hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
錐最適化における新たなパラダイム：二重非負値行列錐上の最適化とソフトウェアの開発

本研究は,錐最適化問題の1つである「二重非負値行列錐上の最適化問題」に対する新規性の高いアルゴリズムを提案することを目的としている.錐最適化問題とは,線形計画問題や,半正定値計画問題を含む,幅広い凸最適化問題である.近年組合せ最適化問題に対する半正定値緩和の有効性が数多く報告され,商用ソフトウェアも開発されているが,申請者らの最近の実験で,この緩和をより厳しくした二重非負値緩和が,極めて強力であることが分かった.ただし既存のアルゴリズムでは現実的な時間内でこの緩和問題を解くことが困難であるため,新しい発想に基づくアルゴリズムを提案し,その実装と高速化に取り組んだ.本研究は,錐最適化問題の1つである「二重非負値行列錐上の最適化問題」に対する新規性の高いアルゴリズムを提案することを目的としている.錐最適化問題とは,線形計画問題や,半正定値計画問題を含む,幅広い凸最適化問題である.近年組合せ最適化問題に対する半正定値緩和の有効性が数多く報告され,商用ソフトウェアも開発されているが,申請者らの最近の実験で,この緩和をより厳しくした二重非負値緩和が,極めて強力であることが分かった.ただし既存のアルゴリズムでは現実的な時間内でこの緩和問題を解くことが困難であるため,新しい発想に基づくアルゴリズムを提案し,その実装と高速化に取り組んだ.本研究は,錐最適化における新たなパラダイムとして「二重非負値行列錐上の最適化問題」に着目し,この問題に対する新規性の高いアルゴリズムを提案すると共に,実用的なソフトウェアの開発を行うことを目的としている.錐最適化問題とは,線形計画問題や,半正定値計画問題を含む,幅広い凸最適化問題である.近年組合せ最適化問題に対する半正定値緩和の有効性が数多く報告され,商用ソフトウェアも開発されているが,申請者らの最近の実験で,この緩和をより厳しくした二重非負値緩和が,極めて強力であることが分かった.ただし既存のアルゴリズムでは現実的な時間内でこの緩和問題を解くことが困難であるため,これまでと全く異なる発想に基づく新しいアルゴリズムを提案し,研究分担者らと協力しながらその実装と高速化に取り組む.今年度は,1.初期点をどう選ぶか.2.アルゴリズムをどのように停止させるか.3.ステップサイズの選び方.の議論を行い,理論的に収束性が保証され,かつ実装可能なアルゴリズムの設計を行った.本研究は,錐最適化における新たなパラダイムとして「二重非負値行列錐上の最適化問題」に着目し,この問題に対する新規性の高いアルゴリズムを提案すると共に,実用的なソフトウェアの開発を行うことを目的としている.錐最適化問題とは,線形計画問題や,半正定値計画問題を含む,幅広い凸最適化問題である.近年組合せ最適化問題に対する半正定値緩和の有効性が数多く報告され,商用ソフトウェアも開発されているが,申請者らの最近の実験で,この緩和をより厳しくした二重非負値緩和が,極めて強力であることが分かった.ただし既存のアルゴリズムでは現実的な時間内でこの緩和問題を解くことが困難であるため,これまでと全く異なる発想に基づく新しいアルゴリズムを提案し,研究分担者らと協力しながらその実装と高速化に取り組む.平成24年度は,平成23年度に提案した理論的なアルゴリズムのプロトタイプを作成し,計算実験を行った.この結果,このアルゴリズムの実用化には,パラメータやステップサイズの選択法王や終了条件に改良が必要であることがわかった.この結果を受け,平成25年度はアルゴリズムの改良に取り組み,所与の目的を達成したいと考えている.本研究は,錐最適化における新たなパラダイムとして「二重非負値行列錐上の最適化問題」に着目し,この問題に対する新規性の高いアルゴリズムを提案すると共に,実用的なソフトウェアの開発を行うことを目的としている.錐最適化問題とは,線形計画問題や,半正定値計画問題を含む,幅広い凸最適化問題である.近年組合せ最適化問題に対する半正定値緩和の有効性が数多く報告され,商用ソフトウェアも開発されているが,申請者らの最近の実験で,この緩和をより厳しくした二重非負値緩和が,極めて強力であることが分かった.ただし既存のアルゴリズムでは現実的な時間内でこの緩和問題を解くことが困難であるため,これまでと全く異なる発想に基づく新しいアルゴリズムを提案し,研究分担者らと協力しながらその実装と高速化に取り組む.平成25年度は,平成24年度に提案した理論的なアルゴリズムの改良に取り組んだ.具体的には,アルゴリズムの初期点として必要となる初期許容解を求める人工問題を改良するとともに,Newton法より計算コストが少ない勾配法の導入を検討した.また,二重非負値行列錐以外の有効な錐最適化緩和として,共正値錐上の最適化問題を用いた緩和問題とその解法についても検討し,新しいアルゴリズムを提案した.26年度が最終年度であるため、記入しない。数理最適化26年度が最終年度であるため、記入しない。理論的なアルゴリズムを提案し,その成果を査読付き学術誌に投稿,採択,電子媒体で公刊された.プロトタイプアルゴリズムの実装を行い,その計算実験結果を得ることができた.これらの結果を複数の国際会議,国内会議で発表することができた.

今後はプロトタイプのアルゴリズムの実装を行い,その計算機実験結果から,改良すべき課題を見つける予定である.上述したように,プロトタイプアルゴリズムの問題点が明らかになったため,これらの解決に向けて,理論と実験の双方から詳しく検討を行いたいと思っている.
肺CTリンパグラフィによる肺癌センチネルリンパ節生検

平成16年度に行なった基礎実権の成績に基づき、臨床的に外科手術予定のNOの早期肺癌9例(平均年齢;63歳)において、各患者に、CTリンパグラフィ検査の安全性と有用性、および肺穿刺に伴う気胸や出血など予測しえる副作用も説明し、インフォームドコンセントを書面にて得て本検査を行なった。患者は腫瘍の部位により仰臥位または腹臥位として、CTイメージガイド下にCT造影剤2-2.5mlを肺腫瘍の周辺肺組織内に注入した。CTスキャンは、4列の多検出器CT装置で、上部縦隔から下部縦隔までの2ミリ厚のCT像を撮像前および造影剤注入1,2,3,4分後に撮像した。全例とも肺実質への造影剤注入は、CTガイド下に副作用なく行なわれ造影後2分以内に合計30個(1例当たり1-5個)のリンパ節が造影された。個々の症例では、造影1分後前後で最初に肺内・肺門リンパ節が、続いて2分前後で縦隔リンパ節の造影ピークが認められ、平均のCT値は134±52HUであった。肺葉または肺区域切除術とともに、標準のリンパ節隔清術臥行なわれ、リンパ節隔清では最初に術前のCTリンパグラフィで造影されたリンパ節群をCTリンパグラフィガイド下に気管支や肺葉との位置関係を参照して同定切除し、引き続き遠位リンパ節群の隔清を行った。いずれの症例でもCTリンパグラフィの解剖学的指標に基づいてセンチネルリンパ節が正しく同定され生検し得た。隔清されたリンパ節は、SLNと遠位リンパ節に分け病理組織を検討すると、リンパグラフィにより同定されたセンチネルリンパ節にも他のリンパ節群にも転移巣は検出されなかった。今回の臨床例における初期検討では、症例数は少ないが、肺実質への水溶性造影剤の注入により、造影早期に限られた数のリンパ節群が造影された。手術時には、これらの造影されたリンパ節群は、CTリンパグラフィで描出される詳細な周囲解剖学的指標により同定切除でき、本法は非侵襲的なSLN節生検の方法の手段と有用である可能性は示された。以上の研究成果は、和文雑誌のリンパ学に、欧文雑誌のInvestigative Radiology、Annals of Thoracic Surgeryに投稿し掲載された。平成16年度の基礎的検討として、健常犬10頭を使用し、水溶性CT造影剤(イオパミロン370)0.5mlをCTガイド穿刺針を用いて肺末梢組織へ造影剤を注入してCTリンパグラフィを行い、描出されたリンパ路およびリンパ節の造影効果の時間経過の推移を解析するとともに、異なった肺葉に造影剤を注入して造影されるリンパ路の相違を検討した。5頭では、CTリンパグラフィ施行後に剖検し、CTにより同定されたセンチネルリンパ節が、気管支や肺血管の解剖学的指標のもとに正しく摘出することがきるかどうかを検討した。その結果、全頭で、造影剤注入後1-3分以内に各肺葉からの異なったリンパ節が造影され、剖検を行った5頭では、CTで造影されたリンパ節を正しい解剖学的位置に切除することが可能であった。

また、臨床的検討としては、手術予定の肺癌症例8例において、CTイメージ下にCT造影剤を肺腫瘍の周辺肺組織内に約2ml注入してCTリンパグラフィを行ない、本法により同定されたセンチネルリンパ節が手術時に正しく同定し生検できるかどうかを検討した。その結果、全例で、造影剤注入後1-3分以内に2-3個のリンパ節が造影され、手術時には、描出されたリンパ節が正しく同定でき、病理組織学的にも摘出されたセンチネルリンパ節が他の隔清されたリンパ節群の腫瘍進展を正しく反映していることが判明した。肺癌外科手術における水溶性CT造影剤(イオパミロン370)を肺組織に局注入して得られるCTリンパグラフィを使用したセンチネルリンパ節生検査における臨床的有用性を確立するために、平成16年度に施行した犬を使用した基礎的検討の結果に基づき、本年度は、外科手術的が行なわれる予定の早期肺癌患者9例において、1mlのイオパミロン370を肺腫瘍周囲組織に注入となする方法でCTリンパグラフィを施行し、外科手術時におけるセンチネルリンパ節生検における本法の有用性を評価した。CTリンパグラフィは3次元画像化し、センチネルリンパ節の解剖学的位置の同定を行ない、外科手術中に、CTリンパグラフィにより同定されたセンチネルリンパ節を正しく同定し生検できるかどうかを検証するとともに、摘出されたセンチネルリンパ節と他の遠隔リンパ節の病理標本を対比検討して、同定、摘出されたセンチネルリンパ節が他の隔清されたリンパ節群の腫瘍進展を正しく反映しているかどうかを検証した。その結果、造影剤の肺腫瘍周囲組織に注入後2分以内に、全例で平均134+/-52 (Hunsfield unit : HU)の造影効果を有するセンチネルリンパ節が描出された。肺癌手術時には、3次元画像化したCTリンパグラフィをガイドにして、術前に同定されていたセンチネルリンパ節を切除することができた。センチネルリンパ節を含め切除されたリンパ節の病理組織の検討では、いずれの切除リンパ節にも転移巣は認められず、本法が肺癌のセンチネルリンパ節生検査に有用であることが示唆された。本法は、手術前に迅速に行なえ、術前にあらかじめ生検すべきリンパ節の解剖学的位置を外科医に伝えることができ、最小限に侵襲的な肺癌外科手術に貢献できると考えられる。本研究成果は、和文雑誌のリンパ学に投稿し掲載された。
障害者の父親の生活意識に関する検証

質問紙調査及び個別事例をとおして、障害者の父親の生活意識を明らかにすることができた。平成20年度に障害者の父親に対して、次のような調査項目を含んだアンケート用紙を作成した。(1)障害児であると診断を受けたときの気持ち、(2)家庭内での育児の参加、(3)家事の手伝い、(4)学校行事への参加、(5)職場での相談、(6)障害児の将来への思い、(7)父親亡き後の障害者と母親の生活について、(8)行政に期待すること、である。そして、これらのアンケート用紙を山口県、広島県、兵庫県の知的障害者育成会の団体に配布し、約200名から回答を得た。その結果、現段階において次の様な状況が見られた。父親の7割は50歳代以上であり、職業はサラリーマンが最も多く、次いで年金生活者であり、妻の多くは働いていなかった。子どもの障害は知的障害が最も多く、年齢は7割が19歳から49歳までの成人であった。子どもの障害について知ったとき、9割が「ショック」であると回答し、4割が「落ち着いて仕事ができなかった」と回答していた。6割は職場の上司(同僚)に話をし、50歳以下の父親達にそのような傾向が見られた。8割は、育児について妻と「よく話をし」、そのような傾向は中度の障害者の父親に見られた。家事や学校行事には半数以上が参加していた。障害者への将来や父親亡き後の障害者の世話で心配は、障害者の「働く場所の確保」であった。現時点において、父親の大部分は、妻とコミュニケーションを持ち、育児や家事にも参加していた。これは、多くの父親達の年齢が50歳以上であり、過去、障害の子どもにかかわる問題を克服してきたことが、前向きな回答結果に影響を及ぼしていると考えられる。日本とドイツの障害者の父親に対する個別インタビューでは、共に地域の障害者に対する偏見に悩んでいることが示された。本研究の目的は、障害者の父親の生活意識を明らかにすることにあった。具体的に言えば、障害者の父親の妻、障害の子ども、職場の同僚(上司)、社会などに対する意識を考察することであった。方法は、質問紙調査が採用され、広島県、山口県、兵庫県などの342名の父親(34歳81歳)から回答が得られた。その結果、9割の父親は子どもの障害にショックを受け、心理的葛藤を持ちながらも、職場では落ち着いて仕事をしていた。8割の父親は育児について妻とよく話をしていた。半数は家事の手伝いをしていた。父親は障害児を持ったことで、周囲の冷たい視線や無理解を感じていたが、同時に「他の障害児家族や多くの人々と知り合えた」「人の優しさを知ることができた」などの肯定的な面もあげていた。9割の父親は、行政に、親亡き後の施設における障害者の生活の充実を期待していた。障害程度や父親の年齢に関して、中度の障害児の父親が妻とよく話をし、友人及び他の障害児家族とも交流を持ち、社会的問題についてよく考えるようになった。年齢については、49歳以下の父親が、職場の同僚(上司)に障害児についてよく話をし、障害児を持った事で良い点についても強く考える傾向を示した。今後の研究は、アンケート調査に加えて、個別事例による障害者の父親の質的研究を行うことであり、また海外の障害者の父親と国際比較することで、わが国の障害者の父親の特徴の独自性を示したい。本研究は、科研費最終年度であり、総まとめとしての研究の取り組みを行った。三原市内外の障害者の父親達の生活意識を調べる目的でアンケート調査を実施した。アンケート調査の内容は、(1)子どもの障害の告知を受けたときの気持ち、(2)育児と家事の手伝いについて(3))職場での状況について、などであった。その結果、三原市、山口市、などの約340名の父親達から回答を得た。その結果、回答者の7割は50歳代、職業は3割がサラリーマン、2割が自営業者であった。9割の父親達が子どもの障害について、医師などからの告知を受けたとき、「ショックであった」と述べていた。また、半数の父親達は、そのショックから職場で落ち着いて仕事ができなかったと回答していた。家事については、あまり協力的ではなかった。妻が病気になった場合、困る理由として「家事」をあげていた。障害程度との関連性では、中度の知的障害者の父親が妻とよく話をし、友人及び他の知的障害児家族とも交流を持ち、社会的問題についてよく考えていた。そして、重度の知的障害者の父親は家族で外出が制限され、周囲の冷たい視線や無理解を強く感じていた。3名の重度知的障害者の父親(55歳、62歳、62歳)と個別インタビューを行った。3名の父親は障害児の育児で母親と共に苦労してきた。また、子どもが成長した後は、障害者の父親の会などで積極的に福祉活動に従事していた。また、ドイツ人2名の障害者の父親(62歳、50歳)と個別インタビューを行った。その結果、日本の障害者の父親と同様に、子育てのなかで苦労などをしていたが、障害者家族に対しては、日本における社会的偏見が少なかった。
筋活動を用いたアンテリアガイドの客観的決定法について

正常者においてガイド様式ならびに矢状切歯路傾斜度を実験的に変化させ,外側翼突筋下頭筋活動を計測することにより,ガイド様式ならびに傾斜度の変化が筋活動に与える影響について検討し,アンテリアガイドの客観的決定方法の指標を得ることを目的として以下の実験を行った.咬頭嵌合位より1.5mm咬合挙上した実験用シ-ネは,それぞれの被験者ごとに2種類の咬合様式(ミュチャリー・プロテクションオクルージョンとグループ・ファンクションオクルージョン)と各傾斜度(10°40°)を与えたものを作製した.顆頭点の測定は,近赤外線発光ダイオードとPSDを用い,切歯点の測定は下顎運動描記装置MKG K6システムを用い行った.筋電図波形と下顎運動波形は,データレコーダーに記録したのち,A/D変換器で変換した後,パーソナルコンピュータに取り込み,プログラム上にて分析を行った.以下の結果を得た.1.アンテリアガイドの傾斜度の変化に伴い顆頭点の運動経路間に差は,認められなかった.2.アンテリアガイドの傾斜度が大きくなるに従って,外側翼突筋下頭筋活動量は上昇傾向を示すものの有意な差は認められなかった。3.グループ・ファンクションオクルージョンを付与した咬合様式での側方運動時の外側翼突筋下頭筋活動量の方が,ミュチャリー・プロテクションオクルージョンを付与したものより大きな活動量を示した.これらのことより,アンテリアガイドの客観的決定法としての外側翼突筋下頭筋活動を利用できる可能性が示唆された.正常者においてガイド様式ならびに矢状切歯路傾斜度を実験的に変化させ,外側翼突筋下頭筋活動を計測することにより,ガイド様式ならびに傾斜度の変化が筋活動に与える影響について検討し,アンテリアガイドの客観的決定方法の指標を得ることを目的として以下の実験を行った.咬頭嵌合位より1.5mm咬合挙上した実験用シ-ネは,それぞれの被験者ごとに2種類の咬合様式(ミュチャリー・プロテクションオクルージョンとグループ・ファンクションオクルージョン)と各傾斜度(10°40°)を与えたものを作製した.顆頭点の測定は,近赤外線発光ダイオードとPSDを用い,切歯点の測定は下顎運動描記装置MKG K6システムを用い行った.筋電図波形と下顎運動波形は,データレコーダーに記録したのち,A/D変換器で変換した後,パーソナルコンピュータに取り込み,プログラム上にて分析を行った.以下の結果を得た.1.アンテリアガイドの傾斜度の変化に伴い顆頭点の運動経路間に差は,認められなかった.2.アンテリアガイドの傾斜度が大きくなるに従って,外側翼突筋下頭筋活動量は上昇傾向を示すものの有意な差は認められなかった。3.グループ・ファンクションオクルージョンを付与した咬合様式での側方運動時の外側翼突筋下頭筋活動量の方が,ミュチャリー・プロテクションオクルージョンを付与したものより大きな活動量を示した.これらのことより,アンテリアガイドの客観的決定法としての外側翼突筋下頭筋活動を利用できる可能性が示唆された.
大阪における人々の嗜好性が生む都市景観に関する研究~他都市との比較を事例として~

本研究で実施した海外調査事例を整理し、そこから都市の形成と個人の嗜好性についての関連を整理するとともに、大阪大学コミュニケーションデザイン・センターが、大阪の中心地中之島で実施した中之島コミュニケーションカフェについて、参与観察を行った。同時に調査で訪れた都市を比較考察している。ラスベガスのように、資本主義経済が発展していく段階で形成された都市が未だに都市景観の骨格がマクロな構造に支配されているのに比べて、サンタクルーズなどで見られるように物語復興として個人同士の対話をベースに町づくりが進められた事例や、ミュンスター、カッセル、ヴェネチアなどでもアートを媒介にした町づくりが見られるが、個人的な表現や個人同士の対話が都市を形成している事例が今後大阪で展開される事は追って調査する必要があることが明らかになった。アメリカや日本、欧州で多く見られるように既に都市の成熟期に入っている地域ではそうした個人の表現行為や対話が有効化し得るかもしれないことが明らかになってきたが、一方でアジアを中心にしたまだ開発途上の都市では国家レベルで行われる都市開発が多く見られ、その結果が都市景観の形成についてどのような影響を及ぼすのかということは、グローバルとローカルのスタンダードを探る本研究においては重要な視点であり、アジアの都市開発事例を現地調査し、その結果を研究成果に反映させるべく整理中である。本年度は今後の研究を進めるにあたり基本的な研究環境を形成するハードを整える事を主眼に置くとともに、主に建築・都市・社会学分野で人々の嗜好性や街の読み取り方に関連した文献を整え準備調査を行った。その調査の中で社会学や記号論、一連のカルチャラル・スタディーズの研究で街を遊歩する人々が持つ文化的フレームが都市空間における情報の能動的な読み取りを問題にしている事が注目に値する※1。これらの文化研究では若者文化やサブカルチャーを対象として一定のスタイルや型から文化を小さく断片化した社会的小集団や特定の「部族」(tribe)※2と日常生活との関係を見つめることからいずれも出発している。そのような社会的小集団が形成されるのに非常に重要な役割を担っていると思われる「メディア」を通じて、送り手がどのようなメッセージを生産-流通-消費のプロセスに組み込もうとしているのかという部分を解析する必要があるという知見が、一連の文献調査を通じて理論面からも補強する事が出来た。もう一点は大阪に関わる文献調査の中で、大阪の街がどのような空間的範囲で認識され区分けされているかという空間単位の準備調査を行った。その中では大阪の空間を特徴づける二大地域とされてきたキタとミナミという単位のみで街が捉えられている分けではないことが浮かび上がっている。例えばキタと呼ばれる地域の中にもハービスENTを中心とする西梅田として把握されているエリアや、NU茶屋町や梅田ロフトという施設を中心とする茶屋町として把握されているエリアなど、建築施設を中心にした界隈という様々な小単位に区分け出来るという事が浮かび上がっている。今後はグローバルなカルチャーを念頭に置きつつ、メディア等の解析を通じて社会的小集団の整理を進めながら、一方でガイドブックやブランディングについての文献をあたりながら細かくその部分を解析することでその両者の関係を考察する必要がある。平成18年度に引き続き、大阪における調査とともに、海外事例の調査を行った。大阪では、身近な事例として本学大学生が都市を見る際にどういう視点から見つめているのかを探るために、グループダイナミクスの視点から学内ワークショップを開催し、参与観察を行った。その成果については一部学会発表などを行っている。また、海外事例においては、大きく以下の二つの領域に絞り調査を行った。一つは、新たな都市景観を形成する際に大きな契機となる災害とその復興。もう一つは個人的な嗜好や表現が街へ展開されたアートフェスティバル。一つ目の事例としては、アメリカでの災害復興事例を收集するべく、アルバカーキで行われたNVOADの年次大会へ参加し、情報を収集すると同時に、西海岸サンフランシスコ地震で被害を受けた地域の復興を調査した。特に、サンタクルーズでは物語復興という観点で住民の手によって進められた災害復興まちづくりの事例をインタビューなどにより調査を行った。また二つ目の事例としては、本年度にヨーロッパにて行われた、ミュンスター彫刻プロジェクト、カッセルドクメンタ、ヴェネチアビエンナーレの3つのアートフェスティバルを現地調査および資料収集した。

3つの共通点は、美術館や博物館という建物に限らず、街の中で様々なアート表現が展開され、それがまちづくりの一環を担っているという点である。大阪でもアートカレイドスコープなど、都市空間へ展開するアートフェスティバルの動きが見られるが、本年度収集したヨーロッパの事例や、来年度以降収集するアジア等他地域との比較を通じて、都市景観への影響を探る必要があることが明らかになった。本年度は昨年に実施した海外調査事例を整理し、そこから都市の形成と個人の嗜好性についての関連を整理するとともに、大阪大学コミュニケーションデザイン・センターが、大阪の中心地中之島で実施した中之島コミュニケーションカフェについて、参与観察を行った。昨年度に調査を行った中ではラスベガスのように、資本主義経済が発展していく段階で形成された都市が未だに都市景観の骨格がマクロな構造に支配されているのに比べて、サンタクルーズなどで見られるように物語復興として個人同士の対話をベースに町づくりが進められた事例や、ミュンスター、カッセル、ヴェネチアなどでもアートを媒介にした町づくりが見られるが、個人的な表現や個人同士の対話が都市を形成している事例が今後大阪で展開される事は追って調査する必要があることが明らかになった。本センターが実施した中之島コミュニケーションカフェでも、アートという極めて個人的な表現活動を媒介にして、不特定多数の個人同士が対話できる空間を都市の中に設ける試みを実施しており、2009年水と大阪の試みなども視野に入れつつそれが今後の都市景観の形成につながると期待されている。ここでアメリカや、欧州で多く見られるように既に都市の成熟期に入っている地域ではそうした個人の表現行為や対話が有効化し得るかもしれないことが明らかになってきたが、一方でアジアを中心にしたまだ開発途上の都市では国家レベルで行われる都市開発が多く見られ、その結果が都市景観の形成についてどのような影響を及ぼすのかということは、グローバルとローカルのスタンダードを探る本研究においては重要な視点であるという事が本年度の研究整理で分かってきた。そのため、急遽アジアの都市開発の事例を現地調査し、その結果を研究成果に反映させることが必要である。
超伝導単一光子検出器の超高性能化と量子情報通信への適用による新規パラダイムの創出

本研究では、超伝導単一光子検出器(SSPD)の性能向上を目指した開発を実施し、通信波長帯において検出効率70%以上、暗計数率100カウント/秒、タイミングジッタ70psの達成や、SSPDアレイの実現による従来比10倍以上の高速化など、従来技術では達成し得ない領域まで進化させることに成功した。また、SSPDを量子光学研究に展開することにより、90%以上の明瞭度を有する量子インターフェースの実現や、独立光子源からの2光子干渉観測など、これまで実現出来なかった技術の確立に成功した。1.超伝導ナノワイヤを含めた多層膜周期構造において、有限要素法を用いた光吸収率のシミュレーション方法の確立を行い、高い光吸収率が得られるためのサンドイッチ型光多層膜構造の設計を行った。また、実際にサンドイッチ型SSPD素子の作製プロセスの確立を行い、実際に試作されたSSPD素子の性能評価を行った結果、75%の非常に高い検出効率の取得に成功した。2.16ピクセルSSPDアレイ素子、および多重化信号処理用の超伝導単一磁束量子回路に関して、研究計画通り、素子・回路設計を行った。また、次年度以降の高速動作実証にむけて、実際にSSPDアレイ素子およびSFQ多重化回路の試作を行った。3.高効率化されたSSPDおよび忠実度93%に高精度化された波長変換量子インターフェースを用いて2つの独立に用意された光子の波長変換を行い、それらの2光子干渉を観測した。観測された明瞭度の実測値は76%であり、検出器と波長変換量子インターフェースの性能から予想される到達可能な明瞭度として91%を得ることができた。PPLN導波路を用いた高効率な光子対光源の設計および組立を行い、光子対発生を確認した。1.サンドイッチ型超伝導単一光子検出素子設計の最適化を行うことにより、波長1550nmにおいて80%を超える高い検出効率の取得に成功した。また、高性能化が達成された検出器を量子光学測定で用いる冷凍機システムへの実装をおこなった。2. 4ピクセルうインタリーブ型SSPDアレイ素子の作製および性能評価を行った。その結果、60%を超える高い検出効率を維持したまま、最大計数率が従来の10倍以上にまで高速化可能であることを確認した。3.高効率化された超電導光子検出器における時間分解能を評価し、同時計数装置も含めて80ps程度の低ジッター測定が可能であることが分かった。これを元に必要な光子のコヒーレンス時間に対応する光周波数フィルターを用意し、独立なCW励起の光パラメトリック変換光子対の2光子干渉を観測した。高い検出器の量子効率と安定な光ファイバー干渉計の構築により、先行研究の明瞭度77%を超える93%の高い明瞭度を観測した。1.サンドイッチ型超伝導単一光子検出素子(SSPD)の開発において、アバランシェ現象を引き起こすためにナノワイヤが並列に設置されたような新しい構造の素子設計、作製、および素子性能評価を行い、有効に機能することを確認した。システム検出効率は通信波長帯において80%以上を達成すると同時に、暗計数率が10カウント/秒以下と従来よりも一桁低い値の取得に成功した。2.インタリーブ型で8エレメントSSPDアレイ素子の設計、作製および性能評価を行った。全エレメントにおいて均一製の高い超伝導特性および検出効率特性が得られている事を確認し、8エレメント合計で、77.2%の高い検出効率を得ることに成功した。3.,短ジッター特性を持つ超伝導単一光子検出器(SNSPD)と狭帯域波長フィルタを用い、cwレーザ励起のSPDCにより偏光エンタングル光子対を二対準備してエンタングルメントスワッピングを行い、得られた量子状態について量子状態トモグラフィを行った結果、最大エンタングル状態との忠実度0.84と高いエンタングルメントが得られていることを確認した。平成26年度の研究実施計画では16ピクセルSSPDアレイの作製と性能評価を行うことを予定していたが、実際にはより信頼性の高い4ピクセルSSPDアレイの性能評価に焦点をおいた。その結果、量子光学実験にも応用可能な技術の確立を行うことができ、予定としていた16ピクセルSSPDアレイにも適用可能であると考えている。その他の研究課題については、研究実績にあるようにほぼ計画通りの成果が得られていることから、順調に進展していると考えられる。27年度が最終年度であるため、記入しない。超伝導エレクトロニクス平成26年度で確立した技術を基に16ピクセルSSPDアレイの作製を行う。また、サンドイッチ型超伝導単一光子検出器に関しては、さらなる高性能化に向けた検討を行い、独立光子源からの2光子干渉試験への適用を進める。平成25年度の研究実施計画に基づき研究を進めており、研究実績にあるようにほぼ計画通りの成果が得られていることから、順調に進展していると考えられる。

購入物品が計上していた金額よりも安価で購入できたために次年度使用額が生じた。27年度が最終年度であるため、記入しない。先に記入したように、研究計画は順調に推移しており、今後においても研究実施計画に基づき研究を推進する。消耗品、物品購入費用に充てる。購入物品が計上していた金額よりも安価で購入できた。また、当初計画していた出張が少なくなったために、旅費が計上金額よりも抑えられた。物品費用に充てる。
『和泉式部物語』本文の相対研究

平成26年度に実施した研究の主要な成果は以下の通りである。(1)『和泉式部物語』応永本系統に属し、これまで学界に未紹介であった桑原本(島根大学附属図書館桑原文庫蔵)が、同系統の他伝本とは全く異なる書承関係にあることを、桑原本が備える特徴的な本文についての比較検討を通して明らかにした。この結果を踏まえることにより、応永本系統の祖本に関する従来の想定を更新し、系統上の祖本の位置をより古い段階まで引き上げることが可能となる。(2)これまで『和泉式部物語』の一伝本として名称のみが知られていた竹柏園本(天理大学附属天理図書館蔵本)が、実際は『うつほ物語』の複数巻(春日詣・菊の宴・沖つ白波・国譲下)に相当する本文群で構成されており、その一部が現在の流布本である前田家本とは異なる系統の本文を留めていることを明らかにした。(3)『和泉式部物語』応永本・寛元本に存し、これまで単に「帥宮との恋愛関係」の意に解されてきた「まじらひ」という語が、正しくは「宮仕え」の義であることを、用例の検討によって提示。最善本とされている三条西家本にはみえないこの語を通して、宮邸入りに際する女自身の召人としての意識が、応永本・寛元本の独自の作品世界として読み取られることを明らかにした。上記のうち(1)は『国語と国文学』(東京大学国語国文学会)第92巻1号に公表し、(2)は『古代中世文学論考』(新典社)第30集に公表した。未公表の(3)についても、平成27年度中に刊行予定の主著学術図書に収載することが決定している。26年度が最終年度であるため、記入しない。1、『和泉式部物語』自作・日記説の一根拠とされてきた同作品の末尾本文(跋文)について、従来の解釈がいずれも誤っていたことを用例の検討を通して指摘し、同作品の成立事情に議論の余地が残されていることを明らかにした。成果については『国語国文研究』第143号に公表した。2、従来『和泉式部物語』の最善本とされてきた三条西家本『和泉式部日記』の本文について共通祖本仮説の見地から検討を行い、同本の独自異文が他系統(寛元本系統・応永本系統)本文からの意改と考えられることを指摘した。成果については『國語國文』第82巻8号・『古代中世文学論考』第29集・『国語国文研究』第145号(印刷中)に公表した。3、諸本の中で三条西家本のみが持たない寛元本系統・応永本系統の"異文"について検討を行い、これまで単に説明的・冗漫な語句とみなされてきたこれら"異文"が、実際には独自の意味を有して表現世界の形成に確固たる役割を果たしていることを明らかにした。成果については『國語國文』第83巻5号(印刷中)に公表した。4、寛元本系統・応永本系統・混成本系統の写本10点・板本2点について、宮内庁書陵部・国立公文書館・法政大学文学部・京都大学文学部・滋賀大学附属図書館・天理大学附属天理図書館・島根大学附属図書館・篠山市立青山歴史村において閲覧・調査を行い、うち写本6点・板本2点については画像を撮影した。調査の結果、応永本系統・混成本系統の成立に関する先行研究の大部分について修正の必要なことが明らかとなった。

三条西家本における本文改変の証明、および寛元本系統・応永本系統における表現世界の解明については、それぞれ全国誌への成果公表を達成しており、当初の目的通りに推移している。応永本系統・混成本系統の諸本調査についてはなお継続の必要があるものの、すでに閲覧・調査済みの重要な写本・板本から新たな知見を得ており、成果の公表に向け支障はないものと目される。応永本系統・混成本系統の諸本調査の完成に向け、国立国会図書館・九州大学附属図書館・大阪府立中之島図書館・刈谷市中央図書館・飛騨高山まちの博物館・尾鷲市立中央公民館・三康図書館において閲覧・調査を行い、可能な限り画像の収集にも努める予定である。得られた成果については学術雑誌もしくは口頭発表での公表を計画している。また寛元本系統・応永本系統の表現世界の解明については、『國語國文』第83巻5号に公表済みの成果と同様の見地から検討を進め、引き続き主要な全国誌への公表を目指す。
メゾスコピック半導体微小回路における電子波の干渉効果の研究

MBE法で作製したGaAs/AlGaAsシングルヘテロ接合基板を電子ビ-ム露光リソグラフィ、イオンビ-ムエッチング等により加工して、準弾道的伝導域に属する長さ約2μmの細線を作った。そして、これらの細線の低温磁気抵抗等を測定し、SdH振動の振幅解析を行った結果、高磁場と低磁場での2種の緩和時間〓chと〓slの存在が確認された。この2つの〓sは磁場がない時の電気伝導から求まる緩和時間〓tに比べて1ケタから2ケタ小さく,不純物からスペ-サ-層によって隔てられている伝導層をもつGaAs系半導体の特徴がみられ、かつ理論計算とも一致している。また同時に線幅の異なるいくつかの細線を用意して振幅解析からの〓shと〓slがクロスオ-バ-する磁場B^+_cの実効伝導幅(We)依存性についても調べた。このWeは0.20.8μmの範囲にわたっておりその決定は空層の検討により行った。この^+_cでのサイクロトロン半径をr_cとすると、なる比例関係がWeとの間に存在することがわかった。つまりAが6になる磁場B^+_cでその伝導になんらかの変化が起っていることが予想される。現在我々のグル-プではこの変化は細線中の電子波が側壁に沿った伝導路であるエッヂチャネルを形成したことによるものと考えている。完全に弾道的伝導になる場合にはAが2であることが考えられるが、細線中に少数の散乱体を含む準弾導的な場合には当然Aが2以上になることが予想出来る。しかしAの値は、散乱体の数や壁面での散乱の詳細にも依存することが考えられるのでさらに詳しい研究が必要とされる。
ショウジョウバエ翅形成シグナルとエピジェネティクス

我々は、これまでの研究において、ショウジョウバエ翅形成に必要な遺伝子のひとつとしてtonalli(tna)と呼ばれる核タンパク質を研究してきた。tnaは先行研究からTrithorax(Trx)グループ因子として記載されている。Trxグループはエピジェネエティックな遺伝子発現調節における中心的な役割の一つを担っていることが知られている。我々は、tnaの脊椎動物ホモログTONAS-1および、TONAS-2を単離した。Tna/TONASの構造的な特徴はSP-RINGとよばれるモチーフが一カ所存在することである。SP-RINGの機能は、これまでPIAS蛋白質に関して主に行われ、蛋白質SUMO化酵素として機能することが報告されている。本研究では、先ず脊椎動物TONASが培養細胞においてSUMO化E3リガーゼとして機能することを初めて明らかにした。またこのE3リガーゼ活性はSUMO-2/3に特異的であることから、PIASとは異なるE3リガーゼであることが明らかとなった。次に我々は、Tnaタンパクに対する特異的抗体を2種類作製することに成功した。この抗体は約110kdのTna蛋白質をWestern blot並びに組織免疫染色において認識し、このシグナルはtna変異体で著しく減少することが分かった。内在のTna蛋白質は主に核に局在しているが、細胞質にも一部存在する。また、細胞の種類によっては、細胞質局在の方が顕著な場合もあることから、Tnaは細胞質に於いても、なんらかの機能を果たしていることが示唆された。今回、抗Tna抗体を使って、内在のTna蛋白質を免疫沈降することに初めて成功した。この実験は、クロマチン免疫沈降(ChIP)や、Tna蛋白質を含む蛋白質複合体解析をする上で、非常に重要なステップである。今後はChIP法などにより、Hox遺伝子の転写調節にTnaが直接関与していること、TnaがTrxの機能に必須なコンポーネントであることなどが示されるのではないかと期待している。また、ショウジョウバエの変態期に於ける翅形成に必要な遺伝子dNAT1に関する研究も同時に進行した。dNAT1はeIF4Gと部分的に相同性のある翻訳調節因子であり、我々は、dNAT1が変態ホルモンによって誘導される転写因子の一つを、翻訳レベルで調節していることを初めて明らかにした。我々は、ショウジョウバエ翅形成に必要な遺伝子を遺伝学的手法を用いてスクリーニングした結果、tonalli(tna)と呼ばれる核タンパク質を単離した。また、TnaタンパクはSUMO化E3リガーゼとして働くSP-RINGモチーフを持っている。我々は、Tnaの機能をショウジョウバエと脊椎動物を用いて明らかにすることを目指して研究を進めた。先ず我々は、Tnaタンパクに対する特異的抗体を2種類作製することに成功した。この抗体は約110kdのTna蛋白質をWestern blot並びに組織免疫染色において特異的に認識した。Tna蛋白質は主に核に主に局在しているが、細胞質にも一部存在した。TnaがSUMO化

E3リガーゼであるという仮説を証明するため、ショウジョウバエのSUMOであるSmt3に対する抗体を用いてSmt3量ならびにSmt3修飾された蛋白質量を野生型とtna変異体とで比較解析を行った。現時点で、Smt3化されたタンパク質のプロファイルには野生型のtna変異体での差は見られていない。しかしながら、核内でのSmt3局在には顕著な差がみられた。また、我々は脊椎動物のTnaホモログであるTONAS-1, TONAS-2の解析も行った。TONAS-1, TONAS-2を認識する抗体(anti-TONAS-C)を作製した。TONASタンパクはやはり主に核に存在し、細胞質にも一部存在することが明らかになった。TONAS-1, TONAS-2の発現には組織、細胞特異性があり、一部の細胞ではTONAS-1もしくはTONAS-2の一種だけが発現していることが分かった。脊椎動物細胞に於けるTONASの機能を調べる目的でsiRNAを用いた機能阻害実験を行った。その結果siRNAのトランスフェクションにより特異的にTONAS-1, TONAS-2の発現レベルを低下させることに成功した。HeLa細胞でTONAS-1の発現を抑制すると、核の形態に顕著な異常が見られることが分かった。また、TONAS発現と蛋白質のSUMO化の関係を調べたが、今のところ顕著な変化は観察されていない。これらの結果はショウジョウバエの遺伝学的な結果と一致しており、TnaおよびTONASはSUMO化E3リガーゼとしては機能していない可能性が強く示唆された。我々は、これまでの研究において、ショウジョウバエ翅形成に必要な遺伝子のひとつとしてtonalli(tna)と呼ばれる核タンパク質を研究してきた。tnaは先行研究からTrithorax(Trx)グループ因子として記載されている。Trxグループはエピジェネエティックな遺伝子発現調節における中心的な役割の一つを担っていることが知られている。昨年我々は、Tnaタンパクに対する特異的抗体を2種類作製することに成功した。この抗体は約110kdのTna蛋白質をWestem blot並びに組織免疫染色において認識し、tna変異体での発現量は著しく減少している。培養細胞並びに、生体に過剰発現した場合、110kdシグナルが強くなることから、この抗体は特異的にTnaを認識していることが明らかである。内在のTna蛋白質は主に核に局在しているが、細胞質にも一部存在する。また、細胞の種類によっては、細胞質局在の方が顕著な場合もあることから、Tnaは細胞質でもなんらかの機能を果たしていることが示唆される。今回、抗Tna抗体を使って、内在のTna蛋白質を免疫沈降することに初めて成功した。この実験は、クロマチン免疫沈降(ChIP)や、Tna蛋白質を含む蛋白質複合体解析をする上で、非常に重要なステップである。
昆虫生体防御遺伝子の活性化経路の研究

(1)今年度は、昨年度にクローニングした新規Rel-Ankyrinfamily因子59kDa蛋白の解析を更に進めた。既知のRHDとAnkとを有するrelfamily転写因子は活性化に伴うAnkyrinの分解が知られており59kDa蛋白は、分解することなく核において転写調節に働く点で、未知の転写活性化メカニズムに関与することが示唆されていた。まず、全長cDNAを用いて作成したりコンビナント蛋白の転写制御配列への結合能を解析した結果、確かにAnkyrin部分を含んだまま、認識配列に結合することが確認された。次に、このcDNAをハエ由来の培養細胞において強制発現させ、標的遺伝子の制御領域を持つレポーター遺伝子の転写活性化について解析したところ、単独では転写の活性化は見られず、co-factorあるいは何らかの修飾が必要であると考えられた。そこで、現在までに単離されているrel転写因子(Difやdorsal)との協調作用について解析したが、そのような作用は見られなかった。これらの結果は未だ解明されていない、昆虫生体防御の遺伝子制御機構における新たなシグナル伝達メカニズムの存在を強く示唆するものである。更に、59kDa蛋白の発現の組織特異性に関してウエスタンプロット解析を行った結果、予想された脂肪体組織以外にも様々な組織で発現していることがわかった。既知の生体防御転写因子とは異なる特色として、消化管に非常に強く発現が見られた。消化管は採餌により侵入する異物にふれる組織であることから、59kDa蛋白により制御される生体防御蛋白の存在が考えられる。(2)レクチン遺伝子転写制御領域をレポーター遺伝子の上流にもつhybrid遺伝子をショウジョウバエに導入し、そのtransformantを得た。現在、生体防御応答にてレポーター遺伝子の発現が誘導されることを確認中である。(1)の研究で見つかった新たな細胞内シグナル伝達系と、(2)で構築したレポーター遺伝子を導入したショウジョウバエで解析する細胞外シグナルとを組み合わせて、昆虫生体防御遺伝子の活性化経路の解明が可能になった。本年度は、昆虫生体防御遺伝子の転写活性化機構を明らかにする目的で、(1)生体防御遺伝子の転写制御領域の一つと考えられるkappaB様配列への結合因子、59kDa蛋白cDNAクローニングを行い、その全一次構造を明らかにした。得られたクローンの最長オープンリーディングフレームのコードする蛋白の予想アミノ酸配列に関して、ホモロジー検索を行ったところ、全体にわたって有為な相同性を示す蛋白は存在しなかった。しかし、rel homology domain(RHD)と比較的相同性の高い領域と更にC末端には4つのankyrin repeats(Ank)のコンセンサス配列が見出された。このようにRHDとAnkとを有するrelfamily転写因子は前駆体としては知られるものの、活性化の際にはAnkが分解することが知られており、分解することなく核において転写調節に働く点で、59kDa蛋白は未知の転写活性化メカニズムに関与する蛋白であることが示唆された。(2)また、59kDa蛋白mRNAの発生過程における発現に関してノザンブロット解析を行った。その結果、初期発生(幼虫組織の形態形成)の進む未受精卵と初期胚、および後期発生(成虫組織の形態形成)の盛んな三令幼虫後期と蛹の初期とに発現していた。これらの時期は、生体防御遺伝子群が発生過程に一過的に発現し、機能する時期に対応しており、59kDa蛋白は生体防御時のみならず、発生過程におけるこれらの遺伝子の転写制御にも関わること示唆された。以上のように、予定していた初年度の研究計画通りに進行した。更に次粘度に向けて、(3)ショウジョウバエにて、レクチン遺伝子転写制御領域をレポーター遺伝子の上流にもhybrid遺伝子を導入するためのコンストラクトの作成を開始した。その際に、生体防御レクチンの5'上流領域の塩基配列3kbpを更に解析したところ、59kDa蛋白の結合配列のクラスターやDNA bendingによりゲノムの高次構造を変化させる配列や哺乳動物の免疫関連遺伝子の転写制御領域配列などが発見された。これらは今後のショウジョウバエでの遺伝子発現制御を解析するうえで興味深い知見を提供した。

消化管は採餌により侵入する異物にふれる組織であることから、59kDa蛋白により制御される生体防御蛋白の存在が考えられる。(2)レクチン遺伝子転写制御領域をレポーター遺伝子の上流にもつhybrid遺伝子をショウジョウバエに導入し、そのtransformantを得た。現在、生体防御応答にてレポーター遺伝子の発現が誘導されることを確認中である。(1)の研究で見つかった新たな細胞内シグナル伝達系と、(2)で構築したレポーター遺伝子を導入したショウジョウバエで解析する細胞外シグナルとを組み合わせて、昆虫生体防御遺伝子の活性化経路の解明が可能になった。
トリチウム水の個体レベルにおける医生物効果と作用機構

低濃度のトリチウム水(HTO)による長期被曝の生物学的影響を調べることが今年度の当研究班の主目的であるが、線質係数の決め手となる確率的影響(発がん、遺伝的影響)におけるHTOの線量率効果を明らかにすることは放射線防護上きわめて重要である。実験結果を大別すると3つにわけられる。(1)HTO・β線は基準放射線のガンマ線に比べてLETが高いので、両放射線の線量率を下げると、ガンマ線の方が効率がよく損傷の修復がおこり結果としてβ線のRBEが大きくなることが期待される。予想通りの結果が得られたのはマウス10T1/2細胞のがん化とV79細胞における小核形成だけであった。(2)両放射線で線量率効果は認められたが、緩照射でもβ線のRBEは大きくならなかった。このような結果になったのはゴールデンハムスター胚(GHE)細胞のがん化率、マウスm5S細胞におけるがん化率と突然変異率、及びヒト皮膚細胞の致死率でこのうGHE細胞は急照射でもRBEが1以下だったので緩照射でRBEに変動がなくても不思議はない。(3)線量率を下げるとRBEも小さくなるという全く予期しなかった結果が得られた。ヒト末梢血リンパ球の染色体異常は緩照射ではガンマ線よりもβ線においてより顕著な線量率効果が現れ、結果としてβ線のRBEは2.6から1.1に下がった。マウスの毛色の変化を指標とした突然変異率のRBEも緩照射で小さくなったが、照射方法に問題があった。その他、ヒト精子染色体及び骨髄細胞CFUーEに対するガンマ線の線量率効果はほとんどなかったがメダカの精子細胞の突然変異率は緩照射で若干低下した。また27cGy照射されたマウスの発がんではβ線のRBEは1.1、マウス胎仔における小頭症のRBEは1.42.7マウス精原細胞の突然変異では2.3のRBEが得られている。さらに有機結合型トリチウムはHTOに比べてマウスの胚発生に対する効果が520倍高いことがわかった。
歯科医療における光線力学療法の応用・展開

本研究は,光線力学療法を応用し殺菌を行う,anti-microbial Photodynamic therapy(a-PDT)を歯科医療に展開する事を目的として行った。現在までにa-PDTと各種細菌の殺菌効果に関する有効性は多数報告されているが,実験プロトコールや照射条件などに言及されているものが多く,原理となる一重項酸素の殺菌メカニズムについては十分な知見がなかった。そこで難治性根尖性歯周炎の関連菌に対してa-PDTの殺菌原理である一重項酸素と殺菌メカニズムについて電子顕微鏡を用いて視覚的に示した。またPDTを応用した歯髄保存に関する知見も本期間に得ることができた。今年度はC.albicansに対して一重項酸素を発生させ, C.albicans殺菌率と一重項酸素発生量の相関関係を明らかにした。また一重項酸素を濃度依存的にE.faecalisおよびC.albicansに曝露し,その後の菌体表面の形態学的観察をSEMにて行った。結果、一重項酸素発生量依存的に菌体表面に凹凸を数多く認めるようになり、殺菌率に比例して、菌体が断片的に散在していく様子が観察された。今後は形態学的観察をTEMで行い,詳細を確認していく予定である。また,宿主に対する影響については,臨床応用に向けて最重要である。一重項酸素が及ぼすヒト歯根膜培養細胞における細胞毒性を検討している。すなわち,ヒト歯根膜培養細胞に対して,メチレンブルーから発生した一重項酸素を作用させ, PBSにて洗浄後, 37°Cでインキュベートし, 0,6,12および24時間後の細胞毒性試験を行った。インキュベートした時間依存的に細胞生存率が低下した。しかしながら,現在までのデータのみではメチレンブルーから発生した一重項酸素が細胞毒性を有したのか,PBSで洗浄をしてもメチレンブルーが細胞に染色してしまっているため,その影響が生じてしまっているのか再検討中である。一重項酸素による細菌細胞膜の脂質過酸化反応を検討するため電子スピン共鳴装置(ESR)を使用する予定であったが,ESR装置の不具合によるメインテナンス、微調整、システムの更新などで使用不可能な時期があった。また,一重項酸素が及ぼすヒト歯根膜培養細胞における影響についても実験条件等の見直しがあったことが考えられる。昨年度,遂行してきたa-PDTから発生する一重項酸素(1O2)の殺菌メカニズムの解明について難治性根尖性歯周炎関連菌であるEnteroccous faecalis (E.faecalis)やCandida albicans (C.albicans)に作用させ,殺菌される過程をSEMにて観察した研究報告を第28回日本レーザー歯学会総会・学術大会にて発表報告した。本結果から1O2発生量依存的にが物理的損傷を菌体膜表面に与えることによって死菌に至る事を示唆した。そして現在,そのデータの裏付けとして,1O2が菌体表面に損傷を与え,過酸化脂質を産生することによって発生するフリーラジカルをESR spin-trapping法にて補足し,1O2の発生量および殺菌率との3者相関関係を解析中である。本系から発生する1O2の細胞為害性についてin vitroで研究を行った。結果,a-PDT作用後,インキュベート時間依存的に細胞生存率の低下を示したが有意な差は示さなかったこと,臨床おいては基本的に根管内で用いる事を考慮し,為害性は他の根管洗浄剤であるNaclOなどと比較した際に限りなく少ないものと考えている。また酸化チタンを光触媒として可視光線を照射することで発生する1O2,スーパーオキサイドアニオン,ヒドロキシラジカルをESRにて測定し,それらの活性酸素種を用いた殺菌法や骨芽細胞培養中に作用させ,骨芽細胞の骨形成能促進作用についても検討した。培養ヒト歯髄細胞に対して半導体レーザーを低出力で照射する事で硬組織形成能に及ぼす影響について検討し,波長によって硬組織形成能の違う事を示唆する結果を論文執筆した。ESR装置は現在復旧しているので計画が前後したが、優先的にESR装置から得られる活性酸素腫(脂質ラジカル等)のデータを優先的に収集する。一重項酸素はメチレンブルーを光増感剤として発生させているが、メチレンブルーをin vitro下で細胞に作用させた場合,dishから細胞がはがれやすくなってしまう点などが課題であるので,別な系から一重項酸素を発生させ,研究を進めることも考えている。歯学活性酸素種測定試薬の購入を控えたことが理由として挙げられる。また,国際学会(IADR)トルコを予定していたが,国際情勢が不安定であったため控えたことが理由として挙げられる。活性酸素種測定試薬の購入,国際学会(IADR)韓国の参加および論文投稿費等に予算を充てる予定である。
ボンベシンの前立腺癌におけるG蛋白質結合受容体(GPCRs)活性化の機序の検討

【背景】本研究のうち、平成14年度はボンベシン(あるいは類似した構造と機能の蛋白質であるGRP : gastrin-releasingpeptide、以下合わせてBOMB/GPR)のアンドロゲン非依存性前立腺癌細胞株に対する効果を検討する計画であった。とくにin vitroでの効果に注目した。また、BOMB/GPRの刺激による上皮増殖因子受容体(EGFR)の反応を検討した。【考察】アンドロゲン非依存性前立腺癌細胞株の遊走・浸潤能におけるBOMB/GPRの効果には最大効果を与える適切な濃度が存在する。培地中に加えたBOMB/GPRと受容体の結合およびその下流のシグナル伝達、あるいは細胞の骨格蛋白の変形や周囲の基質の分解に対する効果が遊走・浸潤能の濃度を規定すると思われる。そしてこの過程、あるいは付随する効果としてEGFR活性化が引き起こされると考えられた。【平成15年度】アンドロゲン依存性前立腺癌細胞株における効果の検討、アンドロゲン感受性とBOMB/GPRの効果やEGFRへの相関、BOMB/GPRの刺激と遊走・浸潤能を規定する諸因子に注目して検討する方針である。【背景】本研究のうち、平成14年度はボンベシン(あるいは類似した構造と機能の蛋白質であるGRP : gastrin-releasing peptide、以下合わせてBOMB/GPR)のアンドロゲン非依存性前立腺癌細胞株に対する効果を検討する計画であった。【結果】増殖能はBOMB/GPRの濃度依存性に亢進した。遊走・浸潤能は遊走細胞数とBOMB/GPR濃度の間でBOMB/GPR 50nMをピークとするベル型の曲線を描いた。BOMB/GPRの刺激によりEGFRが活性化することが明らかとなった。