hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
サルの視床背側内側核・前腹側核ニューロンの空間的認知機能の解明

サルの視床背側内側核(MD)及び前腹側核大細胞部(VAmc)の空間認知機能を解明するため、記憶誘導性サッケード課題(ODR課題)で2頭のサルを訓練し、サルがその課題を遂行中にMD・VAmc核を含むと考えられる視床部位で細胞外記録により単一ニューロン活動を調べた。463個の視床ニューロンが記録され、組織学的検索の結果、記録ニューロンはMD核及びその周辺核(VLc、LP、VPLcなど)で観察されたが、VAmcでは認められなかった。記録されたMDニューロンのうちODR課題に関連して発射活動を変化させたニューロンは18%で、MD核外側部に局在していた。このMD核外側部へは黒質網様部や上丘から入力を受け、前頭前野背外側部(46、8a、9)に投射していることが解剖学研究から明らかにされている。ODR課題の視覚刺激呈示期、遅延期、反応期に関連して発射活動を変化させたMDニューロンの割合はそれぞれ32%、26%、76%であり、また大部分のサッケード関連ニューロンは方向選択性を有していた。サッケード関連ニューロンのうち反応期にだけ発射活動を変化する純粋なサッケード関連ニューロンは69%であり、サッケード関連ニューロンのうち2/3近くのニューロンはサッケード開始前に発射活動を変化させるプレサッケードニューロンであった。ODR課題に対するMD核の以上の所見は、すでに報告されている前頭前野背外側部のニューロン特性に非常に類似していた。この研究結果は、"MD核外側部の空間認知機能は、解剖学的結合を有する前頭前野背外側部のそれを反映しており、反回性の興奮性経路に関して重要な役割を担っている可能性を示唆している"、ということを初めて示す知見である。サルの視床背側内側核(MD)及び前腹側核大細胞部(VAmc)の空間的認知機能を解明するため、眼球運動を用いた遅延反応課題である記憶誘導性サッケード課題(ODR)で2頭のサルを訓練した。このうち訓練を終了した一頭に、あらかじめMRI撮影でMD・VAmc核の位置を確認後、それら神経核の直上に脳定位的に記録用シリンダーを頭蓋骨上へ設置するための手術を行った。サルが手術から充分回復後、マイクロマニピュレーターを駆動して記録電極を視床MD・VAmc核が存在すると考えられる部位に進め、サルがODR課題遂行中の単一細胞外記録を行っている。解剖学的研究より前頭前野背外側部へ密な線維投射が存在することが明らかになっているMD核外側部・VAmc核とみられる部位で記録を試みている。現在までに得られたデータでは、MD核外側部と考えられる部位でODR課題の反応期(サッケード眼球運動)に関連して自発発火頻度を変化させるニューロンが見つかっている。また同じ部位で視覚刺激呈示期に反応するニューロンも少数見出された。今後、MD核外側部・VAmc核以外の視床核でも記録を試み、そこで記録されるニューロンのODR課題に対する発火パターンがMD核外側部で見出されているニューロンの発火パターンと異なるかどうかを調べる必要がある。ただし最終的な記録部位の確認は、実験終了後の組織学的検索を待たなければならない。2頭目のサルについても、MR撮影をすでに終了しており、近日中に頭蓋骨上への記録シリンダーの埋め込み手術を行う予定である。
わが国の高血圧に及ぼす身体・心理・社会的危険因子の時代的変遷と予防法に関する研究

秋田、大阪、茨城の地域住民における高血圧の有病率は、女性では1970年代から2000年代にかけて継続的に低下傾向がみられたが、男性では、1990年代までは低下傾向であったものの、2000年代になって上昇に転じた。高血圧の危険因子を検討した結果、特に男性では高血圧に対する肥満の寄与率が1970年代から2000年代にかけて上昇傾向がみられることから、近年の男性における高血圧者の増加には肥満が寄与している可能性が考えられた。また家庭血圧との関連では、肥満者に隠れ高血圧が多くみられていたことから、我が国の高血圧対策には今後肥満の管理が重要と考えらえた。研究目的:長期間疫学研究を実施している地域住民・大阪職域従業員を対象として、1980年代、1990年代、2000年代の3期に分けたコホートにより、高血圧と身体・心理(行動)・社会的因子、および生活習慣との関連を下記の3つのテーマに沿って横断・縦断研究によって分析することを目的とした。方法と結果:研究1)地域住民における高血圧と生活習慣・身体的因子との関連の時代変遷についての研究:秋田、茨城、大阪、高知の地域住民の健診結果を1980年から2005年にかけて分析した結果、女性では、最大・最小血圧値がともに1980年代から2000年代にかけて低下傾向を示したのに対し、男性では最小血圧値が1990年代から2000年代にかけて上昇傾向を示し、高血圧の頻度も多くなってきた。女性では1980年代から2000年代にかけて、肥満者の頻度が少なくなってきたのに対し、男性では肥満者の割合、肥満度の平均値ともに上昇傾向がみられ、このことが血圧レベルの上昇に関与している可能性が示唆された。研究2)地域、職域における高血圧と心理・社会的因子との関連の時代的変遷についての研究: 1990年代の地域住民および職域を対象として、自覚的ストレス、怒り、不安、睡眠時間等の因子と高血圧発症との関連を縦断的に検討した結果、特に怒りを内にためることが将来の高血圧発症のリスクの上昇と関連した。また、睡眠時間と高血圧発症との関連はU字カーブを示し、睡眠時間が極端に少ないことも多いことも高血圧のリスクの上昇と関連していた。研究3)地域における家庭血圧と生活習慣および身体・心理・社会的因子との関連についての研究:秋田県、大阪府の地域住民男女930人に対して家庭血圧測定を実施した結果、全体の約2030%に健診時は正常でも家庭でのみ血圧が上昇する隠れ高血年が認められた。特に起床時の隠れ高血圧には肥満や睡眠障害が関連することが示唆された。【目的】日本人の生活習慣の欧米化に伴い、高血圧に及ぼす生活習慣の影響が過去数十年に渡って変化してきた可能性が考えられる。しかしながら、高血圧と生活習慣との関連について、長期的な動向を検討した研究は少ない。そこで本研究では、わが国の高血圧の重要な危険因子である肥満および飲酒と高血圧との関連について長期的な推移を検討することを目的とした。【方法】19752008年の33年間に秋田県I町、茨城県C市K地区、高知県N町、大阪府Y市M地区の健診を受診した4074歳の地域住民男女を対象として、受診年別に第1期(197584年)、第2期(198594年)、第3期(19952000年)、第4期(200108年)に分け、それぞれの期間において高血圧と肥満、飲酒との関連を横断的に分析した。脳卒中、心筋梗塞の既往がある者、血圧値のデータがない者を除いた1期10,082人、2期11,778人、3期10,328人、4期10,963人を対象に解析を実施した。解析は高血圧(最大血圧≧140mmHg、最小血圧≧90mmHg、もしくは降圧剤服用者)と肥満(BMI≧25kg/m2)、多量飲酒(エタノール≧46g/日)との関連をロジスティック回帰分析により年齢調整、多変量調整オッズ比、および人口寄与危険割合(population attributable fraction : PAF)を算出した。【結果】各期における高血圧の有病率は男性が52%、47%、41%、44%、女性が44%、41%、37%、36%であり、第1期から3期にかけては低下傾向がみられたが、男性では4期に上昇に転じた。肥満は男性では第1期から4期にかけて持続的に増加したが、女性ではその傾向はみられなかった。また逆に多量飲酒者は男性において第1期から4期にかけて低下していた。

高血圧に対する多変量調整オッズ比を算出した結果、男性では肥満、多量飲酒はともに第1期から4期にかけて有意に高血圧に関連していたが、女性では肥満のみが関連し、多量飲酒は4期のみ有意に関連していた(オッズ比:2.12、p=0.01)。また、男性では肥満のPAFが12.4%、13.5%、13/2%、14.8%と増加傾向がみられたのに対し、多量飲酒は17.4%、16.2%、12.3%、7.3%と減少傾向がみられた。一方女性では、肥満のPAFは17.7%、17.2%、13.8%、14.6%とむしろ減少傾向であった。【結論】男性では、1970年代から2000年代にかけて高血圧に対する肥満の人口寄与危険度が増加しつつあり、女性では近年多量飲酒者が多くなり、2000年代になって高血圧との関連がみられるようになってきた。地域における高血圧予防のために今後も継続的な肥満・飲酒対策を行う必要がある。【目的】家庭で測定された血圧(家庭血圧)は、将来の脳卒中をはじめとする循環器系疾患の予測に有効であることが報告されており、その測定が広く普及している。それとともに、健診や医療現場では正常血圧であっても家庭では高血圧を示す隠れ高血圧(仮面高血圧)の存在が明らかになってきた。そこで本研究は、長期間疫学研究を実施している地域を対象として、隠れ高血圧の頻度及びその関連因子を検討することを目的とした。【方法】秋田県及び大阪府住民の内、20092013年に健診を受診した4075歳の男女を対象とした。対象者には自宅にて3日間の家庭血圧測定(起床時、就寝時)を依頼し、測定が実施できた2,410人(秋田1,018人、大阪1,392人)を分析対象とした。健診時、家庭血圧ともに高血圧の者を「持続高血圧」、家庭血圧のみで高血圧の者を「隠れ高血圧」、健診時のみ高血圧の者を「白衣高血圧」、健診時、家庭血圧ともに正常な者を「正常血圧」と4つに分類し、それぞれの頻度を算出した。【結果】2,410人中1,016人(42%)が家庭高血圧の基準にあてはまった。家庭血圧の平均値は女性よりも男性の方が、就寝時よりも起床時の方が高く、特にこの傾向は男性においてより強くみられた。就寝時と起床時の血圧差には多量飲酒(2合以上/日)が関連していた。2,410人中、持続高血圧は442人(18%)、隠れ高血圧は601人(25%)、白衣高血圧112人(5%)、正常血圧1,255人(52%)であった。隠れ高血圧の頻度に地域差はみられなかったが、女性よりも男性に多い傾向があった。また、隠れ高血圧は肥満者により多くみられた。【結論】地域住民において健診受診者の4分の1に隠れ高血圧がみられた。健診において正常血圧と判定された者の内、約3分の1は家庭高血圧であることから、健診での血圧評価に加えて、家庭での血圧評価が重要と考えられる。【目的】高血圧はわが国の循環器疾患の最も重要な危険因子である。本研究では、長期間疫学研究を実施している地域・職域を対象として、わが国の高血圧に関連する身体・心理・社会的因子の時代変遷を検討すること、および現在のわが国の高血圧発症に関する危険因子を同定することを目的とした。【研究1】地域住民における高血圧と生活習慣および身体的因子との関連の時代変遷についての横断・縦断研究:地域住民男女を対象として、第1期(197584年)、第2期(198594年)、第3期(19952000年)、第4期(200108年)に分けて解析した結果、各期における高血圧の有病率は第1期から3期にかけては低下傾向がみられたが、男性では4期に上昇に転じた。男性では肥満、多量飲酒はともに第1期から4期にかけて有意に高血圧に関連していたが、女性では肥満のみが関連し、多量飲酒は4期のみ有意に関連していた。
有機金属ハイブリッド共役ポリマーの創製と新機能発現

遷移金属原子問を共役系有機配位子で架橋した高分子錯体は、フレキシブルなπ-軌道とd-軌道の相互作用によって多彩な構造や電子状態を生み出すことが可能であり、新しい機能性材料の構成ユニットとして注目されている。申請者らはこれまでに様々な構造の共役アセチレンを架橋配位子に用いて、特徴的な分子形状を持つ有機金属高分子錯体の精密合成に成功している。本研究では、優れた電気化学的特性を有する遷移金属錯体とレドックス反応に伴う構造変化に柔軟に対応できるように分子設計した共役アセチレン架橋配位子を組み合わせて、新しい有機金属ハイブリッド型共役ポリマーを創出し、その特性・機能を明らかにすることを目的とした。今年度は、まず適切な構成単位の分子設計について検討し、トリ(エチニルフェニル)アミン架橋3核ルテニウムアセチリド錯体を合成した。この錯体では、3つのルテニウム原子と架橋配位子上の窒素原子が段階的に酸化還元され、特にルテニウム原子1つだけが酸化された混合原子価状態が安定であることが分かった。また、混合原子価状態では近赤外領域に幅広い吸収が観測され、ルテニウム原子間で電子移動が起こることも明らかにした。さらに、このルテニウム3核錯体を構成単位として、規則的な枝分かれ構造を持った高分子であるデンドリマーへの展開についても検討した。末端アセチレンの保護基としてトリメチルシリル基とトリイソプロピルシリル基を使い分け、パラジウム触媒によるアリール基のアミノ化反応を組み合わせて、コンバージェント法によるデンドリマー合成に必要なビルディングブロックを効率的に合成することに成功し、高世代デンドリマーへと展開する準備を整えることができた。
溶液NMRからの長距離情報による蛋白質立体構造決定法の開発

従来の溶液NMRによる蛋白質の立体構造決定においては、核オーパーハウザー効果(NOE)による水素原子核間距離情報とスカラー結合による2面核情報のみで決定されていた。最近になって、磁場中に弱く配向した試料を使った残余双極子間相互作用や、水素結合の供与基、受容基間に見られるスカラー結合を利用した水素結合同定法などの構造上も使われるようになってきた。本研究ではその2種類の手法の利用と開発を行った。生体高分子の水素結合はX線解析法やNMRなどにより決定された座標を基に言わば間接的に予測されるのが一般的である。これは水素結合の存在を直接観測するのが困難であったからである。我々はヒトの酸化ヌクレチド分解酵素MTH1蛋白質、原核生物キチナーゼのフィプロネクチンタイプIII様ドメイン、ヒトサイトカインIL-18について主鎖間の水素結合をスカラー結合によって直接観察を行い、立体構造決定の情報として利用した。TROSY法を利用したHNCOスペクトル測定により、水素結合の供与基、受容基を構成する多くのアミド窒素とカルボニル基間のスカラー結合が観測された。これは構造決定において信頼に足る初期構造を与えるため、重要な改良となった。特に非規則的なβシート部分、枝分かれした水素結合の同定に甚大な効果を示すことがわかった。また新しい手法として水素結合のスカラー結合による直接観察については、Ras-GDPの系で主鎖アミド基とヌクレオチドーリン酸中のリン原子の間に、スカラー結合が存在することを初めて示した。観測されたのは^<15>N核と^<31>P核、^1H核と^<31>P核、の問である。これらのスカラー結合はP-O-H角度に大きく依存すると考えられれた。残余双極子-双極子相互作用の測定に関しては以下の実験を行った:(1)リン資質DMPC,DHPC混合物によるディスク状ミセルbicelleを共存させることによる試料蛋白質の部分配向、(2)Pf1ファージを共存させることによる試料蛋白質の部分配向、(3)ファージにより配向させた蛋白質試料の主鎖アミドプロトン-アミド窒素、アミド窒素-カルボニル炭素、α炭素-α水素核間の残余双極子-双極子相互作用の測定、(4)得られた双極子-双極子相互作用の立体構造へのフィッティング、(5)得られた双極子-双極子相互作用による構造情報の立体構造計算への適用。(1)に関してはbicelle作成が困難であった。しかし混合比、混合方法の検討と除湿の徹底などにより、磁場中できちんと配向するbicelleを調整することに成功した。しかし蛋白質と混合すると多くの場合、蛋白質とbicelleの強い相互作用、蛋白質あるいはbicelleの変性といった不都合な結果となった。また安定に蛋白質-bicelle系が得られた場合も数日間の内にbicelleの変性を招いた。(2)に関しては安定な測定が可能となり、(3)の各種測定が可能となった。ヒトMTH1蛋白質に対して、得られた双極子-双極子相互作用の立体構造へのフィッティングしてみたが、あまり良い一致を示さない。双極子-双極子相互作用を構造計算にいれたものでは良いフィッティングが得られた。しかし、双極子-双極子相互作用を計算に導入することによって有意な立体構造決定の改善は確認されていない。構造計算への導入に考慮が必要であろう。

ヒトMTH1蛋白質について主鎖間の水素結合をスカラー結合によって直接観察を行い、立体構造決定の情報として利用した。TROSY法を利用したHNCOスペクトル測定により、水素結合の供与基、受容基を構成する多くのアミド窒素とカルボニル基間のスカラー結合が観測された。これは構造決定に重大な改良を与えた。特に非規則的なβシート部分、枝分かれした水素結合の同定に甚大な効果を示すことがわかった。水素結合のスカラー結合による直接観察については、Ras-GDPの系で主鎖アミド基とヌクレオチドリン酸中のリン原子の間に、初めてスカラー結合が存在することを示した。生体高分子における水素結合は、1)2次構造、3次構造の形成、安定化、2)分子認識、3)酵素反応、などに重要な役割を果たす。ところが生体高分子の水素結合はX線解析法やNMRなどにより決定された座標を基に言わば間接的に予測されるのが一般的である。これは水素結合の存在を直接観測するのが困難であったからである。実験事実に基づく推定としては、NMRにおける化学シフト、遅いアミドプロトン交換などが利用されるのみであった.ところが最近、蛋白質、核酸においてアミド基やイミノ基を介した水素結合では供与基と受容基の15N-15N,15N-13Cなどにスピン結合が存在することがわかった.我々はヒトの酸化ヌクレチド分解酵素MTH1蛋白質、原核生物キチナーゼのフィブロネクチンタイプIII様ドメイン、ヒトサイトカインIL-18について主鎖間の水素結合をスカラー結合によって直接観察を行い、立体構造決定の情報として利用した。これは構造決定において信頼に足る初期構造を与えるため、重要な改良となった。また新しい手法として水素結合のスカラー結合による直接観察については、Ras-GDPの系で主鎖アミド基とヌクレオチド-リン酸中のリン原子の間に、初めてスカラー結合が存在することを示した。
微小生物のPIXE分析法の開発と微量元素の濃縮機構解明への適用

7年度は、最新の多元素分析法であるPIXEを用い、これまでにない100μg以下の微少量の生物体中の主要元素からngレベルの微量元素の定量をめざした。PIXEでの微少量試料の高感度分析のため、新規開発の厚さ約1000Å薄膜を試料支持膜に適用した。種々の生物体標準試料のPIXE分析実験と理論的な計算を用いての分析感度を求め、0.1ng以下の多元素を同時分析できることを確かめた。人工環境中で飼育した体長1mm以下の微小な甲殻類に適用し結果、一匹の甲殻類中の主要元素から1ng以下の微量元素まで10元素の定量に成功した。分析値の集積を行った結果、甲殻類の生長に伴い、生体中の元素組成、特にCaが変態等の生長過程で変化することがわかった。平成8年度は、海洋における栄養の一次生産者の代表である珪藻の人工飼育と、PIXE法での多元素分析を行った。珪藻には縦約100μm、幅約20μmの紡錘形のPhaeodactylum sp.を用いた。PIXE法では分析に供する試料量が100μg程度なため、試験管中の培養で十分であった。培養液は栄養強化海水20ml、温度は22°C、照度は約2000luxで12時間明暗とした。Phaeodactylumはこのような簡単な培養条件下で10日で70倍に増殖させることができた。珪藻は一定期間培養し、培養液を1015ml取り出し、孔径5μmのフィルターで吸引ろ過し、乾燥することでPIXE用の照射試料を得た。PIXE分析により珪藻中の15元素を20分ほどで定量できた。生体必須元素の亜鉛を1ppm程度添加した培養液中で珪藻を飼育した。一定期間飼育後の珪藻中の亜鉛を含む15元素を定量した。珪藻中の亜鉛含有量は増加していること、飼育期間によって変化すること、死骸にも亜鉛が含まれることなどの新しい知見が得られた。本年は、最新の多元素分析法であるPIXEを用い、これまでにない100mg以下の微少量の生物体中の主要元素からngレベルの微量元素の定量をめざした。PIXEでの微少量試料の高感度分析には、なるべく薄い試料支持膜が必要であるが、ここでは私の開発した厚さ約1000Å薄膜を試料支持膜に適用した。本年度開発したPIXE分析法を人工環境中で飼育した体長1mm以下の微小な甲殻類に適用した。その結果、一匹の甲殻類中の主要元素から1ng以下の微量元素まで10元素の定量に成功した。分析値の集積を行った結果、甲殻類の生長に伴い、生体中の元素組成、特にカルシウム量が変態等の生長過程で変化することがわかった。一方、甲殻類の餌となる海産のクロレラの飼育と乾燥処理の基礎検討を行った。本年は極薄い試料支持膜を用いるPIXEで、これまでにない100μg以下の微少量の生物体中の主要元素からngレベルの微量元素の定量に成功した。このPIXE法の分析

感度を求め、その結果を学術雑誌(International Journal of PIXE,4(1994)1-7)に報告した。本年度はPIXE分析法を人工環境中で飼育した体長1mm以下の微小な甲殻類に適用できたか、目標とする人工飼育した藻類の多元素分析のあしががりとなるものと評価できる。また微小な甲殻類において、生体中の元素組成、特にカルシウム量が変態等の生長過程で変化することが初めてわかった。本年度は、海洋における栄養の一次生産者の代表である珪藻の人工飼育と、珪藻中の主要及び微量元素を最新の多元素分析法であるPIXE法で定量した。珪藻には岩手県沖の太平洋で採取後、純粋培養され、稚魚や稚貝の餌として利用されてるPhaeodactylum sp.を用いた。Phaeodactylumは縦約100μm、幅約20μmの紡錘形である。PIXE法では分析に供する試料量が100mg程度で十分なため、試験管レベルの培養で十分であった。培養装置は、恒温式循環水槽に培養容器のネジ付き試験管を立て、上から蛍光灯を用いて照射できるよう自作した。培養液は海藻用栄養強化海水(PES)20ml、温度は22°C、照度は約2000luxで12時間明暗とした。Phaeodactylumはこのような簡単な培養条件下で10日で70倍に増殖させることができ、微細藻類の人工飼育の目標を達成した。珪藻は一定期間培養し、上澄み液を1015ml取り出し、孔径5μmのニュークリポアフィルターで吸引ろ過し、乾燥することでPIXE用の照射試料を得た。このフィルターを日本アイソトープ協会仁科記念サイクロトロンセンターで3MeVのプロトンビームを照射しPIXE分析を行った。その結果、珪藻中に比較的多量にあるNa、Mg、Al、Si、P、S、Cl、K、Caから微量のMn、Fe、Cu、Zn、Pb、Srが20分ほどで定量できた。試料量は100mg程度で微量の微細藻類の多元素分析の目標を達成した。生体必須元素で、生体中に微量しか含まれていない亜鉛に着目し、亜鉛を1ppm程度添加した培養液中で珪藻を飼育した。一定期間飼育後の珪藻中の亜鉛を含む15元素を定量した。その結果、珪藻中の亜鉛含有量は培養液中に亜鉛を添加しなかった場合よりも増加していること、飼育期間によって変化すること、死骸にも亜鉛が含まれることなどの新しい知見が得られた。
口腔悪性腫瘍の浸潤・転移を制御する糖鎖分子の探索と分子標的治療への応用

口腔悪性腫瘍(口腔癌)は高齢者に高発する癌腫であり,今後の高齢化社会を迎えるにあたり患者数が増加することが見込まれている.細胞表面の粘液糖蛋白の糖鎖構造は癌化により変化をきたし,浸潤・転移の悪性挙動に重大な影響を与える.口腔癌の臨床標本の解析と臨床経過に関するデ=タベースの構築し,口腔癌における糖転移酵素のN-アセチルグルコサミン転移酵素V(GnT-V)の発現状態と比較検討した.その結果,GnT-Vの発現低下が口腔癌の予後不良因子としてのバイオマーカーになりえることが示唆された.口腔悪性腫瘍(口腔癌)は高齢者に高発する癌腫であり,今後の高齢化社会を迎えるにあたり患者数が増加することが見込まれている.細胞表面の粘液糖蛋白の糖鎖構造は癌化により変化をきたし,浸潤・転移の悪性挙動に重大な影響を与える.口腔癌の臨床標本の解析と臨床経過に関するデ=タベースの構築し,口腔癌における糖転移酵素のN-アセチルグルコサミン転移酵素V(GnT-V)の発現状態と比較検討した.その結果,GnT-Vの発現低下が口腔癌の予後不良因子としてのバイオマーカーになりえることが示唆された.癌細胞表面の糖鎖構造の異常は転移・浸潤などの悪性挙動に深く関与することが知られている.糖転移酵素GnT-Vは,ノックアウトマウスの解析結果より,癌の転移・浸潤を促進する分子であることが報告されている.高転移性の癌細胞におけるGnT-Vの活性は高いことが報告されており,GnT-Vによる糖鎖修飾によるプロテアーゼ活性の変化,最近発見されたGnT-V自身が有する血管新生の機能が関与すると考えられている.そこで本研究では,GnT-Vの発現が亢進している胆嚢癌に着目し,胆嚢癌の悪性挙動に関与するGnT-Vの腫瘍生物学的意義を明らかにするために,siRNA処理を行うことによりGnT-Vの発現と活性レベルの異なる3種類の胆嚢癌細胞株を構築し,それらの腫瘍生物学的形質について比較検討を行った.胆嚢癌細胞株(TGBC44-TKB)に対してsiRNA処理を行い,GnT-V発現をノックダウンした細胞を構築し,GnT-V発現レベルおよび活性値の解析結果より,オリジナル細胞に比して,その発現と活性が高度に低下している細胞,中等度に低下している細胞,ほとんど低下が見られない細胞の3種類の胆嚢癌細胞株を選択した.それらの細胞株を用いて,細胞増殖能,皮下腫瘍形成能,血管新生能,肝転移能について比較検討を行った.siRNA処理を行った胆嚢癌細胞株3種類を用いた実験では,細胞増殖能,皮下腫瘍形成能,皮下腫瘍における血管密度(CD31染色)及び肝転移能は,すべて有意にGnT-V発現レベル及び活性値と相関する結果となった.胆嚢癌細胞株を使用した実験において,GnT-V発現及び活性値と増殖能,血管新生能,肝転移能は有意に相関することから考察すると,胆嚢癌細胞の悪性挙動とGnT-V発現の強い相関が証明された.胆嚢癌におけるGnT-Vの発現は,腫瘍生物学的悪性度を反映する因子であると考えられた.口腔癌は高齢者に高発する癌腫であり,今後の高齢化社会を迎えるにあたり患者数が増加することが見込まれている.早期口腔癌は5年生存率が8090%以上の報告が多く,良好な予後が見込めるが,進行癌では4060%と予後不良である.種々の観点から治療法の改善が検討されて来たが,ここ数十年治療成績は殆ど改善されていない.この背景には,進行癌の症例数が減少していないこと,悪性度の高い癌,すなわち,局所浸潤性の高い,高転移性の癌腫が依然として十分に制御できない問題点が挙げられる.細胞表面の粘液糖蛋白の糖鎖構造は癌化により変化をきたし,浸潤・転移の悪性挙動に重大な影響を与える.代表者らは口腔癌の臨床標本の解析と臨床経過に関するデータベースの構築し,口腔癌では糖転移酵素のN-アセチルグルコサミン転移酵素V(GnT-V)が高頻度に発現している症例が多いとの成績を得た.また,GnT-V発現症例と非発現症例に関する術後予後については解析中である.本研究では,口腔癌におけるGnT-V発現の腫瘍生物学的意義を悪性挙動の点より解明していった.口腔癌細胞株への糖転移酵素GnT-Vの遺伝子導入と導入細胞のクローニングに時間を要していることより,先に遺伝子導入が完了している胆嚢癌細胞にて形質変化を検討した.siRNA処理を行った細胞株3種類を用いた実験では,細胞増殖能,皮下腫瘍形成能,皮下腫瘍における血管密度(CD31染色)及び肝転移能は,有意にGnT-V発現レベル及び活性値と相関する結果となった.胆嚢癌細胞株を使用した実験において,GnT-V発現及び活性値と増殖能,血管新生能,肝転移能は有意に相関することから考察すると,胆嚢癌細胞の悪性挙動とGnT-V発現の強い相関が証明された.胆嚢癌におけるGnT-Vの発現は,腫瘍生物学的悪性度を反映する因子であると考えられた.次年度には,口腔癌に関する検討を行う.口腔悪性腫瘍(口腔癌)は高齢者に高発する癌腫であり,今後の高齢化社会を迎えるにあたり患者数が増加することが見込まれている.

細胞表面の粘液糖蛋白の糖鎖構造は癌化により変化をきたし,浸潤・転移の悪性挙動に重大な影響を与える.口腔癌の臨床標本の解析と臨床経過に関するDBの構築し,口腔癌における糖転移酵素のN-アセチルグルコサミン転移酵素V(GnT-V)の発現状態と比較検討した.口腔扁平上皮癌と診断された73例のGnT-V発現陽性は69.8%であった.単変量解析ではGnT-V陰性群において,有意に60歳未満(P = 0.008),女性(P = 0.041),アルコール摂取(P = 0.035)が多かった.しかし,喫煙,T分類,Stage分類(StageI+IIとStageIII+IV),リンパ節転移の有無,分化度(well+moderateとpoor),Anneroth分類に関しては有意差を認めなかった.GnT-Vの陽性群,陰性群間で術後再発,転移率に有意差は認めなかったが,GnT-V陰性群において5年生存率が有意に低いという結果であった(GnT-V陽性群:87.3%、GnT-V陰性群:60.9%、P = 0.025).臨床病理学的特徴の因子とGnT-V発現について多変量解析を行ったところ,5年生存率とGnT-Vの発現の有無には有意差を認めた.GnT-Vの発現低下が生じることにより約5倍程度に生命予後が不良になる結果であった.また,術前化学放射線療法を併用した症例において,GnT-V陰性群は5年生存率が低く予後不良であったことから,GnT-Vの発現低下は,化学放射線療法に対して抵抗性となる可能性が示唆された.GnT-Vの発現低下が口腔癌の予後不良因子としてのバイオマーカーになりえることが示唆された.口腔癌細胞株への糖転移酵素GnT-Vの遺伝子導入と導入細胞のクローニングに時間を要している.24年度が最終年度であるため、記入しない。糖転移酵素GnT-Vの遺伝子導入細胞の構築ならびに皮下腫瘍モデル,転移モデルの作製をおこない,口腔癌におけるGnT-Vの意義について検討していく.24年度が最終年度であるため、記入しない。
南宋絵画史における仏画の位相―都と地域、中国と周縁―

南宋仏画の制作の場を考察することは、中国の周縁に位置する朝鮮や日本で、多様な中国の土俵から、何が取捨選択され、どのようなフィルターを通して受容されたのかを知る格好の材料となる。本研究では、従来、無視されてきた南宋の都杭州における仏画制作の多様な様相を理解するための有効な概念モデルを提示した。一部の作例について寧波仏画とする見解もあるが、宮廷画壇との直接的な交渉をもたない寧波仏画は、議論の枠組みとして杭州仏画の存在を前提としなければ、南宋絵画史上、十分に機能しない。南宋仏画の故郷における様相の解明は、南宋絵画史にとどまらず、東アジア絵画史全般についての議論の枠組みを再構築するものとなった。1、国内外におけるワークショップの開催本研究では、南宋仏画の位相を定置しうる南宋絵画史の枠組みを再構築するための概念モデルを構築すべく、国内外でのワークショップを継続的に開催することを課している。今年度は、2つのワークショップを主催し、多くの参加者を交えて議論した。(1)南宋絵画研究の現況と課題I-李唐をめぐって(九州大学文学部:2012年2月6日)発表者として、陳韻如(台北故宮博物院)女史を招聘し、同氏と井手が研究発表を行い、李唐における北宋絵画の援用、南宋仏画における李唐画の受容について、議論を行った。大徳寺伝来の五百羅漢図に関する最新の研究成果にもとづいて、井手とともに、北澤菜月(奈良国立博物館)、Sukhee LEE (Rutgers University)、Phillip BLOOM (Harvard University)、Gregory LEVINE (UC Berkeley)の都合5名が研究発表を行い、美術史、東洋史、宗教史の研究者を交えた学際的な観点から、大徳寺五百羅漢図のもつ社会史・地域史的意義、グローバルアートとしての今日的意義について議論した。また、ワークショップとあわせて、参加者によるボストン美術館所蔵の大徳寺本10幅、関連する北宋から南宋時代の絵画の熟覧調査を行った。2、個々の研究分担者の調査研究南宋仏画の位相を定置するために、南宋仏画を育んだ作画環境についての多角的な分析が必要となるが、その課題に対して、呉越国以来の杭州における仏教文化の伝統(谷口)、北宋の都開封における呉越文化の受容と南宋の杭州におけるその展開(塚本)、南宋杭州における宮廷と禅宗絵画(板倉)について、調査研究をすすめ、一部を、研究論文として公にした。3、研究資料の蓄積とデータ化大学院のゼミを利用して南宋仏画資料の蓄積と分析を行い、相互利用のためのデータ化を進めた。1、ワークショップの開催フィリップ・ブルーム氏(インディアナ大学)を迎え、東京大学東洋文化研究所でシンポジウム「南宋時代仏教絵画の諸問題」を開催(1月6日)し、ブルーム氏と井手が発表を行い、また「南宋における仏教絵画をめぐる場ー寧波と杭州、宮廷と民間、寺院と儀礼・信仰ー」と題し、参会者で議論した。2、国際的な場における研究成果の公表井手と板倉は、韓国東国大学校で開催された国際シンポジム(6月21日)で、周縁における中国の規範的な文化の受容とその伝播について発表したほか、井手は、ベルリン自由大学主催の国際シンポジウム(6月27日)で南宋涅槃図の変容について発表、またスタンフォード大学(2月27日、3月13日、3月17日)とケンタッキー大学(3月6日)、シンシナティ美術館(3月8日)で、南宋仏画の諸問題と東アジア地域における受容の様相について講演を行った。板倉は、上海復旦大学文史研究院にて開催の夏セミナー(6月26日)で、東アジアの観点から仏画を含めた中国の規範的な絵画の伝播と受容の問題を議論し、塚本は、シカゴで開催された美術史学会CAA(2月12日)で、禅月羅漢の江戸時代における受容について発表した。3、個々の研究分担者の調査研究井手・谷口は、大徳寺伝来五百羅漢図について継続的に研究をすすめ、その成果を『大徳寺伝来五百羅漢図』としてまとめ、2014年5月に出版する予定(京都・思文閣出版)。谷口は、宋代仏画の金光明懺法本尊画像について、その日本における受容の観点から、研究成果を公にした。板倉は、南宋の宮廷画壇の画家と都杭州の禅林との研究をまとめた。塚本は、宋代の宮廷コレクションにおける仏教の聖遺物等の意味を探り、また東京国立博物館が所蔵する中国絵画模本の調査を中心に、南宋仏画の規範性の検証を行い、研究論文として公にした。1、ワークショップの開催

今年度は、国外の研究協力者であるユキオ・リピット氏(ハーバード大学)を迎え、2部構成でワークショップを開催した。第一部は「南宋仏画とその周縁」と題し、佐賀県立美術館における鏡神社所蔵の水月観音像の特別陳列にあわせ、宋代絵画の朝鮮における受容やイコンとしての機能について協議した。井手、リピットの他、西洋の宗教美術を専門とする京谷啓徳(九州大学)を交え、宋代絵画の規範性と周辺地域での受容について、東西との比較をふくめて協議できたことは大きな収穫となった(佐賀県立美術館:2012年2月25日、26日)。第二部は、南宋仏画の意味と機能をその絵画表象から考えることを目的とし、「南宋仏画と儀礼」と題して、宋代に確立した儀礼との関係を中心に井手と谷口が発表を行い、参加者で協議した(九州大学文学部:2013年2月27日)。2、国際的な場における研究成果の公表積極的に国際シンポジウム等に参加し、井手は、フロリダ大学ハーン美術館で開催された韓国美術のシンポジウム(2012年12月1日)と大塚国際美術館で開催された国際美術史学会(2013年1月16日)で、唐絵として受容された南宋仏画や高麗仏画の意義について発表したほか、塚本は、河南大学の宋代史シンポジウム(2012年8月12日)、香港芸術館での中国絵画講座(2012年12月16日)で、南宋仏画の前史となる北宋宮廷における江南仏教美術の受容について発表した。3、個々の研究分担者の調査研究井手が、寧波の石材で造られた薩摩塔や石塔の調査を行ったほか、呉越国以来の杭州における仏教文化の伝統(谷口)、北宋の都開封における呉越文化の受容と南宋の杭州におけるその展開(塚本)、南宋杭州における宮廷と禅宗絵画(板倉)について継続的に調査研究をすすめ、一部を、研究論文として公にした。東北大震災の影響でやや研究のとりかかりが遅れたが、ノルマとして定めていた国内外におけるワークショップの開催を行うことができたため。25年度が最終年度であるため、記入しない。本研究では、南宋仏画の位相を定置しうる南宋絵画史の枠組みを再構築するための概念モデルを構築すべく、国内外でのワークショップを継続的に開催することを課しているが、今年度においては、国外でのワークショップの開催を実現できなかったことが、大きな反省課題となる。しかしながら、その分を補う形で、井手と塚本が積極的に国内外で開催された国際シンポジウムに参加し、関連発表を行うことができたことを多としたい。また国内でのワークショップの開催が、主として研究代表者の九州大学で行われていることが多く、それ以外の場での開催が十分ではないことも、反省すべき課題となっている。この点については、研究分担者とのスケジュール調整を早い段階で行うことができなかったのが理由である。次年度には、東京または関西でのワークショップを実現し、より広範な研究者との議論の場を設定し、研究内容の評価を高める努力を行っていくことにしたい。個々の研究分担者が行っている研究については、それぞれ順調な進展がみられる。それらを統合し、また対立する軸を設定して、より徹底した議論を行う機会を設けるようにつとめる必要性があると感じている。これらの現況から、現段階での達成度は、七割を越える程度に進展しているものと考えている。最終年度に不足を補い、より総合的な観点から、研究をまとめる必要がある。3年間の研究計画の第二年次にあたるため、第一年次の研究成果をもとに計画に即した研究を進展させるようにする。国内外でのワークショップの開催については、昨年度、ワークショップで発表を行わっていない研究分担者は当然のこととして、各自が複数回の発表を行うことも前提に研究と協議を深めたい。
自己双対接続のモジュライ空間についての位相的安定性とその応用

周期的インスタントンは、通常のインスタントンが温度0の場合に対応するのに対し、周期的なものは、有限温度の場合に対応するとされている。周期的なものは、空間S^1×R^3上のインスタントンであるが、この空間の共形的compact化が難しいので、そのasymptoticな近似としてend-periodicな空間を導入し、そのmoduli空間の多様体としての次元を決定したものが裏面の一番目の論文である。この研究に続いて、このmoduli空間に対して、Atiyah-Jones型の位相安定性を示したものが二番目の論文である。ここで、位相安定性とは、C.Taubesが用いた用語で、instanton数が十分大であれば、moduli空間のhomology群が或次元まで同型となることをいう。二番目の論文では、homology群について、moduli空間から球面S^3の3回loop空間Ω^3への全射準同型写像の存在を示した。続いて、より一般に、S^1-4-多様体について考察し、1994年秋、長崎大におけるhomotopy論シンポジウムで講演を行つた。細部について、吟味すべき箇所があり、現在では、論文として完成出来ていない。
動的電子輸送シミュレータの開発と応用

本研究では時間依存密度汎関数理論に基づく第一原理電子輸送シミュレータを開発し、ナノ物質中を伝播する電子の輸送特性に関する動的挙動を解析することで、次世代電子デバイス材料として有用な材料のデザインに向けた基礎研究を行うことを目的とした。成果として、分子ワイヤーモデル系を用いたシミュレーションにより、応答速度の遅い輸送チャネルが実験的に観測されにくいことや、分子の幾何構造や電極への吸着状態によって応答速度が大きく変化することなど、新たな知見を得ることができた。今後、本シミュレータを発展させていくことで、ナノ物質の物性研究分野においてさらなる飛躍が期待できると考える。本研究課題では、ナノ物質中を伝播する電子の動的な輸送特性解析を目指し、時間依存密度汎関数理論に基づく電子輸送シミュレータの開発および応用研究を通して、次世代電子デバイス材料として有用な材料のデザインに向けた基礎研究を行うことを目的とした。平成25年度においては、前年度までに開発したシミュレータを用いた応用研究として、炭素系ナノ材料や有機分子材料を対象とし、動的電子輸送特性の解析研究を推進した。炭素系ナノ材料であるグラフェンやカーボンナノチューブを対象とした研究では、欠陥の影響を受けず、輸送電子が後方散乱をされない完全透過チャネルが現れる現象について解析を行った。また、有機分子材料を対象とした研究では、π共役系分子であるphenyl環が単結合で連なった分子ワイヤー中を輸送する電子の時間応答について解析を行った。本研究課題により、特に分子ワイヤー系の研究において、非常に興味深い成果が得られた。本研究で用いた系では、Fermi準位近傍で2種類の輸送チャネルが存在しており、シミュレーションによって電子輸送にかかる時間を調べたところ、一方はフェムト秒オーダー、他方はピコ秒オーダーと大きく異なることが明らかになった。このため、一般にテラヘルツのオーダーである分子内振動モードを考えると、伝播速度の遅いチャネルの応答は無視でき、電子輸送に寄与しないことを示した。定常状態における電子輸送現象については、すでに多くの研究成果が報告されているが、本研究課題では輸送チャネルにおける伝播速度の違いなど、定常状態では見えてこない時間応答に着目した新たな切り口を示し、これまでにない非常に重要な成果を得ることができた。平成24年度において、時間依存密度汎関数法(TDDFT)に基づく電子輸送シミュレータの開発に取り組み、性能確認を兼ねて分子ワイヤーモデルを用いた動的な電子輸送特性の解析を行った。ここでは、分子デバイス研究によく用いられているphenyl chainモデルを採用し、対向する金電極間に吸着したterphenyldithiol分子について、phenyl ring間の相対角も考慮したシミュレーションを実行した。定常状態における輸送特性計算では、主に2つの伝導チャネル(Ch.1、Ch.2)の寄与が見られた。電子の入射エネルギーに対する透過率の変化を解析した結果、Ch.1では広いエネルギーレンジでなだらかなピークがみられたが、相対角が大きくなるにつれ寄与が小さくなることが分かった。一方で、Ch.2では、構造変化に対して敏感なエネルギーシフトがあるものの、どの相対角度でも局所的なエネルギーレンジで高い透過率を示すピークがみられた。この系に対し、本研究で開発した動的電子輸送シミュレータを用いた解析を行った。まず、伝導特性のフェムト秒オーダーでの時間応答を調べた結果、Ch.1のピークは観察できたが、Ch.2に対応するピークはみられかった。離散的なエネルギーグリッド点における透過率を求めているため、エネルギーに対して敏感なピークを検出できなかった可能性と、シミュレーション時間が短すぎた可能性を鑑み、より細かいエネルギーグリッドを用い、長時間の時間発展計算を実行した。この結果、ピコ秒オーダーのシミュレーションでようやく対応するピークが現れることが分かった。以上のことから、Ch.2の応答はCh.1に比べて緩慢であり、また、有限温度の系ではTHzオーダーの分子内振動が励起されるため、分子のコンフォメーションによって状態が敏感に変化するCh.2の寄与はほとんど無視できるという新たな知見が得られた。年度途中に異動があり、新しい研究環境の構築や教育業務の実施などに時間を取られ、研究の遂行に一部滞りがあったが、前述の通り、一定の成果は得られたと考える。今年度の成果として、動的電子輸送シミュレーションを実行することで新たな知見が得られ、本手法の性能、および有用性を示すことができた。平成25年度においては、当初の計画通り、さらなる計算手法の改良を行うとともに、近年、電子デバイス材料として注目を集めているグラフェン系における動的電子輸送特性について解析を行う。具体的には、実際のデバイス作製において問題となるグラフェン表面の酸化や不純物分子の吸着、あるいは原子空孔などの欠陥を想定し、これらに起因する電子輸送の乱れ、および定常状態に至るまでのプロセスをリアルタイムに解析することで、ナノグラフェンにおける特異な量子機能発現のメカニズムとデバイス特性の相関関係を明らかにしていく。

年度途中の異動に伴い、研究計画に遅れが生じ、また研究環境の新規構築が必要となったため、当初の使用計画から大幅な変更をせざるを得なくなったため、次年度への繰越金が発生した。本研究費については、平成25年度分の研究費とあわせて、新しく構築したクラスタ計算機システムの拡充、周辺機器購入経費に充てる。
高解像度蛍光カルシウム画像の定量的評価法の確立

近年、2光子顕微鏡などのイメージング装置の急激な発展により、細胞内のカルシウム動態を時空間的に高解像度で計測可能となった。我々は、高解像度カルシウムイメージングデータの解析手法を開発した。研究I:カルシウムイオン濃度と観測可能な蛍光シグナルの間にある物理過程を状態空間モデルで記述し、細胞内カルシウム濃度を推定するベイズ統計手法を開発した。研究II:樹状突起内のカルシウム波を定量的に解析する手法を開発した。研究III:高解像度多細胞イメージングデータに非負値行列因子分解を適用し、細胞体や樹状突起などの機能単位の蛍光信号を自動的に分離するアルゴリズムを開発した。近年、蛍光イメージング装置の発達により、細胞内の分子動態を時空間的に高解像度で計測可能となった。しかし、この手法は以下の問題を内包している。1 :ノイズを如何に除去するか。2 :蛍光色素とカルシウムイオンの化学反応を経た2次的な情報である蛍光シグナルから、如何にカルシウムイオン濃度を定量的に求めるか。3 :大量の時空間データから如何に重要な情報を抽出するか。これらの問題を解決するため、以下の研究を行う。研究(I) :蛍光シグナルからカルシウム濃度を推定する統計的較正法を確立する。研究(II) : (I)を空間的に拡張し、時空間カルシウム動態の定量的推定法を確立する。研究(III) :多細胞イメージングのためのマルチスケール統計解析法を開発する。平成24年度は、研究(III)を中心に研究を行った。共同研究を行っている東京薬科大学生命科学部宮川研究室では、複数の細胞を蛍光色素で染色するボーラスローディング法を用いて、多細胞のカルシウムシグナルを同時計測する実験手法を確立している。この手法を用いて計測された海馬CA1領域の高解像度動画像データに、我々が開発した統計解析法を適用して、詳細なカルシュウム動態の解析を行った。本解析法により、各CA1錐体細胞の樹状突起と細胞体、グリア細胞などの機能単位ごとのカルシュウムシグナルに分離できることを確認した。次に、脳波を模擬した細胞外交流電場を海馬スライスに与えた場合の海馬CA1領域の多細胞イメージングデータに本解析法を適用した。微弱な細胞外交流電場に対して、樹状突起や細胞体のスパイク状のカルシュウムシグナルが位相引き込みを起こすことが分かった。これは、化学シナプスを介した神経間相互作用とは異なった細胞外電場を介した非シナプス的相互作用が存在する可能性を示唆するものである。近年、蛍光イメージング装置の発達により、時空間的に高解像度で多細胞活動の長時間計測が可能となった。高時空間分解能データの長時間計測の実現により、膨大なデータをいかに解析するかという問題に直面するようになった。古典的なデータ解析手法では、研究者が手動で単一細胞の活動に関連すると思われる蛍光変化がある場所に、関心領域(region of interest, ROI)を設定する。データ量が膨大になるにつれて、手動によるROI設定が困難になり、細胞の自動検出が必要になっている。SchnitzerグループのMukamel (2009)は、小脳の大規模イメージングデータに対して独立成分分析(independent component analysis, ICA)を適用し、同時に102個のプルキンエ細胞の検出に成功した(Neuron 63 747-760)。これらの計測と解析技術の組み合わせは、神経科学にブレークスルーをもたらすことが期待されている。この研究に対抗して我々は、改良した非負値行列因子分解を高時空間分解能データに適用し、細胞体や樹状突起に対応するROIの設定に成功した。我々の手法は、MukamelらのICAアルゴリズムにほぼ匹敵する性能を有することを確認した。この研究をまとめた論文が、国際英文論文誌Neural Networksに採録された。この論文の反響は大きく、Schnitzerグループからの問い合わせが来ている。次に、脳波を模擬した細胞外交流電場を海馬スライスに与えた場合の多細胞イメージングデータを解析した。上記の非負値行列因子分解で自動検出した各細胞のスパイク状のカルシウム信号と、負荷した細胞外交流電場との位相関係を調べる位相統計解析の手法を開発した。細胞外交流電場に対してカルシュウム信号が位相引き込みを起こすことを、この統計解析法で確認した。研究(I) :蛍光シグナルからカルシウム濃度を推定する統計的較正法の確立。

研究(II) : (I)を空間的に拡張し、時空間カルシウム動態の定量的推定法の確立。研究(III) :多細胞イメージングのためのマルチスケール統計解析法の開発。平成23年度では、以下の研究を行った。研究(I):単一標本の蛍光時系列では不定となるパラメータに関して事前確率を与えて、ベイズ統計の枠組みでカルシウム濃度やパラメータの周辺事後確率を計算する粒子フィルタのアルゴリズムを構成した。また、このパラメータの事前確率を与えるための生理実験のプロトコールを提案した。本提案手法の有効性を数値実験と生理実験で検証した。研究(II):研究(I)を空間的に拡張し、樹状突起内のカルシウム波を定量的に解析するための統計的手法(拡張カルマンフィルタ)を構築し、数値実験でその有効性を検討した。研究(III):多細胞カルシウムイメージングデータに対して非負因子分析法を適用し、樹状突起や細胞体などの機能単位のシグナルに分離できることを確認した。研究(I):アルゴリズムを開発し、数値実験によるアルゴリズムの有効性の検証が完了している。また、東京薬科大学生命科学部宮川研究室の協力のもと生理実験も完了しており、実データに対する本アルゴリズムの有効性の確認も行っている。現在、これらの結果をまとめ、国際論文誌への投稿準備中である。研究(II):アルゴリズムを開発し、数値実験によるアルゴリズムの有効性の検証が完了している。既に国内会議と国際会議での発表を行った。しかしながら、生理実験による樹状突起内のカルシウムウエーブの測定が進んでおらず、実データへの適用ができていない。研究(III):アルゴリズムを開発、数値実験によるアルゴリズムの有効性の検証、実データへの本アルゴリズムの適用も完了している。国際論文誌へ2編の論文を投稿する準備をしている。研究(I)が順調に進捗し、東京薬科大学生命科学部宮川研究室の協力のもと生理実験も完了した。結果を纏め、査読付き論文誌の原稿を執筆する段階である。また、研究(I)の順調な進捗に伴い、次年度に予定していた研究(II)を本年度に前倒して実施し、予備的な結果を纏め、国内会議と国際会議での発表が完了している。研究(III)も順調に進捗し、手法の有効性の検証が完了し、国内会議と国際会議での発表が完了している。研究(I):論文の執筆を完了し、英文論文誌に投稿する。研究(II):樹状突起内のカルシウム波の実データの提供を受け、我々が開発したアルゴリズムを適用する。研究(III):我々が開発した非負因子分析を用いた手法では、細胞以外のバックグラウンド成分も非ゼロ成分の因子として検出してしまう問題が起きる。実データに本解析法を適用する際、手動の閾値処理によりこの細胞外の非ゼロ成分を消去しないと、機能単位ごとのカルシュウムシグナルに巧く分離することが出来ない。そこで我々は、非負因子分析の目的関数にスパース項を導入した手法を開発する。スパース項が閾値の役割を果たし、今まで手動で行ってきた閾値処理を自動化できるものと期待される。