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西鶴以降の浮世草子に関する研究

1、浮世草子研究会(毎月青山学院大学にて例会)では、西鶴以降の浮世草子とテキストとして取り上げ輪読を続けており、江島其磧作『風流曲三味線』の各章を読み進めた。また、前に読了した『風流三国志』につき改めて精査し直し、梗概や主要語句索引を付して、成果を一般に利用しやすい形に纏めた。2、浮世草子研究会と西鶴研究会が協力して、西鶴と西鶴以降の浮世草子の研究をより活性化させるため、浮世草子の専門誌『西鶴と浮世草子研究』(全5冊、年刊、笠間書院)を立ち上げた。篠原がその第1号<特集・メディア>、佐伯が第2号<特集・怪異>の編集責任者の一人となり、編集作業等に当たった。更に、杉本は第3号<特集・金銭>、倉員は第5号<特集・芸能>の責任編集に当たる予定で、準備中である。3、西鶴を含めた浮世草子に関する文献(翻刻・影印・研究書・雑誌論文等)の目録作成作業を進めた。浮世草子研究会会員の協力を得て悉皆調査(現物確認)を行い、データの正確さを期している。前の科研費報告書(平成16年刊)では戦前までの分を掲載したのに続き、『西鶴と浮世草子研究』1・2号の誌上に、昭和2135年分を掲載。残りの分も追って公表する。最終的には、詳細な索引を付し単行本として刊行する予定。4、『西鶴と浮世草子研究』に掲載中の「最新文献ガイド」(平成15年)には、目録の載せる全論文の要約文を付し、利用者の便宜を図った。5、浮世草子と他ジャンル(演劇・実録・読本等)や世相との関わり、浮世草子の文体的特徴などについての考察や、西鶴・其磧に関する研究史整理などを行い、共同研究の各人がそれぞれ学術誌に論考を発表した。6、佐伯は、江島其磧の気質物等に関する自身のこれまでの論考を、単著に纏めて刊行した。以前取得した科研費による研究を継続して、以下の作業を進めた。○佐伯は従来の研究を纏め『江島其磧と気質物』(若草書房)を刊行した。○既に浮世草子研究会で輪読し終えていた多田南嶺作『鎌倉諸芸袖日記』(寛保三年刊)につき、各章の語注を再検討・精査し、梗概と主要語句索引を付した上で、『浮世草子研究』創刊準備号(平成16年11月)に発表した。続いて毎月の例会にて、江島其磧作『風流曲三味線』(宝永三年刊)を輪読中。巻一と巻二途中迄を読み終えた。○西鶴を含めた浮世草子に関する文献(翻刻・影印・研究書・雑誌論文等)の目録作成作業を進めた。明治から戦前(昭和19年)までの分を『浮世草子研究』創刊準備号にて発表。以後の時期についても作業グループを時期別に分けて、準備作業中。複数の既存の文献目録を基礎に書誌情報を集めると共に、浮世草子研究会の会員の協力を得つつ極力文献の現物確認を行い、データの正確さを期し、且つ最終的に詳細な索引を付すためのカード取り(キーワードの抽出)を行っている。

○浮世草子と他ジャンル(実録・読本・噺本等)や作品成立当時の社会背景や風俗(出版禁令・お蔭参り等)との関連について、共同研究のメンバー各人が論考(篠原「浮世草子の汽水域」、倉員「続・八文字屋板木の修訂をめぐる諸問題-『咲分五人〓』『勧進能舞台桜』の場合-」、杉本「菊屋七郎兵衛と宝永のおかげ参り-<翻刻>『太神宮御利生記』-」、佐伯「『けいせい色三味線』考(続)-その「気質物」的手法-」等)を纏め、発表した。その他、西鶴研究会と協力して創刊する学術雑誌『西鶴・浮世草子研究』(平成18年6月創刊予定)の創刊準備作業を鋭意進めている。平成16年度に引き続き、以下の作業を行った。(1)雑誌の編集作業浮世草子研究会と西鶴研究会が母体となって、研究雑誌『西鶴と浮世絵草子研究』(年刊誌、全5冊)を平成18年5月に笠間書院より創刊する運びとなり、その編集作業を行った。具体的には、篠原が創刊号の編集責任を勤め、佐伯・杉本は創刊号に掲載する最新研究文献目録(平成1517年)の作成及び取り纏め作業その他に当たった。(2)西鶴・浮世草子研究文献目録作成昭和20年以降の文献の現物調査、及び作成リストの増補作業を継続的に行った。その結果、昭和2044年分(取り纏め役長谷川)がほぼ完成。そのうち昭和2025年分を上記雑誌創刊号に発表する予定。(3)作品の注釈浮世草子研究会の例会を8回行い、江島其磧作『風流曲三味線』の注釈作業を進め、巻3の途中まで終了。また、以前に施した西沢一風作『風流三国志』の注釈の公刊に向け、研究作業補助者を含めての役割分担を確認し、各章毎の注のチェックを進めた。(4)他ジャンルや当時の社会・文化状況と、浮世草子との関連の考察主として当時の遊里・遊女や男色などの性文化と、浮世草子との関係について、各人が考察し後掲の如く論文に纏め発表した。(5)浮世草子語彙辞典の作成準備浮世草子研究会独自に語彙データを集積する一方で、『八文字屋本全集・語彙索引』(汲古書院より刊行予定)の作成補助作業に佐伯・長谷川・杉本が携わった。語彙研究の立ち遅れている近世文学においては索引が辞書代わりとなると共に、語彙情報の抽出・整理作業のノウハウを蓄積するためである。平成17年度に引き続き、以下の作業を行った。(1)雑誌の編集作業浮世草子研究会と西鶴研究会が母胎となって、研究雑誌『西鶴と浮世草子研究』(年刊誌、全5冊)を創刊。平成18年6月に創刊号<メディア特集>を創刊。篠原が全体の編集責任を勤め、本年6月刊行予定の2号<怪異特集>は佐伯が編集責任に当たっている。(2)西鶴・浮世草子研究文献目録作成継続的に昭和20年度以降の文献の現物調査、及び作成リストの増補作業を行い、昭和2044年度(取り纏め役長谷川)が完成。そのうち昭和2025年度分を上記雑誌創刊号に掲載し、2535年度分を2号に掲載予定。また、佐伯・杉本は最新研究文献目録(論の要約付き)の作成及び取り纏め作業を行い、上記雑誌創刊号に〔平成1517年版〕を別冊付録の形で発表し、〔平成18年版〕を2号に掲載予定。(3)作品の注釈浮世草子研究会の例会を8回行い、前年度に引き続き江島其磧作『風流曲三味線』の注釈作業を進め、巻4の途中まで終了。また、以前に施した西沢一風作『風流三国志』の注釈の公刊に向け、研究補助者を含め各章毎のチェックや増補・調べ直しを進めた。(4)ジャンルや当時の社会・文化状況と、浮世草子との関連の考察佐伯は其磧の人物形象法の後続小説への影響について、倉員は浮世草子と演劇・戯作との関係について、篠原は宝永期の出版動向について考察し、後掲の如く論を纏め発表。また篠原は現在活躍する評論家・出版人と対談し現代と近世で通底する文化状況をメディアの観点から照らし出して、上記雑誌創刊号に掲載した。(5)研究史整理佐伯が江島其磧の、篠原が西鶴の研究史整理を行って後掲の論に纏め、その中で今後に向けて課題となる問題点を指摘した。(6)浮世草子語彙辞典の作成準備注釈作業と平行して浮世草子研究会
抗βアミロイドオリゴマー抗体による神経細胞保護機構の検討

アルツハイマー型認知症の原因物質としてβアミロイド(Aβ)があり、線維化前のAβオリゴマーがシナプスの障害を引き起こし、認知機能を低下させる。このため抗Aβオリゴマー抗体による神経細胞保護効果を検討した。抗Aβオリゴマー抗体をAβを添加した培養液に同時に添加し培養細胞に対して細胞保護効果があるものか検証した。抗Aβオリゴマー抗体を添加した細胞群では生存率が上昇した。毒性を低下させる原因について検討し、フリーラジカル産生抑制と神経細胞毒性に関与するNMDA受容体の量的変化を検討した。抗Aβオリゴマー抗体の増加に伴いNMDA受容体量は減少する傾向が認められ、関与している可能性を示唆する。アルツハイマー病の病因は神経細胞から産生されたβアミロイドによる神経細胞毒性であり、その毒性はβアミロイドの凝集過程で発揮されるものと理解されている。特にペプチドの低重合状態、つまりオリゴマー状態で毒性が最高を迎えるエビデンスが存在する(Tabner et al. 2005)。そしてオリゴマーにおける毒性はダイマー、トリマー、テトラマーになるにつれ高くなる。この事からアルツハイマー病(AD)の脳内、血液内、髄液内でのアミロイドの各状態を把握し、その状態に合わせた有効治療法として各種βアミロイドオリゴマーに対する抗体を用いてアルツハイマー病を治療するという方向性についての可能性を検討するのが目的である。さらには生体内(血液、髄液、大脳)に存在するβアミロイドの状態で現在の病気の進行状況、予後等を予測する事が出来る可能性があるものと考え今回は各種抗オリゴマー抗体を作製し、ADモデルラットを作製し各種抗オリゴマー抗体を用いて認知機能障害レベルに合わせた治療法の確立と抗βアミロイドオリゴマー抗体に於ける神経細胞保護作用について検討するのが今回の目的である。今年度においてはβアミロイドオリゴマーを光反応を利用して作製し、各種オリゴマーを精製、分離した(ダイマー、トリマー、テトラマー)。さらに精製した各種オリゴマーをマウスに免疫し抗体を作製している。血清中の抗体を分離し特異的に反応するものをさらに精製するという過程を繰り返して数種類の抗体を作製している。低重合βアミロイドオリゴマーはサイズが近すぎるとそれぞれに特異的なものが得られにくいのが現状であり結果からは有る程度分子サイズの異なるオリゴマーについて作製する必要が有るものと考えている。また技術的な問題も有る可能性があり外部の会社に抗体作製を依頼する事も検討している。今回の研究は、各種抗βアミロイド抗体を作製しβアミロイドの大脳神経細胞に対する毒性に対し最も効果のある抗βアミロイドオリゴマー抗体を見つけ出すことが目的である。ADの病期(初期、中期、末期)による効果の違いが有る可能性があるため、培養細胞を用い作成された抗体をβアミロイドを加えた培養液中に各抗体を混中し培養細胞に添加しそれぞれの抗体がアミロイドの細胞毒性を減少させるのかについて基礎実験を行い、次にアルツハイマー型認知症モデルラットを作成し基礎実験で得られた知見が正しいことを確認するのが目的となる。また、抗体が決定されたのちにはADモデルラットの認知機能障害レベルをY-maze test, morris水迷路試験などを行い23段階に分類しそれぞれの段階で有効な抗体を選定し各段階で最も有効なものを見つけ出し、認知機能の低下に伴う治療方法の選別を可能にするのが目的である。各種オリゴマーはTeplowらの方法により作成しているが各分子サイズによる抗体作成が上手くできない状況にある。抗βオリゴマー抗体は商品化されているものがあり、その抗体を利用し培養細胞としてはPC12細胞を用いてβアミロイド1-40を暗所にて24時間インキュベートし0100uMの濃度に調整し培養細胞に同程度の濃度の抗体を同時に加え1週、2週後の細胞の生存率を見ている。これにより50uM以上の濃度において生存率が変化し高くなる傾向にあることが判明した。さらに抗体の種類を増やし同様の作業を繰り返し最も毒性を低下させるものを見つけラットに投与して効果を見る予定である。認知症は高齢になることが一番のリスクファクターとなる疾患でありアルツハイマー型認知症は超高齢化社会における日本において毎年有病率も高くなる疾患でありる。早期に治療法を確立する必要のある疾患である。アルツハイマー型認知症はその病理所見より老人斑の構成成分であるβアミロイドによる神経細胞毒性が原因とされβアミロイドオリゴマーの状態における毒性が最も高いとされている。そこでこのβアミロイドオリゴマー抗体を利用した治療が可能になる可能性がある。単純にβアミロイドリゴマーを除去しその後の過程を停止するために効果があるのか、もしくはそれ以外の意味があるのか検討を要するところであった。

細胞実験では、オリゴマー2030個程度の分子量のものが毒性が高いと考えられたためそれらに対する抗体を用いて毒性に関する検討を行った。100uMのβアミロイド溶液を作成しNGFにより2日間分化させたPC12細胞に添加し、オリゴマー抗体を00.1mg/ml同時に加え24時間ごとに発生するH2O2を7日間測定した。抗体濃度勾配に沿ったH2O2発生減少傾向が認められた。2日目から3日目がピークに近い状態となるがコントロールと比較して最も抑制効果が認められた。細胞生存率も抗体量の増加に伴い増加傾向にあった。またPC12細胞に発現するNMDA受容体量のの変化をウエスタンブロット法を用いて同時期に観察すると抗体追加使用群においてNMDA受容体のダウンレギュレーションが生じている可能性を示唆する結果であった。抗体が直接的か間接的かは不明だが受容体にも変化を与えている可能性があると考えられた。
科学哲学を視点とする数学的問題解決の創造的側面の実証的モデル構築

本年度においては大学レベルの数学を学習した経験のある大学院生をエキスパートの解決者と過程し、約50時間分の数学的問題解決のATRおよびVTRデータを採集した。そのデータをプロトコールに変換したうえで、他のデータも総合して分析を行った。その結果として、エキスパートの解決者においては、従来主として採用されてきたような理解から計画を経て実行へ向かうという直線的な解決過程ではなく、ある程度の理解の段階で問題場面についての理想化,単純化された表象(prospectivestructure)が構成され、それを精緻化する中で解決も進展していくことが見いだされた。(この結果は、17thInternationalConferenceofPsychologyofMathematicsEducationにおいて発表された。)また、問題場面の構造の精緻化にあっては、問題場面の一部デ成り立つことが見いだされた性質を逆に問題場面の構造の構成原理として利用していこうとする過程(大局的再構成)があること、さらに、その過程では新たな要素を導入するよりもむしろ既にある要素に新たな意味づけを与えていくことが見いだされた。(この結果は日本数学教育学会第26回論文発表会で発表された。)このデータから見いだされた過程をラカトシュ学派の科学哲学の視点から分析することにより、エキスパートの解決過程は、問題場面という対象について、解決者が自分の研究プログラムを持ちながら、場面についての大胆な理論を提唱したり、そこでの前進的問題移行を行ったりしながら、問題場面を理解していく過程として捉えることができることが見いだされた。つまり、(個人的な)研究プログラムの遂行としての数学的問題解決過程というモデルが構築された。(これは論文「ラカトシュ理論の数学的問題解決論への援用」としてまとめられた。)本年度においては大学レベルの数学を学習した経験のある大学院生をエキスパートの解決者と過程し、約50時間分の数学的問題解決のATRおよびVTRデータを採集した。)
腎癌ＶＨＬ遺伝子異常解析によるＨＩＦ蛋白の発現予測と分子標的薬の効果予測法の開発

淡明細胞型腎癌ではVHL遺伝子の変異による発症が約90%を占め、HIF・VEGFの発現上昇があるためVEGFレセプター阻害薬が有効とされるが、VHL変異のある腎癌でもHIFの分解があり、HIF発現の低い癌にも骨転移がある。HIF1aは癌抑制作用、HIF2aには腫瘍増殖促進作用がある。進行性淡明細胞型腎癌→VEGFレセプター阻害薬投与の方式は必ずしも成立しない。本研究は典型的な変異VHL遺伝子をVHLノックアウトES細胞に導入し、VHL-エロンガンBC複合体形成によるHIF1a・HIF2aの発現の変化を解析した。これによりVHL変異によるVEGF阻害分子標的薬の使用の治療効果予測法を確立する。我々はVHL遺伝子異常が解析され、予後が確定している約300例の淡明細胞型腎癌検体を保存している。本研究で予後の確定した腎癌から典型的なVHL遺伝子変異を選び、VHLをノックアウトしたマウスES細胞内に変異VHL遺伝子を導入し、VBC複合体の形成をFLET蛍光解析で検討する。またVBC複合体形成不全で起こるUviquitin Ligase活性をVHLノックアウト細胞内でHIF1a・HIF2a蛋白発現として定量的に解析する。同時に腎癌のHIF1a・HIF2a発現解析を行い、実際の癌検体との間で検証を図ることを目的とする。これにより最終的にはVHL遺伝子異常で判断できる分子標的薬治療の治療効果予測法を確立する。本年の研究実績は、VHLノックアウトマウス由来ES細胞系の変異VHL遺伝子、蛍光色素付きHIF1a・HIF2a遺伝子を導入して発現の定量解析系を確立するためにVHLノックアウトマウス由来のVHL遺伝子全欠損のES細胞を確立した。我々は約300例の腎癌症例を保存しており、VHL遺伝子異常が解析され、患者の予後も同定している。本研究では予後の確定した腎癌から典型的なVHL遺伝子変異を選び、VHL遺伝子をknockoutしたマウスES細胞内にヒトの変異したVHL遺伝子を導入して、VHL複合体を作成して機能解析を行い純粋に変異VHL遺伝子の機能を解析することである。VHL遺伝子変異によるHIF1a, HIF2aの発現や蛋白量を定量的に解析することを目的としている。これにより採取的にはVHL遺伝子異常で判断できる分子標的治療薬の効果予測法を確立することである。マウスのVHL double knockout個体から、細胞培養を行いタモキシフェン誘導により、VHLdouble knockout mouse embryonal fiborblast(MEF)を作成した。この細胞の作製が予測したより非常に困難であり、2年以上の研究期間を必要とした。VHL-f/d、Cre+のMEFに、4-hydroxytamoxifenを添加し、VHLがdeleteされる条件をGenotyping PCR法を用いて評価した。その結果でVHL double knockout(MEF)細胞の確立を最終的に確認した。まず、VHLをdouble knockoutしたMEFの2つの株であるMEF-1およびMEF-2に、ヒトVHL-mutant遺伝子を導入して強制発現させ、そのHIFmRNA発現に対する効果をRT-PCRを行い確認した。その結果、コントロールでは確認されなかったHIF1aの発現がVHL mutantであるVHLP86A1mutantの導入にて減少していることが確認された。その他のVHL mutant(VHL-Y98C, VHL-I151T, VHL-I151S, VHL-R157W, VHLR167Q)では確認されなかった。これによりはVHLの一部のmutantには直接HIF1aのmRNA発現をコントロールする機能があることが確認された。この結果は高酸素状態のみで確認された。さらに蛋白レベルでもこの確認を行う予定である。本年は研究の最終年であるが、VHL double knockout MEFの作製に約2年半を必要としたため、この結果のみが明らかとなった。ヒト淡明細胞型腎癌では実際にはVHL遺伝子変異があってもVHL蛋白の機能が残存しながら癌化が起こっているものや、HIF発現が少ない場合でも骨転移を認めるものが一定数あるとされる。これらのことより現在、一般の腎癌を対象とした分子標的薬が、本当に有効性を勘案して使用されているかは明らかでない。本研究では典型的な変異VHL遺伝子をVHL蛋白機能がないVHLノックアウトマウスES細胞に導入し、VBC複合体形成によるUbiquitin ligase活性をHIF1α・HIF2α蛋白の発現として定量的に解析し、同時に臨床的な腎細胞癌でVHL遺伝子異常とHIF関連遺伝子発現を検討してこれによりVHL変異による効率的なVEGF阻害分子標的薬の使用に関する治療効果の予測法を確立することである。

そのため、1)VHL遺伝子異常を持つ一般腎細胞癌のHIF1α・HIF2αおよびその他の遺伝子発現の発現を免疫組織科学的、RT-PCR法で検討中である。2)VHLノックアウトマウスへLargeTの導入によりES細胞の不死化を行い、VHL蛋白機能のないVHLノックアウト細胞株樹立を行いつつある。現在の問題点は、HIFの各種の抗体の特異性を確認すること、それを用いて一定数の癌の発現を検討することである。もう1点は使用しているマウスES細胞が抗生剤に対して感受性が強く、細胞株として樹立が困難であることである。現在、これらについてベクター、抗生剤などを変更しつつ検討中である。予想に反してかなり困難であったが、von Hippel-Lindau(VHL)遺伝子を双方とも欠損したES細胞を樹立した。今年度は、VHL遺伝子異常を持つ一般腎細胞癌のHIF1α・HIF2αおよびその他の遺伝子発現の発現を免疫組織科学的、RT-PCR法で検討した。また、VHLノックアウトマウスへLargeTの導入によりES細胞の不死化を行い、VHL蛋白機能のないVHLノックアウト細胞株樹立を行っている。予定通り、変異型VHL遺伝子をES細胞に組み込んで細胞内でのHIFの発現を試みる。上記問題点について、引き続き検討を続けるとともに、次年度は、進行淡明細胞型腎癌からdeletion、insertion、missensemutation、nonsense mutationの典型的なVHL遺伝子変異を抽出し、当該癌組織のHIF1a、HIF2aの発現解析をPCR法及び免疫染色を用いて行う。また、VHLノックアウトマウス由来ES細胞系の変異VHL遺伝子、蛍光色素付きHIF1α、HIF2α遺伝子を導入して発現を定量解析する。VHL、ElonginBCを導入した細胞内でVHL、ElonginB間の結合度のFLET解析を行い、VHLとElongin蛋白間の結合能を解析する。変異型VHL遺伝子をES細胞に組み込んで細胞内でのHIFの発現を解析するために使用する。平成23年度の計画に基づく経費執行について、4月に支払すべき経費が残っているため、次年度使用額が存在するように見えるが、実際には全額を執行予定である。そのため、次年度の研究は、当初の計画通り進める予定である。
歯の移動による歯槽骨および歯根膜組織のコラーゲンの動態に関する研究

前年度に引き続き,実験材料として体重約100gのウィスター系ラット(♂)を使用し,ツィストワイヤーをラットの第1臼歯(M_1)および第2臼歯(M_2)の隣接部に挿入し, 1, 3, 5, 7, 9, 15, 30日後に屠殺し, M_1とM_2の隣接する部位の歯槽骨および歯根膜組織を採取し,中性塩不溶性のコラーゲンの抽出を行った.I,コラーゲンのCNBr開裂を行い, CMセルロースカラムを用い,〔α_1(III)_3〕型コラーゲンの経日的な変化量を測定したところ,実験群は対照群と比較して歯の移動開始3日目で著しいIII型コラーゲンの産生をみた.この結果は,前年度,電気泳動法でIII法コラーゲンをみた変化と全く同様の傾向を示した. II,ラットの上顎臼歯部にツィストワイヤーを挿入し, 40NgのPGE2を歯肉部に注射して, 1, 3, 5, 7日後に屠殺し, III型コラーゲンを抽出して対照群と比較したところ, 1日, 3日目にIII型コラーゲンが増加し,なかでも1日目が最も著しい変化を示した. III,実験IIと同様にDB-cyclic-AMP, A-23187を単独に注射した場合には実験群と比較して変化は認められなかったが,両者を一緒に混和して注射した場合には著しいIII型コラーゲンの増加が認められた.IV,実験IIと同様にPTHを投与したところ, III型コラーゲンの量に著明な分化は認められなかった. V,実験IIと同様にカルシトニンを注射した場合には,実験群と比較してIII型コラーゲンの量はやや減少する傾向を示した. VI,無菌的に採取した試料を器官培養し,歯槽骨および歯根膜組織のコラーゲンを常法に従って抽出し, III型コラーゲンの経日的変化をみたところ, In VitroにおいてもIn Vivoと全く同一の傾向を認めた.以上の結果より,今後,歯の移動量(矯正力の強さ),炎症の程度およびIII型コラーゲン量の動態に対する相関関係について,詳細な検討を行い,小児歯科臨床に役立たせることが急務と思われる.乳歯列期および混合歯列期において、咬合誘導を目的に、歯の移動が必要な症例は、日常の小児歯科臨床において数多くみられる。この時期は歯根の形成が未完成のため、必要以上の矯正力は加えられず、適切な力が必要であり、その際のコラーゲンの動態をみて、日常臨床の咬合誘導処置において、治療の効果や確実さを一層高めるために本研究は計画された。矯正用ワイヤーからなるセパレイティング・スプリングをラット(100g,♂)の上顎第1大臼歯と第2大臼歯の隣接部に挿入し、歯を移動させる際の歯槽骨および歯周組織のコラーゲン動態を、1カ月にわたって経時的に調べた。その結果、矯正力が加わった歯槽骨および歯根膜より採取した試料を用いて、中性塩で抽出したコラーゲンの型分類をSDS電気泳動法を用いて検索を行ったところ、1.α(【I】)とα2(【I】)chainの【I】型コラーゲンが多くみられた。2.対照群と比較してα1(【III】)の【III】型コラーゲンが増加した。3.【III】型コラーゲンは3日から5日にかけてその量がきわめて多くなり、その後減少していくことがわかった。また、スプリングを挿入した付近の歯肉にプロスタグランディンを注射し、同様にコラーゲンの型分類を行ったところ、1.【I】型のコラーゲン量は前者と比較してほとんど変化はなかった。2.【III】形コラーゲンの量は、増加していた。3,【III】型コラーゲンは、プロスタグランディン投与後1日目より急激に増加し、その後は除々に減少していく傾向を示した。以上の結果より、スプリングを用い歯を移動させると歯周組織の災症が起り、単独では3日から5日にかけて最高になり、またプロスタグランディン投与では、即座に災症変化が起り、この時期に歯の移動が顕著になると思われる。現在骨吸収に関与するといわれる諸物質を全身投与し、歯の移動によるコラーゲンの動態をみる予備実験を実施している。今後はlysosomal enzymeの測定も行い、スプリングを入れた場合の変化についても検討していく予定である。前年度に引き続き,実験材料として体重約100gのウィスター系ラット(♂)を使用し,ツィストワイヤーをラットの第1臼歯(M_1)および第2臼歯(M_2)の隣接部に挿入し, 1, 3, 5, 7, 9, 15, 30日後に屠殺し, M_1とM_2の隣接する部位の歯槽骨および歯根膜組織を採取し,中性塩不溶性のコラーゲンの抽出を行った.I,コラーゲンのCNBr開裂を行い, CMセルロースカラムを用い,〔α_1(III)_3〕型コラーゲンの経日的な変化量を測定したところ,実験群は対照群と比較して歯の移動開始3日目で著しいIII型コラーゲンの産生をみた.

この結果は,前年度,電気泳動法でIII法コラーゲンをみた変化と全く同様の傾向を示した. II,ラットの上顎臼歯部にツィストワイヤーを挿入し, 40NgのPGE2を歯肉部に注射して, 1, 3, 5, 7日後に屠殺し, III型コラーゲンを抽出して対照群と比較したところ, 1日, 3日目にIII型コラーゲンが増加し,なかでも1日目が最も著しい変化を示した. III,実験IIと同様にDB-cyclic-AMP, A-23187を単独に注射した場合には実験群と比較して変化は認められなかったが,両者を一緒に混和して注射した場合には著しいIII型コラーゲンの増加が認められた.IV,実験IIと同様にPTHを投与したところ, III型コラーゲンの量に著明な分化は認められなかった. V,実験IIと同様にカルシトニンを注射した場合には,実験群と比較してIII型コラーゲンの量はやや減少する傾向を示した. VI,無菌的に採取した試料を器官培養し,歯槽骨および歯根膜組織のコラーゲンを常法に従って抽出し, III型コラーゲンの経日的変化をみたところ, In VitroにおいてもIn Vivoと全く同一の傾向を認めた.以上の結果より,今後,歯の移動量(矯正力の強さ),炎症の程度およびIII型コラーゲン量の動態に対する相関関係について,詳細な検討を行い,小児歯科臨床に役立たせることが急務と思われる.
骨コラ-ゲン分解におけるカテプシンLの役割

骨吸収現象は、破骨細胞の波状縁部で見られ、ここで石灰化組織を構成するミネラルの脱灰と有機物の消化吸収が起こる。この骨吸収に破骨細胞に含まれる加水分解酵素の関与が示されている。我々はカテプシン群に特異性のある阻害剤Eー64誘導体と備品であるフラクションコレクタ-を使用して精製したカテプシンLで作成した抗体を使用し、骨におけるカテプシン群の動態と骨コラ-ゲン分解に基づく骨組織崩壊の関係を明らかにし、特に大きく関与すると思われるカテプシンの種類の特定を試みた。低カルシウム食餌による実験的骨粗鬆症ラットでは、大腿骨重量は減少し、血中ハイドロキプロリン量が増加する。これにEー64aを48mg/100gbody weight腹腔内投与すると血中カルシウム及び血中ハイドロキシプロリンレベルも低下した。この場合、大腿骨抽出物のカテプシンB,H,Lは著明に抑制されているが、コラ-ゲナ-ゼ活性は抑制されていない。この結果はコラ-ゲン分解能をもつカテプシンのいずれかが関与していることを示唆している。この関与していると思われるプロテア-ゼを特定するために、カテプシンB,H,Lの分別が可能な新しいEー64誘導体の開発を試み、カテプシンBの阻害に特異的な誘導体の開発に成功した。この新しいEー64誘導体(CAー074)は8mg/100g/body weight腹腔内投与にって、大腿骨抽出物及び肝中カテプシンB活性を十分に抑制するがH,L活性には全く影響を与えない。またこの条件下での血中カルシウムレベルは全く低下が見られなかった。それ故、骨吸収にはカテプシンB以外のシステインプロテア-ゼ、特にコラ-ゲン分解活性の強いカテプシンLの関与が考えられ、その作用機構の解明と特異的な阻害剤作成は骨吸収の良い治療薬開発になると考え研究を進めている。
地盤情報データベースを利用した熊本平野の地下水盆構造の解析

この地盤情報データベースでは、データは1/5000国土基本図上の一辺50mのメッシュで表示している。そして、地図単位4×3kmを一ファイルとしている。これまで構築してきた地盤情報データベースシステムに入力している各データの地層区分をし、その標高データを地層ファイルとした。このデータを平面図上にプロットして、各地層ごとのコンター図を作成した。また、そのデータを使って各地層ごとに分解できる石膏モデルを作り地下構造の様子を分かりやすくしたことで、熊本市水道水のタンクと云われる砥川溶岩層の分布状況などが解った。そして、その上にある阿蘇火砕流堆積物の堆積状況がわかり、上江津湖の部分では、これに天窓状に穴があいていることも解った。なお、各地層コンター図のデータを用いて、東西、南北方向1kmメッシュの地層断面図を作成したことで地下構造の様子が解明された。これらの成果を地層断面図集にしてまとめ、行政などで社会のために利用してもらえるように配布した。この環境地盤情報データベースでは、基図に1/5000の国土基本図を使用している事でデータ位置を地図上の1*1cm^2即ち、地上で50*50m^2で表示している。検索では、地図上の任意の2点を指定すると水平距離と標高差を考慮した自動作図システムとなっている。本システムの利用により、熊本市域の水理地盤構造を巨視的に把握し、現在問題化している熊本地域の地下水枯渇・汚染等の問題解決の基礎データを提示する事を目的にしている。そこで、熊本地域のボーリングデータを収集し、地盤情報データベースシステムの構築をおこなっている。このシステムでは、各データを地層区分し、その標高データの結果を地層ファイルとしておくことで、地層ごとの状態を見る事ができ、地下構造の理解を助けることができる。当年度は市東部のデータを出力して、これを地層区分し各地層ごとに標高値を読みとりファイル化した。またこのデータを所定の位置にプロットして各地層標高図を作製した。これだけでは、地下構造を理解するのに不十分なので、立体モデルをv=1/200、h=1/10000のスケールで、石膏を使って作製にかかっている。今その1部分が出来たが地下構造を知るのに大いに役立つものと思う。これらについては、土木学会西部支部研究発表会に発表予定である。そして、地図単位4X3kmを一ファイルとしている。なお、各地層をコンター図のデータを用いて、東西、南北方向1kmメッシュの地層断面図を作成したことで地下構造の様子が解明された。
超微小気泡群の熱的非平衡挙動の探求

1億分の1メートル程度の大きさの超微小気泡群の挙動に対する熱的な影響の解明を目的として,分子シミュレーションによる研究を展開した.その結果,少なくとも低圧場での気泡挙動については,1熱的な影響は非常に小さい2気泡群の成長機構を特徴づける指数(成長速度指数と呼ばれる)が熱的な影響を直接考慮せずともマクロな状態量を用いたモデルから定量的に予測できる,という2つの知見が得られた.これらは,超微小気泡群に対する正確な挙動予測が工学的に求められているなか,その予測を可能とするための一里塚となる成果である.ナノスケールの超微小気泡群の挙動に対する熱的非平衡性の影響解明を目的として,分子動力学シミュレーションならびに数理解析を実施した.具体的には,Lennard-Jonesポテンシャルで模擬される流体を対象として,断熱極限系と等温極限系,および低温度場系と高温度場系の各系に対する分子動力学シミュレーションをおこない,超微小気泡群の挙動を徹底比較した.また,気泡群の代表長さの時間発展則を反映するべき乗則の数値(成長速度指数)を算出する数理解析をとおして,熱的非平衡性の影響を定量的に評価した.断熱極限系と等温極限系では,気泡群の挙動や成長速度指数に大きな差がない一方で,低温度場系と高温度場系では気泡群の挙動(特に気泡形状)に大きな違いがあることが,平成24年度の研究でわかった.そこで,平成25年度は気泡形状に依存せずに成長速度指数を評価できる数理解析手法を新たに導入したうえで再評価をおこなった.その結果,低温場と高温場の双方の系で1/2という成長速度指数が得られた.さらに,超微小気泡群のサイズ分布の時間発展則を連続体力学により理論解析した結果,同じく成長速度指数1/2が得られることもわかった.研究期間全体を通じて得られた成果をまとめると,1超微小気泡群の成長過程に及ぼす熱的非平衡性の影響は小さく,むしろ温度という熱力学変数そのものの影響のほうが大きい2低温場と高温場では気泡形状は大きく異なるが,成長速度指数はともに1/2になるという普遍性が存在する3連続体力学に準拠した理論解析から成長速度指数1/2を理論的に導くことが可能,の3点に集約される.特に,超微小気泡群の挙動に対する熱的非平衡性の影響は小さく,一様な温度場のもとでのマクロなモデリングにより現象予測が可能であることを示せた点は,超微小気泡群の正確な挙動予測が工学的にも求められている中で,非常に意義深い成果である.1億分の1メートル程度の大きさの超微小気泡群の挙動に対する熱的な影響の解明を目的として,分子シミュレーションによる研究を展開した.その結果,少なくとも低圧場での気泡挙動については,1熱的な影響は非常に小さい2気泡群の成長機構を特徴づける指数(成長速度指数と呼ばれる)が熱的な影響を直接考慮せずともマクロな状態量を用いたモデルから定量的に予測できる,という2つの知見が得られた.これらは,超微小気泡群に対する正確な挙動予測が工学的に求められているなか,その予測を可能とするための一里塚となる成果である.ナノスケールの超微小気泡群の挙動に対する熱的非平衡性の影響解明を目的として,分子動力学計算および数理解析を実施した.具体的には,まずLennard-Jonesポテンシャルで模擬された流体を対象として,断熱極限系と等温極限系の二つの系に対する分子動力学シミュレーションをおこない,ナノスケールの超微小気泡群の成長形態を比較した.また数理解析として,気泡群の代表長さ(平均気泡径)が時間に対して示すべき乗則に注目し,その指数(成長速度指数)を評価した.このように,断熱極限系と等温極限系の二つの系を比較することで,熱的非平衡性の影響を評価したのが平成24年度の内容である.結果として,少なくとも三重点に近い低温度場においては,成長形態ならびに成長速度指数の双方について,熱的影響は極めて小さいことが明らかとなった.具体的には,気泡群の成長形態は双方の系においてオストワルド成長と類似した粗大化を示し,また気泡群の代表長さについても,双方の系で時間の1/2乗でスケーリングされる傾向を示すことがわかった.すなわち,成長機構に対する支配的なメカニズムには差異が表れず,同じユニバーサリティークラスに分類されることを確認した.このことは,少なくとも低温度場で発生する超微小気泡群については,その挙動に対する熱的非平衡性の影響が非常に小さいことを示している.一方で,臨界点に近い高温度場で発生する気泡については,少なくとも断熱極限系においては気泡が球形とは大きく異なる形状を示すとともに,オストワルド成長と類似した粗大化形態が明確には見られなくなることを確認した.このことは,熱的非平衡性よりも温度場という熱力学変数そのものが与える影響の方が大きいことを示唆しており,超微小気泡群の挙動に対して支配的な物理因子を特定するうえで重要な手掛かりが得られた.断熱極限系と等温極限系の二つの系に対する分子動力学計算および数理解析をとおして,三重点に比較的近い低温度場においては,気泡の成長形態および成長速度指数の双方について,二つの系での差異が非常に小さいことがわかった.

これは,少なくとも低温度場で発生する気泡については,次年度に予定していた弱温度制御系での解析をおこなうまでもなく,熱的非平衡性の影響は無視できるほどに小さいことを意味している.すなわち,24年度の段階で当初の目的は概ね達成されたことになり,結果として当初の計画以上に研究が進展したと位置づけられる.24年度の研究で,高温度場においては気泡形状が球形とは大きく異なるため,これまで本研究で用いてきた代表長さの定義が単純には適用できないことがわかった.そこで25年度は,密度の自己相関関数を波数空間で評価する方法により,気泡形状に依存しない代表長さを新たに定義しなおす.この新しい定義を利用して,高温度場における気泡の成長速度指数を算出し,熱的非平衡性の影響評価を進める予定である.次年度使用額が生じた大きな理由としては,当初購入予定であった物品(高速計算機)に関して学外の研究者から計算機の提供がありそちらで代替できたことが挙げられる.これらの未使用額も含めて,25年度の物品費については高速計算機の追加購入に,旅費については国際会議の発表にそれぞれ使用する.また,その他については,論文投稿費として使用する予定である.
マウス初期胚における細胞質RNAの動的変化の重要性の解明

3年間の研究は,まずH15年度は主にマウスの初期胚(1細胞期から2細胞期)にポリA鎖を伸長するマウス母性RNA群を濃縮する新規なcDNA Libraryの作成の方法論の開発に心血を注ぎ,H16年度はこれを確実な技術とすると同時に,そのcDNA塩基配列解析を行った,H17年度はそのcDNA群をさらにRNAブロットにより分析し埴接関齢文を2報公刊した.1)1039クローンのcDNA塩基配列を決定し、データベース検索に基づいて遺伝子を同定した。その結果、まず111クローンはMammalian apparent LTR-retromnsposon(MaLR)のげっ歯類サブファミリーであるMTaであることが判明した。それ以外は通常のmRNAであり,マウス初期胚でポリA鎖の伸張を示す母性RNAは特定の遺伝子には偏っておらず、また多種多様な遺伝子産物をコードしていることが判明した.2)伸張の様式には何種類あって、どのようなグループに分類されるかをRNAプロット法により検証した。材料の制約は,高放射能活性のヌクレオチド三燐酸を使用し、10-30個の受精卵で十分な技術的な改良も進めた.解析結果は,まず1)のライブラリーの信憑性が確認され、また20遺伝子の解析からそのパターンは大まかには7種類に分類されることがわかった。この成果も研究期間内に発表することができた.3)交付申請時には対応遺伝子の染色体上の位置もできるだけ正確に求め、その特徴を解析し、またRNA導入系で伸張に必要なcis elementを求め、さらにXenopus等、他の生物種での知見と比較、検討する、としていたが、残念ながら共同研究者転出により、この点は果たせなかった。マウス受精卵では受精後20時間頃に、卵中のRNAが蓄積母性RNAから、de novo転写による接合子型RNAに変換する。我々は、独自に単離したBri3/SSEC-D遺伝子母性RNAが受精後18時間(1細胞期後期)をピークとしてde novo転写によらず、かつ一過的にそのmRNAのポリA鎖を伸長させ、その後、短縮・分解されることを見いだし、マウス初期胚発生プログラム発動に重要な役割を持つ可能性を示唆してきた。我々は、この現象の多様性と機能解明を目指している。そのため、独自に考案した新規な方法論で、受精卵期にポリA鎖伸長を起こす母性RNA群を濃縮したcDNA Libraryの作製を試み、ついにそれに成功した(2003)。同cDNALibraryから現在まで約300クローンの単離とその塩基配列の決定を終了した。この中で複数個得られた同一遺伝子およびESTのうち8種類について、マウス初期胚を用いて、これも独自に確立した高感度Northern Blot解析を実施した。その結果、検定した全ての遺伝子RNAがポリA鎖伸長を示すこと、その伸長様式は、本研究の契機となったBri3/SSEC-D母性RNAと同様式のグループを含め4パターンに分類できることが明らかとなった。興味深いことに、これら新規ポリA鎖伸長様式を示す母性RNAの中には、受精卵期に短時間内にポリA鎖伸長・短縮を繰り返すもの、初期2細胞期胚で劇的に分解されるものなど複数種の特徴的動的変化の存在が明らかとなり、受精卵におけるポリA鎖伸長はBri3/SSEC-D遺伝子に限らず多くの母性RNAに見られる普遍的な現象であり、かつ、その伸長様式は予想外に多様である可能性を示唆することができた。つまり、我々が完成させた新規cDNA Libraryの有効性が示されるとともに、その翻訳発動や制御機構の解析への材料を手に入れることに成功した。マウス受精卵では、卵中のRNAが蓄積母性RNAから接合子型RNAに変換する受精後20時間頃までは発生は母性RNAの支配下にある。一般的に蓄積母性RNAの情報発現は胚発生プログラムの開始に重要と考えられているが、具体的な機構は殆ど不明である。

我々は、独自に単離したBri3/SSEC-D遺伝子の母性RNAが受精後18時間(1細胞期後期)をピークとして一過的にポリA鎖をもともとの80-100ntdsから400ntds程度にまで伸長させ、その後分解されることを見いだし、同現象がマウス初期胚発生プログラム発動に重要な役割を持つ可能性を検討してきた。本研究では、ポリA鎖をこの時期に伸長するマウス母性RNA群を濃縮する独自の新規なcDNA Libraryを考察し(Sakurai et al.2005)、その母性RNA群を解明することを目的としており、今年度はそのうちの約1000クローンの解析を開始した。その結果、1.まず、それらの分子種は多様であること。2.25種のクローンについてRNAブロット解析を実施したところ、対応する母性RNAはこの時期の発生過程で確かにポリA鎖伸縮を示すとともに、その伸縮様式にも多様性(現時点、5様式に分類)が存在することを発見した。3.これらの遺伝子中には、カエルやマウスの卵母細胞期におけるポリA鎖伸長機構に必須とされるcis配列は見出されないものも多く、受精後のポリA鎖伸縮機構はそれとは異なることが示唆された。4.単離クローンのin silico解析から、これらの母性RNA群は、特定の機能群に集中せず、またその遺伝子も特定染色体領域にはなかった。他の生物種との詳細な比較はこれからであり、また核移植を用いる系は準備段階であるが、計画のほぼ90%を達成したと考える。以上は、マウス受精卵期のポリA鎖伸長現象の普遍性と、機構の新規性と多様性を世界で初めて見出したものである(manuscript in preparation)。昨年度すでにマウスの初期胚(1細胞期から2細胞期)にポリA鎖を伸長するマウス母性RNA群を濃縮する新規なcDNA Libraryを独自な方法として作製していた。1)1000cDNAクローンの遺伝子同定。1039クローンのcDNA塩基配列を決定し、データベース検索に基づいて遺伝子を同定した。その結果、まず111クローンはMammalian apparent LTR-retrotransposon(MaLR)のげっ歯類サブファミリーであるMTaであることが判明した。この時期に特に量的に豊富な母性polyA付加RNAとして興味深い。また、それ以外は通常のmRNAに分類されるが、この解析の結果、マウス初期胚でポリA鎖の伸張を示す母性RNAは特定の遺伝子には偏っておらず、またコードする遺伝子産物も転写因子やシグナル伝達関連タンパク質など多種類のタンパク質群に及ぶことが判明した。2005年はじめに論文を発表。2)伸張の様式には何種類あって、どのようなグループに分類されるかをRNAブロット法により検証する。これは材料の制約があるため、高放射能活性のアデニンヌクレオチド三燐酸を使用し、高感度X線フィルムを使用するなど技術的な改良も進めたが、比較的高発現の遺伝子については現在では10-30個の受精卵でRNAブロット解析が可能である。この技法により、1)で得たcDNAのプローブを作製し、卵母細胞から受精後2細胞期までの詳細なRNAブロット解析をしたところ、まず1)のライブラリーの信憑性が確認され、また20遺伝子の解析からそのパターンは大まかには7種類に分類されることがわかった。
ディラック粒子系の量子輸送現象におけるカイラル対称性の効果

連続模型に基づいて提案した、傾いたディラック粒子系を一般的に特徴付ける"一般化されたカイラル対称性"が、離散的な格子模型においても厳密に定義できることを28年度まで示すことができたが、それを利用して、格子模型に基づく様々な概念の一般化が可能となった。昨年度に引き続き、格子模型において、質量ゼロのディラック粒子が偶数個存在しなければならないという、いわゆるフェルミオン・ダブリングという性質が、ディラック・コーンが傾いた場合においても"一般的なカイラル対称性"によってトポロジカルに守られることを、2バンド模型の場合に示した内容を精査し国際会議で発表するとともに、学術雑誌に論文として発表した。こうした、一般論の構築以外に、2次元フェルミオン・ヴォルテックス系における非整数電荷の傾いたディラック粒子系への拡張についても研究を進め、一般化されたカイラル対称性しか存在しない系において、ヴォルテックスに付随する電荷の値をKernel Polynomial法を用いて精密に評価した。その結果、通常のカイラル対称性が破れているために、ヴォルテックス構造がなくても、単位胞内部の電荷分布にわずかながら構造が現れることが定量的に明らかとなった。非整数電荷に対するこうした構造の影響は、現在のモデル計算ではあまり大きくないことも判明したが、ヴォルテックスに付随する非整数電荷をどのように定義するかに関わる問題でもあるので、今後、どのようにヴォルテックスに付随する電荷を定義するのかを含め、精密な数値計算結果に基づき、慎重に解析を進めていく必要があることがわかった。このほか、昨年度に開始したフラットバンド模型における研究の発展として、分数量子化されたベリー位相による2次元カゴメ格子上の量子相の特徴付けの可能性についてより詳しい解析を行い、その結果を学術雑誌に論文として発表することができた。27年度後期は、カイラル対称性の一般化について大きな進展が得られた。これまで、グラフェンなどに現れる、傾いていない通常の2次元ディラック電子系においては、vortexのようなボンド秩序のトポロジカルな欠陥に伴ってゼロモードが存在し、トポロジカルな欠陥に現れる非整数電荷に重要な役割を果たしていることが知られている。我々は、こうしたトポロジカルな欠陥に伴うゼロモードが、有機導体などで見られる傾いたディラック電子系一般へ、どのように拡張することができるのかを、一般化されたカイラル対称性の観点から研究を行った。その結果、低エネルギーの有効理論の範囲内で、傾いたディラック電子系においても、ボンド秩序のトポロジカルな欠陥に伴い、ゼロモードが存在すること、また、そのゼロモードが一般化されたカイラル演算子の固有状態となることがわかった。この結果は、傾いたディラック電子系一般において、トポロジカルな欠陥に伴って非整数電荷が現れる可能性を理論的に指摘したものである。さらに、これまで、前述の有効理論でしか厳密には定義できなかった一般化されたかイラル対称性が、格子模型に対しても厳密に定義できることが新たにわかった。これにより、格子模型を用いた数値計算により、一般化されたカイラル対称性の効果について、精密な数値計算が可能となり、対称性の効果がより具体的に明らかにされると期待される。また、2つのディラック・コーンを混成させるようなボンド秩序のトポロジカルな欠陥(vortex)に伴うゼロモードの議論においても、格子模型を用いたほうが理論を構築する際の見通しが良く、格子模型上の一般化されたカイラル対称性の一般論が有用であることがわかった。一般化されたカイラル対称性を軸に傾いたディラック電子系においても、ボンド秩序のトポロジカルな欠陥に伴うゼロモードの拡張が可能であることがわかる一方で、これまで一般化されたカイラル対称性は、連続極限の有効ハミルトニアンでしか定義されない対称性であったが、格子模型に対しても厳密な定義が可能であることが新たに発見され、一般化されたカイラル対称性を保存するようなハミルトニアンに対する連続変形、といった新たな理論的な枠組みを提唱することができ、そのことにより、より見通しよく傾いたディラック電子系に対する理論的の拡張が可能になったため。これまで、連続模型でしか定義できていなかった一般化されたカイラル対称性が、格子模型上で定義できることを27年度末に見出したが、28年度は、これを受け、格子模型に対する一般化されたカイラル対称性の理論的枠組みを構築を行い、論文(Physical Review B94, 235307)にまとめた。その中で、ハミルトニアンの、一般化されたカイラル対称性を保存する代数的な連続変形によって、傾いたディラック電子系が系統的に生成されること、また、そのような変形においてゼロモードが保存されることを一般論及び具体例を用いて示すとともに、一般化されたカイラル対称性が質量項によって破られた時のゼロモードのトポロジカルな性質等についても一般的に明らかにした。さらに、本研究で提案した連続変形が非一様な系にも適用可能であることを生かして、フェルミオン・ボルテックス系のボルテックスに付随するゼロモードの、傾いたディラック電子系への拡張が、格子模型レベルで厳密に行うことができることを具体的に示した。こうした一般論を構築する一方で、フェルミオン・ボルテックス系のゼロモードに付随する非分数電荷のトポロジカルな安定性を、精密な数値計算により調べた。具体的には、2次元六角格子におけるケクレ型ボンド秩序のボルテックス構造、特に高次のwinding numberを持つような構造に対して、Kernel Polynomial法を用いて、系統的に非分数電荷の値を正確に求め、ランダムネスに対する安定性を確認した。

こうした研究成果は、上記の論文(ボルテックスの非分数電荷については現在論文準備中)の他に、国際会議(2件)、日本物理学会(3件)で発表している。格子模型における一般化されたカイラル対称性の一般論の構築に成功したことにより、傾いたディラック電子系に対して新たな視点を提供することができた。また、フェルミオン・ボルテックス系のような、並進対称性の破れた系に対しても応用し、有用であることを具体的に示すことができた。さらに、代数的な連続変形はカゴメ格子などのフラットバンド系に対して応用することが可能で、傾いたディラック電子とフラットバンドが共存する系も生成可能であることがわかり、ランダム系のユニバーサリティークラスの観点からの格子模型を用いた数値計算への応用なども含め、今後の発展が期待されるため。28年度までに、格子模型といった離散的な空間上でも、一般化されたカイラル対称性が従来のカイラル対称性と同様に厳密に定義できること、また、そのような対称性を持つ模型がハミルトニアンの代数的な変形によって構築されることを示してきた。29年度においては、こうした変形がマルチバンドの系にも応用が可能で、カゴメ格子やLieb格子などのフラットバンドを持つ系に対しても適用できること、その際には高スピン表現が有用であることを示すことができた。一方、格子模型における一般化されたカイラル対称性の効果について、さらに研究を進め、2バンド模型の場合には、傾いたディラック電子系におけるフェルミオン・ダブリングが、この一般化されたカイラル対称性によってトポロジカルに守られることを示すことができた。これは、いわゆるニールセン・二宮の定理の傾いた2次元ディラック電子系への拡張となっている。このような一般論のほか、28年度に引き続き、フェルミオン・ボルテックス系における電荷の分数化に対する一般化されたカイラル対称性の効果についても研究を進め、連続変形によってディラック・コーンを傾けた時、ボルテックスに付随する分数電荷をKernel Polynomial法によって大規模計算を行うことにより数値的に調べたところ、分数電荷が連続変形に対して一定の安定性を示すことがわかった。また、一般化されたカイラル対称性を厳密に満たす"拡張されたWilson-Dirac模型"のトポロジカルな性質についても数値的に研究を行い、エッジ状態の変化などを確認した。さらに、フラットバンド系の研究の発展として、ベリー位相のようなトポロジカルな量によって、2次元カゴメ格子状の磁性体の量子状態を特徴付ける試みも行った。こうした成果は、現在論文を国際会議(5件)や日本物理学会(2件)で発表しているが、今後速やかに論文としてまとめる予定である。一般化されたカイラル対称性を格子模型へ拡張したことにより、フラットバンド系への拡張の一般論と高スピン表現の関係、フェルミオン・ダブリングの一般化されたカイラル対称性との関係などを明らかにすることができた。後者は、現実の傾いたディラック電子系で観測されているダブリングの安定性と関係している可能性がある。また、格子模型で定義できたことにより、数値計算で厳密に取り扱えることから、変形されたWilson-Dirac模型などにおけるゼロモードの安定性の検証などが可能となった。