hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
cGMP関連遺伝子多型の検索とその機能解析-関連研究への応用-

また、本態性高血圧症201症例と年齢と性をマッチさせた健常成人203例(年齢:54±13歳vs55±12歳、男/女:1.28vs1.06)を対象にGC-A遺伝子の8bpの欠失変異の頻度を検討したが、この変異は本態性高血圧症例1例と健常人2例のわずか3例のみにおいて認められるのみであった。この変異を有した高血圧症の1例は64歳の男性で血中ANP、BNP濃度がそれぞれ123pg/ml,366pg/mlと高値であったが、健常人の2人は42歳の男性と39歳の女性であり血中ANP、BNP濃度は高くなかった。GC-Aノックアウトマウスでは、食塩非感受性高血圧や著しい心室の肥大と線維化が認められ、GC-A遺伝子のコピー数に関して表現型にはgene-dose effectが認められる。一方、eNOS遺伝子のノックアウトマウスでも、高血圧症が認められた他、冠動脈の虚血再灌流モデルで梗塞サイズが野生型よりも大きくeNOS遺伝子が梗塞の伸展に保護的に作用していることも報告されている。従って、本態性高血圧症や心肥大の発症・進展に、ナトリウム利尿ペプチド系やNO系が関与していることは明らかであり、ナトリウム利尿ペプチド系やNO系の遺伝子上の遺伝子多型を検索しその機能解析を行い、本態性高血圧症や心肥大との関連を追究している。これまで見いだしたGC-A遺伝子転写調節領域に於ける遺伝子多型のうち、転写開始点より+22+29bpの領域の8bpの欠失変異のリポーターアッセイを行い、この8塩基欠損多型は遺伝子転写活性を約30%にまで低下させる変異であることを確認した。一方、転写開始点上流-227bpの転写領域の10回及び11回のCT繰返し多型は、転写活性に変化を与えないことを確認した。現在さらに、新規の遺伝子多型について検索を行い、転写活性に対する効果を検討している。8塩基欠損多型については、300例ずつの高血圧症例、正常血圧症例を目標としてゲノム収集を進め、その臨床的意義について検索中である。現在の目標数に達していない段階では、有意な関連は認めていない。ナトリウム利尿ペプチド受容体であるguanylyl lyclase(GC)-Aのノックアウトマウスでは、食塩非感受性高血圧や著しい心室の肥大と線維化が認められ、GC-A遺伝子のコピー数に関して表現型にはgene-dose effectが認められる。一方、内皮型一酸化窒素合成酵素(eNOS)遺伝子のノックアウトマウスでも、高血圧症が認められた他、冠動脈の虚血再灌流モデルで梗塞サイズが野生型よりも大きくeNOS遺伝子が梗塞の伸展に保護的に作用していることも報告されている。従って、本態性高血圧症や心肥大の発症・進展に、細胞内サイクリックGMP(cGMP)をセカンドメッセンジャーとしてもつナトリウム利尿ペプチド系やNO系が関与していることは明らかであるがヒトにおける意義は証明されていない。そこで本研究では、ナトリウム利尿ペプチド系やNO系の遺伝子上の多型を検索しその機能解析を行うことで、本態性高血圧症や心肥大との関連を追究している。これまでにヒトeNOS遺伝子変異を見いだし、その多型が高血圧と相関することを明らかにした。また、eNOS遺伝子転写領域の多型が転写調節蛋白との結合に重要であることも直接証明した。
構造推定と政策評価の手法を用いた介護保険政策の効果の推定

平成28年度は(1)遺産が子の労働供給に与える影響の分析、(2)構造推定での推定手法の開発、の2つを行った。中高齢者の労働供給を考える際に、保有する資産額を考慮にいれる必要がある。そこで(1)では、中高齢者の労働供給の資産弾力性を見るために、遺産が子の労働供給に与える影響を分析した。「くらしと健康の調査」には将来遺産がもらえるかどうかを各期の調査で聞いており、各期に遺産がもらえたかどうかについて、もらえた場合にはその額も調査している。調査の初めに遺産を貰える確率が低いと予想していたにも関わらず、調査期間中に遺産を貰えた場合、これは子にとって外生変動であると考えられる。分析の結果、遺産をもらえたかどうか自体は子の労働供給に影響を与えなかったが、遺産受給時の年齢と実際にもらえた遺産額が多くなると引退に影響を与えることが分かった。この研究は、『国民経済雑誌』に投稿し、掲載された。(2)では、構造推定の手法を用いて介護保険制度が子の労働供給に与える影響を分析するために、推定手法の開発を行った。特に、消費、資産蓄積、労働供給を考慮にいれたライフサイクルモデルの構造推定に焦点を当てた。近年では、Endogenous gridpoint methodという手法がライフサイクルモデルを高速に解くために開発されている。この手法を様々な状況に拡張し用いることで、モデルを解く時間を削減し、先行研究では推定が難しかったライフサイクルモデルの下でのセレクションを考慮に入れた推定を行うことが可能になった。今後、ライフサイクルモデルを数値計算で解く際のEndogenous gridpoint methodの近似誤差が構造推定で得られた推定量にどのように影響するかを分析する。翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。研究第1年度となる平成27年度は政策評価の手法を用いて、親への介護が子の労働供給に与える影響の分析を行った。通常、親への介護が子の労働供給に影響しているかどうかを分析するに際して、同時決定による内生性の問題が生じる。つまり、データで親への介護と、子の労働供給に負の相関が観察されたとしても、親の介護をしているため、子の労働供給が抑制されているのか、子の労働供給を減らしているので、親の介護に参加できるのかは判別できない。そのため、操作変数法と呼ばれる推定方法を用いる。操作変数法では、親の介護とは相関するが、子の労働供給とは直接相関しない変数を見つける必要がある。本研究では、2000年の介護保険導入を操作変数として、親への介護により、女性の労働供給が変化したかどうかの分析を行った。まず、操作変数が親の介護と相関するか確認するために、介護時間が介護保険の導入によってどのように変化をしたかを分析した。使用したデータは、『社会生活基本調査』の生活時間の集計データである。その結果、介護時間は減少しているものの、介護している人数は増えていることが分かった。また、平成28年度の分析のために、親への介護を考慮にいれた、子の労働供給の不確実性を含んだ動的モデルの作成に取りかかった。平成28年度は、このモデルのパラメターの推定を行う。設定したモデルは、先行研究と同様に解析解を得ることは難しい。そのため、計算機による数値計算で近似解を得る必要がある。平成27年度中の研究では、どのような数値計算手法を用いるかで、解を得る時間、正確性が大きく異なることを明らかにした。誘導系の分析において、どのような操作変数が妥当なのかという選定に時間がかかった。また、構造推定を行うためのモデルの設定や数値計算による解法の選定に時間がかかった。厚生労働省の『中高年縦断調査』の利用申請を行っている。

『中高年縦断調査』では、同一の個人を複数の期間をまたがってデータを収集している。『中高年縦断調査』を用いた分析では、親の健康の度合を操作変数として分析を行う予定である。また、構造推定における不確実性を含んだ動的モデルの数値計算による解法が、最終的なモデルの推定量にあたえる影響を考慮に入れて分析を行う予定である。翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。
溶融塩電析・合金化プロセスを利用したMg-Ni-X系水素吸蔵合金の作製と評価

溶融塩電解法を用いたMg_2Ni_<l-x>Co_x合金の作製に先立ち,全反応物質が固体である723Kならびに融体が関与する823Kにて電析・合金化を行った.いずれも単相の水素吸蔵合金Mg_2Niからなる合金膜が生成したものの,723Kでは反応生成速度が遅く,10μmを超える厚膜の合金膜の生成には至らなかった.一方,高温電析では,電流効率は低くなるものの厚膜の合金膜が生成した.さらにMg-Ni系水素吸蔵合金Mg_2NiにCoを添加し3成分系合金を製造した.Mg_2NiへのCo添加方法として,溶融塩中からNi基板上へのMgとCoの共析法を用いた.LiCl-KCl-MgCl_2-CoCl_2溶融塩中において定電位電解によってNi基板上にMg-Coの共析を行った.電解条件として,温度(723K,823K),Mgイオン源濃度(0.01-10mol%),Coイオン源濃度(0.01-0.5mol%),電解電位(-2.9--3.1V vs. Cl_2/Cl^-)をそれぞれ変化させ合金膜を作製した.その結果,30分の電析で,最大で10μm程度の膜厚のCo含有MgNi_2がNi基板表面に生成することがわかった.さらにEDX分析によってCoの組成が0.05(このときMg_2Ni_<0.95>Co_<0.05>)であった.このように作製したMg-Ni-Co水素吸蔵合金を室温アルカリ水溶液中で水素吸蔵・放出試験を行ったところ,Co無添加(Mg_2Ni)の場合に比べて,Coを添加した場合には,水素吸蔵放出特性に改善が認められた.溶融塩電解法を用いたMg_2Ni_<1-x>Co_x合金の作製を行った.Mg-Ni系水素吸蔵合金Mg_2NiにCoを添加し3成分系合金を製造した.Mg_2NiへのCo添加方法として,(1)溶融塩中からNi基板上へのMgとCoの共析法ならびに(2)あらかじめNi基板上に水溶液中でCoめっきを施した基板上へMgを電析させる手法の2種類を用いた.本研究では主として全反応に液体の関与しない400-450°Cにおいて実験を行ったため,(2)の手法では,Coと基板のNiおよび電析物のMgとの合金化がスムーズに進行しにくく,良好な3成分系合金膜を作製するには至らなかった.そこでLiCl-KCl-MgCl_2-CoCl_2溶融塩中において定電位電解によってNi基板上にMg-Coの共析を行った(2).電解条件として,温度(400-500°C),Mgイオン源濃度(0.01-10mol%),Coイオン源濃度(0.01-0.5mol%),電解電位(-2.9--3.1V vs.Cl_2/Cl^-)をそれぞれ変化させ合金膜を作製した.その結果,30分の電析で,最大で10μm程度の膜厚のCo含有MgNi_2がNi基板表面に生成することがわかった.さらにEDX分析によってCoの組成が0.05(このときMg_2Ni_<0.95>Co_<0・05>)であった.このように作製したMg-Ni-Co水素吸蔵合金を室温アルカリ水溶液中で水素吸蔵・放出試験を行ったところ,Co無添加(Mg_2Ni)の場合に比べて,Coを添加した場合には,水素吸蔵放出特性に改善が認められた.溶融塩電解法を用いたMg_2Ni_<l-x>Co_x合金の作製に先立ち,全反応物質が固体である723Kならびに融体が関与する823Kにて電析・合金化を行った.いずれも単相の水素吸蔵合金Mg_2Niからなる合金膜が生成したものの,723Kでは反応生成速度が遅く,10μmを超える厚膜の合金膜の生成には至らなかった.一方,高温電析では,電流効率は低くなるものの厚膜の合金膜が生成した.さらにMg-Ni系水素吸蔵合金Mg_2NiにCoを添加し3成分系合金を製造した.Mg_2NiへのCo添加方法として,溶融塩中からNi基板上へのMgとCoの共析法を用いた.LiCl-KCl-MgCl_2-CoCl_2溶融塩中において定電位電解によってNi基板上にMg-Coの共析を行った.電解条件として,温度(723K,823K),Mgイオン源濃度(0.01-10mol%),Coイオン源濃度(0.01-0.5mol%),電解電位(-2.9--3.1V vs. Cl_2/Cl^-)をそれぞれ変化させ合金膜を作製した.その結果,30分の電析で,最大で10μm程度の膜厚のCo含有MgNi_2がNi基板表面に生成することがわかった.さらにEDX分析によってCoの組成が0.05(このときMg_2Ni_<0.95>Co_<0.05>)であった.このように作製したMg-Ni-Co水素吸蔵合金を室温アルカリ水溶液中で水素吸蔵・放出試験を行ったところ,Co無添加(Mg_2Ni)の場合に比べて,Coを添加した場合には,水素吸蔵放出特性に改善が認められた.
地域婦人活動を契機とする農村女性の地位変容に関する研究

1)戦後日本の地域婦人活動に関する先行研究を再検討し、農村女性の地位に関わるそれら先行研究の認識の仕方について整理をする。2)三重県伊賀市と長野県飯田市において、聞き取りをはじめとする現地調査をおこない、活動経験者の生活史を中心に各種データを収集する。3)データの分析から、地域婦人活動への参加が、女性の地位を変容させたのかどうか、またどのような形で変容が起こったのかについて暫定的な帰結を得る。4)得られた帰結をもとに、かつての地域婦人活動が、当時の農村女性の暮らしに関わって有した意味を再吟味し、現代農村社会における女性の地位向上に関わる新たな知見の提示に努める。
ソーシャルメディア社会のメディアリテラシーを育成する社会科授業開発研究

ソーシャルメディアによる影響が顕著な現代社会において,子どもたちのメディアリテラシー育成は喫緊の課題である。本研究では,社会批判性の観点から社会科教育に焦点づけ,ソーシャルメディアが存在する社会構造を3観点(発信者・受信者・メディア)から明らかにすると共に,具体的なソーシャルメディアを事例にした教育内容を策定する。また,ソーシャルメディアが存在する社会を批判的に追究し,より良い社会への改善を図る対案を提案する構築型の学習指導論理を明らかにし,授業開発を行う。更に,開発した授業を実証的に検討することで,開発授業の妥当性とソーシャルメディア社会におけるメディアリテラシーを解明する。
胃における腺腫の悪性転化:腺腫・癌連関について病理組織学的及び分子生物学的解析

胃腺腫は通常隆起型を示すが、稀に肉眼的に陥凹型腫瘍を呈するものがある.この陥凹型腺腫は隆起型と同様軽度から中等度、時に高度な異型上皮を有し、浸潤癌への移行を認める率も隆起型よりもやや高いとされる.この腫瘍における腸上皮化生の発現について検討し、隆起型腺腫との異同について解析した.材料として、49例の陥凹型腺腫、49例の隆起型腺腫、及び27例の陥凹型早期癌を用いて、HGM(45Ml),CD10(56C6),Muc2(Ccp58)による免疫組織学的検索を行った.胃固有の腺窩上皮への分化はHGM,腸上皮への分化はCD10,MuC2,HEによるPanethce11の有無で半定量的に判定し、gastric-type,completeintestina1一type,incomplete intestinal-typeに分類した.その結果、陥凹型でのintestinal-typeの発現(complete&incomplete)は67%で、隆起型(77%)と早期癌(56%)の中間値を示した.周囲粘膜における腸上皮化生の頻度は陥凹型腺腫では隆起型よりもやや低い傾向が見られた.この結果から、陥凹型腺腫は隆起型腺腫と異なり、より陥凹癌に近い腫瘍である可能性と、周囲粘膜の腸上皮化生との関連がより少ない腫瘍である可能性が考えられた.胃腺腫は胃癌の前癌病変と想定され、悪性転化例が指摘されてきた.この研究では、胃腺腫の悪性化・浸潤転移能獲得の指標について、細胞周期調節に働くCyclin EやCDK-inhibitorであるp27(Kip-1)蛋白の発現を早期胃癌分化型例と比較し検討した.対象として、外科的あるいは内視鏡的に切除された胃腺腫(53例)と胃分化型早期癌例(m癌29例:mCa、sm癌23例:smCa)を用いた.腺腫例は、HE標本からHigh-grade adenoma(HGA:22例、腺腫内癌例の腺腫を含む)とLow-grade adenoma(LGA:31例)に分類した.方法として、Cyclin E(Calbiochem,HE12,100倍),p27(Novocastra,1B4,40倍)モノクローナル抗体を用い、免疫組織化学的にそれらの蛋白発現を検討した.Cyclin Eは、びまん性に陽性の過剰発現例が腺腫例では0%、mCaの11%とsmCaの22%に見られた.しかし腺腫例では、腫瘍表層に局在した弱陽性例をHGAの14%、LGAの29%に認め、陽性例としては腺腫の23%、腺癌の44%と判定された.p27蛋白については、高発現例をLGAの77%、HGAの59%、mCaの66%、smCaの48%に認めた.smCaのリンパ節転移例には、p27蛋白発現の低下例が多かった.これらの結果から、1.Cyclin E蛋白の過剰発現は腺癌のみに認めたが、腺腫例でも腫瘍表層に弱陽性細胞をfocalに認め、その弱発現は腺腫の悪性化とは相関しないと思われた.2.p27蛋白の発現低下はLGA例では頻度が少なく、HGA例や腺癌例で高い傾向が見られ、悪性化やリンパ節転移等との関連が示唆された.3.Cyclin Eの過剰発現例でp27蛋白の発現低下を認めたものは少数であり、両蛋白発現の相関は明らかではなかった.胃腺腫は通常隆起型を示すが、稀に肉眼的に陥凹型腫瘍を呈するものがある.この陥凹型腺腫は隆起型と同様軽度から中等度、時に高度な異型上皮を有し、浸潤癌への移行を認める率も隆起型よりもやや高いとされる.この腫瘍における腸上皮化生の発現について検討し、隆起型腺腫との異同について解析した.材料として、49例の陥凹型腺腫、49例の隆起型腺腫、及び27例の陥凹型早期癌を用いて、HGM(45Ml),CD10(56C6),Muc2(Ccp58)による免疫組織学的検索を行った.胃固有の腺窩上皮への分化はHGM,腸上皮への分化はCD10,MuC2,HEによるPanethce11の有無で半定量的に判定し、gastric-type,completeintestina1一type,incomplete intestinal-typeに分類した.その結果、陥凹型でのintestinal-typeの発現(complete&incomplete)は67%で、隆起型(77%)と早期癌(56%)の中間値を示した.周囲粘膜における腸上皮化生の頻度は陥凹型腺腫では隆起型よりもやや低い傾向が見られた.この結果から、陥凹型腺腫は隆起型腺腫と異なり、より陥凹癌に近い腫瘍である可能性と、周囲粘膜の腸上皮化生との関連がより少ない腫瘍である可能性が考えられた.
貴金属の少量化を目指したバイオエタノール水蒸気改質反応用新規触媒調製法の開発

二酸化ケイ素を担体とした白金触媒(Pt/SiO_2)を調製し、これを用いてエタノールの水蒸気改質反応を行った。バイオエタノールの利用を目指して、モデル反応液として14wt%のエタノール水溶液を用いた。白金の担持率は従来(2wt%)の1/16の0.125wt%と大幅に減少し、これに酸化ニオブを添加した触媒はエタノールの水蒸気改質反応に高活性を示した。反応生成物の一つである水素の生成速度は、酸化ニオブを添加しない担持率2wt%の白金触媒に匹敵することがわかった。触媒の調製法を検討した結果、白金と酸化ニオブを担持する順番や乾燥・焼成処理の順番を変えても、エタノール転化率や水素生成速度については大きな違いは見られず、いずれの触媒も酸化ニオブを添加することで活性は著しく増大した。透過型電子顕微鏡(TEM)観察の結果、酸化ニオブを添加しないPt/SiO_2触媒の白金粒子径はおよそ2nmで分散度は0.58であった。一方、酸化ニオブを添加した触媒は白金粒子径が7-9nmと大きくなり、分散度は0.13-0.16に低下した。水素吸着量、一酸化炭素吸着量の測定から求めた白金の分散度は、TEM観察の結果に近いもので、この結果からただちに白金と酸化ニオブが相互作用しているとは言えないが、エタノールの水蒸気改質反応の結果はあきらかに白金と酸化ニオブとの強い相互作用が働いていることを示している。以前に行った研究(白金が2wt%)から、添加する酸化物はニオブ酸化物以外でも、エタノールの水蒸気改質反応に効果があることから、貴金属触媒の省資源化・低コスト化に役立つ結果が得られた。本研究の成果については、今後、触媒討論会あるいは日本化学会年会で発表を計画している。
視床における痛覚伝達の研究

われわれは先に後内側腹側核固有部と後外側腹側核とからなる視床腹側基底核群の尾側部被殻領域に特異的侵害受容ニューロンと広作動域ニューロンが分布し,これらのニューロンが皮膚から送られてくる痛みのインパルスを大脳皮質の1次体性感覚野へ中継することを見出して,これらのニューロンを含む経路が痛覚の主要伝導路であると提唱した.この考えをさらに裏付けるため,本研究を行い以下の成績をえた.1.内蔵痛の伝導における視床腹側基底核群被殻領域ニューロンの役割:心臓,上腹部内臓器官および骨盤臓器からの痛覚線維をそれぞれ含む下心臓神経,大内蔵神経および下腹神経きからの入力が視床後外側腹側核に投射することを見出した.この入力を受けるニューロンはすべて皮膚に末梢受容野をうもつ特異的侵害受容ニューロンあるいは広作動域ニューロンであった.この成績は内蔵痛と皮膚の痛みの伝導路が腹側基底核群被殻領域の侵害受容ニューロンを共有することを示唆している.各神経から入力を受ける侵害受容ニューロンの末梢受容野は特定部に局限し,内蔵痛に特有な関連痛を収束投射説で説明できまことを示すことができた.2.視床腹側基底核群被殻領域侵害受容ニューロンの体性機能局在機構:後内側腹側核固有部被殻領域の侵害受容ニューロンが体性機能局在機構を示すことをすでに報告したが,後外側腹側核被殻領域にもそれが存在することを多数の特異的侵害受容ニューロンと広作動域ニューロンの活動を記録してその局在部位を確認して明らかにすることができた.一般ニューロン背側被殻領域の特異的侵害受容ニューロンが体表背側面に,また腹側被殻領域の特異的侵害受容ニューロンが体表腹側面に末梢受容野をもち,ニューロンの局在部位と末梢受容野の局在部位の間に一定の対応関係がみられた.広作動域ニューロンの場合も同様であった.われわれは先に後内側腹側核固有部と後外側腹側核とからなる視床腹側基底核群の尾側部被殻領域に特異的侵害受容ニューロンと広作動域ニューロンが分布し,これらのニューロンが皮膚から送られてくる痛みのインパルスを大脳皮質の1次体性感覚野へ中継することを見出して,これらのニューロンを含む経路が痛覚の主要伝導路であると提唱した.この考えをさらに裏付けるため,本研究を行い以下の成績をえた.1.内蔵痛の伝導における視床腹側基底核群被殻領域ニューロンの役割:心臓,上腹部内臓器官および骨盤臓器からの痛覚線維をそれぞれ含む下心臓神経,大内蔵神経および下腹神経きからの入力が視床後外側腹側核に投射することを見出した.この入力を受けるニューロンはすべて皮膚に末梢受容野をうもつ特異的侵害受容ニューロンあるいは広作動域ニューロンであった.この成績は内蔵痛と皮膚の痛みの伝導路が腹側基底核群被殻領域の侵害受容ニューロンを共有することを示唆している.各神経から入力を受ける侵害受容ニューロンの末梢受容野は特定部に局限し,内蔵痛に特有な関連痛を収束投射説で説明できまことを示すことができた.2.視床腹側基底核群被殻領域侵害受容ニューロンの体性機能局在機構:後内側腹側核固有部被殻領域の侵害受容ニューロンが体性機能局在機構を示すことをすでに報告したが,後外側腹側核被殻領域にもそれが存在することを多数の特異的侵害受容ニューロンと広作動域ニューロンの活動を記録してその局在部位を確認して明らかにすることができた.一般ニューロン背側被殻領域の特異的侵害受容ニューロンが体表背側面に,また腹側被殻領域の特異的侵害受容ニューロンが体表腹側面に末梢受容野をもち,ニューロンの局在部位と末梢受容野の局在部位の間に一定の対応関係がみられた.広作動域ニューロンの場合も同様であった.われわれは先に視床の後内側腹側核固有部と後外側腹側核とからなる腹側基底核群の尾側被殻領域に特異的侵害受容ニューロンと広作動域ニューロンが分布し、これらのニューロンが皮膚から送られてくる痛みのインパルスを大脳皮質の体性感覚野へ中継することを見出して、これらのニューロンを含む経路が痛覚の主要伝導路をあると提唱した。本研究ではこの経路の内臓痛の伝達における役割を調べた。1.内臓痛を伝える求心性線維の腹側基底核群への投射腹腔上部からの痛みを伝える大内臓神経と心臓からの痛みを伝える下心臓神経に含まれる細い線維のインパルスが、腹側基底核郡被殻領域の後外側腹側核部に送られことをネコを用いて証明した。この入力を受けられるニューロンは、すべて皮膚に末梢受容野をもつ侵害受容ニューロンで、特異的侵害受容ニューロンまたは広作動域ニューロンであった。これらのニューロンは痛みを伝えるニューロンと考えられるので、内臓痛もこれらのニューロンによって大脳皮質の体性感覚野に中継されると結論された。2.皮膚に分布する侵害受容線維のインパルスと内臓からの求心性線維のインパルスの視床腹側基底核群における収束の規則性大内臓神経刺激に反応した特異的侵害受容ニューロンは、第8頸髄から第3腰髄までの脊髄後根支配領域に末梢受容野をもち、同じ刺激に反応した広作動域ニューロンは少くもその末梢受容野の一部を同じ領域にもっていた。下心臓神経刺激に反応した特異的侵害受容

ニューロンは第5頸髄から第13胸髄までの脊髄後根支配領域に末梢受容野をもち、同じ刺激に反応した広作動域ニューロンは末梢受容野の少くも一部を同じ領域にもっていた。大内臓神経刺激と下心臓神経刺激の両方に反応する特異的侵害受容ニューロンと広作動域ニューロンも見出された。
食用キノコ由来の神経成長因子合成促進物質の効率的生産とin vivoにおける評価

1)活性物質の大量精製,新規活性物質の探索:平成8年度に引き続き,各キノコ10-500kgをエタノール抽出し,さらに溶媒分画後,クロマトグラフィーを繰り返し,最終的にHPLCによって精製しアッセイ用活性物質を得た.また,新たな活性物質を求めて,新たに収集したキノコに対するスクリーニングを行った結果,キヌガサタケから新規活性物質ディクチオフォリンAとBを単離・精製し,構造を決定した.2)菌糸体による活性物質の効率的生産:担子菌糸の培養は,子実体発生が光,湿度,温度等の制御が必要で容易ではないため,子実体発生前の菌糸体による活性物質の生産を試みた.その結果,培養条件や菌株の検討によってエリナシン類の生産が大幅に向上した.3)活性物質のin vivoにおける評価:ヤマブシタケから単離されたヘリセノン,エリナシン類には強力な神経成長因子(NGF)産生促進作用が見い出されている.この活性は培養アストロサイトを用いて証明されたものであるが,実際に生体内でもこの作用を発揮するかどうか,作用があるとすれば神経系にどのような影響を及ぼすのか,ラットを用いた実験でこれを明らかにようとした.具体的には,化合物をラットに投与した後,1)各組織でのNGFタンパク,mRNAの変動を追跡し,2)障害モデルラット(脳損傷モデルなど)に連続投与することによって神経機能の低下が抑制または改善されるかどうかを追跡した.また,得られた活性物質をラットに,腹腔内投与,静脈注射,経口投与などの方法で与え,脳内でのNGF量の定量,末梢神経系への作用をみるための心臓,顎下腺,坐骨神経中でのNGF量の定量を行った.現在,最終的な評価を行っている.アルツハイマー型痴呆症に対するNGF合成促進物質の投与による痴呆症の治療が研究されている。申請者らは主にキノコを中心とした菌類を対象にNGF合成促進物質のスクリーニングを行い,ヤマブシタケからヘリセノンとエリナシンと命名した一連の活性物質を動物以外の生物から初めて発見した。本研究では、ヘリセノン類とエリナシン類,さらに最近得られた数種のキノコ由来の新規活性物質の効率的生産方法の確立とin vivoにおける活性評価と,さらなる新規活性物質の探索を目的とした。1)活性物質の大量精製,新規活性物質の探索:各キノコをエタノール抽出し,さらに溶媒分画後,クロマトグラフィーを繰り返し,最終的にHPLCによって精製しアッセイ用活性物質を得た。その結果,キヌガサタケ(Dictyophora indusiata)から3種とブナハリタケ(Mycoleptodonoides aitchisinii)から2種の新規活性物質が得られ,構造を明らかにすることができた。ヤマブシタケ菌糸体からも新規なエリナシンが5種得られた。。2)菌糸体による活性物質の効率的生産:ヤマブシタケ菌糸体の培養条件や菌株を検討した結果,エリナシンAやBの生産効率が大幅に上昇し,量的なエリナシンを確保することが可能になった。同時に中国吉林省生物研究所の協力を得て,中国においても大量培養を行った。3)活性物質のin vivoにおける評価:得られた活性物質をラットに,腹腔内投与,静脈注射,経口投与などの方法で与え,脳内でのNGF量の定量,末梢神経系への作用をみるための心臓,顎下腺,坐骨神経中でのNGF量の定量などのin vivoの評価が現在進行中である。1)活性物質の大量精製,新規活性物質の探索:平成8年度に引き続き,各キノコ10-500kgをエタノール抽出し,さらに溶媒分画後,クロマトグラフィーを繰り返し,最終的にHPLCによって精製しアッセイ用活性物質を得た.また,新たな活性物質を求めて,新たに収集したキノコに対するスクリーニングを行った結果,キヌガサタケから新規活性物質ディクチオフォリンAとBを単離・精製し,構造を決定した.2)菌糸体による活性物質の効率的生産:担子菌糸の培養は,子実体発生が光,湿度,温度等の制御が必要で容易ではないため,子実体発生前の菌糸体による活性物質の生産を試みた.その結果,培養条件や菌株の検討によってエリナシン類の生産が大幅に向上した.3)活性物質のin vivoにおける評価:ヤマブシタケから単離されたヘリセノン,エリナシン類には強力な神経成長因子(NGF)産生促進作用が見い出されている.この活性は培養アストロサイトを用いて証明されたものであるが,実際に生体内でもこの作用を発揮するかどうか,作用があるとすれば神経系にどのような影響を及ぼすのか,ラットを用いた実験でこれを明らかにようとした.具体的には,化合物をラットに投与した後,1)各組織でのNGFタンパク,mRNAの変動を追跡し,2)障害モデルラット(脳損傷モデルなど)に連続投与することによって神経機能の低下が抑制または改善されるかどうかを追跡した.また,得られた活性物質をラットに,腹腔内投与,静脈注射,経口投与などの方法で与え,脳内でのNGF量の定量,末梢神経系への作用をみるための心臓,顎下腺,坐骨神経中でのNGF量の定量を行った.現在,最終的な評価を行っている.アルツハイマー病の治療薬の開発を目指して,ヤマブシタケ(Hericium erinaceum)から得られた神経成長因子(nerve growth factor ; NGF)合成促進物質エリナシン類の効率的生産方法の確立とin vivoでの活性評価と,さらなる新規活性物質の探索を目的として実験を行い,以下の結果を得た。

1.平成7年度に引き続き,各キノコ100-500kgをエタノール抽出し,さらに溶媒分画後,クロマトグラフィーを繰り返し,最終的にHPLCによって精製しアッセイ用活性物質を得た。また,新たな活性物質を求めて,新たに収集したキノコに対するスクリーニングを行い,数種のキノコ抽出物に活性を見いだした。2.菌糸体による活性物質の効率的生産:平成7年度に引き続き,ヤマブシタケ菌糸体の培養条件や菌株を検討した結果,エリナシンAやBの生産効率がさらに大幅に上昇し,量的なエリナシンを確保することが可能になった。同時に中国吉林省生物研究所の協力を得て,中国においても大量培養を行い,エリナシンAを大量に精製した。活性物質のin vivoにおける評価:得られた活性物質をラットに,腹腔内投与,静脈注射,経口投与などの方法で与え,脳内でのNGF量の定量,末梢神経系への作用をみるための心臓,顎下腺,坐骨神経中でのNGF量の定量を行った。現在,実験結果を評価中である。4.NGF合成促進物質の活性発現機構:ヘリセノン類とエリナシン類の活性発現機構について検討を行い,ポジティブコントロールであるエピネフリンはアドレナジックレセプターを介して活性を示すのに対し,ヘリセノンとエリナシンはアドレナリンレセプターのアンタゴニストの共存下でも活性を示したことから,違う作用機構をもっていることを証明した。1)活性物質の大量精製、新規活性物質の探索:平成8年度に引き続き、各キノコ10-500kgをエタノール抽出し、さらに溶媒分画後、クロマトグラフィーを繰り返し、最終的にHPLCによって精製しアッセイ用活性物質を得た。また、新たな活性物質を求めて、新たに収集したキノコに対するスクリーニングを行った結果、キヌガサタケから新規活性物質ディクチオフォリンAとBを単離・精製し、構造を決定した。2)菌糸体による活性物質の効率的生産:担子菌の培養は、子実体発生が光、湿度、温度等の制御が必要で容易ではないため、子実体発生前の菌糸体による活性物質の生産を試みた。その結果、培養条件や菌株の検討によってエリナシン類の生産が大幅に向上した。3)活性物質のin vivoにおける評価:ヤマブシタケから単離されたヘリセノン、エリナシン類には強力な神経成長因子(NGF)産生促進作用が見い出されている。この活性は培養アストロサイトを用いて証明されたものであるが、実際に生体内でもこの作用を発揮するかどうか、作用があるとすれば神経系にどのような影響を及ぼすのか、ラットを用いた実験でこれを明らかにしようとした。具体的には、化合物をラットに投与した後、1)各組織でのNGFタンパク、mRNAの変動を追跡し、2)障害モデルラット(脳損傷モデルなど)に連続投与することによって神経機能の低下が抑制または改善されるかどうかを追跡した。また、得られた活性物質をラットに、腹腔内投与、静脈注射、経口投与などの方法で与え、脳内でのNGF量の定量、末梢神経系への作用をみるための心臓、顎下腺、座骨神経中でのNGF量の定量を行った。現在、最終的な評価を行っている。
特異的光線力学療法のためのデンドリマー型光増感剤内包高分子ミセルの創製

本研究では、細胞内動態を制御可能な新規高分子型光増感剤を分子設計し、機能解析を行うとともに、その高分子ミセル化による固形ガンを標的としたデリバリーシステムを構築することによって有効なPDTを実現することを目的とした。本年度は、前年度に合成手法を確立したアニオン性フタロシアニンデンドリマーを新規高分子型光増感剤として、反対荷電を有するブロック共重合体(ポリエチレングリコール-ポリ(L-リシン)ブロック共重合体)と混合することにより高分子ミセル(ポリイオンコンプレックスミセル)への内包を行い、さらには細胞への取り込み及び光応答的細胞毒性評価等を行った。HeLa細胞に対して作用させた結果、光増感剤内包高分子ミセルと光増感剤単体では光照射を行わない場合には共に細胞毒性は示さなかったものの、光照射を行った際は、高分子ミセル系では光増感剤単体と比較して100倍以上の効果を示した。上記の成果は、長波長励起が可能な光力学療法用フタロシアニン化合物を含有し、効率良く目的細胞へ運搬することが可能で癌細胞などの標的細胞のみを破壊することが出来る、薬剤として使用し易い水中での安定性が高い光力学療法用高分子ミセル構造体が創製されたことを意味する。フタロンアニン化合物は化合物単体では、培養ガン細胞に対し抗腫瘍効果を示さないが、高分子ミセル構造体とすることで高分子ミセル内に高濃度に濃縮された状態においてもエネルギー消光を起こさず、著しく増大された抗腫瘍効果が示される。これにより、従来の光力学療法剤の性能を大きく上回る光力学療法剤のための高分子ミセル構造体を提供することができる。本研究は、細胞内動態を制御可能な新規高分子型光増感剤を分子設計し、機能解析を行うとともに、その高分子ミセル化による固形ガンを標的としたデリバリーシステムを構築することによって有効なPDTを実現することを目的とする。本年度は、新規高分子型光増感剤として表面に異なる官能基を導入することにより、荷電の異なるデンドリマー型光増感剤を合成した。導入した官能基としては、アニオン性であるカルボキシル基と、カチオン性である1級アミノ基の導入に成功した。得られた表面荷電の異なるデンドリマー型光増感剤について、培養ガン細胞(LLC cell)に対する抗腫瘍効果(PDT効果)を評価した結果、アニオン性のものとカチオン性のもので顕著なPDT効果の差があることが確認された。細胞内取り込み量へのデンドリマー型光増感剤の荷電の影響を蛍光分光光度計により評価した結果、カチオン性光増感剤の方が、細胞への取り込み量が多いために、高いPDT効果を示したことが確認された。さらに、高いPDT効果を示したカチオン性デンドリマー型光増感剤の細胞内局在を、細胞内小器官を蛍光色素で特異的に染色した後、レーザー共焦点顕微鏡で観察することにより評価した。さらに、デンドリマー型光増感剤の表面荷電を利用して高分子ミセルへの内包を検討した。アニオン性デンドリマー型光増感剤と反対荷電を有するブロック共重合体(ポリエチレングリコール-ポリ(L-リシン)ブロック共重合体)を混合することにより高分子ミセル(ポリイオンコンプレックスミセル)への内包を行い、動的光散乱測定により平均粒径50nm程度の単分散なミセルが形成されていることが確認された。このポリイオンコンプレックスミセルの安定性へのpHの影響を静的光散乱測定により評価した結果、中性pHから細胞内エンドソームに相当するpHへ変化することによりミセルの会合状態の変化が生じることが確認された。これは、次年度評価予定のミセルへの内包による細胞への取り込み及び細胞内動態に変化をもたらすことを期待させるものである。
高密着性、高柔軟性を有する高水素含有DLC成膜へのプラズマを用いた抗菌機能の付与

矯正用ステンレス鋼ワイヤー( .017" ×.025" )に、プラズマイオン注入成膜装置を用いて、到達真空度1.33 ×10-3 Paにて2つの条件下でDLCコーティングを施したワイヤーを試料(DLC1:電圧10kV、アセチレンとトルエンの混合ガス、DLC2:電圧7kV、トルエンガス)とし、水素含有量における曲げ特性、摩擦特性を検証する。DLC成膜層はDLC1、2ともに0.3&micro;m程度の厚さであり、矯正用ワイヤーとして許容できる厚さのものであると考えられる。またラザフォード後方散乱分析では水素含有量は20%から30%であった。DLC成膜層の密着性の評価を行い、口腔内で生じる電気化学的な腐食現象について研究を加えていく。今後の研究に使用する予定の物品の購入について新しいモデルが出てきており、考慮しているため。
運動時の末梢血管の形態および機能からみた酸素供給システムに関する研究

本研究の目的は運動時の酸素供給のシステムを末梢血管の脈管動態および骨格筋の酸素動態の特性から明らかにすることであった.6名の成人男性に掌握用エルゴメーターを用いて,10%,30%および60%MVCの静的掌握運動を1分間持続させた.その際に上腕動脈,尺骨動脈,橈骨動脈の血管径および平均血流速度の変化を平成13年度に完成した超音波ドップラー装置で得られたデータを高速で処理するシステムを利用して測定した.また,運動時の上腕二頭筋,尺骨手根屈筋,腕橈骨筋の酸素化ヘモグロビンの変化について近赤外線分光装置を利用して測定した.その結果,以下の点が明らかになった.1.運動強度の増加にともない全ての動脈において運動および回復時の平均血流速度の増加が認められたが,その変化は一様ではなく,上腕動脈,尺骨動脈での変化が橈骨動脈に比べて顕著であった.2.運動強度にともなう血管径の変化には動脈間での違いは認められなかった.3.運動強度にともない全ての骨格筋において運動時の酸素化Hbの低下および回復時の増加が認められたが,その変化は一様ではなく,尺骨手根屈筋での変化が他の筋群に比べて顕著であった.以上のことから,静的掌握運動時の上肢の酸素供給および酸素動態に不均一性が認められ,酸素消費の高い主動筋近位部位に選択的に酸素供給する現象がみられた.これは,主動筋近位部位では筋内圧の増大により,血管床レベルでの閉塞による酸素供給の阻害が生じ,それを補うために回復時に酸素が優先的に供給されたのではないかと考えられる.本研究の目的は運動時の末梢部,特に主働筋近位部における動脈の形態特性および血流速度の特性を明らかにするために,超音波カラードップラー装置のデータ処理システムを一部改良し,これを用いて筋収縮時の末梢循環調節のメカニズムを明らかにすることである.本年度は以下に示すように,超音波ドップラー装置で得られた画像データを高速で処理するシステムの構築を行った.(1)超音波カラードップラー装置で得られた動脈のエコー画像およびドップラー信号をビデオカセットレコーダ(VCR)に記録する.(2)VCRから画像処理ボードを介してコンピュータにデータを取り込む.(3)画像解析ソフトを利用して,血管径および血流速度を算出する.このシステムによって,エコー画像およびドップラー信号取得後,任意の時間間隔で血管径の形態および血流速度の変化を分析することが可能となる.次に本システムを利用して,静的掌握運動時の尺骨動脈の血管径および血流速度の変化をリアルタイムで測定し,脈管動態の特性を明らかにした.その結果,(1)筋収縮時では主働筋近位部の動脈の血管収縮が生じていること,(2)回復時の運動性充血には血管拡張よりも血流速度の増加の貢献が大きいこと,また,(3)本システムは高時間分解で脈管動態の特性を明らかにできること,が示唆された.次年度は,本システムを利用して,末梢循環調節のメカニズムを,運動強度,運動時間,および測定部位による不均一性という視点から,明らかにする予定である.また,超音波カラードップラー装置と筋赤外線分光装置を併用し,酸素供給・消費という面からも検討を加える予定である.本研究の目的は運動時の酸素供給のシステムを末梢血管の脈管動態および骨格筋の酸素動態の特性から明らかにすることであった.6名の成人男性に掌握用エルゴメーターを用いて,10%,30%および60%MVCの静的掌握運動を1分間持続させた.その際に上腕動脈,尺骨動脈,橈骨動脈の血管径および平均血流速度の変化を平成13年度に完成した超音波ドップラー装置で得られたデータを高速で処理するシステムを利用して測定した.また,運動時の上腕二頭筋,尺骨手根屈筋,腕橈骨筋の酸素化ヘモグロビンの変化について近赤外線分光装置を利用して測定した.その結果,以下の点が明らかになった.1.運動強度の増加にともない全ての動脈において運動および回復時の平均血流速度の増加が認められたが,その変化は一様ではなく,上腕動脈,尺骨動脈での変化が橈骨動脈に比べて顕著であった.2.運動強度にともなう血管径の変化には動脈間での違いは認められなかった.3.運動強度にともない全ての骨格筋において運動時の酸素化Hbの低下および回復時の増加が認められたが,その変化は一様ではなく,尺骨手根屈筋での変化が他の筋群に比べて顕著であった.以上のことから,静的掌握運動時の上肢の酸素供給および酸素動態に不均一性が認められ,酸素消費の高い主動筋近位部位に選択的に酸素供給する現象がみられた.これは,主動筋近位部位では筋内圧の増大により,血管床レベルでの閉塞による酸素供給の阻害が生じ,それを補うために回復時に酸素が優先的に供給されたのではないかと考えられる.
代謝異常におけるGH/IGF-I系の病態生理的意義に関する研究

3T3-L1マウス脂肪前駆細胞を脂肪細胞に分化させ分化誘導過程の各時期,分化後GHあるいはIGF-Iで種々の時間処理し11β-HSD1活性およびmRNAを測定した。11β-HSD1活性およびmRNAは,脂肪前駆細胞で極めて低く,脂肪細胞への分化が終了する誘導8日目で最高値となりその後再び減少した。分化誘導8日目の脂肪細胞をGH(100nM)およびIGF-I(0.1nM)で処理すると11β-HSD1活性およびmRNAは抑制された。これらの結果は,GH分泌不全症では脂肪組織での11β-HSD1活性の抑制が解除しコルチゾールが増加,これに応答した脂肪酸合成が上昇し,組織中の脂肪量が増加するという可能性を示した。成人GH分泌不全症(GHD)ではインスリン抵抗性をきたすが,体脂肪(特に内臓脂肪)の増加によるものと考えられている。脂肪細胞より分泌されるアディポネクチン(Ad)はインスリン感受性の規定因子として注目されている。血中Adは多量体として存在し,3量体や6量体の低分子量Adのみならず,1218量体の高分子量(HMW)Adとして存在する。最近,総(Total)AdよりもHMW Ad値の方が,インスリン感受性の良い指標となることが示唆されている。成人GHDにおける血中HMW Ad値を測定し,インスリン抵抗性との関連について検討した。HMW AdおよびTotal Adの平均はGHDでは5.4,8.8μg/mlであり,健常人(7.1,11.1μg,/ml)に比べて有意に低値を示した。GHD,健常人ともHMW AdはHOMA-R,BMIと有意な負の相関を認めた。血中HMW Ad値はGHDでは健常人より低く,HMW Adはインスリン抵抗性と負の相関を示した。これらの成績はGHDにおけるインスリン抵抗性にHMW Adが関与することが示唆された。さらに,GH治療中の血中Ad値を測定し体脂肪の変化との関連を検討した。成人GHDではGH治療により体脂肪の減少に伴い血中Ad値は増加を認めた。これらの成績はGH治療に伴うAdの増加が代謝改善に寄与する可能性が考えられた。3T3-L1マウス脂肪前駆細胞にGHあるいはIGF-1,あるいはこれらの組み合わせで,種々の時間処理し,処理後の11β-HSD1をWestern immunoblotで検討した。従来の34kDaに免疫活性を認めず,実験に苦慮していたが,より大きなサイズの部位(50kDa)に免疫活性を確認しえた。現在,GH/IGF-Iの11β-HSD1の免疫活性,生物活性,mRNA量に及ぼす影響について検討中である。2)GH/IGF-1系のアディポサイトカインに及ぼす作用と代謝異常脂肪細胞より分泌されるアディポネクチン(Ad)はインスリン感受性を増強することが報告され,インスリン感受性の規定因子として注目されている。

成人GHDではしばしばインスリン抵抗性を呈するが,本症における血中HMW Ad値を測定し,インスリン抵抗性との関連について検討した。【方法】成人GHD64名(男/女:29/35),健常成人67名(男/女:31/36)を対象とし,Total AdおよびHMW-Ad血中Ad値をELISA(それぞれ,大塚アッセイ研究所および富士レビオ社製キット)にて測定し,BMI,HOMA-Rなどとの関係を検討した。【結果】GHDのBMI,HOMA-Rの平均は各々23.9,3.0であり,健常人(21.3,1.5)に比べて有意に高値であった。一方,HMW AdおよびTotal Adの平均はGHDでは5.4,8.8μg/mlであり,健常人(7.1,11.1μg/ml)に比べて有意に低値を示した。GHD,健常人ともHMW AdはHOMA-R,BMIと有意な負の相関(R=-0.60,-0.35;-0.35,-0.37)を認めた。HMW/Total AdはGHD,健常人で0.57,0.60と差を認めなかったが,両群ともHOMA-Rと負の相関を認めた(R=-0.45,-0.49)。【考察】血中HMW Ad値はGHDでは健常人より低く,HMW Ad, HMW Adの占める割合はインスリン抵抗性と負の相関を示した。これらの成績はGHDにおけるインスリン抵抗性にHMW Adが関与することが示唆された。3T3-L1マウス脂肪前駆細胞にGHあるいはIGF-I,あるいはこれらの組み合わせで,種々の時間処理し,処理後の11β-HSD1をWestern immunoblotおよび酵素活性を測定した。ようやく実験系を確立できたので,今後検討を進めていく予定である。2.成人成長ホルモン分泌不全症(GHD)における非アルコール性脂肪肝障害(NAFLD)に関する検討成人GHDはメタボリック症候群(MS)様症状を呈することが知られている。一方,NAFLD,とりわけ非アルコール性脂肪肝炎(NASH)でもしばしばMSを合併することが知られている。そこで成人GHDにおける肝機能について検討し,MSとの関係について検討した。成人GHDでアルコール飲酒量が20g/日以下の76例(男/女:42/34)を対象とし,肝障害とBM,耐糖能異常,脂質代謝異常との関係について検討した。耐糖能異常,高コレステロール血症,高中性脂肪(TG)血症を夫々20%,55%,66%に,肝酵素異常を40%に認めた。肝機能障害(肝酵素異常)例では肝機能正常例に比べ血中TG値は高く,男性ではBMIおよび血糖値は高値であった。肝機能正常15例,異常24例に腹部エコーを施行し,各々6例,18例に脂肪肝を認めた。肝機能異常例の5例に肝生検を行ったところ全例がNASHであった。成人GHDでは耐糖能異常,脂質代謝異常とともに肝障害を高頻度に合併し,この原因はNAFLDと考えられた。生検をし得た症例では全例が予後不良のNASHであり,成人GHDでのNAFLD発症リスクが高いことが示唆され,本症の生命予後に影響を及ぼす病態として注意が必要である。3.先端巨大症における頚動脈中膜内膜複合体厚(IMT)とインスリン抵抗性に関する検討先端巨大症では心血管病変の有病率が高く,動脈硬化の危険因子が多いことが知られている。
自動障害回復をする分散コンピューターシステム

本研究では、高信頼性ネットワークソフトウエアの開発を目指したものである。特にハードウエア障害が生じた後、人間の手を介することなく自動的に回復するネットワークソフトウエアの開発を目指している。故障が生じてシステムが異常な状況になっても、自動的な回復をするシステムは自己安定システムと呼ばれ、近年活発に研究がなされている。本研究の成果として、高水準な分散アルゴリズム記述モデルにおいて、自己安定分散アルゴリズムを開発する枠組を提案し、その有効性を示したことである。本研究で採用した分散アルゴリズム記述モデルは、通信には状態通信モデルを、実行には逐次実行モデルを採用している。状態通信モデルとは、通信は隣接する計算機の内部状態を時間遅れなく、直接に読み出せるモデルである。逐次実行モデルとは、複数ある計算機のうち、いずれか一つだけが選ばれて1ステップ実行できるものである。このモデルは明らかに実際の分散システムとはかけはなれているが、アルゴリズムを記述する立場、つまりプログラマから見れば、分散システムの持つプログラミングを困難としている、並行性や非同期性を隠していることになる。このようなモデルの上で、これまでに提案されているいくつかの分散アルゴリズムを再設計した。さらに、自己安定性を持つように改良を行った。対象としたアルゴリズムは、Lamportの分散相互排除アルゴリズム、RicartとAgrawalaの分散相互排除アルゴリズム、Maekawaの分散相互排除アルゴリズム、ChangとRobertの分散リーダー選出アルゴリズムである。これらのアルゴリズムは元来自己安定性は持っていないが、高水準モデルを採用することで、容易に自己安定性を組み込むことを示した。またシミュレーションにより、実行においても妥当な性能が得られることを示した。本研究で採用した分散アルゴリズム記述モデルは、通信には状態通信モデル、実行には逐次実行モデルを採用している。状態通新モデルとは、通信は隣接する計算機の内部状態を時間遅れなく、直接に読み出せるモデルである。逐次実行モデルとは、複数あるいは計算機のうち、いずれか一つだけが選ばれて1ステップ実行できるものである。このモデルは明らかに分散システムとはかけはなれているが、アルゴリズムを記述する立場、つまりプログラマから見れば、分散システムの持つプログラミングを困難としている、並行性や非周期性を隠していることになる。このようなモデルの上で、これまでに提案されているいくつかの分散アルゴリズム、Lamportの分散相互排除アルゴリズム、RicartとAgrawalaの分散相互排除アルゴリズム、Maekawaの分散相互排除アルゴリズム、ChangとRobertの分散リーダー選出アルゴリズム、を記述した。これらのアルゴリズムは耐故障性がないが、高水準モデルを採用することで、容易に自己安定性を組み込むことを示した。またシミュレーションにより、妥当な性能が得られることも示した。
予測の神経基盤：広域皮質脳波における時空間構造

脳は、時々刻々と入力される刺激に対し、絶え間なく般化と予測を行っている。この予測符号化に関する数学的モデルは皮質の層構造や神経細胞レベルの役割を考慮したものまで様々提案されている。近年ではこのようなモデルを機械学習に適用したディープラーニング(深層学習)により大規模データ解析に大きな進展がみられている。しかし脳内での実装についてはまだ不明な点が多く、とくに全脳レベルでの動力学的性質についてはまったくわかっていないのが現状である。本研究では、広域皮質脳波計測と計算モデルベースのパラメータの定量化を組み合わせ、予測符号化の皮質内情報処理メカニズムをあきらかにする。
炭素質コンドライト中の難揮発性含有物の^<16>O成分に欠乏したメリライトの成因

本研究の目的は炭素質コンドライト中の難揮発性包有物における^<16>O成分に欠乏したメリライトの成因をアメーバー状カンラン石集合体による酸素同位体局所分析結果に基づき解明することである。地球などの惑星を生み出した原始太陽系円盤中の酸素同位体比は^<16>O成分に富んでいたと考えられている。一方地球型惑星の酸素同位体比は^<16>O成分に乏しい。これは原始太陽系円盤中で酸素同位体比が変化したことを示している。本研究では、太陽系でもっとも普遍的な鉱物からなるアメーバー状カンラン石集合体中の酸素同位体分布をミクロンスケールで分析することにより、酸素同位体変化の起源を解明する。炭素質コンドライトは始原的で未分化の隕石であり、原始太陽系円盤に漂っていたチリの集合体と考えられているが、天体形成後の水成変質作用により元々の鉱物が新しい鉱物に変化していることが申請者たちの研究により明らかになってきた。今年度はエフレモフカ隕石に加え,変質作用がもっとも小さい炭素質コンドライトであるレオビル隕石とヴィガラノ隕石を材料にして酸素同位体比分布を以下の手順で解析した。1.各隕石から研磨薄片を作成し、X線分析装置付走査電子顕微鏡を用いて、アメーバ状カンラン石集合体の探索と岩石学的記載を行い、局所酸素同位体分析を行う個所を決定した。2.次イオン質量分析法を用い3つのアメーバ状カンラン石集合体の構成鉱物(μmサイズ)すべての酸素同位体比を決定した。3.すべての隕石においてアメーバ状カンラン石集合体を構成する全ての初生鉱物は^<16>O成分に約4%富んでいる(地球に比較して)ことが判明した。4.これらのアメーバー状かんらん石集合体は原始太陽系星雲中における直接凝縮物であり,隕石中に普遍的に存在することが明らかになった。今後は^<16>O成分に乏しいメリライトと^<16>O成分に富むメリライトの成因上の関連について母天体の変成作用の観点を加え研究を進めていく。