hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
射影多様体の接触幾何的特異点論

(1)射影空間内の部分多様体に対し,母関数族を定義し,接触幾何のルジャンドル特異点論を応用し,種々の付随する特異点の標準形を求め,それを解析した.その副産物として双対曲面の標準形を求めた.空間曲線の可展開面の位相的分類を与えた.以前の論文で微分位相的分類を与えたが、そこで扱えないような非常に退化した曲線に対しても位相型なら決定できることを発見し、定式化し、証明した.すでに論文にまとめ、国際的雑誌に現在投稿中である.(2)2階の微分方程式としておもしろいクラスを作り,古くから研究されているモンジュアンペ-ル方程式に対し,解の概念を接触幾何と結び付けることにより一般化し、同次方程式の解の大域的局所的構造、特異性を解析した.その成果を論文にすでにまとめ、現在国際的雑誌に投稿中である.(3)(1),(2)の研究対象である特異点、特にア-ノルドのいみの笠はまた,ケーラー曲面の実曲面のもつ特異点としても現れる.ラグランジュ2結び目と実2結び目の関係は非常に重要であり、本研究によりえられた知見により、現在この問題を攻略中である.(4)さらに本研究中に次の研究実績を得た:ヒルベルト16問題との関係で、低次の平面三角曲線や実有理曲線のトポロジーを調べ、特に自己交差点の最大なものに変曲点が現われないことを発見した.さらにそれらの位相型に奇妙な双対性のあることを見い出し、擬直線配置の理論からそれを説明した.国際的雑誌に現在投稿中である.また、実解析的境界を持つ複素平面領域の分類の境界における局所問題を複素力学系の手法で解決した.さらに、本研究中に、サブリーマン幾何における指数写像の特異性が、微大域的(マイクログローバル)ラグランジュ・ルジャンドル特異点論(L-L特異点論)により解明できることを見抜いたことは、本研究における成果と考えられる.(1)射影空間内の部分多様体に対し,母関数族を定義し,接触幾何のルジャンドル特異点論を応用し,種々の付随する特異点の標準形を求め,それを解析した.その副産物として双対曲面の標準形を求めた.空間曲線の可展開面の位相的分類を与えた.以前の論文で微分位相的分類を与えたが、そこで扱えないような非常に退化した曲線に対しても位相型なら決定できることを発見し、定式化し、証明した.すでに論文にまとめ、国際的雑誌に現在投稿中である.(2)2階の微分方程式としておもしろいクラスを作り,古くから研究されているモンジュアンペ-ル方程式に対し,解の概念を接触幾何と結び付けることにより一般化し、同次方程式の解の大域的局所的構造、特異性を解析した.その成果を論文にすでにまとめ、現在国際的雑誌に投稿中である.(3)(1),(2)の研究対象である特異点、特にア-ノルドのいみの笠はまた,ケーラー曲面の実曲面のもつ特異点としても現れる.ラグランジュ2結び目と実2結び目の関係は非常に重要であり、本研究によりえられた知見により、現在この問題を攻略中である.(4)さらに本研究中に次の研究実績を得た:ヒルベルト16問題との関係で、低次の平面三角曲線や実有理曲線のトポロジーを調べ、特に自己交差点の最大なものに変曲点が現われないことを発見した.さらにそれらの位相型に奇妙な双対性のあることを見い出し、擬直線配置の理論からそれを説明した.国際的雑誌に現在投稿中である.また、実解析的境界を持つ複素平面領域の分類の境界における局所問題を複素力学系の手法で解決した.さらに、本研究中に、サブリーマン幾何における指数写像の特異性が、微大域的(マイクログローバル)ラグランジュ・ルジャンドル特異点論(L-L特異点論)により解明できることを見抜いたことは、本研究における成果と考えられる.(1)射影幾何に現われる特異点、とくに4次元射影空間内の曲面に現われる特異点を分類し、その特異性を解析した。とくにそのために、波面集合を非常に一般化した、フロント写像の概念を導入した。その概念をもとに、射影双対性を一般化したGrassmann双対性を考察し、一般化されたGauss mapとの関連を考察した。また、Legendre特異点の一般化として、フロント写像の特異点の分類をあたえた。そのために、特異点についての文献の整備、および微分幾何、特異点理論の専門家との資料交換、情報交換を行った。(2)Monge-Ampere方程式のcontact幾何および射影幾何的一般化を行い、その特異解の解析を行っている。副産物として、affine空間の大域的解の形状に関する知見を得た。空間曲線のtangent developableの特異点の位相型がleading termsにより確定する場合を決定し、その位相的分類を完成した。分担者は、関連して、Web構造と偏微分方程式の関係に関する結果を得た。そのための、偏微分方程式、微分幾何、力学系の専門家との研究協力を行った。(3)symplectic topologyやcontact topologyへの特異点論の応用を考察した。とくに、symplectic幾何における特異点論を推進し、種々の特異点の安定性、不安定性を証明した。とくに、折り目写像の安定性、カスプ写像の安定性、不安定性を扱った。また、contact topologyと関連して、3次元多様体上のgenericな平面場の、非contact集合と、その上の特異葉層の構造を研究中である。

そのための、微分トポロジーの研究者との情報交換、研究協力を行った。(1)空間曲線の可展開面の位相的分類を与えた.前年度に微分位相分類を与えたが、そこで扱えないような非常に退化した曲線に対しても位相型なら決定できることを発見し、定式化し、証明した.すでに論文にまとめ、国際的雑誌に現在投稿中である.(2)2階の微分方程式としておもしろいクラスを作り,古くから研究されているモンジュアンペ-ル方程式に対し,解の概念を接触幾何と結び付けることにより一般化し、同次方程式の解の大域的局所的構造、特異性を解析した.その成果を論文にすでにまとめ、現在国際的雑誌に投稿中である.(3)(1),(2)の研究対象である特異点、特にア-ノルドのいみの笠はまた、ケーラー曲面の実曲面のもつ特異点としても現れる.ラグランジュ2結び目と実2結び目の関係は非常に重要であり、本研究によりえられた知見により、現在この問題を攻略中である.(4)さらに本研究中に次の研究実績を得た:ヒルベルト16問題との関係で、低次の平面三角曲線や実有理曲線のトポロジーを調べ、とくに自己交差点の最大なものに変曲点が現われないことを発見した.さらにそれらの位相型に奇妙な双対性のあること見い出し、擬直線配置の理論からそれを説明した.国際的雑誌に現在投稿中である.また,実解析的境界を持つ複素平面領域の分類の境界における局所問題を複素力学系の手法で解決した.さらに、本年度に、サブリーマン幾何における指数写像の特異性が、微大域的(マイクログローバル)ラグランジュ・ルジャンドル特異点論(L-L特異点論)により解明できることを見抜いたことは、本研究における成果と考えられる.
長基線ニュートリノ振動実験におけるニュートリノ振動現象の探索及び検証

昨年度、我々はK2K長基線ニュートリノ振動実験における初めてのニュートリノ振動に関する解析を行い、スーパーカミオカンデの大気ニュートリノ観測に見られたニュートリノ振動現象とコンシステントな結果を得た。しかしながら、さらにニュートリノ振動に対する感度を向上させるために、より多くのデータを収集するとともに、いくつかの系統誤差を小さくすることが不可欠である。今年度においては引き続きデータ収集を行い、目標のデータ量の約3/4のデータを収集するに至った。また、系統誤差を小さくするため、以下にあげるような研究を進めた。現在振動解析において最も大きな系統誤差を与えているものの一つに、前置検出器で測定したニュートリノスペクトルとフラックスをスーパーカミオカンデに外挿するために用いるFar/Nearニュートリノスペクトル比がある。この量はニュートリノの親粒子であるπ粒子が陽子標的で生成されるときの運動量分布を詳細に測定することで、精度よく予言することができる。昨年度夏にCERN-HARP実験に参加し、K2K実験と同じ条件下でのπ粒子生成についてのデータ収集を行った。今年度は主にそのデータ解析に従事し、HARP実験の検出器の検出効率、アクセプタンス等の理解をした。現在では薄い標的を用いた場合のπ粒子の生成断面積の結果を得るための最終段階の解析を行っており、3月中には結果が得られる見込みである。この結果とK2K実験のニュートリノ振動解析結果を含め、投稿論文にまとめる予定である。2.新型ニュートリノ検出器SciBarの導入K2K実験において、ニュートリノ振動に対する感度を向上させるためのもう一つのアプローチとして、「低エネルギー領域でのニュートリノスペクトルの精密測定」と「ニュートリノ反応の詳細な理解」があげられる。そのため私が4年前から研究開発を進めてきた検出器SciBarを今年度夏にK2K実験に導入した。その後、10月よりデータ収集を開始し、これまでに収集したデータを用い、検出器のパフォーマンスはほぼ理解するに至っている。また物理解析も進めており、その結果が出つつある段階である。2001年11月のスーパーカミオカンデの光電子増倍管破損事故により、2002年1月より約6ヶ月間予定されていたKEK-PSのK2K実験のためのビームタイムはすべてキャンセルとなった。2002年3月よりスーパーカミオカンデ復旧作業を開始し、今年10月上旬には従来の約半分の密度で光電子増倍管を配置し終わり、タンク内への純水注入を開始、同時にデータ収集も再開した。12月には純水注入完了、12月下旬よりK2Kデータの収集も再開するに至っている。そのような状況の中で、今年度6月、我々は2001年7月までに収集したデータをもとに、K2K実験としては初めてのニュートリノ振動を検証するための解析を行い、この解析の結果を発表した。前置検出器での測定をもとに、スーパーカミオカンデにおいて期待されるニュートリノ事象数およびエネルギースペクトルの双方を予想し、実際の観測値との比較を行い、ニュートリノ振動がない確率は1%以下であることを確認した。また、ニュートリノ振動があるとした場合に、実験結果を最も良く再現する振動パラメーターの値は(sin^22θ,Δm^2)=(1.03,2.8x10^<-3>_eV^2)であることが分かり、スーパーカミオカンデの大気ニュートリノ観測から示唆される結果とコンシステントな結果を得た。この結果から、大気ニュートリノに見られた上向きニュートリノの数の欠損はニュートリノ振動現象によるものである、より強い示唆を得たことになる。2.全感知型飛跡検出器の開発状況昨年度の検出器の基本性能評価、実際の使用環境下でのバックグラウンド評価に引き続き、今年度は実験への導入のための諸準備を始めた。スーパーカミオカンデの事故の影響を受け、今年度12月までに本検出器の少なくとも一部をKEKのニュートリノ実験ホールに導入しなければならなくなった。そのため、スーパーカミオカンデ復旧とともに、本検出器導入のための準備も急ピッチで進められた。導入に先立ち、検出器に用いるマルチアノード光電子増倍管(MAPMT)の個々の性能評価、読み出し用波長変換ファイバーの減衰長測定・品質チェックを行うためのシステムを作り、実際に大量のMAPMT・ファイバーをプロセスするだけの機能を果たすことを確認した。また、MAPMT読み出し用のエレクトロニクスの開発も最終段階に入り、プロトタイプのボードの完成、それを使ってシグナルを読み出すことにも成功している。12月には全64層の検出器うちの4層分をニュートリノ実験ホールに導入し、データ収集を開始、3月現在においてはニュートリノ起源の信号を見始めるに至っている。今後、2003年度7月より検出器のフルインストールを開始し、10月から予定されているビームタイムでは、完全な検出器を用いてデータの収集を行う。また、検出器の振る舞いを理解するためのビームテストも行い、実際のニュートリノデータの解析に移る予定である。

現在振動解析において最も大きな系統誤差を与えているものの一つに、前置検出器で測定したニュートリノスペクトルとフラックスをスーパーカミオカンデに外挿するために用いるFar/Nearニュートリノスペクトル比がある。この量はニュートリノの親粒子であるπ粒子が陽子標的で生成されるときの運動量分布を詳細に測定することで、精度よく予言することができる。昨年度夏にCERN-HARP実験に参加し、K2K実験と同じ条件下でのπ粒子生成についてのデータ収集を行った。今年度は主にそのデータ解析に従事し、HARP実験の検出器の検出効率、アクセプタンス等の理解をした。現在では薄い標的を用いた場合のπ粒子の生成断面積の結果を得るための最終段階の解析を行っており、3月中には結果が得られる見込みである。この結果とK2K実験のニュートリノ振動解析結果を含め、投稿論文にまとめる予定である。2.新型ニュートリノ検出器SciBarの導入K2K実験において、ニュートリノ振動に対する感度を向上させるためのもう一つのアプローチとして、「低エネルギー領域でのニュートリノスペクトルの精密測定」と「ニュートリノ反応の詳細な理解」があげられる。そのため私が4年前から研究開発を進めてきた検出器SciBarを今年度夏にK2K実験に導入した。その後、10月よりデータ収集を開始し、これまでに収集したデータを用い、検出器のパフォーマンスはほぼ理解するに至っている。また物理解析も進めており、その結果が出つつある段階である。
実験的巣状糸球体硬化症:メサンギウム細胞・マクロファージの役割

APAハムスターにストレプトゾトシンを投与すると、容易に巣状分節状糸球体硬化症を惹起できる。本実験系はヒトにおける本疾患のモデルとなり得ると考えられ、本研究は病変の進展に関わるメサンギウム細胞とマクロファージの役割を解明することを目的としたものである。以下の結果が得られた。1.処置を行っていないAPAハムスターでも進行は遅いものの1年齢ほどになると糸球体硬化症がみられる。処置によって、病変が重篤化・修飾されたものと考えられるが、処置動物を調べる前に無処置での病変を詳細に検討する必要がある。そこで、加齢による糸球体の変化を、特にメサンギウム細胞に注目して電顕的に検索した。これにより、本動物はメサンギウム細胞の活性化、基質の増生が明らかにされ、このことが前述した実験系に適した動物となり得る大きな原因であると考えられた。本結果は、Yamanouchi他で雑誌論文として報告し、無処置および処置動物の病変の特徴を、メサンギウム細胞とマクロファージの泡沫化を中心として、図書「バイオメディカルリサーチマニュアルVI.疾患モデル動物」内に記載した。2.無処置および処置APAハムスターの腎臓に対して、メサンギウム基質・糖質に対する組織化学的検索を行ったところ、基質の増加が顕著に認められ、本病変の進展に対するメサンギウム細胞の重要性が確認された。さらに、処置動物において、染色性の異なるマクロファージの糸球体内への浸潤・泡沫化も確認された。本結果は、1995年5月に行われる第42回日本実験動物学会に報告の予定である(要旨受領済み)。3.上記のような特徴をもつAPAハムスターのメサンギウム細胞の培養系の確立に成功し、電顕的な検索を中心とした形態学的特徴を明らかにした。現在、生化学的特徴の解明につとめている。
メダカオキシトシン遺伝子に着目した、配偶者防衛行動の神経基盤解析

配偶者防衛行動は「オス、オス、メス」の三者関係において観察される行動であり、多くの動物種で報告例が存在する。しかしながら、その分子神経基盤には未だ不明な点が多い。本研究では、マウスやヒトに存在するホルモンであるオキシトシンが、メダカの配偶者防衛行動に関与していることに着目し、オキシトシンが働くどの神経細胞が行動を制御しているかを明らかにする。そして、当該行動の進化的起源、ひいてはヒトの独占欲の起源解明を目指す。
マイクロレンズアレイと微小光線走査機構を用いた薄型立体表示デバイス

本研究では,画像表示装置から出力される光情報を時系列のデータとして扱い,マイクロミラーを動的に制御することでその反射光を空間上に走査する.これにより,観察者の見る画像の解像度を落とすことなく空間分解能を上げることが可能となる.DMDのような反射型のミラーアレイを用いた立体視ディスプレイの研究は既に行なわれているが,反射型の場合光源とミラーアレイを向かい合わせに配置する必要があり,複雑な光学系及び一定以上の光路を確保する観点からシステムが大規模になる傾向がある.一方本研究では,画素と同サイズのマイクロミラーの両面を用いて反射させることで,ミラーアレイの直下に配置した光源からの光を透過させる構造となっている.これによりシステム全体をシンプルに,かつ薄型にすることが可能である.まず,外部磁場,及びローレンツ力により駆動されるマイクロミラーの設計を行ない,ミラー面のサイズが400μmx500μm,厚さが20μmのマイクロミラーを試作した.次に,一対の固定・可動ミラーのペアを用いてレーザ光線を空間上に走査し,多眼化が可能であることを示した.その後,マトリックス状に配置されたマイクロミラーアレイとLEDマトリックス,マイクロレンズアレイ等を組み上げることで,透過型立体視ディスプレイのプロトタイプを試作した.ディスプレイへの見込み角を変化させながら出射される光強度を測定することで,試作したプロトタイプが立体視ディスプレイとして適切な光強度分布を示していることを確認した.さらに,隣り合うミラー同士を逆位相で振動させるなど幾つかの駆動方法を実験し,特徴ある光強度分布が得られることも明らかにした.上記手法では表示画像の解像度を落とすことなく多眼化が実現できることから,このマイクロミラーアレイを大規模に集積することで,高解像度・高分解能な立体視ディスプレイが実現できることが示された.本研究では,画像表示装置から出力される光情報を時系列のデータとして扱い,マイクロミラーを動的に制御することでその反射光を空間上に走査する.これにより,観察者の見る画像の解像度を落とすことなく空間分解能を上げることが可能となる.DMDのような反射型のミラーアレイを用いた立体視ディスプレイの研究は既に行なわれているが,反射型の場合光源とミラーアレイを向かい合わせに配置する必要があり,複雑な光学系及び一定以上の光路を確保する観点からシステムが大規模になる傾向がある.一方本研究では,画素と同サイズのマイクロミラーの両面を用いて反射させることで,ミラーアレイの直下に配置した光源からの光を透過させる構造となっている.これによりシステム全体をシンプルに,かつ薄型にすることが可能である.まず,外部磁場,及びローレンツ力により駆動されるマイクロミラーの設計を行ない,ミラー面のサイズが400μmx500μm,厚さが20μmのマイクロミラーを試作した.次に,一対の固定・可動ミラーのペアを用いてレーザ光線を空間上に走査し,多眼化が可能であることを示した.その後,マトリックス状に配置されたマイクロミラーアレイとLEDマトリックス,マイクロレンズアレイ等を組み上げることで,透過型立体視ディスプレイのプロトタイプを試作した.ディスプレイへの見込み角を変化させながら出射される光強度を測定することで,試作したプロトタイプが立体視ディスプレイとして適切な光強度分布を示していることを確認した.さらに,隣り合うミラー同士を逆位相で振動させるなど幾つかの駆動方法を実験し,特徴ある光強度分布が得られることも明らかにした.上記手法では表示画像の解像度を落とすことなく多眼化が実現できることから,このマイクロミラーアレイを大規模に集積することで,高解像度・高分解能な立体視ディスプレイが実現できることが示された.本研究では,MEMS技術によって集積した微小走査機構を持つ立体表示ディスプレイの開発を最終的な目標とする。研究初年度である本年は,構成に必要となる画像表示の理論や特性を評価するために,ボイスコイルモータによってマイクロレンズアレイが駆動されるプロトタイプの立体ディスプレイを製作し,評価実験を行った。まず,フォトレジストの溶融,およびシリコンゴムを用いた形状転写などにより,表示システムに用いることのできるマイクロレンズアレイを製作した。レンズの厚さはレジスト成膜時のスピンコート回転数に依存するが,フォトレジストに含まれる溶媒の割合を多くすることで,より薄型のレンズを製作することが可能となった。上記方法で用いたレンズを液晶ディスプレイ上で振動させるシステムを構成し,評価実験を行った。立体ディスプレイの評価基準として,各画素から発せられる光の,見込み角に対する強度の変化が重要なファクターであることが示された。実験においては,表示画像の切り替えタイミングとレンズの振動を適切に同期させることによって,ディスプレイの解像度を下げることなく立体ディスプレイを実現することが可能であることが示された。また,レンズの振幅を変化させることで,左目用画像と右目用画像の光軸の開きを調整することができるため,観察者の位置にあわせた最適な立体ディスプレイの設計を行えることが示された。本年度の基礎実験において実現した振幅,周波数は,研究分担者らの過去の研究実績であるマイクロ静電アクチュエータによって実現できる数値であり,来年度以降のシステムの集積化に対して,理論的かつ実験による製作可能性を示せたことになる。本研究では3次元立体画像表示装置の実現を目的とし,その構成要素となる高精細ディスプレイとマイクロミラー構造のそれぞれについて研究を行った.精細ディスプレイについては,マイクロマシン(MEMS)構造上に有機ELを用いて発光素子を形成し,それをマイクロ静電アクチュエータによって振動させることで見かけ上の解像度を上げることができる.有機EL素子は真空蒸着によって成膜することができるため,凹凸のある構造の上でも比較的簡単に光源を形成することができる.

本研究ではマイクロ構造上に有機ELを形成するためのプロセスを二つ提案し,それぞれについて実際に製作した後評価を行なった.まず1つ目は,マイクロ加工によって構造部分を完全に製作した後,その上にシャドウマスクを用いて有機EL発光素子を形成する方法である.この方法では有機EL素子を正確に位置決めすることは難しいものの,エッチャントの選択性などを考慮する必要がないため,画素のサイズが十分に大きければ実現可能であった.2つ目の方法として,マイクロ構造を形成するプロセス中に有機ELの電極を組み込む方法を提案した.こちらはプロセスが複雑になるものの,フォトリソグラフィを用いて発光部分を決めるため,正確な位置決めができ微小画素を実現することができた.一方,マイクロミラー構造は表裏共にミラーとしたものをアレイ状に配列し,各ミラーとそれに隣接したミラーを二枚一組として用いる.マイクロミラーの振動方法によって二眼式・多眼式の切り替えが容易に可能となり,これと前述した高精細ディスプレイとを組み合わせることで,高精細な多眼式立体ディスプレイが製作可能となる.画像表示装置の発光部,発色部としての応用が期待される技術として,シリコンの微小構造の回折・干渉現象を利用した構造色ディスプレイの研究を行った.2ミクロン程度の間隔で配列したシリコンの微細構造によって,蝶の翅における「構造色」と呼ばれる現象と同様の原理によって,観察される色を変化させることができた.この微細構造をマイクロアクチュエータによって駆動する実験を行い,発色を動的に制御できる可能性を示した.複数の薄膜の積層間隔を制御することで透過光のスペクトルを制御する手法についても併せて実験を行った.この手法を用いれば,ディスプレイとしての応用の他,生体における光学的な性質を検出するためのアクティブフィルタとして用いることも可能である.また,3次元立体画像表示装置の研究の応用として,複数観察者へ同時に個別画像情報を提示する研究を行った.この研究は,観察者の位置情報の取得,及び特定方向への個別画像情報提示の二つの要素から構成される.観察者の位置情報の取得については,観察者の位置をディスプレイの前面90度の範囲と想定し,アンテナと観察者が所持する発信機から角度を8通りに分解することができた.発信機の代わりにRFIDタグ等を用いることでより正確な位置情報を取得できるだけでなく,観察者固有の情報,例えばその人が興味を持っているニュース等をその人にだけ提示することが可能となる.一方,特定方向への個別画像情報提示については,前年度までの立体画像表示装置の試作において得られた知見を活用した四眼のレンチキュラー式ディスプレイを設計・製作し,上記位置取得によって得られた方向へ個別の画像情報を提示することができた.観察者の移動に伴う画像情報変更の追従性や,四眼それぞれの境界付近に観察者が位置した時の表示の変更など,実際にアプリケーションとして用いる場合を想定した実験も行った.
ピエゾ電気2重層を用いた静電誘導型の振動発電

本年度は、前年度に開発したピエゾ電気2重層エレクトレットを用いて小型の静電誘導型の振動発電素子を作製し、実環境中の微振動(200 Hz、1G以下)からセンサーノードの駆動に必要とされる発電密度10 μW/cm3を得ることを目的に、以下の2点に取り組んだ。1.高い機械信頼性と精密加工に優れる振動子の作製目標値の達成には、環境中の微振動から0.1-1mmの変位を起こす振動構造体、また、精密加工に優れ上述の変位下で破損しない堅牢な材料が求められる。従来のシリコン材は精密加工に優れるが、上述の変位下での機械信頼性に難点がある。そこで本研究では、堅牢かつ精密加工が適用可能な材料として「微結晶粒ステンレス(SUS)箔」材に着目した。微結晶粒SUS材へ両面フォトリソグラフィを処し、塩化第2鉄水溶液でウェットエッチングを行い振動子を作製した。作製した振動子は平滑な加工形状を有し、1.5mmの変位下でも破損しないことを確認した。2.接触型非線形バネの開発ピエゾ電気2重層エレクトレットは静電引力が非常に強く、振動子とエレクトレットが張り付く「プルイン」が生じやすい。そこで、プルイン抑制機構として、接触型非線形バネを考案した。その機構は、振動子がエレクトレットに接近した際、フレームに設けられたストッパと振動子の梁が接触することでバネ反力が非線形に増大され、プルインを抑制する。FEMシミュレーションにより、振動子の共振周波数、振動子とストッパの最適な位置を求めた。フレームはABS樹脂を用いて切削加工により形成した。シミュレーションを基に実際に作製した振動発電素子の特性は、加振加速度1Gの条件で、共振周波数が130Hz、発電密度が34μW/cm3で有り、目標の3倍の発電密度を実現した。本研究課題は平成26年度が最終年度のため、記入しない。自律型ワイヤレスセンサーネットワークの小型センサー向け電源として、ピエゾ電気2重層エレクトレットを用いた静電誘導型の振動発電素子を提案し、その発電量の向上および信頼性の評価を行った。1.発電量とピエゾ電気2重層エレクトレットの表面電荷密度および厚さの関係の調査発電量の向上には、ピエゾ電気2重層エレクトレットの表面電荷密度および厚さの増加により外部電界を強める方法が有効であることが理論から予想された。そこで、強誘電体材の分極電界強度と厚さを変え、その表面電荷密度および厚さと発電量の関係を調査した。分極電界強度は2kV/mmおよび4kV/mmの2条件、厚さは0.1, 0.5, 1.0mmの3条件を調査した。予想の通り,表面電荷密度および厚さの増加により外部電界は強まり,振動発電量は外部電界強度に対して指数関数的に増大することが分かった.更に,縦型振動発電評価(加振加速度0.5G,周波数20Hz)より、表面電荷密度-12mC/m^2、厚さ1mmのピエゾ電気2重層エレクトレットから従来のポリマーエレクトレットより3倍高い発電密度が得られた。2.ピエゾ電気2重層エレクトレットの材料種と表面電荷密度の経時変化の関係の調査従来のポリマーエレクトレットと比較して、ピエゾ電気2重層エレクトレットは表面電荷密度の経時劣化が大きく低い信頼性が課題であった。原因として、材料中の欠陥から生成されるキャリアによる外部電界の遮蔽、ドメイン壁の移動による脱分極の2点が想定された。そこで、PMN-PT単結晶材およびPZT系ハード材からピエゾ電気2重層エレクトレットを作製し、表面電荷密度の経時変化を調査した。その結果、ハード材の表面電荷密度の経時劣化が小さく、より高い信頼性を示した。表面電荷密度の経時劣化は主としてドメイン壁の移動による脱分極であり、ハード材の適用が有効であることが分かった。

FEMシミュレーションにより、振動子の共振周波数、振動子とストッパの最適な位置を求めた。フレームはABS樹脂を用いて切削加工により形成した。シミュレーションを基に実際に作製した振動発電素子の特性は、加振加速度1Gの条件で、共振周波数が130Hz、発電密度が34μW/cm3で有り、目標の3倍の発電密度を実現した。本研究課題は平成26年度が最終年度のため、記入しない。研究実施計画に基づき、発電量とピエゾ電気2重層エレクトレットの表面電荷密度および厚さの関係、ピエソ電気2重層エレクトレットの材料種と表面電荷密度の経時変化の関係を明らかにした。当初、単結晶材が最も優れた特性を有すると予想していたが、材料の結晶性よりもドメイン壁の動き易さが発電量および信頼性から重要であるという新しい知見が得られた。ピエゾ電気2重層エレクトレットを用いて小型センサーに組み込み可能な振動発電素子を作製し、小型センサーの電源に必要とされる発電密度10μWcm3を目指す。本年度の研究成果を基に、ピエゾ電気2重層エレクトレットはハード材より作製する。また、目標の発電量を達成するには環境中の微小振動から大変位を起こす構造が必要である。そのような構造をSUS箔材より作製する予定である。
多肢選択問題の形式が内蔵する特性と、それが教育に及ぼす影響

1)多肢選択問題(MCQ)は、その形式の持つ特性として、あて推量による正答があり、また正誤いずれにしても、解答者が本当にどこまで知っていて解答したのかは知る方法がない。したがって、知識や理解の程度と得点とは平行しない。しかし、採点はマークシートで機械が採点できることから客観試験と呼ばれているが、知識の量を客観的に評価できる方法ではない。2) MCQでも、五肢択一(これを一連式と呼ぶ)形式と、解答コードが複数の選択肢より成るもの(医師・歯科医師などの国家試験問題では連になっているので連式と呼ぶ)があり、それぞれの形式で選択肢1つ、または2つの正誤がわかれば直ちに正答できる場合がある(正答ターミナル)。3)誤判断をすると、知識の程度に比例せずに0点しかもらえない。4)以上のような特性をなしているので、試験を行った後に、得点が出てから現実とのギャップを感じ、問題の良否を事後判定して(Key validation )問題の削除や点数のカサアゲをするようになる(本年度の共通一次試験もその例である)。このためにψ係数やEbel法など種々の指標を使用して判定を変更せざるを得ないような情況に陥ってしまうことが多い。5)このように、実力と評価とが一致しないので、試験、ひいては教育や教師に対する不信感が培われる。また解答が1つしかないので、多様性が失われ、画一的になり、新しいことや他人と異った考えを考案する能力はなくなり、与えられたものから選ぶだけになってしまう。思考の自由が無くなり、本を読んで調べ、まとめるという能力に欠け、問題集で勉強するだけになる。6)試験は、筆記や口頭試験を併用して行ったならば、以上の欠点は改められるが、MCQの便利さを利用しつつ、欠点を克服するには、MCQの各問題に、必ずその選択肢を選んだ理由を書かせるようにすればよい。これによって本人の知識の有無を確認できる。1多肢選択問題が内臓する特性(欠点)として,これまで既に我々は正答ターミナルを見出し,五肢の選択肢のうちたった2つだけで必ず正答できることや,解答するのにブランクでもよい不用肢,その2つを難しくすれば答えられない禁止肢を見出し,さらに誤った情報によって得点は激しく低下することなどを発表してきたが,今年度はそれらを総合的に見なおすことにより,あいまいな情報下でどのような結論に達するかということにまで思考を進めることができた.すなわち,これはファジー推論の基本的なルールを決定するものであることがわかった.2テスト後のkey validationには多くの方法があるが,その1つで最近医学教育方面で用いられるようになってきているEbel法について,その適用法の誤りを見出し,さらに正答ターミナルの考えを用いて正しい評価法を実施できる解決策を見出した.3多肢選択問題には正答できる過程がきまっており,我々は正答ターミナルと名付けたが,このモデルを使用してパーソナルコンピューターにより得点分布を実力別にシミュレートした結果を発表した.これには当て推量による得点増加のほかに,多肢選択問題の形式に由来する「連の効果」があり,しかもそれには正と負があることがわかった.これにより,多肢選択問題による能力の評価は,実力に比例しない部分が大きく現れてくることがわかった.4多肢選択問題は客観テストの中でも再認形式に属するもので,いわゆる○×テストにほかならない.自分の言葉で表現しないため,言葉を使う能力すらも低下し,自分で考えて勉強する能力がなくなることがわかった.5当て推量の影響を学生の試験のときに検出する方法を考え,現在データを集積中である.

1)第19回医学教育学会大会において、多肢選択問題(MCQ)による評価の教育に及ぼす影響について、またMCQの問題数と信頼性との関係について発表した。MCQが"客観"テストと定義されているが、これは知識の程度や能力を客観的に評価できるテストと誤解されて信頼されている。しかし実際にはマークシートを用いて機械が採点できる。すなわち誰が採点しても同じ点数になるという意味であり、これが画一的で知的自由のない人間を形成する原因になっている。また知識の量と得点の間に平行関係が欠けており、それが大きな欠点になっている。問題数を増やしても、知識の有無と正誤答が1対1に対応しないので、信頼性が向上するとはいえないことを示した。2)同上の学会で、MCQの形式に、さらにその選択肢を選んだ理由を簡単に書かせる形式を用いて行ったテストの結果を報告した。五肢択一形式の問題では、正答者のうち63.2%が正しく理解して正答したが、残りの3分の1はあて推量で正答していた。誤答者のうち、64%は誤った知識を持って間違っていたが、残りの3分1はあて推量であった。このように理由を書かせる形式を追加すると、MCQを用いても、知識の程度はかなりの精度で正しくつかめると思われる。3)MCQの個々の問題の良否を識別係数を用いて判定しているが、これは非合理的であることを明らかにした(川崎医学会誌1989)MCQの難易度の決まり方や、選択肢の順序を変えた時のシミュレーションを行い、またテスト実施の前後の分布(本年度の共通一次テストの物理学、生物学のカサアゲ問題を含めて)について考究し、現在投稿準備中である。5)MCQの特性は、ファジィ推論に深く関与している。
鉄系ポリアニオン化合物の電子構造と電気化学的トポケミカル反応の電子論的解明

オリビン型リン酸塩は次世代のリチウムイオンニ次電池用正極材料として注目を集めている。この物質の特徴は、従来の酸化物系材料と比べて高い電池電圧を有する点にある。しかしながら電気伝導性に極めて乏しいことから、実用化には至っていない。したがって、オリビン型リン酸塩の電池反応を理解するためには、その電子構造を調べることが必要である。電子構造をX線吸収分光法と第一原理計算により解析した。LiCoPO_4に対して解析を行った結果、リチウム脱離反応に伴う電荷補償についてのメカニズムが明らかとなった。すなわち、リチウム脱離量の少ない領域では酸素による電荷補償への寄与が大きく、一方リチウム脱離量が大きい領域ではコバルトの酸化反応による電荷補償への寄与が大きいことが示された。この間、リンについても電子状態の変化が観測された。また、コバルトの酸化反応の寄与が大きい領域では、コバルト周りの局所構造に歪みが生じることが示された。第一原理計算の結果からは、イオン性の強いリチウムのクーロン相互作用による分極効果が酸素における電子移動を促進し、またリンの電子状態にも影響を与えていることが示唆された。以上の結果から、遷移金属の電子が孤立していると考えられているオリビン型リン酸塩においても、リチウム脱離に伴う電荷補償において酸素の寄与が重要であることが示された。LiFeP0_4についても同様の解析を行った結果、リチウム脱離に伴う電荷補償が主に鉄の酸化反応によって行われていることが明らかとなった。この鉄の酸化に伴って、鉄周りの局所構造は歪みの少ない構造になっていることが示され、LiCoPO_4とは対照的な結果を得た。このことから、鉄系では鉄の酸化反応が、電子状態の比較的安定なFe^<3+>(d^5)への変化を伴うために電池電圧が低く、一方コバルト系においては、酸素による電荷補償が電池電圧を高めていることが示唆された。従来の二次電池に比べて格段に高エネルギー密度な電池として、リチウムイオン二次電池は実用化され、携帯電話やパソコンなどの移動用電子機器の需要拡大に大きな寄与を果たし、社会的に大きなインパクトを与えた。また、将来のエネルギー環境問題解決のために、ハイブリッド自動車、燃料電池自動車、各家庭用の据置型燃料電池などの実用化が急務でありそのためのキーテクノロジーとして大型の電気エネルギー蓄積装置の開発が必要となっている。次世代正極活物質として従来の酸化物に代わるポリアニオン化合物であるオリビン型リン酸化物が注目されている。現在、この化合物の電気化学的トポケミカル反応時の電子構造変化、拡散に大きな影響を及ぼす遷移金属周囲の局所構造変化は不明であり、材料設計上の問題となっている。本研究は、X線吸収微細構造による実験的アプローチと第一原理計算による理論的アプローチを用いて電子論的に解明し、電気化学特性にデータを合わせて総合的に判断して材料設計指針を確立し、それを基に高エネルギー密度、高出力密度を有する新規正極材料を開発することを目的としている。本年度は、オリビン型構造のLiCoPO_4を固相反応で合成し、その電子構造についての知見を得た。軟X線を用いたXAFS測定は、電気化学的にリチウムを所定量脱離もしくは挿入させた後、長時間保持し、平衡状態に達しさせた後の電極について、PのK殻および酸素のK殻のX線吸収微細構造を測定するとともに硬X線を用いたCoK殻X線吸収微細構造法を用いて測定した。その結果、従来考えられていたよりも充放電に伴う酸素の2p軌道の寄与が大きいことが示唆された。従来の二次電池に比べて格段に高エネルギー密度な電池として、リチウムイオン二次電池は実用化され様々な用途での展開が考えられている。

現在正極として用いられている資源的に希少で高価なコバルト酸化物に置き換わる新規な活物質が必要である。次世代正極活物質として鉄系のオリビン型リン酸化物が注目されている。現在、この化合物の電気化学的トポケミカル反応時の電子構造変化、拡散に大きな影響を及ぼす遷移金属周囲の局所構造変化は不明であり、材料設計上の問題となっている。また、この化合物は、非常に少量の多価イオンのドープによって飛躍的に電子導電率が向上することが報告されているがその発現機構の詳細も不明である。本研究は、これらの問題に対して、X線吸収微細構造による実験的アプローチと第一原理計算による理論的アプローチを用いて電子論的に解明し、電気化学特性にデータを合わせて総合的に判断して材料設計指針を確立し、それを基に高エネルギー密度、高出力密度を有する新規正極材料を開発することを目的としている。前年度に引き続き、鉄系化合物についての検討を継続した。オリビン型構造のLiFeP04を固相反応で合成し、シンクロトロン放射光を用いたXAFS測定を、電気化学的にリチウムを所定量脱離もしくは挿入させた試料について、FeのL殻、PのK殻および酸素のK殻のX線吸収微細構造を測定した。この際、試料調整時に空気及び水の影響が大きいためにグローブボックスを購入した。得られたX線吸収スペクトル(XAS)変化を、解板した結果、酸化物の場合と異なり、Fe 3d電子がよりローカライズしていると従来考えられていたが、リチウムイオンの挿入脱理事に酸素2p軌道の寄与が大きいことを初めて見出した。これは、リチウムイオンのクーロン場の影響と考えられる。従来の二次電池に比べて格段に高エネルギー密度な電池として、リチウムイオン二次電池は実用化され様々な用途での展開が考えられている。本研究は、これらの問題に対して、X線吸収微細構造による実験的アプローチと第一原理計算による理論的アプローチを用いて電子論的に解明し、電気化学特性にデータを合わせて総合的に判断して材料設計指針を確立し、それを基に高エネルギー密度、高出力密度を有する新規正極材料を開発することを目的とした。前年度に引き続き、鉄系化合物及びコバルト系化合物についての検討を継続した。、シンクロトロン放射光を用いたXAFS測定を、電気化学的にリチウムを所定量脱離もしくは挿入させた試料について、CoのL殼、FeのL殼、PのK殼および酸素のK殼のX線吸収微細構造を測定した。その結果下記のことが明らかとなった。
膀胱求心性神経伝達における機械感受性イオンチャネルTRPA1の役割

本研究課題における実験結果から、膀胱上皮あるいは膀胱粘膜下知覚神経終末に発現するTRPA1が膀胱知覚神経伝達(尿意)に関与していると考えられた。さらに、ヒト閉塞膀胱上皮に過剰発現するTRPA1が閉塞膀胱における過活動膀胱発生機序に関与している可能性を示唆している。したがって, TRPA1に特異的なアンタゴニストの開発は,過活動膀胱などの排尿障害に対する新しい治療薬の開発に繋がるものと期待される。本研究における目的は、膀胱におけるTRPA1の局在を同定し、TRPA1が膀胱求心路における伸展受容器(メカノセンサー)として作用していることを証明するとともに、その作用機序を明らかにすることである。このことによって、膀胱求心路における重要な情報伝達機構が解明され、過活動膀胱などの排尿障害に対する新しい治療薬の開発に繋がるものと期待される。1)ヒト膀胱上皮細胞にTRPA1蛋白およびmRNAの発現が確認された。正常膀胱に較べて、閉塞膀胱においてTRPA1の発現は有意かつ顕著に増加した。(UROLOGY印刷中)2)ラット膀胱および後根神経節にTRPA1のmRNAの発現を証明した。膀胱を支配する後根神経節および膀胱粘膜直下を走行する知覚神経終末(C線維)にTRPA1蛋白の局在を証明した。(UROLOGY70:826-831,2007)3)ラット膀胱内にTRPA1アゴニストを還流することにより、持続的液体注入によって惹起される排尿反射の間隔が短縮し、膀胱容量が減少した。このことは、膀胱のTRPA1を活性化させることにより膀胱求心路の活動が亢進したことを示している。(UROLOGY70:826-831,2007)これらの実験結果から、膀胱上皮あるいは膀胱粘膜下知覚神経終末に発現するTRPA1が膀胱知覚(尿意)神経伝達に関与していることを示唆している。さらに、ヒト閉塞膀胱上皮に過剰発現するTRPA1が閉塞膀胱における過活動膀胱発生機序に関与している可能性を示唆する。(1)ヒト膀胱上皮細胞にTRPA1蛋白およびmRNAの発現が確認された。(UROLOGY72:450-455,2008)(2)ラット膀胱および後根神経節にTRPA1のmRNAの発現を証明した。(UROLOGY70:826-831,2007)(3)ラット膀胱内にTRPA1アゴニストを持続的に注入することによって,惹起される排尿反射の間隔が短縮し、膀胱容量が減少した。この反応は,カプサイシンによって知覚神経C線維を脱感作すると有意に抑制された。したがって,膀胱内のTRPA1を活性化することによって,C線維知覚神経路を介した排尿反射の亢進が起こることが解明された。(UROLOGY70:826-831,2007)これらの実験結果から、膀胱上皮あるいは膀胱粘膜下知覚神経終末に発現するTRPA1が膀胱知覚神経伝達(尿意)に関与していると考えられた。
骨変化の総合画像診断による情報工学的研究

骨構造の基本は骨膜,骨皮質,骨髄腔であるが、骨髄腔を形成する海綿骨は、レントゲン像では骨梁として綿状あるいは網目状パターンの形で画像上に写し出される。骨組織は常に吸収と形成を繰り返す代謝組織であり、なかでも特に海綿骨は骨代謝の変化に応じて骨塩量が敏感に変動する骨組織である。それゆえ、骨塩の定量評価に関する報告は多く、全骨量,形成量,吸収量およびその速度を計測することにより疾患の病像を客観的に評価する試みがなされている。一般的に、歯科領域で用いられている方法はX線写真像による方法で、画像上におけるコントラスト変化、骨形態の変化などを視覚的に、また定量的に総合評価する方法である。顎骨の骨変化を規格撮影したDental写真で定量評価している報告もある。しかし、Dental写真は局所的であるため、顎骨骨梁の広範囲な検索には不適当であり、協力の得られにくい症例においては口内撮影が不可能な場合が少なくない。そして、データ解析時の測定誤差や測定値の信頼性が問題となる。我々は、レーザースキャンシステムを用いたパノラマ断層撮影法により、断層写真特有のボケ像の無い視覚的に見易いパノラマ画像を再合成することができた。また、パワースペクトルのモデル的数式化により、高い精度で骨梁パターンを定量評価できた。さらに、レザースキャンシステムの口内撮影法への応用も試み、レーザースキャンシステムを利用した口内撮影法とパノラマ撮影法により、顎骨の骨変化を総合画像診断学的にとらえ、骨疾患の実態を解明して行くつもりである。
骨形成調節に関わる新しい生理活性ペプチドの検索

骨形成調節に関わる新しい生理活性ペプチドの検索を目的に、消化器系組織を出発材料とし、培養骨芽細胞におけるCaイオンの流入とcAMPの増減を指標としてスクリーニングを行った。研究をスタートさせた同時期に、ラット胃組織において骨芽細胞に作用する新しい生理活性ペプチドの存在を示唆する論文が発表されたので、出発組織を胃に絞って本格的な探索研究をスタートさせた。ラット50匹分の胃組織を抽出し、イオン交換クロマトグラフィー、ゲル濾過を行い、電荷と分子量による分離を行った。この時点でのスクリーニングにより、複数の活性画分が存在したので、まずは、Caイオンの流入活性を指標に精製を行った。すべての活性画分を、単一なピークとして単離することに成功し、構造解析を行った。その結果、活性物質は、ニューロメジンC(NMC)、ブラジキニン、T-キニンの3種の生理活性ペプチドであった。NMCが骨芽細胞において生理作用を有することや、血漿でしかその存在が報告されていないT-キニンという特殊な分子型が胃組織に存在していることを、今回の研究で初めて証明できた。次に、複数存在した細胞内cAMPの上昇活性を示すペプチド画分の単離・精製および構造決定を行った。その結果、活性物質の本体はVIP (vasoactive intestinal polypeptide)であることが判明したが、そのうちの1つのVIPは、数カ所のアミノ酸が既知の配列と一致しなかった。不一致なアミノ酸に関しては、今後詳細な解析が必要となるが、現時点では、何らかの化学修飾されたタイプか新たなスプライシングバリアントのVIPであると推測している。今回新たに同定した4種のペプチドについては、現在、胃腸組織間における生理的役割を解明するため、in vitro, in vivoでの検討を進めていると同時に、未精製の活性画分について新たな生理活性ペプチドの発見を目指して研究を継続していく予定である。骨形成調節に関わる新しい生理活性ペプチドの検索を目的に、脳神経系および消化器系組織の抽出物を培養骨芽細胞におけるCaイオンの増減の変化量を指標にスクリーニングを行った。複数の組織に数種類の活性画分が存在していた為、最適の標的組織を模索していたが、同時期に、ラット胃組織に骨芽細胞に作用する新しい生理活性ペプチドの存在を示唆する論文が発表されたことより、出発材料を胃組織に絞って本格的な探索研究をスタートした。ラット50匹分の胃組織を抽出し、脱塩処理後、イオン交換クロマトグラフィー、ゲル濾過を行い、分子量による大まかな分離を行った。各活性画分を2種類の株化骨芽細胞(MC3T3-E1,UMR)のCaイオンの増減の変化量を指標として、精製を行い単離、構造決定を行った。その結果、活性物質は、ニューロメジンC(NMC)、ブラジキニン、T-キニンの3種の生理活性ペプチドであることが判明した。骨芽細胞におけるNMCの生理・薬理作用は全く報告が無く、今回のCaイオン流入活性が初めての知見である。また、T-キニンは、ブラジキニンの血漿中の分子型としてのみその存在が知られていたが、本研究で血漿中だけでなく、胃組織にも存在することを証明できた。現在、今回同定したこれら3種のペプチドの胃-骨組織間における生理的役割を解明するため、in vivo, in vitroでの検討を進めると同時に、未知の生理活性ペプチドの発見を目指した検索も継続して行っている。骨形成調節に関わる新しい生理活性ペプチドの検索を目的に、消化器系組織を出発材料とし、培養骨芽紳胞におけるCaイオンの流入とcAMPの増減を指標としてスクリーニングを行った。

研究をスタートさせた同時期に、ラット胃組織において骨芽細胞に作用する新しい生理活生ペプチドの存在を示唆する論文が発表されたので、出発組織を胃に絞って本格的な探索研究をスタートさせた。ラット50匹分の胃組織を抽出し、イオン交換クロマトグラフィー、ゲル濾過を行い、電荷と分子量による分離を行った。この時点でのスクリーニングにより、複数の活性画分が存在したので、まずは、Caイオンの流入活性を指標に精製を行った。すべての活性画分を、単一なピークとして単離することに成功し、構造解析を行った。その結果、活性物質は、ニューロメジンC (NMC)、ブラジキニン、T-キニンの3種の生理活性ペプチドであった。NMCが骨芽細胞において生理作用を有することや、血漿でしかその存在が報告されていないT-キニンという特殊な分子型が胃組織に存在していることを、今回の研究で初めて証明できた。次に、複数存在した細胞内cAMPの上昇活性を示すペプチド画分の単離・精製および構造決定を行った。その結果、活性物質の本体はVIP (vasoactive intestinal polypeptide)であることが判明したが、そのうちの1つのVIPは、数カ所のアミノ酸が既知の配列と一致しなかった。不一致なアミノ酸に関しては、今後詳細な解析が必要となるが、現時点では、何らかの化学修飾されたタイプか新たなスプライシングバリアントのVIPであると推測している。今回新たに同定した4種のペプチドについては、現在、胃-腸組織間における生理的役割を解明するため、in vitro, in vivoでの検討を進めていると同時に、未精製の活性画分について新たな生理活性ペプチドの発見を目指して研究をおこなう。
T細胞増殖関連Sonic Hedgehog分子とHAM患者ウイルス抑制機構の研究

ヒトリンパ球好性ウイルスI型(HTLV-I)感染者においては、宿主個体内においてウイルス発現に対する抑制機構が存在し、それによりウイルス複製と宿主免疫機構が一定の平衡状態にあることが知られている。その分子機構は長年にわたりHTLV-I研究分野における未解決の課題であったが、2001年以降に、この問題の解明に重要な手がかりを与える2つの新知見が相次いで報告された。一つは形態形成にかかわる細胞内シグナル伝達分子として報告されたSonic hedgehog分子(Shh)が、T細胞の分化および活性化CD4陽性リンパ球のクローナルな増殖に関与するという報告であり、二つ目は、Shhシグナル伝達系の最下流に位置する因子であり、かつHTLV-I感染細胞中で転写因子CREBを介してTaxと結合し、LTRからのウイルスの転写制御にかかわる転写因子であるGli2分子が、HTLV-Iウイルスの発現調整に極めて重要な役割を果たすという報告である。本研究ではこれら分子のHAM発症における意義を明らかにすることを目的としていた。対象と方法であるが、対象はHAM患者、無症候性キャリアー、正常コントロール末梢血中リンパ球であり、方法としてはそのリンパ球中の各分子の発現をRT-PCRとフローサイトメーターにより定量し、各種免疫学的パラメーター、臨床症状と比較することであった。今回の検討の結果であるが、ShhとGli2分子はHTLV-I感染者で発現増強していることが判明した。ShhとGli2分子の発現細胞の表面抗原や臨床症状との関連についての解析では、報告書の時点ではHAM発症を規定する明確なものには行き着かなかった。結論であるが、T細胞におけるShhやGli2の発現増強とHTLV-I感染との関連が示唆された。今後ともHAM発症を規定する因子の一つとして研究を継続させたい。HTLV-Iが感染すると、そのプロウイルスは宿主DNAにランダムに組み込まれる。次の段階では、このランダムなプロウイルスの組み込みを有するHTLV-I感染細胞の増加があるが、これまでの研究から、HAM患者末梢血リンパ球では、HTLV-I感染無症候性キャリアーに比較してこのHTLV-I感染細胞集団のクローン化が進んでいることが知られている。本年度の研究ではHLA、HTLV-Iプロウイルス量、とHTLV-Iウイルスの変異を検討した。変異ウイルスの分子進化学的解析からは、HCでは高ウイルス量群、低ウイルス量群共にHAM患者よりHLA-A2陽性群で約5倍、陰性群で約1.5倍dN/dS比(非同義アミノ酸置換/同義アミノ酸置換比)が高く、HTLV-1に対する生体内における高い選択圧を示唆しており、これがHAMとHCのCTL機能の差を反映している可能性が示唆された。