hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
植物性リン脂質の消化管粘膜維持作用に関する研究

また、米では糠に、麦ではふすまにPAが多いことが判明し、PAは精製過程で取り除かれる種子の種皮部分に濃縮されていた。アブラナ科の生野菜も高いPA含量を示す食品であるが、このPAはホモジナイズの際に生じたものであり、ホスホリパーゼD(PLD)の活性化に依存している。実際、煮沸した野菜のPA含量は著しく低い。これに対し、そばのPAはホモジナイズの際に生じたものではなく、元からPA-richなリン脂質組成であった。そばは加熱の有無に依らず、効率的にPAを摂取できる食材で、抗消化性潰瘍食として好ましい性質を備えている。一方、培養細胞を用いた解析の結果、ヒト胃由来MKN74細胞にLPAを作用させると形質膜の活発な膜運動を伴った小胞分泌が起こった。染色試薬を用いた解析からこのとき放出される小胞は細胞質成分を含んでいることが判明した。現在、この現象をさらに解析しているが胃の表層粘液細胞からのムチン分泌と関連する現象ならば、PAやLPAには胃粘液増強作用が期待できる。脂質生化学ホスファチジン酸やその消化物として生じるリゾホスファチジン酸(LPA)の抗消化性潰瘍作用の機序として、新たにムチン分泌促進作用が見つかった。LPAは胃だけでなく、他の組織における内分泌、外分泌に関与している可能性がある。抗消化性潰瘍食候補としてソバを見出した。ソバはキョウバクと呼ばれる生薬で、中国の代表的本草学書「本草綱目」によると、・胃を開き、腸を寛やかにする。・気を下し、積を消す。・急性腸炎やコレラ、腸胃積滞、慢性下痢によいとされている。今回の発見はこのソバの効能に科学的エビデンスを与える可能性がある。実際、ソバのPAには抗アスピリン潰瘍効果が認められたが、ソバそのものが抗潰瘍性食として真に有効か、ついてはさらなる検討が必要である。フィトセラミド-1-リン酸(PC1P)は本研究の初期に見出したリン脂質で、培養細胞への活性化をもたらす可能性がある。本年度の研究結果から、このリン脂質はグリコシルイノシトールホスホセラミド(GIPC)の加水分解で生じることが明らかになった。PC1PやGIPCの消化吸収については不明であり、PAやLPAのように消化管細胞に作用する可能性を調べる必要がある。本年度は主にホスファチジン酸(PA)の胃内消化と生理作用について検討を行った。これまで、リン脂質消化は十二指腸以降でおこると考えられてきたが、PAのLPAへの消化は胃で起こっていること、PAには抗潰瘍効果があること、このメカニズムの1つにはプロスタグランジンの産生増強が関わる可能性を明らかにできた。一方、新規植物性活性リン脂質のフィトセラミド-1-リン酸(PC1P)およびPAに見出している作用の機序についてほとんど検討ができなかった。PC1Pについては作用よりも生成プロセスの解明に時間とエネルギーを割いたためである。また、PAの培養細胞を用いた検討においては、LPA2発現細胞において細胞遊走、増殖、抗アポトーシス、リン脂質分泌などをLPA作用として予測したが、いずれの作用もないか、ほとんどみられなかったことに起因する。先入観にとらわれることなく解析を進めることが肝要と痛感した。アブラナ科脂質中に見出された新規リン脂質のフィトセラミド-1-リン酸(PC1P)は何らかの生理活性を発揮する可能性がある。
非晶質半導体の界面準位と界面再結合速度の光学的研究

本研究は半導体の表面にプラズマ処理によって界面欠陥を導入してその再結合過程を探ろうという物である。試料には非晶質シリコン薄膜以外に結晶シリコンを用いた。表面欠陥密度を光熱偏向分光法で測定したところ、結晶シリコンに置いてはArプラズマ処理によって大きな表面欠陥を導入しその表面欠陥はH_2のプラズマ処理によって低減出来ることが実験的に明らかになった。この技術を用いれば結晶シリコンの表面欠陥密度は10^<15>10^<17>程度の間でコントロールすることが出来るようになり表面欠陥と物性の相関の研究が可能となった。この試料の再結合過程を探るために光電気伝導の測定を行ったところ表面再結合による光電気伝導度の低減は必ずしも表面欠陥密度の増大とは対応しなかった。一方非晶質シリコンの場合には表面欠陥密度の増大と表面再結合による光電気伝導度の低減は比較的良い相関を示した。結晶シリコンと非晶質シリコンのもっとも大きな違いは結晶シリコンの場合に装置上の制限から表面保護膜を堆積させることが出来なかったことであり表面再結合は表面欠陥よりも表面吸着物の影響が大きいことがこの研究で明らかになった。非晶質シリコンの結果を表面再結合速度、光の進入深さ、キャリアの拡散長を考慮に入れて計算と合わせたところ電気伝導メカニズムが複雑なため必ずしも実験と良い一致は得られなかった。従って今後比較的伝導メカニズムが単純な結晶シリコンに於いて表面保護膜を堆積させ測定をすすめていく必要がある。また、この研究の派生的な成果としては表面のプラズマ処理と表面形状の相関が見られた。結晶シリコン表面をH_2のプラズマ処理を行った場合には欠陥が減少しているにも係わらず表面に凹凸が現れ、10nm程度の島状の部分が多数見られた。この発見はこの方法でナノサイズシリコンを作成できることを示しており今後この方面からも研究を進展させる予定である。
低酸素発光プローブを利用した培養口腔粘膜作成過程に最適な低酸素ニッチ環境の確立

移植用培養口腔粘膜上皮組織内の酸素濃度の定量のために、大気中の酸素濃度下で平面培養した細胞を細胞密度とカルシウム濃度を操作しながら、500nMに調整したBTPDM1というイリジウム錯体で構成されるりん光プローブを用いて、りん光寿命イメージング測定装置で細胞内酸素濃度のキャリブレーションを行った。その結果、細胞内酸素濃度は細胞のサイズに依存する傾向があり、角質層が形成されても、平面培養では基底細胞層の細胞が極端な低酸素には陥らなかった。これにより、3次元培養されている培養口腔粘膜の酸素濃度は、細胞の分化度と角質層の出来に影響を受けることが示唆された。本学培養口腔粘膜臨床応用プロトコールに準じ、インフォームドコンセントの得られた患者の口腔粘膜組織から口腔粘膜上皮細胞の初代培養を開始、酸素濃度20(対照), 2, 0.5%で細胞を2-7日間に渡って培養した。まず、WST-8キットで細胞代謝、生細胞数計測、コロニー形成能を用いて細胞増殖能を、各酸素濃度環境下において測定した。また、p21発現と細胞周期をフローサイトメトリー(FACS)で解析し、ウェスタンブロット(WB)にて細胞周期関連タンパクの発現についても検討し、細胞老化マーカーであるβーGal活性の発現も確認した。さらに細胞の分化度についてFACSとWBを用いて、α6インテグリン, p75NTR, 14-3-3σの発現レベルを比較した。その結果、2, 0.5%の低酸素培養における細胞代謝は、対照群に比べ有意に低下していたが、細胞増殖能は亢進していた。細胞周期解析から、G1/G0期の細胞割合が低酸素環境では有意に増加し、さらに、細胞周期関連タンパクの発現パターンからも、低酸素環境にある細胞は細胞周期停止に陥っていることが示唆された。一方で、低酸素培養の細胞ではp21とβーGalの発現は対照群より有意に低下していた。さらに、低酸素下の細胞はα6インテグリン, p75NTRの発現が増加し、14-3-3σの発現レベルは低下しており未分化傾向にあることが示された。以上から、低酸素環境で口腔粘膜上皮細胞におこる細胞周期停止は可逆的で、静止状態であり、細胞の未分化傾向が維持されることから、0.5ー2%の低酸素培養環境は細胞増殖に有利であることが示唆された。同時にこうした低酸素環境では、HIF1αの発現が増加しており、口腔粘膜上皮細胞における低酸素応答はHIF1αを介している可能性が示唆された。併行して、群馬大学で開発した発光プローブが正常口腔粘膜上皮細胞にも適用可能なことを確認した。インビボの組織においては口腔粘膜上皮組織は低酸素環境にあることは明らかである。しかし、予定していた非培養細胞における細胞内濃度分析は、手技的なハードルが高く、実行可能性がないことが判明し、その実験は諦めざるを得なくなった。また平成26、27年度に行ってきた実験により、HIF1に対する薬学的操作を加えても、想定していたほどに細胞に変化が生じなかった。このことは、口腔粘膜上皮細胞におけるHIF1発現量、およびHIF1が細胞の幹細胞性格に与える影響については当初考えていた貢献度ほど高くなさそうであることが解明されつつある。しかしながら、培養細胞を用いた低酸素プローブによる実験においては、インビボと異なる平面培養において積極的に低酸素環境にするよりも、カルシウム濃度を上昇させて、細胞を重層化させることで受動的に細胞が低酸素に陥ることが判明した。すなわち、カルシウム濃度を上昇させた仮想の重層扁平上皮においてプローブを用いて想定した低酸素レベルが、そのまま本申請の最終目標である低酸素環境の培養粘膜作成プロトコールへ反映できるデータとなりそうであるという手がかりをつかんでいる。また、H27年度では、口腔粘膜細胞の低酸素環境における、細胞代謝レベルの変化が特異的に現れている代謝回路があることもつきとめることができたので、やや、申請当初の実験の方向性とは異なってきてしまっているが、最終的な目標を変えることなく引き続き実験を続けていく。当初H27年度はすでに実験を、口腔粘膜上皮細胞の3次元培養を用いて進めていく予定にしていたものの、まだそのレベルに至っていない。しかしながら、平面培養においてカルシウム濃度をあげることで仮想の重層扁平上皮を作成し、低酸素環境下で特異的なたんぱく発現の変化や低酸素プローブを用いた実験で低酸素のレベルを把握しつつあるので、早急にそれらのデータをそろえて、3次元培養を開始して、組織学的検索を進めたい。さらに、入手可能であろうと予定していたHIF1Aの安定化剤がいまだに入手できない状態が続いているため、薬理学的な実験ができないままである。下記の3つの実験内容に関する理由により、昨年度中に事業期間延長申請を行い、承認されたので、現在も本研究を継続中である。まず、27年度の実験実績から、細胞の代謝レベルが特異的に変化している代謝回路について研究を進めて来ていた。主にsiRNAを用いて実験を継続し、平面培養で擬似的に低酸素環境をインビボに模倣させる方策を検討している。

また、本研究のメインストリームである低酸素発光プローブを用いた至適酸素濃度の把握については、平面培養であるもののカルシウム濃度を上げて細胞を重層化させ、受動的に細胞が低酸素に陥ることをつきとめていたが、研究分担者の群馬大学飛田ラボでは、28年度にさらに高性能の顕微鏡が配備され、システムは異なるがより詳細な細胞内酸素濃度の解析が可能となり、こちらも実験を継続している。この結果はまだ分析途中ではあるが、平面培養で口腔粘膜上皮細胞の角化が亢進しても、生活細胞は低酸素には陥らないことが示唆されている。むしろ低酸素環境は細胞の酸素需要によることが示唆されている。すなわち角化層が形成されずとも、細胞の生物学的活性が高い細胞周囲が一様に低酸素に陥いることがわかった。このことは最終的には、平面培養と3次元培養において形成される酸素濃度勾配は根本的に異なることが考えられる。さらに、昨年度諦めかけたインビボの歯肉における低酸素レベルの解析は、マウスを用いた新たな実験を開始しており、平成29年度はこちらも実験を行う予定である。やや、当初の実験計画からは逸脱した方向性で実験を進めた結果、継続して実験を実施することで、なんらかの成果が上がると判明したので、事業期間延長申請を承認していただいて、遅れをとりもどそうと、もう1年実験を続ける。昨年度中に事業期間延長申請を行った際に、計画していた3つの実験は、(1)細胞代謝レベルが特異的に変化している代謝回路についてsiRNAを用いた研究を進め、インビボの低酸素環境を平面培養で模倣させる環境を設定すること。(2)低酸素発光プローブを用いた、口腔粘膜上皮細胞の至適酸素濃度の把握。(3)インビボ歯肉におけるマウスを用いての組織内酸素濃度勾配の検討であった。まず(3)については今現在も解析中であり、昨年度内に結論には至らなかった。しかし、近いうちに何らかの結果を出せる可能性が高いレベルまでは進んた。(2)は、延長期間において、飛田ラボに設置された高性能顕微鏡を利用するにあたり、本課題で作成する培養口腔粘膜で解析を進めるための相応しい適用法がなかなか見つけることができなかった。ただし、口腔粘膜上皮細胞を角化させても、以前の型の顕微鏡で解析したときほど、角化が進んでいる下に位置する基底細胞層においての細胞内酸素濃度は、低酸素環境に陥らないことは推測できる結果は得ることができた。かつ、今年度は、様々な低酸素環境で培養した培養口腔粘膜をSCIDマウスの皮下に移植し、移植後の培養口腔粘膜の組織像の観察を行ってきた。この解析についても引き続き検討する余地があるために、結論には至らなかった。今後も継続的に培養口腔粘膜のマウス皮下移植実験を実施する予定にしており、臨床応用につながるプロトコールの作成に近づけるものと確信している。最後に(1)は、siRNAの実験から、代謝経路ではなく、別の酵素にむしろ着目して実験を行ってきた。これもまだ継続中であり、近いうちに結論を導き出せるレベルにまで到達したと考えている。移植用培養口腔粘膜上皮組織内の酸素濃度の定量のために、大気中の酸素濃度下で平面培養した細胞を細胞密度とカルシウム濃度を操作しながら、500nMに調整したBTPDM1というイリジウム錯体で構成されるりん光プローブを用いて、りん光寿命イメージング測定装置で細胞内酸素濃度のキャリブレーションを行った。その結果、細胞内酸素濃度は細胞のサイズに依存する傾向があり、角質層が形成されても、平面培養では基底細胞層の細胞が極端な低酸素には陥らなかった。これにより、3次元培養されている培養口腔粘膜の酸素濃度は、細胞の分化度と角質層の出来に影響を受けることが示唆された。
性特異的形質の神経による誘導とその種差を生み出すfru遺伝子調節領域の同定

D.subobscuraのfru上流領域を各サイズに分けてD.melanogasterの個体内に導入し、fruの強制発現実験を行った結果、導入遺伝子作製のためにpPTGALベクターを用いた場合とP[acman]ベクターを用いた場合とで矛盾した結果が得られた。pPTGALベクターを用いた際には、D.subobscuraのfru上流6kbと2kbを用いた場合にローレンス筋がA4とA5に二対形成され、4kbを用いた場合はA5に一対形成されただけであった。上流わずか2kbの配列にMOL誘導能が存在する可能性が示唆されたことは、先行研究では決して見られなかった結果であり非常に興味深いものである。しかし、P[acman]ベクターを用いた際には6kb以上の配列を用いてもA5に一対のみ形成され、6kb以下では形成されなかった。このベクター間の結果の差は、それぞれの導入遺伝子が挿入されたサイトのゲノム環境の違いによって生じたと考えられた。つまり、ローレンス筋の形成率にはA4とA5それぞれにおいて閾値が存在すると仮定すると、pPTGALベクターの挿入しやすいサイトは転写活性レベルが高く、ひいてはGAL4の産生レベルが高いためにローレンス筋形成に十分量のFruが産生されたと考えられた。一方で、P[acman]ベクターの挿入点であるattPサイトの転写活性レベルは全体的にpPTGALベクターのものより低く、Fruの産生レベルがローレンス筋誘導の十分量に至らなかったと考えられた。今後はその仮説を検証する必要がある。この結果が得られれば、形態進化のメカニズムに新たなモデルを提案できるだろう。キイロショウジョウバエの雄特異的筋肉であるローレンス筋は、支配運動ニューロンが雄(XY又はXO)である時に限り、そのニューロンによって誘導される。ローレンス筋支配運動ニューロンの"雄化"には性行動制御のマスタースイッチ遺伝子、fruitlessの活性が必須である。また、ローレンス筋形成には種間差が見られることが明らかになっている。ショウジョウバエ属にみられるローレンス筋形成の多様性はfruコード領域よりむしろ調節領域に原因があると考えDrosophila subobscuraのゲノム上のfruitless遺伝子の転写開始点から、6kb、12kb、18kb、31kbの上流配列をクローニングし、それぞれの配列についてGAL4コンストラクトを作成した。続いてこれらのコンストラクトをD.melanogasterのゲノムに挿入し、subobscura-fru上流配列-GAL4系統を確立した。こうして確立した系統とUAS-fru typeBMを強制発現させるための系統とかけ合わせることにより、fru typeBMをsubobscuraの推定調節配列の作用下に発現させ、ローレンス筋形成の変化を観察した。次年度からは、ローレンス筋を二対形成させる能力を有する上流配列に関して、さらに細分化していき、上述の作業を繰り返して、徐々にローレンス筋を二対形成するために必要な領域をしぼっていく。本研究は、fruitless遺伝子の機能的進化の解明に手掛かりを与え、性行動の多様化が種分化へとつながる機構を理解する第一段階となるであろう。ショウジョウバエの成虫雄に存在する雄特異的筋肉であるローレンス筋の形態には種間差がある。Drosophila melanogasterでは腹部背板第5節の左右に一対形成されるのに対してD.subobscuraでは第4節と第5節に二対形成される。この種間差はローレンス筋の誘導に必須であるfruitless遺伝子の発現調節領域が種によって異なることに起因すると考えられた。そこで、subobscuraの推定調節領域をクローニングしてmelanogasterのゲノムに挿入し、subobscura様のローレンス筋の形成能を有するかどうか確認した。具体的には、6kb, 12kb, 18kb, 31kbの異なる長さのsubobscuraのfru上流配列について複数の形質転換体を得て、fru typeBMを強制発現させるための系統とかけ合わせた。これにより、fru typeBMをsubobscuraの推定調節配列の作用下に発現させ、ローレンス筋形成を観察した。結果、複数の系統で二対のローレンス筋が形成されることを確認した。6kbの推定調節配列を用いた際にローレンス筋が二対形成されたことから、少なくともこの6kbに重要な領域が含まれていると考えられた。そこで、領域をしぼりこむため6kbよりも短い2kbと4kbのsubobscura fru上流配列をもつコンストラクトを作成した。また、D.melanogaster fruの上流配列5kbを用いてもローレンス筋が形成されず、上流7kbを用いるとローレンス筋が形成されることがわかっているので、fruのプロモーターから上流5kbまでのmelanogasterの配列に、5kbから7kbまでのsubobscuraの配列をつないだキメラコンストラクトを作成し、ローレンス筋が誘導されるかどうか観察することにした。

上流わずか2kbの配列にMOL誘導能が存在する可能性が示唆されたことは、先行研究では決して見られなかった結果であり非常に興味深いものである。しかし、P[acman]ベクターを用いた際には6kb以上の配列を用いてもA5に一対のみ形成され、6kb以下では形成されなかった。このベクター間の結果の差は、それぞれの導入遺伝子が挿入されたサイトのゲノム環境の違いによって生じたと考えられた。つまり、ローレンス筋の形成率にはA4とA5それぞれにおいて閾値が存在すると仮定すると、pPTGALベクターの挿入しやすいサイトは転写活性レベルが高く、ひいてはGAL4の産生レベルが高いためにローレンス筋形成に十分量のFruが産生されたと考えられた。一方で、P[acman]ベクターの挿入点であるattPサイトの転写活性レベルは全体的にpPTGALベクターのものより低く、Fruの産生レベルがローレンス筋誘導の十分量に至らなかったと考えられた。今後はその仮説を検証する必要がある。この結果が得られれば、形態進化のメカニズムに新たなモデルを提案できるだろう。
自発的注意による視聴覚空間注意の制御

注意は膨大な感覚入力から必要な情報を選択する脳の優れた機能であり、脳の主体性の理解のために、注意研究は不可欠である。注意の対象や課題を自発的に選択する処理過程(自発的注意)は、ヒトの主体性にかかわる極めて重要な脳機能である。本研究では代表者らが開発した注意計測手法などを利用し困難を克服し、研究手法の開発、モデル化および実証を通して自発的注意過程の解明を目指す。様々な対象、課題の間で注意対象を自由に変更する実験を設定し、注意変更に先行する脳活動を分析することで自発的注意関連脳活動を調査する。臨界相理論を用いた自発的注意モデルを構築する。空間定位において異なる周波数で変調された視聴覚刺激を用いて、注意対象を自由に変更可能とした注意モデルの提案により、自発的注意の過程の解明を目指す大変ユニークな提案である。また、このような研究は、脳の能動性や主体性の理解のために肝要であり、今回焦点となっている自発的注意が、脳科学的な立場のみならず、工学的な観点からも関連分野への展開が渇望されている。膨大なデータから価値のある、あるいは、アトラクティブなデータに対して自発的に注意を傾けるという脳内メカニズムの解明という点において学術的意義が高い。また、非接触脳波センシング技術の開発が進められる中、本研究成果を工学的に融合することにより、より実用性・汎用性の高いシステムの実現が期待される。
非定常推進理論に基づくシンクロのスカルによる推進力発生メカニズム

動作分析法とステレオPIVの同時計測を行うことで、シンクロナイズドスイミングでのフラットスカル時に発生する下降流を計測し、推進力が発揮されるのはインスカルおよびアウトスカルの終盤であることを示した。また、ステレオPIVの結果から算出した渦度場と速度場を比較することにより、フラットスカル中における手周りの非定常流れ場の特徴を捉えることができた。竜巻状渦の存在と中心部の下降流の発生が確認された。シンクロナイズドスイミングでは手と足の運動により水から力を得て、体の推進もしくは重力に逆らって体の位置を保持することにより演技する競技である。しかし、この運動によって発生する力がどのようなメカニズムで生じているかについてはこれまでほとんど研究されてこなかった。このため力の発生に関する知見は極度に乏しかった。手の運動-特に、フラットスカルとサポートスカル-に注目すると、簡単には往復運動が主であるにもかかわらず発生する流れはこの運動の方向とは垂直な方向である。このような流れを把握するには三次元的な解析が必要で、かつ、非定常な流れであることを認識する必要がある。まず、この手周りの流れ場に関する情報を得るために最新のPIV(粒子画像流速測定)技術を用いて時間的に変化する流れ場(速度場と渦度場)を可視化した。渦の発生とこれに伴う運動量の生成が明確にされた。この運動量の生成が力の発生の源となっていることかが改めて確認された。さらにこの生成を詳しく見るために手の運動を三次元動作分析にかけた。これにより手の運動(位置の変化と手のひらの角度)と流れ場の時間的な変化を同時計測により求めた。これによりインスカルからアウトスカルの遷移過程、アウトスカルからインスカルの遷移過程の詳細が明らかにされ、この過程の重要性が明らかになった。また、この手の運動によって発生する流れ場に付随してしばしば発生する竜巻状の渦(whirl pool)の挙動についても研究を行った。発生の詳しいメカニズムについてはまだ疑問が残っているが、この渦に伴って下流方向への運動量の生成、渦の移動軌跡等、発生後の振る舞いについては明確にできた。なお、本学の学生でシンクロナイズドスイミングの選手に被験者をお願いした。
モノクロ-ナル抗体を用いた鶏の主要組織適合B座位の亜領域に関する研究

1.鶏の主要組織適合(MHC)B座位のうち、B^9、B^<11>遺伝子についてそれぞれホモ化している系統を用いて、赤血球、リンパ球、脾細胞をマエスに免疫し、細胞融合を行なった。2年間で9回の細胞融合を行い、得られた32種のハイブリド-マから6つのモノクロ-ナル抗体(Mab)を産生するクロ-ンを選別した。これらのMabについて、血清学的及びフロ-サイトメ-タ-(FCM)をもちいた間接膜蛍光抗体法で分析した結果、2つは赤血球とのみ特異的に反応する抗体でB^9及びB^<11>に特異的な抗B-G抗体である事が明らかとなった。残りの4つは、赤血球とリンパ球の双方に反応する事から、抗BーF抗体であると思われる。2.抗B-F抗体を用いて、MHC抗原の精製を試みた。B^<11>B^<11>遺伝子型の鶏から得た赤血球の膜抗原をsodium deoxycholate緩衝液を用いて可溶化し、抽出した。精製にはMabをホルミルセルロファインにカップリングしたアフィニティカラムを用いて行なった。得られた精製抗原をSDS-PAGE分析した結果、分子量が50,000の位置に1本のバンドが認められた。3.マレック病由来のMSB1-41C腫瘍細胞を接種した鶏の血清中に出現する105Kgpに対するMabを作製し、105Kgpの生物学的、化学的特性について検討した。105Kgpは105Kダルトンの分子量を持つ糖蛋白質である。鶏胚のフィブロブライト培養中に105Kgpを添加することにより成長を促進することが明らかとなった。その効果は添加量に応じて二峰性の生長パタ-ンを示すことが認められた。鶏血液型B座位は主要組織適合(MHC)座位として知られている。B座位には少なくとも3つの亜領域、即ちB-G、B-F、B-Lが存在している。今年度の研究目的は3つの亜領域に対応するモノクローナル抗体(Mab)の作製とこのMabを用いたB座位の構造と機能の解析である。1.B遺伝子型の明らかな鶏の赤血球および白血球をBALB/c系マウスに免疫し、最終免疫後3回目に摘出した脾細胞とエミローマ細胞であるSP-2株との細胞融合よりMab産生ハイブリドーマを作製した。2.現在までに作製されたMabについてB遺伝子型の明らかな鶏の赤血球およびリンパ球を用いて分析した結果、型特異性を持った抗体は産生されていなかった。しかし得られたMabのいくつかはMHCに特異的に反応し、分析の結果、赤血球とリンパ球の両方に反応する事から3つの亜領域のうちのB-F領域に特異的である事が明らかとなった。3.B-F領域に対するMabをリガンドとして用いたアフイニイテイクロマトカラムによりMHC抗原の精製を試みた。アフイニイテイ精製後の試料をSDS-PAGEにより分析した結果、B-F抗原は分子量が約50,000の物質であると推定された。(山本担当)4.鶏ハイブリドーマ作製のためREVトランスホームB細胞株に突然変異誘発剤を処理してthymidine kinase(TK)欠損株の樹立を試みた。

TK欠損株と鶏脾細胞との融合実験を行った結果、融合効率や免疫グロブリン産生性ハイブリドーマーの出現率はやや低かったが抗体産生ハイブリドーマを得る事に成功した。(松田担当)来年度は3つの亜領域の残る2つの領域に対応するMabを作製し、抗原の構造と機能についても検討を行う予定である。1.鶏の主要組織適合(MHC)B座位のうち、B^<-9>、B^<11>遺伝子についてそれぞれホモ化している系統を用いて、赤血球、リンパ球、脾細胞をマウスに免疫し、細胞配合を行った。2年間で9回の細胞融合を行い、得られた32種のハイブリド-マから6つのモノクロ-ナル抗体(Mab)を産生するクロ-ンを選別した。これらのMabについて、血清学的及びフロ-サイトメ-タ-(FCM)をもちいた間接膜蛍光抗体法で分析した結晶、2つは赤血球とのみ特異的に反応する抗体でB^9及びB^<11>に特異的な抗B-G抗体である事が明らかとなった。残りの4つは、赤血球とリンパ球の双方に反応する事から、抗B-F抗体であると思われる。2.抗B-F抗体を用いて、MHC抗原の精製を試みた。B^<11>B^<11>遺伝子型の鶏から得た赤血球の膜抗原をsodium deoxycholate緩衝液を用いて可溶化し、抽出した。精製にはMabをホルミルセルロファインにカップリングしたアフィニティカラムを用いて行った。得られた精製抗原をSDS-PAGEで分析した結果、分子量が50,000の位置に1本のバンドが認められた。3.マレック病由来のMB1-41C腫瘍細胞を接種した鶏の血清中に出現する105Kgpに対するMabを作製し、105Kgpの生物学的、化学的特性について検討した。105Kgpは105Kダルトンの分子量を持つ糖蛋白質である。鶏胚のフィブロブラト培養中に105Kgpを添加することにより成長を促進することが明らかとなった。その効果は添加量に応じて二峰性の成長パタ-ンを示すことが認められた。
Xp11.2転座腎細胞癌の発癌機構の解明

Xp11.2転座腎癌では、転写因子TFE3をコードする遺伝子が転座によって他の遺伝子と融合し、キメラ遺伝子を形成している。これらの遺伝子がコードするキメラTFE3は、どれもDNA結合能を有するbasic-helix-loop-helix leucinezipper構造を保持しており、活性型転写因子として機能することが強く示唆される。本研究は、このキメラTFE3による発癌の詳細な分子メカニズムを解明することを目的とする。本年度は、キメラ遺伝子(PRC-TFE3, PSF-TFE3, NONO-TFE3)の発現誘導細胞株と野生型TFE3発現誘導細胞株を用いた網羅的遺伝子発現解析により、キメラ遺伝子の発現誘導によって共通して発現が亢進し、野生型TFE3の発現誘導では発現が変化しない遺伝子群を解析した。さらにクロマチン免疫沈降シーケンシングにより、キメラTFE3が直接結合する遺伝子群を解析した。キメラTFE3の発現誘導で発現が亢進し、且つキメラTFE3が直接結合する遺伝子をキメラTFE3の標的遺伝子とし、Gene Set Enrich Analysis(GSEA)により遺伝子発現シグネチャーを解析した。その結果、キメラTFE3の標的遺伝子群は、KRASの活性化により発現が亢進する遺伝子群と非常に高い相関性を示すことが明らかとなった。並行して腎臓特異的にキメラ遺伝子PRCC-TFE3を発現するノックインマウスの表現型の解析を行った。Ki67染色とBrdU染色により、過形成や腺腫、癌を形成する上皮細胞で細胞分裂が亢進していることを示した。さらに、網羅的遺伝子発現解析により明らかにしたPRCC-TFE3を発現する腎臓で有意に発現が亢進する遺伝子群のシグネチャーは、細胞株の解析で明らかにしたキメラTFE3の標的遺伝子群と高い相関性を示すことが、GSEAによって明らかとなった。26年度が最終年度であるため、記入しない。
封入体を伴う筋疾患の大家系における新規原因遺伝子の探索

常染色体優性遺伝形式をとるMyofibrillar myopathy(MFM)の家系では、下垂足を初発症状とし、慢性進行性の筋萎縮と筋力低下を呈するが、比較的早期に呼吸不全を合併する点に特徴がある。当該家系で連鎖解析を行った結果、TTNの変異c.90263G>T, p.W30088Lが原因変異であることを見出した。これらの変異はTTNのA-bandドメインの特定の領域に集簇しており表現型との強い相関を持つことが示唆された。またMFMの病態に重要と考えられるプロテアソームの骨格筋での役割を調べるため、プロテアソーム欠損マウスを作製・解析した。当科で診療を続けている常染色体優性遺伝形式をとるMyofibrillar myopathy(MFM)の家系では、下垂足を初発症状とし、遠位筋、胸郭、肩甲帯を主体とした慢性進行性の筋萎縮と筋力低下を呈するが、比較的早期に呼吸不全を合併する点に特徴がある。本家系の中の罹患者5名、非罹患者5名の計10名について遺伝子解析の同意を得た。連鎖解析を行った結果、LOD score>2の領域を5箇所に同定した。罹患者のみに共通するエクソン・スプライシング領域の変異を64個検出した。その内TTNの変異c.90263G>T, p.W30088Lのみが上記の連鎖領域内に存在した。シークエンスした結果、segregationに矛盾なく、本変異が原因変異であると結論づけた。TTNは、現在まで前脛骨筋ジストロフィー、肢帯型筋ジストロフィー(LGMD2J)の原因遺伝子として知られてきたが、次世代シークエンサーの普及に伴い、MFMの病理像を呈するHereditary myopathy with early respiratoryfailure(HMERF#603689)の原因遺伝子として近日国外から数例の報告が続いている。これらの成果を英文誌に報告した。またMFMの病態に重要と考えられるプロテアソームの骨格筋での役割を調べるため、26Sプロテアソームのサブユニットpmsc4/Rpt3の一部をlox配列で囲んだfloxed Rpt3マウスを筋特異的Cre発現マウスと掛け合わせた。mlc1f-Rpt3のhomozygoteマウスは対象に比較して体重が約50%と成長・発達の過程に異常が見られた。蛋白レベルの詳細な解析からオートファジーの経路も障害されていることを示すなど解析を継続し、現在成果を投稿中である。その内titinの変異c.90263G>T, p.W30088Lのみが上記の連鎖領域内に存在した。titinは、現在まで前脛骨筋ジストロフィー、肢帯型筋ジストロフィー(LGMD2J)の原因遺伝子として知られてきたが、次世代シークエンサーの普及に伴い、MFMの病理像を呈するHereditary myopathy with early respiratoryfailure(HMERF#603689)の原因遺伝子として近日国外から数例の報告が続いている。これらの変異はtitinのA-bandドメインの特定の領域に集簇しており表現型との強い相関を持つことが示唆された。蛋白レベルの詳細な解析からオートファジーの経路も障害されていることを示すなど解析を継続している。エキソームシークエンスによりCPM家系の遺伝子変異部位をtitinと同定することができ、査読論文としてまとめることができた。プロテアソーム欠損マウスにおけるCPM原因遺伝子の検討

単純にプロテアソーム系の遺伝子を欠失させると胎生致死になってしまう。京都大学神経内科との共同研究により26Sプロテアソームの19S lid部分のサブユニットpmsc4/Rpt3のコンディショナルノックアウトマウスを準備し、骨格筋特異的Cre発現マウスと掛け合わせ、異常蛋白蓄積の表現型を得ている。本マウスとCPM、IBMとの相違について詳細に検討し、骨格筋の封入体形成のモデルとしての有用性について生理学的検査等で評価する。次世代型シークエンサーによるIBM筋における網羅的遺伝子発現解析次世代型シークエンサー(Applied Biosystens社SOLiD)によってIBM筋から採取したmRNAからcDNAライブラリーを構築し全cDNAの配列を決定する。特に稀有な姉妹例での解析を中心に行い、疾患感受性遺伝子の同定に結び付けたい。生検筋の解析が比較的容易にできることが筋疾患病態解析の利点でありトランスクリプトーム・プロテオームデータを補完する事により, IBM病態における免疫応答・筋変性過程を多角的に明らかにしていく。当初の申請計画通り遺伝子解析関係試薬、抗体、primer oligoDNA作成、ガラス器具、細胞培養用血清等、Lipofection試薬、マウスの購入費として用いる。次年度使用額は、今年度の研究を効率的に推進したことに伴い発生した未使用額であり、平成25年度請求額とあわせ、平成25年度の研究遂行に使用する予定である。
情報提示手法としてのロボティック・ユーザ・インターフェース・デザインの研究

本研究では、情報提示に焦点を当てた、ロボティック・ユーザ・インターフェースの研究を行っている。本年度は本研究課題における最終年度となるため、これまでに開発を行った、ロボティック・ユーザ・インターフェース、「cilium」及び「planula」の要素技術の整理を行うと共に、既存のインターフェースと比較した上での優位点の洗い出しを行った。近年、オーガニック・ユーザ・インターフェース等を始めとするインターフェースの領域において、研究対処として「物理的な動き」というものへの関心が高まっているが、人は物理的な動きに対して非常に敏感であるため、生活の中に取り込む為には必要不可欠な様々な要素があると言える。本研究の一番の優位点はまさに、人が心地よく感じる要素を多く持つ事であり、これらの要素を多く発見していく事こそ最も重要な研究意義であると言える。また、要素技術を整理する上で見えてきた個々の技術をさらに先鋭化させ各プロトタイプのバージョンアップを行った。「cilium」では、人の手に対するインタラクションの肝となる静電容量センサを用いた近接検出距離の向上、ノイズの削減、動作の滑らかさの向上である。「planula」では「cilium」と同様に静電容量センサに関する精度向上と動作構造の改善である。動作の際に生じる振動の抑制制御に関しての研究開発は現在も進行中である。このように、プロトタイプを通し要素技術の先鋭化を行っていく事は、今後需要が高まるであろう様々なインターフェースへの足がかりとなり、未来の人とコンピュータ/機械との関係性を大幅に向上させるきっかけとなることがいえる。本研究では、情報提示に焦点を当てた、ロボティック・ユーザ・インターフェースの研究を行なっている。本年度はプロトタイプ「cilium:線状素材群とピポット構造を用いたやわらかな情報提示を行なうインターフェース」の試作開発を行なった。これは、生物界にはまれである細く鋭い棒を多数並べ、それらが動き合う事により柔らかな表情を生むインターフェースである。また、人の接近・接触に対して反応し動きを変える機能を持つ。近年、オーガニック・ユーザ・インターフェース等を始めとするインターフェースの領域において、研究対処として「物理的な動き」というものへの関心が高まっている。しかし、人は物理的な動きに対して非常に敏感である。優れたロボティック・ユーザ・インターフェースを作るためには、これまでインターフェースとして扱われてきた、光・音等とは異なる、設計手法が必要であると考える。そこで、これまでの研究で考察された生き物の動きを核とした設計手法を用いたプロトタイプを作成し展示・対人評価を行なった。今後、生き物の動きを核とした仮定の設計手法を用いていくつかのプロトタイプの作成、評価を繰り返すことでインターフェース設計に重要であろうエッセンスの抜き出しを行なう。そこで再度、仮定の設計手法に対してフィードバックを行ないロボティック・ユーザ・インターフェースの設計論・評価手法の確立を行なっていく。本年度はプロトタイプ「planula:回転屈曲運動構造を用いたやわらかな情報提示を行なうインターフェース」の試作開発を行なった。これは、生き物の回避運動や特に海洋生物がもつ浮遊感のある動きを物理的な動きと光とで表すインターフェースである。そこで、これまでの研究で考察された生き物の動きを核とした設計手法を用いたプロトタイプを作成し2回の展示・対人評価を行なった。ユーザからはplanulaとのインタラクションを通じて、「かわいい」「ずっと見ていても飽きない」「思わず何度も接してみたくなる」等のコメントが得られた。今後、これまでに制作してきた複数のプロトタイプから、それぞれの設計手法の抽出を行う。それらの手法をまとめることで、ロボティック・ユーザ・インターフェースを制作する設計手法の確立を行い、学会への投稿、博士論文の執筆を行っていく。

現在2つのプロトタイプの開発が完了している。また、各プロトタイプにつき2回ずつの展示を行った。そこでのユーザ評価により定性的評価を行い仮定した効果が得られた。各要素技術、プロトタイプ設計をまとめることでロボティック・ユーザ・インターフェース・デザイン手法を論じる上での必要材料は揃いつつあると考えられる。今後、これまで開発した2つのプロトタイブを分析し、それぞれの要素技術を論文化していく。また、2つのプロトタイプとこれまでに開発してきた他のプロトタイプを統合的に分析していくことで、ロボティック・ユーザ・インターフェース・デザインの手法についてまとめ、論文の執筆を行っていく。必要に応じて、新たなプロトタイプの設計・開発、及び既存のプロトタイプに対して再度評価実験を行い、より確実な理論の構築を行っていきたい。
痛み関連バイオマーカーの探索研究

末梢性神経障害性(疼)痛の診断及び治療効果判定に用いることができる検査として、神経障害性(疼)痛における特異的なバイオマーカーを新たに探索することを本研究の目的とする。痛み動物モデルを用いた行動実験で痛覚過敏様行動を確認した。バイオマーカーを測定する検体に、神経、髄液、血液を採取したところ、髄液は計測サンプルとしては適切な状態ではなかった。試料の調整が技術的に困難であったため、質量分析をすべきタンパクの同定はできていない。これまでに、複数の種類の疼痛病態モデルを作成し、行動実験により痛覚過敏を確認している。カラニゲンを用いた炎症モデル、足底に切開を行う術後痛モデル、坐骨神経結紮によるCCIモデルを作成した。行動実験としては安静時における自発痛様行動が増加すること、ホットプレートを用いて温熱刺激を与えた時の逃避時間の短縮、フォンフライヘアーも用いて機械刺激に対する閾値の低下を確認している。検体サンプルとして、ラット・マウスに麻酔後、脊髄、後根神経節の神経系を採取できている。髄液採取には血液が混入してしまい、研究に十分な検体採取ができていない。神経や髄液、血液以外の候補として、唾液が有望な検体となる可能性があり、これを確認している。サンプル採取後の試料の調整と分析条件の最適化はまだ始められていないが、最適な検体を決めて行う必要がある。液体クロマトグラフ質量分析を使用して研究している同僚にアドバイスをもらい研究をすすめ始めているところである。バイオマーカーとは、血清や尿などの体液および組織に含まれる生体由来の物質で、生体内の生物学的変化を定量的に把握するための指標となるものであり、疾病の診断や効率的な治療法の確立が可能となる。神経障害性痛の診断では、患者の訴える症状に加え、補助的に神経伝導速度の測定など電気生理学検査やサーモグラフィーなどの生理機能検査を行うが、検体検査などで病態が診断できるバイオマーカーは、まだ研究が全く進められていないのが現状である。近年、質量分析器に代表される解析技術の進歩により、血液などの体液中に分泌される疾患関連タンパク質を網羅的に探索することが可能になってきた。動物モデルを用いて、神経障害性痛における特異的なバイオマーカーを新たに探索することを本研究の目的とし、末梢性神経障害性痛の診断及び治療効果判定に用いることができる検査として、基礎から臨床への橋渡しとなる研究として期待される。本研究では、痛みを引き起こす神経障害が加わった時に生体の反応として特定のタンパク質、ペプチド、脂質などが増加したり、あるいは減少したりするのではないか?と考え、この仮説の検証を行っている。神経障害性痛のモデル動物には、坐骨神経を結紮するCCI(chronic constriction injury)モデルのラットを使用する予定であったが、研究の発展性を期待して、マウスを用いた実験モデルの作成に変更している。今後、ノックアウトマウスを使用した研究への展開が期待される。また、CCI(chronic constriction injury)モデルは、運動神経障害が強く出たため、坐骨神経の部分結紮モデルに変更している。行動実験により、痛みの経過を観察し、血液サンプルと髄液サンプルの採取を行ったが、髄液サンプルの採取が困難な状況を克服中である。バイオマーカーの探索を行う検体サンプルの選択として、ラット・マウスに麻酔後、脊髄、後根神経節の神経系、一部髄液を採取できた。しかし髄液検体への血液混入の問題は解決していない。神経や髄液、血液以外の候補として唾液も有望な検体となる可能性があったが検体量の問題が考えられた。血液などの体液中に分泌される疾患関連タンパク質を網羅的に探索する実験手法を用いることで、本研究では疼痛動物モデルを用いた特異的なバイオマーカーを新たに探索することに主眼を置いているが、現在までサンプル採取後の試料の調整と分析条件の最適化は遂行できておらず、疼痛モデルにおけるバイオマーカー候補となるタンパク質は見つけられていない。実験手技において膜タンパク質の回収不良、タンパク質の同定数が少なかったりするLC/MS分析における技術的な問題点があり、研究室の同僚に相談しながら継続する必要がある。挑戦的萌芽研究で応募し、新たな研究テーマに挑んでいるが、検体を用いた痛み関連バイオマーカーの発見は容易ではない。本研究分野の世界的な研究の方向性を確認するために、痛みのバイオマーカーに関する先端的な研究報告を、脳情報通信融合研究センターで行われた国際カンファレンスにて拝聴した。慢性痛における脳機能ネットワークの変化、プラセボの脳内メカニズムと鎮痛効果への認知の影響、痛みの認知機序の新たなモデルの提案、痛み行動に関わる意志決定や、痛みの緩和と報酬系の研究など、また痛みの末梢機序としてTRP活性化に関連したCa2+ dependent Cl channelなど多くの痛み研究に関わる有益な報告があった。痛みや慢性痛のバイオマーカーとして脳機能画像を用いた研究報告がいくつもあり、特に痛みの認知

機能的障害が原因の一つと考えられる慢性痛では、この脳機能画像評価方法が相応しいのかもしれない。外科系臨床医学麻酔・蘇生学疼痛管理額25年度は、最適な検体を採取したのち試料の調整と分析条件の最適化について取り組みを行ってきた。ターゲットになる可能性のある蛋白質の分離・抽出には、まず二次元電気泳動を行い、標的タンパク質としてゲルと共に切り出す必要がある。続いて、ゲル内消化とペプチド抽出をおこない、質量分析し、未知のバイオマーカーを見つけるというスケジュールで研究を進めている。カラニゲンを用いた炎症モデル、足底に切開を行う術後痛モデル、坐骨神経結紮によるCCIモデルを作成し、行動実験としては安静時における自発痛様行動が増加すること、ホットプレートを用いて温熱刺激を与えた時の逃避時間の短縮、フォンフライエアーも用いて機械刺激に対する閾値の低下を確認できており、モデル作成は問題なく達成できている。検体サンプルとして、ラット・マウスに麻酔後、脊髄、後根神経節の神経系を採取できている。髄液採取には血液が混入してしまい、研究に十分な検体採取ができていない。神経や髄液、血液以外の候補として、唾液が有望な検体となる可能性があり、これを確認している。髄液を除けば、検体の最適化は、かなり達成できている。新たな手技や実験方法を確立する必要があるので、(希望的な)予定通りには進んでいない。現在までに、複数の種類の神経障害病態モデルの作成は成功し、血液サンプル採取は順調に行われている。しかし、マウスから必要量の髄液採取が不完全な状況であり、さらなる工夫が必要な状況である。サンプル採取後に引き続き行う予定である試料の調整と分析条件の最適化は、かなりの時間がかかることが当初から予定されており、まだ始められていない。平成25年度は、試料の調整と分析条件の最適化を本格的に取り組む予定である。ターゲットになる可能性のある蛋白質の分離・抽出には、まず二次元電気泳動を行い、標的タンパク質としてゲルとともに切り出す必要がある。続いて、ゲル内消化とペプチド抽出をおこない、質量分析まで行う予定である。26年度の研究では、1最適な検体を決定し、検体採取の方法確立すること、2サンプル試料を用いて二次元電気泳動を行い、ゲル内消化とペプチド抽出をおこなうこと、3様々な条件を試みて、質量分析を行う予定である。疼痛時のバイオマーカーを測定するにあたり、ストレス因子も関与することが十分考えられる。ストレスの研究ではコルチゾルやノルエピネフリンが測定され、内分泌や自律神経・交感神経の興奮を表すバイオマーカーとして確立されている。これまでには検体として採用していなかったが、唾液が有効な検体となる可能性があり、最適な検体を決定するために検討の必要がある。唾液の検体は、採血や髄液採取のような侵襲的な処置を必要とせず、臨床応用した場合に、患者の苦痛が少なく便利である。またアミラーゼの測定には時間がかからず、比較的安価に測定でき、計器の携帯性もある利点ある。メラトニンやコルチゾル、一部の免疫グロブリンも測定でき、痛みに重要な内分泌・免疫・自律神経のバランスとのか関わりが見つけられるかもしれない。一方、未知のバイオマーカーの発見も行いたい。
ナノサイズ系の電子相関象における軌道自由度の物理

本研究では、ナノサイズの電子系で様々に形成される電子状態の軌道自由度によって起こる電子相関現象の解明を目的とし、研究を行った。またさらに、これらの電子相関によるナノサイズ系の熱電特性を利用したナノデバイスに関しても研究を行った。単一量子ドット系の軌道、スピン、電荷による近藤効果と、それによって起こる系の熱電特性の有限温度での特性をダイヤグラム近似法を用いて、また、低温では厳密解や射影演算子による変分法を用いることで解析を行った。これにより量子ドット系の電子相関と熱起電力の関係を明らかにし、さらに性能指数などを導出して議論を行うことで、量子ドット系の熱電バイアスとしての可能性を議論した。そこで、T字結合型量子ドットなどのように量子ドットの配置構造を工夫し量子干渉効果を利用することで強い熱起電力が得られ、新しい熱電デバイスになりうることを指摘した。また、実験グループと協力しながら、多重量子ドット系の電子相関や輸送について解析を行った。基礎的な解析として、一列に並んだ3重の量子ドット系の両端のドット中の電子に働く超交換相互作用のパラメータに依存性について、摂動論を利用して解析を行った。さらに、この3重量子ドットの近藤効果による輸送の解析を行い超交換相互作用も含めた系のパラメーター依存性について明らかにした。同様に3角形に配置した3重量子ドット系の込んだ王効果のパラメーター依存性や輸送特性についても明らかにした。本研究はナノサイズの系で様々に形成される電子状態の軌道自由度による物理の解明を目的とし、特に量子ドットでの電子相関現象軌道近藤効果による輸送特性の解析を行ってきた。近藤効果の取り扱い手法として、ベーテ仮説による厳密解を用いた絶対零度における解析と、非交差ダイヤグラム近似法による有限温度系における数値計算を用いることで、相補的かつ系統的に量子ドット系の輸送特性の解明を行ってきた。特に本年度の輸送特性の中でも単一量子ドット系の熱起電力に注目し研究を行ってきた。厳密解を用いた熱起電力の解析では、フェルミ液体論を援用するにより、単一量子ドット系軌道近藤効果による低温での熱起電力の、ゲート電圧依存性と近藤領域における軌道分裂つまり印加された磁場についての依存性について明らかにした。また、同様に非交差ダイヤグラム近似法を用いることで近藤温度付近での熱起電力特性を研究した。特に有限クーロン斥力模型を用いることで、複数電子が複数の軌道中に存在するときに起こる軌道近藤効果による輸送特性に着目し、2軌道系の量子ドット準位操作による電荷数変化に近藤効果の変調や、3軌道3電子系の軌道分裂に起因した対称性変化による輸送特性の変調について解明した。これらの解析は単一量子ドット系だけではなく量子ドット間にクーロン斥力が働く多重量子ドット系の近藤効果についても適用が可能である。上述の解析を応用し多重量子ドット系の近藤効果についての解析へと展開する。
無限可積分系の幾何学とモジュライ理論の新展開

上野のグループは複素単純リー代数をゲージ対称性に持つ共形場理論(WSWNモデル)とアーベル的共形場理論を使ってモジュラー函手を構成し、このモジュラー函手から構成される位相的場の理論の性質を解明した。また、共形場理論で登場するモジュラー変換を記述するS行列が種数0のデータから完全に決まることを示した。さらに共形場理論の応用として4点付き球面の写像類群のNielsen-Thurston分類を考察し、この分類が正整数n≧2を固定したときに量子SU(n)表現から決定できることを示した。加藤文元のグループはこれまで提案されている中では一番広い意味での剛幾何学の建設を推進し、モジュライ空間の幾何学のもつ数論的側面を代数幾何学的に極限まで推し進めた。望月新一は代数曲線とその基本群との関係およびabc予想の定式化を巡って、代数曲線のモジュライ理論に関する今までとは異なる圏論的なアプローチを行い、函数体や代数体の被覆や因子の概念の圏論的に一般化して捉えることができるFrobenioidsの理論の構築、エタール・テータ函数の理論の構築など、今後のモジュライ理論のとるべき新しい方向を示唆する重要な研究を行った。さらに、モジュライ空間の代数幾何学的・数論幾何学的研究で多くの新しい成果が得られた。無限可積分系の理論に関しては、高崎金久のグループは種々の可積分系を考察し、モジュライ空間がソリトン理論でも重要な役割をしていることを示した。また、パンルヴェ方程式とモジュライ空間との関係、無限次元代数と関係する統計モデルの考察、旗多様体の量子コホモロジーに関して種々の重要な成果が得られた。本研究によってモジュライ空間が当初の予想以上に深い構造を持ち、また数学の基礎そのものとも深く関わり、その理解のためには、さらに数学的な精緻な道具を作り出していく必要があることが明らかになった。また、そのための準備やヒントの多くが本研究を通して明らかになった。上野はJ.Andersenとの共同研究で,bcシステムのアーベル的共形場理論を曲線が退化する場合を含めて完成した.また,この理論をモジュラー函手の構成に応用し,3次元多様体の不変量を構成た.この不変量はリー代数がsl(n, C)の場合はReshetikhin-Turaev不変量と一致することを示した.また,この証明の過程で,sl(n, C)をゲージ対称性として持つ共形場理論の共形場ブロックの空間は標準的に導入できる射影平坦接続と両立するエルミート内積を持つことが示されるが,その具体的の構成は次年度の研究課題として残された.その際,アフィンリー代数に導入されるGarlandによる内積から自然に導かれる共形場ブロックの空間のエルミート内積は,射影平坦接続と両立しないが興味深い性質を持つことが示された.桂はG.van der Geerと共同で正標数のカラビ・ヤウ多様体のモジュライ空間の研究を行い,Artin-Mazur形式群の高さの評価式を得た.また,アーベル多様体のモジュライ空間の研究で重要な役割をしたa数の定義を正標数の代数多様体に拡張し,カラビ.ヤウ多様体の重要な例にたいしてその値の計算を行った.これは,正標数のカラビ・ヤウ多様体のモジュライ空間の研究に大きな示唆を与えるものである.加藤文元はp進微分方程式の研究を行い,p進三角群は無限個存在するという予想を肯定的に解決したのみならず,その分類を完成させた.