hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
英語学習者は黙読時に目を向けていない単語の音韻情報を利用するか？

本研究の目的は、日本語母語英語学習者(JLE)が英文黙読時に、注視している単語だけではなく、目を向けていない単語の音韻処理を行っているかを、読み手の読解力構成技能と関連づけて検証することである。平成27年度は、英文黙読時における既読語の音韻表象の保持(実験1)と未読語の音韻情報の前処理(実験2)の検証を予定していたが、個人差の影響をより詳細に検証するために、参与者一人当たりの実験回数を3回から平均7回に増大し、複数の観点から読解構成技能の測定を行ったため、27年度は実験1のみ遂行した。実験1では、英文に含めたプライム語とターゲット語の音韻的・正書法的表象の重複度を4種類設定し(1. wife-life, 2. guess-guest, 3. light-eight, 4. they-stay)、眼球運動計測を行い、ターゲット語の注視時間を調査した。また、参与者のスペリング力と、ディコーディング力、ワーキングメモリ等を測定し、黙読時の音韻処理の有無に個人の読解力構成技能が与える影響を調べた。線形混合モデルを用いた分析から、1)JLEは英語母語話者のように、単語の音韻的・正書法的表象がプライム語とターゲット語で重複した場合、ターゲット語の注視時間が長く、2)読解力構成技能(スペリング力・ディコーディング力)が高いほどプライム語処理時に活性化された語彙表象がターゲット語処理に影響する、ということが明らかとなった。これらの結果は、学習者であれ、英文黙読時には既読語の音韻情報を保持しているということを示唆するほか、読解時の単語認知プロセスは、読み手の読解力構成技能の高低によって異なることが明らかとなった。また、眼球運動計測と能力測定を融合させたことで、読解時の認知プロセスに影響する個人の能力を特定することを可能とし、第二言語の読解研究の発展に向けた新たな方向性を示した。翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。
重金属の鼻粘膜細胞のシグナル伝達に与える影響

1.スギ花粉症患者について花粉の飛散する約1ヵ月前(1月)、飛散前期(2月)、飛散中期(3月)、飛散後期(4月)および飛散終了後約1ヵ月(5月)の5回、血清および鼻腔洗浄液を採取し、これらの含まれている可溶性接着分子(可溶性ICAM-1)、可溶性VCAM-1、可溶性E-selectin、可溶性L-selectin)、およびIL-4を市販のELISAキットを用いて測定した。血清中の可溶性ICAM-1および可溶性VCM-1は飛散前期に有意に上昇し、可溶性L-selectinは逆に同時期に有意に低下した[Kato M,et al.Arch Otolaryngol (in press)]。一方、可溶性E-selectinは全期間を通してほとんど変化しなかった。鼻腔洗浄液中の可溶性ICAM-1は、飛散中期に最高値に達した[Kato M,et al.Allergy 51:128-132,1996]。鼻腔洗浄中の可溶性VCAM-1、可溶性E-selectin、可溶性L-selectinは測定下限値以下であった。さらに、血清および鼻腔洗浄液中のIL-4は飛散中期から飛散終了後約1ヵ月にかけて上昇し、飛散中期および飛散後期において血清中の可溶性ICAM-1と負の相関関係を示した[Kato M,et al.Ann Oto Rhino Laryn(in press)]。以上より、可溶性接着分子およびIL-4は自然飛散状態でのスギ花粉症の病態に深く関与している可能性が示唆された。
脳波を用いたエラー行動事前予知手法の開発

工作機器の操作や自動車の運転、さらには航空管制など、ヒトが重要な役割を担うシステムは多岐にわたるが、作業員や操縦者のエラー行動は、深刻な事故の原因となることが知られている。この様なエラー行動を事前に予知することができれば、ヒューマンエラーに起因する様々な事故を防ぐことが可能となる。エラー行動を事前に予知する手法としては、脳内のエラー行動の源となる神経活動を検出することが考えられる。ブレイン・マシン・インターフェイス(BMI)は、脳波等の脳活動から患者・使用者の意図などを、機械学習手法を使用して読み取り、環境制御やコミュニケーション補助を行う技術である。この技術は、認知神経科学の知見に基づき脳活動を機械学習技術によって解読することで実現されている。しかしBMIの分野でこれまでに行われた先行研究では、エラー行動直後の脳活動を検出することでBMIの性能向上を図るものであり、エラー行動後の脳活動の検出にとどまっていた。そこで本研究では申請者が発見したエラー行動に関与する脳活動を検出する手法を活用することによって、エラー行動を事前に予知する手法を開発する。本年度は、昨年度までに開発した視覚弁別課題を遂行中の被験者の脳波信号から、機械学習手法を用いてエラー行動を単一試行で予知する手法を改良し、実験により性能を評価した。視覚弁別課題には、申請者らの先行研究で使用した、d2-test of attentionを使用し、エラー行動を事前に予知する手法としては、申請者がエラー行動を事後検出するために使用した方法をもとに、信号処理や機械学習のための特徴量などを調整するとともに不均衡データに対する性能向上を試みた。実験の結果は、単一試行の脳波信号でエラー行動を予知することができることを示唆するとともに、昨年度までに開発したものよりも性能が向上することが判明した。平成29年度が最終年度であるため、記入しない。本年度は、視覚弁別課題を遂行中の被験者の脳波信号から、機械学習手法を用いてエラー行動を単一試行で予知する手法を開発し、実験により性能を評価した。視覚刺激には、申請者らの先行研究で使用した、d2-test of attentionを使用し、エラー行動を事前に予知する手法としては、申請者がエラー行動を事後検出するために使用した方法をもとに、信号処理や機械学習のための特徴量などを調整した。実験の結果は、単一試行の脳波信号でエラー行動を予知することができることを示唆した。その結果、開発した手法が単一試行の脳波信号からエラー行動を予知することができることを示唆する結果を得た。以上の理由から、おおむね順調に進展していると判断した。

実験の結果は、単一試行の脳波信号でエラー行動を予知することができることを示唆するとともに、昨年度までに開発したものよりも性能が向上することが判明した。本年度までに開発した脳波によるエラー行動事前予知手法を用い、リアルタイムで脳波信号からエラー行動を予知するシステムを構築し、このシステムによって使用者が実際に機器の操作などを間違えたときに事前に予知することができるかを検証する。平成29年度が最終年度であるため、記入しない。
集積化容易なスイッチトキャパシタ・ニューラルネットワーク学習回路

スイッチトキャパシタ(SC)技術を用いたディジタルニューラルネット回路の入力部となるSC高速・高精度A/D変換回路を提案した。高精度ICの実現のために、アナログ回路部の小さなオーバーサンプル型の変換方式を使用し、更に、変換速度向上と回路規模縮小のために、単位利得バッファ(UGB)を用いた。SCによるA/D変換器の基本構成要素であるSC積分器を、UGBにより実現できる新しい回路を提案した。更に、UGBの利得が製造偏差および高速動作のために、1からずれても高精度を得ることができるように、積分キャパシタの容量を微小キャパシタの接続により自動補償する回路も提案した。本回路は、補償モードにおいて基準電圧を一度積分キャパシタに転送し、その出力電圧と基準電圧を比較し、微小キャパシタを付加する。その出力が基準電圧と等しくなるまで、積分と比較及び微小キャパシタの付加を続けるというものである。本機構は、提案したSC積分器のみで構成できるため、回路規模の増大はない。この積分器は、UGBの利得が0.95程度に低下しても、完全に補償動作することをSPICEシミュレーションによって確認した。また、寄生容量やアナログスイッチからのクロックフィードスルー等を考慮にいれてシミュレーションを行ったところ、上記の補償回路が働き、これらの寄生要因の変換精度に与える影響も緩和することも確認できた。
超遠縁交雑によるトウモロコシ染色体断片のコムギへの導入

まず、トウモロコシ花粉の交雑によって、コムギの半数体を、最高20%の率で得る方法を開発した。トウモロコシはトランスポゾンをもつ系統を用いた。トウモロコシの花粉にX線を照射し、コムギとトウモロコシ染色体の転座を誘発させる「Gc-花粉照射法」では、トウモロコシに100R照射しても、着胚率は、有意に低下しなかった。また、雌親として、Gc遺伝子を持ち染色体を切断させるコムギ系統を用いても、着胚率には影響がなかった。一方、特殊な遺伝系統を用いるのではなく、受粉後にX線を照射させる「未熟胚照射法」では、線量とともに着胚率が低下し、奇形になり生育を停止するものが増加した。これらの方法で得られた半数体をコルヒチン処理によって倍加させ、トウモロコシ染色体が導入している可能性のある個体を多数得ている。これらを、トウモロコシの全DNAをプローブとした蛍光in situ hybridizationおよび、トウモロコシ特異的反復配列およびトランスポゾンの逆位反復配列に基づいたプライマーによるPCRによって調査している。しかし、現在のところ、期待される涸体を得ていない。今後は、1.現在まだ解析していない倍加半数体を精査する。2.受精直後のトウモロコシ染色体の行動を、経時的にwhole mount FISH法により作成したサンプルを共焦点レーザー顕微鏡の観察によって調べ、X線の照射適期を明らかにする。3.パンコムギ以外のコムギ、倍数体のトウモロコシなどゲノム構成が異なる植物を用いる。4.コムギやトウモロコシの類縁植物を用いて橋渡し交雑の可能性を探る。これらの方法を駆使して、成功に導きたい。申請書にある「Gc-花粉照射法」と「未熟胚照射法」のうち、本年度は後者を試みた。トウモロコシの花粉をパンコムギに交配した後、ホルモン処理(2,4-D+GA3)をして種子を強制的に生長させる条件を作った。交配後、13日後に5002500RのX線を照射した。交配から1421日目に胚を摘出し培地に移した。胚発生は、X線照射の影響を受け遅れていた。奇形になり培地上で生長しないものもあった。このような胚は、2,4-Dを含む培地に移し、一度、カルス化させてから、再分化個体を得るようにした。しかし、分化した個体の染色体は、期待したほどの染色体異常をもたなかった。現在、X線の代わりとして、染色体切断を誘発する薬剤Bleomycineを処理しコムギ-トウモロコシ転座染色体を作ることを試みている。これまでに、初期の条件下で作出した約30個体を、トウモロコシ特異的反復配列のプライマーによるPCRおよび、トウモロコシの全DNAをプローブに用いた染色体の蛍光in situ hybridization(FISH)によって調査した。前者では、トウモロコシ染色体断片の存在を示唆する個体が出現したが、後者では、未だ、確実な個体が現れていない。今後、いろいろな条件でさらに多くの個体を作出すると共に、調査方法を改良して(たとえば、PCRのプライマー)、確実にトウモロコシ染色体断片をもつコムギ系統を得るよう研究を続ける。
ぜい性-延性遷移現象の原子構造論的検討による統一的理解

1.破壊過程は、マクロ的視点から見ると、外部から系に持ち込まれたエネルギの局所的な解放・緩和過程であるので、ぜい性/延性遷移現象には、系に蓄えられたエネルギの絶対量と引き起こされる変形領域の大きさの依存性があるとの視点から行った検討により、次の結果を得た。・現象の基本的な特性を把握する目的で行った、SiC単結晶とSi3N4多結晶に対する圧子の極微小押し込み試験結果によると、圧痕の先端(角)のき裂発生には閾値があり、それは圧痕寸法を基準として約1μmである.これより高脆材料に見られる延性-ぜい性遷移現象は、複合き裂の相互作用/相互反応による緩和過程と考えられる。・離散転位法を用いて行った、金属結晶体のき裂先端に形成される転位構造についての解析結果より、不動転位を生じることによる応力の遮へい効果が見られ、それがき裂を見かけ上ぜい化させていると考えられる。従って、ぜい性-延性遷移現象にはき裂先端部に形成される転位構造の解明が重要である。・均質化法を用いた有限要素法により、マクロき裂とミクロ的構造欠陥のモデルとしてのミクロき裂の干渉効果の解析を行い、マクロき裂先端の応力拡大係数はミクロき裂先端の最大のものよりも大きくなる結果を得た。これより、ミクロき裂の合体によりより大きなサイズのき裂が発生すれば、必然的にぜい性的な破壊につながると推定される。・アモルファス中に存在するき裂先端の原子構造変化の解析結果から、局所的変形硬化(強化)機構は存在しないこと、従って、ぜい性-延性遷移現象は見られず、結晶体と同程度の延性を持つもののぜい性的な破壊を生じる結果になることが明らかになった。2.介在物による局所変形のモビリティの拘束や、侵入/置換形の異原子の存在によって生じる原子間結合力の変化が引き起こす延性/ぜい性遷移現象について、Siを含むAl粒界、AlN/Al界面を例として密度汎関数理論に基づく第一原理解析を行い、電子密度分布から局所的な原子間結合力の変化を分析すると共に、マクロ的な特性(応力-ひずみ関係)の評価を行った。ぜい性/延性遷移現象を原子レベル構造変化から解明する研究を進める環境条件を整えるための基礎的検討を行ない、つぎのような成果を得た。【A】高脆材であるSiNとSiCに対して、超微小硬度計を用いて数ナノメータからサブミクロンの範囲の深さ圧痕を付けて、その性状(き裂発生の有無とき裂の形状寸法、圧し押しつけ面の湾曲度、自由表面の形状など)の計測を行った。圧痕の性状はほぼ深さによって特徴づけられるが、試料の組織(結晶の方位、粒界との関わり等)依存性がかなり強い。【B】均質化法を用いた有限要素法により、マクロき裂とミクロ的構造欠陥のモデルとしてのミクロき裂の干渉効果の解析を行い、マクロき裂先端の応力拡大係数はミクロき裂先端の最大のものよりも大きくなる結果を得た。【C】分子動力学法を用いた解析により、(a)アルミニウムの整合傾角粒界とねじれ粒界の強度評価を行ない、つぎのような知見を得た。

・粒界近傍の局所的原子構造変化には拡散と転位の発生と放射が関わる。前者は温度と粒界エネルギー依存性がきわめて強く、温度が高いほど、粒界エネルギーが大きいほどぜい性的な破断を生じやすい。一方、後者は結晶方位に強く左右され、流界面内に転位線を含むような方位の場合、粒界部で大きな局所的塑性変形を生じる。・原子構造変化には周りの変形拘束が強く影響する。自由面が存在すると容易に局所的にエネルギーレベルの高い構造の緩和が進み、活発な構造変化を引き起こす。(b)アモルファス中に存在するき裂先端の原子構造変化を追跡し、局所的変形硬化(強化)機構は存在しないこと、従って、ぜい性一延性遷移現象は見られず、結晶体と同程度の延性を持つもののぜい性的な破壊を生じる結果になる。ぜい性/延性遷移現象に対して、原子構造レベルで発生した局所的変形機構のモビリティと硬化(強化)特性の間の、力学的相互干渉効果を考慮した検討を行った。1.破壊過程は、マクロ的視点から見ると、外部から系に持ち込まれたエネルギの局所的な解放・緩和過程であるので、ぜい性/延性遷移現象には、系に蓄えられたエネルギの絶対量と引き起こされる変形領域の大きさの依存性があるとの視点から行った検討によ利、次の結果を得た。・現象の基本的な特性を把握する目的で行った、SiC単結晶とSi3N4多結晶に対する圧子の極微小押し込み試験結果によると、サブミクロンオーダーの圧痕の先端においてもき裂の発生が見られるので、高脆材料に見られる延性-ぜい性遷移現象は、複合き裂の相互作用/相互反応による緩和過程と考えられる。・(マクロ的)塑性論に基づく解析により予見されているき裂先端場に生じる局所すべり帯は、転位の運動軌跡から評価される塑性変形として理解できるもので、材料が受けた損傷と関連させることができるものではなく、また材料の硬化特性と必ずしも結び付かない。2.介在物による局所変形のモビリティの拘束や、侵入/置換形の異原子の存在によって生じる原子間結合力の変化が引き起こす延性/ぜい性遷移現象について、Siを含むAl粒界、AlN/Al界面を例として密度汎関数理論に基づく第一原理解析を行い、電子密度分布から局所的な原子間結合力の変化を分析すると共に、マクロ的な特性(応力-ひずみ関係)の評価を行った。
凍土方式遮水壁の凍土・未凍土境界における遮水性劣化の防止技術の開発

(1)凍土壁に接する未凍土の構造と透水性の評価:研究初年度に導入した中型水平凍結実験装置を用いて、0°C一定温度に管理された低温チャンバー内で水平方向凍結融解・透水実験を実施した。当初は予圧密圧力と実験圧力を様々に変化させる予定であったが、2種類の土に対する同じ条件による実験を繰り返した。供試体中に発生するクラックの発生状況については、当初のインターバルカメラによる撮影では結露が防げないために、インターバルカメラによる観察は次年度に持ち越し、今年度は手動による定点観測を行った。凍結融解実験において、凍結前の未凍土、供試体が部分的に凍結した時,完全凍結後の完全融解時の透水係数を鉛直方向の変水位透水実験から測定する手順は確立できた。しかし、実験期間が1週間程度と短いために、凍土が成長する過程で透水係数を測定しているので、凍土が吸水する水分を控除することが困難であり、透水係数の測定値の精度に課題が残る。(2)0°C付近での凍土の透水係数の測定とその推定方法:凍土透水試験、物理試験を継続して実施するとともに、多角的に得られた凍土透水係数と物理定数の相関性を分析し、凍土透水係数の推定手法を構築する事が目的であり、今年度は、従来の凍土透水係数の測定法よりも正確で迅速性が期待できる「遷移パルス法」を試みた。その結果、凍土の透水係数の測定が可能であることを確認できた。(3)凍上・凍結融解を受ける凍土遮水壁の地下水流浸透解析手法の確立:模型試験結果及び要素試験結果との連携をとりながら、凍上・凍結融解や水平クラックの発生に伴う凍土壁の遮水性の劣化を考慮可能な2次元熱伝導・浸透連成解析プログラムを開発した。この結果、模型試験や要素試験で確認された温度変化、含水比変化、凍上融解に伴う透水性の変化が表現可能となり、熱物性値及び透水性の異なる凍土壁互層地盤における地下水流の浸透状況の把握が可能になった。(1)凍土壁に接する未凍土の構造と透水性の評価:本研究の目的である凍土壁前面の未凍土の透水係数を測定する方法を考案して測定することができた。現段階では採取データの再現性に課題があると思われるが、今年度は実験時間を延長するなどを工夫して課題を解決する予定である。(2)0°C付近での凍土の透水係数の測定とその推定方法:新たに開発された凍土透水係数の測定方法により、測定時間が大幅に短縮される可能性がある。なお、この方法の精度については継続的に検証する必要性がある。(3)凍上・凍結融解を受ける凍土遮水壁の地下水流浸透解析手法の確立:凍土遮水壁の遮水性の劣化を考慮可能な2次元熱伝導・浸透連成解析プログラムを開発した。この結果、模型試験や要素試験で確認された温度変化、含水比変化、凍上融解に伴う透水性の変化を表現可能となり、熱物性値及び透水性の異なる互層地盤における地下水流の浸透状況の把握が可能になっている。(1)凍土壁に接する未凍土の構造の変化と透水係数の測定:研究初年度に導入した中型水平凍結実験装置による凍結融解・透水実験を実施する。温度管理された低温チャンバー内で水平方向凍結融解・透水実験を実施する。予圧密圧力・実験圧力の違い、冷却温度の変化に対応して供試体中に発生するクラックの発生状況を観測する。供試体は水平方向から凍結させ、その際、凍結前、供試体が部分的に凍結した時、完全凍結時、完全融解時の透水係数を鉛直方向の変水位透水実験を行い求める。今年度は、実験期間を従来の1週間から3週間以上に伸ばし、収縮クラックが視覚的に観察可能なレベルまで成長することを確認する。(2)0°C付近での凍土の透水係数の測定とその推定方法:凍土透水試験を継続して実施するとともに、多角的に得られた凍土透水係数と物理定数の相関性を分析し、凍土透水係数の推定手法を構築する。具体的には、凍土中の不凍水量の計測結果から凍土中の透水に有効な間隙を定量化し、透水試験から得られた凍土透水係数と照合することで、凍土の透水性の推定手法を検討する。(3)凍上・凍結融解を受ける凍土遮水壁の地下水流浸透解析手法の確立:模型試験結果及び要素試験結果との連携をとりながら14の検討を続ける。1新たに開発中のミクロモデルを利用した数値実験による水平クラックの発生条件の確立、2前述のミクロモデルからマクロモデルへのアップスケーリング方法の提案、3凍土壁における凍上・凍結融解や水平クラックの発生に伴う遮水性の劣化を考慮可能な2次元熱伝導・浸透連成解析プログラムの確立と3次元モデルの検討、4熱物性値及び透水性の異なる凍土壁存在互層地盤における地下水流の浸透状況把握と新規開発解析手法の適用性の検証。1.凍土壁に接する未凍土の構造と透水性の評価:凍結融解土の透水係数を測定するために開発された,L=8cmの水平凍結融解・鉛直透水実験装置を用いて,実験を行ったところ,以下の結果が得られている.1水平凍結実験を行い,凍結面前面に隣接する未凍土に発生する収縮クラックが透水係数に及ぼす影響を検討することができた.

2供試体の低温側から半分程度まで凍結した時の,未凍土部分の透水係数は凍結前の透水係数よりも増加していた.3しかし,凍結中の鉛直変位量および給水量の変化は収束せず,凍結中にILの成長が継続した可能性があるので断定はできない.4つまり,凍結中透水試験でも凍結面に隣接する未凍土ではILへの土中水の移動が生じ,透水係数に影響した可能性がある.次にL=20cmの実験装置を開発して同様の実験を行ったところ,前述の実験により懸念された透水実験中のILへの水分移動が無視できる条件においても未凍土側の透水係数が増加する傾向が確認された.2.0°C付近での凍土の透水係数の測定とその推定方法:従来型の凍土透水係数測定装置の温度のバラツキ,測定時間の長さを克服するため,短時間で測定可能な実験装置が試作された.従来の方法との測定結果の違いについて議論の余地があるものの,従来の方法では数か月を要した凍土の透水試験が数日に短縮されるメリットは大きい.3.凍上・凍結融解による凍土遮水壁の劣化機構解析モデルの開発:熱,力学と水理学を連成した凍土方式遮水壁の遮水性劣化防止の凍上予測モデルが開発された.この方法では,凍結試験では上載荷重と凍上率の関係,冷却温度と透水係数の関係,上載荷重と解凍沈下量の関係を求めるだけで精度の高い凍上量が予想できる.しかし,IL,SCや未凍土中のクラックの発生位置を特定することはできない.今後は1.の実験から得られたデータと対比してモデルの精度を改善する.1.凍土壁に接する未凍土の構造と透水性の評価:従来型の実験装置による実験を行い,その後,新たに開発した中型の実験装置による実験結果が得られている.当初の予想通り,凍結中の未凍土部分の透水係数は,凍結前の未凍結土や凍結融解土の透水係数よりも大きな値を示している.全体的に,おおむね順調に進展していると言える.2.0°C付近での凍土の透水係数の測定とその推定方法:当初予定の透水実験セルとは考え方の異なる装置が工夫されている.そこで計画よりも遅れてはいるが,新たな装置による実験では時間短縮ができること,精度の高い実験が容易に行えることから,おおむね順調に進展していると言える.3.凍上・凍結融解による凍土遮水壁の劣化機構解析モデルの開発:モデルは完成されている.今後は,1.の実験結果を再現できるのか検討する計画であるので,おおむね順調に進展していると言える.(1)凍土壁に接する未凍土の構造と透水性の評価:研究初年度に導入した中型水平凍結実験装置を用いて、0°C一定温度に管理された低温チャンバー内で水平方向凍結融解・透水実験を実施した。当初は予圧密圧力と実験圧力を様々に変化させる予定であったが、2種類の土に対する同じ条件による実験を繰り返した。供試体中に発生するクラックの発生状況については、当初のインターバルカメラによる撮影では結露が防げないために、インターバルカメラによる観察は次年度に持ち越し、今年度は手動による定点観測を行った。凍結融解実験において、凍結前の未凍土、供試体が部分的に凍結した時,完全凍結後の完全融解時の透水係数を鉛直方向の変水位透水実験から測定する手順は確立できた。しかし、実験期間が1週間程度と短いために、凍土が成長する過程で透水係数を測定しているので、凍土が吸水する水分を控除することが困難であり、透水係数の測定値の精度に課題が残る。(2)0°C付近での凍土の透水係数の測定とその推定方法:凍土透水試験、物理試験を継続して実施するとともに、多角的に得られた凍土透水係数と物理定数の相関性を分析し、凍土透水係数の推定手法を構築する事が目的であり、今年度は、従来の凍土透水係数の測定法よりも正確で迅速性が期待できる「遷移パルス法」を試みた。その結果、凍土の透水係数の測定が可能であることを確認できた。
無限次元グラスマン多様体の幾何と微分同相群に付随した二次特性類の研究

本研究では、多様体上に定義される上記のような幾何的な作用素全体の成す空間が自然に無限次元グラスマン多様体に埋め込まれていることに着目し、無限次元グラスマン多様体と作用素全体の成す空間の位相的な関連、そして作用素全体の空間の構造が初めに与えられた多様体の位相をどのように反映しているかについて調べることを目的とした。とくに作用素全体の成す空間には多様体の微分同相群が作用していることから、微分同相群のコホモロジー類あるいはその離散部分群から構成される葉層束の二次特性類との密接な関連が予期されるので、その関連を明確にすることに研究の重点をおいた。本年度の研究においてはS^1の場合について主要な二次特性類であるGodbillon-Vey類およびEuler類と、S^1の微分同相群全体のなす空間から無限次元グラスマン多様体への埋め込みから引き戻しとして得られる微分同相群の等質空間上のシンプルレクティック構造との関連が明確にされた(この結果はComtemporary Math.誌に掲載予定である)。さらにこのようなS^1の場合の具体例をふまえて、高次元の葉層束のGodbillon-Vey類に対するConnesにより提唱された非可換微分幾何学の枠組に沿う結果をも得た(これはProceedings of "Genometric Study of Foliation"に掲載された)。
多様体の滑らかな写像の特異点消去可能性問題

モラン型特異点のみを許容するn次元閉多様体からP次元ユークリッド空間への無限回微分可能写像が存在するとき、その写像の特異点集合は、定義域多様体の部分多様体となる.n-P+1【greater than or equal】2kのとき、特異点集合を摂動して自分自身と横断的に交わるように取り、その共通部分のホモロジー類のポアンカレ双対を取ることにより、特異点集合の自己交又コホモロジー類が定義できる.定義域多様体が向き付け不可能な場合は、コホモロジー群の係数群を局所系で取る必要があることに注意しなければならない.このとき、こうして定義されるコホモロジー類が定義域多様体の接束の特性類によって表されるかどうかを調べることは、R.Thomによって1950年代に定義された、いわゆる「Thom多項式」の概念の情密化に当たり、特に重要である.本研究では、この自己交又コホモロジー類が定義域多様体のポントリャーギン類に一致するという基本的結果が得られた.この結果から、例えばある場合に具体的に与えた定義域多様体上に折り目写像が存在するための必要条件が得られ、その応用として折り目写像の非存在についての結果を導出することができる.これは、Thom多項式の計算結果からは得られない場合を含む.モラン型特異点のみを許容するn次元閉多様体からP次元ユークリッド空間への無限回微分可能写像が存在するとき、その写像の特異点集合は、定義域多様体の部分多様体となる.n-P+1【greater than or equal】2kのとき、特異点集合を摂動して自分自身と横断的に交わるように取り、その共通部分のホモロジー類のポアンカレ双対を取ることにより、特異点集合の自己交又コホモロジー類が定義できる.定義域多様体が向き付け不可能な場合は、コホモロジー群の係数群を局所系で取る必要があることに注意しなければならない.このとき、こうして定義されるコホモロジー類が定義域多様体の接束の特性類によって表されるかどうかを調べることは、R.Thomによって1950年代に定義された、いわゆる「Thom多項式」の概念の情密化に当たり、特に重要である.本研究では、この自己交又コホモロジー類が定義域多様体のポントリャーギン類に一致するという基本的結果が得られた.この結果から、例えばある場合に具体的に与えた定義域多様体上に折り目写像が存在するための必要条件が得られ、その応用として折り目写像の非存在についての結果を導出することができる.これは、Thom多項式の計算結果からは得られない場合を含む.大域的特異点論(Global Singularity Theory)の研究の中心に位置する問題として,C^∞級多様体M^n, Np間のC^∞級安定写像f : M^n→N^pの特異点集合S(f)の位相構造と定義域多様体M^nとの関係を調べた.この分野の古典的結果は,特異点集合の相対的配置を表現するThom多項式の概念に密接に関係するLevineによるカスプ消去定理がある.これはR^2へのC^∞級安定写像に現れるカスプ特異点の消去可能性が定義域多様体のオイラー標数の偶奇できまるという結果である.これを雛形として,一般の場合のC^∞級安定写像の特異点集合の消去可能性を考察するのが本研究課題の目的であった.ここでいう一般の場合とは,値域多様体が3次元以上のユークリッド空間のときの考察を意味する.すなわち,ある意味で「モース理論の一般化」を目指す方向性をもつ研究である.値域が3次元以上になると特異点集合が次元をもつため問題は格段に難しくなる.本年度の研究では,Morin写像に対して特異点集合S(f)の自己交叉類(特異点集合を摂動してできる共通部分を整係数ホモロジー類と見て,そのポアンカレ双対を取ったコホモロジー類)を定義して,それが定義域多様体のある次数のPontrjagin類に一致すること,さらにその結果に伴い,この自己交叉類がある意味で,特異点消去の第二障害類であることを示した.(Thom多項式は特異点消去のための第一障害類である.)言い換えると,Morin写像が存在するための必要十分条件が自己交叉類がある限られたコホモロジー類の集合に属することとして定式化できるという結果を得た.モラン型特異点(Morin singularity)のみを許容するn次元閉多様体からp次元ユークリッド空間への無限回微分可能写像が存在するとき,その写像の特異点集合は,定義域多様体の部分多様体となる.n-p+1≧2kのとき,特異点集合を摂動して,自分自身と横断的に交わるように取り,その共通部分のホモロジー類のポアンカレ双対を取ることにより,特異点集合の自己交叉コホモロジー類(self-intersection cohomology class)が定義できる.特異点集合が向き付け不可能な場合は,コホモロジー群の係数群を局所系(local system)でとる必要があることに注意しなければならない.このとき,こうして定義されるコホモロジー類が定義域多様体の接束の特性類によって表されるかどうかを調べることは,R.Thomによって1950年代に定義された,いわゆる「Thom多項式」(Thom polynomial)の概念の精密化に当たり,特に重要である.本研究のでは,この自己交叉コホモロジー類が定義域多様体のポントリャーギン類に一致するという基本的結果が得られた.

この結果から,ある場合に具体的に与えた定義域多様体上に折り目写像が存在するための必要条件をコホモロジー類の等式で記述できる.その応用として,例えば,4次元複素射影空間から7次元ユークリッド空間への折り目写像が存在しないことが分かる.これはThom多項式の計算からは導出できない結果である.この意味からも我々の結果は,Thom多項式の精密化にあたると言える.これは研究代表者の以前の研究であるホップ不変量1の元の非存在問題との関連から興味ある問題で,値域次元が3と7の場合が特に興味深いが7次元の場合には我々の結果で分かった.3次元の場合は,我々の結果では何も言うことができない.最近,アメリカのサディコフ(フロリダ大)が3次元の折り目写像の存在問題を完全に解決した.
土壌の不均質性を考慮した山地斜面雨水流動モデルの開発と水理特性スケール構造分析

本研究では、土壌の不均質性を考慮して山地斜面の雨水流動を計算する詳細なモデルを開発する。また、その計算結果から、土壌に不均質に存在する様々な大きさの空隙に伴う微細なスケールでの水理特性(マイクロスケール水理特性)と、それらが集約された結果出現する、土壌中の水量と流量の関係といった、やや大きなスケールでの水理特性(メソスケール水理特性)の間の関係を分析する。
温熱療法と磁場制御を複合した新しい癌タ-ジェティング療法の基礎的研究

C3Hマウス大腿部皮下に移植した平均直径8ー10mmのSCCVll腫瘍を用いて実験を行った。尾静脈よりデキストラン包合マグネタイト(鉄1mm/ml,デキストラン56mol/ml、コア径7.3nm、包合体径73nm)を0.01ml/g注入し、注入時より腫瘍部に配置されたNdーBーFe永久磁石にて腫瘍へのタ-ジェティングが行えるか否かを、組織内の鉄量測定にて評価した。腫瘍内の鉄量は投与後10分でコントロ-ルの約5倍に増え、この値は1.0Tの磁場負荷にて更に増大した。この差は磁場負荷時間を30分に延長するとより著明になった。この効果は0.2Tの磁場では認められなかった。粒子径が大きい(164nm)マグネタイト製剤AMIー25についても検討したがタ-ジェティング効果は得られなかった。シスプラチン封入温度感受性リポソ-ムのタ-ジェティング効果を高めるべくマグネタイト微粒子を内部に封入したマグネテイックリポソ-ムを作成した。温度感受性は良好であったが、マウス実験において十分なタ-ジェティング効果(組織内の鉄量測定、tumor growth delay assayで評価)は得られなかった。本研究にて、デキストラン包合マグネタイトと1.0T磁石の組合せで一定の癌タ-ジェティングが行えることが明かとなった。今後、マグネタイトが取り込まれ易い網内系での薬物動態、腫瘍内でのマグネタイト粒子の分布の検討が必要と考えられる。タ-ジェティングの成否に関して、粒子径、分散状態など製剤側の検討も必要と思われる。
近接場プローブ構造の最適化のための計算機シミュレーション

FDTD法によって、二段テーパープローブの性能を計算し、実験結果との比較をおこなった。大きな特徴として、開口近傍での集光のみでなく、テーパー部での伝搬、通常のファイバ導波部への接続までを含めた計算をおこない、現実に即した解析をおこなった。そのため、実験結果との定量的比較が大きな意味をもち、モデルの妥当性の検討も十分におこなうことができた。まず、GaAs中に埋め込まれた量子ドットからのフォトルミネッセンス(波長約1μm)を集光する実験を想定したシミュレーションをおこなった。二段テーパープローブと一段テーパープローブの集光能力を比較したところ、二段テーパーは一段テーパーに比べて、約100倍の集光能力をもつことが明らかとなった。続いて、二段テーパープローブについて、その集光効率の開口径依存性を計算した。実験で既に明らかになっているように、200nm程度の小さな開口に対しても、対物レンズに匹敵する集光能力があることが改めて確認された。また、空間分解能の開口径依存性についても検討をおこなった。計算と実験はきわめて良く一致し、500nmの開口を用いた場合でも250nmという分解能が得られた。以上のように、シミュレーションと実験が極めてよく一致することが見いだされ、"シミュレーションを利用した効率的なプローブ設計"への道が開かれた。
貝類の高度な環境順応は新たなエネルギー節約系が関与する

ホタテ貝を嫌気ストレスに曝すと、急激な解糖が生じ、グリコーゲンの分解に伴いオクトピンが蓄積された。この際、ホスホフルクトキナーゼ(PFK)の活性化とAMPの蓄積が認められた。一方、アサリを嫌気及び塩ストレスに曝すと、ホタテ貝の場合と同様、急激な解糖に伴いAMPの蓄積が認められた。また、各種貝類の各組織からPFKの粗酵素液を調製し、核酸関連物質に対する基質特異性について検討した結果、貝の種類、臓器の異なりにより違いはあるものの、全ての貝類のPFKはADPをリン酸供与体として利用できることが示唆された。ホタテ貝平滑筋からPFK粗酵素液を調製し、PFKを蛋白的に均一になるまで精製を行い、核酸関連物質の影響について検討したところ、PFKはリン酸供与体としてATPのみならずADPをも利月することが明らかとなった。さらに、物理・酵素化学的性質について検討した結果、高等動物のPFK同様、糖代謝中間体であるFru2,6-P2によって強力に活性化され、この活性化は、基質に対する親和性の増加、最大反応速度の増加をもたらすものであった。ゲルろ過及びSDS-PAGEにより、ホタテ貝PFKは分子量98,000のタンパク質より構成される4量体であることが示唆された。クローニングを目的に、ホタテ貝PFKのN末端配列を明らかにするとともに、プロテアーゼによるPFK加水分解物由来ペプチドのアミノ酸配列を決定した。次いで、ホタテガイ閉殻筋よりmRNAを抽出した後、逆転写酵素によりcDNAを作成した。このcDNAをテンプレートとし得られたホタテガイ閉殻筋PFKペプチド断片やN末端アミノ酸配列から作成したプライマーを用いてPCRを行い、増幅されたDNA断片のクローニングを試みた。ホタテガイPFK遺伝子の部分塩基配列及び全塩基配列の決定が今後の課題として残された。好気的海水に順応させたホタテガイ、アサリ及びシジミを、嫌気状態となった海水、空気中、海水を純水で2倍に希釈した溶液、及び純水に移行させ、そのときの各組織中グリコーゲン、オピン類、核酸関連物質、遊離アミノ酸、有機酸等の変動について検討した。その結果、上記順応に伴い、組織内各種成分の変動が認められた。このとき、ホタテガイ、アサリは、それぞれ海水を希釈した溶液と純水、純水には長時間順応することができず、順応には品種間による差異があった。また、嫌気的条件下への移行等、解糖が活発になる条件下においては、各組織においてグリコーゲンの減少とオピン類の増加が認められ、これらの変動に対応してアデニル酸も有意に増加した。最も活発な解糖反応が認められた嫌気的条件下のホタテガイから閉殻筋を取り出し、糖代謝中間体の変動について検討した結果、フルクトース6リン酸、フルクトース1,6ビスリン酸間が解糖系の律速部位であり、この部位の反応に関与するホスホフルクトキナーゼ(PFK)が鍵酵素として重要な役割を演じていることが明らかとなった。次いで、ホタテガイ粗酵素液を用いPFK活性を測定した結果、PFKはリン酸供与体としてATPのみならずADPをも利用した。さらに、様々な魚介類、高等動物、微生物由来のPFKについても同様に検討したところ、貝類のPFKは他と異なりADPをリン酸供与体として利用できるという共通した性質を有していることが明らかとなった。このことは、貝類の環境順応において、ADPをエネルギー源として利用するという新たな節約機構が存在することを示している。

現在、ホタテガイPFK精製標品の酵素化学的性質やPFK以外の酵素の核酸関連物質に対する基質特異性について検討中である。前年度の研究により、貝類の様々な環境条件下への順応性は、種により異なることが明らかとなった。しかし、実験に用いたいずれの貝類も嫌気的条件下では順応が可能で、順応時には活発な解糖反応が生じていた。このときの糖代謝中間体の変動から、嫌気順応時の解糖反応においてホスホフルクトキナーゼ(PFK)が鍵酵素として重要な役割を演じていることが判明した。そこで、本年度は、ホタテガイ閉殻筋からタンパク的に均一になるまでPFKの精製を行い、酵素化学的性質について検討した。その結果、ホタテガイPFKはリン酸供与体としてATPのみならずADPをも利用することが明らかとなった。なお、基質であるフルクトース6リン酸及び利用できるリン酸供与体については、濃度依存性など詳細なキネティック解析を行った。また、いずれの基質を用いた場合でも、至適pHは8付近であった。さらに、ホタテガイPFKは高等動物のPFK同様、糖代謝中間体であるフルクトース2,6ビスリン酸によって強力に活性化された。フルクトース2,6ビスリン酸による活性化は、基質に対する親和性の増加、最大反応速度の増加をもたらすものであった。ゲルろ過及びSDS-PAGEにより、ホタテガイPFKは分子量98,000のタンパク質より構成される4量体であることが示唆された。次いで、ホタテガイPFKのクローニングを目的に、プロテアーゼによるPFKタンパクの加水分解を行った。加水分解後、ODSカラムを用いたHPLCを行い、5種のペプチド画分を分取した。現在、ペプチド画分のアミノ酸配列について、プロテインシーケンサーにより解析中である。ホタテガイPFKタンパクに対する特異的な抗体についても、現在ウサギを用いて作成中である。ホタテ貝閉殻筋より粗酵素液を調製し、DEAEトヨパール、ブチルトヨパール、セファロース6Bクロマトグラフィーを用いて、PFKの精製を行った。得られた標品は蛋白的に均一で、SDS-PAGE及びセファロース6Bクロマトグラフィーの結果から、分子量98,000のサブユニットよりなる4量体であった。次いで、精製標品の酵素化学的性質について検討を行った結果、ホタテ貝PFKはATPのみならずADPをもリン酸供与体として利用することが明らかとなった。ATP、ADPに対するKm値はそれぞれ、0.048mM、0.036mMと算出され、ADPに対する親和性がATPのそれより高いことが判明した。また、ATP、ADPいずれの基質を用いた場合でも、フルクトース2,6,ビスリン酸により最大反応速度が増加し、高濃度の基質による活性阻害が解除された。一方、フルクトース6リン酸に対する親和性は、リン酸供与体としてATP、ADPを用いた場合では異なり(ATP、ADPを用いた場合では、それぞれ0.18mM、0.068mM)、ADPを用いた場合のほうが高かった。ATP、ADPいずれを用いた場合でも、フルクトース2,6ビスリン酸によりフルクトース6リン酸に対する親和性及び最大反応速度が顕著に増加した。さらに、活性部位の構造を明らかにする目的で、ホタテ貝閉殻筋PFKの全塩基配列決定を試みた。
中近世建築遺構の放射性炭素を用いた年代判定

放射性炭素年代測定法を用いて、国宝建造物1棟、重要文化財建造物8棟等、総計16棟の文化財建造物の年代測定調査を実施した。建築部材の試料採取方法からデータ解析・建築年代判定に至る技術的課題を解決し、放射性炭素年代測定法の建築物適用実用化に道を開いた。日本最古の民家箱木家住宅が鎌倉末期室町初期に建築されたことや、登録文化財瀬川家住宅が18世紀初頭の最古級京町屋であることを明らかにするなど、調査建物の建築年代について新発見をした。2006年度の研究実績として、文化財建造物の年代測定および研究成果発表がある。年代測定研究について述べる。年代測定対象として、重要文化財旧高橋家住宅(中尾担当)、国宝大善寺本堂(伊藤担当)、山梨県指定文化財栖雲寺庫裏(モリス担当)を選定した。重要文化財旧高橋家住宅については、試料採取と年代測定を3次にわたって行った。また、2次測定においてノタ(1年目)部分の測定値が乱れたが、これは柱材表面に染み込んだ煤によって撹乱した値の可能性があるため、確認のために3次採取を行った。国宝大善寺本堂については、弘安九年銘柱2本より試料採取し、うち1本を2006年度に測定した。山梨県指定文化財栖雲寺庫裏については、当初の梁、桁、土台、柱各1本計4部材から、試料採取を行った。研究成果の発表について述べる。日本文化財科学会(2003.6東京学芸大学)にて、「炭素14ウィグルマッチ法による歴史資料の高精度年代測定」(発表者今村峯雄研究分担者、共同発表者中尾七重他)を発表日本建築学会2006年度大会(2006.9神奈川大学)にて、「重要文化財関家住宅の樹種調査と放射性炭素年代測定について」を発表した。第四紀学会年代測定委員会公開シンポジウム(2007.3東京大学)にて、「14Cウィグルマッチングの文化財建造物への応用」を発表した。国立歴史民俗博物館研究報告137集に、「民家研究における放射性炭素年代測定についてその1研究の意義と概要」を執筆、「その2重文関家住宅・重文箱木家住宅・重文吉原家住宅の事例」を研究分担者今村峯雄・中尾が執筆、掲載(2007.3刊行)。武蔵大学総合研究所紀要に、「民家研究と年代測定...放射性炭素年代測定の文化財建造物への応用」を執筆・掲載(2007.5刊行予定)。2007年度は,重要文化財1日高橋家住宅の追加測定を行った。2006年度追加測定のウィグルマッチング試料異常値1点の確認測定で,ありうべき結果が得られた。国宝大善寺の年代測定を行った。2006年度東柱測定に引き続き,西柱の測定を行い,刻銘年に対応する年代が得られた。山梨県指定文化財栖雲寺庫裏の年代測定を行った。栖雲寺庫裏の建築年代を推定する年代値が得られた。重要文化財吉村家住宅の追加測定を行った。結果,吉村家住宅は中世住居の一部を含むか,あるいは古材を使用したと思われる。重要文化財箱木家住宅の追加測定を行う。2006年度追加測定異常値1点についての確認測定を行い,ありうべき結果が得られた。重要文化財滝沢本陣横山家住宅の追加測定を行った。2006年度1次測定の結果を受けて,さらにウィグルマッチング測定を行い,建築年代を推定する年代値が得られた。重要文化財三木家住宅の追加測定を行った。2006年度1次測定に引き続き,ウィグルマッチング測定を行い,建築年代を推定する年代値が得られた。重要文化財旧泉家住宅の年代測定を行い,建築年代を推定する年代値が得られた。京都府登録有形文化財瀬川家住宅の年代測定を行った。結果は大きく幅のある年代値が得られた。国指定史跡麦島城遺構出土建築部材の年代測定を行い,予測された年代値が得られた。研究代表者,研究分担者による科研研究の研究会を武蔵大学にて開催した。日本建築学会2007年度大会にて,重要文化財箱木家住宅の14C年代測定結果について発表。建築史学会2007年度大会にて,文化財建造物の14C年代測定調査方法について発表予定。研究は放射性炭素加速器質量分析(AMS)を用いて中近世建築現存遺構である社寺・城郭・民家の年代判定を行い、建築年代を明らかにし、放射性炭素年代判定実用化のために必要な技術的な課題を解決し、AMS年代判定の経過を研究データとして蓄積し、研究成果を公開し、中近世現存遺構AMS年代判定の理解と認知を促進することを目的とした。2008年度は、重文滝沢本陣横山家、重文吉原家、重文吉村家、重文三木家の追加測定を行い、長野県宝池口寺薬師堂の試料採取・年代測定を行った。日本建築学会

2008年度大会にて「重要文化財滝沢本陣横山家住宅の放射性炭素年代測定について」および「重要文化財旧高橋家住宅の放射性炭素年代測定について」を発表。日本文化財科学会2008年度大会にて「麦島城建築部材の放射性炭素年代測定について」を発表。日本民俗建築学会第56回研究会にて「民家の放射性炭素年代測定について」を講演発表。武蔵大学総合研究所紀要に「民家研究と年代測定-その2縦割型民家について-」が掲載。「茨城県指定有形文化財大場家住宅(大山守大場家郷士屋敷)保存修理工事報告書」に「炭素ウィグルマッチング法による大場家住宅主屋柱材の年代測定調査」が掲載。日本建築学会計画系論文集638号に「京都外縁の町家の農民住宅化-放射性炭素年代測定を用いた瀬川家住宅の再評価-」が掲載決定。研究代表者と連携研究者の打ち合わせ研究会を随時行い、研究成果を執筆、研究報告書「平成1820年度科学研究費補助金基盤研究(B)中近世建築遺構の放射性炭素を用いた年代判定」を作成し、文化財関係者、保存修復技術者、文化財科学および建築史・歴史研究者に配布した。
重症大動脈弁狭窄症に合併する消化管出血のフォンビレブランド因子による病態解析

2018年度成果にて研究結果を発表した。この研究は大動脈弁狭窄症(AS)症例のフォンビレブランド因子(VWF)のマルチマー解析、患者お連結可能匿名臨床データを解析している。しかしAS重症度以外に高分子マルチマー欠損に影響を与える因子が存在するとアSとの関連性を明らかにすることができない。我々は健常人のVWF切断について解析する過程で血液型によってVWFの切断には違いがあることが示唆された。よってまずその違いを明らかにすることによって、大動脈弁狭窄症に伴う高分子VWFの欠損解析の交絡因子を明らかにする必要であった。今回の結果を利用してAS症例の解析では血液型を考慮した解析が必要であることが明らかになった。また、血液型のVWF切断実験において人工的にずり応力を変化させてVWFを切断する方法を開発し特許出願を行った。大動脈弁狭窄症症例のマルチマー解析は続行しているが、その結果の解析方法の検討において、当初予期していなかった血液型によって交絡する可能性が示唆されたため、この血液型の解析に時間がかかった。しかし、論文化することによって、今後の解析にの障壁となる可能性を少なくすることができた。よって、本来のAS症例のマルチマー解析を早急に再開することができた。AS症例の登録はおおむね終わっているため、そのサンプルのマルチマー解析や患者の血液型、AS重症度との比較解析を今後行う。後天性フォンビレブランド症候群(aVWS)とは、止血因子であるVWFが続発性に部分欠損して出血傾向を来す症候群である。大動脈弁狭窄症(AS)に消化管出血を合併するHeyde症候群がその代表である。そのため平成28年度難治性疾患政策研究事業として東北大学加齢医学研究所と奈良県立医科大学輸血部にて協力して「循環器難病に随伴する後天性フォンビレブランド症候群の診断基準・重症度分類の確立」のために多施設共同で大動脈弁狭窄症症例を集めその重症度とフォンビレブランド因子の高分子欠損の関連性について解析を行った。1)フォンビレブランド因子高分子欠損のマルチマー解析平成30年3月までに登録患者のうち135症例ののフォンビレブランド因子のマルチマー解析を行った。その重症度とフォンビレブランド因子の高分子欠損の関連性に解析を終了した。2)フォンビレブランド因子高分子欠損のELISAによる解析ADAMTS13活性測定ELISAにおいて、VWF切断部のN末端側の断端を認識する抗体N10を利用して切断されたN末側断端をサンドイッチELISA法で定量化する方法の開発を行っている。現在健常人295名をこのELISAにて解析した結果、血液型別でVWFの切断に差があることが明らかとなってきている。このことからaVWSにおける血液型の差と重症度が関連するかを解析中である。1)フォンビレブランド因子高分子欠損のマルチマー解析平成30年3月までに登録患者のすでに135症例の解析が終了している。予定では平成30年度から行う予定であったが、検体が順調に集積しているため前倒しで解析を開始した。既に検体は500検体を超えておりこのまま解析を続行する。2)フォンビレブランド因子高分子欠損のELISAによる解析これが平成29年度の予定であるが、健常人295名をこのELISAにて解析した結果、血液型別でVWFの切断に差があることが明らかとなってきている。このことからaVWSにおける血液型の差が示唆されている。しかし、この原因が血液型の糖鎖抗原の差であることを証明することに難渋している。今後糖鎖抗原、もしくはその類似物質を使って、ADAMTS13がVWF切断する際にこれらの物質が阻害するかを明らかにする必要がある。1)フォンビレブランド因子高分子欠損のマルチマー解析このまま検体のマルチマー解析を継続する2)フォンビレブランド因子高分子欠損のELISAによる解析今後糖鎖抗原、もしくはその類似物質を使って、ADAMTS13がVWF切断する際にこれらの物質が阻害するかを明らかにする必要がある。そのためこれらの物質を添加して解析を行う。3)ずり応力を抑制する研究

平成31年度の研究実施計画でも挙げられているが、生体内ではずり応力が働くことによって、ADAMTS13が過剰にフォンビレブランド因子を切断することでaVWSを発症する。そのずり応力を自由に変えて生体内と同じ環境で実験するための実験設備の開発があったがそれは既に東北大学電子心臓病医学教室と共同研究で細管内を高スピードで血漿を流してずり応力を発生させるデバイスの共同開発を平成30年度より前倒しして開始している。このデバイスが完成次第、ずり応力を変化させてaVWSを抑制する治療法の開発を進める予定である。AS症例の登録はおおむね終わっているため、そのサンプルのマルチマー解析や患者の血液型、AS重症度との比較解析を今後行う。