hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
血管新生抑制因子コンドロモジュリンIの遺伝子導入による関節炎制御の試み

肉眼的に膝関節はいずれの群もday1014で腫脹を認め,体重は,同時期をピークに減少傾向にあった。体重の変化は関節炎に伴うものと考えている。HE染色では,AxCAChM-Iを膝関節内に注射した群の方が,AxCALacZの注射群と比べ,滑膜の増殖,骨軟骨の破壊など関節炎の所見が抑制されていた。しかし,AxCALacZを膝関節内に注射した群とくらべ,PBSを膝関節内に注入した群の関節炎が軽度である傾向を認めた。ベクターとして用いるアデノウイルスそのものが引き起こす炎症が問題と考えられた。血管新生抑制についても,AxCAChM-Iを注射した群の方が,AxCALacZの注射群と比べ抑制されていたが,PBSを注入した群の関節炎が軽度である傾向が認められた。アデノウイルスベクターの膝関節内局所投与による多臓器への暴露及び局所関節への影響の確認のため,肝臓や非投与関節における導入遺伝子発現状況を免疫染色で確認したが,明らかな導入遺伝子発現を認めなかった。関節リウマチにおいて,血管新生抑制因子コンドロモジュリンIが増殖性滑膜炎及びこれに伴う骨関節破壊の抑制に働く可能性が示唆されたが,アデノウイルスをベクターとして用いる事の検討が必要と思われた。ラットにおける実験的関節炎モデルとしてLewis系ラットにアジュバント関節炎を作成し検討した。発症は安定し,治療関節としてベクター投与を行う膝関節にも,増殖性滑膜炎,骨破壊を確認した。アジュバント感作後,膝関節内にAxCAChM-I(コントロールとしAxCALacZ)を7日おきに注射した。経時的に関節炎の観察(肉眼的スコアー、足蹠腫脹容積測定)を行い、28日目に屠殺し膝関節周囲の組織標本を作製し滑膜増殖や軟骨・骨破壊をスコアー化し評価した。まず,免疫染色で膝関節の滑膜内に遺伝子が導入されたことを確認した。HE染色では,AxCAChM-Iを膝関節内に注射した群の方が,コントロールと比べ,滑膜の増殖など関節炎の所見が抑制されている傾向が認められた。現在さらにNを増やして検討中である。血管新生抑制についても,AxCAChM-Iを注射した群の方が,コントロールと比べ,血管新生が抑制されている傾向が認められた。現在Nを増やし,さらにVEGFやCD31などの免疫染色等も用いて評価している。アデノウイルスベクターの膝関節内局所投与による多臓器への暴露及び局所関節への影響の確認のため、肝臓や非投与関節における導入遺伝子発現状況を免疫染色で確認したが,明らかな導入遣伝子発現を認めなかった。今後PCR等でも確認する予定である。手術中採取した関節リウマチ例の滑膜細胞を培養し,in vitro遺伝子導入を行い,遺伝子が導入されたことをPCR,免疫染色で導入を確認している。関節リウマチにおいて,血管新生抑制因子コンドロモジュリンIが増殖性滑膜炎及びこれに伴う骨関節破壊の抑制に働く可能性が示唆された。Lewis系ラットにアジュバント(M.Butyricum)を両足底に感作後(day0),右膝関節内にAxCAChM-I,左膝関節にAxCALacZをday0,7,14,21に注射した。同様にPBSを両膝に注射する群も作成した。経時的に関節災(肉眼的スコアー、足蹠腫脹容積測定)と体重の変化を観察し、28日目に屠殺しX線評価のあと,膝関節周囲の組織標本を作製し滑膜増殖や血管新生の程度,軟骨・骨破壊をスコアー化し評価した。HE染色では,AxCAChM-Iを膝関節内に注射した群の方が,AxCALacZ注射群と比べ,滑膜の増殖,骨軟骨の破壊など関節炎の所見が抑制されていた。

ベクターとして用いるアデノウィルスそのものが引き起こす炎症が問題と考えられた。血管新生抑制についても,AxCAChM-Iを注射した群の方が,AxCALacZの注射群と比べ抑制されていたが,PBSを注入した群の関節炎が軽度である傾向が認められた。アデノウイルスベクターの膝関節内局所投与による多臓器への暴露及び局所関節への影響の確認のため、肝臓や非投与関節における導入遺伝子発現状況を免疫染色で確認したが,明らかな導入遺伝子発現を認めなかった。関節リウマチにおいて,血管新生抑制因子コンドロモジュリンIが増殖性滑膜滑膜炎及びこれに伴う骨関節破壊の抑制に働く可能性が示唆されたが,アデノウイルスをベクターとして用いる事の検討が必要と思われた。
差分法に基づくはりのインピーダンス整合制御

差分制御則に基づくはりの境界近傍波動制御法の開発を行った。差分近似運動方程式から波動伝搬解を求め、境界節点方程式を内部節点方程式に一致させる条件より制御則を導出した。制御力を分布力として作用させる場合と近似的に曲げモーメントで作用させる場合について、はりの自由端と単純支持端に適用した。分布力制御については両境界近傍で理論的周波数応答に近い時間軸応答を確認し、曲げモーメント制御では自由端の高次固有振動数域(4次以上)で波動制御性を確認した。はり波動制御の計測応用についても検討した。(1)差分はりの時間領域での波動伝播解の導出:差分はりの運動方程式(差分方程式)の実一般解をラプラス変換とラプラス逆変換によって導出した。差分間隔で隣接する節点間の変位伝播特性を表す解であり,一方向に伝播する解に対して2つの任意実定数を含む。一方の任意定数を含む項は減衰を伴う進行波成分のみ表現し,他方の任意定数を含む項は大きな減衰を伴う後退波に近い定在波成分を表現する。この任意定数の組み合わせによって分布定数はりの進行波解と定在波解の組み合わせに対応する解を表現できる。後退波特性の符号を逆にすることで定常状態では不完全な進行波特性を表現できる。そこで,平成20年度科研費基盤研究(C)「走行ロープシステムの振動抑制」で開発した制御手法を用いて任意定数の制御特性に及ぼす影響を解析した。その結果,境界制御に起因する境界変位の増加を抑制する任意定数の組み合わせが存在することを見出した。内部節点の制御応答周波数特性から定在波成分を発生させて境界変位を抑制していることが確認され,進行波制御と定在波制御のハイブリッド制御が実現している。(2)圧電素子型制御法:はりの曲げモーメントを駆動/検出する圧電素子型制御力発生構造として,モーメントで表現する境界差分制御法を解析した。自由端境界では提案している波動制御が基本的には可能であることを確認した。(3)実験装置製作:片持ちはり自由端波動制御実験装置のアクチュエータの部分製作を行った。(1)圧電素子型制御法:(a)はり自由端境界で曲げモーメントを検出・駆動する圧電素子型波動制御法について,その制御性能を数値解析により検証した。はりの横振動運動方程式は曲げモーメントの梁座標方向2階微分値と分布慣性力との釣り合いであるので,変位と分布慣性力の関係を直接制御するのではなく,曲げモーメントと分布慣性力の関係を制御する考え方に基づいている。圧電素子は曲げモーメントに相当する表面ひずみを検出・発生させるが,素子内では一定モーメントであるため,一差分間隔ずつ梁座標方向にずらした3つの素子を重ねて使うことでモーメントの梁座標方向微分を近似的に実現する。第1素子を検出素子として,その出力と第2及び第3制御素子との伝達関数を求めた。いずれの制御素子についても,無理関数を含む伝達関数のラプラス逆変換により得られる応答関数(ベッセル関数で表現される)と第1素子出力との畳み込み積分で制御信号を生成できることを見出し,これらの応答を数値シミュレーションにより検証した。(b)隣り合う差分節点間で曲げモーメントが独立に制御可能なように曲げ剛性の低い高分子ピエゾフィルムを圧電素子として用いたモーメント制御の基礎実験装置を製作するための基本特性を計測した。(2)せん断力型制御法:片持ちはり自由端波動制御実験装置の設計と部分製作を行った。制御則検証のために発生力に制限の少ないアクチュエータとしてボイスコイル型アクチュータを完成させた。はり自由端境界での曲げモーメント発生圧電素子型波動制御法を検討した。はりの運動方程式は単位長さ当たりの分布力のつりあいである。オイラーベルヌーイはり理論では分布力は曲げモーメントの座標に関する2階微分で表されるので圧電素子による曲げモーメントを空間的に変化させることで分布力を表現できる。昨年度までに開発した手法を援用して差分近似はりの波動伝搬解を用いて自由境界近傍での曲げモーメントに波動伝搬特性を付与することで自由端境界を近似的に消滅させることを試みた。数値シミュレーションによって制御効果を検証した結果,比較的高次固有モード(3次固有モード近傍)以上の固有振動数域でははりスパン全体で波動伝搬特性が確認されたが,1次と2次の低次固有モード近傍では制振効果はあるものの振動モードが残留したままであった。本提案の曲げモーメント型波動制御では制御素子の反自由端側ではモーメント変化によるせん断力を発生できるが,真のはり自由端ではモーメントのみが作用するためせん断力を本質的に発生できないことが明らかになった。モーメント制御はりの波動制御モードも,昨年度検討したせん断力型波動制御による制御モードと異なり,真のはり自由端は波動伝搬状態を実現しないため,局所的(差分間隔オーダ)ではあるが自由振動をする。

内力モーメント型アクチュエータでは本質的に制振効果に限界があるが,反力をはり以外の外部要素が与えるせん断力型アクチュエータより簡易に実用化できことは大きな長所であり,高次モードの振動を嫌う構造体への適用は可能であることが分かった。また,圧電フィルムを用いた片持ちはり実験を行って圧電フィルム特性を確認した。分布定数系はり自由端境界での曲げモーメント制御の低周波域波動制御性劣化の原因を探索した.計算アルゴリズムを改修して高精度な50次固有モード展開解で応答を表現したが制御応答の改善が見られず理論的な周波数応答を検証できなかったため,原因を別の観点から調査した.分布定数系片持ちはり自由境界でせん断力制御では全周波数域で完全な制御性が確認できた.境界条件の違いを検証すると,単純支持境界では安定な制御応答が求め易いが自由境界では演算時間幅や僅かな演算の誤差の影響が強くあり,自由境界の差分近似制御則が制御誤差を誘発しやすい系であることが分かった.モーメント制御は差分表現をさらに近似しているため低周波域でのモーメント制御は実用的でないことが分かった.そこで,本手法の適用対象拡大のため,せん断力制御による矩形板の振動制御と損傷検出の可能性を調べた.矩形板制御ではx,y方向の変数分離が可能な単純支持・単純支持,単純支持・固定境界に対して制御性を調べ,はりと同様の差分制御則による制御性を確認した.損傷検出に関しては,波動制御された系が振動モードが消失して系全体が一様な振幅となることを利用するもので,はりの極めて微小な部材の剛性の低下でも損傷箇所を検出できることが分かった.任意の境界条件で加振点と波動制御点の間の部材の損傷個所で振幅が変化し,加振周波数が高いほど損傷個所が明瞭に浮き上がることが分かった.固有振動情報からは損傷同定できない場合にも有効で,固有振動数0.1%程度の低下であっても十分検出でき,計測振動値に空間フィルタ処理を行うとより明瞭に損傷個所を検出できる.複数個所の損傷個所も同定できるため,表面検査では確認できない内部の僅かな損傷にも有効であると考えられる.梁自由端に曲げモーメント型波動制御を適用する波動エネルギ吸収法を板構造体に適用することを検討した。板構造と梁構造とではインピーダンスが異なるため単体の波動制御された梁の制振特性が実現できないので,エネルギ吸収梁の複数並列配置を検討した。平板にエネルギ吸収梁を結合した差分近似モデルについて周波数領域計算を検討した結果,梁の結合部分では波動制御特性が確認されたが,板全体に波動伝搬性が及ばないことが明らかとなった。そこで,板の境界節点を直接波動制御することを試みた。平板振動の偏微分運動方程式の一般解が知られていないため,Levy's Solutionとして知られている,x,y方向に解の変数分離が可能な一対辺単純支持の矩形板に限定して,差分近似板の波動伝搬解を試行的に探索した。まず,単純支持辺y方向に境界条件を満たすsine関数を与え,x方向に梁と同じ波動制御則を適用した。しかし,この場合は波動伝搬特性を示す周波数が限定的であった。そこで,y方向値を一定とする場合を検討した結果,板全体を波動制御できることが分かった。この場合は解がy方向には境界条件を満たしていないことになるが制御条件は十分条件であればよいので問題ないと考えられる。
代謝・免疫系に及ぼす悪液質惹起腫瘍由来MLPLIの生理活性に関する検討

われわれは,ヌ-ドマウスにcancer cachexiaと類似した症状を呈するヒト癌細胞(SEKI)が産生するLPL阻害因子(MLPLI)を精製・同定し,本物質がMetcalf5が報告したLIFと同一物質であることを明らかにしてきた。今年度は,SEKI細胞をヌ-ドラットに移植し,担がん生体の代謝に及ぼす影響を検討した。ヌ-ドラットにSEKI細胞を移植してもヌ-ドマウスに移植した時と同様,体重減少とcachexia様外観を呈した。移植6週後に血漿を分離すると対照群は淡黄色透明であったが移植群は白濁しており、脂質代謝異常を伺わせた。そこで,両群の血中脂質分画等について比較してみるとSEKI移植群ではTG,LDL,VLDL,Chylsmicron,TC,PLが510倍対照群に比し増加しており,一方FFAは移植群で低値を示していた。一方,血糖もSEKI移植群で有意に低下しており,hypoglycemic,hyporlipidomicの状態を呈していた。Glyceroltri[1ー^<14>C]oleateを尾状脈よりラットに静注して,呼気中および各種臓器への取込みを検討すると,呼気中[^<14>CO_2]はSEKI移植群で有意に高値を示した。臓器への取込みは,脂肪組織では10分の1以下に低下し更に筋肉細胞への取込みも約半分に減少していた。一方,肺,肝への取込みには差が認められなかった。血漿中の放射活性は移植群で有意に高値を示した。各種臓器重量については,肝重量の増加が移植群でみられたが,筋肉,脂肪組織は移植群で重量は減少し,肺については両者間で有意の差は認められなかった。以上,LIF産生がん細胞SEKIをヌ-ドラットに移植すると,移植された担がん生体の脂質代謝が大幅に正常個体と異っていた。
肝細胞障害におけるスーパーオキサイド、Ca2^+の関与とその抑制に関する研究

1.培養肝細胞を用いた細胞内Ca^<2+>、ミトコンドリア膜の膜電位の測定と障害阻止に関する検討スーパーオキサイドによる細胞膜の脂質過酸化反応は、細胞外Ca^<2+>濃度の如何にかかわらず、負荷直後から急速に進行した。この経過において、細胞外Ca^<2+>濃度の違いにより細胞質内Ca^<2+>濃度の上昇に差が認められるが、いずれも細胞質内Ca^<2+>濃度は細胞死の前にピークに達していた。細胞内Ca^<2+>をキレートすると、細胞質内Ca^<2+>濃度の上昇が抑制されるとともに、細胞死も明らかに抑制が認められた。そして、この場合の抑制の機序にはミトコンドリア膜ポテンシャルの変化は関係が認められなかった。即ち、スーパーオキサイドによる酸化的ストレスモデルにおいては、ミトコンドリア膜電位の低下とは独立した、細胞質内Ca^<2+>濃度に依存した肝障害機序が存在し、細胞内Ca^<2+>のキレートにより阻止ができることが明かとなった。2.酸化的ストレスによる肝障害に対するサイクロスポリンAの抑制効果とCa^<2+>の関連-ラット肝灌流実験系を用いた検討-TBHPを用いた酸化的ストレスによる肝潅流実験では、潅流液Ca^<2+>濃度により肝障害の程度が大きく異なり、生理的Ca^<2+>である1.25mMでの障害が最も軽度で、Ca^<2+>freeになっても、2.50mMでも障害が強かった。サイクロスポリンA(CsA)は有意に肝細胞死を抑制したが、その機序としては、ミトコンドリアからのCa^<2+>放出を抑制することにより、細胞内Ca^<2+>ホメオスタシスの破綻をCsAが阻止したことが推測された。しかし、本実験では、Ca^<2+>依存性の機構とCa^<2+>非依存性の機序が同時に存在している可能性が示唆され、in vivoにおけるCsAによる肝障害抑制作用に関しては、未解決の問題を残しており、今後の検討が必要である。1.培養肝細胞を用いた細胞内Ca^<2+>、ミトコンドリア膜の膜電位の測定と膜障害阻止に関する検討2.肝灌流系における酸化的ストレス、Ca^<2+>流入モデルを用いたRedox potentialに関する検討TBHPによる酸化的ストレスモデルにおいて、サイクロスポリンA(CsA)による障害抑制を明らかとした(現在投稿中)。その機序の検討を行っているが、現在までの成績からは、灌流液の種々のCa^<2+>にかかわらず、肝細胞障害は惹起され、何れもCsAによって抑制されることより、細胞内のCa^<2+>貯蔵部位からのCa^<2+>放出機序の関与を検討するために、現在、細胞内Ca^<2+>枯渇実験並びにモトコンドリアの膜電位の変化の関係を検討中である。その内容は、tert-butyl hydroperoxide(TBHP)によって誘導される肝細胞傷害は、0,1,3mMの細胞外液Ca^<2+>

濃度において、細胞膜の脂質過酸化は大きく異なったに拘わらず、細胞内Ca2+をキレートすることにより、いずれの[Ca^<2+>]oでも著明に抑制され、ミトコンドリアの膜電位にも影響されなかった。以上の成績より、TBHPによる肝細胞傷害において細胞内Ca^<2+>ホメオスターシス維持機構が重要であることが明かとされた。肝潅流系におけるサイクロスポリンA(CysA)の傷害抑制に関する検討は、摘出ラット肝定流量潅流系を用いTBHPによる肝傷害を作成し検討した。潅流液のCa^<2+>濃度を変化させて潅流液中の各パラメータを測定して比較すると、対照群では生理的濃度である1.25mMの[Ca^<2+>]oでは傷害は軽度であるが、0mM,2.50mMでは高度の傷害を来たした。一方、CysA群ではいずれの[Ca^<2+>]oでも傷害は著明に抑制され、各[Ca^<2+>]o間に有意差を認めなかった。しかし、TBHP投与開始後[LDH]が上昇するまでの時間は、[Ca^<2+>]oが0,1.25,2.50mMの順に短かかった。すなわち、CysAによる傷害抑制機構には、Ca^<2+>依存性の機構が関与するが、Ca^<2+>非依存性の機序も同時に存在している可能性が示された。
高い求核能力をもつアート型スズ錯体の開発と高効率触媒としての利用

スズヒドリド中性錯体還元的アミノ化はアミンとカルボニル化合物とから一段で2級アミンを得られる有機合成上、重要な反応である。イミンを単離する必要のないことから適用範囲が極めて広くなるが、一方でカルボニル基やアミンと反応せず、イミンへの高い選択性を持った還元剤の開発が必要となる。そこで新規にBu_2SnClH-HMPA錯体を開発した。アニリンとベンズアルデヒド存在下、Bn_2SnClH-HMPA錯体を作用させると、選択的に還元的アミノ化が進行し、2級アミンが得られた。本反応はヒドリド還元に先立ちスズハライドとのイミニウム塩形成によるイミンの活性化が鍵となる。本還元剤は特に高いイミン選択性を持ち、分子内にエノン部位とホルミル基が隣接して存在しる基質においてもホルミル基での還元的アミノ化が優先し、生成したアミン部分の分子内環化が可能である。この結果、各種ピロール類の有効な合成法になる。またこの分子内にエノン部位とホルミル基が隣接して存在しる基質は各種複素環合成の前駆体としての利用法を開発している。また、ヒドロシランを水素源に用いることにより、スズヒドリド錯体を触媒とすることが可能になった。触媒サイクルとしては、スズ錯体による還元的アミノ化の後、生成したスズ-窒素結合がヒドロシランと反応し、シリル化されたアミンを与えると同時にスズ触媒が再生される機構が考えられる。
大気中ナノ粒子に含有され酸化ストレスを惹起するキノン化合物の生体影響評価

動物実験や培養細胞を用いた実験より、大気中微小粒子成分は種々の有害作用を生じ、その主因は酸化ストレスであることが示唆されている。大気中微小粒子成分であるキノン系化合物はその化学的特性から、酸化ストレスの誘発剤であることが示唆されてきたが、その実態は明らかにされていなかった。そこで本研究では、9,10-フェナントラキノン(9,10-PQ)と1,2-ナフトキノン(1,2-NQ)をモデル化合物として用いたインビボおよびインビトロでの検討を行った。その結果、酸化ストレスを生じるキノン系化合物は大気中ナノ粒子中に局在することが明らかとなった。9,10-PQに関しては、1)マウスに単回気管内投与すると、肺中IL-5およびeotaxinの増加が見られ、肺胞外に好酸球や好中球の浸潤が観察された。2)マウスへの複数回気管内投与時では、LPSによって誘発される急性肺傷害を増悪させ、OVA特異的IgGとIgE産生を増加した。3)ヒト肺上皮由来A549細胞に暴露すると、細胞内タンパク質の顕著な酸化修飾とアポトーシスが生じた。4)9,10-PQはC32とC35のジチオール基とのレドックスサイクルを介して、アポトーシスを誘発するASK1を負に制御しているチオレドキシン活性を不可逆的に阻害し、マウス肺中タンパク質チオール基の酸化が生じることを見出した。一方、1,2-NQに関しては、1)1,2-NQによって生じるモルモット気管リングの収縮作用には上皮成長因子レセプター(EGFR)を含む複数のプロテインチロシンキナーゼの自己リン酸化が関与すること、2)EGFRのリン酸化にはそれを負に制御しているプロテインチロシンフォスファターゼ活性の低下が関係していること、3)1,2-NQはNO依存性血管圧調節を撹乱すること等が明らかとなった。(1)キノン系化合物の同定・化学的特性:国立環境研究所で採取したディーゼル排出微粒子(DEP)および米国カリフォルニア地区で採取した大気中微小粒子(PM2.5)にそれぞれ含まれるキノン系化合物を定量分析した結果、9.10-フェナントラキノン(PQ)が主要キノン系化合物であること、およびDEPおよびPM2.5中に含まれる新規キノン系化合物として1,2-ナフトキノン(NQ)をGC-MSで同定した。酸素電極法により、PQおよびNQ共に、ジチオール化合物と触媒的に反応して血管内皮由来収縮因子スーパーオキシドを過剰産生することが明らかとなった。高速液体クロマトグラフィー法により、NQはタンパク質システイン残基と共有結合能を有したが、PQの場合は全く認められなかった。(2)キノン系化合物の血管収縮作用:PQおよびNQはラット大動脈リング標本を用量依存的に収縮した。フェナンスレンおよびナフタレン関連化合物との比較検討より、PQおよびNQによる血管収縮反応はキノン骨格の存在が必須であることが示された。特にPQによって生じる血管収縮反応にはL型カルシウムチャンネルでなくレセプター型カルシウムチャンネルが関与していることが示唆された。(3)キノン系化合物の気管収縮作用:NQはモルモット気管リング標本を用量依存的に収縮した。しかし、PQには気管収縮能はなかった。

各種アンタゴニストを使用した薬理実験を行った結果、NQによる気管収縮にはカプサイシンレセプターの活性化に起因するタキキニンの遊離によりL型カルシウムチャンネルを介する細胞内カルシウム濃度上昇が関係することが示唆された。近年、大気中微小粒子状物質(PM2.5)曝露による生体影響と酸化ストレスとの関係が示唆されており、キノン系化合物はその中心的役割を演じているとして注目されている。我々は9,10-フェナントラキノンが細胞内タンパク質の酸化亢進やアポトーシス様細胞死が生じるPM2.5中主要キノン系化合物であることを見出した。しかし、このような酸化ストレスに係わる9,10-フェナントラキノンの代謝反応の詳細は知られていない。一般にキノン系化合物が細胞内に取り込まれると還元的な代謝を受け、生成した2電子還元体はグルクロン酸抱合体として細胞外に排泄される。そのため2電子還元反応は"解毒反応"とされているが、当該代謝物が自動酸化されやすい場合にはレドックスサイクルを形成することから酸化ストレスに係わる"毒化反応"であることが示唆される。そこで本研究では、非細胞系における9,10-フェナントラキノンの酸化ストレスと細胞外排泄に係わる反応系の同定を試みた。その結果、A549細胞やキノン系化合物の2電子還元酵素として知られるAKR1C分子種を用いた検討より、9,10-フェナントラキノン曝露によって生じる酸化ストレスに起因した細胞毒性には、その2電子還元代謝物である9,10-ジヒドロキシフェナントレンの酸化によるレドックスサイクル形成が関与していることが示唆された。また、9,10-ジヒドロキシフェナントレンのグルクロン酸抱合は9,10-フェナントラキノンの活性代謝物である9,10-ジヒドロキシフェナントレンを細胞外に効率良く排泄する防御機構の一つであることも示された。動物実験や培養細胞を用いた実験より、大気中微小粒子成分は種々の有害作用を生じ、その主因は酸化ストレスであることが示唆されている。大気中微小粒子成分であるキノン系化合物はその化学的特性から、酸化ストレスの誘発剤であることが示唆されてきたが、その実態は明らかにされていなかった。そこで本研究では、9,10-フェナントラキノン(9,10-PQ)と1,2-ナフトキノン(1,2-NQ)をモデル化合物として用いたインビボおよびインビトロでの検討を行った。その結果、酸化ストレスを生じるキノン系化合物は大気中ナノ粒子中に局在することが明らかとなった。9,10-PQに関しては、1)マウスに単回気管内投与すると、肺中IL-5およびeotaxinの増加が見られ、肺胞外に好酸球や好中球の浸潤が観察された。2)マウスヘの複数回気管内投与時では、LPSによって誘発される急性肺傷害を増悪させ、OVA特異的IgGとIgE産生を増加した。3)ヒト肺上皮由来A549細胞に曝露すると、細胞内タンパク質の顕著な酸化修飾とアポトーシスが生じた。4)9,10-PQはC32とC35のジチオール基とのレドックスサイクルを介して、アポトーシスを誘発するASK1を負に制御しているチオレドキシン活性を不可逆的に阻害し、マウス肺中タンパク質性チオール基の酸化が生じることを見出した。一方、1,2-NQに関しては、1)1,2-NQによって生じるモルモット気管リングの収縮作用には上皮成長因子レセプター(EGFR)を含む複数のプロテインチロシンキナーゼの自己リン酸化が関与すること、2)EGFRのリン酸化にはそれを負に制御しているプロテインチロシンフォスファターゼ活性の低下が関係していること、3)1,2-NQはNO依存性血管圧調節を撹乱すること等が明らかとなった。
伝統的農業システムによる農業水系の水質浄化に関する国際共同研究のための企画調査

研究の遂行に必要な基礎資料を昆明市と日本の先進的事例(例えは、マザーレイク21計画)などから収集・整理した。そして、昆明市の関係機関との事前調整(2006年6月19日20日)およびてん池および8水系の現地調査(2006年9月18日22日、12月4日5日)を実施し、中国側共同研究者との情報交換のためのミニシンポジウム(2006年9月23日)を開催した。具体的な成果は、以下の5点である。(1)1950年代からのてん池周辺における土地利用の変化を、アメリカ軍作成の土地利用図、ランドサット衛生画像などから推定した。(2)てん池へ流入する8水系において、農業的土地利用・栽培技術・作付体系の現状及び変遷に関する調査を行った。(3)8水系の河川水を採取し河川水の全窒素・全燐酸濃度を測定し同時に測定した河川の流量から負荷量を推定した。(4)現地調査などによって得られた情報を元に、(1)の土地利用図の整合性を判断した。(5)てん池周辺地域における農業的土地利用と栽培管理の現状、市街地の拡大による水質汚染の程度などから、伝統的農業による農業水系の資質浄化の可能性を検討した。
トポケミルミネセンスの開拓につながる熱分解発光型ジオキセタンの創出

本研究は、単なる熱分解にもかかわらず、効率よく1重項励起分子を生成し発光する1,2-ジオキセタン化合物を設計、創出することを目的とし、さらには溶液中の熱化学発光のみならず固体状態での化学発光を検討し、トポケミルミネセンスの可能性を探るものである。フェノール性水酸基を有するジオキセタンは、強塩基による脱プロトン化によりCTICL(Charge-Transfer-InducedChemiluminescence)分解が進行、効率良く1重項励起分子を生成して発光する一方、単なる熱分解では主に3重項励起分子が生成するため通常きわめて発光効率が低い。単なる熱分解でフェノール性水酸基の解離が進行するような骨格を設計すれば、熱分解でも効率良く1重項励起分子を生成し発光すると期待できる。平成1718年度ではその骨格としてベンゾアゾリル基を4位に有する3-ヒドロキシフェニル置換ジオキセタンを合成した。ベンゾアゾリル基の中でベンゾチアゾール置換体は、種々の非プロトン性溶媒中、加熱により極めて効率よく発光しその発光種が塩基誘発発光分解と同一であることが分かった。19年度ではこの熱分解での発光を詳しく調べるため、N-メチルピロリドン中、この熱分解および塩基誘発分解における活性化パラメーターを算出して比較した。その結果、熱分解ではその活性化エントロピーが大きな負の値を示し、塩基誘発発光分解系よりも遷移状態の自由度が制限された溶媒分子の強い水素結合に起因した今までにない溶媒促進分解(SPD:Solvent-promoted Decomposition)による発光系であることが分かった。また、固体発光の検討のため融点の高いジオキセタンの創出を目指し、発光種となる芳香環以外のジオキセタン骨格について検討を行なった。得られた高融点のジオキセタンについて固体塩基との混晶を生成したところ、結晶状態のままで発光することが分かった。本研究は、単なる熱分解にもかかわらず、効率よく1重項励起分子を生成し発光する1,2-ジオキセタン化合物の創出を目的とするもので、溶液中のみならず固体状態での発光についても検討し、トポケミルミネスセンスの可能性を探ることを目的とするものである。17年度においては、室温では安定であるが、加熱時に急激にフェノール性水酸基を解離させるような構造を持ったCIEEL型ジオキセタンの設計をまず検討した。フェノール性水酸基を解離させるためには、分子内プロトン移動しうる構造を組み込んだ芳香環の設計が考えられベンゾアゾリル骨格を3-ヒドロキシフェニル置換ジオキセタンのフェニル環4位に導入した化合物に関して検討を行い、ベンゾアゾリル基としてベンゾチアゾリル基およびベンゾオキサゾリル基を有するジオキセタンに関して塩基誘発分解および各種溶媒中、塩基を使用しない中性条件下での発光測定を行い、基礎的なデータの集積を行った。その結果ベンゾチアゾリル基を有するジオキセタンは、塩基誘発分解において有機溶媒中および水系溶媒中でも極めて効率よく発光することが分かった。また、非プロトン性極性溶媒中、加熱することにより効率よく発光すること、一方、非極性溶媒中では非プロトン性極性溶媒中とは発光色調が異なり、その効率は低下することが分かった。また、固体状態での発光を検討するには、ジオキセタンの結晶性および融点が問題となることからフルオロファおよびフルオロファ以外のジオキセタン骨格の設計に関しても検討を行った。本研究は、1,2-ジオキセタン化合物を発光基質とした研究の中で、単なる熱分解でも効率よく発効する化合物を設計、創出することを目的とする。

フェノール性水酸基を有するジオキセタンは、強塩基による脱プロトン化によりCTICL(Charge-Thransfer-Induced Chemiluminescence)分解が進行、効率良く一重項励起分子を生成して発光する一方、単なる熱分解では主に三重項励起分子が生成するため通常極めて発光効率が低い。そこで、加熱によりフェノール性水酸基を解離させるような構造を発色団に持ったCTICTL型ジオキセタンを設計し、溶液中の熱分解発光のみならず、固体状態での発光によるトポケミルミネスセンスの可能性を探ることを目的とするものである。平成18年度においては、すでに上記目的に合致した骨格として見出したベンゾアゾリル骨格を4位に有する3-ヒドロキシフェニル置換ジオキセタン化合物についてさらに検討を行なった。種々の非プロトン性極性溶媒中および非極性溶媒中での熱化学発光について測定データの集積を行い、非プロトン性極性溶媒中での熱分解では塩基誘発分解と同一の発光種からの発光であり、非極性溶媒中ではESPTIに基づく発光であることが基礎的に確認できた。また、発色団となる芳香環部分以外の構造変換も行い、新たな2骨格のジオキセタンについて塩基誘発分解および熱分解について検討を行ない、発光特性への影響を調べ、特に分解速度へ影響があることが分かった。さらに同骨格の5位にさらにヒドロキシ基を導入したジオキセタンでの検討も行ない、トリガリング可能なフェノール性水酸基が2個存在することによるこの発光基質の特性に関して、塩基誘発分解および熱分解について基礎的データの集積を行った。固体状態の発光につては、発光測定系構築のための基礎的検討を開始した。本研究は、単なる熱分解にもかかわらず、効率よく1重項励起分子を生成し発光する1,2-ジオキセタン化合物を設計、創出することを目的とし、さらには溶液中の熱化学発光のみならず固体状態での化学発光を検討し、トポケミルミネセンスの可能性を探るものである。フェノール性水酸基を有するジオキセタンは、強塩基による脱プロトン化によりCTICL(Charge-Transfer-Induced Chemiluminescence)分解が進行、効率良く1重項励起分子を生成して発光する一方、単なる熱分解では主に3重項励起分子が生成するため通常きわめて発光効率が低い。単なる熱分解でフェノール性水酸基の解離が進行するような骨格を設計すれば、熱分解でも効率良く1重項励起分子を生成し発光すると期待できる。平成1718年度ではその骨格としてベンゾアゾリル基を4位に有する3-ヒドロキシフェニル置換ジオキセタンを合成した。ベンゾアゾリル基の中でベンゾチアゾール置換体は、種々の非プロトン性溶媒中、加熱により極めて効率よく発光しその発光種が塩基誘発発光分解と同一であることが分かった。19年度ではこの熱分解での発光を詳しく調べるため、N-メチルピロリドン中、この熱分解および塩基誘発分解における活性化パラメーターを算出して比較した。その結果、熱分解ではその活性化エントロピーが大きな負の値を示し、塩基誘発発光分解系よりも遷移状態の自由度が制限された溶媒分子の強い水素結合に起因した今までにない溶媒促進分解(SPD:Solvent-promoted Decomposition)による発光系であることが分かった。また、固体発光の検討のため融点の高いジオキセタンの創出を目指し、発光種となる芳香環以外のジオキセタン骨格について検討を行なった。
アイロニー産出に関与する神経基盤の検討による高次意図伝達メカニズムの解明

脳機能計測の手法(MEG(脳磁図)およびfMRI)を用いて、高次意図の産出メカニズムについて検討した。その結果、アイロニー(皮肉)産出時に内側前頭前野および右側頭葉前部でアルファ帯域(8-13Hz)のパワーが減少すること、発話産出時のポライトネスの考慮(対人配慮)には扁桃体および眼窩前頭皮質が関与することを明らかにした。これらの領域は、文脈処理や心の理論、感情情報の処理に関与するとされる領域であり、アイロニー産出に感情や社会的スキルが関係することを示唆する質問紙実験・心理行動実験の結果とも整合的な結果が得られた。脳機能計測実験のデザインを確立するために、2種類の発話産出行動実験を実施した。第一の課題は、発話産出時にポライトネス(対人配慮)の考慮を担う神経基盤を同定するための課題である。実験参加者は、ポライトネスの概念を学習した上で発話産出課題を行った。発話産出課題では、顔写真(友人という設定)と友人がささいな失敗をした状況を説明する文が提示され、実験参加者は、「積極的ポライトネス」「消極的ポライトネス」「ポライトネスなし」のいずれかの条件で発話産出を行った。第二の課題は、アイロニー産出を担う神経基盤を明らかにするための課題である。実験の手続きは、アイロニーもしくは字義的発話を産出するように指示する以外は、課題1と同様の手続きであった。いずれの課題についても、発話内容および発話産出開始・終了までの時間を記録した。また、質問紙を用いて社会的スキルなどの個人特性についても測定した。産出された発話をテキストに書き起こした後、どの条件で発話されたのかを伏せた上で、別の実験参加者による評定実験を実施した。実験手続きの改善を繰り返した結果、実験参加者が適切に課題を行える実験デザインの確立に成功した。また、(1)ポライトネスを考慮した発話の産出に時間を要する、(2)アイロニー産出は字義的発話の産出よりも時間を要する、(3)アイロニー産出のコストは、実験参加者のアサーティブネス(自分の権利を守り他人の権利も尊重しながらも無理なく自分の思いを素直に表現する社会的スキル)の得点と負の相関を示すなどの結果も得られた。これらの結果は、アイロニーが相手に配慮しつつも自分の感情的態度を伝えるという目的を達成するために使われている可能性を示唆しており、脳機能計測実験で整合的な結果が得られるか興味深い点だと考えられる。昨年度に確立した実験デザインを用いて、発話産出に関する2つの脳機能計測実験を実施した。第一の実験は、発話産出時にポライトネス(対人配慮)の考慮を担う神経基盤を明らかにするためのfMRI実験である。第二の実験は、アイロニー産出を担う脳メカニズムを明らかにするためのMEG実験である。実験の手続きは、アイロニーもしくは字義的発話を産出するように指示した以外は、課題1と同様の手続きであった。また、質問紙を用いて社会的スキルなどの個人特性を測定し、脳活動との関係を検討した。現時点ではまだ予備的な解析の段階ではあるが、第一の実験ではポライトネスの考慮に眼窩前頭皮質が関与し、その脳活動の大きさが友人関係に関する個人特性と相関を示すこと、第二の実験ではアイロニーの産出には、アイロニー理解の際と同じ内側前頭前野や右側頭葉前部が関与していることを示唆する結果を得ている。本研究の結果は、これまでほとんど検討されていなかった社会的なレベルでの発話産出の脳メカニズムを明らかにしたという重要な意義を持つ。2つの質問紙実験を実施し、アイロニー産出を動機づける要因を特定した。第一の実験では、話し手の感情状態、聞き手の感情状態、聞き手の責任の各要因がアイロニー産出に影響を与えるのかどうかを検討した。その結果、ネガティブな感情とポジティブな感情の両方がアイロニー産出を増加させること、話し手の感情状態の効果が聞き手の感情状態の効果よりも影響が大きいことを明らかにした。また、アイロニー産出の頻度は、心理尺度で測定された被験者の感情調整能力と負の相関を示した。第二の実験では、聞き手との関係性が、アイロニー産出の頻度に影響を与えるのかどうかを調べた。

その結果、全体としては聞き手との関係性による有意な効果は認められなかったが、心理尺度で測定された被験者の社会スキルが、聞き手に応じてアイロニー産出の頻度を変える度合いと相関を示した。以上の結果は、(1)アイロニー産出は話し手の感情的覚醒により動機づけられており、(2)話し手の感情調整能力や社会的スキルにより適切な場面での使用が調整されている、ことを示していると考えられる。また、MEG実験による検討の可能性を踏まえ、基本的な解析の方法の確立を行った。具体的には、(1)個人ごとにMRI構造画像と位置合わせをした後、(2)フィルタ処理により各種周波数帯域に分離し、(3)ビームフォーマーを用いてソースレベル(信号源レベル)で脳活動を再構成し、(4)時間周波数解析により機能画像を作成し、(5)これらのデータについて集団解析を行うという手順で、2nd-level解析が可能であることを確認した。この手法により、アイロニー産出処理の時間的情報を明らかにできる可能性が示された。最終年度は、前年度に実施した脳機能計測実験のデータ解析を完了させ、学会での成果発表・議論を通じて考察を深めた。研究期間全体の成果として、アイロニー産出には(1)感情的要因や社会的スキルの個人差が関係しており、(2)ユーモアによるポジティブポライトネスの伝達という目的が含まれていること、(3)字義的発話を産出するよりも処理時間を要すること、(4)アイロニー理解に関与する脳領域である内側前頭前野および右側頭葉前部が産出の際にも関与する(アルファ帯域のパワーの減少)ことが示された。さらに、(5)発話産出におけるポライトネスの考慮には眼窩前頭皮質が関与し、特に右外側眼窩前頭皮質後部は、ポジティブポライトネス・ネガティブポライトネスのいずれの場合にも関与することも示された。また、MEGを用いた発話産出実験を行う前の基礎実験として視覚的オドボール課題を実施し、注意ネットワークにおける高ガンマ帯域(52100Hz)のパワーおよびコヒーレンスの個人差が、反応時間の個人差と相関するという知見も得た。本研究成果は、アイロニーのような高次の発話産出の脳メカニズムを初めて明らかにした先駆的なものであり、重要な意義をもつ。行動指標を用いた高次の発話産出メカニズムの実験的検討は極めて難しく、有力な認知モデルや有効な実験パラダイムは確立していない中で、本研究が脳機能計測法による検討の有用性を示したことにより、今後の大きな研究の進展が期待できる。認知科学当初計画していた実験デザインで予備的な行動実験を行った結果、いくつかの問題が発覚したことから、脳機能計測実験を延期して実験デザインの再構築を行ったため。現在は全ての問題を解決しており、fMRI実験・MEG実験とも問題なく以降の研究計画を推進することが可能である。平成25年度に、発話産出に関する2つの脳機能計測実験の成果を学会および国際誌で発表する予定であったが、まだデータの解析を完了しておらず、成果発表まで至らなかったため。当初計画していた、アイロニー発話産出に関与する神経基盤についてのfMRI実験の実施を次年度に延期したことから、(3)やや遅れていると判断した。その一方で、次年度以降に計画していた、MEG実験による検討を行うための方法の確立など先倒しで実施した部分もあるため、問題なく以降の研究計画を推進することが可能であると考えている。まず、ポライトネス発話産出課題を用いてfMRI実験を行う。
異時相画像データおよび非剛体変形統合法を用いた低線量冠動脈ＣＴの開発

心電図同期による冠動脈CTにおいて、同一心位相内でわずかに時相が異なる複数の画像作成し、それらを非剛体変形しさらに重み付け加算を行うことにより画像ノイズを低減するソフトウェアを開発した。65症例のCT画像データを用い、心位相75%を中心として、その前後で時相の異なる3つの画像(70%、75%、80%)を作成した。画像間で非剛体位置あわせ処理を行い、周辺時相の画像を中心時相(75%)の画像に重ね合わせるよう変形させ、加重平均を行った。その結果、画像ノイズは約20%低減し、冠動脈の視覚評価も有意に向上した。本法により理論上、36%程度の被ばく低減が可能と考えられた。今年度は昨年行ったソフトウェアを用いて臨床での検討を行った。CTスキャナはGE社製の64列MDCTを用い,心電図同期を利用したProspective ECG-triggering Scanにより冠動脈CTを撮影した.対象症例は20例で、拍動が最も緩慢になる心位相75%を中心とし、その前後で時相の異なる3つの画像(70%、75%、80%)を作成した。各時相の画像は異なる時間の画像であるため,画像間で非剛体位置あわせ処理を行い、周辺時相の画像を中心時相(75%)の画像に重ね合わせるよう変形させた。その後、3つの画像の加重平均を行った。加重平均の割合は、ファントム実験の結果より3:4:3とした.画像ノイズの評価には上行大動脈のCT値の標準偏差を用い,コントラスト分解能には冠動脈のContrast to Noise Ratio (CNR)を計算することで定量評価を行った.またCT画像の画質を2名の放射線診断専門医により検討し、定性評価を行った。結果は、3つの画像を加重平均することにより、画像ノイズは約20%低減し、冠動脈の視覚評価も有意に上昇した。なお心拍数が低いほど時相間の時間的距離が長くなるため,ノイズ低減効果は高くなった。今年度はソフトウェアの開発および適正化を目的とし、フヨー社の心臓動態ファントムを用いて基礎的検討を行った。CTスキャナはGE社製の64列MDCTを用い,心電図同期を利用したProspective ECG-triggering Scanによりファントムを撮影した. CTスキャナの管電圧は120kVpとし,管球電流は55-300mAまで8通りに変化させて撮影した.動態ファントムの心拍数は40, 50, 60, 70bpmとし、それぞれに対し撮影を行った.撮影は、拍動が最も緩慢になるタイミングを中心として、その前後で1心拍の5%ずつの余剰時間データを収集した.収集したデータから1%ごとに計11の3次元画像を再構成し、それぞれにノイズ低減処理を行った。各時相の画像は異なる時間の画像であるため,画像間で非剛体位置あわせ処理を行い、周辺時相の画像を中心時相の画像に重ね合わせるよう変形させた。結果は、1ノイズ低減処理に利用する時相数は3つ,すなわち中心時相に加え2つの周辺時相の画像を利用した場合が最も高いノイズ低減率を示した.2ノイズ低減処理に利用する画像の時相間距離は10%,すなわち中心時相に対して+5%, -5%の時相の画像を用いた場合が最も高いノイズ低減率を示した.3加重平均の割合は、中心時相の画像の比率が過半数となり,かつできるだけ高いノイズ低減率を示す3:4:3が最適な比率であった.4ノイズ低減率は,撮影時の管電流に依存せずほぼ一定の率を示した。5心拍数が低いほど時相間の時間的距離が長くなるため,撮影時の心拍数が低いほどノイズ低減効果は高くなった。以上を踏まえるとノイズ低減率は最大23%となり、本法を用いることで約38%の被ばく低減が可能と考えられる。平成25年度に行った臨床における心臓CTでの初期検討(20症例)を65症例まで増やし、再度解析を行った。我々の作成したソフトウェアを用いることで、最終的に画像ノイズは約20%低減し、コントラスト分解能および放射線科専門医による視覚評価はいずれも有意に向上した。また昨年度の初期検討と同様、心拍数が低い症例ほどノイズ低減効果は高くなり、検査時の心拍コントロールが重要であると思われた。今回の検討より、将来的に36%程度の被ばく低減が可能と考えられた。本結果は、英文論文として発表した(Eur Radiol. 2015 Jan;25(1):41-8)。今年度はさらに、我々の開発した画像ノイズ低減ソフトウェアと、従来から使用している画質改善ソフトの一つである逐次近似画像再構成法との併用に関する検討を開始した。我々は始めにファントムを用いた検討を行った。東芝社の320列CTを用い、心電図同期を利用したprospective ECG-triggering scanにより心臓CTを撮影し、前回同様、時相の異なる3つの画像(70%、75%、80%)を作成した。今回はこの3つの画像を逐次近似画像再構成法にて作成した後に、非剛体変形および加重平均を行ってノイズ低減画像を作成した。結果は、通常のCT画像に対し約35%程度とさらなる画像ノイズ低減が見込まれた。今後は臨床症例に対し本手法を適応し、解析を行う予定である。最終年度は、我々の開発した画像ノイズ低減ソフトウェアと、従来から日常臨床で使用している画質改善ソフトの一つである逐次近似画像再構成法との併用に関して、臨床での検討を行った。

対象症例は20例で、全例prospective ECG-triggering scanにより心臓CTを撮影し、従来と同様、時相の異なる3つの画像(70%、75%、80%)を作成した。その後、この3つの画像を逐次近似画像再構成法にて作成した後に、非剛体変形および加重平均を行ってノイズ低減画像を作成した。従来同様、ノイズの評価には上行大動脈のCT値の標準偏差を用い,コントラスト分解能には冠動脈のContrast to Noise Ratio (CNR)を計算した.定性評価としては、2名の放射線診断専門医による視覚評価を5段階で行った(1 = nondiagnostic, 5 = excellent)。結果は、通常のCT画像でのノイズが平均22.5±3.7 HUであったのに対し、画像処理後のノイズは15.5±2.9 HUとなり、約35%のノイズ低減が得られた。これは昨年度に行ったファントムでの実験と同等の結果となった。また、CNRも17.5±3.3から25.5±5.1へと大きく改善し、視覚評価も有意差に上昇した(3.85 vs 4.40; p < 0.01)。本法を用いることで理論上、58%程度の被ばく低減が可能と考えられた。心電図同期による冠動脈CTにおいて、同一心位相内でわずかに時相が異なる複数の画像作成し、それらを非剛体変形しさらに重み付け加算を行うことにより画像ノイズを低減するソフトウェアを開発した。65症例のCT画像データを用い、心位相75%を中心として、その前後で時相の異なる3つの画像(70%、75%、80%)を作成した。画像間で非剛体位置あわせ処理を行い、周辺時相の画像を中心時相(75%)の画像に重ね合わせるよう変形させ、加重平均を行った。その結果、画像ノイズは約20%低減し、冠動脈の視覚評価も有意に向上した。本法により理論上、36%程度の被ばく低減が可能と考えられた。当院では平成25年秋より320列CTが新たに導入された。CT装置の新規導入に伴い再度ファントム実験を行ったため臨床データの収集に若干の遅れが生じた。放射線診断学我々の開発した画像ノイズ低減ソフトウェアと逐次近似画像再構成法とを併用し、どこまで画質改善が図れるかを検討する。目標症例数は20症例で、研究成果を英文論文にて発表する。ノイズ低減処理に使用する画像の適切な時相の選択、加重平均の重み付け係数の適正化を行うことができ、ノイズ低減率と管電流および心拍数との関係について明らかにすることができた。CT装置の新規導入に伴い再度ファントム実験を行ったため臨床データの収集に遅れが生じ、未使用額が発生した。臨床での症例を30例まで増やし、研究結果を英文論文にて発表する。平成25年度以降は、通常線量で撮影された臨床における冠動脈CT画像に対して本手法を適応し、実際の冠動脈CT検査でどの程度のノイズ低減および画質改善が図れるかを検討する。目標患者数は連続50人程度とする。画像ノイズの評価には上行大動脈のCT値の標準偏差を用い,コントラスト分解能には冠動脈のContrast to Noise Ratio (CNR)を計算することで定量評価を行う.またCT画像の画質を2名の放射線診断専門医により検討し、定性評価を行う。
対称空間内の超曲面

本研究の目的の一つである「非コンパクト型対称空間の等質超曲面の分類」に関しては,様々な結果を得ることが出来た.特に対称空間の階数が1の場合に得られた進展は極めて大きいと思われる.その成果に関しては,日本数学会秋季総合分科会に於いて,特別講演という形で発表した.現在その論文の完成を目指しているところである.また,平行して,階数が高い対称空間の等質超曲面に関する研究も行い,いくつかの興味深い例を構成することが出来た.我々の例は,ある統一的な手法によって構成されており,その帰結として「階数が高い場合には超曲面の全体の構造は極めて複雑である」ことが示唆される.また可解多様体に関する研究も行い,前年度までに得られていた結果を拡張することが出来た.この結果は,新たな非コンパクト等質Einstein多様体の構成である.Einstein可解多様体にはある種の代数的な不変量が定義されるが,我々の例は,その不変量の形が今までに知られていたものとは極めて異なっている.この成果については,プラハで行われた国際研究会で発表を行い,その研究会の報告集に於いて発表される予定である.対称空間内の超曲面を研究しているが,特に成果が得られた部分は,非コンパクト型対称空間における等質超曲面(これはcohomogeneity one actionを調べることと同値)に関するものである.等質超曲面の焦点部分多様体(群作用の言葉で言うとsingular orbit)は高々1つであることが知られている.そのことを鑑みて,等質超曲面の分類に,次のような場合分けをして取り組んでいる:(1)焦点部分多様体が存在しない場合.(2)焦点部分多様体が存在し,全測地的である場合.(3)焦点部分多様体が存在し,全測地的でない場合.これらのうち,(1)と(2)に関しては分類に成功した.(1)の結果はまとめられており,現在投稿中である.(2)の結果も論文として投稿され,査読コメントに従って修正中である.残された問題は(3)の場合だが,これに関する研究は現在進行中である.焦点部分多様体は常に極小であるので,その事実を利用して研究を遂行していく予定.またこれらの研究はJurgen Berndt氏(Hull大学)と共同で行われており,今後も継続する予定である.本研究の目標の一つである「非コンパクト型対称空間の等質超曲面の分類」という問題に重点的に取り組み,既に得られていた結果を論文として発表すると共に,新たな結果も多く得られた.論文として発表されたものは,裏面の研究発表の項目に記載された通りである.新たに得られた結果の中には,階数1の非コンパクト型対称空間の超曲面の「かたち」に大きな制約を与える定理が含まれており,これは分類に向けての大きな進歩である.非コンパクト型対称空間の等質超曲面の分類は,実双曲空間の場合しか知られていないが,我々の得た結果を適用することによって,複素双曲空間の等質超曲面の分類が得られる.現在,他の階数1対称空間の場合についても研究中である.また,可解群や巾零群の幾何学についての研究も行った.非コンパクト型対称空間は可解群として実現できることが知られているが,その「類似」の可解群を考えることによって,等質アインシュタイン多様体の新しい例を構成することが出来た.これらの研究を遂行するため,国内外に出張し,多くの数学者と研究打ち合わせを行った.特に,本科研費の援助を受けてドイツのOberwolfach研究所に滞在し,Jurgen Berndt氏(イギリス,Hull大学)と共同研究を行ったことは,非常に有意義であった.本研究の目的の一つである「非コンパクト型対称空間の等質超曲面の分類」に関しては,様々な結果を得ることが出来た.特に対称空間の階数が1の場合に得られた進展は極めて大きいと思われる.その成果に関しては,日本数学会秋季総合分科会に於いて,特別講演という形で発表した.現在その論文の完成を目指しているところである.また,平行して,階数が高い対称空間の等質超曲面に関する研究も行い,いくつかの興味深い例を構成することが出来た.我々の例は,ある統一的な手法によって構成されており,その帰結として「階数が高い場合には超曲面の全体の構造は極めて複雑である」ことが示唆される.また可解多様体に関する研究も行い,前年度までに得られていた結果を拡張することが出来た.この結果は,新たな非コンパクト等質Einstein多様体の構成である.Einstein可解多様体にはある種の代数的な不変量が定義されるが,我々の例は,その不変量の形が今までに知られていたものとは極めて異なっている.この成果については,プラハで行われた国際研究会で発表を行い,その研究会の報告集に於いて発表される予定である.