間に向けての壁厚増大は、従来いわれている心筋浮腫がその原因と解釈された。〈冠血流再開時の高張マンニトール液冠動脈内注入の心筋salvage効果〉雑種犬33頭で冠動脈左前下行枝を剥離、結紮用の絹糸を装着、細いカニューレを挿入した。絹糸で同冠動脈を3時間結紮したのち、これを切除して再開通させた。再開通と同時に、冠動脈のカニューレから18頭では高張マンニトールを、他の15頭では生食を0.075ml/minで注入、2時間後屠殺した。梗塞部の心筋CPKはマンニトール注入では高値に保たれ、マンニトールによる、心筋保護効果が推測された。実験犬の冠動脈左前下行枝を3時間閉塞し,これを解除すると直ちに心筋に浮腫が生じ,心室壁厚が二峰性となることを先年度報告したが,昭和62年度は,解除後, 1週間飼育してその後の壁厚の変化を検索した. 3時間冠閉塞解除後2時間では心室壁厚は著しく増高し,その時点で屠殺して組織学的に観察すると,著明な心筋内出血が証明された.解除後2時間以上観察した犬では,壁厚は2時間以降,次第にその壁厚を減じ解除36時間後にはコントロールの壁厚に近くまで回復している.しかし,その後壁厚は再び増高し初め, 1週間後には解除2時間後とほぼ等しい厚さに到達した.

この後屠殺して心筋を組織学的に観察すると,心筋内出血はほぼ完全に消失していたが,心筋浮腫が存在していた.以上より,冠閉塞解除後,壁厚は二峰性に増大し,その原因として心筋反応性充血と再灌流傷害による心筋内出血,心筋浮腫が考えられた.次いで,これらの再灌流傷害を除去する目的で,冠再開通時,高度な冠狭窄を残こす実験をおこなっている.即ち,実験犬で左冠動脈左前行枝を1時間閉塞し,これを解除する際残存狭窄のない群,造影剤遅延を伴う99%狭窄群,遅延のない99%群および完全閉塞のままの群の4群を作成し, 1週間飼育後,閉塞部領域の心室壁厚変化,組織CPK, risk area, TTC染色による梗塞部領域などを測定して4群のうちどの群が冠閉塞による病変が少いかを比較する.現在, 4群のうち2群の実験が完了に近づいている.次年度に向けて,実験頭数を増やしている段階である.〔目的〕急性心筋梗塞に対する冠動脈血栓溶解(CT)療法時の冠動脈残存狭窄がどの程度心筋salvageに影響を与えるかを明らかにする目的で、以下の動物実験を行った。〔方法〕雑種犬を開胸し、左冠動脈前下行枝を1時間閉塞し、その後閉塞を解除したA群8頭、閉塞解除後造影剤遅延を併わない99%狭窄を6時間保ち以後狭窄解除したB群9頭、99%狭窄を1週間保ったC群8頭造影剤遅延を伴う99%狭窄6時間のD群9頭、完全閉塞を7時間保ち以後狭窄解除したE群8頭、完全閉塞を1週間保ったF群8頭を作成した。いずれも7日後に梗塞部壁厚増大率(%△T)を測定した後、屠殺し、梗塞部及び非梗塞部の心筋を採取してクレアチンホスホキノーゼ(CBK)を測定し、クリスタルバイオレット染色法により梗塞部のriskarea、TTC染色法による梗塞サイズを測定した。〔結果及び考察〕%△TはAB群で高値を示し、F群では負の値を示した。CDE群はその中間を示した。梗塞部内層心筋CPKはA群で最高値、F群で最低値を示した。B群はA群よりわずかに低値であった。C群はB群よりDE群に近かった。D群とE群は有意な差はなかった。梗塞部外層CPKも内層のそれとほぼ同様の変化を示した。Riskareaに占める梗塞サイズはA群では8.0±3.4%と最も少ない梗塞サイズを示した。B群では13.2±3.7%と、造影遅延のない99%狭窄は6時間のみであれば心筋salvageに影響がなかった。しかしこれが1週間続いたC群では25.2±6.2%と梗塞サイズは拡大した。造影剤遅延を伴う99%狭窄では6時間のみで28.4±6.1%の梗塞サイズを示しAB群に比し著しい梗塞サイズ拡大があった。EF群は25.3±6.3%、35.4±8.7%と梗塞サイズは大きかった。〔結論〕冠再開通に伴う心筋salvageは残存狭窄の小さいもの程良好で、特に造影遅延のある場合はsalvage阻害作用が大きかった。
ハリシューチャンドラ加群に付随した等方表現とべき零軌道理論

本課題研究では,実半単純リー群の既約許容表現に対応するハリシュ-チャンドラ加群について,そのべき零不変量や一般ホイッタッカー模型との間の相互関係を深いレベルで明瞭に解き明かすために,随伴サイクルの重複度を定める等方表現に焦点を絞って,ハリシュ-チャンドラ加群に対するべき零軌道理論を追求することを研究の主目的とした.(1)エルミート型実単純リー代数の特異ユニタリ最高ウェイト加群に対する等方表現を,PRV-成分への射影を用いて全て決定し,その既約性を証明した.また,等方表現を用いて,一方がコンパクトな簡約デュアルペアに関するHowe双対性定理の別証明を与えた.例外型EVIIの場合に,スカラー型でない(特異)ユニタリ最高ウェイト加群に対する等方表現が,Dvorski-Sahiが提唱しているHowe双対性の拡張を与えることを示し,当該等方表現と階数1のコンパクト対称空間上の調和解析を結びつけた.(2)既約な随伴多様体をもつハリシュ-チャンドラに対して,ある種の自然な仮定のもとで,等方表現をリーマン対称空間上の勾配型不変微分作用素の主表象を用いて書き下す一般的手法を確立した.これにより,離散系列に対する等方表現と旗多様体上の対称部分群による閉軌道の余法束上定義されたモーメント写像の一般ファイバーの間に,明示的な関係式を与えることができた.(3)上記モーメント写像の一般ファイバーを同定するために,対称対に付随したRichardson軌道の研究を行った.対称対に付随した放物型部分群は,その冪零根基の対称部分のRichardson元の集合に,推移的に働くかどうかは未解決であった.この推移性が成立するための良い十分条件を与えると同時に,A型の場合に反例を初めて構成することで,モーメント写像の一般ファイバーの構造について重要な新知見を得た.本課題研究では,実半単純リー群の既約許容表現に対応するハリシュ-チャンドラ加群について,そのべき零不変量や一般ホイッタッカー模型との間の相互関係を深いレベルで明瞭に解き明かすために,随伴サイクルの重複度を定める等方表現に焦点を絞って,ハリシュ-チャンドラ加群に対するべき零軌道理論を追求することを研究の主目的とした.(1)エルミート型実単純リー代数の特異ユニタリ最高ウェイト加群に対する等方表現を,PRV-成分への射影を用いて全て決定し,その既約性を証明した.また,等方表現を用いて,一方がコンパクトな簡約デュアルペアに関するHowe双対性定理の別証明を与えた.例外型EVIIの場合に,スカラー型でない(特異)ユニタリ最高ウェイト加群に対する等方表現が,Dvorski-Sahiが提唱しているHowe双対性の拡張を与えることを示し,当該等方表現と階数1のコンパクト対称空間上の調和解析を結びつけた.(2)既約な随伴多様体をもつハリシュ-チャンドラに対して,ある種の自然な仮定のもとで,等方表現をリーマン対称空間上の勾配型不変微分作用素の主表象を用いて書き下す一般的手法を確立した.これにより,離散系列に対する等方表現と旗多様体上の対称部分群による閉軌道の余法束上定義されたモーメント写像の一般ファイバーの間に,明示的な関係式を与えることができた.(3)上記モーメント写像の一般ファイバーを同定するために,対称対に付随したRichardson軌道の研究を行った.対称対に付随した放物型部分群は,その冪零根基の対称部分のRichardson元の集合に,推移的に働くかどうかは未解決であった.この推移性が成立するための良い十分条件を与えると同時に,A型の場合に反例を初めて構成することで,モーメント写像の一般ファイバーの構造について重要な新知見を得た.本課題研究では,実半単純リー群の無限次元既約許容表現に対応するリー代数上のハリシュ-チャンドラ加群について,そのべき零不変量や一般化Whittaker模型との間の相互関係を深いレベルで明瞭に解き明かす表現理論を創るために,随伴サイクルの重複度を定める等方表現に焦点を絞って,ハリシュ-チャンドラ加群に対するべき零軌道理論を追求することを研究の主目標としている.本年度はユニタリ最高ウェイト加群や特異ユニポテント表現など,既約な随伴多様体をもつ重要なハリシュ-チャンドラ加群に対し,勾配型不変微分作用素の主表象写像を用いて,等方表現および随伴サイクルを具体的に特定・記述する研究を実施し,以下に述べる研究実績をあげた.1.エルミート型実単純リー代数の特異ユニタリ最高ウェイト加群に対ずる等方表現を,PRV-成分への直交影作用素を用いて具体的に特定した.特に,例外型EVIIの場合を含めて,対応する等方表現はすべて既約になることを発見した.この成果は,安定域にあるコンパクトなデュアルペアに関するハウ対応の一般化を与えるものとして極めて重要であり,研究代表者山下と分担者和地との共著論文に現在取り纏め中である.2.さらに研究代表者は,等方表現と特異ユニポテント表現のテンソル積の分解との間に深い繋がりがあることを見出した.特に,EVII型実単純リー代数の場合に,ワラック表現のテンソル積の既約分解をとおして,階数1のコンパクト対称空間(8次元球面,ケーリー射影平面)上の調和解析と等方表現の間の関係を明らかにした.3.各研究分担者は,各自の課題研究が深く関わる上記の研究1.,2.の過程で,セミナーや研究打合せをとおして本研究に常時参画した.なかでも,西山はユニタリ最高ウェイト表現のテータ持ち上げに対する随伴サイクルを記述した.

また,山下と西山は,2月17日-22日の期間,「べき零軌道と表現論(NORTh)」に関する研究連絡会を北海道大学で企画・開催し,研究組織のメンバーを中心として,関連する研究について討論と研究発表を集中して行った.同時に,次年度以降に研究計画に向けての準備態勢も整った.本課題研究では,実半単純リー群の無限次元既約許容表現に対応するリー代数上のハリシュ-チャンドラ加群について,そのべき零不変量や一般化ホイッタッカー模型との間の相互関係を深いレベルで明瞭に解き明かすために,随伴サイクルの重複度を定める等方表現に焦点を絞って,ハリシュ-チャンドラ加群に対するべき零軌道理論を追求することを研究の主目標としている.本年度は,べき零軌道の量子化や特異べき単表現のテンソル積による既約ユニタリ表現の構成を用いて,ハリシュ-チャンドラ加群に付随する随伴多様体・等方表現と等質空間上の調和解析等との繋がりを明らかにすることを主眼に研究を進め,以下に述べる研究実績をあげた.1.特異べき単最高ウェイト表現のテンソル積の既約分解を,対応するべき零軌道の直積の軌道分解との関係で考究した(山下).とくにEVIIの極小表現2個のテンソル積を詳しく扱い,PRV射影を用いて具体的に特定した等方表現がより明確に理解できるという新知見を得た.2.対称行列・交代行列の直積への一般線形群による作用を考察し(関口),その軌道分解の構造を明らかにした(落合,西山).この結果は1.の研究と深い繋がりがあり,等方表現の研究に今後大いに役立つものと期待される.3.離散系列表現の随伴多様体における最大次元軌道がリチャードソン的であるための条件を,ユニタリ群の場合に具体的に与えた(山下).他の研究分担者は,各自の課題研究が深く関わる上記研究の実施過程で,セミナーや研究打合せをとおして本研究に常時参画した.また,山下・齋藤・澁川・和地は,12月2日-5日の期間,「表現論シンポジウム」を北海道で主催し,研究組織のメンバーを中心として,本課題研究についての討論と研究発表を集中して行った.本課題研究では,実半単純リー群の無限次元既約許容表現に対応するリー代数上のハリシュ-チャンドラ加群について,そのべき零不変量や一般化ホイッタッカー模型との間の相互関係を深いレベルで明瞭に解き明かすために,随伴サイクルの重複度を定める等方表現に焦点を絞って,ハリシュ-チャンドラ加群に対するべき零軌道理論を追求することを研究の主目標としている.本年度は,べき単表現のテンソル積の分解と等方表現の関係をより詳しく解析し,また,離散系列表現について,等方表現の空間に属する良いベクトルから出発して一般化ホイッタッカー模型を構成することを目指した研究を実施し,以下に述べる研究成果をあげた.1.本補助金でSiddhartha Sahi(Rutgers)を招聘して行った共同研究により,べき単表現のテンソル積の既約分解が定める(相異なるリー群の)既約ユニタリ表現の間の対応が,等方表現とホイッタッカーベクトルを用いて具体的に記述されることを明らかにした.2.離散系列に付随する等方表現と対応するモーメント写像のファイバーの間に,より明示的な関係式を与えた.3.Leticia Barchini(Oklahoma)との討論を契機に,上記モーメント写像のファイバーの構造を研究し,ファイバー集合に固定部分群が推移的に働かない例を新たに発見した(坂田圭司との共同研究)
２軌道系を用いた近藤効果の量子シミュレーション

光格子中の冷却原子系は、量子シミュレーションのプラットフォームとして注目を集めており、理論、固体物質系と相補的な研究を行うことにより物性物理学は飛躍的に発展すると期待されている。近藤効果とは、伝導電子と局在スピンとの間の反強磁性的な相互作用により発現する量子多体効果のことであり、軌道自由度をもつ量子多体系の中心的な問題である。本研究ではイッテルビウム原子の基底状態1S0と準安定状態3P0を用いた2軌道系を構築し、1S0原子を伝導電子、3P0原子を局在スピンに対応付けることで近藤効果の量子シミュレーションに向けた研究を行う。