hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
運動時呼吸循環機能の統合的調節機構の解明 －上・下肢によるサイン波運動を用いて－

A+L運動において,LとAの単独運動と比較して,HRの位相が有意に遅い追従性を示したが,他の項目には差がなかった。また,下肢サイン波運動時の非運動肢への血流応答を,AT以上と以下の運動強度で検討した結果,両者共に明確な逆位相応答を示した。研究全体を通した成果をまとめると,上肢・下肢それぞれ単独の運動と,両者を組み合わせた上下肢同時運動を,種々の運動様式と強度の組み合わせで比較検討したが,予想とは異なり,最大下の運動である限り,上下肢同時運動の生理応答は,基本的には,上肢・下肢の単独運動での応答を加算した関係にあることが示された。また,運動時の循環系調節機構の統合的なしくみを探るために,下肢サイン波運動時の呼吸循環系の応答,特に脳と非運動肢への血流調節に注目し平行して研究を進めたが,両血流応答ともサイン波状応答は示すものの,脳血流はほぼ一定に維持されていたのに対して,上肢への血流は大きな振幅を伴う逆位相応答が顕著に認められた。前者の結果は,バスケットやボートといった上下肢同時運動の生理応答の理解に貢献する。後者の結果は,「なぜ,下肢での健康志向運動によって,抗動脈硬化作用が運動していない上肢へも波及するか」という今日的で実用的な課題解明への糸口を与える。上肢・下肢単独運動と,両者を組み合わせた上下肢同時運動を,サイン波・ステップ負荷の2つの運動様式で組み合わせ,呼吸循環系応答を検討した。結果は,最大下の運動である限り,上下肢同時運動の応答は,基本的には,上・下肢の単独運動での応答を加算した関係にあることがわかった。次に,下肢サイン波状運動時の呼吸循環系応答特性を,特に脳と非運動肢への血流調節に注目して検討した。その結果,両血流応答共にサイン波状応答は示すものの,脳血流はほぼ一定に維持されていたのに対して,上肢への血流は大きな振幅を伴う逆位相応答が認められ,筋血流も含め他の部位,臓器への血流配分とは異なる調節を受けていることがわかった。すでに当初の予定で計画していた平成26年度の実験はほぼ完了し,平成27年度で行う予定の実験内容の一部も,予備実験ではあるが年度内に行うことができた。また,平成27年度の実験で使用する予定の運動負荷装置の作成を,平成26年内に前倒しで行い,すぐに実験を開始できる状態になっている。平成28年度(最終年度)は,最終的な目的とした実験プロトコールである,2台の上肢・下肢用エルゴメータそれぞれを別個に運動強度制御し,stepならびにsin波状の運動を同時に種々の組み合わせ(ならびに運動強度領域)で負荷し,呼吸循環系を測定する。こららの実験結果,すなわち,上下肢同時負荷運動時の生体応答に基づいて,研究の最終目的である,下肢のみでなく上肢も同時に運動する際の呼吸循環機能の統合的な調節メカニズムの解明を試みる。運動生理学主テーマである,2台のエルゴメータを用いて,上肢と下肢別々に,ステップ状やサイン波状の運動を,同時に課すプロトコールの実施が可能となっているので,研究の主目的に沿った,各種の組み合わせでの実験を行っていく。今年度は,まず,サイン波状に負荷が変動する下肢エルゴメータ運動時に,同時に,サイン波状に負荷が変動する上肢エルゴメータ運動を加えた際の生理応答を観察する実験を行う予定である。当初,2年目(平成27年度)に作成予定の膝伸展運動補助装置を,研究計画が予想より早く推移したので,前倒し請求を行い,平成26年度末から平成27年度にかけて,特注品として作成した。特注で,かつ製作後,実際に使用しながら調整,改良を行う必要があったため,経費としてかなり大めに見積って前倒し請求を行ったが,実際には,そこまで経費がかさまなかったため,結果として残金が生じた。
双線形方程式を中心とした離散可積分系の研究

離散可積分系について、可積分性判定の観点から研究を行った。用いた主な道具は、特異点閉じ込め、代数的エントロピー、Laurent現象、互いに素条件、初期値空間などである。まず、特異点閉じ込めを通過するにもかかわらず非可積分となるような方程式について調べた。そのような方程式は、2階の常差分方程式ではHietarinta-Viallet方程式をはじめとして数多くの例が知られていた。今回、偏差分方程式において初めてとなる具体例を構成することに成功した。さらに、新しく発見した方程式を、昨年度まで研究していた互いに素条件を用いて解析した。その結果、特異点パターンに基づいた従属変数変換によって得られる方程式は非常に複雑な定義式を持つものの、Laurent性、既約性、互いに素条件など非常に良い性質を持っているということがわかった。ここで用いた手法は可積分方程式を特異点パターンに応じた変換によって双線形化するという手法の一般化となっており、一部の非可積分な偏差分方程式においてもこの手法が有効であるということがわかった。なお、今回得られた方程式はreductionによって高階の常差分方程式へと落ちるが、従属変数変換自体もそのまま対応する。続いて、自励系とは限らない2階の差分方程式を、初期値空間を用いて解析した。初期値空間を持つような2階の方程式の一般的性質を調べるとともに、そのような方程式の分類を試みた。その結果、2階の可積分非自励差分方程式であって初期値空間を持ち、なおかつ次数増大が非有界となるものは、坂井の意味での離散パンルヴェ方程式に限るという結果が得られた。27年度が最終年度であるため、記入しない。離散可積分系について、双線形化とLaurent現象という観点から研究を行った。まず、多次元格子上で定義された離散双線形方程式について、Laurent現象が成立するための領域の条件について調べた。その結果、特定の条件を満たす領域のうちひとつでLaurent現象が成立すれば、他の同様の領域上でもLaurent現象が成立するということがわかった。この条件は双線形方程式の形に依存したものなので、そのままでは双線形以外の方程式に適用することはできない。この条件に対応する非線形方程式の領域に関する条件を、双線形化と関連付けて考えることが次の課題である。離散KdV方程式の非線形形式の初期値問題について考察した。非線形形式の初期値問題と双線形形式の初期値問題を対応させ、双線形形式のLaurent性と既約性、および互いに素という性質を用いて、非線形形式の初期値問題の解の分子と分母の構造を調べた。これにより、離散KdV方樫式が特異点閉じ込めテストを通過することを、項の打消しという観点から説明することに成功した。また、QRT写像のひとつについても同様の結果を得たほか、非可積分系の方程式で項が打ち消さず無限に出現する例を確認した。Laurent現象の成立する離散双線形方程式がどの程度あるのかを調べた。方程式のパラメータが特別な場合に、コンピュータによる数値計算で厳密にLaurent性を否定する方法を発見した。この方法で実際に計算を行った結果、Laurent現象が成立する方程式の分類について予想を得た。離散可積分系について、特異点閉じ込めと代数的エントロピーを中心に研究を行った。まず、特異点閉じ込めの定式化である「互いに素」という条件を用いてさまざまな差分方程式を調べた。これまで一部の可積分方程式については、分子・分母の打ち消しパターンに関連した変換を用いると、方程式がLaurent性を持つ双線形方程式に変換されることが知られていた。今回、特異点閉じ込めの意味では可積分だが代数的エントロピーの意味では非可積分である一般化Hietarinta-Viallet方程式の分子・分母について調べたところ、双線形化の一般化のような性質を持った方程式への変換が得られ、これを用いることで方程式の代数的エントロピーが計算できた。なお、変換後の方程式はLaurent性を持つが、これまで知られていたタイプの方程式と大きく形が異なっており、今後詳しい性質を調べる必要がある。また、2階の差分方程式を初期値空間という観点から調べた。2階の差分方程式については、方程式が特異点閉じ込めを通過することと初期値空間が構成可能なことが同じであり、初期値空間が作れれば、代数幾何学的手法を用いて方程式の性質を調べることができる。今回数多くの方程式を具体的に調べた結果、初期値空間を持つ2階の非自励方程式では、非自励項の発展が初期値空間におけるPicard群への作用と同じになるという予想を得た。この予想を用いれば、特異点閉じ込めを通過する2階の方程式については、特異点閉じ込めのみから代数的エントロピーが計算できるようになる。

その結果、特異点パターンに基づいた従属変数変換によって得られる方程式は非常に複雑な定義式を持つものの、Laurent性、既約性、互いに素条件など非常に良い性質を持っているということがわかった。ここで用いた手法は可積分方程式を特異点パターンに応じた変換によって双線形化するという手法の一般化となっており、一部の非可積分な偏差分方程式においてもこの手法が有効であるということがわかった。なお、今回得られた方程式はreductionによって高階の常差分方程式へと落ちるが、従属変数変換自体もそのまま対応する。続いて、自励系とは限らない2階の差分方程式を、初期値空間を用いて解析した。初期値空間を持つような2階の方程式の一般的性質を調べるとともに、そのような方程式の分類を試みた。その結果、2階の可積分非自励差分方程式であって初期値空間を持ち、なおかつ次数増大が非有界となるものは、坂井の意味での離散パンルヴェ方程式に限るという結果が得られた。現在1次元格子上の方程式については当初の計画を超えて研究が進展している一方、多次元格子上の方程式については研究が計画よりも少し遅れているため。27年度が最終年度であるため、記入しない。来年度も引き続き特異点閉じ込めと代数的エントロピーに関する研究を進める。方程式の従属変数を変換してLaurent性を持つ方程式を得る際、双線形方程式だけ考えるのでは足りないことがわかってきたため、双線形とは限らない方程式についても性質を調べる。また、初期値空間を用いた代数幾何学的議論が、特異点閉じ込めと代数的エントロピーの関係を明らかにするうえで有効だとわかったため、この手法を積極的に用いることにする。来年度以降に計画していた、Laurent現象の成立する双線形方程式の分類、双線形形式と非線形形式の初期値問題の対応、項の打消しを用いた特異点閉じ込めの言い換えなどで多くの進展があった一方、非線形形式の領域の条件の定式化など、本年度の計画が完全に達成されたわけではないため。来年度は、まずLaurent現象の成立する離散双線形方程式の分類に関する予想の証明を試みる。この予想を証明できれば、分類にしたがって個々の方程式の代数的エントロピーを求めることができる。また、双線形形式と非線形形式の初期値問題の対応は、現在のところ離散KdV方程式やQRT写像の一部について構成できたが、これをより一般の方程式で考える。その際、非線形方程式の領域が解にどのような影響を与えるかについても調べる。
癌退縮における活性化好酸球の役割に関する免疫学的研究

担癌患者の中では特に食道癌、肺癌に好酸球増多を呈すものが多く、これらの患者の好酸球を分離し実験を進めた。担癌患者の好酸球は非担癌患者より採取したものと比較すると、低比重好酸球の比率および癌細胞株に対するADCC活性では有意差は認めなかった。ところが我々はこれらの患者にLAK療法を行うと低比重好酸球即ち活性化好酸球が増加することに注目し、まずLAK細胞培養上清で正常な好酸球を刺激し機能の変化を検討した。その結果、LAK細胞培養上清は好酸球の遊走能、接着能、活性酸素産生能、ADCC活性を何れも有意に増強することが確認された。さらに、LAK細胞培養上清中のIL-5濃度は有意に高く、好酸球活性化にはこのサイトカインが大きく関与することも明らかとなった。また正常好酸球をIL-5で刺激すると好酸球表面補体レセプターやグロブリンレセプターの発現が対照と比べ有意に強く、ADCC活性も増強した。しかしながら、癌患者血清中のIL-5濃度は非担癌患者と比較して明らかな差はなく、また癌種による違いも認められなかった。in vivoで担癌マウスにIL-5を局注すると、局所の好酸球数の増加は見られるが、腫瘍の退縮については明らかな差は認められなかった。一方、in vitroでヒトLAK細胞をIL-5で刺激するとLAK活性は増強することが判明した。以上の検討より、LAK療法において増加する好酸球は明らかに抗腫瘍活性をもち、臨床効果の予測にも有用なものと考えられた。さらには従来のLAK療法にIL-5を加えることによって治療効果を相乗的に高めることができる可能性が示唆された。担癌患者の中では特に食道癌、肺癌に好酸球増多を呈するものが多く、これらの患者の好酸球を分離し実験を押し進めた。担癌患者の好酸球は非担癌患者より採取したものと比較すると、低比重好酸球の比率及び癌細胞に対するADCC assayでは有意差は認めなかった。しかしながら、これらの患者にLAK療法や放射線療法が加えられるとIL-5、GM-CSFで刺激した時の好酸球表面補体レセプターやグロブリンレセプターの発現が非担癌患者の好酸球よりも強く、また癌細胞に対する感受性が高いものと考えられた。癌患者血清中のIL-5濃度は非担癌患者と比較しては明かな差はなく、また癌種による違いも認められなかった。in vitroの実験では担癌マウスにIL-5を局注した場合、局所の好酸球数の増加は見られるが、腫瘍の退縮についてはまだ個体数が少ないこともあり一定の傾向は得られていない。これからの課題と考えられる。ヒトLAK細胞をIL-5で刺激するとLAK活性は増強することが確認された。担癌マウスにおいてもIL-5刺激LAK細胞の投与は通常のLAK細胞よりも強い抗腫瘍効果のあることが判明した。現在、癌種、投与法、投与interval等を変えて制癌作用の最も強くなる条件を検討し、実験モデルの確立を急いでいる。以上の実験系でGM-CSFではin vitroでの好酸球の腫瘍障害性の増強作用がIL-5と比較すると微弱であること、またマウスに対する毒性が非常に強いためin vitroでの実験系はほとんど進んでいないことを考慮し、来年度にはサイトカインとしてはIL-5だけに絞って実験を進める計画である。

ところが我々はこれらの患者にLAK療法を行うと低比重好酸球即ち活性化好酸球が増加することに注目し、まずLAK細胞培養上清で正常な好酸球を刺激し機能の変化を検討した。その結果、LAK細胞培養上清は好酸球の遊走能、接着能、活性酸素産生能、ADCC活性を何れも有意に増強することが確認された。さらに、LAK細胞培養上清中のIL-5濃度は有意に高く、好酸球活性化にはこのサイトカインが大きく関与することも明らかとなった。また正常好酸球をIL-5で刺激すると好酸球表面補体レセプターやグロブリンレセプターの発現が対照と比べ有意に強く、ADCC活性も増強した。しかしながら、癌患者血清中のIL-5濃度は悲担癌患者と比較して明らかな差はなく、また癌種による違いも認められなかった。in vivoで担癌マウスにIL-5を局注すると、局所の好酸球数の増加は見られるが、腫瘍の退縮については明かな差は認められなかった。一方、in vitroでヒトLAK細胞をIL-5で刺激するとLAK活性は増強することが判明した。以上の検討より、LAK療法において増加する好酸球は明かに抗腫瘍活性をもち、臨床効果の予測にも有用なものと考えられた。さらには従来のLAK療法にIL-5を加えることによって治療効果を相乗的に高めることができる可能性が示唆された。
間隙圧伝播による盛土や緩傾斜地盤の進行性遅れ破壊現象の解明とその予測手法開発

地震の主要動が終わってから,数分後に盛土や緩傾斜地盤が崩壊する「進行性遅れ破壊現象」が注目されている.2003年5月の三陸南地震と同7月の宮城県北部地震では,相次いで細粒分を20-30%含む砂質の盛土斜面が非常によく似た形態で泥流状になって崩壊した.堆積した土砂は多くの水を含み泥流状になっていたことから,土粒子間隙中の水が関係していることは明白である.本研究はこのような現象の機構解明とこれを予測するための手法を開発することを目的としている.この現象には振動によって発生した過剰間隙水圧が大きく関係し,遅れ破壊は水圧の伝播に時間を要したことが原因であり,これらがこの現象のメカニズムの本筋であると考えられる.本研究の成果は、下記のとおりである.(1)不飽和砂質土の非排気非排水繰返しせん断時の液状化機構を間隙空気圧と土粒子骨格の体積収縮特性に基づいて定量的に評価できる考え方を示すとともに、実験的に実証した.この成果は,不飽和砂質土の液状化機構を解明したことに相当する.(2)飽和砂質土の液状化後の残留変形特性を要素試験から検討し,せん断変形と体積収縮特性がダイレイタンシー特性に関係づけられることを示した.変形性能に基づく液状化抵抗を評価する方法に応用可能である.(3)ジオスライサーと呼ばれる地層抜き取り調査手法を用いて,1964年の新潟地震における液状化時の側方流動変形の痕跡の形態を明らかにした.(4)野外模型盛土地盤の水分量のモニタリングを2年間行って,年間を通じた水分量やサクションの変化を把握した.降雨量による土の水分量変化や蒸発散特性を計測する方法を示した.(5)間隙水圧の伝播や前震による残留過剰間隙水圧を考慮した斜面の動的安定解析コードを開発し,事例解析を行った.地震の主要動が終わってから,数分後に盛土や緩傾斜地盤が崩壊する「進行性遅れ破壊現象」が注目されている.2003年5月の三陸南地震と同7月の宮城県北部地震では,相次いで細粒分を20-30%含む砂質の盛土斜面が非常によく似た形態で泥流状になって崩壊した.堆積した土砂は多くの水を含み泥流状になっていたことから,土粒子間隙中の水が関係していることは明白である.本研究はこのような現象の機構解明とこれを予測するための手法を開発することを目的としている.この現象には振動によって発生した過剰間隙水圧が大きく関係し,遅れ破壊は水圧の伝播に時間を要したことが原因であり,これらがこの現象のメカニズムの本筋であると考えられる.本研究の成果は、下記のとおりである.(1)不飽和砂質土の非排気非排水繰返しせん断時の液状化機構を間隙空気圧と土粒子骨格の体積収縮特性に基づいて定量的に評価できる考え方を示すとともに、実験的に実証した.この成果は,不飽和砂質土の液状化機構を解明したことに相当する.(2)飽和砂質土の液状化後の残留変形特性を要素試験から検討し,せん断変形と体積収縮特性がダイレイタンシー特性に関係づけられることを示した.変形性能に基づく液状化抵抗を評価する方法に応用可能である.(3)ジオスライサーと呼ばれる地層抜き取り調査手法を用いて,1964年の新潟地震における液状化時の側方流動変形の痕跡の形態を明らかにした.(4)野外模型盛土地盤の水分量のモニタリングを2年間行って,年間を通じた水分量やサクションの変化を把握した.降雨量による土の水分量変化や蒸発散特性を計測する方法を示した.(5)間隙水圧の伝播や前震による残留過剰間隙水圧を考慮した斜面の動的安定解析コードを開発し,事例解析を行った.本研究は,地震の主要動が終わってから,数分後に盛土や緩傾斜地盤が崩壊する「進行性遅れ破壊現象」の機構解明とこれを予測するための手法を開発することを目的としている.平成16年度の研究実績1.地震時に震動が終わってから変形が進行した事例,火山灰質砂質土が泥流状崩壊をした事例を調査分析した.2.細粒分を比較的多く含む砂質土地盤が地震前にどの程度の間隙水を保水していたのか,その初期状態を定量的に明らかにすることを目的として,泥流化崩壊を起こした火山灰質砂質土の水分特性を保水性試験から明らかにした.3.野外において模型盛土を作成し,降雨・浸透・蒸発などによる地盤の水分状態の変化を観測した.同時に,実河川盛土中に設置された水分計のデータを分析した.4.既存の三軸試験機を不飽和土用に改良し,繰返しせん断中のサクションの変化を計測した.その結果,せん断中にサクションが低下することを確認し,不飽和状態であっても,空気の封入形態によって,有効応力がなくなることを明らかにした.5.液状化した地盤が,間隙水を消散するときの体積変化特性をモデル化し,有効応力解析に組み込んだ.6.不飽和土に適用できる中空ねじり試験装置を設計し,実験室に導入した.これらの成果は,国内および国際会議に発表した.本研究は,地震の主要動が終わってから,数分後に盛土や緩傾斜地盤が崩壊する「進行性遅れ破壊現象」の機構解明とこれを予測するための手法を開発することを目的としている.本年度の研究実績は以下の通りである。

1.信濃川下流部の河川敷において,深度8mの地層抜き取り調査を実施した。この調査は,国土交通省信濃川下流工事事務所の協力の下に実施したものである。調査の結果,河川敷は地表から,地震後の河床掘削土砂による盛土部分(約3m),砂とシルトの互層からなる旧河床部分(3m)きれいな砂層(地表6m)で構成されているが,下層砂層と旧河床互層部の境界が地震によって大きく乱れ,液状化による砂脈の貫入の痕跡が明瞭に認められた。1964年の新潟地震の際に,6m以深の砂層が液状化したこと,境界部での層序の乱れがあること確認され,流動変形の痕跡を明らかにした。現在,詳細な土層の年代測定などの分析を進めている。2.不飽和土に対して,繰返しせん断中の間隙水圧・間隙空気圧の変化を計測した中空ねじり試験を実施した。その結果から,不飽和土が有効応力を失う状態を考察し,不飽和土が液状化する条件を明らかにした。すなわち,不飽和土であっても,土粒子骨格が緩い場合には,非排気非排水条件下で間隙空気体積が収縮することによって,間隙空気圧と間隙水圧が初期有効拘束圧まで上昇することを実験的に示し,不飽和土の液状化は,土骨格の緩さ,飽和度,初期有効拘束圧に依存することを示した。3.野外模型盛土地盤の水分量を連続計測し,盛土材料の違いによる水分量変化を把握した。4.地震時に流動性崩壊の可能性のある谷埋め盛土を調査し,次年度以降のモニタリングのための予備的試験を実施した。これらの成果は,国内および国際会議に発表あるいは発表予定である.本研究は,地震の主要動が終わってから,数分後に盛土や緩傾斜地盤が崩壊する「進行性遅れ破壊現象」の機構解明とこれを予測するための手法を開発することを目的としている.平成18年度の研究実績1)信濃川下流部の河川敷において昨年度に実施した地層抜き取り調査結果を整理し,学術論文として投稿した。2)野外において作成した模型盛土中のサクションを新たに計測し,水分特性のヒステリシスを把握した。計測結果は解析中である。3)きれいな砂を対象とした不飽和砂に対して,繰返しせん断中の間隙水圧・間隙空気圧の変化を計測した中空ねじり試験を実施した。その結果から,普遍的な不飽和土が有効応力を失う状態は,間隙空気圧と間隙水圧が初期有効拘束圧まで上昇することであることを示し,不飽和土の液状化は,土骨格の緩さ,飽和度,初期有効拘束圧に依存することを示した。この成果は国際会議で発表し,大きな関心を示された.4)空気・水・土粒子からなる三相混合体の動的・有限変形解析手法の定式化を行い,解析プログラムをコード化した。作成プログラムを検証し,具体的な境界値問題に適用できるようにした。5)野外の谷埋め盛土斜面に地震計・水分計・間隙水圧計・流量計などを設置し,降雨時・地震時の盛土の挙動観測システムを構築した。現在,観測中である。これらの成果は,国内および国際会議において発表した.また,一部の成果は,国際ジャーナル誌に投稿し,査読中である。地震の主要動が終わってから,数分後に盛土や緩傾斜地盤が崩壊する「進行性遅れ破壊現象」が注目されている.2003年5月の三陸南地震と同7月の宮城県北部地震では,相次いで細粒分を20-30%含む砂質の盛土斜面が非常によく似た形態で泥流状になって崩壊した.堆積した土砂は多くの水を含み泥流状になっていたことから,土粒子間隙中の水が関係していることは明白である.本研究はこのような現象の機構解明とこれを予測するための手法を開発することを目的としている.
神経回路メカニズムの解明に向けた神経狙い撃ち制御法及び高感度神経抑制分子の開発

光遺伝学は,動物の行動と神経活動のパターンをリンクさせ,神経回路のメカニズムを細胞レベルで理解するためのツールとして,大きな注目を集めている.本研究では,2015年に発見されたアニオンチャネルロドプシン(ACR)を動物に発現させることで,「より強力かつ安全な神経抑制」を実現し,その有用性の検証として,線虫における「神経回路メカニズムの解明」を目指した.2018年8月2019年3月の期間において,ACRを発現する線虫の発現系を確立し,代表的な抑制性ロドプシン(AR3)との比較からACRの光遺伝学における有用性を検証した.1行動麻痺する線虫の割合から, ACRの方がAR3と比べおよそ1000倍高い光感度を持つことを実証した.2長時間露光における線虫の生存率から,AR3とACRの毒性を調べた.AR3を発現する線虫は30時間以内に全滅したのに対し,ACRを発現する線虫は30時間経過後もほとんど生き延びることが分かった.外向きプロトンポンプとして機能するAR3に長時間光を照射することで,細胞外のpHが下がり,線虫の神経細胞にアポトーシスが起きたと考えられる.3ACRの持続的な神経抑制効果をオレキシン神経の自然発火率を用いて調査した.AR3では光照射開始からおよそ1分後に自然発火が始まってしまうのに対し,ACRは光照射から5分後においても自然発火を抑制できることが明らかになった.以上のことから,ACRは1光感度,2光毒性,3持続的抑制の観点から,極めて有用な光遺伝学ツールになることが明らかになった.以上の研究成果は,査読論文誌Scientific Reportsに提出済みである.平成30年度が最終年度であるため、記入しない。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
中小企業経営者における職業性ストレスの尺度開発と実態解明の研究

中小企業経営者は、業務の過重負荷や責任の重さによって職業性ストレスが高いことが考えられるが、その実態は明らかにされていない。近年では、中小企業の従業員に対するメンタルヘルス対策の法整備が進んでいるものの、経営者についての対策は行われていない。将来的には、経営者のメンタルヘルスケアを支援する対策や制度が必要であると考えられるが、先行研究が少なく調査尺度も一貫性がないため、検討すべき基礎データがないのが現状である。本研究の目的は、我が国における中小企業経営者の職業性ストレスの特性に応じた尺度の開発と評価方法を検討することにより、中小企業経営者の職業性ストレスの実態を解明することである。
高額な抗がん剤に関する薬剤経済的分析と意思決定のための研究

本年度は高額な抗癌剤の医療経済評価として、(1)大腸癌術後補助療法におけるFOLFOX療法の費用効果分析、(2)転移性大腸癌におけるK-ras遺伝子検査とcetuximab療法の費用効果分析を行った。大腸癌術後補助療法におけるFOLFOX療法は、欧米ではstageIIIの大腸癌における補助療法として標準療法としての地位を占めているが、日本では大腸癌の手術成績がよいとされることなどから、使用の是非が分かれている。また、転移性大腸癌におけるcetuximab療法は非常に高額な治療法であり、その費用対効果が欧米では大きな課題となっている。加えてcetuximab療法においては近年、K-ras遺伝子が変異しているとcetuximabが無効であることが明らかになりつつあり、K-ras遺伝子検査を行うことによってcetuximab療法の費用対効果が改善することが期待されている。本年度は、両研究において費用対効果を推定するための医療経済学的モデルを作成した。術後補助療法におけるFOLFOX療法においては、生存期間や資源消費量に関して被験者レベルでデータを得ることができたため、Boagのcure modelを用いてFOLFOX療法による生存期間や生存期間を効用値で調整した質調整生存年(QALY)の値を推定することができた。また、転移性大腸癌におけるcetuximab療法においては海外の臨床試験データを用いてMarkovモデルを作成した。いずれのモデル化の作業においても臨床試験によって得られた生存曲線(Kaplan-Meier曲線)とモデルによって得られた生存曲線を比較すると後者が前者を十分にトレースできており、モデル化の妥当性が示されたと考えられる。今後はこれらの作成したモデルを微調整しながら、コストに関するデータを収集し費用対効果の算出まで行っていく予定である。
建設コスト縮減を目指した鋼アーチ橋梁の開発に関する研究

実際に供用され、最近数年間に建設された100200m程度の上路及び中路鋼アーチ橋梁20橋以上について、アーチ主部材の形状寸法、使用した示法書、断面形状、鋼種及び建設コストなどの設計データの資料収集を行った。これよりアーチリブの断面形状、補剛断面のフランジとウエブの幅厚比パラメータ及び補剛材の剛比との関係を詳細に検討した。次に、アーチ橋の耐震設計に必要な非線形動的解析法として、実アーチ橋梁の代表的な断面を対象に、軸力N、曲げモーメントM及びねじりTが作用する場合の復元力モデル(M-φ関係)及び相関強度曲線を誘導した。解析は、現有の弾塑性有限変位FEM解析プログラムを用い、幅厚比パラメータを変化させた断面を有する短柱部材を取り出して行った。短柱部材であれば、真直ぐな部材でも曲がり部材でもどちらも利用可能となる。この耐荷力解析より、N-M-M-T関係を導出した。また、同時に単一材の鋼アーチ模型を製作して自重を載荷した状態に面外の繰り返し荷重を作用させる実験を実施して、軸力、曲げ及びねじりが作用する場合の挙動特性と実現象を観察した。また、これらの実験結果と解析プログラムの比較検討を実施した。開発したM-φの復元力モデルと相関強度曲線を用いた3次元非線形動的解析法を既存のファイバー要素を用いた動的解析プログラムとの比較により、その妥当性について検討を行った。橋脚のハイブリッド実験との比較検討および上路式アーチ橋の3次元的動的挙動解析結果より、提案手法は解析時間や精度の面でも有効性及び妥当性が確認された。しかし、今後アーチ橋の耐震設計における照査に適用するために更に解析例を通して精度を向上させる必要があることがわかった。また、コスト縮減が可能な新アーチ構造形式の可能性は得られた。また、鋼アーチ橋の耐震設計に関する基礎データが不足しており、早急に実施されることが望まれる。実際に供用されている100200m程度の上路アーチ橋梁について、アーチ主部材の断面形状、鋼種及び建設コストなどの設計データの資料収集を行った。これよりアーチリブの断面形状について、補剛断面のフランジとウエブの幅厚比パラメータと補剛材の剛比との間には比例関係が存在することを明らかにした。次に、このアーチリブの設計データを基にして、解析パラメータを選定して弾塑性有限変位解析法により耐荷力解析を行なった。特に、従来型のアーチと曲がり部材を用いたアーチモデルの耐荷力解析を実施して、面内荷重及び風や地震などの面外荷重が作用する場合の補剛桁及びアーチ部材に作用する、軸力、面内曲げモーメント、面外曲げモーメント及びねじりモーメントの関係を解析的に明らかにした。並行して、アーチ橋梁の代表的な断面について、曲がり部材で構成したアーチ模型と従来型のアーチ模型を製作して実験を実施して、静的な実験により実現象を観察した。アーチ橋が地震を受けた場合の耐震設計に必要な非線形動的解析法を確立するためには、軸力の影響を考慮した2軸曲げモーメント及びねじりが作用する場合の復元力モデルの開発と相関強度曲線が不可欠である。そこで、現有の弾塑性有限変位FEMプログラムを用いて上で求めた幅厚比パラメータを変化させた断面を有する短柱部材を取り出し、軸力を変化させながら面外及び面内曲げを繰返し作用させて最大強度と挙動を解析した。解析結果より、軸力とひずみ及び面内曲げと面外曲げ-曲率関係のそれぞれのスケルトンカーブを求め、復元力モデルを提示した。

また、アーチリブの軸力、面外曲げ及び内曲げを受ける場合の局部座屈を考慮した相関強度曲線を定式化した。これらを3次元動的骨組解析プログラムに取りこみ、実橋を対象にした非線形動的解析を行い、アーチ橋の耐震設計では相関強度の考慮の重要性を明らかにした。昨年に続いて、実際に供用され、最近数年館に建設された100200m程度の上路及び中路鋼アーチ橋梁20橋以上について、アーチ主部材の形状寸法、使用司法書、断面形状、鋼種及び建設コストなどの設計データの資料収集を行った。これよりアーチリブの断面形状、補剛断面のフランジとウエブの幅厚比パラメータと補剛材の剛比と関係を詳細に検討し、明らかにした。次に、アーチ橋が地震を受けた場合の耐震設計に必要な非線形動的解析法を確立を目指して、軸力の影響を考慮した曲げモーメント及びねじりが作用する場合の復元力モデルの開発と相関強度曲線の誘導を実施した。実アーチ橋梁の代表的な断面を取り出し、軸力NとねじりTを受ける場合及びねじりがM-φ曲線に及ぼす影響について検討した。解析は、現有の弾塑性有限変位FEMプログラムを用い、幅厚比パラメータを変化させた断面を有する短柱部材を取り出して行った。短柱部材であれば、真直ぐな部材でも曲がり部材でもどちらも利用可能となる。この耐荷力解析より軸力がねじりに及ぼす影響やN-Tの相関強度曲線を導いた。また、同時に単一材の鋼アーチ模型を製作して自重を載荷した状態に面外の繰り返し荷重を作用させる実験を実施して、軸力、曲げ及びねじりが作用する場合の挙動特性と実現象を考察した。現在、これらの実験結果と解析プログラムの比較検討を実施している。実橋梁の設計データをもとに解析モデルを作成し、開発したN-T相関強度曲線を3次元非線形動的解析法に導入しようとしたが、妥当な解が得られず更に改良が必要となった。しかし、軸力変動がアーチの曲げ挙動に及ぼす影響が明らかになり、アーチ橋の耐震設計に3次元非線形動的解析の重要性が確認された。前年度の実績をもとに、アーチ橋の耐震設計に必要な非線形動的解析法の確立及びコスト縮減の対象となる構造形式を求めて研究を行った。アーチ橋の耐震設計においては、地震動を入力して非線形動的応答解析を実施して挙動特性を把握するが、耐震照査を行う場合、塑性域に達することを許すのか、また、許した場合はどの程度であれば妥当なのか、最大変位で制御するにはどうする方法等の問題が解決されなくてはならない。そこで、今年度は、代表的な上路式鋼アーチ橋を23橋選定し、骨組要素を用いた弾塑性有限変位解析を行ってその挙動ならび塑性化が生じやすい断面のひずみと面外変位、面内変位関係を明らかにした。アーチ支間長とひずみ及び変位の関係を求めたが、アーチの補剛形式や構造により変形挙動に差が生じた。また、解析結果のデータ数も十分でないことなどから、有効は照査方法の定式化はできなかった。一方、昨年度までに開発したM-φの復元力モデルと相関強度曲線を用いた3次元非線形動的解析法を今年度は更に改良を加え、既存のファイバー要素を用いた市販の動的解析プログラムTDAPIIIとの比較を通して、その妥当性について検討を行った。橋脚のハイブリッド実験との比較検討および上路式アーチ橋の3次元的動的挙動解析結果より、提案手法は解析時間や精度の面でも有効性及び妥当性が確認された。しかし、今後アーチ橋の耐震設計における照査に適用するために更に解析例を通して精度向上が求められる。
表面あらさを考慮した乱流潤滑問題の研究

タービンやコンプレッサに代表される回転機械の大形化・高速化、低動粘度の流体を潤滑剤として使用する特殊な軸受の出現、高速回転軸用シール内の流れの乱流化などにともなって、乱流潤滑問題に対する関心は最近ますます高まってきている。同時に、乱流潤滑に関する研究も活発に行なわれてきており、すでに数多くの乱流潤滑理論が公表されている。しかしながら、従来の理論はいずれも潤滑面が完全になめらかであるという前提のもとに展開されており、表面あらさの影響は一切考慮されていない。そこで本研究では、まず表面あらさが一様に分布する二壁面間の圧力流れとせん断流れについて、それぞれの流れに対する摩擦抵抗法則を乱流境界層の対数速度分布式を利用して別個に定式化し、両者の間に類似性が存在することに注目して、表面あらさの影響を考慮した修正乱流潤滑方程式と修正乱流係数に関する非線形連立方程式を導出した。次に、この一般方程式を表面あらさを有するジャーナルすべり軸受に適用して、差分法と緩和加速法を用いて数値解析し、圧力分布、ゾンマーフェルド数、偏心角、摩擦係数、流量などの静特性、及び弾性係数、減衰係数、ホワール開始速度、ジャーナル中心軌跡の時間的変化などの動特性を求めて、表面あらさがこれらの静及び動特性に及ぼす影響を理論的に明らかにした。さらに、表面あらさの突起高さ(最大あらさ)の異なる三種のジャーナル軸受を製作して、軸受の偏心角と偏心率を広範囲のゾンマーフェルド数領域に対して測定した。また、ジャーナル中心の時間的変化を広範囲の回転数領域に対して実験的に検討した。これらの理論並びに実験的検討から、表面あらさは膜圧力、負荷能力、摩擦係数を増大させ、流量とホワール開始速度を低下させることが明らかとなった。また、理論解析結果と実験結果は良く一致し、理論の妥当性が確かめられた。
シナプス形成におけるニューレグリンと神経活動の役割

これまで我々は、神経細胞がもつ電気的活動(自発発火を含む)のパターンが、環境(Epigenetic factor)に依存した神経回路形成と発達において重要ではないかといった仮説のもと実験をおこなってきた。現在、分子生物学的立場から神経活動パターンと分子の動きとの関係を明らかにし、神経活動パターンのもつ意味を分子生物学的に解析し、分子の動きとして説明できないかと考えており、分子生物学的側面から神経活動パターンのうち重要なパラメーターが何であるかの抽出を行っている。上記仮説を検証するために、これまでField Stimulationにより多量の培養細胞を同時に同じ条件で刺激できる電気刺激装置の開発を行い、複数の分子の挙動と神経活動のパターンとの関係を解析してきた。そのうち多機能分化増殖因子であるニューレグリン(NRG)は高頻度刺激により発現が上がり、かつNRG蛋白の蛋白分断が周波数依存的に制御され、NRG分子が神経活動により制御されていると同時にNRG自身により神経活動のパターンが制御されていることが明らかとなってきた。本年度の研究によりNRGは神経活動のパターンの影響をうけかつパターンを制御するモジュレーターとして機能している可能性が高いことが示唆された。NRGは神経系の発生分化修復に幅広く関与し、特にシナプスでは神経伝達物質受容体やイオンチャネルの活性を制御することが報告されており、シナプスの状態を制御する分子といえる。本年度は、上記刺激装置をより完壁なシステムとして、常法の電気生理学的方法やカルシウムイメージング法とカップルさせることにより、NRGをはじめとし、神経活動パターン/細胞内カルシウム濃度/分子の挙動との関係を明らかにできるシステムの確立に成功したと同時にNRG分子の挙動(特にNRG蛋白分断)と神経活動のパターンとの関係が証明できた。我々は、神経細胞がもつパターン化された電気的活動(自発発火を含む)が、環境(Epigenetic factor)に依存した神経回路形成と発達において重要であるといった仮説のもと実験をおこなっている。同じ遺伝学的背景を持つ神経細胞でも、細胞を取り巻く環境により異なる特徴、歴史を持つ。それらの情報は神経活動のパターンとして貯えられているのではないかと考えている。現在、分子生物学的立場から神経活動のパターンと分子の動きとの関係を明らかにすることにより、神経回路の運命を電気的な信号パターンを用いたプログラムに置き換える試みをしている。本研究の意義は脳の情報処理システムの基本原理に迫ると同時に、治療用のデバイスの開発といった視点から世界の注目を集めている。本研究では、シナプス形成と維持に重要と考えられる多機能分子ニューレグリンに着目している。ニューレグリンはシナプス形成において多段階に機能しているが、ニューレグリンの役割の変遷と神経活動との関係を追っていくことにより、神経活動のパターンと分子の動き、神経細胞、回路の変化との関係を明らかにしようと考えている。ニューレグリン蛋白は、小脳顆粒細胞-苔状線維間のシナプス形成において、刺激依存的な蛋白の発現、局在、凝集、蛋白分断が観察され、一分子の多段階な機能によりシナプスは単なる接触から意味ある結合へと変化し、シナプスの発達に伴いNMDA受容体とGABAA受容体間の協調に重要な役割を果たしている可能性が示唆されている。本年度は、1)ニューレグリンの役割の変遷と神経活動との関係を追っていくことにより、神経活動のパターンと分子の動き、神経細胞、回路の変化との関係を明らかにした。2)橋核神経細胞と小脳顆粒細胞の初代培養細胞に様々なパターンの電気刺激を加え、ニューレグリンの発現、分布、蛋白分断がどのような刺激パターンで変化するかを調べた。3)NMDA受容体とGABAA受容体の各サブユニットの発現の変化を定量化RT-PCR法を用いることにより観察した。4)NMDA受容体とGABAA受容体のアンタゴニスト、Na+チャンネルブロッカー、TTX等を用いた薬理学的実験を行うことにより、各チャンネルと神経活動のパターンとの関係を明らかにした。
IgA腎症の発症の病因解明に関する研究(Haemophilus parainfluenzae抗原および抗体の関与について)

本研究では、IgA腎症の発症の病因として、Haemophilus parainfluenzae(HP)の外膜成分に対するIgA型免疫複合体に焦点を絞り研究を遂行し、以下に示す新たな知見を得た。1.IgA、IgGおよびIgM型抗HP抗体は、IgA腎症および他の糸球体疾患の全患者血清中に存在し、それらは分子量19.5、30、33および40.5kDのHP外膜成分を認識した。2.HPの外膜抗原は、アミノ酸配列からHaemophilus influenzae(HI)の外膜蛋白のP6 precursor、P5およびP2と高い相同性を示す、HP固有の外膜抗原であることが明らかとなった。3.IgA腎症群ではIgA型抗体価と、糸球体病変の程度および腎内細動脈硬化の有無との間に有意な相関が認められた。4.HPに対するIgA型およびIgG型抗体の抗体価は、IgA腎症群では他の糸球体疾患群に比して有意に高値を示した。5.IgA腎症群において、HPに対するIgA型とIgG型、IgA型とIgM型、およびIgG型とIgM型抗体の抗体価の間に、有意な相関を認めた。6.IgA腎症群においては、糸球体病変が高度なほど、IgA型抗HP抗体価は高値を示した。以上より、IgA腎症患者血清中に、IgA型、IgG型およびIgM型抗HP抗体が存在し、それらはHIの外膜成分と高い相同性を示すHP固有の外膜成分を認識し、特にIgA型抗体価は、IgA腎症患者の糸球体病変の程度、硬価病変の有無、腎内(細)動脈硬化病変の有無および肉眼的血尿の有無と高い関連性がある、との結論を得た。さらに、IgA腎症患者は、HPの外膜抗原に対してpolyclonal activationを伴うIgAクラススイッチによる抗体産生系が活性化されており、特異的にIgA型抗HP抗体を産生することにより、HP抗原との免疫複合体を形成し、糸球体沈着を惹起することより、IgA腎症の糸球体病変を引き起こすことが示唆される、との結論を得た。本研究では、IgA腎症の発症の病因として、Haemophilus parainfluenzae(HP)の外膜成分に対するlgA型免疫複合体に焦点を絞り、本症患者血清中の抗HP抗体の性状およびその抗体価と腎組織病変との関係を解明することを目的とし、研究を遂行した。そのため、研究実施計画に沿って、IgA腎症44例と他の糸球体疾患39例において、HPの外観の構成成分を抗原として、ELISAによる患者血清中のHPに対するIgA,IgG,IgM型抗体を測定し、糸球体病変との関係を検討した結果、以下に示す新たな知見を得た。1.HPに対するIgA型およびIgG型抗体価は、IgA腎症群では、他の糸球体疾患群に比して有意に高値を示した(p,0.0005、p,0.001)。また、IgM型抗体価も、IgA腎症群において高値であった。2.IgA腎症群において、HPに対するIgA型とIgG型、IgA型とIgM型、およびIgG型とIgM型抗体価の間に、有意な相関を認めた(p<0.02、p<0.02、p<0.05)。

一方、他の糸球体疾患群においては、HPに対するIgG型とIgM型の抗体値の間にのみ、有意な相関を認めた(p<0.05)。3.抗HP抗体値が、血清中の免疫グロブリンの上昇につれて、非特異的に上昇を示しているのか、検討した結果、IgA腎症においては、血清IgA値とIgA型抗体値、および、血清IgG値とIgG型抗体値の関係では、有意な相関が認められなかった。一方、他の糸球体疾患群においては、血清IgG値とIgG型抗体値、および、血清IgM値とIgM型抗体値の関係では、有意な相関が認められた。4.IgA腎症群においては、糸球体病変が高度なほど、IgA型抗HP抗体値は高値を示した。以上より、IgA腎症患者は、HPの外膜抗原に対してpolyclonal activationを伴うIgAクラススイッチによる抗体産生系が活性化されており、特異的にIgA型抗HP抗体を産生することにより、HP抗原との免疫複合体を形成し、糸球体沈着を惹起することにより、IgA腎症の糸球体病変を引き起こすことが示唆される、との結論を得た。本研究では、IgA腎症の発症の病因として、Haemophilus parainfluenzae(HP)の外膜成分に対するIgA型免疫複合体に焦点を絞り、本症患者血清中の抗HP抗体の性状およびその抗体価と腎組織病変との関係を解明することを目的とし、研究を遂行した。そのため、研究実施計画に沿って、IgA腎症44例と他の糸球体疾患62例において、HPの外膜の構成成分を抗原として、ELISAによる患者血清中のHPに対するIgA、IgG、IgM型抗体を測定し、腎組織病変との関係およびHPの外膜抗原のアミノ酸分析を検討した結果、以下に示す新たな知見を得た。1.IgA、IgGおよびIgM型抗HP抗体は、IgA腎症および他の糸球体疾患の全患者血清中に存在し、それらは分子量19.5、30.0、33.0および40.5kDのHP外膜成分を認識した。3.IgA腎症群ではIgA型抗体価と、糸球体病変の程度(p<0.003)および腎内細動脈硬化の有無(P<0.02)との間に有意な相関が認められた。4.IgA腎症の肉眼的血尿を伴う群は、伴わない群に比して、IgA型抗体価は有意に高値を示した(P<0.01)。以上より、IgA腎症患者血清中に、IgA型、IgG型およびIgM型抗HP抗体が存在し、それらはHIの外膜成分と高い相同性を示すHP固有の外膜成分を認識し、特にIgA型抗体価は、IgA腎症患者の糸球体病変の程度、硬化病変の有無、腎内(細)動脈硬化病変の有無および肉眼的血尿の有無と高い関連性がある、との結論を得た。
芳香族資源の機能性化合物への応用に関する研究

フエノールやカテコールのような芳香族炭素資源を原料として合成されるベンゾクラウンエーテル類は、機能性ホスト化合物として新規な性質を示すことが期誘される。特に、外部よりの刺激に応答する機能を持つ系は、膜輸送速度を制御するための素子として有用である。本研究においては、芳香族炭素資源を原料として合成したベンゾクラウンエーテルに光応答性基およびレドックス応答性基を導入し、膜輸送速度をこれらの外部刺激により制御できる系を開発した。アンモニウム基と18-クラウン6をアゾベンゼンの両端にもつ化合物は、トランス体では系内に存在する金属イオンと結合するが、紫外光照射で生成するシス体では分子内アンモニウム基との結合が優先し金属イオン親和性は喪失する。この現象を利用すると、紫外光照射下では塩基性IN水相から酸性OUT水相へイオンが濃度勾配に逆らって濃縮されることが明らかとなった。これは光でイオンを濃縮するという全く新しい輸送系である。チオール【」!「】ジスルフィドの変換は温和な条件下で可逆的に進行することが知られている。ジスルフィド基を環内に持つベンゾクラウンエーテルは、還元により非環状化合物となるためイオン親和性が著しく低下する。この現象を利用してレドックス駆動膜輸送系を設計することが可能となった。また、非環状化合物→環状化合物の酸化による閉環過程は、金属による鋳型効果を受けることも見い出した。このような結果は、芳香族炭素資源を原料として合成した刺激応答性のクラウンエーテル類が生体類似の高次の機能を持つ化合物として働くことを示している。
高分子のトポロジーに応用する結び目の数学

1.4移動は結び目の図式において,平行な2本のひもからなるタングルがあったとき,4交点からなる整数タングルに置き換える,または,その逆の局所変形である.同様にして,各自然数nに対してn移動も定義できる.特に2移動は交差交換と同値な変形である.すべての結び目は4移動の列で自明な結び目に変形することができるかという問題(中西予想)は未解決である.この研究では,与えられた結び目が何回の4移動で自明な結び目にできるかという4移動結び目解消数,さらに,与えられた2つの結び目が4移動を何回おこなうことで移り合うかという4移動距離について研究した.結び目解消数,交差交換距離(ゴルディアン距離)の類似である.下からの値の評価に関していくつかの代数的な条件が得られた.これをもとに9交点までの結び目の4移動結び目解消数も調べた.2.2次元リボン結び目のSL(2,C)表現に関するねじれAlexander多項式に関して次の結果を得た.(1)ねじれAlexander多項式は一般に有理式で定義されるが,多項式となるための十分条件を与えた.(2)フュージョン数が1のリボン結び目がファイバー結び目になるためのねじれAlexander多項式の必要条件を与えた.これにより,通常のAlexander多項式による必要条件ではファイバーかどうか不明な無限個のリボン結び目がファイバー結び目でないことを示すことができた.(3)フュージョン数が1のリボン結び目の分類にとりかかった.特に異なるリボン表示をもつが同型になるリボン結び目の例を新たに発見した.3.結び目を2重ケーブル化した2成分の絡み目のジョーンズ多項式はもとの結び目のKauffman多項式から得られることが知られている.16交点までの素な結び目では,2重化したJones多項式が同じならKauffman多項式も同じになることをコンピュータで確かめた.当研究の当初の研究課題は結び目,絡み目の局所変形であった.具体的には以下の3種類の局所変形の研究である.(1)整合的バンド手術.(2)結び目の非整合的バンド手術であるH(2)移動.(3)交差交換.それぞれの局所変形により与えられた2つの結び目,絡み目は移りあうことが知られている.そのときのそれぞれの局所変形の最小回数を結び目,絡み目の間の『距離』と定義して,小さい交点数の結び目,絡み目の間の距離を求めることが具体的な問題となる.2018年度は,これらの局所変形に対して,研究概要で述べたように,新たに4移動について成果を与えることができたが,この研究に関連した,2次元リボン結び目とそのねじれAlexander多項式,2重ケーブルのジョーンズ多項式に取り組む時間が多くなり,当初の計画よりやや遅れたと考えられる.2018年度におこなう予定であった部分について再度研究を進めていくことにしたい.10交点までの結び目に関して,素な結び目についてH(2)結び目解消数を求めたが,合成結び目についてもH(2)結び目解消数を求めることにより,10交点までの結び目のH(2)結び目解消数の表を作成して論文として発表したい.10交点までの結び目に対して,Darcy(1997年),Moon(2010年)が結び目の交差交換距離の表を発表しているが,この表の改良を試みたい.すなわち,Darcy,Moon以降に,Alexadner多項式,あるいは,その他の多項式不変量の特殊値を用いた交差交換距離の下からの評価が,いくつか開発されているが,それらを適用することにより,この表を見直していきたいと考える.また,上からの評価も仔細に検討する予定である.この研究に関連して,2次元リボン結び目の分類問題と2次元リボン結び目のねじれAlexander多項式についても研究を進めたい.結び目,絡み目の局所変形を研究課題として研究を進めた.2017年度の研究実績は以下のとおりである.1.7交点までの結び目と2成分絡み目の間の整合的バンド手術距離の表を作成し,その結果を論文としてまとめた.とくに,距離が1または2か,不明であった組について多項式不変量を用いた判定方法や,図式を精査することで,いくつかの場合に関して決定することに成功した.2.神戸大の中西は三つ葉結び目や8の字結び目と同じAlexander多項式をもつ結び目からの交差交換距離(ゴルディアン距離)が1であるような結び目のAlexander多項式について研究をおこなっているが,この結果を利用して,9交点までの結び目の間の交差交換距離を調べた.それにより,中西の結果が有効であり,Jones多項式などの多項式不変量を使う評価と独立であることが確かめられた.3.10交点までの結び目に関して,H(2)結び目解消数を調べた.(1)Bauによる2本橋結び目がH(2)結び目解消数が1となるための条件を適用した.この条件を調べるためには初等数論的な計算が必要で,コンピュータプログラムのMathematicaの使用により可能となった.(2)Zekovicが図式の研究により,H(2)結び目解消数が1の結び目の表を作成しているが,これを検証した.Zekovicの表からもれたH(2)結び目解消数が1の結び目もみつかった.この研究により,10交点の素な結び目165個のうちでH(2)結び目解消数が不明なものは9個となった.この他に,2次元のリボン結び目の分類に関して次の結果を得た.(1)Alexander多項式が1の無限族をねじれAlexander多項式により分類した.(2)リボン交点数が4までのものについて,結び目群をねじれAlexander多項式を求めることにより,ほぼ分類することができた.当研究の研究課題は結び目,絡み目の局所変形である.