hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
P糖タンパク質の薬剤排出効力の制御メカニズムの構造薬理学

申請者は、自ら発見した新規な真核生物のP糖タンパク質euP-gpの基質輸送経路にあるGln残基をAlaに変換すると、ATP加水分解活性が恒常的に活性化されるものの、薬物排出能が大きく低下することを発見し、そのGln残基が、ATP加水分解と能動輸送を共役させるための役割を果たしているものと予想した。そこで、X線結晶構造解析を実施したところ、問題のGln残基は、対面するサブユニットのαヘリックスのAla残基とファンデルワールス相互作用を行い、内向型から外向型への構造変化によって膜貫通ドメインのαヘリックスにトルクを蓄積し、それをエネルギー源として復路の構造変化を行っている可能性を見いだした。1.P糖タンパク質ホモログと基質の共有結合複合体の結晶化P糖タンパク質ホモログと輸送基質との共有結合性複合体を調製するため、基質結合部位近傍にCys残基を導入し、SH基と反応性の高い官能基を導入した基質アナログを用いて共有結合させた。まず始めに、元々存在する3つのCys残基をSerおよびAlaへ改変した。しかし、構造が不安定になった部位が見つかったことから、その部位を各種アミノ酸残基に改変したところLeuへの改変が構造安定化に寄与することが判明した。これらの結果を組み合わせることにより、目的通りCys-less変異体を調製することができた。Cys-less変異体を用いて、ドッキングシミュレーションから基質結合部位に近いことが予想される部位にCysを導入しマレイミド基を有するローダミン誘導体と反応させたところ、特異的に反応する残基を2ヶ所見いだした。そこで、それぞれの変異体と化合物を共有結合させた複合体を結晶化したところ、1つの変異体で結晶が得られた。X線解析実験により結晶の分解能は3.3オングストロームであることが判明した。2.P糖タンパク質ホモログの部位特異的変異体の取得と機能解析QA変異体について、Ala以外のアミノ酸残基への改変を行い、基質輸送活性とATPase活性への影響を調べた。その結果、Alaと同様Val変異体Gly変異体でもATPase基礎活性の上昇が観測された。しかし、Leu変異体では野生型と同様であり、アミノ酸側鎖の長さが重要であると考えられた。ところが、Glu変異体では、ATPase基底活性の低下が観測された。そこで、ATPaseのpH依存性を測定したところ、pHの低下とともに、ATPase基礎活性が野生型の値まで増加した。このことから、Glu側鎖のカルボキシル基の解離が基底活性の低下を引き起こしている可能性が示唆された。多剤排出輸送体P糖タンパク質にエネルギーを供給するATP加水分解活性は、輸送基質(アゴニスト)によって十数倍上昇するという特有の分子挙動を示す。我々は、新たに立体構造を解明した真核生物のP糖タンパク質euP-gpの基質輸送経路にあるGln残基をAlaに変換すると、ATP加水分解活性が恒常的に活性化されるものの、薬物排出能が大きく低下することを発見し、そのGln残基がATP加水分解と能動輸送を共役させるための重要な役割を果たしているのではないかと考えた。そこで、euP-gpと基質との複合体の立体構造を明らかにすることにより、問題のGln残基と基質結合あるいは基質輸送との関係を明らかにすることを試みた。また、GlnをAla以外の多様なアミノ酸残基に改変してGlnの役割を機能解析からも明らかにすることを実施した。その結果、そのGln近傍のGlnまたはMet残基をCysに改変した変異型euP-gpとローダミンにマレイミド基を導入してCysと共有結合を形成できるように化学修飾した化合物を用いて安定な複合体を調製してX線結晶解析を実施したところ、基質は問題のGln残基とは直接接してはいないと考えられた。一方、ヌクレオチドと結合した外向型状態のeuP-gpの立体構造解析を実施することにより、Glnが対面する二量体の相手方サブユニットのAla残基とファンデルワールス相互作用することを見いだした。そこで、GlnをAla以外のアミノ酸残基に改変した変異型の機能解析を実施したところ、側鎖が短くなると基質を加えなくともATPaseが上昇し、長くなるとその上昇は見られなかった。また、いずれの場合も変異型の薬物輸送能は低下した。このことは、Glnの役割は、輸送装置の動きを抑制することでスプリング状のαへリックスにトルクを蓄積し、そのエネルギーを薬物排出に用いることではないかと示唆された。本研究の目的は、ABC多剤排出型トランスポーターP糖タンパク質の薬理学的挙動の特徴である、ATP加水分解活性が輸送基質(アゴニスト)によって十数倍上昇する現象を分子の立体構造を基に解明することである。

そのために、基質輸送経路にある特定のGln残基をAlaに改変したGA変異体が基質を加えないにもかかわらず、すでに基質を加えた場合と同程度までATPaseが活性化された事実を足がかりとして探索を進めるというユニークな方法をとっている。これまでの研究から、このGln残基は、ABCトランスポーターが「内向型構造」から「外向型構造」へと構造変化する際の支点となっていることを示唆することが、構造解析と機能解析の結果から得られて来た。さらに、Glnと相互作用するアミノ酸残基も特定され始めており、予想外の新事実が次々と明らかになるものと期待される。構造生物学QA変異体の解析からGln残基と側鎖間で直接相互作用しているArg残基とGlu残基、そして、それらの相互作用を補強するPhe残基を見つけることができた。そこで、それらの相互作用を結晶解析により直接観測するための研究を計画に加えることにした。このことにより、特徴的なGln残基が司る役割を立体構造上で直接補足することが可能になるものと期待される。当初予定した計画は順調に進んでおり、この研究を新たに加えても支障はない。
新興型腸炎ビブリオの流行要因に関する研究

新興型腸炎ビブリオは単一クローンに起因すると考えられる菌株群で、本菌株群による事例は1996年以降アジアを中心に世界的な拡大を起こしている。しかしながら、その流行要因は依然として解明されていない。本研究課題では、近年の新興型腸炎ビブリオによる事例において03:K6と異なる様々な血清型株が次々と世界各地で分離されている事に着目した。血清型変換は宿主の免疫系、あるいは環境中でのファージによる感染を回避しうる事から、流行要因の一つとなるのではと考え、血清型に関わる遺伝子群の同定並びに変換メカニズムの解明を試みた。本年度は、昨年度決定した新興型04:K68株の血清型関連遺伝子群の塩基配列情報を基に様々な血清型の株を用いて、PCRによるスキャニングを行い、他の04およびK68血清群の株も0およびK血清群の各関連遺伝子群が類似した構造をしている可能性を示した。また、右側境界遺伝子(rjg)が03:K6血清型以外の新興型株で、一部、あるいは全て欠失している事も明らかにした。以上から、本研究で同定した遺伝子群が他の血清型株に由来する同遺伝子群と組み換わる事により新たな血清型株が出現し、その際にrjgが関連している事が示唆された。このメカニズムについては、同じビブリオ属であるコレラ菌において、環境中での生息域であるカニの甲羅やプランクトン等の体表の主要成分キチンの存在下、かつ貧栄養な条件で培養すると菌体外のDNAを取り込み、組み換えを起こしうる事が報告されており、同培養法により実験的に血清型が変換した株が出現したことも報告されている。我々はこの際に発現が高くなる遺伝子群を新興型腸炎ビブリオも保有している事を確認したので、今後、同現象およびその特異性を本研究課題で同定した遺伝子配列情報を利用し、検証する事により、新興型腸炎ビブリオの流行要因の解明につながる事が期待される。腸炎ビブリオ食中毒において1996年以降、O3:K6血清型株を起源とする同一のクローンから派生した菌株による事例が世界的に頻発しており、これらの株は新興型腸炎ビブリオと称されている。しかし、その流行要因については未だ解明されていない。本研究では「近年、次々と別の表層抗原を有する新興型株が出現していること」に着目し、この変換を菌自ら戦略的に行っているのであれば、宿主の免疫系からの回避やファージによる感染からの回避等、感染性や生存性の点で優位となり、流行の要因の1つとなりうると考えた。そこで、本年度はこの変換機序の有無、詳細を明らかにするべく、表層抗原に関わる遺伝子群の同定、RFLPやシークエンス等による塩基配列レベルでの解析を行なった。腸炎ビブリオの表層抗原を合成する遺伝子群についてはその詳細が明らかになっていないが、同じビブリオ属菌であるVibrio choleraeで複数株その配列が既知であり、クラスターを形成している事が知られている。これらの配列を基に近年ゲノム配列が決定された新興型O3:K6株との相同性解析により、その位置を予想したところ、約50-kbの大きさで、PCR-RFLPを行なった結果、上流がO抗原で、下流がK抗原の合成に関与していると考えられた。さらにその詳細を明らかにするべく、O3:K6株から初めに派生したと考えられているO4:K68株のこの領域の配列を決定した。大きさはO3:K6株よりも約11-kb大きく、異なる遺伝子群が入れ替わる形で挿入していることが明らかとなった。また、変換スポット上流側はO3:K6から派生した他の血清型も同じ位置であった。下流については現在解析中である。今後は変異株作製により上記で予想した遺伝子群のOK抗原合成への関与およびin vitroにおける抗原変換を検証する予定である。また、現在上記研究内容に関して論文を執筆中である。

このメカニズムについては、同じビブリオ属であるコレラ菌において、環境中での生息域であるカニの甲羅やプランクトン等の体表の主要成分キチンの存在下、かつ貧栄養な条件で培養すると菌体外のDNAを取り込み、組み換えを起こしうる事が報告されており、同培養法により実験的に血清型が変換した株が出現したことも報告されている。我々はこの際に発現が高くなる遺伝子群を新興型腸炎ビブリオも保有している事を確認したので、今後、同現象およびその特異性を本研究課題で同定した遺伝子配列情報を利用し、検証する事により、新興型腸炎ビブリオの流行要因の解明につながる事が期待される。
膵癌早期発見を目指した十二指腸液中S100タンパク質ファミリーの解析

今年度は、十二指腸液中S100タンパクfamily測定による膵癌の早期発見の可能性を検討することとした。先行研究で採取されていた検体を利用し、ELISA kitを用いて十二指腸液中のS100A2、S100A4、S100A6、S100A7、S100A11濃度を測定した。対象症例は膵癌群10例、膵IPMN群10例、慢性膵炎群7例、コントロール群4例(生体腎移植ドナーから採取したもの)とした。S100A2は膵癌群、膵IPMN群、慢性膵炎群、コントロール群ともにELISA kitの検出下限以下であった。十二指腸液は採取時にタンパク質分解酵素阻害薬を添加しているものの、S100A2はほぼ分解されている可能性が高いと考えられた。S100A4は有意差は認めなかったものの、コントロール群のみ濃度が高い傾向にあり、膵疾患スクリーニングという観点では有用なマーカーとなる可能性があると考えられた。S100A6はそれぞれの疾患群およびコントロール群間で有意差は認めなかった。S100A7は慢性膵炎群のみ値が小さい傾向にあるものの、IPMN群、膵癌群、腎移植ドナー群間では差は認められなかった。S100A11はそれぞれの疾患群およびコントロール群間で有意差は認めなかった。今回の検討では十二指腸液中S100タンパクfamily測定の膵癌早期発見における有用性を明らかにすることはできなかったが、膵疾患スクリーニング検査としてのS100A4の有用性が示唆された。また、膵癌群におけるそれぞれのS100タンパクfamilyの発現量と予後に関しての検討は今後行う予定である。また、Meloらにより血中のGlypican-1が膵癌の早期診断に有用であると報告された(Nature 523(7559): 177-182)。今後、十二指腸液中のGlypican-1が膵癌早期発見マーカーとして有用かどうかを検討していく予定である。特に問題なく当初予定していた通り、ELISA kitを用いて十二指腸液中のS100タンパクfamilyを測定することができた。今年度は、十二指腸液中Glypican-1が膵癌早期発見マーカーとして有用かどうかを検討した。先行研究で採取されていた十二指腸液を利用し、ELISA kitを用いて十二指腸液中のGlypican-1濃度を測定した。対象症例は膵癌群7例、膵IPMN群7例、コントロール群(生体腎移植ドナーから採取したもの)14例とした。それぞれのGlypican-1濃度の中央値は膵癌群:2ng/ml、膵IPMN群:37ng/ml、コントロール群:17ng/mlであり、膵癌群vs膵IPMN群では有意差を認めたが、膵癌群vsコントロール群および膵IPMN群vsコントロール群では有意差を認めなかった。また、膵疾患群(膵癌群+膵IPMN群)vsコントロール群での比較でも有意差は認めなかった。以上より、今回の研究では早期膵癌および膵疾患のスクリーニングという観点ではGlypican-1の有用性を明らかにすることはできなかった。ただし、膵IPMN群vs膵癌群では有意差を認めた。そのため、画像検査で膵IPMNが疑われている患者に対し、十二指腸液中のGlypican-1濃度を測定することで、膵IPMN由来癌または膵IPMN併存癌の早期発見に寄与し、膵IPMN患者の経過観察に有用である可能性が示唆された。今後はその観点から十二指腸液中のGlypican-1濃度を測定していく予定である。また、先行研究で膵疾患スクリーニング検査として有用であることが示唆された十二指腸液中S100A4の評価およびS100タンパクfamilyの発現量と予後に関しての検討も今後行っていく予定である。膵癌早期発見のマーカーとしてはS100タンパクfamilyの有用性は明らかでなかったため、今後は十二指腸液中のGlypican-1が膵癌早期発見マーカーとして有用かどうかを検討していく。また、膵癌群におけるそれぞれのS100タンパクfamilyの発現量と予後に関して検討する。28年度が最終年度であるため、記入しない。医歯薬学28年度が最終年度であるため、記入しない。
本格的木造建築CADの構築に関する研究

本研究では、伝統木造建築を対象とした、精緻な三次元モデルを併用したデジタルアーカイブの作成を通して、伝統木造建築に固有な部品を表現する手法、およびその三次元モデル化のためのCADシステムの構築について研究を行った。伝統木造建築の部品を表現するために部品の雛形をパラメトリックに定義するという方針のもと、部品雛形の構成に関する考察として、幾何情報の扱い方や雛形の拡張性やその管理の仕方、複数の部品に跨って寸法などの情報のやりとりが求められる継手仕口の表現方法について、姫路城大天守(兵庫県姫路市)のアーカイブ化を通して試行した。現在まで三次元CAD付属のオブジェクト記述言語で記述していた部品雛形の手続き(計算処理等)を、C/C++言語にてクラスとして記述する手法をとり、幾何計算を効率的に行え、雛形の拡張に際しても不整合が起きないよう更新できることを確かめた。継手仕口の表現では、部品と部品が交差する際の納まりが形成される手続きをC/C++言語により納まりの雛形として記述する試行を行った。こういった試行から、雛形そのものにも構法のデジタルアーカイブとしての価値があることがわかった。引き続き研究を進める中で、具体の建築のデジタルアーカイブに加え、その構法を知識表現としアーカイブ化するという展開を行っていきたい。また、姫路城大天守のデジタルアーカイブ化において、豊富に蓄積されている資料を管理するために、各部品と記載されている資料の紐付けを行い、三次元モデルおよびその部品情報を、資料を呼び出すためのインデックス(見出し)として使うシステムを試作した。現在、姫路城大天守のデジタルアーカイブ化を引き継ぎ進めているところである。ある程度のアーカイブ化を終えたら一般公開等を行う予定である。申請時の計画に対してサブテーマ検討の順序の入れ替えはあったが、全体としては概ね順調に進んでいる加えて、研究を通して新たな発展性も見いだせており、引き継ぎ考察を行っていきたい。引き続き研究を進める中で、具体の建築の三次元モデルを構築するデジタルアーカイブ化に加え、その構法を知識表現としアーカイブ化するという展開を行っていきたい。また、研究成果として得られるデジタルアーカイブについて、一般公開等を積極的に行い、その利活用についても研究を進めていきたい。本研究では、伝統木造建築を構成する部品を精緻に表現するために、部品の伝統的な設計法のモデル化、およびプログラミング言語による記述によって部品雛形を定義し、この雛形(の公開変数)に適宜パラメータを与えながら実体(インスタンス)化するという手法をとっている。これまでの取り組みの中で、様々な伝統木造建築を精緻にモデル化するためには、部品雛形の拡張性や、その扱う情報について考察の余地があることがわかった。こういった部品雛形の構成について、伝統的な作図との関連(サブテーマ1.1)、公開変数そのものの変更に関する考察(サブテーマ1.2)、継手・仕口等の納まり部に関する部品雛形の構成(サブテーマ1.3)といった観点から考察を行う。今年度は、軸部を構成する部品雛形に関連の強いサブテーマ1.3について重点的に研究を行った。サブテーマ1.3では、横架材同士の納まりを幾つかのパターンに分け、それらの表現に必要な変数を整理した。次に、納め方をパラメータとして入力することで、納まり部の形状が表現されるよう三次元CADを拡張した。この拡張は、CADの横架材雛形(CAD雛形)とC/C++プログラム上で定義した横架材雛形(C/C++雛形、変数群とそれに関連する処理)との手続きによって実装されており、この手続きによって納まり部の形状が表現されるとともに、どのような納まり部であるかが双方の部品の公開変数にパラメータとして記録され、モデルの構造解析への応用等を見込むことができる。また、物理演算エンジンを利用した解体(分解)シミュレータによるモデルの整合性確認手法の開発に向けたプロトタイプの開発、デジタルアーカイブで写真等の関連資料を管理する手法、およびデジタルアーカイブのWebアプリケーションへの展開による閲覧利用についても研究を進めた。引き続きサブテーマ1.3について研究を進めることを予定している。

サブテーマ1.3では、三次元CAD内部の情報をC/C++によるオブジェクト指向データベースへと展開することで部品間の依存関係を扱うことを可能にしている。この手法によれば、サブテーマ1.1や1.2で課題としている作図との親和性の高い幾何情報の扱う方や、公開変数の変更についても問題解決が可能であると考えている。申請時の計画に対してサブテーマ検討の順序の入れ替えはあったが、全体としては概ね順調に進んでいる加えて、研究を通して新たな発展性も見いだせており、引き継ぎ考察を行っていきたい。申請時の研究計画で挙げた順序を入れ替えたサブテーマもあるが、全体としては順調に進展している。引き続き研究を進める中で、具体の建築の三次元モデルを構築するデジタルアーカイブ化に加え、その構法を知識表現としアーカイブ化するという展開を行っていきたい。また、研究成果として得られるデジタルアーカイブについて、一般公開等を積極的に行い、その利活用についても研究を進めていきたい。
弘田龍太郎の童謡創作とその文化史的文脈

「靴が鳴る」「雀の学校」等の大正童謡を代表する作曲家の一人弘田龍太郎は、新教育運動や新日本音楽といった、大正から昭和の様々な文化潮流の交差点に位置する人物であった。また彼はラジオの子供番組で音楽理論の啓蒙につとめ、戦後は大正新教育の中心であった成城に幼稚園を自ら開くなど、その活動は大正期に生まれた教養主義的音楽理想が戦後民主主義の時代に継がれていったプロセスを示唆している。本研究は、弘田龍太郎の1作品目録や伝記事実等の基礎データ整備を図り、2彼の音楽様式を分析し、3大正から戦後まで日本の中流階級の意識を規定することになる「よき家庭のよき音楽」の理念との関係を問うことを目的としている。
視神経脊髄炎における視神経炎モデル確立とその解析

視神経脊髄炎(NMO)視神経炎モデル動物を確立し、その治療法の検討が目的である。ラット視神経にNMO視神経炎患者血清を直接投与することで、その投与後1週後で投与部位のアクアポリン4(AQP4)とGFAPの発現低下が見られた。また、血清投与2週後で、NFの低下、また、網膜神経節細胞数の減少が見られた。これらは患者血清がラットにおいて、視神経炎の病態を発症させたことを示している。また、ヒト免疫グロブリン(hIgG)あるいは生理食塩水を尾静脈に投与し、RGCおよび視神経線維の定量を行ったところ、有意に残存していることがわかり、hIgGがNMO視神経炎に治療として有用であることが示唆された。ラットにおける視神経脊髄炎(NMO)モデル作成を試みた。ラット視神経鞘を切開して抗アクアポリン(AQP)4抗体陽性NMO患者血清を視神経に投与し、血清を含んだMQAを留置した。対照として正常ヒト血清あるいはAQP4陰性特発性視神経炎患者(AQP(ー)群)血清でも同様の処置を行った。適切な日数で眼球を摘出し、網膜と視神経切片を作成した。上丘からのフルオロゴールドによる網膜神経節細胞(RGC)への逆行性標識を行い、RGC数を計測した。また、CD11の免疫染色により視神経内のマイクログリア数を計測した。各切片をNF、GFAP、AQP4で免疫染色し、輝度による定量を行った。またリアルタイムPCRにてNF、GFAP、AQP4遺伝子量を計測した。処置2週後のRGC数はAQP4陽性群で正常ヒト血清群、AQP(ー)群に対し有意に減少していた(p<0.001)。またマイクログリアはAQP4陽性群で対照群に対し増加していた(p<0.001)。視神経の免疫染色による定量では処置後2週後にAQP4陽性群で有意なNFの低下(p=0.005)、処置後1週後のAQP4の減少(p=0.016)とGFAPの減少(p=0.026)を認めた。PCRでは処置2週後網膜のNFは有意に減少していた(p=0.027)。本法によりNMO患者血清により視神経障害が生じたと考えられ、本モデルはNMO病態解析や治療方法の検討に有用であると思われる。既にExperimental Eye Researchで報告済みである。前年度までの実験により、NMO患者血清投与7日後、視神経内のAQP4とアストロサイトのマーカーであるGFAPが減少していたが、この時点での軸索のマーカーであるneurofilamentの有意な変化を認めていないことが明らかであった。コントロール群は正常ヒト血清で処置した群とした。処置後7日目、14日目の視神経、網膜において、リアルタイムPCRおよびウエスタンブロッティング法、免疫染色にて、軸索輸送のマーカーであるkinesinの変化を検討した。Kinesinは順行性軸索輸送を司る蛋白である。処置後7、14日目の視神経切片で、血清を投与した部位の眼球側でkinesinの塊状の強発現が見られた。視神経切断モデル3日後をポジティブコントロールとして塊状の強発現数をカウントしたところ視神経切断群で有意に増加を認めた。NMO血清処置7日目ではコントロール群に比べ有意にNMO群で塊状の強発現数が多かった。KinesinのmRNAは処置後7 ,14日目の視神経で有意に低下、網膜では処置後7日目で上昇傾向があり、14日目で有意に上昇していた。視神経サンプルは血清投与部位から大脳側が大部分を占めており、血清投与部位の眼球側ではkinesinが停滞し、大脳側でkinesinが減少したと考えられる。本結果はNMO視神経炎モデルにおいて、アストロサイト障害の出現時より、軸索輸送が障害されていたことを示唆している。また、ヒト免疫グロブリン(hIgG)静脈投与(IVIG)がNMOの急性期治療として模索され、難治性視神経炎に対しIVIGの全国治験が行われている。NMO血清投与ラットに対し、ヒト免疫グロブリン(hIgG)あるいは生理食塩水を尾静脈に投与し、網膜神経節細胞(RGC)および視神経線維の定量を行った。hIgG群では生理食塩水群に対し、有意にRGC細胞数および視神経線維が残存することが示された。前年度・前年度までの実験により、NMO患者血清によるラット視神経炎モデルを確立できたことが確認でき、また、このモデルにおける網膜神経節細胞(RGC)死の経時的変化を追うことができた。NMO血清投与ラットに対し、ヒト免疫グロブリン(hIgG)あるいは生理食塩水を尾静脈に投与し、RGCおよび視神経線維の定量を行った。前年度ではプレリミナリーの結果として、hIgG群では生理食塩水群に対し、有意にRGC数および視神経線維が残存することが示された。今年度はさらに数を増やし、hIgGの投与タイミングを、血清暴露と同時群(A群)と1週間群(B群)にわけて定量を行った。また、A・B両群においてhIgG投与の回数を1回ないしは2回の群で定量を行った。

生理食塩水投与群(コントロール)と比較したところ、hIgG投与を週に一度、2週にわたり行った際は、RGC数がA群では1455 ±192個、B群では1657 ±192個/mm2であったのに対し、コントロール群では981 ±182個であった。ウエスタンブロッティングによる神経線維の蛋白量の定量では、A群ではコントロール群に比べ有意に多くの神経線維が残存していた。以上の結果から、hIgGの静脈内投与は、NMO視神経炎に対し、神経保護効果をもつことが示唆された。視神経脊髄炎(NMO)視神経炎モデル動物を確立し、その治療法の検討が目的である。ラット視神経にNMO視神経炎患者血清を直接投与することで、その投与後1週後で投与部位のアクアポリン4(AQP4)とGFAPの発現低下が見られた。また、血清投与2週後で、NFの低下、また、網膜神経節細胞数の減少が見られた。これらは患者血清がラットにおいて、視神経炎の病態を発症させたことを示している。また、ヒト免疫グロブリン(hIgG)あるいは生理食塩水を尾静脈に投与し、RGCおよび視神経線維の定量を行ったところ、有意に残存していることがわかり、hIgGがNMO視神経炎に治療として有用であることが示唆された。当初予定していた軸索輸送障害の発生時期に関して、有意な結果を得ることができた。しかし、in vivoの系では、アストロサイト障害時における軸索障害出現のメカニズムを解明するには限界があり、別系統のアッセイが必要と思われる。Kinesinという順行性輸送のマーカーを検討したが、逆行性輸送等の検討も必要と思われる。また、ヒト免疫グロブリンが有効な治療法である結論が示唆されたが、これはまだn数が少なく、確固たる証拠にまでは至っていない。眼科学アストロサイト障害により、なぜ軸索障害が早期に出現するのかを解明する必要がある。そのためには、neuro-glial transmitterとしてのグルタミン酸やATP,セリン等を検討する。グルタミン酸受容体に関しては、AQP4抗体によって細胞膜に存在するEAAT2が細胞内に移動し、グルタミン酸取り込み能がおちるという報告があり、本実験系でも確認する。しかし、in vivo系実験としては細胞間の相互作用を検討するには限界があり、in vitroにおけるアストロサイト、神経細胞の共培養実験を検討する。ヒト免疫グロブリンの効果について、その濃度や投与時期を検討し、神経生存率が変化するかどうかを調べる。硝子体内投与を試みたが、炎症反応が強く、サンプルを取り出し定量化するにはいたらなかった。また、各種蛋白の変化をウエスタンブロッティング法検討中であるが、視神経サンプルは蛋白量が少なく、まだ安定したデータ採取にいたっていない。TUNEL染色やcaspase-3定量を視神経で行ったが、有意な結果は得られなかった。本モデルではアポトーシスによる細胞死は少ないものと予想される。試薬が多く残存しており、新規購入分は予定より少なかった。軸索輸送障害がいつから生じているのか、経時的に観察するため、より早期(処置後3日目)のサンプルを取り、処置後7日、14日後のサンプルも用いて、kinesinやdyneinの定量を行う。また、臨床的には免疫グロブリンによるNMOの治療が模索されており、アクアポリン抗体中和の可能性を考え、本モデルにおいても腹腔内投与による効果を検証する予定である。残存試薬はほぼ使い切っており、追加実験のためには新たに試薬を購入する必要がある。また、引き続きラットのn数を増やす必要があり、ラット購入が必要である。
活性酸素駆動による自己再生型ディーゼル・パティキュレート・マターセンサ

センサ感度の向上(性能):2017年度では電極を電解質でコンポジット化して、電極全体を反応場にすることによって、感度の改善を可能にした。2018年度ではコンポジットに使用する電解質のサイズを変えることによって、電解質が微粒子であるほど、反応場を効果的に増大でき、感度を研究開始時に比べて2倍にすることに成功した。希少元素の代替化・使用量低減(コスト):センサの固体電解質に使用されている構成材料のうち、Inは高価な材料であるため、2017年度ではAlおよびMgでその代替化を検討した。2018年度では両者ともInと同様に電解質として十分機能できることが見出された。17、18年度を通して白金と電解質コンポジット化において、電解質が加わる分だけ白金使用量が低減することを見出し、本課題の目標は今回の研究で達成できたと判断した。機械的強度の改善(寿命):2017年度ではアルミナ基板表面に電解質薄膜を焼付けることで、その強度不足を解消した。2018年度では新たに電解質自体の高強度化を達成するため、多孔質SnO2焼結体を合成し、リン酸処理することで、頑丈な電解質を作製した。センサ信号の高精度化(目的仕様の明確化):2018年度ではセンサ信号を従来までのon-off仕様だけでなく全領域仕様に拡張した。その結果、カーボン量を0.01mg/cm2単位で検知することが可能になった。センシング機構の解明(高機能化):2017年度ではドープSnP2O7バルク・表面のプロトン挙動を1H MAS NMRによって観察し、ケミカルシフト値からドーパント種の違いによってプロトンと格子・表面酸素の相互作用が異なることを確認した。2018年度では同じく1H MAS NMRによって、プロトン緩和時間でもドーパント種の違いが見出され、プロトン運動性への影響を確認できた。センサ感度の向上(性能):2018年度において、電極内で白金と電解質をコンポジット化することで、感度の劇的な改善をもたらしたが、まだカーボン燃焼の反応場解析が不十分であるため、期待したほどの感度向上にまで至っていない。その他、応用上重要なセンサのカーボン選択性評価(共存ガス効果)が進んでいない。希少元素の代替化・使用量低減(コスト):2018年度において、電解質に使用されているInの代替化に成功し、また電極における白金使用量の低減化にも成功した。機械的強度の改善(寿命):多孔質SnO2のリン酸処理によって、SnP2O7が合成できることを見出したが、まだそのプロトン伝導性の正確な把握、また電解質としての可能性試験までには至っていない。センサ信号の高精度化(目的仕様の明確化):2018年度において、センサ信号の高精度化には成功したが、上記のようにセンサ素子がまだ完成していないので、それらに対応できるか調査していく必要がある。センサ信号の高精度化(エンジン評価法の確立):電解質の水耐性チェックやカーボン燃焼の可視化を行ってきたが、電極やセンサ全体の耐久性試験、および実車でのセンシング測定までには至っていない。センシング機構の解明(高機能化):2018年度において、31P MAS NMRによりバルクと過剰量のリン酸の両方を区別することには成功したが、個別のピークの帰属、1H MAS NMRで観察されたピークとの関係など、固体NMRにおけるスペクトルの詳細、さらにそれらと導電率の挙動の関係についてはさらに検討を進める必要がある。PMセンサとして実用時に要求される仕様と昨年度までに達成した性能をまとめると、感度:要求される性能は4500μg m-2レベルのPM排出量であるが、現時点での性能は8000μg m-2レベルである。精度:実用センサではPM濃度に対して±5%の精度でなければならないが、現時点での精度はまだ±10%程度しか達していない。寿命:ディーゼル車の寿命(10万km)と同程度であることが必要である。現時点での寿命はまだ評価していないが、センサを構成する電解質が加圧成形体であることから、実用的な強度が不足していると予想される。コスト:車載センサの市場価格は5000円であるが、昨年度にセンサ素子での希少元素使用を不要化できたので、目標値を十分クリアできると考えられる。そこで、今年度は、性能面:感度と精度のさらなる向上、寿命面:電解質の高強度化、実用面:昨年度同様にセンサのシステム化、また、高機能化:昨年同様にセンシング機構の解明等を行っていく。センサ感度の向上(性能):電極内部の反応場を分光学及び電気化学的手法で解析し、またセンシング特性の詳細な測定を行い、高性能化(感度と選択性)のさらなる向上に努める。機械的強度の改善(寿命):合成したSnP2O7のプロトン伝導性を電気化学的手法で、またその組織を種々の構造解析手法で調査して、電解質材料としての可能性と実用性を明確にする。センサ信号の高精度化(目標仕様の明確化・エンジン評価方法の確立):研究進捗状況を見ながら、実車試験を通して両研究項目を順次進めていく。センシング機構の解明(高機能化):固体NMR法による解析に加え、新たに顕微ラマン、FT-IR、FT-NIRなどの赤外可視領域における分光法を組み合わせることで、センシング機構に関与する構成要素を明らかにして、センサの製造プロセスの信頼性のさらなる向上を図る。

センサ感度の向上(性能):感度が低い主な理由はPM燃焼の起こる反応場が電極内で白金と電解質の界面に限られているためである。このため、白金を電解質でコンポジット化し、電極全体を反応場にすることによって、感度の改善をある程度まで可能にした。希少元素の代替化・使用量低減(コスト):電解質に使用する構成材料のうち、Inは高価な希少元素であるため、同じような効果が期待できるAlおよびMgで代替化を行い、電解質として十分機能できることを見出した。一方、上の白金と電解質コンポジット化において、それらを単に物理混合するのではなく、電解質表面に白金粒子を含浸法で効率よく分散することでも同様な性能を発揮させた。これによって、白金使用量を約一桁近く低減することに成功した。機械的強度の改善(寿命):電解質に使用するSnP2O7は難焼結性であるため、このままではセンサ材料として使用できない。そこで、電解質薄膜をアルミナ基板表面に印刷することで、その強度不足を解消し、従来法と同様にカーボンをセンシングできることを可能にした。センシング機構の解明(高機能化):電解質バルク・表面のプロトン挙動を1H MAS NMRによって観察し、そのケミカルシフト値からプロトンと格子・表面酸素の相互作用、またその緩和時間からプロトンの運動性が観察可能であることを確認した。また、カーボン燃焼させる活性酸素種をラマン分光法で動的計測するため、センササンプルやラマンホルダを改良するとともに、そこに通電することで活性酸素に起因するピークが出現することを見出した。問題点及び課題センサ感度の向上(性能):電極内で白金と電解質をコンポジット化することで、電極全体の反応場を増やせたが、コンポジットの複合化がまだ十分でないため、感度の劇的な改善には至らなかった。希少元素の代替化・使用量低減(コスト):電解質に使用されているInの代替化に成功し、また電極における白金使用量の低減化にも成功した。今後はこれらのセンサでも性能や寿命をさらに改善することが求められる。機械的強度の改善(寿命):電解質薄膜をアルミナ基板表面に焼付けることで、その強度不足を解消できたが、まだそのセンシング特性の正確な把握までには至っていない。センシング機構の解明(高機能化):1H MAS NMRによる観察で、ケミカルシフト値や緩和時間からプロトン環境の観察には成功したが、まだそれらの定量的な情報解析を行っていない。in-situラマン分光法による計測では、その前準備が完了した段階であって、今後は活性酸素種の詳細な動的計測が必要である。センサ感度の向上(性能):2017年度では電極を電解質でコンポジット化して、電極全体を反応場にすることによって、感度の改善を可能にした。2018年度ではコンポジットに使用する電解質のサイズを変えることによって、電解質が微粒子であるほど、反応場を効果的に増大でき、感度を研究開始時に比べて2倍にすることに成功した。希少元素の代替化・使用量低減(コスト):センサの固体電解質に使用されている構成材料のうち、Inは高価な材料であるため、2017年度ではAlおよびMgでその代替化を検討した。2018年度では両者ともInと同様に電解質として十分機能できることが見出された。17、18年度を通して白金と電解質コンポジット化において、電解質が加わる分だけ白金使用量が低減することを見出し、本課題の目標は今回の研究で達成できたと判断した。
国際交流力としての英語コミュニケーションの育成プログラム

思考外化ツールを基礎において,自国の文化的背景・価値観に基づいた相手の理解ではなく,他国のそれを推定・理解する論理的思考力(国際交流力)を鍛錬する英語コミュニケーション育成プログラムを開発した.その結果,異文化理解への意識の変化と阻害要因として,疑義の余地無き信念があり,それを揺り崩す刺激を与えることで,他人が間違っているのでは無く,自分が間違っているとの気づきを得る効用が示唆された.研究実施計画にしたがって,平成25年度は,(1)異文化理解態度の涵養を目的とした,国際交流力育成支援システムの開発と,これを援用した(2)国際交流力の育成を目的とした異文化理解態度涵養ワークショップを実施した.【1.国際交流力育成支援システムの開発】国際交流力を育成するためには,時刻の文化的背景,道徳観を前提とするのではなく,異なる背景での考え方を理解しようとする,異文化理解態度を涵養することが重要であるとの認識に基づいて,京極らが提唱する「信念対立解明アプローチ」を理論的基礎においた支援システムを開発した.【2.国際交流力育成ワークショップの実践】議論の発言を正して教育するのではなく,思考に目を向けさせる教育の具現化として,1で開発した支援システムを活用したワークショップを実施した.異文化理解へ思考を向けることの気づきを促す以下の学習プロセスを実施した.特に,気づきの触媒としての支援システムを用いた思考記述により,(a)外国人の文化的/道徳的背景や前提の推察,(b)自分との相違点の明確化にシステム上で取り組ませた,その上で,異文化理解態度の涵養を思考したディスカッションを実施した.これらを通じて,思考に目を向ける重要性の気づきを誘因し,さらに,思考を際記述することで,英語論証における思考の大切さを実感させ気づかせる効果があることが示唆された.前年度の教育プログラムの有用性を評価し,オントロジーと教育プログラムの洗練・実施にとりくんだ.より具体的には,(1)異文化理解力の育成に資する思考促進概念としてのオントロジーの有用性を明らかにする.(2)国際交流力としての異文化理解のための英語議論力育成プログラムの有用性明らかにする.(3)異文化理解への外国人と日本人の意識の差異とプログラム実施による変容を明らかにする,ことを目的として以下の課題に取り組んだ.【教育プログラムの改善とその実施】表現と思考の明確な区別がないこれまでの英語の議論訓練法では,思考(あるいはメタ思考)レベルではなく表現レベルの事項に学習者の意識が向かい,相手の価値観や前提の違いを理解する異文化理解への気づきが生まれにくい状況にあるとの研究仮説をたて,議論プロトコルの変化と思知での記述および質問紙の内容に基づいて,オントロジーと教育プログラムを評価,改善し,バージョンアップした教育プログラムを実施した.特に信念対立解明アプローチを基礎においた教育プログラムの開発に至った.【教育プログラムの評価:異文化理解の意識変容プロセス・阻害要因の解明】文化的背景を異とする外国人との相互理解を伴う議論力(国際交流力)を培うためには.(1)デリケートなことの議論を回避する日本人的精神性を変容し,対立の根底にある文化・価値観の違いに目を向け受容する心的素養の醸造,(2)過度に防衛的,攻撃的にならずに異なる文化的背景を推定・理解する思考とその伝達様式の鍛錬に資する教育プログラムの開発が重要との考えのもとで,教育プログラムの有用性を質問紙により評価した.この結果,相手が間違っているのではなく,自分の思考に誤りがあることに気づく効果が示唆された.思考外化ツールに異文化理解への思考を促すオントロジーを組み入れ,国際交流力育成ワークショップを試行し実践ノウハウを得た.さらに,異文化理解への日本人学生の意識の変化と阻害要因に関する示唆を得た.議論での発言を直接指摘して教育するのではなく,互いの考えの前提や文化的差異に根ざす思考様式の深い理解力を涵養する教育プログラムの有用性が示唆され,これまでにない独自の成果が得られたと考えている.より具体的には,以下の研究成果を得た.1-(a)オントロジーを基礎にして異文化理解へ意識向けることを促進する異文化理解促進タグを開発した.外国人と議論する際には,文化的背景・前提の違いを推定・理解する自己内対話の活性化を通じ,相手の考えを理解し,自分の考えを位置づけて伝える能力が必要となる.自国の同じ道徳観を前提とした議論では必ずしも必要とされないこのような思考の拡がり・深まりのきっかけとなる"自らへの問いかけ"を促す思考促進タグをオントロジーとして構築した.さらに,教育プログラムの本実施に先駆け,異文化理解促進タグを組み入れた思知を用いて,異文化理解ワークショップを試行実施した.思知に記述された思考と議論プロトコルを対照分析し,異文化理解思考促進タグを改良した.(2)そして異文化理解へ思考を向けることの気づきを促す3ステップからなる学習プロセスとして教育プログラムを開発した. (i)無統制での議論(ii)気づきの触媒としての思知での思考記述(iii)思考に目を向ける重要性の気づきを誘因する再議論(3)オントロジーと教育プログラムを評価,改善した.異文化理解への意識の変化と阻害要因として,疑義の余地無き信念があり,それを揺り崩す刺激を与えることで,他人が間違っているのでは無く,自分が間違っているとの気づきを得る効用が示唆された.

思考外化ツールを基礎において,自国の文化的背景・価値観に基づいた相手の理解ではなく,他国のそれを推定・理解する論理的思考力(国際交流力)を鍛錬する英語コミュニケーション育成プログラムを開発した.その結果,異文化理解への意識の変化と阻害要因として,疑義の余地無き信念があり,それを揺り崩す刺激を与えることで,他人が間違っているのでは無く,自分が間違っているとの気づきを得る効用が示唆された.教育プログラムの改善に対応した支援システムの開発が完了し,また今年度新たに実施した国際交流力ワークショップの実施において想定した結果が得られた.また,ワークショップの教材となる事例も新たに収集することができた.ワークショップ実施の規模は大きくないものの,潜在的で曖昧なスキル育成に焦点を当てた教育方法論として一定の効果があることが示唆されたことは,挑戦的萌芽研究の主旨に沿った成果が得られたと考えられる.教育システム情報学当該研究で対象とする教育プログラムは,これまで核となる理論が存在しなかった.実践哲学の方法論である信念対立解明アプローチを理論的基礎においた異文化理解力育成のための教育プログラムの普及,洗練に努めたい.研究実績の概要で述べたように,支援システムの新規開発が順調に完了し,また,国際交流力ワークショップの実施において想定した以上の結果が得られた.また,ワークショップの教材となる事例も50程度収集することができた.ワークショップ実施の規模は大きくはないものの,当初設定した計画を上回っていると考えられる.当該課題を支える情報システムの開発に関して新しい独自の着想が生まれたため,これを機能として情報システムに実現することに時間を要した.そして,これに伴う教育プログラムの改良を行った.このため計画を変更し,システムを使用した教育プログラムの実践評価とその成果の投稿を次年度におこなうこととしたため未使用額が生じた.前年度の教育プログラムの有用性を評価し,オントロジーと教育プログラムを洗練・実施する.【教育プログラムの改善とその実施】議論プロトコルの変化とシステム上での思考記述および質問紙の内容に基づいて,オントロジーと教育プログラムを評価,改善する.バージョンアップした教育プログラムを実施する.【教育プログラムの評価】異文化理解の意識変容プロセス・阻害要因の解明教育プログラムの有用性を詳細に評価する.異文化理解への日本人学生の意識の変化と阻害要因を明らかにする.また,外国人留学生のそれについても同様に分析する.教育プログラムの実践評価と国際会議での成果公表を次年度に行うこととし,未使用額はその経費に充てる計画である.国際交流力育成ワークショップの実施が,今年度は小規模であったために,現有のクライアント計算機で充当可能で有り,次年度に購入することがプロジェクト遂行上有利であると判断したため.クライアント計算機を購入する.
標準有効温度SET*のリアルタイム計測・評価システムの開発に関わる研究

平成9年度にはこれまでN88Baisc言語にて記述されていた標準有効温度:SET^*の演算プログラムをWindows95/98に対応するように、Microsoft Visual Baisc Version 5.0を用いて前面的にコーディングの仕直しを行い、CD-ROM版の"SET^*for Windows"を完成させた。また、平行してこれまで用いられてきたグローブ温度計や高速グローブ温度計などに比べて、応答特性の極めて速い米国製の放射線温度計測用の赤外線熱電対を入手し、放射温度センサーの立体角スキャンニング装置の試作を経て、放射データーの加算平均化プログラムを完成させ、平均放射温度のリアルタイム計測を実現した。なお、この方法により計測されたデーターと、様々な温度に制御された壁面の表面温度計測ならびに立体角による重み付け平均化法により求められた平均放射温度、グローブ温度計と周囲気流速より求められた平均放射温度を比較した結果、ここに完成させた平均放射温度のリアルタイム計測法の精度を確認することができた。これによりこれまで放射環境の計測評価において大きな障害となっていた各種センサー間の応答速度のタイムラグに起因する障害を除去することに成功するに至った。平成10年度には、標準有効温度:SET^*のリアルタイム評価のため、気温、放射温度、相対湿度、風速の各種温熱データーを、超小型バッテリー駆動のポータブルなデーターロガーを用いてリアルタイム計測・集録し、A/D変換したデーターをRS-232Cインターフェイスを経てモバイルパーソナルコンピューターへ転送した後、SET^*の演算をリアルタイムで行える計測制御・演算プログラム"SET^*-PCDAC-99"を完成させ、CD-ROMに収録した。これにより、通常の屋内環境のみならず、産業プラントや屋外のスポーツ環境など多様な温熱要素の組み合わせからなる温熱環境を標準有効温度:SET^*によってリアルタイムで評価することができるシステムを完成することができた。以上の成果は報告書本文56ページ、ならびに付録としてこれまでの本研究費の成果物である学会等への研究報告の別刷り、上記プログラムを収録したCD-ROM2枚、ソースプログラムより成り立っている。温熱環境データーの計測と連動する標準有効温度:SET^*のリアルタイムモニタリングシステムにあって、解決すべき最優先課題となっている放射センサーの応答感度の向上のため赤外線熱電対を応用し、複数のセンサーを回転軸上に配置して立体的にスキャンさせることにより平均放射温度のリアルタイム計測に見通しを立てることができた。平成10年度にはこのセンサーの応答特性について充分に検討を加えると共に、その長波長域放射線の感知精度を、現在本学が有する恒温実験室(タバイエスペック、-30°C+60°C)および赤外線温度画像処理装置(日本電気三栄サーモトレーサーTH3104MR)等を用いて検証を行うことを計画している。一方、現在、N88日本語Basicにて記述されていた計測・データー処理・温熱環境視標:SET*の演算プログラムを、DOS/Vオペレーティングシステムにて運用可能とするため、全てのプログラムをVisual Basic Ver.5.0による書き換えを行い、Windows95上での運用を可能とした。平成10年度には、小型データーローガーへPt-e100Ω感温体やサーミスター、静電容量式高分子膜を使用している市販の携帯タイプの温湿度計測器(カノマックスM-6511)、また高分子抵抗式湿度検出素子(神栄温湿度変換器THT-B130)からのアナログ出力をデーターロガーへ直接入力が可能となるように、データー集録のソフトウエアに改良を加え、温熱環境指標:SET*の真の意味でのリアルタイムモニタリングの達成に見通しを得るに至っている。本研究は次の2点に要約される懸案の解決を目的とした。

1.平均放射温度のリアルタイム計測。これまで平均放射温度の計測には過去70年以上にわたってグローブ温度計の示度に基づく方法が採られてきたが、この欠点としてグローブ温度の検出に約15分間も要することが挙げられる。本研究にて採用した赤外線熱電対(米国Exergen社製)測定波長6.514μm、視野角60゚、応答時間200msと建築空間の放射温度をリアルタイム計測するには極めて有効なセンサーと考えられた。本研究では赤外線熱電対センサー3本を一組として180゚を3分割する角度でホルダーに固定し、回転速度2RPMの直流モーター駆動装置により全閉壁面をスキャンニングすることにより平均放射温度のリアルタイム計測を可能とした。この方法で計測されたデーターとグローブ温度計に基づく平均放射温度、さらに壁面表面温度を別途放射温度計にて計測し、立体角により重み付けした平均放射温度と比較した結果、充分の精度で平均放射温度を検出することができることを確かめた。2.標準有効温度:SET^*のリアルタイム計測と評価。実際の建築空間において実測される温熱環境データー:l.気温、2.気流、3.相対湿度、4.平均放射温度、を小型のポータブルなデーターロガーを経由してモバイルパソコンに転送しリアルタイムにてSET^*を演算するシステムを完成した。また、フイールドにおける計測に対応するようにシステムの軽量化と小型化を図った。SET^*の演算プログラムはこれまでNECN88BASICにて記述されていたが、本システムではWindows95/98に対応するようにMicrosoft Visual Basic Ver.5.0にて書き改め、CD-ROMに収録した。
重力波データ解析に向けたブラックホール時空からの重力波波形の研究

本研究の目的は、巨大ブラックホールを周回するコンパクト天体から放出される重力波に対し、データ解析に適用可能な重力波理論波形の構築を行うことである。理論波形の構築は、ブラックホール摂動法を用いた高速高精度の重力波数値計算手法とポストニュートン近似による重力波放出に対する高次補正の解析計算とを駆使して行う。このような質量比の小さな連星系からの重力波は、2034年頃に打ち上げられる予定の宇宙重力波望遠鏡LISAの主要な重力波源のひとつであり、LISAのデータ解析に適用可能な重力波理論波形の構築を目指す。ブラックホール摂動法では、巨大ブラックホールを背景時空とし、周回天体が誘起する摂動場を連星系の質量比で展開し摂動場の方程式を解く。質量比の補正がない場合、周回天体は背景時空の測地線を運動するが、質量比の補正を取り入れると周回天体の軌道は測地線からずれてくる。まず本研究では、質量比最低次の軌道の補正を考慮した重力波放出の計算に取り組んだ。測地線を特徴づける連星系の4つのパラメータに対して、約10万のパラメータ組に対する重力波放出の数値計算を実行し、その結果についての学会発表を1件行った。ポストニュートン近似の下で軌道離心率展開した重力波理論波形の構築についての学会発表を1件行った。軌道離心率で展開した場合、展開することにより得た重力波エネルギーフラックスなどの物理量の収束性が悪くなる。そこで、軌道離心率で展開せずエネルギーフラックスを得る手法についての議論を行い、学会発表を2件行った。質量比の最低次での重力波放出の計算は断熱近似を行うことで得られるが、共鳴軌道への適用には困難がある。Hamilton形式を用いた再定式化を行い、共鳴軌道へも比較的簡単に適用できる方法を学術雑誌へ発表し、質量比の次の効果を考慮する準備とした。本研究で扱う重力波波源のパラメータは、中心ブラックホールの自転角運動量、周回天体の軌道半径、軌道離心率、軌道傾斜角の4つである。現在までに、これら4つのパラメータを1組とする約30万のパラメータ組について重力波の数値計算を行った。さらに、赤道面軌道に対しても約20万のパラメータ組について数値計算を行った。赤道面軌道の場合について数値計算結果を内挿すると、LISAデータ解析で重力波を検出できる程度の精度を達成できた。しかし、軌道傾斜角が一般の場合には数値計算のデータが足りないためか、重力波を検出できるような精度を持つ内挿モデルの構築には至っていない。そこで、引き続き数値計算データの蓄積を行う一方、赤道面楕円軌道の場合について、内挿モデルを元に重力波放出による軌道進化を考慮した重力波振幅の計算などを行い、実際のLISAデータ解析においてどのような連星系のパラメータならば重力波検出されやすいのか検討しており、学術雑誌に投稿するため結果をまとめているところである。ポストニュートン近似による重力波放出の解析式の導出にも取り組んでいる。現在までに、重力波散逸項のポストニュートン(PN)項を5PNかつ軌道離心率の10乗の精度で導出している(Rを軌道半径とすると、nPNとは1/Rのn乗の補正をあらわす。)。重力波放出による軌道進化も考慮した重力波波形の導出も行っており、学術誌に投稿するためまとめているところである。これに加え、軌道離心率で展開しないポストニュートンの解析式の導出にも取り組んでいる。周回天体の軌道は5PNまで導出しており、重力波放出の解析式を導出するためには重力波の漸近振幅を周回天体の軌道周期で積分する必要がある。現在までに、被積分関数を5PNまで導出しており、積分を解析的に実行するために必要な定式化は2PNまで導出済である。本年度は以下の3点を軸に研究を進める。(1) LISA観測で想定される波源の広いパラメータ範囲に対する重力波の数値計算(2)ポストニュートン近似を用いた重力波補正項の解析計算(3)重力波の数値結果とポストニュートン近似の補正式を組み合わせ、LISAデータ解析で重力波を検出できるようなモデルの構築、である。「現在までの進捗状況」でも述べたように、約1年かけて約30万のパラメータ組について重力波の数値計算を行ったが、赤道面軌道の場合と違いLISAデータ解析へ適用可能な精度をもつ内挿モデルの構築はできていない。内挿に使うパラメータ組の数を数倍変えても内挿結果の精度に変化は見られないため、数年間数値計算を継続し数値データの量を増やしたとしても内挿精度は劇的に向上しない可能性がある。そこで、引き続き数値計算データの生成を行うとともに、どの波源パラメータの数値データが不足しているかを特定するため、赤道面軌道の結果に加え、ブラックホールの自転がない場合や軌道離心率がゼロの場合について数値計算を行い、どの程度のパラメータ数ならばLISAデータ解析へ適用可能な精度を達成できるかの見積りを行う[計画(1)]。さらに、ポストニュートン近似による解析式を補助的に用いる。赤道面円軌道の場合では、7PNまで計算すると数値計算との一致具合は5PNの場合に比べて向上することが知られており、本年度は非赤道面楕円軌道の場合に重力波散逸項を7PNまで計算することを目標とする[計画(2)]。以上を元に、重力波散逸項の数値計算結果と7PN解析式とを組み合わせ、LISAデータ解析に最適な重力波波形のフィット式の構築を試みる[計画(3)]。