hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
疾患プロテオミクス情報を基にした腎臓がん新規ターゲットの探索

疾患プロテオミクス情報に基づいて、腎臓がんに高発現している新規タンパク質の機能を検討したが、大きな役割を果たしていないことが示唆された。PPARγ刺激薬トログリタゾンの作用を検討したところ、トログリタゾンはPPARγ非依存的に抗腫瘍効果を示し、MAPK p38経路が重要であることを明らかにした。さらに内因性PPARγ刺激物質の15-deoxy-Δ12, 14-prostaglandin J2もPPARγ非依存的に抗腫瘍効果を示すことを明らかにした。プロテオミクス解析により、新規に同定したタンパクのうち、タンパク質AおよびBの二種について、腎臓がん細胞株Caki-2、ACHNおよび786-0にsiRNAを用いて発現のノックダウンを行った。いずれも発現量は20-30%程度に低下することを確認した。発現の低下した細胞の生存率をコントロールの細胞株と比較したが、顕著な変化は認められなかった。同時にアポトーシスの指標となるBax、Bclならびにがん細胞の増殖や血管新生に重要な役割を果たしているVEGFの発現量も検討した。しかし、いずれも顕著な差は認められなかった。したがって、今回選択したタンパク質AおよびBは少なくとも単独では、がん細胞の増殖等に大きな役割を果たしていない可能性が考えられた。そこで、次に種々のがん細胞でアポトーシスを誘導することが知られているPPARγ刺激薬のチアゾリジン誘導体を用いて、腎臓がんに対する作用を検討した。その結果、濃度依存的に生存率を低下させた。また、クロマチンの凝集が認められたことより、アポトーシスを介したものであることが示唆された。しかし、PPARγ阻害薬の影響は認められず、これまで報告のあるPPARγ依存的なアポトーシスではなく、PPARγ非依存的であることが示唆された。さらに、このアポトーシスは抗酸化剤によっても阻害されなかった。今後、この作用機構を詳細に解析することにより、新規創薬ターゲットの探索ならびにその妥当性の評価を行う。疾患プロテオミクス情報により、腎臓がんに高発現していることを見出した数種のタンパク質について、その細胞増殖における役割を明確にするため、siRNA法によりノックダウンした腎臓がん株の増殖を検討した。しかし、細胞増殖に明確な変動は認められなかった。したがって、これらのタンパク質は細胞増殖には大きな役割を果たしていないことが示唆された。また、前年度にPPARγ刺激薬トログリタゾンの腎臓がん細胞株(ACHN、786-0およびCaki-2)に対する抗腫瘍効果ならびにアポトーシスが誘導されていることを認めたため、その作用機序を明らかにすることにより、新規創薬ターゲットの探索を試みた。PPARγ阻害薬によっても、トログリタゾンの増殖抑制効果の変化は認められず、PPARγ非依存的なアポトーシスであることを明らかにした。さらに、MAPK経路の関与を検討したところ、特にp38阻害剤により、トログリタゾンの増殖抑制効果は顕著に抑制された。さらにリン酸化p38をWesternblotにより検討したところ、トログリタゾンにより増加することおよびp38阻害剤によりその増加が抑制されることを見出した。さらに、トログリタゾン処理により、G2/M arrestが観察され、それをp38阻害剤が抑制することが明らかとなった。したがって、トログリタゾンはp38 MAPK経路を活性化することにより腎臓がん細胞のアポトーシスを引き起こすことが明らかとなった。また以上のことより、p38 MAPK経路が新規創薬ターゲットとなり得ることが示唆された。前年度までにPPARγ刺激薬のトログリタゾンの腎臓がん細胞株に対する抗腫瘍効果について、p38MAPK経路の重要性を見出し、創薬ターゲットの可能性を示したが、今年度はさらに内因性のPPARγ刺激物質である15-deoxy-Δ^<12,14>-prostaglandin J_2(15d-PGJ_2)の腎臓がん細胞株(ACHN、786-OおよびCaki-2)における抗腫瘍効果について検討した。その結果、トログリタゾンと同様にPPARγ非依存的に抗腫瘍効果を示すことを明らかにした。さらにクロマチンの凝集、非選択的カスパーゼ阻害剤の影響およびカスパーゼ-3活性の検討から、カスパーゼ経路を介したアポトーシスを引き起こすことが示唆された。さらに詳細に作用機序を明らかにする目的で、MAPK経路の阻害剤で検討したところ、ACHN細胞においてはJNK-MAPK阻害剤で生存率は回復し、さらに15d-PGJ_2処理によりリン酸化JNKタンパクの発現量の増大も認めた。したがって、ACHN細胞ではJNK-MAPK経路が関与することが示唆された。また、786-O細胞においては15d-PGJ_2よりリン酸化Aktタンパクの発現量が低下すること、Akt阻害剤により15d-PGJ_2と同様の細胞死が認められることから、786-O細胞においてはPI3K/Akt経路が重要であることが示唆された。

さらに、15d-PGJ_2の作用機序における抗酸化剤の影響を検討したところ、SH基含有抗酸化剤でのみ生存率の回復が認められた。15d-PGJ_2はPPARγ以外にSH基を有するタンパクを修飾するという報告もあるため、これらSH基含有タンパク質が15d-PGJ_2による細胞死に関わっている可能性が考えられた。今後、これらのタンパク質の影響を検討することにより、腎臓がんの新たな創薬ターゲットの探索を実施する予定である。
晩産化妊婦の心と身体を充電するプログラムの産後うつ病重症化への予防効果

出産後女性の健康増進を目指すプログラムに参加した母親の精神的,身体的健康の変化から評価を行った。産後2か月6か月の母親135人を対象に実施した。プログラム内容は,有酸素運動,コミュニケーションスキル向上のためのワーク,セルフケアであり,週に1回2時間,4週継続して行った。その結果、身体的不調の総合得点の変化には有意差がみられ(p<.001),プログラム4回目で改善し,その効果は終了後1か月まで持続した。主観的幸福感の変化にも有意差がみられた(p=.002)。「心と身体を充電するプログラム」のモデルとなる出産後の女性の健康増進を目指すA団体の出産後プログラムに参加した母親の、参加前後の精神的、身体的健康の変化からプログラムの評価を行った。対象はA団体の産後プログラムに参加する産後2か月6か月の母親135人を対象とした。プログラム内容は、有酸素運動、コミュニケーションスキル向上のためのワーク、セルフケアであり、週に1回2時間、4週継続して行った。測定用具は日本版エジンバラ産後うつ病自己評価票(EPDS)、主観的幸福感尺度、研究者作成の参加動機とその満足度、身体的不調等である。その結果、プログラム4回目まで進んだ者は112人(有効回答率83.0%)、終了後1か月までフォローできた者は90人(回収率80.4%)であった。参加動機は身体に関するニーズが高く、精神面、社会とのつながりに関するニーズは低かった。しかし、プログラム終了後には、精神面、社会とのつながりに関するニーズの満足度が高かった。プログラムの参加により、身体の不調は改善し、主観的幸福感は高まり、抑うつ度は軽減されており、それはプログラム終了後1か月でも持続していることがわかった。また、身体の大きな変化である妊娠期から産後の睡眠に関連する基礎研究も継続中であり、これまでのデータをまとめ母子の睡眠リズムが逸脱する事例についての論文を公表した。さらに、ハイリスク妊婦(貴重児)の終夜睡眠と胎動ホームモニタリングの事例報告をおこなった。晩産化妊婦を対象にした「心と身体を充電するプログラム」の開発の一環として、冷え症対策を考える上での基礎調査を行なった。晩産化妊婦の冷え症と異常分娩との関連性を分析した。35歳未満の妊婦1783名、35歳から39歳までの妊婦870名、40歳以上の妊婦157名を冷え症の有無で分類し、さらに異常分娩の可能性を探索した。その結果、早産の発生頻度は、冷え症である人は、そうでない人に比べて、35歳から39歳グループにおいては、オッズ比3.51(95%CI:1.66-7.43)、40歳以上グループでは、5.09(95%CI:1.16-22.20)と高率となった。微弱陣痛は、35歳から39歳グループにおいては、オッズ比2.94(95%CI:1.65-5.24)、40歳以上グループでは、7.02(95%CI:1.56-31.55)と高率であった。同様に遷延分娩は、35歳から39歳グループにおいては、オッズ比2.56(95%CI:1.23-5.26)、40歳以上グループでは、7.19(95%CI:1.49-34.60)と高率になっていた。冷え症であることは、特に40歳以上グループにおいて、早産、微弱陣痛、遷延分娩の発生頻度を高めていた。晩産化妊婦の特徴を身体的な冷え症の視点から分析したものを以下に記す。晩産化妊婦の冷え症と分娩異常との関係性を追求した。適齢妊婦を35歳未満とし、高齢妊婦を35歳から39歳とし、超高齢妊婦を40歳以上として分析した。適齢妊婦1783人、高齢妊婦870人、超高齢妊婦157人を対象として合併症の有無、分娩異常(早産・前期破水・遷延分娩・弛緩出血等)に関して比較分析を行った。その結果、冷え症の有無における分娩異常との関係性が認められた。遷延分娩は、適齢妊婦2.9倍に対して、超高齢妊婦は5.5倍であった。微弱陣痛は、適齢妊婦2.7倍に対して、超高齢妊婦5.1倍であった。弛緩出血は、超高齢妊婦の割合が最も高く、発生率は3.3倍であった。また、子宮筋腫合併の有無での早産、微弱陣痛の発生率は、超高齢妊婦のみ発生率が有意に高かった。年齢のリスクに加えて、子宮筋腫のリスクが影響を与えていた。以上のことから、冷え症に晩産化という因子が加わると、微弱陣痛と早産のリスクが高まることが示唆された。

わが国における妊婦の高齢化は、明らかであり、今後は晩産化妊婦に対する妊婦ケアや分娩管理が必要になってくる。本研究の結果から、晩産化妊婦=分娩時異常ではないため、不必要な不安を与えないようにすることが重要である。子宮筋腫などの異常の早期発見や治療を行うと同時に、内在化する冷え症の有無に着目した妊娠前教育や養生が重要である。冷え症の予防における日常生活上のセルフケアの普及が必要である。基礎調査は、終了し結果が得られているため。25年度が最終年度であるため、記入しない。産後プログラムの評価として「産後うつ」との関係を調べた調査は修了し、論文は現在査読中である。また、晩産化と冷え症および分娩異常に関する分析は終了し、学会発表を終えているから。基礎調査を分析する事、冷え症と晩産化との関連性を分析する事が平成24年度の計画である。「女性を中心としたケア」と「産後うつ病」との再分析を行い関連学会に発表すること、胎児との対話に関する事例研究を展開していく予定である。
単ノズル静電微粒化法による多機能性マイクロカプセルの創製と人工光合成への応用

本研究では、これまでに開発した均一な粒径を持つマイクロカプセルを簡便に調製する手法である「単ノズル-静電微粒化法」を用い、種々の機能性微粒子をカプセル壁膜に複合化した多機能性マイクロカプセルの調製と、その手法を用いた人工光合成マイクロカプセルの調製を試みた。その結果、本手法を用いた多機能性マイクロカプセルの簡便な調製法を確立する事ができ、また、その人工光合成マイクロカプセル調製への応用可能性が示された。本研究では、これまで当研究室で確立してきた「単ノズル-静電微粒化法」と呼ばれる手法を応用し、カプセル壁膜を形成する高分子溶液に種々の機能性微粒子をあらかじめ混合しておくことで、これらの機能性粒子をカプセル壁膜に複合化した多機能性マイクロカプセルを調製する事を目的としている。また、この手法で得られた多機能性マイクロカプセルの応用の一例として、チタニア微粒子(TiO_2)と磁性粒子(Fe_3O_4)をカプセル壁膜に複合化し、カプセル内部に酵素を包括することで、人工光合成マイクロリアクターの創製を試みる。今年度はこのための第ーステップとして、静電微粒化は行なわず、まず自然滴下のみの条件で、チタニア微粒子(TiO_2)と磁性粒子(Fe_3O_4)を複合化したカプセルの調製実験を行った。カプセル壁材としてこれまで当研究室で用いてきたアルギン酸ナトリウムを用い、高粘性液体としてカルボキシメチルセルロース(CMC)水溶液を、またカプセル壁の硬化剤として塩化カルシウムを用いて実験を行った。その結果、壁膜材料であるアルギン酸ナトリウム水溶液に混入させる各機能性粒子の濃度を変えることで、カプセルに導入する機能性粒子の濃度を0-5wt%の範囲で制御可能な事が分かった。また、滴下流量や滴下後の反応時間を変えることで、カプセル粒径及び、膜厚を制御可能な事が分かった。更に同様の実験を静電微粒化モードで行った結果、カプセル粒径を自然滴下の時のミリメーターオーダーからマイクロメーターオーダーにまで減少させることが出来た。これらの結果より、本法を用いる事で、機能性粒子を壁膜に複合化した多機能性カプセルを簡便に調製可能な事が示された。また以上の結果は、今年度目的としていたことがほぼ達成できた事を示しており、また、学術的にも「多機能性マイクロカプセルの簡便な調製手法」を確立できた意義は大きいと考えられる。昨年度の研究で、本法を用いる事でチタニア微粒子(TiO_2)と磁性粒子(Fe_3O_4)を複合化した多機能性カプセルを簡便に調製可能な事が示された。そこで今年度は、得られたカプセルの機能性の評価を行った。まずチタニアの光触媒能をメチルオレンジ分解実験により評価した所、TiO_2導入カプセルによってメチルオレンジの分解が可能で有ることが分かった。次に、後に行なう人工光合成において使用する予定の電子伝達体である、メチルビオローゲン(MV^<2+>の還元実験を行った。その結果、このTiO_2導入カプセルは、UV照射下でメチルビオローゲンの還元が可能な事が示された。以上の結果より、TiO_2導入カプセルは、人工光合成を行うのに十分な光触媒能を有している事が示された。また、Fe_3O_4を導入したカプセルにおいても、数%程度の導入量で十分なハンドリング性の向上が可能な事が分かった。また、TiO_2とFe_3O_4の両方を含有するカプセルの調製において、それぞれの導入量が2wt%以下の条件では、カプセル粒径に影響を与えない事が示された。以上の結果は、今年度目的としていたことがほぼ達成できた事を示している。また、このような多機能性カプセルを容易に調製可能になった事は、その応用が人工光合成に限らず広範囲に及ぶ可能性があるため、その学術的意義は大きいと考えられる。

また、この手法で得られた多機能性マイクロカプセルの応用の一例として、チタニア微粒子(TiO_2)と磁性粒子(Fe_3O_4)をカプセル壁膜に複合化し、カプセル内部に酵素を包括することで、人工光合成マイクロリアクターの創製を試みる。昨年度の研究で、TiO_2導入カプセルが人工光合成を行うのに十分な光触媒能を有している事、またFe_3O_4を導入したカプセルが十分なハンドリング性の向上を示す事が示された。そこで今年度は、単ノズル-静電微粒化法で作製した微小カプセル内に酵素を固定化可能かを検討するためにまず、測定が容易なインベルターゼ、セルラーゼを用いて実験を行った。その結果、これらの酵素を包括した固定化酵素カプセルの調製は可能であること、またカプセル粒径を小さくすれば、固定化酵素カプセルの見かけの反応速度も上昇する事が分かった。次に光触媒であるTiO_2と生体触媒であるジアホラーゼ、ギ酸脱脱水素酵素を電子伝達体であるメチルビオローゲン及びNADHで結ぶことで人工光合成反応を行う事が可能かどうかを確認した。この時、酵素による反応をセラミック膜の内側で、そしてTiO_2による光触媒反応をセラミック膜の外側で行う事で、酵素の光失活を防ぎながら実験をおこなった。その結果、セラミック膜で光触媒反応と酵素反応を分けることで、光による失活を防ぐことができ、この反応によりギ酸を生成可能で有ることが示された。ただこの時、犠牲剤としてエタノールが必要であった。現在、この系をマイクロカプセルに移し、最終的な人工光合成リアクターの創製に着手している。以上の結果は、最後の応用の所のみ残しているが、本研究の大きな目的である多機能性マイクロカプセルの調製法の確立は出来たことを示しており、学術的、また工業的な応用可能性も含め、意義は大きい。
核酸分解酵素に着目した凍瘡状狼瘡の病態解明と新規治療法の開発

自験例の日本人凍瘡状狼瘡の患者のうち、常染色体優性遺伝型式が考えられる家族歴を持つ女性の患者がいた。この患者は1歳に発症し、一年中両手指と鼻部の潰瘍、手指の屈曲拘縮を呈している。この患者について、直接シークエンス法にて、TREX1とSAMHD1の遺伝子変異解析を実施した。その結果、TREX1 c.394C>G(p.Pro132Ala)という新規遺伝子変異を発見した。in vitro3'末端一本鎖DNA分解実験にてこの変異はTREX1の機能低下をきたすことを明らかにした。このことより、本邦にもTREX1機能低下変異による、家族性凍瘡状狼瘡の患者がいることを初めて明らかにした。凍瘡状狼瘡(chilblain lupus: CL)とは、DLEの1亜型である。指趾・足外縁、耳朶等に、冬期に増悪する高度の角化性紅斑で、中央が陥凹して厚い鱗屑を有し、ときに潰瘍化する。患者は病変部の疼痛を訴える。成人発症であるが、幼少時に凍瘡をきたしやすい等の既往がある患者が散見される。病因は家族性の一部以外は不明である。家族性凍瘡状狼瘡(familial chilblain lupus: FCL)は2006年に提唱された疾患である。常染色体優性遺伝性疾患(ヘテロ変異の疾患)である。CLと類似の症状を来す。2007年と2011年に病因遺伝子として、TREX1とSAMHD1がそれぞれ同定された。現在までに、TREX1の遺伝子変異による本症は2家系、SAMHD1の遺伝子変異による本症は1家系の報告があった。アジアにおいて本症の報告はなかった。TREX1やSAMHD1のホモ変異によりAicardi Gutieres症候群という小児脳変性疾患を発症する。さらに、SLE患者の2%はTREX1ヘテロ変異を有しており、TREX1はSLEの疾患感受性遺伝子でもある。我々は、日本人のFCLの患者において初めてTREX1とSAMHD1の遺伝子検索を終え、TREX1 c.394C>G (p.Pro132Ala)というヘテロの新規ミスセンス変異を発見た。in vitroの一本鎖DNA分解実験において、この変異によりTREX1の機能変異をきたすことを明らかにした。さらに、文献的検索と本症例の結果から、TREX1のDNA分解に重要なアミノ酸(DDEDhモチーフ)あるいはその近傍のアミノ酸の変異をヘテロで有する場合全例で幼少発症CLをきたしているという遺伝子変異臨床型相関を初めて見出し、報告した。TREX1のDNA分解に重要なアミノ酸(DDEDhモチーフ)あるいはその近傍のアミノ酸の変異をヘテロで有する場合全例で幼少発症CLをきたしているという遺伝子変異臨床型相関を初めて見出し、報告したから。さらに、FCLの症例を集積し、変異解析を実施していく。
感染によるToll like receptor を介した慢性心不全の進展について

本研究の目的はTLR(Toll-like receptor)-2およびTLR-4のノックアウトマウス(KO)およびwild typeマウスに大動脈弓狭窄モデルを作成することで心肥大を形成し、そのモデルを慢性感染状態にして心筋組織での炎症細胞浸潤や炎症細胞の活性に変化が生じているのか、その変化が心筋の形態や機能に影響を及ぼしているのか、を明らかにすることでTLRが慢性心不全の発症、増悪に関与していることを示すことにある。TLR-2、TLR-4のノックアウトマウスおよびwild typeマウスに大動脈弓狭窄モデルを作成した後、2週および4週間後に心臓を取り出し心重量-体重比を検討したところ、TLR-4KOマウス群ではwild typeマウス群に比して有意に心重量-体重比の増加が抑制されていた。TLR-2KOマウス群とwild type群の間には有意差は認められなかった。その結果を裏付けるように、TLR-4KOマウス群では心筋表面積やβ-MHC発現の増加も抑制されていた。また、心筋の組織標本での線維化率もTLR-4KOマウス群で有意に抑制されており、この結果と相関して、wild typeマウス群で有意に増加する心筋組織のTGF-βおよびcollagen type Iの発現量は、TLR-4KOマウス群で有意に抑制されていた。しかし、TLR-2KOマウス群では明らかな違いは認められなかった。以上の結果から大動脈弓狭窄という心負荷条件化においてTLR-4は心肥大や線維化に強く関与していると考えられたが、TLR-2はあまり関与していないことが明らかとなった。TLR-4は体内および体外からのリガンドと結合して組織の炎症反応を促進することから、現在、体外からのTLRのリガンドであるLPSと心筋肥大や心筋組織の線維化に強く関与するアンギオテンシンIIを慢性的に同時投与し、心筋組織の炎症性変化や心機能への影響などを検討している。本研究の目的はTLR(Toll-like receptor)-2およびTLR-4のノックアウトマウスおよびwild typeマウスに大動脈弓狭窄モデルを作成することで心肥大を形成し、そのモデルを慢性感染状態にして心筋組織での炎症細胞浸潤や炎症細胞の活性に変化が生じているのか、その変化が心筋の形態や機能に影響を及ぼしているのか、を明らかにすることでTLRが慢性心不全の発症、増悪に関与していることを示すことにある。TLR-2、TLR-4のノックアウトマウスおよびwild typeマウスに大動脈弓狭窄モデルを作成した後、2週間後に心臓を取り出し心重量-体重比を検討した。心重量-体重比はsham手術群に対して大動脈弓狭窄群ではTLR-2,TLR-4ノックアウトマウスおよびwild type群すべてで有意に増加していた。しかし、ノックアウトマウス群とwild type群の間には有意差はなく、TLRが心肥大には直接は関与していない可能性が強いことが判明した。しかし、wild typeの大動脈弓狭窄モデル群で有意に増加する心筋組織のTGF-β発現量は、TLR-2およびTLR-4ノックアウトマウスの大動脈弓狭窄モデル群で有意に抑制されていた。また、この結果に呼応するように心筋の組織標本での線維化率もTLR-2およびTLR-4ノックアウトマウスの大動脈弓狭窄モデル群で有意に抑制されていた。以上の結果から大動脈弓狭窄という心負荷条件化においてTLRは線維化に強く関与していると考えられた。

TLR-2およびTLR-4は体内および体外からのリガンドと結合して組織の炎症反応を促進することから、今後はTLRを介して線維化を促進する体内リガンドの解明、心負荷条件化でLPSなどの体外からのリガンドを慢性的に投与したときの心機能への影響などを検討していく。本研究の目的はTLR(Toll-like receptor)-2およびTLR-4のノックアウトマウス(KO)およびwild typeマウスに大動脈弓狭窄モデルを作成することで心肥大を形成し、そのモデルを慢性感染状態にして心筋組織での炎症細胞浸潤や炎症細胞の活性に変化が生じているのか、その変化が心筋の形態や機能に影響を及ぼしているのか、を明らかにすることでTLRが慢性心不全の発症、増悪に関与していることを示すことにある。TLR-2、TLR-4のノックアウトマウスおよびwild typeマウスに大動脈弓狭窄モデルを作成した後、2週および4週間後に心臓を取り出し心重量-体重比を検討したところ、TLR-4 KOマウス群ではwild typeマウス群に比して有意に心重量-体重比の増加が抑制されていた。TLR-2 KOマウス群とwild type群の間には有意差は認められなかった。その結果を裏付けるように、TLR-4 KOマウス群では心筋表面積やβ-MHC発現の増加も抑制されていた。また、心筋の組織標本での線維化率もTLR-4 KOマウス群で有意に抑制されており、この結果と相関して、wild typeマウス群で有意に増加する心筋組織のTGF-βおよびcollagen type Iの発現量は、TLR-4 KOマウス群で有意に抑制されていた。しかし、TLR-2 KOマウス群では明らかな違いは認められなかった。以上の結果から大動脈弓狭窄という心負荷条件化においてTLR-4は心肥大や線維化に強く関与していると考えられたが、TLR-2はあまり関与していないことが明らかとなった。TLR-4は体内および体外からのリガンドと結合して組織の炎症反応を促進することから、現在、体外からのTLRのリガンドであるLPSと心筋肥大や心筋組織の線維化に強く関与するアンギオテンシンIIを慢性的に同時投与し、心筋組織の炎症性変化や心機能への影響などを検討している。
オンチップ細胞計測技術を用いた心毒性評価法の開発と後発注射薬の品質試験への応用

本研究では、注射薬の後発医薬品の安全性と毒性に関する品質試験を培養細胞や実験動物を用いて行うとともに、医薬品の心毒性をオンチップ心筋細胞集団ネットワーク計測法により評価する実験法の開発を試みた。その結果、心筋細胞集団ネットワークの拍動リズムに対する影響を観察することで、医薬品が作用するイオンチャネルの違いを区別できることを明らかにし、心毒性評価法としての本法の可能性を示した。また被験注射薬の中でその先発医薬品と比較し安全性や毒性に関する品質面において問題のある後発医薬品はなかった。本研究の目的は(1)ネットワーク集団化した心筋拍動細胞により薬剤反応性の測定を行うオンチップ細胞計測技術を用いて、臓器組織と同様な応答を評価できる心毒性スクリーニング法を開発すること、ならびに(2)その評価系を毒性試験データが欠如している後発注射薬の安全性と毒性に関する品質試験に応用することである。平成20年度は、催不整脈リスクが高い抗不整脈薬の心筋拍動細胞ネットワーク反応性を測定・解析してきたこれまでのデータに、新たにジルチアゼム、プロプラノロール等の実験データを追加し、抗不整脈薬に関する薬剤反応性のデータベースの充実を図った。その結果、イオンチャネル遮断薬では心筋拍動細胞ネットワークの拍動間隔時間の延長の程度を観察することにより、薬物が作用するイオンチャネルの違いを区別できることが示され、本法の薬物スクリーニング法としての有用性が示唆された。そこで催不整脈リスクが示唆されている先発注射薬で後発注射薬が市販されている6種類の薬物(イオパミドール、塩酸ドパミン、塩酸リトドリン、オザグレン、シスプラチン、ナファモスタット)を被験注射薬として選び、これらの先発注射薬と後発注射薬をマウスに反復投与し亜急性毒性を観察した。その結果、先発注射薬投与群と後発注射薬投与群のマウスの死亡日数において差異が観察されたものが2種類あった。次いで従来法である分散培養細胞を用いた細胞障害性試験を行った。細胞としては心筋細胞由来H9c2、血管内皮細胞由来EA.hy926、肝臓癌細胞由来HepG2を用い、WST-1アッセイにより細胞障害性を検討した。その結果、先発注射薬添加群と後発注射薬添加群では分散培養細胞に対する細胞障害性が異なってものが1種類あった。今後は心電図試験や心筋拍動細胞ネットワークを用いた薬剤反応性試験を行い、それらの結果を関連づけながら新たな心毒性評価法を構築し、後発注射薬の品質に関する情報を整理していく計画である。本研究の目的は(1)臓器組織と同様な応答を予測できるオンチップ細胞計測技術を用いた薬物の心毒性スクリーニング法を構築すること、ならびに(2)その評価系を毒性試験データが欠如している後発注射薬の安全性と毒性に関する品質試験に応用することである。前年度は催不整脈リスクが高い抗不整脈薬の薬剤応答性をオンチップ細胞計測技術により調べ、そのデータベースを充実されることで薬物の心毒性スクリーニング法としての本法の有用性を示した。また、催不整脈リスクが示唆されている6種類の薬物の先発注射薬と後発注射薬を選び、マウスを用いた亜急性毒性試験と従来法である分散培養細胞を用いた細胞障害性試験を行ったところ、先発注射薬と後発注射薬で異なる結果が示唆されたものが2種類あった。そこで平成21年度は、異なる結果が示唆された注射薬を精査する目的で、この2種類の薬物の市販されている全ての後発注射薬を対象に、分散培養細胞を用いた細胞障害性試験、マウス用いた急性・慢性毒性試験や心電図試験を行い、細胞レベルと固体・臓器レベルでの薬剤応答性の詳細な解析を試みた。その結果、心筋細胞由来H9c2や血管内皮細胞由来EA.hy926を用いWST-1アッセイにより細胞障害性を検討したところ、前年度の結果とは異なり、塩酸リトドリンとナファモスタットの先発注射薬と全ての後発注射薬間の50%抑制濃度には有意差は認められなかった。さらに塩酸リトドリンについては固体・臓器レベルでの薬剤応答性を調べたところ、先発注射薬と全ての後発注射薬間において、半数致死量、心拍数やQT間隔などの心機能パラメータには有意差は認められなかった。従って平成21年度の研究では、心毒性発現が示唆される注射薬は見当たらなかった。今後もオンチップ細胞計測技術を用いて薬剤応答性を測定・解析するとともに、従来法による試験を行い、それらの結果を関連づけながら心毒性発現の危険性を評価し、後発注射薬の品質に関する情報を整理していく計画である。本研究の目的は(1)オンチップ細胞計測技術を用いた薬物の心毒性評価法の確立と、(2)安全性に問題がある後発注射薬の品質試験への応用である。

まず平成20年度には、心臓への副作用リスクが高い抗不整脈薬に関してオンチップ細胞計測技術を用いた解析による心筋拍動細胞集団の薬剤応答性データの充実を図るとともに、心臓への高い副作用リスクが示唆されている先発注射薬の後発注射薬を選び、マウスを用いた亜急性毒性試験と従来法である分散培養細胞を用いた細胞障害性試験を行い、心毒性発現の可能性を探索したところ、2種類の薬物の後発注射薬の中に先発注射薬と異なる試験結果の製品があることが示唆された。次いで平成21年度は、前年度の試験結果を精査する目的で、両薬物の全ての後発注射薬の製品を対象に分散培養細胞を用いた細胞障害性試験、マウスを用いた毒性試験や心電図試験を行い心毒性に関する薬剤応答性の解析を試みたが、平成21年度の研究では、心毒性発現が示唆される後発注射薬の製品は見当たらず、オンチップ細胞集団による薬剤応答性解析を行うまでには至らなかった。そこで、平成22年度は抗がん剤の後発注射薬の製品を対象に心毒性に関する薬剤応唇性の解析を試みるとともに、催不整脈作用を有する抗不整脈薬の先発注射薬について心電図試験を行い、オンチップ細胞集団の薬剤応答性データとの関連付けを試みた。その結果、後発注射薬の中に心毒性発現が示唆される製品は見当たらなかった。一方、心電図試験の結果、イオンチャネルの違いによりマウスに異なるタイプの徐脈性不整脈が観察されたので、オンチップ細胞集団の心筋拍動リズムの違いから区別できるイオンチャネルの結果と比較することにより、固体と同様な薬剤応答性の予測の可能性について検討したが、両者の間に類似性を認めることはできなかった。これらのことから、毒性試験データが欠如している後発注射薬の安全性に関する品質情報を発信することはできたが、固体と同様な応答を計測できる細胞ベースの心毒性評価法を確立するには、さらに代謝や作用の多面性を考慮する検討を加える必要性があると結論した。
cyclic ADP-ribose合成・分解酵素の基質と調節因子の結合部位の決定

cyclic ADP-ribose(cADPR)は申請者らがインスリン分泌のセンカンドメッセンジャーとして新しく見出した細胞内情報伝達物質である。申請者らはまた、cADPRの合成・分解酵素の実体はCD38であり、CD38のcADPR分解酵素活性はATPによって抑制されることを明らかにしている。従って、cADPR合成・分解の調節機構を分子レベルで理解するためには、cADPR合成・分解酵素の基質(NAD、cADPR)と調節因子(ATP)の結合部位を同定することが重要であると考えられる。平成10年度の研究は当初計画どおり進行し、以下のような成果が得られた。平成9年度にはNAD、cADPR、ATPに共通するadenosine部分の類似体である5'-p-fluorosufonyl-benzoyladenosine(FSBA)で標識したCD38のエンドペプチダーゼ消化断片から、FSBA-ペプチド断片を同定した。そこで、1.同定したペプチド断片のアミノ酸配列をペプチド-クエンサーを用いて決定したところ、CD38の129番目のリジン(Lys129)がFSBA結合部位であることが明らかとなった。2.Lys129をアラニンまたはアルギニンに変異させたCD38を精製した。抗FSBA抗体を用いたウェスタン法の結果、これらの変異CD38はFSBAと結合しないことが明らかとなった。3.ゲル濾過カラムを用いてCD38のcADPRとの結合活性の検討を行ったところ、これらの変異CD38はcADPRと結合しないことが明らかとなった。4.酵素学的な検討を行なったところ、これら変異型CD38はcADPR分解活性を消失したが、NADを基質とするcADPR合成活性は保持されていた。従って、Lys129がcADPRとATPの共通の結合部位であることから、ATPがLys129でcADPRと競合的に作用することによりCD38のcADPR分解活性を抑制すると考えられた。cyclic ADP-ribose (cADPR)は申請者らがインスリン分泌のセカンドメッセンジャーとして新しく見出した細胞内情報伝達物質である。平成9年度の研究は当初計画どおり進行し、以下のような成果が得られた。1.申請者らがすでに単離しているヒトCD38 cDNAを、C末端にエンドペプチダーゼの認識配列を有するマルトース結合蛋白質をコードするDNAの3′下流に結合した発現ベクターを構築した。2. 1.の発現ベクターを大腸菌に導入し、CD38をマルトース結合蛋白質との融合蛋白質(MBP-CD38融合蛋白質)として発現させた後、菌内のMBP-CD38融合蛋白質をアミロースレジンカラムを用いて精製した。3. MBP-CD38融合蛋白質をエンドペプチダーゼでMBPとCD38に切断した後、ゲル濾過法を用いてヒトCD38を精製した。精製CD38はcADPR合成・分解の両活性を有していた。4.ヒトCD38を用いて酵素学的な検討を行なったところ、ATPはcADPR分解活性をcADPRに対して競合的に阻害した。5.精製CD38をATPに共通するadenosine部分の類似体である5′-p-fluorosulfonylbenzoyladenosine (FSBA)とインキュベーションして標識した後エンドペプチダーゼで消化し、得られたペプチド断片をFPLC法により分離・精製した。6. FSBAに対する抗体を用いたウェスタン・ブロット法により、分離・精製したペプチド断片のなかからFSBAで標識されたペプチド断片を同定した。

4.酵素学的な検討を行なったところ、これら変異型CD38はcADPR分解活性を消失したが、NADを基質とするcADPR合成活性は保持されていた。従って、Lys129がcADPRとATPの共通の結合部位であることから、ATPがLys129でcADPRと競合的に作用することによりCD38のcADPR分解活性を抑制すると考えられた。
ウォータジェットにおける衝撃発生に関連するキャビテーションの非定常挙動の解明

壁面に衝突するキャビテーティングジェットまわりの流れ場はキャビテーションクラウド(気泡群)の崩壊とそれによる衝撃を伴い非常に複雑な様相を示す.このような挙動は高速度ビデオカメラ観察においても観察されている.しかし,高速度ビデオ画像は視覚的・瞬間的な情報であるため,その定量化は壊食に関連する流体エネルギの集中化現象に対する重要な情報を与えると考えられる.本研究ではキャビテーティングジェットおよびそれに伴う高速現象を捉えるため,高速度ビデオ観察するとともに,撮影された画像をフレーム間差分法を用いて解析を行った.フレーム間差分は異なる時間の2画像の差をとり,変化量を評価するもので,物体の高速動作を捉えるのに適している.本解析を時系列画像に適用し,キャビテーションクラウド崩壊時近傍の時間変化を可視化した.本研究では,高速度ビデオ観察結果にフレーム間差分法を適用し,衝突噴流に伴う気泡群崩壊時近傍の挙動解析を行った.その結果として,フレーム間差分法を用いることにより,キャビテーティングジェットにおける衝突壁面近傍の気泡群崩壊挙動を効果的に可視化できることがわかった.また本画像解析を用いることで気液混相流中の圧力波挙動を明瞭に捉えることができる.観察された現象からはキャビテーション衝突噴流中の気泡群は,噴流軸近傍や噴流周囲部壁面近傍など種々の位置で崩壊していることがわかった.さらに,衝突噴流中心から離れた位置に存在するキャビテーションクラウドが,中心部付近で発生した圧力波により連鎖的に崩壊していく挙動が壁面近傍において観察された.本研究課題においてはキャビテーティング・ウォータジェットの非定常で高衝撃性を示す挙動のメカニズムを定量的に捉え,明らかにすることを目的としている.本年度は,特に明瞭にキャビテーションクラウドの挙動を捉えることと,定量的評価のための画像解析手法の開発を行った,比較的明瞭に大規模なキャビテーションクラウドが発生する収縮か偉大ノズル流れ場において,衝撃発生時近傍のキャビテーションクラウドの挙動を圧力計や加速度計を用いた計測と同時に,高速度ビデオカメラによる高速度観察を行った.キャビテーションクラウドの挙動を定量的に捉えるための画像解析には256階調のグレースケール画像を用いた.ここで撮影された原画像においては気泡領域が白く表示されるとする.このとき時間的に後の画像から前の画像のグレーレベルを減算すると,白(白の階調値は255)から黒(黒の階調値は0)に変化する気泡崩壊は負の値で示される,本手法の利点として単なるキャビテーション領域のみを捉えるのではなく,気泡崩壊時に発生する圧力波の伝播に伴う周囲の微細気泡の崩壊を捉えることができる.本手法を収縮拡大ノズル流れ場に発生するキャビテーションクラウドに適用し,観察されたクラウドキャビテーションの放出に関連する一連の挙動画像解析を用いて捉えることができることを示した.また放出クラウドの崩壊時およびリエントラント挙動のノズルのど部到達時に,圧力波が発生し,周囲の気泡を連続的に崩壊させる挙動も画像解析を用いて捉えることができることを示した.また,本解析手法を用いて壁面に衝突するキャビテーション噴流について計測を行った.衝突壁面上において円形に広がるキャビテーションクラウドに関しては,解析領域を工夫することで半径方向への気泡挙動特に崩壊挙動を捉えることができ,壊食試験結果と一致する結果を示した.壁面に衝突するキャビテーティングジェットまわりの流れ場はキャビテーションクラウド(気泡群)の崩壊とそれによる衝撃を伴い非常に複雑な様相を示す.このような挙動は高速度ビデオカメラ観察においても観察されている.しかし,高速度ビデオ画像は視覚的・瞬間的な情報であるため,その定量化は壊食に関連する流体エネルギの集中化現象に対する重要な情報を与えると考えられる.本研究ではキャビテーティングジェットおよびそれに伴う高速現象を捉えるため,高速度ビデオ観察するとともに,撮影された画像をフレーム間差分法を用いて解析を行った.フレーム間差分は異なる時間の2画像の差をとり,変化量を評価するもので,物体の高速動作を捉えるのに適している.本解析を時系列画像に適用し,キャビテーションクラウド崩壊時近傍の時間変化を可視化した.本研究では,高速度ビデオ観察結果にフレーム間差分法を適用し,衝突噴流に伴う気泡群崩壊時近傍の挙動解析を行った.その結果として,フレーム間差分法を用いることにより,キャビテーティングジェットにおける衝突壁面近傍の気泡群崩壊挙動を効果的に可視化できることがわかった.また本画像解析を用いることで気液混相流中の圧力波挙動を明瞭に捉えることができる.観察された現象からはキャビテーション衝突噴流中の気泡群は,噴流軸近傍や噴流周囲部壁面近傍など種々の位置で崩壊していることがわかった.さらに,衝突噴流中心から離れた位置に存在するキャビテーションクラウドが,中心部付近で発生した圧力波により連鎖的に崩壊していく挙動が壁面近傍において観察された.
高耐久の実現を目指した実大コンクリート床スラブの経年劣化診断

研究代表者らは、建築分野の軟練りコンクリートを適用可能な新しい真空脱水工法を考案し、実験室実験および実大スラブ実験において、その効果を例証してきた。しかし、これまでの一連の実験では、材齢28日の力学的性状の検討が主たる目的であり、長期材齢に関する劣化診断は行ってきていなかったが、経年劣化に対しても、真空脱水処理を行ったコンクリート床スラブは、その性能は期待されると考えられる。そこで、本研究では、平成17年11月に真空脱水工法の効果に関する実験のために、三重大学工学部建築学科棟裏の屋外に施工(150m^2程度)された現場打ちコンクリート床スラブを用いて、材齢7年6ヶ月の時点における品質および劣化状況を測定した。なお、測定した水準は、無処理、真空度(吸引圧/大気圧)30%および70%の部分である。測定項目は、中性化深さ、表面反発度、圧縮強度分布、密度分布および断面観察である。また、当該スラブは、伊勢湾の海岸線より250mと近いため、塩分濃度分布を波長分散型電子プローブマイクロアナライザー(EPMA)を使用して測定した。なお、参考値として、Ca、S、Cについても測定を行った。その結果は、スラブ表面からの中性化深さおよび塩化物イオンの侵透は、材齢7年6ヶ月が経過しても、真空脱水処理の有無にかかわらず見られなかったが、上層の圧縮強度は、材齢の経過に伴い増加した。とくに真空脱水処理を行った試験体の上層の圧縮強度の増加が著しく、その増加は、真空度の高い70%の方が大きくなった。これらの研究成果は、日本建築学会東海支部研究報告会や三重大学技術発表会でコンクリート床スラブの重要性、真空脱水工法を行ったコンクリート床スラブの性能および有用性について報告を行った。また、研究成果をポスターパネルにして、三重大学工学部建築学科棟に掲示し、学部生、大学院生に補修・改修も鑑みたコンクリート床スラブの重要性について知見を深めてもらうようにした。
口腔癌におけるHGFおよびMETの発現の検討

HGFは肝細胞増殖因子としての働きを有するとともに,上皮細胞においてはScatter Eactorとして多様な生物活性を有する因子として知られている.近年,乳癌や肺癌などでHGFやそのReceptorであるMetの過剰発現と悪性度や予後との関連を示唆する報告がなされるようになった.しかしながら口腔癌におけるこれらの検討は報告されていない.今回我々は,口腔癌におけるHGFならびにMetの過剰発現と悪性度や予後との関連を検討した.対象:対象は1988年から1995年までの間に岡山大学歯学部附属病院第2口腔外科にて加療を行った30例とし,手術による摘出標本と初診時に採取した血清を材料とした.血清中のHGF量の評価については,対照として健常成人10例の血清を用いた.方法:Metの組織学的な検出は,1次抗体として抗Metポリクローナル抗体(IBL社)を用い,Envision kit(DAKO社)を使用して通法どおり行った.血清中のHGF量の検出はヒトHGF EIA kit(特殊免疫社)を使用して行った.これらの結果をもとに臨床病理学的因子(腫瘍分化度,浸潤様式,間質反応,核異形性など)と腫瘍組織中のMet発現との関係について検討した.結果:腫瘍組織中でのMetの過剰発現は9/30例(30%)に認められた.臨床病理学的因子との関係では高分化型の腫瘍において過剰発現している傾向が認められたが,統計的な有意差はみられなかった.その他の浸潤様式,間質反応,核異形性との関係では相関はみられなかった.また,血清中のHGF量の増加は6/30例(20%)に認められたが,組織中のMetの過剰発現とは相関していなかった.考察:以上より,HGFの腫瘍マーカーとしての可能性はないと考えられるが,Metの過剰発現が腫瘍分化に関係している可能性が考えられ,癌化との関連も含めてさらなる検討が望まれる.HGFは肝細胞増殖因子としての働きを有するとともに,上皮細胞においてはScatter Eactorとして多様な生物活性を有する因子として知られている.近年,乳癌や肺癌などでHGFやそのReceptorであるMetの過剰発現と悪性度や予後との関連を示唆する報告がなされるようになった.しかしながら口腔癌におけるこれらの検討は報告されていない.今回我々は,口腔癌におけるHGFならびにMetの過剰発現と悪性度や予後との関連を検討した.対象:対象は1988年から1995年までの間に岡山大学歯学部附属病院第2口腔外科にて加療を行った30例とし,手術による摘出標本と初診時に採取した血清を材料とした.血清中のHGF量の評価については,対照として健常成人10例の血清を用いた.方法:Metの組織学的な検出は,1次抗体として抗Metポリクローナル抗体(IBL社)を用い,Envision kit(DAKO社)を使用して通法どおり行った.血清中のHGF量の検出はヒトHGF EIA kit(特殊免疫社)を使用して行った.これらの結果をもとに臨床病理学的因子(腫瘍分化度,浸潤様式,間質反応,核異形性など)と腫瘍組織中のMet発現との関係について検討した.結果:腫瘍組織中でのMetの過剰発現は9/30例(30%)に認められた.臨床病理学的因子との関係では高分化型の腫瘍において過剰発現している傾向が認められたが,統計的な有意差はみられなかった.その他の浸潤様式,間質反応,核異形性との関係では相関はみられなかった.また,血清中のHGF量の増加は6/30例(20%)に認められたが,組織中のMetの過剰発現とは相関していなかった.考察:以上より,HGFの腫瘍マーカーとしての可能性はないと考えられるが,Metの過剰発現が腫瘍分化に関係している可能性が考えられ,癌化との関連も含めてさらなる検討が望まれる.
結び目・3次元多様体の量子不変量が反映する幾何的・大域的性質について

今年度は,前年度後半の研究に引き続き,結び目群の指標多様体の構造研究を行った.この研究の鍵となるのは,指標多様体の断面S_0(K)である.S_0(K)とは,その名の通り,指標多様体をある特殊な超平面で切断したときに得られる切断面であり,指標多様体の部分代数多様体になっている.前年度の研究成果から,断面S_0(K)は,Z係数ホモロジー群abelian knot contact homology HC_*^<ab>(K)の0次部分HC_0^<ab>(K)と同型になることがわかっている.今年度前半の研究では,断面S_0(K)を用いることで,新たな視点から指標多様体を研究した.S_0(K)は,2重分岐被覆構造を持つことが簡単な考察により確かめられるが,その分岐点になるための必要十分条件が『既約metabelian表現の指標』であることが,東京大学COE研究員の山口祥司氏との共同研究で明らかになった.また,2重分岐被覆S_0(K)の底空間からは,結び目の2重分岐被覆群(=結び目で分岐する3次元球面の2重分岐被覆の基本群)の指標多様体への単射が存在することが同共同研究によってわかった.その系として『HC_0^<ab>(K)と結び目の2重分岐被覆群に対する指標多様体の関係』を示すL.Ng予想の(部分的)証明が得られることは,今年度における最大の研究成果である.今年度後半は,結び目の連結和に対する断面S_0(K)の構造変化について重点的に研究を行った.その結果,断面S_0(K)は,その0次元既約成分については,連結和について,加法的に構造を保つことがわかった.これは,Xiao-Song Lin氏によって導入された『Casson-Lin不変量』の視点からみると,結び目の符号数(signature)が,S_0(K)の0次元部分構造を捉えていると解釈でき,非常に興味深い結果である.3次元多様体MのKauffman bracketskeinmodule(以下,KBSM)とは,複素数体C上のローラン多項式環C[t,t^<-1>]を係数環とする,M内の枠付き絡み目のイソトピー類が生成する無限次元加群に,Kauffman bracketskeinrelationを導入した商加群である.Bullock氏によるKBSMと基本群の指標環との関連付けは,現在,結び目の量子不変量を研究する上で重要な手法の一つであるが,これとは別に,本研究において,ハンドル体のKBSMはLie環so(N)構造を局所的に許容することが研究代表者により示された.ここで,結び目外部空間のKBSMがハンドル体のKBSMの商空間として表されることに注意すると,ハンドル体のKBSMをLie環so(N)に対応する部分加群に退化させることで,結び目外部空間のKBSMを退化させた対象は,結び目外部空間の性質をうまく捉えていることが期待される.実際,この退化したKBSMは結び目不変量になることがわかった.この不変量を結び目の2nd reduced charactervariety(以下,2-RCV)と呼ぶことにする.2-RCVはある種の代数多様体であり,2-RCVが0次元となるようなmeridional boundary slopeを持たない結び目に対して,2-RCVの既約成分の個数は,結び目群の既約metabelian表現の共役類の個数,そして,A-多項式のLに関する最高次数の上限を与えることが分った.この結果を受けて,2橋結び目に対しては,結び目群の既約metabelian表現の共役類の個数は,A-多項式のLに関する最高次数の上限を与え,その最高次数は,既約metabelian表現の共役類で,射影によって潰れない既約成分に含まれるものの個数であることも示すことが出来る(=既約metabelian表現による2橋結び目のA-多項式のLに関する最高次数の表現論的な意味付け).最後に,上記2-RCVの研究から,組み紐群の非線形Magnus表現の量子化が導かれることにも触れておく.KBSMは視覚的な研究対象であるため,研究者に直感的なアイデアをもたらしてくれる反面,『非加算無限の複雑さの排除』という工程が回避できなくなる短所を持つことが,今までの研究を困難にする原因の一つであった.そこで本年度は,KBSMを僅かに変形することで,その情報量を加算無限にまで抑え,そこから指標多様体S_0(K)への応用を試みた.まず,結び目群G(K)の指標多様体のある断面S_0(K)は代数多様体になるが,その定義多項式として現れる代数方程式のうち,t=-1におけるKBSMで,ループの局所手術に対応するものだけを取り出し,新たに抽象的な代数多様体F(K)を構成する(S_0(K)の組合せモデル).ここでF(K)はその幾何構造から,代数多様体のchainを誘導し,得られたF^<(d)>(d=1,2,3)は結び目の不変量になることがわかる.F^<(1)>(K)は,常に一点から成る自明な不変量であり,F(K)は,表現を経由せずに計算機上でS_0(K)の評価を可能にする貴重な不変量であるということが,本年度の前半までに得られた成果である.更にF^<(2)>(K)は,その双対空間(座標環)が,実3次元Euclid空間の結び目に付随したcontact構造から定義されるホモロジー群abelian knot contact homologyと同型になることが,本年度後半の研究で明らかになった.

このように,代数多様体族{F^<(d)>(K)}_dは様々な様相を示す非常に興味深い研究対象であり,この研究の深化は重要であると思われる.今年度は,前年度後半の研究に引き続き,結び目群の指標多様体の構造研究を行った.この研究の鍵となるのは,指標多様体の断面S_0(K)である.S_0(K)とは,その名の通り,指標多様体をある特殊な超平面で切断したときに得られる切断面であり,指標多様体の部分代数多様体になっている.前年度の研究成果から,断面S_0(K)は,Z係数ホモロジー群abelian knot contact homology HC_*^<ab>(K)の0次部分HC_0^<ab>(K)と同型になることがわかっている.今年度前半の研究では,断面S_0(K)を用いることで,新たな視点から指標多様体を研究した.S_0(K)は,2重分岐被覆構造を持つことが簡単な考察により確かめられるが,その分岐点になるための必要十分条件が『既約metabelian表現の指標』であることが,東京大学COE研究員の山口祥司氏との共同研究で明らかになった.また,2重分岐被覆S_0(K)の底空間からは,結び目の2重分岐被覆群(=結び目で分岐する3次元球面の2重分岐被覆の基本群)の指標多様体への単射が存在することが同共同研究によってわかった.その系として『HC_0^<ab>(K)と結び目の2重分岐被覆群に対する指標多様体の関係』を示すL.Ng予想の(部分的)証明が得られることは,今年度における最大の研究成果である.今年度後半は,結び目の連結和に対する断面S_0(K)の構造変化について重点的に研究を行った.その結果,断面S_0(K)は,その0次元既約成分については,連結和について,加法的に構造を保つことがわかった.これは,Xiao-Song Lin氏によって導入された『Casson-Lin不変量』の視点からみると,結び目の符号数(signature)が,S_0(K)の0次元部分構造を捉えていると解釈でき,非常に興味深い結果である.