hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
ビタミンCの抗酸化機能と生理機能との統合的解析をめざして

前年度は、主として、AsA等の抗酸化プロセスにおける電子供与過程につき多面的な検討を試みた。すなわち、AsAとその関連物質、及びそれらの酸化型を合成し、さらに、これら一連の化合物について、半経験的分子軌道法(主にMOPAC等)、非経験的分子軌道法などにより、各分子の動的構造に関する情報〔最適化平衡構造、電子密度、生成熱、各分子軌道の形状やエネルギー等々〕を求めた後、溶媒効果等も含めた動的構造の予測を行い、その適否について各種分光学的測定データとの比較検討により評価を試みた。また、重金属イオンの共存及び非共存下におけるAsAと酸素分子(三重項及び一重項)との反応過程の追跡、反応生成物の確認を行った。これらの成果をふまえ、本年度は主に、AsA等の生理機能発現過程における電子供与機構について検討を試み、特に、モデル酵素反応系として、プロリルヒドロキシラーゼによるプロリンの水酸化反応をとりあげ、コラーゲン合成におけるAsAの役割について明らかにした。さらに、具体的な酸化ストレスとして受動喫煙をとりあげ、ODS-ラットの肺や肝臓における各種抗酸化酵素等の遺伝子発現に対する受動喫煙やビタミンC投与の影響についても調べ、ビタミンCの生理機能と抗酸化機能に関する基礎データを得た。
筋萎縮性側索硬化症の原因遺伝子ERBB4を介する発症機序解明と抗がん剤の効果検証

本研究はERBB4を介する筋萎縮性側索硬化症(ALS)発症機序解明と抗がん剤を含むリン酸化調節剤や下流カスケードの修飾効果を、ALS患者人工多能性幹(iPS)細胞由来神経細胞や神経様細胞で検証する事を目的とする。本年度は、下記の成果を得た。ERBB4変異陽性のALS患者由来細胞、変異陰性患者由来細胞、正常細胞を神経細胞に分化誘導した。その結果、変異陽性と陰性のALS患者細胞では、細胞の維持が困難であった。抗酸化作用のあるレチノイン酸は一部そういった細胞死を抑制できたが十分ではなかった。また、オートファジー促進作用のあるラパマイシンも同様の効果が軽度認められた。細胞内に様々な封入体に陽性となる、p62陽性の凝集などは認められなかった。2.抗がん作用のあるリン酸化阻害剤の効果検証ERBB4発現-神経様SH-SY5Y細胞を用いて、抗がん作用のあるリン酸化阻害薬の薬剤負荷を行った。ラパチニブはERBB1,2の、アファチニブは、ERBB1-3の阻害剤であるが、ともにERBB4への作用も報告されている(Sci. Signal., 2014;7:ra116; Structure. 2008;16: 460)。抗リン酸化ERBB4抗体によるウエスタンブロットを行った結果、ラバチニブではリン酸化蛋白の低下はなかったが、ERBB4の生理的切断は阻害されていると考えられた。これらの細胞は、H2O2による酸化ストレスへの脆弱性を示しており、ラパニチブでは、細胞死の部分的な抑制効果がある場合もあったが、変異によりその効果が異なっていた。一方、アファチニブではリン酸化がほぼ完全に阻害されていた。ただし、細胞障害性が観察された。酸化ストレスに対する、細胞死抑制効果は観察されず、むしろ細胞毒性が顕著にみられた。本研究はERBB4を介するALS発症機序解明と抗がん剤を含むリン酸化調節剤や下流カスケードの修飾効果を、ALS患者人工多能性幹(iPS)細胞由来神経細胞や神経様細胞で検証する事を目的とする。1.ERBB4変異導入神経芽腫SH-SY5Y細胞の解析とErbB4リガンド刺激による局在変化:ERBB4遺伝子の野生型と新規3変異および既報告1変異をC端-GFP-ERBB4としてプラスミドを作製、神経芽細胞腫SH-SY5Y細胞に導入し、発現解析を行った。共焦点レーザー顕微鏡では、野生型と変異型共に細胞質での発現が確認された。一部は、細胞膜に局在していた。リン酸化促進薬NRG1添加後数時間での細胞内局在は大きく変化がないようであった。N端-GFP-EBB4も作製が終了し、今後局在を観察する。2.酸化ストレスによる影響:神経変性疾患は酸化ストレスに関連していることは広く知られており、日本では、活性酸素除去剤エダラボンが保険適応となっている。上記の野生型・変異型ERBB4発現SH-SY5Y細胞に酸化ストレスとしてBSOやその他薬剤を負荷すると、少なくとも一部でERBB4のリン酸化が促進された。3.抗がん剤の神経系細胞に対する毒性の検証:抗がん剤は一般に正常細胞への毒性が懸念されるが、ERBBファミリー蛋白阻害剤を数種使用し、神経様に分化させたSH-SY5Y細胞を用いて、細胞障害度を確認した。その結果、低毒性と高毒性の薬剤が存在した。4.ERBB4変異を有するALS患者iPS細胞の確立および神経への分化誘導:ERBB4変異を有するALS患者の線維芽細胞由来のiPS細胞は2種の変異について確立できた。神経に分化させたが、形態学的に正常細胞と似通っていた。次に、正常対照のiPS細胞から運動ニューロンヘ分化誘導する条件を模索し、成功した。患者細胞で同様に行う予定である。ERBB4の細胞内での局在、リン酸化動態が解明されつつあり、酸化ストレスとの関連も明らかになりつつある。ERBB4関連ALS患者細胞由来iPS細胞から神経細胞への分化が成功しており、さらに対照細胞では運動ニューロンに分化させることに成功している。1.ERBB4変異導入神経芽腫SH-SY5Y細胞の解析:前年にERBB4遺伝子の野生型と新規3変異および既報告1変異をC端-GFP-ERBB4としてプラスミドに組み込み、神経芽細胞腫SH-SY5Y細胞に発現させたところ、一部細胞膜に局在していた。一方、本年度はN端-GFP-ERBB4の発現実験を行ったが、蛍光顕微鏡およびウエスタンブロットともに発現を確認できなかった。以上から、今後の研究はC端-GFP-ERBB4を用いて実験を行うことにした。2.抗がん作用のあるリン酸化阻害剤の効果検証:ERBB4発現-神経様SH-SY5Y細胞を用いて、抗がん作用のあるリン酸化阻害薬の薬剤負荷を行った。

ラパチニブはERBB1,2の、アファチニブは、ERBB1-3の阻害剤であるが、ともにERBB4への作用も報告されている(Sci. Signal., 2014;7:ra116; Structure. 2008;16: 460)。抗リン酸化ERBB4抗体によるウエスタンブロットを行った結果、ラバチニブではリン酸化蛋白の低下はなかったが、ERBB4の生理的切断は阻害されていると考えられた。一方、アファチニブではリン酸化ERBB4が著減していた。ただし、細胞障害性が観察されたので、現在用量の調節を行っている。3.iPS細胞由来神経モデルの確立:患者および正常iPS細胞を用いて、ALS病変の主体である運動ニューロンへの分化を試みた。正常iPS細胞は運動ニューロンへの分化がみられ、分化のマーカーであるコリンアセチルトランスフェラーゼの発現を確認した。H30年度に予定していたERBB4の翻訳後修飾について、すでに検討が進んでいる。一方、ERBB4の遺伝子編集に関しては、予定していたベクターの効率が十分でなく、導入方法やベクターの変更を検討しており、これが不調に終わった場合には、siRNAによるノックダウンで代用する予定である。また、正常者由来のiPS細胞から筋萎縮性側索硬化症における変性の中心である運動ニューロンへの分化誘導が技術的に確立でき、今後、患者細胞を分化誘導し、前年同様な細胞の染色、蛋白解析を行う予定である。本研究はERBB4を介する筋萎縮性側索硬化症(ALS)発症機序解明と抗がん剤を含むリン酸化調節剤や下流カスケードの修飾効果を、ALS患者人工多能性幹(iPS)細胞由来神経細胞や神経様細胞で検証する事を目的とする。本年度は、下記の成果を得た。ERBB4変異陽性のALS患者由来細胞、変異陰性患者由来細胞、正常細胞を神経細胞に分化誘導した。その結果、変異陽性と陰性のALS患者細胞では、細胞の維持が困難であった。抗酸化作用のあるレチノイン酸は一部そういった細胞死を抑制できたが十分ではなかった。また、オートファジー促進作用のあるラパマイシンも同様の効果が軽度認められた。細胞内に様々な封入体に陽性となる、p62陽性の凝集などは認められなかった。2.抗がん作用のあるリン酸化阻害剤の効果検証ERBB4発現-神経様SH-SY5Y細胞を用いて、抗がん作用のあるリン酸化阻害薬の薬剤負荷を行った。これらの細胞は、H2O2による酸化ストレスへの脆弱性を示しており、ラパニチブでは、細胞死の部分的な抑制効果がある場合もあったが、変異によりその効果が異なっていた。一方、アファチニブではリン酸化がほぼ完全に阻害されていた。ただし、細胞障害性が観察された。酸化ストレスに対する、細胞死抑制効果は観察されず、むしろ細胞毒性が顕著にみられた。1.抗がん作用のあるリン酸化阻害剤、脱リン酸化阻害剤、γセクレターゼ阻害剤の効果検証:神経様細胞を用いて、リン酸化修飾薬などの薬剤負荷を行う。ERBBファミリー蛋白のリン酸化阻害作用を有する抗がん剤のほとんどは試薬として入手可能である。
心停止犬を用いた血栓溶解療法の有効性

尚、同モデルを用いた以前の研究で血栓溶解療法を行わないと、6匹中5匹が48時間以内に死亡し、予後が悪いことが確認されている。tPAH群の1匹が3日後に呼吸不全で死亡した以外、全例10日間生存した。tPA群のACTは蘇生開始3時間後まで150秒以上に保たれたが、それ以後は100秒未満であった。一方、tPAH群では24時間150秒以上を維持できた。tpA群のNDSは2匹が正常レベル、5匹は重度の神経学的障害ありレベルで、ばらつきが多かった。これは、心停止後の凝固・線溶システムの不均衡が生じていることが推測される。一方、tPAH群のNDSレベルは蘇生後4日目よりtPA群に比較して有意に改善し、蘇生後6日目には正常レベル、10日目にはほとんどの犬が歩行可能であった。組織学的検索は、不適切な処置により、今回行えなかった。tPA群のNDSは2匹が正常レベル、5匹は重度の神経学的障害ありレベルで、ばらつきが多かった。今後は海馬CA1領域の病理学的検索を予定している。
三価ツリウム錯体を用いる二重結合への新規ヘテロ原子導入法の開発

今年度、オレフィンへのヘテロ原子導入型修飾反応として、可視光酸化還元触媒を用いる2つの反応を新規に見出した。1つ目は、「オレフィンアミノトリクロロメチル化反応」である。二重結合に対し、アミノ基とトリクロロメチル基を同時に導入する反応は知られていない。生物活性アルカロイドの中にはトリクロロメチル基を有しているものがあることや、トリクロロメチル基は、カルボン酸やアルキンへと変換可能であるため、本反応は合成化学的に重要であると考えられる。可視光酸化還元触媒として、Ir(ppy)2(dtbbpy)PF6を選び、トリクロロメチルラジカル源として、BrCCl3を用いることで目的の反応は進行した。この際、塩基としてLi2CO3、溶媒をCH2Cl2とH2Oの二層系にした反応条件を選ぶことにより、より収率良く反応が進行した。また、生成物をCrCl2を用いる反応条件に附すと、ビニリデンカルベンを中間体とした反応機構により、多環性化合物への変換反応も達成した。2つ目は、「α-アルキルスチレン誘導体の酸化反応」である。本反応では、酸素雰囲気下、可視光酸化還元触媒としてRu(bpy)3(PF6)2を用いることが必須であるが、さらにHantzschエステルとCu(OTf)2を添加することにより、円滑に酸化反応が進行した。酸化生成物をLewis酸条件下に附すことで、環状α-アリールケトンへの合成をも達成した。環状α-アリールケトンはしばしば合成が困難な化合物群であり、その理由として、ケトンのα位をアリール化する方法しかないためである。本方法論はアリール化合物に対し、ケトンカルボニルを導入するため、既存の別法として利用価値が高いと考えられる。28年度が最終年度であるため、記入しない。本年度は、これまでに開発したツリウム錯体に加え、同じくランタノイド塩を用いたホルミウム錯体を開発した。ランタノイド塩を有機合成に利用する事は一般的ではあるものの、ツリウムやホルミウム塩をキラル触媒として有機合成に利用している例は我々の知る限りこれまでに報告がなく、その反応性や性質、錯体構造等は未解明な部分が多い。そのため、それらの解明によって、有機合成の更なる進歩が期待される。私の開発した二つの錯体は、酸に不安定なシロキシブタジエンに広く適用可能であり、基質に応じて使い分けることで良好な結果が得られることを見出した。特にホルミウム錯体は極めて少ない触媒量でDiels-Alder反応を促進することが可能であり、本触媒的不斉反応を利用し、ビンカアルカロイドの一つであるminovincineの全合成を達成した。これにより、ホルミウム錯体は、これまでに有機合成化学への報告例のないランタノイド錯体という希少性だけではなく、天然物合成にも展開可能な有用な錯体であることを実証した。また、本天然物合成の過程において、通常の還元剤を用いた還元とは立体選択性が逆転するピナコールボラン還元条件を見出した。通常ピナコールボランを用いる還元は別の試薬による活性化が必要であると共に、特別な立体選択性が発現することは知られていなかったが、本研究において、隣接基関与によってボランの活性化と立体選択的な還元が進行することが見出された。次に、ホルミウム錯体の触媒活性種の構造を解明すべく、種々の機器分析を試みた。質量分析にて、触媒調整時に添加する試薬の最適比率を支持する錯体のピークが観測された。これは触媒の活性種に含まれるホルミウム塩と配位子の比率を解明するヒントとなりえる。そこで、この比率を参考に錯体のモデリング行い、遷移状態を予想したところ、生成物の絶対立体化学を合理的に説明できることが明らかとなった。本年度はまず、Ho錯体の結晶化を試みた。Ho(NTf2)3・Thiourea配位子・DBUから調製するHo錯体は、種々の実験事実と質量分析により、Hoに2分子のThioureaが結合していると推測している。更なる確証を得るべく、錯体の結晶化実験を進めた。この際、純粋なHo錯体を単離する必要があるが、これまでの触媒系で用いていたDBUでは、生じるアンモニウム塩も有機溶媒に溶解するため、Ho錯体とアンモニウム塩の分離が困難であった。そこで、塩基をKHMDSに変更し、溶媒をジクロロメタンからトルエンに変更した。期待通り、錯体調製後にK塩の白色沈殿が生じた。沈殿物を濾過で取り除いた後、溶媒を留去したところ、Ho錯体と思われる固体を得た。しかし、粉体状であり、現在までにX線結晶構造解析を行うことはできていない。続いて、昨年度達成したminovincineの不斉全合成の最適化を行った。本研究では、Ho塩を不斉触媒として天然物合成に世界で初めて応用し、その有用性を証明した。また、不要なジアステレオマーが一切生成しないminovincineの合成ルートを確立した。最後に、アザジエンを用いるヘテロDiels-Alder反応の検討を進めた。以前より検討を重ねてきたシロキシアザジエンはジエンとしての反応性が低く、十分な結果は得られなかった。そこで、今年度は可視光酸化還元触媒を用いるジエノフィルの極性転換を行う反応を考案し、検討した。Michael付加体を得てはいるものの、現在までに環化付加体は得られていない。

しかし、付加体を得たことから、ジエノフィルの極性転換とジエンへの付加反応が進行することが確認された。本プロジェクトの課題の一つであるHo錯体の構造解析に関しては現段階で十分な結果は得られていない。かねてより検討してきた結晶化に関しては現状の触媒系では困難だと考えられる。一方、近年発光性質を持つヘリックス構造のホルミウム錯体の論文が報告された。本ホルミウム錯体に関しては単離、結晶化、X線結晶構造解析が可能である。そこで、錯体化学の知識や技術を学ぶために、本文献の再現性実験を行った。溶媒の組み合わせや結晶の成長方法など、新たな点を学ぶことができたため、文献を参考に本プロジェクトに手技を応用する。また一方で天然物合成に成功した点や可視光酸化還元触媒を用いる反応を見出した点に関してはある程度の進展があると考えられる。今年度、オレフィンへのヘテロ原子導入型修飾反応として、可視光酸化還元触媒を用いる2つの反応を新規に見出した。1つ目は、「オレフィンアミノトリクロロメチル化反応」である。二重結合に対し、アミノ基とトリクロロメチル基を同時に導入する反応は知られていない。生物活性アルカロイドの中にはトリクロロメチル基を有しているものがあることや、トリクロロメチル基は、カルボン酸やアルキンへと変換可能であるため、本反応は合成化学的に重要であると考えられる。可視光酸化還元触媒として、Ir(ppy)2(dtbbpy)PF6を選び、トリクロロメチルラジカル源として、BrCCl3を用いることで目的の反応は進行した。この際、塩基としてLi2CO3、溶媒をCH2Cl2とH2Oの二層系にした反応条件を選ぶことにより、より収率良く反応が進行した。また、生成物をCrCl2を用いる反応条件に附すと、ビニリデンカルベンを中間体とした反応機構により、多環性化合物への変換反応も達成した。2つ目は、「α-アルキルスチレン誘導体の酸化反応」である。本反応では、酸素雰囲気下、可視光酸化還元触媒としてRu(bpy)3(PF6)2を用いることが必須であるが、さらにHantzschエステルとCu(OTf)2を添加することにより、円滑に酸化反応が進行した。酸化生成物をLewis酸条件下に附すことで、環状α-アリールケトンへの合成をも達成した。環状α-アリールケトンはしばしば合成が困難な化合物群であり、その理由として、ケトンのα位をアリール化する方法しかないためである。本方法論はアリール化合物に対し、ケトンカルボニルを導入するため、既存の別法として利用価値が高いと考えられる。本年度は特に、錯体に関する知見を集めることに尽力した。最も重要な情報となりうる機器分析は、X線結晶構造解析であり、その測定のためにツリウムまたはホルミウム錯体の結晶化を何度も試みたものの、未だ結晶化の成功には至っていない。今回の自己評価はこの点に由来したものとなっている。しかしながら、質量分析から錯体構造に迫る一つの手がかりを得た。さらに、開発した触媒が有機合成に実用的なレベルで利用できるかという点は、触媒開発の究極的な課題ではあるが、私は自ら天然物の全合成を達成することで、自身の開発したランタノイド錯体を、Diels-Alder反応に有用な触媒であることを証明した。これにより、本触媒の特徴の一部を確認できたと共に、本触媒の特徴を生かした更なる反応開発の意義を確認した。
尿路結石予防を目的としたオステオポンチン機能的アミノ酸配列の役割解明

OPNは、2つの機能的アミノ酸を有することにより、腎結晶形成過程における促進的な役割を担うことと思われた。尿路結石が形成される多段階過程の中で、OPNの細胞接着領域(RGD配列)は、その形成初期において結晶と腎尿細管細胞との接着に関わること、またカルシウム結合領域は、結晶の成長過程に機能するものと推察された。【具体的内容】わが国をはじめ先進諸国では尿路結石の発症頻度は急増し、さらに5年再発率は約50%と高いことから、予防法の確立は世界的な課題となっている。これまでの尿路結石の治療法は主に、カルシウムやシュウ酸などの無機物質から行われていたが、私たちは、結石のマトリックス成分が形成に重要であると考え、オステオポンチン(OPN)が関わる結石形成の分子機構の解明に取り組んできた。例えば、OPNの発現を抑制した腎臓細胞株や実験動物を作成し、尿路結石形成が抑制されることを報告した。その結果OPN分子を機能抑制することができれば、結石形成を予防できるものと考えた。今回、腎結石形成におけるOPN機能的アミノ酸配列として、トロンビン切断部位に着目した。血中のトロンビンにて切断され露出されるOPNのSLAVYGLR配列に対するモノクローナル抗体を作成し、結石モデルマウスにおける効果を検討した。結果は、OPN抗体投与マウスにおいては、結晶形成が投与量に依存して減少することがわかった。また、その理由を検討する上で、透過型電子顕微鏡を観察したところ、抗体投与により腎尿細管細胞のミトコンドリアを中心とした傷害が抑制されることがわかった。以上の結果にて、日本泌尿器科学会総会、中部総会、海外における学会にて発表を行った。【意義・重要性】これらのマウスにおける成果により、将来のヒトに対する結石再発予防を目的とした初めての分子標的治療薬の開発へとつながるものと考える。【目的】腎結石形成には結石マトリックス成分の1つであるオステオポンチン(OPN)が強く関わっている。OPNは多くの機能的アミノ酸配列をもち、それらが切断や重合するにより生理活性を生じる。私たちは、結石形成マウスにおいて、非切断型OPNは腎全体に分布しているが、切断型OPNは結晶の形成に一致して腎皮髄境界部に発現するという興味の深い現象を見つけた。そこで本研究では、切断型OPNにて露出されるアミノ酸配列(SLAYGLR)に対する中和抗体を作成し、腎結石の形成抑制作用を検討した。【具体的内容】OPNのSLAYGLR配列を含んだ合成ペプチドで免疫されたマウスからモノクローナル抗体(35B6抗体)を作成した。この抗体を用いて、イヌ遠位尿細管上皮(MDCK)細胞を用いたIn vitro実験、8週齢C57BL/6雄マウスを用いたIn vivo実験を行った。【結果】(In vitro実験)尿細管細胞にCOM結晶を暴露すると、細胞に結晶が取り込まれ、形態は膨化し崩壊するものの、OPN抗体投与により、結晶の尿細管細胞への接着、細胞の崩壊が抑制された。(in vivo実験)結晶形成量は抗体投与により容量依存性に低下した。結晶の微細構造は、WT群では、結晶が整然と放射状に成長し花弁状構造を示すのと比べ、抗体投与群では、結晶は放射状に形成されるも、内部が細かく砕けていた。透過型電子顕微鏡による尿細管細胞の構造は、WT群では管腔が拡張し、尿細管細胞に取り込まれる結晶を認めたが、抗体投与群、KO群においては、尿細管腔内に脱落組織は認めるものの、結晶形成は認めなかった。【意義】切断型OPNに対する中和抗体を用い、結晶の尿細管上皮への接着を抑制することで、結石形成を抑制することに成功した。今後この研究成果を用い、分子標的治療の臨床応用ができると考えた。
幼児・児童でのＮＩＲＳによる顔認知の発達過程の研究

一方で,顔認知の発達は,10歳以降の児童期に成人と同じ処理能力が発達することから,今回の研究では,幼児・児童の顔認知の発達についてNIRSによる計測を行うことを目的とした.ETG-4000(日立メディコ社)を使用し,健常な児童の脳活動計測を行った.実験では,児童においても,乳児と同じく顔認知に対する右側頭部での活動の優位性が認められるかについて検討した.実験刺激は乳児実験(Nakato et al, 2011(a))で用いた5名の女性の笑顔と怒り顔の画像を提示した.ベース刺激も,乳児のNIRS実験と同じ野菜画像を提示した.計測位置は,国際式10-20法に基づきT5とT6を中心とした左右両側頭部であった.刺激の提示時間は,ベース刺激20秒以上,テスト刺激は10秒であった.結果は,顔刺激に対して,右側頭部の領域内で脳活動が増加した.このことは,児童でも,乳児や成人と同じく顔刺激に右側頭部での活動が関与することが示唆された.24年度が最終年度であるため、記入しない。24年度が最終年度であるため、記入しない。これまで行ってきた研究は,乳児の顔認知の発達のメカニズムについて近赤外分光法(Near-Infrared Spectroscopy ; NIRS)を用いて検討してきた(Nakato et al, 2009 ; Nakato et al, 2011).これらの研究により,乳児の脳内の右側頭部の下部にある領域が顔刺激に対し最も反応することが明らかにされた.一方で,顔認知の発達は,10歳以降の児童期に成人と同じ処理能力が発達することから,今回の研究では,幼児・児童の顔認知の発達についてNIRSによる計測を行うことを目的とした.平成23年度は,幼児・児童のNIRS実験に必要なプローブ用帽子の改良,実験刺激の準備,予備実験を実施した.従来の乳児のNIRS実験では,頭部の小さい乳児のために特殊な脳計測プローブを開発し,用いてきた.しかしながら,幼児・児童は乳児よりも頭部が大きいため,乳児用のプローブを実験に使用することができない.そのため成人用のプローブを幼児・児童の脳内活動計測に活用し,プローブ用の帽子を幼児・児童用に改良した.まずは数名の幼児・児童の頭部の大きさを計測し,各年齢の子どもの頭部の大きさに応じた帽子を作成した.次に,予備的なNIRS実験として,ETG-4000を使用し,健常な児童の脳活動計測を行った.予備実験では,児童においても,乳児と同じく顔認知に対する右側頭部での活動の優位性が認められるかについて検討した.実験刺激は乳児実験(Nakato et al, 2011)で用いた5名の女性の笑顔と怒り顔の画像を提示した.計測位置は,国際式10-20法に基づきT5とT6を中心とした左右両側頭部であった.刺激の提示時間は,ベース刺激20秒以上,テスト刺激510秒であった.結果は,顔刺激に対して,右側頭部の領域内で脳活動が増加した.このことは,児童でも,乳児や成人と同じく,顔刺激に右側頭部での活動が関与することが示唆された.一方で,顔認知の発達は,10歳以降の児童期に成人と同じ処理能力が発達することから,今回の研究では,幼児・児童の顔認知の発達についてNIRSによる計測を行うことを目的とした.ETG-4000(日立メディコ社)を使用し,健常な児童の脳活動計測を行った.実験では,児童においても,乳児と同じく顔認知に対する右側頭部での活動の優位性が認められるかについて検討した.実験刺激は乳児実験(Nakato et al, 2011(a))で用いた5名の女性の笑顔と怒り顔の画像を提示した.ベース刺激も,乳児のNIRS実験と同じ野菜画像を提示した.計測位置は,国際式10-20法に基づきT5とT6を中心とした左右両側頭部であった.刺激の提示時間は,ベース刺激20秒以上,テスト刺激は10秒であった.結果は,顔刺激に対して,右側頭部の領域内で脳活動が増加した.このことは,児童でも,乳児や成人と同じく顔刺激に右側頭部での活動が関与することが示唆された.24年度が最終年度であるため、記入しない。幼児・児童のNIRS実験に必要なプローブ用帽子の改良を行った.さらに,実験装置ならびに実験用具のセッティングを完了した.健常児童を対象に予備実験を実施し,本実験の実施の準備はほぼ整った.24年度が最終年度であるため、記入しない。今後は,まず本実験用の刺激を作成する予定である.顔刺激として,日本人顔と欧米人の顔の画像を用意する.成人と同様に,人種効果(見慣れている同人種以外の他人種は,区別しにくい)が生じるのかについて,各年齢における白人種と他人種への脳血流量を計測し,顔認知の発達的な過程を検討する.本実験実施は,幼児・児童の長期休日である夏休みをめどに,データ収集を行う予定である.
金属アレルギーの発生機序に関する研究

1.酸化ベリリウム投与モルモットにおけるBe-LTT値の推移250300g雄性モルモットを用い、10μg及び100μgのBe0(純度99.9%)を右胸腔内に投与し、投与後432週間に至るBe-LTT値の推移を検討した。[実験成績]Be-LTT値の推移は、Be0投与群では間目では、4週目で有意な高値化認めた。また8週目、16週目においては、対照群との間に有意差を認めなかった。100μg群の32週目では、Be-LTT値の有意な高値化を認め、既往のBe暴露濃度の大きさが、生体免疫機構に影響を与えることが想定された。Be0投与モルモットにおけるBe-LTT値の経時的推移において、二峰性のBe-LTT値の高値化現象を認め、本検査はBe障害の発生に対する予見的意義をもつことを明らかにした。酸化ベリリウム及びベリリウム銅合金投与モルモットにおける生体影響に関する影響250300g雄性モルモットを用い、10μg及び100μgのBe0、200μg及び2000μgのBe-Cu合金をそれぞれ別々のモルモットの右胸腔内に投与し、投与後416週間における生体影響について検討した。[実験成績]体重の推移では、両群とも対照群と比較して増加率は低い傾向であったが、有意差は示さなかった。臓器重量では、対照群と比較して両群とも差は認めなった。Be-LTT値の推移では、Be0投与群では間目では、4週目で有意な高値化認めた。一方、Be-Cu合金投与群では、4週、8週及び16週のすべての時期において、対照群と比べて特記すべき変化は認められなかった。血清生化学検査(AST、ALT、LDH、ALP、γ-GTP、TC)では、対照群に対して両群の一部に高値化する傾向があるものの、Be投与量や観察期間において、各群間に有意差は認めなかった。
過疎地域における在宅老人福祉サービスのモデル化に関する研究

目的:東北地方6県400市町村における老人保健福祉サービス事業実績と社会経済的な成因との関連性、老人保健福祉サービス事業実績と豪雪地帯特性との関連性について検討した。対象と方法:ホームヘルプ・デイサービス・ショートステイの事業実績と人口統計、経済状況、医療供給実態に関する18項目との関連性を、増減法による重回帰分析を用いた。次いで、豪雪地帯分類群と、「在宅サービス総合指標」との関連性について1要因分散分析で検討した。結果:「在宅サービス総合指標」における市町村格差には、「一人当たり歳出額」、「所得格差」「年齢別人口構成比(65歳以上)」、「産業3部門別就業人口比(第2次産業)」の4指標が関連していることを明らかにした。また、65歳以上100人当たりデイサービス年間利用日数及び「在宅サービス総合指標」と豪雪地帯分類群との間に有意な違いが認められた。一方、65歳以上100人当たりホームヘルプ年間利用日数及び65歳以上100人当たりショートステイ年間利用日数と豪雪地帯分類群との間には有意な違いが認められなかった。結論:このような市町村間格差は、高齢化の進展度、財政事情、経済立地、産業構造などの相違のみならず、豪雪地帯かどうかの相違によって生じていることが明らかにされた。本研究は、ホームヘルプ・デイサービス・ショートステイの供給量である年間利用実人数の3指標を用いて、全国の市町村における老人保健福祉サービスの実績についての総合的な評価方法を検討し、あわせてサービス事業実績と全国3255市町村(政令指定都市:12,市:659,町:1994,村:567,東京23区)における自治体格差の社会経済的な成因との関連性、過疎地域特性との関連性について検討することを目的とした。老人保健福祉サービスにおける各施策内容の実績は、長寿社会開発センターによる「保健福祉マップ数値表」から、(1)65歳以上人口100人当たりホームヘルプ年間利用日数、(2)同デイサービス年間利用日数、(3)同ショートステイ年間利用日数の3項目を抜粋した。最新の市町村別数値が入手可能な指標として、人口統計においては、自治省行政局振興課による(1)年齢別人口構成比、(2)住民基本台帳人口伸び率(1998年/1997年)、(3)人口密度の3指標を、厚生省大臣官房統計情報部による(4)合計特殊出生率を人口動態保健所・市区町村別統計から、また、総務庁統計局統計調査部国勢統計課による(5)昼夜間人口比を「1999民力」から抜粋した。経済状況は、総務庁統計局統計調査部国勢統計課による(1)産業3部門別就業人口比(第1次産業、第2次産業、第3次産業)、通商産業省大臣官房調査統計部商工統計課による(2)小売り商店年間販売額伸び率(1997年/1994年)、自治省税務局市町村税課による(3)所得格差、自治省財政局指導課による(4)地方税収入伸び率(1998年/1997年)を「1999民力」から、自治省財政局による(5)財政力指数を「地域介護力」から抜粋した。医療供給実態として、厚生省保険局による(1)老人保健医療給付対象者1人当たり医療諸費費用を「地域介護力」から抜粋した。統計解析に当たり、まず、前記3項目の老人保健福祉サービスにおける変数相互間の相関行列を求め、この相関行列に主成分分析を適用することによって総合的な老人保健福祉サービスに関する実績因子の抽出を試みた。次いで主成分分析から得られた第1主成分を抽出し、このときの主成分スコアを平均が50、標準偏差を10とするZ-得点に変換し、これをもって各市町村における老人保健福祉サービスの総合的な実績とした。その結果、「在宅サービス総合指標」における市町村格差は、「財政力指数」「年齢別人口構成比(65歳以上)」「年齢別人口構成比(1529歳)」「産業3部門別就業人口比(第2次産業)」が関連していることが認められた。また、65歳以上人口100人当たりホームヘルプ年間利用日数、同デイサービス年間利用日数、同ショートステイ年間利用日数及び「在宅サービス総合指標」は過疎地域分類群によって有意な違いが認められた。

老人保健福祉サービスの市町村間格差は、過疎化の進行状況のみならず、高齢化、財政事情、産業構造などの相違によって生じていることが示唆された。このことは、地域によって問題の現れ方が全く異なり、必要な対策も異なることを意味しているものと思われる。本研究は、ホームヘルプ・デイサービス・ショートステイの供給量である年間利用実人数の3指標を用い、全国3255市町村(政令指定都市:12,市:659,町:1994,村:567,東京23区)における老人保健福祉サービスの実績について検討し、あわせてその老人保健福祉サービスの実績(在宅サービス総合指標)と全国3255市町村における地域介護関連指標との関連性について検討した。老人保健福祉サービスにおける各施策内容の実績は、長寿社会開発センターによる「平成11年度老人保健福祉マップ数値表」から、(1)65歳以上人口100人当たりホームヘルプ年間利用日数、(2)同デイサービス年間利用日数、(3)同ショートステイ年間利用日の3項目を抜粋し資料とした。最新の市町村別数値が入手可能な指標として、人口統計においては、(1)人口、(2)人口密度、(3)高齢化率の3指標、経済状況は、(1)財政力指数を、保健福祉供給実態は、(1)65歳以上人口1万人当たり特別養護老人ホーム定員数、(2)同老人保健施設定員数、(3)特別養護老人ホーム定員数伸び率、(4)老人保健施設定員数伸び率の4項目、医療供給実態は、(1)人口10万人当たり医師数、(2)同病院一般病床数、(3)同一般診療所病床数、(4)老人保健医療給付対象者1人当たり医療諸費費用、(5)老人保健医療給付対象者1人当たり医療諸費費用伸び率を抜粋した。その結果、「在宅サービス総合指標」における市町村格差には、「高齢化率」「財政力指数」「人口密度」が関連していることが明らかにされ、高齢化率が高く、財政力指数が小さく、人口密度の少ない市町村において老人保健福祉サービスが充実していることが示された。また得られた3指標の解釈から、過疎地において、老人保健福祉サービスが充実していることが明らかにされた。目的:東北地方6県400市町村における老人保健福祉サービス事業実績と社会経済的な成因との関連性、老人保健福祉サービス事業実績豪と豪雪地帯特性との関連性について検討した。対象と方法:ホームヘルプ・デイサービス・ショートステイの事業実績と人口統計、経済状況、医療供給実態に関する18項目との関連性を、増減法による重回帰分析を用いた。次いで、豪雪地帯分類群と、「在宅サービス総合指標」との関連性について1要因分散分析で検討した。結果:「在宅サービス総合指標」における市町村格差には、「一人当たり歳出額」、「所得格差」、「年齢別人口構成比(65歳以上)」、「産業3部門別就業人口比(第2次産業)」の4指標が関連していることを明らかにした。また、65歳以上100人当たりデイサービス年間利用日数及び「在宅サービス総合指標」と豪雪地帯分類群との間に有意な違いが認められた。一方、65歳以上100人当たりホームヘルプ年間利用日数及び65歳以上100人当たりショートステイ年間利用日数と豪雪地帯分類群との間には有意な違いが認められなかった。
新経済地理学に基づいた、規模縮小時代の都市・地域政策の研究

本研究では、経済の規模が縮小する時代に固有の都市・地域経済問題を考え、それらの問題の解決に資するような政策的インプリケーションを、新経済地理学の枠組みから導き出した。そのために、まず、新経済地理学の成果を整理し、個別の問題に応用できるような基礎的枠組みを構築した。そして、その枠組みに則って問題の要因を明らかにし、とるべき経済政策を考察した。具体的な問題としては、都市内空間構造の再編、少子高齢化と就労パターンの変化、輸送セクターおよび輸送インフラストラクチャー投資、都市部(中央)と地方(農村部)の不均衡等を取り上げた。本研究は、経済の規模が縮小する時代に固有の都市・地域経済問題を考え、それらの問題の解決に資するような政策的インプリケーションを、新経済地理学の枠組みから導き出すことを目的とする。具体的にどのような問題を扱うかは研究を進めながら検討する。たとえば以下のような問題が考えられる。(1)都市内空間構造の再編経済の規模縮小時代においては、規模拡大の時代と異なる都市構造が求められる。本研究では、経済学の観点から、規模縮小時代におけるあるべき都市内空間構造を探究する。(2)輸送を担うインフラストラクチャー投資の諸問題輸送インフラストラクチャーは、経済活動の立地に影響を及ぼす。したがって、国際輸送についても、国内輸送についても、それをどう整備していくかはひじょうに重要な問題である。新経済地理学の分析枠組みを用いて望ましい投資のありかたを分析し、政策的含意を導く。(3)都市部と地方の財政上の不均衡の問題新経済地理学は、経済活動の集積に伴う利益と不利益を考え、それらがちょうどバランスするような、最適な集積の水準に着目する。都市部と地方の財政上の不均衡を考える際には、この最適水準を規準にする必要がある。また、個別の都市・地域経済問題について、何がどう問題であるのか、予備的考察を加えた。まず、都市内空間構造の再編の問題をとりあげた。第一に、都市内中心地への商業集積にかかわる諸問題について検討した。より具体的に述べると、新経済地理学の概念枠組みを用いて大都市における中心市街地と郊外のサブセンターの関係を明らかにし、中心市街地衰退の問題の本質を捉えることを試みた。第二に、都市内における自動車と公共交通のアクセシビリティ格差の度合と地域差、およびそれらの経年変化を分析した。そして、自動車に対する公共交通のアクセシビリティの向上が、自動車志向型都市構造を是正する上でひとつの重要な政策となり得ることを示した。さらに、国内の輸送セクターの問題を考察した。一国の経済の効率性から見て、輸送セクターがどのような大きさであるべきか、考察した。そして、望ましい大きさに誘導するために、どのような政策が求められるか、分析を行った。そのほか、不動産情報が不完全であることによって社会的損失が生じるという問題についても検討した。本年度は、まず、昨年度に引き続き新経済地理学の既存理論を精緻化、一般化し、政策の問題に応用可能な基礎的枠組みの構築を行った。いくつかの具体的成果を記すと以下のようになる。第一に、通常の新経済地理学モデルでは、経済が二つの地域から成ると仮定されるが、この仮定を緩め、経済が他地域から構成されていることを認めると、それまでとは質の異なった問題が発生することを明らかにした。第二に、輸送費のありかたと経済活動の集積の関係について、厳密な分析を行った。とくに、輸送費が輸送の方向によって異なってくる可能性に注目し、それが経済地理にどのような影響を及ぼすか、理論的考察を加えた。第三に、戦略的競争が企業の集積を促進するのか妨害するのか、伝統的な理論モデルに別の要素を入れて再検討した。また、都市・地域をめぐる問題として、昨年度に続き、都市内中心地への商業集積にかかわる諸問題をとりあげ、分析した。中心市街地衰退の問題の本質を明らかにするために、都市集積が消費に関してどのような便益をもたらすかを計測した。さらに、都市住宅に関する情報の問題を扱った。なぜ不動産に関する情報が不完全になるかを考察し、それがどのようなメカニズムで資源配分の非効率性をもたらすかを明らかにした。その際、とくに少数の売り手による情報独占の弊害に着目した。あわせて、都市における待機児童問題に対する経済政策を考えるため、アンケート調査を行い、その実態を把握した。本年度は、昨年度に引き続き、新経済地理学の既存理論を精緻化し、都市・地域経済政策に応用することを試みた。研究分担者がそれぞれ関心のある問題とその解決策について研究を行う体制をとっているため、研究の成果は多岐にわたる。そのうちのいくつかをまとめると以下のようになる。1.輸送インフラストラクチャー整備の問題に関連して、輸送費と経済活動の分布の関係を明らかにした。とくに、輸送費が輸送方向によって異なる可能性を認めると、経済活動の集積する傾向が弱まることを明らかにした。

2.中心市街地活性化のためにどのような政策が有効かを見るため、都市内における商業集積がいかなる要因によって形成されるか.理論的に考察した。注目したのは、消費者が商業施設の立地について完全な情報をもっていないという問題である。厳密な理論モデルを構築して、情報の欠如によって商業集積が引き起こされることを明らかにした。3.新経済地理学の枠組みを応用して、都市システムがどのような原理で形成されるか、明らかにした。4.一国における中央と地方の間の分配の問題を考えるために、地域間の効用の差異がどのような水準になっているかを調べた。5.新経済地理学は、経済活動が集積するかどうかを議論する際生産要素としての土地の役割を無視している。それを明示的に分析に入れることで、これまで得られてきたものとは異なる結論が得られることを明らかにした。6.農村地域の活性化を図るために、滞在型市民農園の活用が有効であるかどうか、検証した。7.保育所不足の問題を解決する政策を考えるために、保育サービスの需給のミスマッチが空間的にどのように広がっているかを調べた。本年度は、新経済地理学の理論的研究と都市・地域をめぐる経済的諸問題の研究の両方を実施した。新経済地理学の理論に関しては、次の点で精緻化を行った。第一に、輸送費が輸送の方向によって異なる可能性を考慮に入れると、企業の立地パターンがどのように変化するか、厳密な理論モデルを用いて分析した。第二に、各商業中心地でどのような財のバラエティが販売されているか、消費者が正確に知らないために商業活動が集積する可能性について理論的に検討した。これは、都市内における商業活動の立地を左右する要因であると思われる。第三に、産業構造と経済地理の間の相互依存関係を明らかにした。具体的には、交易の自由度が増大したときに、産業構造がどのように変化するかを見るため、起業家の行動と、企業の誕生・消滅プロセスを厳密な理論モデルで定式化した。その結果、起業と交易の自由度との間には、非単調な関係があることがわかった。合わせて、現実の都道府県のデータを用いて、市場の大きさが起業にどのような影響を及ぼしているかを調べた。また、企業が複数の生産物を生産することを考慮に入れると、空間的競争の結果がどのように変化するか、分析した。一方、都市・地域をめぐる経済的諸問題については、とくに少子高齢化に伴う問題を取り上げた。第一に、高齢者の都市内立地と都市内移動の実態とその問題点を探った。それらは郊外都市と大都市で大きな違いがあることがわかった。また、問題を解決するためにどのような政策が有効か、検討した。第二に、少子化にもかかわらず喫緊の問題となっている都市部における保育所の不足について、その実態を明らかにした。その結果、保育所が絶対的に不足しているという問題もさることながら、保育所サービスの需要と供給が空間的に一致していないということ(空間的ミスマッチ)が問題を深刻にしていることがわかった。本年度は、まず、新経済地理学の理論枠組みのいくつかの点を掘り下げて検討し、いっそうの精緻化を図った。
特異なバルクナノ組織を有するFe基合金の超高強度-高延性発現メカニズムの解明

平成25年度では、引張試験後のTEMによる詳細な組織観察から、複数の変形機構が働いてることを示唆する結果が得られた。平成26年度では、その結果を踏まえ、より定量的なin-situ法である引張変形時の変形挙動をJ-PARCの「匠」(中性子回折)を用いて塑性変形挙動の解析を実施した。具体的には、均質化処理材と冷間圧延加工材を用いて、中性子回折によるその場観察実験を行い、変形機構の調査を行った。均質化材はTransformation Induced plasticity (TRIP)効果により優れた延性を有しており,変形誘起マルテンサイトはRD//<001>γの結晶粒から生成しやすい傾向が見られた。一方、冷間圧延加工材についても、変形誘起マルテンサイトに起因する回折強度の変化が観察された、と同時に、RD//<111>γの結晶回転を伴う回折強度の増加が真ひずみの増加に伴って認められ、約2000MPaの高強度レベルで複数の変形機構が時系列的に逐次発現している可能性を示唆する結果も得られた。詳細なメカニズム解明については、さらなる変形挙動の解析をマクロからナノに亘って、様々な階層で詳細に実施する必要である。26年度が最終年度であるため、記入しない。平成25年度では、1冷間加工に伴う組織変化をTransmission Electron Microscope (TEM)にて詳細に観察し、その冷間加工時の変形挙動を調査するとともに、冷間加工材の引張変形時のマクロ変形挙動をCCDカメラ用いて観察した。2さらに、High-pressure torsion (HPT)加工を用い、ナノ結晶化した場合の強度-延性バランスの調査を行い、組織構造の影響についても調査した。3冷間加工によって形成された超微細粒の結晶方位情報については、ナノメガスを用いて方位解析することによって、その特徴を明らかにした。このように、新学術領域内での連携を積極的に行い、Fe-Ni-Al-C系合金の高強度-高延性発現メカニズムの解明に取り組んだ。その結果、HPT加工を6GPaにて10回転したFe-24.6Ni-5.8Al-0.44C (in mass%)合金は、X-ray回折の結果から、HPT加工前後で相構成の変化は殆どなく、γ相を主体とするγ+α二相組織で構成されることが明らかになり、10回転後に約20nm程度の等軸なナノ結晶粒が認められ、Selected area diffractionパターンもリング形状を呈していることから、高傾角粒界で構成されたナノ結晶組織が得られた。HPT加工後に顕著な高強度化が認められ、降伏強度は、0.5回転で約1400MPa、1回転で約1800MPa、10回転では、約2100MPaに到達している。また、10回転の強加工後においても、約15%の均一伸びを有しており、HPT加工でナノ結晶粒が形成されているにも係わらず、優れた強度-延性バランスを示すことが明らかにした。金属材料の常識を覆す特性が、強加工材したナノ結晶材でも得られることを実験的に明らかにした。また。引張試験後のTEMによる組織観察から、複数の変形機構が働いていることを示唆する結果が得られている。今後、これらの結果を詳細に解析することにより、高強度、高延性化に指導原理が得られる可能性がある。26年度では、Fe-Ni系合金が有する弾性軟化方位と冷間加工によって形成される結晶方位や結晶回転との関係、ならびに冷間加工に伴う転位密度や双晶密度の変化、形成されたナノ組織の粒界構造、転位などの格子欠陥などをTEMで詳細に観察する。さらには、引張変形過程中の詳細な組織観察を実施し、冷間加工で形成されたナノ組織との関連を明らかにする。引張変形時の加工硬化挙動については、中性子によるその場測定を実施し、相応力や転位密度、双晶密度の変化などを測定して変形挙動を詳細に解析したい。
生態系への悪影響が小さい害虫防除システムの開発

グラム陽性菌Bacillus thuringiensisの亜種の一つisraelensis(Bti)が産生する殺虫性蛋白質の遺伝子cryIVAでは2つのプロモータP1及びP2によって、またcryIVBではプロモータPによって転写が行われることを明らかにした。枯草菌の胞子形成変異株を用いて調べたことろ、これらの転写は、σ^E(Bt相同物はσ^<35>)、転写因子SpolllD(Bt相同物はSpolllD-Bt)、σ^K(Bt相同物はσ^<28>)及びσ^H(Bt相同物はσ^H-Bt)に依存して複雑な調節を受けることを明らかにした。とりわけcryIVAの転写調節はBtの他の種類の殺虫性蛋白質遺伝子には見られない複雑なものであることが判明した。これらの調節過程に関与するσ^H及びSpolllDのBt相同物の遺伝子をクローン化しその存在を示すことができた。Btが産生する殺菌性蛋白質の殺虫効果を有する領域にはアミノ酸配列が高度に保持されている5つの区域block1,2,3,4及び5が存在する。block1と4は殺虫活性の決定に関与することが明らかにされたが、その他の区域の役割は未だ明らかではなかった。本研究ではCryIVAのblock5が殺虫活性の決定に直接関与するのではなく、130kDa CryIVA蛋白質分子の安定性を決定する重要な要素で有ることを明らかにすることができた。ラン藻にcryIVA遺伝子を導入して形質転換株の作成を試みた。cryIVA遺伝子を保持する発現ベクターpFXをSynechocystis PCC6803に導入して形質転換体と思われるクローンを得ることができた。
等質空間上の調和解析とその応用に関する研究

本研究において、リー群の等質空間上のフーリエ変換の性質の研究を行った.特にシャノンのサンプリング定理とその一般化について研究した。等質空間上の調和解析は実軸あるいは半面上の古典フーリエ解析の拡張として発展してきた。ブランシュレルの定理とペイリー・ウィーナーの定理はその中に主要な流を築いてきた。これらの定理は関数空間のフーリエ変換による像を決定する者と解釈される。実軸に関しては、ペイリーウィーナーの定理はその自己双対性から,台がコンパクトなフーリエ像をもつ関数,すなわち帯域制限関数の特徴づけを与える定理であると考えられることができる。このような関数は指数型整関数の実軸への制限である。このような関数の実軸のすべての点での値が離散点での値によって再構成できるというのがシャノンのサンプリング定理である。この定理は通信理論において決定的な役割を果たす。関数再構成に着目し,主として対称空間上において,ラドン変換の離散標本によって再構成する問題を取り扱った。我々が得た結果は次のようなものである。1.球面上のサンプリング公式。2.実双曲空間上のラドン変換に対するサンプリング公式3.ラドン変換の離散サンプルを用いた実双曲空間上の再構成公式。4.複素球面上のサンプリング公式5.複素双曲空間上のラドン変換に対するサンプリング公式。6.ラドン変換の離散サンプルを用いた複素双曲空間上の再構成公式。7.ラドン変換の離散サンプルを用いたリーマン対称空間上の再構成公式。8.フーリエ-ヤコーピ級数に関するサンプリング公式。9.複素半単純リー群に関するサンプリング方式。シャノンのサンプリング定理はフーリエ解析の基本的な定理であるとともに、ディジタル技術など応用上も非常に大切な定理である。この定理の種々の一般化が研究されているが、我々の研究の主目的は群および等質空間上のサンプリング公式を構成しそれを証明することである。本年は熊原、小泉が広島大学総合科学部教授江口正晃、広島大学理学部助手江端満彦と協力し、熊原が以前得ていた球面上のサンプリング定理を用いて、リーマン対称空間上の一つのサンプリング公式を得た。医療で使われるコンピュータ・トモグラフィー(CTスキャニング)の数学的原理は、平面上のラドン変換から密度関数を再構成するというものである.そのときサンプリングが用いられる。これは一般には近似式で与えられるが、密度関数がよい性質を持てば近似ではなく密度関数そのものが得られる。我々は上のサンプリング公式を実双曲空間上のフーリエ・ヘルガソン変換に適応し、ロバチェフスキー空間におけるラドン変換(ホロスフィア変換)によるサンプリング公式を得た。サンプリング関数は球面上のゲーゲンバウアー多項式の値と、ハリシュ・チャンドラのc関数を用いて記述される。現在投稿準備中である。また複素半単純リー群に対してもサンプリング公式を得て、現在検証中である。シャノンのサンプリング定理は、調和解析学の基本的な定理であると同時に、ディジタル技術など応用上も非常に重要な定理である。本年は熊原、小泉が広島大学名誉教授江口正晃と協力し、ある種のリー群上のサンプリング公式を得た。医療で使われるコンピュータ・トモグラフィー(CTスキャニング)の数学的原理は、平面状のラドン変換から密度関数を再編成するというものである.そのときサンプリングが用いられる。昨年度得られたリーマン対称空間にたいするサンプリング公式の改良を行うとともに,ユニタリ群及びその等質空間におけるサンプリング公式,さらに一般の複素半単純リー群に対するサンプリング公式を得た。

等質空間上の調和解析学の研究として、特に通信理論で重要な役割をはたすシャノンのサンプリング定理の等質空間への一般化の研究を行った。サンプリング定理は調和解析学の基本定理であるとともに、ディジタル技術など応用上も重要な定理である。昨年までのラドン変換のサンプリングによる再構成定理の研究を引き続き行うとともに、フーリエ・ヤコビ変換に対するサンプリング定理の研究を行った。この変換は階数1のリーマン対称空間のフーリエ変換の一般化となっている。一般のフーリエ・ヤコビ変換についてはいまだ検討中であるが、フーリエ・ヤコビ級数に対するサンプリング公式をえた。これは特別の場合として階数1のコンパクトタイプのリーマン対称空間の球型フーリエ変換を含む。I.ペセンソンは一般の多様体における一つのサンプリング公式を提案している。リーマン対称空間に対してペセンソンのサンプリング公式の検討を行った。この方面の研究はさらに継続する予定である。等質空間上の調和解析の重要な研究テーマとして、不確定性原理がある。これについては我々も過去に種々の結果を得ている。その中のバーディの定理の臨界値1/4の場合の検討を行った。これも継続研究中である。
病態動物における薬物の毒性発現様式の修飾機構に関する基礎的研究

病態動物における薬物の毒性発現様式の修飾機構に関する基礎的研究の第一歩として、病態動物としてフルクトースの飲水投与で誘発した高トリグリセリド血症(TG)ラットを、また、薬物としてアセトアミノフェン(APAP)を用いて検討した。正常ラットではAPAPによる病変は肝小葉性肝細胞壊死が特徴的で、腎病変はごく軽微であった。ところが、高TGラットではAPAPによる病変は高度の腎尿細管壊死が特徴的で、肝病変はほとんど目立たなかった。このように、血中の中性脂肪値が高いというだけでAPAPの肝腎病変が逆転するという極めて興味深い知見が得られた。本実験系で認められた高TGラットにおけるAPAPによる腎毒性増強のメカニズムについては、1)APAPの腎中濃度の増加、2)腎での代謝活性化経路の変化および3)代謝産物であるPAPの代謝活性の亢進が関与していることが示された。一方、高TGラットにおけるAPAPによる肝毒性の減少のメカニズムについては確定的な証拠を掴むことは出来なかったが、in vitroの系で証明されているフルクトースの肝細胞保護効果、肝でのグリコーゲン蓄積によるAPAPのグルコロン酸抱合経路の亢進、フルクトース代謝亢進による肝細胞のturnover亢進の結果としての傷害に対する抵抗性の獲得等の可能性が示唆された。本研究で、薬物の毒性発現様式が生体側の状態によって大きく修飾されることが実証された。今後、もっと色んな病態下での薬物の毒性発現様式の修飾機構に関する検討を続けて行く必要がある。