hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
多孔性結晶のソフト化による刺激応答性異方伸縮ソフトクリスタルの開発

多孔性結晶のソフト化による刺激応答性異方伸縮ソフトクリスタルの開発に向けて、本年度は1多孔性結晶の事後修飾反応の開発、2多孔性結晶内での重合挙動の調査とモンテカルロシミュレーションによる予測、3さまざまな架橋剤を用いた異方変形ゲルの作製、という3点に関しての詳細な検討を行なった。1に関しては、ウレタン化反応がMOFの事後修飾に有用であることを見出した。その成果をChemistryLetters誌に掲載済である。また、国内で開催された国内学会でその進捗状況に関して発表を行なった。ヒドロキシ基を有する有機配位子は様々な環境下で安定に存在できるために適用範囲も広いと考えられる。2に関しては、2官能性モノマーを用いた重合の実験とモンテカルロシミュレーションによる重合挙動が正確に一致したことから、周囲に存在するいくつかのモノマーから反応相手を選び出す過程が存在する重合系では重合度が一定の値に収束する一般性を明らかとした。この成果はAngewandte Chemie International Edition誌に掲載決定している。これに際し、所属機関である北海道大学からもプレスリリースを行なった。また、国内で開催された国内学会でその進捗状況に関して発表を行ない、講演賞などを複数回受賞した。3に関しては、直方体形状のMOFを加水分解後に鋭角70°未満に達する平行六面体へと変形させる条件を見出した。国内で開催された国内学会でその進捗状況に関して発表を行なった。論文は現在投稿準備中である。1に関しては、ヒドロキシ基を有する有機配位子から作製した金属有機構造体(MOF)に対し、イソシアネートやチオイソシアネート誘導体を細孔内部に導入し、事後修飾反応を行なったところ、高い反応率で修飾を行なえたことから、ウレタン化反応がMOFの事後修飾に有用であることを見出した。。2に関しては、アジド基を有する有機配位子から作製したMOFに2官能性のアルキニル化合物を反応させることで重合を行なったところ、MOF分解後に得られる高分子の重合度はある一定の値に収束することが分かり、その値は用いるMOF結晶の対称性によって決定されることが明らかとなった。また、高屈曲性のモノマーを用いても環化が抑制されることも見出した。結晶と同じように反応点を配置したモンテカルロシミュレーションで重合挙動を正確に再現できたことから、周囲に存在するいくつかのモノマーから反応相手を選び出す過程が存在する重合系では重合度が一定の値に収束する一般性を明らかとした。3に関しては、ジピリジルベンゼンをピラー配位子、アジド基を有する有機配位子をレイヤー配位子として作製したピラードレイヤー型MOFに対し、さまざまな大きさや官能基数を有する架橋剤を細孔に導入し、架橋反応を行なったところ、直方体形状のMOFが加水分解後に鋭角70°未満に達する平行六面体へと変形する挙動が見出された。MOF内部で結晶の対角線上に密な架橋が施された結果であると考えられ、異方伸縮ソフトクリスタルの開発に向けて新たな知見が蓄積された。今年度は1刺激応答性の付与と2大面積(体積)化に関する検討を行なう。1に関しては刺激に応答して長さが変わる架橋剤を開発することを考えている。これまで、刺激に応答して会合解離が変わる架橋剤の合成を考えていたが、このシステムでは解離した架橋剤が再度同じ場所に帰ってくる保証はなく、伸びたら伸びっぱなしになる危険性が排除できない。そこで、今年度合成する予定の架橋剤は長短2本の鎖を有する架橋剤とし、短い方の鎖が外部刺激に応答して結合解離する仕組みとしておけば、この反応点同士は無限遠に離れてしまうことはなく、長い鎖で近傍には存在することとなるので、可逆的に結合解離を揺り返すことができると予想され、ひいては可逆的な伸縮挙動を示すことができると考えられる。短い鎖の反応点にはジスルフィド結合の使用を考えている。これが最もアトムエコノミックであり、鎖を短くできる設計であると考えられる。この架橋剤で架橋したピラードレイヤーMOFのピラー配位子を1官能性の配位子へと交換し、これの異方伸縮挙動に関して検討を行なう。従来のゲルでは架橋点の長さが変わろうがゲル全体の物性に及ぼす影響は微小であると考えられるが、申請者のゲルは極めて高い異方性を有するために、長さの変わる架橋剤を用いることで異方伸縮材料を達成できると考えられる。2に関してはディップコータを購入し、カルボン酸基やピリジル基を密生させるように処理した基板を金属イオンとレイヤー配位子の溶液とピラー配位子の溶液に交互浸漬することで基板上にピラードレイヤー型MOFを作製することで、大面積(体積)化を試みる。得られた配向ピラードレイヤー型MOFに対して架橋反応を施し、ピラー配位子の交換を経て、異方伸縮材料の作製を行う。こちらに関しても刺激応答性の付与を検討するとともに、実際の仕事の取り出しに関しても検討を行なう。

1に関しては、ウレタン化反応がMOFの事後修飾に有用であることを見出した。その成果をChemistryLetters誌に掲載済である。また、国内で開催された国内学会でその進捗状況に関して発表を行なった。ヒドロキシ基を有する有機配位子は様々な環境下で安定に存在できるために適用範囲も広いと考えられる。2に関しては、2官能性モノマーを用いた重合の実験とモンテカルロシミュレーションによる重合挙動が正確に一致したことから、周囲に存在するいくつかのモノマーから反応相手を選び出す過程が存在する重合系では重合度が一定の値に収束する一般性を明らかとした。この成果はAngewandte Chemie International Edition誌に掲載決定している。これに際し、所属機関である北海道大学からもプレスリリースを行なった。また、国内で開催された国内学会でその進捗状況に関して発表を行ない、講演賞などを複数回受賞した。3に関しては、直方体形状のMOFを加水分解後に鋭角70°未満に達する平行六面体へと変形させる条件を見出した。国内で開催された国内学会でその進捗状況に関して発表を行なった。論文は現在投稿準備中である。多孔性結晶のソフト化による刺激応答性異方伸縮ソフトクリスタルの開発に向けて、本年度は1多孔性結晶の事後修飾反応の開発、2多孔性結晶内での重合挙動の調査とモンテカルロシミュレーションによる予測、3さまざまな架橋剤を用いた異方変形ゲルの作製、という3点に関しての詳細な検討を行なった。1に関しては、ヒドロキシ基を有する有機配位子から作製した金属有機構造体(MOF)に対し、イソシアネートやチオイソシアネート誘導体を細孔内部に導入し、事後修飾反応を行なったところ、高い反応率で修飾を行なえたことから、ウレタン化反応がMOFの事後修飾に有用であることを見出した。。2に関しては、アジド基を有する有機配位子から作製したMOFに2官能性のアルキニル化合物を反応させることで重合を行なったところ、MOF分解後に得られる高分子の重合度はある一定の値に収束することが分かり、その値は用いるMOF結晶の対称性によって決定されることが明らかとなった。また、高屈曲性のモノマーを用いても環化が抑制されることも見出した。結晶と同じように反応点を配置したモンテカルロシミュレーションで重合挙動を正確に再現できたことから、周囲に存在するいくつかのモノマーから反応相手を選び出す過程が存在する重合系では重合度が一定の値に収束する一般性を明らかとした。3に関しては、ジピリジルベンゼンをピラー配位子、アジド基を有する有機配位子をレイヤー配位子として作製したピラードレイヤー型MOFに対し、さまざまな大きさや官能基数を有する架橋剤を細孔に導入し、架橋反応を行なったところ、直方体形状のMOFが加水分解後に鋭角70°未満に達する平行六面体へと変形する挙動が見出された。MOF内部で結晶の対角線上に密な架橋が施された結果であると考えられ、異方伸縮ソフトクリスタルの開発に向けて新たな知見が蓄積された。今年度は1刺激応答性の付与と2大面積(体積)化に関する検討を行なう。1に関しては刺激に応答して長さが変わる架橋剤を開発することを考えている。
lmmunophilinと黒質ドパミンニューロン終末再生に関する研究

Immunophilin(IP)は末梢免疫組織に発現する蛋白であるが,中枢神経系に高度に発現しており,神経軸策の伸張や再生に寄与し,IP親和性ligandsの投与は障害されたneuronや軸策の機能・形態的な回復を促す.本研究ではIpligandsのPD治療へ適用を最終目標として,まずヒト黒質・線条件におけるIPの発現について検討した.常染色体劣性遺伝のパーキンソニズム(AP→JP)1例,パーキンソン病(PD)3例,対照3例の剖検凍結脳の線条体(Str)黒質(SN),およびPD,対照,各1例のホルマリン固定脳SNを対象に抗ヒトcyclophilin(CP)抗体を用いCPの組織内発現についてimmunoblotting法および免疫組織化学による検討を行った.また凍結脳についてはSNにおけるIPの発現強度とそのチロシン水酸化酵素(TH)活性の保有度とを対比した.Immunoblotting法による検討ではAR-JP例およびPD1例のSN,AR-JP例およびPD2例のStr,対照1例のSN,Strと対照2例のStrにCPの発現を認めた.免疫組織化学的検討ではPD黒質のneuromelanin含有細胞にCP陽性の細胞を認めたが対照では認められなかった.PDおよびAR-JPのSNでのCP陽性例2例と陰性例2例のStrのTH活性を較べるとCP陽性例ではStr内にTH活性がよく保存された部位があった.慢性進行性疾患であるPDおよびAR-JPの脳にCPの発現があることが始めて確認された.PDおよびAR-JP脳におけるCPの発現とTH活性の保存が平行する可能性が示唆され,IP ligandsを用いた治療の可能性を示す知見を得た.Immunophilin(IP)は末梢免疫組織に発現する蛋白であるが,中枢神経系に高度に発現しており,神経軸策の伸張や再生に寄与し,IP親和性ligandsの投与は障害されたneuronや軸策の機能・形態的な回復を促す.本研究ではIpligandsのPD治療へ適用を最終目標として,まずヒト黒質・線条件におけるIPの発現について検討した.常染色体劣性遺伝のパーキンソニズム(AP→JP)1例,パーキンソン病(PD)3例,対照3例の剖検凍結脳の線条体(Str)黒質(SN),およびPD,対照,各1例のホルマリン固定脳SNを対象に抗ヒトcyclophilin(CP)抗体を用いCPの組織内発現についてimmunoblotting法および免疫組織化学による検討を行った.また凍結脳についてはSNにおけるIPの発現強度とそのチロシン水酸化酵素(TH)活性の保有度とを対比した.Immunoblotting法による検討ではAR-JP例およびPD1例のSN,AR-JP例およびPD2例のStr,対照1例のSN,Strと対照2例のStrにCPの発現を認めた.免疫組織化学的検討ではPD黒質のneuromelanin含有細胞にCP陽性の細胞を認めたが対照では認められなかった.PDおよびAR-JPのSNでのCP陽性例2例と陰性例2例のStrのTH活性を較べるとCP陽性例ではStr内にTH活性がよく保存された部位があった.慢性進行性疾患であるPDおよびAR-JPの脳にCPの発現があることが始めて確認された.PDおよびAR-JP脳におけるCPの発現とTH活性の保存が平行する可能性が示唆され,IP ligandsを用いた治療の可能性を示す知見を得た.
半導体を用いた人工光合成システムによる二酸化炭素の固定

CO_2の光電気化学還元については裸のpーGaPを用い、電極表面処理および電解液への金属イオン添加の影響を検討した。CO_2の電気化学還元に対し興味ある挙動を示す亜鉛およびZnO電極について、さらに、ガス拡散電極を用いたCO_2の電気化学還元等について検討を加え、以下の結果を得た。(1)金属Zn電極を用い、Zn^<2+>イオンを添加した0.1M KHCO_3溶液中でCO_2の電気化学還元を行い、Zn^<2+>イオンの電極からの溶解と電極への析出の、CO_2の電気化学還元に対しての影響を検討した結果、COの生成効率が低かったKHCO_3水溶液でもZn^<2+>イオンの添加によりCO生成効率が増大し、0.5mmo1/1以上で70%に達し、飽和した。さらに、メタノ-ル合成触媒として使用されているZnOを加圧成形後焼結し、種々の処理の後電極として用い、CO_2の電気化学還元を行った。ZnOを用いると、主生成物はCOで、効率の最大値を与える電位が金属Znに比べ貴側に約0.25Vシフトした。(2)CO_2を捕集し有用な生成物をより選択的に得ることができる金属錯体触媒のモデルとして、数種の置換不活性な遷移金属錯体に着目して合成し、その特性を検討した結果、[Co(III)X(N)_5]型錯体が有効であることがわかった。(3)金属触媒として金属状銅粉末を添加したガス拡散電極を調製した。担体のカ-ボン粉末、PTFEディスパ-ジョンと銅粉末の組成比、銅粉末の純度・粒径、成形圧力などを変数として検討した結果、銅粉末の粒径は細かい程、純度は高い程よく、その他のファクタ-にはそれぞれ最適値があることがわかった。(4)これまで検討してきたpーGaPの(100)面ウエハ-を用い、王水でエッチングした後、各種金属イオン(金、銀、銅、亜鉛、インジウム)を添加したKHCO_3水溶液中で、CO_2の光電気化学還元挙動を検討した。その結果、定電流光電気化学還元の際に、生成物および電極電位の経時的挙動が金属イオンの種類によって大きく異なることがわかった。
セラミックス材料の細孔を利用した小分子の活性化

セラミックス材料であるゼオライトやメソ多孔体シリカの細孔を反応場として利用すれば、本来、不活性なガスとして知られるものでも活性化することができる。本研究では、室温で窒素に対して高い不可逆吸着特性を示す銅イオン交換ゼオライト試料の調製法を確立した。また、酵素であるニトロゲナーゼの窒素固定を考慮に入れ、エタンをプローブ分子として用いることにより、ゼオライト細孔内に形成された二核銅サイトの状態を調べた。その結果、銅イオン交換ゼオライト中の窒素の固定化に対する活性中心の状態を理解する上でも重要な情報を得ることができた。本研究では、このようなセラミックス材料を用いて、不活性ガスである窒素分子を代表とするガスの活性化をマイルドな条件下(室温付近の温度や低いガス圧)で達成することを目的としたチャレンジングなテーマである。また、窒素の固定化や活性化を目指した研究は、窒素肥料の原料であるアンモニアが得られる可能性があるという点から食糧問題を解決するための重要な課題の一つで意義深い。銅イオン交換ゼオライトは、室温でさえ窒素と相互作用することが知られているが、この物質はイオン交換時に用いた対イオンの種類やイオン交換回数をかえることにより窒素吸着能を制御することができる。本研究では、窒素に対して高い不可逆吸着特性を示す試料の調製法を確立した。一方、生物学の分野では、ニトロゲナーゼが窒素を固定化する酵素として知られている。このニトロゲナーゼはアセチレンも活性化し、酵素中の活性サイト上で橋かけしたアセチレン種が形成されることが示されている。最近、銅イオン交換ゼオライトは、室温でアセチレンと同様に炭素2原子からなるエタン分子のC-H結合を活性化することもわかってきた。活性サイトの状態をX線吸収微細構造や赤外線吸収スペクトルなどの分光測定から調べたところ、ゼオライト細孔内に形成された二核銅サイトにエタンが橋かけした状態で吸着していることも明らかとなった。さらに、一酸化炭素とエタンの共吸着法を利用して、このような二核銅サイトの状態を詳細に明らかにし、銅イオン交換ゼオライト中の窒素の固定化に対する活性中心の状態を理解する上でも重要な情報を得ることができた。本研究では、このようなセラミックス材料を用いて、不活性なガスとして知られる窒素分子を代表とするガスの活性化をマイルドな条件下(室温付近の温度や低いガス圧)で達成することを目的とした。最初に、銅イオンや鉄イオン、さらに、亜鉛イオンで交換したゼオライトやメソ多孔体シリカを調製した。銅イオン交換ゼオライトについて、イオン交換時にカウンターイオンの種類が異なる溶液を用いて調製した試料やイオン交換回数をかえることにより交換量の異なる試料も得た。室温における窒素吸着特性を調べたところ、調製した試料の中でも、酢酸銅(II)水溶液で調製した銅イオン交換率が138%の試料やアンモニウムイオンで一旦交換したゼオライトを酢酸銅(II)水溶液で銅イオン交換したイオン交換率116%の試料がより強く窒素を吸着することがわかった(不可逆吸着量:約2.5 cm3 (S.T.P.)g-1;不可逆吸着に寄与するサイトである一価銅イオンの割合:23割)。銅イオン交換ゼオライトに関して、得られた値の中ではこのような値が最大であった。XAFS測定から吸着種構造の同定も行った。このような実験から窒素の活性化を試みる実験に使用する試料のチューニングができた。これら二種の試料をターゲットとして窒素の活性化を試みることにした。また、高真空で排気するためのターボ分子ポンプや圧力をモニターするための真空計を取り付けた高真空ラインを作製した。現在、試料に強く窒素を吸着させ、それらの活性化が可能な反応条件の確立を行っている。また、本研究を遂行する過程で、銅イオンや他の金属イオンで交換したゼオライトはエタンや二酸化炭素などのガスとも室温で強く相互作用することを見出した。窒素分子の活性化において、より高い可能性を有する試料の調製は行えた。さらに、真空ラインの作製も終えた。現在、様々な条件のもと、窒素の活性化試験を行っている状況にあることから、当初の計画に対しておおむね順調に進展していると考えている。しかし、本研究の目標であるマイルドな条件下での窒素の活性化には至っていないので反応条件の確立を早急に行いたい。平成24年度の研究計画を引き続き行うとともに、試料に強く窒素を吸着させたものにプラズマや紫外線照射処理することにより生成する種の定性・定量を行う。

また、平成25年5月1日から研究代表者の所属が変更となることから、これらの測定には、これまで所属していた研究機関の装置を用いて検討しながら反応条件を確立する(旅費の一部はそのために充てる)。さらに、吸着した窒素と水素からアンモニア合成の可能性を模索する。物品費の購入において一部予定より安価に購入できたものがあり、そのために生じた費用は、次年度の物品費に充てる。
前立腺癌および前立腺肥大症センサの開発研究

前立腺癌および肥大症の診断は,前立腺癌は凹凸不整の増殖で高度が著しく増加しているもので肥大症は軟らかな左右対称の肥大という特徴に基づいた医者の示指を肛門より挿入して行う直腸内触診法に超音波探触子を用いた超音波断層法を併用して行うのが一般的である.しかしながら触診は曖昧な人間の指感覚に依存するため,診断の結果は医師の経験に大きく影響される.このため,より客観的に診断結果が得られる測定方法の開発が求められている.機能性材料の一つである高分子圧電ポリフッ化ビニリディン(PVDF)フィルムは,圧力パルスに対する応答が人間の皮膚の感覚受容器の一つであるパッシーニ小体の応答によく似ていることが知られており、触覚センサの受感材として注目されている。以上の事より本研究ではPVDFフィルムを受感材として用いた人間の示指に代わり柔らかさを判別できる触診センサの開発を行った。センサの構造は基盤のアルミ板の上にセンサ母材のスポンジゴム、さらにPVDF受感材そして保護膜のプラスチックフィルムを重ねた層状態であり、また感度を増すためにゴム突起が付けられている。開発の際、本年はセンサ母材のスポンジゴムの硬さや形状を検討し、さらにそれを先端に装着した駆動機構を有するセンサを製作した。駆動機構には市販の電動歯ブラシや携帯電話機の中に用いられている小型モータなどを用い能動化を試みた。このセンサを用い実験室レベルでの数種類のシリコンゴムとスポンジゴムからなる人工柔軟対象物の硬さ判別実験、また親指の付け根部分の生体組織硬さ試験、さらに臨床実験を行った。得られた結果より硬さの違いによりセンサ出力の大きさは異なり(硬くなるほど出力は大きい)前立腺の硬さの判別が可能であり、開発したセンサの有効であることを確認した。また、センサ先端部の形状について接触角度などを考慮し改良を行い、臨床実験でさらに判別を確実なものとした。前立腺癌および肥大症の診断は、医師の示指を肛門より挿入して行う直腸内触診法に超音波探触子を用いた超音波断層法を併用して行うのが一般的である。しかしながら触診は曖昧な人間の指感覚に依存するため、診断の結果は医師の経験に大きく影響される。このため、より客観的に診断結果が得られる測定方法の開発が求められてきた。インテリジェント材料の一つであるポリフッ化ビニリディン(PVDF)フィルムは、圧力パルスに対する応答が人間の皮膚の感覚受容器の一つであパッシーニ小体の応答によく似ていることが知られており、触覚センサの受感材として注目されている。以上の事よりPVDFフィルムを受感材として用いた人間の示指に代わり柔らかさを判別できる触診センサの開発を行った。駆動機構は今回市販の電動歯ブラシを用いた。このセンサを用い実験室レベルでの数種類のシリコンゴムとスポンジゴムからなる人工柔軟対象物の硬さ判断実験、また親指の付け根部分の生体組織硬さ試験、さらに臨床実験を行った。得られた結果より硬さの違いによりセンサ出力の大きさは異なり(硬くなるほど出力は大きくなる)前立腺の硬さの判別が可能であり、開発したセンサの有効であることを確認した。
ハマダラカ唾液腺蛋白質ハマダリンの痛み抑制機構の解明

研究代表者は新たに、吸血性昆虫であるハマダラカの唾液腺にブラジキニンの生成を強力に抑制する蛋白質があることをみいだし、ハマダリンと命名した(特許申請中)。ブラジキニンは現在知られている最も強力な発痛・炎症性物質であり、炎症による疼痛と最も深く関係するとともに、多くの炎症性疾患の発症の鍵をにぎる物質である。本研究はこの蛋白質のブラジキニン生成抑制機構を明らかにすることで、新世代の抗炎症・鎮痛薬の創成への足掛かりとすることを目的とする。これまでに以下の成果をあげた。1)再構成系を用いた作用機構の解明異物の侵入、組織(細胞)の破壊によって接触相(contact system)が活性化されると、前駆体である高分子キニノゲンからブラジキニンが遊離され、その局所に炎症反応が引き起こされる。したがって、まず接触相を構成する蛋白質である、高分子キニノゲン、カリクレイン、XII因子を用いた再構成系を構築し、これを用いてハマダリンの接触相活性化阻害作用を調べた。その結果、ハマダリンは接触相の活性化反応を強力に阻害することが明らかになった。2)BIACOREによる分子間相互作用の解析ターゲツトと考えられる分子とハマダリンとの相互作用をBIACOREによって、解析した。その結果、ハマダリンは高分子キニノゲン、XII因子に結合することが明らかになった。またハマダリンはこれらの分子の細胞膜結合ドメインに結合し、膜上での接触相の活性化反応を阻害することで生理活性を発揮することが明らかになった。ハマダリンの結合部位を特定できたことは、同様の薬理作用をもつ分子を新たに作製するための重要な情報となった。
幹細胞ホーミング機構によるiPS細胞の蝸牛への効率的誘導法の開発

本研究では幹細胞自身が細胞遊走能により標的部位へ侵入・生着・分化する幹細胞ホーミングと呼ばれる機構を応用した細胞導入法の開発を行った。幹細胞ホーミング機構を惹起するため、培養ディッシュに一定濃度のケモカインを添加することにより有意にCCR2およびCXCR4分子の発現を上昇させることに成功した。これにより内耳組織への飛躍的な侵入細胞数の上昇が見られた。この機構の効率を更に高めた幹細胞処理技術を開発し生体イメージングにより移植効率の向上が確認された。内耳における幹細胞ホーミング機構を応用することにより新たな内耳細胞治療法の技術が開発できると考えられる。遺伝性難聴の根本的治療法は未だ開発されておらず、多能性幹細胞を用いた再生医療の応用も期待されている。しかし内耳の解剖学的特徴から、聴力を温存しつつ標的部位に細胞を移植する直接的アプローチは困難である。本研究では幹細胞自身が細胞遊走能により標的部位へ侵入・生着・分化する幹細胞ホーミングと呼ばれる機構を応用した細胞導入法の開発を目的とした。方法:1.骨髄間葉系幹細胞(MSC)におけるホーミング受容体の発現惹起。骨髄間葉系幹細胞は幹細胞ホーミング分子として知られるMCP1の受容体CCR2を発現することが報告されている。この受容体分子は培養ディッシュに一定濃度のケモカインを添加することにより発現上昇することが予備実験で明らかとなっており、定量PCRによりその最適条件を選抜して移植細胞とする。2.内耳への移植手術。上記二種の移植用細胞を後半規管からの外リンパ液還流により投与する。蝸牛側の正円窓には、ホーミング因子とされるMCP1またはSDF1を融合したゼラチンハイドロゲルを留置し、MSCのホーミングを惹起する。結果:幹細胞ホーミング機構を惹起するため、培養ディッシュに一定濃度のケモカインを添加することにより有意にCCR2およびCXCR4分子の発現を上昇させることに成功した。これらを用いてケモカイン発現を惹起した内耳への細胞移植を行ったところ、内耳組織への有意な侵入細胞数の上昇が見られた。細胞生物学
規格準拠状況に対する柔軟性と横断性を備えた潜在教材リポジトリ自動生成メカニズム

本研究では,教材コンテンツ充実の阻害要因として,「規格に準拠した教材作成の負担」と,規格に完全に合致した公開教材が限られるが故の「教材発見の困難性」という連動する二重構造の問題に焦点をあて,双方に対する実効的支援の実現を目指す.そのために,規格未準拠の公開教材を分析し,規格に照らしたメタデータを抽出する手法を開発する.その上で,特定複数のWebサーバから規格未準拠教材を柔軟かつ横断的に収集し,自動的に潜在教材リポジトリを自動生成するメカニズムを開発する.これを導入した支援システムを開発することで,教材の検索可能化・規格準拠のための示唆の両面的支援を提供し教材コンテンツ充実の新たな可能性を示す.本研究では,教材コンテンツ充実の阻害要因として,「規格に準拠した教材作成の負担」と,規格に完全に合致した公開教材が限られるが故の「教材発見の困難性」という連動する二重構造の問題に焦点をあて,双方に対する実効的支援の実現を目指す.そのために,規格未準拠の公開教材を分析し,規格に照らしたメタデータを抽出する手法を開発する.その上で,特定複数のWebサーバから規格未準拠教材を柔軟かつ横断的に収集し,自動的に潜在教材リポジトリを自動生成するメカニズムを開発する.これを導入した支援システムを開発することで,教材の検索可能化・規格準拠のための示唆の両面的支援を提供し教材コンテンツ充実の新たな可能性を示す.
ダイオキシン類の暴露に対する予防および排泄促進に関する研究

ダイオキシン類によるヒトへの健康障害の防止や事故等による大量暴露した際の根本的な治療法の確立を目指して、本研究ではダイオキシン類の消化管吸収阻害および排泄を促進する化学物質の検索を試みた。まずダイオキシンの体内動態を確認するためにddY雄性マウスに^3H-TCDDを腹腔内投与し経時的に糞、尿、及び各臓器を回収した。その結果、^3H-TCDDは、投与後1日目から主に脂肪と肝臓に蓄積し始め、投与48日目でその蓄積がほぼ一定となった。また血中^3H-TCDD濃度は、投与後すぐに減少し始め、Day8以降で血中濃度がほぼ一定となった。本結果から、投与後の^3H-TCDD臓器への分布は1週間程度で安定すると判断し、次に^3H-TCDD投与1週間後から各化合物で処理を開始することにした。Compound AはTCDDの組織からの溶出を、Compound BはTCDDの腸肝循環を阻止し、糞中排泄を促進する効果を期待して用いた。各化合物の排泄促進効果を検討したところ、Compound Bでは糞中排泄を促進する効果が認められた。一方、尿中排泄についてはCompound B投与群では全く排泄促進効果が認められなかったが、Compound A投与群では投与後1日目から排泄促進効果が認められた。また脂肪組織における^3H-TCDDの残存量は各投与群とも減少傾向が認められたが、肝臓においてはCompound B投与群においてはほとんど減少傾向が認められなかったのに対し、Compound A投与群においては顕著な減少傾向がみとめられ、尿中^3H-TCDD排泄量を反映した結果となった。今後は、各化合物によって排泄されたTCDDがどのような形で排泄されているかを検討する予定である。
アストロサイトの微細プロセス別に異なるドーパミン受容体サブタイプが発現する可能性

報酬や運動制御に重要とされるドーパミンの受容体分布を成熟マウスの線条体,黒質網様部,皮質視覚野から急性単離したアストロサイトについて調べたところ,それぞれの領域で異なる分布を示した。極めて驚いたことに,線条体アストロサイトでは,細胞内シグナルが正反対のドーパミン受容体(DR)を単一細胞の異なるプロセス(極細細胞突起)に発現する可能性が出てきたことである。そこで,DRを発現する細胞が蛍光標識される遺伝子組換えマウスを利用し,線条体アストロサイトのプロセス別にDRサブタイプを発現する可能性を検証し,プロセス別にドーパミン応答を示すのか種々の方法で解析する。
アクティブスクリーンプラズマ窒化法を応用した軽金属材料への表面硬化処理

Ti-6Al-4V合金がチタンの2重スクリーンを用いて様々な処理条件でアクティブスクリーンプラズマ窒化(ASPN)された。ASPN処理条件は処理温度873 K、処理時間は1, 5および25時間、ガス組成75%窒素-25%水素、ガス圧200 Paであった。断面組織およびGDOES分析の結果、TiN/Ti2Nからなる窒化チタン化合物層が窒化後の表面に形成されていることがわかった。窒化後のサンプルの表面硬さは最大1300 HVを示した。摩擦摩耗試験の結果、25時間ASPN処理されたサンプルの耐摩耗性が未処理材と比べて大幅に向上した。本研究の目的は、アルミニウム、マグネシウムおよびチタン等の軽金属材料に対してアクティブスクリーンプラズマ窒化処理を行い、処理の可能性を探索することである。具体的には、スクリーンの材質、処理電圧、ガスの組成等を系統的に変化させてプラズマ窒化処理を行い、処理後の試料表面の組織、硬さ、摩擦・摩耗特性などを調べることによって最適の窒化処理条件を見出す。(1)スクリーンの作製:ステンレス鋼、アルミニウムおよびチタンの板材からスクリーンを作製した。各種エキスパンドメタル材を購入し、その後スクリーンの大きさ、形状、穴の大きさおよび分布等を変化させて種々のスクリーンを作製した。(2)処理試料の準備:実験試料として、工業用純アルミニウム合金A1100およびチタン合金Ti-6Al-4V棒材を購入し、これらの棒材を精密切断機にて厚さ8 mmに切断後、研磨した。(3)アクティブスクリーンプラズマ窒化処理:窒化処理は既存のプラズマ窒化装置(JIN-1S)を用いた。また本アクティブスクリーンプラズマ窒化では、絶縁のために陰極の試料台の上に絶縁性セラミックスを配置した。その後、処理温度、処理時間、窒素と水素のガス比を変化させて、作製したスクリーンを用いてアクティブスクリーンプラズマ窒化処理を行った。(4)特性評価:窒化処理後の試料の外観観察を行い、X線回折および組織観察、断面硬さ測定によって表面層の構造等を調べた。(5)成果発表および窒化に関する動向の調査:平成25年春には日本熱処理技術協会春季講演大会において、平成25年秋には日本金属学会秋期講演大会において成果を口頭発表した。さらに窒化に関する資料収集として、金属学国際会議(Metallograpy2013)ならびに第9回アジア・ヨーロッパプラズマ表面処理国際会議(AEPSE2013)に出席し、世界のプラズマ表面処理研究の動向を調査した。本研究の目的は,アルミニウムやマグネシウム等の軽金属材料に対してアクティブスクリーンプラズマ窒化処理を行い,処理の可能性を探索することである。具体的には,スクリーンの材質,処理電圧,ガスの組成等を系統的に変化させてプラズマ窒化処理を行い,処理後の試料表面の組織,硬さ,摩擦・摩耗特性などを調べることによって最適の窒化処理条件を見出す。(1)スクリーンの作製:ステンレス鋼,アルミニウムおよびチタンの板材からスクリーンを作製した。各種エキスパンドメタル材を購入し,その後スクリーンの大きさ,形状,穴の大きさおよび分布等を変化させて種々のスクリーンを作製した。(2)処理試料の準備:実験試料として,直径25 mmの工業用純アルミニウム合金A1100およびチタン合金Ti-6Al-4V棒材を購入した。これらの棒材を精密切断機にて厚さ8 mmに切断後,研磨した。(3)アクティブスクリーンプラズマ窒化処理:窒化処理は日本電子工業(株)製のプラズマ窒化装置(JIN-1S)を用いた。また本アクティブスクリーンプラズマ窒化では,試料を電気的に絶縁する必要があるため,陰極の試料台の上に絶縁性セラミックスを配置した。その後,処理温度,処理時間,窒素と水素のガス比を変化させて,作製したスクリーンを用いてアクティブスクリーンプラズマ窒化処理を行った。(4)特性評価:窒化処理後の試料の外観観察を行い,X線回折によって表面層の構成相を調べた。(5)窒化に関する動向の調査:秋に大阪で開催された日本熱処理技術協会講演大会に参加し,窒化に関する資料収集を行った。さらに第13回国際プラズマ表面工学会議(PSE 2012)に出席し,世界のプラズマ表面処理研究の動向を調査した。(1)スクリーンの作製:ステンレス鋼およびチタンの板材からスクリーンの大きさ,形状,穴の大きさおよび分布等を変化させて種々のスクリーンを作製した。

(2)処理試料の準備:直径25 mmのチタン合金Ti-6Al-4Vの棒材を精密切断機にて切断後,研磨した。(3)アクティブスクリーンプラズマ窒化処理:窒化処理は既存のプラズマ窒化装置を用いた。また本アクティブスクリーンプラズマ窒化では,試料を電気的に絶縁する必要があるため,陰極の試料台の上に絶縁性セラミックスを配置した。その後,処理温度,処理時間,窒素と水素のガス組成を変化させて,アクティブスクリーンプラズマ窒化処理を行った。(4)特性評価:窒化処理後の試料について,外観,表面粗さ,構造,組織,摩擦・摩耗特性等を調査することにより,アクティブスクリーンプラズマ窒化特性における緻密かつ硬質の皮膜が得られる最適な処理条件を明らかにしようとした。(5)成果発表:ドイツで開催された第14回国際プラズマ表面工学会議(PSE 2014)に出席し,成果発表を行った。金属材料の表面改質平成25年度の実験に関しては、チタン合金のアクティブスクリーンプラズマ窒化に対するスクリーンの影響について、国内の学会で口頭にて成果発表できたため、おおむね順調に進展していると考えている。窒化に関する動向調査も順調に行うことができた。平成24年度の実験に関しては,軽金属材料のアクティブスクリーンプラズマ窒化に対するスクリーンの材質の影響について,マクロ的評価を行うところまではできたので,おおむね順調に進展している。(1)アクティブスクリーンプラズマ窒化処理:平成25年度に得られた結果から,窒化処理温度およびガス組成のパラメータを絞り込み、詳細にアクティブスクリーン窒化処理を行う。(2)特性評価:窒化処理後の試料について、外観観察、X線回折、表面粗さ測定、走査電子顕微鏡による組織観察、摩擦・摩耗試験機による摩擦・摩耗特性等をより詳細に調査することにより、軽金属材料に対するアクティブスクリーンプラズマ窒化特性における緻密かつ硬質の皮膜が得られる最適な処理条件を明らかにする。(3)成果発表:秋に中部地方で開催される日本金属学会秋期講演大会ならびに九州地方で開催される日本熱処理技術協会秋季講演大会にて口頭による成果発表を行う。さらにドイツで開催される第14回国際プラズマ表面工学会議(PSE 2014)において、窒化に関する動向調査と成果発表を行う。論文発表として,「Materials Transactions」や「Surface and Coatings Technology」などの英文誌に投稿する。(1)アクティブスクリーンプラズマ窒化処理:平成24年度に得られた結果から,窒化処理温度およびガス組成のパラメータを絞り込み,詳細にアクティブスクリーン窒化処理を行う。(2)特性評価:窒化処理後の試料について,外観観察,X線回折,表面粗さ測定,走査電子顕微鏡による組織観察,摩擦・摩耗試験機による摩擦・摩耗特性等により調査することにより,軽金属材料に対するアクティブスクリーンプラズマ窒化特性における緻密かつ硬質の皮膜が得られる最適な処理条件を明らかにする。(3)成果発表:秋に北陸地方で開催される日本金属学会秋期講演大会ならびに中部地方で開催される日本熱処理技術協会秋季講演大会にて成果発表を行う。
OKT3特異的な抗T細胞抗原レセプター・イディオタイプ抗体と抗原特異免疫抑制の研究

凵ヒトT細胞抗原レセプター(αβTCR)可変部(イディオタイプ)に特異的な抗αβTCR・自己抗体は,1つの抗原エピトープを特異認識する同一のT細胞集団(クローン)を同定する可能性が高い。Marchalonisらは,HIV感染患者や自己免疫疾患者血清中に抗ヒトT細胞抗原レセプター(αβTCR)・自己抗体を検出した成績を報告した。今回筆者らは,異種抗原性の強いOKT3(CD3)モノクローナル抗体を投与した腎移植患者症例で抗OKT3・2次抗体陽性後に陰性に転化した患者血清を用い抗ヒトαβTCR・自己抗体を検討した。本患者血清中にはヒトリンパ球処理後にFITC-抗ヒトIgG抗体の陽性反応(M2領域)が検出された(抗ヒトリンパ球抗体)。本陽性反応は,先にBMA 031(αβTCR・framework)モノクローナル抗体処理後に阻害された(BMA 031様・自己抗体)。本患者血清は,先にリンパ球処理後もFITC-BMA 031やTCRVβ特異抗体の陽性反応(M2人領域)を阻害した(BMA 031様/抗αβTCR・自己抗体)。今回筆者らは,患者血清処理-リンパ球のFACS解析では反応阻害を陽性率(%Gated)/差と陽性細胞数(Events)よりの阻害率(Events/阻害率)で検討,FITC-BMA 031反応で%Gated/差が0.231.25%低下に対しEvents/(阻害率)では2.5210.15%阻害と測定値が拡大した。また抗TCRVβ特異(Vβ-2,3,,9,13)抗体反応でも%Gated/(差)で0.33.52%低下がEvents/(阻害率ょでは10.6249.5%阻害と同様の傾向を示した(抗ヒトαβTCR・自己抗体)。本自己抗体は,^<OKT 3->Stimulatorを用いた自己リンパ球混合反応(Auto-MLR)でOKT 3特異性を検討した結果,OKT 3投与患者血清処理後のResponderでは反応率が57.5±18.0%に低下したが,ATGAM(ウマIgG)やATG-F(ウサギIgG)などATG(抗ヒト胸腺グロブリン)処理^<ATR->Stimulatorでは反応抑制されず陽性コントロール以上の高値を示した(OKT 3特異的)。本自己抗体は,ドナー輸血(DST)患者や抗ブタ赤血球抗体陽性ヒト血清でも検出された。抗ヒトCD3モノクローナル抗体OKT3(マウスIgG)は,異種原性が強く投与3,4日後の患者血清中に抗OKT3・2次抗体が検出される症例が多い。その多くは,OKT3に特異的な抗イディオタイプ抗体とマウスIgGに対する抗アイソタイプ抗体が報告されてきた。

一方,本患者血清は,ヒトT細胞とインキュベート後にFITC一抗ヒトIgG抗体の陽性反応が細胞解析(FACScan)にて観察された(抗ヒトT細胞・同種抗体の測定)。さらに,この陽性反応は,ヒトT細胞・抗原レセブターに特異的な抗ヒトモノクローナル抗体BMA031(αβTCR・framework)処理後に陰性に転化し,抗ヒトaβTCR・同種抗体と推察された。また本患者血清は,ヒトT細胞処理後には,FITC-BMA 031やTCRVβ(αβTCR・V領域β鎖/イディオタイプ)の抗ヒトモノクローナル抗体の陽性反応も阻害したため,抗ヒトaβTCR・イディオタイプ同種抗体と推察された。次に,OKT3投与患者血清中に検出された本抗体の抗原特異性をOKT3処理“Stimulator"に対する自己リンパ球混合反応(Auto-MLR)にて検討した。この結果,未処置の“Responder"(陽性コントロール)と比べ,OKT3投与患者血清(抗ヒトαβTCR・イディオタイプ同種抗体陽性)処理後の“Responder"のMLR反応では,40%以上も抑制された。一方,ATGAM(ウマIgG)やATG-F(ウサギIgG)など,抗ヒトT細胞異種抗体;ATG)処理“Stimulator"に対するAuto-MLRでは,反応抑制が見られず,反応が亢進する傾向を示した。このため,今回OKT3投与患者血清中に観察された抗ヒトaβTCR・イディオタイプ抗体は,OKT3(マウスIgG)を抗原認識するヒトT細胞に対する特異性を有し,ATGAM(ウマIgG)やATG-F(ウサギIgG)を特異的に抗原認識するヒトT細胞とは異なる成績を本年度の日本移植学会総会にて報告した。さらに,術前輸血DST患者血清(抗HLA抗体特異的)や抗ブタ抗体陽性血清についても抗ヒトaβTCR・イディオタイプ同種抗体も検討し,ALL患者向清(抗CALLA抗体)についても検討しつつある。□[研究実績の概要]:ヒトT細胞は,T細胞抗原レセプター(αβTCR)を介し抗原認識,その可変部固有のアミノ酸配列(イディオタイプ)により個々の特異性が決定されている。本研究の目的は,免疫疾患患者血清中のヒトαβTCR・可変部(イディオタイプ)に特異的な抗ヒトαβTCR・自己抗体を測定し,ヒトT細胞クローン解析の可能性と抗原特異免疫抑制を検討する。抗ヒトαβTCR・自己抗体は,HIV感染患者血清をはじめ,骨髄腫患者,自己免疫疾患,心移植患者や妊婦血清,正常血清中に検出され,報告されている。筆者らは,抗OKT,3・2次抗体陽性のOKT 3(CD 3)モノクローナル抗体投与後の腎移植患者血清をはじめ,抗ドナ-T細胞抗体陽性のドナー全血輸血(DST)患者血清,そして抗ブタ赤血球・阻害抗体陽性のヒト血清中に抗ヒトαβTCR・自己抗体が測定された成績を報告した。OKT 3投与患者血清(抗OKT3・2次抗体陽性)中には,フローサイトメトリー(FACS)解析で数%10%程度の抗ヒトT細胞・抗体陽性反応が検出された([ヒトT細胞]+[OKT 3投与患者血清]/処理→FITCヒトIgG抗体/反応)。一方,陽性反応は,ヒトαβTCR・framework特異的なBMA 031モノクローナル抗体-前処理後に消失し,ヒトαβTCRに対する自己抗体が推察された。反対に,OKT3投与患者血清(抗OKT 3・2次抗体陽性)処理後のヒトT細胞でも蛍光色素(FITC)標識-BMA 031(αβTCR・framework特異的)やTCRVβ(可変部β-鎖特異的)・モノクローナル抗体の陽性反応を阻害した。
政府債務の維持可能性と財政政策ルールに関する分析

政府債務が増大した我が国においては,政府が破綻することなく財政運営を行いつつ,効率的な財政政策を行う必要がある。しかしながら,社会保障費の増大や,地方交付税交付金などに代表される地方への国の役割が固定化された状況では,財政政策の自由度は限られている。さらに,政府債務の増大によって,今後利子率が上昇した場合には,国債費の増大などが生じ,さらに財政状況は悪化する。このような中で,中期的な財政政策運営を行うことの意義を財政政策ルールという視点から分析を行った。初年度では基礎分析を中心に行った。具体的には政府債務と財政政策の因果関係を明確にする理論分析,データの収集・推計及び実証分析を行なった。理論分析では,政府債務が増大した場合に,そのリスクプレミアムがどのように賦課されるのかの分析を行なった。国債などの政府債務は,通常は安全資産と考えられるが,債務が増大すると当然リスクを伴う。ここでは,そのリスクを国のプライマリー収支,すなわち税収と歳出の差から捉え,単年度の税収力から導き出した。また,現状では国債は国内で保有されているのがほとんどであるが,国内でファイナンスしきれなくなる場合に対外債務となり,国債利子率が上昇する可能性がある。また,理論分析と並行して、統計整備及び推定モデルの構築を進めた。統計は、中央政府及び地方政府の他に、社会保障基金や、その他の公的機関(郵便、公的金融機関など)についても整備した。これらの初年度における分析は基礎的なものであるので,これを応用して次年度以降にさらに積極的に発表していきたい。ただし,これらの研究の成果の一部は,すでに伊藤隆敏・釣雅雄(2006)で発表した。ここでは,中央政府,地方政府,社会保障基金について,政府債務残高から財政収支の将来推計を行なった。家計や企業部門の分析と合わせることで,将来の経常収支を推計した。利子率(ギャップ)の今後の動向によっては,政府の財政収支赤字が拡大し,それが経常収支赤宇の要因となり,さらに利子率が上昇することで,雪だるま式に政府債務の維持可能性が満たされなくなる可能性が示された。本年度では初年度の基礎分析をもとにいくつかの応用分析を行った。具体的には3つのアプローチを取った。まず第1に,初年度に引き続き政府債務と財政政策の因果関係を明確にする理論・実証分析を行なった。政府債務が増大した場合のリスクプレミアムが,国債利子率に道のような影響を与えるのか分析を行い,いくつかの経済状況別のシミュレーション分析を行った。特に,2006年度の政府の骨太方針において,2011年度にプライマリーバランスの黒字化が政策目標とせっていされたので,その影響を踏まえた分析を行った。シミュレーション分析では,将来の国民負担率あるいは税率を推計し,政府債務のリスクの大きさを測った。この研究成果はすでに研究会等で発表を行ったが,引き続き投稿準備中である。第2番目に,地方財政への影響についての応用粉析を行った。この成果は,釣(2007)として発表した。具体的には,中央から地方への移転である地方交付税交付金に着目し,この地方への移転が中央財政に与える影響を見るとともに,地方経済への影響を分析した。第3番目に,釣・茂木・吉野(2008)として発表した成果では,海外の財政状況,特にアジア太平洋諸国の財政分析を行った。例えば,オーストラリアの財政改革を取り上げ,その政府債務維持可能性分析を行った。本年度においては,昨年度から引き続き応用分析を行った。ただし,本年度は日本及び世界の経済状況が激変し,シミュレーション分析において変更を余儀なくされたため,以下のような方法で対応した。まず、原油価格の高騰とその後の急落など物価の変動が生じた。昨年度からの分析では,物価変動及び金利と財政の関係を見ていたが,特に物価変動と財政との関係分析を行う必要がでてきた。これらの経済状況への対応を通じて,物価変動と財政負担の分析を行い,インフレとデフレとで非対称な効果が現れること,インフレでも財政負担が増加することを求めた。次に,シミュレーション分析において前提とした2011年度のプライマリーバランスの黒字化政策目標が変更された。この点については,現時点では不透明であり,今後においても分析を継続していく必要がある。事象研究を通じて,政策変化を随時確認することで対応した。最後に,世界経済との関係である。各国で裁量的な財政政策が行われた。日本でも大規模な経済対策が行われることとなった。例えば,英国ではゴールデン・ルールとして財政収支等のルールがあったが,これらは一時的に保留状態となった。そこで,一つは,英国の財政について分析し、経済状況と財政ルールの関係をみた。もう一つは,そもそも経済状況が悪化すれば,歳入が減少し,歳出を一定としても財政収支は悪化する。そのため,政策ルールでは、単年度のみではなく中長期的な視点もルールに組み入れる必要があることを見た。
一般素数グラフによる群の構造の解明

群論的性質Pに対し、有限群GのPに付随する一般素数グラフは、P-部分群束から定義される代数系の不変量であることがわかっている。本研究は群束の構造研究を一般素数グラフの視点から行った。P-部分群束のパス代数のある表現を考え、UD-代数と呼ぶ代数系を定義し、群の構造との関係について考察をし、一定の結果をえた。また、特殊な場合のUD-代数の構造については、完全に決定した。平成22年9月から研究が採択され半年間の研究期間で次の点を明らかにした。基本p-可換部分群Aによって正規化されるような有限群Gの非自明な部分群からなる部分群束Γの研究は、一般素数グラフの形状と群の構造を結びつけるうえで重要なものである。本年度の研究において、Γに属する部分群すべてが、Aにおける中心化群が自明でないような場合について考察を深めた。このような場合、Gは非自明な正規p部分群を持つか、pベキ零でないかと予想されている。この予想の解決は、本研究の中心的課題の一つであるが、この予想の最小位数の反例は非可換有限単純群であること(よって、Gがp可解な場合は予想が成立する)、Aのランクが1のとき、単純群の分類定理とは独立に予想が成立すること等についての検証をし、証明を与えた。また、26の散在型単純群、交代群、およびいくつかのLie型の単純群について予想を満たしていることも検証している。これらの結果は、すべてまとめ23年度中に発表する予定である。Gを有限群とする。Gの位数を割り切る素数pについてAを基本p-可換部分群とする。Aによって正規化される自明でない部分群の集合をXとする。Xは乱含有関係によって自然に半順序集合になる。我々の重要な問題として「任意のXの元HについてAにおけるHの中心化群が自明でなければ、AはGの中心と自明でない共通部分を持つ。」、「指数がpと疎な部分群の分類」等がある。またこれらの延長線上には、「任意のGのp-元の中心化群とAが非自明な交わりを持つならば、Gは正規p-部分群を持つ。」というQuillen予想とかかわりの深い問題がある。これらの考察は、本質的な部分は単純群の場合に帰着されている。本研究においては、主に単純群の場合にこれらの問題を解決することを考えているわけであるが、階数の大きいLie型の単純群の場合においては比較的容易に議論を進めることが出来ている。階数の低い場合は、依然困難が残っておりこれまでの手法を進める以外に他の視点を組み込むことが必要となってきた。これに対応するために次のような概念を導入した。XにGを加えた半順序集合X_0に付随するQiverQ、ZQ(Zは有理整数環)を自然に結合代数とみなすと、ZX_0を自然に2通りにZQ-加群と考えることが出来る。ZX_0のZ-自己同形環の部分環でこの2通りのZX_0-加群構造による準同形像で生成されるものを導入し、これをUp-Down代数と呼ぶことにした。このUp-Down代数には、部分群の位数・指数の情報が入っているとともに、素数グラフを観察するために導入された一般化されたバーンサイド環も部分代数として入っている。この代数の構造定数が群の構造に深くかかわっていることが観察され、これを詳しく観察することで本研究を円滑に進めるよう工夫を図っている。群Gの構造を一般素数グラフによって調べるうえでその群の部分群束の構造が非常に重要であることが分かっている。故に群Gの部分群束L、特に部分群束Lをモノイドと見做した場合の半群環R[L]の構造を調べることが重要であると思われる。前年度より、部分群束の概念より一般的なquiverについてそのpath代数の構造、またquiver Qの矢に対し逆向きの矢を考えそれらを加えてできるqiver UD(Q)のpath代数の構造について調べてきた。その成果をもとに、部分群束Lをposetと見做し更にquiver Lと見做し、そのUD(L)についてのpath代数Pの構造、また可換環Rとしたときに、R[L]をP-左加群とみなした場合のpath代数Pの作用素としての環P'の構造について群の構造と関係付け調べてきた。24年度の研究において、これらの研究に加え、部分群束をこの代数的見地から考察するのに加え、従来よりp-部分群群束の研究において用いられいるホモロジー的手法を導入することにより、より詳細に部分群束を研究する手法を提案できるようになった。ここで与えたホモロジーは、本質的にP及びP'の積構造を用いたものであり、実際に計算できるものである。また、このホモロジーの理論構築中に群論の他の幾何学関連の話題、たとえばCoset幾何等との関連が分かり、これらの幾何に対しても我々の理論を適用することができることが分かった。

具体的に計算公式を与えたものとしては、群Gに対するUD(Q)のpathΔ=(H_1,..H_n)に対し、G/H_1×・・×G/H_nを考えG/H_i,G/H_{i+1}の元の間に含有関係で隣接関係を与えた幾何がある。階数の低いLie型の単純群を解析するにあたり、予想以上の困難があったため。24年度が最終年度であるため、記入しない。本研究課題は階数の低いLie型の単純群について困難があること、その困難を克服するためにUp-Down代数を導入し観察を進めている。これまでの手法を引き続き継続していくとともに、Up-Down代数の構造数等の本課題と直接関係している対象を詳細に調べ研究を進めていく。
レーザーカッターを使用した教材教具の開発・作成

本研究については,児童生徒の興味を刺激し,意欲的に学習へ参加する動機付けとなる教材教具の開発を目的とした。レーザーカッターが持つ,教材作成における有用性は次に挙げたとおりである。1つ目の事例は,刻印ができる素材の範囲め広さと,巧緻性についての活用である。本校オリジナルキャラクターを革に刻印することに活用した。中学部,高等部の作業製品販売会において,作業の体験ワークショップを開催した際,子供達が慣れ親しんでいるキャラクターを体験の部材に刻印したことで,小学部児童がより作業の部材に興味がもて,活動の導入として効果的であった。2点目の事例は,表現の拡大化を挙げることができる。中学部での生活単元学習において,卒業記念としてオリジナルコースター作りを行い,自分たちが描いた絵を木材(MDF材)に彫刻することを行った。A4サイズの用紙に描き,それをスキャナーで取り込むことで拡大縮小の加工した上で,木材に焼き入れることができるため,描きたい図柄をサイズを気にせずに自由にデザインすることができた。卒業後に友達や自分がコースターとして使用するイメージをもって下絵を描くことができるようになった。3点目の事例は,製品に付加価値を与えられたことが挙げられる。高等部が制作した木工製品のキャプションを木材に彫刻することで活用した。作成者の氏名を,白く塗った薄いベニヤ板に刻印し,その上に水性のニスを塗ったことで,普段学校で行われる手書きであったり,コピー用紙にラミネートを施したりのキャプションよりも,一般の工業製品のような雰囲気を,子供達が作った製品にももたせることができた。本校の国語・数学の授業では,各グループ担当の教員がオリジナルで教材を作成し,個々の目標が近いメンバーで構成されるグループに分けて指導している。レーザーカッターを導入したことによって,個々の教材の質を,子供たちが学習に向かう際の意欲付け,動機づけにつなげるまでに引き上げることができた。