hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
ATM、DNA-PKに着目した低酸素性癌細胞における放射線抵抗性の機序解明

癌の低酸素細胞の放射線抵抗性は、酸素存在下でのラジカル反応だけでは説明がつかないため、生物学的要因が示唆されているが、低酸素における放射線抵抗性を制御する分子機序は明らかになっていない。本研究課題では、低酸素性癌細胞における放射線抵抗性の原因の解明を目的として、低酸素状態がDNA2重鎖切断修復酵素に及ぼす影響、およびそれら酵素の制御機構について解析を行った。研究代表者は、1) DNA修復酵素ATMおよびDNA-PKcsについて、複数の細胞株で低酸素状態がこれら酵素の発現や活性化に影響を及ぼすこと、2)これら酵素の活性化はSrcやAMPKαを介したシグナル伝達経路に依存すること、3) AMPKαをターゲットとしたsiRNA処理により、低酸素状態におけるATM、DNA-PKcsの活性の亢進が抑制されることを明らかにした。また、ATMについては、低酸素状態における発現の亢進もAMPKαのノックダウンにより抑制されることを明らかにした。Src、AMPKαを介したDNA修復酵素の制御が、低酸素における放射線抵抗性に重要である可能性が考えられる。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。本研究課題では、低酸素性癌細胞における放射線抵抗性の原因の解明を目的として、低酸素状態がDNA2重鎖切断修復酵素に及ぼす影響およびそれら酵素の制御機構について解析を進めた。SV40でtransformされたヒト線維芽細胞LM217およびLM205、胎児由来の正常ヒト線維芽細胞NHDFを低酸素処理し、ATM、DNA-PKcs、生存シグナルであるAktの発現量および活性に関与する部位のリン酸化への影響を検討した。その結果、低酸素状態においてATM、DNA-PKcs、Aktの発現および活性が亢進した。また、Aktの活性化は、細胞膜や細胞質を起源とする情報伝達経路の活性化を示唆するため、細胞膜やその近傍に位置するタンパク質の発現と活性に及ぼす影響について検討したところ、低酸素状態において、Src、Caveolin-1、EGFR、PDK1、AMPKαの発現および活性が亢進した。一方、mTORの発現および活性は抑制された。Srcファミリー特異的な阻害剤であるPP2を添加したところ、低酸素状態においてATM、DNA-PKcs、Caveolin-1、EGFR、PDK1、Aktの活性は抑制された。低酸素状態はATMやDNA-PKcsの発現および活性を亢進させ、それら酵素の活性化はSrcやAMPKαを介したシグナル伝達経路に依存していることが示唆された。本研究課題の主要な対象であるDNA修復酵素ATMおよびDNA-PKcsについて、複数の細胞株で低酸素状態がこれら酵素の発現や活性化に影響を及ぼすこと、さらに、これら酵素の活性化がSrcやAMPKαを介したシグナル伝達経路に依存していることを示唆することができたのは重要な進展であると評価している。本年度の結果から、ATM、DNA-PKcsの活性化の分子機構がSrcやAMPKαシグナル伝達経路を介していることが示唆された。阻害剤は非特異的効果の存在が考えられるため、siRNAによるノックダウン実験を行い、同様の影響がみられるかを検討する。また、ATM、DNA-PKcsの活性化の分子機構が、低酸素状態における細胞の放射線抵抗性に関与している可能性が考えられるため、ATM、DNA-PKcs、SrcおよびAMPKαをターゲットとした阻害剤やsiRNAを用いて、低酸素状態における細胞の放射線抵抗性とATM、DNA-PKcsの関与について検討する。
遺伝子改変マウスを用いた男性ホルモンと食餌性肥満・糖尿病のクロストークの解明

全身性アンドロゲン受容体(AR)ノックアウト(KO)マウスを作出し、代謝疾患発症におけるARの役割について検討した。昨年度、AR-KO雄性マウスが、高脂肪食摂取時に肥満、耐糖能異常、インスリン作用不全を呈することを明らかにした。本年度は、雄性AR-KOマウスの代謝疾患発症における腸内細菌の関与について、抗生物質を用いて検討した。その結果、AR-KOマウスの高脂肪食依存的な肥満、耐糖能異常、インスリン作用不全については、抗生物質投与下では消失することが明らかとなり、腸内細菌叢の影響が示唆された。また、高脂肪食摂取時には、AR-KOマウスの寿命が短縮することが判明した。研究期間全体の総括として、男性ホルモン欠乏によるエネルギー代謝の変化は、ARを介したオス特異的な現象であり、高脂肪食摂取時において顕著に影響が現れることが明らかになった。この雄性AR-KOマウスのエネルギー代謝異常については、抗生物質の飲水投与下では生じなかったことから、腸内細菌叢の関与が考えられた。腸内細菌叢は、その代謝産物を介して宿主の代謝に影響を及ぼすことが知られている。今回変化が見られたTuricibacter spp.とLactobacillus reuteriは共に乳酸産生菌である。本研究においても、AR-KOによる腸内細菌叢の変化が乳酸など腸内細菌の2次代謝産物に影響し、今回の結果に関与しているのではないかと考えられる。代謝疾患を呈したAR-KOマウスは短命であったことから、男性ホルモン作用が男性の寿命に重要であることが明らかとなった。近年、男性の肥満や2型糖尿病の発症に男性ホルモン(テストステロン)の低下が関係することが明らかになってきた。これまでに、高脂肪食を摂取させたマウスを去勢すると肥満・糖尿病が発症することを見出しており、本研究では、この現象にアンドロゲン受容体(AR)を介したテストステロンの作用が関与するか否かについてAR-KOマウスを用いて検討を行っている。全身性のコンディショナルAR-KO雄性マウスを作製し、同腹仔のAR-floxマウスを対照として20週齢まで飼育した。その結果、高脂肪食を摂取させた際に、AR-KOマウスは摂食量が低下するにも関わらず、食餌効率が亢進することにより、10週齢前後から顕著な体重増加が起こり肥満を呈することを見出した。解剖の結果、AR-KOマウスでは、皮下脂肪と内臓脂肪の蓄積が観察された。そこで、内臓脂肪について組織切片を作製して解析した結果、脂肪細胞の肥大が観察された。肝臓より脂質を抽出してトリグリセリドレベルを測定した結果、AR-KOマウスでは、肝臓トリグリセリドレベルの上昇が見られ、脂肪肝を発症していることが判明した。高脂肪食依存的なAR-KOモデルにおける肥満の発症は、去勢モデルよりも顕著であった。糞中の細菌叢を調べた結果、AR-KOマウスでFirmicutes門/Bacteroidetes門比の上昇と、Lactobacillus属細菌の増加が観察された。これらの結果は、去勢モデルにおける結果と一致した。さらに、Lactobacillus属細菌のなかでも顕著に増加する種を見出した。高脂肪食摂取時にAR-KOマウスが肥満を発症することを見出したため。Cre-loxPシステムを用いて全身性アンドロゲン受容体(AR)ノックアウト(KO)マウスを作出し、代謝疾患発症におけるARの役割について検討を行っている。本年度は、AR-KOマウスにおける代謝疾患発症において、性差と食餌組成の影響について検討を行った。その結果、AR-KOによる肥満、耐糖能異常、インスリン作用不全については、雄性マウスが高脂肪食摂取時にのみ生じることが明らかになった。つまり、代謝疾患発症に食餌と内分泌系のクロストーク、さらに性差が存在すると考えられる。肥満などの代謝疾患を発症したAR-KOマウスの腸内細菌叢において乳酸産生菌の増加が観察されたため、培養細胞系(3T3-L1細胞)を用いて脂肪細胞分化における乳酸の影響について検討した。マウスやヒト体内では通常、産生される乳酸は99%以上がL体であり、D-体はわずかである。しかし、腸内細菌ではL-乳酸に加えてD-乳酸も産生され、体内に流入しうるため、これらの鏡像異性体における相違についても検討を行った。その結果、L体、D体ともに脂肪細胞分化を促進させたが、D-乳酸はL-乳酸よりも強力に脂肪細胞分化を促進させた。D-乳酸はエネルギー源というよりも寧ろシグナル分子として機能することで脂肪細胞分化を亢進させることが示唆された。これらの結果から、AR-KOマウスの腸内において増加した乳酸産生菌が、腹部内臓脂肪の増加に関連するというメカニズムが考えられた。AR-KOマウスにおける代謝疾患発症における性差、食餌の影響について明らかにすることができたため。

その結果、AR-KOマウスの高脂肪食依存的な肥満、耐糖能異常、インスリン作用不全については、抗生物質投与下では消失することが明らかとなり、腸内細菌叢の影響が示唆された。また、高脂肪食摂取時には、AR-KOマウスの寿命が短縮することが判明した。研究期間全体の総括として、男性ホルモン欠乏によるエネルギー代謝の変化は、ARを介したオス特異的な現象であり、高脂肪食摂取時において顕著に影響が現れることが明らかになった。この雄性AR-KOマウスのエネルギー代謝異常については、抗生物質の飲水投与下では生じなかったことから、腸内細菌叢の関与が考えられた。腸内細菌叢は、その代謝産物を介して宿主の代謝に影響を及ぼすことが知られている。今回変化が見られたTuricibacter spp.とLactobacillus reuteriは共に乳酸産生菌である。本研究においても、AR-KOによる腸内細菌叢の変化が乳酸など腸内細菌の2次代謝産物に影響し、今回の結果に関与しているのではないかと考えられる。代謝疾患を呈したAR-KOマウスは短命であったことから、男性ホルモン作用が男性の寿命に重要であることが明らかとなった。AR-KOマウスにおける糖・脂質代謝の変動について検討する。さらに、腸内細菌の変化と肥満の因果関係について腸内細菌移植により検討する。腸内細菌移植や抗生物質投与によって、高脂肪食を摂取させた雄性AR-KOマウスにおける代謝疾患発症に腸内細菌叢の変化が関与するか否かを検討する。また、盲腸内において乳酸の増加の有無について検証する。腸内細菌移植の実験で上手く定着が見られず、想定していた解析を取りやめた。このために解析用の試薬代の一部をH30年度に先送りして、抗生物質投与実験の際に用いることとした。
組織工学的アプローチによる新規バイオミメティック組織デバイス開発の現状と課題

ハイブリッド型人工臓器を含めた再生医療分野は、細胞を加工するTissue Engineeringなどの技術を用いて加工した細胞そのものを医薬品のようにもちいる分野であり、そのために特に高度な安全性が求められるため産業応用も特に困難である。これに対して、動物およびヒト細胞培養を活用できる産業分野として再生医療以外には、大量培養による医薬生産、薬物や環境因子などの人体代替評価システムなどが考えられている。前者にも安全性が求められるがその基準はほぼ確立されており産業化にも取り組みやすい。また後者の代替評価システムには高度な機能は要求されるが安全性という意味ではハードルが低い。したがってこれら2者は再生医療に比べて技術の産業応用がしやすい。しかし、その反面、自然にある組織をそのままの原理で再生するのとは異なった種々の工学的工夫が必要であり、生物工学者に課せられた役割は重い。そこで本研究では、これら工学研究分野における今後の課題解決のヒントとすべく、研究の現状を概観することとした。すなわち、(1)2003年3月に米国で開催されたETG2003学会(The 6^<th> annual Engineering Tissue Growth International Conference & Exposition)における発表から抽出した組織培養に関わるホットな話題、(2)2003年10月に米国で開催されたマイクロTAS (The 7th International Conference on Micro Total Analysis Systems (October 5-9,2003,Squaw Valley, California USA))学会におけるバイオミメティックデバイス分野の研究発表に関連した調査結果、および(3)細胞足場としての高機能マテリアルの最新研究成果をまとめた。
電子線ホログラフィーによる多粒子系メゾスコピック物理現像の解明

1.電子線ホログラフィに関する実験は日立冷陰極型透過型電子顕微鏡HF-2000を用いて行った。まず、平行入射する電子線に対しプリズム作用を起こさせるためのワイヤーを作製し、電子顕微鏡の二つの中間レンズの間に装着した。このワイヤーに数10数100ボルトの電圧をかけ、基本的なプリズム作用を確認し、干渉縞が再現性よく得られるレンズ条件を得た。2.粒径1μmのラテックス粒子の周囲の静電場を観察した。位相差像には電子線の照射によって帯電したラテックス粒子の周囲に存在する電位場が等高線として明瞭に観察された。一方、Fe-Nd-B合金の周囲に存在する磁場の観察も試みた。ホログラムから得られた位相差像は合金の先端から発生する磁力線の分布を示しており、約1μmの先端部から4.1x10^<-15>Wbの磁束が10本ほど発生していることを確認した。3.プラズマ・ガス凝集法で作成した単分散Co/CoOクラスター集合体の生成条件と磁気的性質を調べた。酸素ガス流量を制御することにより、1nm程度の大きさのCoOが表面に凝集したCo/CoOクラスター集合体を、平均径が613nmの範囲で均一に作ることに成功した。この集合体は強い一軸異方性を有し、また8K以下で、温度に依存しない巨視的な量子トンネル効果の現れと考えられる磁気緩和が観測された。4.また、単分散金属Coクラスターについての構造を電子顕微鏡により観察し、SQUIDで測定した磁気的性質との関連を調べた。その結果、クラスター集合体の保磁力は613nmの間でクラスターの平均粒径に強く依存することが判明した。一方、高分解能電子顕微鏡による結果では、この大きさ程度で、室温で安定なhcp相に積層欠陥が多数入ることが確認され、クラスターサイズの低下とともに出現するfcc相が、反磁区の形成を容易にし、保持力を下げていることが判明した。1.電子線ホログラフィに関する実験は新素材開発施設の日立冷陰極型透過型電子顕微鏡HF-2000を用いて行った。まず、平行入射する電子線に対しプリズム作用を起こさせるためのワイヤーを作製した。すなわち、直径300nm、長さ1cm程度のガラス細線を作り、表面に金をスパッタリングで蒸着することによりワイヤーとし、電子顕微鏡の二つの中間レンズの間に装着した。2.このワイヤーに数10数100ボルトの電圧をかけ、まず基本的なプリズム作用を確認した。次に電子線の平行度を高めることにより、干渉作用が得られるような電子線照射条件を模索した。ほとんどの場合、ワイヤー端からのフレネルフリンジしか観察されなかったが、対物レンズの電流をゼロに近く落とすことによって良好な干渉縞が再現性よく得られることがわかった。3.粒径1μmのラテックス粒子の周囲の静電場を観察した。得られたホログラム中にはワイヤーからのフレネル縞とバイプリズムによる干渉縞が存在した。しかし、フィルター処理を施すことにより両者の分離は容易であり、再生像、ならびに位相差像(干渉顕微鏡像)を得た。4.一方、Fe-Nd-B合金の周囲に存在する磁場の観察も試みた。

ホログラムから得られた位相差像は合金の先端から発生する磁力線の分布を示しており、約1μmの先端部から4.1x10^-15Wbの磁束が10本ほど発生していることを確認した。1.プラズマ・ガス凝集法で作成した単分散Co/CoOクラスター集合体の生成条件と磁気的性質を調べた。酸素ガス流量を制御することにより、1nm程度の大きさのCoOが表面に凝集したCo/CoOクラスター集合体を、平均径が613nmの範囲で均一に作ることに成功した。この集合体は強い一軸異方性を有し、さらに緩和時間を詳細に検討したところ、8K以下で、温度に依存しない磁気緩和が観測された。これは巨視的な量子トンネル効果の現れと考えられる。残念ながら、現在の電子顕微鏡には低温ホルダーがついておらず、電子線ホログラフィーにより、クラスター間の磁気的結合の様子を視角化するには至らなかった。2.また、単分散金属Coクラスターについての構造を電子顕微鏡により観察し、SQUIDで測定した磁気的性質との関連を調べた。その結果、クラスター集合体の保磁力は613nmの間でクラスターの平均粒径に強く依存することが判明した。一方、高分解能電子顕微鏡による結果では、この大きさ程度で、室温で安定なhcp相に積層欠陥が多数入ることが確認され、クラスターサイズの低下とともに出現するfcc相が、反磁区の形成を容易にし、保持力を下げていることが判明した。現在、このような微細なクラスター内の磁区構造をホログラフィーを用いて調べている。3.さらに、クラスターを作成するチェンバー内に異なった種類の金属ターゲットを対向させて置くことにより、磁性合金クラスターの作成を試み、B2型構造を有する単分散CoAlクラスターの合成に成功した。化学量論的組成よりAlが少ない領域で強磁性の発現を確認し、これまでの結果は論文に投稿中である。さらに現在、磁気的な多粒子系の振る舞いを調べている。
励起子ポラリトンBEC－BCSクロスオーバー

光のボース粒子性と励起子のもつフェルミ粒子性の両者の特性を併せ持つ励起子ポラリトンは,励起密度に応じてその特性が変化する.中でも興味深いのは,励起子ポラリトンにおけるボーズ・アインシュタイン凝縮(BEC)は,低温度を保持したまま高密度領域に到達すると,phase-space filling効果によって励起子の特性が顕著となり,その位相はBCS領域ヘクロスオーバーすると予測されている点である.しかし,ポラリトンBEC-BCSクロスオーバーの実験的特性は未だ明らかにされていない.本研究では,高密度領域におけるphotoluminescence(PL)特性を,two-time correlation functionを用いて厳密に算出した.高密度領域では,系の開放散逸特性が顕かになるため,Low erpolaritonポンプ項を加えたマスター方程式を書き下した.本年度は,高密度実験で通常用いられるパルスレーザーをシミュレートするために,ポンプ光に時間依存性を加えた.共振器寿命に対して長パルスおよび短パルスを比較した結果,短パルスを用いることで粒子の減衰ダイナミックスを図ることはできるが,高密度領域への到達の有無には,パルス長は寄与しないことがわかった.また,長パルスの計算結果は,実験結果と定性的な一致を示すことができた.さらに,photon lasingとの差異を確認するために,位相の散逸過程を考慮したモデルもシミュレートした.予想通り,位相の散逸は,密度が高くなるに伴い弱結合を引き起こし,高密度領域では共振器光子のエネルギー付近に幅の広い一つのピークをもつことが明らかとなった.これは,強結合の計算結果と大きく異なり,BEC-BCSクロスオーバーの定性的なPL特性を明らかにすることができた.励起子ポラリトンにおけるボーズ・アインシュタイン凝縮(BEC)は,低温度を保持したまま高密度領域に到達すると,その位相はBCS領域へクロスオーバーすると予測されている.ポラリトンBCS領域は,従来の電荷をもつクーパー対の代わりに光で誘起された電子正孔対から構成される.現在までに報告されている研究では,励起密度の増加に伴い弱結合が起こり,系はポラリトンBECからphoton BECへ移行すると報告されている.本研究では,ポラリトンBEC-BCSクロスオーバーの特性を求め,ポンプ光の強度を変化させることで実験的にクロスオーバーを観測することを目的としている.現在までに報告されている励起子ポラリトンBECは,BECのしきい値直上の励起密度領域において実験されてきた.これは,ポンプ光強度が増加するとポンプレーザー光によって半導体サンプルが加熱され,共振器光子および励起子のエネルギーが共にシフトし,強結合が崩壊してしまうためである.我々は,Upper polaritonの非共鳴エネルギー付近をポンプ光エネルギーとして選択した結果,強結合を保持したまま高励起領域におけるフォトルミネッセンス(PL)測定異験を行うことに成功した.データ解析の結果,これまで観測されたことのない高密度領域においてMollow tripletスペクトルを観測した.理論解析としては,マスター方程式にLower Polariton(LP)のポンプ項を追加し,two-time correlation functionを用いてPLを厳密に算出した.その結果,高密度領域においてMollow tripletのように光子数Nに依存して広がるサイドピークが生じることを確認した.さらに,実験状況をシミュレートするために,時間依存したポンプ光を仮定してPLの算出を行い,実験結果と定性的な一致を示すことができた.光のボース粒子性と励起子のもつフェルミ粒子性の両者の特性を併せ持つ励起子ポラリトンは,励起密度に応じてその特性が変化する.中でも興味深いのは,励起子ポラリトンにおけるボーズ・アインシュタイン凝縮(BEC)は,低温度を保持したまま高密度領域に到達すると,phase-space filling効果によって励起子の特性が顕著となり,その位相はBCS領域ヘクロスオーバーすると予測されている点である.しかし,ポラリトンBEC-BCSクロスオーバーの実験的特性は未だ明らかにされていない.本研究では,高密度領域におけるphotoluminescence(PL)特性を,two-time correlation functionを用いて厳密に算出した.高密度領域では,系の開放散逸特性が顕かになるため,Low erpolaritonポンプ項を加えたマスター方程式を書き下した.本年度は,高密度実験で通常用いられるパルスレーザーをシミュレートするために,ポンプ光に時間依存性を加えた.共振器寿命に対して長パルスおよび短パルスを比較した結果,短パルスを用いることで粒子の減衰ダイナミックスを図ることはできるが,高密度領域への到達の有無には,パルス長は寄与しないことがわかった.また,長パルスの計算結果は,実験結果と定性的な一致を示すことができた.さらに,photon lasingとの差異を確認するために,位相の散逸過程を考慮したモデルもシミュレートした.予想通り,位相の散逸は,密度が高くなるに伴い弱結合を引き起こし,高密度領域では共振器光子のエネルギー付近に幅の広い一つのピークをもつことが明らかとなった.これは,強結合の計算結果と大きく異なり,BEC-BCSクロスオーバーの定性的なPL特性を明らかにすることができた.励起子ポラリトンにおけるBCS領域のフォトルミネッセンス特性を,two-time correlation functionを用いて算出した.その際に用いるマスター方程式には,lower polaritonの粒子が熱浴から注入されるモデルを仮定した.その結果,Mollow tripletとして知られる光子数に依存したサイドバンドが生じた.

これはキャビティ光子場と励起子の間でコヒーレントラビ振動が起こっている証拠となり,非常に重要な特性を掴めたことになる.また,実験結果との定性的な一致を示すことができたことは,予想以上の進展であるといえる.高励起領域においては,非常に多くのポラリトン粒子が系に存在するため,ポラリトン粒子間の相互作用の強度がフォトルミネッセンス(PL)に影響を与えると考えられる.そのため,粒子間の相互作用を推定し,新しいハミルトニアンを用いてtwo-timecorrelation functionをより厳密に計算することで実験結果との定量的な一致を図る.また,励起子を2準位原子モデルではなく,電子とホールのクーロン相互作用によって記述することで,PLの運動量依存性を議論し,BCS物理の本質を明らかにする.
蛋白分解酵素の活性阻害を応用した悪性神経膠腫の治療の基礎的研究

1.ジフテリアトキシンのBフラグメントにpoint mutationを導入して、細胞に結合、侵入できないが、Aフラグメントは正常でタンパク合成阻害活性を有するrecombinantジフテリアトキシンを精製した。マウスの実験脳腫瘍を用いて、腫瘍内に直接recombinantジフテリアトキシンを注入して、悪性神経膠腫に対する抗腫瘍効果を確認した。このrecombinantジフテリアトキシンとに特異的に発現しているLRPに特異的に結合するreceptorassociated protein (RAP)との結合たんぱくの精製を行っている。2.Pentoxyfilinによる悪性神経膠腫に対する抗腫瘍効果をマウス脳内実験脳腫瘍で確認した。この効果の一部は、NF-kBの活性化阻害を介して、MMP-9の活性を抑制した結果であり、腫瘍の増殖と浸潤が抑制された。3.転移性脳腫瘍組織ではheparanaseは高率に発現し、神経膠芽腫組織では発現がみられなかったことより、神経膠芽腫の低脈管浸潤性と遠隔他臓器転移を生じない生物学的特性がheparanaseと関連している可能性が示唆された。グリオーマ細胞株ではheparanaseの発現がみられたが、同じ細胞株を用いたマウスの移植皮下腫瘍および移植脳腫瘍の腫瘍組織中ではheparanaseの発現が抑制されていた。このことより、神経膠芽腫のin vivoではheparanaseの発現はdown-regulationされているものと推測した。1.ジフテリアトキシンのBフラグメントにpoint mutationを導入して、細胞に結合、侵入できないが、Aフラグメントは正常でタンパク合成阻害活性を有するrecombinantジフテリアトキシンCRMおよびAフラグメントのみのジフテリアトキシンをpET TRX遺伝子発現プラスミドにクローニングして発現プラスミドを作成し、大腸菌AD494にトランスフォームした。得られた蛋白の精製を行っている。また、精製したこれらの蛋白とRAPの融合蛋白作成の準備をしている。得られた蛋白の精製を行った。2.マウスの実験脳腫瘍のモデルを作成した。BALB/c athymicマウス(6週齢、雌)の右の大脳基底核部にU251細胞PBSsuspension(5X10^5)を、深さ3.5mmのcaudo-putamenにマイクロシリンジで植え込み、実験脳腫瘍を作成した。植え込み1週間後に、精製したジフテリアトキシンCRMを4・g注入し、28日後に断頭して脳を取り出し、コントロール群と比較した。腫瘍の発育が抑制された。このため現在、精製したこれらの蛋白とRAPの融合蛋白を作成し、安定した融合蛋白の作成を行っており、精製品が得られ次第実験脳腫瘍の治療に用いる。3.pentoxyfiline処理をした腫瘍群でのNF-・Bで発現が抑制されており、膠芽腫の進展、浸潤にNF-・Bが関与しており、これを制御することで腫瘍の発育浸潤抑制ができる。
蛍光タンパクを用いた革新的カップリング・モノマー可視化技術の開発

サンドブラスト処理後の歯科用修復物表面に付着する微量のサンドブラスト粒子は単なる汚染物質とみなされ,臨床においても,あるいは研究室の実験手順においても,通常は蒸留水などによる超音波洗浄で除去される.申請者らはこの超音波洗浄処理が修復物に対するレジンセメントの接着強さを減少させる現象を報告した(Nishigawa G et.al, PLoS ONE, 2016).しかしながら,この洗浄処理が接着強さを減少させる原因は未だに明らかではない.本研究は,これらの原因を明らかにするため,蛍光タンパクを用いた革新的なカップリング・モノマー可視化技術を開発し,その技術を用いて,超音波洗浄による接着力低下の原因が,サンドブラスト処理による材料表面の物理的な新鮮面露出(化学的清浄化)とそれに続く蒸留水を用いた超音波洗浄浄による新鮮面への汚染であることを,材料表面のカップリング・モノマー吸着量分析から証明することを目的とする.30年度は,被験樹脂であるCAD/CAM冠に用いられるレジンブロック表面を,選定した蛍光顕微鏡を用いて観察し.顕微鏡による色調調整などの観察条件の設定を行った.さらに本研究の目指す,接着効果の臨床効果の向上を検討するために,サンドブラスト処理とカップリング・モノマー処理を行った被験レジンブロックとレジンセメントの合着界面を機械加工によって観察可能な断面形成を施し,SEMおよびSTEM観察を行うことによって,レジンブロック中のフィラーに対するサンドブラストによる割断面の獲得状態などを視覚的に観察することによって検討を加えた.蛍光顕微鏡の使用が可能となり,その操作方法を習得し試料観察するうえでの設定条件の検討を行うことができた.さらに接着効果の臨床効果の向上を検討するために,サンドブラスト処理とカップリング・モノマー処理を行った被験レジンブロックとレジンセメントの合着界面を機械加工によって観察可能な断面形成を施し,電界放出走査電子顕微鏡(SEM)およびエネルギー分散型X線分析装置(EDS)を備えた走査型透過電子顕微鏡(STEM)JEM-2100F(日本電子)で観察および分析を行った.この結果は令和元年度に学会発表(日本補綴歯科学会,札幌)を行うことが決まった.被験レジンブロック上へ付着したカップリング・モノマーの視覚的観察と定量的分析を可能とするために,カップリング・モノマーに付着させた蛍光タンパクを蛍光顕微鏡を利用して観察できるように,操作と設定の調整を行う.その方法を確立させたうえで,サンドブラストした被験材料表面を超音波洗浄した場合としなかった場合,それぞれの状態の表面いカップリング・モノマーを付着させ,さらにその付着したカップリング・モノマーに蛍光タンパクを結合させる.その表面を蛍光顕微鏡で観察することによって,超音波洗浄の有無によるカップリング・モノマーの材料表面への付着状態の違いを検討する.さらに,超音波洗浄の有無がカップリング・モノマーを付着させた被験レジンブロックとレジンセメントとの間の接着強さの計測を行う.これらの蛍光顕微鏡による観察技法,SESTEM観察,および接着強さの計測結果を併せて検討することによって,超音波洗浄によるカップリング・モノマー付着効果およびレジンセメントの接着強さへの影響を総合的に検討する予定である.サンドブラスト処理後の歯科用修復物表面に付着する微量のサンドブラスト粒子は単なる汚染物質とみなされ,臨床においても,あるいは研究室の実験手順においても,通常は蒸留水などによる超音波洗浄で除去される.申請者らはこの超音波洗浄処理が修復物に対するレジンセメントの接着強さを減少させる現象を報告した(Nishigawa G et.al, PLoS ONE, 2016).しかしながら,この洗浄処理が接着強さを減少させる原因は未だに明らかではない.本研究は,これらの原因を明らかにするため,蛍光タンパクを用いた革新的なカップリング・モノマー可視化技術を開発し,その技術を用いて,超音波洗浄による接着力低下の原因が,サンドブラスト処理による材料表面の物理的な新鮮面露出(化学的清浄化)とそれに続く蒸留水を用いた超音波洗浄浄による新鮮面への汚染であることを,材料表面のカップリング・モノマー吸着量分析から証明することを目的とする.29年度は被験樹脂としてCAD/CAM冠に用いられるレジンブロックと,可視化を可能とする2種類の蛍光タンパク物質を選び,所属機関内の部局に付属する設備から本研究の目的に使用可能な蛍光顕微鏡の選定を行った.さらに本研究の目指す,接着効果の臨床効果の向上を検討するために,被験カップリング・モノマーのレジンブロックと歯科材料とレジンセメントの接着力向上に対する効果を,接着強さを計測することによって検討し,さらに表面性状を観察するために電子顕微鏡的観察を行うことによって検討を加えた.29年度中に被験樹脂としてCAD/CAM冠に用いられるレジンブロックと,可視化を可能とする2種類の蛍光タンパク物質二種を選び,所属機関内の部局に付属する設備から本研究の目的に使用可能な蛍光顕微鏡の選定を行うこともできた.さらに被験カップリング・モノマーのレジンブロックと歯科材料とレジンセメントの接着力向上に対する効果の計測結果と,表面性状の電子顕微鏡的観察結果の一部をまとめ,学会報告することができた.これらの事から,本研究課題はおおむね順調に進展しているものと考えている.サンドブラスト処理後の歯科用修復物表面に付着する微量のサンドブラスト粒子は単なる汚染物質とみなされ,臨床においても,あるいは研究室の実験手順においても,通常は蒸留水などによる超音波洗浄で除去される.申請者らはこの超音波洗浄処理が修復物に対するレジンセメントの接着強さを減少させる現象を報告した(Nishigawa G et.al, PLoS ONE, 2016).

しかしながら,この洗浄処理が接着強さを減少させる原因は未だに明らかではない.本研究は,これらの原因を明らかにするため,蛍光タンパクを用いた革新的なカップリング・モノマー可視化技術を開発し,その技術を用いて,超音波洗浄による接着力低下の原因が,サンドブラスト処理による材料表面の物理的な新鮮面露出(化学的清浄化)とそれに続く蒸留水を用いた超音波洗浄浄による新鮮面への汚染であることを,材料表面のカップリング・モノマー吸着量分析から証明することを目的とする.30年度は,被験樹脂であるCAD/CAM冠に用いられるレジンブロック表面を,選定した蛍光顕微鏡を用いて観察し.顕微鏡による色調調整などの観察条件の設定を行った.さらに本研究の目指す,接着効果の臨床効果の向上を検討するために,サンドブラスト処理とカップリング・モノマー処理を行った被験レジンブロックとレジンセメントの合着界面を機械加工によって観察可能な断面形成を施し,SEMおよびSTEM観察を行うことによって,レジンブロック中のフィラーに対するサンドブラストによる割断面の獲得状態などを視覚的に観察することによって検討を加えた.蛍光顕微鏡の使用が可能となり,その操作方法を習得し試料観察するうえでの設定条件の検討を行うことができた.さらに接着効果の臨床効果の向上を検討するために,サンドブラスト処理とカップリング・モノマー処理を行った被験レジンブロックとレジンセメントの合着界面を機械加工によって観察可能な断面形成を施し,電界放出走査電子顕微鏡(SEM)およびエネルギー分散型X線分析装置(EDS)を備えた走査型透過電子顕微鏡(STEM)JEM-2100F(日本電子)で観察および分析を行った.この結果は令和元年度に学会発表(日本補綴歯科学会,札幌)を行うことが決まった.サンドブラストした被験材料表面を超音波洗浄した場合としなかった場合,それぞれの状態の表面いカップリング・モノマーを付着させ,さらにその付着したカップリング・モノマーに蛍光タンパクを結合させる.その表面を蛍光顕微鏡で観察することによって,超音波洗浄の有無によるカップリング・モノマーの材料表面への付着状態の違いを観察する.同時に,超音波洗浄のある場合とない場合におけるカップリング・モノマーを付着させたこれらの材料とレジンセメントとの間の接着強さの計測も行う.これらの顕微鏡的観察と接着強さの計測結果を併せて検討することによって,超音波洗浄によるカップリング・モノマー付着効果およびレジンセメントの接着強さへの影響を総合的に検討する予定である.被験レジンブロック上へ付着したカップリング・モノマーの視覚的観察と定量的分析を可能とするために,カップリング・モノマーに付着させた蛍光タンパクを蛍光顕微鏡を利用して観察できるように,操作と設定の調整を行う.その方法を確立させたうえで,サンドブラストした被験材料表面を超音波洗浄した場合としなかった場合,それぞれの状態の表面いカップリング・モノマーを付着させ,さらにその付着したカップリング・モノマーに蛍光タンパクを結合させる.その表面を蛍光顕微鏡で観察することによって,超音波洗浄の有無によるカップリング・モノマーの材料表面への付着状態の違いを検討する.
中山間地域農業・資源管理への公的支援問題に関する研究-地域農業の再建目標、支援対象の主体と営農行為、およびコスト分担問題をめぐって-

日本では中山間地域に対する本格的政策が2000年の直接支払制度を皮切りに始まろうとしている。そこでの問題は、たんに支払制度の単価上昇への要請に止まることなく、それを契機として、いかに新たな地域農業・資源管理システムの再構築を図るかにある。また、定住問題を考える上では、そこでの内発的発展をいかに促進しえるかが大きく問われることとなる。本研究では、こうした方向の模索と共に、それを促進するための地域主体のあり方の解明に大きな比重を置いてきた。そこでは従来の自治体による地域独占的なサービス供給方式から、多様な主体の参加を受け入れ、自治体はその要役を担うといった新たな農村ガバナンス方式の確立が必要ではないかという問題である。本研究では、わが国中山間地域の多様な農地管理の現場や、民間企業や民間非営利セクターをも取り込んだ農村活性化の現場の実態調査を行ってきた。前者では、特定農地貸付法を活用した都市・農村交流型農地管理、住民出資型農業公社による直接耕作、後者では地場産業や誘致企業による農村活性化事業への参画が対象となった。こうしたなかで、パートナーシップ型地域主体のわが国中山間地域における新たな意義と限界に関する検討を行ってきた。本研究のもう一つの大きな特徴は、農村振興政策に関する日英比較である。内発型農村発展をパートナーシップ・システムによって行いつつあるのがEUのLEADERや、90年代イギリスの農村開発政策である。本研究では、上記農村開発の現場を実態調査(イングランド、ウェールズ)するとともに、農村社会学会を中心としたパートナーシップ型農村開発の議論をトレースする中で、こうした新たな内発型農村開発政策の意義や限界の検討を行い、そうしたイギリスなどでの経験からわが国中山間地域政策が学びえるものを考察した。イギリスでは、北部ヨークシャー地域とウェールズ地域などにおけるLEADERの優良事例を分析した。こうしたイギリスでの条件不利地域マネジメント主体の確立施策は、わが国中山間地域の資源管理や活性化を行う際に決定的重要性を果たす地域主体づくりの方向を考えるうえで大きな示唆を与えることが明らかとなった。研究成果報告書は、「I日本農村におけるパートナーシップ・システムの可能性」「IIイギリスにおける新たな農村経営主体の意義と限界」「IIIイギリスの地域再生政策と日本の農村政策」の3部から構成されている。本研究では,中山間地域農業・資源管理における公的支援のあり方を考えるために,我が国における中山間地域の農地潰廃の実体調査を行い,また来年度から施行される本格的な中山間地域対策の第1歩である「中山間地域等直接支払い制度」に関する資料収集や討論,さらにこうした条件不利地域政策の先進国であるイギリスの農業政策に関する資料収集をした。今年度は,実態調査として新潟県中魚沼郡津南町を対象として選んだ。そこは豪雪と長期間にわたる過疎化によって傾斜地水田を中心とした農地潰廃が進行している。調査では,役場農政課から,地域農業と次年度の直説し払い制度導入に関するヒアリングを行った。また,役場資料である「1995年度集落カード」を基に,それを整理すると同時に,実際に奥地に存在する集落の過疎化に進行実態や水田耕作放棄の実態を調査した。また,北海道で開催された日本農業経済学会では,中山間地域農業や農業公社に関する資料を収集した。なお,同学会と日本学術会議との共同シンポジウムでは,本人が直接支払制度や中山間地域農業・資源管理問題に関する知見を報告し,それに関してコメンターや参加者から貴重な意見を頂いた。

これは研究遂行において,重要な足掛けとなるものである。さらに,英国においては,ロンドン大学経済学部(LSE)等においてEU共通農政や条件不利地域政策に関する資料を収集した。本年度の実態調査研究の概要は以下のとおりである。、あず国内調査に関しては、北海道における内発型地域発展に関する資料収集、離島地域(沖縄県)における地域農業の資料収集を行った。前者においては、民間企業が地域活性化に関与しうる可能性に関する資料を収集しえた。棚田の耕作放棄等に関する動向に関しては、新潟県津南町や松之山町において実態見学を行った。つぎに、中山間地域の公企業の意義や土地分級のあり方に関する新たな知見を九州大学研究者からの研究レビューを通して得た。また、農林水産省図書館を中心とした資料閲覧、収集によって、近年の農政改革に関する新たな動向に関する知見を得た。つぎに、今年度も少なからぬ比重をもつに至った外国調査について述べる。わが国中山間地域政策を考えていくとき、そこでの地域マネジメント主体の形成が重要な問題となる。本年度はイギリスにおけるLEADER事業、土地経営事業、グランドワーク・トラストの実態を調査することによって、そこからわが国中山間地域政策が学ぶべきことを分析した。こうした一連の調査研究成果は、主に、拙稿論文「中山間地域直接支払い政策の意義と限界-イギリス条件不利地域政策との比較検討を通して-」(『林業経済研究』Vol.47,No1、林業経済学会)においても述べられている。わが国では中山間地域に対する本格的政策が2000年の直接支払制度を皮切りに始まろうとしている。そこでの問題は、たんに支払制度の単価上昇への要請に止まることなく、それを契機として、いかに新たな地域農業・資源管理システムの再構築を図るかにある。また、定住問題を考える上では、そこでの内発的発展をいかに促進しえるかが大きく問われることとなる。本研究では、こうした方向の模索と共に、それを促進するための地域主体のあり方の解明に大きな比重を置いてきた。そこでは従来の自治体による地域独占的なサービス供給方式から、多様な主体の参加を受け入れ、自治体はその要役を担うといった新たな農村ガバナンス方式の確立が必要ではないかという問題である。本研究では、わが国中山間地域の多様な農地管理の現場や、民間企業や民間非営利セクターをも取り込んだ農村活性化の現場の実態調査を行ってきた。前者では、特定農地貸付法を活用した都市・農村交流型農地管理、住民出資型農業公社による直接耕作、後者では地場産業や誘致企業による農村活性化事業への参画が対象となった。こうしたなかで、パートナーシップ型地域主体のわが国中山間地域における新たな意義と限界に関する検討を行ってきた。
救急収容要請通話における情報提示内容・提示順と諾否の判断に要する時間の関連性

救急収容要請通話1年分を分析し(1)患者の社会心理的情報と搬送内容の伝達に費やす秒数は、生物医学的情報の伝達に要する秒数に匹敵する、(2)通話途中で不応需に至る場合には「当該診療科対応不能」「スペース不足」「『かかりつけ』と『直近』の捉え方の相違」がある、(3)「音読み」身体呼称(例:「側背・足背」)は誤解を招く可能性がある、また交通外傷の場合(4)主訴>バイタルサイン>属性>受傷機転>事故のエネルギーの順に時間(合計95秒)を要した、(5)「通せ、ケガ先よ(と=歳、せ=性別、け=経緯、が=外傷、さ=バイタルサイン、き=既往症、よ=到着予定時刻)という「頭文字語」を推奨するという結果を得た。研究計画書に示した「救急収容要請通話における伝達内容および順序には、通話の所要時間と正確性との間に相関が見られるか」という課題の検証は、計画最終年度に全12000件分の分析を終えるまで待たねばならないが、2年目までに得たデータの範囲内で実施した分析においては、以下の3点が明らかになった。1.バイタルサイン伝達後に不応需に至る通話の特徴:2944件分の録音から抽出した当該通話103件分を分析した結果、「当該診療科対応不能」「病棟・初療室内のスペース不足」「『かかりつけ』と『直近』医療機関の捉え方の相違」が主な原因であった。すなわち、バイタルサインが伝達され、通話が不当に長くなる前に諾否判断の可能な事例が複数あることが判明した。2.「生物医学的情報」「社会心理的情報」「搬送内容」の伝達に要する時間の割合:分析対象とした155件の通話において、総所要時間の平均は142.1秒、各種伝達時間の平均は、生物医学的情報(例:症候)69.8秒、社会心理的情報(例:付添者)54.3秒、搬送内容(例:到着時刻)15.3秒であった。社会心理的情報の伝達・搬送内容の確認に費やされる時間の合計は、生物医学的情報の伝達に要する時間にほぼ匹敵することが分かった。所要時間の短縮にはこれらの情報伝達・確認を効率的に行うことが有効と思われる。3.「頭文字語」使用の有効性:249件の分析対象のうち、受傷機転→損傷部位・程度→症状→処置の順に伝達が行われていた通話は、重症例の2.0%、中等症例の4.0%、軽症例の5.0%に過ぎなかった。一方「処置」以外の3項目を含む割合は、それぞれ重症96.0%、中等症98.0%、軽症82.2%であった。外傷患者の搬送時に伝達内容の記憶を助ける手掛かりとして推奨されている頭文字語(例:MIST)は、実際の提示順にはなじまない可能性がある。研究計画書に示した「救急収容要請通話における伝達内容および順序には、通話の所要時間と正確性との間に相関が見られるか」という課題の検証は、3年目に全件数12000件の分析を終えるまで待たねばならないが、初年度に得たデータの範囲内で実現した分析においては、以下の3点が明らかになった。救急収容要請通話の属性と所要時間の関係については、157通話を分析の結果、有意には至らなかったものの、それぞれ(1)救急隊・患者・家族による辞退に至った通話>医療機関による応需に至った通話>医療機関による不応需に至った通話、(2)受診歴のある傷病者>受診歴のない傷病者、(3)救急隊からの要請>消防庁からの要請、(4)遠方の救急隊からの要請>直近の救急隊からの要請といった通話時間の差が見られた。救急収容要請通話において頻出する「音読み」の身体呼称については、977通話を質的に分析した結果、(1)聞き分けられなくても特に問題とはならないもの(例:「腋下」と「腋窩」)がある一方、(2)同じような傷病において言及されることが多く、聞き分けられない場合に問題の生じる可能性があるもの(例:「側背」と「足背」、「鼻出血」と「耳出血」)、および(3)聞き取りに問題はないが、定義上の混乱を招くもの(例:「中腹部」)が見られた。長距離搬送の収容要請時に救急隊員が受入医療機関側に提示する搬送理由に関しては、176通話を質的に分析した結果、(1)科目選定の結果、当該医療機関が「直近」となる、

(2)指導医など他医療機関に所属する医師の指示である、(3)搬送中の傷病者が当該医療機関における「かかりつけ」である、(4)傷病者または家族が当該医療機関への搬送を強く希望しているの4類型が認められた。計画最終年度である今年度は12000件分録音データの匿名化・文字化の完了を中心に研究活動を行う一方、救急搬送の中でも特に交通外傷例に対象を絞り、分析を行った結果、以下の2点の結果が得られた。1.交通外傷負傷者の救急搬送時に救急車から医療機関へ伝達される情報:1007件の録音データから、交通事故負傷者の単独搬送応需例64件を抽出・分析したところ、(1)主訴(平均通話時間の25.9%)、(2)バイタルサイン(同13.8%)、(3)患者属性(同13.3%)、(4)受傷機転(同10.9%)、(5)事故のエネルギー(同5.2%)の順で各情報の伝達に時間が割かれていた。また、この5項目を網羅するのに必要な平均時間の合計は95秒であった。2.外傷患者搬送時に救急隊員が使用する『記憶を助ける頭文字語』の適切さ:代表的な「頭文字語(mneumonics)」3編(MIST, GUMBA, ASHICE)に含まれる項目を、単独外傷患者の搬送依頼通話249件の内容と照合し、その適合度を探った。適合率が最も高いのは“ASHICE"(A =患者の年齢、S =患者の性別、I =主訴(外傷)、C =状態、E =病院到着予定時刻)であったが、それでもまだ残りの重要伝達項目2点(既往歴・処置)が含まれていないことが判明した。これを踏まえ、全伝達項目を網羅する和文の頭文字語「通せ、ケガ先よ(と=歳:患者年齢、せ=性別:患者性別、け=経緯:受傷機転、が=外傷:主訴、さ=サイン:バイタルサイン、き=既往症、よ=予定:病院到着予想時刻)を提案した。医療コミュニケーション収容要請通話の録音はすべて完了し、残すデータ処理作業は2ヶ月分の(1)断片化された状態で録音されている音声データの連結、(2)録音内容から個人情報を削除する匿名化、(3)業者に委託しての筆耕のみとなった。その結果平成25年度は、国内学会における発表4件(招待講演1件・パネルディスカッション1件・口演2件)および国際学会における論文発表1件の合計5編を通じて研究成果を公開した。また、来年度に向け、すでに国内学会に1件の演題登録、国際学会に2編の発表論文提出を完了している。さらに、国内学会学術誌に1編の論文を投稿済みであり、現在査読結果を待っている状態である。毎月平均1000通話の録音が行われている。これは予想を上回るペースであり、その結果(1)断片化された状態で録音されている音声データの連結、(2)録音内容から個人情報を削除する匿名化、(3)業者に委託しての筆耕に申請時に想定した以上の作業を要したが、その一方で、2年目以降に予定していた一次データ分析に1年目から着手することが可能となり、当初2年目後半以降に行うこととしていた成果発表(中間報告)も、初年度中に3編の学会発表として結実するに至った。研究の最終年度にあたる平成26年度は、引き続き国内・国際学会での論文発表および国内学会学術誌への投稿を行うと共に、1年分のデータ処理がついに完了することから、これに基づくより大規模な量的分析に着手し、国際学術誌への投稿も活発に行う予定である。3年計画の2年目にあたる平成25年度は、引き続きデータの連結・匿名化・筆耕を行う。またこれと平行して、一次データ分析のためのコード化を行い、1年目に行った質的分析に加え、量的分析の準備を行う。さらに、国内外の学会において研究成果の中間報告を行う。同時に、国内学術雑誌への論文投稿も開始する予定である。
スペクトル散乱理論における漸近解析

量子力学が提供する数学の諸問題は広く深く、そして豊かである。その研究対象であるミクロな世界では古典力学的な観点から説明できない注目すべき現象がしばしば生じる。このような自然現象は量子効果とよばれ、ひとつひとつが数学解析の格好の題材を提供している。本研究は、スペクトル理論において培われた漸近的手法を駆使し、量子力学に現れる量子効果のいくつかについて、その数理現象を追究する目的で行われた研究である。とくに、複数個のソレノイド磁場による散乱におけるアハラノフ・ボーム量子効果について準古典漸近解析を展開した量子力学が提供する数学の諸問題は広く深く、そして豊かである。とくに、複数個のソレノイド磁場による散乱におけるアハラノフ・ボーム量子効果について準古典漸近解析を展開した本年度は、研究課題のスペクトル漸近性について次の2つの成果が得られた:(1)指数積公式によるシュレディンガー半群の積分核近似とその収束誤差評価:(2)2つのソレノイドによる2次元磁場散乱の散乱振幅の準古典漸近公式の導出:(1)シュレディンガー作用素H=H_0+V(H_0=-Δ)によって生成される半群exp(-tH)(t>0)が指数積公式によって強収束近似できることは、Trotter-Kato積公式として知られている。特異性を有するかなり広いクラスのポテンシャルVに対して、半群の積分核(基本解)の指数積による近似とその収束誤差を評価した。また、類似の手法がDirichlet Laplacianは生成する熱核にも適用できることを示し、論文Ref[1]においてこれらの結果を公表した。(2)量子力学においては磁場ポテンシャル自身が粒子の運動に直接関与する。この現象はアハラノフ・ボーム効果として知られている。この研究課題では、2つのソレノイド磁場による散乱問題を準古典近似の視点から解析し、散乱振幅の漸近展開公式(最初の3項まで有する)を導いた。とくに、量子力学からのアハラノフ・ボーム量子効果と2つの磁場の中心間で振動する古典軌道が生み出すtrapping現象が漸近公式を通していかに関わり合うかに焦点を絞った。る関わりをな鳴るに発生する。このため、論文Ref[2]において得られた結果を公表した。また、ナント(Nantes, France)で行われたスペクトル理論の国際研究集会(5/22-5/24)においてもその結果の一端を招待講演の場で紹介した。その他の研究活動として、姫路において行われた準古典近似漸近解析の研究集会(主催者:藤家雪朗氏、9/6-9/7)に2名の外国人研究者を招聘した。来年度への継続課題は、フラックスの総和が零となる複数個のソレノイド磁場からなる系において、散乱全断面積や散乱位相などの物理量の準古典漸近解析を目指している。本年度は、スペクトル漸近性の研究課題について、次に述べる成果(1),(2)を得た。(1)フラックスの総和が消える2つのソレノイドによる2次元磁場散乱の散乱全断面積について、最初の3項を有する準古典漸近展開公式を導いた。その結果、磁場ポテンシャル自身が粒子の運動に直接関与する量子力学からのアハラノフ・ボーム量子効果と2つの磁場の中心間で振動する古典軌道が生み出すtrapping現象がいかに関わり合うかが準古典近似の視点から明らかにされた。得られた結果は論文Ref[1]において公表した。(2)2つの十分離れた台(support)を有するポテンシャルあるいは磁場による散乱において、散乱位相(scattering phase, time delay)に対する漸近公式(2つの台の間の距離を展開媒介変数とする)を導いた。漸近公式には、2つの台の間で振動する古典軌道が深く関与する。ポテンシャル散乱の場合は、従前の結果を進展させる結果である。一方、磁場散乱の場合は、エネルギーを変数とする超関数としての弱い意味での漸近公式であるが、初めて得られた結果である。これらの結果は、ナント大学(Nantes,France)での9月セミナーの場で紹介し、論文Ref[2]によっても公表した。その他の活動として、研究分担者一瀬孝による調和振動子が生成する半群への指数積近似(ノルム近似・積分核近似)の研究(Ref[3])について、有益な助言を行った。さらに、2名の分担者(岩塚明・峯拓矢)にルーマニアで開催された国際研究集会の渡航滞在費を負担した。来年度への継続課題として、(1)で述べた2つのソレノイド磁場からなる系において、散乱位相や散乱極の分布について準古典漸近解析を展開することを目標としている。量子力学が研究対象とするミクロな世界では古典力学的な観点から説明できない注目すべき現象がしばしば生じる。このような現象は量子効果とよばれ、ひとつひとつが数学解析の格好の題材を提供している。本研究は、スペクトル理論において培われた漸近的手法を駆使し、量子力学に現れる量子効果の数理現象を追究する目的で行われた研究である。スペクトル漸近性に関わる2つの課題を扱った:(1)複数個のソレノイド磁場による散乱における準古典漸近解析:量子力学にしたがう粒子が磁場の中を運動するとき、磁場ポテンシャル自身が直接関与する。

量子力学の根幹に関るこの現象は、アハラノブ・ボーム(Aharanov-Bohm)量子効果(通称AB効果)として知られている。この課題では、2つのソレノイドによる2次元磁場散乱を考え、準古典極限における散乱位相の漸近挙動を解析した。複数個のソレノイド磁場による散乱においては、磁場の中心間で振動する古典軌道が存在し、いわゆる捕捉現象が発生する。得られた漸近公式を通して、AB効果による「波動性」と捕捉効果による「粒子性」がどのような関わりを有するかを明らかにし、その結果を2編の論文として公表した。(2)長距離型ポテンシャルよる散乱に対する低エネルギー領域での漸近解析:この課題については、残念ながら進展はなかったが、低エネルギー領域での新しい漸近的手法が外国人研究者によって最近開発されている。これらを糸口にして、グローリー(Glory)効果にみられるような引力型ポテンシャルによる後方散乱振幅の低エネルギー領域での特異性の発現の解明を継続研究課題として追究したい。