hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
進行性腎障害におけるSOCSの役割の解明

申請者らは、この疑問を解消するため、腎間質線維化動物モデル(片側尿管結紮モデルマウス)を作成し、サイトカイン(janus kinase/signal transducer and activator of transcription: JAK/STAT, suppressor of cytokine signaling : SOCS)による機序を検討中である。片側尿管結紮腎では、経時的にサイトカイン(STATとリン酸化STATの増加)とSOCS遺伝子の発現誘導、そして、組織学的には腎線維化が観察されたため、さらにコラーゲン変化を観察中である。また、SOCS弱発現群(SOCSノックアウトマウス)と、JAK抑制群(JAK inhibitor投与マウス)では、これらのサイトカイン誘導と腎線維化のパラレルな変化が確認された。ヒト尿細管細胞を用い、JAKのリガンドを刺激すると、JAK/STAT系が動くことが確認された。そして、これら系の下流ではMatrix Metalloproteinaseを介し、腎線維化が負に調節されている可能性を考えている。JAK/STATの上流のサイトカインと、その下流の変化(auto crine作用の可能性)を観察している。この実験により、腎線維化におけるJAK/STAT、SOCSの特異的な役割が明らかになると考えられ、進行性腎障害の治療ターゲットとなり得る可能性があり、有用と考えられる。腎間質線維化動物モデル(片側尿管結紮モデルマウス)において、JAK/STAT/SOCSのサイトカイン系に着目し、SOCS弱発現群とJAK抑制群を用い、これらの系の動きと腎線維化の関係を観察した。また、細胞レベルにおいて、同様の系の動きを観察した。加えて、それらの下流ではMMPを介した機序が関与している可能性が観察された。24年度が最終年度であるため、記入しない。MMPのノックアウトマウスを用い、腎間質線維化動物モデルを作成し、JAK/STAT/SOCSのサイトカイン系の動きを検討していく。
地元自治体との連携による小規模高校存続への道

○問題意識都市部の高校と過疎化が進む地域の高校との在籍状況のバランスが崩れており、過疎化の進む地域では、高校そのものの存続が危ぶまれる状況が生み出されている。しかし地域の小規模高校は、それを介した住民同士の交流が図られたり、保小中高が連携した一貫教育が図られるなど、コミュニティ維持の機能を担うため、なくてはならない存在である。従って「財政負担の問題だけで地方から高校教育の灯を消してはならない」とのコンセプトに立ち、小規模校が独自の魅力を創出し、持続可能性を高める方策を提示しようと考えた。○研究方法小規模高校やそれが存在する自治体HPの閲覧、図書館における新聞や文献調査を実施した。また、小規模ながら一定数の生徒を確保している北海道(礼文高校・鹿追高校・訓子府高校)、中国地方(島前高校・加計高校・千代田高校等)においてヒアリング・アンケートを実施し、独自の魅力創出についての考察を行った。○研究成果開講科目が限られる、部活動の種類が少ない、集団の中で多様性に触れる機会に限られるなど、スケールメリットの面で小規模校はどうしても見劣りする。調査したすべての高校を含む多くの小規模校で、後援会・振興会といった組織を立ち上げ、地元自治体からの財政支援を受けていることが明らかになった。しかし生徒アンケートや統計による分析では、小規模校に入学を決めた主要因は財政支援ではなく、学校独自の魅力創出に努めた結果であることが明らかになった。進学・就職を含めた進路実績が高いほど、次年度入学者が増加している。すなわち限られた中で高校卒業後を見据えた多彩なカリキュラムを展開し、キャリア教育に力を入れているのである。専門科目教員の不足を補うためにICTを利用した遠隔授業を実施するほか、小規模校をサテライト校と位置付け、大規模校から一定時間教員を派遣し高校間の交流・連携を実施するなどして、多くの大学合格者を輩出するなどの取組が見られた。さらに将来の地域を担う人材を育成するため地域から人材を派遣してもらい、学校設定科目の開講を行い、地元優良企業への就職を斡旋するなどの例も見られた。小規模校には存立する意義があり、自助努力のほか、市町村レベル・都道府県レベルで財政に負担をかけず、教育条件の維持向上を可能とする工夫が求められる。これ等の研究から新たな研究課題が明らかになった。
体表点字を考慮した情報伝達のための最適な皮膚刺激の検討

体の任意の部位で振動により点字情報を伝える体表点字の研究をしている。これまでは振動刺激を発生する素子として振動モータを使っていたが、本研究では皮膚に対して水平または垂直な振動刺激となる素子について検討した。水平方向の刺激の素子として形状記憶合金とステッピングモータを検討したが刺激が弱く適さなかった。垂直方向の素子として振動スピーカを検討した。振動スピーカは周波数・振幅を任意に変えられるので、体表点字に適した振動を呈示することができた。視覚と聴覚に障害のある盲ろう者を主な対象として振動で情報を伝える体表点字の研究を行っている。応用面では有用性は示せているが体表点字の読み取り速度は速いとは言いがたい。本研究では、体表に対する振動方向による認識の違いを明らかにするとともに、振動にとらわれず触覚刺激として認識のよい刺激素子を見出し、手指以外の体表での認識しやすい刺激方法を解明し、体表点字での認識の向上を図ることを目的とする。皮膚感覚に関する研究は主に手指である触覚感覚器の多い部位について行われており、他の部位については刺激の弁別くらいの研究しかない。本研究の特色は触覚感覚器の少ない体表部位での位置弁別を扱うものである。今年度は手元にある3つ振動モータ(皮膚に対して全方位に振動する円筒型と主に皮膚に対して水平方向に振動する2製品の円盤型)について調査を行った。はじめに今年度購入した渦電流式変位計を用いて3つのモータの振幅・周波数を測定した。つぎに体表点字のパターンの読み取り実験を5人の被験者で指と首を部位として行った。その結果、周波数については119Hzのモータより104Hzのモータのほうが認識はよかった。振幅については324μmのモータより97μmのモータのほうがよかった。認識は周波数に関係すること、振幅については単に大きければ認識がよいという関係ではないことが分かった。そこで、振動スピーカをもちいて、周波数を変化させても一定の振幅で振動させられるようなPC上のアプリケーションソフトウェアを作成し、振幅を200μmで固定し、周波数を20Hzから120Hzまで変化させて6人の被験者で指と首を部位として体表点字パターンの認識実験を行った。皮膚感覚受容器の多い指のほうが低い周波数でも認識率は高いが、70H120Hzの範囲では首でも認識率は高かった。応用面での有用性は示せているが体表点字の読み取り速度は速いとは言いがたい。これまでの体表点字の振動刺激呈示素子には振動モータを用いていた。振動モータを用いていた理由は単に入手しやすくかつ制御しやすいものであったからである。昨年度から振動スピーカを用いた振動刺激素子も検討した。しかし、振動スピーカでも、体表上に置き皮膚に垂直方向に刺激を与えることになる。今年度は、皮膚に対して水平方向に刺激を与える素子とそれを制御する駆動装置により体表点字の認識について検討した。水平方向に刺激を与える素子として、研究計画調書にて提案した形状記憶合金の一種であるバイオメタルファイバー(トキ・コーポレーションBMF100)を用いた。BMF100は、直径:0.1mm,実用運動ひずみ率:4%であり、パルス的な電圧を印加することにより、線が伸び縮みして振動刺激が得られるというものである。線の長さを10cmまたは15cmとし、指に巻く・折りたたんで貼り付ける・指から垂らすという設置方法で、どの方法でも皮膚に対して水平方向の刺激を呈示できるものであった。体表点字の読み取り実験を行った結果、正答率は5060%程度であり、体表点字の刺激素子としては利用できないことが判明した。正答率が低い理由は、想像以上に刺激が弱かったためである。これまで垂直および水平方向の全方向の振動刺激であったものを、今年度は水平方向の刺激として直線状に伸び縮みするものを検討した。水平方向に刺激を与える刺激素子として形状記憶合金を検討したが、刺激が弱すぎて失敗に終わった。交付申請書の時点では水平方向に刺激を与える刺激素子として偏心おもりによる刺激呈示素子も提案していたが、偏心おもりによる刺激呈示素子は左右の偏心おもりの同期をとるのが難しく(同期ずれが蓄積してしまう)装置化は困難である。皮膚に対して水平方向の直線状の刺激を想定していたが、装置化を考えると水平方向で円状に刺激を与えるという考えに至った。昨年度は皮膚表面に対して水平方法に触覚刺激を与えるものとして形状記憶合金を用いたが、出力できる刺激が弱く触覚デバイスとして適さなかった。研究実施計画書の段階では水平方向の触覚刺激として皮膚に対して直線的な刺激を考えていたが、今年度は円周方向でも皮膚に水平に刺激を出せると気づき制御しやすいステッピングモータの先の回転を触覚刺激とした。振動モータを駆動する回路の出力でステッピングモータを駆動できるように回路を修正し、従来と同様に体表点字の読み取り実験を行った。

ただし、実際に実験をしてみると、従来の刺激呈示時間では刺激の有無を判断するのが困難だったため2.5倍の500ミリ秒とした。正答率は形状記憶合金による刺激と同じく5060%程度であり、体表点字の刺激素子としては利用できないことが判明した。正答率が低い理由は刺激が分かりづらかったためである。この3年間の研究では皮膚表面に対して水平方向に触覚刺激を呈示するものを見出せなかった可能性もあるが、水平方向の刺激で認識しやすくなるとは言えなかった。いっぽう1年目の実験では、3種類の振動モータによる認識率の違いは周波数の違いであると分かり、振動スピーカを用いて振幅および周波数を変更することで認識率を上げられることを見出した。それをもとにこれまでの2刺激装置による呈示から1刺激装置による呈示方法を検討できるようになった。今後は周波数・振幅を変えられる振動スピーカを用いて、体表点字に適した刺激方法を検討していく。体の任意の部位で振動により点字情報を伝える体表点字の研究をしている。これまでは振動刺激を発生する素子として振動モータを使っていたが、本研究では皮膚に対して水平または垂直な振動刺激となる素子について検討した。水平方向の刺激の素子として形状記憶合金とステッピングモータを検討したが刺激が弱く適さなかった。垂直方向の素子として振動スピーカを検討した。振動スピーカは周波数・振幅を任意に変えられるので、体表点字に適した振動を呈示することができた。交付申請書の時点では、皮膚に対して全方向に振動刺激を与える円筒型モータより皮膚に対して水平方向に多くの刺激を与える円盤型モータのほうが、体表点字の認識はよいと想定していた。しかし、今年度の検証の結果から2つの円盤型モータでも認識に差異があることが判明した。今年度の後半では、差異は振動の周波数によるものであると仮定して、振幅を一定で周波数を変更できる振動スピーカを用いて認識実験を行い、認識の差異が周波数によるものであることを確認した。今年度は、振動モータによる認識の違いを解明することを目的としており、目的は達成された。本研究の目的は、従来の体表に対して垂直方向の刺激ではなく、水平方向の刺激により体表点字の認識が変わるかどうかを見出すことであった。水平方向の刺激としてモータの先端に付けた円盤状のものを皮膚にあてることで円状の刺激を与えられることに思い至った。今年度は円盤状のものを皮膚にあてやすいように装置化して、水平方向の刺激による体表点字の認識を測定し、水平方向の刺激の有用性を確認する。そして、これまで刺激呈示方法を比較検討して、体表点字の適した刺激方法を見出すとともにその理由を解明する。人間医工学今年度の後半に実施した振動スピーカによる認識では、振動スピーカによる刺激は皮膚に対して垂直方向に振動刺激を与えるものであった。来年度は皮膚に対して水平方向の刺激を発生できる形状記憶合金素子を用いて体表点字の認識について検討する。形状記憶合金素子による刺激呈示装置のプロトタイプはすでに今年度に製作ずみであり、来年度は認識実験をしつつ装置の改良をおこなうというPDCAのサイクルで、体表点字の認識の向上を図るとともに向上する理由を明らかにしたい。またもうひとつの水平方向の刺激を発生できる偏心おもりによる刺激呈示装置についても検討する。
多元的スクリーニング系を用いた未開拓乾燥地生物資源由来の生体機能分子の探索

未開拓乾燥地の生物資源を探索源とし、多元的スクリーニング系を用いて新規機能性物質の探索を行い、生活習慣病の予防薬や治療薬への開発を目的として探索研究を行った。チュニジア原産の4種の植物抽出物について、マウスメラノーマ細胞(B16)を用いた活性試験の結果、Thymelaea hirsutaの抽出物に細胞毒性を示さず、メラニン産生のみを阻害している活性のあることが見い出された。そこで、この活性を指標にして、カラムクロマトグラフィーならびにHPLCを用いて分離・精製し、活性物質を単離した。得られた活性物質について、2次元NMRおよびMS等のスペクトルデータに基づいて解析を行ったところ、4種の既知daphnane型ジテルペンに加えて、2種の新規ジテルペン化合物hirseinAおよびBを見い出した。これらの新規化合物と既知化合物についてB16を用いたメラニン産生阻害活性を調べた結果、側鎖の大きさによって活性が異なることがわかった。一方、寄生植物アメリカネナシカズラより単離し、コーヒー等にも含まれている3,5-di-ο-caffeoylquinic acid(3,5-diCQA)に、アルツハイマー症毒素アミロイドβに対する神経細胞保護作用のあることを見い出した。そこで本研究では3,5-diCQAによる学習記憶障害改善効果を評価するため、アルツハイマー症モデルマウスを用いてモリス水迷路のフラットホームに到着する時間を30日間測定した。その結果、7日目から3,5-diCQA非投与群と比べて投与群の到着時間の短縮が認められ、25日目からは3,5-diCQA投与群の到着時間が著しく短縮された。これらの結果により、3,5-diCQAのようなカフェオイルキナ酸がアルツハイマー発症による学習・記憶障害を改善する効果をin vivoで確認した。未開拓乾燥地の生物資源を探索源とし、多元的スクリーニング系を用いて新規機能性物質の探索を行い、生活習慣病の予防薬や治療薬への開発を目的として探索研究を行った結果、中国や北アフリカの乾燥地由来生物資源から、神経細胞保護作用、抗アレルギー活性、細胞分化誘導活性等を見出したので報告する。チュニジア原産の7種類のオリーブオイルおよび葉の抽出物に、ヒト白血病細胞(HL-60)、ヒト乳がん細胞(MCF-7)、ヒト大腸がん細胞(Caco-2)に対する有意な細胞増殖阻害が認められた。その内の3種には、HL-60の細胞分化を誘導し、好中球活性である非特異性エステラーゼ活性およびNBT還元能を有することを見出した。また、好塩基球細胞(RBL-2H3)を用いた抗I型アレルギー活性において、2種類のオリーブオイルに有意な活性が認められた。ヒト好塩基球性白血病細胞(KU812)を用いた実験において、これらのオリーブオイルには炎症性サイトカインである腫瘍壊死因子TNF-αとインターロイキンIL-4の発現抑制効果があることを新たに発見した。中国ウイグル自治区に自生する乾燥地寄生植物Cistanche tubulosa(管花地精)より、cistanoside Aを含む3種のフェニルエタノイド配糖体を分離・同定した。これらの化合物には抗I型アレルギー作用が認められ、構造と活性に相関のあることを見出した。さらに、寄生植物アメリカネナシカズラより単離し、コーヒー等にも含まれている3,5-di-O-caffeoylquinic acid等のカフェオイルキナ酸に、アルツハイマー症毒素アミロイドβに対する神経細胞保護作用のあることを見出した。そこでプロテオミクス手法を用いて解析した結果、カフェオイルキナ酸処理により、パーキンソン病、細胞毒や低酸素から神経細胞を保護するタンバク質PGK1(Phosphoglycerate kinase 1)の発現が著しく増加することを見出した。

これらの結果により、3,5-diCQAのようなカフェオイルキナ酸がアルツハイマー発症による学習・記憶障害を改善する効果をin vivoで確認した。
アクションリサーチからの博士課程Ed.D.カリキュラム・指導方法の開発的研究

本研究の調査方法は、主として本研究の「半構造化discussion法」による。半構造化インタビュー法に類似する半構造化discussion法は、調査側が資料を提示し、回答側と共同して相互に検討する質的調査法の一形態である。よって、完全なる自由(無意図的)discussionではなく半構造化discussionとした。特に、第29回アメリカ教育学会(2017年10月28日@愛知教育大学)のシンポジウムにて論じた成果を受けて、2018年3月4日、Teachers College, Columbia University, USAにて半構造化discussionを実施した。提案資料は主としてEd.D.とアクションリサーチ(以下、AR)の関係性についての提案内容であった。調査者は、倉本・丹藤・中野の3名であった。全米でEd.D.の発展上、その中心的役割を果たしている団体が「教育博士に関するカーネギープロジェクト」(The Carnegie Project on the Education Doctorate,以下、CPED)である。CPEDは2007年・加盟25大学で設立され、2018年・現在では、アメリカ・カナダ・ニュージーランド等、105大学にも及ぶ国際的プロジェクトである。本科研のこれまでの成果として、以下の論文を発表したことが集大成となる。2019年3月倉本哲男「アメリカにおけるEd.D.カリキュラムの研究-ハワイ州立大学(University of Hawaii)のEd.D.指導論を事例に-」『アメリカ教育研究』アメリカ教育学会編29号、pp.29-43.(依頼論文)。2018年度、CPED最優秀賞に選考されたEd.D.プログラムは、ハワイ州立大(以下、UH)である。これは、CPEDが提案するEd.D.概念を典型的に具現化したプログラムであると評価され、特に、フィールド・プロジェクト(Field-Based Projects)と、及びEd.D.研究プロジェクト(Individual Practitioner Research Project)の2種類のプロジェクトを両立する点に最大の特徴があった。調査1:UHのEd.D.カリキュラムの全体的特徴について整理し、特にEd.D.におけるARの有効性を検討する観点から、CPEDでも評価が高いフィールド・プロジェクト(Field-Based Projects)の特徴を調査した。調査2:UHのEd.D.論文のルーブリック評価論に焦点化し、調査1のARの視点もふまえつつ、Ed.D.論文の指導(審査)プロジェクトの特徴を調査した。これらの調査結果として、ハワイ州立大の「協働ARプロジェクト」は、以下のように再整理できる。1)自己(関係)実践・改善の協働AR(1次円)2)自己・他者との協働AR(2次円)3)関与・コンサルテーション型協働AR(3次円)また、担当者とEd.D.論文(個人/実践研究プロジェクト)を検討し、Ed.D.審査のルーブリック評価表を通してEd.D.指導(審査)方法についての示唆を得た。(Ed.D.論文ルーブリック表を完成させた。)以上に鑑み、CPEDの具体的な理解を進める意味で、事例校(ハワイ州立大)のEd.D.プログラムを、更に検討する。よって、ハワイ州立大などに典型的なEd.D./ARとは、「自己(関係)実践の改善を通して、教育的資質・能力に関する自己成長を実感できるように実施する第一人称の実践研究であり、実践に関与・観察しながら省察(Reflection)と実証によって自己(関係)実践を発展するもの」と定義され、実践研究の方法論やリサーチデザインを学び、可能な限り体系的に一般化し、省察を通して実践の反復可能性を求める点に大きな特徴がある。上述の視点を踏まえ、より具体的なEd.D./AR能力とは、「1教育事象の因果関係を把握し、学校教育が抱える諸問題に対応した研究能力。」「2学術的知見を再構築し、教育方法、教材を開発する研究能力。」「3理論と実践の検証能力(データ処理能力)を身につけ、学校教育の実践を理論化し、指導に活かす能力。」等と整理でき、結論的に本研究からの示唆は、Ed.D.レベルの授業論や論文指導論等に対する有意義なヒントになり得る。米・英国等を中心に国際的に発展してきたEd.D.は、我国の大学院教育においても徐々に浸透し、愛知教育大学でも静岡大学と共同教育課程制度を活用、後期3年のみの博士課程「共同教科開発学専攻」を設置している。本共同専攻は、修了者が国公私立大学の教員養成系の学士課程、修士課程、教職大学院等の大学教員として教育研究に従事できるような「大学教員の養成」を主たる目的とし、理論と実践を融合した高度な研究と教育を行い、以下のような能力の習得を目指している。1.教育事象の因果関係を把握する能力を身につけ、教科との関わりの中で学校教育が抱える諸問題に対応した研究能力を習得。2.学術的な専門的知見を教科内容として構成できる能力を身につけ、教育論、教科内容の構成原理や教育方法、教材を開発する能力を習得。3.理論と実践の検証能力を身につけ、学校教育の実践を理論化し、その理論を指導に活かす能力を習得。そこで、一年目の最大の成果は、共同研究を発表することができた。また、2016年8月にUniversity of HawaiiにてEdDプログラムの調査を実施した。特に特徴的なことは、調査対象校において、半構造化ディスカッションのためのキットを開発したことである。調査内容を一定させることで安定した質的データを収集することができた。このことから、Action researchの重要性が明らかになった。以上のような調査結果、成果発表を通して、愛知教育大学の博士課程において、指導効果を上げていきたい。

既述のようにUSAにおける調査も終了し、明確なサンプルが入手できたこと、及び、これまでの成果に鑑み、国際的な研究会で発表できたこと等から、一定程度は順調であったと判断できる。その発表、及び研究業績は次の通り。【招待講演2017】「帝京大学・FD」Action Researchからみる教職大学院の学び-Ed.D.博士課程との接続-(2017)【招待シンポ2016】「質的心理学会・教職大学院の学びを研究する」Action Researchからみる教職大学院の学び-Ed.D.博士課程との接続も踏まえて-本学の博士課程は、Ed.D.を検討中であり、教員養成系の大学教員を育成する上で、教育の「理論と実践の融合・往還」をする視点から、アクションリサーチ(以下、AR)の3能力を習得させることをミッションとする。そこで、第一に、この観点からのハイライトとして、本学において「第29回アメリカ教育学会大会」の公開シンポジウムにて(2017年10月28日@愛知教育大学・教育未来館)、「現代のアメリカにおける教師教育の展開-日本の『学び続ける教員像』への示唆-」を開催し、特にEd.D.の観点から論じることができた。まず、日米の校長リーダーシップ研究の権威者であり、教育経営学の多領域をリードする露口健司氏(愛媛大学)が、Ed.D.の導入について論じ、次に倉本が、我が国でも教職大学院と博士課程をつなぐ議論が高まる中、海外の12事例調査の中から、特にハワイ大学のEd.D.事例に特化して、カリキュラム・指導方法等を提案し、共同研究者の中野真志氏が総括した。第二に、研究協力者の中野氏と丹藤氏と3人で、アメリカのNew YorkのTeachers College, Columbia Universityを調査訪問した(3月)。Ed.D.スタイルを検討する本学・博士課程は、修了者が、教員養成系の大学教員として「教育理論と実践を融合・往還」し、高度で専門的な教育・研究に従事するため、ARを主たる方法論としている。そこで、Ed.D.主担当者とのdiscussionを通して、カリキュラムの概要、及び指導観について理解を深め、Ed.D.におけるARの有効性についても意見交換をした。更には、その検証の意味で、附属図書館においてEd.D.論文を閲覧し、特にAR系の論文が大多数を占めることを再確認した。第三に、それらの研究成果を踏まえて、幾つかの論文にまとめ、学会などでその成果を発表した。米国の著名なEd.D.プロジェクト(The Carnegie Project on the Education Doctorate)を参考にし、博士Ed.D.におけるARの視点から、「理論と実践との融合・往還」に関する文献の先行研究、我国の先行事例、及び海外のEd.Dカリキュラム等の実態を踏まえ、モデルカリキュラムと教授法、及びEd.D.論文指導法の輪郭を描き、本学・博士課程のカリキュラムの目標/内容/方法/評価、及び研究指導法との整合性を図ることに努めた。
CR-39検出器中潜在飛跡形成機構における酸素の役割

CR-39飛跡検出器中に形成されるイオントラックのトラックコアサイズについて、2つの方法を利用して評価した。一つは、極短時間のエッチングと原子間力顕微鏡観察とから求める、微少エッチピットの成長挙動よりコアサイズを求めるものである。もう一つは、トラックオーバーラッピングモデルと紫外-可視吸収スペクトルのフルエンス依存性とに基づく方法である。トラック径は、プロトンからゼノンイオンまで、数nmのオーダーであり、阻止能の3乗根にほぼ比例することが見出された。トラックの線量分布モデルによると、イオンの軌跡から数nmの距離における吸収線量は数百kGy以上に達する。これを模擬するために、ガンマー線や高エネルギー電子を高線量まで照射した同検出器のエッチング特性を評価した。損傷がラジカルと溶存酸素との反応によって形成されると仮定し、それらが質量バランス式と拡散方程式に従うとするモデルを考案し、数値計算を行った。同モデルが実験結果において見られた、線量、線量率、深さ依存性をよく再現することが明らかになり、トラック形成も同様な酸化反応によるとが考えられた。次いで、損傷の化学構造を知るために赤外線吸収スペクトルやラマン散乱スペクトルを求めた。照射後の同検出器中にはCO_2ガスとOH基の生成が確認された。数nm程度の拡がりを持つ同検出器中トラックでは、ポリカーボネイト結合部がCO_2ガスを放出して分子鎖の新たな端点を形成し、その近隣部分がOH基によって装飾されていると考えられる。エッチング速度は親水基であるOH基濃度によって律速されると考えられた。CR-39プラスチック飛跡検出器の分子構造に及ぼすイオン及びガンマー線照射効果を、紫外-可視分光、赤外分光、ラマン分光等の分光学的手法で系統的に評価している。赤外分光による一般的な結果としては、照射によってCO_2が発生すること、そしてOH基が生成されることが見出された。これらは、CR-39プラスチックの主鎖にある、カーボネイトエステル結合部が切断された結果と考えられる。C=0基やC-0-C基の吸収は非常に強いため、それらの密度変化を透過法で直接測定するためには10μm程度の薄膜が必要であることが判明したが、市販品としての購入は今のところ不可能である。そこでATR法を用いて赤外スペクトルを求めたが、Cイオン照射においてはフルエンスの増加とともにC=0基やC-0-C基密度が低下する様子が観察された。そのフルエンス依存性からトラックの径方向広がりは数nm程度であるとの結果が得られたが、これは紫外-可視分光スペクトルのフルエンス依存性から評価した値とよく一致する結果であった。ATR法では表面から数μmまでの部分を分析することになるが、CO_2の密度については、Cイオンの場合にはイオン照射後に大気中に取り出した後の時間とともに低下し、約30分の後には検出されなくなることが見出された。一方、プロトンの場合には数時間の後にも明瞭な吸収ピークが測定された。これはイオントラックに沿ったCO_2の移動度の差異に起因する現象と考えられた。照射後の真空中での測定はラマン分光によって行ったが、照射によって蛍光散乱が強くなること、-CH2-基密度は大気リーク後に初めて低下することが見出された。CR-39検出器のレスポンスは酸素の影響を強く受けることが知られているが、これら振動スペクトルに対すも大気リークの影響も大きいこと明確になった。ラマンスペクトルによって得られる情報は-CH2-基密度にほとんど限られてしまうので、新たに加速器ビームラインに赤外線分光装置を設置し現在調整を進めている。CR-39飛跡検出器中に形成されるイオントラックについて、次のような結果を得た。

1)トラックコアサイズ:イオントラックの径方向サイズを評価するために、(1)極短時間のエッチングと原子間力顕微鏡観察とから得た、微少エッチピットの成長挙動よりコアサイズを求めた。また、(2)トラックオーバーラッピングモデルと紫外-可視吸収スペクトルのフルエンス依存性とに基づて、同サイズを評価した。トラック径は、プロトンからゼノンイオンまで、数nmのオーダーにあり、阻止能の3乗根にほぼ比例した。2)低LET放射線効果:トラックの線量分布モデルによると、イオンの軌跡から数nmの距離における吸収線量は数百kGy以上に達する。ガンマー線や高エネルギー電子をこのような高線量まで照射した同検出器のエッチング特性を評価し、その線量、線量率、深さ依存性を明らかにした。損傷がラジカルと溶存酸素との反応によって形成されると仮定し、それらが質量バランス式と拡散方程式に従うとするモデルを考案し、数値計算を行った。同モデルが実験結果をよく再現することが明らかになり、トラック形成も同様な酸化反応によると考えられた。3)振動スペクトル:損傷の化学構造を知るために赤外線吸収スペクトルやラマン散乱スペクトルを求めた。照射後の同検出器中にはCO_2ガスとOH基の生成が確認された。生成したOH基と吸着した水の寄与を分離観察するために、特に、その場観察型のFT-IRシステムを加速器ビームラインに導入した。数nmの拡がりを持つ同検出器のトラック中では、ポリカーボネイト結合部がCO_2ガスを放出して分子鎖の新たな端点を形成し、その近隣部分がOH基によって装飾されていると考えられる。以上の結果については、2002年9月と10月に、それぞれ、開催された5th International Symposium on Ionizing Radiation and Polymers及び21st International Conference on Nuclear Tracks in Solidsにおいて発表した。
房室弁形成術後逆流残存と心房細動の関連性

1.弁膜症患者で房室弁逆流を有する患者においては可能な限り弁形成術を行った.全例術前術後の心エコー図(カラードプラー法)を行い,形成弁の残存逆流をすべて記録した.対象の多くが心房細動患者であるが心房細動に対するメイズ手術が行われない限り洞調律復帰する弁形成症例が蓄積されないことが判明した.心内膜側からと心外膜側からの2通りのRadiofrequency Systemによるメイズ手術洞調律に復した症例に比べて心房細動が残存した症例は房室弁逆流も残存しやすい結果となっている.2006年の10月に学会報告の予定である.2.上記症例をもとに心内膜側からの高周波Radiofrequency Systemによるメイズ手術の心房細動制御の2年以上の遠隔成績は良好であることを2005年3月に日本外科学会総会定期学術集会で報告した.心外膜側からのRadiofrequency Systemによるメイズ手術の早期成績が不良であることは2006年10月に学会報告の予定である.3.2005年1月から導入した心外膜側からの高周波Radiofrequency Systemで房室弁形成術を行わない症例でも房室弁逆流抑止効果を得られる可能性があるが,症例が1例しか得られていない.今後の症例集積と追加検討を要する.1.弁膜症患者で全身麻酔・人工心肺下の関心術を施行し、房室弁逆流を有する患者においては可能な限り弁形成術を行った。前例において術前術後の心エコー図(カラードプラー法)を行い、形成弁の残存逆流をすべて記録した。現在は心房細動が残存した症例の逆流の程度と洞調律に復した症例の逆流の程度に有意差があるか否かを解析中である。母集団数が未だ少ないので、さらに症例を重ねていく過程にある。2.解析対象となる症例を重ねていくうちに、ほとんどが心房細動患者であることから心房細動に対するメイズ手術が行われない限り洞調律の弁形成症例が蓄積されないことが判明した。これをふまえ、心房細動をともなう弁膜症手術症例では心房細動の制御を目的とした高周波Radiofrequency Systemによる僧帽弁手術時の肺静脈口隔離術を可能な限り行い心房細動から洞調律の回復を得られた症例が蓄積され始めた。心房細動の残存自体が房室弁逆流と心機能に悪影響を及ぼすとの仮説も前提としているので、高周波Radiofrequency Systemによる僧帽弁手術時の肺静脈口隔離術による心房細動の制御自体がどの程度有意義か否かも、あわせて検討することとした。3.上記症例をもとに高周波Radiofrequency Systemによる僧帽弁手術時の肺静脈口隔離術による術後早期の心房細動の制御効果を2003年5月に心臓血管外科学会学術総会(札幌)ですでに報告し、遠隔成績が不良であることを証明し得たので2004年4月に日本外科学会総会定期学術集会で報告の予定である。4.現在はこれまで蓄積した症例の房室弁逆流データをもとに、利尿ホルモンなどの血液学的計測も含めた心機能の改善との相関を検討中である。また今後は従来のメイズ手術を簡略化した左房メイズを可能な限り採用し、引き続き心房細動の制御効果の検討を継続している。1.弁膜症患者で全身麻酔・人工心肺下の開心術を施行し,房室弁逆流を有する患者においては可能な限り弁形成術を行った.全例術前術後の心エコー図(カラードプラー法)を行い,形成弁の残存逆流をすべて記録した.対象のほとんどが心房細動患者であることから心房細動に対するメイズ手術が行われない限り洞調律復帰する弁形成症例が蓄積されないことが判明した.観察数が少ないので統計的にまだ限界があるが,洞調律に復した症例に比べて心房細動が残存した症例は逆流が残存する傾向にあった.2005年の10月に学会報告の予定である.2.上記症例をもとに心内膜側からの高周波Radiofrequency Systemによるメイズ手術の心房細動制御の良好な早期成績と中期遠隔成績が不良であることを2004年4月に日本外科学会総会定期学術集会で報告した.長期遠隔期成績が再び良好となることもあわせて2005年10月に学会報告の予定である.3.2005年1月から双極化された高周波Radiofrequency Systemも新たに導入し心外膜側からのメイズ手術も可能となった.房室弁形成術を伴わない症例で房室弁逆流抑止効果の得られる症例も出現する可能性がある.これにより,房室弁逆流の手術の有意性を検討するための対照症例が集積可能となった.今後は心房細動手術と房室弁形成手術の併施の妥当性を検討する方針である.1.弁膜症患者で房室弁逆流を有する患者においては可能な限り弁形成術を行った.全例術前術後の心エコー図(カラードプラー法)を行い,形成弁の残存逆流をすべて記録した.対象の多くが心房細動患者であるが心房細動に対するメイズ手術が行われない限り洞調律復帰する弁形成症例が蓄積されないことが判明した.心内膜側からと心外膜側からの2通りのRadiofrequency Systemによるメイズ手術洞調律に復した症例に比べて心房細動が残存した症例は房室弁逆流も残存しやすい結果となっている.2006年の10月に学会報告の予定である.

2.上記症例をもとに心内膜側からの高周波Radiofrequency Systemによるメイズ手術の心房細動制御の2年以上の遠隔成績は良好であることを2005年3月に日本外科学会総会定期学術集会で報告した.心外膜側からのRadiofrequency Systemによるメイズ手術の早期成績が不良であることは2006年10月に学会報告の予定である.3.2005年1月から導入した心外膜側からの高周波Radiofrequency Systemで房室弁形成術を行わない症例でも房室弁逆流抑止効果を得られる可能性があるが,症例が1例しか得られていない.今後の症例集積と追加検討を要する.
骨格筋間質由来幹細胞群シート・ペレットを用いた複雑な顔面神経ネットワークの再構築

顔面神経欠損に対する再建術や神経移植術は、満足のいく結果が得られていない。本研究では、骨格筋間質由来多能性幹細胞群のシート・ペレットを移植し、顔面神経ネットワークの再構築を試みた。動物実験による免疫組織学的評価、機能評価を行った。結果、移植群は対照群に比して有意な回復を示した。組織学的評価においては、移植細胞が、シュワン細胞、神経周膜細胞に分化し、複数の神経分岐を同時に再構築していた。加えて、血管内皮細胞、血管平滑筋、繊維芽細胞にも分化し、大小の血管再構築にも貢献していた。これらの結果は、シート・ペレットとして移植した骨格筋由来幹細胞が顔面神経の再生、機能回復に貢献したことを示していた。【背景・目的】:頭頸部手術や外傷に伴う顔面神経麻痺はQOLを著しく損なう要因となっており、神経欠損に対する従来の皮弁再建術や自家・人工神経移植術は、満足のいく結果が得られていない。【方法】:実験1.マウスを用いた免疫組織学的評価及び顔面神経麻痺スコアによる機能評価。GFP-Tgマウスをドナー、同系正常マウスをレシピエントとした。実験2.ラットを用いた洞毛筋張力測定による電気生理学的な機能評価。SDラットを用い、自家細胞移植で実験を行った。それぞれの動物の顔面神経麻痺モデルを作成し、移植群には幹細胞シート・ペレットを移植し、対照群には培地のみを移植した。また、移植直前のシート・ペレットに対して、栄養因子等のRT-PCRを行った。【結果・考察】:移植8週後の顔面神経麻痺スコアにおいて、移植群は対照群に比して有意な回復(約50%)を示し、さらに、洞毛筋張力においても優位な回復(60%以上)を示していた。組織学的評価においては、着床したGFP陽性移植細胞が、シュワン細胞、神経周膜細胞に分化し、複数の神経分岐を同時に再構築していた。さらに、再生した軸索は神経-筋接合部へ到達しており、機能的な回復を裏付けていた。RT-PCRにおいては、複数の神経・血管成長因子が同定され、シート・ペレットの損傷部に対するパラクライン効果が期待された。本研究成果を第116回日本耳鼻咽喉科学会総会・学術講演会において演題発表し、PLOS ONE(September 15 2015)へ論文報告した。平成27年度から平成28年度以降の研究計画とした、1骨格筋間質由来幹細胞の分離・増幅培養・シート・ペレットの作成、2RT-PCRによる細胞分化能の検索、3顔面神経損傷モデルの作成、4機能観察と機能測定の検討、5移植実験と効果判定、に関して、計画よりも早い期間で研究し、上述の通り成果を発表し論文報告した。【背景・目的】:手術や外傷に伴う顔面神経麻痺はQOLを著しく損ない、神経欠損に対する従来の皮弁再建術や自家・人工神経管移植術は、満足のいく結果が得られていない。それぞれの顔面神経麻痺モデルを作成し、移植群には幹細胞シート・ペレットを移植し、対照群には培地のみを移植した。移植直前のシート・ペレットに対して、栄養因子等のRT-PCRを行った。RT-PCRにおいては、複数の神経・血管成長因子が同定され、シート・ペレットのパラクライン効果が期待された。平成27年度から平成28年度以降の研究計画とした、1骨格筋間質由来幹細胞の分離・増幅培養・シート・ペレットの作成、2RT-PCRによる細胞分化能の検索、3顔面神経損傷モデルの作成、4機能観察と機能測定の検討、5移植実験と効果判定、に関して、計画よりも早い期間で研究し、上述の通り成果を論文報告し、国際学会において発表した。【背景・目的】昨年度の研究実績で、骨格筋由来多能性幹細胞シート・ペレット移植の効果と機能回復実績(Saito et al, PLoSONE 2015)と共に、そのパラクライン効果も期待できることを報告した。

本年度は、本幹細胞をできるだけ早期に臨床応用する一助として、そのパラクライン効果に特に注目し、「細胞移植を伴わない神経再生治療法」を検討してみた。その第一歩として、「骨格筋多能性幹細胞由来サイトカインミックス」の投与を試みた。【方法】まず、骨格筋由来多能性幹細胞シート・ペレットを従来の条件で約1週間培養・増幅し、通常移植時同様の条件を整えた。その時点で、培養上清を破棄し、無血清/無サイトカイン培地にて、洗浄、その後同条件で一晩培養した。次に、その培養上清を採取、10,000rpmで遠心して不純物を除去したものを、「骨格筋多能性幹細胞由来サイトカインミックス」とし、分注・凍結保存した。前回同様のマウス顔面神経麻痺モデルを作成し、損傷直後から1週間に一度の間隔で、サイトカインミックスを経皮的に患部に注入(300μl/一回、実験群)を、計4週間で4回行った。術後4週で、前回同様の顔面神経電気刺激による、洞毛筋張力測定を行い、移植効果を評価した。培地のみを注入する群を対照群とした。【結果・考察】洞毛筋張力測定結果から実験群は対照群に比べて、高い回復効果を示す傾向が認められたが、統計的有意差は認められなかった。しかし、傾向そのものは一貫していたことから、サイトカインのデリバリー方法(拡散を防ぐ)に問題があることが示唆された。今後、投与したサイトカインが長時間患部に止まり、徐々に徐放する方法(最適な足場材、コラーゲン、ポリグリコール酸等)を追加し、さらに検討を加えていきたい。顔面神経欠損に対する再建術や神経移植術は、満足のいく結果が得られていない。本研究では、骨格筋間質由来多能性幹細胞群のシート・ペレットを移植し、顔面神経ネットワークの再構築を試みた。動物実験による免疫組織学的評価、機能評価を行った。結果、移植群は対照群に比して有意な回復を示した。組織学的評価においては、移植細胞が、シュワン細胞、神経周膜細胞に分化し、複数の神経分岐を同時に再構築していた。加えて、血管内皮細胞、血管平滑筋、繊維芽細胞にも分化し、大小の血管再構築にも貢献していた。これらの結果は、シート・ペレットとして移植した骨格筋由来幹細胞が顔面神経の再生、機能回復に貢献したことを示していた。今後の課題としては、幹細胞シート・ペレットによる顔面神経の再生がどの程度の損傷(距離)まで可能かどうか検証すること。コントロール群の検討して、他の幹細胞や足場材料との比較実験を行うこと。最終的には臨床応用を踏まえてヒト細胞での研究を検討している。本研究の途中経過として、筋・末梢神経・血管系細胞への分化能力を有し、移植後、筋・血管・末梢神経組織再生能を発揮する骨格筋由来幹細胞が、顔面の複雑な神経・血管網を形態的・機能的に再生することが確認された(Saito et al, PLoSONE 2015)。その再生機序として、幹細胞の持つ「損傷組織環境依存性の分化能milieu-dependent differentiation」(Tamaki et al, Curr Pharm Des 2010)を最大限に利用する、即ち、断裂した各々の末梢神経断端部からの成長・栄養因子に、移植した幹細胞が反応し、より細かく複雑な神経・血管ネットワークが再構築したと考えられた。
定曲率空間における曲面および曲線の大域的性質に関する研究

定曲率空間における曲面および曲線の大域的性質に関する研究について,以下のような研究成果を得た.1.3次元時空の空間的な曲面は,平均曲率が零になるとき極大曲面とよばれる.このような曲面のうち,3次元複素数空間への正則かつ等方的なはめ込みの実部で表されるものを極大面と名付けた.代表者は,分担者の山田と共同研究を行い,極大面で特異点がコンパクトで,それを除いた部分で完備なリーマン計量を有するものに関してWeierstrass型の表現公式を与え,さらにその応用として,Osserman型の不等式を示し,その等号条件が,曲面のすべてのエンドが正則で自己交叉を持たないことと同値であることを示した.さらに上記の研究の発展として,代表者は,佐治氏,藤森氏および分担者の山田との共同研究として,カスプ状交叉帽子とよばれる特異点の判定法を与え,その応用として3次元時空の極大曲面と3次元ドジッター空間の平均曲率1の曲面に一般的に現れる特異点は,cupspidal edge,ツバメの尾,カスプ状交叉帽子の3種類に限ることを示した.2.代表者は,佐治氏および山田(研究分担者)と共に,波面に現れる特異点として一般的なcuspidal edgeとswallowtailの近傍におけるガウス曲率の挙動について研究を行った.特にcuspidal edge上に特異曲率と呼ばれる新しい微分幾何的な特異点上の不変量を定義し,閉曲面の場合には,その積分の2倍と全ガウス曲率との和が,曲面のオイラー数に一致することを示した.さらにswallowtailの近傍では,特異曲率が負の無限大に発散することを示したほか,ガウス曲率が正のとき,特異曲率は正になり得ないことを示した.3.実射影平面における単純閉曲線の位相型は,1点にホモトピックなものとそうでないものの2種類がある.その中で変曲点を持たない単純閉曲線は卵形線とよばれ,1点にホモトピックなものの典型例を与える.一方,1点にホモトピックでないものの代表例として反凸閉曲線とよばれる閉曲線のクラスがあり「曲線上の任意の点において,その点を通り,その他の点では曲線と交わらない直線が存在する」という性質をもつ.代表者は,ケルン大学のThorbegsson氏との共同研究によって,反凸閉曲線の変曲点と独立な2重接線の数との間に,ある一定の等式が成り立つことを示した.定曲率空間における曲面および曲線の大域的性質に関する研究について,以下のような研究成果を得た.1.3次元時空の空間的な曲面は,平均曲率が零になるとき極大曲面とよばれる.このような曲面のうち,3次元複素数空間への正則かつ等方的なはめ込みの実部で表されるものを極大面と名付けた.代表者は,分担者の山田と共同研究を行い,極大面で特異点がコンパクトで,それを除いた部分で完備なリーマン計量を有するものに関してWeierstrass型の表現公式を与え,さらにその応用として,Osserman型の不等式を示し,その等号条件が,曲面のすべてのエンドが正則で自己交叉を持たないことと同値であることを示した.さらに上記の研究の発展として,代表者は,佐治氏,藤森氏および分担者の山田との共同研究として,カスプ状交叉帽子とよばれる特異点の判定法を与え,その応用として3次元時空の極大曲面と3次元ドジッター空間の平均曲率1の曲面に一般的に現れる特異点は,cupspidal edge,ツバメの尾,カスプ状交叉帽子の3種類に限ることを示した.2.代表者は,佐治氏および山田(研究分担者)と共に,波面に現れる特異点として一般的なcuspidal edgeとswallowtailの近傍におけるガウス曲率の挙動について研究を行った.特にcuspidal edge上に特異曲率と呼ばれる新しい微分幾何的な特異点上の不変量を定義し,閉曲面の場合には,その積分の2倍と全ガウス曲率との和が,曲面のオイラー数に一致することを示した.さらにswallowtailの近傍では,特異曲率が負の無限大に発散することを示したほか,ガウス曲率が正のとき,特異曲率は正になり得ないことを示した.3.実射影平面における単純閉曲線の位相型は,1点にホモトピックなものとそうでないものの2種類がある.その中で変曲点を持たない単純閉曲線は卵形線とよばれ,1点にホモトピックなものの典型例を与える.一方,1点にホモトピックでないものの代表例として反凸閉曲線とよばれる閉曲線のクラスがあり「曲線上の任意の点において,その点を通り,その他の点では曲線と交わらない直線が存在する」という性質をもつ.代表者は,ケルン大学のThorbegsson氏との共同研究によって,反凸閉曲線の変曲点と独立な2重接線の数との間に,ある一定の等式が成り立つことを示した.「定曲率空間の曲線と曲面の幾何」に関して本年度は以下のような結果を得た.(1)3次元双曲型空間H^3の平坦な曲面に関して,そのcausticも平坦な曲面になることがブラジルの数学者Roitmanによって指摘された.これを受けて,研究分担者の山田氏・國分氏・ラスマン氏と特異点をもつ平坦な曲面の完備性に関して再検討を行い,必ずしも特異点集合がコンパクトでない曲面についても,H^3の単位余接束のルジャンドル曲面としての誘導計量による完備性と有限全曲率性の仮定のもとで,Osserman型の不等式が成り立つことを示した.(2)平坦な曲面から法線方向に一定距離d離れた曲面は,平行曲面と呼ばれ,また平坦になることが知られている.

上記平坦な曲面(回転面を除く)について,特異点集合がコンパクトで,その補集合で完備な曲面に対して,有限個の値dの可能性を除いて,その平行曲面にはcuspidal edgeとswallow tail以外の特異点が生じないことを,佐治氏(広島大学の院生)および研究分担者の山田氏・國分氏・ラスマン氏と共に証明した.(3)実射影平面の単純閉曲線の変曲点に関しては,ケルン大学のThorbergsson氏との共同研究で,曲線が1点にホモトピックでなく,また各点で,曲線と1点のみで交わる直線が存在するなら,曲線上に,その接線が曲線と連結成分1つで交わるような変曲点が少なくとも3個存在することを示した.これな古典的なメービウスの変曲点定理の精密化である.(1),(2)の研究については,8月の幾何学シンポジウムにおいて総合的な見地から,今後の課題や問題点などを含めて講演を行った.また(3)の研究成果については,1月の福岡大学微分幾何研究会において,研究発表を行った.「定曲率空間の曲線と曲面の幾何」に関して本年度は以下のような成果を得た.(1)3次元双曲型空間H^3の平坦な波面に関して,単位法線ベクトル場が大域的に存在しない場合にも,そのような曲面は,常に向き付けが可能であることを示した.また,修士2年の岡田氏とS^3の平坦な曲面に対する北川氏の一連の結果を波面の場合にまで拡張する研究を行った.(2)研究分担者の山田氏および広島大学の研究生の佐治氏との共同研究で,波面に典型的に現れるカスプ状曲面に「特異曲率」と呼ばれる新しい不変量を定義し,その性質と特異点のまわりのガウス曲率の間の関係について研究を行った.(3)実射影平面の単純閉曲線の変曲点に関しては,ケルン大学のThorbergsson氏との共同研究を昨年度から継続して行い,曲線が1点にホモトピックでなく,また各点で,曲線と1点のみで交わる直線が存在するなら,曲線上の変曲点の数Iと独立な2重接線の数Dの間にI-2D=3なる関係が成立することを示した.(1)の研究については,6月の数理解析研究所における部分多様体の研究会で,(2)については11月の九州大学における国際研究会と1月にミュンヘンで開かれた国際研究会において,講演を行った.「定曲率空間の曲線と曲面の幾何」に関して本年度は以下のような成果を得た.1.3次元双曲型空間H^3の平坦な波面に関して,エンドの形状に関する研究を,研究分担者國分氏,ラスマン氏,山田氏との共同で行った.具体的には,エンドに実数値をとる不変量を導入し,その値によって,ホロ球面,双曲的柱面ほか4種類のどの回転面に漸近するかを具体的に判定できるようになった.研究成果を,9月の岡山大学の学会で15分で発表した.2.前年度の研究の発展として,佐治氏・山田氏そして神戸大院生の藤森氏との共同研究で,カスプ状交叉帽子と呼ばれる特異点の判定法を与え,その応用として3次元時空の極大曲面にジェネリックに現れる特異点は,cuspidal edge,ツバメの尾,カスプ状交叉帽子の三種に限ることを示した.この研究成果は3月の中央大学での数学会幾何学分科会で,発表した.3.大阪大学理学研究科の修士2年生村田里子さんとの共同研究で,3次元Euclid空間の平坦な波面について,H^3の平坦波面のときと同じく完備性を定義し,その分類を行った.の研究2については,8月のトポロジーシンポジウムで1時間の講演を行った.また3については現在,論文を作成中である.定曲率空間における曲面および曲線の大域的性質に関する研究について,本年度は以下のような研究成果を得た.
カドフシアリにおける中間カーストの発生要因と生態的意義

苫小牧、千歳、札幌、厚田、岐阜、和歌山にて調査を行ったところ、札幌以北では全てのコロニーが中間カースト型(女王が居らず、産卵は専ら中間カーストに依存)であったのに対し、千歳と苫小牧では中間カースト型と女王型(産卵は女王が行い、中間カーストに居ない)がほぼ半分づつ、本州ではほとんど女王型のみであった。但し、本州や四国でも山岳域で中間カーストが採集されたとの報告もあり、結婚飛行に多大なリスクを伴う寒冷地域で中間カーストが生産されていることは間違いないようである。女王型15コロニーと中間型15コロニーについて産卵個体を人為的に除去しても、女王型から中間カーストが、また中間型から女王が生産されることはなかった。また、両コロニー型間で幼虫を交換したところ、雄は発生したが女王や中間カーストは全く生産されなかった。これらの結果は、1)中間カーストは補助的な産卵者ではなく、寒冷条件下で積極的に選択され、遺伝的にかなり固定された存在であること、2)中間型コロニーでは女王生産が、また女王型コロニーでは中間カーストの生産が抑制されていることを示唆している。遺伝回析にPCR法を採用したが、他のアリで多型が報告されているものなど12組のプライマーを試したところ、全く多型を確認できなかった。そこでCAP-PCR法にてマルチプライマー8組を試したところ少なくとも3組で多型を確認した。血縁度測定には少なくともあと2組のプライマーが必要であり、現在その開発と取り組んでいる。千歳個体群の女王型30コロニー、中間カースト型20コロニー、女王も中間カーストもいない孤児コロニー10について羽化直後の雄と雌の乾燥重量を測ったところ、女王型ではほぼ1:1だったが、中間カースト型ではやや雄に偏り、孤児コロニーでは全ての有翅虫が雄だった。個体群全体では、有翅虫の性比がかなり雄に偏っていることは明らかである。