hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
非線形光学による細胞の刺激・加工に関する研究

細胞機能の非線形光制御を目的とし、レーザーの繰り返し周波数を変え、細胞刺激実験を行った。これまでに作製した細胞光刺激装置に、電気光学変調器(EOM)を組み込み、チタンサファイアレーザーの繰り返し周波数を減少させた。試料にはヒト癌細胞(HeLa細胞)を用いた。レーザーの繰り返し周波数を約10kHzに落とすと、レーザー照射により誘起されるカルシウムイオン(Ca^<2+>)濃度の変化に違いが出ることを発見した。細胞内でのCa^<2+>の伝播速度が遅くなり、また濃度勾配が小さくなった。レーザー照射により誘起されるCa^<2+>濃度の変化には、レーザー照射による活性酸素種(ROS)の生成が関与していることが明らかにした。繰り返し周波数を変調することで、活性酸素種の生成量、生成速度を制御でき、その結果、細胞内でのCa^<2+>濃度の変化を誘起することができたことが考えられる。レーザー照射で誘起されるCa^<2+>濃度の変化を変調できることで、Ca^<2+>振動といったCa^<2+>波とは異なった種類のCa^<2+>濃度の変化を誘起することができ、ホルモンの分泌などの細胞機能を制御することができることが示唆された。ラット神経細胞(PC12)に対してもレーザー刺激(波長780nm、繰り返し周波数82MHz、パルス幅80fs)を行った。PC12にレーザーを照射した場合も,HeLa細胞で見られるようなCa^<2+>濃度の変化を誘起することができた。またHeLa細胞では見られなかった速い速度(1200μm/s以上)で伝播するCa^<2+>濃度の変化も誘起することができた。この速い速度で伝播するCa^<2+>濃度の変化は、細胞膜の膜電位の変化により誘起されるCa^<2+>濃度の変化としてよく知られており、この発見によってレーザー刺激により細胞膜電位を変化させ、Ca^<2+>の伝播速度を制御することができるということが示唆された。細胞機能の光制御を目指し,細胞を光刺激する際に必要なレーザー強度,レーザのパルス数,波長を調べた.HeLa細胞を試料として用い,レーザー照射後に細胞内で誘起されるカルシウム波を観察し,その発生確率を測定することで評価した.1パルス(1.7ps)による細胞の刺激を行い,細胞内でカルシウム波が誘起されることを確認した.カルシウム波を誘起するには,レーザーのピーク強度で約4kW以上のパルスが必要であった(倍率60倍,NA0.9の対物レンズで集光させた場合).フェムト秒パルスを用いた場合(80fs)に必要なピーク強度も約4kWであるため,レーザーのピーク強度に依存してカルシウムイオン波が誘起されると考えられる.また細胞を刺激する波長の影響も調べた.HeLa細胞を刺激する波長として720nm,750nm,780pmの3種類の波長を用いた.各波長で,レーザーの平均強度を変え,その際のカルシウム波発生確立を測定した.レーザーの波長を短くすると、より低いレーザー強度でカルシウム波が誘起されることがわかった.50%の確率でカルシウム波を誘起するのに必要なレーザー平均強度は,720nm,750nm,780nmの場合に,それぞれ約25mW,約32mW,約39mWであった(レーザーの照射時間が8msの場合).今後,さらに光と細胞の相互作用をもたらす物理条件を把握し,その結果をもとに,生体細胞を刺激,加工するための装置の設計,開発を行う.開発した装置を用いて,光刺激下で誘起される細胞活動の理解およびその制御を行う.非線形光刺激下における細胞反応の理解を目的として,光刺激によるカルシウムイオン波の誘起に対する蛍光カルシウムイオン指示薬の影響を調査した.蛍光カルシウムイオン指示薬の非線形光吸収が細胞刺激に大きく関与し,細胞を刺激するメカニズムに大きく影響を与えていると考えた.蛍光カルシウムイオン指示薬を負荷したHeLa細胞を試料として用いた.レーザー照射(780nm,80fs,82MHz)後に細胞内で誘起されるカルシウム波を観察し,その発生確率を各レーザー強度で測定することで評価した.蛍光カルシウムイオン指示薬として,Fluo-4,lndo-1,Fluo-3(Molecular Probes)を利用した.対物レンズ(NA0.9)を用いることでHeLa細胞の細胞質内にレーザー光を8ms間集光した.レーザー光強度は20mWから60mWの間で変調した.レーザー強度が20mW以下の場合では,どの蛍光指示薬を利用した場合でもカルシウムイオン波は誘起されず,60mW以上では常に(100%)カルシウムイオン波が誘起されることを確認した.カルシウムイオン波を50%の確率で誘起することができるレーザー強度は,Indo-1では約50mW, Fluo-3及びF1uo-4では約35mWであった.この実験結果は,Indo-1の2光子吸収断面積がFluo-3及びFluo-4の2光子吸収断面積に比べ約2桁小さい(C.Xu et al. Bioimaging 4(1996))こととよく一致する.非線形光刺激によるカルシウムイオン波の誘起には蛍光カルシウムイオン指示薬の光吸収が影響していることがわかった.細胞機能の非線形光制御を目的とし、レーザーの繰り返し周波数を変え、細胞刺激実験を行った。

レーザーの繰り返し周波数を約10kHzに落とすと、レーザー照射により誘起されるカルシウムイオン(Ca^<2+>)濃度の変化に違いが出ることを発見した。細胞内でのCa^<2+>の伝播速度が遅くなり、また濃度勾配が小さくなった。レーザー照射により誘起されるCa^<2+>濃度の変化には、レーザー照射による活性酸素種(ROS)の生成が関与していることが明らかにした。繰り返し周波数を変調することで、活性酸素種の生成量、生成速度を制御でき、その結果、細胞内でのCa^<2+>濃度の変化を誘起することができたことが考えられる。レーザー照射で誘起されるCa^<2+>濃度の変化を変調できることで、Ca^<2+>振動といったCa^<2+>波とは異なった種類のCa^<2+>濃度の変化を誘起することができ、ホルモンの分泌などの細胞機能を制御することができることが示唆された。ラット神経細胞(PC12)に対してもレーザー刺激(波長780nm、繰り返し周波数82MHz、パルス幅80fs)を行った。PC12にレーザーを照射した場合も,HeLa細胞で見られるようなCa^<2+>濃度の変化を誘起することができた。またHeLa細胞では見られなかった速い速度(1200μm/s以上)で伝播するCa^<2+>濃度の変化も誘起することができた。この速い速度で伝播するCa^<2+>濃度の変化は、細胞膜の膜電位の変化により誘起されるCa^<2+>濃度の変化としてよく知られており、この発見によってレーザー刺激により細胞膜電位を変化させ、Ca^<2+>の伝播速度を制御することができるということが示唆された。
皮膚角化細胞におけるアクアポリン3発現の制御

海面状態は、湿疹皮膚炎群での特徴的病理組織像である。最近、私は、海面状態では、リンパ球により産生される、IFNγ,IL-4,IL-13が表皮角化細胞によるヒアルロン酸産生を増加させ細胞間浮腫が生じていることを明らかにした。一方、水分の細胞内外の移動には、アクアポリンと呼ばれる分子群が重要な役割を果たしていると考えられている。ダイナミックな水分移動の見られる海面状態では、アクアポリンが何らかの役割を果たしていると推測される。現在、接触皮膚炎の特徴的病理変化である海綿状態において、アクアポリン3(AQP3)がどのような役割を果たしているかは明らかにされていない。培養ヒト角化細胞(NHEK)を用いて、接触皮膚炎の病態形成に関与することが知られている種々のサイトカインによるAQP3の調節を検討した。昨年度は、NHEKのmRNAレベルでのAQP3発現の解析を行い、real-time PCRでTNFα処理によりAQP3のmRNA発現の低下を認めた。また、組織切片を用いた検討を行い、in situ hybridizationで海綿状態皮膚では健常皮膚に比べてAQP3の発現の低下を認めた。今年度は、細胞タンパクを用いたAQP3発現の検討を行った。NHEKを用いて、接触皮膚炎の病態形成に関与することが知られている種々めサイトカイン(TNFαを含む)によるAQP3の調節を検討したが、明らかな変化は認めなかった。また、接触性皮膚炎以外で表皮に変化を認める皮膚疾患(乾癬、類乾癬、天疱瘡)についても、同様に、組織の免疫染色を行いAQP3の発現を検討したところ、接触皮膚炎とは異なり、AQP3の発現低下は見られなかった。以上の結果より、接触皮膚炎局所に浸潤するリンパ球が分泌するTNFαが、AQP3発現を低下させることにより、海綿状態を形成している可能性が示唆された。実際に、NHEKにサイトカインを加え、4896時間後に細胞のRNAを回収し、AQP3の発現の変化を検討した。その結果、real-time PCRでTNFα処理によりAQP3のmRNA発現の低下を認めた。その他のサイトカインではAQP3の発現の変化は認められなかった。
計量魚群探知機を用いた日本海におけるスルメイカの資源量推定の高精度化に関する研究

音響を用いたスルメイカの資源量推定手法を確立するため、以下の研究を行なった。1.スルメイカの音響TS(ターゲットストレングス)の測定2002年および2003年の12月に韓国麗水大学において,活イカを音響トランスデューサーの直下に懸垂し,38kHzと120kHzの2周波数のTSを測定した。さらに2003年および2004年の7月には北海道大学において,70kHzと120kHzにおける2周波数のTSを測定し,同時に水中ビデオカメラを用いて遊泳姿勢を観察した。スルメイカの平均TSは38kHzにおいて-49.5dB,200kHzでは-46.4dBとなり20kHzのほうが約3dB大きかった。またスルメイカのTSはその姿勢角に大きく依存し,体長基準化TSを姿勢角θの関数で表すことができた。2.スルメイカの行動観察2003年7月に北海道大学臼尻水産実験所で飼育したスルメイカ生体を用いて,低照度下におけるスルメイカの遊泳姿勢について観察した。3.船舶によるスルメイカTSの現場測定2003年6月北海道大学練習船うしお丸の奥尻沖調査において,38,120,および200kHzを用いてスルメイカの自然状態TSの測定を行った。その他同船の噴火湾調査にも参加し,自然状態TSの測定とサンプル採集を行った。水中TVカメラによる観察では光環境に応じてスルメイカの分布や姿勢が大きく異なることが分かり,水槽における低照度下での行動や姿勢の測定が必要なことが示唆された。4.スルメイカの生体音速と生体密度の測定2003年10月北海道大学の実験水槽において活スルメイカ10個体について,400kHzのトランスデューサー対および1MHzの超音波カメラを用いてスルメイカの生体内音速および密度の測定を行い,スルメイカ生体の海水との密度比g=1.0,音速比=1.04が得られ,これらの値がスルメイカのTSに大きく影響することが明らかとなった。
運動学習を実現する広域脳ネットワーク回路可塑性の包括的研究

哺乳動物での運動学習は大脳皮質運動野に加え、大脳基底核と小脳も必要とする。本研究では、マウスの前肢レバー引き運動課題学習中に主に2光子イメージング法と光遺伝学・化学遺伝学的手法を適用し、運動学習・運動発現中の大脳基底核と小脳の機能とこれらの領域が相互作用する経路、大脳基底核と小脳のシナプス可塑性と運動野細胞集団活動生成の関連、視床皮質軸索信号と運動野内信号の統合様式を明らかにする。哺乳動物が環境適応して行動するために必須の運動学習は、大脳皮質、大脳基底核、小脳といった広域脳ネットワークにおける可塑性によって実現されている。本研究では、この運動学習を実現する広域脳ネットワーク回路の可塑的変化を、2光子イメージング法、電気生理学的手法、光遺伝学・化学遺伝学的手法、Creマウス、前肢レバー引き課題などの先端的手法を結集して、明らかにしようとする。本研究では、運動学習がどのような広域脳ネットワーク可塑性によって実現されているかという、これまで世界中の多くの脳研究者が取り組んできた、深遠な学術的問いに対して明確な答えを与えると期待される。また、大脳基底核や小脳の機能異常とジスキネジア等の運動疾患の病態解明にもつながると期待されるため、社会的な波及効果も大きい。
細胞周期特異的ヒストン修飾の機能解析

Auroraは分裂期に活性化されるセリン/スレオニンキナーゼで、染色体不安定性に関与している。ピストン修飾によるクロマチン構造変化は細胞周期において巧みに制御されており、Auroraはその制御に深く関与している。Aurora-Aの活性化機i構および-Bとの基質特異性について以下のように論文にまとめた。1.Aurora-Aの活性化は、活性化ループ内にあるT288のリン酸化が引き金となった。3.Aurora-Aと-Bの基質特異性はリン酸化部位のP+1にあった。4.Aurora-AはTPX2と結合することによりその活性が増強された。X-X-R-X-S-L-X-X-X(X : any amino acid)という、9アミノ酸からなるペプチドライブラリーをメンブレン上で作製し、in vitroリン酸化反応によりAurora-Aの基質特異性を検討した。数回のスクリーニングにより親和性の高いペプチド配列上位数種類を決定した。これらのペプチドとAurora-A(+TPX2)との結合を、SPRシステムを用いて検討し、さらに親和性を増強させるために,修飾アミノ酸の利用や化合物化を行った。このペプチドおよびその誘導体は、TPX2 activated Aurora-Aの基質結合部位に特異的に結合する、つまり活性型Aurora-Aを特異的に阻害するため癌治療にも有効な阻害剤となることが期待される。さらに、これを用いた実験により、Aurora-Aと-Bの分裂期におけるピストン制御機構のより詳細なメカニズムを調べることが可能となった。1、分裂期キナーゼAuroraのリン酸化活性化機構および基質特異性の解析Aurora-Bは分裂期の代表的なヒストンH3キナーゼである。そのファミリーであるAurora-Aは-B同様、分裂期に活性が上昇するセリン/スレオニンキナーゼで、主に中心体の制御に関与すると考えられている。今回Aurora-Aの活性化機構および-Bとの基質特異性について解析した。質量解析およびin vitroリン酸化反応によりAurora-Aは活性化ループ内にあるT288のリン酸化が引き金となり活性化し,またR-X-S/Tをリン酸化コンセンサス配列とするアルギニン指向性のキナーゼであることを示した。さらにAurora-Aと-Bの基質特異性がリン酸化部位のP+1にあることを示した。そして今回作成したマウスモノクローナルT288リン酸化Aurora-A抗体はin vitroでAurora-Aのキナーゼ活性を阻害したことから、癌治療として使用できる可能性が示唆された。今後はAuroraの活性化因子および基質を同定し、ヒストンの多彩な翻訳後修飾およびそのクロストークの生理機能を明らかにしたいと考えている。ゲノムを取り巻くヒストンの翻訳後修飾は遺伝子の転写を制御する上で非常に重要である。また分裂期における転写制御異常により細胞は分裂異常を起こし、癌化に導かれると考えられる。このような遺伝子発現調節,DNA複製と修復,染色体分離,エピジェネティクスなどの解析はゲノムの動的側面を理解する上で必須である。p53は損傷が起きた細胞の生死を担う重要な転写因子で、約半分の癌において変異が見つかっている。そこで、ピストンH3のキナーゼであるAurora-Bによる癌化メカニズム解明の一環として、癌抑制遺伝子p53との関連に着目した。今回、アミノ酸配列および結晶構造解析によりAurora-Bによるp53のリン酸化部位を同定し、そのリン酸化モノクローナル抗体を現在作成中である。またin vivo、in vitroによるタンパク質相互作用、リン酸化反応、免疫染色によりAurora-Bによるp53の転写機能制御を解析中である。今後も、細胞周期における翻訳後修飾を介した遺伝子発現調節という観念からアプローチする。
保育の場における子育て支援の質に関する研究

本研究は「保育の場における子育て支援の質に関する研究」として、幼稚園や保育所、子育て支援施設における子育て支援の実践的な視点に立った質的な研究を行ってきた。本研究の中心となったのは、3年間継続して行ってきた幼稚園でのフィールド研究である。このフィールド研究では、幼児の園での姿を追うことと平行して、その保護者のインタビュー調査を行ってきた。1そこから、子どもの変化と、保護者の変化、保育者の変化が関連するものであることを明らかにしてきた。そして、園が保護者に開かれ、保育者が日常的に子どもの姿を保護者に伝えていくことが、保護者の変容に大きく結びついていくことが浮き彫りとなった。また、子どもの姿を意味の脈絡としてのエピソードとして伝えることを通して、保育者自身の変化にも関連があることを明らかにしてきた。第二には、公私立の幼稚園、保育所の保育者の子育て支援に関する意識調査としてアンケート調査を実施した。このアンケート調査では、「子育て支援」という概念自体が自明ではないのではないかという問題意識に立ち、子育て支援意識の多様な実態を明らかにし、そこから子育て支援を再構築するための手がかりを得ることを目的に実施したものである。具体的には、子育て支援が本研究で行ってきた「参加」型としての支援ではなく、「サービス提供」型の支援として捉えられていることを明らかにした。さらに、保育所および幼稚園での子育て支援の捉え方、公立と私立での捉え方、あるいは経験年数での捉え方、等々の相違点についても明らかにした。幼稚園や保育所、子育て支援施設など、保育の場における子育て支援の質についての考察することが本研究の大きな目的である。特にこの研究では、「子育て支援」という概念を制度論的な意味に限定せず、子どもの発達的変化、親の発達的変化、保育者(支援者)の発達的変化などの関係性の中で捉えようとする試みであり、Lave, J. and Wenger, E.の「正統的周辺参加論(LPP論)」を分析の視点として一部援用して行おうとするものである。ここでは、保育の日常性の何気ない営みの中に子育て支援があると捉えて、実践的な営みの分析を行うことに主眼を置いている。中でも、保育という営みに子どもや保育者のみならず、親や地域の様々な人たちが保育という実践共同体への「参加」を通して、学びあい、育ちあいが生じることに注目をしながら研究を進めようとプランニングを行った。研究の初年度となる本年度は、研究の全体像を共通理解し、具体的な研究の端緒についた。特に今年度の研究の中心となったのは、ある幼稚園の3年保育の3歳児A児の姿の継続的なビデオ分析を行うことから出発し、さらにA児の母親へのインタビューおよび保育者へのインタビューを行ったことである。A児の母親へのインタビューからは、母親の立ち位置からA児の姿をどのように捉えているかの聞き取りを行うとともに、園とのかかわりにおいて母親自身がどのように子育てへの意識や実態を変化させているのかをインタビュー記述から分析を行った。そこからは、A児の母親自身の物語性が浮かび上がるとともに、園とのかかわり(参加)の中で子育てへの意識が変容していることがわかった。ここで重要なことは、母親が園とのかかわりにおいて親としてのアイデンティティを形成する保育の場の実践共同体としてのありようである。次年度はさらにこの点について継続的に深めるとともに、親の意識に着目した調査も行いたい。幼稚園や保育所、子育て支援施設など、保育の場における子育て支援の質について考察することが本研究の目的である。特にこの研究では、「子育て支援」という概念を制度論的な意味に限定せず、子どもの発達的変化、親(保護者)の発達的変化、保育者(支援者)の発達的変化などの関係性の中で捉えようとする試みであり、Lave, J. and Wenger, E.の「正統的周辺参加論(LPP論)」を分析の視点として一部援用して行おうとするものである。

中でも、子どもや保育者のみならず、親や地域の様々な人たちが保育という実践共同体への「参加」を通して、学び合い、育ち合いが生じることに注目をしながら研究を行っている。第二年目にあたる本年度は、第一に昨年度実施したフィールドワークの継続研究を行った。この研究は、ある幼稚園のA児の姿の継続的なビデオ分析を行うことから出発し、さらにA児の母親へのインタビューおよび保育者へのインタビューを行ってきた。A児の母親へのインタビューからは、母親の立ち位置からA児の姿をどのように捉えているかの聞き取りを行うとともに、園とのかかわりにおいて母親自身がどのように子育てへの意識や実態を変化させているのかをインタビュー記述から分析を行ってきた。そこからは、A児の母親自身の物語性が浮かび上がるとともに、園とのかかわり(参加)の中で子育てへの意識が変容していることがわかった。A児は昨年の年少3歳児から年中4歳児となり、安定した自分らしさを発揮しつつある。教育課程外の預かり保育においては、異なった場での保育が行われ、年長組の幼児との親しい関係が生まれたりするなど、活動や関係の範囲を広げている。そのようなA児の安定感や活動および関係の広がりは母親自身の安定感にも結びついている。母親は預かり保育も含めたA児の園生活にとても満足し、子どもと長時間離れることも肯定的に受け止めており、逆に家庭での母子の時間が大切にされるような様子がうかがわれた。ここから、長時間保育の中での親子関係の距離感、あるいは園への参加の深まりについてどのように捉えるかが大きな課題となった。第二には、子育てひろばにおける利用者が参加の度合いを増し、ボランティアスタッフとなっていくプロセスについてのインタビューにより研究を行った。その結果、子育てひろばを利用する親の参加のプロセスとして、模索期→交流期→安定期→充実期→活動参画期→活動拡大期といったおおまかな流れがあることがわかり、それをモデル化することを試みた。ひろばを利用する親子がどのようなプロセスでそこが居場所となり、参加の度合いを深めていくかがさらに今後の課題となった。最終年度にあたる平成18年度に行った研究実績は以下のとおりである。第一には、3年間継続的に行ってきた対象児とその保護者の変容に関するフィールドワークのまとめと考察を実施した。この研究は対象児の幼稚園での観察記録とその保護者(母親)へのインタビューを平行して行いながら、保育の場での子どもの変容と保護者の変容、さらに保育者の変容の関係性について研究を行ってきたものである。この研究を通して、園が保護者に開かれ、保育者が日常的に子どもの姿を保護者に伝えていくことが、保護者の変容に大きく結びついていくことが明らかとなった。また、子どもの姿を意味の脈絡としてのエピソードとして伝えることを通して、保育者自身の変化にも関連があることを明らかにしてきた。この研究については高嶋を中心にまとめる作業を行い、佐伯の協力のもと学会発表や論文としてまとめる作業を行った。第二には、公私立の幼稚園、保育所の保育者の子育て支援に関する意識調査としてアンケート調査を実施した。
乳房外Paget病における癌幹細胞の同定および解析

乳房外Paget病は、アジア人高齢者に生じやすい皮膚悪性腫瘍の一つである。上皮内癌は、概して予後は良い。しかし、浸潤癌はリンパ行性転移しやすく、予後は極めて不良である。従って、乳房外Paget病の浸潤・転移機構を解明し、治療の基盤を創出することは極めて重要である。本研究課題は、100例を越える乳房外Paget病を検討し、浸潤・転移に関わる病態解明に取り組んだ。(1)血管・リンパ管新生:乳房外Paget病の原発巣では、血管及びリンパ管新生が亢進していた。この生物像は上皮内癌で認められ、浸潤癌でも同程度であった。上皮内癌でも、癌間質には転移に関わるリスクが存在することが示唆された。(2)上皮-間葉転換:浸潤癌42例について検討を行った。リンパ節転移を来し予後不良であった症例では、Paget細胞はE-cadherinを細胞膜表面に欠き、N-cadherin及びvimentinが発現していた。即ち、予後不良群は上皮-間葉転換を来していることが示唆された。(3)リンパ管浸潤:上皮-間葉転換を来した症例では、原発巣でリンパ管浸潤を高率に認めた。従って、リンパ管浸潤は、リンパ管新生に加えて上皮-間葉転換が密接に関与し、リンパ節転移を来すことが示唆された。(4)リンパ節におけるリンパ管新生:所属リンパ節転移を来した症例では、リンパ節におけるリンパ管新生が亢進していた。この度合いは、N-gradeと正の相関が見られた(P=0.02)。さらに、リンパ節におけるリンパ管浸潤は、遠隔リンパ節転移及び遠隔臓器転移と相関していた。従って、リンパ節におけるリンパ管新生は乳房外Paget病の転移拡大に関わる重要な因子であることが示唆された。乳房外Paget病の病因及び治療標的を同定すべく、Paget病の癌微小環境に関わる網羅的検索を行った。(方法)愛媛大学皮膚科における乳房外Paget病87例について、患者履歴と病理組織診断を基に腫瘍細胞の特性を検討した。蛍光二重染色を行い、病理標本は共焦点レーザー顕微鏡を用いて観察した。(結果)浸潤癌では上皮-間葉転換を来たしていた。正常皮膚では、表皮角化細胞がE-cadherinを発現していた。上皮内癌では、腫瘍細胞膜表面におけるE-cadherinの発現が減弱し、一部細胞内に同定された。上皮内癌腫瘍細胞では、間葉系マーカーN-cadherin,またはvimentinの発現は同定し得なかった。浸潤癌では、腫瘍細胞がN-cadherin,またはvimentinを発現していた。統計学的検討を行い、N-cadherin, vimentin,細胞内E-cadherin,は、上皮内癌に比べて浸潤癌に特異的に発現していることが明らかとなった。さらに、N-cadherin, vimentin,細胞内E-cadherinの発現は、所属リンパ節転移に相関しており、新規予後因子であることが示唆された。以上、本研究課題では1.乳房外Paget病では上皮-間葉転換を来す場合があり、患者予後に関わること。2.乳房外Paget病では、上皮-間葉転換が新たな治療標的となる可能性を見出した。病理組織学的に、上皮-間葉転換を来した病変部は浸潤能を獲得しているだけではなく、急速に増殖している。従って、乳房外Paget病における癌幹細胞は、浸潤癌に豊富に存在することが示唆される。現在、患者病変部を免疫不全マウスに移植し、観察中である。本研究課題は、学内臨床研究倫理委員会で承認された。

さらに、リンパ節におけるリンパ管浸潤は、遠隔リンパ節転移及び遠隔臓器転移と相関していた。従って、リンパ節におけるリンパ管新生は乳房外Paget病の転移拡大に関わる重要な因子であることが示唆された。
ニホンザルにおける樹上ポジショナル・ビヘイビアの年齢変化分析

本研究費補助金によって明らかにすべきことは、ニホンザルの餌付け群の樹上ポジショナル・ビヘイビア型の中で年齢によって頻度差があるものは何でどの程度か、また何故その差が存在するのかを考察することであった。また別に和歌山県白浜町椿野猿公苑においてニホンザルの個体識別を進めることも目的であった。等距離を移動するときにどのくらいの距離をどのロコモーション型で行うか(これを移動依存度と仮に呼ぶ)を年齢別に分析した。年齢によって移動依存度が異なるポジショナル・ビヘイビアの型は大きく分けてぶら下がり型としがみつき型、複合型であった。これらは年齢とともに移動依存度が減少していった。つまり、これは四肢に圧力だけではなく張力がかかっていることが若い個体ほど多いということを示している。また同時に浮遊型・常接型では浮遊型の移動依存度が、また移動角度が急である移動依存度が、それぞれ年齢とともに減少していく傾向が認められた。これらの結果は既にHamada(1983)や石田(1972)によって報告されている四肢の筋重量比が指屈筋群に偏っていることと関係していると思われる。静止状態のポスチュアではそれほど使用頻度における年齢差は認められなかった。どの年齢の個体も座位と臥位が圧倒的に多く、立位やぶら下がり、しがみつきはあまり観察されなかった。ただし静止状態では若い個体ほど長時間臥位姿勢をとる傾向が認められた。このことは形態的要請というよりも幼若な個体が母親などから多くグル-ミングされるなどの社会的状況と結び合わせて考えた方が妥当かもしれない。
ロボットが人々から会話を学ぶ

立ち位置,話し方,振る舞いに関するモデルを実現した.学びの場での実験を進め,大人がいない,子供とロボットのみの学習環境で,子供たちが自ら考えるような自主的な学びが起きることを見出した.学校の教室場面で,ロボットに質問することが子供たちが理科への好奇心を持つことにつながった.「質問」は先生役の人間よりも,ロボットへの方がしやすいことも見出した.これらの研究から,ロボットが,人間らしさを持ちながらも,人間とは違う存在感を持つことで,学習者のより自主的な学びを引き起こす可能性が分かってきた.立ち位置,話し方,振る舞いに関するモデルを実現した.学びの場での実験を進め,大人がいない,子供とロボットのみの学習環境で,子供たちが自ら考えるような自主的な学びが起きることを見出した.学校の教室場面で,ロボットに質問することが子供たちが理科への好奇心を持つことにつながった.「質問」は先生役の人間よりも,ロボットへの方がしやすいことも見出した.これらの研究から,ロボットが,人間らしさを持ちながらも,人間とは違う存在感を持つことで,学習者のより自主的な学びを引き起こす可能性が分かってきた.本研究は,会話の中でロボットが学びを誘発し,その一方でロボット自身も学ぶメカニズムを解明することを目的としている.人が学ぶためには,自身の考えを表出することが有効であることが分かっている.そのため,ロボットは人が考えを表出することを促すような聞き手としての振る舞いをする必要がある.また,オペレータがロボットを遠隔操作した履歴には,オペレータの会話を促進するためのノウハウが蓄積されたものであるため,ロボットが会話を学んでいくためには,操作履歴を元に,対話パターンを抽出・再利用する技術を実現する必要がある.本年度は,人の考えの表出の前段階にあたる発話時間および発言権獲得回数の増加を目標とし,ロボットの非言語的な行動により,これらが促進されるためのモデル化を進めた.モデルは複数の状態を持ち,その状態ごとにロボットの動作を適切に変更することによって,人の発言権の獲得が促進されることを実験を通して明らかにした.しかし,動作の変更だけでは人に発言権を獲得させるには不十分であり,ロボットの各状態における発話のタイミングや発話の方法を適切に変更す必要がある.翌年度以降,これらを踏まえ,より精緻にモデル化を進める予定である.また,人とロボットの会話におけるオペレータの遠隔操作の履歴および,ロボットの状態を記録できるようにした.センサ情報の獲得は行えているため,次年度以降,その履歴とセンサ情報とを連結する形で構造化し,再利用可能なようにプログラムを作成していく.本研究は,会話の中でロボットが学びを誘発し,その一方でロボット自身も学ぶメカニズムを解明することを目的としている.人が学ぶためには,自身の考えを表出することが有効であることが分かっている.そのため,ロボットは人が考えを表出することを促すような聞き手としての振る舞いをする必要がある.また,オペレータがロボットを遠隔操作した履歴には,オペレータの会話を促進するためのノウハウが蓄積されたものであるため,ロボットが会話を学んでいくためには,操作履歴を元に,対話パターンを抽出・再利用する技術を実現する必要がある.2年目となる本年度は,主に2つの研究に取り組んだ.1つ目は,考えに関わる対話のモデル化の研究である.本領域が目指す「良い聞き手」となるロボットになれるように,考えている最中の聞き手の振る舞いのモデル化を行った.モーションキャプチャシステムを利用して話しを聞くインタラクションをモデル化し,現在,ロボット上に実装中である.2つ目は,実際的な学びの場面でのロボットの利用,すなわちフィールド実験の準備である.初年度に準備を進めた遠隔操作のソフトウェアをもとに,子供たちがロボットから話しを聞きながら協調学習を進める場面を設定し,遠隔操作を交えてロボットを制御することで,学び場面での発話履歴の収集を進めた.来年度には,この学び場面での実験を進め,子供たちが学ぶことを促進するロボットについての研究をさらに進めていく予定である.本研究は,会話の中でロボットが学びを誘発し,その一方でロボット自身も学ぶメカニズムを解明することを目的としている.3年目となる本年度は,学びの場での実験を開始した.8週間にわたって,毎回2時間,46名の子供達がLegoの作り方を一緒に学ぶ協調学習型の放課後教室を開催した.人型ロボットが作り方の説明や進行役といった教室運営の役割を担い,大人がいない,子供とロボットのみの学習環境を作り出した.これまでに63名の小学校4-6年生が実験に参加した.参加した子供たちはLegoの使い方を理解し,モーターとセンサを組み合わせたLegoロボットを自分で作れるようになった.また,事前・事後の比較からも,ロボットの作り方に関して,知識を得たことがわかった.大人の先生ではなく,課題の正解を知らないロボットが教室運営するという学習環境を子どもたちは非常にポジティブにとらえた.「大人だと"もうちょっとこうしたら?"と言われたりするが,ロボットとだからのびのびやれた」「学校では先生についつい答えを聞いてしまうけど,ロボットは答えを知らなそうだから自分で考えようと思った」といった声が上がっており,ロボットが運営する教室ならではの,学習者中心の学習を引き出せたと言える.学びの場を作り出すためのロボットの役割も明らかになりつつある.ロボットが話しかけたことで,子供たちが励まされ,より学習を続けたり,工夫を試みたりする可能性が見出されつつある.たとえば,ロボットに励まされてさらに工夫し,ロボットに見せる,ロボットが褒めた工夫を他の子供と共有するといった場面が観察された.

本研究は,会話の中でロボットが学びを誘発し,その一方でロボット自身も学ぶメカニズムを解明することを目的としている.昨年度から,近隣の小学校の理科教室にロボットを導入し,フィールドでの実証実験を開始した.領域内の他のプロジェクトとも連動して,人の位置情報や音声情報をとるためのセンサネットワークも合わせて導入し,それと連動してロボットが動作するような準備を進めた.5年生の授業の後に子供たちが理科についての質問などをロボットに自由にできるように導入した実験について,その効果や具体的なインタラクションの内容について分析を進め,ロボットへの質問が子供たちが理科への好奇心を持つことにつながったことを見出した.この結果は現在,学術誌に投稿中である.また,その結果を踏まえて,ロボットに質問することがどのような意味を持つのか,ロボットと人間の比較実験を行い,先生役の人間よりもロボットへの方が質問しやすいことを見出した.この結果は,人とロボットとの相互作用に関する最難関国際会議Human-Robot Interactionに採録された.プロジェクトを通じて,学校などでの学びの場で,ロボットが果たしうる役割について,少しずつ解明することができた.ロボットは人間らしさを持ちながらも,人間とは違う存在感を持つことで,自ら考える必要性がでる,必要なときには質問しやすい,といった,学習者のより自主的な学びを引き起こす可能性を持つことが分かってきたと言える.本研究は,会話の中でロボットが学びを誘発し,その一方でロボット自身も学ぶメカニズムを解明することを目的としている.昨年度には学びの場での実験を開始した.8週間にわたって,毎回2時間,46名の子供達がLegoの作り方を一緒に学ぶ協調学習型の放課後教室を開催した.人型ロボットが作り方の説明や進行役といった教室運営の役割を担い,大人がいない,子供とロボットのみの学習環境を作り出した.これまでに63名の小学校4-6年生が実験に参加した.参加した子供たちはLegoの使い方を理解し,モーターとセンサを組み合わせたLegoロボットを自分で作れるようになった.また,事前・事後の比較からも,ロボットの作り方に関して,知識を得たことがわかった.この実験結果についての分析を進め,その結果について論文にまとめた.小学校というより現実の場に実験フィールドを移し,ロボットがいる学習環境についての研究を進めた.近隣の小学校の理科教室にロボットを導入した.領域内の他のプロジェクトとも連動して,人の位置情報や音声情報をとるためのセンサネットワークも合わせて導入し,それと連動してロボットが動作するような準備も進めた.さらに,5年生の授業の後に子供たちが理科についての質問などをロボットに自由にできるように導入した.このフィールド実験をおよそ1か月にわたって行った.子供たちは継続的にロボットと関わり合い,大変好評であった.その効果や具体的なインタラクションの内容については現在分析中であり,その結果も踏まえて,本年度にさらにフィールド実験を進める予定である.当初の計画どおり,学びの場での実証実験を進めている.
交感神経-副腎髄質系のペプチド性統御機構に関する神経薬理学的研究

交感神経、副腎髄質系の終末臓器レベルでの伝達物質の分泌調節機構についてはかなり詳細なことが明かにされている。しかし、これらの系の中枢調節機構については、重要であるにも拘らず未知の点が多い。そこで本研究では、交感神経-副腎髄質系機能の中枢調節機構を、特に交感神経と副腎髄質とを分別して賦活する脳内機構に焦点を絞って検討した。urethane麻酔ラットを用いて2年間に得られた成績を蘊めると、1.血液カテコールアミン値ならびに大内蔵神経の副腎枝と交感神経枝の電気活動に及ぼすボンベシンならびにプロスタグランジン(PG)E_2の成績から、ボンベシンが交感神経と副腎髄質の両者を中枢性に賦活するのに対し、PGE_2は交感神経のみを選択的に賦活する。2.PGE_2の作用は脳内EP_3受容体の賦活を介する。3.免疫情報に関与するインターロイキン-1β(IL-1β)もPGE_2と同様に交感神経のみを選択的に賦活する。4.ボンベシン、IL-1βいずれの場合にも、血液カテコールアミン値増加がindomethacinの前処置で消失する。5.nitricoxide(NO)の消去薬、NO合成酵素阻害薬を用いた実験からIL-1βの作用発現にはPGE_2のみならず、IL-1βによって脳内で産生されたNOも関与する。以上の成績から、脳内には交感神経と副腎髄質の両者を同時に賦活する系と、交感神経のみを選択的に賦活する系とが存在する。そしてボンベシン受容体は前者に、一方、IL-1β受容体は後者に分布し、いずれの場合の作用発現にも連鎖したアラキドン酸カスケード即ち、脳内で生合成されたPGが関与するのであろう。そこで、本研究では、交感神経-副腎髄質系機能の中枢調節機構を、特に交感神経と副腎髄質とを分別して賦活する脳内機構に焦点を絞って検討した。本年度に得られた成績を纏めると、1)ウレタン麻酔ラットの側脳室内にボンベシンを投与すると、その用量(0.1-3.0nmol)に応じて大内蔵神経の副腎枝のみならず腹腔神経節に至る交感神経枝の電気活動をも中枢性に賦活した。2)血液カテコールアミン値との関連ではプロスタグランジン(PG)E_2がEP_3受容体の賦活を介して選択的にノルアドレナリン(NA)値を著増した。この成績は先に報告したカルチトニン遺伝子関連ペプチド(CGRP)の成績と定性的に一致する。即ち、アドレナリン(Ad)値の増加は僅かであり、この点においてAdが著増する前述のボンベシンと対照的であった。しかし、PGF_2α、PGI_2ならびにPGD_2など他のPG類にはPGE_2のような作用は殆ど認められなかった。3)交感神経-副腎髄質系の中枢統御を神経-内分泌-免疫軸の観点からも検討した。インターロイキン-1β(IL-1β)の脳室内投与は血液Ad値には無影響にNA値のみを選択的に増加した。このIL-1βの作用はシクロオキシゲナーゼ阻害薬、indomethacinの前処置で消失したことから、PGの生成を介していると考えられる。これらの成績から、交感神経-副腎髄質系の中枢調節機構は脳内伝達物質によって分別することが可能であろう。

従って、その機序をさらに詳細に検討する予定である。交感神経-副腎髄質系機能の中枢調節機構を、前年度に引き続いて、特に交感神経と副腎髄質とを分別して賦活する脳内機構、ならびにプロスタグランジン、一酸化窒素との関連に焦点を絞って検討した。urethane麻酔ラットを用いて本年度に得られた成績を纏めると、1.ボンベシンの脳室内投与はその用量(0.1-10.0nmol/animal)に応じて血液ノルアドレナリン(NA)およびアドレナリン(Ad)値を増加した。この増加作用はプロスタグランジン(PG)生合成酵素cyclooxigenaseの阻害薬であるindomethacinの脳室内前処理により消失した。2.免疫情報の伝達に関与するインターロイキン1β(IL-1β)の脳室内投与は血液Adに影響を与えることなく、NA値のみを用量依存的(50-200ng/animal)に有意に増加した。3.IL-1βのNA値増加作用は上述したボンベシンの場合と同様にindomethacinの前処置によって消失した。4.nitric oxide(NO)の消去薬oxyhemoglobin、NO合成酵素阻害薬L-NAMEを用いた実験から、IL-1βの作用発現にはPGE_2のみならずIL-1βによって脳内で産生されたNOも関与した。これらの成績から、交感神経と副腎髄質の両者を中枢性に賦活するボンベシン、また、交感神経のみを中枢性に賦活するIL-1β、いずれの場合にも、その作用発現にはそれぞれの受容体の賦活に連鎖したアラキドン酸カスケード即ち、生合成されたPGが関与すると結論し得よう。ここでIL-1βの作用にPGE_2を介するEP_3受容体の賦活が関与することに疑う余地がないが、ボンベシンの作用に関与するPGサブタイプについては今後の検討課題である。
オーファン・レセプターの発現細胞系を用いた新しい神経ペプチドの探索と機能解析

G蛋白共役型のオーファン・レセプターGHS-R(growth hormone secretagogue receptor成長ホルモン放出促進因子レセプター)の内因性リガンドは、20年来不明のままであったが、今回われわれはこのリガンドの精製の発見、構造決定に成功し、グレリン(ghrelin)と名付けた。グレリン(ghrelin)はラットおよびヒト胃から精製された新しい生理活性ペプチドで、強力な成長ホルモン(GH)放出活性をもつ。グレリンはアミノ酸28個のペプチドで、3番目のセリン残基が脂肪酸のn-オクタン酸(C8:0)によって修飾を受けており、またこの脂肪酸の修飾が活性発現に必須であるというきわめてユニークな構造をしている。グレリンは下垂体からのGH放出を刺激するだけでなく、最近では全身の栄養、代謝調節にふかく関わっていることが明らかになってきた。また我々の研究で初めて胃が、単に食物を消化するという役割だけでなく、GHの分泌調節を行う器官であることも示された。胃から分泌されたグレリンが、血中を流れ、下垂体に作用してGH分泌を刺激する経路が示唆される。これまでの視床下部-下垂体系によるGH分泌調節だけでなく、胃による新しいGH分泌調節機構の可能性を示したことで、グレリンの研究は非常に独創性が高く、臨床応用の面からも発展性の大きい研究である。G蛋白とカップリングする多くのオーファンレセプターのうち、本年度はGHS-R(GrowthHormoneSecretagogue-Receptor)について発現細胞アッセイ系を樹立し、ラット脳の抽出物をサンプルとして、その内因性リガンドの検索を行った。GHS-Rは、天然には存在しないある種の合成ペプチド(GHRP-6,hexarelinなど)によって、下垂体からの成長ホルモン分泌を促進する受容体である。その内因性リガンドは20年来不明であるが、合成ペプチドGHRP-6等を用いることによって、発現細胞系が十分機能するかどうかはモニター可能である。1,ラット脳のcDNAを鋳型として、RT-PCR法によってGHS-RcDNAを増幅し、ほ乳類細胞発現ベクターに組み込んだ。CHO細胞に安定発現させ、合成ペプチドGHRP-6を用いて、最も良く反応する細胞を選んだ。セカンドメッセンジャーとして、細胞内Caが良く反応した。この発現細胞アッセイ系は、ペプチド濃度が10^<-9>10^<-6>Mの範囲で十分な測定が可能であった。2,ラット脳200匹より、ペプチド画分を抽出し、生理活性ペプチドが多く含まれる強塩基性画分より、アッセイを行った。強塩基性のペプチドをG50ゲル濾過にてサイズ分画し、5フラクションずつ陰イオン交換クロマトグラフィーにてさらに細かく展開した。この一部を発現細胞アッセイ系に添加し、細胞内Caを測定した。その結果、分子量約4,000と約2,000の両分に特異的に細胞内Ca濃度を上昇させる活性が見つかった。3,この2つの活性は含量が少なく、最終的な精製、構造決定まではいかなかった。そこで現在、さらに多くのラット脳から精製を行うと共に、材料を得やすいブタ脳からの同様の活性について検討を行っている。

これまでの視床下部-下垂体系によるGH分泌調節だけでなく、胃による新しいGH分泌調節機構の可能性を示したことで、グレリンの研究は非常に独創性が高く、臨床応用の面からも発展性の大きい研究である。
脊椎動物のボディープランの分子的基盤

最近の発生生物学ならびにこれに関連する細胞生物学、分子生物学、分子遺伝学、神経生物学などの分野でも、いろいろな新しい知見や成果が得られているので、それを本研究計画にも導入し、実施することにより、確実に新しい大きな成果があげられるものと考えられる。そのための現状のこの分野での収集と解析を幅広く行うものである。具体的には代表者と班長の黒岩、および上野らと一日かけて、東京大学においてこの件について情報の交換と今後の検討内容について討議した。これらの結果を計画班員全体に伝え、各計画班員からもそれぞれの分野におけるシグナル分子と形態形成遺伝子についての内容の提示があった。特にこのようなものの中で、ボディープランの成立に関与するアクチビン、BMP、RA、Wnt、FGFなどの因子がどのように互いに作用しあい、どのような形態形成遺伝子の発現制御と互いに関係しているかを明らかにすることを解析と同時にデータを集積し、討議を重ねた。また、多細胞個体の形態上に基本的な枠組みである体軸や分節構造の決定に関与する形態形成遺伝子や転写調節遺伝子が数多く見出され、これらの生物の種を越えて保存されている機能について解析したり、資料を集め、討議を行った。シグナル分子とシグナル伝達カスケードにより発現制御が行われる転写制御因子をコードするタイプの形態形成遺伝子は、タンパク質産物を介してさらに転写制御カスケードの下位にある遺伝子群の発現を統括的に制御する。このような形態形成遺伝子の標的遺伝子群の分離同定を行い、さらに転写制御機構について解析を行うと同時に、データの集積と討議を行った。この結果、単に脊椎動物に限らず、無脊椎動物でも共通のシグナル分子と形態形成遺伝子が次々と発表が続き、まさにボディープランの研究は世界の中で大きな流れとなりつつあることを実感している。
次元論および距離空間の埋蔵問題から考察するcoarse幾何学の研究

昨年度の引き続きcoarse幾何学におけるANR理論を構築する試みを行っている。ANR理論は代数的トポロジーを展開する上でCW複体や位相多様体のように組み合わせ的構造や幾何的構造に依存しない内的特徴付けからよい結果が得られるので、coarse幾何学で同様な理論が展開できればよいと考えた。有限次元ANRの特徴付けはそのホモトピー的局所連結性を用いて行われる。しかしcoarse幾何学ではホモトピー理論を展開することは難しいので、組み合わせ的性質を利用したホモロジー論を用いた局所連結性から糸口を見いだそうと考えた。そこで従来のsmallサイズの位相幾何学におけるものも含め先行研究に当たってみたが、必ずしも十分な結果が得られていない。このテーマに関連してVesko Valov教授(Nipissing University、Canada)と共同研究を行った。これまでに局所的にホモロジー群が縮約するという性質からホモロジーレトラクトという概念を導入してホモロジーANRを定義した。従来のANRとはどのくらいの差異を研究している。ホモロジー的に局所単連結になる分解空間の特徴付けを解明することがキーポイントであることがわかってきた。その段階で分解空間のホモロジー論として何が適切か、という課題に直面しSteenrodホモロジー群を採用することにした。現在、n次元コンパクト距離空間をn+1次元コンパクトANRへ埋蔵する児玉の方法をから「よい性質をもつ分解空間」を構成し、Steenrodホモロジー群による局所連結性を計算している。が出版された。また、昨年度の進捗状況で報告した共同研究の成果:(1)分解空間のホモロジー局所連結性の特徴付けの成果をまとめるあげることを目標に挙げる。同時にcoarse幾何学に有効なANR理論の導入を中心課題の一つとして挙げる。研究協力者Jerzy Dydak(テネシー大学教授、アメリカ)を2017年3月8日から3月23日まで招聘し、ワークショップ「第10回早稲田幾何学的トポロジー研究集会」を開催した。参加者は国内外から15名であったが、最新の研究成果の発表や今後の課題などを議論した。それによりCoarse幾何学の位相空間論的側面の最新の研究情報に触れることができ、当面の課題を明確にすることができた。ANRを局所的なホモロジー群の自明性から解析して、特徴付けられるか否か研究を進め、代数的ANRという概念にたどり着いた。これはANR理論では「連続写像とホモトピー」の概念からANRを議論したことと対比して、chain homomorphismsとchain homotopyの概念を用いて一般化を図ろうとするものである。一定度まとまった形になったのでVesko Valov(ニピッシング大学教授、カナダ)との共同研究として論文にまとめている。また、1次元野生的空間による分解空間のホモロジー群の計算を元に分解空間のホモトピー型を決定する新しい方法を見いだすことができ、例えばshape群では自明ではないがCechホモロジー群では自明であることで知られているCase-Chamberlin連続体を3次元ユークリッド空間へ埋め込んだときに得られる分解空間の(プロ)ホモロジー群を計算することでシェイプ型が自明であること、及びソレソイドによる分解空間とは異なるシェイプ型をもつを示した。これもVesko Valovとの共同研究としてまとめる方向で議論をしている。当初の予定通り研究協力者Jerzy Dydak(テネシー大学教授、アメリカ)を招聘してワークショップを開催するができた。それによCoarse幾何学の位相空間論的側面の最新の研究情報に触れることができ、当面の課題を明確にすることだできた。また、Coarse幾何学にANRの概念を効果的に導入できるか考察する過程でANRを局所的なホモロジー群の自明性から解析して、代数的ANRという概念にたどり着いた。これらはVesko Valov(ニピッシング大学教授、カナダ)との共同研究として論文にまとめている。さらにこの研究を通じて必要となった野生的空間による分解空間のホモロジー群の計算を元に分解空間のホモトピー型を決定する新しい方法を見いだすことができたので論文としてまとめる方向で議論をしている。これらワークショップによる次への課題の設定化および新規論文への取り組み状況から「おおむね順調に進展している」と判断した。Coarse幾何学におけるANR理論を構築する試みを行っている。典型的なANRの特徴付けはそのホモトピー的な意味での局所連結性を用いて行われる。しかしcoarse幾何学では局所的なホモトピー理論を展開することは難しいので、組み合わせ的性質を利用したホモロジー論を用いた局所連結性に活路を見いだそうと考えた。そこで従来のsmallサイズの位相幾何学におけるものも含め先行研究に当たってみたが、必ずしも十分な結果が得られていなかった。また現在このテーマではVesko Valov教授(Nipissing University、Canada)が先行していることを見つけ、共同研究を開始した。現在は、局所的にホモロジー群が縮約するという性質からホモロジーレトラクトという概念を導入してホモロジーANRを定義した。これにより、従来のANRがもつホモロジー論的な性質がどの程度実現可能かを調べた。また、従来のANRとはどのくらいの差異があるかを研究している。現在の状況はホモロジー的に局所単連結になる分解空間の特徴付けを解明することがキーポイントであることがわかってきた。

この問題はGriffithsの古典的問題「ホモロジー的に局所単連結であるがホモトピー的に単連結な位相空間が存在するか」(1950年)を有限次元コンパクト距離空間の範囲で解決することに結びついている。この問題は無限次元では解かれているが、有限次元の場合は解決されていない。第一の理由として、研究状況の報告で「Coarse幾何学におけるANR理論の構築を目指した」と記したが、Valov氏との共同研究をまとめて以下の論文を発表できる運びとなったことをあげる。次に、継続して分解空間の局所的ホモロジー連結性に関する共同研究も順調に進んでいることをあげる。昨年度の引き続きcoarse幾何学におけるANR理論を構築する試みを行っている。ANR理論は代数的トポロジーを展開する上でCW複体や位相多様体のように組み合わせ的構造や幾何的構造に依存しない内的特徴付けからよい結果が得られるので、coarse幾何学で同様な理論が展開できればよいと考えた。有限次元ANRの特徴付けはそのホモトピー的局所連結性を用いて行われる。しかしcoarse幾何学ではホモトピー理論を展開することは難しいので、組み合わせ的性質を利用したホモロジー論を用いた局所連結性から糸口を見いだそうと考えた。そこで従来のsmallサイズの位相幾何学におけるものも含め先行研究に当たってみたが、必ずしも十分な結果が得られていない。このテーマに関連してVesko Valov教授(Nipissing University、Canada)と共同研究を行った。これまでに局所的にホモロジー群が縮約するという性質からホモロジーレトラクトという概念を導入してホモロジーANRを定義した。従来のANRとはどのくらいの差異を研究している。ホモロジー的に局所単連結になる分解空間の特徴付けを解明することがキーポイントであることがわかってきた。その段階で分解空間のホモロジー論として何が適切か、という課題に直面しSteenrodホモロジー群を採用することにした。現在、n次元コンパクト距離空間をn+1次元コンパクトANRへ埋蔵する児玉の方法をから「よい性質をもつ分解空間」を構成し、Steenrodホモロジー群による局所連結性を計算している。が出版された。また、昨年度の進捗状況で報告した共同研究の成果:ANRの側面であるANEの概念をcoarse幾何学へ展開することを試みる。また代数的ANRの概念をcoarse幾何学へ導入することが可能か例を通して検証を試みる。asymptotic次元論の現状はは可算的無限次元の意味の解明にあるが、次の段階としてsmall scale幾何学における次元論の強力な結果「Alexandroffの定理」のasymptotic次元論版を考察して、無限次元asymptotic次元論の進展を図る。研究の過程で生じたsmall scale幾何学の問題