hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
宇宙を舞台にした重力物理学の研究

宇宙における基本的最重要課題を重力物理学の観点から解析した。初期宇宙における最重要課題としては、宇宙初期特異点問題およびインフレーションの起源について、それぞれ、Horava-Lifshitz重力理論および超ひも理論を基礎に考察した。一方、現在その存在が確実視されているダークエネルギーに関しては、主にbigravity理論を基礎に解析し、この理論ではダークエネルギー(宇宙定数)がアトラクターとして自然に導かれることを示した。本研究では、宇宙論・宇宙物理の3つの重要課題に対して、重力物理学の観点から解析し、その答えを探りつつ、重力理論そのものの研究にもつなげることを目的としている。本年度は主に、超弦理論やその有効理論である超重力理論に基づき、ブレインを基礎にした初期宇宙モデルの解析を行った。そこでは、自己重力を考慮したブレイン宇宙モデルの解析を行い、インフレーションの起源など、素粒子基礎理論から宇宙初期の考察を行うことを目的としている。そこ結果、まず、ブレインの自己重力を考慮した時空モデルから、時間依存した宇宙論的ブラックホール解の構成に成功した。現在、このアプローチを拡張し、ブレインの運動を考慮したインフレーションモデルの構築を目指している。一方、量子重力理論の候補として近年注目されているHorava-Lifshitz重力理論を基礎に初期宇宙モデルを解析した。その結果、その理論には特異点を避ける傾向があり、一般相対性理論を基礎にしたビッグバン宇宙論の困難である「宇宙初期特異点問題」を解決する可能性を持つことを明らかにした。この性質を利用したより現実的な初期宇宙モデルの構築はこれからの課題である。また、現在このモデルを非等方モデルに拡張し、この理論が内在する特異点回避という性質の普遍性について解析を行っている。また、ダークエネルギー問題に関しては、提案されている種々の重力理論を系統的に解析し、観測・実験との整合性を明らかにすることを考えているが、その作業に関しては現在進行中で、特にその過程で、bi-gravity重力理論については新しい成果を得つつある。本研究では、宇宙論・宇宙物理の3つの重要課題に対して、重力物瑳学の観点から解析し、その答えを探りつつ、重力理論そのものの研究にもつなげることを臼的としている。本年度は主に、超弦理論やその有効理論である超重力理論に基づき、量子効果による曲率高次項や高階微分項の影響について考察した。この量子補正項は場の再定義の不定性があり、その不定性の元でのインフレーションモデルの可能性について解析した。その結果、従来の補正項では存在しなかった加速膨張解、特にde Sitter指数膨張解が存在しうることを示した。一方、量子重力理論の候補として近年注目されているHorava-Lifshitz重力理論を基礎に昨年に引き続き、初期宇宙モデルとしてより一般的なBianchi IX宇宙モデルを解析した。特にその古典約ダイナミクスに注目し、非等方性がダイナミクスに与える影響を調べた。非等方性が十分小さい場合は、等方的な時空同様、バウンスする解や振動宇宙が可能である。しかしながら、非等方性が大きくなると、宇宙項がゼロまたは負の場合は、振動後にビッグクランチ特異点に進化する。宇宙項が正の場合は、多様な振る舞いを晃せ、振翻後にde Sitter膨張宇宙に進化するケースがある。特異点で終わるかdeSitter宇宙に進化するかは、初期条件に繊細に依存し、系の非可積分性を表しているものと考えられる。また.ダークエネルギー問題に関しては、提案されている種々の重力理論を系統的に解析し、観測・実験との整合性を明らかにすることを考えているが、その作業に関しては環在進行中で、特にその過程で、bi-gravity重力理論については新しい成果を得つつある。近年の観測機器の進歩に伴い宇宙の研究は飛躍的に進歩を遂げ、ビッグバン宇宙論宇宙に関しては多くのことが明らかにされてきた。その一方で、ダークエネルギーや高エネルギー宇宙線の謎は従来のアプローチでは解決が難しく、重力を含む自然界における基本法則の根幹にも関わる重要な問題を提起している。また、ミクロ世界における重力は素粒子統一理論をもとにブレイン宇宙などの新しい宇宙像を提案しており、その検証が注目されている。このように宇宙を支配する力である重力の基礎研究はミクロとマクロの両極端で新しい展開を見せている。そのような段階において、宇宙の未解決重要問題を重力物理学の立場から系統的に解析し、その総合的な理解と基礎物理学として重力の研究を行うことを目的とする。本年度は、過去2年間に得られた研究成果を総合的に解析し、次の2つの課題(A), (B)に関しては、最も有望だと考えられるアプローチに基づき研究を遂行した。(A)ダークエネルギーの重力起源説としてさまざまな重力理論が提案されているが、本年度はその中でも一般相対性理論の最も自然な拡張であるmassive gravityおよびその拡張であるbigravity理論に着目し、その宇宙論的応用、特に非等方宇宙モデルについて考察し、非等方性が一般相対性理論の場合よりより遅く減衰し、理論の観測による検証可能性を指摘した。(B)ブレインを基礎にした初期宇宙モデルの解析を行った。

特に、インフレーションの起源を明らかにするため自己重力を考慮したモデルの構築を考える。これまでに、ブレインの自己重力を考慮した時空モデルで、時間依存したブラックホール解やブレイン解の構成に成功している。今後は、このアプローチを拡張し、ブレインの運動を考慮したインフレーションモデルを構築し、素粒子基礎理論に基づくインフレーションモデルを見つけることが期待される。上記の研究実績の概要および下記の業績リストから、順調に成果が得られている。24年度が最終年度であるため、記入しない。来年度は最終年度であるので、これまで幅広く行って来た研究を目標に向かって収束させる必要がある。
帯電微小衛星の集団運動制御と軌道上アンテナへの応用

通信衛星アンテナの大型化はユビキタスネットワーク社会の実現において地上端末小型化のために不可欠な技術であるが、ロケット等の制約により衛星質量やサイズが制限されることに問題がある。そこで、衛星の革新的な軽量化を目指すため、微小な衛星集団からなる通信システムを想定した場合の運用可能性を、おもに軌道力学の見地から検討・解析した。衛星帯電を活用した集団運動を解析し、安定性に問題が残るものの実現に向けた第一歩を築くことができた。また、安定な制御を実現させるための相互作用則を導出した。本研究は、来るユビキタスネットワーク社会において、小型地上端末による移動体衛星通信を実現させるための大型アンテナを備えた通信衛星の革新的な軽量化を図ることを目標とする。その実現を目指して、固体構造物ではなく微小物体の分散体からなる柔軟構造で通信機能を構成するために、マイクロ波帯レンズアンテナ機能を微小物体群で構成することを検討した。大型アンテナと等価になる微小衛星集団の配置を検討するとともに、次年度の準備として、アンテナ工学や衛星帯電のみならず、各微小衛星の設計で必要な物性物理・数理科学・宇宙航行・制御工学に関する情報収集を書籍等購入及び学会参加等により実施した。微小衛星を少ない軌道制御外力で整然と配置させるためには、地球赤道面からの軌道傾斜角がゼロ度の円軌道である静止軌道に、あえて軌道傾斜角と離心率に一定な微小値を持たせつつ軌道傾斜の方向と離心の方向とを連動させることで、静止軌道上を公転する仮想物体を原点とする回転座標系において、その原点を静止軌道公転周期で1周回する楕円軌道群を構成することができる。したがって、離心率を同じとし、長軸と短軸との交点を共有するいくつかの楕円族の周上に配置されたフェーズドアレイアンテナと同等のレンズアンテナを仮定することができる。しかし、アンテナの指向特性を表すアレーファクターを解析したところ、微小物体の間隔が波長程度のオーダーより格段に大きくなった場合にグレーティングローブによる不要波及び損失の問題を解消するに至らず来年度以降への課題とする。来るユビキタスネットワーク社会における移動体衛星通信を実現させるための大型アンテナを備えた通信衛星の革新的な軽量化を図ることを目標として、固体構造物ではなく微小物体の分散体からなる柔軟構造で通信機能を構成するために、マイクロ波帯レンズアンテナ機能を微小物体群で構成することを検討している。昨年度に引き続き大型アンテナと等価になる微小衛星集団の配置の検討を進めた。微小衛星を少ない軌道制御外力で整然と配置させるために、離心率、軌道傾斜角分離法(同法の軌道条件は昨年度報告書を参照のこと)により、離心率を同じとし長軸と短軸との交点を共有するいくつかの楕円族の周上に配置されたフェーズドアレイアンテナと同等のレンズアンテナを仮定することができる。しかし、同一面上の等間隔配置では、微小物体の間隔が波長程度のオーダーより格段に大きくなった場合にグレーティングローブによる不要波及び損失の問題を解消することができない。したがって、軌道面をあえて同一にせず、同一面上にある衛星集団の間隔をずらすことでグレーティングローブを低減させた。ただし、運用上の精度をより高める必要が出てくるため、不等間隔度と運用簡易性を表す指標を定義し最適条件を探る検討を続けている。なお、多数の微小物体はスペースデブリと化し衝突確率を高めてしまう原因になりかねない。したがって、多数微小物体の検出及び軌道解析・予測を迅速に行うための技術を確立させる必要がある。そのための検出実験の準備にも取り組んだ。本格的な実験装置試作及び実験・試験については来年度の課題とする。移動体衛星通信実現のための大型アンテナを備えた通信衛星の革新的な軽量化を図ることを目標にした微小物体分散体からなる柔軟構造で通信機能を構成する検討を進めた。微小衛星を少ない軌道制御外力で整然と配置させるためには離心率・軌道傾斜角分離法によって軌道上基準点を囲む一定条件の楕円族上を運動するように複数衛星を配置することが効果的であるが、各衛星がプラズマ環境下で帯電した場合に衛星間相互作用で軌道運動がどのように影響を受けるのかを解析した。衛星構体を絶縁体あるいは誘電体と仮定すると、構体の日照面は光電効果により正帯電し、陰の部分は電子優先混入により負帯電となる。そこで、各衛星を2つの導体球からなる双極子とみなし、静止軌道上の帯電状況に適合するように双極子サイズを十センチメートル程度と仮定する小型衛星モデルを設定した。衛星間を十メートル程度とした複数双極子を離心率・軌道傾斜角分離法による集団配置にして双極子相互作用を仮定した軌道運動を解析し、集団配置を維持する条件と、逆に、衝突ないし離散する条件を求めた。この結果の論文を鋭意作成している。ただし、衛星間相互作用は一部集団配置維持をもたらすが、大局的には集団を乱す作用とも考えられてしまう。相互作用を有効活用するためには、一般的な線形開放系における軌道閉じ込めをもたらす相互作用の条件を解析的に構築することが必要となる。

これは今後の発展的な基礎研究課題となる。一方、複数衛星を運用するにあたり複数であることから宇宙ゴミとの衝突確率が上がるため、軌道環境の監視を充実させる必要があるという認識に至ったため、衝突判定の可能な概略軌道を効率的に求めることのできる観測方法について検討を行い、こちらも論文を鋭意作成している。
生体分子の高次デジタル計測を実現する光機能性プローブの開発とその応用

本特定領域研究は、生きている状態の生体試料中で機能し、各種生体関連分子群の時空間的なデジタル計測を可能とする蛍光プローブ開発を目的とするものである。本年度はまずグルタチオンS-トランスフェラーゼ(GST)活性を検出可能な蛍光プローブの開発を行った。GSTは薬物第二相抱合反応を司る酵素として広く知られているが、近年では他の生体内酵素群の機能調節タンパク質として働いていることも指摘されており、その細胞内動態、活性制御機構に注日が集まっている。プローブは申請者がこれまでに確立してきた光誘起電子移動を原理とする設計法に基づいて設計・合成した。具体的には蛍光個としてフルオレセインを持ち、GST反応部位としてジニトロベンゼン誘導体を有するプローブを合成したところ、プローブ自身はほぼ無蛍光であるが、GSTによりグルタチオン化され強蛍光性の生成物を与えることが示され、GST活性検出蛍光プローブとして機能することが示された。そこで次に本プローブを種々の培養細胞へと適用したところ、ある種の細胞ではWestern blotによってGSTが豊富に存在することがわかっているにもかかわらず、その活性はきわめて低く抑えられていることが明らかとなった。本細胞のLysateを作成すると、そのGST活性は極めて高いため、細胞が生きている状態では何らかの機構によりGSTの活性が制御されていることが明らかとなった。本知見は、生細胞内酵素活性検出蛍光プローブの開発によって初めて得られたものであり、今後本プローブを用いた様々な応用研究が期待される。Rhodamine類は光褪色に強く、生細胞の連続観測に適した蛍光色素である。私は本特定領域研究において、Rhodamine類のカルボン酸をメルカプトメチル基に置換した誘導体は、分子内閉環構造が優先して無色・無蛍光の物質として水中で存在することを見いだした。本知見は、全く新たな蛍光プローブ設計概念として極めて有効であり、実際このSH基は次亜塩素酸と特異的に反応し、開環構造へと変化して強い蛍光を発することが明らかとなった。さらに本プローブを好中球に負荷することで、貪食時における次亜塩素酸生成をリアルタイムかつ高感度に検出できることも示された。一方でRhodamine類は、細胞内オルガネラの1つであるミトコンドリアに集積することが知られている。そこでRhodamineを蛍光骨格とし、hROS選択的な反応としてp-アミノフェノキシエーテルの脱アリル化反応を採用し、分子内光誘起電子移動(PeT)によりRhodamine蛍光を消光させた蛍光プローブを開発した。Rhodamine骨格自身にはエーテル結合を導入可能な部位は存在しないが、上部ベンゼン環部位の2位にヒドロキシメチル基を導入することで、効率の良い蛍光のPeT制御を実現した。完成したプローブはOHラジカルやパーオキシナイトライトなどのhROSと選択的に反応してその蛍光が大きく増大すること、また生細胞に導入するとミトコンドリアに集積し、外部から過酸化水素を付加することでミトコンドリアに惹起される酸化ストレスを高選択的に検出可能であることが明らかとなった。さらにこのミトコンドリアに対する酸化ストレスの大きさは、用いる生細胞の種類によって大きく変化することが見いだされた。本年度開発に成功した上記の2つのプローブは、活性酸素種の生体内機能を明らかにするための全く新たな強力なツールであり、当該分野の進展に大きく寄与するものである。
家庭環境における自閉症母子相互作用の促進プログラムの開発

1年目第1期研究(プログラムの開発・効果検証・社会実装推進)を獨協医科大学埼玉医療センター子どものこころ診療センター作田を中心となり実施した。母子への介入は研究協力者である筑波大学システム情報系松田壮一郎らが中心となって実施した。【研究目的】包括的支援プログラムにより、1保護者の育児不安・ストレス・抑うつ傾向が低下し、QOLが向上するか、2子どもの全般的な発達、言語発達は向上し、自閉症重症度、行動問題は低下するか、3家庭での母子相互作用場面において母子間相互作用の回数は増えるか、母子共に笑顔の頻度・アイコンタクトが増えるか明らかにする。【初年度の研究実績】1第1期研究参加母子の募集:自閉症スペクトラム障害のある未就学児10名と家族を募集した。2保護者に対する事前検査の実施、3参加児の診断及び事前検査の実施、4ワークショップ:1ヶ月間、週に1回(合計4回)のワークショップを実施した。保護者の育児不安・ストレスの低減を目標とし、楽観的思考訓練を改編し「困難な状況と関連する独り言の同定」「ネガティブ思考を妨害する気晴らし」「悲観的思考から楽観/生産的思考への置換」「独り言の認知・修正スキルの実践」の課題構成とした。5対面コンサルテーション:1ヶ月間、週に1回(合計4回)のコンサルテーションを実施した。保護者の子どもに対する支援技術の習得を目標とし、機能的コミュニケーション訓練を改編し、「適切行動の即時強化」「環境の整備」「指示の出し方」「標的行動の設定」の課題構成とした。これまでの中間解析によると、参加した親の悲観的思考から楽観的な思考への変化が認められ、本研究で期待されてる包括的支援の有効性が示されつつあると考えられた。研究参加者のリクルートが順調に進んでいる。コンサルテーション、ワークショップは医療機関スタッフ(医師、心理士)と連携して実行により順調にデータが蓄積された。集積した画像データ、心理検査等データの解析は第2年度に行うが、母子相互の行動観察による評価は順調に進むと考えられる。第2年度として以下の研究を推進する。1第1期の中で予定している遠隔支援の開始:4ヶ月間、2週間に1回(合計8回)の遠隔支援を実施する。家庭内母子相互作用の改善を目標とし、家庭で保護者が行動観察アプリケーションを用いて撮影した母子相互作用の映像データを基に、Skypeを介して遠隔支援を実施する。自発的な母子間の笑顔、アイコンタクトを増やすため、インターネットを介して「随伴模倣」「子どもの好きなおもちゃを選ぶ」「注意を引いてからの指示」などの項目に対し、フィードバックする。各項目について、映像データを基に観察者間の一致率を算出する。また、第1期ワークショップ及びコンサルテーションで学習したポジティブ思考法の維持を図る2第1期事後検査(参加児):事前検査と同様、全般的な発達を新版K式発達検査2001、自閉症重症度を広汎性発達障害日本自閉症協会評定尺度を用いる。3第1期事後検査(保護者):事前検査と同様、育児ストレス、抑うつ傾向、Quality of Life、精神保健について評価する。第2期支援研究開始:1期目の支援プログラムの効果を基に、第2期ワークショップ、コンサルテーション、遠隔スーパーバイズを開始する。2年目には連携する3大学からも参加母子を募り、20組のASD母子を対象とすることを目的とする。包括的支援プログラムを受ける群(10組)と日常的な支援を受けている群(10組)の群間比較を実施することにより、エビデンスのより強固な評価を実施する。4第1期参加者のフォローアップ検査:第1期参加母子へ支援期間終了後もフォローアップにより継続的な検査を実施し、各指標間の関係性を分析する。その上で、支援効果がどれほど持続するか、またその支援効果の持続にどのような母子の検査結果・映像データが影響しているか調べる。5また、児の社会的視覚注意の変化についてアイトラッカーを活用し評価を開始する。

これまでの中間解析によると、参加した親の悲観的思考から楽観的な思考への変化が認められ、本研究で期待されてる包括的支援の有効性が示されつつあると考えられた。研究参加者のリクルートが順調に進んでいる。コンサルテーション、ワークショップは医療機関スタッフ(医師、心理士)と連携して実行により順調にデータが蓄積された。集積した画像データ、心理検査等データの解析は第2年度に行うが、母子相互の行動観察による評価は順調に進むと考えられる。第2年度として以下の研究を推進する。1第1期の中で予定している遠隔支援の開始:4ヶ月間、2週間に1回(合計8回)の遠隔支援を実施する。家庭内母子相互作用の改善を目標とし、家庭で保護者が行動観察アプリケーションを用いて撮影した母子相互作用の映像データを基に、Skypeを介して遠隔支援を実施する。自発的な母子間の笑顔、アイコンタクトを増やすため、インターネットを介して「随伴模倣」「子どもの好きなおもちゃを選ぶ」「注意を引いてからの指示」などの項目に対し、フィードバックする。各項目について、映像データを基に観察者間の一致率を算出する。また、第1期ワークショップ及びコンサルテーションで学習したポジティブ思考法の維持を図る2第1期事後検査(参加児):事前検査と同様、全般的な発達を新版K式発達検査2001、自閉症重症度を広汎性発達障害日本自閉症協会評定尺度を用いる。3第1期事後検査(保護者):事前検査と同様、育児ストレス、抑うつ傾向、Quality of Life、精神保健について評価する。第2期支援研究開始:1期目の支援プログラムの効果を基に、第2期ワークショップ、コンサルテーション、遠隔スーパーバイズを開始する。2年目には連携する3大学からも参加母子を募り、20組のASD母子を対象とすることを目的とする。包括的支援プログラムを受ける群(10組)と日常的な支援を受けている群(10組)の群間比較を実施することにより、エビデンスのより強固な評価を実施する。4第1期参加者のフォローアップ検査:第1期参加母子へ支援期間終了後もフォローアップにより継続的な検査を実施し、各指標間の関係性を分析する。その上で、支援効果がどれほど持続するか、またその支援効果の持続にどのような母子の検査結果・映像データが影響しているか調べる。5また、児の社会的視覚注意の変化についてアイトラッカーを活用し評価を開始する。
大規模ゲノムデータから遺伝子間相互作用を検出する統計的方法の開発

網羅的なSNP情報から遺伝子間相互作用を探索する際に、簡単な統計量を用いることによって従来より20倍程度高速に探索できるアルゴリズムを開発した。同様の方法を用いて、遺伝子発現データからの遺伝子間相互作用の検出、3遺伝子の相互作用を検出するアルゴリズムも開発した。応用として、Lassoクラスタリング法を用いて乳がんマイクロアレイデータの解析を行い、新規のサブタイプ分類や関連遺伝子の探索を行った。本研究では膨大な数の遺伝子間相互作用に対して表現形との関連を調べるための多重検定法の開発を行う。25年度は、これまでに開発したSNPデータに基づく遺伝子間相互作用の高速な探索法に関して検定の多重性を統計的に評価する方法を開発した。また、これをマイクロアレイデータに基づく遺伝子間相互作用の高速な探索法の開発へと応用した。網羅的ゲノムワイドSNP情報に基づくエピスタシス効果の探索アルゴリズムの改良を行った。特に高速化を図るため、主効果が無い場合のデータ構造を明らかにし、主効果が存在する場合は解析対象から除外するアルゴリズムを組みこんだ。2遺伝子間の交互作用は複雑な相関構造をもつため、計算機シミュレーションによってFDRを評価する方法の開発を行った。開発した方法の評価を行うために人工的にデータを生成し、結果の評価を行うシステムを作り、計算方法に問題がないかの確認を行った。また得られた結果に対して生物学的に有意義であるかについて研究協力者と議論を行った。マイクロアレイによる遺伝子発現データ解析では、SNP解析のために開発した遺伝子間相互作用の探索アルゴリズムを応用する。これまでの研究では検定の多重性を考慮した評価は行われておらず、またすべての遺伝子の組み合わせを探索したわけではない。25年度は、検定の多重性を考慮した上で2遺伝子間相互作用をすべての遺伝子の組み合わせから高速に検出する方法の開発を行った。26年度は、3遺伝子間の相互作用を探索する方法の開発を試みた。特に高速化を図るため、主効果がない場合のデータ構造を明らかにし、主効果が存在する場合は解析対象から除外するアルゴリズムを組みこんだ。3遺伝子間の交互作用への拡張も行い、同様にFDRを評価する方法の開発を行った。26年度は3遺伝子間相互作用への拡張を行ったが、予想していたよりも高速化の効果が小さく、実用的なアルゴリズムにしていくためにまだ改良すべき点があることが課題となった。本研究課題では、膨大な数の遺伝子間相互作用に対して表現形との関連を調べるための多重検定法の開発を行った。検定の多重性を統計的に評価する方法に関しては、各検定が独立であればFDR(false discovery rate)で評価する方法などが利用できるが、遺伝子間相互作用のように検定ごとに高度に相関がある場合は評価が難しい。これに対して、計算機シミュレーションによってFDRを評価する方法を開発し、抗がん剤副作用に関連するSNPの組み合わせの探索に適用した。計算時間がかかり、PCでは数日かかってしまうが、簡易な方法に比べて高い検出力が得られるため、意義があると考えられる。また、これをマイクロアレイデータに基づく遺伝子間相互作用の高速な探索法へと応用し、アルゴリズムの開発を行った。27年度は、遺伝子発現データに対してクラスタリングと関連遺伝子の選択を同時に行うLassoクラスタリング法を応用し、乳がんのサブタイプの一つであるbasal-like症例についてさらなる分類を試みた。公開されている乳がんマイクロアレイデータ約3600例を用いてクラスタリングを行い、臨床的に特徴のある3群に分かれ、関連する遺伝子を抽出することができた。また、関連する遺伝子の組み合わせを高速に探索する方法に関しても検討した。遺伝子間相互作用のプログラム開発に関しては、公開に向けた各種プログラムの整備を行い、汎用的に解析が行えるような準備を行った。25年度に計画していた解析プログラムの作成に関しては、計画通り作成することができた。FDRを評価するプログラムに関しては、計算時間がかかりすぎるという問題があり、改良の余地があると考えられた。そのため26年度も継続して評価法の改良を進めたが、計算時間の問題が解決したとはいえず、課題として残されている。

マイクロアレイによる遺伝子発現データ解析において、2遺伝子間相互作用をすべての遺伝子の組み合わせから検出する方法の開発を行った。3遺伝子間相互作用に拡張を試みたが、高速化の効果が小さくアルゴリズムの改良が課題として残った。スーパーコンピュータの予算を計上していたが、まだ利用には至っておらず次年度への繰り越しが発生してしまったため、やや遅れているという評価となった。生物統計学網羅的ゲノムワイドSNP情報に基づくエピスタシス効果の探索アルゴリズムの改良に関しては計画通り3遺伝子の遺伝子間相互作用の解析への拡張を行う。計算時間が予想以上にかかる場合にはスーパーコンピュータを活用する。FDRを評価するプログラムに関しては、27年度も継続して評価法の改良を進める。マイクロアレイによる遺伝子発現データ解析においても計算速度の面でやや問題があるため継続して開発を行い、高速化の目処がたったところでGUIを含むソフトウェアの作成を進める。研究成果に関しては来年1月に行われる予定の国際シンポジウムで発表する予定である。25年度に計画していた解析プログラムの作成に関しては、計画通り作成することができた。FDRを評価するプログラムに関しては、計算時間がかかりすぎるという問題があり、改良の余地があると考えられるため、26年度も継続して評価法の改良を進める必要がある。計算速度の面でやや問題があるため継続して開発を行うが、結果を得られるところまではできているため、概ね順調と考えている。計算の高速化が思うように進まず、ソフトウェア開発やスーパーコンピュータの使用を予定していたがそこまで至らなかった。そのため謝金やスーパーコンピュータ使用料が次年度に持ち越しとなってしまった。またスーパーコンピュータへのプログラムの対応も十分でなかった。網羅的ゲノムワイドSNP情報に基づくエピスタシス効果の探索アルゴリズムの改良に関しては計画通り3遺伝子の遺伝子間相互作用の解析への拡張を行う。FDRを評価するプログラムに関しては、26年度も継続して評価法の改良を進める。持ち越したスーパーコンピュータ使用料は27年度に使用する。また、研究室においても現在より高速に計算するためにワークステーションの購入を計画している。26年度に使用できなかったソフトウェア開発のための謝金は27年度に使用する予定である。
細菌内毒素とリゾチームの相互作用

グラム陰性菌の内毒素(LPS)は歯周炎の重要な病原因子であると考えられている。一方、グラム陽性菌に対する抗菌物質として知られるリゾチームは、腸内細菌のLPSと結合しその生物活性を阻害することも示唆されているが、詳細については不明な部分も多くあった。我々は、大腸菌由来のLPS、および3種の歯周病関連細菌(Porphyromonas gingivalis,Prevotella intermedia,Actinobacillusactinomycetemcomitans ;以下各々Pg,Pi,Aa)から調製したLPSが、マウス骨髄細胞培養系における破骨細胞の分化を促進することを示した。そしてリゾチームが、この破骨細胞形成促進作用をはじめ、白血球からの腫瘍壊死因子αの産生誘導、多クローン生B細胞活性化作用などのLPSの免疫薬理活性を阻害するという結果を得た。リゾチームは、上記4種の細菌のLPSおよび合成リピドAの活性をほぼ一様に阻害できることから、その作用部位はLPSの活性中心といわれるリピドA部分であると推察された。PgやPiのリピドAが既知のLPS阻害剤であるポリミキシンBでは阻害されないことが知られているのに対して、リゾチームはいずれのLPSの活性も阻害できた。リゾチームの化学修飾誘導体を作成し、LPSの阻害能を検討したところ、ジスルヒド結合を還元後トリメチルアンモニウムプロピル化した誘導体が、非常に強くLPSの活性を阻害することが明らかになった。また、リゾチームの内毒素中和作用は、その本来の酵素活性とは無関係であった。以上の結果より、リゾチームには膿汁の分解やグラム陽性菌に対する抗菌作用のみならず、坑内毒素作用の薬効が期待できること、そして、LPSが病原因子として重要視されている歯周炎の治療薬としての応用が期待できることが示唆された。さらに、タンパク質工学的手法により、より強力な内毒素阻害剤を新規に創製しうる可能性が示唆された。一方、グラム陽性菌に対する抗菌物質としてよく知られているリゾチームは、LPSとも強い親和力で結合しその活性を阻害することが示唆されているが、その作用機序には未解明の部分が多い。我々は、本年度の研究において以下の結果を得た。2.各歯周病関連細菌に由来するLPSはE. coli由来のLPSと同様に、生理的濃度のグルココルチコイドの存在下において、活性型ビタミンD3による骨髄前駆細胞からの破骨細胞の形成作用を促進した。この培養系において、リゾチームは各種LPSの破骨細胞形成促進作用を阻害した。3.LPSの免疫生物学的活性に対するリゾチームの影響を調べる一貫として、ヒト白血球に対する腫瘍壊死因子(TNF)-α産生誘導能を指標に検討したところ、リゾチームは各種LPSの本活性を著明に抑制した。4.LPSのマウス脾臓細胞に対するマイトゲン活性、および多クローン性B細胞活性化作用に対するリゾチームの作用を調べたところ、両活性ともリゾチームによって抑制された。しかしながら、その効果は他の活性に対する場合に比べて緩徐なものであり、またLPSの種類による感受性の差が認められた。一方、グラム陽性菌に対する抗菌物質として知られるリゾチームは、腸内細菌のLPSと結合しその活性を阻害することがOhnoとMorrisonにより示されている。

我々は、歯周病原性が強く示唆されている3種の口腔内細菌(Porphyromonas gingivalis,Prevotella intermedia,Actinobacillus actinomycetemcomitans;以下各々Pg,Pi,Aa)から調製したLPSが大腸菌など腸内細菌のLPSと同様に、破骨細胞形成促進などの種々の免疫薬理作用を示し、これらの活性がリゾチームによって阻害されるという結果を得た。さらに、リゾチームは元来糖鎖切断にあずかる酵素であるが、上記4種の細菌のLPSの活性を程度の差はあるものの一様に阻害し、また糖鎖を持たない合成リピドAも阻害できたことから、リゾチームの作用部位はLPSの活性中心といわれるリピドA部分であると推察された。PgやPiのリピドAは他の細菌のものとは構造が異なり、また、既知のLPS阻害剤であるポリミキシンBでは阻害されないが、リゾチームによる阻害は全4種のLPSで認められた。リゾチームに一次、高次構造とも極めて類似性の高いα-ラクトアルブミンなどには阻害作用は全く認められず、本作用は調べた範囲内においてはリゾチームに特有のものであった。以上の結果はOhnoとMorrisonが報告した条件下でLPSとリゾチームを反応させて得られたものであるが、さらにin vivoにおけるリゾチームの内毒素中和作用を調べるに先立って、より生体内に近い条件で両者を反応させたところ、その効果は期待に反したものであり、特に塩濃度の影響を強く受けて効果が減弱した。そこで、リゾチームに化学修飾を施した種々の誘導体を作成し、これらをLPSと反応させたところ、ジスルヒド結合を還元後トリメチルアンモニウムプロピル化し、等電点と水溶性を高めた誘導体が、生理的条件下においてもLPSの活性を強く阻害することが明らかになった。
GISを利用した近現代史資料の集約・可視化によるベトナム南部村落の類型化

『嘉定城通志』や『明命17年地簿』に記載された伝統王朝期の田土・物産情報、仏領期初期からベトナム共和国期の公田・公土(村落共有田・畑)に関する情報、仏領期中期の国有地払い下げ・土地売買に関する情報、第二次インドシナ戦争中の村落評価情報といった各時代の土地に関する情報を計量化し緯度・経度を確定させる。そのうえで、GISを利用してこれらの情報を地図上にプロットして可視化し、その分布を比較・分析する。この作業を通じてベトナム南部農村の体系的かつ多様な類型化を試みる。
中小都市及び低次中心地の停滞・衰退とその経済的基盤

昨年度は広島県を事例として最近2030年間における地域的都市システムの構造変化を考察した結果,(1)広島大都市圏は大きく成長し,他地域との格差が拡大した.(2)県内中小都市間の水平的結合は発達しない.(3)欧米諸国と違って低次中心地は成長基盤が著しく弱いこと,が判明した.今年度の研究の第1は,広島市の企業支店調査である.この研究を行う動機となったのは,昨年度の研究に基づいて,大企業の支店と地方企業の本所の接合地点としての広域中心都市の役割を解明しようと考えたからである.広島市に立地する卸売業と事業所サービス業の支店にアンケートを配布し回答を得た約530社について分析した結果,(1)卸売業支店は主として高度経済成長期に立地したのに対して,事業所サービス業は1980年以後に進出している.(2)支店の管理領域は中国地方全域や西中国を主としており,1960年頃の卸売商圏に比べて支配圏がやや拡大したとみられる.(3)支店の人事交流においては本社のある東京・大阪との関係が強く,同格以上の都市との交流が多い.情報交換においてもよく似ているが,商取引においては管理領域内の主要都市との関係が強い.第2は,わが国主要都市における企業活動と都市システムとの関係の変化をみるために,198191年の事業所統計から分析したものである.その結果,(1)主要都市の企業従業者の増加率は人口増加率と密接な関係をもっており,支店立地は地方都市経済においても重要な役割をもつ.(2)国土の縁辺部にある主要都市では3大都府県企業の支所従業者比率がやや低下するが,広域中心都市の企業が肩代りするため,地元企業の比率が高まる傾向は顕著とはいえない.(3)この10年間には広域中心都市よりも県庁都市の方が連結関係を強化しており,東京大都市圏の企業的成長率はやや衰えている.したがって,最近における東京大都市圏の転出超過への移行はこうした企業従業者の動向と無関係ではないように思われる.昨年度は広島県を事例として最近2030年間における地域的都市システムの構造変化を考察した結果,(1)広島大都市圏は大きく成長し,他地域との格差が拡大した.(2)県内中小都市間の水平的結合は発達しない.(3)欧米諸国と違って低次中心地は成長基盤が著しく弱いこと,が判明した.今年度の研究の第1は,広島市の企業支店調査である.この研究を行う動機となったのは,昨年度の研究に基づいて,大企業の支店と地方企業の本所の接合地点としての広域中心都市の役割を解明しようと考えたからである.広島市に立地する卸売業と事業所サービス業の支店にアンケートを配布し回答を得た約530社について分析した結果,(1)卸売業支店は主として高度経済成長期に立地したのに対して,事業所サービス業は1980年以後に進出している.(2)支店の管理領域は中国地方全域や西中国を主としており,1960年頃の卸売商圏に比べて支配圏がやや拡大したとみられる.(3)支店の人事交流においては本社のある東京・大阪との関係が強く,同格以上の都市との交流が多い.情報交換においてもよく似ているが,商取引においては管理領域内の主要都市との関係が強い.第2は,わが国主要都市における企業活動と都市システムとの関係の変化をみるために,198191年の事業所統計から分析したものである.その結果,(1)主要都市の企業従業者の増加率は人口増加率と密接な関係をもっており,支店立地は地方都市経済においても重要な役割をもつ.(2)国土の縁辺部にある主要都市では3大都府県企業の支所従業者比率がやや低下するが,広域中心都市の企業が肩代りするため,地元企業の比率が高まる傾向は顕著とはいえない.(3)この10年間には広域中心都市よりも県庁都市の方が連結関係を強化しており,東京大都市圏の企業的成長率はやや衰えている.したがって,最近における東京大都市圏の転出超過への移行はこうした企業従業者の動向と無関係ではないように思われる.本年度は,広島県を事例として,地域変化に伴う地域的都市システムの構造変客について調査研究を行った.その研究成果は2月上旬にGeographical Review of Japan,Ser.Bに投稿中である.結果の概要を示すと,1.地域変化については広島都市圏が顕著な成長を続け,福山都市圏もやや成長しており,これらの都市圏とそれ以外の地域との間の地域格差は増大する傾向にある.そのため,広島周辺では東広島・廿日市市を中心に中心地の階層構造がより発達しているが,都市圏外地域では中心性を低下させる市町村が多い.2.広島・福山両市間の連結関係は強化されているが,県内中小都市相互間の連結関係は発達していない.県外都市との連結関係も同様である.したがって,わが国の都市システムのなかで水平的連結関係が比較的発達しているのは,先の研究で示したように,県外都市クラス以上の都市においてである.3.県内中小都市の事例として上下・吉田両町を調査した結果,吉田町はやや成長傾向がみられるが,多くの小都市は衰退傾向にあり,欧米諸国とは異った状況にあることが明らかとなった.その理由としては,わが国の農村地域における社会資本整備の遅れや農村人口の減少が主たるものと考えられる.Geogr.Rev.,Japan,Vol.68(Ser.B)に発表した昨年の成果を踏まえて,同様の観点から熊本県の実態を調査しているが,より重要と思われる問題がみつかったため,その研究をさきに報告した.

第1は広島市の企業支店調査である.この研究を行う動機となったのは,昨年の研究において広島市のような拠点都市が大企業の支店と地方企業の本所の接合地点としての役割を果たすことによって大きく発展していると考えたからである.広島市に立地する卸売業と事業所サービス業の支店にアンケートを配布し回答を得た約530社について分析した結果,(1)卸売業支店は主として高度経済成長期に立地したのに対して,事業所サービス業は1980年以後に進出している.(2)支店の管理領域は中国地方全域や西中国を主としており,1960年頃の卸売商圏に比べて支配圏がやや拡大したとみられる.(3)支店の人事交流においては本社のある東京・大阪との関係が強く,同格以上の都市との交流が多い.情報交換においてもよく似ているが,商取引においては管理領域内の主要都市との関係が強い.この研究は『人文地理』に投稿中である.第2は,わが国主要都市における企業活動と都市システムとの関係の変化をみるために,198191年の事業所統計から分析したものである.その結果,(1)主要都市の企業従業者の増加率は人口増加率と密接な関係をもっており,支店立地は地方都市経済においても重要な役割をもつ.(2)国土の縁辺部にある主要都市では3大都府県企業の支所従業者比率がやや低下するが,広域中心都市の企業が肩代りするため,地元企業の比率が高まる傾向は顕著とはいえない.(3)この10年間には広域中心都市よりも県庁都市の方が連結関係を強化しており,東京大都市圏の企業的成長率はやや衰えている.したがって,最近における東京大都市圏の転出超過への移行はこうした企業従業者の動向と無関係ではないように思われる.『地理科学』の次号(4月)に刊行予定.
RNA干渉法による心筋虚血再灌流後心筋障害のメカニズム解明と遺伝子治療への応用

ラット心筋細胞にsiRNAを導入する実験は、In Vitro系はNucleofection法にて、In Vivo系はHVJ Envelope Vectorを用いて行い、Real Time PCR及びWestern Blotで成功したことを確認した。p38MAP kinaseをノックダウンすることにより、サイトカイン放出及び心筋収縮力が低下することは、In Vitroの実験では確認した。In Vivo系において、心筋梗塞の減少効果については、今後実験結果を確認する予定である。ラット心筋細胞及び多核白血球にsiRNAを導入する実験(In Vitro系)(ラット心筋細胞及び多核白血球の単離)心筋細胞の単離は,過去の文献(Sadoshima J, et. al.JBC,1992)の通り,ラット多核白血球の単離は比重遠心(Histopaque-1119,-1083)にて行った。ラット心筋細胞単培養,及び多核白血球共培養による虚血再還流後心筋細胞障害の評価(In Vitro系)Anaeropack(三菱ガス化学)を用いて,1%02,5%CO2/95%N2環境下に24時間,細胞を培養後,95%Air/5%CO2インキュベーターで6時間培養することで心筋虚血再還流モデルをIn Vitroで行い,NF-κBp50,p38 MAP Kinaseノックダウン群において,IL6,IL8,TNF alpha放出の抑制をみた。(siRNA発現Vectorの作製)Vitroの実験系において心筋細胞障害に抑制効果のあったp38 MAPKinase遺伝子をターゲットにしたsiRNA発現ベクターを作成した。(siRNA発現プラスミドDNAのマウスへの投与)HVJ Envelope Vectorを用いる場合は懸濁液を1-2AU、ラット尾静脈より全身投与および、虚血予想領域の局所注入を試みた。また、多核白血球をノックダウンする場合は、Ex Vivoにて、Nucleofection法で予め遺伝子抑制した多核白血球を、白血球抗体投与により多核白血球成分が殆ど無くなる様に前処理したラットの尾静脈より全身注入した。(RNAi効果の評価)Vector投与48-72時間後にラット心筋及び血液を採取し、目的の遺伝子の発現が抑制されている事をリアルタイムPCRによりmRNAレベルにて、蛍光顕微鏡又はDNA-bindingELISA(Active Motif社)等により蛋白レベルにて発現が抑制されている事を確認した。
小児がん家族支援に向けた家族機能評価

家族機能評価尺度(FACESIII)及び家族イメージ法(FIT)が小児がんの家族評価に有用か検討した。6歳以上の患児とのべ14家族を対象に入院の異なる時期に調査を実施した。FACESIIIでは欧米の報告とは異なり家族機能が不安定な家族が見られた。FITでは臨床で見られなかった家族の力動や特徴を捉えることができた。時期による家族関係の変化も捉えられた。これらの家族機能評価は多様な家族に対する有効な支援につながると考えられた。目的:小児がん患児の闘病には家族の安定した関わりが欠かせない。長期に及ぶ治療過程で、家族を視野に入れた早期からの支援は重要である。しかし、現代の多様化した家族の様相を素早く見極め、関わることは容易ではない。本研究では、家族療法のアセスメント手法である、家族機能評価尺度(FACESIII)日本語版(草田ら、1992)、及び、家族イメージ法(FIT)(亀口、2003)が、1)小児がんの家族を理解する上で有用か、2)治療時期による家族の継時的変化を捉えるか、3)FACESIIIの値に対照群との違いや継時的変化は見られるか、を探索的に検討した。方法:1),2)は、6歳以上の患児と家族、のべ14家族を対象に、入院初期、中期、退院時に調査を実施した。3)の対照群として、家族構成を統制した22家族の保護者に協力を得た。調査結果を家族単位で速やかに分析し、多職種協働ミーティングで視覚的に提示し、2つの検査が家族の様相を捉えているか検討した。結果:1),2)検査によって患児を巡る家族のつながりや関係の一端が如実に現われた。特にFITは、臨床で見られなかった家族の力動や特徴を捉え、新たな支援の切り口が見つかるケースもあった。時期による家族関係の変化も検査によって捉えられた。また、調査自体が感情表出や語りの場となり得ることも示唆された。多職種協働ミーティングでは、結果が視覚的に把握できるため情報交換が活発化し、メンバー間の家族イメージが収束・共有に向かう可能性が示された。3)欧米の報告とは異なり、統制群に比べ、家族機能が不安定な家族が見られ、また、時期により変化する可能性が示された。考察:家族を1つの単位と捉え評価することが、多様な家族に対する有効な支援につながると考えられた。本年度前研究として行った3家族のFITの結果を用いて、そのとり方、評価の仕方を考案者である東京大学特任教授亀口憲治先生に確認し、その結果を共同研究者と共有した。また、FITの解析を行ううえで、患児と家族に対するFITとFACESIIIの調査を行い、その結果よりまず臨床心理学的視点から分析、仮説生成を行い、次ぎにカンファレンスで仮説の検証・修正を行い視点を共有する、という流れ(シェアビジョン)を確認した。本年度対象症例は3家族、そのうち1家族の基礎的な解析が修了し共同研究者による見立てを次年度に行う予定である。本年度基礎的な解析がすんだ症例は10歳女児急性リンパ性白血病の本人および家族(父・母)の入院初期である。両親に行ったFACESIIIでは、父が凝集性(家族間の情緒的なつながり)は膠着、適応性(家族に危機が発生した場合の家族システムを変化させる力)は無秩序、一方母の凝集性は膠着、適応性は無秩序で、これより判断される家族機能は極端群であった。患児のFITからは以下の仮説がたてられた。・家族の強い密着あり、これは父親のイメージと一緒・自分が家族の中で弱い存在と感じている。父のFITからは以下の仮説がたてられた。・家族全員が心理的に強くつながっている・自分が家族の中心・世代間境界不明確。母のFITからは・家族全員の強いつながり・夫婦間の強い結びつき・弟は父に近く、患児は母に近い。FACEIIIとFITから家族間の強いつながりが感じられた。本人の家族イメージが自分を弱く感じているのは病気と関係あるのかもしれない。今後治療に伴う家族の変化をさらに解析する予定である。また来年度新規症例を増やし解析予定である。研究実施の平成24年夏までには、研究者と検査手順を確認し該当症例に対し検査を開始する予定であった。しかしながら、FITを行うにあたり具体的な検査手順について検査開発者に確認する事項がいくつかあることが判明し、検査開発者に確認するのに時間を要した。また、検査の具体的な手順について見直し手順の改正を行ない研究分担者に手順の確認・理解を得るのに時間が必要であった。さらに研究代表者が療養のため1か月ほど自宅待機となり、また職場に復帰後も活動時間の制限があったため、研究分担者との連携がうまく進まず、該当症例などへ検査を行うようになったのは平成25年1月以降となった。新規研究対象症例に対して検査の承諾・実施・解析・考察の手順について確認できたので、来年度は対象症例を順次研究予定である。

また本年度の実績から研究対象となる新規症例は8症例程度と考えられる。研究代表者および研究分担者が参加している児童精神カンファにおいて対象症例を確認し、その後研究承諾が得られた症例についてはその会議において具体的な検査日時を確認する。また、研究協力者に結果の解析を依頼し、月1回程度研究代表者および研究分担者、研究協力者を交えて解析結果について考察し、FITとFACESIIIの関連性・妥当性などについて検討する。FITの解析およびシェアビジョンの理解のため教科書を購入する。また、結果の解析に必要な分析法、統計法の図書を購入する。研究分担者とデータの分析・見立て(シェアビジョン)をおこなうカンファレンスを開催する。また、小児がんに対する知識、こどもと家族心理の知識を深め最新の情報を得る目的に関連の国内外の学会、研究会に参加するため旅費を使用する。情報を研究分担者を含め共有するため、カンファレンスを開催する。結果をまとめるため研究協力者を雇用し資料の作成などを依頼する。結果を12月に行われる小児血液・がん学会で発表し、論文にまとめ発表する。
強相関量子ダイナミクスの理論的研究

1.強磁性体における異常ホール輸送現象(強磁性体におけるゼロ外部磁場で生じるホール効果)は、強磁性体としての基本的かつ重要な性質の一つであるが、その理論的理解は十分ではなかった。我々は量子輸送理論を用いて、異常ホール効果に2つのクロスオーバーを見出し、広範な強磁性物質群における実験結果の統一的説明に初めて成功した。電子の散乱確率が小さい場合にはスキュー散乱による外因機構のためにσ_<xy>∝σ_<xx>が、散乱確率が増大すると散逸のないバンド固有な内因機構のためにσ_<xy>一定が、伝導性の悪い金属ではσ_<xy>∝σ_<xx>^<1.6>が成立する。この研究成果は、100年の歴史をもつ異常ホール効果の機構について統一的な理解を与えるもので、基礎科学的に意義が高い。2.モット絶縁体における磁性・誘電性結合の一つとして、近接する2つの局在スピンのベクトル・カイラリティーの一様成分が、通常、強誘電性もたらすことが知られている。そこで遷移金属酸化物の強束縛近似模型にスピン軌道相互作用と強いクーロン相互作用を取り込み、強結合展開法から磁性と誘電性の結合を計算した。電気分極に寄与しうる機構として、磁気歪、ベクトル・カイラリティー、1イオンスピン異方性の3つを導出し、結合定数を微視的に求めた。現在重点的に研究されているマルチフェロイクスに対する基本研究として重要である。3.電子スピンのスカラー・カイラリティーを内在した強相関電子系金属Pr_2Ir_2O_7の第一原理計算を、スピン軌道相互作用を考慮しながら、ノンコリニア磁性の扱いが可能なLDA+U法を用いて行った。状態密度、バンド構造などの基本的な性質を明らかにした他、様々な磁気秩序状態のエネルギーが拮抗した、金属系でのスピン・アイスという新しい状態として、この系が解釈されうることを示した。
乳牛の黄体機能調節の分子機構:血管新生・退縮と血管トーヌスによる生と死の支配

本研究は乳牛における黄体形成と黄体退行の2つの現象を血管新生・退縮と血管トーヌスの観点から生体、組織、細胞、遺伝子レベルで複数のモデルを駆使して検証し、以下の成果を得た。1.血管新生因子であるVEGFあるいはbFGF抗体を排卵直後から黄体に投与し続けると、血管新生を抑制し、血中のP濃度の増加も抑制された。両因子の抗体は血管新生とP合成関連遺伝子群を抑制し、結果として黄体形成を強く抑えることが示された。さらに、卵胞と黄体の「生」には血流供給と血管新生が、「死」には血流消失と血管退縮が必ず起きていることにこれらの因子群が直接関係することが示された。2.発見した「黄体の自然退行の先立って黄体周辺部の血流が必ず増加する」現象について、詳細な解析を進めた。仮定したとおり、黄体周辺部の大型血管の内側の血管内皮細胞がPGF受容体を持ち、PGF2αを直接受容してNO合成酵素が増加し活性化され、NOが放出されることで、局部の血管が弛緩し、血流増加が起きることが明らかになった。これは、PGF2α投与して1時間後の黄体の血流が劇的に増加したウシから得た黄体組織の免疫組織化学的解析、関連遺伝子の定量、生体レベルでNO供与体を黄体内に直接投与して血流増加を再現し、退行を引き起こしたこと、そして、NO合成酵素抑制剤を黄体内に投与して、PGF2αの引き起こす血流増加をブロックし、黄体退行の進行を遅らせたことなどの証拠に基づく。3.黄体退行時に起きる黄体周辺部の血流増加とP合成の激減を、黄体内の血管内皮細胞、平滑筋細胞、黄体細胞などから分泌放出されるNO等の血管作動性因子に着目して、これら3種の細胞の組み合わせの混合培養系を用いてPGF2αの効果を調べたところ、血管作動性因子の分泌の中心である血管内皮細胞は、黄体細胞との細胞間伝達によってPGF2αへの反応性を獲得していることが示唆された。黄体形成:乳牛において排卵直後からの活発な血管新生を抑制した場合の,黄体形成と機能に与えるインパクトを詳細に調べた。・実験モデル:GnRH投与後,排卵直後からVEGF抗体を排卵点に直接投与して,血管新生を強く抑制した。・実験結果1)黄体内血流観察:カラードップラー超音波画像診断装置から得られた大型の血管を中心とした黄体周辺部の血流域の増加変動は,実験区と対照区で差は見られなかった。2)内分泌環境の特定:血中P濃度は,VEGF抗体投与によってDay8で対照区の約60%程度に著しく抑制された(P<0.01)。3)関連遺伝子群の変動解析:P合成に関わるStARは,VEGF抗体投与によってDay8で著しくmRNA発現が抑制された(P<0.05)。現在,組織学的に黄体内部毛細血管および黄体細胞の成長と,関連遺伝子群の分布を詳細に調べている。黄体退行:ウシの発情周期中において、自発的な黄体退行に関わる黄体血流域を調節する遺伝子群の特定を試みた。・実験モデル:黄体期中期から黄体内血流変動を観察すると同時に、リアルタイムバイオプシーを用いて微量の黄体組織を経時的に採取し、関連する遺伝子群を特定した。・実験結果1)黄体内血流観察と内分泌環境:黄体退行開始(血中P減少開始)