hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
表皮水疱症に対する遺伝子治療効果の検証:疾患モデルマウスのトランスジェニック救済

表皮水疱症において、表皮、真皮のいずれに遺伝子を導入しても、基底膜部に機能的な係留線維を形成しうることが生体内で証明され、将来遺伝子治療が行われる際への提言となった。また、変異遺伝子を導入しヒト表皮水疱症と同様の臨床像を呈する長期生存マウスの開発に成功したことは、今後の疾患治療実験に使用でき、かつ個々の表皮水疱症患者における変異遺伝子がもたらす疾患予後の推測やテーラーメイド医療開発にも繋がる意義が大きい研究であると考える。重症型表皮水疱症のモデル動物(VII型コラーゲンノックアウトマウス: Co17 KO)に対してトランスジェニック救済実験を行い、遺伝子治療の有用性を生体レベルで検証する。2.ヒトVII型コラーゲントランスジェニックマウス(COL7 Tgm)の作成:表皮角化細胞にヒトVII型コラーゲン遺伝子を強制発現させるTgm、真皮線維芽細胞に発現させるTgm、マウス個体の全細胞に発現させるTgmをマイクロインジェクション法により作成した。3系統のTgm解析では、いずれも蛍光抗体法所見で基底膜部に線状に発色がみられ、かつ免疫電顕所見でヒトCOL7NC-1 domainを示す金コロイドが基底板部に認められた。3. Col7 KOマウスの救済: Col7 KOマウスのヘテロ(COL7^<m+/->)と3系統それぞれのTgmを交配し、ヒトCOL7遺伝子をもつマウス(COL7^<m+/-, buman+>)を作成し、さらにそのマウス同士を交配させ、ヒトCOL7遺伝子のみをもつレスキューマウス(COL7^<m-/-, hum3n+>)を作成した。4. 3系統いずれの救済実験においても、その外観、成長においてWild typeと差異は認めなかった。また、蛍光抗体法所見で基底膜部に線状に発色がみられ、電顕所見において係留線維の形成を認めた。以上の結果より、表皮水疱症患者において、表皮、真皮のいずれに遺伝子を導入しても、作られたCOL7蛋白は基底膜部に沈着し機能的な係留線維を形成することが生体内で証明された。このことは、遺伝子導入細胞を選択することができない直接gene gunで導入を行う際にも治療効果が得られること、また、培養皮膚に導入する際には、培養表皮、真皮いずれを選択しても治療効果が望めることを意味しており、非常に意義が大きい重要性のある結果を得ることができた。重症型表皮水疱症のモデル動物(VII型コラーゲンノックアウトマウス:Col7 KO)に対してトランスジェニック救済実験を行い、遺伝子治療の有用性を生体レベルで検証する。2.ヒトVII型コラーゲン遺伝子を表皮角化細胞に強制発現させるトランスジェニックマウス(Tgm)、真皮線維芽細胞に発現させるTgm、マウス個体の全細胞に発現させるTgmをマイクロインジェクション法により作成した。3.Col7 KOマウスのヘテロと3系統それぞれのTgmとの交配を繰り返し、ヒトCOL7遺伝子のみをもつレスキューマウスを作成(救済実験)した。4.3系統いずれの救済実験においても、その外観、成長においてWild typeと差異は認めなかった。また、電顕所見において係留線維の形成を認めた。5.係留線維がヒト化されたいずれの系統(レスキューマウス)の長期観察においても生存予後はWild typeと差異はなく、水疱の出現は認めなかった。6.臨床に近い状態を表現させるため導入ヒトCOL7遺伝子に変異をもつTgmを作成しレスキュー実験を行ったところ、ヒト表皮水疱症と同様臨床像を呈する新規の長期生存可能な表皮水疱症モデルマウスを作成することができた。以上の結果より、表皮水疱症において、表皮、真皮のいずれに遺伝子を導入しても、基底膜部に機能的な係留線維を形成しうることが生体内で証明され、将来遺伝子治療が行われる際への大きな提言となった。また、変異遺伝子を導入することによりヒト表皮水疱症と同様の臨床像を呈する長期生存マウスの開発に成功したことは、今後の疾患治療実験に使用できるばかりではなく、個々の表皮水疱症患者における変異遺伝子がもたらす疾患予後の推測やテーラーメイド医療開発にも繋がる非常に意義が大きい重要性のある研究であると考える。
超境環境問題に対する規制の政策評価手法の開発に関する実証的研究

本年度は、まず国内における越境環境問題として、複数の自治体にまたがる水資源管理に着目し、特に水道水源保護に関する実態調査をおこなった。具体的には、水源保護条例の制定状況を既存資料の収集、ヒアリング・現地調査(市原市、いわき市、水戸市、道志村)により把握し、どのような地域特性が水源保護条例の制定を促すのか検討を行い、その成果の一部は環境経済政策学会の2001年会(京都)において発表を行った。海外における調査として、国内と同様に複数の自治体をまたがる水道水源保護へ向けた取組み事例として、米国ニューヨーク市がその水道水源地域の自治体と協働で実施している水道水源保護の取組みを、ニューヨーク州水資源研究所におけるヒアリングや関連資料により把握した。1990年代始め、900万人の人口を抱えるNY市は、悪化していたその水道水質を改善するために、新規の浄水ろ過装置を建設するために多額の投資をするか、あるいは水源地域周辺の用地取得により開発規制を行い水道水質を保全するか、という選択を迫られていた。その結果、1997年、NY市は水道水源地域である複数の郡(county)と歴史的な協定に調印し、水源地域における用地取得に対する理解と協力を取り付けると同時に、包括的な地域振興プログラム、そして下水・雨水処理史跡の整備に対する財政支援等を約束した。その際、NYC市は、"Rules and Regulations for the protectionfromcontamination, degradation and pollution of the New York City Water Supply and its sources"という規制を作成している。来年度は、NY市における水源保護の取組みと国内における水源保護の取組みを比較研究を行いつつ、規制の評価枠組みを実証的に示す予定である。
都市公園における指定管理者制度導入の動向とアダプティブマネジメント手法の構築

本研究では、都道府県営の広域公園での指定管理者制度導入に関しては、財政負担の軽減を図る目的で、効率性が優先される傾向や、行政の外郭団体単体による指定管理から「産」や「民」の参画が進む中で、公園建設や管理運営に経験の無い団体が参入していること。また、環境負荷を与えないアダプティブマネジメント(順応型管理)に関しては、静的利用や動的利用等の利用目的に適した植生管理の手法が明らかとなった。平成22年度は、全国176件の都道府県営の広域公園について、指定管理者制度の導入の動向を探り、制度運用上の課題と可能性を探った。今回調査した公園は50-100ha規模のものが73箇所と最も多く、それ以上が22箇所、以下が81箇所である。指定管理者の導入時期を見ると、1期目は平成18年が117箇所と最多で、2期目は平成21年が68箇所と最も多くなっている。公募状況を見ると、1期目では非公募によるものが15%程度存在したが、2期目になると5%程度となり、参画機会の公平性が進んでいるが、一方で、公園の性格や地域での位置づけなど、各々の公園に応じていずれの管理形態が相応しいのかの論議を経ずに、全国で一律化が進んでいるといった面も危惧される。選定団体の構成の変化を見ると、単独の団体で指定が約78%から55%へと低下しグループで受けるものが増加している。その中で、民間企業や市民団体等を含むものが15%から26%へと増加しており、行政の外郭団体単独による受託から「産」や「民」の参画が進みつつあるといえる。これは、「官」と「産や民」との役割分担や連携が進んだものと評価できるものの、一方で、前述と同様な一律化の課題も危惧される。管理期間を見ると1期目では3年が約85%と大部分を占めていたが2期目になると約50%に低下し、4年間が約10%、5年間が約34%と管理期間が長期化する傾向にある。これは、地域共有の社会資本として地域への波及効果が求められる点や樹林や樹木、草地からなる生物空間であり、こうした生物空間の育成管理が求められる点など、一定期間を見越した管理運営が不可欠であることから期間の長期化の傾向は一定評価できるのでないかと考える。以上のように、全国規模での都市公園に関する指定管理者制度の導入の動向が明らかとなり、アダプティブマネジメントを探る上での、基礎的な知見が獲得できた。本年度は、都市公園における市民参画型管理活動としてのアダプティブマネジメント手法の構築に向けた現在の都市公園の利用実態と管理実態との関連性について、主として探った。調査対象公園は、大阪府営公園大泉緑地を選定した。調査では、自然的・物理的ポテンシャルを把握するため、航空写真や現地調査を通じて、樹林地の植生状況を捉えた。高木については本数・樹高(代表値)・被度・樹種・種構成・種名、亜高木については本数、樹高(代表値)・被度・樹種・種名を把握し、林床については草丈と被度を調査した。一方、利用性評価のための意識調査では、「散歩」「ジョギング」「ラジオ体操などの軽運動」「ピクニックなどの食事休憩」「BBQ」「団体利用としての自然学習(ネイチャーゲーム・自然観察)」「自由行動としての自然遊び(木の実拾い・木登りなど)」「読書・物思いにふけるなどの休憩・休息」「音楽演奏などの静的な利用」の計9つの利用目的を用いて「非常に適する・適する・適さない」の3段階尺度で、現地にて被験者に評価を求めた。さらに、樹林地管理実態に関する調査では、指定管理者へのヒアリング、施設管理日報、林床除草回数等から捉え、利用目的に応じた適正な樹林管理のあり方を、樹林地の利用評価と管理との関係性から探った。結果、静的利用に対しては、年間3人工(人数×時間)未満/900m^3程度に危険木や枯木の伐採、枯れ枝の選定や運搬・チップ化、ひごばえの剪定などの高木管理と、年間12回の除草する程度の粗放な林床管理が適合する。一方、動的利用には、中庸の高木管理と高度な林床管理、自然遊びには自然の多様性・落ち着き感がともに中庸程度の樹林地が適し、高木・林床ともに粗放管理が求められる。ピクニックには自然の多様性が高く快適性が中庸程度の樹林地が適し、中庸の高木管理と粗放な林床管理が適合することがわかった。本年度は、大規模都市公園での樹林地等の公園管理実態を全国規模で把握するとともに、都市公園内の樹林地利用状況と管理実態との関連性の把握を通じて、市民参画によるアダプティブマネジメントの可能性について探った。

1.都市公園の管理実態については、大規模都市公園の全国規模での管理実態調査を行った結果、指定管理者制度導入後の植物管理実態については、「造園系団体を含む」場合は、植物管理全般を通して直営で管理する傾向にあることや環境学習系プログラムの企画・実施等ではボランティア団体との協働が進められていること。植物管理では中長期間の目標期間の設定や景観形成までも含めた管理を実施する傾向が強く、植物管理と共に住民参加技術に一定の技術的蓄積が認められた。一方、「造園系団体を含まない」場合は、スポーツ系等のプログラム実施で高い技術が認められるものの植物管理に関しては特に樹木・樹林管理に対する技術的な蓄積に課題もあることが明らかとなった。2.都市公園内樹林地の利用性評価と情緒的評価に対する解析結果と管理作業密度との関係性を探った結果、静的利用に適する樹林地は、快適性が高く、自然の多様性・落ち着き感ともに中庸程度と評価され、これを維持するには中庸の高木管理と粗放な林床管理が求められる。一方、動的利用に適する樹林地は快適性のみが高く、特に林床管理が重要といえる。自然遊びに属する樹林地は快適性が低いものの、自然の多様性と落ち着き感がともに中要程度で、高木・林床ともに粗放管理が求められる。ピクニックに属する樹林地は快適性が中庸程度で、自然の多様性が高いことが重要であり、中庸の高木管理と粗放な林床管理が適合することが分かった。3.今後の市民参画によるアダプティブマネジメントに向けては、基礎的資料の蓄積はできたものの、さらなる追跡調査が必要といえる。アダプティブマネジメント手法の構築に向けた基礎的なデータである現状の樹木・植生の管理実態と利用者の評価との関連性を把握したことは、非常に有意義である。24年度が最終年度であるため、記入しない。今後は、市民参画型の都市公園管理の可能性を探る必要があり、次年度に向けての調査方法を検討している。一方で、管理実態を全国規模で探る必要性も出てきており、方法論の修正も視野に入れ、研究方法を再検討することも必要となると考える。
上部洪積世における東アジア住民の拡散-アメリカ大陸先住民のアジア起源説の検証

アメリカ大陸先住民アジア起源説という仮設モデルの検証を目的とする学際研究を、科学研究費補助金「重点領域研究」に申請するための準備調査、研究をおこなった。班員は、この課題を研究していく上で特に中心となる分野、考古,民族学(6名)、自然人類学(4名),第四紀学(3名),情報工学(3名)からなる16名であった。1.既存の研究成果について当課題と関連をもつ研究業績がすでに数多く蓄積されている。しかしそれらは、特定の地域や分野でおこなわれた個別的、散発的な専門的研究である。それらを現在の学問的水準に照らして評価しながら体系的に整理し、データベース化することが急務である。2.鳥居龍蔵コレクシヨンについて鳥居龍蔵がかつて海外調査で収集したコレクション(東京大学総合研究資料館所蔵)は当課題を研究する素材となる。今回そのデータベースを構築した。国内の各研究機関にある同種のコレクションを広範囲の研究,教育に役立つようにデータベース化することが急務である。3.新規研究の計画について当研究を、近年めざましく発展した生物諸科学の理論や新しく開発された研究技術,分析機器を導入して実施すれば、非常に斬新な成果を得られる見通しがたった。特に,古人骨の同位体分析,AMS年代測定、新遺伝標識を用いた集団遺伝学的研究が重要である。4.海外研究者との協力について当研究の実施に際して協力が得られた海外研究者を選録した(23名)。尚、米国メイン大学は、当課題と個別的ではあるが、趣旨を同じくする研究プロジェクトを計画中である。
多角的なMRI評価を用いたスポーツアスリートの筋コンディショニングの試み

主な成果として、骨格筋の拡散テンソルを用いた骨格筋微小解剖の評価が挙げられる。骨格筋の拡散テンソル画像を解析し、拡散固有値にて被験者の骨格筋細胞がおおよそどのような形態を呈しているのかを明らかにした。またその拡散固有値に影響を与える、拡散制限因子の存在を明らかにした。さらに拡散テンソルを用いて骨格筋のファイバートラクトグラフィーを作成することに成功した。さらにその画像に影響を与える骨格筋の特徴を明らかにした。更に骨格筋のMRスペクトロスコピーを用いた主に脂肪代謝の研究にて、糖尿病の病歴や、被験者年齢などが、測定をする際に正しく測定しうるかどうかの鍵であることを明らかにした。平成26年度はMRIの拡散強調画像を応用したIVIMという方法や、BOLDと呼ばれる方法で骨格筋の血流をよりリアルタイムに計測できないか、という実験検証を行った。そのためには人体の血管を圧迫するための特殊なデバイスが必要であり、研究費にて作成したデバイスで血流の変化を捉える実験を何度も行った。しかし平成26年度中には考えたような結果がでなかった。一方でこれらの方法での血流評価方法の限界もわかっため、平成27年度はNIRSと呼ばれる近赤外線を使った方法を応用して再度人体骨格筋の血流定量を試みる予定である。一方で、拡散テンソルという技術を応用した人体骨格筋の微小解剖を評価する研究では、骨格筋細胞内における細胞内脂肪と拡散制限因子に関する重要な知見が得られ、細胞内脂肪も拡散制限因子となりうる可能性が示唆された。この発見は今後のアスリートの骨格筋のコンディションを拡散テンソルで評価するうえでは重要な事実であり、研究全体のすすめ方(特に被験者の選抜。骨格筋細胞内脂肪が多い長距離走の選手にはこの技術が応用できない可能性が示唆されること)に大きな影響がでる可能性がある知見が得られた。これは平成26年度末に査読のある国際学会にエントリーし、発表の機会が得られたため平成27年度に発表(国際磁気共鳴医学会)を行う予定である。現時点ではほぼ拡散強調画像、拡散テンソル画像を用いれば骨格筋細胞の形態学的評価が可能と考えており、今後は上述の血流の評価を確立することが最終目標である「アスリートの筋コンディショニング」にたどりつくキーポイントになると考えている。平成27年度は引き続き、骨格筋の血流をリアルタイムで測定することができないか、ということと、骨格筋の固さを定量化できないか、ということを主に研究した。血流の評価は平成26年度から引き続き行っているものであり非常に難渋している。近赤外線(NIRS)を利用した方法を、メーカーから機器をお借りして、測定を試みたが、コードが現在は短く、そのため機械自体をMRI室内に持ち込むことがどう工夫しても行えず、現在は電波でデータをリアルタイムで飛ばす(Bluetoothなどで)方法などを試みようと模索している。固さの評価に関してはMRIメーカーであるPhilips社にお願いして、T1-rho imagingという特殊な撮像方法を撮影できるようにした。これは予備実験である程度骨格筋の硬さとの相関が認められているため、平成28年度中に上記の血流の研究とともにこちらの実験、研究もすすめていきたい。拡散テンソルで骨格筋の解剖を評価する方法はこの3年間でもっとも研究が進んだ分野である。平成27年度は、骨格筋内にも拡散制限因子があり、特に細胞内脂肪がおそらくそのひとつとなっているのではないかと考察した研究結果を、国際磁気共鳴医学会で発表した。現在これを英語論文化している。最大の理由は、骨格筋の血流定量方法が確立できないことであり、これは誤算であった。当初考えていたIVIMを用いた方法だとどうしても分単位の測定となってしまう。これではリアルタイム測定とはいえない。現在NIRSを使って測定を試みており、これが目処が立ち、硬度の測定もできれば、骨格筋の多角的評価ができるようになり、最終的なアスリートへの応用が可能であり、最終年度である平成28年度中に達成したいと考えている。研究期間内において、本研究ではMRIを使用して、骨格筋の拡散を用いた微小解剖に関する研究、骨格筋の脂質代謝に関する研究、そして骨格筋の血流に関する研究を行う予定であった。このうち拡散微小解剖に関する研究は国内外あわせて10演題以上の研究成果を報告し、研究期間中だけでも共著をあわせて5件の英語論文を発表しえ、十分な成果および結果を報告することができたと考えている。一方血流に関する研究は当初予定していた研究では思ったような結果が得られず、平成28年度内に目標まで到達しえていない。血流計測に関する研究はIVIM法を用いた測定手法を開発し、国内外の学会で発表を行ったが、計測が分単位であり、精度は十分に高いものの、アスリートのコンディショニングを行うには不十分な方法と考えており、秒単位の筋血流変化を捉える試みを行うため、平成29年度はBOLD法を用いた測定方法の実験および結果の検討を行う予定である。脂質代謝に関する研究は当初予定通り、既に販売されていたソフトを使用して既に行うことが可能となっている。なお骨格筋の脂質代謝に関しては、一般的な方法と異なり両側同時に測定する方法を開発し、その手法や問題点を英語論文で発表しえた。最終的にこれらのパラメーターをあわせてアスリートのコンディショニングを行う研究を計画していたが、上記のように血流のリアルタイムに近い測定が難しい状態のため、平成29年度中に本手法を確立することはやや難しくなったと考えている。

特に本研究においては多数のパラメーターを秒単位で測定し、多数のアスリートの骨格筋のコンディションを数値で示して怪我の予防に努めようということが目的であった。それに関する重要な情報として骨格筋の微小解剖、骨格筋の代謝、骨格筋の血流の3点をできるだけリアルタイムにMRIを用いて数値を示すことがこの研究のポイントとなる。このうち微小解剖に関しては拡散テンソルというもともと発表されていた内容を工夫することで、さらに新たな事実や解釈の発見があり、撮影時間も短くおおよその筋の微小解剖状態を比較的短時間で把握する手法の提示を研究期間内に行うことができた。脂質代謝に関しては研究費にて測定専用ソフトを購入することで施行可能であったが、我々は通常片足ずつ測定する方法であるところ、両側同時に計測する方法を開発した。またその問題点などをまとめて英語論文化した。残る血流測定に関しては、IVIM法で測定することが可能ではあったが、一度の血流測定に2分30秒かかってしまう。この長さでもコンディショニングの評価ができないことはないが、撮影中の微妙な心拍にも結果が影響されてしまうため、やはり最終的な目的とする血流速度測定間隔としては大変物足りないものとなってしまった。一方でfunctional MRIの原理を用いたBOLD法では数秒の測定が可能である。これが骨格筋に応用できるかどうかはまだわからないが、平成29年度はこの方法で筋血流が測定できるかどうかを検討したい。最終年度のテーマはいままでの目標だった5項目の骨格筋のコンディションの測定項目のうち、研究の進みが不完全だが実現可能性のあった骨格筋の筋血流を測定することを平成29年度の目標として研究を進めた。筋血流を計測するもののうち、MRIでIVIM(intravoxel incoherent motion)を使った血流測定は既に実施しており、ある程度骨格筋の血流を反映しうることが明らかであった。しかしこれは分単位の血流変化しか捉えることができないため、秒単位での変化を捉える方法を模索した。そのなかでBOLD(Blood oxgenation level dependent)がほぼ秒単位の血流変化を反映しているのではないかと考え、これを用いた骨格筋血流の測定を試みた。平成29年度に試した方法は、健常者や、外来患者で何らかの理由で下肢のMR angiography(特にASOがうたがわれ、かつCTで造影剤を投与できない者)を撮影した際に、更に両側下腿のBOLDも撮影し、得られたMRA画像との相関をみる方法を考案した。具体的には視覚的に下腿血管狭窄を3段階(1高度狭窄2中等度狭窄3軽度狭窄)に評価し、結果とBOLD値の相関をみる方法であった。当初の予測では健常者に比べると血管狭窄のある患者のほうがBOLDでの計測値が低値を示すと考えており、これに関してはほぼ予想通り、健常者6名と、血管狭窄のある患者8名とを2群で比較した場合は、患者群のほうが低値を示した。ところが血管評価とBOLDの計測結果にずれがあり、有意な相関関係は得られなかった。さらに健常者において膝窩動脈を用手的に圧排してMRAとBOLD計測の相関をみたが、やはり相関関係は得られなかった。
遺伝子欠損マウスを用いた粥状硬化病巣の定量的解析法の開発

粥状硬化病巣の定量的解析に最も有効な方法は、組織切片を用いた病巣サイズの計測と考えられる。本研究では、早期に粥状硬化病変が形成され、しかも切片の作製位置の特定が容易である大動脈起始部を用いて、病巣サイズを計測する方法を確立した。具体的には、大動脈起始部と大動脈弁を横断する異なる高さの4つの切片を作製し、粥状硬化病巣の面積を画像解析装置で計測した。この方法を用いて、マクロファージスカベンジャー受容体(MSR)とLDL受容体欠損マウスの二重欠損マウスについて、粥状硬化病巣の形成過程を比較すると、MSR欠損によって粥状硬化病巣の進展が抑制されることが定量的に証明され、今回の解析方法が粥状硬化病巣の解析に有用であることが示された。この際、MSR/LDL受容体二重欠損マウスでの減少率は約20%であったが、残存する病巣形成には、CD36、MARCO、CD68/MacrosialinなどのMSR以外のスカベンジャー受容体がマクロファージの脂質取り込みに関与するものと考えられた。また、新規に開発された抗酸化剤(BO-653)を食餌性に投与したマウスで今回の計測方法を用いて病巣サイズを計測すると、コントロールマウスに比べ粥状硬化病巣の形成が抑制されることがわかり、抗動脈硬化薬剤の効果判定にも利用可能であることが示された。画像解析顕微鏡システムの導入によって粥状硬化病巣の定量的解析が簡便に行えるようになったが、急性冠症候群の発症には、冠動脈の狭窄度よりも粥腫の性状が深く関与し、マクロファージに富む柔らかい粥腫が粥腫破綻を起こしやすい事がわかってきた。このことから、粥状硬化病巣の評価には単に病巣サイズを比較するだけでは十分でなく、マクロファージの集積度や線維化の程度を加味した粥腫の病理学的性状を合わせて検討することが重要と考えられ、今後の検討課題と思われた。ApoE欠損マウスならびにLDL受容体欠損マウスにおける粥状硬化病巣の形成過程を、画像解析顕微鏡システムを用いて検討した。具体的には、大動脈弁を横断する高さの異なる4つの切片を作製し、脂肪染色陽性となる粥状硬化病巣の面積を画像解析装置で計測した。その結果、粥状硬化病巣の形成過程を定量的に解析することが可能となった。次に、マクロファージの泡沫細胞化に関与するマクロファージスカベンジャー受容体(MSR-A)とLDL受容体欠損マウスの二重欠損マウスについて、粥状硬化病巣の形成過程を比較すると、MSR-A欠損によって粥状硬化病巣の進展が抑制されることが定量的に証明され、今回の解析方法が粥状硬化病巣の解析に有用であることが示された。MSR-A/LDL受容体二重欠損マウスでの病巣サイズの減少率は、我々が以前に検索したアポE/MSR二重欠損マウスにおける約60%のサイズ低下より小さく、約20%の減少にとどまった。正常食飼育のアポE単独およびアポE/MSR二重欠損マウスに比べ、高脂肪食飼育のLDL受容体単独およびLDL受容体/MSR二重欠損マウスでは著明な高コレステロール血症が観察され、この様な条件下ではMSR欠損のみでは病巣形成の抑制には不十分で、CD36、MARCO、CD68/MacrosialinなどのMSR以外のスカベンジャー受容体がマクロファージの脂質取り込みに関与する関与するものと考えられた。画像解析顕微鏡システムによってマウスの粥状硬化病巣の定量的解析が可能となったので、今後マウスの粥状硬化モデルを用いて、各種動脈硬化治療薬の効果判定への応用を進める予定である。

このことから、粥状硬化病巣の評価には単に病巣サイズを比較するだけでは十分でなく、マクロファージの集積度や線維化の程度を加味した粥腫の病理学的性状を合わせて検討することが重要と考えられ、今後の検討課題と思われた。マウスの粥状硬化病巣の評価方法として、大動脈起始部の粥状硬化病巣のサイズを計測し、定量的解析を行う方法を確立した。すなわち、大動脈起始部と大動脈弁を横断する高さの異なる4つの切片を作製し、脂肪染色陽性となる粥状硬化病巣の面積を画像解析装置で計測した。大動脈起始部は最も早期に粥状硬化病変が形成される部位の一つで、しかも大動脈弁を指標として切片の作製位置の特定が容易であり、定量的解析に適している。この方法を用いて、アポE欠損マウスおよびLDL受容体欠損マウスの粥状硬化病巣の形成過程を比較すると、これらのマウスでスカベンジャー受容体クラスAI型・II型が欠損することによって粥状硬化病巣の進展が抑制されることが定量的に証明された。また、新規に開発された抗酸化剤(BO-653)を食餌性に投与したマウスでは、粥状硬化病巣の形成が抑制されることがわかり、今回の計測方法が抗動脈硬化薬剤の効果判定に利用可能であることが示された。一方、最近のヒト冠状動脈病変の検討から、急性冠症候群の発症には、冠動脈の狭窄度よりも粥腫の性状が深く関与し、マクロファージに富む柔らかい粥腫が粥腫破綻を起こしやすい事がわかってきた。このことから、粥状硬化病巣の評価には単に病巣サイズを比較するだけでは十分でなく、マクロファージの集積度や線維化の程度を加味した粥腫の病理学的性状を合わせて検討することが重要と考えられ、これらの因子をどの様に定量化するかは今後の検討課題と思われた。
睡眠延長効果を指標とした生薬鎮静成分の研究

1.マウスを実験動物として、ヘキソバルビタールにより誘導される睡眠時間の延長効果について、生薬および採集植物材料の計16種のスクリーニング試験を実施した。各生薬等のメタノールエキスのうち、比較的脂溶性の高い物質を含む分面(Fr1),脂溶性・水溶性を共に持つ物質を含む分画(Fr2),単に水溶性だけを持つ物質を含む分画(Fr3)に分離した後、各々について投与量2-5g/kg、p.o.で効力を検定した。この結果12種生薬時の1つ以上の分画に有効性が認められた。Fr1と2に有効性が見られることが多く、Fr3においては稀であった。2.睡眠延長効果を示したソボク(蘇木、マメ科スホウの心材)のFr1に含まれる鎮静活性の研究をした。化学成分として、ブラジリン(【I】),ブラジレイン(【II】),サッパンカルコン(【III】)プロトサッパニンA(【IV】),B(【V】),C(【VI】),およびE-1(【VII】、未知成分)を単離した。【III】は新規カルコン誘導体であり、2′-メトキシ-3,4,4′-トリヒドロキシカルコンで表わされ、【I】および【II】の生合成上の前駆体と考えられる。【IV】-【VI】は天然物として新らしい分類に属するものであり、アルカリ熔融するとサッパニンを生ずる。それらの構造は7,8-ジヒドロ-3,10,11-トリヒドロキシ-6H-ジベンゾ〔b,d〕オキソシン-7-オン(【IV】),(7S)-7,8-ジヒドロ-3,7,10,11-テトラヒドロキシ-7(6H)-ジベンゾ〔b,d〕オキソシンメタノール(【V】),(7R)-7,8-ジヒドロ-3,7,10,11-テトラヒドロキシ-7(6H)-ジベンゾ〔b,d〕オキソシンカルバルデヒド(【VI】)である。【III】(投与量142mg/kg,i.p.)【IV】(43mg/kg,i.p.),【V】(157mg/kg,i.p.)および【VI】(150mg/kg,i.p.)はヘキソバルビタール(80mg/kg,i.p.)によるマウス対照群の睡眠時間(約30分)を、順に41,48,75,8%だけ延長させた。
旧ソ連地域の民族問題。カフカスを事例として

1845年から55年までカフカス全権総督およびカフカス軍最高司令官をつとめたミハイル・セミョーノヴィッチ・ヴォロンツォフのロシア帝国統治を研究することで、飛躍的な成果を挙げられた。本年度はモスクワ国立大学歴史学部に長期間フィールドワークすることで、日本でほとんど知られていない現地ロシアでの先行研究や一次史料を幅広く網羅することができ、この研究成果の一部を学術論文として発表することができた。そして自身の博士論文である、ヴォロンツォフ総督によるチフリスを中心としたザカフカスでの内政政策と、シャミールとのカフカス戦争で新たに採用された「包囲戦略」の研究に大きな礎を築くことができた。とりわけヴォロンツォフ個人の政治姿勢の特徴を明らかにすることで、(1)彼のイギリス自由主義的思考が反映された内政政策がザカフカスでの政治的統合(総督府による行政改革、現地慣習ヴァフタン法の適用)、経済的統合(商業市場の奨励、地場産業促進としてグルジアのワイン製造やアルメニアのコニャック製造、農地改革による穀物栽培の拡大や農業組合の創設)、文化的統合(現地新聞の発行、劇場、学校制度、図書館、博物館、都市計画)に大きな成果をもたらしたこと、(2)ダルゴ会戦での敗戦(1845年)以後に遂行された、大会戦を放棄して小規模な衝突を繰り返しながら、チェチェンの森林を伐採してカフカス山岳民の生活領域を奪った「包囲戦略」が、シャミールとのカフカス戦争の終結に決定的な影響をもたらしたことを明確にした。これらカフカスでの統治政策を総合的に分析することで、ヴォロンツォフ総督を通した新たなロシア帝国像の学術的創造と、ロシア帝国カフカスでの「内と外」(クリステヴァ)を「戦争と平和」という観点から構築できたと考えている。19世紀半ばのロシア帝国によるカフカス統治を、教育政策や文化政策に注目して研究を進め、十分な成果をあげることができた。研究の時代設定は、1845年から1855年までの10年間という、初代カフカス総督であったミハイル・セミョーノヴィッチ・ヴォロンツォフによる統治期間とした。主な史料はサンクトペテルブルグ国立図書館所蔵のロシア帝国法大全(PSZ)やカフカス委員会年代記(AKTY)を利用した。そして彼の強いリーダーシップにより支えられたカフカス諸政策を政治・経済・教育・文化などの様々な角度から分析して、これによりヴォロンッォフ総督時代にようやく、それまで幾多の失敗を繰り返したカフカス統治が安定化した過程を詳細に分析した。とりわけ、カフカス現地人官吏採用制度などの政治的枠組みや、カフカス商人層への利益保護という経済政策だけではなく、教育政策としてのギムナジア(中等教育機関)の設置やロシア語教育の拡充、そして文化政策としての公立図書館や西洋式劇場の設置、現地新聞の発行などに着目した。これらは、ロシア帝国がカフカス現地人を文化的に取り込む上で重要な役割を果たし、カフカス統治の安定化に多大な影響を与えたと考えられる。本年度の研究において、それが歴史学的に証明できた。これまでロシア帝国は、すべての帝国領に対して画一的・膨張的な政策が施行されていたという、きわめて一面的な解釈が主流であり、また研究される政策についても、政治や経済に関するものが中心であった。本研究はロシア帝国領カフカスでの文化的な諸政策に注目することで、単にカフカスという地域に限定されない、ロシア帝国全体の研究に新たな視座を導くものである。
戦間期国際政治思想の再検討:政治経済のグローバリゼーションの挑戦と世界秩序構想の思想的基盤

本研究は、不安定化しつつある世界政治経済システムの下で、世界秩序を平和的に再構築していくために必要な思想的基盤や政治的勢力配置は何なのかという現状への関心を背景として、戦間期に現れた多様な国際政治思想が類似の問題にどのように取り組もうとしたのかを再検討することを課題として進めてきた。検討対象となるべき思想家や地域はきわめて多様だが、本研究では、主として英語圏で戦間期に活躍した国際政治経済思想家とりわけJ.M.ケインズとE.H.カーを中心に検討を進めてきた。研究2年目となる本年度は、前年度からの継続として文献の収集と読解を進めるとともに、昨年度と同様、英国において資料の収集および研究者との意見交換を行った。予想された通り収集文献は膨大な量に上ったが、本研究で対象としている、E.H.カー、ケインズ、ドラッカー、エンジェル、ポランニーらの文献収集は大幅に進捗した。この点の成果は非常に大きい。しかし、ケインズに関連する文献はその量があまりにも膨大であるため体系的に収集し尽くせたとはとても言えず、今後も継続して収集する必要がある。また、今年度はイギリス公文書館において英国大蔵省勤務時代にケインズが作成・交換した文書を中心に資料の閲覧と収集を行った。E.H.カーに関しても数は少なかったが興味深い文書を発見することができた。本研究は歴史研究ではなく理論研究であるが、公刊されている文書の歴史的・思想背景を当時の文書を通じて理解することができたことは非常に大きな収穫であった。この間、本研究の理論的基礎となる論文を公刊したが、依然として、収集した資料の読解を継続している。現在は、2年間にわたる研究の最初の成果となるべきE.H.カーに関する論文を作成する準備を進めており、それに引き続き順次成果をまとめていく予定である。本研究では、不安定化する世界政治経済システムをいかに制御するのかという現状への関心に基づいて、戦間期の国際政治思想を再検討することを課題としている。この課題の中心は、主として英語圏で戦間期に活躍した国際政治経済思想家の思想を、国際政治経済システムの不安定化の実態と関連づけながら解読していくという点にある。このような関心と課題にしたがって、本年度は、主として文献の収集と読解を中心とする文献調査を進めた。本年度前半は文献目録の作成を課題として作業を進めた。予想通り、収集すべき文献は膨大な量に上り、目録自体は未だ作成中である。目録作成と並行して、文献の収集と読解の作業も進めた。具体的には、ジョン・メイナード・ケインズ、E.H.カー、カール・ポランニー、ディヴィド・ミトラニー、ピーター・ドラッカー、ノーマン・エンジェルらの文献の収集はかなり進捗し、これらの思想家の著作の読解を進めているところである。これらの思想家の中でも、今年度は、とりわけ、ジョン・メイナード・ケインズとE.H.カーの著作を中心に研究を進めた。その成果をもって、冬期には英国(ブラッドフォード、アバリストウィス、ケンブリッジ)での文献収集と研究者との意見交換を行った。短期間ではあったが、カーを専門とする研究者集団、戦間期国際政治思想の専門家などと精力的に意見交換を行い、今後にわたる協力と意見交換を約した。次年度は現在継続中の読解作業を継続し、欠落している情報や文献を補うとともに、英国の国際政治学者との交流を深めつつ、彼らの知見を参考に議論を深めていく予定である。
複数選択及び重複選択を考慮した離散選択モデルへのベイズアプローチ

複数選択を考慮した離散選択モデルについて,手法の開発は概ね完了したと考えている.特にパラメータの推測に関しては,モデルの識別性に関する問題があるため,前年度までに研究を行なってきた不変量を用いて行うことにした.特に注目すべきパラメータである代替・補完のパラメータに関する不変量を導出し,それらに関する統計的推測を行うことととした.実データを用いた分析では,より短い計算時間で推測が可能であることが示唆されている.これは先行研究とも整合的な結果となっている.次に統計的推測のための手法の高速化を行なった.具体的には,ソートを含む部分に対して課題特有の順序構造を利用した高速化が可能であることが分かったため,実装した.結果ソートを含む部分をより高速なアルゴリズムに置き換えることができ,得られる結果が同じであることも確認できた.高速化の効果はデータによると考えられるが,実データを用いた分析では,従来の手法に比べ40%程度の高速化となっている.実データを用いた分析については,進展はあったものの解決すべき問題があることも分かった.まず,変数選択を含むモデルの特定化について進展が見られた.実データを用いて様々な特定化を試した結果,最も一般的なモデルから始め,推定精度を上げるために変数を追加することにした.また用いているデータは車の所有に関するものであり,各車種が選択肢であるが,車種を潜在的なカテゴリに分けるためのパラメータの推測が不安定であることが分かった.より細かくデータと突き合わせて分析した結果,その原因の一つは所有パターンによることであることが分かった.本年度は統計的モデルの開発を行った.開発にあたっては,課題となっていた意思決定者が直面している選択肢の数を減らすための工夫を行った.その結果一定程度,数を減らすことができた.また同数の選択であっても同じ選択肢か異なる選択肢かで異なるようなモデルの特定化を行った.またモデルに含まれる一部パラメータが識別できないことが新たに分かったため,識別するための条件の検討を行った.検討の結果,パラメータ数が多いため全てのパラメータを識別することは難しいことが分かったが,ある程度弱い条件を課すことは可能であり,弱い形での識別が可能であることが分かった.追加的に発生したパラメータ識別に関する問題のため,推定手法の実装に関する進捗が遅れている.複数選択及び重複選択の統計的モデル及びその推定手法の開発を行った.基本的なモデルの開発については,これまでにもある程度目処をつけていたが,重要な修正がいくつか発見されており,それらについての研究を行った.まず平成27年度に組み込んだパラメータの識別に関する条件を課した推定手法の研究を行った.特別な場合には推定が比較的簡単な形で行えることが分かったため,そのような場合における識別問題を考慮した推定手法を開発した.また,共通のパラメータと個別のパラメータの分離を行った.興味のあるパラメータは共通のパラメータであるが,主として効用最大化条件の制約が強いため,そのまま推定することが難しいことが判明した.そこで,まず共通のパラメータと個別のパラメータを分離し,これらの間の関係を記述するようなモデルを開発した.その際,できる限り柔軟なモデルとなるように留意した.その理由としては,特に先述の識別制約が関わってくる部分でもあるため,あまり複雑にしすぎると,全体のモデルが複雑になりすぎるためである.続いて,共通のパラメータと個別のパラメータを組み込む形で全体のモデルを,元のモデルを修正する形で開発した.そして,これらの関係を少しずつ変化させていくことで共通のパラメータの推定が可能になるような推定手法を開発することが可能となった.結果,十分分析に用いることのできる統計的モデル及びその推定手法の開発ができたと考えている.統計的モデル及びその推定手法の開発が概ね完了したと考えているが,複数の修正がありそれぞれの問題を解決するためにやや時間がかかったため,やや遅れている.まず,実証分析を行うために,データの精査を行った.様々なデータを比較・検討した結果,雑誌American Economic Reviewの補足資料として提供されているデータを用いることにした.データはアメリカの自動車保有に関するものであり,家計の属性,保有車種,車種の属性が詳しくまとめられている.このデータを分析する主な理由としては,無視できない割合の家計が複数の自動車を保有していることである.続いて,昨年度までに開発した統計的手法を用いた実証分析を開始した.その際,昨年度に開発した識別に関する条件を再考する必要があることが分かった.条件は,理論的には合理的であると考えられるが,実証上ではうまく機能していないと判断された.そこで,条件を事後的に課すような統計的手法に修正を行い,実証分析を行うこととした.また,本研究課題で提案される統計的手法はベイズ統計学の手法を用いるものである.そこでは,事前分布の影響を見ることが通常である.そのため,本研究でも事前分布が結果にどのような影響を及ぼしているかについて,感度分析を行った.選択肢の数が多い場合,複数選択を許容していることから,ある程度強めの事前分布が必要であることが分かった.最後に,本格的な実証分析を開始した.その際,どのように分析を進めるか,どのように結果をまとめるかについて現在検討を行なっている.本研究課題における実証分析は,他に類を見ない側面があるため,分析の進め方およびまとめ方を慎重に行う必要があると考えている.また事後的に課す識別条件についても,様々な方法を検討する必要があると考えている.そのため,先行研究・他研究者との交流を視野に入れ,これらに関する調査を行っている.本研究課題に関する諸問題はほぼ解決したと考えている.

特に推定手法については,その数学的な性質も含めて示すことができた.ただし実証分析に関しては,識別に関する問題の解決,分析の方向性,高計算負荷などの問題が残されているため,やや遅れ気味となっている.複数選択を考慮した離散選択モデルについて,手法の開発は概ね完了したと考えている.特にパラメータの推測に関しては,モデルの識別性に関する問題があるため,前年度までに研究を行なってきた不変量を用いて行うことにした.特に注目すべきパラメータである代替・補完のパラメータに関する不変量を導出し,それらに関する統計的推測を行うことととした.実データを用いた分析では,より短い計算時間で推測が可能であることが示唆されている.これは先行研究とも整合的な結果となっている.次に統計的推測のための手法の高速化を行なった.具体的には,ソートを含む部分に対して課題特有の順序構造を利用した高速化が可能であることが分かったため,実装した.結果ソートを含む部分をより高速なアルゴリズムに置き換えることができ,得られる結果が同じであることも確認できた.高速化の効果はデータによると考えられるが,実データを用いた分析では,従来の手法に比べ40%程度の高速化となっている.実データを用いた分析については,進展はあったものの解決すべき問題があることも分かった.まず,変数選択を含むモデルの特定化について進展が見られた.実データを用いて様々な特定化を試した結果,最も一般的なモデルから始め,推定精度を上げるために変数を追加することにした.また用いているデータは車の所有に関するものであり,各車種が選択肢であるが,車種を潜在的なカテゴリに分けるためのパラメータの推測が不安定であることが分かった.より細かくデータと突き合わせて分析した結果,その原因の一つは所有パターンによることであることが分かった.実データを用いた分析を進めていく.まず実データを分析し,変数として有用なものを探す.その際,どのような変数をモデルに含めるかといった変数の取捨選択を行えればと考えている.そして本年度までに得られた統計的モデルを基に分析を進めていき,得られた結果を論文として取りまとめていく.今後の方針としては実データを用いた分析を予定している.複数選択及び重複選択の実例としては自動車の例が望ましいため,これに関連する適当なデータを探し分析を進めたいと考えている.その際に,特にどのような変数が有用であるかについて検討を行う.また自動車以外の別の例があるかどうかについても検討する予定である.得られた結果をどうまとめるかという点についても,工夫の余地があると考えており,より良いものを探すことが必要となると考えている.今後の方針としては,実証分析を完了し,論文としてまとめる予定である.
mTORシグナル制御による椎間板変性治療法の開発

本研究の目的は細胞内伝達機構であるmTORシグナル経路の制御が脊椎椎間板の変性疾患の予防・治療法となる可能性を検証することであった。ヒト椎間板細胞に対するRNA干渉を用いたシグナル制御因子の解析から、mTORC1の抑制が椎間板保護作用を来すことを明らかにした。次にmTORC1阻害剤が類似の椎間板保護作用を来すことを確認した。さらにRNA干渉を用いてオートファジーの特異的な阻害を行い、オートファジーのアポトーシス細胞死とセネッセンス細胞老化の抑止効果を明らかとした。本研究結果から、mTORシグナル経路とオートファジーの制御が椎間板変性の新たな細胞生物学的予防・治療法となる可能性が示された。1.RNA干渉によるmTORシグナル経路の抑制が椎間板変性へ及ぼす影響を明らかにする実験:まずは椎間板細胞へのRNA干渉によるmTORシグナル経路への抑制実験を行った。mTORシグナル経路の制御因子であるmTOR、Raptor、RictorへのRNA干渉をそれぞれ行うと、細胞老化抑制効果と細胞外基質分解抑止効果はいずれのRNA干渉でも認められたが、細胞死抑止効果はRaptorでのみ観察された。以上よりRaptorへのRNA干渉が椎間板保護作用を有することが明らかとなった。今後、椎間板変性動物モデルに対するRaptorへの生体内RNA干渉実験を行うことを計画している。2.Raptor阻害と同様の効果を有する薬剤が椎間板変性過程へ及ぼす影響を明らかにする実験:RaptorへのRNA干渉はmTORC1を抑制することで椎間板細胞保護作用を有すると考えられる。そのためmTORC1阻害剤を用いることで類似の効果を得ることができると考え、mTORC1阻害剤であるラパマイシン、エベロリムス、テムシロリムス、クルクミンを椎間板細胞へ添加し、その効果を検証した。その結果、ラパマイシン、エベロリムス、テムシロリムスではいずれもRaptorへのRNA干渉と類似の椎間板保護作用が認められたが、その効果は同濃度であってもテムシロリムスで最も顕著であった。テムシロリムスは他の薬剤と比較として親水性が改良されており、それが有用であった可能性が示唆された。以上の結果を受けて、今後、椎間板変性動物モデルに対するテムシロリムスの生体内投与実験を行う予定である。動物実験の実施が遅れているものの、当該年度に行う予定であった細胞実験は概ね終えることができており、一部では来年度に計画していた範囲の実験についても、結果が出始めている。次年度では動物実験を精力的に実施していく予定である。1.RNA干渉によるmTORシグナル経路の抑制が椎間板変性へ及ぼす影響を明らかにする実験:平成28年度にヒト椎間板細胞へのRNA干渉によるmTORシグナル経路の抑制効果を検討する細胞実験を行い、mTORシグナル因子のうちRaptorへのRNA干渉でのみ椎間板細胞保護作用が確認された。平成29年度にはラット尾椎椎間板へRaptorのみを特異的に抑制するsiRNAを局所投与し、その後に圧負荷を加えて変性を惹起する動物実験を施行した。単純X線撮影では有意差には至っていないもののRaptor干渉椎間で椎間板高が保持される傾向にあった。現在も動物実験を継続しており、組織学的検討のための標本作成中である。2.Raptor阻害と同様の効果を有する薬剤が椎間板変性過程へ及ぼす影響を明らかにする実験:RaptorへのRNA干渉はmTORC1阻害により椎間板細胞保護作用を来すと考えられる。mTORC1阻害剤が類似の効果を来し得ると考え、平成28年度にヒト椎間板細胞への複数の薬剤の投与を行った。ラパログ(ラパマイシン誘導体)はいずれも椎間板細胞保護作用を示したが、親水性の高いテムシロリムスの効果が最も顕著であった。平成29年度にはラット椎間板へテムシロリムスの局所投与を行った後に圧負荷を加える実験を行い、投与椎間で椎間板高保持の傾向がみられた。3.RNA干渉によるオートファジーの抑制が椎間板変性へ及ぼす影響を明らかにする実験:ヒト椎間板細胞へのRNA干渉を行い、オートファジー必須因子Atg5を特異的に抑制する細胞実験を行った。Atg5へのRNA干渉はアポトーシス細胞死とセネッセンス細胞老化を誘導することが明らかとなった。一方でオートファジーの阻害は細胞外基質代謝やMAPK経路活性には直接的な影響を及ぼしていなかった。現在、ラット椎間板へのAtg5 siRNA局所投与を行う動物実験を施行中である。次年度では椎間板変性動物モデルを用いた同ずつ実験を計画しており、椎間板に対するRaptorへの生体内RNA干渉とテムシロリムスの局所投与をそれぞれ行う予定である。

その後の変性過程について、単純X線検査、MRI検査、組織学的検討、椎間板細胞表現型の変化、細胞死・細胞老化の評価、細胞外基質関連蛋白の発現度で検討していく。また、オートファジー必須因子であるAtg5への椎間板内RNA干渉を行った群も併せて作成し、mTORC1/Raptorの抑制が及ぼす影響とAtg5/オートファジーの抑制が及ぼす影響についての差異を検討する。これにより、mTORシグナル経路の制御が及ぼす椎間板細胞保護作用の細胞生物学的機序を明らかにしていく。整形外科動物実験の実施が遅れており、少額であるが未使用額が発生した。次年度に動物実験を行う予定としており、次年度交付分と合算して使用し、当初の計画通りに研究を遂行する計画である。
電荷移動反応と媒質モードとの量子力学的結合に関する理論的研究

本基盤研究(C)では疑縮系の全ハミルトニアンを仮定した上で溶質-溶媒間相互作用に任意の非線形性を認めて、電荷移動反応速度定数を定式化し、数値計算により実験値と比較する事を最終目標においた。平成9年度の研究活動は、凝縮系の電荷移動反応のような、量子論的自由度と古典論的自由度が混在している古典量子結合系の振動非断熱性を見積もるために、前年度に提案・定式化した運動方程式に基礎をおいた量子化法を用いて、振動非断熱性によって引き起こされる非平衡性と反応エネルギーの集中と散逸的移動との数値的取り扱いを実行した。(1)文献調査と実際的な問題設定:平成8年度までの研究をもとに理論・実験両面から調査して、従来の取り扱いの問題点を把握し、本理論での数値予測と比較すべき凝縮系における電荷移動反応に関する関連論文を検討した。(2)古典量子結合系の運動方程式に基づく量子化法:前年までに提案・定式化した凝縮系の化学反応量子動力学を対象とする運動方程式に基づく量子化法をさらに発展させた。本方法では量子力学的揺動に支配された確率微分運方程式を導入した。最終年度である本年度は、まず、前半で本理論を数値的に実証するため、昨年来開発してきた汎用性コンピュータ・プログラムを本予算で購入したUNIXコンピュータ等を利用して実行した。年度後半には振動非断熱性を直接取り入れる事のできるプログラム・コードを用いて、非平衡統計力学的見地から見た理論的枠組みの妥当性を数値的に吟味した。本研究で得られた成果を数理解析研究所研究会での依頼講演や第73日本化学会秋季年会などで報告した本基盤研究(C)では疑縮系の全ハミルトニアンを仮定した上で溶質-溶媒間相互作用に任意の非線形性を認めて、電荷移動反応速度定数を定式化し、数値計算により実験値と比較する事を最終目標においた。本研究で得られた成果を数理解析研究所研究会での依頼講演や第73日本化学会秋季年会などで報告した凝縮系の全ハミルトニアンを仮定した上で溶質-溶媒間相互作用に任意の非線形性を認めて、電荷移動反応速度定数を定式化し、数値計算により実験値と比較する事を最終目標において、平成8年度の研究活動は、凝縮系の電荷移動反応のような、量子論的自由度と古典論的自由度が混在している古典量子結合系の振動非断熱性を見積るために、まず、(a)運動方程式に基礎をおいた量子化法を提案・定式化した後、(b)振動非断熱性によって引き起こされる非平衡性と反応エネルギーの集中と散逸的移動との関係を主として解析的取り扱いを目指した。(1)文献調査と具体的な問題設定:現在までの予備研究をもとに理論・実験両面から文献調査をすすめ、従来の取り扱いの問題点を把握し、本理論での数値予測と比較すべき凝縮系における電荷移動反応に関する関連論文の検討を行った。(2)古典量子結合系の運動方程式に基づく量子化法:凝縮系の化学反応量子動力学を対象とする運動方程式に基づく量子化法を提案した。本方法では量子力学的揺動を支配する仮想的なパラメータτによる運動方程式を導入した。今年度は第一に、古典的自由度が存在する際のτ方向の運動状態を明らかにするためのモデルを設定した。第二に、本理論を数値的に実証するための汎用性コンピュータ・プログラムの開発を本予算で購入予定のUNIXコンピュータ等を利用して実行した。年度後半には振動非断熱性を直接取り入れる事のできるプログラム・コードの開発を始め、非平衡統計力学的見地から見た理論的枠組みの妥当性を検討した。本研究で得られた成果を第72日本化学会春季年会の依頼講演において中間的に報告をした。本基盤研究(C)では凝縮系の前ハミルトニアンを仮定した上で溶質-溶媒間相互作用に任意の非線形性を認めて、電荷移動反応速度定数を定式化し、数値計算により実験値と比較する事を最終目標においた。平成9年度の研究活動は、凝縮系の電荷移動反応のような、量子論的自由度と古典論的自由度が混在している古典量子結合系の振動非断熱性を見積るために、前年度に提案・定式化した運動方程式に基礎をおいた量子化法を用いて、振動非断熱性によって引き起こされる非平衡性と反応エネルギーの集中と散逸的移動との数値的取り扱いを実行した。

(1)文献調査と実際的な問題設定:平成8年度までの研究をもとに理論・実験両面から調査して、従来の取り扱いの問題点を把握し、本理論での数値予測と比較すべき凝縮系における電荷移動反応に関する関連論文を検討した。(2)古典量子結合系の運動方程式に基づく量子化法:前年までに提案・定式化した凝縮系の化学反応量子動力学を対象とする運動方程式に基づく量子化法をさらに発展させた。本方法では量子力学的揺動に支配された確率微分運方程式を導入した。最終年度である本年度は、まず前半で本理論を数値的に実証するため、昨年来開発してきた汎用性コンピュータ・プログラムを本予算で購入したUNIXコンピュータ等を利用して実行した。年度後半には振動非断熱性を直接取り入れる事のできるプログラム・コードを用いて、非平衡統計力学的見地から見た理論的枠組みの妥当性を数値的に吟味した。本研究で得られた成果を数理解析研究所研究会での依頼講演や第73日本化学会秋季年会などで報告した。