hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
建築外皮と設備の統合化技術構築のための基礎的研究

建築外皮側の要素技術として、外皮構造体の断熱・気密性確保技術及び間仕切壁等内部仕切りの気密性確保技術、自然通風による排熱及び室内気流形成、日射遮蔽外皮による日射取得量の低減に着目し、外皮の断熱及び結露に係る耐久性維持手法の検証、建物各部の風圧係数データベースの改良と整備、各種換気部材の流量係数データの整備、夜間換気等による排熱現象の解析に関して取り組んだ。また、設備側の要素技術として、空調システムの部分負荷時効率向上に関わる問題点の抽出と解決策の検討に着目し、空調機の部分負荷特性の測定等を行った。また、照明、事務機器等からの発熱負荷量の現状と設計物件における予測方法の検討、発熱量抑制のための機器選定方法の整備に取り組んだ。これらの外皮と設備を横断的に捉えた特性の把握、効果の定量化によって、統合的設計に向けた技術的基盤に一定の進歩をもたらしたと言える。さらに、外皮及び設備の省エネルギー対策技術を統合した設計技術の整備と普及のため必要となると考えられる設計手法の枠組みについて検討を行って、国際規格ISOとしての提案準備を進めた。建築におけるエネルギー消費に起因するCO_2排出量の削減は先進諸国に共通した課題であり、より実効性のある技術の普及が求められている。その課題の解決のためには、個々の省エネルギー要素技術の効果の明確化、統合した場合におけるエネルギー消費量推計精度の向上、建築物建設に係わる多様な職能間の技術情報流通円滑化、といった具体的課題の克服のための技術開発が必要となっている。本研究では、統合化技術構築の際に欠落していると考えられる外皮系及び設備系の要素技術の開発を行うとともに、統合的設計法のフレームワークについて検討を行った。最終年度である平成21年度においては、本研究を構成する下記の技術開発項目についてとりまとめを行った。外皮系については、1)外皮構造体の断熱・気密性及び間仕切壁等の通気経路に関する制御技術、2)自然通風による排熱効果の定量化及び室内気流形成要因に関する知見、3)日射制御による冷房及び照明負荷の抑制技術、設備系については、4)パッケージ型空調機の部分負荷特性、5)中央式空調システムにおける熱源単体効率及び熱源台数制御時の総合効率、6)動的熱負荷計算による部分負荷発生頻度の推定予測と部分負荷効率低下によるエネルギー消費への影響に関する知見、7)照明、事務機器等からの発熱負荷量の現状と設計物件における予測方法の基礎、である。また、外皮と設備の統合化のための設計手法のフレームワークについて検討し、住宅及び小規模商業建築を対象とした、エネルギー消費率を指標として用いた点に特徴のある省エネルギー設計プロセスに関するISO規格案を作成した。
指標和の評価・原始根の分布に関する解析的研究

研究課題には「指標和の評価」と「原始根の分布」という二つの課題をあげた。「指標和の評価」については文献[1][4]が主な成果である。従来、指標の和の評価としては"Polya-Vinogradovの評価式"ど"Burgessの評価式"が重要であった。これはいずれも個々の指標の指標和に関する結果である。文献[4]では"平均値の意味で"指標和に対して更に良い評価が与えてある。結果[4]の応用として、"L(1/2+it, X)のq-評価は、平均的な意味で従来まで知られていた結果より良くなる"という結果が得られた。「原始根の分布」に関しては、原始根と密接な関係を持っている剰余位数の分布について新たな知見が得られた(この部分は知念宏司氏との共同研究である)。aを自然数、pを奇素数とする。pを法とする既約剰余類群の中でa(mod p)の類の位数を剰余位数と呼ぶ。従来まで、整数論ではもっぱら剰余指数の方だけが研究されてきたのだが、ここでは初めて剰余位数のほうを考察した。剰余位数は非常に変動が激しいので、我々は「別に自然数kをとり、剰余位数をkで割った余りで分類して、各剰余類ごとの密度を求める」という方法を用いた。その結果、k=4の場合、複雑に見える剰余位数の分布にもかなり美しい規則性のあることが分かった。ただしこの結果の一部には一般リーマン予想が必要である。最初に比較的やさしいaについて結果が得られ、現在では非常に一般的なaに対しても密度計算ができている。研究課題には、「指標和の評価」と「原始根の分布」という二つの課題を挙げたが、今年度は主として「指標和の評価」の方を研究した。xをqを法とする数指標とする。S(x;1,N)=Σ^N_<n-1>x(n)のことをxの指標和といい、これを法qや区間の長さNによって評価する問題が「指標和の評価」と呼ばれる問題である。指標和に関しては、「Vinogradovの不等式」「Burgessの不等式」が重要である。私は、指標の法qを奇素数のベキp^kと取り、これによって生ずるp_<k-1>(p-1)個の指標からなる指標群のp_s個の元からなる部分集Dを取って、この上で|S(x;1,N)|の平均値を考察した。Dの選び方はどんな取り方をしてもよく、特に群構造などを必要としない。この結果、指標和は平均的にはVinogradovの評価やBurgessの評価よりはるかに小さいものであることを示すことができた。この結果は1999年9月に中国・北京市・中国科学院で開かれたInternational Conference on Number Theory of China and Japan(中日国際数論会議)にて発表した。類数の評価等の数論的問題においてDirichletのL関数の特殊値の評価が重要であるが、指標和の評価からL関数の評価が得られる。上の結果の応用として「L(1/2,x)の評価のqーanalogue」と呼ばれる問題に関して、平均値の意味で改良が得られた。L関数の値の評価については同志社大学の岡崎氏と共同研究を継続中である。今年度は「原始根の分布」と関係の深い、剰余位数の分布について研究を行った。aを自然数、pを素数とするとき、a mod pの類の(Z/pZ)^*における位数を剰余位数とよび、a mod pの(生成する部分群の)指数を剰余指数という。aの剰余指数が1であることを「aはmod pで原始根である」というので、原始根は剰余指数と近い概念である。

原始根の分布については、これまで数多くの研究がなされ、かなり色々なことが分かってきたが、剰余位数に関する結果はほとんど知られていなかった。私は、大阪府立大学の知念宏司氏の協力を得て、剰余位数の分布に関して次のような方向の研究を行った:aを固定し、別に数qをとっておく。素数pを動かし、「aのpを法とする剰余位数」をqを法とする剰余類に分類したとき、そこにどんな規則性があるかを探る。数式で書くと、の自然密度を求める問題になる。この問題に対して私達の得た結果は、大体次の通り:q=4ととり、aに関して証明技術上必要になる二三の仮定を置くと、i=0,2の場合上記密度は1/3になり、i=1,3の場合の密度は1/6になる。我々の方法は、上記の問題を剰余指数に関する問題に帰着させ、剰余指数の分布に関して得られている結果を使って解こうとするもので、後半部の証明には、一般リーマン予想が必要である。この結果については、シンポジウム「解析数論の展望と諸問題」(2000年10月、京大数解研で開かれた)にて発表した。昨年に引き続き、剰余位数の分布に関する研究を行った。(知念宏司氏と共同)自然数aを固定し奇素数Pを動かすとき、剰余位数は非常に複雑に変動し、しかも非常に速く増大するので、大変研究しにくい数である。そこで我々は別に自然数kをとり、剰余位数をkによる剰余類で分類して、次の量の自然密度を考察した: Q_a(x;k,i)={p【less thanor equal】x;a(mod p)の剰余位数≡i(mod k)}。昨年度はk=4ととり、しかもaに関してかなり強い仮定をおくと、剰余位数の分布には規則性があること、即ちi=0,1,2,3に対して、上記密度は1/3,1/6,1/3,1/6と分布することを示した(一般リーマン予想を仮定した)。今年度はaに関する仮定をほとんど完全に外し、一般のaに対して上記密度を完全に求めることができた(k=4の方はそのままとした)。この結果、(1)一般のaに対しては、1/3,1/6,1/3,1/6というきれいな分布は必ずしも起きない、(2)剰余位数の分布は、剰余類によってはっきり"偏り現象"があり、その"偏り具合"はaの値によって正確に知ることができる、といったことが分かった。今後、こうした現象が一般の剰余kに対しても起きていることを立証したい。上記の結果は、ドイツOberwolfach研究所で開かれたシンポジウム、京大数理研で開かれたシンポジウム等で発表した。
顕微高速赤外線カメラを利用した複合材料界面熱伝達評価装置の開発

新機能の発現を求めて、新素材あるいは新規複合材料が開発されてきたが、高機能材料は少量や薄膜であることが多く、従来の方法論では測定が困難であった。本研究では、赤外線カメラを用いた面内の温度分布を高速でとらえる方法を提案した。特に温度変化は温度の性質から急激な減衰があり、ミクロンオーダーからミリオーダーという短距離でしか観測できないことを明らかにし、高倍率赤外線専用レンズを設計試作して、高速顕微赤外線温度観測する技術を確立した。特に、交流的な変化を与えた測定では、基準点(熱源近く)の温度変化をリファレンスとしてロックイン解析をすることで高感度化また位相の遅れ分布を得るといる全く新しい分析法を確立した。具体的には、強制的な温度変化を試料の一部に交流ジュール加熱かレーザースポット照射によって与え、面内に拡散する様子を高速赤外線カメラで観測することによる伝熱測定方法を検討した。このことで従来の方法にはない高感度性を得ることができた。特に、異種物質問の界面熱伝達は直流的な温度勾配法よりも高感度で界面の性質を把握でき、複合材料設計に重要な指針をあたえるものである。界面熱伝達を評価する方法論に加えて、熱伝導は物質特に高分子物質の分子鎖配向と強い相関があることは古くから知られていたが、顕微赤外線熱分析法などによる面方向の熱移動の性質と、微小センサーを用いた温度波分析法による厚さ方向の熱拡散率の面内マッピングを測定することで、材料の設計のほか、成型時の熱力学的な履歴を解析する方法としても重要であることを提案した。特にIRイメージングによる高分子鎖の配向分布と結晶の分布を詳細に検討し、配向の2次元マッピングは熱拡散率のマッピングと非常によい一致を示すことを明らかにした。これらの方法論は従来経験とシミュレーションに頼っていた分野へ、新たな光を与える方法論であることを提案した。顕微高速赤外線カメラを利用した複合材料界面熱伝達評価装置の開発において、今年度は2種類の赤外線素子を用いて、複合材料の界面のイメージングを分子配向分布と界面熱伝達分布の可視化により求める手法の検討に着手した。リニアMCT(水銀・カドミニウム・テルル)アレイ検出素子(1X16)と、干渉計同期赤外顕微鏡自動ステージを装備し、高感度・高速性に優れる高速赤外分光イメージングシステムを導入し、空間分解能6.25ミクロンの界面近傍の各波数の二色比の二次元分布の描画を、光路系の最適化と解析手法の開発により可能とした。界面熱伝達分布のイメージングには、InSb(インジウム・アンチモン)のFPA検出素子(256X256)を用い、赤外線顕微レンズ(3ミクロンの空間分解能)、ハードディスクへ直接書き込む取込装置の製作(長時間録画)、ノイズ除去技術(2次元フーリエ変換)の導入により、温度波の伝播による位相遅れの空間分布の画像化の手法を開発した。これらの手法を、射出成形により作成したポリプロピレン(PP)/ガラスファイバー(GF)複合系に適用し、スキン・コア層界面、スキン層内の多層界面、PP/GF界面について、イメージング解析を行った。

平行・垂直二色比(1166cm^<-1>・898cm^<-1>)の二次元分布は、スキン・コア層界面で配向は最も大きく、界面位置からコア層内部に向かって急激に1に近づくが、スキン層表面側第1層内では、内部に向かって配向は急激に上昇し、2層目との界面付近から、スキン・コア層界面に向かって、界面での不整合を経て、段階的に配向は上昇した。、熱拡散率と2色比の関係は、PP単独の系では良い相関を示したが、GF複合系の熱拡散率は、配向の影響を考慮しても、むしろ減少する傾向を示し、これは分子配向のみでは熱移動現象は説明できず、例えばPP/GF界面の熱伝達をさらに詳細に解析する必要があることを示唆する結果となった。顕微高速赤外線カメラを利用した複合材料界面熱伝達評価装置の開発において,2種類の赤外線素子を用いて,複合材料の界面のイメージングを分子配向分布と界面熱伝達分布の可視化により求める手法を開発した.水銀・カドミニウム・テルル(MCT)素子リニアアレイ(1x16)と干渉計同期赤外顕微鏡自動ステージを用いた空間分解能6.25ミクロンの高速赤外分光イメージングにより,界面近傍の配向関数と結晶化度の二次元分布を得る解析手法を開発し,射出成型品の配向関数の2次元分布画像から抽出した射出方向の試料スキン層内部の配向関数プロファイルは,中心部コア層との界面付近で極大を示し,顕微温度波法による熱拡散率分布と良い相関を持つことを示した.界面熱伝達分布のイメージングには,InSb(インジウム・アンチモン)のFPA検出素子(256X256)を用い,赤外線顕微鏡レンズ(3ミクロンの空間分解能),ハードディスクへのダイレクトストレージ装置の製作(長時間録画),ノイズ除去技術(2次元フーリエ変換)の導入により,温度波の伝播による位相遅れの空間分布の画像化の手法を開発した.多層系の熱拡散の様子を断面方向に直接,位相分布として観察することにより,界面における熱伝達の可視化に成功した.界面において観測される位相の不連続な変化は,界面層と各層の熱伝導率の絶対値にのみ依存するのではなく,各層間の熱的反射率と相関を持つことを見いだした.反射を考慮した温度波の拡散方程式から数値計算を行い,反射率の界面熱伝達への影響を確認した.
写本欄外註の網羅的調査に基づくシヴァ教再認識派研究

本年度の研究成果は、次の通りである。写本調査に関して、前年度より『主宰神の再認識偈』や『主宰神の再認識反省的考察』などのシャーラダー写本が所蔵されていることが判明していたクルクシェートラ大学の図書館を訪れた。これらの写本データを入手し、調査したが、残念ながら、『主宰神の再認識詳注』写本は見出せなかった。しかしながら、欄外註を多数含む写本もあり、それらの読解を進めた。これまでの所、新たに『主宰神の再認識詳注』断片と同定できる箇所は見出されていない。また『主宰神の再認識詳注』の伝承を辿るための重要資料であり、Pandey博士らによって使用された『主宰神の再認識反省的考察注』のトランスクリプトのオリジナル写本を求めて、カリカット大学で調査を行ったが、所在不明であった。Mrinal Kaul博士(マニパール大学)を通じて、追跡調査を続行中である。『主宰神の再認識詳注』や写本欄外註の南インドへの伝承に関して、カナダ・バンクーバーで開催された17th World Sanskrit Conferenceで研究発表を行った。またアビナヴァグプタ著『主宰神の再認識反省的考察』に対する南インドの作者不詳の註釈『ヴヤーキャー』に関する講演会をパリ第三大学で行い、またカシュミールのシヴァ教再認識派文献の南インドへの伝承状況に関する研究発表をローマ大学でも行った。『ヴヤーキャー』作者は、『主宰神の再認識詳注』だけではなく、ウトパラデーヴァの著作についても十分な情報をもっていなかった可能性が高い。1)シヴァ教再認識派写本の欄外註を網羅的に調査することに基づいて、アビナヴァグプタ以降のイスラム王朝下のカシュミールにおけるシヴァ教神学の伝承実態を解明すること、2)欄外註の網羅的調査から再構築される『主宰神の再認識詳注』に基づいて、ウトパラデーヴァが体系化した再認識派神学体系をアビナヴァグプタがどのような点で発展・精緻化させたのかを明らかにすることが本研究の目的である。具体的作業として、本年度は1)写本調査、2)欄外註の蒐集、3)『主宰神の再認識詳注』および『主宰神の再認識詳注に関する反省的考察』の文献学的研究を行った。写本調査に関して、筆者が未調査であったウッジャインのScindia Oriental Research Instituteに所蔵されているシャーラダー写本を調査した。欄外註を豊富に含むシャーラダー写本は発見されなかったが、『主宰神の再認識偈』写本に他のシヴァ教神学文献からの混入が見られた。その文献について同定作業を行っている。またラクノウのAkhila Bharatiya Sanskrit Parishadを訪問し、『主宰神の再認識詳注』の断片を含む『主宰神の再認識偈および注』写本を撮影した。欄外註の蒐集および『主宰神の再認識詳注』等の文献学的研究の成果として、『主宰神の再認識詳注』のディプロマティックエディションを公表した。またすでに公表済みの『主宰神の再認識詳注』断片を含めて、校訂テキストおよび翻訳を作成している。それに基づく成果の一部として、シヴァ教神学におけるpratibha解釈に関する研究発表を行った。アビナヴァグプタがpratibhaの解釈の中で強調する「主体への現出」は、ウトパラデーヴァが体系化した「認識と対象は認識を離れては存在しえない」というシヴァ教一元論を反映したものであることを明らかにした。写本蒐集に関して、訪問前に予定していた写本の撮影を無事終わらせることができた。新しく入手した写本資料には、ほとんど欄外註は含まれていなかったが、入手済みの写本資料一本については欄外註のデータベース作成を終えた。また『主宰神の再認識詳注』および『詳注に関する反省的考察』の文献学的研究も進行しており、その成果に基づいて研究発表を行っている。本研究の目的は、シヴァ教再認識派写本の欄外註を網羅的に調査することによってシヴァ教神学の伝承実態を解明すること、欄外註の網羅的調査から再構築される『主宰神の再認識詳注』に基づいて、ウトパラデーヴァが体系化した再認識は神学体系をアビナヴァグプタがどのような点で発展・精緻化させたのかを明らかにすることである。写本調査に関して、チェンナイのAdyar Libraryを訪れ、そこに所蔵されているシヴァ教再認識派写本のテルグ写本のデジタルデータを入手した。欄外註は確認されないが、再認識派のカシュミールから南インドへの伝播を考える上で重要な資料である。またクルクシェートラ大学の図書館にシャーラーダー写本が多数所蔵されていることが判明した。欄外註の蒐集に関して、石村克氏の協力も得て、欄外註のテキスト入力を行っている。本年度は、Ratie教授によって存在が指摘されていた『主宰神の再認識詳注』断片についてテキスト入力を終えた。また文献学的研究に関しては、前年度に入手したラクノウ写本のデータをもとに、『主宰神の再認識詳注』の校訂テキストと翻訳を修正した。シヴァ教再認識派写本の蒐集に関して、研究開始時に比べても多数の写本データを入手することができており、順調である。一方で、写本欄外註の電子化に関しては、写本データがさらに増えたこともあり、その処理に想定以上の時間を要している。写本伝承に関しては、『主宰神の再認識詳注』が南インドに伝承されていたとは考えにくいことことを指摘できた。

急遽インドでの国際セミナーに参加することになり、これまでの研究成果を纏めることはできたが、一方でその準備に追われたこともあり、『主宰神の再認識詳注』の解読については予定したほど進められることができなかった。本年度の研究成果は、次の通りである。写本調査に関して、前年度より『主宰神の再認識偈』や『主宰神の再認識反省的考察』などのシャーラダー写本が所蔵されていることが判明していたクルクシェートラ大学の図書館を訪れた。これらの写本データを入手し、調査したが、残念ながら、『主宰神の再認識詳注』写本は見出せなかった。しかしながら、欄外註を多数含む写本もあり、それらの読解を進めた。これまでの所、新たに『主宰神の再認識詳注』断片と同定できる箇所は見出されていない。また『主宰神の再認識詳注』の伝承を辿るための重要資料であり、Pandey博士らによって使用された『主宰神の再認識反省的考察注』のトランスクリプトのオリジナル写本を求めて、カリカット大学で調査を行ったが、所在不明であった。Mrinal Kaul博士(マニパール大学)を通じて、追跡調査を続行中である。『主宰神の再認識詳注』や写本欄外註の南インドへの伝承に関して、カナダ・バンクーバーで開催された17th World Sanskrit Conferenceで研究発表を行った。またアビナヴァグプタ著『主宰神の再認識反省的考察』に対する南インドの作者不詳の註釈『ヴヤーキャー』に関する講演会をパリ第三大学で行い、またカシュミールのシヴァ教再認識派文献の南インドへの伝承状況に関する研究発表をローマ大学でも行った。『ヴヤーキャー』作者は、『主宰神の再認識詳注』だけではなく、ウトパラデーヴァの著作についても十分な情報をもっていなかった可能性が高い。シヴァ教神学文献に残された写本欄外註の形成過程を明らかにするために、欄外註のデータベース化作業を継続する。加えて、後代の注釈文献との関係についても検討し、欄外註と注釈文献との関係についても明らかにする。写本蒐集については、ベルリンなどヨーロッパの図書館に所蔵されている写本の調査を行う予定である。また『主宰神の再認識詳注』が豊富に回収される偈を優先して、『詳注に関する反省的考察』の読解を併せて行う方針である。写本調査に関しては、クルクシェートラ大学の図書館にシャーラーダー写本が多数存在することが判明したので、同図書館の調査を行う予定である。また欄外註の蒐集に関しては、写本資料がこれまで以上に増えたこともあり、欄外註の電子化作業を複数の研究協力者によって行うことも考えている。ラクノウ写本の『主宰神の再認識詳注』に関しては、校訂テキストと翻訳を次年度に完成させ、公表する。また再認識派の南インドへの伝承に関して、国際学会で発表を行う予定である。購入予定であった書籍の納品が年度内に間に合いそうになく、購入を翌年度にすることにしたため、次年度使用額が生じた。前倒し請求によって、京都滞在中のTorella博士(ローマ大学)を本学に招待し、講演をしてもらう予定であった。しかし、Torella博士が、家庭の事情により急遽帰国することになったため、講演会は中止になり、京都から本学までの旅費および講演会の謝礼金が残った。Torella博士の招待講演は、当初の研究計画にはなく急遽決まったものであり、当該年度に残った助成金については、当初の研究計画通り、調査旅費等に使用する。
トカマクプラズマの崩壊過程における3次元熱流の観測

(1)異なる三ヶ所のトロイダル位置での同時軟X線CTシステムを構築し、WT-3トカマクにおけるオーミック加熱プラズマの鋸歯状振動の崩壊を対象にして、3次元的な熱流を直接観測する世界的にも初めての試みを行った。その結果、qa=3-5のプラズマにおいては、プラズマ中心部のホットコアは、ほぼ円形を保ったまま3ケ所とも等しいシフト量でq=1面に押し付けられてのち、ほぼ同時に平坦化された。この崩壊現象は、m=1/n=1モードによってトリガーされる全磁気再結合モデルに相当する。一方低安全係数(qa<3)でのオーミック加熱プラズマにおいては、ホットコアは弱磁場側の領域においてのみシフト量が大きく、ホットコアの形状も、円形から縦長の楕円、さらには三日月型に変形が進んだ。弱磁場以外の領域でのホットコアは、弱磁場側のシフトが飽和した直後から減少が始まり、弱磁場側のホットコアが三日月に変形した段階でほぼ平坦化し、崩壊が完了した。以上の振る舞いは、弱磁場側のホットコアが強くq=1面に押し付けられる領域でのみ磁気再結合が進み、ここを通ってホットコアの熱と粒子が流出したことを示している。(2)軟X線CTシステムは、鋸歯状振動と主崩壊に密接に関連した磁気流体不安定性であるテアリング不安定性に関する研究や波動加熱の研究においても有効であった。特に、ミリ波入射による電子バーンスタイ波加熱の加熱過程の研究において、プラズマ中の伝播に伴い電子バーンスタイン波の磁力線方向の波数が上昇し、ドップラーシフトしたサイクロトロン共鳴条件でプラズマの局所領域に電子バーンスタイ波が吸収され、その熱が磁力線に沿って伝わり磁気面上に広がる様相が観測された。(1)安全係数がqL=3近傍のオーミック加熱プラズマに低域混成電流駆動(LHCD)を行うことにより、q=1面近傍に大きな振幅を持つm=1の磁気流体不安定モードを励起できた(トロイダル方向にはn=1モード)。このモードが励起される場合、q=1面近傍の磁気シアーの減少と、軟X線輻射分布のピーキングが同時に観測された。これは、このモードが低磁気シアーでの、圧力駆動型モードであることを示唆している。(2)軟X線CT(Computerized Tomography)により軟X線発光強度分布を調べた結果は、このm=1モードに伴う変形は準インターチェンジ型であることが分かり、低磁気シアーにおける圧力駆動型磁気流体モードにたいする理論的予測と一致した。(3)このモードは、q=1面近傍の電子サイクロトロン加熱(ECH)により抑制されるが、磁気軸近傍のECHでは逆に強められた。モードの抑制はq=1面近傍の軟X線輻射強度の上昇をともなっていて、q=1面近傍のプラズマ圧力勾配のECHによる緩和がモード抑制の主因と推察される。(4)強磁場側からミリ波を異常波モードで入射し、高域混成共鳴層で電子バーンスタイン波にモード変換させ、電子バーンスタイン波によるECHを行った。このとき、トロイダル方向2カ所で同時に軟X線CTを行うとともに、さらに異なるトロイダル位置で電子サイクロトロン輻射(ECE)計測をおこない、ECHに伴う熱流を追跡し、加熱位置の推定を行った。WT-3トカマク(R0=65cm, a=20cm, Bt(MAX)=1.75T, Ip(MAX)=150kA)のオーミック加熱プラズマにおける鋸歯状振動の崩壊過程について、トーラスの3箇所での小断面に設置した軟X線CTシステムの同時計測を行い、崩壊に伴う3次元熱流を追跡した。主な結果は以下のとおりである。(1)安全係数qa=3-5のオーミック加熱プラズマにおいては、崩壊はm=1/n=1モードの不安定性が発達して開始した。

3箇所の軟X線CT像において、中心部のホットコアは円形を保ったまま、3箇所とも等しい変位量でq=1面に押し付けられ、ほぼ同時に平坦化した。これは全磁気再結合による崩壊と推察される。(2)安全係数qa=2.2-2.7のオーミック加熱プラズマにおいては、崩壊はトーラスの弱磁場側と強磁場側で大きく異なった様相を呈した。この場合もホットコアの変位は、最初は3箇所とも同じでありm=1/n=1のモード構造をとるが、ある段階で弱磁揚側の領域においてのみ急速に変位量が大きくなり飽和する。これに伴い、ホットコアの形も、円形から、縦長の楕円、さらには三日月型に変形する。これは弱磁場側においてホットコアが強くq=1面に押し付けられ変形したものと推察される。弱磁場側以外の領域でも変位と変形は進行するが、弱磁場側に較べて弱い。弱磁場側以外でのホットコアの軟X線輻射強度は、弱磁場側の変位が飽和した直後から減少が始まり、ホットコアが三目月に変形した段階では平坦化され、崩壊が完了する。これは弱磁場側のホットコアが強く強くq=1面に押し付けられる弱磁場側でのみ、局所的に磁気再結合が進行し、ホットコアの熱と粒子が外部に流出したことを示唆している。
二種類の慢性感染症モデルを用いたT細胞疲弊の多様性と可逆性の分子機構に関する研究

マラリア原虫感染から治癒後、再感染における感染防御能はマラリア原虫モデルにより異なる。Plasmodium berghei ANKA (PbA)株では再感染防御がほとんど働かないが、P. chabaudi chabausi (Pcc)株感染の場合には再感染防御が有効である。これらの異なる免疫応答の違いを解明するため、PbA株とPcc株に共通の抗原を認識するT細胞受容体トランスジェニックマウスPbT-IIをC57BL/6マウスに移入し、PbA株とPcc株を各々感染させた。感染初期では、どちらの感染も同程度の原虫血症を示し、抗マラリア薬治療により原虫血症は速やかに低下した。PbT-II細胞の比率を末梢血で比較すると、PbA株感染でh感染6日目にピーク、Pcc株感染では8日目にピークを示し、その後低下した。感染3週間目では、PbT-II細胞の比率はPbA感染の方が高かったが、細胞表面分子の発現をフローサイトメトリーで解析すると、Pcc株感染の方が活性化型の表面抗原を示すT細胞の比率が多かった。これらのマウスに、抗原ペプチドをパルスした樹状細胞で刺激実験を行ったところ、PbA株で感作したマウスとPcc株で感作したマウスでは、PbA株で感作したマウスの方がPbT-II細胞の低下は早かった。PbA株とPcc株による感作で見られた違いについて、T細胞の要因を探るため、PbT-II細胞をソーティングにより分離し、遺伝子発現をマイクロアレイ解析により明らかにする準備を行った。今後、両細胞の遺伝子発現、細胞表面分子発現、機能など明らかにする。また、感作する原虫による違いの原因を明らかにするため、脾臓の環境についても調べる予定である。実験系は確立しており、今後の課題は安定したデータを作成する点にある。遺伝子発現を解析するためのRNA精製の準備は整っている。感染の各時期において、PbT-II細胞をソーティングにより精製し、遺伝子発現解析を進める。また、感染時期ごとのPbT-II細胞数、細胞表面分子発現、サイトカイン産生などの機能解析については、十分に再現性のあるデータを取ることができるよう、繰り返し実験を行う。本研究で最も支出が大きいのは、T細胞の遺伝子発現解析である。2018年度の研究では遺伝子解析まで進まなかったため、その部分の物品費の使用は少なくてすんだ。T細胞のマウスへの移入実験とそのフローサイトメトリー解析などが中心になり、試薬類は既に研究室の備えられた汎用性の高い抗体を用いることができたため、費用が抑えられた。2019年度は、2018年度に積み残した課題を含めて、遺伝子解析などを中心に幅広く展開する予定である。
GC-MSを用いた血漿中PEAと血小板MAOに関する躁うつ病の臨床生化学的研究

βフェニルエテルアミン(PEA)は、アンフェタミンと類似した構造式をもつ生体微量アミンで、脳内にも存在している。PEAの生体内での作用は、数多くの薬理学的研究から、ド-パミンとノルアドレナリンの作動性神経に作用して、ド-パミンやノルアドレナリンをシナプス内に放出するとともに、放出されたアミンの前シナプス膜からのとり込みを阻害して、これらのアミンの作用を増強する。また、PEAは脳内ではB型MAOによって代謝されることが知られている。著者らは、躁うつ病や精神分裂病で異常が報告されている血漿中PEA濃度と血小板MAO活性について躁うつ病で測定を行い、躁うつ病の生物学的指標としての可能性を検討した。血漿中PEA濃度の測定法はPEAが微量であり、よい測定方法がないところから、新しい定量法の開発を行い、GC-MSとキャピラリ-カラムを用いた100pgまで測定が可能な定量法を確立した。うつ病の血漿中PEA濃度は、高値を示す群と、低値を示す群の二群にわかれた。PEAが低値を示す群では、デスメチルイミプラミンによる成長ホルモン分泌反応の反応性が弱く、3メトキシ4ハイドロキシフェニルエチレングリコ-ル(MHPG)が高値を示した。一方、PEAが高値を示す群では、デスメチルイミプラミンによる成長ホルモン分泌反応とMHPG値は正常値を示した。血小板MAO活性は、高値を示す症例もみられたが、健康成人との間に有意差は認めなかった。以上の結果から、うつ病には臨床症状のレベルでは区別出来ないが、生化学的な異種性が存在し、血漿中PEA濃度は、うつ病の生物学的指標の一つとして役立ちうると考えられた。これらの結果については、第17回国際神経精神病理学会のシンポジウムにおいて発表の予定である。GC-MSを用いた血漿中PEA濃度の測定法を一部改良し、10pgまで測定出来る方法を開発した。従来の方法はパックドカラムを用いる方法で、尿中PEAの測定には便利であるが、微量定量を必要とする血漿中PEA濃度の測定には適さないため、キャピラリーカラム(SPB5、HP5)を用いる方法へと改変した。この結果については、Jap.J.Psychiat & Newal.と共著の単行本に執筆し、現在、印刷中である。PEAと関連した基礎的研究もあわせて行なった。ラットにPNMT阻害薬であるSKF64139を用いて、PEAと類似した多動状態が惹きおこされるかどうかについて、自然発症生高血圧ラット(SHR)、Fisher344ラット、Wistar系ラットを用いて検討した。いずれのラットにおいても、SKF64139は多動状態を惹きおこしたが、特に脳内のPNMTが高値を示すSHRとFisher344ラットにおいては、Wister系ラットを比較して多動状態が有意な高値を示した。これらの結果については、ミュンヘンで開催された第16回国際神経精神薬理学会議にシンポジストとして招かれて発表し、この内容は共著の単行本として出版が予定されている。うつ病患者の血漿中PEA濃度と血小板MAO活性については、現在、初発未治療もしくは未服薬のうつ病患者にハミルトンうつ病評定尺度を行ない、抑うつ状態を点数化した後、同意を得て採血し、血漿と血小板を分離した後、本年度の科学研究費で購入した超低温フリーザーで、-80°Cに保存している。また、これらの患者に抑うつ薬を投与し、1週後と4週後にも採血を行ない、血漿と血小板をPEAとMAO活性の測定用に-80°Cで凍結保存している。

血漿中PEAと血小板MAO活性は測定法が確立しており、次年度も続けて測定を行ない、この結果を健康成人と比較検討する予定である。βフェニルエテルアミン(PEA)は、ノルアドレナリンの放出などにかかわっている神経候飾物質と考えられ、脳内ではB型モノアミン酸化酵素(MAO)によって代謝されることが知られている。尿中では、躁うつ病でPEA排泄量に異常が認められ、血小板MAO活性も、両極型うつ病と単極型うつ病では差異が認められるところから、著者らは、昨年にひきつづいて、うつ病患者の血漿中PEA濃度と血小板MAO活性について測定を行なった。うつ病患者ならびに健康対照者には、研究の目的について説明し、同意書を得た後、採血を行なった。血漿ならびに血小板は昨年、本研究費で購入した超低温フリ-ザ-を用いて、-80°Cで測定まで保存した。血小板MAO活性は^<14>C-PEAを基質として用い、液体シンチレ-ションカウンタ-で測定した。血漿中PEA濃度については、昨年、われわれが開発したキャピラリ-カラムを用いたCIによるGC-MS法にて測定した。うつ病の血漿中PEA濃度は高値を示す群と低値を示す群の二群にわかれた。PEAが低値を示す群では、デスメチルイミプラミンによる成長ホルモン分泌反応の反応性が弱く、血漿中3メトキシチハイドロキシフェニルエチレングリコ-ル(MHPG)濃度が高値を示していた。一方、PEAの高値を示す群では、デスメチルイミプラミンによる成長ホルモン分泌反応とMHPG値は正常値を示した。血小板MAO活性は、健康成人との間に有意差は認めなかった。以上の結果から、うつ病には、臨床生化学的な異種性が存在し、血漿中PEA濃度は、うつ病の生物学的指標の一つとして役立ちうると考えられた。これらの結果については、第17回国際神経精神薬理学会のシンポジウムにおいて発表の予定である。
ＡＤＡＭ１０を介した骨・軟骨形成の制御機構

本研究では膜型メタロプロテアーゼADAM10による骨・軟骨形成および破骨細胞分化の制御機構を明らかにすることを目的とした.軟骨特異的にADAM10を欠損させたマウスの解析から,軟骨細胞の最終分化にADAM10は必須であることが明らかとなった.また,骨芽細胞特異的にADAM10を欠損させたマウスの解析から,ADAM10を骨芽細胞で欠損させると血液中のTSLP濃度が上昇し重篤な皮膚炎を発症することが明らかとなった.さらに,ADAM10を欠損させた破骨細胞前駆細胞を用いた分化誘導実験から,ADAM10の基質であるNotchレセプターからのシグナルが破骨細胞分化を完全に抑制することが明らかとなった.平成26年度はII型コラーゲンプロモーター制御下でAdam10を欠損させたマウスモデル(A10/Col2マウス)を中心に表現系解析および遺伝子発現解析を行った。A10/Col2マウスはメンデルの法則に従って出生してくるが、離乳をさかいに死亡個体が目立ち8週齢まで生存する個体はわずかであった。またA10/Col2マウスは2週齡で顕著な体重減少を示し、長管骨は4週齡において有意に短縮していることが観察された。また組織学的観察からA10/Col2マウスは3週齢において二次骨化中心の出現が遅延していることが観察されたが、この現象は一過性であり8週齡の段階では野生型マウスと比較して差は見られなかった。軟骨細胞の増殖について検討を行ったところ、2週齢におけるBrdU取り込み試験において組織学的に有意な差は見られなかった。さらに新生仔から採取した肋軟骨細胞の増殖試験においても有意な差は見られなかった。また組織学的観察によりA10/Col2マウスの肥大軟骨細胞層の短縮が観察され、さらに肥大軟骨細胞の小型化も顕著であった。2週齢における膝軟骨の遺伝子発現解析にからNotchシグナルの下流分子であるHes1、Hey1、HeyLがA10/Col2マウスにおいて有意に低下していた。また軟骨最終分化マーカーであるMmp13の有意な発現低下がA10/Col2マウスにおいて観察された。これらの結果から、A10/Col2マウスではNotchシグナルの低下によって軟骨細胞の最終分化に異常をきたし、重度な成長障害を呈することが明らかとなった。昨年度に引き続き、平成27年度もII型コラーゲンプロモーター制御下でAdam10を欠損させたマウスモデル(A10/Col2マウス)の解析を行った。膝軟骨のマイクロアレイ解析の結果から、野生型とA10/Col2マウス間で変動の大きい遺伝子群の発現を定量的PCR法を用いて解析した。その中で有意に差があるものに関してin situハイブリダイゼーション法と免疫染色法を用いて遺伝子発現およびタンパク質発現の局在性を現在精査しているところである。また、Osterix(Sp7)プロモーター制御下でAdam10を欠損させたマウスモデル(A10/sp7)の解析も並行して行った。大変興味深いことにA10/Sp7マウスの大きな表現系の一つとして、8週齢以降顕著な皮膚疾患を呈することが示された。一般的に成獣においてSp7は骨芽細胞特異的に発現している転写因子であることが示されているが、胎生期および出産後の新仔においては一部の間葉系細胞に発現していることが示されている。そこで、A10/Sp7マウスで見られた表現型が骨芽細胞特異的にAdam10を欠損した結果生じたものかを検討した。A10/Sp7マウスはTet-offによりCre遺伝子発現がコントロールできる(ドキシサイクリン非存在下で遺伝子発現)ことから、成獣(8週齢)の段階でAdam10遺伝子を欠損させたマウスを観察したところ、やはり重篤は皮膚疾患を呈することが明らかとなった。現在、この表現型に関して関与が予測される内因性物質の同定を行っている。さらに8週齢の骨形態計測の結果から骨量低下および骨形成速度の低下が示唆された。この表現型が骨芽細胞におけるADAM10欠損によるものなのか、重篤な皮膚疾患に起因するものかを現在検討をおこなっている。平成27年度は、A10/Col2マウスモデルに関する解析に関してはマイクロアレイ解析からいくつかの遺伝子を選択し発現解析したことはひとまずの前進と考えられた。しかしながら、局在性に関する解析が遅れており来年度おける急務な重要課題を残した。また、今年度はA10/Sp7マウスモデルの解析を進めており、A10/Sp7マウスでは骨量低下および骨形成速度の低下が示唆される結果を得た。さらに、成獣では骨芽細胞にのみ発現するとされる転写因子Sp7のプロモーター下でAdam10を欠損させたにもかかわらず皮膚において重篤な疾患が観察されるという大変興味深い結果を得ることができた。近年、骨組織と他組織間における恒常性維持機構のクロストークが取りざたされている。骨芽細胞でのAdam10欠損が他組織に与える影響を精査することは大変興味深いことである。異常な骨芽細胞分化が成体の恒常性維持に関与している可能性を示せたこと、さらにAdam10がその分化機構に関与している可能性を示せたことは有益であると考えている。次年度以降、その制御機構の解明のため研究計画に基づいて明らかにしていく必要がある。昨年度、Osterix(Sp7)

プロモーター制御下でADAM10を骨芽細胞特異的に欠損させたマウスモデル(A10/Sp7)が重篤な皮膚疾患を呈することが明らかとなった。アトピー性皮膚炎では上皮細胞が産生するTSLP(Thymic stromal lymphopoietin)が関与していることが報告されている。そこでA10/Sp7マウス血清中のTSLP濃度を測定したところ、TSLP濃度はA10/Sp7マウスにおいて対照群と比較し1800倍もの高値を示した。この結果から、重篤な皮膚疾患はTSLPによるものと考えられた。しかし、なぜ上皮細胞で産生されるTSLPが骨芽細胞特異的にADAM10を欠損させたマウスにおいて高値を示すのかは明らかにはなっておらず、今後の検討課題として残った。また今年度は、ADAM10の基質タンパク質であるNotchと破骨細胞分化についても検討を行った。Notchのリガンド(Jagged1, Dll1)を培養プレートに固相化し破骨細胞分化誘導実験を行った結果、リガンドを固相化した群では全く破骨細胞が形成されなかった。一方ADAM10を欠損させた骨髄細胞を用いた場合、リガンドを固相化した培養プレート上でも破骨細胞は形成されたことから、Notchシグナルは破骨細胞分化を抑制することが明らかとなった。また、Notchシグナルを受けた破骨細胞前駆細胞では、破骨細胞分化に必須の転写因子(c-fos, NFATc1)の発現が低下していた。また、これら必須の転写因子の発現を抑制する分子(Irf8, Mafb)の発現が上昇しており、抑制因子の上昇により破骨細胞分化が抑制されていることが明らかとなった。さらにADAM10欠損骨髄細胞の移植実験により骨量の有意な低下が観察され、生体内においても破骨細胞前駆細胞はNotchシグナルにより分化を制御されている可能性が示された。本研究では膜型メタロプロテアーゼADAM10による骨・軟骨形成および破骨細胞分化の制御機構を明らかにすることを目的とした.軟骨特異的にADAM10を欠損させたマウスの解析から,軟骨細胞の最終分化にADAM10は必須であることが明らかとなった.また,骨芽細胞特異的にADAM10を欠損させたマウスの解析から,ADAM10を骨芽細胞で欠損させると血液中のTSLP濃度が上昇し重篤な皮膚炎を発症することが明らかとなった.さらに,ADAM10を欠損させた破骨細胞前駆細胞を用いた分化誘導実験から,ADAM10の基質であるNotchレセプターからのシグナルが破骨細胞分化を完全に抑制することが明らかとなった.本研究は骨・軟骨形成におけるADAM10の制御機構を明らかにすることを目的としている。平成26年度、研究代表者らは軟骨分化におけるADAM10の関与について遺伝子改変マウスモデル(A10/Col2マウス)を使用して精査してきた。表現系解析および遺伝子発現解析から、A10/Col2マウスはNotchシグナルの低下から軟骨最終分化に異常が生じ、重度の成長障害をきたすことが示された。この研究成果は日本骨代謝学会および軟骨代謝学会にて発表を行った。これまで軟骨特異的にNotchシグナルを遮断させたマウスモデルはほとんどが胎生致死であり、今回得られたデータは出生後の軟骨代謝におけるADAM10もしくはNotchシグナルの関与を精査するために非常に有益なものであると考えている。
古典および量子統計的システムにおける新規な情報幾何構造の探究

確率分布空間の微分幾何構造の研究に源を発する情報幾何学は,様々な分野で応用され成功を収めてきたが,その理論体系自体は未だ発展途上であり,重要な未解決問題が数多く残されている.本研究では,量子局所漸近正規性に係わる情報幾何構造の研究,およびランダム力学系に内在する情報幾何構造の研究を2本の柱として位置づけ,研究を推進する.またこれと並行して,従来の情報幾何学では扱われなかった新規な研究対象を発掘し応用する.そして,こうした研究を通じ,統計数学における幾何学的方法の体系化を目指す.本年度は,研究代表者らの先行研究(Annals of Statistics, vol. 41 (2913) 2197-2217)で展開した弱い意味での量子局所漸近正規性の理論の適用範囲を本質的に拡大することを目指した.具体的にはまず,古典測度論や確率論において本質的な役割を演ずるLebesgue分解の非可換拡張の研究に着手した.その結果,上述の先行研究で導入した量子相互絶対連続性の概念と完全に整合した形での量子絶対連続性と量子特異性の概念を定式化することに成功した.また,任意に与えられた2つの量子状態ρとσに対し,σをρに対して絶対連続なパートと特異なパートとに分解する量子Lebesgue分解の存在と一意性を証明することにも成功した.これは「作用素の台の包含関係に基づくLebesgue分解」という伝統的な着想とは本質的に異なる定式化となっている.本年度はさらに,非可換contiguity理論の研究にも着手し,量子局所漸近正規性の理論の適用範囲を本質的に拡大する足がかりを得た.従来の定式化とは本質的に異なる非可換Lebesgue分解定理の導出に成功し,それを量子統計学へ適用する足がかりを得たことは,大きな進展である.今年度の研究で見出された非可換Lebesgue分解定理を,Le Cam型のcontiguity理論やvan der Vaart型の表現定理と組み合わせることにより,量子局所漸近正規性の理論をさらに発展させていく.確率分布空間の微分幾何構造の研究に源を発する情報幾何学は,様々な分野で応用され成功を収めてきたが,その理論体系自体は未だ発展途上であり,重要な未解決問題が数多く残されている.本研究では,量子局所漸近正規性に係わる情報幾何構造の研究,およびランダム力学系に内在する情報幾何構造の研究を2本の柱として位置づけ,研究を推進する.またこれと並行して,従来の情報幾何学では扱われなかった新規な研究対象を発掘し応用する.そして,こうした研究を通じ,統計数学における幾何学的方法の体系化を目指す.本年度は,研究代表者らの先行研究(Annals of Statistics, vol. 41 (2913) 2197-2217)で展開した弱い意味での量子局所漸近正規性の理論の適用範囲を本質的に拡大することを目指した.具体的にはまず,古典測度論や確率論において本質的な役割を演ずるLebesgue分解の非可換拡張の研究に着手した.その結果,上述の先行研究で導入した量子相互絶対連続性の概念と完全に整合した形での量子絶対連続性と量子特異性の概念を定式化することに成功した.また,任意に与えられた2つの量子状態ρとσに対し,σをρに対して絶対連続なパートと特異なパートとに分解する量子Lebesgue分解の存在と一意性を証明することにも成功した.これは「作用素の台の包含関係に基づくLebesgue分解」という伝統的な着想とは本質的に異なる定式化となっている.本年度はさらに,非可換contiguity理論の研究にも着手し,量子局所漸近正規性の理論の適用範囲を本質的に拡大する足がかりを得た.従来の定式化とは本質的に異なる非可換Lebesgue分解定理の導出に成功し,それを量子統計学へ適用する足がかりを得たことは,大きな進展である.今年度の研究で見出された非可換Lebesgue分解定理を,Le Cam型のcontiguity理論やvan der Vaart型の表現定理と組み合わせることにより,量子局所漸近正規性の理論をさらに発展させていく.
出芽酵母の遺伝子相同的組換えの生化学的研究

遺伝子相同的組換えにおいて、互いに相同なDNAを探して対合させる相同的対合の過程で、中心的役割を担っている蛋白は、出芽酵母Rad51である。Rad51だけでは相同的対合活性が弱いため、活性促進因子の一つであるRad54を大腸菌で発現精製することを試みたが、困難を極め、現在出芽酵母を用いて着手している。一方、Rad51による相同的対合活性が弱い原因を知るために、単独で強い活性を示す大腸菌RecAとの生化学的性質の比較を試みた。RecAとRad51の間の相違点であるDNAへの結合性に着目し、DNA依存性ATPase(DNA-ATPase)活性の変化から検討した。Rad51のdsDNA-ATPase活性は、RacAと同様にssDNA-ATPaseの約1/5であった。しかし、ssDNAとdsDNAが共に存在する場合でのATPase活性は、RecAがssDNA-ATPase活性と同一であったのに対し、Rad51ではssDNA-ATPaseとdsDNA-ATPaseの中間の活性を示し、ssDNAとdsDNAの濃度比に依存し、ATPase活性も変化した。これらの結果から、RecAがssDNAに優先的に結合するのに対し、Rad51はssDNAとdsDNAの区別なく結合し、どちらに結合するかは両者の濃度比によることが示唆された。さらに、一度ssDNAまたはdsDNAに結合したRad51もDNAから遊離するとssDNAとdsDNAの区別なく両方に結合することを示唆する結果も得た。これまでに他の研究グループにより、dsDNAとRad51の結合が相同的対合を阻害することが示唆されていることから、最初にssDNAとRad51を結合させても、ssDNAから遊離したRad51がdsDNAに結合することがRad51による相同的対合活性の弱い原因で考えられる(論文投稿準備中)。遺伝子の相同的組換えにおいて、相同なDNAを探し出し対合させる相同的対合に関与する主要な因子として、出芽酵母Rad51蛋白が単離されている。Rad51蛋白による試験管内での閉環状二重鎖DNAと直鎖状単鎖DNAの間での相同的対合(D-loop形成)についての解析を行うことを目的とした。これまでRad51蛋白による環状単鎖DNAと直鎖状二重鎖DNAの間での相同的対合(strand-transfer)の解析は進められているが、生体内を反映していると考えられるD-loop形成の解析は進んでいない。Tracyらは、Rad51蛋白単独でD-loop形成を弱いながら検出したことを報告している(Genes and Dev.11,3423-3431,1997)。しかし、この報告と同様な基質および反応条件で、独自に構築したアッセー系を用いてD-loop形成を確認できなかった。さらに、幾つかの条件について検討したが、D-loop形成は検出されなかった。従って、Rad51蛋白によるD-loop形成には他の因子が必要である可能性を検討することにした。その候補として、Rad51蛋白と複合体を形成しているRad52、Rad54、Rad55、Rad57、RPA蛋白に着目し、それらの単離を進めている。すでに、PCRによりRAD52、RAD54、RAD55、RAD57遺伝子をクローニングし、塩基配列の確認を終えた。RPA蛋白の単離は終了し、Rad55、Rad57蛋白については精製を進行中である。一方、RAD52、RAD54遺伝子については、報告されているものと比較し、数カ所のアミノ酸の置換が確認された。これらが酵母の株の違いによるものであることを確認するために、遺伝子破壊株を作成し、それらの遺伝子の機能について遺伝学的に解析を進めている。
迷走神経刺激療法におけるレスポンダーのバイオマーカーの探求

難治てんかんに対する迷走神経刺激療法(VNS)のレスポンダーを規定する因子(バイオマーカー)を明かにするため、VNS前後の脳波の特徴と治療成績を比較検討し、さらに、低周波経皮刺激装置を用いた脳の賦活を応用し、より効率の良いVNS手術適応条件を見いだすことを目的とした。VNS症例45例のうち、フォローアップが可能であった35例を後方視的に解析したところ、24例で発作頻度が半分以下に減少し、3例で抗てんかん薬の減量に至った。また、VNSレスポンダーと非レスポンダーにおける脳波を比較したところ、VNSによる陽性の緩変動電位が発作抑制効果と相関することを明らかにした。難治てんかんに対する迷走神経刺激療法(VNS)の発作抑制有効率は、50%程度にとどまり、どの様な患者に有効か、VNS用ジェネレータ埋め込みの術前に予測する方法は明かにされていない。本研究は、VNS対象患者において神経ネットワークの定量的解析や、脳波の特徴と治療成績を比較検討し、さらに、低周波経皮刺激装置を用いた脳の賦活を応用してレスポンダーを規定する因子(バイオマーカー)を評価し、より効率の良いVNS手術適応条件を見いだすことが目的である。本年度は3名のVNS施行患者において、4週間の観察期間を置き、ベースラインの脳波、安静時PETを計測した。FDG-PETは、3DーSSP(three-dimensional stereotactic surface projections)を使って、低代謝あるいは高代謝として統計的に有意となる場所を定量的に確認した。さらに、現有の市販の低周波刺激器(低周波治療器、エレパルス、オムロンヘルスケアー)の刺激パラメータを計測し、患者への施行を準備している。本研究では、これら神経ネットワークの定量的解析や、脳波の特徴と治療成績を比較検討し、さらに、低周波経皮刺激装置を用いた脳の賦活を応用し、VNSの作用機序を検討し、レスポンダーを規定する因子(バイオマーカー)を評価し、より効率の良いVNS手術適応条件を見いだすことが目的である。患者からのデータ収集、脳波解析環境の整備、低周波刺激器の準備、刺激パラメータの計測環境など、研究はおおむね計画通り進行しているから。当院において、難治てんかんへVNS施行した45例のうち、フォローアップが可能であった35例を後方視的に解析した。(男性23例、女性12例、年齢760歳、平均年齢26歳。)24例で発作頻度が半分以下に減少し、3例で抗てんかん薬の減量に至った。また3例で鬱症状が緩和された。当院におけるVNSの効果が良好であることが確認され、刺激による精神症状の緩和も得られた。昨年度は数名のVNS施行患者において4週間の観察期間をおき、ベースラインの脳波、安静時FDG-PETを計測した。FDG-PETは、3D-SSP(three-dimensional stereotactic surface projections)を用いて、提体者あるいは交代者として統計的に優位とナル部分を定量的に確認した。さらに紫班の低周波刺激器の刺激パラメータを計測し、患者への施行を準備している。患者からのデータ収集、脳波解析環境の整備、低周波刺激器の準備など、研究は計画どおり、おおむね順調に進行しているから。今後は最終年度にあたり、患者からのデータ、脳波解析結果、と迷走神経刺激療法の結果、低周波刺激器の刺激パラメータの計測などを総合し、レスポンダーを規定する因子(バイオマーカー)を評価する。脳神経外科VNS施行患者から収集すべきデータ、実験プロトコールの詳細を詰めて倫理委員会に提出し、承認を受ける。現有の低周波刺激器のパラメータを解析し、一定の統一された刺激が患者に与えられるように方策を練る。低周波刺激器を患者に使用して頂き、その前後の発作頻度、脳波変化などを収集する。刺激装置のパラメータを精密計測するための計測器の選定に時間を要したため。研究分担者の配分残額ならびに、本年度物品購入時の端数金額。平成28年度に早々に計測器を購入する予定。当初の計画通り研究の進捗に合わせて使用する計画である。