hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
WDM全光通信網の基本ルーティング問題に関する研究

本研究の目的はwavelength division multiplexed (WDM)全光通信網(all-optical network)の基本ルーティング問題に対する効率的なアルゴリズムの開発である。与えられた通信要求(ルーティング要求)にWDM全光通信網で答えるにはその要求の送り手と受け手の対に対してその対を連結するルーティング経路を選択し、その経路にチャンネル(波長)を割り当てなければならない。一方、異なる波長の信号は一つの光ファイバーを同時に通ることができるが同一の波長の異なる信号は一つの光ファイバーを同時に通ることができない。従って、同時に通信を行う全ての送り手と受け手の対に対してその対を連結するルーティング経路を選択し、同じ波長のルーティング経路の集まりが辺素(edge-disjoint)になるように経路に波長を割り当てる必要である。WDM全光通信網の波長の数は有限であるのでルーティング経路に割り当てる波長の数を最小化することは通信効率を高めるに重要な問題である。同じ波長のルーティング経路の集まりが辺素でなければならないという制約から、その最小化は解くのが難しい問題である。本研究はmulticastとall-to-allと言う基本ルーティング問題に対する効率的なアルゴリズムを開発した。開発したアルゴリズムを次の文献で公表された。
酵素ー脂質複合体の形成による酵素機能の改変

本研究の目的は、酵素の表面を脂質膜で被覆することにより酵素機能を改変し、有機溶媒中で加水分解の逆反応を利用した油溶性基質の不斉エステル合成を行なうことにある。今年度の研究により以下のような成果が得られた。1)Rizopus delemar由来のリパ-ゼ水溶液とカチオン性あるいは糖親水基をもつ合成ジアルキル脂質の水分散液を混合し、析出した酵素ー脂質複合体の沈澱を集めて凍結乾燥して白色粉末を得た。2)得られたリパ-ゼー脂質複合体を乾燥ベンゼンに溶かし、これにカルボン酸とセラミ体アルコ-ルである2ーノナノ-ルあるいは1ーフェニルエタノ-ルを加えて室温で2時間反応を行なった。リパ-ゼの立体選択性によりRー体のアルコ-ルだけがエステル化されたので、未反応のSー体不斉アルコ-ルを蒸留により分離することができた。3)基質として、分子構造の異なる(アルキル鎖長の異なる)カルボン酸成分や不斉アルコ-ル成分としてメント-ル、ステロイド等を用いて、有機溶媒中でリパ-ゼー脂質複合体を用いてエステル化反応を行なったところ、Lーメント-ルやコレステロ-ルのレギオ選択的なエステル化が起こることがわかった。4)これまでの酵素修飾方法に比べて、簡単な方法で有機溶媒可溶化リパ-ゼが得られ、均一系であるので反応速度も速く高収率で立体選択性の高い反応系が構築できることが明らかになった。
ヘテロ高分子の構造転移に伴う疎水性水和水の動的構造の変化

本研究では「生体高分子の構造形成とその記憶・タンパク質の折り畳み」の解明を目標として,「ヘテロ高分子ゲルの水中での構造形成と水和構造のダイナミクス」を解明することにある。生体内で働く分子間(あるいは分子内)相互作用のうち疎水性相互作用は水和構造ならびに水分子のダイナミクスと密接に関係しており,その理解を目的に検討を行い本年度は以下の成果を得た。1.疎水性相互作用により体積相転移を起こす熱感応性のPoly(N-isopropyl-acrylamide)(PNIPAM)ゲルに対する塩依存性(NaCl, KCl and CsCl)の検討を行った。ゲル膨潤度実験から相転移挙動は塩濃度に強く依存し,高分子の疎水性水和に関連していることが示唆された。水および塩水溶液の低波数ラマン散乱から得られる水もしくは塩水溶液の特性値(i.e.緩和時間τ_<MRT>,変調速度α_0)の変化から,PNIPAM周囲の水和構造は塩の存在によって破壊され,その結果PNIPAMゲルが収縮することが明らかになった。さらにPNIPAMゲルの相挙動は,水の化学ポテンシャルを秩序パラメータとして記述できることを明らかにし,解析的な理論を構築した。化学ポテンシャルは転移点ではほぼ一定であるのに対して,水もしくは塩水溶液の特性パラメータ(i.e.緩和時間τ_<MRT>,変調速度α_0)は塩濃度の増加,もしくは温度の上昇により変化し,PNIPAMゲルのの相挙動は水和の程度で記述され,化学ポテンシャルにより制御されていることが明らかとなった。2.疎水性相互作用によりcoil-globule転移を起こす熱感応性のPoly(N-isopropyl-acrylamide)(PNIPAM)およびPoly(ethyleneglycol)(PEG)から構成される分子量分布の比較的狭い(M_w/M_n=1/3)水溶性ジブロック共重合体(PNIPA-block-PEG)を調製し,その構造形成を主に中性子小角散乱法,動的光散乱,蛍光分光法による幅広い空間スタールでの微視的構造の解明および,その水分子の役割について検討を行った。その結果,通常疎水性相互作用によるPNIPA鎖のcoil-globule転移は32°C付近に臨界点を持つが,PNIPA-block-PEGでは約17°C付近で,水がneutralsolventからselective solventに性質を変化させ,PNIPAブロックが収縮を始め,PEGブロックが膨潤した状態を保つ,非対称的な膨潤状態になることが明らかとなった。この時PNIPA-block-PEGは短距離的かつ液体的秩序を持ったミセル様構造をとり,更に疎水性相互作用による構造化が進行するとPNIPAブロックの脱水和によるマクロ相分離の結果,ネットワーク状構造を形成することが明らかとなった。このPNIPA-block-PEGの特異な挙動は,ブロック的な分子構造により,より親水的なPEGブロックによりバルクの水のエネルギーが上昇し,そのためPNIPAブロック周囲の水性疎水和構造が破壊され,coil-globule転移温度よりも低い温度で水がselectivesolventに変化したものと考えられる。平成16年度は「低振動数ラマン散乱による水分子のダイナミックス」について検討を行った。「疎水性相互作用」を有するモデル高分子としてN-isopropylacrylamide gel(or polymer)を用いて,高分子の相転移に伴う水の動的構造について検討を行った。具体的には疎水性水和,すなわち(1)疎水基周囲の水の構造(2)疎水性水和水の寿命について検討を行い,以下の結果を得た。1.高分子存在下での検討に先立ち,塩水溶液(NaCl,KCl,CsCl)中での水の動的構造を低振動数ラマン散乱により検討を行い,その解析方法を確立した.ラマンスペクトルは1つの緩和モードと,2つの減衰振動により解析を行い,我々は緩和モードとして,Shibataらにより導出されたランダム周波数変調モデルに基づく緩和関数を用いた。ランダム周波数変調モデルは回転ブラウン運動の角速度が2状態遷移模型の重ね合わせ(Multiple Random Telegraph, MRT)で表される確率過程によって変調を受けるというものである。その結果,MRTモデルではイオンの水の構造形成,構造破壊効果が定性的に変調の相関を表すパラメータにあらわれることが明らかとなった。2.N-isopropylacrylamide gel(polymer)の体積相転移(coil-globule転移)は添加塩種,および濃度に強く影響を受け,高分子中の疎水基周囲の水の脱水和によるものであることが,熱分析および塩水溶液の活動度の測定から推定することができた。

水および塩水溶液の低波数ラマン散乱から得られる水もしくは塩水溶液の特性値(i.e.緩和時間τ_<MRT>,変調速度α_0)の変化から,PNIPAM周囲の水和構造は塩の存在によって破壊され,その結果PNIPAMゲルが収縮することが明らかになった。さらにPNIPAMゲルの相挙動は,水の化学ポテンシャルを秩序パラメータとして記述できることを明らかにし,解析的な理論を構築した。化学ポテンシャルは転移点ではほぼ一定であるのに対して,水もしくは塩水溶液の特性パラメータ(i.e.緩和時間τ_<MRT>,変調速度α_0)は塩濃度の増加,もしくは温度の上昇により変化し,PNIPAMゲルのの相挙動は水和の程度で記述され,化学ポテンシャルにより制御されていることが明らかとなった。2.疎水性相互作用によりcoil-globule転移を起こす熱感応性のPoly(N-isopropyl-acrylamide)(PNIPAM)およびPoly(ethyleneglycol)(PEG)から構成される分子量分布の比較的狭い(M_w/M_n=1/3)水溶性ジブロック共重合体(PNIPA-block-PEG)を調製し,その構造形成を主に中性子小角散乱法,動的光散乱,蛍光分光法による幅広い空間スタールでの微視的構造の解明および,その水分子の役割について検討を行った。その結果,通常疎水性相互作用によるPNIPA鎖のcoil-globule転移は32°C付近に臨界点を持つが,PNIPA-block-PEGでは約17°C付近で,水がneutralsolventからselective solventに性質を変化させ,PNIPAブロックが収縮を始め,PEGブロックが膨潤した状態を保つ,非対称的な膨潤状態になることが明らかとなった。この時PNIPA-block-PEGは短距離的かつ液体的秩序を持ったミセル様構造をとり,更に疎水性相互作用による構造化が進行するとPNIPAブロックの脱水和によるマクロ相分離の結果,ネットワーク状構造を形成することが明らかとなった。このPNIPA-block-PEGの特異な挙動は,ブロック的な分子構造により,より親水的なPEGブロックによりバルクの水のエネルギーが上昇し,そのためPNIPAブロック周囲の水性疎水和構造が破壊され,coil-globule転移温度よりも低い温度で水がselectivesolventに変化したものと考えられる。
細胞の老化と不死化の分子機構

1.テロメア結合因子TRF1を基盤とした哺乳類テロメア構造の維持機構の解明TRF1をコンディショナルに欠損させることが出来るマウスES細胞の解析から、TRF1はテロメア配列の長さの調節だけでなく、細胞の増殖や機能的テロメア構造維持に重要な役割を持つことを示してきた。次に、TRF1欠損によりテロメア局在が低下あるいは消失するTRF2,TIN2,PTOP, POT1などのテロメア結合分子が、TRF1欠損により観察される細胞増殖阻害や染色体の不安定性と如何に関わっているかを明らかにすべく、解析を進めた。その結果、TRF1欠損によって誘導されるTRF2のテロメア局在低下はTRF1の消失によるTIN2のテロメア局在消失によって引き起こされていること(つまり、TRF2のテロメア局在の一部はTIN2によって調節されていること)を明らかにした。さらに、TRF1欠損によるテロメア領域でのH2AXのリン酸化(γH2AX)の誘導は、PTOP-POT1のテロメア領域への局在不全によって引き起こされていることが示唆された。一方、TRF2やTIN2- PTOP-POT1のテロメア局在回復では、TRF1欠損の誘導で観察されるようになる異常なテロメアシグナルの出現は抑制されなかった。以上より、TRF1による機能的テロメア構造維持機構には、TRF2、TIN2- PTOP-POT1をテロメアに安定に集積させることによる経路とTRF1が独自で制御している経路の2つが存在することが示唆された。2.ALT機構におけるRad54の役割これまでの解析から、哺乳類のテロメラーゼ非依存的なテロメア維持機構(ALT機構)には、相同組換え機構が重要な役割を持っていることが示唆されてきた。今回、相同組み換えに機能する分子Rad54を欠損させたALT細胞におけるテロメア維持を解析した。その結果、Rad54が欠損したALT細胞では、一般的なDNA相同組換え修復能が低下していたにもかかわらず、ALT機構の阻害は観察されず、ALT細胞特異的に観察されるテロメア部分での姉妹染色分体間での交差反応も存在していた。以上の結果より、テロメア部分でのテロメラーゼ非依存的テロメア維持には、Rad54とは非依存的なDNA組換え修復機構が中心的役割を持つことが示唆された。細胞の老化と不死化の分子機構については、すでにテロメアの維持が重要であることが明らかとなっている。テロメア長がある閾値以下になると、染色体の不安定化とp53/ATMを介したチェックポイント機構の活性化による細胞分裂の停止あるいは細胞死が誘導される。しかし、テロメア維持にテロメアーゼが重要であることは明らかにしているものの、この染色体の安定化に寄与したりp53/ATM等の監視機構を制御しているテロメア構造の本質は、分子レベルではまだ不明な部分が多い。また、テロメラーゼ以外の機構によってもテロメア長・構造の維持がなされることが明らかになってきたが、その分子機構も哺乳類ではほとんど明らかにされていない。そこで、これらテロメアの機能・維持機構の未解決の問題を明らかにする目的で、以下の様な研究を行った。1.テロメア結合因子の一つTRF1の機能を明らかにするために、TRF1欠損ES細胞の樹立を試み、これまでにヘテロ欠損ES細胞を樹立した。

現在はホモ欠損細胞の樹立を行っており、細胞の樹立後TRF1機能の解析を行う。2.テロメラーゼ非依存的なテロメア維持に組み換え修復が関与することを明らかにするために、テロメラーゼ(mTR)と組み換え修復分子の2つが欠損したES細胞の解析を行っている。これまでに、mTR-/-,ku70-/-及びmTR-/-,Rad54-/-ES細胞を樹立した。現在、この細胞におけるテロメア維持、細胞の増殖能を調べている。細胞の老化と不死化の分子機構については、すでにテロメアの維持が重要であることが明らかとなっている。テロメア長がある閾値以下になると、染色体の不安定化とp53/ATMを介したチェックポイント機構の活性化による細胞分裂の停止あるいは細胞死が誘導される。しかし、テロメア維持にテロメラーゼが重要であることは明らかにされているものの、この染色体の安定化に寄与したりp53/ATM等の監視機構を制御しているテロメア構造の本質は、分子レベルではまだ不明な部分が多い。今年度は、研究計画で上げていた項目のうち、「2本鎖テロメア配列に結合する因子の一つ、TRF1が担うテロメア構造維持における機能の解析」に、特に進展が見られた。従来のシークエンシャルなノックアウト法ではTRF1欠損ES細胞を樹立することが出来なかった。そこで、ヒドロキシタモキシフェンとlox-Creシステムを用いるコンディショナルなTRF1ノックアウトES細胞を樹立した。この細胞を用いて、コンディショナルにTRF1を欠損させると、増殖阻害とテロメア構造の変化が観察された。また、コンディショナルにTRF1を欠損させた系から樹立したTRF1ノックアウトES細胞では、同様の増殖低下が観察されるだけでなく、テロメア末端間で融合した染色体が高頻度に観察されることが明らかとなった(テロメア配列は染色体末端に十分に観察されるにもかかわらず)。以上のことより、これまで示唆されていた「テロメア長の負の調節因子」としての機能だけでなく、TRF1は「細胞増殖や染色体の安定性を保証する機能的テロメア構造の維持」にも重要な役割を持つことが示された。2本鎖テロメア配列結合因子TRF1の欠損ES細胞の解析テロメア結合因子の一つであるTRF1は、過剰に発現させるとテロメア長の短小化・ドミナントネガティブ分子を発現させるとテロメア長の伸長が観察されることから、テロメア長を負に調節している分子であると推察されてきた。しかし最近では、TRF1はテロメア以外にも有糸分裂紡錘体や微小管に局在・結合することや、ある種の細胞に過剰発現させると細胞死を誘導することから、テロメア長の調節以外の機能が存在することが示唆されている。そこで、TRF1の機能をより正確に明らかにするために、TRF1欠損ES細胞の樹立を試み、その解析を行った。その結果、TRF1はいくつかのテロメア結合因子のプラットフォームとしての役割を持つことが示唆されていたが、TRF1がない細胞ではそれらの分子がテロメアに局在できなくなることが証明された。また、TRF1とは非依存的にテロメア配列に結合すると言われていたもうひとつの2本鎖テロメア配列結合因子、TRF2のテロメア局在がTRF1欠損細胞では低下することも明らかとなった。
SPECTによる脳受容体機能の定量的解析法の研究

本研究では、SPECTによるヒトの脳内神経受容体機能の定量的測定法を確立することをめざして、それぞれの標識リガンドの特性を考慮した数学モデルの設定と、これらのモデルに基づく解析法の開発、さらに臨床的に利用できる簡便な解析法を考案し、その妥当性について検討することを目的とした。具体的なターゲットとして、ドーパミン受容体と中枢性ベンゾジアゼピン受容体を選択し、SPECTによる測定データをもとにその定量的解析法について検討した。ドーパミンD2受容体結合リガンドとして、プチロフェノン系薬剤であるスピペロンの誘導体をI-123で標識した2'-iodospiperone(2'-ISP)の血液および脳内動態から、本薬剤が線条体のD2受容体に選択的にしかも可逆的に集積することが確認された。本薬剤は血液中で不安定であり、しかも代謝物に脂溶性化合物が存在することが明らかになり、動脈血の入力関数を正確に測定することが困難と考えられた。そこで、簡易的定量法として算出した線条体/大脳皮質の比は、投与後2-4時間後でほぼ一定の値を示し、受容体への結合を評価する簡易指標として利用できることが示された。一方中枢性ベンゾジアゼピン受容体結合リガンドとして選択したI-123標識iomazenilI(MZ)は、動脈血中の入力関数の正確な測定が可能であり、コンパートメント解析により受容体結合能の機能画像を作成した。その結果、得られた値は投与3時間後のIMZの分布と近似しており、相対的な受容体結合の指標としては3時間後のSPECT画像が利用できることが示された。また、1点採血により入力関数を推定することによって、受容体結合の定量的指標が得られることも明らかになった。以上の結果は、識リガンドのそれぞれの特性に対応した数学モデルを設定することによって、受容体機能を測定できることが示された。
華南の諸言語の系統関係を中心とする通時的研究

昨年度、粤語の系統上の起源を探るうえで重要な言語種と考えられる「官話」について、その単系統性(集合の成員が系統上、排他的に単一の起源に遡ること)が予断をもって認定せられないことが判明した。本年度はこれを研究の出発点として、1粤語が他の漢語系諸語から分岐した蓋然性が高い宋代前後の、非漢字資料が示す言語音の再検討を行った。これと並行して、2「瑤(ヤオ)族(ベトナム名「ザオ族」)」の持つ儀礼文献のうち、その漢字に音註を施したものについて、中国音韻学の観点から分析を行った。官話の古い形態を示すと考えられている資料のうち、パスパ文字で漢字音を記した韻書(一種の発音辞典)『蒙古字韻』が反映する漢語について、昨年度にその音韻体系を推定し、今年度はパスパ文字で漢字音を表記する方法そのものについての考察を行った。パスパ文字による漢字音の綴字は、現代の言語学が行うような、音韻体系の記述や音素の精密な同定を意図して制定されたものでないと見做した方が、漢語史的観点からも、音韻体系の整合性という観点からも、より妥当と考えられることが明らかとなった。パスパ文字資料などを漢語系諸語の系統論的研究に活用するには、既存の研究成果を様々な角度から再検証する必要性が、本年度の研究を通じて確認することができた。昨年度に、クォック・グー(ベトナム語のローマ字表記体系)で「勉(ミエン)語」(瑤族の言語の一種。以下、ミエン語)の漢字の読音が肉筆で註せられた『神歌書』という儀礼文献が発見された。本年度は同文献について、主に中国音韻学の観点から分析した。本年度の研究成果からは、ベトナムのミエン語の漢字音が他所に見られない独自の特徴を持つ可能性が示唆される。本研究は同時に、「日常的な口語ではなく儀礼文献の読誦音の文字表記を、本来無文字であるミエン語の話者自身が行う」という、言語社会学的にも興味深い現象を報告するに至った。翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。本年度は、華南を代表する漢語系諸語(中国語諸方言の総体)である「粤(えつ)語」の成立過程・分岐過程を復元するために、1中国大陸にルーツを持つ、ベトナム国内の少数民族「瑤(ヤオ)族(ベトナム名「ザオ族」)」が持つ漢字音研究のための基礎調査と、2『蒙古字韻』と呼ばれる書物に反映された過去の方言種の音韻体系に対する言語学的・中国語学的分析を行った。ベトナムのラオカイ省サパ県に於いて、瑤族(ベトナム名ザオ族)の言語の一種である「勉(ミエン)語」の基礎語彙の聞き取りを行い、同時にサパ県の言語状況や言語文化(漢字文化)継承状況について調査を行った。サパ方言が中国南方の国境地域から東南アジアにかけて分布する、最も分布面積の広い言語種の一つであることが判明している。サパ及びその周辺の方言に見られる漢字音は、ある時期に中国大陸の南方で体系的に獲得された蓋然性が高く、華南の漢語系諸語の言語史や系統関係の解明に直接的に寄与する可能性がある。また、漢語系諸語の系統樹を分岐学的に推定するために必要な「外群(outgroup)」の候補の一つに、北方系の「官話」と呼ばれる大集団が挙げられる。しかし「官話」の内部は多様であり、系統的単一性を予断し難いことが明らかになった。そこで、系統推定の際に官話を外群として活用できるようにするために、元代の韻書『蒙古字韻』の音韻体系を推定しなおす作業を行った。先行研究で指摘されていない、隋唐代の体系(中古音)から近代への過渡的性質がいくつか確認され、北方系の漢語系諸語の言語史推定の精度を上げる足掛かりを得ることができた。本年度は、粤語を含めた漢語系諸語の系統推定を行う前段階として、系統推定の信頼性を向上せしめるための準備に注力した。粤語の姉妹群の候補の一つである官話は、その多様性、ひいては多源性が以前より指摘されてきた。官話の系統を分岐学的に論じたBaxter(2006)も、官話に属する全変種の共通祖語が非官話の変種にとっても遡り得る体系であること、そして、「官話」と分類される変種の集合が系統的に単一でないことを主張している。「官話」とされる各地の方言を精査すると、Baxter(2006)が想定する共通祖語がもたない保守的特徴が痕跡的に残存する例が見られた。官話の系統論は、分岐学的分析を実践する以前に、まず共通祖語の再建の問題から見直す必要がある。現代の官話の比較言語学的研究を実践する前に、中国大陸北方の変種を表音文字で記した音韻資料『蒙古字韻』の分析に取り組んだ。『蒙古字韻』は膨大な研究蓄積を誇る対象ではあるものの、今日なおその音韻体系に対して見解が一致しているとは到底言い難い。従って、官話の現代の変種を比較言語学的に分析するのに先んじて、『蒙古字韻』に着手する必要が生じた。

また、ミエン語について今後の本格的な漢字音調査を行うためには、基礎語彙の記録・記述と、得られたデータから音韻体系を構築する作業とが不可欠である。これは、ミエン語話者の漢字音は複数回、しかも異なる変種から受容されている可能性があるためである。おおむね当初の計画通りに、記述言語学的研究が進展している。昨年度、粤語の系統上の起源を探るうえで重要な言語種と考えられる「官話」について、その単系統性(集合の成員が系統上、排他的に単一の起源に遡ること)が予断をもって認定せられないことが判明した。本年度はこれを研究の出発点として、1粤語が他の漢語系諸語から分岐した蓋然性が高い宋代前後の、非漢字資料が示す言語音の再検討を行った。これと並行して、2「瑤(ヤオ)族(ベトナム名「ザオ族」)」の持つ儀礼文献のうち、その漢字に音註を施したものについて、中国音韻学の観点から分析を行った。官話の古い形態を示すと考えられている資料のうち、パスパ文字で漢字音を記した韻書(一種の発音辞典)『蒙古字韻』が反映する漢語について、昨年度にその音韻体系を推定し、今年度はパスパ文字で漢字音を表記する方法そのものについての考察を行った。パスパ文字による漢字音の綴字は、現代の言語学が行うような、音韻体系の記述や音素の精密な同定を意図して制定されたものでないと見做した方が、漢語史的観点からも、音韻体系の整合性という観点からも、より妥当と考えられることが明らかとなった。パスパ文字資料などを漢語系諸語の系統論的研究に活用するには、既存の研究成果を様々な角度から再検証する必要性が、本年度の研究を通じて確認することができた。昨年度に、クォック・グー(ベトナム語のローマ字表記体系)で「勉(ミエン)語」(瑤族の言語の一種。以下、ミエン語)の漢字の読音が肉筆で註せられた『神歌書』という儀礼文献が発見された。本年度は同文献について、主に中国音韻学の観点から分析した。本年度の研究成果からは、ベトナムのミエン語の漢字音が他所に見られない独自の特徴を持つ可能性が示唆される。本研究は同時に、「日常的な口語ではなく儀礼文献の読誦音の文字表記を、本来無文字であるミエン語の話者自身が行う」という、言語社会学的にも興味深い現象を報告するに至った。第二年度以降は、まず官話の祖語を再建し、その成果に基づいて官話の系統樹を推定する。粤語での実践例と同様に、官話でも祖語再建と系統仮説とを互いに参照しあいながら、仮説の信頼性を高める作業が必要になると考えられる。このとき、『蒙古字韻』の体系は官話の外群として機能することが期待されると同時に、得られた系統樹が示す言語史の妥当性を言語学的・中国語学的に検証するための根拠としても活用される。そして客家語の系統樹もまた、同様の方法で推定する。Baxter(2006)では江西省の漢語の一変種が官話と近縁である可能性が指摘されているが、しかしこの変種が属する「カン(gan4)語」は客家語との密接な関係が指摘され続けている。また、広東省中央部から東部にかけて、客家語の特徴と粤語の特徴を兼ね備えた変種が存在することも既に知られている。従って客家語の系統樹は、官話や粤語とも併せた大域的な系統推定を行うまで、厳密な推定を完遂することが難しいと予想される。ミエン語については、特に語彙の記録と記述に重点を置いて、言語調査を継続する必要がある。調査地サパの変種を含む集団は、比較的遅い年代に各地に拡散したと考えられており、音韻体系のみからその起源を考察するには限界がある。また、吉野(2016; 2017)などでも指摘されているように、ミエン語には日常語とも漢字文書の読経音とも形式を異にする、歌謡語と呼ばれる語彙ー漢語系諸語からの借用語を多く含むーが存在することが知られている。歌謡語の正確な分析を期するためにも、語彙の調査が不可欠である。翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。
AlおよびMg系の新アモルファス軽合金のガラス遷移と粘弾性挙動

2)Mg_<65>Cu_<25>Tb_<10>合金を銅鋳型に鋳造する方法により非晶質バルク材にすることに成功した。これの粘性はガラス遷移温度以上で急激に減少し、結晶化開始温度までの過冷却液体域で10^7Pa・s程度の値を示した後、結晶化によって10^<13>Pa・sまで急激に増大することが分かった。3)さらに高い過冷却液体領域を持つ非晶質合金の開発を行い、ZrーAlーTM(TM=Fe,Co,Ni,Cu)3元系合金においても、広い過冷却液体を持つ非晶質合金を見い出した。しかも、これらの3元合金を多元化するZr_<65>Al_<7.5>Cu_<2.5>(Co_<1-X-Y>Ni_XCu_U)_<25>系において03%Co、015%Ni,1023%Cuの組成域で過冷却液体領域(△Tx)が100K以上と高い値を示すことを見い出した。△Txの最大値はZr_<65>Al_<7.5>Ni_<10>Cu_<17.5>で127Kであった。4)希土類金属の中で強磁性を示すGdを主成分とするGdーAlーNi系三元合金の開発に成功した。ガラス遷移は1035Ni、1035Alの組成域で観察され、Gd_<55>Al_<25>Ni_<20>で65Kと高い過冷却液体領域を示すことを見い出した。5)前年度でLa_<55>Al_<25>Ni_<20>非晶質合金の動的機械性質を調べ、損失弾性率(E')はガラス遷移域の509Kにピ-クを、491Kにサブピ-クを示すことを明らかにした。本年度は、これらの損失ピ-クのより詳細な現象とその機構を明らかにした。そのひとつとして、異なった周波数で測定した貯蔵弾性率(E")およびE"の温度依存性は、周波数が減少するに従い、E"のピ-クは低温側に移動し、明瞭に二つのピ-クが現れることから、ガラス遷移時には二つの緩和過程があることを明らかにした。本年度は、(AlおよびMg)ー希土類金属ー遷移金属3元系において、液体急冷法によるアモルファス相の形成範囲および明瞭なガラス遷移を示す合金組成の探索を中心に研究を行った。研究成果は下記の通りである。1)ガラス遷移を示すAl基アモルファス合金の開発;今回、AlーLnーTM(Ln=Y、La、Ce、TM=V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Nb)3元系アモルファス合金の生成を行い、示差走査熱量計によりガラス遷移Tgを調べた。Tgは、AlーLnーNiとAlーLnーCo系のみで観察され、その大きさ(吸熱反応量)は、前者に比べ後者の方が小さいことが判った。2)Al基アモルファス合金のTgに伴う基礎物性値の変化;

Tgに伴う比熱の変化量はPdやPt基の値に匹敵する大きさを示すことから、この合金は大きなアモルファス形成能を持っていること、Tgに伴う配置のエントロピ-の大きさから、Tgの諸特性はPd基アモルファス合金に近い特性を持っていることが判った。また、この合金の粘性の温度変化は、他のアモルファス合金の過冷却液体と同様に、VogelーFulcherの式で表されることが、ヤング率の温度依存性はアモルファス固体域である室温から520Kまでの温度では約18%に過ぎないが、過冷却液体に遷移する約20Kのわずかな温度域では約58%も減少することが判った。3)AlーNiー(CeおよびY)系アモルファス合金のTgに及ぼす添加元素の影響;AlーNiー(CeおよびY)ーM4元系(M=V、Cr、Mn、Fe、Co)で、ねばさとTgを失うことなくアモルファス単相が得られるのはCoとFeの添加のみであり、特にCo添加の場合においてDELTAT=(結晶化温度ーTg)は大きくなり、かつTgに伴う吸熱量と結晶化に伴う発熱量が著しく増大することから、アモルファス相や過冷却液体が結晶の核発生、成長に対して高い安定性を持つ状態に変化することが判った。他にTgに示すMg基アモルファス合金の開発に成功した。前年度で結晶化温度以下で約5070kもの広い温度域で過冷却液体が出現するアモルファス合金として、LaーAlーNiやLaーAlーCu系合金が存在すること、および最も広い過冷却液体域が現われるLa_<55>Al_<25>Ni_<20>およびLa_<55>Al_<25>Cu_<20>アモルファス合金における加熱に伴う構造緩和およびガラス遷移挙動を精密な示差走査熱量測定により明らかにするとともに、強制振動型の粘弾性測定装置を用いてヤング率のアモルファス固体内での温度依存性およびガラス遷移に伴う変化等を明らかにした。前年度これらの知見に基づいて、La_<55>Al_<25>Ni_<20>とLa_<55>Al_<25>Cu_<20>アモルファス合金のガラス遷移域から過冷却液体域での粘弾性挙動、特に貯蔵弾性率(E′)、損失弾性率(E′′)および損失正接(tanS)の連結加熱および低温時効に伴う変化を詳細に調べることにより、過冷却液体の特徴およびこれらの合金組成で広い過冷却液体域が出現する原因を明らかにすることを試みた。その結果、過冷却液体域でE′′とtanSは2つの分離したピ-クを示し、それらのピ-ク位置でE′は極小値を示す。さらに、これらのピ-クの分離は強制振動の周波数の低下および昇温速度の減少に伴いより明瞭になることを見出した。このピ-クの分離現象は、アモルファス構造中に緩和を引き起こす原子再配列様式が2種類に区別できることを意味しており、LaーAlとLaーNiあるいはLaーCu原子対の緩和の容易さが非常に似ていることに起因すると解釈された。このような構造原子間の緩和時間の拮抗は、これらのアモルファス相中には低温で容易に移動できる原子あるいは原子対は存在していないことを示唆しており、容易に拡散できる過冷却液体域においても結晶化に向けての長範囲な原子再配列が抑制され広い過冷却液体域が出現したと推察された。このように過冷却液体域での精密な粘弾性挙動の解明は材料科学上重要なアモルファス合金の過冷却液体に関する理解を深める上で重要な知見を与える事が明らかになった。最終年度は、前年度の知見に基づいて、さらに広い過冷却液体領域が期待されるA1基、Mg基、La基およびZr基などのアモルファス合金を開発するとともに、これらの粉末を温間押出しによるバルク成型化およびバルク材の2次加工処理を行う上で、きわめて重要な過冷却液体域での粘弾性特性を調べた。その結果の一部を下記に示す。1.Mgー遷移金属ーアルカリ土類金属系のアモルファス化を行い、MgーNiー(Ca、SrおよびBa)3元合金とMgーCuーCa合金で得られた。これらの過冷却液体域(△Tx)の最大値は20Kで、引張り強さの最高値はMgーNiーCa系での700MPaであり、その比強度は3.0x10^5N・m/kgであった。2.前年度で見出したMg_<65>Cu_<25>Y_<10>
Trp合成酵素βサブユニットのX線解析による複合体形成原理の解明

蛋白質の立体構造形成および四次構造形成のメカニズムを解明するために、大腸菌トリプトファン合成酵素αおよびβサブユニットのX線結晶構造解析を行った。αサブユニットの立体構造は、αβ複合体のものとほぼ同じであった。しかし、αサブユニットの表面電荷は、本来のαβ複合体のものとは異なり、また複合体のαサブユニットだけの場合とも一部異なる部分が存在した。これは複合体を形成することにより、分子表面の電荷分布が変化することを示している。立体構造的には主鎖および側鎖に大きな差異は見られなかったが、主鎖の揺らぎを示す温度起因では差が見られた。αサブユニット二重体では全体に温度因子が高いが、その中でも側鎖番号に沿って周期的に温度因子の高い領域が存在する。これらの部位はαサブユニットのTIMバレル構造の周期的に繰り返すα/βターンの部分である。このうち3カ所は、複合体形成時にβサブユニットを包み込むような配置となり、複合体での温度因子は極めて低い。すなわち大きな揺らぎはないと考えられる。一方、αサブユニット二重体ではこの部位を固定する相手を持たないため揺らぎが大きくなり、温度因子が高くなるものと考えられた。これらの潜在的な構造変化が酵素活性に大きく寄与しているものと考えられる。またαサブユニットの複合体形成時の相手方、つまりβサブユニット単独での構造解析を行うため培養・精製・結晶化を行った。野性型βサブユニット発現系をもつ大腸菌を培養し、最終精製にMonoQカラムを行い、蛋白濃度2%にて結晶化を行った。結晶化は0.2MCaCl2,HEPES-buffer pH7.5,5.28%PEG400の条件を中心に行った。その結果、約0.2x0.1x0.002mmの菱形板状結晶を得ることができた。結晶は複数枚張り付いたような結晶集合体であり、これを引き離し回折実験を行ったが、結晶が非常に小さいためか、回折反射は得られなかった。現在さらに良質の結晶が得られるように、大量精度を準備し、各種結晶化条件の検索を行っているところである。
日本列島-琉球列島間における汽水域生物群集の地理的分断と汽水魚の生態的分化の解析

日本列島から琉球列島における汽水性魚類の遺伝的分化と集団構造の解明のために,チチブ属・アベハゼ属・ヨシノボリ属・ゴマハゼ属から選定した12種のmtDNA全塩基配列決定を試みた.mtDNA全体を増幅するロングPCRは全種で成功したものの,ハゼ亜目魚類はmtDNAの塩基配列の分化が著しく,塩基配列全体を決定できたのは1種,残りは部分的に未決定の領域を残したものの,複数の遺伝子領域における遺伝的分化から分岐年代を推定するためのデータを得ることができた.これらの魚種については,日本列島から琉球列島の間で明確に分化していることが知られているが,分岐年代は約400万年まで遡るものと200万年程度のものに分けられた.汽水魚の島嶼間の移住能力に関しては,ナガノゴリ・アベハゼ・トビハゼ・マサゴハゼ・タネハゼの5種について解析した.ナガノゴリとアベハゼは遺伝的に分化した日本列島集団と琉球列島集団が南九州の種子島などで雑種化していることが明らかになり,より詳細な歴史解明と生殖隔離の形成についての解明が今後の課題となった.トビハゼ・マサゴハゼは分布域内での遺伝的分化が小さいものの,島嶼間の移住が制限されていることが明らかになった。タネハゼは沖縄島から本州の間では遺伝的分化が見られないものの,八重山諸島と沖縄諸島の間で遺伝的に分化していることが明らかになり,琉球列島内での地史に対応したさまざまな汽水魚の地理的分化が生じていることが明らかになった.また,地域間での遺伝的分化の大小に関わらず,汽水魚は島嶼間での移住が少ないことが示された.野外調査については,日本列島と琉球列島の間で遺伝的に大きく分化したゴマハゼ類,中程度に分化したアベハゼ,遺伝的分化が少ないマサゴハゼについて,周年採集による生殖周期の調査や,微小生息場所の季節変化を調査し,両地域での生態的分化についての示唆を得た.本研究課題の中心である遺伝的分析に必要な汽水性魚類を採集するため三重県,和歌山県,岡山県,奄美大島,沖縄島で採集を行った.実験設備については8月にほぼ完成させることができたので,本州に分布するコイ科のゼゼラをテストケースとしてミトコンドリアDNA(mtDNA)全塩基配列の決定をおこなった.コイ科のmtDNAの全塩基配列決定は容易におこなえることと,本州の淡水魚の分布変遷の歴史は化石などの証拠によって比較的良く理解されていることから,ゼゼラの二地域の集団のmtDNA全塩基配列の比較によって日本-琉球列島間でのmtDNAの分岐年代の参考数値を得ることが出来た.また,日本-琉球列島の汽水魚のmtDNA全塩基配列比較については,既存の報告と部分塩基配列に基づく遺伝的分析の結果から14種のハゼ亜目魚類を選定しミトコンドリアDNA(mtDNA)全塩基配列の決定作業を開始した.ミトコンドリアDNAの部分塩基配列に基づく日本-琉球列島における島嶼間での汽水性ハゼの分布拡大能力についての解析も同時に進めており,トビハゼについて種子島や沖縄島の集団が本州から九州の集団と分化していることを明らかにした.その成果は第41回魚類自然史研究会において報告した.また,ゴマハゼ類の島嶼間での遺伝的分化の解析をおこなう際に隠蔽種が含まれていることが明らかになったので,日本産ゴマハゼ類の分類学的整理をおこない新和名を提唱した論文の公表をおこなった.この作業によって,今後のゴマハゼ類の生態調査の基礎を固めることができた.各魚種の野外での生態調査については,食性や生殖腺の発達を観察するための標本を採集し,組織切片作成用の標本を確保した.また,琉球列島のナガノゴリについては産卵巣の河川内分布についても観察をおこなった.日本列島から琉球列島における汽水性魚類の遺伝的分化と集団構造の解明のために,チチブ属・アベハゼ属・ヨシノボリ属・ゴマハゼ属から選定した12種のmtDNA全塩基配列決定を試みた.mtDNA全体を増幅するロングPCRは全種で成功したものの,ハゼ亜目魚類はmtDNAの塩基配列の分化が著しく,塩基配列全体を決定できたのは1種,残りは部分的に未決定の領域を残したものの,複数の遺伝子領域における遺伝的分化から分岐年代を推定するためのデータを得ることができた.これらの魚種については,日本列島から琉球列島の間で明確に分化していることが知られているが,分岐年代は約400万年まで遡るものと200万年程度のものに分けられた.汽水魚の島嶼間の移住能力に関しては,ナガノゴリ・アベハゼ・トビハゼ・マサゴハゼ・タネハゼの5種について解析した.ナガノゴリとアベハゼは遺伝的に分化した日本列島集団と琉球列島集団が南九州の種子島などで雑種化していることが明らかになり,より詳細な歴史解明と生殖隔離の形成についての解明が今後の課題となった.トビハゼ・マサゴハゼは分布域内での遺伝的分化が小さいものの,島嶼間の移住が制限されていることが明らかになった。タネハゼは沖縄島から本州の間では遺伝的分化が見られないものの,八重山諸島と沖縄諸島の間で遺伝的に分化していることが明らかになり,琉球列島内での地史に対応したさまざまな汽水魚の地理的分化が生じていることが明らかになった.また,地域間での遺伝的分化の大小に関わらず,汽水魚は島嶼間での移住が少ないことが示された.

野外調査については,日本列島と琉球列島の間で遺伝的に大きく分化したゴマハゼ類,中程度に分化したアベハゼ,遺伝的分化が少ないマサゴハゼについて,周年採集による生殖周期の調査や,微小生息場所の季節変化を調査し,両地域での生態的分化についての示唆を得た.
相空間を通じてのパンルヴェ系およびガル二エ系の研究

この研究課題の目的は、パンルヴェ系やガルニエ系の基本的性質を、それぞれの系に付随する相空間を調べることによって、明らかにすることであった。2変数ガルニエ系は5の分割毎に定まっていて、近接関係にある分割から分割に対応して合流操作がある。我々の研究での大きな成果は、この合流操作が相空間のレヴェルまで持ち上がることを示したことである。さらに、このことを用いて退化ガルニエ系のパンルヴェ性を示すことを試みた。これについては、部分的結果は得たが、まだ完全な証明には成功していない。1. 2変数ガルニエ系の相空間が、退化した場合も込めて、構成、記述されている。相空間は複素多時間空間上のファイバー空間で、各ファイバー(初期値空間)はシンプレクティック多様体である。研究代表者達は、合流ともいわれる退化操作を、初期値空間であるシンプレクティック多様体の変形として記述することを試み、いくつかの場合に成功した。個々の多様体は4次元複素アフィン空間に次元の低いアフイン空間が有限個張り付いているが、その記述を観ると、退化操作においていくつかの次元の低いアフィン空間の衝突が起こっているのだろうと推測される。その推測が正しいことを、いくつかの場合に、退化パラメータを変形パラメータとして、貼り合わせ函数を具体的に構成することによって示した。ここで重要なことは、変形過程において、ハミルトン函数が正準変数の多項式であることである。2.上記1の研究動機の一つに、パンルヴェ性が退化操作に対して保存されることを示すときの助けにしたいということがある。ガルニエ系に対しても通用する証明法を探す目的で、相空間の退化の記述を用いた証明を、パンルヴェ系について、試みた。変形パラメータは一変数であること、曲線にそっての解析接続を考えるという点で、ガルニエ系に対しても通用する方法を試みているが、異なる極曲線が共存し得ないということがまだ証明出来ないでいて、成功していない。これは次年度の最重要課題として残った。3.小規模な研究集会を持つ予定であったが、研究の実質的進展を重視して、若い研究者と計算しながら議論する機会を数回持つことに切り替えた。次年度には研究集会も開催したい。1.2次元Garnier系の相空間の退化操作の記述についての研究が進展した。昨年度までは、Garnier系としての退化操作が簡単なものに対して、目の子で相空間の退化記述を求めていたが、分割2111から分割311への退化は微分方程式の退化自身がやや複雑なため、これについての記述をえることが今年度の重要課題であった。この場合の試行錯誤により、おそらくすべての場合に通用すると期待される計算原理が得られた。それは退化操作において、衝突すると思われる2つの射影直線上のアフィン平面バンドルを同時に見ることの出来るアフィン座標系をどう構成するかという問題であるが、すでに求めてある座標系を、考えている因子を表す座標を用いて書いたときの極部分を正確に求めることによって得られた。こうして得られた座標系が正準座標系であり、Hamiltoniansがこの正準変数の多項式であることも結果として確かめられた。後者はとても手計算で確かめられる代物でなく、計算機の補助を必要とした。2.1に述べたことを前提にして、退化操作が相空間の完備性を保存することの一般的証明を研究した。大分進展したが、最後の詰めにてこずっている。3.q差分非線形系として最も一般的な楕円q差分系の特殊解をq超幾何関数を成分とする行列の行列式を用いて明示的に表す公式を求めた。この公式から、原理的には様々な極限操作で、他の多くの系に対する明示公式が得られると期待される。1.2変数ガルニエ系とは5の分割に対応した7つの2時間変数のハミルトン系のことを指す。各系それぞれに対して相空間(初期値空間を時間について束ねたもの)(と期待される)空間が構成されている。各相空間の初期値空間は複素4次元アフィン空間に複素射影直線上の複素アフィン平面バンドルがいくつか貼りついたものである。また、隣接する2つの分割に対応する系の間には一方から他方への合流操作といわれる退化操作があるが、前者と後者の貼りつくバンドルの個数は後者が前者より一つ少ないことが知られる。したがって、合流操作においては貼りついているバンドルの内の特定の2つが衝突しているのではないかと思われ、このことが明瞭に見られる相空間の合流の記述を得ることが問題となる。隣接する分割の組は9紐あるが、昨年までにその内の3組について良い記述を得ていた。今年はさらに4組についての良い記述を得た。多様体の局所座標による記述は無数にあるが、ここで良い記述というものは、合流操作の全過程でハミルトン函数が正準変数の多項式となるようなものという意味である。このことは次項と関係して重要である。

2.固定特異点以外の点における任意の有理型解芽が固定特異点を通らない任意の曲線に沿って有理型芽としてどこまでも解析接続されるという性質をパンルヴェ性という。非線形微分方程式では、パンルヴェ性が成り立つかどうかが極めて重要である。それに答える道として1項の合流、あるいはパンルヴェ系の合流などにおいてパンルヴェ性が保たれるかという問題がある。これについて集中的に研究した。ある程度のところまで進んだがまだ未完成である。3.小規模の研究集会を予定していたが、集会は開かず、個別の共同研究を数回行った。
Si/アルカリハライド多層膜の電子状態

8年度交付申請書に記載した研究実施計画に基づいて研究を行った。1. Si(111)基板の上にC_aF_2,Siの順にエピタキシャル成長させた2層膜試料、C_aF_2,Si,C_aF_2の順に成長させた3層膜試料を、C_aF_2の膜厚を固定しSiの厚さを変えて作製した。作製した試料のそれぞれについてRHEEDの観測を行ったところ、基板においてはSi7×7構造が、またエピタキシャル成長させたSi,C_aF_2膜においては1×1構造が観測された。2. 1と同時にHe-Neを光源とするin-situエリプソメトリー実験を行った。得られた偏光度を平行平板モデルを用いて解析することによって、膜の厚さが求められた。この偏光解析から得られた膜厚はX線小角散乱法による膜厚の評価とほぼ一致し、膜厚を正確にコントロールした試料を作ることが可能となった。3.作製した多層膜試料のSi-L吸収を測定した。実験は、室温で全光電子収量法を用いて試料の角度依存を測定した。その結果、比較のために測定したSi基板ではSi-L吸収に角度依存性が見られなかったが、多層膜試料には角度依存性があることが観測された。この角度依存性は、光の試料に対する入射角度が斜入射になるに従って、L吸収端で吸収強度が相対的に減少し吸収端より低エネルギー側では吸収強度が増加する、という変化を示した。この変化はSiの膜厚が等しい層数の異なる試料間ではほとんどみられず、同一層数でSi膜の膜厚が厚くなると強い変化を示した。この比較から、スペクトルの角度依存性はSi薄膜の異方性によるものと考えられる。4.膜厚に依存するSi-L吸収の異方性をPepperの表式に基づいて解析を行った。Si薄膜の光学定数を等方的と仮定した場合には測定スペクトルを再現出来ず、異方的とした場合にスペクトルが再現された。また、得られた面垂直方向の光学定数は、バルクSiとは異なり、イオン結晶的な光学定数を示した。得られた異方的な光学定数が量子井戸状態によるものかどうかはさらなる解析が必要である。
外科手術後癒着形成分子機構に基づく新規包括的癒着制御法の開発と探索医療の模索

研究概要は、(1)マウス肝切除術後癒着モデル確立、その分子機構は肝組織断端にNKT細胞が集積、IFN-g, PAI-1の上昇・t-PAの減少が認められた。また、ヒト肝切除でも同様の分子機構が証明された。(2)腹膜を構成する中皮細胞に着目、ヒト培養細胞(Met-5A・MES-F)を用いて遺伝子発現を検索、a-SMA,PDGF-R, TGF-b-Rの強発現を認め、中皮細胞自身がコラーゲン産生細胞に分化誘導された。(3)上記マウスモデル免疫染色結果よりマクロファージ・T細胞・好中球の集積を強く認め、また中皮細胞・繊維芽細胞増殖をみいだした。これらより中皮細胞が癒着線維形成の中心であると考えられた。マウスを用いて部分肝切除術による腹腔内癒着モデルを作成、このモデルを用いて、T細胞を経由する免疫応答の研究および血液凝固系との関連を研究した。CD4(+)T細胞(特にNKT細胞)の産生するIFN-γが重要であり、IFN-γが肝臓において肝細胞(hepatocyte)に作用してSTAT-1のシグナル伝達を介してPAI-1を産生することを見出した。通常、出血にともない血液凝固系が働き、Tissue factor産生がtriggerとなり、凝固カスケードが働き、トロンビンが形成され、フィブリン形成となる。一方で凝固線溶系が働き、t-PAによりplasminogenがplasminに変換され、fibrinが溶解される。PAI-1とtPAはreciprocal balanceを保っているが、PAI-1の過剰状態になりfibrinが蓄積され癒着形成となることが判明した。このメカニズムはIFN-γ-KO, STAT-1-KO, PAI-1-KOマウスでは肝切除後の癒着が制御され、より明確に裏付けされた。またHGFを用いると癒着は制御され、IFN-γの抑制が認められた。ヒト肝切除術において、切除肝臓組織を用いて研究した(兵庫医大倫理委員会承認済み)。ヒト肝組織においても切除後はIFN-γが上昇し、PAI-1の発現が上昇していた。免疫染色にて肝細胞においてPAI-1過剰産生が証明された。また同様に蛍光免疫染色法において、切除肝組織において、NKT細胞が集積されていることも判明した。これらの事実から肝切除後の癒着形成は以下の細胞分子機構により制御されていることが判明した。1切除・侵襲を受けた組織の末梢神経末端よりneuropeptideであるsubstance-Pが分泌される。2この刺激を受けCD4(+)T細胞、特にNKT細胞からIFN-γが産生され、肝細胞に働きPAI-1を過剰産生する。3PAI-1がtPAを阻害し、線溶系を抑制し、fibrin遺残により癒着が形成される。4HGFは癒着を制御する。この結果をもとにPAI-1を制御する可能性のある分子を使用し、ヒト臨床試験を目指して、安全性・有効性を検討中である。(結果):(1)に関してはDexamethasone(DEX)を用い、容量・投与日数・投与時期について検討、DEX投与は2.0mg/kg/day、術直後より7日間連続投与群において有意に抑制効果を認めた。現在、タクロリムスとの併用投与を実施中である。(2)大建中湯(以下TU100をマウスに径胃チューブにて投与、腸管および肝切除癒着モデルにてTU 1,800mg2,700mg/kg7日間連続投与にて検討したが癒着抑制効果は認めず、またkey moleculeであるPAI-1も変動せず、TU100の癒着に対する効果はないものと判断された。(3)癒着局所の免疫染色・蛍光二重染色を実施した。中皮細胞の増殖およびマクロファージ・リンパ球の集積を認め、中皮細胞の重要性が示唆された。培養中皮細胞(MES-F, Met-5A)を用いて遺伝子発現を解析すると、Collagen type I α1, PDGFRα, TGF-βR1, c-MetのRNA発現が刺激により著明に増加しており、中皮細胞自体の線維化が示唆された。中皮細胞を刺激するTGF-β, PDGFなどのリガンドは集積するマクロファージ・Tリンパ球などが産生していると予測され、癒着局所における線維形成のメカニズムの本態と考え、研究を継続中である。マウス肝切除癒着モデルの確立、癒着形成の分子機構が一部解明された点はおおむね順調な研究結果である。

さらにヒトの肝切除でも同様のメカニズムが検証されたことは今後に向けての意義が大きいと考えられる。27年度が最終年度であるため、記入しない。外科学今後の研究は1癒着を実際に担当する細胞は何か、2その細胞を制御している分子は何か、を大きな課題とする予定である。さらに前述のヒト臨床に使用可能な薬剤でPAI-1制御可能な分子を同定し、安全性・有効性を検証する。肝切除術後の癒着についてマウスモデルにおいてsubstanceP-IFNγ-PAI1-tPAという一連の分子機構が確認された。また、重要課題であったヒト肝切除術においても同様の機構が働いていることが明らかになり、今後の臨床における治療の可能性を示唆した。もう一つ踏み込みたい点としては(1)substance-Pが実際にどのようなメカニズムでNKT細胞に作用したのか?これはin vitroの実験系でNKT細胞にSPを作用させ、実際にIFN-γが産生されるか否かを検証する必要がある。(2)IFN-γが実際にいかに肝細胞に働いてPAI-1を産生するか、検証する必要があると考えられる。このことは初代培養肝細胞を用いてIFN-γをin vitroで作用させ、検証することが肝要であると思われる。当初の今年度の目的であった肝切除後の癒着の大筋のメカニズムは細かい点を除けば解明されたと考えられ、またヒト肝切除でも証明されたことは大変大きな意義を有している。癒着形成細胞のパイロット研究として腹膜細胞のアッセイを予定したが、マウス実験・ヒト検体研究を優先し、in vitro実験まで至らなかったため、実験の実施に必要な細胞株などの購入費用が次年度使用額として残った。基礎的なメカニズムは大筋では解明できたので次の2年間は探索医療・臨床研究を目指した基礎研究となる。これまでの研究で(1)CD4(+)T細胞を中心とした免疫応答、(2)PAI-1を中心とした凝固線溶系応答、が重要であるので、免疫応答に関してはFK-506とステロイド、凝固系に関してはトロンボモジュリン(以下TM)、を可能性のある重要な癒着制御分子であると位置づけている。これらはそのメカニズムから考えてもFK-506はT細胞応答制御分子であり、TMは抗トロンビン作用およびPAI-1抑制分子であることが明らかになっている。さらに重要な点は臨床の現場で実際に使用されている薬剤であり、HGFと比較すると臨床研究における可能性は高いと考えている。平成26年度はFK-506・TMを用いてマウス腸管癒着モデル・肝切除モデルにおいてまずはその効果・副作用を検討する。癒着スコアによる肉眼的検討・病理組織学的検討・分子細胞学的検討を実施する。すでにこの実験系は兵庫医大動物実験計画の承認を得て4月より開始しており、検討を継続する。次年度に腹膜細胞を培養し、その線維化につき、in vitro実験を中心に実施する。具体的にはヒト腹膜細胞の細胞株を購入、初代培養形式でTGF-β、PDGF、c-Metなどのリセプターアッセイから開始する。金額が135円と少額であり、使用できず、次年度に繰り越した。次年度の直接経費と合算し、データ整理に必要な文具に使用予定である。