hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
プラス鎖ＲＮＡウイルスのゲノム複製小胞形成機構の解明

プラス鎖RNAウイルスはオルガネラ膜上でゲノム複製が行われるという共通した特徴がある。本研究ではプラス鎖RNAウイルスのゲノム複製機構に必要なウイルス側、宿主側の因子を同定し、プラス鎖RNAウイルス共通のゲノム複製機構の解明を目指した。プラス鎖RNAウイルスである風疹ウイルスのゲノム複製定量系を樹立し、ウイルス側、宿主側のウイルス増殖促進因子を同定した。風疹ウイルスが形質膜でゲノム複製を行うことを初めて明らかにした。本研究の成果はプラス鎖RNAウイルスのゲノム複製メカニズムの解明に有用と考える。本年度はブラス鎖RNAウイルスの一つである風疹ウイルスのゲノム複製小胞が細胞内のどのオルガネラ膜で形成されるかを検討した。ゲノム複製に関わるウイルス蛋白質に対しては、これまで抗体が作製されておらず、蛍光抗体法等を用いて細胞内局在を検討することが出来なかったため、抗体の作製および、ウィルス蛋白質内に蛍光蛋白質を導入した組換えウイルス(第二種使用等実験承認済み)の作製を行った。これらを用いて検討を行ったところ、風疹ウイルスのゲノム複製に関わる蛋白質および二本鎖RNAは主に形質膜に存在することから、ゲノム複製小胞は形質膜に形成されることが示唆された。形質膜でも特にゲノム複製が行われている領域は、フィロボディア様の突起が多く認められ、この突起上にもゲノム複製複合体が多く認められる。これは、この領域で細胞のアクチン再構成が起きていて、ゲノム複製小胞形成に何らかの役割を果たしている可能性が示唆された。今後は、アクチンの再構成とゲノム複製小胞形成に関連があるかを検討する。また、ゲノム複製小胞を形成するためには、あるウイルス蛋白質が形質膜に集局し、他のウイルス蛋白質および宿主蛋白質をリクルートするための足場になる必要があると考えられる。風疹ウイルスp150の一部分を単独で発現させると形質膜に局在することから、この蛋白質が足場となる可能性があることが示唆された。そこで、このウイルス蛋白質にエピトープタグを挿入したウイルスおよびサブジェノミックレプリコンを作製した。今後はこれを用いて、実験計画の通り、ゲノム複製小胞を形成するのに必要な宿主蛋白質の同定を行う。また、別のプラス鎖RMAウイルスである日本脳炎ウイルスのゲノム複製に関わる宿主因子を同定し、その機能について検討した。プラス鎖RNAウイルスに属する風疹ウイルスの複製機構について特に研究を行った。風疹ウイルスのcapsidタンパク質には、ウイルス粒子のヌクレオキャプシドを形成する基本的な機能とは別にして、ウイルスのゲノム複製を促進することが知られている。このゲノム複製促進の詳細な作用機序は明らかになっていない。本研究では、感染細胞においてcapsidタンパク質とゲノム複製を担うp150と相互作用しており、それにはcapsidタンパク質のアミノ末端領域の疎水性残基が重要であることを明らかにした。さらにcapsidタンパク質のゲノム複製促進機能はp150との相互作用能と相関し、強い関連性があることを明らかにした。以上より、capsidタンパク質は自身のアミノ末端を介してゲノム複製を担うp150と相互作用し、p150と協調的に機能してゲノム複製を促進させていることを明らかにした。また、ゲノム複製に関与するp150は宿主のF-アクチンと共局在することが報告されているが、その生物学的意義は不明である。本研究ではp150のアクチン結合部位を決定した。この部位に変異を導入した変異ウイルスは野生型ウイルスと比較してウイルス増殖性が低下していたが、ゲノム複製には関係がないと考えられた。これらのことから、ゲノム複製が主な機能と考えられているp150は、アクチンとの共同作用としてそれ以外の機能を示すことがはじめて示唆された。風疹ウイルスで明らかにされたゲノム複製メカニズムの一端は、プラス鎖RNAウイルス全般のゲノム複製促進機序の理解に繋がると考えられる。プラス鎖RNAウイルスの一種である風疹ウイルスのゲノム複製に関わる非構造タンパク質p150と相互作用する因子の探索を行った。ウイルス側の因子としてはウイルスゲノムと結合してウイルス粒子を形成する役割を演じるCタンパク質とp150が感染細胞内で共局在することを明らかにした。Cタンパク質の欠損変異体を用いた解析から、p150との共局在はアミノ末端領域が重要であり、更にMet9、Leu12、Leu16、Leu23に点変異を導入することでp150との共局在が失われることから、これらの疎水性残基が重要であることが分かった。これらの残基をそれぞれアラニンに置換した点変異ウイルスでは、野生型ウイルスと比較して、ウイルス産生が著しく低下したことから、Cタンパク質とp150の共局在は生物学的に重要な機能を担っていることが示唆された。また、宿主側の因子としては、細胞骨格を形成するアクチンとp150が相互作用することが明らかとなった。P150はアクチンと結合し、強くアクチンフィラメント形成を促進することが示唆された。

P150のAsp547をアラニン置換するとアクチンとの共局在が失われ、この変異を導入したウイルスは増殖能が低下することから生物学的に重要な機能を担っていることが示唆された。現在、アクチンとp150の相互作用がどのようにしてウイルス増殖に関与しているのか、およびこの相互作用が細胞に与える影響はどのようなものがあるかを検討している。本年度はゲノム複製複合体と相互作用する宿主蛋白質および脂質成分の同定を行う予定であったが、それを行うための組換えウイルスおよびサブジェノミックレプリコンの作製に時間がかかり、開始できていない。しかしながら、風疹ウイルスのゲノム複製が細胞のどのオルガネラ膜で行われているかの詳細な検討を行う事が出来たことから、十分な成果が得られた。25年度が最終年度であるため、記入しない。ゲノム複製に重要なウイルスタンパク質と相互作用する因子を同定できた。特にアクチンは細胞骨格を形成するタンパク質で細胞膜の物理的な構造を調整する上で非常に重要な役割を果たしていることが分かっていることからゲノム複製小胞の形成への関与が期待される。平成24年度は組換え風疹ウイルスおよびサブジェノミックレプリコンを用いて、ゲノム複製複合体と相互作用する宿主蛋白質および脂質成分の同定を行う。また、アクチンの再構成とゲノム複製に何らかの関係が示唆されたため、阻害剤やsiRNAを用いて関連性を明らかにし、さらにどのようなメカニズムで関与しているかを明らかにする。風疹ウイルスp150とアクチンとの相互作用がゲノム複製およびゲノム複製小胞の形成に関与するかをさらに詳細に明らかにしていく。また、風疹ウイルスは先天性風疹症候群と呼ばれる先天性障害が起きることが知られている。強い細胞障害を起こさず、持続感染をすることが原因と考えられているが、この発生分子メカニズムは明らかとなっていない。アクチンは細胞の分裂および運動性等、分化・増殖に重要であることから、先天性風疹症候群の病原性メカニズムの解明も行えるかもしれない。本年はさらに風疹ウイルスゲノム複製膜がどのような膜マイクロドメインかを明らかにする。
扁桃体ネットワークの動作機構と投射様式の同時可視化解析～嗅覚系を中心として～

扁桃体ネットワークの機能構造を明らかにするため,モルモット単離脳を用いた光計測システムを構築した.これを用いて嗅覚神経刺激により誘導される神経興奮伝播パターンの刺激強度と刺激周波数依存性を明らかにした.また,多点電極から記録された集合電位波形を用いて電流源密度解析を行い,扁桃体皮質深部の信号伝播のしくみの一部を明らかにした.扁桃体ネットワークの機能構造を明らかにするため,モルモット単離脳を用いた光計測システムを構築した.これを用いて嗅覚神経刺激により誘導される神経興奮伝播パターンの刺激強度と刺激周波数依存性を明らかにした.また,多点電極から記録された集合電位波形を用いて電流源密度解析を行い,扁桃体皮質深部の信号伝播のしくみの一部を明らかにした.扁桃体は海馬体とともに,認知症や統合失調症といった多くの精神疾患に関係する領域である.近年,嗅覚能力の異常が,これら精神疾患と関連している事が報告されるようになってきた.これには,扁桃体や海馬体のネットワークが,嗅覚系からの直接的な神経支配を強く受けている事が深く関係していると考えられる.しかし,扁桃体ネットワークが嗅覚系によって,どのような制御を受け動作しているのかは,あまりよくわかっていない.本研究では,嗅覚系における扁桃体ネットワークの機能構造を明確にする事を目的とした.その為に,研究初年度は,モルモット単離脳標本を用いた生理実験を行うとともに,空間的に張り巡らされた神経ネットワークの動作と神経投射様式を同時に解析できる実験系を新たに構築する事を目指した.単離脳標本を用いて膜電位イメージングを行った結果,10Hzの嗅索への繰り返し刺激には,扁桃体皮質を活性化させる性質がある事が判明した.解剖学的な知見を踏まえると,この刺激には,扁桃体深部の核の応答性を高める効果がある事が推測された.扁桃体皮質へは,梨状皮質を介した経路と嗅内皮質を介した経路の二種類がある事が,研究代表者らの先行研究によりわかっているが,繰り返し刺激は,これら双方の経路に影響を及ぼしていることも判明した.このような生理実験を遂行すると同時に,二波長マクロ蛍光観察が行える光学系システムの構築を試みた.次年度は新たに構築したシステムを使用して,研究を進展させる.扁桃体皮質核が嗅覚系の支配を受けて,どのように機能しているのかを,基底外側核との神経連絡に着目し,明らかにする事を目的とした.そのために,まず,神経ネットワーク動作と神経投射様式の解析を容易にする新規単離脳実験系を完成させた.この系に,新たに開発した脳深部多点神経応答記録・解析システムを組み込み,嗅覚刺激により活性化される扁桃体ネットワークの機能構造を解析した.その結果,嗅球から扁桃体皮質への二つの神経経路のうち,梨状皮質を介した経路は第I/II層上部に投射するが,嗅内皮質を介した経路については,第I/II層下部へ投射していることが判明した.また,繰り返し入力の影響を受けてシナプス電流の流入強度が顕著に増大する領域が第II/III層にある事も新たにわかった.更に,基底外側核の神経応答のピーク潜時は,皮質核の各層で惹起された神経応答の潜時よりも遅れていることから,嗅覚刺激による神経興奮は皮質核を経由して基底外側核へ到達することが推測された.この情報の流れを解剖学的に検証する為,基底外側核への逆行性トレーサーの注入をモルモットの脳において行う為の実験プロトコルの確立も試みた.本研究のような嗅覚系における扁桃体ネットワークの機能と構造に関する知見の蓄積は,扁桃体に起因した精神疾患を,嗅覚異常により予見しようとする研究の基礎の確立という点において意義深いと考えられる.したがって,本研究で構築した単離脳実験システムは,嗅皮質の機能構造のような,in vivo系では収集の難しい知見を得る目的において,極めて重要な役割を担うものと思われる.
造精機能障害における精巣内細胞間調節機構因子としてのNOの役割と新たなる治療戦略

精巣内でのいくつかの病態においてproinflammatory cytokineであるIL-1βが上昇する。セルトリ細胞においてそのIL-1βはphosphorylated JNKを活性化したが、活性酸素は増加させなかった。IL-1β刺激によりNO濃度が6時間以内に増加を示したが、これらのNO濃度増加はSP600125(JNK阻害剤)添加により阻害された。またIL-1β刺激によりセルトリ細胞内のiNOS蛋白、mRNA量は有意に増加し、この増加はSP600125の添加により有意に阻害された。FSH刺激ではNO濃度の上昇は見られなかった。セルトリ細胞においてIL-1βはJNK経路を活性化し、NO濃度が上昇する。本研究の目的は、精巣局所でのparacrine/autocrine機構の制御因子の一つとしてNOに注目し、IL1βによるセルトリ細胞の機能調節機構を解明することにより、造精機能障害に対する治療法確立を目指すことである。in vitroでの検討を行うため、18目齢のラットよりセルトリ細胞を分離し、無血清培養液で培養を行った。セルトリ細胞に各種ホルモン(FSH,hCG)、cAMP inducer(Forskolin)やサイトカイン(IL-1β)の刺激により、細胞から産生されるNO量(培養上清中のNitrite+Nitrate)をGriess法にて測定した。セルトリ細胞においてNO増加を引き起こしたGrowth factorおよびサイトカイン刺激後の、iNOS,eNOSの各細胞内の局在を明らかにするため、それぞれの抗体を用いて蛍光染色を行った。IL-1β刺激によりNO濃度が6時間以内に増加を示したが、これらのNO濃度増加はJNK阻害剤であるSP600125添加により阻害された。セルトリ細胞においてIL-1βはJNK経路を活性化し、NO濃度を上昇させる。セルトリ細胞におけるサイトカイン制御機構の解明は将来的に精子形球障害の治療に貴重な情報を与えるととが期待される。さらに今後は精細胞を分離培養し、セルトリ細胞と精細胞との共培養により、精細胞がマルトリ細胞から受けるparacrine effectに関しても同定しきたいと考えている。平成20年度における研究成果は以下のとおりである。18日齢SD雄ラットより精巣を摘出し、セルトリ細胞を精製分離、培養の後、3日目にIL-1β(10ng/ml)刺激を加えた。刺激されたセルトリ細胞より蛋白、mRNAを抽出し、Western Blotting、RT-PCR法を用いて分析した。またIL-1β刺激により活性化が見られたリン酸化蛋白質の阻害剤などを添加し、蛋白、mRNA量の変化についても測定を行った。フローサイトメトリーを用い、セルトリ細胞内の活性酸素濃度、NO濃度の変化について、また細胞培養液内のNO濃度をGriess法により測定した。セルトリ細胞においてIL-1βはphosphorylated JNKを活性化したが、活性酸素は増加させなかった。またIL-1β刺激によりセルトリ細胞内のiNos蛋白、mRNA量は有意に増加し、この増加はSP600125の添加により有意に阻害された。セルトリ細胞におけるNO制御機構の解明は将来的に精子形成障害の治療に貴重な情報を与えることが期待される。
水素結合による立体化学制御:アルコールの立体選択的エステル化反応

アルコールの立体選択的エステル化反応及びエステルの立体選択的加水分解反応では酵素を用いた研究が精力的に行われており有用な反応も既に多く報告されている。しかしながら、いずれも気質特異性が強く、酵素による気質一般性の高いこれらの反応は未だ皆無と言ってよい。そこで、酵素の代わりに適当なアミン塩基と光学活性カルボン酸ハライドを用いた立体選択的エステル化反応の開発を行った。カルボン酸クロリドを用いたアルコールのエステル化反応では生成する塩酸を中和するためアミンが必要である。この時アミンは予めアルコールの水酸基のプロトンと水素結合しており、これにより活性化されたアルコキシドがカルボン酸クロリドに求核攻撃してエステルが生成する。アミン塩基として2,6-ジメトキシピリジン存在下、THF中、-78°Cでカンファン酸ヨウ化物を用いてシス-エンド-2,3-ビス(ヒドロキシメチル)ビシクロ[2.2.1]ヘプト-5-エンの不斉アシル化反応を行ったところ、88% deで(2S,3R)-モノアシル化体を得た。生成物のジアステレオ選択性はその^1H NMR(500MHz)スペクトル分析により決定した。また、生成物の絶対配置についてはそれを酸化、塩基処理して既知化合物のラクトンに誘導し、決定した。本反応ではカンファン酸ヨウ化物を用いると、塩化物を用いた場合に較べ、ジアステレオ選択性、反応性、共に向上した。また、溶媒やアミン塩基が本反応の立体選択性に大きく影響していることがわかっており、酵素反応と同様、水素結合が立体化学制御の鍵となっている。
膵癌肝転移・腹膜播種に対するNek2 siRNAによる分子標的治療の開発

膵癌細胞株におけるNek2 siRNAの基礎的研究膵癌細胞株へのNek2 siRNAとコントロールsiRNAをそれぞれ投与し、その48時間後にサンプルを回収した。そのサンプルを用いてシグナル伝達系、特に免疫誘導に関するシグナルについてDNAアレイ法による網羅的遺伝子解析をおこなった。Nek2 siRNAの至適濃度の決定のためNek2 siRNAの濃度を1nMから50nMに変更して発現について検討した。Nek2 siRNAは10nMから完全に発現を抑制し、作用は7日間持続していた。動物実験においてNek2 siRNAは1週間に1回の投与で効果が期待できることがわかった。担癌動物実験モデルを用いた研究1.動物担癌モデルの有効性の検討蛍光色素を導入した癌細胞を投与した肝転移モデルにおいて、体外より生体顕微鏡により蛍光が確認でき担癌動物モデルとして有効性が確認された。2.蛍光色素標識Nek2 siRNAを用いた投与法の検討肝臓への投与に関して、ラット麻酔下にて開腹し門脈ヘカテーテル挿入し、経門脈的に蛍光色素標識したNek2 siRNAをラットに投与する。蛍光生体顕微鏡にて肝臓内での、Nek2 siRNAの局在を調べた。Nek2 siRNAは門脈流入域に局在していた。またNek2 siRNAの門脈への異なる投与法、投与量の検討により、Nek2 siRNAの導入効率は濃度、投与速度に依存していることがわかった。また導入試薬によっても導入効率の異なることが明らかになった。
骨肉腫由来の燐蛋白質に関する研究

Dunn骨肉腫クローンの完全無蛋白質培養上清をCMセファデックス、DFAEセファセル等のカラムを用いて精製し、ポリアクリルアミドゲル電気泳動上にて燐蛋白であることを証明した。これは分子量約6万の比移動度を持ちゲルからの回収したのちにアルカリフォスファターゼ活性を示した。すなわち骨肉腫クローンの分泌する燐蛋白中で最大の割合を占めるのはアルカリフォスファターゼである。酵素としての諸性質についても明らかにした。一方腫瘍マーカーと呼ばれる一群の物質が生物学的にどのような意味を持つかという点について、これらをコードする遺伝子群の多様性と予後因子そのもの、特に転移の形成との間に関連を求めることが可能かどうかについて理論的検討を加えた。すなわち予後を決定する因子が多様であり多数の変数に基づいているばかりでなく、腫瘍マーカーの濃度を決定する因子も同様に多数であって、お互いに連鎖不平衡状態による関係を求めるべきでないとの仮説を得た。実験的にも上記のアルカリフォスファターゼの産生能と肺転移の出現頻度および腫瘍の成長速度との間に相関がない事実をクローン間で示した。以上のような事実から腫瘍マーカーは腫瘍細胞の全体的な分化方向と細胞数を表現するに過ぎないことが結論づけられた。無蛋白質培養液よりCMセファデックス, DEAEセファクルリ等のカラムを用いて燐蛋白質の分解を行なった.骨肉腫クローンの生産する燐蛋白質はポリアクリルアミド電気泳動上で少なくとも3種あることが確認された.これら蛋白質のうち,分子量約6万のものはCMセファデックスに吸着せずDEAEおよびAFFI, GELカラムに吸着し,単離に成功した.この燐蛋白質はハイドロキシアパタイトと非常に強く結合した.この分子にはアルカリフォスファターゼ活性およびホスホセリンフォスファターゼ活性があり,骨芽細胞由来の特異的アルカリフォスファターゼと同一分子と考えられた.分子量約1万の燐蛋白質は電気泳動上の染色ではもっとも燐酸化の程度が高く,現在までに知られていない燐蛋白質と考えられた.シアル基を染色しても染色されない事実からオステオカルシンとは異なる分子と考えられた.分子量約3万2千のものについては現在その性格を検討中である.次に骨肉腫クローンの細胞壁に存在する燐蛋白質を分離,精製するとともに,これらの蛋白質と分泌された燐蛋白質との異同について検討した.電気泳動上では分子量約6万と1万の蛋白質が分泌液,細胞壁内ともに認められた.これら以外に細胞壁は少なくとも8種の燐蛋白質を含んでおり,細胞壁の構成蛋白質として重要と考えられた.これらの結果から分子量6万と1万の燐蛋白しが骨芽細胞に特異的なものと考え,その機能について検討中である.現在までの推論としては分子量6万の蛋白質が持つアルカリフォスファターゼ活性によって分子量1万の蛋白質が燐酸化され石灰化が形成されるとの仮説を得ている.これらの蛋白質がコラーゲン(実際にはゼラチンを用いている)と結合する傾向を有することは石灰化の過程において興味深い.Dunn骨肉腫クローンの完全無蛋白質培養上清をCMセファデックス、DEAEセファセル等のカラムを用いて精製し、ポリアクリルアミドゲル電気泳動上にて燐蛋白質であることを証明した。これは分子量約6万の比移動を持ち、ゲルから回収した後にもアルカリフォスファターゼ活性を有していた。すなわち骨肉腫クローンの分泌する燐蛋白質中で最大の割合を占めるのはアルカリフォスターゼである。一方腫瘍マーカーと呼ばれる一群の物資が生物学的にどのような意味を持つかという点について、これらをコードする遺伝子群の多様性と予後因子そのもの、とくに転移形成との間に関連を求めることが可能かどうかについて理論的検討を加えた。すなわち予後を決定する因子が多様であり多数の変数に基づいているばかりでなく、腫瘍マーカーの濃度を決定する因子も同様に多数であって、互に連鎖不平衡状態による関係を確立することができないとの仮説を得た。実験的にも上記のアルカリフォスファターゼの産生能と転移の出現頻度および腫瘍の成長速度との間に相関がないことをクローン間で示した。
精神疾患(小児)における睡眠覚醒リズム障害の研究

精神疾患を持つ子供は、障害児の中でも特に睡眠覚醒リズムの障害を合併していることが多く、そのことが種々の精神症状に影響を与えたり、生活上の支障となる場合が多く、詳細を研究によって解決すべき問題がある.そこで今回の研究では、54名の精神的疾患のある子供を対象とし、睡眠障害の種類を調査した。精神疾患の内訳は、ダウン症候群8名、自閉症もしくは自閉傾向のある子供20名、精神発達遅滞26名である.何らかの睡眠覚醒障害のある割合は全体で50%とかなり高った.特に自閉症では75%と高く、精神発達遅滞では46%であったが、ダウン症では0%と全くみられなかった.睡眠覚醒障害の種類に分けてみると次のようになる.入眠困難は自閉症で45%、精神発達遅滞では23%にみられ、早朝覚醒は自閉症のみにみられ10%であった.夜泣きを中心とする中途覚醒は自閉症の35%と精神発達遅滞の15%にみられた.睡眠覚醒の時間帯やその時間が不規則になる本態的な睡眠覚醒リズム障害はそのサブタイプの不規則型がすべてで、自閉症の40%、精神発達遅滞の8%にみられた.過眠症型の長時間睡眠者は自閉症では0%であったが、精神発達遅滞では19%にみられた.以上の結果からみると精神障害の種類により睡眠覚醒リズム障害にも特徴的なパターンがあることが分った。ダウン症では睡眠障害は稀であまり問題とならないのに対し、自閉症と精神発達では高率におこること、自閉症では入眠困難や中途覚醒が多いが精神発達遅滞では過眠症がかなりみられることなどが明らかとなった.次の段階ではこれらの睡眠覚醒障害について脳波等の客観的・生理学的特徴を明らかにすることが必要と考えられた.精神疾患を持つ子供は、障害児の中でも特に睡眠覚醒リズムの障害を合併していることが多く、そのことが種々の精神症状に影響を与えたり、生活上の支障となる場合が多く、詳細を研究によって解決すべき問題がある.そこで今回の研究では、54名の精神的疾患のある子供を対象とし、睡眠障害の種類を調査した。ダウン症では睡眠障害は稀であまり問題とならないのに対し、自閉症と精神発達では高率におこること、自閉症では入眠困難や中途覚醒が多いが精神発達遅滞では過眠症がかなりみられることなどが明らかとなった.次の段階ではこれらの睡眠覚醒障害について脳波等の客観的・生理学的特徴を明らかにすることが必要と考えられた.
体液試料からのオルガノイドによる化学療法の治療効果予測モデルの有用性

切除不能な進行消化器がんは治癒困難であり、原因の一つとして治療抵抗性を有するがん幹細胞の存在が示唆されている。さらに、多くの抗がん剤において、治療効果を予測するためのマーカーは確立されておらず、有害事象および医療経済の観点からも治療効果予測モデルの開発が急務である。がん幹細胞は3次元培養にて最小機能単位であるオルガノイドを形成し、腫瘍本体の形態・形質を模倣することから化学療法の効果予測の可能性が報告されている。本研究は、患者から低侵襲で採取可能である体液試料(腹水、血液)を使用してがん細胞からオルガノイドを樹立し、化学療法の治療効果予測モデルとしての有用性を検討することである。
反復経頭蓋磁気刺激による失語症治療効果と脳活動パターン変化に関する検討

失語症を有する慢性期脳卒中患者を対象に右大脳半球のブローカ野相同部位へ低頻度の反復経頭蓋磁気刺激を計10セッション行った.観察では自他覚的に喚語困難等の改善を得た例があったが,言語検査成績では有意な改善を認めなかった.また,介入前後に言語課題遂行中の脳活動パターンを近赤外線分光法の手法(光トポグラフィー)を用いて評価した.脳活動の左右バランスを示す側化指数は右側優位の脳活動を示す者が多く,介入前後の側化指数の変化に一定の傾向は見いだせなかった.(1)rTMSによる失語症の改善効果について:運動優位型失語症患者5症例でrTMSを有害事象なく施行できた.自覚的な呼称の改善,介護者の観察における自由会話での発話量増加,ジャルゴンの減少などの改善を認めた.100語テストの正答率はrTMS前が64.8±18.4%(平均±標準偏差),rTMS後が68.2±21.2%であった.5名のうち改善ありが3名,不変が2名であった.(2)光トポグラフィ装置(ETG-100,日立メディコ)による言語野活動評価について:5症例においてrTMS治療期間前後で言語課題遂行時の脳活動を測定した.脳活動の左右バランスを示す側化指数(Laterality Index)の変化に一定の傾向は認めなかった.対象者の病変部位や失語症重症度によってLaterality Indexが多様であった可能性,また変化を適切に測定できなかった可能性(レスト期間の課題,タスク期間の言語課題と失語症重症度との不適合)がある.本研究は失語症を有する慢性期脳卒中患者を対象に反復経頭蓋磁気刺激(repetitive Trans Magnetic Stimulation; rTMS)の失語症改善効果を検証すること,および近赤外線分光法(near-infrared spectroscopy;NIRS)の手法を用いてrTMS治療期間前後における言語課題遂行中の脳活動パターンの変化を客観的に評価することを目的とし,最終年度も症例を集積しながら上述の検討を継続した.その結果,運動優位型失語症患者7症例において右大脳半球のブロカ野相同部位に運動閾値の90%強度,1Hz,900発の低頻度rTMS計10セッションを有害事象なく施行できた.定性的評価においては介入後に自覚的な呼称の改善,介護者の観察における自由会話での発話量増加,ジャルゴンの減少などの改善を認める者があった.100単語呼称テストの正答率はrTMS前が67.3±18.6%(平均±標準偏差),rTMS後が72.0±19.6%であり,介入前後で統計学的に有意な改善は認めなかった.100単語呼称テストを構成する高頻度語,低頻度語,標準失語症検査呼称課題の各単語群においても統計学的に有意な改善は認めなかった.光トポグラフィ装置(ETG-100,日立メディコ)を用い視覚性呼称課題遂行時のブロカ野周辺とブロカ野相同部位周辺の脳活動を計測したところ,rTMS介入前の脳活動の左右バランスを示す側化指数は右側優位の脳活動を示す者が多かった. rTMS介入後にも側化指数は右側優位の脳活動を示す者が多く,介入前後の側化指数の変化に一定の傾向は見いだせなかった.失語症を有する慢性期脳卒中患者を対象に右大脳半球のブローカ野相同部位へ低頻度の反復経頭蓋磁気刺激を計10セッション行った.観察では自他覚的に喚語困難等の改善を得た例があったが,言語検査成績では有意な改善を認めなかった.また,介入前後に言語課題遂行中の脳活動パターンを近赤外線分光法の手法(光トポグラフィー)を用いて評価した.脳活動の左右バランスを示す側化指数は右側優位の脳活動を示す者が多く,介入前後の側化指数の変化に一定の傾向は見いだせなかった.本研究は失語症を有する慢性期脳卒中患者を対象に無作為割りつけを行い反復経頭蓋磁気刺激(repetitive Trans Magnetic Stimulation; rTMS)による失語症の改善効果を評価者の盲検化のもとで前向きに検証すること,および近赤外分光法(near-infrared spectroscopy;NIRS)の手法を用いて磁気刺激が脳活動に与える影響,rTMS治療期間前後における言語課題遂行中の脳活動パターンの変化について客観的に評価することを目的とする.各々についての本年度の成果を以下に述べる.(1)rTMSによる失語症の改善効果について:運動優位型失語症患者3症例(A,B,C)においていずれもrTMSを有害事象なく施行できた.介護者の観察では症例Aではフリートークでの発話量増加,症例Bでは喚語困難やジャルゴンの減少に伴い電話を通しての発語が理解しやすくなったなどの改善を認めた.喚語困難の評価として標準失語症検査に加えてrTMS前後に施行した100語テストの正答率は症例A (前)82%→(後)85%,症例B(前) 71%→(後)68%,症例C (前)41%→(後)38%であった.(2)光トポグラフィ装置(ETG-100,日立メディコ)を用いた言語野活動評価について:失語症患者の評価の前に健常者における試験的研究を行い,言語野活動の側性化指数を求めることができた.(1)で述べた3症例においてrTMS治療期間前後における言語課題遂行中の脳活動パターンについて明らかな変化をとらえることはできなかった.

設定した言語課題と失語症重症度との適合が不十分であった可能性がある.本研究の対象は運動性失語を有する慢性期脳血管障害患者である.なかでも,臨床的改善を失語症テストの成績向上として示すためにはテストの天井効果や床効果を認めない程度の重症度である必要がある.本年度研究の対象症例の失語症状は望ましい程度よりも重症に偏る傾向にあったと考えられる.病巣について,5名中1名は左前・側頭葉の皮質病変を有していた.光トポグラフィー装置での測定時に過度に緊張し,測定結果への影響が疑われた者があった.本研究の対象は運動性失語を有する慢性期脳血管障害患者である.なかでも,臨床的改善を課題成績向上として客観的に示すためには語想起課題や呼称課題などで天井効果や床効果を認めない程度の重症度である必要がある.本年度研究の対象症例の失語症状は望ましい程度よりも重症に偏る傾向にあったと考えられる.光トポグラフィ装置を用いた言語野活動評価について,健常者を対象とした予備的研究を参考としながら,対象が失語症患者であることをふまえての言語課題設定を行った.しかし,予想よりも相対的に課題の難易度が高かった印象があり,適切な言語活動を促せなかったおそれがある.広報,近隣病院への出張等含めて引き続き対象症例の確保に努める(望ましい重症度,皮質下病変症例を主とする).光トポグラフィ装置を用いた言語野活動評価はレスト期間の課題変更とともに測定の場・機器装着への十分な慣れを担保するよう努める.光トポグラフィ装置を用いた言語野活動評価について類似した手法をとる研究施設との意見・情報交換を行う.研究参加を呼びかける広報範囲を広げ,かつ十分な診察によって本研究の目的に沿った対象者を確保する.また,光トポグラフィ装置を用いた言語野活動評価について,類似した手法をとる研究施設との情報交換を行いながら研究を継続する.光トポグラフィ装置(ETG-100,日立メディコ)のリース料金,旅費(研究打ち合わせ,成果発表)などを計画している.光トポグラフィ装置(ETG-100,日立メディコ)のリース料金,旅費(研究打ち合わせ,成果発表)などを計画している.
ヒト脱落乳歯歯髄幹細胞の多能性および再生医療への可能性について

幹細胞を使用した再生医療が注目を集めている。歯髄中にも幹細胞が存在することが示唆されてきた。本研究はヒトの脱落した乳歯歯髄の中から発見された幹細胞(stem cells from human exfoliated deciduous teeth : SHED,以下SHED)を中心に,その多能性を検討した。マウス門歯歯髄,乳歯および上顎正中過剰歯の歯髄を採取し培養後,マウスの中枢に移植すると種々の神経細胞に分化することが明らかになった。このことから,歯髄中の細胞には多分化能を有する幹細胞が存在し,中枢において神経細胞に分化することが明らかになった。最初に,ヒト脱落乳歯より歯髄を採取し,培養法を検討した。北海道大学病院小児歯科外来を受診した小児患者の脱落および治療上の理由で抜歯した乳歯から歯髄を採取し10%FCSを含むαMEMを使用し,温度37°C,湿度100%,炭酸ガス濃度を5%として,インキュベーター内で培養を行った。また,100unit/ml penicillin-Gを抗菌薬として加えた。培養細胞は,シャーレの底面に接着しながら増殖し,約1週間後にはコンフルエントに達し,継代培養を行った。これらの細胞をEGFを含む神経幹細胞培養液(無血清培地)に換えて,さらに2週間培養した。神経培養液に換えると増殖速度が低下したが,一部の細胞は浮遊状の細胞塊を形成し,神経幹細胞様の形態を示した。現在,これらの細胞が神経幹細胞に分化したかを,神経幹細胞のマーカーであるネスチンの抗体で染色を行い,また,RT-PCR法を用いてニューロン,アストロサイトおよびオリゴデンドロサイトなどの個々の神経細胞へ分化したかを検討している。また,神経培養液にて培養した乳歯歯髄細胞を新生マウスの脳室内に移植し生着を検討したところ,ニューロンが生涯増殖し続けているといわれている側脳室周辺や海馬の歯状回に移植細胞を認めた。以上の結果より,乳歯歯髄細胞は神経幹細胞に分化し移植側において環境因子の影響を受け神経細胞に分化したことが示唆された。現在,生着した細胞が,どのような種類の細胞に分化しているかを調べるために,移植条件を検討し,また,より多くの移植細胞の生着が見られる部位を検索している。近年、幹細胞を使用した再生医療が注目を集めている。歯髄中にも幹細胞が存在することが示唆されてきたが、ヒトの脱落した乳歯歯髄の中から発見された幹細胞(stem cells from human exfoliated deciduous teeth: SHED、以下SHED)の多能性を検討した。最初に、歯髄細胞の多能性を検討するために、GFPマウスの門歯より採取した歯髄を培養した。培養した歯髄中において、神経幹細胞にみられるネスチンの発現がみられるかRT-PCR法によって調べた。その結果、培養された歯髄中においてネスチンの発現が認められ、歯髄中に神経細胞に分化しうる幹細胞が存在することが判明した。同様の結果はヒト永久歯、乳歯、上顎正中過剰歯の歯髄においても認められ、現在これらの細胞を効率よく分離する方法を検討している。さらに、歯髄中の幹細胞が神経幹細胞に分化転換することを示すために、歯髄を神経幹細胞培養液で培養し、培養神経幹細胞が形成する浮遊細胞塊(Neurosphere)が得られるかどうか検討した。低接着性培養ディッシュを用いて乳歯歯髄細胞を培養すると、浮遊細胞塊が得られたが、形状は不整で神経細胞由来のNeurosphereと異なっていた。現在、この細胞浮遊塊が神経幹細胞の特徴を示すか検討中である。GFPマウス由来の神経幹細胞および歯髄細胞を培養し、小脳延髄槽に移植した。神経幹細胞は移植後、延髄孤束核に特異的に生着し、特徴のある分化動態を示した。一方、歯髄細胞も同様に延髄孤束核への生着がみられた。今後は、移植した歯髄細胞の分化動態を調べ、さらにSHEDの移植により特徴的な分化動態がみられるか検討予定である。近年,幹細胞を使用した再生医療が注目を集めている。歯髄中にも幹細胞が存在することが示唆されてきたが,ヒトの脱落した乳歯歯髄の中から発見された幹細胞(stem cells from human exfoliated deciduous teeth:SHED,以下SHED)の多能性を検討した。乳歯および上顎正中過剰歯の歯髄を採取し培養後,低接着性培養ディッシュを使用して神経幹細胞培養液で培養すると浮遊細胞塊が得られた。この細胞塊は培養神経幹細胞(Neurosphere)と形態が一致し,増殖が確認された。また,RT-PCRによりネスチンの産生が示唆され,神経幹細胞の存在が示唆された。

さらにin vitroで分化させると,神経幹細胞のマーカーであるネスチンの抗体で陽性を示し,ニューロンのマーカーであるβ-チューブリン,アストロサイトのマーカーであるGFAPにも陽性反応を示し,神経細胞に分化することが示された。次に移植後の細胞を識別するために歯髄由来の浮遊細胞塊の培養液にBrdUを投与した後,マウス延髄小脳槽に移植を行った。移植2週間後,マウスを2%パラホルムアルデヒドで灌流固定後,脳切片を作製してBrdUの抗体にて免疫染色を行い移植細胞の生着を調べたところ,神経幹細胞が出生後も分裂を繰り返しており,特徴的なニッシェを持つ孤束核に多くのBrdU陽性細胞が確認された。これらの細胞をGFAPやニューロンのマーカーであるNeuNの抗体で染色すると局在が一致し,移植細胞が神経細胞に分化している事が確認された。今後は,移植した歯髄細胞の分化動態をさらに調べ,再生医療への可能性を明らかにする予定である。
火山エネルギー抽出のフィールド実験的研究

大分県九重火山を研究対象として、活火山体内部における熱の蓄積・放出過程の解明および熱抽出に伴う火山体のレスポンスに関する研究を行った。九重火山は1995年10月に水蒸気爆発を起こしたが、その後長期間にわたって、噴火前に放出されていた熱量よりはるかに多量の熱が放出されていることが観測より明らかにされた。そこで、水蒸気爆発後の大量の熱放出の過程を、「新たな人工的熱抽出の過程」に模すことによって、火山からの熱抽出に伴う火山活動のレスポンスを解明することにした。水蒸気爆発後の火山体の状態を明らかにするために、赤外映像法による地表面温度観測、火口および噴気孔からの水蒸気量・放熱量の観測、重力変動観測による火山体内流体収支の解明、地磁気観測による火山体内部の温度変化の解明等各種の地球物理学的および地球化学的モニタリングを実施した。本研究における観測結果およびこれまでに行った熱抽出に伴う火山熱貯留層の温度・圧力への影響に関する数値計算結果を総合すると、九重火山において、電気出力100MW程度の熱抽出を行えば、火山体の冷却は避けられないが、地震発生等の力学的状態への影響はほとんどないことが明らかにされた。自然環境に大きな影響を与えずに抽出できる九重火山のエネルギーは電力に換算して10MWから100MWの間にあると推定される。研究対象地域として大分県の九重火山を選択し、自然状態における火山体内部の熱エネルギー・歪みエネルギーの蓄積・放出過程を詳細に計測するとともに、火山活動把握のための各種の観測を実施した.3年次に数10m程度のボーリング孔を掘削し、熱抽出のフィールド実験を行う予定であるが、1995年に噴火を起こした九重火山は依然として噴煙活動が活発であり、火山活動の詳細な把握が是非とも必要と考えられるからである。得られた主な観測結果は以下の通りである。1.地震観測の結果は九重火山中心部直下1km深以内程度の深さに1日数回微小地震が定常的に発生していることが確認された。噴火直後に観測されたマグニチュード2を越えるような比較的大きな地震は発生していない。2.GPS観測の結果、九重火山中心部は沈降の状態にある。この傾向は噴火開始以降一貫している。3.重力変動観測の結果、九重火山中心部は減少の傾向にある。この傾向も噴火開始以降一貫している。4.放熱量は噴火直後(2000MW以上)ほど大きくはないが、依然として大きく(数100MW程度)、噴火以前(100MW)の数倍程度でり、また大きな変化はない。来年度も観測を継続し、火山活動モニタリングの精度を高めるとともに、熱抽出実験用ボーリング孔掘削の準備を行う。研究対象地域として大分県の九重火山を選択し、自然状態における火山体内部の熱エネルギー・歪みエネルギーの蓄積・放出過程を詳細に計測するとともに、火山活動把握のための各種の観測を継続した。次年度に数10m程度のボーリング孔を掘削し、熱抽出のフィールド実験を行う予定であるが、1995年に噴火を起こした九重火山は依然として噴煙活動が活発であり、火山活動の詳細な把握が是非とも必要と考えられるからである。1.地震観測の結果は九重火山中心部直下1km深以内程度の深さに1日数回微小地震が発生していることが確認された。噴火後次第に地震数は増加し、噴火数年前の状態に戻りつつある。3.傾斜記録は火口方向の沈降を示すとともに、噴気温度の変動とも相関していることが明らかにされた。4.重力変動観測の結果、九重火山中心部は減少の傾向にある。5.放熱量は噴火直後(2000MW以上)ほど大きくはないが、依然として大きく(数100MW程度)、噴火以前(100MW)の数倍程度でり、また大きな変化はない。次年度も観測を継続し、火山活動モニタリングの精度を高めるとともに、熱抽出実験用ボーリング孔掘削を行う予定である。

大分県の九重火山地域において、自然状態における天山体内部の熱エネルギー・歪みエネルギーの蓄積・放出過程を詳細に計測するとともに、火山活動把握のための各種観測を継続した。また、噴気地域に約50mの実験用ボーリング孔を掘削し、温度の連続観測を開始した。得られた主な観測結果は以下の通りである。1.地震観測の結果は九重火山中心部直下1km深以内程度の深さに1日数回程度の微小地震が発生していることが確認された。1995年噴火後次第に地震数は増加し、噴火数年前の状態に戻りつつあることが、改めて確認された。2.GPS観測の結果、九重火山中心部は沈降の状態が継続している。この傾向は噴火後一貫している。3.山腹における高精度傾斜計による観測では、これまで傾斜変動の中心は火山体中心部にあったが、最近になって、変化の兆しを見せており、引き続き観測を継続中である。4.重力変動の観測結果は火山体中心部地域で増加傾向に転じている観測点がある。5.地磁気観測の結果は、火山体中心部地下で引き続き冷却傾向にあることを示している。6.噴気温度は引き続き低下傾向にある。7.火山ガス中のHCl放出量は噴火後一貫して低下傾向にある。以上のように、九重火山は1995年噴火後、次第に噴火前の状態に戻りつつあるが、新しい傾向も見られる。引き続き火山体内部の状態を把握するためのモニタリングを継続する予定である。また、噴気地域において約50m深のボーリング孔の掘削を行い、火山噴気の採取に成功するとともに、土壌試料を採取した。現在、分析中である。
プロテアーゼ活性化受容体とV型分泌装置由来の新規プロテアーゼとの相互作用解析

緑膿菌が産生するエラスターゼなどのプロテアーゼは病原因子として重要視されている。緑膿菌のゲノム解析は他にもプロテアーゼの存在を予測しているが、実際の機能は解明されていない。一方、細菌由来プロテアーゼはプロテアーゼ活性化受容体(protease-activated receptors ; PARs)を介して炎症や免疫応答を誘導することが報告されている。本研究では、緑膿菌がエラスターゼなどの既知のプロテアーゼとは異なるプロテアーゼ(LepA)を産生することを見出した。また、LepAはPARsを介してNF-kappaBを活性化し、炎症応答を誘導することを明らかにした。近年、プロテアーゼ活性化受容体(protease-activated receptors ; PARs)は宿主由来のプロテアーゼに加えて細菌由来のプロテアーゼによって活性化または不活性化され、細菌感染に伴う炎症や免疫応答調節に関与することが報告されている。一方、緑膿菌が産生するプロテアーゼの中でもアルカリプロテアーゼやエラスターゼは病原因子として重要視されているが、緑膿菌のゲノム解析はそれら以外にも機能未知のプロテアーゼの存在を示唆している。そこで、緑膿菌由来の未知のプロテアーゼがPARsを活性化または不活性化する可能性を考え、そのプロテアーゼの精製と同定を行い、PARsに対する作用について検討した。先ず、緑膿菌臨床分離株KU2の培養上清からV型分泌装置由来の新規な分泌プロテアーゼであるLepAを、硫安塩析、陰イオン交換クロマトグラフィー、アフィニティクロマトグラフィーにより精製した。次に、PARs活性化能を評価するために、機能的なPARsを発現しないCOS-7細胞ヘヒトPARs発現ベクターをトランスフェクションし、LepAで刺激した時のNF-KB依存性プロモーターの活性化をルシフェラーゼアッセイで調べた。その結果、PAR-1,-2,-4発現ベクターをトランスフェクションしたCOS-7細胞では、LepA刺激によるNF-κB依存性プロモーターの活性化が認められた。また、PARsのN末端側細胞外領域がPARS活性化プロテアーゼであるトリプシンやトロンビンと同様の形式で切断されるかを調べるために、PARsのN末端側細胞外領域の合成ペプチドをLepAで消化した後、逆相HPLCにより解析した。その結果、LepAはPAR-1,-2,-4のN末端側細胞外領域の合成ペプチドをPAR-1,-2,-4の活性化プロテアーゼであるトリプシンやトロンビンと同様の形式で切断した。従って、これらの結果からLepAはPAR-1,-2,-4を介してNF-KBを活性化すると考えられた。近年、細菌由来のプロテアーゼはプロテアーゼ活性化受容体(protease-activated receptors ; PARs)を活性化または不活性化し、細菌感染に伴う炎症や免疫応答調節に関与することが報告されている。我々は前年度の研究において、緑膿菌が産生する新規のプロテアーゼ(LepA)を同定し、LepAがPAR-1,-2,-4を介して炎症応答を誘導することを明らかにした。本年度の研究では、LepAがPARs活性化能の他に何らかの働きを示すかについて検討した。先ず、緑膿菌臨床分離株KU2(wt)のlepA遺伝子を相同組換えによって破壊した株(lepA^-)を作製した。次に、LepAが緑膿菌の増殖に重要なプロテアーゼであるのかを調べるために、それぞれの株をウシ血清アルブミンやウシヘモグロビンのみを炭素及び窒素源とする無機塩培地にて培養し、600nmでの濁度を経時的に測定した。その結果、lepA^-の増殖能はwtよりも低下していることが確認された。また、培養細胞に対するwtとlepA^-の毒力を解析した。wt、lepA^-をヒト単球様細胞株THP-1などにそれぞれ同じ菌数で感染させて死細胞から放出された乳酸脱水素酵素量を測定した。その結果、培養細胞に対するlepA^-の毒力はwtよりも低下していることが確認された。さらに、マウスに対するwtとlepA^-の毒力について検討した。wt、lepA^-をddYマウスの腹腔内にそれぞれ同じ菌数で感染させた場合の生存口数を観察した。その結果、感染30後の生存率はwt感染では0%、lepA^-では70%であった。また、lepA^-のLD_<50>はwtよりも約400倍の量であった。これらの結果から、マウスに対するlepA^-の毒力はwtよりも低下していることが確認された。従って、緑膿菌LepAはPARsを活性化するだけではなく、緑膿菌の増殖能と毒力の発揮にも重要な役割を担うと考えられた。
電子・陽電子リニアコライダーとテラスケールの物理

本研究の目的は、LHCの結果を踏まえ、テラスケールの物理の全容解明のため電子・陽電子リニアコライダー(ILC)が果たすべき役割を明確化しILCが取るべき具体的物理研究戦略を確立、もってILC計画早期実現に供することにある。本研究によって、ILCでは、3つの主要プローブ:ヒッグス、トップ、新粒子直接探索により、LHCから得られる知見を質的に新しい段階へと押し上げる重要な情報を提供する研究が可能となることが明らかになった。本研究で得られた成果は、ILC技術設計書物理の巻の中核をなし、欧州戦略、米国戦略(スノーマス研究)の策定のための入力として重要な役割を果たし、ILC計画実現に向け大きく貢献した。素粒子物理学における最も緊急の課題は、「ゲージ原理」と並び立つ標準模型の2本柱のうち未検証の片方、「電弱対称性の破れと質量生成機構」を解明し、テラスケールにある新しい物理の扉を開く事にある。「電弱対称性の破れと質量生成機構」、LHCからの「新しい物理のヒント」に即応するための物理検討をA、B、2グループに別れて検討した。「グループA」:ここではヒッグス粒子と様々な粒子との結合定数の測定(分岐比測定、自己結合、トップ湯川結合の測定)が鍵となる。そこで、まず、e+e-→ZH(分岐比);ZHH(自己結合);ttH(トップ湯川);γγ→HH(自己結合)の4つの過程についてイベントジェネレータを独自開発した。また、ジェット・クラスタリングにバーテックス情報を用いる新しい解析法開発に着手し、b-クォーク同定性能を大幅に改善した。これらを用いて、分岐比、自己結合、トップ湯川結合の測定シミュレーションを行い、中間結果を国際会議で発表した。また、ヒッグス自己結合への標準理論を超える物理の影響を理論的に検討し結果を学術雑誌に投稿、掲載された。これは、今後の自己結合測定のシミュレーション研究の基礎となる。「グループB」:LHCでの早期発見が期待できる準安定な超対称荷電粒子スタウの解析、暗黒物質候補がみつかった場合に可能な模型をどう見分けるかを当面の主要課題とし、超対称性、余剰次元模型、リトル・ヒッグス模型、ダーク・ヒッグス模型、ヒッグス・ポータル模型など様々な可能性を考慮しつつ、簡易シミュレータによるシミュレーション研究を中心に検討した。国際会議で発表した中間結果は、模型に依存しない暗黒物質の仕分け可能性を始めて示したものである。また、LHCでは研究が難しいと考えられるTeVスケール・シーソー模型における重い右巻きニュートリノの探索/研究についてシミュレーション研究を行い結果を学術雑誌に投稿、掲載された。昨年度に引き続き、「電弱対称性の破れと質量生成機構」、LHCからの「新しい物理のヒント」に即応するための物理検討をA、B、2グループに別れて検討した。「グループA」:e+e-→ZHによるヒッグス崩壊分岐比測定について主要モードに関する検討を終えた。また、簡易シミュレータによるttHシミュレーション研究を完成し、初めてILC第一期計画(500GeV)でのトップ湯川結合測定可能性を示すことができた(論文雑誌に掲載済み)。一方、ZHH検討では、その測定可能性を始めて示した(博士論文/口頭発表)。さらなる精度向上を目指し新しいジェット・クラスタリングを開発中である。γγ→HHについては、簡易シミュレータに夜解析をほぼ終了し投稿論文準備を進めている。並行してヒッグスの性質に現れると期待されるさまざまな標準模型を超える物理の可能性の理論検討を進め論文誌に投稿、掲載された。「グループB」:準安定な超対称荷電粒子スタウをともなう軽いグラビティーのシナリオの解析の理論的、実験的検討を行った(論文誌に結果掲載、修士論文2編)。また、昨年度から検討してきた暗黒物質候補がみつかった場合に可能な模型をどう見分けるかの検討を完成させた(論文誌に結果掲載)。これは、暗黒物質のシナリオによらない極めて一般的な新しい解析手法の提案である。加えて、超対称とならんで最近注目されているリトル・ヒッグス模型の理論的/実験的検討も同時進行で進め、リトル・ヒッグス機構そのものの実験的検証の手法を提案した。また、暗黒物質がヒッグスを通じてしか測定にかからないヒッグス・ポータルのシナリオもLHCで検出困難なシナリオとして重点的に検討した。素粒子物理学における喫緊の課題は、「ゲージ原理」と並び立つ標準模型の2本柱のうち未検証の「電弱対称性の破れと質量生成機構」を解明し、テラスケールの物理の扉を開く事にある。

前年度に引き続き「電弱対称性の破れと質量生成機構」、「新しい物理」のA、B、2グループ体制で研究を進めた。H25年度で特筆されるのは米国スノーマス夏期研究への貢献である。その成果はスノーマス研究ILC関連白書(ヒッグスの物理、標準理論を超える物理、トップの物理の3編)として公表されている。グループA:ヒッグス質量125GeVへの更新作業を(1)断面積x分岐比、(2)トップ湯川結合、(3)ヒッグス自己結合の測定について進めた。更新作業は進行中であるが、終了した解析についての120GeVからの外挿結果との一致は良好である。また、ヒッグス粒子の各種結合定数決定に関する解析を行い精度を評価した。解析方法の改善に関しては、遷移行列要素法の導入や、レプトンID性能の向上のためのツールの開発が進んでいる。H→WW*を使ったヒッグスの異常結合解析については論文誌に結果を公表した。また、トップ対生成のしきい値領域に関する解析も進め、トップ質量、トップ湯川結合の精度を評価した。グループB:準安定スタウ、暗黒物質のヒッグス・ポータル模型、最も軽い超対称粒子がヒッグシーノの場合等、LHCでは研究困難なシナリオの検討を続けた。一方、LHCによるヒッグス質量の決定、新粒子探索からの質量下限値の結果による新物理パラメータへの制限を踏まえ、可能な新物理の可能性についての様々な理論的検討を進めた。特に、標準理論を超える拡張ヒッグス構造が、125GeVヒッグス粒子の性質にもたらす標準理論予言からのずれのパターンを使い理論模型を指紋照合する可能性の検討を進めた。以上の結果は、スノーマス研究のILC関連白書の中核をなしている。素粒子物理学における喫緊の課題は、「ゲージ原理」と並び立つ標準模型の2本柱のうち未検証の「電弱対称性の破れと質量生成機構」を解明し、テラスケールの物理の扉を開く事にある。大きな違いは、LHCによる質量125GeVのヒッグス粒子候補の発見でありILC技術計書(TDR)完成である。グループA:e+e-→ZHによるヒッグス崩壊分岐比測定について主要モードの解析結果を論文誌に公表した。H→tau+tau-崩壊の解析を進めるとともにこれまでの質量120GeVの結果を125GeVに外挿した。また、1TeVでのvvH反応を使った分岐比測定、崩壊全巾測定の検討を行った。500GeV ttHシミュレーション研究を完成し前年度の簡易シミュレーション結果を再現した。一方、ZHH検討では、事象荷重法の開発、フレーバー同定法の改善により精度向上をはかった。γγ→HHについては、論文誌に結果を公表した。並行してヒッグスの性質に現れると期待されるさまざまな標準模型を超える物理の可能性の理論検討を進め論文誌に公表した。グループB:LHCでの超対称性粒子探索結果を踏まえ、準安定スタウについてのシミュレーションによる検討を進めた(論文準備中)。また、超対称とならんで最近注目されているリトル・ヒッグス模型の理論的/実験的検討も同時進行で進め、リトル・ヒッグス機構そのものの実験的検証の手法についての論文を準備中である。