hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
糖鎖遺伝子改変マウスを用いたコア3型O-結合型糖鎖の生体内機能解析

ムチン型0-型糖鎖の一つであるコア3型糖鎖(GlcNAcβ1, βGalNAc-O-Ser/Thr)は、通常ムチンを産生する胃腸の細胞で発現が見られるが、一般に癌の悪性化により消失することが知られている。コア3型糖鎖を合成するβ3GnT6糖転移酵素の発現により癌細胞の転移能が抑制されるなど、コア3型糖鎖の生体内での機能は興味深いが依然不明のままである。本研究では糖鎖遺伝子B3gnt6欠損マウスを用いてβ3GnT6の生理的機能の解明を目指している。まずコア3型糖鎖の生体機能の解明には、コア3型糖鎖がどのタンパク質上に結合しているかを知る必要がある。コア3型糖鎖を特異的に認識するプローブ(抗体など)が存在しないため、プローブとしてまずレクチンを探索した。ヒト大腸癌細胞LSCはコア1型糖鎖やコア2型糖鎖を発現せず、ムチン型0-結合型糖鎖としてTnやSTnなどの単純な構造を発現している。LSC細胞にβ3GnT6を発現する安定株(LSC+β3GnT6)を作製し、コア3型糖鎖を発現するモデル細胞として用いレクチンアレイ解析を行った。その結果、レクチンXが有意に親株LSCと区別出来ることを見出した。またレクチンXで前処理後、レクチンYによりコア3型糖鎖を持つ糖タンパク質を捕集できることが確認された。レクチンYで捕集した糖ペプチドに対してショットガンプロテオーム分析を行った。さらに、Masoot検索により、2HexNAc修飾をもつ糖タンパク質をコア3型糖鎖キャリアータンパク質として同定した。上記の方法により、コア3型糖鎖のキャリアータンパク質の同定方法を確立できた。また、肺癌でムチンの産生と癌化の関連が報告されているので、コア3型糖鎖の肺癌への影響を調べるためにβ3GnT6のmRNA発現量が異なる5種の肺腺癌細胞を培養し、遊走アッセイを行った。β3GnT6のmRNA発現量と細胞移動能には逆相関がみられ、肺癌細胞においてもコア3型糖鎖の癌転移能の抑制作用が示唆された。今後、確立された方法によってコア3型糖鎖のキャリア分子が同定されれば、糖鎖を介した癌の抑制の機構が明らかに出来ると考えられる。コア3型糖鎖のキャリア分子の同定方法を確立することを重要目標とし、大腸癌細胞LSCとLSC+β3GnT6細胞を用いたグライコプロテオーム解析によりコア3型糖鎖のキャリア分子の同定方法を確立できた。現在は、確立された同定方法を用い、肺癌細胞やマウスの大腸組織でのキャリア分子の同定を進めている。また、silRNAによるβ3GnT6のmRNA発現量の低下も確認しており、肺癌の悪性化とβ3GnT6およびコア3型糖鎖の関連解析も進めている。以上の進捗状況から、本研究はおおむね計画通りに進展していると考えている。Lsc+β3GnT6細胞で確立した方法を用い、肺癌細胞でもsiRNAによるClGalT1のノックダウン等により、レクチンによる捕集効率を上げ、コア3型糖鎖のキャリア分子の同定を進める。さらに、同定されたタンパク質の内、癌抑制や大腸の発生分化及び機能維持に関連の有る分子について、B3gnt6遺伝子欠損マウスを用いて生体内での発現・機能を解析する。また、コア3型糖鎖の生体内での発現量は微量であると考えられ、生理的な条件下でのキャリア分子の同定が困難である場合は、当研究室のClGalT1を腸でのみノックアウトする系を用いてコア3型糖鎖のキャリア分子を同定する予定である。0-結合型糖鎖はタンパク質のセリンまたはスレオニンに結合した糖鎖で、様々な疾患との関係が知られており、β3GnT6糖転移酵素によって合成されるコア3型糖鎖は、癌抑制作用があるが一般に癌化により消失することが知られている。しかしながら、コア3型糖鎖の生体内での機能や癌抑制の機構は依然不明なままである。本研究では糖鎖遺伝子B3gnt6欠損マウスを使用してβ3GnT6の生理的機能の解明を目指している。コア3型糖鎖を特異的に認識するプローブ(抗体など)が存在しないため、そのプローブとしてまずレクチンを探索した。最適なレクチンの探索のために、コア1型糖鎖やコア2型糖鎖を発現しない大腸癌細胞LSCを用い、β3GnT6を発現する安定株(LSC+β3GnT6)を作製してレクチンアレイを行った。その結果、レクチンXが有意に親株のLSCと区別出来ることが分かり、レクチンXでコア3型糖鎖を持つ糖タンパク質を捕集することとした。現在、レクチンYでの前処理、レクチンXでの捕集の系を構築しプロテオミクスによるキャリア分子の同定を行っている所である。また、肺癌でもムチンの産生と癌化の関連が報告されているので、β3GnT6のmRNA発現量が異なる肺腺癌を含めた癌細胞を培養し、遊走アッセイを行った。β3GnT6のmRNA発現量と細胞移動能には逆相関がみられ、肺癌細胞においてもコア3型糖鎖の癌抑制作用が示唆された。

今後、上記の方法によってコア3型糖鎖のキャリア分子が同定されれば、糖鎖を介した癌の抑制の機構が明らかに出来ると考えられる。ムチン型0-型糖鎖の一つであるコア3型糖鎖(GlcNAcβ1, βGalNAc-O-Ser/Thr)は、通常ムチンを産生する胃腸の細胞で発現が見られるが、一般に癌の悪性化により消失することが知られている。コア3型糖鎖を合成するβ3GnT6糖転移酵素の発現により癌細胞の転移能が抑制されるなど、コア3型糖鎖の生体内での機能は興味深いが依然不明のままである。本研究では糖鎖遺伝子B3gnt6欠損マウスを用いてβ3GnT6の生理的機能の解明を目指している。まずコア3型糖鎖の生体機能の解明には、コア3型糖鎖がどのタンパク質上に結合しているかを知る必要がある。コア3型糖鎖を特異的に認識するプローブ(抗体など)が存在しないため、プローブとしてまずレクチンを探索した。ヒト大腸癌細胞LSCはコア1型糖鎖やコア2型糖鎖を発現せず、ムチン型0-結合型糖鎖としてTnやSTnなどの単純な構造を発現している。LSC細胞にβ3GnT6を発現する安定株(LSC+β3GnT6)を作製し、コア3型糖鎖を発現するモデル細胞として用いレクチンアレイ解析を行った。その結果、レクチンXが有意に親株LSCと区別出来ることを見出した。またレクチンXで前処理後、レクチンYによりコア3型糖鎖を持つ糖タンパク質を捕集できることが確認された。レクチンYで捕集した糖ペプチドに対してショットガンプロテオーム分析を行った。さらに、Masoot検索により、2HexNAc修飾をもつ糖タンパク質をコア3型糖鎖キャリアータンパク質として同定した。上記の方法により、コア3型糖鎖のキャリアータンパク質の同定方法を確立できた。また、肺癌でムチンの産生と癌化の関連が報告されているので、コア3型糖鎖の肺癌への影響を調べるためにβ3GnT6のmRNA発現量が異なる5種の肺腺癌細胞を培養し、遊走アッセイを行った。β3GnT6のmRNA発現量と細胞移動能には逆相関がみられ、肺癌細胞においてもコア3型糖鎖の癌転移能の抑制作用が示唆された。今後、確立された方法によってコア3型糖鎖のキャリア分子が同定されれば、糖鎖を介した癌の抑制の機構が明らかに出来ると考えられる。初年度ではコア3型糖鎖のキャリア分子の同定方法を確立することが重要であったが、捕集用の候補レクチンを決定し前処理のレクチンを加えることでより正確な糖タンパク質の同定が期待出来る。コア3型糖鎖の発現量が少ないため、まずはコア1型及びコア2型糖鎖を発現しない大腸癌細胞LSCとLSC+β3GnT6細胞を候補レクチンの同定に用いることによってレクチンの同定に至った。LSC+β3GnT6細胞でキャリア分子の同定を行い、次に肺癌細胞やマウスの大腸組織でのキャリア分子の同定へと進める予定である。コア3型糖鎖の癌抑制の機構を解析するために肺癌細胞を解析し、β3GnT6糖転移酵素による細胞移動能の阻害が明らかになり、コア3型糖鎖の接着分子や細胞移動に関連するシグナル分子への関与が考えられた。siRNAによるβ3GnT6のmRNA発現量の低下にも成功しており、肺癌の悪性化とβ3GnT6およびコア3型糖鎖の関連性をさらに解析出来ると考えている。コア3型糖鎖のキャリア分子の同定方法を確立することを重要目標とし、大腸癌細胞LSCとLSC+β3GnT6細胞を用いたグライコプロテオーム解析によりコア3型糖鎖のキャリア分子の同定方法を確立できた。現在は、確立された同定方法を用い、肺癌細胞やマウスの大腸組織でのキャリア分子の同定を進めている。
幕末・維新期における藩祖顕彰の総合的研究

本研究は、大名家祖先顕彰の特質を分析し、幕末・維新期における祖先顕彰が持つ歴史的性格をあきらかにするものである。成果としては、まず長州藩のなかから近代の国家祭祀に結びつくような祖先祭祀が浮上してきたという点、そして近世後期を通じて大名家に胚胎する「復古」的な潮流があきらかになり、2009年の明治維新史学会で研究報告した。今後は、さらに海外の理論的な研究成果の導入や、19世紀における神仏分離との関係の考察が必要となっている。本研究では、大名家祖先顕彰の構造的な特質を分析し、幕末・維新期の祖先顕彰が持つ歴史的性格を史料にそくしてあきらかにするものである。全体的な研究構想は、次の三つの視点をもとに展開する。(1)長州藩のなかからいかに近代の国家祭祀に結びつくような藩祖祭祀・招魂祭・楠公祭祀が浮上してきたのかという点、(2)いわゆる19世紀を通じて大名家に胚胎する「復古」的な潮流、(3)こうした動向と西洋化といわれる問題との関わりである。(1)(2)の論点と、(3)についてはそれぞれ別個の視点から論じられてきたが、両者を踏まえた新たな議論の展開が求められており、本研究はこの点も焦点を当てる。初年度の研究は、「研究の目的」および「研究実施計画」に基づき、まず長州藩の藩祖祭祀の論稿を発表することを中心に進め、さらに他藩の藩祖顕彰研究の下地となる基本的な調査を行うことができた。具体的には以下のようなことを実施した。(1)長州藩の藩祖祭祀・招魂祭・楠公祭祀長州藩の藩祖祭祀については、現在論文を「幕末萩藩における祭祀改革と「藩祖」」(吉川弘文館より論集として発刊予定)として校正しており、20年度内には発刊の予定である。これにより、従来ほとんど言及されてこなかった複雑な歴代藩主の祭祀(仏教・神道・儒教)を萩藩がどのように実施し、そして幕末期どのように改革して「藩祖」を位置づけようとしたのかを明らかにした。しかし、招魂祭と楠公祭については史料が少なく、現在東京招魂社の創設にかかわり、幕末諸隊をひきいた大村益次郎や他藩の楠公祭の史料を収集しているところで次年度にその史料収集と分析を実施することとしたい。(2)「復古」の潮流とその思想的基盤に関わる予備調査当初重要な調査史料所蔵機関として予定していた東京大学中料編纂所が、急な建物の改修によって当面使用できなくなった。これにともない、調査の方法を改めざるを得なくなった。そこで、急遽鳥取池田家の祖先顕彰の史料調査を実施した。国立公文書館所蔵の「池田氏家譜集成」の調査を集中的に行い、分析を進めているところである。これは、鳥取藩の祖先顕彰に関わる問題であることはもちろん、池田冠山をとりあげることでその思想的基盤についても研究することができる。東京大学史料編纂所の改修のめどが立っていない以上、こうした大名家の史料の収集と分析が、次年度も急務となると思われる。本年度の成果は、「幕末萩藩における祭祀改革と「藩祖」」(井上智勝・高埜利彦編『近世の宗教と社会2国家権力と宗教』吉川弘文館、2008年7月、pp135-158)を発表したことで、ここでは幕末の祭祀改革における藩祖の地位付けを検討した。これは、本科研の研究課題(1)の成果で、長州藩の持つ独自の祭祀のありかたを、天保期から安政期にかけて行われた仏教の藩祖祭祀改革のなかであきらかにしたものである。しかしながら、幕末期から維新期にかけての「藩祖」の問題は、長州藩の戦争過程と神仏分離の問題などとあわせて検討しなくてはならず、長期の調査と費用が必要なため課題として残った。また、大名家については、国文学研究資料館(真田家・蜂須賀家)、福岡市立博物館・秋月郷土館(黒田家)、芭蕉の館(大関家)の調査を行った。これは研究課題(2)の長州藩だけに限らず、広く諸大名のなかに「復古」の潮流を見出そうとするためのものである。真田家の史料は膨大であり、まとまったものが少なく祭祀に関しては今後も継続的な調査が必要である。次に、蜂須賀家や黒田家についてはまとまったものもあり必要な史料を収集することができた。大関家に関しては、著名な「創垂可継」に関わる貴重な史料を閲覧・撮影させていただき、多くの知見を得ることができた。その他、大名家の史料は、おもに自治体史などを中心に文献の収集などを精力的に行い、史料を蓄積しつつある。だが、藩祖顕彰の思想的な基盤については来年度も継続的に調査を行う必要がある。本年度は、研究全体の総括として一年早く2009年10月3日明治維新史学会例会(明治大学)と11月14日明治維新史学会大会(神奈川県公文書館)において、「大名家の祖先顕彰と政治改革」という研究報告を行って、最終年度に向けての方向性を獲得することかできた。

当日は、藩祖をめぐる研究についての忌憚のない意見を、明治維新期の専門家などからいただいた。長州藩に関する点は、政治的な側面と、宗教・儀礼的な側面とのすりあわせも含めてある程度の完成度を得ることかできたが、諸藩を含めた全体像についてはなお多くの課題があることが明らかになったように思われる。与えられた課題については、最終年度を通じて修正、補足していく予定である。そこで、並行して資料調査は、近世大名家のなかでも、朝鮮と徳川幕府との仲介を担う特殊な立場にある宗家=対馬藩の調査の調査を9月に実施した。また、あわせて柳川藩の史料調査、福岡藩の史料調査を実施した。柳川藩立花家については柳川古文書舘で調査を実施し、福岡藩黒田家については福岡市立博物館の調査を実施、それぞれ専門家からの助言と関連する資料を得ることができた。この成果が、さきの本研究の課題に有益と思われるが、なお主要な諸藩の調査を残しており、来年度の課題となっている。とろこで、当初予定していた海外調査は、新型インフルエンザによる学内の厳しい規制のため渡航を断念せざるを得なかった。来年度、予定を変更して東京大学史料編纂所や横浜開港資料館の資料調査によって、その部分を補う予定である。昨年度の明治維新史学会大会での研究の総括報告を踏まえ、今年度は長州藩以外の諸藩を視野に入れながら政治改革の特質を、「連携する大名-制度改編と諸藩の自己変革」(名古屋大学近現代史研究会大会)として報告した。単純な諸藩の改革の比較ではなく幕府の制度改革の流れのなかで位置づけたもので、専門家からの忌憚のない意見等を受けた。昨年度と本年度の全体に関わる研究報告を実施したことで、今後の方向性と課題を確認することができた。また、本年度は、東北地方の弘前藩(弘前市立図書館)・盛岡藩(盛岡市中央公民館)の調査を実施して資料を補うとともに、昨年度の流行病で海外渡航を断念した海外資料の収集を、東京大学史料編纂所等の調査で補足した。これにより、19世紀初頭の諸大名家に通底する藩祖顕彰のなかに潜む歴史意識をさらに深化させることができたのではないかと考えている。本研究の成果は当初予定していた報告書ではなく一般書店からの著書として出版し学界に問おうと執筆を行っている。現在、出版助成申請に向けて準備を進めているところである。こうした成果を得るなかで、今後の課題も大きく二つ浮上してきた。第一に、海外資料だけでなく分析方法の理論的な側面での補強が必要なことで、これはフランス革命以降の政教分離をめぐる研究などが重要であると考え、専門家との講読会をはじめた。第二に、藩祖顕彰の研究が、戦死者祭祀だけでなく19世紀全体の神仏分離の動向、とくに明治維新以降の政治と宗教との関係という視点においては不可欠ではないかという新たな課題が浮上してきた。これは、新規の科学研究費補助金に申請しているところであるが、採択されなくても少しずつ進めていく予定である。この二点の課題を積み上げていくことが、藩祖研究だけでなく、さらに19世紀の政治と宗教・儀礼・祭祀という関係性をひも解いていく重要な課題であると確信している。
水中音響特性に着目した魚道の機能評価と河川魚類生息場の自然度診断システム

本研究では、岐阜県が進めている魚道カルテデータ(673箇所)の評価分析により主要な魚道機能を抽出し、機能不全に陥っている魚道の具体的な補修工法の提案を行った。また、低落差の堰において魚類が遡上可能なサイフォン・パイプ式の簡易魚道を考案し、密閉式のため、小流量、落差2m以下の魚類遡上ツールとして有効であることを実証した。さらに、農業用水網の生態系ネットワークの連続性を把握するために、在来魚タモロコのマイクロサテライトDNA分析による遺伝的多様性を検討し、同一流路網において遺伝的分化尺度が急変している場所を複数抽出し、その要因分析と生息場の保全に向けたネットワーク強化策を検討した。本研究では、水理実験と現地調査により、1)各種魚道における機能評価、2)サイフォン式パイプ魚道を用いた改善策の実証、3)在来魚類の個体群間の遺伝的交流の実態解明について実施した。具体的には、魚道改善案として、サイフォン式パイプ魚道を提案した。主な材料は、市販の塩化ビニル樹脂やコルゲート管を利用することができ、低コストで容易に作製可能である。現地河川および農業用水路における遡上実験より、落差12m程度の堰において管内流速を魚類が遊泳する突進速度以下に低減させる流速制御の構造形式を考案し、魚類の生息場改善案としてサイフォン式パイプ魚道の有効性を評価した。その結果、現地に設置後のモニタリング期間において、サイフォン効果により途切れることなく流水状態が維持され、現地の在来魚が管内に侵入し、本魚道を遡上する様子が確認されている。また、より遡上率を高めるために、鉛直部の2箇所に一時的に休憩可能な止水域を設置し、管内の遊泳行動を観察のために透明な塩ビ管に改良した。これらの現地遡上実験により、サイフォン式パイプ魚道が十分な遡上機能を有していることが明らかとなった。さらに、生息場の多様性では、岐阜県指定希少野生生物であるハリヨを対象魚とし、魚類生息場環境より生息場に及ぼす要因を抽出して、植生分布などに加えて湧水による水質環境が関連していることが示された.加えて、遺伝的多様性では、タモロコが河川、農業用水、水田を往来し、生態系ネットワークの連続性を把握する上で主要な魚種とした。そのタモロコのマイクロサテライトDNA分析による遺伝的多様性を検討するために、12遺伝子座の中から、ヘテロ接合度の出現割合が80%以下のプライマーを絞り込んだ結果、6遺伝子座が比較的偏りが少なく犀川流域のタモロコに有効であることが明らかにされた。本研究では、水理実験と現地調査により、水中音響特製の観点から、1)魚道における機能評価、2)魚類生息場における音環境の適性基準を導入した評価、3)在来魚類の個体群間の遺伝的交流の実態解明について実施した。現地調査としては、岐阜県阿木川ダム湖を対象として、稚アユの再生産過程、既設魚道(阿木川)と新設魚道(岩村川)による遡上調査、特に、新設魚道入口における水中音響を利用した呼び水効果の評価を行った。ダム湖のようにバックグランド(雑音)の音圧レベルが低い場所では、水流とともに落下流による水中音響による集魚効果が効果的であることが、魚群探知機やビデオ観察などにより確認された。さらに、新設魚道末端とダム水位には、稚アユの遡上期に大きな落差が生じるため、フロート式+パイプ式魚道を提案した。現地実験では、稚アユの遡上期を外したため、トラップ内に放した人為的な遡上実験によりダム湖からフロート内の貯水タンクに遡上する効果を確認した。さらに、フロートと魚道本体を接続するパイプ式魚道(管路内を急拡・急縮管を連続させ、エネルギー減衰を大きくして魚類の突進速度以下に減速する魚道)を考案し、水理実験により所定の水位差と急拡・急縮管の個数、内部流速などの算定式を求めた。さらに、阿木川湖では稚アユが再生産する特徴があり、人工的な貯水環境における稚アユ(琵琶湖産、海産、人工種苗など)が遺伝的にどのような特性を持っているかをマイクロサテライトDNA分析(実態)、また閉鎖的な環境下で将来的にどのような遺伝的多様性が変化するかを数値モデル(予測)による算定している。加えて、小河川や農業用水路における生態系配慮構造物の機能を評価するために、魚類調査や流況調査、さらには流量変動によって構造物の微地形や凹凸形状が魚類の一時的な避難場所等にどのように機能するかを粒子法を用いた数値モデルにより明らかにした。本研究では、水理実験と現地調査により、1)魚道カルテにおける機能評価の分析、2)サイフォン式パイプ魚道を用いた改善策の実証、3)在来魚類の個体群間の遺伝的交流の実態解明について実施した。

具体的には、岐阜県が進めている673箇所の魚道カルテデータの分析と機能不全に陥っている対策案、さらには昨年度に引き続いて、サイフォン式パイプ魚道の実証実験を行った。現地河川および農業用水路における遡上実験より、落差12m程度の堰において管内流速を魚類が遊泳する突進速度以下に低減させる流速制御の構造形式を考案し、魚類の生息場改善案としてサイフォン式パイプ魚道の有効性を評価した。その結果、現地に設置後のモニタリング期間において、サイフォン効果により途切れることなく流水状態が維持され、現地の在来魚が管内に侵入し、本魚道を遡上する様子が確認されている。また、より遡上率を高めるために、鉛直部の2箇所に一時的に休憩可能な止水域を設置し、管内の遊泳行動を観察のために透明な塩ビ管に改良した。これらの現地遡上実験により、サイフォン式パイプ魚道が遡上機能ツールとして有効であることが明らかとなった。さらに、遺伝的多様性では、タモロコが河川、農業用水、水田を往来し、生態系ネットワークの連続性を把握する上で主要な魚種とした。そのタモロコのマイクロサテライトDNA分析による遺伝的多様性を検討するために、12遺伝子座の中から、ヘテロ接合度の出現割合が80%以下のプライマーを絞り込んだ結果、6遺伝子座が比較的偏りが少なく犀川流域のタモロコに有効であることが明らかにされた。この結果を用いて、同一流路網において遺伝的多様性が急変している場所を抽出し、その要因分析と生息場の保全策とネットワーク強化策を検討した。水工学、河川環境生態工学本研究では、1)魚道における機能評価、2)魚類生息場における音環境の適性基準を導入した評価、3)在来魚類の個体群間の遺伝的交流の実態解明を三本柱としている。1)魚道における機能評価については、魚類の遡上が困難となる落差12mにおいて、従来の発想にはない簡易的な魚道形式を実証した。そのアイデアは、サイフォン式パイプ魚道(管路内を急拡・急縮管を連続させ、エネルギー減衰を大きくして魚類の突進速度以下に減速する魚道)である。水理実験により所定の水位差と急拡・急縮管の個数、内部流速などの関係式が算定され、現地河川および農業用水路における現地実験により、稚アユ、オイカワ、ヨシノボリなどの19種類の在来種の遡上が確認されている。2)魚類生息場における音環境評価については、ダム湖のようなバックグラウンドが静穏な場所での効果が確認されたが、通常の河川などの多種類のノイズが混在する場所では信号処理には工夫が必要となることが判明した。そのため、魚道などの比較的単純なプール内の水中音響を収録分析して、魚道プール内の静穏度と魚道の機能評価を関連づけるために、その共鳴などの音振動スペクトル特性の変化まで定量的に評価する必要がある。3)在来魚類の個体群間の遺伝的交流の実態解明については、陸封されたダム湖の稚アユを対象にして遺伝的な多様性を把握するマイクロサテライトDNAによる分析を行った。阿木川ダム湖の個体群は、琵琶湖産、海産、人工種苗などに比べて、海産系と同程度に多様性が保持されていることが明らかとなった。また、小河川・農業用水などにおける個体群のネットワーク(遺伝的交流)の実態解明を根尾川流域の農業用水路網において実施するために、12遺伝子座の中から、主要な6遺伝子座のマーカーが犀川流域のタモロコに有効であることが明らかにされた。本研究では、1)魚道における機能評価、2)魚類生息場における音環境の適性基準を導入した評価、3)在来魚類の個体群間の遺伝的交流の実態解明を三本柱としている。1)魚道における機能評価については、従来の発想にはない魚道形式をした。
太陽電池用シリコン基板の自己成長形態保持機能を利用した合金融液からの直接製造法

本研究は、シリコン結晶が特定成長方位を持つ板状あるいはロッド状ファセット結晶とし成長することに着目し、シリコン合金融液から直接太陽電池用板状シリコン結晶を育成する低温プロセスの可能性するとともに、その結晶成長機構の検討を目的とした。このためのモデル実験として、Si-45wt%Ni合金融液からのシリコン結晶育成とその最適条件を検討した。当初は、低過冷度融液でのシリコン結晶優先成長方位が<211>であることから、<211>方向の種結晶を用いた結晶引上げを試みたが、自由デンドライトが過冷合金融液表面を成長するため板状結晶の引上げは困難であった。このため、過熱合金融液からの結晶育成を試みた。その結果、過熱度15°C、引上げ速度0.15mm/min以下の条件で種結晶とエピタキシャル成長する結晶育成が可能となることを示した。育成結晶形態は棒状、針状および表面デンドライトの成長した円錐状の結晶に分類され、棒状結晶、針状結晶には内部に共晶が成長するもの、成長途中から共晶成長となるものが見出された。これら結晶育成時の種結晶と育成結晶の温度分布を推定し、それがほぼ一定であり、熱的定常状態が保たれること、また、育成結晶と合金融液の濡れ挙動が育成結晶形状や共晶の晶出と密接に関連することを確認した。これらの結果を詳細に検討し、引上げ速度を0.03mm/min以下とすることによりシリコン結晶育成が可能となることを示した。また、この育成結晶は多数の双晶を含む多結晶であり、双晶により形成される凹角を基点とした成長機構が支配的であることを示した。以上の結果を総合し、シリコン合金融液からの大型結晶の育成が十分可能であること、また、表面にシリコン結晶が成長した一定径の棒状結晶を育成し、これを放物面鏡と組み合わせた新たな太陽電池システム設計も可能であることを示唆した。シリコン系太陽電池生産量は世界的に急速に増加し、安定、安価な太陽電池製造方法開発に対する社会的期待は大きい。本研究は、低過冷度シリコン合金融液からシリコン結晶は(111)面を側面とする板状形態を保ちながら成長する、言わば、自己成長形態保持機能を利用して合金融液から太陽電池グレード基板を直接製造する新たなプロセス開発を目指し、その実現に最も重要な要因となるシリコン板状結晶の安定成長条件、結晶成長特性等を明らかにするとともに、同プロセスの可能性を検討することを目的とした。フェーズフィールドモデルにより低過冷度シリコン合金融液からの結晶成長を解析した。ここでは、低過冷度条件の解析で深刻となる計算時間増大に対処すべく、界面前方領域の拡散場計算にランダムウォークアルゴリズムを適用することによる計算時間の短縮を試みた。その結果、2次元モデルでは計算時間の大幅な短縮が可能となるものの、計算領域の拡大につれ高速化効果は減少し、計算領域が一定以上では複数計算機を用いた並列計算を下回るものであった。このため、両者の得失を考慮しつつ解析を行うことが有効と考えられる。また、シリコン結晶引き上げプロセス実験の準備段階として、現有の高真空モリブデン線加熱炉の大幅改修を行った。具体的には、加熱炉の上部蓋を次のように新たに作成した。ここでは、結晶引き上げプロセスに必要な種結晶保持ロッドの設置、試料観察の覗き窓位置変更とこれに伴う新モリブデンリフレクターの作成、試料温度測定熱電対用フランジ設置などを行った。また、結晶引き上げのために必要な、試料加熱ステージ軸を数mm数cm/minの範囲で駆動できる駆動装置を加熱炉底部に設けた。

現在までに、予備的な動作確認を行ったが、特に改修による不具合は見出されておらず、来年度以降の実験に十分な性能が確保できたと考えられる。本研究は、低過冷度シリコン合金融液からシリコン結晶は(111)面を側面とする板状形態を保ちながら成長する、言わば、自己成長形態保持機能を利用して合金融液から太陽電池グレード基板を直接製造する新たなプロセス開発を目指し、その実現に重要な要因となるシリコン板状結晶の安定成長条件、結晶成長特性等を明らかにするとともに、同プロセスの可能性の検討を目的とした。昨年度に行ったフェーズフィールド解析により低過冷度シリコン合金融液からのシリコン結晶成長条件はほぼ把握できた。そこで、解析結果の妥当性を確認するために、低過冷度のSi-45mass%Ni合金融液からのシリコン結晶成長速度を測定した。ここでは、過冷度020K、融液冷却速度04K/minの条件で、自発的核生成し、融液表面を成長する<211>デンドライトの成長速度を求めた。その結果、低冷却速度では成長速度は過冷度にあまり依存せず、0.10.5mm/sの範囲であり、フェーズフィールド解析の外挿値とほぼ一致した。これらの結果を検討した後、過冷度10K、引き上げ速度0.010.05mm/sの条件でSi-45mass%Ni合金融液からのシリコン結晶引き上げを試みた。その結果、板状結晶成長には至らなかったものの、<211>方位に成長した約5mmの針状結晶を引き上げに成功した。また、双晶を有する種結晶を用いることにより、より安定した引き上げが可能となることが分かり、H19年度に向けての実験指針を得ることが出来た。なお、溶融合金融液の凝固による精製効果確認の実験も行い、この方法で、効率よくSi-Al融液からのシリコンの凝固精製を行えること、P、Bの精製効果も確認されることを確認した。太陽電池用シリコン低温製造プロセスであるシリコン合金融液からの低温凝固精製法における結晶育成条件を検討するために,Si-45wt%Ni合金をモデル系としたシリコン結晶育成の最適条件を検討した。低過冷度融液でのシリコン結晶の優先成長方位が<211>であることから,<211>方向に切り出した種結晶を用いた結晶引上げを試みたが,過冷融液では自由デンドライトが合金融液表面を成長することにより結晶引上げは困難であった。このため,わずかに過熱した合金融液からの結晶育成を試みた。その結果,過熱度15°C,引上げ速度0.15mm/min以下の条件で種結晶とエピタキシャル成長する結晶育成が可能となることを示した。育成結晶の形態は棒状結晶,針状結晶および表面デンドライトの成長した円錐状結晶に外観から分類され,捧状結晶,針状結晶には内部に共晶が成長するもの,成長途中から共晶成長となるものがあることが見出された。これら結晶育成時の諸条件を検討するため,種結晶と育成結晶の温度分布を推定し,それがほぼ一定であり,熱的定常状態が保たれることを確認した。また,育成結晶と合金融液のぬれ挙動が育成結晶の形状や共晶晶出と密接に関連することを確認した。これらの結果を詳細に検討し,引上げ速度を0.03mm/min以下とすることにより長さ約10mmのシリコン結晶育成が可能となることを示した。また,この育成シリコン結晶は多数の双晶を多シリコン結晶であり,双晶により形成される凹角を基点とした成長機構が本結晶育成においても支配的であることを示した。
高齢者における清潔感および美粧行為の質的・量的検討

目的清潔感を保つことは、高齢者のQOLの維持につながると考えられる。成人、とくに高齢者が、主観的感情としての清潔感をどのように認識し、その維持のためにどのようなニーズをもつのかを量的・質的に検討した。方法1.京都市内の老人保健施設Hにおいて、入居女性109名(平均82.3歳)を対象とする、化粧・整容に関するききとり調査にもとづき、該当項目を分析し(伊波・浜,2000)、さらに老人保健施設入居女性における、過去の化粧習慣と美粧へのニーズに関する研究として報告した(Inami & Hama,2000)。2.清潔感に関する自由記述調査を、(1)女子大学生156名、(2)看護婦・保健婦99名、(3)40代以上の在宅の成人63名、の3群を対象に行った。3.埼玉県内の老人保健施設Hにおいて、高齢女性の整容を保つケアの実践的援助を4ヶ月間にわたり13セッション行い、生活環境要因をも考慮しつつ、事例的に検討した。参加者は入所者8名、通所者13名、計21名であった(平均年齢83.9歳)。結果および考察1.高齢女性における化粧のイメージ:筆頭回答について、印象の好悪、無関心と3分類(それぞれ58・21・16名)された。好印象群では、婦女教育やしつけにもとづく価値観を反映する回答が多数を占め、悪印象群には、高コストが理由に挙げられたほか、個人の好みや、年齢を理由とした諦念が反映された。同一対象者内での複数回答においては、化粧や整容について好印象→悪印象の発言パターンがみられ(14名)、両価的な態度が示された。2.成人における清潔感についての記述から、「不快」感情に対処するための清潔行動パターンが伺えた。3.セッション中の会話や行動指標を中心に事例的な検討を行ったところ、ケアへの参加を通じて、情動の快方向への活性化のほか、社会性の向上がみられ、また、自分自身への関心が高まった。目的清潔感を保つことは、自尊心の側面からも、高齢者の生活の質(QOL;Quality of Life)の維持につながると考えられる。これらの関連性を明らかにするために、本年度は、成人、とくに高齢者が、主観的感情としての清潔感をどのように認識し、その維持のためにどのようなニーズをもつのかを量的・質的に把握することを目的とした。方法1.老人保健施設入居女性109名(平均82.3歳、年齢範囲=6593歳)を対象とする、化粧および整容に関するききとり調査にもとづき、該当する項目について分析した(伊波・浜,2000)。さらに、その一部を、老人保健施設入居女性における、過去の化粧習慣と美粧へのニーズに関する研究としてまとめた(Inami & Hama,2000)。2.清潔感に関する自由記述調査を、(1)女子大学生156名、(2)看護婦・保健婦99名、(3)40代以上の在宅の成人63名、という3群を対象に行った。結果および考察1.高齢女性における化粧のイメージ:筆頭回答について、印象の好悪、無関心と3分類したところ、各群の人数は、それぞれ58・21・16名となった。好印象群では、受けた教育やしつけにもとづく女性観・価値観を反映する回答が多数を占めた。一方、悪印象群には、高コストが理由に挙げられたほか、個人の好みや、年齢を理由とした諦念が反映されていた。また、同一対象者内での複数回答を検討したところ、好印象→悪印象の発言パターンが「年寄りだから、もはや仕方のないこと」というかたちで表現されやすかった(14名)。このような両価的な態度は、加齢に伴う自らの状況の変化への自覚にもとづき、次第に化粧から離れてゆく過程を示唆しているように思われた。2.現在なお、詳細については分析中であるが、不快感情にもとづいて、清潔感について記述する傾向が、いずれの群においても認められた。

好印象群では、婦女教育やしつけにもとづく価値観を反映する回答が多数を占め、悪印象群には、高コストが理由に挙げられたほか、個人の好みや、年齢を理由とした諦念が反映された。同一対象者内での複数回答においては、化粧や整容について好印象→悪印象の発言パターンがみられ(14名)、両価的な態度が示された。2.成人における清潔感についての記述から、「不快」感情に対処するための清潔行動パターンが伺えた。3.セッション中の会話や行動指標を中心に事例的な検討を行ったところ、ケアへの参加を通じて、情動の快方向への活性化のほか、社会性の向上がみられ、また、自分自身への関心が高まった。
2次元領域における進行スポットパターンの分岐について

2次元領域における進行スポットパターンの分岐について研究をした。2成分系の反応拡散方程式系では安定な進行スポット分岐解は得られず,non-localな項を含む系特有の現象だと考えていたが,これらの性質の本質を落とすことなく,non-localな項を含まないより次元の高い系(3成分系)に書き換え可能であることがわかった。これは3種競争拡散系に非常に良く似ている。拡散比,反応比,非線形性が巧妙に影響しあっての結果である。これにより数学的解析が可能になった。まず空間一次元の場合には,双安定の仮定のもとで、フロント進行波解,バック進行波解の存在,およびその安定性が理論に示せた。さらに,このフロント進行波解,バック進行波解を結合して定常パルス解を構成することに努力している。安定性についてはこれからの課題であるが,分岐パラメータを動かしながら,対称モードの不安定化よりも非対称モードの不安定化が先に起こることを示したい。この時,フロント進行波解とバック進行波解の安定性と(定常パルス解に結合される)結合の仕方が重要な情報になる。この非対称モードの不安定化によって,新たに分岐する解が安定な進行パルスパターンである。空間2次元の場合にも,安定な進行スポットパターンが存在していることが数値的に確かめられた。局座標表示して対称解を構成し,その安定性を考察する。この時,空間1次元の結果が役に立つ。進行スポットパターンを対称解からの分岐解として捕える予定である。本年度は空間一次元の問題に対して以下のことを考察した。二成分の双安定な反応一拡散方程式系において、定常パルスパターンと進行パルスパターンの関係を理論系に調べた。その結果、時定数を減少させた時、安定な定常パルスパターンの枝からは二つのタイプの分岐がおこる。一つは、時空振動パターンの分岐(Hopf分岐)であり、もう一つは、進行パルスパターンの分岐(静的な分岐)である。どちらが先におこるかは反応項の非線形性に依存している。前者の分岐が先におこる時、後で分岐する進行パルスパターンは不安定であり、後者の分岐が先におこる時も、その分岐は、サブ・クリティカルであり、やはり不安定は進行パルスパターンが分岐する。しかし、ある種のnon-localな項を付け加えた場合は、事情は上記と異なり、数値計算などを通して、次のことが明かになった。制約条件により時空振動パターンの分岐が抑制され、定常パルスパターンからは進行パルスパターンが先に分岐し、しも、スーパー・クリティカルであるので、安定な進行パルスパターンが分岐する。この結果の理論的な証明に関しては、現在考察中であるが、non-localな項の取り扱いが非常に困難である。そこで、non-localな項を含まない三成分方程式系(未知数と方程式の数か一つ増加)に書き換えることによって、この困難を克服し、特異摂動法の手法が利用出来るようになった。この三成分系の解析は来年度のテーマである。non-localな項を含む2成分反応拡散系をnon-localな項を含まない3成分反応拡散系に書き直した。この3成分系は互いに競争する3種系のモデル方程式に似ていることに注意したい。まず,空間1次元の場合の進行波解の存在と安定性を考察した。数値計算によって,安定な定常解から進行波解が安定に分岐していることを確認した。双安定の場合には特異摂動法が利用可能であり,フロント進行波解,バック進行波解の存在,および安定性が理論的に示された。現在,このフロント進行波解,バック進行波解を利用して定常パルス解を構成することに努力している。この非対称モードの不安定化によって,新たに分岐する解が安定なパルスパターンである。

空間2次元の場合にも,安定なスポット進行パターンが存在していることが数値的に確かめられた。局座標表示して対称解を構成し,その安定性を考察する。この時,空間1次元の結果が役に立つ。進行スポットパターンを対称解からの分岐解として捕える予定である。
大域的複素解析-L^2正則関数を中心に

Mを複素多様体、SをM内の複素解析的集合、E→Mを正則ベクトル束とする。大域的複素解析における拡張問題は、(M,S,E)がいかなる条件をみたすときにS上のEの正則断面がM上のEの正則断面へと拡張できるかを問うものである。Mがスタイン多様体であればこれはどんなSとEに対しても可能である(H.カルタン)。これを精密化することによって代数幾何の問題へも応用可能な拡張定理が得られ(大沢・竹腰)、それを一般化することにより再生核の解析にも有用な拡張定理が得られる(大沢)。これはL^2正則関数の世界で評価式つきの拡張定理を確立することによって達成された。今回の研究は、とくにSが特異点をもつ場合にもこの拡張理論を徹底させようとするものであり、まず以下の定理が得られた。(発表済)この結果を精密化したものをプレプリントにまとめた。また、L^2拡張理論におけるテクニックを利用してLevi平坦超曲面の分類を試み、複素2次元トーラス内の実解析的Levi平坦超曲面を完全に分類し、その結果をn次元に拡張する過程で以下の基本的な結果に到達した(発表予定)。定理、Mは3次元以上のコンパクトなケーラー多様体、XはM内の実解析的なLevi平坦超曲面とする。このときM\Xはスタイン多様体ではない。L^2正則関数に関して、Bergman核と割算定理、および重みつきHardy空間における拡張定理に関して新たな進展があった.神本は有限型領域のBergman核に対し、ニュートン図形を用いた漸近解析の手法を適用することによって、G.Herbortが発見した注目すべき例(主要項が対数因子をふくむBergman核)を一般的な枠組みに収めることに成功した(プレプリント,2002/10/11).大沢はSkodaのL^2割算定理を特殊な場合に改良した結果を発表し(2002)、その後それを一般化した(2003,発表予定)。これはL^2割算定理をL^2拡張定理の系として導くというアイディアにもとずくものである。重みつきのL^2Hardy空間は、平地により不変式論的な観点からSobolev-Bergman核の枠組みで研究が進行中であるが、大沢はBeatronsが積分核の方法で得ていた拡張定理に着目し、L^2評価の方法を用いて新しい拡張定理を得た.これはBeatrousの結果のL^2正則関数に関する部分を含むもにである.(投稿中).さらに大沢はL^2正則関数の'正息域'である擬凸領域の研究を進め、Diederichとの共同研究で、多様体上の撚転領域の新たな一族を構成し(2002,Math. Ann.)、それらの領域上のBergman核の境界挙動を決定する作業に入りつつある.これらの成果は函数論サマーセミナーやICMサテライトシンポジウム(於韓国,慶州)、および多変数関数論葉山シンポジウムなどで公表された.また次代の育成のため、平地、高山、神本を組織委員として「多変数関数論の萌芽的研究」(京大数理研研究集会)を行った.(2002/11/1822)L^2正則関数の拡張問題の解決において1986年に竹腰見昭氏との共同研究によって発見した公式を適用することによって、以下の二つの方向において新しい結果が得られた.1)関数空間上の定量的な補間問題への応用:C^n内の強擬凸領域に対する超平面断面上のBergman空間から全領域上のHardy空間への拡張作用素の構成(これは1985年ごろ積分核の方法の応用として得られたものを別の方法で精密化したことになっている.)2)コホモロジー入射性定理:n次元正則凸多様体X上の正則直線束Eと,Xの解析的部分集合Aに対して、三つ組(X,E,A)についての曲率の半正値性条件(省略)がコホモロジー準同型H^<n,q>(X,K_x【cross product】E【cross product】lA)→H^<n,q>(X,K_x【cross product】E)(q【greater than or equal】

0)の入射性を導くことを証明した.(これはTankeev,大沢,Kollar,榎,竹腰らにより得られていた結果の改良であると同時に、2000年に大沢が発表した一般型のL^2拡張定理を補完するものである.)この他に、Bergman核に関しては、狭義Kahler凸多様体上にはつねにBergman計量が存在することを示し、さらにモデル領域におけるBergman核について神本丈氏、BoYong Chen氏と共同研究しVarchenko, Vassilievらの漸近解析法をBergman核へと応用した.また、大沢の示唆により研究生の宮澤一久氏は完備Kahler多様体上のノイマン作用素がコンパクトになるための一つの十分条件を求めている.Mを複素多様体、SをM内の複素解析的集合、E→Mを正則ベクトル束とする.大域的複素解析における拡張問題は、(M,S,E)がいかなる条件をみたすときにS上のEの正則断面がM上のEの正則断面へと拡張できるかを問うものである.Mがスタイン多様体であればこれはどんなSとEに対しても可能である(H.カルタン).これを精密化することによって代数幾何の問題へも応用可能な拡張定理が得られ(大沢・竹腰)、それを一般化することにより再生核の解析にも有用な拡張定理が得られる(大沢).これはL^2正則関数の世界で評価式つきの拡張定理を確立することによって達成された.今回の研究は、とくにSが特異点をもつ場合にもこの拡張理論を徹底させようとするものであり、まず以下の定理が得られた.(発表済)この結果を精密化したものをプレプリントにまとめた.また、L^2拡張理論におけるテクニックを利用してLevi平坦超曲面の分類を試み、複素2次元トーラス内の実解析的Levi平坦超曲面を完全に分類し、その結果をn次元に拡張する過程で以下の基本的な結果に到達した(発表予定).定理、Mは3次元以上のコンパクトなケーラー多様体、XはM内の実解析的なLevi平坦超曲面とする.このときM\Xはスタイン多様体ではない.
新奇超伝導物質の探索とその圧力効果の研究

特別研究員として在任中、多くの試料についてその圧力効果の研究を行った。(1)KFe2As2は、約15GPa以上で出現する圧力誘起正方晶相において、10K以上の高い超伝導転移温度を示すと報告されていたが、その真偽が疑われていた。本研究では、良質単結晶を用いた17GPaまでの圧力下において静水圧性を考慮した研究を行った。常圧における3K付近の超伝導転移温度は10GPaで消失した。さらに14GPa以上で出現した圧力誘起正方晶相でも、超伝導が出現しなかった。このことは、一次転移(構造相転移等)を伴なう高圧下の物性研究には静水圧環境が不可欠であり測定環境に十分配慮しなければならない事を示唆している。(2)電荷秩序と超伝導の競合の研究を行う目的で、1T-TaX2(x=Se,S)の圧力効果の研究を行った。1T-TaS2は、常圧下でCDWとモット絶縁体が競合する物質であるが、圧力下で超伝導が出現する事が報告されている。本研究では、1T-TaS2、1T-TaSSe、1T-TaS0.8Se1.2、1T-TaSe2の圧力下電気抵抗測定を行い、全ての試料で圧力誘起超伝導が出現する事を明らかにし、その圧力相図を完成させた。(3)層状化合物(Eu3-nSrn)Bi2S4F4(n=1,2)はBiS2相がその超伝導の起源として報告されている。Euの価数揺動と超伝導の関係を明らかにする目的で、圧力効果の研究を行った。その結果、Euの価数転移と超伝導の出現はあまり関係が無い事を明らかにした。その他、高温超伝導物質、KCa2Fe4As4F2、SrxBi2Se3、他、電荷秩序化合物TaTe2、他、等の物質の研究を行いその圧力相図を明らかにした。28年度が最終年度であるため、記入しない。アンチポストペロブスカイト化合物として超伝導がはじめて発見された、V3PNxの高圧下のx線回折実験や単結晶試料作成を行いつつ、新しい圧力誘起超伝導物質の一つとして、1T-TaS2-xSex化合物の高圧下の電気抵抗測定を行った。この一連の物質は、室温以上で電荷秩序を示し、温度下降と共に電荷秩序状態が変化する事が知られている。特にTaS2では、基底状態ではモット絶縁体状態となる。この物質の圧力効果がダイヤモンドアンビル圧力装置を用いて行われ、高圧下で超伝導が出現する事が報告されている。今回、静水圧性の良いキュービックアンビル圧力装置を用いて、15GPaおよび2Kまでの環境下での測定を行った。Ta2S2では,これまでの報告通り、電荷秩序の消失および超伝導の出現を確認でした。キュービック圧力発生装置を使用する事により、これまで報告されていなかった、超伝導状態でのゼロ抵抗を確認した。また、これまでの報告より超伝導転移温度が若干高い事が明らかになった。また、各圧力下での電気抵抗の温度依存性の振る舞いが異なる事を明らかにした。この違いは、静水圧性の違いが原因であると思われる。また、TaSe2の高圧下電気抵抗の測定を15GPaまでの圧力範囲で予備実験行った。TaS2と同様に圧力誘起の超伝導が出現する事を確認した。TaS2とは電荷秩序状態が異なるため、その圧力依存性が異なる事が期待されたが、全体的な振る舞いは同様な結果が得られた。当初予定した研究はほぼ終わり、新たな圧力誘起超伝導物質を発見する事が出来た。

その他、高温超伝導物質、KCa2Fe4As4F2、SrxBi2Se3、他、電荷秩序化合物TaTe2、他、等の物質の研究を行いその圧力相図を明らかにした。これまで、電気抵抗のみの測定であったので、磁化、比熱、磁場効果等の測定を進め、超伝導発現機構の解明を行う。28年度が最終年度であるため、記入しない。
直接操作インターフェースのための高速制約解消系の実現

グラフィカルユーザインターフェース(以下、GUI)では、計算機内の情報の視覚化と、その視覚化に対する直接操作の実現のためのプログラム開発コストが大きい。その解決法の1つとして、幾何的制約を用いて図の構造を表現し、制約を解くことによって図を校正し、制約の動的変更により直接操作を実現する手法が注目され、盛んに研究されている。しかし、これまでに提案された制約解消法は、高速化のために、制約の連立や非線形な制約を禁ずるなど、制約系のクラスを大幅に制限していたため、これを採用したGUIシステムでは実用上必要な図を表現することが難しかった。そこで本研究では、制約の連立や非線形な制約も扱うことができる高速な制約解消法を開発した。これは以下のような分析と考察に基づいている。GUIで使われる一般的な制約系では、制約の連立は局所的に現れていて、大部分では制約を単独に解くことが可能である。また、単独であれば非線形な制約でも高速に解くことができ、連立する部分が小さければ全体的な速度低下への影響も少ない。そこで開発した制約解消法では、制約系を分析して連立する必要のある最小限の部分を求め、それ以外の制約を単独で解ける部分と合わせて、統一的に扱うようにした。これに基づいて制約解消系を作成し、その性能評価を行ったところ、制約系のクラスを大幅に制限した制約解消系と比べても、それほど大きな速度低下を生じていないことがわかった。さらに、この制約解消系を使用して、複数の視覚的例による直接操作インターフェイスの対話的実現を行うシステムImageを作成した。このシステムでは、制約を連立する機能を大いに活用している。また、現在開発中の宣言的記述に基づくアルゴリズムアニメーション作成システムにも採用する予定である。
オゾンジェルを利用した安全で効果的な歯の漂白剤の開発

脱臭、殺菌、漂白作用を持つとして、近年では日常生活でも登場するようになったオゾンを利用し、歯の漂白を試みるため基礎実験を行った。実験は、歯の着色に由来すると考えられる各種色素の水溶液において、直接オゾンガスを通過させてその脱色作用を評価した。対象として緑茶、赤ワイン、コーヒー、食紅をそれぞれ水で希釈し、分光式色差計によって色調を測定した。その後、密閉ガラス容器に入れた水溶液に、オゾンガス発生機からガスを送り込み通過させた。オゾンガス通過後の水溶液を、分光式色差計にて測定した。オゾンガス通過前後の色調の変化を、色差値で比較した。結果はいずれの溶液も色差値が正数で得られ、オゾンガスによる水溶液の脱色作用を示した。また別に、既存の歯の漂白剤の効果を評価する実験を行った。この歯の漂白剤は過酸化水素を含む漂白剤であるが、反応促進作用を持つ光触媒材、二酸化チタンを含有しており、過酸化水素の濃度が従来の製品の十分の一に抑えられている。この二酸化チタンも近年注目され日常生活に取り込まれている生体安全性の高い物質とされている。他の分野においてオゾンとの併用が有効であった例があるため、オゾンを利用したの漂白剤の開発の際にも活用を期待し、応用法を考案中である。オゾンガス通過実験においての課題は、水溶液の分量に対する色素分子の量により、脱色に要する時間がかなり違ってくるので、今後は溶液の色素量に規定を設定し、数値化した結果を出すことである。また、色差計の液体測定用の容器に水溶液を入れると、その中心部の円形の範囲で色が測定されるため、色素成分が沈殿してしまうものでは、測定が不正確であったり、不可能であるものもあった。このように色の測定法の画一化に関しては、今後さらなる検討が必要である。以上の問題を解決すべく実験に検討を加えて取り組んでゆく意向である。
依存性薬剤MDMAが脳内神経伝達物質に及ぼす作用の解明とその中毒状態の治療の開発

MDMA(3,4-methylenidioxymetanphtamine)は欧米において若者の間で違法に使用される依存性の薬剤である。わが国でも、近年MDMAの流行の兆しが認められる。MDMAは大量に使用すると、高熱、横紋筋融解、DICなどを呈し、死亡することがある。その治療は、輸液、体温冷却などの保存的治療であるが、薬物治療については確立されたものはない。MDMAは脳内の5-HTとDAを著明に増加させるため、5-HTとDAの拮抗薬が有効なことが考えられる。Risperidoneは5-HTとDAの遮断作用を有し、臨床で使用できる薬剤である。今回の研究でわれわれは、risperidoneの有効性と、MDMAの高熱にどのレセプターが関与しているか検討した。ラットにrisperidoneを前投与しMDMA10mg/kgを投与すると高熱は有意に抑制された。また、MDMA投与後risperidoneを投与した場合でも、MDMAによる高熱は抑制された。5-HT2A受容体遮断薬であるritanserinの前投与はMDMAの体温上昇を抑制したが5-HT2B/2Cや5-HT2C受容体の遮断薬であるSB206553やSB242084の前投与はMDMAの高熱を抑制しなかった。5-HT1A受容体遮断薬であるWAY100635の前投与は、MDMAの体温上昇を抑制しなかった。一方、D1受容体遮断薬であるSCH23390の前投与はMDMAの体温上昇を有意に抑制したが、D2受容体遮断薬であるL-741626やsulprideの前投与はMDMAの体温上昇を抑制しなかった。以上の結果から、MDMAの体温上昇には5-HT2A受容体とD1受容体が関与していることが示唆された。Risperidoneは5-HT2A受容体の強力な遮断作用とある程度のD1受容体遮断作用を有しており、risperidoneの前投与と後投与でMDMAの体温上昇が有意に抑制されたことから、risperidoneはMDMAによる体温上昇に有用な治療薬になりうることが示唆された。本邦ではMAP(methamphetamine)が依存性薬物の主流を占めているが、近年欧米で流行している依存性薬物MDMA(3,4-methylenedioxymethamphetamine)の乱用が増加し、その乱用が特に若年層において社会問題化しつつある。MAPもMDMAの大量使用後に高熱を呈し、その後死亡する例も少なからず報告されている。しかし現在のところ両者の大量摂取後の中毒症状に対して確立された治療法が存在せず、有効な治療法の確立が望まれている。臨床においてダントロレンはMAPやMDMAによる高熱に対して有効であったとの数件の報告があるが、系統だった基礎実験はなされていない。そこで我々はラット用いてダントロレンのMAPとMDMAによる発熱に対する有効性の検討を行った。【方法】実験にはウイスター系雄性ラット(200250g)を用いた。ラットを個別のゲージに移動し体温が安定したところで、ダントロレン40mg/kgを生理食塩水1.5mlに溶解し経口投与を行い、2時間後にMAP10mg/kgまたはMDMA15mg/kgを生理食塩水で2ml/kgになるよう調整し皮下投与した。