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ニトロソ化シグナル伝達制御系の解明

細胞内へ取り込まれたCysNOは細胞内で他のタンパク質をニトロソ化するためのドナーとして使われるが,過剰なSNO化反応を抑制するため細胞内で酵素的に代謝されること,さらにその代謝酵素活性は細胞種により異なることなども明らかにした.このSNO化制御酵素は新規の発見であり,同定を試みているところである.現在まで,SNO消去活性の測定法・特異的補酵素の必要性・細胞内局在・遺伝子発現レベルとの相関性の検討などを終了し,そのタンパク質分子がほぼ明らかになりつつある.また,酵素活性を阻害する薬物も見出し,薬物的にSNO化反応を制御することも可能になりつつある.本酵素活性により,細胞内へ導入されるSNO化シグナルが制御されることも明らかにした.SNO化グルタチオン代謝酵素(GSNOR)に匹敵する酵素活性を有すること,さらにGSNORよりも本酵素が細胞内へ過剰にSNO化シグナルが導入されることを防ぐために重要であることなども,血管内皮細胞を用いた系で明らかにされている.一酸化窒素(NO)による細胞間シグナル伝達の機序と制御系を解明することを目的とした本研究は,これまでニトロソ(SNO)化合物に着目し研究を行ってきた.隣接細胞へのNOの伝達は,これまで考えられてきた拡散によるもの以外に,SH基を有するアミノ酸(主にシステイン)をキャリアーとして,アミノ酸トランスポーターを通じて行なわれる経路を見出してきた.この経路は,トランスポーターの存在を必要とするため,シグナル伝達の方向性を生み出すことができることが,拡散による伝達とは大きく異なる点である.さらに細胞内へ取り込まれたSNO化合物は他のタンパク質をSNO化するためのドナーとして使われるが,細胞内への過剰なSNO化合物の流入はストレスとなり,細胞障害性に働く.アミノ酸トランスポーターは競合阻害以外にアミノ酸流入の制御を行なわないため,SNO分子の増大が直接,隣接する細胞に伝わってしまうためである.SNO化合物は細胞内で複数の代謝系酵素により不活化されていることが知られてきたが,本研究課題では新たなSNO化合部の代謝酵素を同定した.この酵素系は,とりわけ過剰なSNOストレスの防御系として作用していることが明らかとなった.例えば,血管内皮細胞は過剰なSNOストレス暴露により細胞間接着が減弱するが,これは細胞膜上の接着分子に対してSNO化合物が障害的に作用することが原因となっている.新規のSNO化合物代謝酵素活性は,血管内皮細胞における防御系として重要であることも明らかにした.細胞間のシグナル伝達モデルとして血管系に着目し,内皮細胞から産生されたNOが血管平滑筋細胞において引き起こす作用を解析することから,組織内におけるNOシグナル伝達の効果を検討した.その結果,チオレドキシンを介した抗酸化機構に対して促進・抑制の制御因子として働いていることが明らかにされてきた.本研究は一酸化窒素(NO)による細胞間シグナル伝達の機序と制御系,標的細胞におけるNOの作用を解明することを目的として研究を実施してきた.
人工多能性幹細胞（iPS細胞）を用いた悪性高熱症の低侵襲的診断法の確立

悪性高熱症の診断には、機能検査として筋生検によるCa-induced Ca release(CICR)検査などが必要であるが、特に小児患者においては筋生検が侵襲的検査であることが問題である。本研究は、血液もしくは皮膚から人工多能性幹細胞(iPS細胞)を作成した後、iPS細胞から作成した筋組織を用いて機能検査を行うことによって、悪性高熱症の低侵襲的診断法を確立することを目的とした。まず血液からのiPS細胞を試みたが細胞の作製が困難であったため、使用する材料を線維芽細胞に変更して、線維芽細胞からのiPS細胞作成を試みるとともに、線維芽細胞に直接骨格筋細胞への分化誘導を促す転写因子を組み込んだ遺伝子発現ベクターを導入することにより、線維芽細胞を筋芽細胞に分化させて骨格筋細胞を作成する代替実験を行った。また、機能検査と並行して計画していた遺伝子情報解析の一環として、対象となるCICR検査を行われた患者から新たに同定された遺伝子変異に対して、human embryonic kidney細胞(HEK細胞)を用いた機能解析を行った。線維芽細胞からのiPS細胞作成は血液からの作成と同様に困難であり、研究期間中に確立するには至らなかった。代替実験としての線維芽細胞から筋芽細胞への転換を経た筋管細胞作成は可能となったが、筋管細胞の安定した培養および機能解析を安定して行える状況には至らなかった。一方、HEK細胞による機能解析の結果からは、今回解析した遺伝子変異が悪性高熱症の発症原因の一つである1型リアノジン受容体の機能異常をきたすことが示されたため、その成果について論文発表を行った。従来、悪性高熱症の診断のための機能検査としては筋生検によるCa-induced Ca release(CICR)検査やIn vitro contracture test (IVCT)が必要であり、特に小児患者においては筋生検が全身麻酔を伴う侵襲的検査であることが問題であった。本研究は血液もしくは皮膚から人工多能性幹細胞(iPS細胞)を作成した後、iPS細胞から筋組織を作成して機能解析を行うことで、悪性高熱症の低侵襲的診断法を確立することを目的としている。本年度はiPS細胞作成およびiPS細胞からの骨格筋細胞作成を確立させることを目標としていたが、血液からのiPS細胞作成が困難であったため、研究立案時に計画していた代替手法としての線維芽細胞を利用した骨格筋細胞作成をiPS細胞作成と並行して開始した。骨格筋細胞への分化誘導を促す転写因子(MyoD1)を組み込んだ遺伝子発現ベクターをiPS細胞に導入することで、iPS細胞から骨格筋細胞への分化を促進させることができると考えられるが、線維芽細胞にMyoD1を導入することでも同様に骨格筋細胞への分化が期待できる。線維芽細胞にMyoD1を導入すると、まず線維芽細胞が単核の筋芽細胞へと転換され、筋芽細胞が増殖融合することで多核の筋管細胞となり最終的に筋収縮能を持つこととなる。筋管細胞を培養増殖させることで筋細胞としての機能解析を行うことが可能となるが、本年度は病的素因を持たない線維芽細胞に遺伝子導入を行い筋管細胞を作成する段階まで実現することができた。iPS細胞の作成方法はいくつか報告されているため、従来の方法に則り作成を行うこととし、当大学の他教室で行われているiPS細胞を用いた研究も参考としてiPS細胞を作成するよう計画していたが、作成する際の条件などの問題によりiPS細胞の作成には至らなかった。条件を変更して再検討したが、やはり作成が困難であったため、代替手段としての線維芽細胞を使用した実験を開始した。悪性高熱症の診断には、機能検査として筋生検によるCa-induced Ca release(CICR)検査やIn vitro contracture test (IVCT)が必要であり、特に小児患者においては筋生検が全身麻酔を伴う侵襲的検査であることが問題である。本研究は、血液もしくは皮膚から人工多能性幹細胞(iPS細胞)を作成した後、iPS細胞を筋細胞へ分化誘導し、筋細胞を培養増殖させて作成した筋組織を用いて機能解析を行うことで、悪性高熱症の低侵襲的診断法を確立することを目指している。前年度は血液からiPS細胞を作成することが困難であったため、今年度は使用する材料を線維芽細胞に変更して、線維芽細胞からのiPS細胞作成を試みるとともに、線維芽細胞にiPS細胞を経由せずに直接骨格筋細胞への分化誘導を促す転写因子(MyoD1)を組み込んだ遺伝子発現ベクターを導入することにより線維芽細胞を筋芽細胞に分化させて骨格筋細胞を作成する代替実験を前年度から継続して行った。線維芽細胞からのiPS細胞作成は血液からの作成と同様に困難であり、本年度中は確立するに至らなかった。代替実験としての線維芽細胞から筋芽細胞への転換を経た筋管細胞作成は可能となっているが、次の段階である筋管細胞による機能解析を安定して行える状況には至っていない。HEK細胞による機能解析の結果からは、今回解析した遺伝子変異が悪性高熱症の発症原因の一つである1型リアノジン受容体の機能異常をきたすことが示されたため、その成果について学会発表を行った。iPS細胞を作成する上で必要なベクターの選定や使用する試薬、培養環境の問題などがiPS細胞作成ができていないことに影響していると考えられる。

線維芽細胞から直接筋細胞を作成する代替実験に関しては、作成した筋管細胞のうち機能解析を行うことができるリアノジン受容体を発現した細胞の数が十分確保できていないことが問題となっている。悪性高熱症の診断には、機能検査として筋生検によるCa-induced Ca release(CICR)検査などが必要であるが、特に小児患者においては筋生検が侵襲的検査であることが問題である。本研究は、血液もしくは皮膚から人工多能性幹細胞(iPS細胞)を作成した後、iPS細胞から作成した筋組織を用いて機能検査を行うことによって、悪性高熱症の低侵襲的診断法を確立することを目的とした。まず血液からのiPS細胞を試みたが細胞の作製が困難であったため、使用する材料を線維芽細胞に変更して、線維芽細胞からのiPS細胞作成を試みるとともに、線維芽細胞に直接骨格筋細胞への分化誘導を促す転写因子を組み込んだ遺伝子発現ベクターを導入することにより、線維芽細胞を筋芽細胞に分化させて骨格筋細胞を作成する代替実験を行った。また、機能検査と並行して計画していた遺伝子情報解析の一環として、対象となるCICR検査を行われた患者から新たに同定された遺伝子変異に対して、human embryonic kidney細胞(HEK細胞)を用いた機能解析を行った。線維芽細胞からのiPS細胞作成は血液からの作成と同様に困難であり、研究期間中に確立するには至らなかった。代替実験としての線維芽細胞から筋芽細胞への転換を経た筋管細胞作成は可能となったが、筋管細胞の安定した培養および機能解析を安定して行える状況には至らなかった。一方、HEK細胞による機能解析の結果からは、今回解析した遺伝子変異が悪性高熱症の発症原因の一つである1型リアノジン受容体の機能異常をきたすことが示されたため、その成果について論文発表を行った。今後も引き続きiPS細胞作成を試みるが、困難である場合は線維芽細胞を使用した実験を並行して進めていく。正常線維芽細胞から筋管細胞への作成は可能となったため、安定した筋管細胞培養の確立と機能解析を次段階の目標とする。正常細胞での機能解析が可能となれば、患者由来の組織を使用して同様の実験系で機能解析を試みる。iPS細胞の作成に関しては、自施設での作成が困難である場合は細胞を購入して実験を進めることを検討する。線維芽細胞から直接筋細胞を作成する代替実験に関しては、作成した筋管細胞の培養条件を再考して安定した細胞培養法を確立した上で機能解析を試みる。遺伝子情報解析に関しては、今年度に得られた成果を論文化して報告する。物品費が当初の見込みより必要なかったため、次年度以降の物品購入に充てることとした。(理由)物品費が当初見込みより必要なかったため、次年度以降の物品購入に充てることとした。(使用計画)細胞購入、細胞培養、遺伝子導入、データ解析に必要な物品を購入する予定である。細胞培養や遺伝子導入、データ解析に必要な物品を購入する予定である。
卵巣癌の腹膜播種に関連する糖鎖遺伝子の解析を臨床的意義

各種卵巣腫瘍組織中に存在する糖脂質の種類、糖脂質パターンの変化を分析し、癌化に伴い特異的な糖脂質が増量すること、また卵巣癌腹膜播種モデルの作成により、高転移能の獲得がLewis^xと関連している事実を明らかにしてきた。この現象の背景には、従来の報告に見られない全く新しい糖鎖リガンドの存在が予想され、その解明が急がれる。そして、腹膜播種という転移機構は、複数の遺伝子異常の蓄積により発生頻度が上昇することが予想される現在、細胞外基質分解酵素・細胞外基質分解酵素活性化物質・運動因子・接着因子など腹膜播種性転移関連遺伝子群の腫瘍細胞での発現を遺伝子レベルで検討することが重要課題となった。そこで本研究では、卵巣癌の腹膜播種に関わるリガンド蛋白質の解明を中心に研究を進めた。研究結果:1.卵巣癌腹膜播種高転移モデルを用いた高転移能の獲得に対する生化学的解析高転移細胞においてはLewis^xが増加しており、その高発現はステアリン酸を含む糖脂質が増加した結果であることが判明した。卵巣癌細胞における腹腔内への高播種能の獲得は、腹腔内への繰り返し移植の結果により増量したLewis^xに関連することが示唆された。2.腹膜播種に関連して発現する遺伝子の解析組織型の異なる卵巣癌培養細胞株10株について癌細胞中に発現する癌遺伝子産物(ErbB-2,EGFR)のphenotypeをWestern blottingにより解析した処、両者共殆どすべての細胞に発現し、さらに抗癌剤耐性細胞でより顕著な発現がみられた。3.卵巣癌診断及び治療への応用以上の結果、複合糖脂質の差が卵巣癌の転移能の差として捕えることが可能となり、臨床面において複合糖脂質による転移の予後診断、さらには転移関連糖鎖抗体、または同ペプチドの腹膜播種阻害による治療へとつながり、卵巣癌の予後の改善が得られると考える。研究結果癌細胞の生化学的分析異なる組織型を有する卵巣癌培養細胞株を生化学的かつ免疫学的に分析した結果、組織型の差により特徴ある糖脂質が含まれること、さらには腫瘍の癌化に伴い糖脂質が変化する事実などが認められた。特に粘液性腫瘍においては、組織中に含まれる酸性糖脂質の90%以上がスルファチドであり、一方他の組織型におけるスルファチドは40%以下であった。さらに詳しい分析により、粘液性腫瘍に特異的に発現するスルファチドはN-cerebronoyl phytosphingosineを含むI^3SO_3-GalCerと判明し、一方その他の腫瘍におけるスルファチドはN-non-hydroxyfatty acylsphingosineを伴ったI^3SO_3-GalCerであることが判明した。また、Le^a及びLe^b抗体に対する反応は粘液性癌において強陽性を示した。卵巣癌腹膜高転移モデルを用いた高転移能の獲得に対する生化学的解析当研究室で樹立した表層上皮由来卵巣癌を中心とした数種の細胞株についてその細胞表面糖鎖を解析した。次に各細胞株の転移脳をヌードマウス腹腔内に細胞を接種して評価すると共に、繰り返し移植することにより高転移性の細胞を選択した。さらに、得られた細胞株(RMG-I)の表面糖鎖について抗Lewis^xモノクローナル抗体を用いたFlow Cytometry及びTLC-Immunostainingによる分析を行った。その結果、高転移細胞においてはLewis^xが増加しており、その高発現はステアリン酸を含む糖脂質が増加した結果であることが判明した。

1.腹膜播種に関連して発現する遺伝子の解析組織型の異なる卵巣癌培養細胞株10株について、癌細胞中に発現する癌遺伝子産物(ErbB2,EGFR)のphenotypeをWestern blottingにより解析し、以下の結果を得た。(1)ErbB2は殆どの細胞で発現し、さらにRMG-1(明細胞)及びHTOA(漿液性)に顕著に、またOVISE(明細胞)に中等度に発現した。(2)EGFRは殆どの細胞で発現し、さらにOVISE(明細胞)においてErbB2との共発現がみられた。以上の癌遺伝子はいずれも卵巣癌患者の予後に関与する重要なfactorであると共に、特にErbB2及びEGFRは転移増強に働くことが報告されている。さらにErbB2及びEGFRはいずれも抗癌剤耐性に関与する因子(抗癌剤によるアポトーシスを阻害)として近年注目されている。2.卵巣癌診断及び治療への臨床応用本研究の成果により、卵巣癌細胞の転移能の差として捕えられることが可能となり、臨床面において複合糖脂質による転移の予後診断、さらには転移関連糖鎖抗体、または同ペプチドの腹膜播種阻害による治療へとつながり、卵巣癌の予後の改善が得られるものと考える。また、ErbB2由来ペプチドを用いたHLA-24拘束性CTLクローンが樹立されれば、細胞障害活性を利用した腫瘍免疫法へも展開が広がる可能性がある。さらに、ErbB2に関するモノクローナル抗体であるHerceptinは我々のErbB2高発現株RMG-1担癌マウスに対する単独、またはTAXOLとの併用投与実験において、いずれの場合にも腫瘍増殖抑制効果を示した。その結果、抗ErbB2抗体(Herceptin)による治療は、抗癌剤耐性卵巣癌及び再発癌の治療にも有効である可能性が示唆された。
可動性捕食者が潮間帯下部群集構造にもたらす影響

(1)可動性捕食者は水域の生態系に普遍的に存在するが、生態系あるいは群集内での可動性捕食者の役割を把握することは困難が多く、研究例も少ない。本研究では亜熱帯性岩礁潮間帯における可動性捕食者の生態を調べるため、目視観察、定置網およびトラップを利用したフィールド調査を九州西岸・天草下島の外洋性岩礁にておこなった。調査は、時間的な変異性を考慮して、異なる季節に亘り昼および夜、大潮時と小潮時の両方で実施した。目視観察では20mのトランゼクトを用い、夜間の観察では赤外線ライトを利用した。また、満潮時にはスノーケリング調査も実施した。定置網による調査では、高さ3mの定置網を干出時に設置し、上げ潮時から満潮時にかけて移動する動物を採集した。また、トラップによる採集もおこなった。(2)合計で40種以上の捕食性動物が記録されたが、魚類、甲殻類および頭足類が多く、特に魚類ではTakifugu niphobles、甲殻類ではPlagusia dentipes、頭足類ではOctopus parvusが個体数で卓越していた。このうち、魚類は満潮時に潮間帯に移動・利用し、タコ類は夜間に活動、十脚類は昼夜両方活動する傾向が見られた。これらの捕食動物が岩礁潮間帯で多岐にわたる食物資源を利用していることが明らかになり、特に岩盤上に固着するブジツボChthamalus challengeriが重要な資源になっていることが示唆された。この点をさらに詳しく検討するために、岩礁潮間帯に様々なデザインのステンレス製ケージを設置し、異なる捕食者の排除実験をおこなった。捕食者をすべて排除したケージでは、フジツボの生存率が明らかに高かった。このことは、潮間帯中上位の固着生物資源が生態系のエネルギー資源として可動性捕食者により取り込まれていることを示す重要な一知見である。(1)亜熱帯性岩礁潮間帯における可動性捕食者の生態を調べるため、目視観察、定置網およびトラップを利用した定期調査を九州西岸・天草下島の外洋性岩礁にておこなった。目視観察では20mのトランゼクトを用い、大潮時と小潮時の両方で実施した。満潮時には、スノーケリング調査をおこなった。10分間の観察を一単位とし、観察対象の動物の行動を妨げないよう細心の注意を払い、夜間の観察では赤外線ライトを利用した。定置網およびトラップによる調査は、目視観察を補完するために行い、特に定置網は設置場所として問題のある岩礁潮間帯で利用するために、試行錯誤によるデザイン開発を必要とした。高さ3mの定置網を干出時に設置し、上げ潮時から満潮時にかけて移動する動物を採集した。また、網に掛かりにくい動物は、トラップによる採集により補填した。(2)岩礁潮間帯の潮位0.5mから2.5mの範囲で多くの捕食性動物が記録されたが、魚類、甲殻類および頭足類が個体数で卓越していた。胃内容物の予備調査の結果から、これらの動物がきわめて多岐にわたる食物資源を利用していることが明らかになった。すなわち、岩盤に固着するフジツボ類を含め潮間帯に生息する生物すべて可動動物の食物資源となりうることがわかった。さらに、動物種間で資源利用のパターンに違いのあることが示唆された。また、潮位の変化に伴い、徐々に高潮位に移動しつつ摂食する例も観察された。これら可動性捕食者の多様性が、本調査地における藻類食性貝類のアバンダンスを抑えている可能性がある。
X線CTと放射化分析による弥生時代前期における小区画水田群の湛水実態の評価

弥生時代前期の水田の湛水状態を推定するために以下の研究を行った。1弥生時代前期の出土米ブロックに含まれる小穂のX線CT画像の解析によって、生育中の湛水状態に影響される玄米の成長程度を評価できることを明らかにした。2異なる湛水状態で生育させたイネや雑草の種子のCdとAsの濃度分析から、Cd/As濃度比がそれらの生育した水田の湛水状態の指標となることを明らかにした。3弥生時代前期の水田の作土表面の起伏の程度と畝の高さに支配される湛水深の空間変動の解析によって、当時における小区画水田群での潜在的な湛水状態を明らかにした。1H26に2水準の湛水条件(常時湛水と常時非湛水)と2水準の土壌条件(弥生前期水田土壌と現代の水田土壌)で生育させたイネの玄米と土壌を供試し、元素組成(Cd、As、Cd/As比)を京都大学原子炉実験所(大阪府泉南郡熊取町)においてICP-MSにより測定し、湛水・土壌条件と元素組成との関係を解析し、実験手法の確認を行った。24水準の湛水条件(常時湛水、栄養成長期のみ湛水、生殖成長期のみ湛水、常時非湛水)と2水準の土壌(弥生前期水田土壌と現代の水田土壌)で生育させた、弥生時代前期に渡来したと推定される遺伝的背景を持つイネ、およびホタルイの子実を供試し、1の手法によって元素組成(Cd、As、Cd/As比)を測定し、湛水・土壌条件と元素組成との関係を明らかにした。3奈良県御所市の中西・秋津遺跡で検出された弥生時代前期の小区画水田から予め採取した水田土壌を水洗し、ホタルイ種子を圃場別に採取した。京都大学原子炉実験所の原子炉が適合確認のため停止し、中性子放射化分析が実施できなくなったが、原子炉実験所においてICP-MS分析を実施し、おおむね計画通りの研究実績を得ることができたため。1)異なる湛水条件で生育させたイネおよびホタルイの子実中の元素組成のICP-MSによる分析結果から、Cd/As濃度比が、それらが生育した水田の湛水状態の指標となることを明らかにした。しかし、イネや雑草の生育が不良である場合、Cd/As濃度比が湛水状態の指標として利用できない可能性が示唆された。また、弥生時代前期の出土米のAs濃度に出土米の包含層土壌のAs濃度の影響が示唆された。2)弥生時代前期(BC480 ±30)の包含層から出土した小穂(籾)と穂の一部を含む塊状の出土米(出土米ブロック)の放射光を用いたX線Computed Tomography(CT)計測をSPring-8において実施し,画素サイズ25マイクロメートルの計測条件で得られた籾と玄米の画像の解析から両者の厚みを比較することで、生育中の湛水状態に影響される籾の登熟程度を評価できることを明らかにした。3)弥生時代前期後半では、1小区画水田は微地形や小水路によって区分された単位ごとに水管理され、2その単位間で水田の構造や湛水機能が異なることが判明した。さらに、弥生時代前期末には、3同前期後半の水田の上に拓かれた水田でその構造の改良によって湛水機能が著しく向上したと考えられる事例が確認された。一方、4弥生時代前期前半の奈良盆地に最初に導入されたと推定される水田は湛水機能が劣り、その利用形態がその後の弥生時代前期後半とは異なる可能性が示唆された。1炭化米ブロック内のイネの穂と、標準試料のイネの穂の3次元形状をSpring-8(高輝度光科学研究センター、兵庫県佐用郡佐用町)においてX線CT法により測定する。そして、3Dレンダリングにより灌漑水の不足により退化した穂の形状とその程度を解析する。2中性子放射化分析により、出土米およびホタルイ種子と標準試料の玄米とホタルイ種子、および土壌の元素組成を測定する。3標準試料を作成した4水準の湛水条件および2水準の土壌条件と1、2の結果から、炭化米ブロック、出土米、ホタルイ種子が検出された小区画水田それぞれの湛水状態を推定する。栽培システム学京都大学原子炉実験所の原子炉が適合確認のために停止し、中性子放射化分析を実施することができず、それにかかる経費を執行できなかったため。京都大学原子炉実験所の原子炉は平成28年秋以降に再稼働予定であるため、中性子放射化分析を実施し、それにかかる経費を執行する。
徐放作用を有する網膜接着糊を用いた網膜剥離および虚血性網膜疾患の治療法

網膜剥離は治療成績が向上したが、現在でも改善の余地がある。本研究では、網膜接着剤の開発を目的とし、細菌由来トランスグルタミナーゼ(mTG)を用い、家兎眼による実験的網膜剥離モデルにおいて、網膜被覆効果を検討した。手術後1週以上、混合液が網膜上に残存し、網膜裂孔を被覆していた。網膜剥離は全て復位した。眼科用粘弾性物質を用い、同様の検討を行ったところ網膜は復位し、粘弾性物質は速やかに吸収除去された。さらに硬性内視鏡を用いた眼底観察法による臨床応用を行った。無水晶体眼、眼内レンズ挿入眼では鋸状縁部までの眼底観察が可能であることがわかり、先天性隅角形成異常患者の隅角観察にも有用であることがわかった。前年度に引き続き、bacteria由来のtransglutaminase (microbial tranglutaminase; mTG)を用いた、新規の網膜接着剤の、基礎的研究を行った。実験的裂孔原性網膜剥離に対し、mTG-gelatinの複合体を塗布したところ、1週間以上の網膜接着効果を示し、結果としてフィブリン糊と同等以上の効果を発揮した。一方、早期の臨床応用を目指し、現在臨床で用いられている粘弾性物質(ophthalmic viscosurgical device; OVD)を用いた基礎実験も並行して行った。OVDはフィブリン糊やmTG-gelatinの複合体に比べ、接着効果は弱いものの、数日間の網膜表面での滞留効果を示し、十分網膜被覆に役立つ可能性があることが示された。またOVDの被覆により、網膜裂孔の閉鎖効果も期待されることがわかり、今後も検討の余地が十分あることが示された。さらに、硬性鏡を用いた網膜周辺部観察法の開発にも着手した。本法は従来、小動物の眼底観察法として用いられてきたものであるが、ヒト眼底周辺部、特に前房隅角から鋸状縁までの従来の機器では観察困難であった領域の診察に威力を発揮することがわかり、臨床研究倫理審査委員会の承認のもと、臨床研究を開始した。網膜剥離術後の眼底観察および詳細な所見の記録に有用であることがわかり、今後もさらに研究を発展させていく予定である。平成25年度は主として以下の3点について検討した。1. adult male ratを用い,網膜静脈閉塞モデルを作製し、薬剤含有網膜糊貼付による網膜血管再構築における影響の検証を行った。作製した実験的網膜静脈分枝閉塞症モデルにおいて網膜糊貼付による網膜硝子体界面の変化と、血管再構築の変化を血管内皮の構造(内皮細胞間のgap構造、fenestrationの有無,vesico-vacuolar organellaの有無)と血管の成熟化の指標となる基底膜、pericyteの存在とその構造についても比較検討を行った。結果として対照眼と比べ、網膜糊注入眼では、有意な炎症性変化が認められ、血管再構築を評価するに十分なデータが得られなかった。採用する網膜糊の量が、眼球容積に比較し、大量であったこと、網膜糊の基質となるゼラチンに対する炎症反応が強かったことが推察された。。2.眼科用粘弾性物質を用いた網膜裂孔閉鎖法の解析、家兎眼に裂孔原性網膜剥離モデルを作製し、硝子体手術後、硝子体腔内にPFCを滴下し、剥離網膜伸展させ、PFCと網膜の間に27G針を挿入し、眼科用粘弾性物質を塗布する。PFCを吸引除去し、術後経過を観察した。眼科用粘弾性物質により、網膜は復位し、眼科用粘弾性物質は速やかに吸収除去された。3.本研究の実験手技の一つである、硬性内視鏡を用いた眼底観察法は、眼底周辺部の観察に加え、前房隅角の観察に優れる。我々は通常の眼底観察法に加え、前房隅角の観察に有用である点を踏まえ、臨床研究審査委員会の承認のもと臨床法要を開始した。まず裂孔原性網膜剥離術後、増殖硝子体網膜症術後の患者を対象に検討を行い、無水晶体眼や眼内レンズ挿入眼では鋸状縁部までの眼底観察が可能となることを報告し、さらに先天性隅角形成異常(Peters' anomaly)患者の隅角観察にも本手法が有用であることを報告した。平成23年度の実験計画では、1. mTGの毒性試験、適正濃度、基剤の決定および2.家兎眼に対する手術とした。1. mTGの毒性試験、適正濃度、基剤の決定:家兎眼の硝子体腔内に0.01U/0.1ml, 0.1U/0.1ml, 1ml/0.1mlのmTGを注入し、1、3、7、14日後に網膜電図を測定し、網膜の機能的評価を行った。いずれの濃度においても網膜電気生理学的異常は認められなかった。

眼摘後の光学顕微鏡的検討においても、形態的異常を認めなかった。新鮮摘出豚眼を用いた網膜接着剤としての探索を目的とした検討では、bovine gelatinのみが有用であると判明した。2.家兎眼に対する手術:眼科学教室に設置した硝子体手術システムを用い、1.麻酔、2. 23Gシステムによる硝子体切除、人工的後部硝子体剥離の作製、3.23Gバックフラッシュニードルによる意図的網膜裂孔および網膜剥離の作製、4.液体パーフルオロカーボンによる網膜伸展、および液空気置換による灌流液除去、5.基剤とmTG混合液の網膜裂孔表面への貼付、6.パーフルオロカーボンの除去と硝子体腔内への灌流液充填、縫合の手順を行った。手術後は1、3、7日にtopical endoscopy fundus imaging法による眼底観察と光干渉断層計による検討を行い、摘出眼の光学顕微鏡、および走査型電子顕微鏡用的評価を行った。手術後1週以上におよび基剤(gelatin)とmTG混合液が網膜上に残存し、網膜裂孔部位を被覆していた。網膜剥離は検討した個体全てで復位を認めた。一方基材のみを塗布した個体では網膜裂孔の被覆には至らなかった。現在、実験的網膜静脈分枝閉塞症モデルラットを用いて、網膜循環障害に対する正常なレスポンスを形態学的、分子生物学的に究明中である。特に再疎通までの経時的変化、血管構築の差異、網膜に発現するサイトカインの差異を検証しており、初年度に検討を行った、網膜接着糊の研究結果を踏まえ、徐放剤としての検討を行う。臨床研究としてヒアルロン酸コンドロイチン硫酸合剤(ビスコート®)を用いた裂孔閉鎖法の臨床応用を試みる。ビスコート®は空間保持を目的として白内障手術に用いられる薬剤であるが、従来の粘弾性物質と異なり、組織親和性が高いことが特徴である。本剤を用いることで短期間の網膜接着効果が期待できるため、腹臥位による安静保持を軽減もしくは不要にできることが期待できる。今年度は以下の検討を行う予定である。1.ヒアルロン酸ーコンドロイチン硫酸混合眼科用粘弾性物質(OVD)を用いた網膜剥離復位の検討:先の検討で確立した手法を用い、あらたな接着剤としてヒアルロン酸ーコンドロイチン硫酸混合OVDを用いる。2.実験的網膜静脈分枝閉塞症モデル(modified from Genevois et al. IOVS 2004)と網膜血管の組織学的検討Brown Norwayrat (adult male)を用い,ketamin,xylazineにて全身麻酔の後、網膜静脈に対し光凝固を行う。スリットランプ下に前置レンズを用い眼底を観察した後、上方の網膜静脈に対し,約4乳頭径はなれた部位でレーザー光凝固を施行する(照射条件; power: 100-150nm, duration: 500mseconds, spot size: 50μm, wave length: 534nm)。2ー5発の範囲で完全な網膜静脈の閉塞を確認する。光凝固の後血流の途絶の有無について、topical endoscopy fundus imaging下で蛍光眼底造影を行いながら確認する。網膜組織の検討には一般的な切片作製による検討に加え,レクチン染色による血管内染色法により光学顕微鏡的な血管構築の変化を観察する。またさらに微細構造の観察のために透過型電子顕微鏡による観察と、我々が過去におこなったvibratomeによるマイクロスライス法を用いた網膜血管の内腔の走査型電子顕微鏡に夜観察も行う。血管内皮の構造
希土類多核錯体の合成とセラミックスプレカーサーへの応用

希土類元素としてセラミックスへの添加効果が大きく、幅広く用いられているYを研究対象として、加水分解の反応過程を利用して水酸イオン、もしくは酸素原子を架橋配位子とする多核錯体の合成を試み、分解物の生成が少ない(Zero-emission)プロセスとして各種機能性材料合成への水溶性多核錯体の前駆体への応用の可能性の検討を試みた。まず、所定の濃度のYCl_3水溶液をイオン交換樹脂を用いた均一加水分解法を用いて、水溶液中における加水分解過程について検討を加え、pH変化による水溶液中のY^<3+>イオンの存在状態の影響、その溶液の密度、粘度、電気伝導度及び可視吸収スペクトルの経時変化について検討した。調製pHによる密度の変化は殆ど認められず、また経時変化も認められなかったが、粘度は、密度と同様に、調製pH変化に対してほぼ一定であるが、放置時間と共にわずかながら減少した。電気伝導度は、合成直後から30日経過までは全ての溶液において、電気伝導度の緩やかな上昇が見られた。調製直後からY^<3+>イオンがOH^-イオンを取り込み、それに伴いH^+が生成し伝導度が上昇したものと考えられる。pHは放置時間と共に顕著に減少するという傾向が認められ、調製直後からY^<3+>イオンのOH^-イオンの取り込みとそれに伴う架橋が示唆され、水酸化物イオンに架橋されたヒドロキシ多核錯体が生成している結論された。また。イオン交換により227nm付近に比較的強い吸収帯と、268nm付近に小さな吸収帯が認められた。これらの吸収バンドについては、イオン交換により、それぞれの吸収帯の強度が増大し、OH^-イオンが深く関係し、Y^<3+>-OH^-間での電荷移動吸収帯と結論された。以上の結果より、本法による、多核錯体化の可能性が明らかとなり、今後多核錯体種の確認をX線構造解析(動径分布解析)等の手法を用い試みる。また。
公務員の職務違反とその刑事責任

公務員の職務遂行に際しての不適切な行為や不作為が原因となり国民の死傷結果が発生した事件・事故につき、公務員個人の刑事責任の適正な根拠と限界を探究し、それによってその責任の不当な拡張を防止するために、刑法理論上検討する必要のある問題のうち、作為犯と競合する不作為の評価(正犯か共犯か、その区別の基準)、過失犯における正犯と共犯の区別、過失犯の共同正犯の肯否・要件などに関する日独の議論を分析した結果、とくにわが国において注目される複数の重要な判例に対して、理論的な検討を深めることができた。いわゆる薬害エイズ事件旧厚生省ルート事件を契機に、国家賠償が問題となりうる事件における、公務員個人の刑事責任のあり方、とりわけ、公務員個人にいかなる場合に、また、いかなる根拠から、不作為責任を基礎づける保障人的義務が認められるのかについて関心が高まっている。もっとも、法益侵害結果の発生に際して認められる公務員の職務違反は、不作為に限らず、また、その主観的態様も様々でありうることから、仮に公務員個人の保障人的地位を肯定したとしても、職務違反の態様によって、最終的に公務員の負う刑事責任の範囲、重さは大きく異なってくる。そこで、問題となりうる事例類型ごとに公務員の刑事責任のあり方を検討し、公務員個人が刑事責任を負う場合の全容を明らかにするため、作為犯と競合する不作為犯をどのように評価するか、また、過失犯における正犯と共犯の区別をどのように考えるかについて検討する。本年度は、研究計画に則り、作為正犯者と競合する公務員の職務違反の不作為を、刑法上どのように評価すべきか、とりわけ、それは正犯と評価されるべきか共犯と評価されるべきか、を検討する前提として、その区別基準として両者の作為義務の相違に着目する見解が少なくないことから、そもそも、刑罰をもって義務づけうる具体的作為の限界をどのように考えるべきか、それは、正犯の場合と共犯の場合とで異なるのか、という観点から、作為と不作為が競合する場合における不作為の刑法的評価に関する内外の判例・文献の分析・検討を行った。とくに、近時わが国の最高裁により、作為犯と競合する公務員の職務違反行為について公務員個人の刑事責任が問われた薬害エイズ旧厚生省ルート事件に関して、平成20年3月3日、当時の厚生省薬務局生物製剤課長の刑事責任を肯定する判決が出された。そこで、かつて同事件第1審判決を契機に行った検討(拙稿「公務員の職務違反の不作為と刑事責任」金沢法学49巻1号45頁)以降の判例・文献の収集・分析を進めた。その結果は、『平成20年度重要判例解説』(有斐閣、本年4月刊行予定)掲載の判例解説において反映される見通しである。また、平成20年8月29日から平成20年9月8日まで、本研究が比較法の対象とするドイツの、ハイデルベルク大学刑事学研究所に出張し、上記問題について、いまだ我が国に紹介されていない文献等を収集するとともに、現地研究者らとの意見交換等を通じて、ドイツの議論状況につき、重要な学術的知見・資料を獲得した。他方、我が国においても、近年、不作為による幇助犯の成否に関して、下級審ではあるが、要求される具体的な作為の中身にまで踏み込んで判断したものが現れ、それを契機とした検討が学説においても行われつつある。来年度は、このような実務や理論の新しい展開もフォローしつつ、さらに研究を深化させていきたい。本研究の掲げる、作為正犯者と競合する公務員の職務違反の不作為を、刑法上どのように評価すべきか、という課題に取り組むために、本年度は、公務員の不作為について正犯・共犯の評価を分ける基準について、従前議論されてきた作為義務の相違というメルクマールに限定せず、より広い視座の可能性を探究した。我が国においては、たとえば作為犯と競合する不作為を原則として常助とする見解も有力であるが、それは決して必然的な帰結ではない。現に、ドイツにおける学説状況は様相を異にしている。これらの比較・分析を通じて、犯罪のプロトタイプであるところの故意犯の成否という問題を念頭に置き、主として故意の不作為犯を検討の対象として、わが国の理論状況を省察する作業を行った。とくに、不作為者が私人ではない公務員の場合において、特別の命令権限や強制権限、さらには、そもそも法益侵害行為がなされないように情報を収集し、予防的に介入する権限を有することから、特別な考慮が妥当するか否か、その根拠は何か、という検討に重点を置いた。作為正犯者の背後ないし上位に位置し、私人とは異なる権限行使の法的可能性を有する公務員の不作為について、その刑法上の評価の判断に困難が伴い、現実の事件の解決が一義的に定まらない恐れがあることは、最近も、たとえば明石歩道橋事故に関して、当時の明石署副署長について、神戸地検が不起訴の判断をしたにもかかわらず、検察審査会が起訴議決を行い、強制起訴へ至った(2010年4月20日)ことにも示されている。

これまでの研究においては、上述のとおり、故意の不作為犯を念頭に置いた基礎理論に重心を据えてきたが、実際上は、上記の明石歩道橋事件のように、犯罪結果の実現に対する公務員の過失的関与が問題となることも多い。来年度は、本年度までの分析結果に立脚しつつ、さらに実践的な応用領域として、過失犯について検討の対象を広げることとする。昨年度までは、作為正犯者と競合する公務員の職務違反の不作為のうち、犯罪のプロトタイプであるところの故意犯を検討の対象として、わが国およびドイツにおける理論状況を省察する作業を行ったが、実際上は、犯罪結果の実現に対する公務員の過失的関与が問題となることも多いことから(公務員個人の刑事責任につき関心が高まるきっかけとなった薬害エイズ事件旧厚生省ルート事件においても業務上過失致死罪の成否が問題となった)、本年度は、さらに実践的な応用領域として、過失犯について検討の対象を広げた。公務員の過失不作為責任が問題となりうる類型としては、故意作為者と競合する場合、過失作為者と競合する場合、故意不作為者と競合する場合、過失不作為者と競合する場合の4つが考えられるが、従来、わが国における過失犯における正犯概念、あるいは、正犯と共犯の区別についての議論は、作為犯を念頭においた議論であり、それが不作為犯にもそのままあてはまるのか、必ずしも明らかではなく、少なくとも、故意犯については、作為犯における正犯・共犯の区別基準をそのまま不作為犯にも適用することはできないとする理解が多数を占めている一方で、過失犯も不作為犯も一定の義務に反する行為であるとして、その共通性が指摘されていることから、作為犯と競合する故意不作為の評価に関する議論と、過失犯における正犯・共犯の区別に関する従来の議論との関連性に注意を払いつつ、検討を進めた。その結果を、当該問題に関する重要な判例である明石市花火大会歩道橋事故に関する最決平成22年5月31日の判例評釈に反映するとともに(判例セレクト2010[I](法学教室365号別冊)』(2011.2)29頁)、2011年3月19日に京都大学で開催された京都刑事法研究会においてさらに詳細な報告を行った。公務員個人の刑事責任につき関心が高まるきっかけとなった薬害エイズ事件旧厚生省ルート事件のように、実際上、公務員の職務違反行為についての刑事責任が問題となる場合は、犯罪結果の実現に対する公務員による関与が過失不作為によって行われることが少なくないことから、昨年度に引き続き、本年度も、公務員の過失責任が問題となる場合を中心に、文献の収集・検討をすすめたが、本年度はとりわけ、同一の結果につき、過失が認められる者が複数存在する場合における、各人の過失責任の関係(過失同時正犯の競合か、それとも、過失の(広義の)共犯関係が認められるか)に焦点をあてて検討を進めた。学説においては、故意犯と同じく、過失犯においても正犯と常助犯・教唆犯が区別され、また、過失の共同正犯もありうるとする立場(従って、法益侵害結果につき過失が認められる全ての者が正犯として処罰されるわけではなく、常助犯・教唆犯として不可罰になる場合もあるとする理解)が有力であるのに対して、判例においては、過失の共同正犯を認めた例も存在するものの、その要件は必ずしも明らかではなく、他方で、安易に過失の競合とすることで、本来不可罰とされるべき過失による幇助犯・教唆犯が、単独正犯として可罰化されているのではないかとの疑念を禁じ得ないものも存在する。この問題については、近年重要な判例が相次いで出されており、その多くが、共同正犯ではなく、同時正犯として処理している。
銀河団に付随する高温ガスの起源と進化及びX線背景輻射への影響

本研究計画は、銀河団に付随する高温ガスから放射されるX線と観測されているX線背景輻射のスペクトルを比べる事により、その高温ガスの起源および進化を探る事を目的とした。具体的には銀河団に対応するダ-クハロ-の重力的な形成率をあたえる公式を導き、それをもとにして球対称モデルを仮定して個々の銀河団から熱制動輻射によって放出されるX線のスペクトルを時間の関数として計算し、それらの重ね合わせとしてX線背景輻射のスペクトルに対する銀河団の寄与を与えることに成功した。その結果、COBE衛星の観測した宇宙マイクロ波背景輻射の温度揺らぎの振幅で規格化された冷たい暗黒物質モデルでは、宇宙の質量密度が臨界密度に近い場合、銀河団からの寄与だけで観測されているX線背景輻射の値を一桁程度上回るX線が放射される事が示された。このため、X線背景輻射が宇宙モデルに対して厳しい制限を与え得る観測である事が明らかとなった。興味深い事に、宇宙の大構造形成、さらには宇宙年齢の観点から望ましいと考えられている低密度の冷たい暗黒物質モデルに対してはこのような矛盾は存在しない。また、この研究を通じて導かれたハロ-の形成率についての公式は、いわゆるPress-Schechter理論を拡張したものであり、銀河の光度関数の予言、宇宙初期の活動銀河核の形成率等、他の多くの宇宙物理的研究テーマに解析的な研究手法を持ち込むことを可能にしたものであり、今後の研究の発展が大いに期待できる。この部分は、大学院生の北山哲氏と須藤との共同研究に基づいており、現在、論文を投稿中である。一方、銀河形成にともなう熱放出が銀河団の熱的進化に及ぼす影響について、数値シミュレーションを用いて考案した。その結果、銀河団のX線光度を低くする効果があること、また赤方偏移が高くなるほどその効果は大きくなることがわかった。この部分は、杉之原の研究による成果である。
連続回転対称性を持つ液晶の電気対流系における時空カオス

液晶は異方性をもつ流体であるため、分子配向を境界条件で制御することによって系の対称性を変えるることができる。本研究では、連続回転対称性が自発的に破れたホメオトロピック配向系の時空カオスの研究を、従来研究されてきたプレーナー系(連続回転対称性が強制的に破れた系)と比較しながら行った。ホメオトロピック系では、連続回転対称性の自発的破れに伴うゴールドストーン・モードが対流モードと相互作用を起こし、1回の超臨界分岐で静止安定状態から直接発生する「ソフトモード乱流(SMT)」を生じさせる。今回、画像解析の手法を用いて、SMTが局所的な周期パターンの波数ベクトルの向きに関する時空カオスであることを明らかにした。また、スナップショットで見ると、波数ベクトルの向きがそろった領域が多結晶のように集まったパッチ構造をしていることも明らかとなった。これまでに知られていた時空カオスは位相乱流や欠陥乱流であり、それとは異なる新しいタイプの時空カオスが発見されたことを意味する。従来のプレーナー系の研究では、欠陥乱流を説明するためにギンツブルグ-ランダウ方程式に平均流効果を導入する仮説が提案されていた。しかしプレーナー系の欠陥乱流も、境界条件で抑制されたディレクタ回転自由度が重要な役割を果たしていることが予測される。本研究では、プレーナー系に磁場を印加することによって欠陥乱流の発生を抑制できることを示し、その予測の証明を行った。以上のように、液晶電気対流系はディレクタ回転モードと対流モードの結合系であり、場の対称性と結合の仕方により多様なパターン・現象が現れることが本研究で明らかとなった。しかし、場の対称性の違いにより現れる現象が大きく異なる原因は未解明である。最終的には、対称性に依存しない普遍ダイナミックスと対称性に依存する個別ダイナミックスとを明確に分類することが必要である。2枚の平行平板電極の間に挟んだネマチック液晶に電場を印加したときに生じる電気対流現象は,非平衡開放系における散逸構造の恰好の研究対象として数多くの研究がなされてきた.棒状液晶分子が電極に対して垂直に立っているホメオトロピック系は連続回転対称性を持っているが,その初期配向が印加電場に対して不安定になり,液晶分子が任意の方向に傾く一種の座屈不安定性が発生する.この状態では,初期配向のもつ連続回転対称性が自発的に破れたことによって生じた波数ゼロ・緩和時間無限大の「ゴールドストーン・モード」をもつ.さらに電場を上げていくと電気対流が発生するが,このとき系内には,同転対祢性に基づく付加的なゴールドストーン・モード(長波長の回転モード)と並進対称性に基づくゴールドストーン・モード(短波長の対流モード)が共存することになる.このような付加的なゴールドストーン・モードをもつ対流系では,「ソフトモード乱流」と呼ばれる時空カオスが発生する.ソフトモード乱流においては,生じた非線形揺らぎの相関時間が対流発生点で発散するという特徴をもつ.一方,ソフトモード乱流は,ローカルには対流周期構造を保ちつつ,その波数ベクトルの向きが空間的に不規則になってるという特徴をもつ.本研究では,時空カオス・パターンの空間的な乱れを特徴付ける長さスケールの測定を行った.初めに,パターンをデジタルカメラで撮影し,2次元パワースペクトルを計算した.その動径方向の分布を取ると,対流ロールペアのサイズに相当するピークが表れる.そのピークの幅の逆数を特微的な長さスケール(相関距離)と考え,その印加電圧依存性を調べた.その結果,時間的な揺らぎと同様に,空間的乱れの相関距離も対流発生点で発散するということがわかった.これらの結果は,TribelskyらによるSwift-IIohenberg型モデルの計算結果と一致している.液晶は異方性をもつ流体であるため、分子配向を境界条件で制御することによって系の対称性を変えるることができる。
代数多様体上の連接層の導来圏から見る極小モデル理論

本年度の研究成果として、まず新しい連接層の導来圏の自己同値のクラスを発見したことが挙げられる。従来までに良く知られた自己同値のクラスとして「球面捻り」と呼ばれるものが存在することは知られていた。これはミラー対称性の下で、ラグランジアン球面に関するデーン捻りに対応するものである。私はこの概念をより一般化したある導来圏の自己同値が存在することを発見し、「一般球面捻り」としてその自己同値のクラスを定式化した。この一般化は次の状況を含んでいる。3次元代数多様体上の(0,-2)-曲線に関するフロップによって導来圏の同値になることは知られていたが、この操作を2回繰り返すことで導来圏の自己同値が得られる。この自己同値は従来の球面捻りの言葉で記述することは出来ないが、私が考案した一般球面捻りの枠組みには収まるものである。私はさらにこの一般球面捻りとHuybrecths, ThomasによるP-捻りの変形との関係を確立し、論文「On a certain generalization of spherical twists」にまとめた。次に私は前年度の論文「Stability conditions and crepant small resolutions」の更に一般的な状況である、3次元カラビヤウファイバー空間に対する安定性条件に関する研究を行った。3次元カラビヤウファイバー空間とは曲線状のK3ファイバー空間、Abelianファイバー空間、或いは曲面上の楕円ファイバー空間を意味する。私はまず楕円ファイバー空間の場合には、それから定まる三角圏の安定性条件と、川又雄二郎氏によるmotable coneとの関係を明らかにした。他の場合には、それらから定まる三角圏の安定性条件と特殊ファイバーの導来圏の安定性条件を比較した。更にここで用いた議論を使って、3次元孤立cA型特異点から定まる三角圏の安定性条件のより詳細な記述、更にその三角圏の自己同値群を決定することに成功した。これを記述する際に、上記の一般球面ひねりが必要になる。私は以上の成果を論文「Stability conditions and Calabi-Yau fibrations」にまとめた。今年度の研究実績は、主に代数多様体上の連接層の導来圏の変形理論、及びそのフーリエ向井変換との関係を明らかにしたことである。未だ一次の無限小変形のみしか扱っていないが、コンツェビッチによる形式性定理を代数化することによって、高次の場合も解決できると考えられる。私の研究課題は導来圏を用いて極小モデル理論をより概念的なものにすることであるが、これは導来圏の変形理論と次のように関係している。極小モデル理論の重要な概念の一つにK-同値という概念がある。K-同値な多様体は様々な共通する性質を持つと考えられている。例えば特異コホモロジー、変形理論、更には量子コホモロジーといったものが代表例であるが、これらの共通する性質は全て導来圏が同値であるという予想から従うべきである、というのが私の考えである。このうち特異コホモロジーについては導来圏との関係は見やすく、既に以前向井茂氏やOrlov氏が研究していたことを応用することができる。しかし導来圏と変形理論との関係は未だ発展途上である。私は導来圏の変形理論を確立することでK-同値な多様体の変形理論の不変性を説明できると考え、上に挙げた研究を行い、一次の無限小変形についてほぼ満足できる結果が得られた。そしてこの内容を論文「Deformations and Fourier-Mukai transforms」にまとめた。これらの内容はホモロジカルミラー対称性とも深く関わりがあり、この点からも重要視される研究課題であると言える。今年度の主な研究実績は、3次元クレパント小特異点解消から定まる三角圏のstability conditionの空間を記述したことである。Stability conditionの空間は2002年にT.Bridgeland氏によって導入された概念であり、M.Douglas氏によるパイ安定性の数学的な定式化を与えているとして現在注目を集めている研究対象である。2次元のクレパント特異点解消の場合はT.Bridgeland氏により研究されていたが、3次元の場合は新しい現象が起こることを発見した。それは各々の双有理極小モデルに対応して標準的なstability conditionを構成することができ、それらがstability conditionの空間において領域分解を与えていることである。つまり一つのモデルのみを考えるのでは不充分で、全ての双有理モデルを考えることで初めて記述が可能になる。更に2次元の場合と同様この空間がある有限次元ベクトル空間の開集合上の被覆空間になっていることを示した。そして、これらの結果を論文「Stability conditions and crepant small resolutions」にまとめた。更にCalabi-Yau fibrationをもつ3-foldに対しても同様にstability conditionの空間を記述できると考えている。現在elliptic fibrationを持つ場合には解決しており、K3 fibrationの場合が解決次第、論文にするつもりである。またこの研究を進めていた間、ある新しい導来圏の自己同値のクラスが存在することを発見した。これはP.Seidel氏とR.Thomas氏による球面捻りを一般化したものであり、論文「On a certain generalization of spherical twists」においてこの自己同値を導入した。これらの研究を遂行する上で情報収集等の目的で旅費を必要としたため、科学研究費を使用した。

これはミラー対称性の下で、ラグランジアン球面に関するデーン捻りに対応するものである。私はこの概念をより一般化したある導来圏の自己同値が存在することを発見し、「一般球面捻り」としてその自己同値のクラスを定式化した。この一般化は次の状況を含んでいる。3次元代数多様体上の(0,-2)-曲線に関するフロップによって導来圏の同値になることは知られていたが、この操作を2回繰り返すことで導来圏の自己同値が得られる。この自己同値は従来の球面捻りの言葉で記述することは出来ないが、私が考案した一般球面捻りの枠組みには収まるものである。私はさらにこの一般球面捻りとHuybrecths, ThomasによるP-捻りの変形との関係を確立し、論文「On a certain generalization of spherical twists」にまとめた。次に私は前年度の論文「Stability conditions and crepant small resolutions」の更に一般的な状況である、3次元カラビヤウファイバー空間に対する安定性条件に関する研究を行った。3次元カラビヤウファイバー空間とは曲線状のK3ファイバー空間、Abelianファイバー空間、或いは曲面上の楕円ファイバー空間を意味する。私はまず楕円ファイバー空間の場合には、それから定まる三角圏の安定性条件と、川又雄二郎氏によるmotable coneとの関係を明らかにした。他の場合には、それらから定まる三角圏の安定性条件と特殊ファイバーの導来圏の安定性条件を比較した。更にここで用いた議論を使って、3次元孤立cA型特異点から定まる三角圏の安定性条件のより詳細な記述、更にその三角圏の自己同値群を決定することに成功した。これを記述する際に、上記の一般球面ひねりが必要になる。私は以上の成果を論文「Stability conditions and Calabi-Yau fibrations」にまとめた。