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熱療法を指向した高温環境条件での細胞挙動のダイナミクスとその高精度速度論的モデル

一定温度に保持された、培地中の基質上の付着細胞に対して、デジタルホログラフィー顕微鏡を用いた3次元的・タイムラプス撮影を行い、細胞の形態変化の定性的・定量的・統計的特性を調べると共に、当該特性に対する温度の影響を解明した。温度条件は、通常の培養条件の37°C、および、低温の35.0, 30.0, 20.0, 8.0, 4.0, 2.5°Cの6通りで、計7通りとした。次いで、細胞損傷・死滅に関して、細胞増殖を伴う場合、細胞が、不可逆的鈍形化(不可逆的球状化を含む)、ブレブ形成を経て形態崩壊に至る一連の過程に対して、速度論的モデル化を展開した。本モデルを、細胞増殖を伴う温度条件(42.0, 41.0, 40.0, 37.0 35.0, 30.0°C)に適用した。また、細胞崩壊に対する、抗酸化作用を有する添加剤の効果を調べた。具体的には、1.細胞の特徴的な挙動は、正常な挙動(変形、移動、分裂)と損傷・死滅に関わる挙動(不可逆的鈍形化、次いでブレブ形成を経て、形態崩壊に至る)に大別される。37.0°Cに近い条件では、形態崩壊の出現に対して、明瞭な細胞質の小体形成を伴うアポトーシスが起こり、ネクローシスと共存する傾向を示した。2.形態変化のダイナミクスにおける細胞数変化を数学的に記述するための速度論的モデル化を提案・展開した。各形態変化の細胞数割合の時系列変化の実験結果に基づいた逆問題解析から、モデルパラメータ(形態変化の速度定数)を決定すると共に、その温度依存性を体系的に明らかにした。実験結果とモデルによる計算結果の比較からモデルの妥当性を示した。3.抗酸化作用を有する添加剤(ケルセチン3グルコシド、添加濃度0.01%(w/v))は、高温(47.5°C)・低温(4.0, 2,5°C)両条件で、細胞の形態崩壊に対して保護効果を示した。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。細胞の基本的挙動の一つとして、細胞の形態変化のダイナミクスに注目し、高温環境条件での3次元的形態特性、および、細胞の生存率の時系列変化を解明すると共に、関連する各々の事象を数学的に記述するための高精度速度論的モデルを提案・展開する。一定温度に保持された、培地中の基質上の付着細胞に対して、デジタルホログラフィー顕微鏡を用いた3次元的・タイムラプス撮影を行った。本年度は、まず、定性的・定量的・統計的特性の概要を把握するために、生理的温度に比較的近い高温の極く限られた温度条件(37, 42, 44°C)で、温度の影響を調べた。以下に、結果をまとめて述べる。1)通常の培養条件(37°C)では、細胞は、伸縮、扁平化、可逆的球状化、分裂を伴い、能動的に盛んに動き回る。細胞の体積は、分裂直前には約2倍に増加すると共に、分裂前後で細胞の体積は保存される。2)温度上昇に対して、細胞の能動的移動は不活発化し、正常な細胞分裂の頻度は減少し、その代わりに、分裂未遂・再融合、融合・崩壊というような、特異的な挙動の細胞や、形態崩壊を起こす細胞が出現する。44°Cでは、細胞の能動的な移動は殆どなく、細胞分裂もなく、細胞は、不可逆的球状化、体積増加の後、ブレブ形成を経て、急激な形態崩壊と体積減少に至る。不可逆的球状化、ブレブ形成、形態崩壊する各細胞数割合は、反応速度論的に増加し、72hr後には、殆ど全ての細胞が崩壊する。42°Cの場合の挙動(能動的移動、細胞分裂、形態崩壊、細胞の損傷・死滅に関わる事象など)は、37°Cの場合と44°Cの場合の中間的特性である。概して問題なく進行しているが、細胞の形態変化のダイナミクスに関して、定性的特性、定量的特性、統計的特性を調べるために要する手間や労力、時間が、予想以上であったため、量的に少し遅れ気味である。一定温度に保持された、培地中の基質上の付着細胞に対して、デジタルホログラフィー顕微鏡を用いた3次元的・タイムラプス撮影を行い、細胞の形態変化の定性的・定量的・統計的特性を調べると共に、温度の影響を解明した。温度条件は、通常の培養条件の37°C、および、高温の40.047.5°Cまでの7通り(40.0, 41.0, 42.0, 43.0, 44.0, 45.0, 47.5°C)で、計8通りとした。また、細胞損傷・死滅に関して、細胞分裂がなく、細胞は、不可逆的球状化、ブレブ形成を経て形態崩壊に至る過程に対して、速度論的モデル化を展開した。さらに、不可逆的球状化、ブレブ形成、形態崩壊する各細胞数割合の時系列変化の実験結果に基づいた逆問題解析により、当該形態変化の速度定数を決定した。具体的には、1)細胞の特徴的な挙動は、正常な挙動(変形、移動、分裂)と損傷・死滅に関わる挙動(不可逆的球状化、次いでブレブ形成を経て、形態崩壊に至る)に大別される。37.0°Cでは、正常な挙動が盛んである。

高温ストレス状態(40.047.5°C)では、基本的傾向として、温度上昇と共に、正常な挙動が減少・消滅するのに対して、逆に、損傷・死滅に関わる挙動が出現・増加する。その変化の境界温度は概ね4243°Cであり、43.0°C以上では細胞増殖は停止する。44°C以上では損傷・死滅挙動が支配的である。また、形態崩壊が出現する42°Cでは、明瞭な細胞質の小体形成を伴うアポトーシスが起こり、ネクローシスと共存する。2)形態変化のダイナミクスにおける細胞数変化を数学的に記述するための速度論的モデル化を提案・展開した。細胞数変化の実験結果に基づく逆問題解析から,モデルパラメータ(形態変化の速度定数)を決定すると共に、実験結果とモデルによる計算結果の比較から、モデルの妥当性を示した。概して問題なく進行しているが、細胞の形態変化のダイナミクスに関して、定性的特性、定量的特性、統計的特性を調べるために要する手間や労力、時間が、予想以上であったため、量的に少し遅れ気味である。一定温度に保持された、培地中の基質上の付着細胞に対して、デジタルホログラフィー顕微鏡を用いた3次元的・タイムラプス撮影を行い、細胞の形態変化の定性的・定量的・統計的特性を調べると共に、当該特性に対する温度の影響を解明した。温度条件は、通常の培養条件の37°C、および、低温の35.0, 30.0, 20.0, 8.0, 4.0, 2.5°Cの6通りで、計7通りとした。次いで、細胞損傷・死滅に関して、細胞増殖を伴う場合、細胞が、不可逆的鈍形化(不可逆的球状化を含む)、ブレブ形成を経て形態崩壊に至る一連の過程に対して、速度論的モデル化を展開した。本モデルを、細胞増殖を伴う温度条件(42.0, 41.0, 40.0, 37.0 35.0, 30.0°C)に適用した。また、細胞崩壊に対する、抗酸化作用を有する添加剤の効果を調べた。具体的には、1.細胞の特徴的な挙動は、正常な挙動(変形、移動、分裂)と損傷・死滅に関わる挙動(不可逆的鈍形化、次いでブレブ形成を経て、形態崩壊に至る)に大別される。37.0°Cに近い条件では、形態崩壊の出現に対して、明瞭な細胞質の小体形成を伴うアポトーシスが起こり、ネクローシスと共存する傾向を示した。2.形態変化のダイナミクスにおける細胞数変化を数学的に記述するための速度論的モデル化を提案・展開した。各形態変化の細胞数割合の時系列変化の実験結果に基づいた逆問題解析から、モデルパラメータ(形態変化の速度定数)を決定すると共に、その温度依存性を体系的に明らかにした。実験結果とモデルによる計算結果の比較からモデルの妥当性を示した。3.抗酸化作用を有する添加剤(ケルセチン3グルコシド、添加濃度0.01%(w/v))は、高温(47.5°C)・低温(4.0, 2,5°C)両条件で、細胞の形態崩壊に対して保護効果を示した。1)細胞挙動のダイナミクスを、高温環境だけでなく、低温に及ぶ広範な温度範囲に渡って、定性的・定量的・統計的に解明する。2)細胞の生存率を、一連の形態変化過程の中で明らかにする。3)上記1)と2)の事象を、数学的に記述する高精度の速度論的モデルを提案・展開する。2)細胞の生存率を、一連の形態変化過程の中で検討する。3)高温、生理的温度、低温の温度範囲での事象を、統一的に、数学的に記述する高精度の速度論的モデルを提案・展開する。4)細胞の形態変化特性に対する抗酸化作用を有する添加剤の効果を解明する。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
マイクロマニピュレーターを用いた微小領域への保護膜作成技術の開発

電子顕微鏡を用いてサンプル断面の観察を行う際に、集束イオンビーム加工装置(FIB)を用いて断面だしを行う。その際にサンプル表面に保護膜を作製することで、観察部位にイオンビームによるダメージが生じることを抑制する手法がとられている。本研究では、低コストで短時間かつ狙った微小領域に保護膜を作製する技術の開発を目的とし、微小物質の受け渡しを行う装置であるマイクロマニピュレーターのロボットアームにガラスプローブを取り付け、それにより吸い取った保護材を目的の場所にて射出することで微小領域に保護膜を作製する技術の確立を目指した。1保護材の射出方法の探索、2保護材に使用する溶剤の探索、3ガラスプローブのサイズに関する検討、以上3つを主な検討項目とした。1シリコンチューブの片側にガラスプローブ、反対側にブロワーを取り付け、ブロワーをプッシュすることによりガラスプローブに充填した保護材(適当な濃度の水溶性カーボンペースト)の射出を試みたところ、射出できることが確認された。ガラスプローブのマイクロマニピュレーターへの取り付けは3Dプリンターで作製した治具を用いた。2保護材としては導電性があり安価であることから導電性カーボンを選定した。溶媒としてカーボンに対して2.5倍以上の質量濃度になるように水を添加した場合に、ガラスプローブから射出することができ、微小領域に保護膜が形成されることが分かった。3ガラスプローブの先端径については、約100μmに調整することでカーボンペーストを微小領域に射出できることが明らかとなった。以上の検討から、狙った微小領域(半径約50μm程度の円形状)に短時間で保護膜を作製する技術の開発を行うことができた。また、実際に作製した保護膜をFIBにて切削し、断面の観察を試みたところ、本方法により作製した保護膜が有効に働き、イオンビームの拡散によるサンプルへのダメージが生じていないことが確認された。
沿道住居の高遮音化に関する研究

都市生活の利便性は道路交通に大きく依存しているが、その反面、道路開発・モータリゼーションの進展によって居住域の音環境条件は悪化の一途を辿っている。この問題を解決するためには、自動車の発生騒音対策、低騒音舗装の開発道路構造の改良など道路側の対策とともに、沿道住居等の建物の外部騒音に対する防御性能を向上させる必要がある。本研究では、沿道の音環境を改善する手法を体系的に探り、将来の沿道住居のあり方を音響工学の立場から提案することを目的として、以下の検討を行った。1.沿道騒音に対するバルコニー空間吸音処理の効果沿道建物に対する交通騒音を低減させる方法としてファサード形状の工夫およびファサード各部位の吸音処理が考えられるが、これらの問題に対する系統的な検討はこれまで行われていない。そこで、沿道建物に良く見られるバルコニー空間を吸音処理する対策方法に着目し、その効果を数値計算、模型実験および現場実測によって検討した。数値解析および模型実験の結果、吸音部位として最も効果的なのはバルコニー軒天井部分の吸音であり、この対策によってバルコニー空間およびバルコニー窓面を通して室内に入射する騒音レベルを5dB以上低減させることが可能であり、その効果は高層階ほど大きくなることを見出した。さらに、鉄道沿線に立地する集合住宅において、バルコニー軒天井吸音の効果を現場実測によって調べ、その効果を確認した。2.二重窓の遮音性能向上に関する実験的検討遮音性能を高めるために適用されることの多い二重窓は、中・高音域では高い遮音性能を有するものの、低周波数域では共鳴透過によって一重窓よりも遮音性能が低下する欠点がある。この遮音欠損を改善するために、低周波数域の吸音に効果的な共鳴器型吸音構造(ヘルムホルツレゾネータ)を二重窓に組み合わせて用いる方法について実験的検討を行った。実物の二重窓を想定した1/5縮尺模型実験によって共鳴器型吸音構造の適用による遮音性能の改善効果を調べたところ、低域共鳴透過周波数において透過損失が7dB程度向上する結果が得られ、二重窓の遮音性能向上の可能性が見出せた。3.建物ファサードの遮音性能の測定方法に関する実験的検討現実の道路沿道建物では暗騒音の影響によってS/N比が低下し、建物の遮音性能が高くなるほどその性能を精度良く測定することが困難となる。本研究により提案された対策方法の効果を実際の建物を対象として調べるためには、低いS/N環境下でも高精度な結果を得ることができる測定方法を整備しておくことが不可欠である。そのような測定法として、同期積分法、スイープパルス法、M系列変調相関法等に着目し、それらの測定精度について実験室実験および現場実測による比較検討を行った。

この問題を解決するためには、自動車の発生騒音対策、低騒音舗装の開発道路構造の改良など道路側の対策とともに、沿道住居等の建物の外部騒音に対する防御性能を向上させる必要がある。沿道の音環境を改善する手法を体系的に探り、将来の沿道住居のあり方を音響工学の立場から提案することを目的として、今年度は以下の検討を行った。1.実態調査沿道の騒音データとしては道路端近傍のデータは多く得られているが,実際の建物に対して外部負荷となる騒音に関するデータが少ない。そこで、中・高層建物の立地する幹線道路を対象として、沿道地域の奥行き方向の騒音データを実測調査によって収集した。また、道路近傍の騒音データについては継続的に収集を行っており、今年度も複数の異なる交通流条件における騒音データを収集した。2.道路側における対策効果の検討日本音響学会道路騒音予測法、ISO9613-2などを参考として、自動車の発生騒音の予測、排水性舗装のタイヤ騒音低減効果の予測に関して検討を行った。また、道路に面する建物の遮蔽効果に関して、実測調査、縮尺模型実験および数値解析を用いた検討を行った。3.模型実験および数値計算による検討道路騒音の防止に有効で、居住性も高い住居のプラン・断面構造について、今年度は主に騒音防止に着目した検討を行った。具体的内容としては、比較的単純な二重窓構造の遮音効果の改善、バルコニー形式や二重皮膜構造などの建物ファサード構造の遮音性能に関して、縮尺模型実験を用いて検討した。この模型実験では、受音室の高さ別遮音性能に関して検討を行うことにより、入射角度による遮音性能の違いについても検討を行った。都市生活の利便性は道路交通に大きく依存しているが、その反面、道路開発・モータリゼーションの進展によって居住域の音環境条件は悪化の一途を辿っている。1.沿道騒音に対するバルコニー空間吸音処理の効果沿道建物に対する交通騒音を低減させる方法としてファサード形状の工夫およびファサード各部位の吸音処理が考えられるが、これらの問題に対する系統的な検討はこれまで行われていない。そこで、沿道建物に良く見られるバルコニー空間を吸音処理する対策方法に着目し、その効果を数値計算、模型実験および現場実測によって検討した。数値解析および模型実験の結果、吸音部位として最も効果的なのはバルコニー軒天井部分の吸音であり、この対策によってバルコニー空間およびバルコニー窓面を通して室内に入射する騒音レベルを5dB以上低減させることが可能であり、その効果は高層階ほど大きくなることを見出した。さらに、鉄道沿線に立地する集合住宅において、バルコニー軒天井吸音の効果を現場実測によって調べ、その効果を確認した。2.二重窓の遮音性能向上に関する実験的検討
セルオートマトンにおける熱力学的振舞の起源

ERCAと呼ぶセルオートマトンの族を用いて熱伝導の計算実験を行ない、系の大きさによる挙動の変化について主の研究を行なった。これまでに、ルール26Rがフーリエの法則や熱伝導率に関する久保公式を満たすことがわかっていたが、今回新たにルール94Rもフーリエの法則を満足することが発見された。しかし、フーリエの法則を実現する系の大きさは26Rの造合と比べて大きくなければならず、そきに至るまでに両端での温度の跳びが系の大きさの逆数に比例して減少するという質性を持つことがわかった。これ以外のルールではフーリエの法則は成立しないが、ルール77Rでは大域的な温度匂配ができる。これらを明確に区別するため。局所平衡分布に対する実現された分布の相対エントロピーの則定を行なった。その結果、フーリエの法則や久保公式を満足するルールでは、系の大きさと共に相対エントロピーが0に向かッて減少するが、満足しないルールどは一定値に落ち着くことが示された。相対エントロピーの空間構造を見ると、両端以外では場所によらばほぼ一定であるが、系の両端付近では減少する傾向がかなり共通に見られた。これは、系の両端付近のほうが局所平衡分布に近いということを意味する。この構造がどこまで一般的であるかについは、今後研究を進めていく予定である。フーリエの法則のような拡散的振る舞いは実際に系でよく見られ、完全可積分系では温度匂配ができないことが知られていめ。しかし、温度匂銀は作るがフーリエの法則は満たさないルール77Rのような性質が現実の系としてどのようなものに対するかは明らかでない。この点と、他の保存量との関係については、今後の課題としたい。
ALK肺癌の髄膜癌腫症におけるALK-TKI耐性克服治療の開発

髄膜癌腫症や脳転移などの中枢神経系(CNS)転移は肺癌の2030%に発症し、患者のQOLを著しく低下させる危篤な病態であるが、CNS転移が耐性獲得による病勢増悪の場となることが多く、CNSにおける耐性の分子機構解明やCNSにも有効な分子標的薬の開発が特に注目されてきている。本研究では、ヒトALK肺癌細胞株をマウスの髄腔に移植したモデルにおいてアレクチニブ耐性を誘導し、得られた耐性株を用いて耐性機構を解明することを目的とする。さらに、耐性因子の阻害薬を用い、髄膜癌腫症モデルにおける治療効果を検討する。また、耐性因子の臨床検体における発現を検討し、その臨床的関与を明らかにする。
非ステロイド型ブラシノステロイド様活性物質のデザイン

イネの葉身屈曲試験法(ラミナジョイント法)を用いて,ブラシノステロイド類の活性を定量的に評価する系を確立した。すなわち,ブラシノライドを標準応答区として常時用い,その最大応答を100%とした.各種化合物によるイネ葉身屈曲に及ぼす効果を様々な濃度において調べ,コントロール(0%)に対する応答と濃度の関係から、ブラシノライドの最大応答の50%を与える濃度である中央応答濃度を求めた.活性の指標としては,その逆対数値を用いた.ブラシノライド,カスタステロン,エピブラシノライド,ホモブラシノライドについて,繰り返し活性値を求めたところ,それぞれについて再現性の高い値の得られることが分かった.これらの値を,これまでに報告されている活性値,すなわち140゚の葉身傾斜角度を与える物質の濃度から評価される値と比較したところ,若干のバラつきは認められるが両活性間に良い対応関係が認められた.また,化合物の原溶液の調製にはジメチルスルホキシドの好ましいことがわかた.この評価系の利点としては,1)検定ごとのばらつきが小さく、各化合物の活性値を安定して得られる.2)温度条件の変化などの実験条件の違いによって、葉身の傾斜角度がこれまでホルモン活性評価において標準的に用いられている一定角度(140゚)に達しない場合でも,活性を測定することが出来る.3)角度設定における恣意性を排除し、より客観的な評価が可能である.などが挙げられる.また,上記で確立した検定系を用いて、昆虫の脱皮ホルモンであるエクダイソン類およびエクダイソン様活性物質であるジベンゾイルヒドラジン類、さらには他の動物ステロイドホルモンである胆汁酸、糖質コルチロイド、卵胞ホルモン,さらには幾つかの合成化合物について生物検定を行なったたが,どれもブラシノステロイド様ホルモン活性を示さなかった.ブラシノライドとエクダイソンの3次元構造を比較した結果,C-17におけるアルキル鎖とステロイド構造のD-環との成す角度が大きく異なることがわかった.イネの葉身屈曲試験法(ラミナジョイント法)を用いて,ブラシノステロイド類の活性を定量的に評価する系を確立した。すなわち,ブラシノライドを標準応答区として常時用い,その最大応答を100%とした.各種化合物によるイネ葉身屈曲に及ぼす効果を様々な濃度において調べ,コントロール(0%)に対する応答と濃度の関係から、ブラシノライドの最大応答の50%を与える濃度である中央応答濃度を求めた.活性の指標としては,その逆対数値を用いた.ブラシノライド,カスタステロン,エピブラシノライド,ホモブラシノライドについて,繰り返し活性値を求めたところ,それぞれについて再現性の高い値の得られることが分かった.これらの値を,これまでに報告されている活性値,すなわち140°の葉身傾斜角度を与える物質の濃度から評価される値と比較したところ,若干のバラつきは認められるが,両活性間に良い対応関係が認められた.今回確立した評価系の利点としては,1)検定ごとのばらつきが小さく、各化合物の活性値を安定して得られる.2)温度条件の変化などの実験条件の違いによって,葉身の傾斜角度がこれまでホルモン活性評価において標準的に用いられている一定角度(140°)に達しない場合でも,活性を測定することが出来る.

3)角度設定における恣意性を排除し、より客観的な評価が可能である.などが挙げられる.また,上記で確立した検定系を用いて、昆虫の脱皮ホルモンであるエクダイソン類およびエクダイソン様活性物質であるジベンゾイルヒドラジン類、さらには他の動物ステロイドホルモンである胆汁酸、糖質コルチロイド、卵胞ホルモンなどの効果についても調べたが,これらの化合物にブラシノライド様活性は認められなかった。研究1年目において,イネの葉身屈曲試験法(ラミナジョイント法)を用いて,ブラシノステロイド類の活性を定量的に評価する系を確立し,ブラシノライド,カスタステロン,エピブラシノライド,ホモブラシノライドの活性を定量的に求めた。その際,被検化合物は50%エタノールに溶解した原溶液の一部をエタノールによる影響が見られない濃度(0.5%)まで緩衝液で希釈し,更に低濃度の試験区の調製は,緩衝液で希釈した最大濃度の試験溶液を緩衝液で希釈し,順次低濃度の被検溶液を作成するという。本年度は,溶媒による影響についてもう少し検討した結果,各種薬剤の原溶液としては,エタノールよりもジメチルスルホキシド(DMSO)溶液の方が好ましいことが明らかになった。.すなわち,ブラシノライドのDMSO溶液を原溶液とした場合には,エタノール溶液を用いた場合に比べて,活性が30倍程度上昇することがわかった。この原因として,最初の緩衝液による希釈において化合物が緩衝液で結晶化し,目的の濃度に達していなかった可能性が考えられる.化合物の疎水性が高く,水に対する溶解度が低い化合物に関しては,原溶液としてDMSO溶液を用いた方が良いと考えられる.カスタステロン,エピブラシノライドについてもそれぞれのDMSO溶液を作成し,活性を求めたところエタノールを溶媒とした場合に比べて,活性に上昇が見られた。動物ホルモンにおけるエストラジオールとジエチルスチルベストロールの関係,昆虫ホルモンにおけるエクダイソンとジベンゾイルヒドラジンとの関係を参考にし,2つのベンゼン環を酸素および炭素2原子で架橋した構造を有する化合物,さらにはヘテロ環を有するオキシム系化合物について活性を測定したが,ブラシノステロイド様ホルモン活性は認められなかった。
日英両国における機能的コスト分析と戦略的業績評価システムの比較研究

本年度の研究実施にあたっては、当初の研究計画に沿って、前年度に実施した研究成果の延長上で、日英両国で、各企業により実際に行われている原価管理システムと業績評価システムについて、フィールド・スタディを実施した。特に、今年度は、製造業と非製造業に分類した上で、その両分類に属する企業に関してフィールド・スタディを実施した。よって、調査の対象とする企業は、英国においては昨年度と同一の企業とし、製造業として、オ-ディオやハイテク関連部品製造業の企業とし、非製造業として公共交通機関であるバス会社を公共運輸サービス業として調査した。また、日本の調査では、バルブなどの精密機器製造、自動車関連部品製造などの製造業と、食品サービスなどの非製造業さらに、製造業内部でのサービス活動としての研究開発業務について、原価管理と業績表評価のシステムに関して同様の調査を実施した。実施の結果、企業を取り巻く環境が激変する現在の状況においては、日英を問わず、企業の業績評価システムの構築では、短期的な業務執行の結果として把握される部門ごとのコストや事業部利益などの従来から行われているような財務業績を強調した非常に限定的な業績評価では限界があることが明確となった。戦略的な業績評価システムとして近年注目されているバランスト・スコアカードにあるような企業内部と企業外部の両方の視点を考慮することが不可欠となってきている。企業の内部および外部の視点として、具体的には、伝統的な財務的観点は当然のこととして、それに加えて、顧客、企業のビジネス・プロセス、イノベーションといった観点からの業績評価が極めて重要である。また、特に、日本では、下請けや系列といった日本企業の特殊性を考慮すると、自社のみならず関係会社や協力会社の管理をも志向する包括的な業績評価が要請されると考えられる。したがって、現状では、日本企業では、5つの視点からなるバランスト・スコアカードによる戦略的な業績評価システムが適合する状況にあると思われる。また、以前から、欧米企業に対比して検討される日本企業へのABC(Activity-Based Costing)の適用に関しては、従来は否定的な見解も数多く見られていた。しかし、製造業であるか非製造業であるかの如何を問わず、原価管理システムとして、機能的コスト分析を基礎とするABC(Activity-Based Costing)が日本企業にも適用可能であり、現実に、原価管理の用具として次第に浸透してきていることが、今回のフィールド・スタディの結果、確認された。このような企業での原価管理のためのABCの適用は、今後も増加することは確実である。特に、それは従来より適用の中心と考えられた製造業にとどまることなく、伝統的に適切なコスト管理が非常に困難とされてきた各種サービス業でも効果を発揮することになるであろう。さらに、英国企業に比べて、日本企業の優れた最近の原価管理システムとして、総合的原価管理システムをあげなくてはならない。総合的原価管理システムは、日本の製造業の長所である生産管理と連動し、単に製品の生産のみならず、受注から納品まで検討対象とした上で、付加価値を生まない業務活動を削除するなどして、あらゆる無駄を排除することによって、生産の整流化を図ることにより、原価を削減する原価管理システムである。この総合的原価管理システムは、原価削減や在庫削減を可能にするのみならず、原価管理を通じて、重大な企業目標である利益の増大にも直結する優れた管理システムである。以上の研究成果に関しては、現在、論文、著書としてとりまとめの作業を行っている。海外の研究集会で発表され、今後の出版が予定される論文もあれば、学会誌に掲載する論文として投稿し、現在審査を受けているものもある。さらに、著書として出版する予定がある。

また、以前から、欧米企業に対比して検討される日本企業へのABC(Activity-Based Costing)の適用に関しては、従来は否定的な見解も数多く見られていた。しかし、製造業であるか非製造業であるかの如何を問わず、原価管理システムとして、機能的コスト分析を基礎とするABC(Activity-Based Costing)が日本企業にも適用可能であり、現実に、原価管理の用具として次第に浸透してきていることが、今回のフィールド・スタディの結果、確認された。このような企業での原価管理のためのABCの適用は、今後も増加することは確実である。特に、それは従来より適用の中心と考えられた製造業にとどまることなく、伝統的に適切なコスト管理が非常に困難とされてきた各種サービス業でも効果を発揮することになるであろう。さらに、英国企業に比べて、日本企業の優れた最近の原価管理システムとして、総合的原価管理システムをあげなくてはならない。総合的原価管理システムは、日本の製造業の長所である生産管理と連動し、単に製品の生産のみならず、受注から納品まで検討対象とした上で、付加価値を生まない業務活動を削除するなどして、あらゆる無駄を排除することによって、生産の整流化を図ることにより、原価を削減する原価管理システムである。この総合的原価管理システムは、原価削減や在庫削減を可能にするのみならず、原価管理を通じて、重大な企業目標である利益の増大にも直結する優れた管理システムである。以上の研究成果に関しては、現在、論文、著書としてとりまとめの作業を行っている。海外の研究集会で発表され、今後の出版が予定される論文もあれば、学会誌に掲載する論文として投稿し、現在審査を受けているものもある。さらに、著書として出版する予定がある。本年度は、研究計画に基づき日英両国の企業訪問を行ない,機能的コスト分析を中心とする原価管理システムの工場現場でなされている実務に関する分析さらには,企業の様々なレベルで行なわれている業績評価についても調査と分析を実施した。実施にあたっては,工場では生産状況について現実に観察を行ない,それに加えて実務担当者との質疑応答を行ない,業績評価システムの調査では主として現場,中級,上級の各レベルの業績評価について,各企業に対して統一した項目に関してインタビュー等により,実務について検討を加え,ケース・スタディを作成した。検討対象とした企業は,大きくは製造業とサービス業に分類される。製造業の内訳は、本年度は重工業会社と部品メーカーとし,サビ-ス業としてはバス会社を調査した。その結果,現在,先端技術の導入が進む中,良好な業績を上げるためには,単に財務的な業績評価の実施のみでは,その達成は不可能である。様々な戦略的な要素を加味したバランスト・スコアカードによるような包括的な業績評価が不可欠である。つまり,現場の製造状況での物の流れのような企業内部の観点と株主等の企業外部の観点の両者を考慮した業績評価が重要である。そのようにすることは、最終的な利益という財務的な業績の向上に直結していることは明白である。
在宅医療空白地域における支援モデルの構築に関する地理学的研究

既存文献から公衆衛生学や人文地理学に関わる論点を明確にするとともに,既存の医学的データ(人口,死亡数,傷病名,受診先の医療機関,救急搬送の人数)を活用して,客観的指標をもとに受療行動を分析した。調査対象地域を高知県室戸市に設定し,在宅医療・介護における現状や取り組みの実態を把握した。その結果,同市内に救急病院がないため,田野町や安芸市といった隣接する市町の入院病床を有する病院に依存している傾向が明らかになった。そのため,救急搬送により多くの時間を要し,そのことが救命率の低下を招いていることが示唆された。また,モデル地域の住民を対象とした在宅医療・介護のニーズ調査、生活の実態調査を実施するための現地住民へのフィールドワークを実施した。地元住民に対して,1地域包括ケアシステムにおける現況をどのように認識しているか,2近隣住民がいかなる生活環境にあるか,3住民の生活支援ニーズを把握するためにどのような取り組みがみられるか,4今後の地域包括ケアはいかにあるべきかについてフィールドワークを実施した。地元住民は医療空白地域に対する危機感を有しているものの,潜在的利用者のニーズを把握しきれていなかった。このことから,今後,現地の在宅医療を含めたニーズを把握するため,現地における詳細なフィールドワークによって,ニーズの所在と内容を精確に把握するとともに,そうしたニーズを解消するために必要な支援体制を早急に構築していく必要がある。加えて,研究分担者の宮野はICTを活用した医療介護連携システム導入のための医療・介護事業所への説明会を実施した。中山間地域を含む高知県室戸市における現地調査によって,理論化に不可欠な基礎的データおよび定性的データを収集することができた。高知県における在宅医療支援モデルを提示するうえで現地での住民を対象とした調査は必要である。そのため,上記の調査および分析は次年度以降の現地調査に向けて不可欠な作業過程であり,交付申請書に記載した「研究の目的」をおおむね達成したと評価できる。中山間地域の事例地域として,高知県室戸市に置いて調査を継続するとともに,大都市圏の事例として,横浜市港南区,神戸市北区,千葉県柏市などの大都市圏郊外の在宅医療体制を中心に地域包括ケアシステムの実態調査を行う予定である。そうして得られた調査結果は学会発表に加えて,学術雑誌に投稿する。(理由)調査対象地域を選定するための予備調査について,複数地域で資料収集およびデータ分析を行ったが,本格的な現地調査が実施できなかったため。(使用計画)医療や福祉,介護サービス供給主体へのヒアリング調査のための渡航にかかる費用に充当する。また,研究成果の発表にかかる経費について,会場までの交通費および宿泊費,学会参加費に充当する。加えて,統計データや地誌に関する資料・書籍購入費が必要となる。
ビタミンD_3の活性化に関与する酵素系に関する研究

ビタミンD_3は生体内で25位ならびに1α位に水酸化を受け, 1α25-ジヒドロキシビタミンD_3となって初めて活性を示すようになる.この2つの水酸化のうち, 25・位の水酸化は肝臓で行われる.ビタミンD_3は25・位に先に水酸化を受けなければ1・位に水酸化を受けることが出来ない. 25・位の水酸化は肝臓のミクロソームならびにミトコンドリアに含まれるチトクロームP-450という一群の酵素系によって触媒される.本研究ではビタミンD_3の25・水酸化に関与する酵素系の精製ならびにその性質の解明を目指している.我々は既に,ラット肝臓ミクロソームにあるビタミンD_3・25水酸化酵素を活性にもとづいて精製し,それが雄ラットにのみ含まれるチトクロームP-450hと同一の分子量を持つのみならず,その一次構造もアミノ末端側の8番目までは同じであることを明らかにした.本年度はさらに研究を進め,以下の事を明らかにした.1.ラット肝臓ミクロソームのP-450cc_<25>に対するモノクローナル抗体を3種類作成し,免疫化学的にもP-450hとP-450cc_<25>は,区別出来ないことを明らかにした.2. P-450hのCDNAをイースト菌に導入し活性発現を行った結果, P-450hとP-450cc_<25>は別個のチトクロームであることを確定した.3.雌ラットに含まれるビタミンD_325水酸化酵素を部分精製し,それが雄のP-450cc_<25>5とは酵素化学的にも免疫化学的にも全く異なるものであることを明らかにした.4.ラット肝臓ミトコンドリアよりビタミンD_3の25・位を水酸化するチトクロームP-450を高度に精製し,その酵素化学的性質を明らかにした.ビタミンD_3は生体内で25位ならびに1α位に水酸化を受け, 1α25-ジヒドロキシビタミンD_3となって初めて活性を示すようになる.この2つの水酸化のうち, 25・位の水酸化は肝臓で行われる.ビタミンD_3は25・位に先に水酸化を受けなければ1・位に水酸化を受けることが出来ない. 25・位の水酸化は肝臓のミクロソームならびにミトコンドリアに含まれるチトクロームP-450という一群の酵素系によって触媒される.本研究ではビタミンD_3の25・水酸化に関与する酵素系の精製ならびにその性質の解明を目指している.我々は既に,ラット肝臓ミクロソームにあるビタミンD_3・25水酸化酵素を活性にもとづいて精製し,それが雄ラットにのみ含まれるチトクロームP-450hと同一の分子量を持つのみならず,その一次構造もアミノ末端側の8番目までは同じであることを明らかにした.本年度はさらに研究を進め,以下の事を明らかにした.1.ラット肝臓ミクロソームのP-450cc_<25>に対するモノクローナル抗体を3種類作成し,免疫化学的にもP-450hとP-450cc_<25>は,区別出来ないことを明らかにした.2. P-450hのCDNAをイースト菌に導入し活性発現を行った結果, P-450hとP-450cc_<25>は別個のチトクロームであることを確定した.3.雌ラットに含まれるビタミンD_325水酸化酵素を部分精製し,それが雄のP-450cc_<25>5とは酵素化学的にも免疫化学的にも全く異なるものであることを明らかにした.4.ラット肝臓ミトコンドリアよりビタミンD_3の25・位を水酸化するチトクロームP-450を高度に精製し,その酵素化学的性質を明らかにした.
動静脈及び毛細血管を有する皮膚モデルの構築

本研究は、創薬及び再生医療分野での応用に向け、灌流可能な動静脈及び毛細血管網を有する三次元皮膚モデルの構築を目的とする。本年度は、動静脈及び毛細血管の構築にあたって重要となる「血管内壁の内皮細胞による被覆状態」をモニタリングする機能の研究開発を実施した。モニタリングにあたっては、血管内皮細胞の平面培養系で実績のある経内皮電気抵抗(transendothelial electrical resistance: TEER)測定系をシステムに組み込むこととした。TEERを利用することで、非侵襲かつリアルタイムに血管内壁の状態を測定することが可能となる。しかしながら、これまで3次元(管状)の血管構造においてTEERを測定することは困難であった。この理由は、TEERを精密に測定するためには、電極を血管構造の内部に設置する必要があるが、血管に電極を挿入する際に血管内皮細胞層を破壊してしまうからである。そこで、本研究においては血管構造を構築する際に同時に電極を導入する方式を考案した。本方式では、シリンジ針先端に電極線を接着した状態で、コラーゲンゲル中からシリンジ針を引き抜き、空洞の流路を形成するとともに、電極を空洞の流路内に設置する。その後、血管内皮細胞を空洞の流路に播種することによって血管構造を構築する。本方式で作成した血管構造は、顕微鏡観察及び蛍光免疫染色によって、血管内皮細胞によって被覆されていることが観察された。さらに、3次元の血管構造のTEER測定にも成功した。また、TEER値は、灌流を行うことによって上昇することが示唆された。3次元でのTEER測定は世界初の成果であるとともに、本システムを用いることで、皮膚モデルなどの組織への血管構築にあたって有用なモニタリングシステムとしての発展が期待できる。29年度が最終年度であるため、記入しない。
植物細胞における新規輸送小胞形成機構に関する解析

研究代表者は,高等植物における細胞内の輸送小胞の形成メカニズムを詳細に解明することを目的として,タバコ培養細胞BY-2を用いたin vitroでの小胞形成解析を行ってきた.これまでにおける研究から,タバコBY-2細胞から抽出した膜画分と細胞質画分に,ATPおよび加水分解しないGTPアナログを加え,30度で30分間保温することで,試験管内で小胞形成反応を再構成することに成功している.COPI小胞ならびにCOPII小胞の積み荷タンパク質と考えられるタバコSec22pの小胞画分への回収が,GTP固定型のアナログの存在によって促進されることから,COPIおよびCOPII小胞の形成が示唆されていた.今回,大腸菌から精製した野生型および優性阻害型変異タバコSar1pをin vitro小胞形成反応に添加した.しかしながら,いずれの場合にも小胞形成効率の顕著な変化は見られなかった.また,ラージスケールで行ったin vitro小胞形成反応の小胞画分の電子顕微鏡観察を行ったが、Sec22pが乗り,COPII状のコートをもった小胞は観察されなかった.以上の結果から,Sec22pのCOPII小胞による出芽の効率は,非常に低く,大部分はCOPII以外の小胞によることが明らかになった.また,細胞膜局在型H^+-ATPaseが,尿素処理した膜画分を用いて小胞形成反応を行った場合にも小胞画分に回収されたため,反応温度,反応時間,反応系のタンパク量などの条件を振りながら,反応の至適条件の検討を行った.その結果,温度に依存した小胞形成反応が起こることが明らかになった.また,その至適温度は30度であった.現在,この条件下で,系のラージスケール化をはかり,目的の小胞のフラクションを単離し,生化学的に解析しているが,今のところ小胞の同定および特定には至っていない.申請者は,高等植物において,新規な輸送小胞を見い出し,その形成メカニズムを詳細に解明することを目的として,タバコ培養細胞BY-2を用いたin vitroでの小胞形成解析とシロイヌナズナ個体および培養細胞におけるGFPマーカーを用いたin vivoでの分子遺伝学的解析を行っている.これまでにおける研究から,タバコBY-2細胞から,細胞膜画分と細胞質画分とを抽出し,それらに,ATPおよび加水分解しないGTPのアナログを加え,30度で30分間保温することで,試験管内でCOPI小胞やCOPII小胞の小胞形成反応を再構成することに成功している.現在までの解析から,細胞膜局在型H^+-ATPaseなどの一群の細胞膜局在型タンパク質が,COPI小胞やCOPII小胞などといった通常の一般的な輸送小胞が形成され得ない条件下においても,依然として,小胞画分に回収されることから,H^+-ATPaseなどを特異的に輸送する新規な輸送小胞が存在するのではないかと考えている.現時点では,in vitro系におけるH^+-ATPaseの小胞画分への回収効率に比較的大きな振れが存在するために,今年度は,反応温度,反応時間,反応に用いたタンパク質の量などの反応条件を振りながら,系として,最大効率を安定して発揮することができる至適条件の検討を行った.現在,この改善された条件下で,系のラージスケール化をはかり,目的の小胞の単離作業を進めている.また,in vivoにおける分子遺伝学的解析のために,現在,H^+-ATPaseをはじめとする幾つかの細胞膜局在型タンパク質のGFP融合タンパク質を恒常的に発現するシロイヌナズナ個体を作製している.これらの個体に対して,細胞内輸送の制御因子の優性阻害型変異体を一過的に発現させて,その効果を観察しつつ,in vivoにおける新規輸送の発見・同定および単離をめざしていく予定である.研究代表者は,高等植物における細胞内の輸送小胞の形成メカニズムを詳細に解明することを目的として,タバコ培養細胞BY-2を用いたin vitroでの小胞形成解析を行ってきた.これまでにおける研究から,タバコBY-2細胞から抽出した膜画分と細胞質画分に,ATPおよび加水分解しないGTPアナログを加え,30度で30分間保温することで,試験管内で小胞形成反応を再構成することに成功している.COPI小胞ならびにCOPII小胞の積み荷タンパク質と考えられるタバコSec22pの小胞画分への回収が,GTP固定型のアナログの存在によって促進されることから,COPIおよびCOPII小胞の形成が示唆されていた.今回,大腸菌から精製した野生型および優性阻害型変異タバコSar1pをin vitro小胞形成反応に添加した.しかしながら,いずれの場合にも小胞形成効率の顕著な変化は見られなかった.また,ラージスケールで行ったin vitro小胞形成反応の小胞画分の電子顕微鏡観察を行ったが、Sec22pが乗り,COPII状のコートをもった小胞は観察されなかった.以上の結果から,Sec22pのCOPII小胞による出芽の効率は,非常に低く,大部分はCOPII以外の小胞によることが明らかになった.また,細胞膜局在型H^+-ATPaseが,尿素処理した膜画分を用いて小胞形成反応を行った場合にも小胞画分に回収されたため,反応温度,反応時間,反応系のタンパク量などの条件を振りながら,反応の至適条件の検討を行った.その結果,温度に依存した小胞形成反応が起こることが明らかになった.また,その至適温度は30度であった.
Eisenstein類を核とした数論幾何的予想の解決に向けた戦略的研究

今年度は昨年に引き続き、太田和惟氏を特任助教、小野雅隆氏を研究員として雇用し、ネコバー・ショル氏によって提唱された混合プレクティックHodge構造の理論の基本的な性質を整備することに努めた。特に、抽象的に定義される混合プレクティックHodge構造の圈の対象を、次元分の重みフィルトレーションとホッジフィルトレーションを伴う加群で具体的に書けることを示した。また、この圈におけるExt群を具体的に記述することに成功した。さらに、重みフィルトレーションが1つしか無い場合、どの様な条件を課すと本当に混合プレクティックHodge構造を与えるかを考察した。これらの成果は論文にまとめて、学術誌へ投稿した。また、Deligne-Beilinsonコホモロジーをlog Dolbeaut複体を基軸とした具体的な複体で記述する研究を進めた。そして、この記述を用いて、乗法群の直積のポリログを具体的に書く研究を進めた。この場合のポリログのHodge実現は、1次元の場合に現れるBloch-Wigner-Ramakrishnannポリログ関数を用いて表されるDeligne-Beilinsonコホモロジーの類であることを具体的に示した。また、これらの研究を通して、総実代数体に付随するある種の代数トーラスの重要性に注目し、この場合のポリログが、総実代数体のHecke L関数と関係の深い、新谷ゼータ関数の特殊値の母関数と関係する可能性を示唆する結果を得た。この結果は、この代数トーラスのポリログと総実代数体のHecke L関数の特殊値が関係することを示唆する、画期的な成果である。プレクティック構造を考察する過程で、総実代数体に付随するある種の代数トーラスに注目することになり、この代数トーラスのポリログと、総実代数体のHecke L関数と関係の深い、新谷ゼータ関数の特殊値の母関数が関係することを示唆する結果を得た。この知見は、極めて画期的であると思われる。よって、当初の計画以上に進展していると考えられる。今後は、総実代数体に付随する代数トーラスのポリログと、新谷ゼータ関数の特殊値の母関数の関係をより詳しく調べていく。特に、新谷ゼータ関数は、coneの取り方に依存して定義される非標準なものであるが、この様な非標準なものと、ポリログの様な標準的なものが何故結びつくのか、考察する。また、このポリログの等分点での値の計算方法も考察する。平成26年度は、当初は普遍アーベル多様体上のポリログを引き戻して得られるHilbert modular多様体のEisenstein類の具体的記述を目指し、4月より共同研究者のGuido Kings氏と研究を開始し、4月に慶應義塾大学で、7月にドイツRegensburg大学で研究打ち合わせを行い、ドイツOberwolfach研究集会にも参加した。この研究集会で、ネコヴァー氏により、プレクティックcohomologyと呼ばれる新しい理論が発表された。この理論が真に有用であれば、分野全体に幅広い影響を及ぼす。特にHilbert modular多様体を扱っていることから、本プロジェクトへの影響も大きいと予測される。また、ネコヴァー氏等は高次元の場合に起こるコホモロジーの番号の問題を回避するアイディアを出しており、この分野の研究が大きく進展する可能性が出て来ている。この研究の動向を注視しつつその間、p進Eisenstein-Kronecker関数の構成に関する研究とp進シグマ関数の収束半径に関する論文の執筆を進め、その後投稿した。12月にネコヴァー-ショルの概説論文が公開されたのを受けて、2月。3が月に2回のプレクティックセミナーを企画して、プレクティックコホモロジーの研究会を開始した。その準備の過程で、プレクティックコホモロジーをHilbert modular多様体ではなく、カスプ上にある総実代数体上定義された乗法群のポリログを直接考える、というネコヴァー氏等とは別の切り口からの研究を推進するという新たな着想を得た。分担者である小林真一氏(東北大学)、安田正大氏(大阪大)などを含めた研究チームを構成し、目下その研究を推進中である。この間、分担者である山本氏、高井氏はEisenstein類の具体的記述の研究を進め、Eisenstein類を記述するのに用いられるある種のコホモロジー類の代数性を証明することに成功した。これと並行して、p進Fourier変換の論文を執筆し、近日投稿予定である。高次元の場合のポリログを具体的に記述するというプロジェクトはそもそも非常に野心的なものであるが、それに対して、ネコバー・ショルのプレクティックの理論を用いてより簡単な場合に高次元のポリログを考察できるというアイディアを発見したことは、今後研究の幅を広げる上でとても有用な成果であり、研究の初年度としては、とても意義深いと思われる。よって、研究は概ね順調に進展していると判断した。今年度は主に、ネコバー・ショル氏によって提唱されたプレクティック構造についての理解を最も中心的な研究課題と位置付けて、この理論を用いて総実代数体の場合に対応するポリログを構成し、具体的記述を目指した。プレクティック構造の理論に関しては概要だけの論文が発表されたが、その後詳細については明らかにされていない。このため、分担者の安田正大氏(大阪大)、小林真一氏(東北大学)とともに6月、7月、9月、10月、11月、12月、1月、2月と計8回、24日間に渡る短期集中型の研究会を行った。

この研究会には、坂内、山本(分担者)、高井(特任助教)、太田(特任助教)、山田(D2)も加わり、期間中終日議論を行う、という形式で研究を進めた。主に1Hodge実現の場合のプレクティック構造の理解と諸性質の証明、2総実代数体の場合に対応するポリログの構成、3Beilinson予想が導かれるための仕組みの理解、の3点を主な研究目標とした。結果として、プレクティック構造のHodge実現の振る舞いについて予測でき、2のポリログを極めて自然な形で構成できることが判明し、プレクティック構造の導入により高次元の場合の番号が見事に合うことを確認できた。この構成をもとに、ポリログを具体的に記述するための微分方程式の予測が立ち、べき級数の収束を無視した形式的な計算で、Beilinson予想で期待されるゼータ関数の特殊値が導かれることが期待される状況となった。以上、2015年度の4月から11月は、研究が極めて順調に進んだ。しかしその後、思いのほか困難に直面し、部分的な進展はあるものの現時点で決定的な成果は上がっていない。また、以上の研究と並行して、Hilbert modular多様体のEisenstein類の具体的表示に関するKings氏との共同研究も行った。今年度の最初の8ヶ月は、プレクティックを利用した理論で極めて興味深い成果が得られるという意味で、期待以上の進展が見られたが、その後、その結果を具体化する段階で困難に直面したため、全体としては概ね順調に進展している程度と考えられる。今年度は昨年に引き続き、ネコバー・ショル氏によって提唱されたプレクティック構造の理解を最も中心的な研究課題と位置付けて、特にプレクティック混合ホッジ構造の基礎理論の整備に大半の時間を費やした。Kings氏とのHilbert多様体のEisenstein類の具体的決定の研究は、思いの外進まなかった。具体的には、今年度の前半の5月と6月の計2回、34日間に渡り、分担者の安田正大氏(大阪大)、小林真一氏(東北大学)とともに短期集中型の研究会を行った。この研究会には、山本(分担者)、高井(特任助教)、太田(特任助教)、山田(D2)も加わり、期間中終日議論を行う、という形式で研究を進めた。その後、今年度後半は、得られた成果に関する論文の作成を行った。混合プレクティックホッジ構造は、混合ホッジ構造の淡中基本群のg直積の表現空間と定義され、これがg個の重みフィルトレーションとg個のホッジフィルトレーションをもつ対象として表されることはすぐに導かれる。しかしながら、幾何学的な状況では自然な重みフィルトレーションは1つしか無いことから、混合プレクティックホッジ構造を1つの重みフィルトレーションを使って記述する方法が望まれる。論文執筆の最大の鍵は、1つの重みフィルトレーションが持つべき条件を綺麗に書き出すことにある。今年度の後半は、主に慶應数理の坂内、山本、山田が中心となり、条件の詳細を決定した。現在、論文プレプリントの初稿が完成したところである。Kings氏とのHilbert多様体のEisenstein類の具体的決定の研究についての進展は無かったものの、ネコバーショルでは詳しく書かれていなかった混合プレクティックホッジ構造の基礎理論が整備されたので、研究全体としては概ね順調であると判断する。
初期心拍動に異常を示す遺伝子変異マウスの解析

マウス810日胚の心臓領域をビデオ記録し、Cx43・Cx45・心筋トロポニンT(cTnT)遺伝子変異マウスにおける拍動異常を記述する過程において、野生型の胚における正常な心臓発生の過程も明らかとなった。マウスの3体節期に心拍動が開始することに統計的な記述がなされた報告は過去になく、ビデオ撮影から明らかになった詳細な拍動様式とともに論文をまとめて報告した。正常胚の拍動パターンを記述したこの報告をもとに、遺伝子変異マウスの表現型を以下のごとく取りまとめて論文として発表する予定である。心筋に特異的に発現するcTnT欠損マウスは、心筋収縮を示さず胎生10日で死亡した。電子顕微鏡所見及び免疫組織化学所見から、cTnT欠損心筋では太いフィラメント・細いフィラメントが双方存在するにもかかわらず、トロポニン複合体が細いフィラメント上に形成されないことが判明した。そのことにより、フィラメント間のすべりが制御不能となりサルコメア構造物が解離して表現型を引き起こすと考えられた。また、特異条件下Cx45欠損マウスとCx43欠損マウスを組み合わせ、初期心拍動と心内膜床の形成に関して、Cx43の関与は薄いこと、Cx45が心筋層において欠損したときに心筋伝導障害が起こること、及びCx45が心筋層と心内膜層の双方で欠けたときにのみNfatclの不活性化による心内膜床障害が起こること、を明らかにした。心拍開始期のcTnT欠損心筋においてCa測定をしてみたところ、細胞間で協調したCa変動を測定できた。このことは心拍開始期のギャップ結合の存在を示しているが、Cx45欠損心筋でも心拍開始期には協調収縮が見られることから、それはCx45によるものではない。現在、そのギャップ結合の所在を探求すべく新たな研究が進行中である。すべての体細胞でCx45を欠損(Cx45-KO)、心筋特異的にCx45を欠損(Cx45-CA)、血管内皮特異的にCx45を欠損(Cx45-Tie2)したマウス胎児の表現型を比較して次の所見を得た。1.Cx45-KOマウスは心筋伝導障害と心内膜床形成障害を示し、心内膜に発現するCa^<2+>依存転写因子Nfatclは細胞質型(不活性型)であった。胎児は10日で致死。2.Cx45-CAマウスは心筋伝導障害を示すが心内膜床形成障害を示さず、心内膜のNfatclは核型(活性型)であった。胎児は!0日で致死。3.Cx45-Tie2マウスは心筋伝導障害も心内膜床形成障害も示さず、心内膜のNfatclは核型(活性型)であった。マウスは異常を示さず成獣になった。さらに、もうひとつの心筋コネキシンであるCx43を欠損させて表現型を比較したところ、4.Cx43-KOかつCx45-KOの遺伝子型を持つマウスは、Cx45-KOマウスと同一の表現型を示すことが明らかとなった。次に、心筋に特異的に発現し、心筋収縮に必須である心筋トロポニンTを欠損(cTnT-KO)したマウスを作製して、次の所見を得た。5.cTnT-KOマウスでは、心筋収縮はみられず、心内膜床形成障害を示し、心内膜のNfatclは核型(活性型)であった。胎児は10日で致死。以上の所見から、胎児における初期の心拍動では、心筋細胞間のギャップ結合蛋白としてCx45が最も重要であることがわかった。さらに、心内膜床形成障害は、Cx45が心筋層と心内膜層の双方で欠けたときにのみみられることがわかった。cTnT-KOは胎児の発育障害による二次的な心内膜床形成障害を示すが核型のNfatcl発現パターンを示すことから、Cx45-KOにおける心内膜床形成障害は発育異常による二次的なものではない。以上の所見をもとにより精密な分子機構の解析を進めている。