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炭酸カルシウム複合化レジンとBMP-2含浸アテロコラーゲンを用いた骨増生法の開発

炭酸カルシウム、αTCPを複合化した4-META/MMA-TBBレジンをラット頭蓋骨に接着し、レジン上面をBMP-2含浸コラーゲンスポンジで被覆したところ、レジン上面を完全に被覆する骨増生が認められ、新生骨と複合化レジンは直接接している部分が多く認められた。また、ビーグル犬歯槽骨頬側に大きな骨欠損を作製し、複合化レジンで充填しBMP-2含浸コラーゲンスポンジで被覆すると、レジンの範囲が広範囲にも関わらず、レジン上面をほぼ被覆する新生骨の形成が認められた。これにより、複合化レジンとBMP-2を併用することで、骨の欠損形態や大きさによらず、自在に形態を回復することが可能になると考えられた。炭酸カルシウム、αTCPを0、40、60%の重量比で4-META/MMA-TBBレジンに混和し複合化レジンを作製した。ラット頭蓋骨面を10%クエン酸3%塩化第二鉄溶液で処理後、複合化レジンを塗布し、硬化前にBMP-2を含浸させた凍結乾燥スキャフォールドで被覆する群と何も被覆しない群にわけた。4、8週後に脱灰薄切標本を作製、HE染色し、レジン表面への骨形成状態を観察、レジン上面の骨の増生率、レジンと増生骨との直接接触率を計測した。その結果、観察期間4週では、炭酸カルシウム、αTCPの濃度が高いとわずかにレジン上面の骨増生率が高い傾向がみられたが、ほとんど差は認められなかった。BMP-2を用いた群では、用いない群と比較して骨増生率は高かったものの、10%程度であった。レジンと増生骨の直接接触率は、炭酸カルシウム、αTCPの濃度が高くなるに従って高くなった。観察期間8週では、どの複合化レジンでも4週と比較してレジン上面の骨増生率は高くなり、炭酸カルシウム、αTCPの濃度が高い程、骨増生率が高くなる傾向が認められた。BMP-2を用いなかった群では、用いた群と比較して、レジン上面の骨増生率は低く、直接接触率も低かった。BMP-2を用いた群では、レジン上面の骨増生率は有意に高く、100%のものが多く観察された。混合材料の違いによる差は認められなかった。レジンと増生骨の直接接触率は、炭酸カルシウム、αTCPの濃度が高くなるに従って高くなり、60%混合したもので約90%となった。以上より、60%含有炭酸カルシウム、αTCPの複合化レジンとBMP-2を含浸させたスキャフォールドを用いることにより、レジン表面を骨組織で被覆することができ、さらにレジンの大部分が新生骨と直接接触する可能性が示唆された。炭酸カルシウムまたはαTCP粉末を0、40、60%混合した4-META/MMA-TBBレジンのポリマー粉末に、モノマー液とキャタリストを加えて、骨膜剥離したラット頭蓋骨に接着し、さらに、レジン硬化前にBMP-2を含浸させたアテロコラーゲンで覆う群を作製した。2、8週後に脱灰薄切標本を作製、HE染色によりレジン上面の骨新生量、複合化レジン上面の骨とレジンの接触面積を組織計測した。その結果、BMP-2を用いない群では、炭酸カルシウム、αTCP濃度が高い方がレジン上面の骨新生量は多く、また、レジンと新生骨の直接接触している面積は大きかった。しかし、BMP-2を用いた群と比較すると、その骨新生量は少なかった。BMP-2を用いた群では、炭酸カルシウム、αTCPの濃度に関わらず、レジン上面を覆うように新生骨の形成が認められた。さらに、炭酸カルシウム、αTCPの濃度が高いと、新生骨とレジンの直接接触する面積が大きくなった。このことから、4-META/MMA-TBBレジンに炭酸カルシウム、αTCPを混和し、さらにBMP-2を併用すると、硬化したレジンの表面に骨新生が可能と考えられ、骨欠損が大きい場合にも、内部がレジン、外表面は新生骨という構造で大きな骨を作ることができると思われた。また、レジン外表面の骨がレジンと結合していれば、新生骨に靭帯が結合するなど機能を回復しても、大きい負荷に耐えられるようになり、骨セメントとしてその用途が広がると示唆された。今後、ビーグル犬の歯槽骨に大きな骨欠損を作製して、可能な骨増生量を評価していく予定である。これまでの研究で、4-META/MMA-TBBレジンに40%および60%の炭酸カルシウム、αTCPを複合化させることにより、ラット大腿骨骨髄腔内に移植したレジン上に形成された新生骨とレジンとの直接接触が高まることが明らかになった。しかし、レジン上面への骨増生は十分ではなかった。そこで、複合化4-META/MMA-TBBレジンをラット頭蓋骨に接着させ、露出したレジン上面をBMP-2を含浸し凍結乾燥したアテロコラーゲンスポンジで被覆したところ、レジン上面をほぼ被覆する骨増生が認められた。このことから、ビーグル犬歯槽骨に大きな骨欠損を作製した後、欠損部を複合化4-META/MMA-TBBレジンで充填し、上面にBMP-2を含浸したアテロコラーゲンスポンジで被覆することで、レジン表面に新生骨が誘導され、骨形態の回復が可能ではないかと考え、検討を行った。その結果、欠損部の骨とレジンは接着し、レジンと歯肉結合組織の間にはレジン上面を被覆する新生骨の形成が認められた。

また、その新生骨はレジンと直接接している部分が多く認められた。BMP-2含浸アテロコラーゲンで被覆しなかった群は、レジン上面への骨増生はほとんど認められなかった。これにより、複合化4-META/MMA-TBBレジンとBMP-2含浸アテロコラーゲンを併用することで、歯槽骨の欠損形態や大きさによらず、内部はレジン、表面は新生骨という形で自在に形態を回復することが可能になると考えられた。この方法は失われた骨の完全な再生を目指すものではなく、人工材料を代用組織として再生療法とハイブリッドさせることで、わずかな再生量で機能と形態を回復させるものであり、現在の組織再生療法では十分回復しなかった大きな骨欠損にも対応でき、進行したインプラント歯周炎等の効果的な治療法になるのではないかと思われる。炭酸カルシウム、αTCPを複合化した4-META/MMA-TBBレジンをラット頭蓋骨に接着し、レジン上面をBMP-2含浸コラーゲンスポンジで被覆したところ、レジン上面を完全に被覆する骨増生が認められ、新生骨と複合化レジンは直接接している部分が多く認められた。また、ビーグル犬歯槽骨頬側に大きな骨欠損を作製し、複合化レジンで充填しBMP-2含浸コラーゲンスポンジで被覆すると、レジンの範囲が広範囲にも関わらず、レジン上面をほぼ被覆する新生骨の形成が認められた。これにより、複合化レジンとBMP-2を併用することで、骨の欠損形態や大きさによらず、自在に形態を回復することが可能になると考えられた。4-META/MMA-TBBレジンに混和する炭酸カルシウムまたはαTCPの至適含有量は決定でき、BMP-2の有効性も確認できているが、北海道大学医学部動物実験施設の改修工事のため、ビーグル犬を使用した実験が行えるようになったのが11月頃からであり、その分実験開始が遅くなった。現在試料を埋植した段階で、標本作製までは至っていない。歯周・歯内療法学炭酸カルシウムとαTCPをそれぞれ40%、60%含有した4-META/MMA-TBBレジンとBMP-2を含浸させたアテロコラーゲンを、ビーグル犬の前臼歯部に作製した骨欠損部に埋植し、どのぐらいの骨増生が可能かを評価する。歯学部の耐震補強工事のため、動物実験ができない期間があった。また、標本作製時の失敗で、データ数が不足している群がある。生体活性材料として、炭酸カルシウムだけでなく、αTCPも追加して評価している。未使用額362,245円は、動物実験施設の改修により、ビーグル犬を用いた実験の開始が遅れたために生じたものである。ラット頭蓋骨に移植した複合化レジンと増生骨の結合状態をSEMで観察する。炭酸カルシウムとαTCPをそれぞれ0、40%、60%含有した4-META/MMA-TBBレジンを、ビーグル犬の下顎骨下縁に作製した骨欠損部に移植後、BMP-2を含浸させ凍結乾燥したスキャフォールドで被覆して、病理組織学的にレジン上面の骨新生量、レジン上面の骨とレジンの接触面積を評価する。次年度も、動物実験を継続し、病理組織学的評価を行うため、実験動物(ビーグル犬)や薬品類、ガラス器具やプラスチック器具類を主体とし、さらに学会発表や論文投稿に研究費を使用する予定である。未使用額3903円は、平成26年3月に購入した実験器具の支払いが4月以降になるため生じたものである。さらに中型動物を用いた実験で、病理組織学的評価を行うため、実験動物(ビーグル犬)や薬品類、ガラス器具やプラスチック器具類を主体とし、さらに学会発表や論文投稿料に研究費を使用する予定である。
歯科用磁性アタッチメントの国際標準化の創成

歯科用磁性アタッチメントの吸引力測定法については、2軸性ジグと高性能引張り試験機とを組み合わせた測定システムが最も有効とされている。しかしながら、現行の吸引力測定システムは、高性能な引張り試験機にジグを設置して行う測定システムであるため、ジグ同様、引張り試験機に関しても汎用性があり、かつ高性能なものが必要と考えられる。そこで、安価で容易に製作でき得るジグ・引張試験機一体型の簡易型吸引力測定装置を開発し,その測定精度について検証を行い、吸引力測定装置としての有用性が示された。この研究は、磁性アタッチメントの耐食性、磁界の安全性、磁気回路、維持力、義歯および生体への固定法、歯科臨床などの最適化を強力に進め、世界の磁性アタッチメントとしての国際標準創成のための基礎データを得ることを目的としている。平成24年度における研究実績の概要は,磁性アタッチメントの耐蝕性と磁気回路の最適化、標準化のため、以下の基礎実験を行った。1.磁性アタッチメントの耐食性と標準化:希土類金属磁石は耐食性がきわめて悪いことから、ヨーク用磁性ステンレス鋼や非磁性ステンレス鋼で覆い、レーザー溶接で密封する。この磁石構造体は義歯に、キーパーは歯根に固定される。従って、磁性アタッチメントの耐食性は磁性アタッチメントの外表面を構成する各ステンレス鋼の耐食性である.各ステンレス鋼について規格の調査を行った。2.磁性アタッチメントの磁気回路の開発、設計:磁性アタッチメント磁気回路の最適化設計、形態や用途に合致した磁気回路の設計開発、より使いやすい磁性アタッチメントの開発を目指し、以下の研究を行った。1).磁性アタッチメントの磁気回路の最適化設計、2).空隙の増加で吸引力の低下の少ない磁性アタッチメントの開発、3).磁性アタッチメントの磁気回路から見た最適化磁性アタッチメントは、日本で研究開発が推進され、今日、義歯の優れた支台装置として認められるようになり、世界に広まりつつある。この研究は、この磁性アタッチメントの耐食性、磁界の安全性、磁気回路、維持力、義歯および生体への固定法、歯科臨床などの最適化を強力に進め、世界の磁性アタッチメントとしての国際標準創成のための基礎データを得ることを目的とする。我々は,歯科用磁性アタッチメントの国際規格策定を進めるとともに,歯科用磁性アタッチメントの維持力測定法の国際標準化を進めてきた.現在のところ,正確で偏差の少ない維持力の測定は難しく,我々の策定したISO 13017においても測定方法の概略を規定するに留まり,詳細な測定プロトコルを標準化するに至っていない.その現状を打開するため,誤差と偏差の少ない測定ジグの開発に着手し,それを利用した維持力測定法の確立を目指した.歯科用磁性アタッチメントの維持力を正確に測定するためには,維持力の低下因子である磁石構造体とキーパーのずれ,わずかな隙間,傾斜等の因子を取り除く必要がある.特に,磁気回路を持つ国産の歯科用磁性アタッチメントでは,これらの劣化因子が維持力を大きく低下させることから,維持力測定に特化した測定ジグの開発が必須課題となった.国内の各研究機関や製造メーカーが独自に開発した測定ジグはあるが,これらを国際標準とするためには,測定精度と再現性に優れていることに加え,部品の入手が容易で各国の技術で安価に作製できることをクリアしなければならない.そこで,これらの条件を満たす磁性アタッチメント吸引力測定ジグの開発を行った。本研究の目的は,磁性アタッチメントは、日本で研究開発が推進され、今日、義歯の優れた維持装置として認められるようになり、世界に広まりつつある。この研究は、この磁性アタッチメントの耐食性、磁界の安全性、磁気回路、維持力、義歯および生体への固定法、歯科臨床などの最適化を強力に進め、世界の磁性アタッチメントとしての国際標準創成のための基礎データを得ることを目的としている。平成23年度における研究実績の概要は,磁性アタッチメントの維持力と強度の最適化、標準化のため、以下の基礎実験を行った。1.磁性アタッチメントの維持力測定法とその臨床評価については、磁性アタッチメントの維持力測定は荷重軸のずれや空隙で大幅に変化し、測定値は測定法にも依存する。まず維持力の測定法を標準化し、各種磁性アタッチメントの維持力を、磁石構造体とキーパーの角度や空隙を変えて測定し調査検討する。また臨床例を分類し、各臨床例に必要な磁性アタッチメントの維持力特性について明らかにした。維持力の表記について、最大値、平均値、中間値のいずれの表記が維持力として最も適するかを実験で明らかにすることを目的とした。現行のCDで規定した測定法を満たす装置を用いて吸引力を測定し、他の装置と比較して精度良く再現性のある定量値を容易に測定できるかどうか検討した。同時に、吸引力に及ぼす因子が吸引力の劣化に作用することを示し、最大値が本来の維持力に最も近い値であり、ばらつきも少ないことを明らかにした。

2008年のISO/TC106イエテボリ会議において、SC2/ WG22が正式に認められ、歯科用磁性アタッチメントの国際標準化が日本主導で始まった。4年の歳月をかけ、CD、DIS、FDISを経て、平成24年7月15日にISO 13017が国際標準規格として発行されるに至った。磁性アタッチメントの国際標準化の第一目標は達成いたしました。さらに、日本の優位性をさらに推し進めるため、平成24年度開催のISO/TC106パリ会議において詳細に規定した維持力測定法の規格案を提案し、小型で維持力の大きい国産の歯科用磁性アタッチメントの特徴を十分に規格に反映する事を目標としております。汎用性の高い磁性アタッチメント(GIGAUSS C 600,GC製)を実験に用い、現行のCDで規定した内容を満たすジグ(EZ-testtensiletester,島津製作所製)を用いた場合(Complete guide type)、円筒形のプラスチックでガイドを設けた場合(Simple guide type)、オーストラリアの提案したガイドなしの場合(Guide free type)の3条件で維持力を求めた。それぞれ同じ条件で引っ張り試験機に装着してクロスヘッドスピード5mm/minで引っ張り荷重を加え、吸引力を測定(Scheffe's test,α=0.05)し、維持力とした。試料数は5個とし、各5回の測定を行い、それらの有意差検定を行った。結果、ジグの相違によって吸引力は異なり、Complete guide typeでは543-570gf、Simple guide typeでは351-437gf、Guide free typeでは、337-424gfとなった。吸引力の大きさは、Completeguide typeが最も大きく、偏差は最少であった。全くガイドを用いない場合は、吸引力が最も小さく、偏差は大きかった。磁石構造体とキーパーの中心を合わせ、垂直に応力を印加できるComplete guide typeによる測定値は、他の測定装置に比べて最も大きい値を示し、偏差が最も少なく、メーカー公称値に最も近い値であった。これより、現行のCDで規定した内容を満たすジグを用いた測定は、他の装置と比較して精度良く再現性のある定量値を容易に測定できることが明らかとなった。国際規格案(ISO/DIS13017)の維持力測定法において、標準偏差が少なく正確な維持力測定を可能にする測定ジグおよび測定法の詳細を標準化する。我々と企業の連携により従来のISO測定システムに汎用性を与えるため,安価で容易に製作でき、各国でのラウンドロビンテストにも対応でき得る、簡易型吸引力測定システムを開発し、平成24年度のISO/TC106/SC2/WG22会議に提案した。平成25年度は、同標準化委員会及びSC2/WG22の各メンバーでラウンドロビンテストを実施し、測定ジグ及び測定法の問題点および改良点を明確化する。SC2/WG22の各エキスパートとの連絡を密にとり、事前にコンセンサスを得て平成25年度のISO/TC106/SC2/WG22会議においてISO 13017の改正原案を策定する。平成26年度は、測定ジグおよび測定法の標準化を完成させ、平成26年度のISO/TC106/SC2/WG22会議で改正提案の合意を得る予定である。
微少空間での放射性金属核種の電気化学的濃縮とペプチド標識

電極表面での電気化学的吸脱着を利用して放射性金属イオンを微少空間でのペプチド・抗体標識に応用する挑戦的な研究を行った。[18F]フッ素イオンを微少な空間を有する電極チップで捕捉し、Al3+イオンと反応させてAl[18F]F2+を>75%の収率で得たが、全回収率は再現性に乏しく、電極表面の状態変化が原因と推測された。HM12サイクロトロンを用いて64Ni(p,n)64Cu核反応により64Cuを製造するための照射容器を試作した。HERS抗体のTranstuzumabとCetuximabを修飾して、これらと64Cuを微少空間で錯形成を行う最適な反応法と分離精製法のための調製プロトコールを確立した。ペプチド・タンパク質のポジトロン放出核種の標識にはCu-64やGa-68などの放射性金属核種が利用されてきたが、近年新しい技術としてフッ素-18標識のフッ化アルミニウム([18F]AlF)イオンが注目されている。本年度はこのAlFを主に取り上げた。電気化学的濃縮チップで微少空間に捕捉したフッ素-18イオンを[18F]AlFイオンとして微量の水溶液中に回収する方法を開発した。また、この錯体形成反応を最適化するためのフッ素-18イオンと[18F]AlFイオンの分析法を検討した。その結果、HPLC分析では逆相系のC18カラムによるフッ素-18イオンの吸着が無視できないことを見出した。種々の市販C18カラムを試したが、すべてのカラムにおいて吸着現象が見られ、フッ素-18イオンによる標識反応の分析には担体を添加するなどの対策を施さないと、合成収率の過大評価になることが示された。この結果を踏まえ、本実験では、陰イオンと陽イオン交換カートリッジを用いる簡便な方法を採用した。キレーターのモデル化合物としてDOTAおよびNOTA-GA-NHS esterを用い、生成した[18F]AlFイオンとの錯体形成を検討した。HPLC分析法を確立し、反応条件の最適化を行った。東北大学サイクロトロン・ラジオアイソトープセンターのHM-12サイクロトロンを使用してCu-64を製造するため、ターゲットの照射と照射後にターゲットを自動的に遮蔽容器内に回収できる照射容器の基本設計を行った。当初Cu-64は、研究分担者の高橋が所属する理研ライフサイエンス技術基盤研究センターで製造されるものを使用して研究する計画でったが、彼が10月に慶応大学に異動したため予定が大幅に狂ってしまった。東北大学でも製造できるように準備を進めている。また、Cu-64に代わるGa-68の利用も検討したが、購入価格が予算と合わず断念せざるを得なかった。従って、今年度は実績の概要で示したように([18F]AlFで研究を進めた。昨年度に引き続きフッ素-18標識のフッ化アルミニウム([18F]AlF)イオンの[18F]フッ素イオン濃縮チップ内での生成と効率的な回収法の検討を進めた。電極間の電圧を精密に制御して回収効率の変化を求めたが、最適な条件を見つけることはできなかった。炭素電極に付着した[18F]フッ素イオンを効率的に引き出すには、電圧や電流よりは炭素電極表面の状態を良好に保つことが重要であり、同一チップを繰り返し使用することで表面の状態が変化するため、回収率が変動すると推測された。気体と液体のターゲット照射専用のHM-12サイクロトロンで固体ターゲットを照射して遠隔的に回収できる照射容器の基本設計に基づき、今年度は詳細図面を作製し、その試作品を完成させた。照射サイト装着に問題がないことと遠隔的に金ターゲットディスクが回収できることを確認した。しかし、金ディスク表面への64Niの電着と脱着条件を文献的に検討したが、予算的な理由で64Niの購入ができず、ホットの実験に進むことを断念した。ペプチド・抗体等の標識に応用することを念頭に、64Cuの配位子であるDOTAを有するDOTA-Transtuzumabの調製とその標識反応を検討した。DOTA-NHSとTranstuzumabの最適な比率を求め1分子当たり8-10個のDOTAを導入することができた。この前駆体(抗体)と64Cuの最適な割合を求めて良好な比放射能で目的物を得ることができた。また、HER2に対する親和性の指標であるKd値を求めた。本研究は放射性金属核種が極微量である点に注目した挑戦的な研究であったが、予想外の困難に直面し当初の目的を達成することはできなかった。実用的なペプチド・抗体標識法を開発するためには、本研究で示した濃縮法へのアプローチは実現可能であり、画期的な標識法の開発につながるものと今後も検討が継続されることを期待する。

HERS抗体のTranstuzumabとCetuximabを修飾して、これらと64Cuを微少空間で錯形成を行う最適な反応法と分離精製法のための調製プロトコールを確立した。設計を終えた照射容器を試作し、東北大学でCu-64の製造の実現を図る一方、放医研でルーチンに製造されているCu-64の使用も検討する。放射線科学Cu-64製造用の濃縮ターゲット64Niの購入を予定していたが、理研での使用が付加となり、購入計画を一時中断した。また、これに代わる68Ge-68Gaジェネレーターの購入を計画したが、予算内で収まらないことが判明し断念した。東北大学でのCu-64製造を目指し、次年度に64Niを購入する。また、余裕があれば照射容器の試作にも経費を使用したい。
ポリグルタミンのアミロイド凝集体形成における分子シャペロンの役割

アミロイド凝集体形成は、多くの神経変性疾患と深い関係があり、また酵母のエピジェネティックな形質変換をもたらす酵母プリオンの系にも関与している。遺伝性神経変性疾患の一つであるハンチントン舞踏病を代表とするポリグルタミン病においては、原因遺伝子産物に存在する伸長したポリグルタミンが、細胞に障害を与える原因である。ポリグルタミンはアミロイド凝集体を形成する性質がある。したがって、ポリグルタミンがこのような異常なコンフォーメーションをとることが、ポリグルタミン病の発症の原因と考えられている。我々や他のグループの研究によって、AAA^+ superfamilyに属する分子シャペロンVCP/Cdc48並びにHsp104が、ポリグルタミンの凝集体形成や細胞障害に"促進的"に働くことが明らかになった。また、我々を含む複数のグループによって、ポリグルタミンの凝集体がアミロイド様の形態をとっている結果が示され、分子シャペロンがアミロイドの形成に働いている可能性が示された。これらの分子シャペロンのポリグルタミンに対する作用機構の解析をさらに進めた。さらに、酵母プリオンに対する分子シャペロンの作用解析も進めた。すると、Hsp104が効率的にポリグルタミンの凝集体形成を起こすには、あらかじめポリグルタミンの凝集体がある程度存在する事が必要である事を示した。また、酵母プリオンの系においても、あらかじめプリオンの凝集体があることがHsp104による形質変換に必要であることを示し、両者のシステムにおいて、あらかじめ存在する凝集体の重要性を示した。また、アミノ酸配列が異なる2つの異なる酵母プリオンの凝集体が共局在することを初めて示し、異なる酵母プリオンの相互作用は直接的な相互作用で、cross-seedingが起きている可能性を示した。アミロイド様の凝集体は、多くの神経変性疾患と関係しており、また酵母のエピジェネティックな形質変換をもたらす酵母プリオンの系にも関与している。神経変性疾患の中で、ハンチントン舞踏病を代表とするポリグルタミン病においては、原因遺伝子産物に存在する伸長したポリグルタミンが、細胞に障害を与える原因である。ポリグルタミンが異常なコンフォーメーションをとり、細胞に何らかの悪影響を及ぼすことが、ポリグルタミン病の発症の原因と考えられている。以前からの我々や他のグループの研究によって、AAA^+ superfamilyに属する分子シャペロンVCP/Cdc48並びにHsp104が、ポリグルタミンの凝集体形成や細胞障害に"促進的"に働くことが明らかになった。同時に、我々を含む複数のグループによって、ポリグルタミンの凝集体がアミロイド様の形態をとっている結果が示され、分子シャペロンがアミロイドの形成に働いている可能性が示された。そこで現在、これらの分子シャペロンのポリグルタミンに対する作用機構の解析をさらに進めている。また、酵母プリオンに対する分子シャペロンの作用解析も進めている。最近、Hsp104が効率的にポリグルタミンの凝集体形成を起こすには、あらかじめポリグルタミンの凝集体がある程度存在する事が必要である事を示した。また、酵母プリオンの系においても、あらかじめプリオンの凝集体があることがHsp104による形質変換に必要であることを示した。
田畑転換地で発生するリゾクトニア性病害の予察的圃場診断技術の開発

本研究課題は日本各地の田畑転換地で報告されつつあるRhizoctonia性病害の病原菌について、イネに対する病原性を調べると共に、これら水田生息性Rhizoctoniaの網羅的分子データベースを作成することがその目的である。このデータベースを用いて多プローブアレイ等を作出し、圃場内に分布する各種Rhizoctoniaの構成を迅速に把握するための圃場診断法の開発を試みた。研究実績は以下の通りである。1.水田からの転作地で発生したRhizoctonia性病害に関する病原菌の調査岐阜県および香川県の水田からの転作圃場において、それぞれホウレンソウおよびオオムギで発生した株腐性病害よりRhizoctonia属菌を得た。これらの病原菌は、いずれもイネに対する病原菌として既報のRhizoctonia属菌とは分類群が異なり、また接種試験の結果イネに対する病原性を明確に持ち合わせないことが明らかとなった。また水田土壌中には、必ずしもイネに病原性を有するRhizoctonia属菌が優先的に生息するのではないことが、直接培養分離およびrDNA-ITS塩基配列を指標としたPCRによる土壌診断解析により明らかとなった。2.各種Rhizoctonia属菌に特異的なPCRプライマーを用いた土壌診断法の検討前年度に引き続き、水田土壌からのDNA抽出法を検討した。その結果PCR効率の向上に成功し、特異的プライマーによるRhizoctonia属菌(イネ紋枯病菌他)の検出が可能となった。またあわせて、土壌中に生息する菌類の多様性評価についても検討した。今後は本研究課題の成果を基盤とし、これらの技術をより発展させ、より多くのRhizoctonia属菌ならびにその他の主要な植物病原菌を含めた土壌診断法の開発を行う。本研究課題は日本各地の田畑転換地で報告されつつあるRhizoctonia性病害の病原菌について、イネに対する病原性を調べると共に、これら水田生息性Rhizoctoniaの網羅的分子的データベースを作成することを目的とする。最終的にこのデータベースを用いて多プローブアレイ等を作出し、圃場内に分布する各種Rhizoctoniaの構成を迅速に把握するための圃場診断法を開発する。平成16年度の研究実績は以下の通りである。1.モデル圃場からの各種Rhizoctonia属菌の分離当研究機関内の附属農場および一般水田のイネ、雑草および土壌中植物残渣より各種Rhizoctonia属菌を計412菌株分離した。また実際の転作圃場で発生したホウレンソウ苗立枯れ症状部より分離されたRhizoctoniaを4菌株入手した。これら分離菌を培養性状および細胞内核数等で類別したところ、イネの病原菌としては未報告のRhizoctoniaも数多く存在した。次年度以降も引き続き水田生息性Rhizoctoniaの収集を継続する。2.各分離菌のイネ等に対する病原性調査上述の分離菌株を培養性状に基づき6グループに分け、選抜した36菌株についてポット栽培イネ(品種あいちのかおり)に対する病原性を調べた。その結果、半数の13菌株は非病原性と評価された。またホウレンソウ分離菌はイネに病原性がなく、一方ホウレンソウ幼苗には立枯れ症状を引き起こした。今後はイネを中心に病原性の迅速検定法確立を検討する。3.分離菌のrDNA塩基配列の解析イネに病原性を示す代表的Rhizoctonia属菌計6菌種についてrDNA-ITS領域の塩基配列を決定した。長さは783872bpの範囲で、全菌種で保存性の高い領域と低い領域が認められた。今後他の分離菌についても同配列を決定し、データベースとして蓄積する。本研究課題は日本各地の田畑転換地で報告されつつあるRhizoctonia性病害の病原菌について、イネに対する病原性を調べると共に、これら水田生息性Rhizoctoniaの網羅的分子データベースを作成することを目的とする。平成17年度の研究実績は以下の通りである。1.各種Rhizoctonia属菌に特異的な分子マーカーの設計イネに病原性を示すRhizoctonia属菌8種についてrDNA-ITS領域の塩基配列を解析し、データベースで既知のRhizoctonia属菌と共に同配列のアライメントを行ない、PCR用特異的プライマーを設計した。これらのプライマーは、いずれも対象菌種に対し特異的に作用し、また栽培圃場における発病イネ病斑部から直接的にPCR検出することも可能となった。2.圃場内の植物残渣に含まれる各種Rhizoctonia属菌の一覧化検出法の開発土壌中の有機物残渣からのDNA抽出法を検討した。その結果PCRに利用可能レベルの抽出に成功し、特異的プライマーによるRhizoctonia属菌(イネ紋枯病菌他)の検出が可能であった。今後、より汎用性の高い抽出法を検討するとともに、その他の特異的プライマーを用いた一覧化検出法を検討する。3.各種Rhizoctonia属菌のrDNA塩基配列の解析各地水田または転作圃場で採取された、イネに非病原性のRhizoctonia属菌にるいて解析を行なった。また水田圃場は一般的に、イネ以外の植物に病原性を示すRhizoctonia属菌が多様に分布することが他県からの情報でも確認された。最終年度はこれら水田生息性Rhizoctoniaに特異的なプライマー設計をさらに進める。

本研究課題は日本各地の田畑転換地で報告されつつあるRhizoctonia性病害の病原菌について、イネに対する病原性を調べると共に、これら水田生息性Rhizoctoniaの網羅的分子データベースを作成することがその目的である。このデータベースを用いて多プローブアレイ等を作出し、圃場内に分布する各種Rhizoctoniaの構成を迅速に把握するための圃場診断法の開発を試みた。研究実績は以下の通りである。1.水田からの転作地で発生したRhizoctonia性病害に関する病原菌の調査岐阜県および香川県の水田からの転作圃場において、それぞれホウレンソウおよびオオムギで発生した株腐性病害よりRhizoctonia属菌を得た。これらの病原菌は、いずれもイネに対する病原菌として既報のRhizoctonia属菌とは分類群が異なり、また接種試験の結果イネに対する病原性を明確に持ち合わせないことが明らかとなった。また水田土壌中には、必ずしもイネに病原性を有するRhizoctonia属菌が優先的に生息するのではないことが、直接培養分離およびrDNA-ITS塩基配列を指標としたPCRによる土壌診断解析により明らかとなった。2.各種Rhizoctonia属菌に特異的なPCRプライマーを用いた土壌診断法の検討前年度に引き続き、水田土壌からのDNA抽出法を検討した。その結果PCR効率の向上に成功し、特異的プライマーによるRhizoctonia属菌(イネ紋枯病菌他)の検出が可能となった。またあわせて、土壌中に生息する菌類の多様性評価についても検討した。今後は本研究課題の成果を基盤とし、これらの技術をより発展させ、より多くのRhizoctonia属菌ならびにその他の主要な植物病原菌を含めた土壌診断法の開発を行う。
ナルコレプシー類縁疾患の臨床的特性・治療反応と社会生活への影響に関する調査研究

ナルコレプシーとその類縁疾患における眠気重症度、夜間睡眠構造、治療反応と、疾患カテゴリー、ヒト白血球抗原(HLA)指標、髄液オレキシンとの関係、ならびに対象疾患の生活の質(QOL)について検討した。その結果、ナルコレプシーでの夜間睡眠の分断・浅化は情動脱力発作を有する症例群に典型的であること、眠気重症度とREM睡眠易発現性は髄液オレキシンの分泌低下と結び付いていること、ナルコレプシー関連疾患では、カテゴリーごとに眠気症状の程度と治療反応性に差があることがわかった。また、過眠症群でのQOLは過眠重症度との関連は乏しく、周囲(家人、職場や学校)との関係ならびに理解度と関連が強いことがわかった。また、過眠症群では治療後もQOLの一定の改善はみられなかった。したがって、本疾患群でのQOL保持には、眠気重症度よりも周囲の理解・サポートが重要であることがわかった。原発性過眠症の社会生活機能に及ぼす影響と、交通事故関連要因について検討するため、未治療の情動脱力発作を伴うナルコレプシー(NA-CA)28名、情動脱力発作を伴わないナルコレプシー(NA w/o CA)27名、非長時間睡眠型特発性過眠症(HIS w/o LST)81名について、SF36を自記させるとともに、過去5年間での交通事故既往を聴取し、臨床的指標との関係について調査した。その結果、これらの疾患において、身体機能には国民標準値との差はみられなかったが、精神的健康度は有意な低下傾向が認められた。しかしながら、各疾患間では、一定の差異はみられず、SF36得点の低下に関与する臨床指標は確認されなかった。交通事故発現に関しては、自覚的な重症度を示すEpworth Sleepiness Scale(ESS)得点の上昇がその発現に関与する有意な関連要因となっていた。以上より、原発性過眠症が精神的な健康度に関与すること、眠気の上昇が、事故発現に結びつくことが確認され、これらを念頭に置いた、治療的対応が重要であると判断された。また、同様の三群に対し、反復睡眠潜時検査(MSLT)所見、治療薬用量(メチルフェニデート換算)を調べるとともに、治療前後のESS得点を調べ、各疾患の重症度ならびに治療反応性を検討した。その結果、NA-CA群と、NA w/oCAでヒト白血球抗原(HLA)DQB1*0602陽性群は、自・他覚的な眠気症度はほとんど差がなく、治療反応もほぼ同様であったが、NA w/o CAでHLAマーカー陰性の群とHIS w/o LST群は、これら二群に比べて有意に眠気症度が低く、治療薬反応(治療後のESS低下率)は高かった。特にNA三群の中で、MSLT上でのREM睡眠潜時は、NA-CA=NA w/oCA(HLA陽性群)>NA w/oCA(HLA陰性群)の順であった。1.精神刺激薬による治療中のナルコレプシーのQOLをSF36を用いて評価し、治療前の症例、ならびに健常者との比較をなすとともに、症例の臨床背景ならびに社会機能水準(職場適応、周囲からの援助を含めて)との関係について検討した。その結果、治療中の症例でのQOLは、健常者に比べて劣るだけでなく、未治療患者での水準と差異がみられなかった。また、治療中患者でのQOLの低下要因としては、周囲からのサポート、職場適応が有意であり、過眠の重症度、情動脱力発作の有無はQOLと関連がなかった。これより、ナルコレプシーでは、眠気水準の抑制を目指した治療のみならず、社会的なサポートが重要であると考えられ、この点を重視した啓発活動を目指すべきと考えられた。2.経頭蓋磁気刺激を用いた運動野刺激が、ナルコレプシーでのCAを誘発するか(刺激後抑制電位により表現)という点について、CAを伴うナルコレプシー症例のみならず、CAを有さない症例についても検討を行った。これにより、CAを有する症例では34%が刺激後抑制電位が認められること、さらにはCAを有さない症例で20%で同様の所見が得られることを明らかにした。この所見は、経頭蓋磁気刺激がCA誘発-診断に貢献することを示しているだけでなく、非CA合併ナルコレプシーとCA合併例の病態共通性を示唆するものである。今後は、クロミプラミンによる治療後の運動抑制電位所見とCAとの関係を検討し、臨床応用に向けたアプローチを加える予定である。

眠気の性情の酷似した、情動脱力発作を伴うナルコレプシー(NA with CA)、情動脱力発作を伴わないナルコレプシー(NA w/o CA)、長時間睡眠を伴わない特発性過眠症(IHS w/o LST)について、その症度特性と夜間睡眠特性を明らかにするため、終夜ポリソムノグラフィ(PSG)指標、反復睡眠潜時検査(MSLT)の入眠潜時の日内変動の特徴について検討した。その結果、NA with CAでのPSG上での睡眠効率、睡眠段階3-4の割合(%)は、他の2群に比べて有意に低く、逆に睡眠段階1%と中途覚醒頻度は有意に高かった。NA w/oCAとIHS w/oLSTの間で、一定の差異はなく、対象と同年代の人口の代表値と同水準であった。MSLTでの入眠潜時は、10:00のセッションでの値が、NA with CAとNA w/o CAではその他の時間帯に比べて有意に延長していたのに対し、IHS w/oLSTではこのような傾向は認められなかった。また、SLの値は、どの時間帯においても、NA with CA<NA w/o CA<IHS w/o LSTの順であった。以上より、CAの存在は、日中の眠気水準に影響するとともに、夜間睡眠維持不良(sleep pressureの不安定化)にも関与していることがわかった。また、NA2群で、早朝の時間帯のSLが延長していた点については、概日的な眠気水準低下の影響と、疲労による睡眠圧低下が、早朝には生じていないことが関与していると思われ、この点を考慮することにより、効率的な精神刺激薬投与法の工夫が可能であると考えられた。
紫外線による細胞内DNA損傷の誘発と内在性メラニンによる防御の定量化

内在性のメラニンが果たして皮膚がんの原因と考えられる紫外線誘発DNA損傷の生成を防御できるのか、紫外線による細胞致死作用を防御できるのかについて明確にするために、実験材料として,ヒト由来のメラニン高産生メラノーマ細胞(HM3KO)を準備した。DHA6日間処理によりメラニン量を半減させることに成功し、メラニン量の多い細胞と少ない細胞では類似した性質のメラニンを持つことを確認した。メラニン量の異なる2種の細胞において、BおよびC紫外線による細胞内DNA損傷(シクロブタン型ダイマーと(6-4)型ダイマー)の定量を行なったところ、メラニン量の少ない細胞により多くの損傷が誘発されていることがわかった。更に,2種の細胞において,BおよびC紫外線による細胞致死作用を検討した結果、メラニン量の少ない細胞がより高感受性であった。これらの結果から、内在性のメラニンがBおよびC紫外線誘発DNA損傷生成および致死作用を防御できることが明かとなった。更に、既に報告したメラニン量の異なる3種のメラノーマ細胞の実験結果と合わせて考察すると、1)メラニンの紫外線防護能は高々2-2.5倍の範囲である、2)メラニンの紫外線防護能はメラニン濃度に依存して非直線的に強くなり、2mug/mm3を越えると飽和してくる、3)メラニンによる防護能は、紫外線誘発DNA損傷生成と細胞致死の場合で一致することから、BおよびC紫外線による細胞死の原因としてシクロブタン型ダイマーと(6-4)型ダイマーの生成が強く示唆される、ことが明かとなった。最近、メラニンが紫外線損傷の防御よりも増感に働くとする論文が出されているが、適切な材料と高感度の検出系の利用により、メラニンの防御能を科学的に証明できたと思う。
内部応力超塑性による単結晶Ni基超合金の超塑性成形

Ni導超合金は,タービンブレードなどに使用される耐熱合金であるが、粒界すべりや粒界割れに起因するクリープ強度の低下を避けるため、単結晶超合金が開発されている.本研究では、通常の方法では塑性加工が不可能なNi基単結晶超合金を内部応力超塑性の手法を用いて塑性加工することを試みるた。内部応力超塑性とは,高温,低応力下で熱サイクルを付加することにより誘起される巨大延性を指し、マトリックスが単結晶の場合でも理論的には内部応力超塑性が誘起される.実験としてMar-M247のDS材とSC材を用いて熱サイクルクリープ試験,組織観察を行い、以下の結論を得た。(1)熱サイクル圧縮クリープ試験によってDS材は,クラックやキャビティが生成することなく真ひずみ0.73の圧縮ひずみを示した.(2)同様にSC材の熱サイクル引張りクリープ試験を行った結果,約100%の伸びを示した.(3)内部応力超塑性変形した後に再熱処理を施すことにより,変形前と等しいγ-γ^1整合組織を得ることができた.変形後の試験片は単結晶でありかつ結晶方位も変化しなかったことが推察される.Ni導超合金は,タービンブレードなどに使用される耐熱合金であるが、粒界すべりや粒界割れに起因するクリープ強度の低下を避けるため、単結晶超合金が開発されている.本研究では、通常の方法では塑性加工が不可能なNi基単結晶超合金を内部応力超塑性の手法を用いて塑性加工することを試みるた。(1)熱サイクル圧縮クリープ試験によってDS材は,クラックやキャビティが生成することなく真ひずみ0.73の圧縮ひずみを示した.(2)同様にSC材の熱サイクル引張りクリープ試験を行った結果,約100%の伸びを示した.(3)内部応力超塑性変形した後に再熱処理を施すことにより,変形前と等しいγ-γ^1整合組織を得ることができた.変形後の試験片は単結晶でありかつ結晶方位も変化しなかったことが推察される.
NADPの合成と分解に関わる細菌酵素の性状とその進化過程の解析

生体内NADPレベルは、NADをリン酸化してNADPを生合成するATP特異型NADキナーゼと、NADPを脱リン酸化してNADとリン酸を生成する細胞質性NADPフォスファターゼ(NADPase)によって制御されている。しかし、細胞質性NADPaseの精製例がないため、生体内NADPレベルの制御機構は全く未知であった。一方、自然界には、ATP特異型NADキナーゼの他に、ATP以外にポリリン酸を利用するポリリン酸/ATP-NADキナーゼ(P/A-NK)も存在する。ポリリン酸は原始地球下で容易に生成し得たため、両NADキナーゼの構造生物学的研究を通じて、ポリリン酸からATPへ至る生体エネルギー担体の化学進化過程と、それに連動したであろうタンパク質・遺伝子の進化過程に関して重要な知見が得られると予想される。以上の背景に基づき、本申請研究では(1)細胞質性NADPaseの精製とその酵素科学的性質の決定、並びに(2)P/A-NK立体構造の決定を目的として研究を行い、以下の実績を得た。(1)細胞質性NADPaseの精製とその酵素科学的性質の決定:土壌分離菌Arthrobacter sp.KM株の細胞抽出液より、2種類のNADPase(NADPaseI、NADPaseII)を精製し、両酵素の酵素科学的性質を決定した。両酵素共に、人工基質p-ニトロフェニルリン酸に対して強く作用した。しかし、生体関連物質の中では、NADPとNADPHに対して良好に作用したため、両酵素は、これまでに正体不明であった細胞質性NADPaseであることが判った。(2)P/A-NK立体構造の決定:P/A-NK、並びにその重原子同型置換体のX線回折データの処理を終了した。そして、得られたデータに基づき、P/A-NKアポ型立体構造のモデリングを開始した。現在、モデリングが進行中であり、P/A-NKの概略的な立体構造を得た。NADとNADPは酸化還元反応に関与する補酵素であり、還元型NAD(NADH)は各種の基質を酸化するエネルギー獲得反応(異化)に関わるのに対して、還元型NADP(NADPH)は合成反応における還元反応(同化)に関わる。従って、NADP・NADPHの合成と分解機構を詳細に研究することにより、生体内の異化・同化制御に関する知見を得ることができる。そこで、本研究ではNADP・NADPHの合成と分解に関する知見を得ることを目的とした。まず、NADPの生合成に関わるNADキナーゼに着目した。既に、Micrococcus flavusと結核菌由来ポリリン酸依存型NADキナーゼの精製と一次構造決定を完了していたので、本研究では、大腸菌、及び酵母由来ATP依存型NADキナーゼの精製と一次構造決定を行った。大腸菌NADキナーゼの酵素科学的諸性質を特に詳細に検討したところ、本酵素活性はNADH・NADPHによってアロステリックに阻害されること、本酵素はNADHリン酸化活性(NADHキナーゼ活性)を示さないこと、大腸菌の細胞抽出液中にNADHキナーゼ活性が検出されないことを明らかにした。即ち、大腸菌においては、NADH・NADPHがNAD生合成の制御分子として機能しており、NADH自身がリン酸化されてNADPHに変換されないことを明らかにした。一方、M.flavusの細胞抽出液中にはNADHキナーゼ活性が検出された。これは本活性の細菌における初めての検出例であった。更に、カラムクロマトグラフィー分析により、NADHキナーゼ活性はポリリン酸依存型NADキナーゼのみによって示されることを明らかにした。即ち、M.flavusにおいては大腸菌の場合と異なり、NADHはNADP生合成の制御分子でなく、NADPH生合成の基質として機能することを明らかにした。次に、NADP分解に関する知見を得るため、大腸菌由来NADキナーゼを用いて、NADと放射性[^<32>P]-ATPから、放射性ラベルされた[2'-phospho-^<32>P]INADPを調製し、これをDowexカラムで単離・精製した。[2'-phospho-^<32>P]NADPと、大腸菌の細胞抽出液とを反応させ、反応産物を薄層クロマトグラフィーで分析したとこる、大腸菌におけるNADPの分解には、NADPピロフォスファターゼとNADPフォスファターゼの関与が示唆された。

(1)細胞質性NADPaseの精製とその酵素科学的性質の決定:土壌分離菌Arthrobacter sp.KM株の細胞抽出液より、2種類のNADPase(NADPaseI、NADPaseII)を精製し、両酵素の酵素科学的性質を決定した。両酵素共に、人工基質p-ニトロフェニルリン酸に対して強く作用した。しかし、生体関連物質の中では、NADPとNADPHに対して良好に作用したため、両酵素は、これまでに正体不明であった細胞質性NADPaseであることが判った。(2)P/A-NK立体構造の決定:P/A-NK、並びにその重原子同型置換体のX線回折データの処理を終了した。そして、得られたデータに基づき、P/A-NKアポ型立体構造のモデリングを開始した。現在、モデリングが進行中であり、P/A-NKの概略的な立体構造を得た。
有限群の部分群複体の研究とその応用

部分群複体の表現論的性質に関する結果:有限群Gの部分群複体の中で最も基本的なものの1つにGの非自明なp-部分群全体からなる複体Sp=Sp(G)がある。あるいはSpとホモトピー同値である複体Bp=Bp(G)がある。ここでBpはGのp-根基部分群全体からなる複体である。一方Bpをさらにp-中心的なもので制限した部分複体Bp(cen)はBpやSpとホモトピー同値ではないが、元の群Gに対して良い幾何を提供している事実がある。そこでBpとBp(cen)との間にある数学的な差は何か?と言うことが、これまで行ってきた本研究の出発点である。そこでBpとBp(cen)との違いが顕著に現われる位相的な量、特に被約レフシェッツ加群に着目してきた。一般にBpの被約レフシェッツ加群L(Bp)は一般化されたスタインバーグ加群として仮想射影になっている。そこで昨年度の研究ではBp(cen)の被約レフシェッツ加群L(Bp(cen))の構造を追求し次の結果を得た。「非中心的p-根基部分群の中の最大位数のものをUとするとUより位数の大きいどんなp-部分群も決してL(Bp(cen))の直既約因子の頂点にはなり得ない」この命題は「UがL(Bp(cen))の直既約因子の頂点の候補になっている」と言い換えることが出来る。そこで本年度は、このUがいつその頂点として実現されるかという課題を追求し次の結果を得た。「Uが頂点として実現されるための必要十分条件はSp(W)の被約レフシェッツ加群L(Sp(W))g自明でないことである。ここでWはUのGにおけるワイル群とする」有限群Gの部分群複体の中で最も基本的なものの1つにGの非自明なp-部分群全体からなる複体Spあるいはこれとホモトピー同値である複体Bpがある。一方Bpをさらにp-中心的なもので制限した部分複体Bp(cen)はBpやSpとホモトピー同値ではないが、元の群Gに対して良い幾何を提供している事実(現象論)がある。そこでBpとBp(cen)との間にある数学的な差は何か?と言うことがこの研究の出発点である。この研究課題を追求していくための1つの方向はBpとBp(cen)との違いが顕著に現われる位相的な量に着目しそれを研究することである。その量の1つにオイラー標数がある。まず一般にBpの被約レフシェッツ加群L(Bp)は一般化されたスタインバーグ加群として知られておりそれは仮想射影になっている。そこで本研究ではBp(cen)の被約レフシェッツ加群L(Bp(cen))の構造を追求しそれがX-仮想射影であることを突き止めた。ここでXはp-中心的でないp-根基部分群から派生してくるp-部分群の族である。この系としてBp(cen)の被約オイラー標数ch(Bp(cen))のp-部分の下限を具体的に記述することに成功した。一般にBpの被約オイラー標数のp-部分はGのp-部分で割り切れることが知られている。しかし具体例によると多くの場合ch(Bp(cen))のp-部分はGのp-部分より小さい値を取っている。今回の研究成果はこれらの現象論に数学的説明を与えることが出来たことにある。今年度も昨年度に引き続き有限群の部分群複体に関する表現論的性質の研究を行った。まず有限群Gの部分群複体の中で最も基本的なものの1つにGの非自明なp-部分群全体からなる複体Spがある。あるいはSpとホモトピー同値である複体Bpがある。一方Bpをさらにp-中心的なもので制限した部分複体Bp(cen)はBbやSpとホモトピー同値ではないが、元の群Gに対して良い幾何を提供している事実(現象論)がある。そこで昨年度の研究ではBp(cen)の被約レフシェッツ加群L(Bp(cen))の構造を追求しそれがX-仮想射影であることを突き止めた。ここでXは非中心的P-根基部分群から派生してくるp-部分群の族である。今年度の研究ではこの結果をさらに拡張することに成功した。つまりVをL(Bp(cen))の直既約因子の頂点であるとするとその位数は非中心的p-根基部分群の中の最大位数|U|を決して超えないと言うものである。

この系としてBp(cen)の被約オイラー標数ch(Bp(cen))のp-部分は|P|/|U|の約数であることが分かる。特に散在型単純群、例えばモンスター単純群に対するch(B2(cen))の2-部分はまさに|P|/|U|と一致していることから、即ち今回の結果はch(Bp(cen))のp-部分に対する最良の下限を与えたと言うことになる。部分群複体の表現論的性質に関する結果:有限群Gの部分群複体の中で最も基本的なものの1つにGの非自明なp-部分群全体からなる複体Sp=Sp(G)がある。あるいはSpとホモトピー同値である複体Bp=Bp(G)がある。ここでBpはGのp-根基部分群全体からなる複体である。一方Bpをさらにp-中心的なもので制限した部分複体Bp(cen)はBpやSpとホモトピー同値ではないが、元の群Gに対して良い幾何を提供している事実がある。そこでBpとBp(cen)との間にある数学的な差は何か?と言うことが、これまで行ってきた本研究の出発点である。そこでBpとBp(cen)との違いが顕著に現われる位相的な量、特に被約レフシェッツ加群に着目してきた。一般にBpの被約レフシェッツ加群L(Bp)は一般化されたスタインバーグ加群として仮想射影になっている。そこで昨年度の研究ではBp(cen)の被約レフシェッツ加群L(Bp(cen))の構造を追求し次の結果を得た。「非中心的p-根基部分群の中の最大位数のものをUとするとUより位数の大きいどんなp-部分群も決してL(Bp(cen))の直既約因子の頂点にはなり得ない」この命題は「UがL(Bp(cen))の直既約因子の頂点の候補になっている」と言い換えることが出来る。そこで本年度は、このUがいつその頂点として実現されるかという課題を追求し次の結果を得た。「Uが頂点として実現されるための必要十分条件はSp(W)の被約レフシェッツ加群L(Sp(W))g自明でないことである。ここでWはUのGにおけるワイル群とする」