hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
Arp5による心筋分化制御機構の解明と直接リプログラミングへの応用

近年、心疾患に対する再生医療のアプローチの一つとして、もともと心筋ではない細胞に特定の遺伝子を導入することで心筋細胞へと分化させるいわゆるリプログラミングが注目を集めている。しかし、本手法は心筋への分化効率の低さという欠点が存在した。私は、心臓では発現が抑えられている心筋分化を抑制する因子としてactin-related protein 5 (Arp5)を見出し、その機能を明らかにした。Arp5は心筋分化に重要な転写因子であるmyocardinやMEF2Cの機能を抑制しており、Arp5の発現を抑制することで本来心筋細胞ではないP19CL6細胞が心筋へと分化する効率を上昇させることに成功した。Actin-related protein 5 (Arp5)は酵母からヒトまで広く保存された核内アクチン様タンパク質であるが、その機能はほとんど知られていなかった。私はArp5が転写調節因子であるMyocardin (Myocd)およびSerum Response Factor (SRF)と直接結合し、それらの機能を抑制することを見出した。Myocd, SRFは共に平滑筋および心筋分化に重要な転写因子であり、実際にArp5の発現減少が血管平滑筋細胞の分化形質維持に重要であることを報告している。そこで、本研究課題では未解明であった心筋分化におけるArp5の機能に注目した解析を行っており、本年度は以下のような研究成果を得ている。まず、心筋分化におけるArp5の機能を詳細に解析する為にP19CL6細胞を用いてドキシサイクリン(Dox)誘導型のArp5発現抑制株を樹立した。P19CL6細胞はマウス胎児より単離された胚性癌腫細胞であり、DMSOを添加することで心筋細胞へと分化誘導することが可能であり14日ほどで同期拍動を行う心筋細胞コロニーを形成する。Dox存在下、非存在下においてDMSOによる心筋分化誘導を行ったところ、複数のクローンにおいてDoxにより長期間に渡ってArp5の発現量が抑制されることを確認した。さらに、Arp5発現抑制により後期心筋分化マーカー遺伝子であるTnnt2やMyh6の発現が顕著に促進されることが確認された。この結果は、Arp5の発現抑制が心筋分化を促進するという仮説を強く支持している。また、心筋分化に重要な役割を果たす転写因子MEF2CとMyocdとの結合がArp5により競合的に阻害されることを免疫沈降法により確認した。このことがArp5による筋分化抑制の一因であると考えている。本研究課題における平成27年度の実験計画は、主に1)Arp5過剰発現および発現抑制による心筋分化遺伝子発現変化の網羅的解析と、2)Arp5によるMyocd, SRF, MEF2C制御機構の解明、の2点であった。研究実績の欄に記したが、1)に関してはArp5発現抑制株の樹立に成功し、実際に心筋マーカー遺伝子の発現に影響が生じることを確認している。また、2)に関してもArp5がMyocd/MEF2C複合体の形成を強く抑制することが明らかとなった。以上のような進行状況から、本研究課題は当初の計画通り順調に進展していると評価した。本研究課題では核内アクチン様タンパク質の一つであるactin-related protein 5 (Arp5)の心筋分化における役割を明らかにし、さらに心筋細胞への直接リプログラミングにおける分化効率向上因子としての応用を検討することを目標としている。昨年度までの研究により、Arp5が心筋分化において重要な役割を担う転写因子Myocardin(Myocd)と直接結合することによりその機能を抑制することがP19CL6細胞を用いた心筋分化誘導系により明らかになっていた。これを受け、本年度はin vivoにおけるArp5の機能を明らかにするべくアデノ随伴ウイルスを用いてマウスの心臓においてArp5遺伝子の過剰発現を行い、その効果を詳細に解析した。その結果、Arp5の過剰発現により有為な心肥大が観察された。また、組織標本解析により心筋細胞の肥大と心組織の線維化が観察された。そこで、Arp5過剰発現マウスの心臓よりRNAを抽出しマイクロアレイにより遺伝子発現変化を網羅的に解析した。その結果、多くのMyocdターゲット遺伝子の発現が顕著に抑制されている一方、心組織の線維化マーカーとしてよく知られているtype 1, type3 collagenやNPPA、galectin3の発現が顕著に上昇していることが明らかになった。このような心筋症に似た症状は、心筋におけるMyocdノックアウトマウスにおいても見られるという報告があることから、in vivoにおいてもArp5がMyocdの機能を抑制することにより心筋分化、形質維持を負に制御していることが明らかになった。本研究課題における平成28年度以降の実験計画では、新規Arp5結合因子の単離と直接リプログラミングによる心筋分化効率向上の検討が予定されていた。本年度までに心筋分化におけるArp5の作用機序が明らかになり、Myocdに加えて転写因子MEF2への関与が強く示唆される結果が得られている。これらの結果を受けて、心筋細胞直接リプログラミングへの応用を検討する準備を既に進めており、当初の予定通り順調に進展していると評価した。Actin-related protein 5(Arp5)は、酵母からヒトまで広く保存された核内アクチン様タンパク質であるが、その機能は殆ど知られていなかった。私は、他の組織と比べて筋組織におけるArp5の発現が非常に低いことに着目し、筋分化におけるArp5の機能解析を行ってきた。

本研究課題では、特に心筋分化におけるArp5の機能に着目し、Arp5が心筋分化を誘導する中心的転写因子であるMyocdに結合してMyocd/MEF2C複合体の形成を抑制することを見出した。実際、アデノ随伴ウイルスベクターを用いてマウスの心臓におけるArp5の発現を増加させると、心肥大とそれに伴う心臓の線維化が観察された。また、マイクロアレイ解析の結果、心臓におけるArp5の過剰発現はMyocdターゲット遺伝子の発現を顕著に抑制する一方、線維化マーカーとしてよく知られているcollgenやNPPA, galectin3の発現を誘導することが明らかになった。この結果から、Arp5が心筋分化の抑制因子であり、正常な心筋細胞ではArp5の発現レベルが低いために分化形質が維持されているものと考えられる。この結果を受け、Arp5の発現が高い細胞から心筋細胞への分化を誘導する際に、Arp5の発現抑制が分化誘導を促進するのかを検討した。P19CL6細胞はDMSO添加により容易に心筋細胞へと分化誘導することが可能であるが、この際、Arp5の発現をshRNAにより抑制すると、心筋分化マーカーであるTnnt2やMyh6の発現が顕著に促進されることが確認された。以上の結果は、心筋分化抑制因子であるArp5の発現抑制が、心筋への分化効率を上昇させることを示唆しており、再生医療における心筋リプログラミング効率の改善など様々な分野に応用できるものと期待している。近年、心疾患に対する再生医療のアプローチの一つとして、もともと心筋ではない細胞に特定の遺伝子を導入することで心筋細胞へと分化させるいわゆるリプログラミングが注目を集めている。しかし、本手法は心筋への分化効率の低さという欠点が存在した。私は、心臓では発現が抑えられている心筋分化を抑制する因子としてactin-related protein 5 (Arp5)を見出し、その機能を明らかにした。Arp5は心筋分化に重要な転写因子であるmyocardinやMEF2Cの機能を抑制しており、Arp5の発現を抑制することで本来心筋細胞ではないP19CL6細胞が心筋へと分化する効率を上昇させることに成功した。平成27年度の研究によりP19CL6細胞を用いたArp5発現抑制株の樹立に成功した。今後、本細胞株から状態のよいRNAサンプルを調製しDNAマイクロアレイ解析を行う予定である。また、in vivoにおけるArp5の機能解析を行うためにウイルスベクターを用いた心筋でのArp5過剰発現を計画している。これに関しても、Arp5過剰発現により心臓形成や心筋マーカー遺伝子の発現に変化が認められれば、DNAマイクロアレイ等により影響を受けている遺伝子を網羅的に解析する予定である。さらに、これらの解析結果を受けて、線維芽細胞から心筋細胞へのリプログラミング過程においてArp5の発現抑制による心筋分化効率の改善が可能かどうかを検討する予定である。これまでの結果から、Arp5の発現抑制が心筋細胞リプログラミングの効率を著しく向上させる可能性が高いと考えられる。
調理機能のシステム化に関する基礎的研究

ヒータの放射特性の違いにより異なる放射伝熱量および赤外線の波長が食品の仕上がりの状態に及ぼす影響を明らかにするため、食品が受ける放射伝熱量およびヒータ入力を一定にして食品を加熱した結果、下記の新知見を得た。(1)食品が受ける放射伝熱量が一定の場合でも、可視光領域、近赤外線領域に放射ピークのあるヒータが放射する短波長領域の赤外線は、食品への浸透度が大きいため表面の温度上昇は遅く、内部では速い。このためクラスト層の水分含量は高い。遠赤外線領域に放射ピークのあるヒータが放射する長波長領域の赤外線は食パン表面で吸収されやすいため、表面温度の上昇は速いが、内部では遅い。このためクラスト層の水分含量は低い。食品の着色度は長波長領域の赤外線を放射するヒータほど速く、表面温度により決定されることがわかった。(2)ヒータ入力が同じ場合でも、ヒータの放射特性の違いによって食品が受ける放射伝熱量は異なった。放射伝熱量は、近赤外線を多く放射するヒータほど大きく、最大約25%の違いが認められた。ヒータの放射する赤外線の波長および放射伝熱量が異なると、クラスト層の形成状態および着色状態は異なった。試料の水分蒸発率、クラスト層の厚さおよび着色状態には、ヒータの放射する赤外線の波長と放射伝熱量の両要因が同時に影響を及ぼすが、それぞれの影響の大きさは放射特性の違いによって異なった。またクラスト層の水分含量は、ヒータの放射する赤外線の波長の影響を大きく受けた。この結果から、ヒータを熱源とした加熱調理機器においては、熱源への入力によってその加熱能を決定できないことがわかった。以上の結果は、放射伝熱を利用した焼き加熱における食品へのインプットとそのアウトプットの関係を具体的なデータに基づいて実証したものであり、調理加工における加熱制御の可能性を示す有用な知見である。当該年度は、放射伝熱による焼き加熱において、熱源からの放射伝熱量及び熱源の放射波長特性が食品の仕上り状態に及ぼす影響を明らかにすることを目的に研究を行ない、下記の新知見を得た。1.赤外線の波長の違いが食品の仕上り状態に及ぼす影響食品が受ける放射伝熱量を一定にし、ヒータの放射する赤外線の波長と食品の赤外線の吸収特性の関係が、食品のクラスト層の形成及び着色状態に及ぼす影響について検討した。その結果、以下の事が明らかになった。ヒータの放射する赤外線の波長の違いは、クラスト層の形成に影響を及ぼす。可視光領域、近赤外線領域に放射ピークのあるヒータが放射する短波長領域の赤外線は、食品への浸透度が大きいため、表面温度の上昇速度が遅い反面、内部温度の上昇が早い。そのため形成されるクラスト層の水分含量は高い。一方、遠赤外線領域に放射ピークのあるヒータが放射する長波長領域の赤外線は、食パンの表面層で吸収されやすいため、表面温度の上昇速度が早い反面、内部の温度上昇速度が遅い。そのため、形成されるクラスト層の水分含量は低い。食品の着色度は、長波長領域の赤外線を放射するヒータほど早い。ヒータの放射する赤外線の波長は食品表面の温度に影響を及ぼし、着色度はこの表面温度により決定されることがわかった。2.赤外線の波長及び放射伝熱量の違いが食品の仕上り状態に及ぼす影響ヒータへの電気入力を一定にして検討を行った。

その結果、ヒータ入力が同じ場合でも、ヒータの放射特性の違いによって食品が受ける伝熱量が異なることがわかった。クラスト層の形成及び着色状態は、この放射伝熱量の違い及び放射波長特性の違いの両要因の影響を同時に受けたが、特にクラスト層の水分含量には、波長の影響が強く現われることがわかった。ヒータ入力を一定にして食品を加熱した場合、ヒータの放射特性の違いにより異なる放射伝熱量および赤外線の波長が食品の仕上がり状態に及ぼす影響を明らかにするため、検討を行った。その結果、以下のことが明らかになった。(1)ヒータ入力が同じ場合でも、ヒータの放射特性の違いによって食品が受ける放射伝熱量は異なった。放射伝熱量は、近赤外線を多く放射するヒータほど大きく、最大約25%の違いが認められた。(2)ヒータ入力が同じ場合でも、ヒータの放射特性の違いによって、ヒータの放射する赤外線の波長および放射伝熱量が異なるため、クラスト層の形成状態および着色状態は異なった。試料の水分蒸発率、クラスト層の厚さおよび着色状態には、ヒータの放射する赤外線の波長と放射伝熱量の両要因が同時に影響を及ぼすが、それぞれの影響の大きさは放射特性の違いによって異なった。またクラスト層の水分含量は、ヒータの放射する赤外線の波長の影響を大きく受けた。(3)ヒータの放射特性が異なる場合には、ヒータ入力が同じでも同一の仕上がり状態の製品を得ることはできなかった。この結果から、ヒータを熱源とした加熱調理機器においては、熱源への入力によってその加熱能を決定できないことがわかった。以上の結果は、放射伝熱を利用した焼き加熱における食品へのインプットとそのアウトプットの関係を具体的なデータに基づいて実証したものであり、調理加工における加熱制御の可能性を示す有用な知見である。
応力緩和モニタリングによる 電子実装基板用インデンテーションクリープ法の高精度化

インデンテーションクリープ試験は、電子実装基板の強度信頼性評価技術としての実用化が期待されている。しかし、クリープ則を導出しても、引張クリープ試験によるクリープ則と一致しない問題を有する。本研究では、この問題が応力の算出基準面積の定義に起因することを示した。その上で、インデンテーション試験における新たな基準面積と、応力緩和挙動からクリープ特性を評価する、新たなインデンテーション試験法を提案した。(1)引張ひずみ保持・インデンテーション時の応力緩和挙動の調査一定の引張ひずみを与えて保持した試験片に圧子を押し込む、引張ひずみ保持・インデンテーション試験を実施した。試験には、引張試験機とマイクロメータにビッカース圧子を取付けたインデンテーション用の装置を用いた。試験片には、室温でもクリープ変形を示すSUS316材を用いた。試験後、引張ひずみ保持・インデンテーション試験と引張ひずみ保持のみの試験で応力緩和量を比較した。その結果、インデンテーションの有無による応力緩和量の違いは、圧子の押し込み深さの増加により増大することが判明した。また、この応力緩和量の違いをヤング率で除した値は、インデンテーションによる圧痕の体積を試験片評点部の体積で除した値とオーダー的に近いことも判明した。このことは、応力緩和挙動を観測することで、インデンテーションにより引張試験片の評点部に生じる体積ひずみが定量化できることを示唆するものと考えられる。(2)インデンテーションクリープのFEAインデンテーションクリープ試験から導出したクリープ則は、引張クリープ試験から導出したクリープ則と一致しないことが知られている。この原因として、インデンテーションと引張クリープでは、扱う変形領域のサイズが異なることを挙げることがある。この考えが妥当であるのかを検証するために、Sn/Ag鉛フリーはんだのインデンテーションクリープの有限要素解析(FEA)を実施した。解析には、引張クリープ試験から導出したクリープ則を用いた。解析結果からは、インデンテーションクリープ試験と同様に、一定荷重の負荷過程におけるインデンテーション深さの時間変化を用いてクリープ則を導出した。その結果、解析に用いたクリープ則とは一致しなかった。この数値実験の結果から、試験法によるクリープ則の不一致は、扱う変形領域のサイズの違いに起因するものではないと考えられる。インデンテーション試験における応力算出法についての検討従来、インデンテーションクリープ試験から導出したクリープ則と引張クリープ試験から導出したクリープ則の不一致の原因は、各試験で扱う変形領域のサイズの違いにあると考えられてきた。しかし、前年度に実施したFEM解析によりその可能性は低いことが判明した。本年度は、数種類の負荷パターンによるインデンテーションのFEMシミュレーションを実施し、クリープ則の不一致の原因についてさらに考察した。その結果、インデンテーション試験における応力を、圧子と材料の接触面積で荷重を除すことで算出する従来の方法では、過大に応力を見積もってしまうことが判明した。このことは、インデンテーション試験における応力は、圧子と材料の接触面積に何らかの係数を乗じた値で荷重を除して算出すべきであることを意味する。そこで先のFEM解析結果に基づき、この係数値について検討した結果、Sn-3.OAg-0.5Cu材では係数の値が約3.5となることが判明した。圧子押込み・深さ保持・除荷試験法の提案インデンテーションにおける応力算出の際に接触面積に乗じる上述の係数の値は、ヤング率と圧子押込み保持による荷重緩和曲線を用いることで導出した。これは、FEM解析ではヤング率とクリープ特性を表す材料定数が既知であるため可能であった。また、実際に任意の材料のクリープ特性をインデンテーション試験で評価しようとする場合には、接触面積に乗じる係数の値が材料により異なる可能性が高い。そこで、係数値、ヤング率、クリープ特性を同時に求めることができる試験方法として、圧子押込み・深さ保持・除荷試験法をFEM解析に基づいて考案した。ただし、この方法にはクリープ特性を表す材料定数と接触面積に乗じる係数を算出する際の数値解法に未だ不備があるため、今後のさらなる検討が必要である。昨年度は、FEM解析による数値実験を実施して、インデンテーション試験における応力算出基準面積、ヤング率、クリープ特性を同時に決定することができる試験方法として、圧子押込み・深さ保持試験法を提案した。しかし、この方法で必要となる、クリープ特性を表す材料定数と応力算出基準面積を算出するための数値解法が未完成であった。このため、今年度もFEM解析による数値実験を実行し、この数値解法を確立することを試みた。その結果、3水準の押込み深さh1、h2、h3での圧子押込み・深さ保持試験と、3水準の保持荷重F1、F2、F3でのインデンテーションクリープ試験の結果から、クリープ特性を表す材料定数と応力算出基準面積を同時に導出する方法を提案することができた。

この方法では、まず、圧子押込み・深さ保持試験で得た荷重緩和曲線から、べき乗則によるクリープ則の指数を決定する。次いで、荷重水準F1、F2、F3でのインデンテーションクリープ試験で得られる深さー時間曲線上で、深さh1、h2、h3となる点でのクリープひずみ速度を算出する。そして、算出したクリープひずみ速度を用いて、クリープ則の係数と圧子押込み深さh1、h2、h3に対応する応力の算出基準面積S1、S2、S3の関係式を導出する。この関係式から、S1、S2、S3とクリープ則の係数を決定すれば、インデンテーション試験における応力算出基準面積と材料パラメータを同時に決定することが可能となる。なお、実際の実験に上記の方法を適用することも試みた。しかし、インデンテーションクリープ試験における荷重制御等で問題が生じたため、未だ十分な結果を得るまでに至っていない。早期に実験による検証を行うために、現在も試験制御システムの見直しやマイクロビッカース試験機を用いたインデンテーションクリープ試験法についての検討を行っている。数種類の負荷パターンによるインデンテーションのFEM解析に基づき、従来のインデンテーション法よりも正確にクリープ則が導出できる可能性のある方法を理論的に示すことはできた。しかし、その方法の妥当性を実際のインデンテーション試験により検証するところまでは至らなかった。24年度が最終年度であるため、記入しない。Sn-3.OAg-0.5Cu材を試験材料として、圧子を一定荷重で押込むインデンテーションクリープ試験を行う。その試験結果に「研究実績の概要」で述べた応力算出用の係数を用いて、定常クリープ則を導出する。導出したクリープ則は、引張クリープ試験から導出したクリープ則と比較する。これにより、実際のインデンテーション試験における、接触面積に係数を乗じる方法の有効性について検討する。また、圧子押込み・深さ保持・除荷試験法に用いる数値解法を確立すると共に、圧子押込み・深さ保持・除荷試験を実際に行い、その試験法を確立する。さらには、定常クリープ則だけではなく、遷移クリープ則も導出することができる試験法への拡張も試みる。
Webマイニング技術を用いたピアツーピア情報フィルタリングに関する研究

P2Pネットワークにおける情報検索機構の拡張を行うことは,適切な情報流通支援となる.そこで,以下の観点から研究を進めた.【1.Webマイニングアルゴリズムの研究強化】分散Webマイニングアルゴリズム,P2Pコンテンツを視野にいれたWebマイニングアルゴリズムの研究開発を継続し,P2Pネットワークのトポロジー変化に関わる問題解決を図るために,問合せルーチング機能の拡張を提案した.PCサーバ上にプロトタイプシステムを実装し,P2P情報資源に対するインデックスと情報フィルタリング機構の性能評価を行った.特に,コンテンツの多重度・重要度を利用した指標の改善を図った.P2P環境下のWeb情報統合と検索を実現するプロトタイプシステムの基本的性能を評価し,基礎的な検証実験から発展させるために,複数のP2Pクライアントを導入した検証実験のためのシステム構築を行った.P2Pネットワークにおける情報検索機構の拡張を行うことは,適切な情報流通支援となる.そこで,以下の観点から研究を進めた.【1.Webマイニングアルゴリズムの研究強化】分散Webマイニングアルゴリズム,P2Pコンテンツを視野にいれたWebマイニングアルゴリズムの研究開発を継続し,P2Pネットワークのトポロジー変化に関わる問題解決を図るために,問合せルーチング機能の拡張を提案した.PCサーバ上にプロトタイプシステムを実装し,P2P情報資源に対するインデックスと情報フィルタリング機構の性能評価を行った.特に,コンテンツの多重度・重要度を利用した指標の改善を図った.P2P環境下のWeb情報統合と検索を実現するプロトタイプシステムの基本的性能を評価し,基礎的な検証実験から発展させるために,複数のP2Pクライアントを導入した検証実験のためのシステム構築を行った.
生産方式および戦略的コスト・マネージメントが原価構造・企業業績に及ぼす影響

本年度は、通産省発行の「工業統計表」をデータ・ソースとして、製造業における原価構造(材料費、労務費、経費の構成比)に関する分析を行った。工業統計表におけるデータ項目が、有価証券報告書における製造原価明細書と若干異なっているために、原価の構成比を製造品出荷額に対する原材料使用額、現金給与総額の割合を算出することにより、導出した。これらの構成比を産業別(標準産業分類の4桁レベル)に求め、さらに過去20年にわたり分析を行った。その結果として、産業別に原価構造に特徴が存在することが発見され、また時系列的な分析により、その変化を発見することができた。例えば、自動車組立業においては、原材料使用額の比率が上昇しており、電子計算機業においては、原材料使用額、現金給与総額の両方の比率とも低下している。さらに、原価構造だけでなく、減価償却費や在庫の製造品出荷額に対する割合も産業別に算出した。その結果は、在庫についてはいわゆるジャスト・イン・タイム生産方式が広く導入されていると言われている、自動車産業において、在庫の割合は年々低下している。これは、ジャスト・イン・タイム生産方式による在庫水準の低下を裏付けるものとして、貴重なデータであると思われるまた、減価償却費に関しては、減価償却費の比率が設備投資の多寡を示すものとして考えると、業種間の取引構造との関連で興味深い結果が得られた。このように、本研究により今まで明らかにされてこなかった産業別の原価構造の問題が、部分的ではあるが解明された。
行動療法が自閉症の社会性障害を改善するメカニズムの解明

自閉症の中核症状は社会性障害である。現在、自閉症患者の社会性障害に対する薬剤治療法は存在せず行動療法が治療として行われており、開始年齢が早いほど効果的である。しかしながら、自閉症の社会性障害が行動療法によって、どのようなメカニズムで改善するかは明らかでない。一方で、不安障害児を対象とした研究において行動療法がDNAメチル化に影響することが示された。本研究は単一遺伝子疾患の自閉症モデルマウスの中でも自閉症を高い確率で発症する結節性硬化症(TSC)のモデルマウス(Tsc1+/-マウス)を用いてDNAメチル化に着目することで、自閉症における行動療法の影響および効果を検討する。
トランスジェニックマウスを用いての心臓血管病におけるNOの役割の解明

生体内における内因性のNOの役割について、我々の作成した、全身の血管壁に、特に血管内皮細胞にeNOS遺伝子を過剰発現させたトランスジェニックマウス(eNOS-Tg)を用い、種々の検討を行い、以下の結果を得た。1)血圧への影響:eNOS-Tgでは野生型に比ベ、平均血圧が約20mmHg低下しており、血管局所で産生されるNOが、血圧調節因子として働いていることが示唆された。2)血管反応性の変化:摘出大動脈の輪状片を用いた等尺張力測定実験にて、eNOS-Tgでは、内皮依存性血管弛緩反応の減弱、さらに外因性NO供与薬、ANP、8BrcGMPに対する血管弛緩反応の低下が認められ、NO-cGMP系に対する血管反応系の障害が生じていることが判明した。その機序として、可溶性グアニル酸シクラーゼの活性の低下、cGMP依存性蛋白キナーゼの発現低下が関与することを明かにした。3)敗血症性ショックに対する抵抗性:Lipopolysaccharideによる敗血症性ショックモデルで、eNOS-Tgでは野生型に比べ、血圧の低下が著明に抑制され、肺臓器傷害が軽減し、その結果死亡率も改善することが明らかになった。この機序として、iNOS由来NOによる全身低抗血管での拡張反応がeNOS-Tgで減弱していること、ならびに内皮由来NOの抗炎症作用が関与すると考えられた。4)血管リモデリングの抑制:総頚動脈結紮後の中枢側血管に生じる血管リモデリングが、eNOS-Tgでは抑制されていることが判明した。この機序として内皮由来NOによる接着因子発現の抑制が関与すると考えられた。生体内における内因性のNOの役割について、我々の作成した血管壁にeNOS遺伝子を過剰発現させたトランスジェニックマウス(Tg)を用い以下の検討を試みた。本モデルでは導入したeNOSは主として全身の血管の内皮細胞に発現していること、また大血管のみならず、抵抗血管や冠動脈を含む微小血管においても発現が認められることを確認した。本モデルでは血中のNOx値、血管よりのNOx産生が野生型に比べ1.52倍増加していた。大腿動脈より挿入したカテーテルによる無麻酔非拘束下の血圧は、Tgでは野生型に比べ平均圧で約18mmHg低下しており、NO合成酵素阻害薬持続投与にてTgと野生型において同程度に血圧が増加した。すなわち、生体内において血管局所で産生されるNOが、血圧調節因子ととして働いていることが示唆された。また、摘出大動脈の輪状片を用いた等尺張力測定実験を行ない、種々の薬剤に対する血管反応を検討した。その結果、TgMではアセチルコリン等に対する内皮依存性血管拡張反応、ならびにニトログリセリン等の外因性NO供与薬、さらには8BrcGMPに対する血管拡張反応が減弱しており、NO-cGMP系に対する血管反応系の障害が生じていることが判明した。そしてその機序には少なくとも可溶性グアニル酸シクラーゼの活性の低下が関与することを明かにした。一方、敗血症のモデルであるLPSによるショックを作成すると、Tgでは野生型に比べ、血圧の低下が著明に抑制され、死亡率も改善することが明かになった。本年度は、我々の開発した血管壁内皮細胞にeNOS遺伝子を過剰発現させたトランスジェニックマウス(eNOS-Tg)を用い、以下の検討を行った。1)細菌毒素(lipopolysaccharide:LPS)によるショックに対するeNOS-Tgの抵抗性の検討:eNOS-Tgならびに野生型マウスにLPSを投与し、ショックの程度、臓器障害、死亡率を検討すると、eNOS-Tgでは、LPSにより誘導されたiNOSにより産生されるNOに対する血管拡張反応が減弱しているため、ショックが防止されるとともに、肺の臓器傷害が軽減されることが判明した。

この機序として接着因子発現の抑制などの内皮由来NOの抗炎症作用が関与することが明らかになった。そしてこれらの結果、eNOS-Tgでは細菌毒素による死亡率が低下することが判明した。2)血管リモデリングに対する内皮由来NOの抑制効果の検討:マウスにおいて、総頸動脈結紮による中枢側頸動脈のリモデリングを検討した。このモデルでは内膜、中膜肥厚、並びに血管外周経の狭小を主体とする血管リモデリングが生じる。そしてこのリモデリングがeNOS-Tgでは野生型と比べ抑制されることが判明した。その機序として、頸動脈結紮に伴う内皮細胞での接着因子発現の増加と、その結果生じる炎症細胞の血管壁への浸潤が、eNOS-Tgでは内皮由来NOの過剰産生により抑制されることが関係すると考えられた。このことは内皮由来NOが血管構築の維持因子として働いていることを示唆する所見である。
大気環境動態解析のための気象要素観測ライダーの開発

近年、化石燃料の大量消費や大都市への人口や産業の集中などによって地球大気環境問題が多発し、深刻化してきた。それらを解明するためには地球環境状態や現象の広域にわたる実時間で精密な計測・解析手段の実現が期待されている。本研究は大気の風向・風速、温度、湿度の気象三要素の三次元空間分布を一台のシステムで同時観測を可能とする新しい気象要素観測ライダーシステムを開発し、多元かつ精確な大気環境の計測手段を開拓することを目的として進められたものである。本研究の成果は次の通りである。1.風速測定方式として新しい差分弁別方式ドップラーライダーを提案し、高分解能マッハゼンダー干渉計およびファブリーペロ-干渉計を利用するライダーを試作して動作実験を行い、距離3kmまで分解能1m/s以下で速度の観測が可能との結果を得た。2.気温の計測にはUV域レイリー散乱方式ライダー方式を検討し、詳細な解析を行った。また、ファブリーペロ-干渉計を用いる分光検出部を試作し、動作実験により距離5kmまで分解能約10Kが得られた。3.湿度の測定にはUV域の振動ラマン散乱方式ライダーを構成して動作実験を行い、3kmの高度まで絶対湿度の測定が可能であった。小型のライダー光源としてダイオード励起型の全固体レーザーの実用化のための設計法および波長可変パラメトリック発振器の研究、開発を行った。以上の結果より、気象三要素が一台のライダー構成で基本的に計測できることが実証され、今後の実用化の指針も得られた。すなわち、本研究は環境計測や気象計測の技術の発展に大きく寄与するものと考えられる。本試験研究は、これまで異なるシステムにより求められてきた大気の温度、湿度、風向・風速の気象要素を一台のシステムで三次元計測を行う気象要素観測ライダーを開発し、基本動作を実証することを目的とする。そのため、小形のLD励起のNd:YLFレーザーを設計、試作し、広域移動観測の可能な新しい高機能システムを目指す。また、新しい大気環境計測手法の確立を行う。平成7年度の研究成果は次の通りである。1.風速の測定方式として差分周波数判別法を用いる新しいインコヒーレント方式ドップラーライダーを提案し、詳細な解析を行い、論文に発表した。2.注入同期型のNd:YAGのQスイッチ単一モードレーザーを入手し、高分解干渉計を試作して移動物体の散乱光の高分解スペクトル計測により速度をドップラー計測する基礎実験を行い、その可能性を実証した。3.気温の測定にはレイリー散乱方式ライダーが、湿度の測定には振動ラマン散乱方式ライダーが優れていることが室内実験より判明した。その結果、気象三要素が一台のライダーを用いて計測できることが判明した。4.LD励起Nd:YLFレーザーの設計と製作を行い、Qスイッチ動作で約10mJの出力エネルギーが得られた。さらにマイクロチップレーザーによる注入同期による単一モード化を検討した。本研究は、地球環境問題などの動的で広域にわたる現象の精密な研究手段を提供することを目指し、大気の温度、風向・風速・湿度の気象の三要素の三次元空間分布を一台のシステムで同時観測を可能とする新しい方式の気象要素観測ライダーシステムを開発し、精密な大気環境計測手法を検討することを目的としている。現在までの研究の進行状況は次のとうりである。1.風速の測定方式として差分周波数判別法を用いる新しいインコヒーレント方式ドップラーライダーを提案し、高分解能マッハゼンダー干渉計を試作して室内実験を行い、速度の測定精度1m/sで測定可能との結果を得た。2.気温の計測にはUV域レイリー散乱方式ライダーを検討し、詳細な解析を行った。また、FPエタロンを用いる分光検出部を試作し、室内実験により精度が約10Kが得られ、さらに精度を改善することを試みている。3.湿度の測定にはUV域の振動ラマン散乱方式ライダーを組み立てて動作実験を行い、1kmの高度まで絶対湿度が測定可能との結果を得た。

以上の結果、気象三要素が一台のライダーを用いて基本的に計測できることが判明しており、また湿度の測定は実際の大気での動作実験を行い、絶対量の測定が可能となった。しかしながら、温度と風速については、高安定レーザーの改良に時間を消費してしまい、室内実験による基本的な動作の実証ができた段階で研究の期限切れとなってしまった。今後、さらに室外での動作実験による特性の確認や、他の計測器と同時観測を行い、計測精度を検証することなどの重要な課題が残されている。また、長期的な気象観測を行って多くのデータを蓄積することや、新しい大気の遠隔計測手法として総合的検討を加えてることも重要である。
家族ケアコストと地域の社会福祉資源に関する家族社会学的研究

1.家族ケアに関する市民アンケート調査の実施介護問題を抱える機会の高い40歳以上の市民3、000人を対象として、二段階無作為抽出による郵送調査を実施した。有効回収率は57.2%である。調査内容は、親との関係、同別居の実態、本人および配偶者の親との援助・接触内容と介護経験および介護費用、介護をするようになった経緯、利用したサービス、利用したいサービス、介護想定時の不安、介護内容別にみる介護者の選択、要介護時への対応、公的介護保険と現金支給問題およびその理由、近隣・友人・親族関係に関するものである。主たる結果は、40歳以上の市民の約40%が自宅・病院等における介護経験をもっており、介護経験したものほど家族ケアに関するコスト負担に積極的であり、金額の想定準備額も大きく、年齢階層が高いものほど額も大きいという特徴が浮き彫りとなった。また、介護経験としては家族のみによるケアが依然として大きく約6割となっており、家族を中心として在宅福祉サービスの利用をしたものは12%にとどまっている。2.高齢者の家族ケアに関する事例調査事例調査では、行政の在宅ケア対策が整備されつつあることと、本人と家族に関する年金を補完する少額な収入源の重要性および住宅リフォームによる日常生活動作能力の維持支援が極めて有効であることが示唆された。3.海外における政策動向についての情報整理文献収集及び海外研究者の研究協力者としての論文執筆を依頼し、家族ケアに関する政策動向をまとめた。1.文献資料の整理家族ケアおよびインフォーマルケアに関する文献・資料の収集に取り組これまでの研究動向のレビューに必要な論文資料を収集し、文献リストの作成をおこなったが、これに関してはパソコン購入による成果としてデータベース化の作業に結びつけることができた。また、最新の雑誌論文関係については、海外データベースによる検索作業を一部開始したにとどまった。また、資料整理に際しては、簡易製本機の購入により、資料のコンパクトな管理が可能となった。2.地域調査の実施家族ケアコストに関しては、現地調査と資源の多様性を把握するためのフォーマットが必要となるが、本年度における調査活動として、北九州市・上野市・小野市・釧路市・旭川市・音更町・七飯町等、当初予定していた地域の福祉資源に関する資料収集と聞き取り調査を実施することができた。とくにホームヘルプサービスと訪問看護ステーションの連携が具体化している背景として病院からの退院患者への対応と特別養護老人ホームなどの施設建設の抑制が、結果としての連携をつくり上げている傾向を把握した。3.ケアコストに関するデータ分析既存の高齢者サービス調査統計データの整理、現地調査の整理および郵送調査の設計と実施過程においてパソコン購入にともなうデータ整理と活用を図ることができた。1.家族ケアコストの捉え方家族ケアは、近年の高齢者世帯の構造をみるかぎり、単身世帯と夫婦のみの割合が大幅に上昇しており、介護の実態調査結果を見ても夫婦間における介護関係が基本となりつつある。こうした動向を前提として、海外ならびに国内文献によってインフォーマルケアと家族ケアとの関連ならびに家族ケアコストの捉え方についてフォーマルケアコストとの関連で整理した。2.調査の実施概要(1)自治体及び社会福祉協議会を中心とする地域の社会福祉資源に関する調査の実施。(2)家族ケアコストに関する事例調査は、家族構成や家族関係、収入や職業ならびに介護規範等の主観的変数によっても左右されるものであるが、介護状況の差異や地域の社会福祉資源の配置状況によって大きくコストが異なる。事例には、年金生活者の生活費の推移と介護費用ならびに家族の介護サポートの変化についての回想法による調査事例を取り上げた。(3)家族ケアに関する市民アンケート調査を札幌市民3,000人(40歳以上)を対象とする郵送アンケートを実施した。介護問題への関心の高さを反映してか、郵送調査としてはかなり高い回収率(56,4%)をえた。知見としては、年齢の高い介護経験のある人々の方が、負担可能性を肯定的に捉え、さらに高い介護費用を見積もっていることから、介護経験者が増大するにつれて、介護サービスの購入に対する心理的社会的抵抗が減少し、ある程度負担額についても許容する傾向が高くなると考えられる。
発がん促進物質によるアラキドン酸代謝亢進機序解明に関する研究

(1)発がん促進物質による肥満細胞に対する脱顆粒促進作用と、アラキドン酸代謝亢進作用との間に何らかの関連が有るかどうか解明する目的で、単独で顕著な脱顆粒促進作用を誘発するnon-TPA typeの発がん促進物質であるthapsigarginについて、肥満細胞においてもアラキドン酸代謝を亢進するかどうか検討し、さらに各種のアラキドン酸代謝阻害剤により、thapsigarginによる脱顆粒反応が阻害されるかどうか検討した。その結果、thapsigarginは肥満細胞においても極めて微量でアラキドン酸代謝を亢進させる作用があることが判明した。しかし、このアラキドン酸代謝亢進の経時変化とヒスタミン放出の経時変化とは一致せず、また、ヒスタミン放出を誘発させない濃度においてもthapsigarginはアラキドン酸代謝亢進を引き起こすこと、さらにcyclooxygenase阻害剤やlipoxygenase阻害剤により、アラキドン酸代謝を抑制しても脱顆粒反応は全く抑制されなかった。従って、発がん促進物質の持つアラキドン酸代謝亢進作用機序と肥満細胞の脱顆粒機序とは本質的に異なることが示された。(2)TPA typeの発がん促進物質とnon-TPA typeの発がん促進物質によるアラキドン酸代謝亢進作用は、タンパク質合成阻害剤により抑制されるため、発がん促進物質によるアラキドン酸代謝亢進作用発現には何らかのタンパク質の合成誘導が関与している可能性がある。そこで発がん促進物質により合成誘導されるタンパク質の検索を行い、その中から両typeの発がん促進物質に共通して合成誘導されるタンパク質の検索を行った。その結果、ラット腹腔マクロファ-ジにおいて、分子量120kDaと125kDaの特異的タンパク質が両typeの発がん促進物質に共通して合成誘導されることが明らかになった。しかも、これらのタンパク質の合成誘導はアラキドン酸代謝亢進の経時変化とよく一致した。今後、これらのタンパク質の実体について解明する予定である。
筋萎縮性側索硬化症におけるユビキチン陽性封入体の特異性についての研究

検索対象:筋萎縮性側索硬化症(ALS)23例、ALS以外の神経疾患(non-ALS)31例、非神経疾患のコントロール37例の腰仙髄である。方法:各症例の腰仙髄より4μmのパラフィン切片を作成し、一次抗体はポリクローナル抗ユビキチン(Ub)抗体(Sigma)を用い、avidin-biotin complex法にて染色した。免疫電顕に関しては、Ub陽性封入体の光顕写真を撮影後、切片のカバーグラスをはずし、電顕用に処理後、検索した。結果:ALSでは、前角の神経細胞に3種類のUb陽性封入体、即ち、1)繊細な糸状の形態を有するフィラメント様封入体(f-incl)、2)円形封入体ないしdense body(HE染色ではレビー小体様封入体)、3)顆粒状封入体が認められた。F-inclは、23例中19例のALS、31例中1例のnon-ALSにみられたが、コントロール例ではみられなかった。F-inclのみられたnon-ALSの1例は、末梢消神経のリンパ腫浸潤により脊髄前角細胞にcentral chromatolysisのみられた症例であり、f-inclは、ALSの繊細な糸状ものに比べて粗であった。免疫電顕上、ALSにみられた顆粒状封入体はf-inclと同様のフィラメント以外にリポフスチン顆粒を含んでいた。non-ALSにみられたf-inclは、ribosomeを含有していた。なお、ALS例にみられたf-inclの頻度は、non-ALS例およびコントロール例よりも高かった(p<0.01)。考察と結論:本研究のように、多数のnon-ALS例を検索した報告は稀であるが、我々が検索したUb陽性f-inclの頻度からみても、f-inclはALSに特徴的な異常であり、これはこれまでの報告を裏づけるものであったが、類似した封入体はnon-ALSの1例にもみられたことから、このf-inclに特異的なものではないことが判明した。なお、non-ALSにみられたUb陽性封入体の電顕的検索はこれまでに報告されていないものである。本年度は、筋萎縮性側索硬化症(ALS)23例、ALS以外の神経疾患(non-ALS)28例、非神経疾患のコントロール37例の腰仙髄をそれぞれ抗ユビキチン(Ub)抗体にて染色した。その結果、【.encircled1.】filamentous封入体、【.encircled2.】円形封入体、【.encircled3.】神経細胞のび慢性染色像、の3種類のUb陽性像が認められた。このうち、filamentous封入体は、19例のALS、1例のnon-ALSにみられ、円形封入体はALSの2例に認められたが、コントロール例では観察できなかった。神経細胞のび慢性染色像は、non-ALSとコントロール例でそれぞれ1例ずつみられた。このUb陽性filamentous封入体の出現頻度はALS例に有意に多かった(p<0.01)ことから、Ub陽性filamentous封入体がALSに特異性の高いものであるという結果が得られた。これは、従来の報告を裏付けるものであったが、多数のnon-ALS例を検索してみると、稀ではあるが、類似したUb陽性封入体のみられることが分かった。ALS例、non-ALS例、コントロール例の腰仙髄についての免疫組織

化学染色は、ほぼ終了した。ALSにみられたUb陽性封入体とnon-ALSの1例にみられた封入体の免疫電顕的検索は、次年度に行う予定である。また、また、免疫電顕に関しては、染色スライドより電顕的に検索する方法では、Ub陽性封入体の保存が悪く、詳細な微細構造が分かりにくかったので、次年度は、vibratomeによって50mumの厚さの切片を作成して免疫染色を行い、それを電顕的に検索する方法を併用することにした。Ub陽性封入体と臨床データとの相関については、次年度に行うこととした。1.対象:筋萎縮性側索硬化症(ALS)23例、ALS以外の神経疾患(non-ALS)31例、非神経疾患のコントロール37例の腰仙髄である。Non-ALSの内訳は、変性疾患10例、脱髄性疾患3例、感染症疾患5例、腫瘍性疾患6例、その他7例である。2.方法:各症例の腰仙髄より4μmのパラフィン切片を作成し、一次抗体はポリクロナール抗ユビキチン(Ub)抗体(Sigma,USA)を用い、avidin-biotin complex法にて染色した。Counterstainingは、メチルグリーンにて行った。4.考察と結論:本研究のように、多数のnon-ALS例を検索した報告は稀であるが、我々が検索した封入体の頻度からみても、Ub陽性skein-like inclusionbodyはALSに特徴的な異常であり、これはこれまでの報告を更に裏づけるものであった。類似した封入体はnon-ALSの1例にもみられたが、免疫組織化学染色上、封入体の性状が異なっていた。なお、non-ALSにみられたUb陽性封入体の電顕的検索は、これまで報告されていないものである。
原子炉中性子核反応によるがん細胞DNA障害、細胞致死作用機構の放射化学的研究

本研究は今年が初本度であった。京都大学原子炉が休止するという不測の事態が発生したけれども、各班員はある程度の成果を上げる事ができた。以下それを列記する。1.ホウ素化合物の合成ならびに分析ホウ素DNA関連物質の合成の前段階としてウラシルBr_2を反応させて5-ブロモウラシルを合成し、さらにこれを用いて5-ブロモ、2、チ-ジクロロピリミジンを合成して、NMRとIRのスペクトル分析を行った。すでに中性子捕捉療法に利用しているホウ素含有デキストランの60MH_2-NMRスペクトルを観察し、その構造を推定した。2.ホウ素化合物の細胞毒性ホウ素化合物であるホウ酸、トルメチルカルボキシ-ジヒドロボレイト、モノアミノカルボキシ-ジヒドロボラン、ホウ素-デキシトランおよび新しく入手した5-ジヒドロボリルウラシル、5-(2-ジヒドロキシル-チ-ジヒドロキシボリル)-ベンジルウラシルのHeLa細胞致死作用を観察した。その結果、いずれも中性子捕捉療法に使用する濃度の範囲内では強い毒性を認めなかった。また作用機序の比較的明らかなcis-Ptの細胞致死効果と比較して、ホウ素化合物の細胞致死効果(細胞毒性)を検討した。今後の研究の展開について:ホウ素化合物の合成の収量はまだ少なく、今後合成を継続する。またプラスマ・エミッション法による細胞内のホウ素の定量法を確立し、振動スペクトル法で細胞内ホウ素の存在状態を明らかにする。原子炉が再起動でき次第、中性子細胞致死に対するホウ素化合物の増強作用の実験を始める。また現行の各放射線療法と中性子捕捉療法が将来併用される可能性を考え、加温がこの増強作用に及ぼす影響について、実験を行う。以下それを列記する。
古墳時代の首長墓系列に関する地域研究

広島県西部(安芸地域)を中心に古墳時代前期の首長墓(前方後円墳や円墳)の系列を追う。各系列の地域性とその消長をより明らかにするために、東広島市の帆立貝形前方後円墳の現地調査を行う。また、広島大学考古学研究室によって調査された広島市の前期前方後円墳の情報を公表し、首長墓系列の比較を行う。さらに、赤色立体地図などから未知の古墳(群)の確認を行うとともに、首長墓のデジタル情報を格納したアーカイブを作成する。
空間グラフの不変量と正則射影図の研究

空間グラフのホモトピー不変量及びホモロジー不変量の研究を行ない,その結果,鏡像対称性を含む各種幾何学的対称性との関係の決定,グラフの内在的な非自明性の新種の発見,直線型空間グラフ理論への応用等の成果を得た.また,空間グラフの2次元球面への正則射影図の研究を行ない,その結果,極小非自明な空間グラフの正則射影図の最小交差点数の決定,非自明射影と呼ばれる正則射影図の最小交差点数の決定等の成果を得た.空間グラフのホモトピー不変量及びホモロジー不変量の研究を行ない,その結果,鏡像対称性を含む各種幾何学的対称性との関係の決定,グラフの内在的な非自明性の新種の発見,直線型空間グラフ理論への応用等の成果を得た.また,空間グラフの2次元球面への正則射影図の研究を行ない,その結果,極小非自明な空間グラフの正則射影図の最小交差点数の決定,非自明射影と呼ばれる正則射影図の最小交差点数の決定等の成果を得た.本年度は,以下の研究を行なった.1.2成分有向絡み目は,無向絡み目としてその鏡像とアンビエント・イソトピックであるときアキラルと呼ばれ,2成分有向絡み目のアキラル性はその絡み数に依存することがKirk-Livingstonによって示されていた.また,絡み数のアキラル絡み目による実現性について,Livingston,Kidwellによって部分的結果が得られていた.そこで,谷山公規氏(早稲田大学)との共同研究により,アキラル性を含む2成分絡み目の各種対称性と絡み数との関係を実現問題も含めて完全に決定するとともに,空間グラフのホモロジー分類において2成分絡み目と、ともに重要な役割を担っている,空間5頂点完全グラフ及び空間3+3頂点完全2部グラフについて,その各種対称性とSimon不変量との関係を,やはり実現問題も含めて完全に決定した.2.非平面的グラフの空間埋め込みにおいては,自明性の一般化としての標準的空間埋め込みの概念が未だ満足な形では得られていない.そこで小林一章氏(東京女子大学)との共同研究により,非平面的グラフについて,その極小埋め込みと呼ばれる新たな空間表現を定義した.この概念は,埋め込みの一意性を除いては,標準的空間グラフとして期待される性質を保有している.また,平面的グラフの2次元球面への正則射影は,3次元球面へのいかなる自明な空間グラフにも持ち上がらないとき非自明射影と呼ばれ,非自明射影を持ち得ない平面的グラフは自明化可能であるといわれるが,我々は極小埋め込みの概念を用いてこれらを一般化し,新たに非平面的グラフの非極小射影,及び極小化可能性の概念を導入し,幾つかの結果を得た.本年度は,以下の研究を行なった.1.空間グラフの辺ホモ上ピー及び頂点ホモトピーとは,John Milnor氏による絡み目のリンクホモトピーの一般化として谷山公規氏により導入された同値関係である.絡み数が0である2成分絡み目成分のSato-Levine不変量を応用した空間グラフの辺(頂点)ホモトピー不変量がThomas Fleming氏及び研究代表者によって定義され,ある2成分グラフにおいで,絡み目成分が全てリンクホモトピーの下で自明であるが,それ自身は辺(頂点)ホモトピーで非分離な空間埋め込みが辺(頂点)ホモトピーの下で無限個存在することが示されていた.そこで新たに,絡み数が0とは限らない2成分絡み月成分の一般化されたSato-Levine不変量を応用した空間グラフの辺(頂点)ホモトピー不変量を構成し,ある2成分グラフにおいて,リンクホモトピーの下で同じ絡み目成分(これらは自明とは限らない)を持つ空間埋め込みが辺(頂点)ホモトピーの下で無限個存在することを示した.これらの結果は,空間グラフの辺(頂点)ホモトピーが,絡み目のリンクホモトピーと比較してその様相が著しく異なっていることを示している.2.高々3交点の正則射影図上に写る絡み目は,Hopf絡み目も三葉結び目も含まなければ自明である.そこでYoungsik Huh氏との共同研究により,この事実を一般の空間グラフに拡張し,高々3交点の正則射影図上に写る空間グラフは.Hopf絡み目も三葉結び目も含まなければ,その空間グラフは全自由,即ち,任意の部分空間グラフの3次元球面における補空間の基本群が自由であることを示した.特に,高々3交点の正則射影図上に写る平面的グラフの空間埋め込みは,Hopf絡み目も三葉結び目も含まなければ自明である.系として,極小非自明な空間グラフ(=それ自身は非自明だが,その任意の真部分空間グラフは自明である空間グラフ)の正則射影図の交点数は,Hopf絡み目と三葉結び目を除けば4以上であるという,空間グラフ理論においてに非常に基本的と思われるが示された.一方,平面的グラフの正則射影は,そのグラフのいかなる自明空間埋め込みもその射影図上に写らないとき非自明であると呼ばれるが,同じくHuh氏との共同研究により,非自明な正則射影図の交点数は3以上であることを示した.特に交点数がちょうど3の非自明な正則射影図上に写る空間グラフは,前述の結果により必ずHopf絡み目かもしくは三葉結び目を含む.これは小沢誠氏による「非自明な正則射影図上に写る空間グラフは,必ず非自明な真部分空間グラフを含むか?」という問題に対する部分的な肯定的解答である.

本年度は,以下の研究を行なった.1.グラフの絡み目内在性や結び目内在性の一般化として,グラフが内在的非自明であるとは,その空間埋め込みが必ず非自明な空間部分グラフを含むときと定義した. 2成分絡み目内在であるグラフが内在的非自明であることは定義から明らかであるが,今回,その逆も成り立つことを示した。即ち,内存的非自明なグラフの空間埋め込みは必ず非分離な2成分絡み目を含まねばならない.更に,その空間埋め込みが必ず非分離な3成分絡み目か,もしくは既約な空間手錠グラフでその絡み目成分が分離しているようなものを含むグラフが存在することを示した.これは絡み目内在性や結び目内在性とは本質的に異なる新たな内在的非自明性の例である.2. Conwav-Gordonは,任意の空間6頂点完全グラフの絡み目成分の絡み数の総和は, 2を法として考えると1となることを示し,更に任意の空間7頂点完全グラフのHamilton閉路の像として得られる結び目成分のConwav多項式の2次の係数の総和は, 2を法として考えるとやはり1となることを示した。そこで今回,これらの定理め整数持ち上げを与える公式を見出し,上記Conway-Gordonの定理を著しく精密化した。また,その結果を用いて,次に述べる直線型空間グラフの理論への応用を見出した.3.全ての辺が線分であるような空間グラフは直線型であると呼ばれる, Alfonsinによって直線型空間7頂点完全グラフは必ず三葉結び目を含むことが示され,また, Huh-Jeonにより,直線型空間6頂点完全グラフが含み得る非自明な結び目は高々1個の三葉結び目であり,更に三葉結び目を含まないための必要十分条件は,ただ1つのHopf絡み目を含むことで,一方,三葉結び目を含むための必要十分条件は,ちょうど3つのHopf絡み目を含むことであることが示されていた.Alfonsinの証明は有向マトロイド理論と計算機の援用にまる計算幾何学的なものであり, Huh-Jeonの証明もAlfonsinのアイディアに沿った組み合わせ的なものであったのだが,今回,結び目と絡み目の棒指数に関する既知の結果と,上記Conway-Gordonの定理の精密化の応用により,これらの事実に計算機を用いない位相的な証明を与えた.
人との関わりを支える認知神経基盤－人に対する優先的な注意の発達とその障害－

自閉スペクトラム症は、社会的コミュニケーションの障害と、限局的興味や強いこだわりを特徴とする発達障害であり、他者に向けられる注意の少なさは、最も多く報告される異常の一つである。社会的生物であるヒトには、『人』に対して優先的に注意を向ける傾向がある。この注意特性は、他者との関わりを通して発達とともに獲得され、効率的なコミュニケーションの実現に寄与すると考えられている。本研究は、『人』への注意がどのように発達するのか、健常者と自閉スペクトラム症者における『人』への注意の違いがいつ、どのように生じるのか、視線計測と脳画像を用い、そのメカニズムを明らかにすることを目的とする。