hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
分布型信号検出システムの研究

現代のように情報が氾濫し通信網が複雑に入り組んだ世界では情報の本質をかえって見失う危険性も存在する.時間的空間的にいろいろな相関をもった情報の構造をとらえ,データを多次元的に圧縮したり,信頼性のある通信網を多次元的に構築するための基礎理論が多端子情報理論である.その発展に刺激されて古典的な統計学からも多端子統計学が生み出され,その直接的な応用のひとつとして近年分布型信号検出システムの設計法を確立することができるようになってきた.1981年のTenney-Sandellの研究以来,通信工学者を中心としたアドホックな仮定のもとに分布型信号検出システムの設計法が研究されてきたが,問題の本質的構造を理解するには多端子情報理論の視点が不可欠である.データ検出のための統計学からの手法のほかに,データ伝送のための情報理論の知識が精妙に組み合わされて,性能のよい分布型信号検出システムがはじめて構築される.本研究は,多次元雑音で汚された既知の信号を分布型センサーで受信し,与えられた伝送レートの制約をみたすように変換したデータを中央情報センターに伝送し,そこで信号の検出判定を行う信号処理システムを最適に構成することを目的としたものである.前年度における,多次元雑音がガウス型である場合の信号検出に関する結果に基づき,本年度は非ガウス型の相関を持つ多次元雑音に対して検討を加えた.その中で,一般の相関をもつ多次元雑音に対して伝送速度に有限の制限のある信号検出システムの性能を解析を行った.さらに,相関をもつ多次元雑音の分布型センサーによるパラメータ推定の問題を追及している.ここでは,伝送速度の制限のあるもとでの最尤推定量を導くことに成功している.
赤潮鞭毛藻と植食性動物プランクトンの相互作用に関する研究

1.本邦沿岸域に赤潮として出現する15種の鞭毛藻類と2種のカイアシ類の摂食による相互関係を調査した。渦鞭毛藻類のGymnadinium nagasakiense,ラフィド藻類のOlisthodiscus lutens,Heterosigma akasiwo,Chattonella marina,Fibrocapsa japonicaは、カイアシ類Acartia omorii,Pseudodiaptomus marinusにほとんど摂食されなかった。本邦で初めて拒食性の鞭毛藻類が存在することが明らかになった。拒食の原因としてこれらの鞭毛藻類の細胞中にカイアシ類の拒食を誘発する短命な生理活性物質が含まれることが確かめられた。従ってこのような拒食性の鞭毛藻類による赤潮の消長には動物プラントクンによる摂食圧は効果がないことが推定される。2.大型カイアシ類Calanus sinicusは前述の2種のカイシア類に比較して、拒食性の鞭毛藻類を摂食する場合が多く、カイアシ類の種類が異なることにより、拒食の程度が変化することを示唆した。摂食行動の詳しい観察により好適な植物プランクトンを摂食する時は、数-10分間隔でフィ-カルペレットが排出されることが明らかになった。しかし拒食に伴う嘔吐行動は観察されなかった。3.微細なスケ-ルで海洋構造が異なる沿岸フロント域で、植物プランクトン、懸濁粒子の分布と海況要因との関係を調査し、栄養塩の供給の盛んなフロント混合域側で顕著に高いクロロフィル濃度が観察され、動物プランクトンの分布とは独立して赤潮発生がありうる可能性を示唆した。4.瀬戸内海に出現する浮遊性Calanoidaカイアシ類の消化管内容物を精査することにより、カイアシ類が天然条件下では多種多様な植物プランクトンを摂食することが明らかになった。また種によってはある特定の植物プラントングル-プを全く摂食しないことが観察され、実験室でみられたカイアシ類の拒食現象が野外でも同様に起っていることを示唆した。本邦沿岸域に赤潮として出現する15種の鞭毛藻類(過鞭毛藻8種、ラフィド藻類4種、プラシノ藻類2種、ミドリムシ藻類1種)を、2種のカイアシ類(Pseudodiaptomus marinus,Acartia omorii)に摂食させることにより、これらの赤潮鞭毛藻類中に拒食性の種類が存在するかどうかを調査し、次のような結果を得た。2.正常に摂食された種類と拒食された種類との間に、細胞の形態、サイズなどの違いがないことから、カイアシ類に拒食される原因は鞭毛藻類によって産生される化学物質によるのではないかと思われたので、正常に摂食されるHeterocapsa tiqyetraをコントロールとして摂食実験を行った。その結果、O.luteus,G.nagasakienseはそれらの細胞内に拒食誘発物質を含有することが明らかとなり、その物質は80°C以上に加熱すると拒食効果が減少し、20°Cで12時間以上放置すると失活する短命な生理活性物質であった。今後は拒食行動のより詳細な観察を行う予定である。1.昨年度に引き続き15種の赤潮鞭毛藻類と2種のカイアシ類の摂食による相互関係(摂食の可否)を調査した。ほぼ昨年通りの結果が得られたので、この研究課題についてはとりまとめの上、Mar.Ecol.Prog.Serに投稿し、印刷発表された。

2.大型カイアシ類のCalanus siniwsの摂食行動を購入した顕微鏡ビデオ装置により観察撮影した。コントロ-ルの珪藻類Thalassiosira weissflogiiを与えた場合には、ほとんどすべての個体が細胞を摂食し、数ー10分間隔でフィ-カルペレットを排出した。赤潮鞭毛藻類のGymnodinium nagasakiense,Chattonella marina,Heterosigma akashiwoを与えた場合には、若干の個体が全く、あるいはほとんど排糞しない場合があったが、多くの個体がコントロ-ルと同様に排糞した。このことはカイアシ類の種類が異なれば、赤潮鞭毛藻類に対する拒食の程度が異なることを示している。3.赤潮発生は海洋構造と密接に関係しているので、微細なスチ-ルで海洋構造が顕著に異なる沿岸フロント域を対象として、植物プランクトン、懸濁粒子の分布と海況要因との関係を調査した。その結果、栄養塩の供給の盛んなフロント混合域側で顕著に高いクロロフィル濃度が観察された。4.瀬戸内海に出現する浮遊性Calanoidaカイアシ類の消化管内容物を精査することにより、カイアシ類が多種多様な植物プランクトンを摂食することが明らかになった。また種によってはある特定の植物プランクトングル-プを全く摂食しないことも確かめられた。このことは実験室内での拒食現象が野外でも起っていることを示している。
ラットモデルを用いた新規肝性脳症モデルの開発と解析

ラットを用いた急性肝不全に伴う肝性脳症モデルを開発し、肝性脳症の機序に関する基礎的研究を行った。研究の中で、脳アストロサイトが産生するs100b蛋白が肝性脳症のマーカーとして有用であることを見いだした。また、臨床的にも肝性脳症を伴う劇症肝炎時に血清s100bが上昇することを確認し、s100b蛋白が肝性脳症における有用なマーカーとなる可能性が明らかとなった。肝性悩症の病態を解明するための新規肝性脳症ラットモテルを開発した。アセトアミノフェン(APAP)と3メチルコンらセン(MC)を投与することで、肝障害および異常行動を示すことを示し、肝性脳症モデルテットとして有用である可能性を報告した。(Liver International 117-125,28,2008)本研究において、肝障害により、脳症(異常行動)が生じる機序として、ラットの脳における神経性アミノ酸の著明な増加および、アストロサイトの変化が関与していることが示された。これに関連して、臨床的に血清s100蛋白(アストロサイト特異的蛋白)が劇症肝炎患者の肝性脳症の有用なマーカーであることを示した。(Liver International 146-147,28,2008)この血清s100蛋白は、ApAPとMCを投与した肝性脳症ラットモデルで増加すること、また、劇症肝炎患者において増加することを確認した。これは、このモデルが、実際の劇症肝炎患者と同じ病態が生じている可能性を示ており、肝性脳症モデルとして適切かつ有用であることが示された。現在、重症肝炎患者において、劇症肝炎へ移行を高い精度で予測する単一のマーカーは存在しないため、そのマーカーの開発や、肝性脳症の推移などを予測するマーカーの開発等に、このラットモデルは極めて有用であると考えられる。1)新規肝性脳症ラットモデルを用いた、血清中S100bの肝性脳症診断マーカーとしての有用性に関する基礎的検討我々は、アセトアミノフェンと3 methylcholanthreneを用いた肝性脳症モデルを作成し、アストロサイトの変性および、異常行動が誘発されることを報告した(Liver Int. 2008Jan ; 28(1) : 117-25.)。我々は、このモデルにおける血清S100b蛋白量を測定し、薬物非投与ラットに比較し約12倍のs100b蛋白の発現を観察した。また、ラットの脳浮腫の状態を確認する目的で、MRIで観察したところ、薬物投与ラットは、脳浮腫が増強する傾向がみられたが、有意差は認められなかった。2)劇症肝炎時の肝性脳症の診断マーカーとしての血清中s100b測定の臨床的有用性についての検討肝性脳症は、劇症肝炎の診断において必須であるが、脳内の変化を検出するマーカーは確立していないが、我々は、脳アストロサイトにおいて産生、貯蔵されるカルシウム結合蛋白質であるS100bが劇症肝炎における肝性脳症発症時の脳内の変化を示す有用なマーカーであることを報告した。(Liver Int. 2008Jan ; 28(1) : 146-7)9人の肝性脳症を呈した劇症肝炎患者(B型肝炎6人、薬物2人、原因不明1人)の保存血清を用いた検討を行った。血清S100bは健常者の値よりも約2.88倍高かった。
仮想・複合現実技術を用いた「行動文脈依存的脳機能修飾の特性・機能的意義」の解明

脳の情報処理は行動文脈(今何をしているのか)に応じてリアルタイムに変化し、行動目的の達成を有利にする合目的性があると考えられている。一方で運動は脳機能を変化させるが、合目的性の観点からすると、運動による脳機能の変化はその運動自体を最適化させるための能動的な変化であり、その運動に関わる脳機能ほど顕著に変化すると考えられる。本研究では、スポーツ場面を厳密な実験統制を取れる仮想・複合現実により再現し、スポーツパフォーマンスに関わる知覚・認知・運動制御といった脳機能が、運動種目特異的な変化を起こすかを明らかにすることを目的とした。脳の情報処理は行動文脈(今何をしているのか)に応じてリアルタイムに変化(行動文脈依存的修飾)し、行動目的の達成を有利にする合目的性があると考えられている。身体運動は脳機能を変化させることが明らかとなっているが、合目的性の観点から考えると、身体運動による脳機能の変化は、身体運動を最適化させるための脳機能の能動的な現象である可能性がある。つまり、身体運動時は、自己の状態や外部環境との関係性が時々刻々と変化するため、その変化をより鋭敏に感覚・認知して運動へ繋げる働きが重要であり、その身体運動に関わる機能ほど運動により最適化されると考えられる。しかし、このような観点での研究はこれまで行われていない。本研究は、仮想現実(VR)や複合現実(MR)技術を用いて「身体運動による脳機能修飾効果が、スポーツパフォーマンスに関係する知覚・認知・運動制御にどのような影響を及ぼすのか」を検討することを目的としている。本年度は、「野球のバッティング場面」をVR・MR内に設定し、投手から投球されたボールについて、知覚弁別、認知制御および運動制御を実施する課題の開発ならびにそれらに関する予備実験を行った。予備実験で野球経験者に対して実際のVRでの課題を行ったところ、VR上のボールの軌道が実際のボールの軌道とは異なって感じるという問題点が浮上し、この点の改善を図る必要がある。また、本研究で設定している運動強度について、視覚情報に基づく知覚が高まるかについての予備実験も行い、今後の研究進展に対する課題を得た。予備実験から、VR上のボールの軌道が実際のボールの軌道とは異なって感じるという問題点が浮上したため、現在この問題点の改善に取り掛かっている。そのため、当初予定していた運動の効果検証まで至らず、進捗がやや遅れていると判断される。今後は、実際のボールの軌道情報を取得し、VR上でのボールの軌道をより現実に近い状態とし、課題の改善を図る。その後、当初予定していた運動の効果検証を行い、運動による脳機能修飾効果が、スポーツパフォーマンスに関係する知覚・認知・運動制御にどのような影響を及ぼすのかを検証していく。

今後は、実際のボールの軌道情報を取得し、VR上でのボールの軌道をより現実に近い状態とし、課題の改善を図る。その後、当初予定していた運動の効果検証を行い、運動による脳機能修飾効果が、スポーツパフォーマンスに関係する知覚・認知・運動制御にどのような影響を及ぼすのかを検証していく。
保型形式のみたす微分方程式

種数1の保型形式は、一般に3階の2次型の非線型微分方程式を満たす。実際には、その具体形を記述することが重要な問題となる。この非線型方程式は、2階の確定特異点型の線型方程式と、シュワルル微分を通じて関係している。前年度の研究によって、3階の2次型の非線型微分方程式のうち、2階の線型方程式と関係するものは、対応する非結合代数が単位元を持つという条件と対応することがわかった。これをおし進めて、3階の2次型の非線型微分方程式のなかで、ハミルトン系になる場合の条件を非結合代数のことばで考察した。このクラスは、オイラーのコマの方程式を含んでいるものであり、一般的には、保型形式ではなく楕円函数と関係がつくものである。また、3階の2次型の非線型微分方程式の重要な例として、アルファンの方程式と呼ばれるものがある。この方程式は、VI型のパンルベ方程式と関係し、古典解とよばれる特殊な解を記述する方程式である。アルファンの方程式、およびその類似方程式は、いわゆるピカールの解(と関係する解)を補完する方程式になっている。この方程式のベックルンド変換をとって、対応するパンルベ方程式の解空間の全体を考察した。アルファンの方程式とオイラーの方程式は類似した形をしているが、その解の性質は全く異なり、前者はパンルベ性を持たない。この両者の関係を考察して、アルファンの方程式を与える、レベル2の楕円モジュラー曲面の上に、自然に存在するファミルトン構造から定まる発展方程式が、オイラーの方程式になることを示した。ここで、アルファンの方程式は、この楕円曲面のピカール・フックス方程式から得られるものである。保型形式が満たす、アルフォンの微分方程式の拡張およびその類似方程式について調べた。1、スカラー平坦計量の完全積分可能性アルフォンの微分方程式は、自己双対アインシュタイン計量の特殊化として得られる。近年、自己双対計量やスカラー平坦計量とパンルベ方程式との関係が注目されているように、自己双対計量と広い意味での可積分系との関係は重要である。そこで、スカラー平坦計量の満たす微分方程式が完全積分可能であることを示し、その上に働く変換群を決定した。2、超幾何函数と非結合代数アルフォンの微分方程式は、超幾何方程式から定まる二次型の連立微分方程式系である。二次型方程式には、ある非結合代数が付随する。未知函数が3つの二次型方程式が、超幾何函数およびその合流型函数で解ける必要十分条件が、対応する非結合代数が単位元を持ち、自己同型群が有限であることを示した。
不均一系白金族触媒を用いた高効率的 水素 － 重水素 交換反応の開発

当研究室では常圧の水素ガスで置換した封管中、Rh/C触媒存在下アルカンをD_2O中で加熱攪拌するのみで、アルカンの全C-HをC-Dに変換することに成功している。本年度はRh/C-H_2-D_2Oを組み合わせたアルカン重水素化の反応効率向上、反応メカニズムの解明、基質適用範囲拡大を目的として検討した。1)固体アルカンの場合、基質の溶解性改善を目的としたシクロヘキサンの添加により重水素化率が向上した。Pd/Cを触媒とした固体アルカンの重水素化反応でもシクロヘキサンを添加すると重水素化率が向上し、直鎖アルカンではRh/Cに匹敵する効率で重水素を導入することができた。Pd/CはRh/Cと比較して格段に安価であるため、重水素化コストの削減が期待できる。2)D_2OとH_2間でのH_2-D_2交換反応により生ずるD_2ガスが、アルカンの重水素化反応における重水素源であることを明らかとした。当研究室ではRh/CがH_2-D_2O間のH_2-D_2交換を効率よく触媒することを明らかとしている。本重水素化反応ではRh/Cの高いH_2-D_2交換活性が影響しており、D_2ガスの生成が鍵段階であると考えている。3)脂肪族ケトンを重水素化したところ、重水素化とともにカルボニル基の還元が併発した。この知見から、脂肪族ケトンの効率的還元法を開発すべく検討したところ、Pt/Cを触媒としてシクロヘキサン中攪拌することで常温、常圧条件下、多様な脂肪族ケトンの還元が効率よく進行し、短時間で対応する第2級アルコールを得ることができた。脂肪族ケトンをアルコールに還元するには100°C以上の加熱条件下、10気圧以上の加圧を要する。本反応は常温、常圧で進行するため従来法と比較した場合格段に穏和であり、脂肪族第2級アルコールの効率的合成法として期待される。
門脈圧亢進症性胃症における分子機序解明と治療への展開

門脈圧亢進症性胃症(PHG)における胃粘膜の脆弱性および創傷治癒障害の原因として、MAPKカスケードが障害されていることを報告してきたが、何故MAPKカスケードに異常をきたすのかは明らかではなかった。PHGにおいては、胃粘膜の低酸素化や過剰なNO産生があるため、ROS(活性酸素種)やRNS(活性窒素種)が増えており、これらがPHGの胃粘膜上皮のMAPKカスケードを修飾しているのではないかとの仮説をたて、以下の検討を行った。(1)実際にPHGラット胃粘膜において、H2O2(hydrogen peroxide)および過酸化脂質(lipid peroxide)を測定したところ、正常ラット胃粘膜に比べ、PHGにおいて有意に増加していた。また、PHGにおける過剰なnitric oxide(NO)は、非常に反応性に富むperoxynitrite(NO3-)となり、胃粘膜のnitrotyrosine染色および抗nitrotyrosine抗体を用いたwestern blottingにて、nitrotyrosilation化された蛋白が有意に増加しており、PHG胃粘膜では、ROSやRNSが有意に増加していた。(2)そこで、Coimmunoprecipitationを用いたWestern blotting(IP;nitrotyrosine、IB:nitrotyrosine or ERK)にてERKとperoxinitriteの結合を検討したところ、ERKのnitrationが増加していた。(3)ROSやRNSに対するラジカルスカベンジャーを用いた検討を行った。日常の臨床において使用可能な薬剤のなかで、強力なラジカルスカベンジャーであり胃粘膜防御因子増強作用を有するRebamipide(mucosta)が、PHGにおけるラジカルスカベンジャーとして有効かどうかを検討したところ、PHGラットのERKのnitrationが正常化し、さらにエターノール障害後のERKの活性化が正常化し、エタノール障害による胃粘膜障害度も改善した。【目的】門脈圧亢進症においては、食道胃静脈瘤のみならず、門脈圧亢進症性胃症(Portal hypertensive gastropathy : PHG)といわれる特徴的な胃粘膜病変が存在し、肝硬変症患者における発現頻度は80%で、その1030%に出血を起こすといわれており、慢性肝炎・肝硬変症患者の日常臨床において見逃すことのできない病態である。そこで、本研究ではPHGの分子機序を解明し、新しい治療戦略へ展開することを目的としている。具体的には、胃粘膜上皮のMAPKカスケードの異常とNOシグナルの関連について検討した。【まとめ】PHGにおける胃粘膜においては、過剰に存在するNOにより胃粘膜上皮の細胞増殖の重要なシグナルであるERKがnitration化されており、これがPHGにおけるMAPKカスケード障害の一因である可能性が判明した。【平成19年度の展開】ERKのnitration化の制御による門脈圧亢進症性胃症(PHG)治療への展開ROSやRNSに対するラジカルスカベンジャーを用い、ERKのnitrationを介したMAPKカスケードの異常を是正することで、PHGにおける胃粘膜の脆弱性を改善できるか、否か検討する。
新規糖尿病患者の未治療抑制に向けた糖尿病療養指導士による健診事後指導効果の検証

糖尿病による合併症を防ぐためには、診断を受けた直後から適切な健康管理を行うことが必要である。しかし、初期の糖尿病は自覚症状に乏しく健康診断において糖尿病を指摘されても、医療機関を受診しない人が少なくない。そこで、健康診断により糖尿病を指摘された人の未治療を抑制するため、受診勧奨支援プログラムの作成、及び作成した支援プログラムの効果の検証に取り組んだ。糖尿病患者の未治療および治療中断による糖尿病合併症の重症化が問題になっており、国もこれらの対策を糖尿病戦略の重要課題として位置づけている。しかし現状では、健康診断により糖尿病を指摘されても医療機関を受診しない人が少なくはなく、健診後の支援体制は十分に整備されているとはいえない。本研究は、糖尿病療養指導士が事業所に所属している糖尿病が強く疑われる対象に、未治療予防に焦点を当てた健診事後指導を実施するという新たな取り組みである。研究目的は、糖尿病療養指導士による健診事後指導の有用性を検証すること、糖尿病合併症の重症化予防に向けた医療と産業保健の連携および協働のあり方の示唆を得ることである。本研究は、糖尿病に焦点を当てた健診事後指導が、糖尿病の未治療および治療中断を抑制することにつながっていくかどうかを3年にわたって検証していく。平成27年度は、1研究フィールドの調整、2健診事後指導内容の検討、3研究プロトコルの作成を行った。1については、研究対象施設に変更が生じたため研究フィールドの確保が必要であったが、大規模研究に加わることが決定したため、この問題は解決した。2については、先行研究の調査を踏まえて、健康行動理論を用いることになった。3については、ランダム化比較試験とし、再現性を担保することを踏まえて構造化、及び半構造化面接法を用いることに決定した。研究プロトコルの作成は最終段階にある。研究対象施設に変更が生じ、研究フィールドの調整が必要であったため。大規模研究に加わることが決定しこの問題は解決した。本研究は、糖尿病療養指導士が、事業所に出向き糖尿病が強く疑われる対象に、未治療予防に焦点を当てた健診事後指導を実施する。平成27年度は、1研究フィールドの調整、2研究プロトコルの作成、3健診事後指導内容の検討を行った。1については、研究協力施設の同意が得られず研究フィールドの確保が必要であったが、大規模研究に強化介入群としての参加が決定し倫理審査委員会の承認を得た。平成28年度は、1研究フィールドの再調整、2研究プロトコルの変更、3健診事後指導内容の修正をおこなった。1について、共同研究として本研究を実施予定であったが、最終的に研究協力施設の許諾が得られず実施に至らなかった。そこで研究プロトコルを変更し、研究の遂行に向けて調整を行った。3については、当初研究者1名による介入を予定していたが、複数人により介入を行うことになったため、同一性、及び再現性を踏まえ修正を行った。最終年である平成29年度は、本研究により作成した健診事後指導を実施、評価していく。研究フィールドの確保が困難であり、研究計画を変更せざるを得ない状況にある。研究フィールドの確保については、申請時において最も懸念された事項であり、危惧した通り展望を開くことができずにいる。平成28年4月には大規模研究の強化介入群として加わることが決定し倫理審査委員会の承認を得たが、研究協力施設の最終的な許諾が得られずフィールドの再開拓が必要になった。本研究の社会的な意義については施設担当者の理解を得ることができる。しかし、研究協力となると研究を実施する施設に所属していない研究者が介入を行うことが問題となった。そこで、研究計画の一部を以下の通り変更した。1糖尿病療養指導士である研究者が、研究参加施設に所属する保健師や看護師(以下、研究協力者とする)に対して、受診勧奨の事前レクチャーを行う。2研究協力者が健診後の未受診者に対して健診事後指導を実施する。研究協力者にかかる負担を最小にすることが必須であるため、研究協力者は複数人とした。研究計画の変更にともない、事前レクチャー内容の検討、及び同一性や再現性を考慮し健診事後指導内容の変更が必要であった。平成29年度は、研究プロトコルの再検討、それに伴い文献検討や関連する講座の受講により、事前レクチャー内容及び構造化された介入方法の検討と作成を行った。本研究は、糖尿病療養指導士による健診事後指導の有用性を検証すること、糖尿病合併症の重症化予防に向けた医療と産業保健の連携および協働のあり方の示唆を得ることを目的とした。

平成29年度は、A市の研究協力を得て、診療報酬明細書のデータを活用し、健康診断後の糖尿病未治療者の特定に取り組むとともに、これまでに作成した健診事後指導プログラムの見直しを行った。また、健康診断により受診が必要と指摘された対象者の医療機関受診率100%を達成している企業において受診勧奨を担当している保健師にインタビューを行うことにより、受診勧奨に向けた支援内容について検討し、その結果を踏まえて健診事後指導プログラムの内容を修正した。研究期間全体を通じての成果として、糖尿病患者の未治療抑制に向け健診事後指導内容を検討し、プログラム作成を行った。研究フィールドの確保が極めて困難であり、研究協力機関との調整に時間を要した。また、研究フィールドの確保にあたり研究プロトコルの変更に伴う健診事後指導内容の再検討が必要であった。今後の研究の展開として、A市にて特定された健診後の未治療者に対し介入を行う予定である。糖尿病による合併症を防ぐためには、診断を受けた直後から適切な健康管理を行うことが必要である。しかし、初期の糖尿病は自覚症状に乏しく健康診断において糖尿病を指摘されても、医療機関を受診しない人が少なくない。そこで、健康診断により糖尿病を指摘された人の未治療を抑制するため、受診勧奨支援プログラムの作成、及び作成した支援プログラムの効果の検証に取り組んだ。平成28年度は、研究計画書に基づき介入および結果の分析を行う。1.介入方法:介入場所は新潟県上越地域を予定している。研究対象施設は、本研究趣旨に賛同が得られた産業医から健診事後指導の委託指示があった事業所とする。対象者は当該事業所の労働者とし、職域健診において担当産業医が「要医療」と診断したもので、調査時に糖尿病未治療または1年以上の糖尿病治療中断者とする。先行研究から未治療または治療中断者数は健康診断受診者の4%程度であり、地域の産業医の試算によると上越地域は300名程度の該当者がいると見込まれる。2.結果の分析:分析は、介入前年度・介入年度・翌年度の医療機関の受診状況、対象者の医療機関受診継続の有無、介入前後のHbA1cの比較を行う。現時点において、研究フィールドの確保はできていない。現状のままでは研究の実施は困難な状況にあるため、研究協力の依頼先を拡大することにより研究の実施を目指す。これまで健診施設を対象に研究協力を依頼してきたが、依頼先を市町村または企業に拡大する。市町村を対象とする場合は、国民健康保険の診療報酬明細書データを活用することにより健診後の未受診者を特定し受診勧奨を実施する計画とした。研究の実施に向け、A市の保険年金課の担当者と調整中である。研究フィールド決定後の流れは以下の通りである。1研究協力施設の倫理審査を受ける、2研究参加者を募集すると同時に、研究協力者に事前レクチャーを行う、3研究協力者による介入を行う、4研究参加者の医療機関受診状況を確認する研究計画の変更を余儀なくされているが、本研究が最終的に目指すところは、健診後の未受診者の減少であり、本研究の目的は、未受診者の減少へ向けたプログラムを作成し有用性を検証することである。これら2つを常に意識し、研究の遂行に向け尽力していく。健康教育研究対象施設に変更が生じ、研究がやや遅れているため。
リーマン対称空間の算術的部分群による商空間の代数幾何学的数論的研究

我々の研究対象であるリーマン対称空間、特にその典型的な場合である擬エルミート対称空間の、数論的部分群による商空間は、周期写像をとおして種々の偏極コムパクトケーラー多様体のモジュライ空間として実現され、後者を通じてその構造が明確になる、という性質をもつ、本研究では主にこの観点から次のような結果を得た。1.(1)一般の複素トーラスについて、その自己準同形環の可能なタイプを分類し、ついでこれに対応する擬エルミート空間の構造を明らかにした。(2)商空間の特異点の状況を反映するものとして、各複素トーラスに対しその有限自己同型群を2次元の場合に完全に分類した。特にあたえられた有限群を自己同型群にもつ2次元トーラスのモジュライ空間を、(擬)エルミート空間の数論的部分群による商空間として明示的に与えた。(3)(2)の空間がある種のルート系と密接な関連を有することを見出した。2.(1)シンプレクティックK【a! ̈】hler多様体に対する一般的構造定理として、その2次元コホモロジー群の上のn形式が実はある非退化2次形式のべきであることを証明した。(nは多様体の2次元)(2)この応用としてこのような多様体の局所モジュライ空間は非特異であり、したがってそのモジュライ空間は【IV】型エルミート対称空間の開架合でパラメトライズされることを示した。3.一般に、Calaliによる極値的ケーラー計量の概念を用いて、一般のケーラー多様体に対し、代数幾可学における安定性の概念のアナロジーを導入し、これによりモジュライ理論のまったく新しい定式化を得た。特に偏極を固定した。極値的ケーラー計量のモジュライ空間が自然なケーラー空間の構造をもつことを示した。この理論の詳細は未完であり、今後この方向に研究を発展させたい。特に偏極を固定した。
癌関連糖鎖抗原を介した転移性骨腫瘍の骨破壊進展メカニズムの解明と阻害効果の検討

癌の骨転移では破骨細胞による骨吸収が重要な役割を果たしている.破骨細胞の分化において免疫受容体シグレック15とシアリルTnの関与が明らかになってきていることから,溶骨性骨転移巣におけるこれらの分子の破骨細胞誘導への関与を検討した.シアリルTn発現乳癌細胞株をヌードマウスの大腿骨に局所投与したところ,コントロール群と比較して破骨細胞の分化が促進されず,骨転移巣の形成は少なかった.In vitro実験系ではシアリルTn発現乳癌細胞株で細胞接着能の減弱,integrinの機能低下が確認された.シアリルTn発現乳癌細胞株では細胞接着能が低下した結果,骨転移巣の形成が促進されない可能性が示唆された.近年、破骨細胞の分化・活性化には、M-CSFとRANKL以外の第3の経路として免疫受容体群を介した制御機構が存在することが明らかとなっている。研究代表者らは、免疫受容体シグレック15とシアリル糖鎖が破骨細胞の分化を促進し生理的な骨リモデリングに関与することを世界に先駆けて明らかにしている。本研究では“腺癌骨転移病変または骨巨細胞腫における骨破壊にシアリルTnとシグレック15を介する破骨細胞誘導が関与する"という研究仮説を立証し、臨床応用への可能性を明らかにすることを目標とする。I.培養細胞を用いた癌糖鎖抗原シアリルTnによる破骨細胞分化、活性化能の検討(in vitro):乳癌細胞株にシアリルTnを発現させ,破骨前駆細胞との共存培養系で破骨細胞分化誘導能や骨吸収能の変化を明らかにすることを目標とする。今年度は同共培養系において、コントロール群(シアリルTn非発現乳癌細胞株)と比較して破骨細胞分化誘導に差が認められることを確認した。II.癌糖鎖抗原発現による癌細胞株の骨転移,骨破壊能の変化の検討(in vivo動物モデル):In vivo動物モデルにおいて乳癌細胞株による骨破壊モデルを構築した。III.糖鎖抗原阻害による転移性骨腫瘍・骨巨細胞腫の骨破壊抑制効果の検討(in vivo動物モデル:シアリルTnやシグレック15に対する抑制因子を用いた骨破壊抑制の有無を今後検討していく。IV.臨床病理組織におけるシアリルTn/シグレック15と溶骨性転移性骨腫瘍の関連解析:Preliminarystudyとしてシグレック15抗体で骨巨細胞腫標本を免疫化学染色し、良好な染色像が得られることを確認した。以下の4項目の研究計画を立案し、現在進めている。I.培養細胞を用いた癌糖鎖抗原シアリルTnによる破骨細胞分化,活性化能の検討(in vitro)II.癌糖鎖抗原発現による癌細胞株の骨転移,骨破壊能の変化の検討(in vivo動物モデル)III.糖鎖抗原阻害による転移性骨腫瘍・骨巨細胞腫の骨破壊抑制効果の検討(in vivo動物モデルIV.臨床病理組織におけるシアリルTn/シグレック15と溶骨性転移性骨腫瘍の関連解析.I、IIについてはシアリルTn発現乳癌細胞株をすでに構築しており、in vitro、in vivoいずれの研究ともに計画通り進捗している。今後、シアリルTnの破骨細胞分化誘導や骨吸収における役割の検討を行っていく予定である。IIIについてはIIでの動物モデルが確立した後に実施していく予定である。IVについてはヒト骨巨細胞腫の病理標本に対するシグレック15抗体での免疫化学染色を実施する予定である。近年、破骨細胞の分化活性化には第3の経路として免疫受容体群を介した制御機構が存在することが明らかになっている。研究代表者らは免疫受容体シグレック15とシアリル糖鎖が破骨細胞の分化を促進し生理的な骨リモデリングに関与することを明らかにした。本研究では、腺癌骨転移病変又は骨巨細胞腫における骨破壊にシアリルTnとシグレック15を介する破骨細胞誘導が関与するという研究科説を立証し、臨床応用への可能性を明らかにすることを目標とする。1.培養細胞を用いた癌糖鎖抗原シアリルTnによる破骨細胞分化、活性化能の検討:乳癌細胞株にシアリルTnを発現させ、破骨前駆細胞との共存培養系で破骨細胞の分化誘導や骨吸収能の変化を明らかにした。共培養系でコントロール群に比べて破骨細胞分化誘導に差があることを確認した。2.癌糖鎖抗原発現による癌細胞株の骨転移、骨破壊の変化の検討:In vivo動物モデルにおいて乳癌細胞株による骨破壊モデルを構築した。3.臨床病理組織におけるシアリルTn/シグレック15と溶骨性転移性骨腫瘍の関連解析:In vivo動物モデルにおいてシアリルTnやシグレック15に対する抑制因子を用いた骨破壊抑制の有無を検討した。4.臨床病理組織におけるシアリルTn/シグレック15と溶骨性転移性骨腫瘍の関連解析:シグレック15抗体で骨巨細胞腫の標本を免疫化学染色し、良好な染色像が得られた。上記4項目について研究を行い、骨破壊モデルの構築、免疫染色像を確認した。1.培養細胞を用いたシアリルTnによる破骨細胞分化、活性化能の検討2.癌糖鎖抗原による癌細胞株の骨転移、骨破壊能の検討3.癌糖鎖抗原による転移性kつ腫瘍・骨巨細胞腫の骨破壊抑制効果の検討4.臨床病理組織像におけるシアリルTn/シグレック15の関連解析上記4項目について概ね実験結果を得ている癌の転移において,癌細胞は原発巣からの遊走や血管・リンパ管を介した移動,標的組織への接着・浸潤を達成する必要がある.

骨は肺や肝臓と並びとくに転移を来しやすい組織であり,骨微小環境が癌細胞の増殖に適していると考えられている.破骨細胞による骨吸収は癌細胞に増殖空間を提供するとともに,骨基質に含まれる様々な増殖因子を放出することで,癌細胞が生着し増殖しやすい環境を形成する.近年,破骨細胞の分化活性化には第3の経路として免疫受容体群を介した制御機構が存在することが明らかになっている.研究代表者らは免疫受容体シグレック15とシアリル糖鎖が破骨細胞の分化を促進し生理的な骨リモデリングに関与することを明らかにした.本研究では,腺癌骨転移病変又は骨巨細胞腫における骨破壊にシアリルTnとシグレック15を介する破骨細胞誘導が関与するという研究科説を立証し,臨床応用への可能性を明らかにすることを目標とする.1.培養細胞を用いた癌糖鎖抗原シアリルTnによる破骨細胞分化,活性化能の検討:乳癌細胞株にシアリルTnを発現させ、破骨前駆細胞との共存培養系で破骨細胞の分化誘導や骨吸収能の変化を明らかにした.共培養系でコントロール群に比べて破骨細胞分化誘導に差があることを確認した.2.癌糖鎖抗原発現による癌細胞株の骨転移、骨破壊の変化の検討:In vivo動物モデルにおいて乳癌細胞株による骨破壊モデルを構築した.3.臨床病理組織におけるシアリルTn/シグレック15と溶骨性転移性骨腫瘍の関連解析:シグレック15抗体で骨巨細胞腫の標本を免疫化学染色し、良好な染色像が得られた.上記3項目について研究を行い,骨破壊モデルの構築、免疫染色像を確認した.癌の骨転移では破骨細胞による骨吸収が重要な役割を果たしている.破骨細胞の分化において免疫受容体シグレック15とシアリルTnの関与が明らかになってきていることから,溶骨性骨転移巣におけるこれらの分子の破骨細胞誘導への関与を検討した.シアリルTn発現乳癌細胞株をヌードマウスの大腿骨に局所投与したところ,コントロール群と比較して破骨細胞の分化が促進されず,骨転移巣の形成は少なかった.In vitro実験系ではシアリルTn発現乳癌細胞株で細胞接着能の減弱,integrinの機能低下が確認された.シアリルTn発現乳癌細胞株では細胞接着能が低下した結果,骨転移巣の形成が促進されない可能性が示唆された.研究計画については基本的に変更はないと考える。I.培養細胞を用いた癌糖鎖抗原シアリルTnによる破骨細胞分化,活性化能の検討(in vitro)II.癌糖鎖抗原発現による癌細胞株の骨転移,骨破壊能の変化の検討(in vivo動物モデル)III.糖鎖抗原阻害による転移性骨腫瘍・骨巨細胞腫の骨破壊抑制効果の検討(in vivo動物モデルIV.臨床病理組織におけるシアリルTn/シグレック15と溶骨性転移性骨腫瘍の関連解析.I、IIについてはシアリルTn発現乳癌細胞株をすでに構築しており、in vitro、in vivoともに計画通り進捗している。今後、シアリルTnの破骨細胞分化誘導や骨吸収における役割の検討を行っていく予定である。ただし、糖鎖抗原の破骨細胞分化誘導や骨吸収に対する役割が当初予想されたものとは異なる場合、研究計画が変更となる可能性もある。IIIについてはIIでの動物モデルが確立した後に実施していく予定であるが、動物モデルの確立が得られない場合研究が遂行できない可能性もある。
軽重イオンビームを用いた高温原子核物質の研究

今回の研究では、高温原子核物質の性質を探ることを目的に、KEK-PSで収集してきた8、12GeV陽子ビームの引き起こす標的核多重破砕反応のデータの詳細な解析のために、新たに高速のDOS/Vパーソナルコンピュータと大容量磁気ディスクを導入するとともに、これまで使ってきた37台のブラッグカーブ検出器からなる大立体角検出器系に改造を施し、放射線医学総合研究所の医療用重イオンシンクロトロンで加速される8-20GeVの軽重イオンビームとの組合せでGeVエネルギー領域での標的核多重破砕反応を系統的に調べた。99年度は、手始めに12GeV^<20>Neビームを用いた金、銀標的核の多重破砕反応の実験を行い、^<20>Neビームが引き起こす反応でも同じビームエネルギーの陽子ビームの場合と同じように破砕片のエネルギースペクトルはMaxwell-Boltzmann分布的な形を示すが、その絶対値は約4倍大きく、その幅もかなり広くなっていることを明らかにした。Moving Source模型によるフィットの結果、破砕片の放出源の持つ速さは陽子ビームの場合の約2倍にもなり、^<20>Neビームの引き起こす標的核多重破砕反応の方が大きな運動量とエネルギー移行を示すことが明らかになった。2000年度は7-8月に、8、12GeV^<20>Neビームそれに8GeV^<16>Oビームを用いた実験を行い、前年度とったデータだけではその存在が確認出来なかった側方ピークになる成分が、このエネルギー領域の軽重イオンビームが引き起こす反応の場合も、特に重いIMFの角度分布には存在することを発見した。そして2001年度は、2月初めに反応の系統性を探るのに重要なこれまで以上に核子当りのエネルギーが高く、より重い軽重イオンビームである8.1、22.4GeV^<28>Siビームを用いた実験を行った。^<28>Siビームのデータは、他のデータと比べるとかなりS/Nが悪いため、まだ有意な結果を引き出すに至っていない。高温原子核物質の実験的研究のために使用した、大立体角検出器から得られた実験データを効率良く処理するために、新たに高速のDOS/Vパーソナルコンピュータと大容量磁気ディスクを導入した。これを使い、KEK-PSで収集して来た8、12GeV陽子ビームの引き起こす標的核多重破砕反応のデータの詳細な解析を開始した。これまで実験には、角度分布測定用の20度間隔でターゲット回りの水平面を完全に覆うように設置した同じ立体角、同じ角度アクセプタンスを持つような合計12個のブラックカーブ検出器(BCC)と、円錐形の大きなガス容器に25個の独立したBCCを詰め込んだ破砕片の多重度とそれら相互の相関を調べるための検出器を併用して来たが、特に軽い破砕片に対する測定可能なエネルギー範囲を上げるためにPINダイオードからなるエネルギー検出器の導入を検討し、そのテストを開始した。また老朽化したガス検出器の入口窓の膜を新たに作成するとともに、安定に検出器を使用するためのガス流量を調べた。11月に放射線医学総合研究所の医療用重イオンシンクロトロンで加速される12GeV^<20>NeビームとこれまでKEK-PSで使い続けた来た大立体角検出器の組合せで標的核多重破砕反応の実験を行った。そして^<20>Neビームが引き起こす反応でも同じビームエネルギーの陽子ビームの引き起こす反応と同じように破砕片のエネルギー

スペクトルはMaxwell-Boltzmann分布的な形を示すが、その絶対値は約4倍大きく、その幅もかなり広くなっていることが明らかになった。Moving Source模型によるフィットの結果、破砕片の放出源の持つ速さは陽子ビームの場合の約2倍にもなり、^<20>Neビームの引き起こす標的核多重破砕反応の方が大きな運動量とエネルギー移行を示すことが明らかになった。昨年度導入した高速DOS/Vパーソナルコンピュータと大容量磁気ディスクを活用し、KEK-PSと放射線医学総合研究所の医療用重イオンシンクロトロン(NIRS-HIMAC)で収集したGeVエネルギー陽子そして^<20>Neビームの引き起こす標的核多重破砕反応のデータ解析を行い、その結果をヴァレンナで開かれた第9回原子核反応機構国際会議、それにストラスブルグで開かれた第7回原子核原子核衝突国際会議の席上で口頭発表した。昨年度に引続き、総計で37台のブラッグカーブ検出器(BCC)からなる、標的核多重破砕反応で放出される中間質量破砕片(IMF)の角度分布、破砕片の多重度、それにそれら相互の相関測定用の大立体角検出器の改良を行った。特に軽い破砕片に対する測定可能なエネルギー範囲を広げるため、従来より高いガス圧でのオペレーションと、より阻止能の高いCF_4ガスの使用をテストし、実際の実験への応用に成功した。PINダイオードからなるエネルギー検出器の導入も引続き検討したが、まだ実用レベルに至っていない。ガス検出器の入口窓の膜をより高い収率で作成する方法の開発も行った。7-8月にNIRS-HIMACで加速される8、12GeV^<20>Neビームそれに8GeV^<16>Oビームを用い、大立体角検出器を使った標的核多重破砕反応の実験を行った。そしてこれら軽重イオンビームが引き起こす反応の全てで、同じビームエネルギーの陽子ビームの引き起こす反応と同じように破砕片のエネルギースペクトルはMaxwell-Boltzmann分布的な形を示し、その絶対値は約4倍大きいことが明らかになった。また、昨年度とったデータだけではその存在が確認出来なかった側方ピークになる成分が、このエネルギー領域の軽重イオンビームが引き起こす反応の場合も、弱いながら特に重いIMFの角度分布に存在することが明らかになった。昨年度に引続き、一つの検出器で水素及びヘリウムの同位体が弁別でき、読みだし回路系を簡単化できる、次世代の大立体角検出器の有力な候補である、CsI(Tl)結晶とフォトダイオードを組み合わせた検出器の開発を進めて来たが、回路の雑音対策がうまく行かず、目だった成果をあげるに至らなかった。2月初めには、NIRS-HIMACで加速される核子当りのエネルギーがこれまで以上に高く、より重い軽重イオンビームである8.1、22.4GeV^<28>Siビームと、大立体角検出器を使った標的核多重破砕反応の実験を行った。検出器の遮蔽の強化など工夫を行い、これまでのデータと比べるとかなりS/Nが悪いが、反応の系統性を探るのに重要な情報を得ることが出来た。
チップ設計全工程容易化設計技術

当該年度においては,主に自律的な性能補償を目的としたオンチップばらつきモニタ回路について研究を行った.微細化が著しい半導体回路では,各構成素子,ひいては回路全体の性能のばらつきが顕著になり,歩留まりを下げる要因となっている.提案センサを用いることにより,性能補償を用いて回路性能を適切に調整するだけでなく,製造後回路のテストにかかるコストをも削減でき,情報技術の成長を支えると期待される.本研究成果については,2011年1月に国際学会IEEE/ACM Asia and South Pacific Design Automation Conference (ASP-DAC)にてセンサの回路提案および解析結果を示した.上記論文では,回路の性能補償に向けた高精度なセンサの定量的評価を行った.半導体の製造プロセスの微細化に伴い,製造ばらつきの影響が深刻化している.ばらつきの影響により,トランジスタ・配線に設計時と実動作時で電気特性の差異が発生するため,実動作条件下における回路遅延の見積もりが困難になってきている.こうした状況では,最悪条件を想定した従来の解析技術では極端に悲観的な状況を考えることになり,結果として設計制約を満たす回路性能が得られない,または無駄なマージンを持った過大設計を招くといった問題が生じる.ばらつきを考慮した遅延見積もりは,製造前の回路性能保証に必須の技術である.当該年度においては,研究代表者が過去に提案したばらつき対応ゲート遅延モデルをさらに改良した.具体的には,精度が悪くなる条件について,高精度な遅延見積もりを実現した.これにより,従来の遅延モデルでもばらつき対応解析を行ったり,近年主流である統計的タイミング解析において高精度な解析を行ったりすることが可能となる.当該年度においては,主に自律的な性能補償を目的としたオンチップばらつきモニタ回路について研究を行った.微細化が著しい半導体回路では,各構成素子,ひいては回路全体の性能のばらつきが顕著になり,歩留まりを下げる要因となっている.提案センサを用いることにより,性能補償を用いて回路性能を適切に調整するだけでなく,製造後回路のテストにかかるコストをも削減でき,情報技術の成長を支えると期待される.本研究成果については,2010年3月に国際学会ACM/IEEE International Workshop on Timing Issues in the Specification and Synthesis of Digital Systems(TAU)にてセンサの応用例を示している.回路の性能補償のためには,どの程度のセンサ性能が必要か,定量的評価を行った.また,昨年度までに行ってきた他の研究についても当該年度で総括を行い,論文投稿などを行った.まず,研究代表者が過去に提案したものをさらに高精度化したばらつき対応ゲート遅延モデルについて,2009年8月に研究会DAシンポジウムにて発表を行った.このモデルを用いた統計的遅延解析について,上記の国際学会TAUにて論文を投稿した.これにより,ばらつきを考慮した現実的な回路性能の評価を可能とした.さらに別のテーマである,短距離配線の発熱問題について,論文誌IEICE Transactions on Fundamentals of Electronics, Communications and Computer Sciencesに投稿し,採択され2010年3月に発行された.当該年度においては,主に自律的な性能補償を目的としたオンチップばらつきモニタ回路について研究を行った.微細化が著しい半導体回路では,各構成素子,ひいては回路全体の性能のばらつきが顕著になり,歩留まりを下げる要因となっている.提案センサを用いることにより,性能補償を用いて回路性能を適切に調整するだけでなく,製造後回路のテストにかかるコストをも削減でき,情報技術の成長を支えると期待される.本研究成果については,2011年1月に国際学会IEEE/ACM Asia and South Pacific Design Automation Conference (ASP-DAC)にてセンサの回路提案および解析結果を示した.上記論文では,回路の性能補償に向けた高精度なセンサの定量的評価を行った.
ウイルスエンベロープ形成とウイルス伝播を制御する細胞性分子の機能解析研究

HIVの伝搬過程の決定要因となるウイルスエンベロープの形成とそれに続くウイルス粒子の遊離効率を制御する細胞性膜蛋白質の解析研究をおこなった。多くのエンベロープウイルス粒子の遊離を抑制するBST2の機能発現メカニズムの解析の結果、ヒトBST2は多くの異種細胞からHIV粒子の遊離を抑制することより、直接ウイルス粒子に作用することを示唆する結果を得た。次にBST2作用を阻止するHIV-1のアクセサリ蛋白質VPUについて、これらの相互作用とVPU機能の発現性について解析実験を行った。種々の変異体のVPU/BST2複合体能の測定の結果、VPUとBST2はそれぞれの膜貫通領域(TM)を介して複合体を形成し、BST2のTM領域の3アミノ酸(I34, L37, L41)すべてがその複合体形成とともにVPUのウイルス遊離促進(抗BST2)作用に必須であることがわかった。これらの結果をもとに、BST2の分子動力学計算解析を行い、VPU結合部位の構造予測を行い、4アミノ酸(I34, L37, L41, T45)がVPU機能の発揮に介在することが示唆された。これらの結果は、VPU作用メカニズムの基礎的知見である。一方、エンベロープ形成分子としてHIV-1 ENVの取り込みに介在すると報告されていた細胞性因子TIP47については、その再現結果は得られなかった。HIV粒子の細胞外への遊離を抑制する抗ウイルス因子として2008年に報告されたテザリン蛋白の機能発現機序の解析と、このテザリン作用を阻止することによりHIVの産生を促進するHIV-1のアクセサリ蛋白であるVpuについて、これらの相互作用、ならびに、抗ウイルスとその拮抗作用の相関性について解析を行った。その結果、テザリン蛋白の抗ウイルス作用は鳥類を含むほとんどすべてのヒト以外の細胞でも再現できることから、テザリンは直接ウイルス粒子に作用していることを強く示唆する結果を得た。次に、Vpuとテザリンそれぞれに付加したN末とC末の蛍光ペプチドフラグメントを生細胞で発現させるbi-molecular fluorescentcomplementation(BiFC)法を改良し、Vpu/テザリン複合体定量法を確立した。種々の変異体解析の結果、Vpuとテザリンはそれぞれの膜貫通領域を介して結合していること、さらに、結合に必須の3つのアミノ酸を同定するとともに、この結合を減弱化させた変異体ではVpuの抗テザリン作用に反応しないことがわかった。さらに、Vpuに反応しないサルのテザリンでは、これらの3つのアミノ酸配列は保存されているがVpuに対する結合能はないこと、一方、サルのテザリンにヒトのそれと同じように膜貫通領域のN端側に2アミノ酸の挿入を加えると結合能は増加し、さらにC端側の1アミノ酸の置換によりVpuに対する感受性を賦与することができることを見出した。これらの結果は、今後のVpu阻害剤開発のための基礎的知見となる。エンベロープウイルスの粒子には、細胞膜由来の脂質二重膜にウイルス由来のEnv蛋白質と細胞由来の因子が共存し、複合体として存在する。そして、これらの形成は細胞内の種々の分子により制御されている。まず、HIV-1 Envの取り込みを促進する因子として報告されたTip47蛋白質について申請者が再現実験を試みたが、その介在の可能性は証明できなかった。そこで本年度の実験は、ウイルス粒子内に取り込まれて、細胞からのウイルス粒子の遊離を抑制する細胞性膜蛋白質BST-2の解析を中心にすえた。BST-2のウイルス放出抑制は、HIV-1のアクセサリー蛋白質のひとつであるVpuにより解除されるが、そのVpuの作用機序は明らかになっていない。申請者はBST-2とVpuが複合体形成を形成することを、分子間相互作用を生細胞で検出できるbi-molecular fluorescent complementation法を用いて明らかにした。さらに、ヒトBST-2、および、Vpuと複合体を形成しないマウスBST-2を使って、マウスとヒトのキメラBST-2を作製し、ヒトBST-2との分子間相互作用部位がその膜貫通部にあることを見いだした。次に、種々のBST-

2変異体を用いた実験からVpuとの結合に関わるアミノ酸部位として、I34、L37およびL41がそれぞれ必須なアミノ酸残基であることがわかった。興味あることに、これらの残基はVpuに拮抗されないサル種のBST2膜貫通部に広く保存されていたが、その上流部の2アミノ酸欠損によりVpuとの結合能が消失することがわかった。これらのヒトBST-2の1アミノ酸変異体は、いずれもVpuによるウイルス放出促進作用(すなわち、BST-2拮抗作用)に対して反応性を消失することから、I34、L37およびL41残基は機能的にも重要であることがわかった。前年度に確立した、BST2とそれに拮抗するVpuとの生細胞における相互作用定量法により、種々のBST2変異体の結合能を検討した。その結果、相互作用に必須のドメインは膜貫通(TM)領域内のヘリックス片側面の3つのアミノ酸に集積すること、VpuもTM領域を介してBST-2と結合すること、一方、BST2は動物種ごとにアミノ酸配列に差異がありHIV-1が特異的に有するVpuに耐性のアカゲザルやアフリカミドリザルなどの多くのサル種のBST2には同じアミノ酸が保存されているが、その上流の2個のアミノ酸の欠失がVpuとの結合性に明らかに影響を与えることがわかった。これらの1アミノ酸毎のBST2変異体の実験結果をもとに国立感染症研究所の佐藤裕徳博士との共同研究で分子動力学計算解析を行い、BST2のTM領域の構造予測を行った。その結果、ヒトBST2とアフリカミドリザルのBST2には明らかな分子構造の差異があり、特に上記134、L37およびL41の3アミノ酸が同じ面に配位しないこと、さらにその下流のT45部位がVpuに対する結合ドメイン部位であることがわかった。これらの結果から、ヒトBST2ではT45(アフリカミドリザルではI45)とその周辺構造が、I34、L37およびL41の3つのアミノ酸に加え、Vpuへの感受性決定に重要なことがわかった。これらのことは、ヒトならびにサル種ごとに異なるBSTが太古のウイルス感染とともに敵対的共進化した細胞性因子であることを強く示唆する。BST2とVpuの進化的相互性については、いまだ多くのなぞがある。他に、細胞内のシグナル制御を司るRhoGTPaseの活性化抑制分子であるARHGDIB/D4GDIがHIV感染を抑制することを見いだした。