hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
3次元ユークリッド空間内の完備極小曲面の研究

長年の未解決の問題だった有限位相の無限全曲率極小曲面の存在問題がジーナス1のヘリコイドの発見により解決した.それは,可能なガウス写像をその形状から予想し,それをもとにワイエルストラスデータを決める方針によっている.その結果パラメータを含む族が決まり,周期が消える様なパラメータの存在を示すことになっている.知られた曲面にハンドルをつけることにより,ジーナスの高い曲面を構成する方法,およびこの方法がより高いジーナスのヘリコイドの構成に一般化出来るかを念頭に検討している.このとき,対称性に注目してトーラスの形状を決めているが,ジーナスの高いときリーマン面としてなにをとるか,またトーラス上では楕円函数論が出来上がっており,具体的な函数がその挙動も含めて知られているが,ジーナスの高いリーマン面上で要求される性質を持つ函数の存在を示すことが問題である。また,曲率が-1の空間形の平均曲率1の曲面が極小曲面とよく対応することが知られている.この点から,上の曲面についても類似点,相違点について調べている.また,CRリー群論の構成と,そのカテゴリカル複素化の存在を示した.CRリー群のアドミッシブルな部分群による商空間には自然にCR構造が誘導される.この様にして得られたCR等質空間について、その同変複素化の存在を示た.また,その典型的な例としてCR線型群,CRグラスマン空間を定義し,それらの空間およびその複素化の構造を調べた.CR等質空間として,CR変換群が推移的に作用する多様体とするのも自然である.このとき変換群にCR構造が誘導されるが,この場合の同変複素化については現時点では位相的な問題が解決出来ていない.長年の未解決の問題だった有限位相の無限全曲率極小曲面の存在問題がジーナス1のヘリコイドの発見により解決した.それは,可能なガウス写像をその形状から予想し,それをもとにワイエルストラスデータを決める方針によっている.その結果パラメータを含む族が決まり,周期が消える様なパラメータの存在を示すことになっている.知られた曲面にハンドルをつけることにより,ジーナスの高い曲面を構成する方法,およびこの方法がより高いジーナスのヘリコイドの構成に一般化出来るかを念頭に検討している.このとき,対称性に注目してトーラスの形状を決めているが,ジーナスの高いときリーマン面としてなにをとるか,またトーラス上では楕円函数論が出来上がっており,具体的な函数がその挙動も含めて知られているが,ジーナスの高いリーマン面上で要求される性質を持つ函数の存在を示すことが問題である。また,曲率が-1の空間形の平均曲率1の曲面が極小曲面とよく対応することが知られている.この点から,上の曲面についても類似点,相違点について調べている.また,CRリー群論の構成と,そのカテゴリカル複素化の存在を示した.CRリー群のアドミッシブルな部分群による商空間には自然にCR構造が誘導される.この様にして得られたCR等質空間について、その同変複素化の存在を示た.また,その典型的な例としてCR線型群,CRグラスマン空間を定義し,それらの空間およびその複素化の構造を調べた.CR等質空間として,CR変換群が推移的に作用する多様体とするのも自然である.このとき変換群にCR構造が誘導されるが,この場合の同変複素化については現時点では位相的な問題が解決出来ていない.
移動基地局の動的配置を用いた高信頼性マルチホップ無線ネットワークの研究

高信頼性マルチホップ無線ネットワークを実現するための移動基地局の動的配置に関して,平成17年度は以下の研究を行った.1.昨年度から継続してマルチホップ無線ネットワークの信頼性を高めるような移動基地局(中継局)の配置を考え,昨年度開発した手法をもとにして,より最適な配置手法の検討を行った.移動基地局を設置するための候補点がランダムに与えられた場合に,その候補点数を大きくすることにより端末間の連結度を高めることができることを明らかにした.また,2点間のリンクの存在が距離だけでなく,距離と確率に依存する場合における移動基地局配置手法の評価を行った.障害物が存在する場合における移動基地局配置手法の評価を行った.2.端末の分布に偏りがある場合に,その偏りに適応して移動基地局配置を行うための方法を示した.この手法を用いることで,端末が密集する場所が時間変化する場合に,その時間変化に適応して移動基地局配置を変更することができることを示した.開発した手法をシミュレータにより評価し,その結果,端末分布の変化に対応して連結度を適応的に高めることができることを明らかにした。3.基地局が存在するマルチホップ無線ネットワークにおいて,高い連結度と高い通信品質を同時に維持するための基地局配置問題を定式化し,その解法を提案し有効性を示した.基地局が存在するアドホックネットワークにおいて,端末の分布に偏りがある場合における通信トラヒック特性に関する考察を行い,その理論解析手法を示した.4.研究成果のまとめを行った.マルチホップ無線通信における端末間の通信経路は,中継している他の端末の移動等により,常に連結であるとは限らず,端末間に経路が存在しないという状況も起こりうる.そのため,マルチホップ無線ネットワークの信頼性を高めるための技術が必要とされている.そこで,本研究では,インフラとしての移動基地局を導入し,ネットワークの連結度を低くしている領域に,自律的に移動する移動基地局を自動的に配置し連結性が高めることを考え,移動基地局が自らを必要とする領域を自律的に発見,移動し,他の端末と協調し信頼性の高いネットワークを構成するための移動基地局の動的配置手法,移動制御手法の開発することを目的とし,平成15年度は以下のような研究を行い,いくつかの成果を得た.(1)端末の分布,移動パターン等が異なる様々な状況を想定し,マルチホップ無線ネットワークの信頼性を高めるような移動基地局の配置を明らかにするため,移動基地局配置の候補点を与え,同時に設置できる移動基地局数を与えた場合に,移動基地局以外の端末の連結度をできるだけ高くするように設置場所を選択するための手法を開発し,その効果を確認した.(2)上記の候補点が規則的に配置されているような場合には,被覆面積がなるべく大きくなるように設置場所を選択することが効果的であり,候補点がでたらめに存在する場合には間隔度が高い候補点を選択すると効果的であることがわかった.(3)同時に,端末が格子状の道路網を移動する場合において,これらの配置法を評価した.(4)マルチホップ無線ネットワークにおける連結性と移動の関係を理論解析した.(5)上記の結果を考慮し,移動基地局が自らを必要とする領域を自律的に発見し,その近辺の端末と協調し信頼性の高いネットワークを構成するための移動基地局の動的配置手法の検討を開始した.マルチホップ無線ネットワークは,端末の位置のランダム性,端末の移動等により,常に連結であるとは限らない.そのため,本研究では,インフラとしての移動基地局を導入し,ネットワークの連結度を低くしている領域に,自律的に移動する移動基地局を自動的に配置し連結性が高めることを考え,平成16年度は以下の成果を得た.1.昨年度から継続し,移動基地局(中継局)配置の候補点を与え,同時に設置できる移動基地局数を与えた場合に,移動基地局以外の端末の連結度をできるだけ高くするように設置場所を選択するための手法を開発した.端末分布のサンプルデータを利用して移動基地局配置を最適化することを考え,遺伝的アルゴリズムに基づく新しい移動基地局配置手法を提案し,その有効性を示した.2.端末間に少なくとも一つの経路があることを保証するだけではなく,複数の経路を確保しやすくするための中継局配置手法を開発し,その有効性を示した.この手法は中継局が故障した場合の連結度確保に有効である.3,昨年度検討できなかった様々な端末の移動パターンに対する中継局配置手法の性能評価を行った.4.センサネットワークのように基地局が存在するマルチホップネットワークを想定し,端末間の連結度だけではなく,端末と基地局の間の連結度を向上させるための中継局配置手法について検討した.5.サービスエリアの拡大に対応するための中継局の追加配置について検討し,有効な手法を示した.6.上記の結果を考慮し,移動基地局が自らを必要とする領域を自律的に発見し,その近辺の端末と協調し信頼性の高いネットワークを構成するための移動基地局の動的配置手法の開発も,昨年度から継続して行った.高信頼性マルチホップ無線ネットワークを実現するための移動基地局の動的配置に関して,平成17年度は以下の研究を行った.1.昨年度から継続してマルチホップ無線ネットワークの信頼性を高めるような移動基地局(中継局)の配置を考え,昨年度開発した手法をもとにして,より最適な配置手法の検討を行った.移動基地局を設置するための候補点がランダムに与えられた場合に,その候補点数を大きくすることにより端末間の連結度を高めることができることを明らかにした.また,2点間のリンクの存在が距離だけでなく,距離と確率に依存する場合における移動基地局配置手法の評価を行った.

障害物が存在する場合における移動基地局配置手法の評価を行った.2.端末の分布に偏りがある場合に,その偏りに適応して移動基地局配置を行うための方法を示した.この手法を用いることで,端末が密集する場所が時間変化する場合に,その時間変化に適応して移動基地局配置を変更することができることを示した.開発した手法をシミュレータにより評価し,その結果,端末分布の変化に対応して連結度を適応的に高めることができることを明らかにした。3.基地局が存在するマルチホップ無線ネットワークにおいて,高い連結度と高い通信品質を同時に維持するための基地局配置問題を定式化し,その解法を提案し有効性を示した.基地局が存在するアドホックネットワークにおいて,端末の分布に偏りがある場合における通信トラヒック特性に関する考察を行い,その理論解析手法を示した.4.研究成果のまとめを行った.
骨髄微小環境下の白血病細胞の生存戦略「代謝制御」解明による新しい高齢者がん対策

がんは高齢者に多発する疾患だが、白血病も例外ではなく、特に治療後の再発が多い。これは、低い臓器予備能の高齢者に強力な抗がん剤治療が適さず、多数の白血病細胞が骨髄「微小環境」に生き残って治療抵抗性を獲得するためである。この「がん微小環境」は、がんの旺盛な増殖力で低栄養と低酸素状態が作り出され、その中でがんは独特のエネルギー代謝や低酸素環境への適応力を獲得する。そこで、本研究では、骨髄微小環境内における白血病細胞の生存力の軸となる酸化的リン酸化の制御機構を解明し、そこに残存する白血病細胞を識別できるマーカーを同定することを目的とした。当該年度の研究では、酸化的リン酸化阻害剤感受性白血病細胞と耐性白血病細胞の代謝制御機構の解明と識別マーカー分子の決定を試みた。急性骨髄性白血病(AML)患者由来細胞(IACS-10759感受、n=11、耐性n=3)を対象として、IACS-10759感受性AML細胞株OCI-AML3、耐性AML細胞株MOLM13とともにcap analysisof gene expression (CAGE)法を用いた転写ネットワーク解析を行い、KEGGおよびIPA解析によって責任因子候補を抽出した。その結果、IACS-10759耐性細胞群において代謝や細胞増殖に関連する因子の発現が亢進しているという結果が得られた。これは、IACS-010759に対する感受性にAML細胞が本来保持する基礎代謝能力が関与することを示唆するものであった。そこで、エネルギー代謝調節因子であるAMP活性化プロテインキナーゼ(AMPK)の役割をAMPKノックダウン細胞を用いて検討したところ、AMPKノックダウンAML細胞においてmTORシグナルの亢進とともにIACS-010759に対する耐性傾向が強まることを確認した。以上、基礎代謝亢進を伴うAML細胞においてOxPhos阻害効果が抑制されることを明らかにし、IACS-01759の効果識別マーカー候補としてAMPKおよびmTORを特定した。本年度の研究では、IACS-10759感受性/耐性AML患者由来細胞間での遺伝子発現の違いを検討し、検出された因子が酸化的リン酸化阻害剤感受性マーカーとして有用性を発揮するか否かを検証した。CAGE-Seq解析によってIACS-010759感受性のAML患者由来細胞と耐性細胞間の遺伝子発現差が検出された。IACS-010759感受性細胞では耐性細胞と比較して4遺伝子の発現が高く124遺伝子の発現が低かった(FDR <0.05)。IACS-010759に感受性を示すOCI-AML3細胞では耐性MOLM13細胞と比較して1,623遺伝子の発現レベルが高値を示し、1,821遺伝子の発現が低かった(FDR <0.05)。Ingenuity Pathway Analysis(IPA)は、患者由来細胞とAML細胞株に共通してIACS-010759耐性に作用する因子としてmTORキナーゼ、Erb-B2受容体チロシンキナーゼ2(ERBB2)、エリスロポエチン(EPO)、IL3の4つを抽出した。これは、基礎代謝エネルギー能力がIACS-010759に対するAML細胞の感受性に影響を及ぼすことを示唆するものと考えられた。そこで、我々は、最も直接的にエネルギーの調節に関わるmTORに注目し、mTOR阻害を通じてエネルギー代謝を司るエネルギー代謝調節因子であるAMP活性化プロテインキナーゼ(AMPK)の役割についてAMPKノックダウン(shAMPK)OCI-AML3細胞を用いて検討した。その結果、AMPKノックダウンAML細胞においてmTORシグナルの亢進とともにIACS-010759に対する耐性傾向が強まることを確認した。今後の研究では、AML患者検体数をさらに増やしてCAGE解析を進めていく。また、Extracellular Flux Analyserによる代謝動態解析を行い、今年度の研究で得られた基礎的代謝亢進とOxPhos阻害剤耐性との関連性の検証を実施する。さらに、IACS-010759によってミトコンドリア呼吸能を抑制されたAML細胞が代償性に獲得するエネルギー代謝機構について検討を進める。特に骨髄微小環境の中で生じる骨髄間質細胞との相互作用によってAML細胞が獲得する薬剤耐性機構との関わりに注目して研究を推進していく。

その結果、IACS-10759耐性細胞群において代謝や細胞増殖に関連する因子の発現が亢進しているという結果が得られた。これは、IACS-010759に対する感受性にAML細胞が本来保持する基礎代謝能力が関与することを示唆するものであった。そこで、エネルギー代謝調節因子であるAMP活性化プロテインキナーゼ(AMPK)の役割をAMPKノックダウン細胞を用いて検討したところ、AMPKノックダウンAML細胞においてmTORシグナルの亢進とともにIACS-010759に対する耐性傾向が強まることを確認した。以上、基礎代謝亢進を伴うAML細胞においてOxPhos阻害効果が抑制されることを明らかにし、IACS-01759の効果識別マーカー候補としてAMPKおよびmTORを特定した。本年度の研究では、IACS-10759感受性/耐性AML患者由来細胞間での遺伝子発現の違いを検討し、検出された因子が酸化的リン酸化阻害剤感受性マーカーとして有用性を発揮するか否かを検証した。CAGE-Seq解析によってIACS-010759感受性のAML患者由来細胞と耐性細胞間の遺伝子発現差が検出された。IACS-010759感受性細胞では耐性細胞と比較して4遺伝子の発現が高く124遺伝子の発現が低かった(FDR <0.05)。IACS-010759に感受性を示すOCI-AML3細胞では耐性MOLM13細胞と比較して1,623遺伝子の発現レベルが高値を示し、1,821遺伝子の発現が低かった(FDR <0.05)。Ingenuity Pathway Analysis(IPA)は、患者由来細胞とAML細胞株に共通してIACS-010759耐性に作用する因子としてmTORキナーゼ、Erb-B2受容体チロシンキナーゼ2(ERBB2)、エリスロポエチン(EPO)、IL3の4つを抽出した。これは、基礎代謝エネルギー能力がIACS-010759に対するAML細胞の感受性に影響を及ぼすことを示唆するものと考えられた。そこで、我々は、最も直接的にエネルギーの調節に関わるmTORに注目し、mTOR阻害を通じてエネルギー代謝を司るエネルギー代謝調節因子であるAMP活性化プロテインキナーゼ(AMPK)の役割についてAMPKノックダウン(shAMPK)OCI-AML3細胞を用いて検討した。その結果、AMPKノックダウンAML細胞においてmTORシグナルの亢進とともにIACS-010759に対する耐性傾向が強まることを確認した。今後の研究では、AML患者検体数をさらに増やしてCAGE解析を進めていく。また、Extracellular Flux Analyserによる代謝動態解析を行い、今年度の研究で得られた基礎的代謝亢進とOxPhos阻害剤耐性との関連性の検証を実施する。さらに、IACS-010759によってミトコンドリア呼吸能を抑制されたAML細胞が代償性に獲得するエネルギー代謝機構について検討を進める。特に骨髄微小環境の中で生じる骨髄間質細胞との相互作用によってAML細胞が獲得する薬剤耐性機構との関わりに注目して研究を推進していく。
離散凸解析に基づく機械学習向き汎用離散最適化手法の開発

機械学習・データマイニングは現在高い注目を集めている領域であり,その中では大規模な最適化問題(連続と離散の両方)を解く必要が生じている.本研究では機械学習問題に適用可能な汎用的最適化技術を離散凸解析の枠組みに基づいて確立することを目的としていた.1年目では「離散近接勾配法」が見込みのある方法だと考えてその性質を調査したが理論的に困難であるとの結論に至った.2年目はこの手法に限定せずより広い視野のもとで機械学習に適用可能なアルゴリズムを模索した.3年目である本年は,2年目に得られた成果を発展させ,より幅広い問題に対して適用可能なアルゴリズムの駆逐を目指した.その結果として,昨年度執筆中であった「主成分分析などの部分空間選択問題に対する劣モジュラ理論に基づく近似アルゴリズム」は無事論文採択され,この研究の後続研究が順調に進んでいる.また,昨年度副次的に得られた「不確実性を含む離散最適化問題に対する効果的クエリ戦略の導出」を劣モジュラ目的関数に拡張した研究を行い,2本が現在査読中,1本が執筆中という状況である.このように,本研究は,当初の計画とは異なる形ではあるものの,目的通り汎用的な離散最適化技術の枠組みを提案することに成功したといえる.近年機械学習・データマイニングは社会的に注目を集めており,その中では大規模な最適化問題(連続と離散の両方)を解く必要が生じている.本研究ではこれらの分野に現れる離散最適化問題に注目し,同分野の連続最適化で広く成功している近接勾配法の離散版を作成することにより,幅広く適用可能な離散版近接勾配法を確立し,その性能を理論・実用両面から解析することを目的としている.1年目には,1.離散近接勾配法を提案し,2.理論的な収束保証を行うことを目標としていた.1の近接勾配法の提案自体は想定通り行うことができた.特に,問題がよい表現をもつときに効率的に実行できることを示した.この結果は最適化分野のトップ論文誌Mathematical Programmingに採択が決定している.一方で2の理論解析についてはうまくいっていない.上述の論文においていくつかの典型的な実問題に対して実験を行ったところ,提案手法がうまくいくケースとうまくいかないケースがあることが判明している.具体的にどのような性質があればうまくいくのかは解析できていないが,一般的な保証が難しいことの根拠が得られたと考えている.本研究の副産物として,近接勾配法型ではないが,オンライン版の離散最適化アルゴリズムの設計に成功した.これはオンライン広告などへの応用が期待できる.この結果は現在国際会議に投稿中である.また,近似アルゴリズムの性能を検証する目的で,とある離散関数に対する厳密計算法を設計した.この結果はウェブ系トップ会議World Wide Web'17に採択されている.1年目には1.離散近接勾配法を提案し,2.理論的な収束保証を行うことを目標としていた.概要に述べた通り,1はおおむね想定通りに進んでおり,結果も無事に論文として発表されることになった.2は当初の予定通りに進んでいない.実験結果から,手法がうまく働かない場合があることが明らかになったため,一般的な解析は見込みがないことがわかった.このような問題点が存在しうることは事前に想定していたが,研究を進めることにより,実際に問題であることが判明した.機械学習・データマイニングは現在高い注目を集めている領域であり,その中では大規模な最適化問題(連続と離散の両方)を解く必要が生じている.本研究ではこれらの分野に現れる離散最適化問題に注目し,同分野の連続最適化で広く成功している「近接勾配法」の離散版を作成することにより,幅広く適用可能な離散版近接勾配法を確立し,その性能を理論・実用両面から解析することを目的としていた.昨年度報告したとおり,1年目には「離散近接勾配法の提案および性能評価(論文本年度発表済)」を行った.論文中で実問題に対して適用することで優位性をもつケース・もたないケースがあることを確認したことから,離散近接購買法に対する一般的な保証が難しいことが確認され,本研究の方向を見直す必要が生じた.そこで2年目である本年は上記の観察を踏まえ,近接勾配法に限定せずに機械学習に有用となる効率的離散最適化アルゴリズムを離散凸解析の視点で開発することを試みた.このことによって以下の2つの主要な結果と2つの副次的な結果を得ることに成功した.1つ目の主要な結果は「主成分分析などの部分空間選択問題に対する劣モジュラ理論に基づく近似アルゴリズムの開発(論文執筆中)」である.2つ目の主要な結果は「グラフの部分集合を引数とする劣モジュラ関数に対する最大化アルゴリズムの開発(論文執筆中)」である.そして副次的な結果の1つ目は「不確実性を含む離散最適化問題に対する効果的クエリ戦略の導出(論文発表済)」であり,2つ目は「オンラインでデータが到達する場合に対する容量制約付劣モジュラ関数最大化アルゴリズムの開発(論文採択済)」である.1年目の研究によって「近接勾配法の離散拡張を行う」という方向に陰りが見えたため,2年目は本課題の本来の目的である「機械学習向けの離散最適化手法の開発」に立ち戻り,その方向での研究に取り組んだ.この方針転換により,現在までに十分に良い成果が得られている.概要に述べたとおり,これまでに4つの成果を得た.

1つ目の主要な結果:部分空間選択問題に対する研究は,機械学習でよくあらわれる主成分分析や疎辞書選択などを離散凸解析の視点から解析したものであり,どのような部分空間問題が解けるかを特徴づけることに成功した.2つ目の主要な結果:グラフの部分集合を引数にとする劣モジュラ関数の最適化は主にセンサー配置などのネットワーク設計問題で必要となるものである.これもどのような部分グラフ制約であれば近似が可能かを明らかにすることに成功している.副次的な成果の1つ目:不確実性を含む離散最適化問題は多くの機械学習で実際に出現するデータが部分的にしか観測されていない場合を念頭におき,どの部分を新たに観測すれば最適化問題の解の品質が向上するかを解析したものであり,離散最適化トップ会議であるSODA'18で発表した.副次的な結果の2つ目:オンラインでデータが到達する場合の劣モジュラ最大化アルゴリズムはオンライン広告を念頭におき,リアルタイムで広告表示のチャンスが到達する場合に,どの広告にいくらで出資すれば最終的な広告効果が最大化されるか,という問題に対するアルゴリズムを開発した.これは人工知能トップ会議であるIJCAI'18に採択されている.機械学習・データマイニングは現在高い注目を集めている領域であり,その中では大規模な最適化問題(連続と離散の両方)を解く必要が生じている.本研究では機械学習問題に適用可能な汎用的最適化技術を離散凸解析の枠組みに基づいて確立することを目的としていた.1年目では「離散近接勾配法」が見込みのある方法だと考えてその性質を調査したが理論的に困難であるとの結論に至った.2年目はこの手法に限定せずより広い視野のもとで機械学習に適用可能なアルゴリズムを模索した.3年目である本年は,2年目に得られた成果を発展させ,より幅広い問題に対して適用可能なアルゴリズムの駆逐を目指した.その結果として,昨年度執筆中であった「主成分分析などの部分空間選択問題に対する劣モジュラ理論に基づく近似アルゴリズム」は無事論文採択され,この研究の後続研究が順調に進んでいる.また,昨年度副次的に得られた「不確実性を含む離散最適化問題に対する効果的クエリ戦略の導出」を劣モジュラ目的関数に拡張した研究を行い,2本が現在査読中,1本が執筆中という状況である.このように,本研究は,当初の計画とは異なる形ではあるものの,目的通り汎用的な離散最適化技術の枠組みを提案することに成功したといえる.引き続き離散近接勾配法の理論保証を試みたい.【現在までの進捗状況】で述べた通り,一般的な状況での理論解析は難しいことが判明したので,ここからは特殊なケースに限った解析を行いたいと考えている.見込みがあると考えている特殊ケースとして,目的関数が滑らかに連続拡張できる場合がある.これは既存の「連続関数を劣モジュラ関数を用いて正則化する話(Bach 2010)」に接続すると考えている.正則化する関数を劣モジュラ関数以外にした場合の振る舞いはよくわかっていないため,たとえば付値マトロイドや,複数の劣モジュラ関数の畳み込みにした場合に何が起きるかを解析することには意味がある.これらの正則化が必要となる具体例は現在のところ存在しないと考えているが,理論的な性能が判明すれば適用できる例題も現れるのではないかと考えている.延長申請を行った3年目は,主に2年目に得られた結果の整理・報告に時間を使いたいと考えている.まず,採択が決まった論文を発表する.
ダンスがもたらす身体の適応現象‐下腿三頭筋の筋持久力に着目して‐

本研究では、ダンスにおける足底屈運動の動作特性を明らかにし、さらに足底屈動作中にみられる下腿三頭筋に生じる適応現象を表面筋電図によって評価することによって、神経系の要因から検討し、ダンス経験者にみられる筋持久力特性を明らかにすることを目的として行った。平成20年度は、疲労困憊にいたる等尺性足底屈運動中の下腿三頭筋の筋活動様相にみられるダンストレーニングによる適応現象を調査することを目的とし、調査をおこなった。ダンス経験者10名および運動習慣のない女性8名を対象に、疲労困憊に至るまで持続的な等尺性足底屈運動を行わせた。前年度の結果および先行研究考証により、運動強度を最大随意筋力の30%とした。ダンス経験者のうち6名は週に5日以上レッスンを行っていた。足底屈運動中、下腿三頭筋より表面筋電図を導出し、筋電図積分値および平均周波数を算出した。その結果、運動時間には両群に有意な差は認められなかった。しかし、筋活動様相は両群で異なった。運動時間にはダンスによる効果がみられなかったものの、ダンス経験による神経系への適応が認められ、持久的運動中のストラテジーが異なる可能性が考えられた。下腿三頭筋は、日常生活においても直立姿勢の保持から、歩行・走行・跳躍といった移動運動までを担うため、非常に活動の多い筋の一つであり、筋持久性が必要である。本研究の結果、持久的な力発揮中の筋活動にダンスによる適応が認められたため、プロフェッショナルのダンサーのみならず、他の人々を対象とした健康スポーツとしてのダンスの可能性を示すことにつながると考えられた。本研究では,ダンスにおける足底屈運動の動作特性を明らかにし,さらに足底屈動作中にみられる下腿三頭筋に生じる適応現象を表面筋電図によって評価することによって,神経系の要因から検討し,ダンス経験者にみられる筋持久力特性を明らかにすることを目地として行っている.また,筋の適応にはトレーニングよる特異性が認められることから,ダンストレーニンダによる適応現象をより明らかにするために,ダンスにおける足底屈動作の特性を検討することが必要であると考えられる.そこで,19年度はつま先を伸ばす,つま先立ち,跳躍などのダンスで多く見られる足底屈動作中の動作特性を筋活動様相,および動作解析から明らかにすることを目地に調査を進めた.特に,先行研究の考証および方法の確立を中心に行った.調査対象とする動作は,立位姿勢保持,ドゥミ、ポワント(足関節底屈,足指屈曲)、ポワン、(足関節底屈,足指伸展)、連続しな跳躍し,腓腹筋内側頭,外側頭,およびヒラメ筋より表面筋電図を用い,筋活動を記録する.同時に,足関節の角度変化および足圧中心動揺を記録した.筋持久力は,健康の維持・増進のために重要な体力要素のーつである.加齢により,各種体力要素は低下し,筋持久力も低下する.運動遂行のためには,心肺機能がらみた持久カのみならず、活動筋の局所の持久力も必要である.また,下腿三頭筋は,日常生活においても直立姿勢の保持から,歩行・走行・跳躍といった移動運動までを担うため、非常に活動の多い筋の一つである.本研究を行い、ダンサーの下腿三頭筋の筋持久力特性を明らかにすることは、プロフェショナルのダンサーのみならず,他の人々を対象とした健康スポーツとしてのダンスの可能性を示すことにつながると考えられる.本研究では、ダンスにおける足底屈運動の動作特性を明らかにし、さらに足底屈動作中にみられる下腿三頭筋に生じる適応現象を表面筋電図によって評価することによって、神経系の要因から検討し、ダンス経験者にみられる筋持久力特性を明らかにすることを目的として行った。

平成20年度は、疲労困憊にいたる等尺性足底屈運動中の下腿三頭筋の筋活動様相にみられるダンストレーニングによる適応現象を調査することを目的とし、調査をおこなった。ダンス経験者10名および運動習慣のない女性8名を対象に、疲労困憊に至るまで持続的な等尺性足底屈運動を行わせた。前年度の結果および先行研究考証により、運動強度を最大随意筋力の30%とした。ダンス経験者のうち6名は週に5日以上レッスンを行っていた。足底屈運動中、下腿三頭筋より表面筋電図を導出し、筋電図積分値および平均周波数を算出した。その結果、運動時間には両群に有意な差は認められなかった。しかし、筋活動様相は両群で異なった。運動時間にはダンスによる効果がみられなかったものの、ダンス経験による神経系への適応が認められ、持久的運動中のストラテジーが異なる可能性が考えられた。下腿三頭筋は、日常生活においても直立姿勢の保持から、歩行・走行・跳躍といった移動運動までを担うため、非常に活動の多い筋の一つであり、筋持久性が必要である。本研究の結果、持久的な力発揮中の筋活動にダンスによる適応が認められたため、プロフェッショナルのダンサーのみならず、他の人々を対象とした健康スポーツとしてのダンスの可能性を示すことにつながると考えられた。
非対称な磁束ピンニングセンターを用いた超伝導素子の基礎的研究

超伝導体の臨界電流密度は、超伝導体内部の数十ナノメートルの間隔の磁束線格子とピンニングセンターとの相互作用により決定される。本研究では、微細加工技術を用いて溝型の非対称な人工ピンニングセンター(人工ピン)を超伝導膜に導入し、その特性と素子への応用に関する検討を行った。その結果、以下の結論を得た。1.傾斜状やステップ状の非対称人工ピンのピン止め特性について計算機を用いてシミュレーションを行い、ピン止め特性に非対称性が生じる可能性を示し、形状にピン止め特性の特徴を明らかにした。2.欠陥が非常に少ない超伝導ニオブ膜を、電子ビーム蒸着装置を使用してサファイア基板上に作製した。また、その超伝導膜の特性を高感度の磁化測定装置を使用して評価し、実験に用いることができることを確認した。3.非対称な人工ピンを導入するマスクパターンを設計し、加工周期が46μmの範囲で超伝導Nb膜(1mm×1mm×0.5μm)にステップ状の非対称人工ピンを導入した。4.臨界電流密度の非対称性を検証するために、磁気光学イメージング法を用いて超伝導膜の磁束分布を観察し、磁束分布に非対称性が現れることを確認した。5.非対称な人工ピンを導入することにより、超伝導体に流れる電流の非対称性を得ることは原理的に可能であると考えられる。6.今後は、非対称性を大きくするための非対称人工ピンの導入方法や形状、導入する材料について最適化を図る必要がある。超伝導体の臨界電流密度は、超伝導体内部の数十ナノメートルの問隔の磁束線格子とピンニングセンターとの相互作用により決定する。本研究では、微細加工技術を用いて溝型の非対称な磁束ピンニングセンターを超伝導膜に導入し、その特性と素子への応用に関する検討を行った。18年度の研究成果は以下の通りである。(1)磁束ピンニングに関して計算機でのシミュレーションを行い、傾斜状やステップ状の非対称人工ピンの形状に対してピン止め特性を検討し、ピン止め特性に非対称性が生じる可能性があることを示し、それぞれの形状の特徴を明らかにした。(2)実験を行うために必要な欠陥が非常に少ない超伝導ニオブ膜を、電子ビーム蒸着装置を使用してサファイア基板上にエピタキシャル成長させて作製した。また、その超伝導膜の特性をSQUIDを用いた高感度の磁化測定装置を使用して磁気モーメントを測定し評価した。その結果、今後の実験に使用できる超伝導膜が得られた。(3)実際に超伝導膜に非対称人エピンを導入するための方法として、(1)複数回のリソグラフィーを行ってステップ状の人工ピンを導入する方法、(2)湿式のエッチングにより等方的に加工して1回のリソグラフィーにより非対称部分を作製する方法について、実現の可能性を検討した。実際に、非対称な形状の人工ピンを1mm×1mm×0.5μmの超伝導膜に導入した結果、繰り返し周期が46ミクロン程度の微細加工に対して(1)の方法が可能であることがわかった。超伝導薄膜に非対称な人工ピンニングセンターを導入することにより、通電方向に対して臨界電流密度が異なる素子の実現に向けて必要な基礎的な特性を得ることを目的に、非対称な人工ピンの導入とその効果を定量的に比較するための実験を行い、整流素子の可能性について検討した。19年度は以下の(1)(3)の内容を実施した。(1)非対称な人工ピンの設計を行うためのシミュレーションと素子の設計検討を行った。(2)加工周期が46μmの範囲で、非対称な人工ピンを導入するマスクパターンを設計し、真空蒸着装置を用いてサファイア基板上に作製した超伝導Nb膜にステップ状の非対称人工ピンを導入した。(3)臨界電流密度の非対称性を検証するために、磁化特性や磁気光学効果を用いた実験を行った。以上の検討や実験により、(1)磁気光学効果を用いた磁束密度分布の観察では、超伝導膜への磁束の出入りにより非対称性が現れることを観察した。

(2)一方、磁化測定では今回作製した人工ピンの非対称性が十分に大きくないために、磁化特性において非対称性までは確認できなかった。(3)実験結果をもとに非対称人工ピンを導入した超伝導膜の電流-電圧特性を測定するため、素子の作製方法や実験方法の検討を行った。これまでの実験や検討の結果、非対称な人工ピンの導入することにより、磁気光学効果を用いた観察から超伝導体に流れる電流の非対称性を得ることは原理的に可能であると考えられる。今後は非対称性を大きくするための人工ピンの導入方法や形状、導入する材料について最適化を図る必要がある。
A. a. 産生免疫抑制物質のT細胞ネットワークに及ぼす影響

CD4^+T細胞のサイトカイン産生に及ぼすA.a由来SFの影響をELISAおよび遺伝子レベルで検討した結果、セルソーターによるTh1、Th2の完全な分離精製は困難であったものの、CD4^+T細胞に対し2種のSFはそれぞれ異なった標的細胞を持ち、体液性および細胞性免疫に強い影響を与えていることが判明した。
東アジアを中心とした名勝地の保護に関する研究

本研究は、日本における名勝地保護に関するこれまでの調査研究実績を踏まえ、広く東アジア地域諸国等の現状を把握し、それらの保護及び周辺地域を含んだ保全に関する施策や実践等の比較研究を行うことにより、各国の名勝地保護の取組等の交流を促進し、名勝地概念とその実践を共有することを目的とする。研究計画第2年度に当たって、初年度に引き続き東アジアを中心とした名勝地の概念と保護・保全に関する包括的検証として基礎的資料の収集・整理及び国内外の名勝地保護に関する調査等を実施するとともに、比較研究及び検討普及の観点から、概念等において深い関連性を有する文化的景観に関して東アジア地域に係る専門家を招聘して講演会(文化的景観講演会「東アジアの文化的景観」2014年9月20日)を開催したほか、名勝地概念と保護制度等に関わる座談会(「東アジアの名勝地保護に関する研究座談会」、同9月21日)を開催した。東アジア地域については、中国・韓国・台湾の名勝地及びその保護等に関する資料収集のほか、台湾及び中国の名勝地に関する現地調査(台湾第二次調査:2014年8月9-15日、中国:2015年3月5-11日)を実施するとともに当該国の専門家及び所管機関等にヒアリング調査を行い、本調査研究の意義について共有するとともに、今後の情報交換等について、関係する研究者等との協議打合せを進めた。特に日本・韓国との比較の下に、台湾及び中国における名勝地保護の大系に関する共通点・相違点について検討した。なお、本研究内容の検討・普及等のため、特に、東アジアにおける名勝地保護検討の状況のほか、中国・韓国・台湾における関連諸制度の現状に関する整理を含めた『名勝地保護関係資料集』(384pp)を刊行し、関係各方面に配付した。26年度が最終年度であるため、記入しない。研究計画初年度に当たり、東アジアを中心とした名勝地の概念と保護・保全に関する包括的検証として、基礎的資料の収集・整理及び国内外の名勝地保護に関する調査等を実施した。国内については、名勝地分野において重要な位置を占める文化財庭園の保護に関する検討を進めるとともに、現地調査等として国内において固有の特質を有する北海道及び沖縄県等の名勝地について実施した。また、海外については、中国・韓国・台湾の名勝地及びその保護等に関する資料収集のほか、韓国及び台湾の名勝地に関する現地調査を実施するとともに当該国の専門家等にヒアリング調査を行い、今後の調査研究及び国際学術会議開催等について、関係する研究者等との協議打合せを進めた。特に保護(保存と活用)の考え方や措置の枠組みについては、それぞれの歴史や国情を反映した相違の概観を把握した。なお、本研究内容の検討・普及等のため、京都造園懇談会例会において「文化的資産としての名勝地」(2013年5月16日、於:京都)、韓國傳統造景學會秋季學術論文發表會において「文化的資産としての名勝ー東アジアに固有な遺産類型の包括的な研究と保護に向けてー」(2013年10月18日、於:韓国・江陵)、鳥取環境大学主催フォーラム「名勝としてのジオパーク」(2013年11月2日、於:鳥取)の講演を行った。

研究計画に基づき、東アジアを中心とした名勝地の概念と保護・保全に関する包括的検証のため調査を行い、基本的情報の収集等を進めており、また、平成26年度に向けて国内主体の会合に関する調整等も進めることができたことから、概ね順調に進展していると評価できる。26年度が最終年度であるため、記入しない。平成26年度は、平成25年度に引き続き、台湾についてはさらに調査を進めるとともに、中国に関しても現地調査及び関係機関・専門家等へのヒアリング調査を実施することとしており、また、秋期には、国内専門家を主体とした会合を開催するための準備を進めている。研究協力者等との協議に基づき、平成25年度は、現地調査等に重点を置きつつ、謝金等の支出を抑制し、海外の現地調査費等に充当した。また、公務実施や海外調査等に同行の研究協力者等の日程調整の関係から、期間を短縮したこともあり、一部次年度に送ることとした。平成26年度に実施する計画の海外調査等に充当することとしている。
社会における地質学リテラシーの形成要因とその過程

1.研究目的「地質学リテラシー」を向上させるためには、高等学校での履修率を上げることが長年に渡り目標とされてきたが、システムとして改善することが難しく未だ成果が上がっていない。また、「化石」を軸とした予備的な調査からは、学校教育ではなく「インフォーマルサイエンス」からリテラシーを得ていることが多いという兆侯が見られている。そこで、社会のなかでどのように地質学リテラシーが形成されるのかを調査し、今後の地質学教育に生かすことを目的として研究を行った。2.研究方法法約500名の来館者に「化石で知っているもの」、「それをどこで知ったか」等にっいてヒアリング調査を行った。館内でヒアリングすることが難しかった高校生・大学生については、約200名に学校でのアンケート調査を行った。また、社会の中で提供されている「化石」の情報について、「書籍」や「ゲーム」などどのような媒体があるのか、そして内容としてどのように取り扱われているかを調べ、教科書で取り上げられている内容と比較した。さらに、外国(アメリカ)での地質学教育関係者への調査も行い、日本との比較検討を行った。3.研究成果基本的に、義務教育で学習する前(小学校4年生以下)に、「化石」に対するリテラシーはできあがっており、その知識を得たソースとしては「書籍(図鑑含む)」が多い、ということがわかった。また、義務教育で学習するより前の段階で、興味関心が薄れている傾向がみられた。さらに、専門家ではなく「社会」が「無意識に」選んで繰り返し提供している情報があり、多くの人が持っている知識は、個々人の自発的な興味関心により選ばれているわけではないことが推察された。成果として「教育普及をする上での実態とのずれ」と「インフォーマルサイエンスの影響」を具体的に認識することができた。
教師教育用実験学習プログラムの開発：イメージ化による知識・技能の獲得と応用の強化

高校から大学の一般教養レベルまでの化学の教科書を調査し、物理化学の視点から主要概念を抽出し、教員養成向けの化学実験で要求される知識や技能との関連を検討した。実験学習プログラムのテーマとして水素燃料電池を選出した。市販の水素燃料電池キットや高校化学の教科書に記載されている実験を調査し、その典型例について基礎データを測定し、教材としての適用を検討した。その結果、教育現場において教材として用いるには燃料電池キットを自作する必要があると判断した。電解質膜の調製条件を最適化し、膜から自作できる燃料電池教材を開発し、これを用いた教員研修用のプログラムを作成することができた。本プロジェクトは,教師教育を主眼に理科(化学)実験学習プログラムを開発し,その効果を検証することを目的とするものである。知識・技術獲得およびその応用のプロセスを重視するプログラム構築を目指す。対象目的に向かう意識を高めるべくモデル・イメージを強化することを重点に置く。これにより問題解決に向けての指針が明確化され,その方策および決定がなされるようになる。結果的に,陥りがち知識重視の教育から,より多くの知識・技能の応用による問題解決能力を体得し,新たなものを作り出す創造へと繋がる教育を提案できる。プログラムは教員研修や大学で試行して評価と改善を行い,改善した実験学習プログラムを普及できるよう公表する。平成26年度は大学教養レベルまでの化学の主要概念を整理し,主要概念と知識・技能の統合化の視点から実験テーマの候補を選出しその一部を教材化した。1)現行高等学校4社の化学基礎・化学の教科書における調査から主要概念の抽出を行い,知識・技能を整理し,高等学校における知識と技能の関連を検討した。2)大学教養レベルまでの物理化学を主とする視点から主要概念を抽出し,学生実験における知識と技能の関連を検討した。3)主要概念と知識・技能の統合化の視点から実験テーマの候補として燃料電池を選出した。4)燃料電池の実験テーマでの実験条件の最適化を行ない実験内容の一部を教材化(ver.1)した。結果的に,陥りがちな知識重視の教育から,より多くの知識・技能の応用による問題解決能力を体得し,新たなものを作り出す創造へと繋がる教育を提案できる。平成27年度は前年度に選出した燃料電池をテーマとした実験学習プログラムの作成に向けて,市販の水素燃料電池キットや高校化学の教科書に記載されている実験を調査し,その典型例について基礎データを測定した。測定結果を基に教材として適用が可能な実験キットを提案し,その内容を取り入れた実験学習プログラムを作成(ver.2)し,試行した。実験テーマとして水素燃料電池を選出し,教材として適用が可能な実験キットを作成し,その内容を取り入れた実験学習プログラムを作成(ver.2)し,試行することができた。平成28年度は水素燃料電池をテーマとした実験学習プログラムに使用する手製の燃料電池キット作成に向けて電解質膜の調製条件を最適化し、電解質膜も含めて手作りできる燃料電池教材を開発し、教員研修用の実験学習プログラムを作成した。高等学校において新教育課程が施行されたことから現行高等学校4社の化学基礎・化学の教科書における調査を行い,それらから主要概念の抽出を行い,知識・技能を整理し,高等学校化学における知識と技能の関連を検討した。1)実験条件の最適化を行う。2)実験と知識・技能との結合のためのイメージ化を行う。3)実験との統合による実験学習プログラムの作成をする。4)作成した実験学習プログラムを試行し,評価・改善を行う。科学教育1)26年度で優先となった実験教材での実験と知識・技能との結合のためのイメージ化(記号化や図式化)を行う。2)重要性を視点に概念の順位性に基づくイメージのステップ化の概略を行う。

3)同一概念に絞っての種々のイメージ表現を探索しステップ化する。その際,教科書(中学校,高等学校,大学)記載の具体を参考にステップ化を図る。4)実験との統合による実験学習プログラムの作成する。5)教員研修や高校、大学でのプログラムの試行し、評価・改善を行う。
アタキシア・テランジェクタシア細胞での電離放射線誘発ゲノム不安定性の検討

アタキシア・テランジェクタシア(AT)患者由来リンパ芽球様細胞GM2783から得られたガンマ線誘発HPRT欠損突然変異体ではhprt遺伝子の全領域が欠失しているクローンが多数見られた。このような大きな欠失突然変異の範囲を明らかにするために、hprt遺伝子の5 ́側と3 ́側のマーカーについて検討を行った。hprt遺伝子の5上流約400kbのDXS79と、3 ́側約800kbのDXS86を用いてガンマ線誘発変異体について解析した結果、hprt遺伝子の全領域が欠失している8クローンのうち、2クローンにおいては両方のマーカーとも検出され、これらの変異体ではhprt遺伝子と両マーカーの間に欠失切断点が存在するものと考えられる。他の1クローンにおいてはDXS86マーカーは存在したもののDXS79マーカーは見られず、5 ́上流にかなり大きな欠失があるものと推定された。残りの5クローンでは両マーカーとも欠失しており、欠失範囲は約1.2Mb以上と非常に大きいことが明らかになった。これまでに他の研究室からhprt遺伝子近傍においてこの程度の大きさの欠失があることが報告されているがいずれも頻度は低く、今回の様に約30% (5/15)の変異体に見られるほど高い例はない。従って、GM2783細胞では非常に大きな欠失突然変異が電離放射線によって高頻度に誘発されるものと結論できる。これとは別に、日本人患者から樹立された線維芽細胞株AT2KYSVから得られた自然突然変異体においてもhprt遺伝子の全欠失が見られた。この細胞に関しては未だ十分な数の変異体が得られていないが、現在までの結果はこの細胞においてもやはりhprt遺伝子座での非常に大きな欠失突然変異が高頻度に生じていることを示唆しており、GM2783細胞の結果と合わせるとAT患者由来細胞では遺伝的不安定性がhprt遺伝子座での高頻度の大きな欠失を招いているものと考えられる。
フォルムアルデヒド分解酵素ADH5遺伝子欠損による再生不良性貧血ー高SCE症候群

骨髄不全を発症した日本人小児症例において、フォルムアルデヒド分解酵素であるADH5 (Alcohol dehydrogenase 5, ClassIII)の両アレル変異とアセトアルデヒド分解酵素ALDH2(Aldehyde dehydrogenase2)の機能欠損ヘテロ変異をもつ6名を見出した。造血幹細胞において内因性アルデヒドが産生され、ADH5とALDH2が協調してその除去を行っていることが示唆される。本研究は、原因不明であった小児骨髄不全の一群の患者の存在を証明し、その病態の本質を明らかにし、その診断と治療開発への第一歩となる研究である。私は、骨髄不全・MDSを発症した日本人小児症例において、フォルムアルデヒド分解酵素であるADH5 (Alcohol dehydrogenase 5, ClassIII)の両アレル変異を6名に見出した。さらにこれらの症例は、全例、アセトアルデヒド分解酵素ALDH2(Aldehyde dehydrogenase 2)の機能欠損ヘテロ変異を伴っていた。アルデヒドは、外因性のみならず細胞内代謝によっても産生され、種々のDNA損傷を引き起こすことが想定される。ALDH2やADH5単独欠損マウスでは、造血障害を示さない。しかし、小児骨髄不全を発症するファンコニ貧血(Fanconi Anemia; FA)の重要な原因遺伝子であるFANCD2と、アルデヒド分解酵素のダブルノックアウトマウスは、再生不良性貧血や白血病の発症によって早期に死亡することが報告されている(Langevin et al., Nature 2011; Pontel etal., MolCell 2015 )。これらの結果は、骨髄幹細胞において内因性アルデヒドが産生され、ADH5とALDH2が協調してその除去を行っていること、除去不十分な場合にひきおこされるDNA損傷は、DNA修復を行うFA原因遺伝子群によって解除されており、その不全状態では骨髄幹細胞の障害が惹起されることを示唆している。ヒトにおいては、ADH5とALDH2が正常機能でもFA分子異常で骨髄不全が発症し、FA分子が正常でもADH5/ALDH2複合欠損により骨髄不全とMDSが発症することを示している。本研究の目的は、原因不明であった小児骨髄不全の一群の患者の存在を証明し、その病態の本質を明らかにし、その診断と治療手段開発への第一歩となる研究である。さらに、基礎医学的には造血幹細胞におけるアルデヒド代謝の意義について重要な知見をあたえるものとなる。細胞バンク内に登録されている原因不明の骨髄不全の小児の検体で、染色体断裂試験陰性のためFAとは診断できない再生不良性貧血症例サンプルで姉妹染色分体交換(SCE)高値を示す例が登録されていることに気づいた。我々はこれらのサンプルを全エクソーム解析に附し、うち3例でフォルムアルデヒド分解酵素であるADH5の両アレル変異を検出した。さらに東海大学の原因不明の先天性骨髄不全の小児2名、他院の小児1名においても両アレルに、先の3例と同一の変異を認めた。また患者にみられた2種類の変異は、アレル頻度の解析で、世界的にもEast Asianのみに存在する稀少な変異であり、その病的意義は高いと考えられた。また。、4名の患者においては両親や兄弟の検体を提供いただき、常染色体劣性遺伝様式で発症することを確認した。5名の患者繊維芽細胞を用いてADH5の発現解析を行ったところ、ADH5の蛋白レベルでの発現は低下していた。mRNAレベルでは低下していなかった。また患者群にみられた3種類のミスセンス変異型ADH5をHEK-293T細胞に導入したところ、発現レベルは正常型に比較して大きく低下していた。患者2名からiPS細胞を樹立し、インビトロで造血分化の検証を行っている。さらにこれらの症例は、全例、アセトアルデヒド分解酵素ALDH2(Aldehyde dehydrogenase2)の機能欠損ヘテロ変異を伴っていた。

骨髄不全を発症した日本人小児症例において、フォルムアルデヒド分解酵素であるADH5 (Alcohol dehydrogenase 5, ClassIII)の両アレル変異とアセトアルデヒド分解酵素ALDH2(Aldehyde dehydrogenase2)の機能欠損ヘテロ変異をもつ6名を見出した。造血幹細胞において内因性アルデヒドが産生され、ADH5とALDH2が協調してその除去を行っていることが示唆される。本研究は、原因不明であった小児骨髄不全の一群の患者の存在を証明し、その病態の本質を明らかにし、その診断と治療開発への第一歩となる研究である。今後、樹立したiPS細胞を用いて、健常人のiPS細胞でADH5とALDH2をノックアウトし、疾患iPS細胞ではADH5を戻して、造血分化の程度で機能を評価する。また病態を明らかにするにあたり評価が不可欠なSCEに関しては、日本人の健常人でALDH2のGG/GA/AAの3タイプの末梢血リンパ球において、ADH5のインヒビターであるN6022を入れ、SCEを評価する。ALDHには19のアイソフォームがあり、それらとADH5の機能的関係を、siRNAライブラリスクリーニングを用いてより詳細に検討する。ALDH2のみならず、他のALDHとADH5の関係も明らかにすることによって、アルデヒド代謝全般の理解が大きく進展することを期待している。発癌機構iPS細胞の分化誘導を次年度の予定としているため、直前に試薬を購入したいため。上記の消耗品の購入に使用し、iPS関連の実験を行う予定である。