hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
ヒト表皮角化細胞における膜裏打ち蛋白質の細胞接着への関与

細胞膜は、種々の蛋白質からなる膜骨格によって細胞内側から裏打ちされている。我々は、ヒト表皮角化細胞の細胞接着における膜裏打ち蛋白質の役割を検討した。1)培養ヒト表皮角化細胞を、それぞれ培地のCa^<2+>濃度が0.07mMの状態と1.85mMの状態(細胞は培地中のカルシウム濃度が高値になると接着する→Caスイッチ)で裏打ち蛋白であるフォドリン・4.1蛋白に対する抗体で蛍光染色を行った。Caスイッチの前後で両蛋白は核周囲から細胞膜付近へ移動することが確認された。また、培養細胞内にelectroporation法を用いて抗フォドリン抗体を導入すると、抗フォドリン抗体が導入された細胞では、Caスイッチを行っても細胞接着は起こらず、フォドリンの細胞膜付近への移動はみられなかった。以上より、裏打ち蛋白であるフォドリンは細胞接着に重要な役割を果たしていると考えられた。2)代表的な水疱症である尋常性天疱瘡・水疱性類天疱瘡、角化異常症であるヘイリー・ヘイリー病、炎症性角化症である尋常性乾癬の皮疹部を1%キシロカインの局所麻酔下に採取し、迅速凍結後、-70°Cで保存した。この凍結切片を4μmの厚さに薄切し、抗フォドリン抗体で蛍光染色したところ、水疱性類天疱瘡と尋常性乾癬では、β-フォドリンは表皮細胞の細胞膜に沿って染色されたが、尋常性天疱瘡とヘイリー・ヘイリー病では染色されなかった。尋常性天疱瘡とヘイリー・ヘイリー病は共に表皮細胞間の接着に異常を来す疾患と考えられるため、この結果からもβ-フォドリンがケラチノサイトの細胞接着において重要な役割を果たしていることが示唆された。同時にローダミン・ファロイジン、ビンキュリンにて二重染色を行い、共焦点レーザー顕微鏡にて観察し、細胞接着が起こったことを確認した。フォドリン・4.1蛋白質の局在を同様に共焦点レーザー顕微鏡にて観察したところ、Caスイッチの前後で両蛋白は核周囲から細胞膜付近へ移動した。2)培養細胞内にelectroporation法を用いて抗フォドリン抗体を導入した。次に免疫沈降法を用いて、抗体が細胞内に導入されたことを確認した(SDS-PAGE法にて解析を行った)。抗体が導入された細胞でCaスイッチを行い、フォドリン・4.1蛋白に対する抗体で蛍光染色を施した。同時にローダミン・ファロイジン、ビンキュリンにて二重染色を行い、細胞接着の有無を観察した。共焦点レーザー顕微鏡にて観察したところ、抗フォドリン抗体が導入された細胞では、Caスイッチを行っても細胞接着は起こらず、フォドリンの細胞膜付近への移動はみられなかった。今後4.1蛋白に関しても同様の検討を行い、さらに角化異常症、炎症性角化症の患者皮膚の凍結切片を用いた膜裏打ち蛋白質の細胞接着における役割の検討も行う予定である。
生命金属動態に関与するタンパク質分子の構造機能ダイナミクス研究

生体にとって重要な鉄の輸送、感知、貯蔵、活用などの生命鉄動態は、様々なタンパク質によって制御されている。その制御が維持できなくなった時には生体は病気となる。この制御は細胞内という様々な生体物質が非常に密に存在する状況で、関連タンパク質同士の相互作用と各々のタンパク質の大きな構造の変化を伴っている。本研究では、時間分解測定の手法を用いて、ヒトと病原菌の生命鉄動態に関わるタンパク質(還元酵素、膜輸送体(トランスポーター)、センサータンパク質、酵素など)を研究対象とし、それらの機能時の動的な構造(構造ダイナミクス)と、それらの細胞内での機能を、分子構造を基に理解する。
LC/MS/MS用高性能標識試薬の開発と生体分子の高感度分析

近年、高速液体クロマトグラフィー(LC)とタンデム型質量分析計(MS/MS)を組み合わせたLC/MS/MS法が広く用いられている。本研究では、LC/MS/MS法における検出感度および選択性の向上を目的として標識試薬を合成した。また、合成した標識試薬を用いて疾患のマーカーとなる生体分子の高感度な分析法を開発した。本研究で開発した分析法は、先天性代謝異常のスクリーニング法として有用であった。近年、タンデム型質量分析器(MS/MS)が開発され、HPLCを組み合わせたLC/MS/MS法が、分析化学、生命化学、臨床化学、環境化学など広い分野で用いられるようになっている。本研究は、LC/MS/MS法における検出感度、選択性の向上のための標識試薬を開発することを第一の目的とした。そして、開発した標識試薬を用いて、疾患のマーカーとなる生体分子の高感度分析法の開発、さらには特定の官能基を有する生体分子の網羅的解析法を開発することを第二の目的とした。既に、平成20年度までにDAABD-AEを用いた血漿中極長鎖脂肪酸(炭素鎖2026)の高感度分析法を報告している。平成21年度は、短鎖脂肪酸の分析に適した標識試薬の開発に取り組み、DAABD-ABおよびDAABD-APを合成した。これらの試薬は、標識化部位の炭素鎖が45であり、DAABD-AEよりも炭素鎖が長く疎水性が高いので、短鎖脂肪酸の分析に適していると考えた。DAABD-ABおよびDAABD-APは、短鎖脂肪酸と、縮合剤存在下、60°C、60分で反応した。標識化した脂肪酸は、逆相カラムで分離し、ESI-MS/MSで検出した。標識化した脂肪酸はMS/MSによりm/z151のイオンを効率よく生じるため、SRM(selected reaction monitoring)による高感度な分析が可能であった。検出限界は、0.1-0.12pmo1/注入であり、DAABD-ABおよびDAABD-APは短鎖脂肪酸の分析に有用であることが示された。また、平成20年度までに開発したLC/MS/MSによる極長鎖脂肪酸の分析法と遺伝子解析法を用いて、先天性代謝異常症であるペルオキシソーム病の一種、Zellweger syndromeの遺伝子の異常について検討を行った。その結果、PEX13遺伝子上の従来の報告とは異なる部位に変異を生じている患者を見出した。既に、平成21年度までに、LC/MS/MS用標識試薬として、DAABD-AE(カルボン基用)、DAABD-ABおよびDAABD-AP(短鎖カルボン酸用)、DAABD-MHz(カルボニル基用)などを開発した。また、DAABD-AEを用いた、血漿中極長鎖脂肪酸(炭素鎖2026)の高感度分析法により、先天性代謝異常症の検査が可能であることを報告した。しかし、現在、これらの試薬類は市販されていないため、開発した分析法を利用できる施設は限られていた。そこで、平成22年度は、より汎用性の高い分析系を開発するために、市販の試薬の中からLC/MS/MSに適したものを探索した。LC/MS/MS用標識試薬に適する構造を有する試薬として、3-pyridyl isothiocyanate、p-(dimethylamino)phenyl isothiocyanate、m-nitrophenyl isothiocyanateを候補として選択し、アミノ基用標識試薬としての有用性を検討した。これらの試薬は、いずれも、脂肪族アミンと、60度、20分以内に反応した。生じた標識化体はイオン化効率が高いため、MSで強いシグナルが観測された。また、標識化体はthiourea構造を有するため解離しやすく、衝突誘起解離により、ほぼ単一のプロダクトイオンを生じることが明らかになった。以上の結果から、上記の化合物はLC/MS/MS用標識試薬として優れていることが明らかになった。今後、これらの試薬を用いて、先天性代謝異常症のマーカー分子の分析法を確立する予定である。近年、タンデム型質量分析計(MS/MS)が開発され、HPLCを組み合わせたLC/MS/MS法が、分析化学、生命化学、臨床化学、環境化学など広い分野で用いられるようになっている。

そして、開発した標識試薬を用いて、疾患のマーカーとなる生体分子の高感度分析法の開発、さらには特定の官能基を有する生体分子の網羅的解析法を開発することを第二の目的とした。既に、平成22年度までに、LC/MS/MS用標識試薬として、DAABD-AE(カルボン基用)、DAABD-ABおよびDAABD-AP(短鎖カルボン酸用)、DAABD-MHz(カルボニル基用)などを開発した。また、3-pyridylisothiocyanateなどの市販の試薬の中にもLC/MS/MS用標識試薬として適した化合物があることを報告した。さらに、DAABD-AEを用いて、血漿中極長鎖脂肪酸の高感度分析法を開発し、これらの試薬が先天性代謝異常症の検査に有用であることを報告した。以上の結果を踏まえ、平成23年度は、優れた試薬を開発するとともに、開発した試薬を実際に新生児マススクリーニングに応用することを目指して研究を行った。これまでの結果から、チオウレア骨格を有する化合物はMS/MS用試薬として適していることが明らかになったので、チオウレア骨格とともに、反応部位としてアミンまたはヒドラジンを有する化合物を合成した。N-(Pyridin-3-yl)hydrazinecarbothioamideなど、5種類の化合物を合成したところ、いずれも、カルボン酸用標識試薬として適していることが明らかになった。また、DAABD-AEを用いて、新生児の尿スポット中のグルタル酸および3-ヒドロキシグルタル酸の定量法を開発した。DAABD-AEは、これら化合物と、60度、45分で反応した。得られた誘導体はLC潮S/MSで高感度に分析できた。本法は、グルタル酸尿症タイプ1の診断に有用であった。
スマートグラスを用いた網膜イメージング

MEMS走査マイクロミラーを用いた眼底画像化装置を光学ベンチ系およびスマートグラス光学系において試作した。マイクロミラーの走査に同期したレーザ反射光を計測し、画像化するシステムを製作した。共焦点光学系を用いることで高感度に測定でき、モデル眼および豚眼の眼底撮影に成功した。摘出した豚眼の視神経乳頭部および血管部を画像化でき、それらの形状を評価できることを明らかにした。緑内障になどの網膜に関する病気は、加齢に伴い無意識の内に進行し、気付いたときには手遅れの場合が多い.本研究ではウェアラブルの網膜検査装置を提案している.スマートグラスに網膜反射光を検出する機能を組み込み、スマートグラスをディスプレイとして用いながら、網膜の健康診断を行うウェアラブル機器を研究している.今年度は,マイクロミラーを用いた共焦点光学系を設計した.設計においては,スマートグラスに組み込めるように,小型化した光学系を設計した.レーザ光をグラス部に運べるように,ファイバにより伝送し,反射光を同じファイバで検出する光学系を設計した.これらの設計に従い,光学部品を用いて光学系を製作した.反射光を照射光と分離するため,ファイバーカプラーを用いた分離結合方式を用いた.これによりハーフミラーのビームスプリッターが不要となり,光学系を小型化できた.網膜位置にスクリーンをおいて,組み込んだMEMSミラーを走査しスクリーンに画像が形成できることを確認した.さらに,スクリーンからの反射光が元のファイバに到達し,検出器に取り込めることを確認した.プリント基板を模擬試料として用いて,反射光が測定できるか確認する実験を行った.検出器の出力をシンクロスコープの接続し,マイクロミラーの走査による周期信号が得られることを確認した.データの取り込みを行うために,AD変換ボードを用いて,コンピュータに接続した.これらの結果から,本研究で提案する装置が構成できることを確認した.マイクロミラーを用いた共焦点光学系を設計するにあたり,光線マトリクス法を用いて,理論的に解析した.解析から,眼の光学に適した,レーザ走査による表示および検出のための共焦点光学系の特性を明らかにできた.設計においては,スマートグラスに組み込めるように,小型化した光学系を設計した.用いるMEMSミラーを決定し,走査角,視野を明らかにした.レーザ光をファイバにより伝送し,反射光を同じファイバで検出する光学系を設計,製作した.市販のウエアラブルディスプレイを利用し,MEMSスキャナ及び投影/検出光学系を組み込んだグラスを製作した.ポリマー球とガラスレンズを用いて,簡便な眼球モデルを製作した.製作したグラスおよび眼球モデルを用いて,網膜位置に置いたスクリーン上に走査画像が形成できることを確認した.さらに,スクリーンからの反射光が元のファイバに到達し,検出器に取り込めることをオシロスコープにて確認した.このように,研究は予定通りに進捗している状況である.緑内障などの網膜に関する病気は、加齢に伴い無意識の内に進行し、気付いたときには手遅れの場合が多い.本研究ではウェアラブルの網膜検査装置を提案している.スマートグラスに網膜反射光を検出する機能を組み込み、スマートグラスをディスプレイとして用いながら、網膜の健康診断を行うウェアラブル機器を研究している.今年度は,マイクロミラーを用いた共焦点光学系を試作し,計測実験を行った.試作においては,市販のスマートグラスを改良し,外部から走査レーザ光を導入できる構造を組み込んだ.これにより小型化したウェアラブル光学系を試作できた.レーザ光をグラス部に運べるように,ファイバにより伝送し,反射光を同じファイバで検出する光学系により実験を行った.網膜位置に反射率を変えた資料を置いて,MEMSミラーによりレーザ光を走査し,反射光をフォトダイオードにより検出した.反射光は得られるが,信号とノイズ比が小さいので,ノイズを低減するため対策をった.検出器として光子計数も実現できる小型光電子増倍管を利用して,信号感度を増強した.しかしなお,信号にノイズが見られ,その原因を解明する実験を繰り返し,ファイバ端面のわずかな反射光と網膜面反射光の干渉によるノイズであることを突き止めた.干渉ノイズを低減するため,入射レーザ光の高速変調(30MHz)を導入し,ノイズを低減できた.加えて,レーザ走査を繰り返し,反射光信号を蓄積し平均化することで,ランダムノイズを低減するようソフトウェアを改良した.人への適用を行う前に,豚眼球を用いた実験を試みるため,同等の光学系を卓上で形成し,眼底像の取得を試みる装置を試作した.マイクロミラーを用いた共焦点光学系を組み込んだウェアラブル光学系を用いて,模擬試料からの反射光測定を行った.反射光信号に含まれるノイズの発生源が不要反射面で生じる干渉光によるノイズであることを明らかにできたことで,高感度測定への方針を示すことができたことは本研究において重要な進展であった.また,反射光量が微弱であることへの対策として,小型光電子増倍管の導入と信号積算ソフトウェアの導入により,ノイズを減らすことができた.反射率の低い(<10%)試料として肉片を用いた実験においても,信号が得られることを確認できたことは,生体網膜に対して適用するために重要な実験結果となった.加えて,豚眼を用いた実験が行えるように装置を試作できたことは,今後の実験において重要な結果である.このように,研究は予定通りに進捗している状況である.緑内障などの網膜に関する病気は、加齢に伴い無意識の内に進行し、気付いたときには手遅れの場合が多い。本研究ではウェアラブルの網膜検査装置を提案し、試作及び評価を行った。

スマートグラスに網膜反射光を検出する機能を組み込み、網膜像を測定するウェアラブル機器を試作した。マイクロミラーを用いた共焦点光学系を試作改良し、計測実験を行った。試作においては、投光と受光に同じファイバーを利用し,マイクロミラーにより走査を行った。受光の効率が悪いため信号とノイズ比が小さかった。改善するために、口径の大きい受光用のファイバーを別に設けた。これにより、解像度を幾分犠牲にしたが、信号とノイズ比を上げて測定できるように改良した。スマートグラスを用いた光学系において、レーザビームの走査範囲は水平方向:約1.2mm、垂直方向:約1.3mmで、解像度は数10μmであると評価できた。次に模型眼を用いて測定し、入射光量:約47μWで模型眼の視神経乳頭部を走査した。画像の解像度は、測定像の線幅から評価して、縦横共に約80μmであった。模型眼の視神経乳頭部の構造も十分に映像化できており、緑内障の初期判定に用いられる視神経乳頭部の変形やコントラスト変化の画像化も可能であると考えられた。視神経乳頭部で、血管部の約3倍の信号強度を検出した。次に、試料として摘出した豚眼を用いて実験した。血管が一本通過している範囲を走査し、血管部は反射が低く画像化されており模型眼と同様の傾向が得られた。まだ模型眼と比べて不明瞭であるが、豚網膜血管部の検出に成功した。MEMS走査マイクロミラーを用いた眼底画像化装置を光学ベンチ系およびスマートグラス光学系において試作した。マイクロミラーの走査に同期したレーザ反射光を計測し、画像化するシステムを製作した。共焦点光学系を用いることで高感度に測定でき、モデル眼および豚眼の眼底撮影に成功した。摘出した豚眼の視神経乳頭部および血管部を画像化でき、それらの形状を評価できることを明らかにした。今後の研究の推進方策として,反射光から網膜反射画像を形成するために,光信号データを計算機に取り込むように信号処理のプログラムを開発している.一部のプログラムは動作を確認できているが,反射光は強度が弱いと考えられるので,ノイズ対策を行い,信号を蓄積できるプログラムを製作する必要がある.このようなプログラムの開発を進める.また微弱な反射光を測定できるように,入射光からの迷光を十分に除去することが重要であると考えられる.このため,ファイバ端面,表示用レーザ光と網膜反射光を分離するファイバーカプラー部の特性を明らかにし,ノイズ光の除去を進める.これらの推進方策により,網膜ディスプレイに用いられるような光入射強度においても,網膜反射光が取れるよう装置の改善を進める.生体眼(豚眼)において,網膜反射像が得られるようにするため,光学部品の配置をより精密に調整する.特に走査範囲と網膜領域を確認しながら測定できることが望ましいが,レーザ走査系と同時に網膜面の白色照明反射像が得られる映像光学系を挿入することを試みる.これにより,豚眼から網膜像を取得することを目指す.加えて,ミラーの走査角,解像度,ビームスポットなどを評価し,装置の改善を行う.また収差および余分な角膜反射光の影響等も評価する.
細菌間情報伝達物質を用いた新しい感染症治療に関する研究

本年度は、昨年の研究成果を踏まえ、特に緑膿菌Quorum-sensing分子の他の細菌への作用に関して重点的に研究を展開した。特に、緑膿菌の産生するC12-Homoserine lactoneの誘導体の中にClostridium difficileに対して強い抗菌活性を有する物質を見出した(Ueda C et al.)。特に各種誘導体を用いた構造活性相関の検討から、将来的に本菌の治療薬となりうるleading compoundの候補を見出した。本物質はC.difficileの膜に強く作用し、そのグラム染色性の変化を誘導するとともに、殺菌的に作用した。しかしながら、血清成分の添加により殺菌作用の減弱が生じることも確認されており、治療への応用を考えた場合、この点に関してさらに検討していく必要があると思われた。C.difficileの動物感染モデルに対するautoinducer誘導体の有効性を検討したところ、preliminaryな成績ではあるが、腸管内菌数の低下も観察されており、さらにin-vivoモデルによる評価が必要であると思われる。その他に、C12-Homoserine lactoneの誘導体のレジオネラ菌に対する抗菌作用も確認されており、本研究によりquorum-sensing機構のautoinducer分子を介したinter-species communicationの自然界における重要性、さらには感染病態における本物質の役割に関して基盤的な研究ができたものと考えられる。これまでに蓄積されているautoinducer誘導体を用いて、本物質の抗微生物薬としての可能性に関して新規の実験を展開した。autoinducer誘導体に関しては、これまでに30を超える化合物を合成しているが、本研究ではその中でいくつか活性の強い誘導体を見出すことができた。(2)autoinducer誘導体の抗微生物活性の評価autoinducer誘導体の抗微生物活性に関して、いくつかの病原体に対する抗菌活性および毒素産生抑制作用などを検討した。特にClostoridium difficileに対して強い抗菌活性を有する化合物を見出すことができた。(3)autoinducer誘導体の構造-活性相関autoinducer誘導体の抗微生物活性に関して構造-活性相関の視点から検討を行った。本研究により、化合物の構造と抗菌効果との関連について解析することができた。(4)autoinducer誘導体の抗微生物活性の作用メカニズムの解析autoinducer分子を作用させたC. difficileにおいてグラム染色性の変化、細胞壁構造の膨化が生じることを電子顕微鏡により確認することができた。また、本化合物の細胞壁への集積を証明することができた。また、これら化合物と各種抗菌薬の相乗効果を検討したところ、アミノグリコシド剤との併用において特に強い相乗効果が認められることが明らかとなった。
揺らぎの入った相対論的流体力学と重イオン衝突反応への応用

「揺らぎの入った相対論的流体力学と重イオン衝突反応への応用」という題目で研究を遂行した。平成30年度は揺らぎの中でも、流体の時空発展に現れる熱揺らぎ(以下「流体揺らぎ」)と重イオン衝突時に生成されるエントロピー分布の空間的な揺らぎ(以下「初期揺らぎ」)を中心に解析を進めた。高エネルギー重イオン衝突反応において生成されるクォーク・グルーオン・プラズマ(QGP)の物性について、流体揺らぎを取り入れた相対論的流体力学を用いて解析を進めた。まず、流体揺らぎの影響を理解するために、実験で測定されている運動量空間で離れた2点間の相関の喪失の解析を行った。流体揺らぎを大きくすることでより相関の喪失が起こることが分かり、流体揺らぎが観測量に与える影響を調べることが出来た。それに加え、QGPの詳細なダイナミクスを理解するための新たな物理量の提案と、その解析を行った。測定される粒子分布の事象平面角は、衝突軸方向に線形近似をされることが多かったのに対し、今回提案した物理量では高次の項まで定量化することができ、衝突軸方向にQGPが膨張するダイナミクスの理解を深めることが出来た。高エネルギー重イオン衝突反応において測定される運動量空間で離れた2点間の相関の喪失について、より詳細な解析をおこなうために、衝突初期状態におけるQGPのエントロピー分布の揺らぎを考慮した解析も行った。これまで、衝突初期状態の記述には衝突軸方向に滑らかな分布関数を用いていたのに対し、粒子生成を考慮することでエントロピー分布に揺らぎを取り入れた模型を導入した。その結果、流体揺らぎと初期状態の揺らぎを両方同時に取り入れた解析を行うことで、2点間の相関の喪失を表す物理量の実験における振る舞いをよく再現できることがわかった。本解析により、相関の喪失の起源についての理解を進めることができた。本年度の研究計画の概要は以下の三点である。1.流体揺らぎを取り入れたモデルを用いた物理量の解析を行う。2.クォーク・グルーオン・プラズマ(QGP)のずれ粘性を評価する。3.相転移の影響を取り入れることを目指し情報収集を進める。本年度は流体揺らぎの影響の解析を中心に解析を進めた。流体揺らぎが観測量に与える影響を調べた。QGPの詳細なダイナミクスを理解するための新たな物理量の提案と、その解析も行った。また、初期揺らぎの影響の解析を行うことで、QGPの輸送的性質の理解に繋がる模型の構築を進めることができた。そして、学会や議論を通じて、相転移現象についての情報収集を行うことができた。これらの結果について、学会でも発表を行った。以上の理由により進行状況はおおむね順調であると判断する。本年度は、高エネルギー重イオン衝突反応における素粒子レベルでの初めての相転移現象の発見に向けて、統合的動的模型に相転移現象を取り入れるためのコードの拡張を進める。まず臨界現象を記述するために、本研究ではオーダーパラメータ場とバリオン密度場の時空発展を背景流体場のもとで連立させて解くことを目指す。そのためにまず有効ポテンシャルをオーダーパラメータ場とバリオン密度を使って書き下す。この有効ポテンシャルを用いて、これらの場に対する運動方程式を導出する。一方、臨界現象を含む現象論的な状態方程式を流体模型に導入し、背景流体場の時空発展を記述する。これにより、流体揺らぎの入った相対論的流体力学の枠組みの基で、臨界現象を含む統合的動的模型を構築していく。新たに構築する模型を用いた解析をおこなうことで、衝突反応によって生成された物質が臨界点や1次相転移線を通過した際に実験結果に表れる相転移のシグナルを提示、評価していく。

本年度の研究計画の概要は以下の三点である。1.流体揺らぎを取り入れたモデルを用いた物理量の解析を行う。2.クォーク・グルーオン・プラズマ(QGP)のずれ粘性を評価する。3.相転移の影響を取り入れることを目指し情報収集を進める。本年度は流体揺らぎの影響の解析を中心に解析を進めた。流体揺らぎが観測量に与える影響を調べた。QGPの詳細なダイナミクスを理解するための新たな物理量の提案と、その解析も行った。また、初期揺らぎの影響の解析を行うことで、QGPの輸送的性質の理解に繋がる模型の構築を進めることができた。そして、学会や議論を通じて、相転移現象についての情報収集を行うことができた。これらの結果について、学会でも発表を行った。以上の理由により進行状況はおおむね順調であると判断する。本年度は、高エネルギー重イオン衝突反応における素粒子レベルでの初めての相転移現象の発見に向けて、統合的動的模型に相転移現象を取り入れるためのコードの拡張を進める。まず臨界現象を記述するために、本研究ではオーダーパラメータ場とバリオン密度場の時空発展を背景流体場のもとで連立させて解くことを目指す。そのためにまず有効ポテンシャルをオーダーパラメータ場とバリオン密度を使って書き下す。この有効ポテンシャルを用いて、これらの場に対する運動方程式を導出する。一方、臨界現象を含む現象論的な状態方程式を流体模型に導入し、背景流体場の時空発展を記述する。これにより、流体揺らぎの入った相対論的流体力学の枠組みの基で、臨界現象を含む統合的動的模型を構築していく。新たに構築する模型を用いた解析をおこなうことで、衝突反応によって生成された物質が臨界点や1次相転移線を通過した際に実験結果に表れる相転移のシグナルを提示、評価していく。
唾液を用いた新しい在宅検査法の開発と応用-老人性肺炎の予防に向けて-

老人性肺炎の予防や早期発見に唾液検査を活用するための検討を行った。早期発見のための炎症マーカーとして唾液中CRP、口腔内清浄度の指標として唾液中ヒトβディフェンシン(hBD)の定量法を開発した。唾液中CRPの測定では炎症性疾患患者の血清中CRP濃度と唾液中CRP濃度はr=0.88(P < 0.001)の良好な相関を示し、唾液中トランスフェリン濃度が1mg/ml未満の検体に限定するとr=0.96(P < 0.001)のさらに強い相関が認められた。また、唾液中hBDの測定ではhBDが強い陽性荷電を持つことから唾液の前処理法の検討を行なった。唾液を界面活性剤(Tween 20)や希塩酸で処理し、ムチン等の陰性荷電物質からhBDを遊離させることで正確な濃度の測定が可能になった。これらの結果から介護等における老人性肺炎等の早期発見や予防に今回検討した唾液検査が役立つ可能性が示唆された。研究目的の1つは老人性肺炎の予防と早期発見のための唾液中抗菌物質ならびに炎症マーカーの選択と測定法の開発であったが、本年度は口腔内の清浄度の指標となる抗菌物質としてヒトβディフェンシン2(hBD2)、早期発見のための炎症マーカーの指標として可溶性Toll様受容体2(sTLR2)をその候補とした。これらの物質については確立された測定法がなかったことから方法論の確立を行った。抗菌ペプチドであるhBD2は強い陽性荷電を有しており、ELISA系での測定で種々の問題があったが、ブロッキング剤にカゼインを用い、反応液に塩化カルシウムを加えることで荷電状態が改善され、濃度依存的な測定が可能となった。また、sTLR2についてはN-末端部分のペプチドを対象としたELISA競合法で良好な結果が得られた。研究目的の2つめは在宅での寝たきり老人からの唾液採取が可能な安全性の高い唾液採取装置の開発を行うことであったが、電池式の小型ポンプとサフィード吸引チューブを組み合わせた簡易携帯型の唾液採取装置が完成し、場所を選ばない安全な唾液採取が可能となった。次にこの唾液採取装置を用いて健常人ボランティアから唾液を採取してhBD2とsTLR2の唾液中濃度を測定したが、遠心処理や界面活性剤の添加など唾液の前処理の違いにより値が25倍程度変化することが明らかになった。前処理法についてはどの方法が実際の唾液中濃度を反映するのか今後の検討課題である。測定法がほぼ確立できたことから、次年度は若年健常人および健常老人のボランティアから唾液を採取し、健常人における基準値を設定し、在宅患者の測定値との比較を行うとともに、他の唾液中成分の測定法の確立、イムノクロマトグラフィー法のような簡易測定法の確立ならびに新規抗菌物質の検索と同定を実施する。本年度は老人性肺炎の早期発見と予防のための指標となる唾液中C反応性タンパク(CRP)とヒトβディフェンシン2(hBD2)の高感度測定法の実用化を行うために以下の検討を行った。(1)測定法の開発と改良:前年度に検討した唾液中CRPおよびhBD2の高感度測定法の検証を行った。その結果、唾液中に含まれるムチンなどの夾雑物が目的物質の測定に大きく影響することが明らかになったことから、唾液の前処理法について種々の検討を加えた。CRPでは唾液に0.1%Tween20を加えることで検出濃度は2倍以上となった。また、hBD2では0.1%Tween20と0.2N塩酸で処理後、10,000Gで遠心処理することで未処理のものと比較して約3倍の検出濃度となり、同時測定における変動係数も17%から4.3%へと大幅に改善された。以上のことから、CRPおよびhBD2測定における適切な唾液採取法および前処理法が確立され、唾液中濃度の正確な測定が可能となった。(2)健常人唾液の測定:健常成人15人を対象に唾液中CRPおよびhBD2濃度を測定した。CRPでは342±92.3(pg/ml、hBD2では2.O1±2.29(ng/ml)となり、健常成人のおおよその基準値が求められた。(3)患者唾液の測定:老健施設において健常老人から唾液を採取し、健常老人の基準値設定を行うための検体収集を行った。

また、小児科領域においても同様に基準値設定のための検体収集を行った。(4)簡易検出法の開発:民間試薬会社との共同研究でCRP測定のためのイムノクロマトグラフィー法の開発を進めた。(5)その他関連物質の測定:可溶性Toll用レセプター(sTLR)、hBD3、カテリシジンなどの炎症関連物質の測定法の確立のための基礎的検討を行った。本年度はこれまでに確立した唾液中C反応性タンパク(CRP)測定法を用いて実際の臨床応用として老人の炎症性疾患者の検体の測定を行った。対象として健常人37名、患者16名からインフォームドコンセントを得た上で唾液サンプルおよび血液サンプルを採取した。これらのサンプルを用いて唾液中および血中CRPを測定し、唾液中と血中濃度との相関を評価した。また、口腔内の出血をモニターするために唾液中トランスフェリンを同時に測定した。その結果、唾液中CRP濃度は84.8pg/ml86ng/ml、血清中CRP濃度は30.9ng/ml30μg/mlとなり、両者の間にはr=0.88の良好な相関が見られた。また、唾液中トランスフェリン濃度が1mg/dl未満である検体群では、両者の相関はr=0.96とさらに高くなったことから、唾液中トランスフェリンを同時に測定し、口腔内出血をモニターすることで正確に血中濃度を反映する唾液中CRP測定が可能になることが示された。本研究のもう一つの課題としてヒトβディフェンシン(hBD)の測定法の確立を行った。hBDは口腔内の抗菌ペプチドの1つで老人性肺炎の予防に重要な物質である。hBDは強い陽性荷電を有することから、唾液中のムチン等の陰性荷電物質と強く結合しており、正確な測定は難しい。本研究では唾液の前処理に界面活性剤(Tween20)と希塩酸を用いることで正確な測定を可能にした。これらの結果は、唾液中CRPの測定が老人の炎症性疾患の早期発見に利用でき、hBDの測定が老人の口腔内の清浄度の指標として肺炎の予防に繋がる可能性を示唆したもので、介護施設や在宅における老人医療に新たな診断ツールを提供すると考えられる。測定系の確立は順調に進んでいるが、検体採集については当初計画よりやや遅れている。これは老人施設での検体採取ではインフォームドコンセントが本人だけでなく家族の同意も必要なことから、施設側の理解が得にくいところがある。インフォームドコンセントの取り方を改善して行く必要がある。24年度が最終年度であるため、記入しない。CRPおよびhBD2の測定については前処理法ならびに検出系が確立できたので患者検体を対象に測定を行い、病態および血中濃度との相関を検討する。同時に、開発中の簡易検出法であるイムノクロマトグラフィー法による唾液中CRP測定法を確立し、老人性肺炎の早期発見への適用を検討する。さらに唾液中の未知あるいは既知微量成分についてはさらに高感度なイムノPCRなどを利用した測定法を今後検討して行く。本研究の研究において最も重要な部分である検体採集については施設側と緊密な連携をとりながら速やかに遂行する。
有用線虫の探索とその大量生産ならびに施用法のシステム化

(昆虫病原性線虫)スタイナーネマに日本全国に分布する。一方,ヘテロラブダエ科の線虫は比較的温暖な地帯(沖縄から関西に至る大平洋海岸)に分布する。マツノマダラカミキリの雌成虫卵巣に寄生し,寄主昆虫に僞産卵(昆虫卵でなく線虫を産む)させて寄主昆虫の個体群密度を低下させる線虫の生活史が明らかにされた。この線虫は人工培地上の未同定菌を餌として大量生産が可能である。スタイナーネマの宿生認識機構が研究された。この実験に用いたバイオアッセイは簡便で再現性が高く,線虫の宿主選好性,感染性を明示するものである。宿主認識受容体は線虫の体表面の糖蛋白とみられた。昆虫血清中にある誘引物質はペプチドと確認された。線虫は哺乳動物の血清には誘引されなかった。繁殖に関与する要因が研究された。昆虫体内では大型の第1世代の次に小型の第2世代へと移行するが,人爲的に1個体づつ常に新鮮な栄養培地に移せば,第1世代型成虫を続行する。スタイナーネマの殺虫活性は,共生細菌の抗菌性と蛋白分解能に正比例する。活性の高い共生細菌は人爲的に維持できる。これを種菌として殺虫活性の高い線虫の大量生産が可能となった。線虫は一般に農薬に耐性であるため,総合防除が指向されてきた。しかし線虫と混合施用できる農薬は線虫のニクティティング行動を高揚するか少くとも水と同程度の影響を与えるものしか使えない。(菌食性線虫)アフェレンクス・アベネは,ミカンジュース絞滓とポテトチップス製造からでるスライス屑の混合培地に非病原性の灰色かび病菌を餌として大量生産可能となった。線虫はRhizoctonia菌やBotrytis菌で大量に繁殖するが,Fusarium菌やPythium菌に強く誘引される。これらの菌での線虫の繁殖は低い。しかし土壌施用では,線虫の誘引・繁殖に関係なく,殆んどの土壌病原系状菌を防除した。線虫は同一菌で継代培養を続けると次第に繁殖力が低下する。維持には餌系状菌を変える。本邦産昆虫寄生線虫の探索:マツノマダラカミキリに僞産卵させ個体群密度を低下させる線虫<Contortylenchus>___ーsp.が発見され,その生態が究明されている。種名については検討中である(森林総研)。九州においてもスタイナ-ネマのうち,<S.carpocapsae>___ーが2箇所,<S.feltiae>___ーは22箇所から検出され,この種の線虫は普遍的に分布することがわかった(佐賀大)。neodiplogasteridae科線虫にクワガタやカミキリに寄生するものが発見され生活史,人工培養が検討されている(濃環研)。

宿主昆虫の防御機構:線虫からは,昆虫の免疫機構を破壌する物質が分泌され,その結果昆虫体液内でフェノ-ルオキシダ-ゼが活性化されず,線虫は昆虫体内での被のう化,メラニン化を免れる(佐賀大,農工大)共生細菌の性状:共生細菌<Xenorhabdus>___ー属の病原性,生化学的性状,抗菌活性等を検討した。共生菌の培養濾液も殺虫活性を示し,細菌の病原性は二次代謝産物に依存することが示唆された(佐賀大,SDS)。線虫の感染行動:感染態幼虫は通常は被鞘しているが,脱鞘させた線虫が外界からの刺激に敏感で,昆虫への誘引も脱鞘線虫において顕著である。宿主認識は体表面の蛋白質によるものと推定される(佐賀大)。害虫防除:ゴルフ場のシバットガ防除に<S.carpocapsae>___ー25万,50万,75万/m^2施用し,いずれも対照区の1/201/40に被害を減少させた。スミチオン1,000倍液施用よりも防除効果を高めた(佐賀大,静岡大)。クワゴマダラヒトリには若令期の巣網に高圧噴霧することが要求される(鹿児島果試)。コナガ,ハスモンヨトウに対しては圃場での施用効果が低い。農薬混合等を検討する(野菜試久留米)。農薬混合施用は実験(予研)。菌食性線虫:<Aphelenchus>___ー<avenae>___ーの繁殖は,餌糸状菌を種々替えることにより維持可能(佐賀大)。菌糸摂食行動をビデオで観察し,繁殖力は低いが,線虫は<Fusarium>___ー菌に最も誘引された(野菜試久留米)。本邦産昆虫寄生線虫:先島諸島からHeterorhabditis属5個体群,Steinernema属1,北海道から1個体群検出された(農環研)。昨年度までを含めるとSteinernema属は北海道から九州まで普遍的に分布し,Hetrorhabditis属はやゝ冷凉な地域で検出されている(森林総研,佐賀大)。線虫と共生細菌の関係:線虫と共生菌は共に宿主昆虫体液内の防御細胞の異物認識を脱感作させる物質を産生する。液性防御機構に対してもこの物質は異物を被のうしてメラニン化を起すphenoloxidase活性化へのカスケ-ド系の上位を阻害する(佐賀大)。病原性の高い細菌は,抗菌活性が安定している(SDS)。S.carpocapsaeは宿主昆虫への依存性が他の線虫よりも高い。即ち共生菌の他に宿主昆虫の体組織がなければ繁殖できない。一方,S.glaseriやS.feltiaeは共生細菌を餌としただけで繁殖する(佐大)。線虫の感染行動:宿生昆虫からの誘引物質に対する感染態幼虫の応答の場(受容体)は,体表の糖蛋白質であることが証明された(佐賀大)。線虫と農薬の混合施用:衛生害虫ハエ類幼虫に対して,殺虫剤との相乗効果は認められなかった(予研)。有機燐殺虫剤のなかには低濃度で混合可能とみられるものがあった(筑波大)。混合可否は線虫のニクテイション行動を促進するか否かで決定できそうである(佐賀大)。殺菌剤とは両立可能であり,総合防除に期待できる(野菜茶業試)。防除効果:地上部害虫は相対湿度90%以上のとき防除効果が高い。施設栽培では密閉して湿度を高めればよい(野菜茶試)。コガネムシ類幼虫にはS.kushidaiの防除効果が高かった(静岡大.福岡林試)。アリモドキゾウムシには成虫・幼虫ともS.carpocapsaeで効果的に防除した(鹿児島農試)。芝草害虫シバツトガにも極めて高い防除効果があった(佐賀大)。他昆虫寄生線虫:マツノマダラカミキリの生殖器寄生の線虫Contotylenchusは新種の可能性が高い(森林総研)。〔昆虫寄生性線虫〕宿主認識と感染行動:昆虫血清に対する脱鞘感染態幼虫(2ケ月間濾紙上で低温に保存)の誘引行動を寒天上で測定するバイオアッセイを確立した。この方法で、線虫の宿主認識受容体は体表面にあり、レクチンや酵素等で全く影響を受けない糖蛋白とみられた。
近代都市と天使絵図の諸相: 1920-30年代ドイツにおける、精神史としての絵画史

本研究では、以下の3項目についての研究を行った。まず1920年、30年代ドイツにおける芸術表象としての<天使>と近代都市の関係性の考察である。パウル・クレーとエルンスト・バルラハの両作品における<天使>の造形は、美麗なキリスト教の天使像から逸脱し、近代的な造形へと還元される一方で、<都市>という生活世界で苦悩する人間の内面を映す媒体として天使像が選ばれたことを確認した。次にフィリップ・オットー・ルンゲの版画作品『一日の諸時間(Die Zeiten)』を取り上げ、<天使>と<子ども>の関係性について考察を行った。この作品は<時>の循環を、連作という形式で実現し、各作品は中央部分とそれを取り囲む枠の二重構成となっているが、その中央部分に<天使>が唯一登場する「夜」に着目し、ルンゲの意図する「最後の審判」としての『夜』の意義づけと、<天使>と<子ども>の造形的特徴と身振りの分析から、両者の関係性を解釈しようと試みた。この十全な解釈には、本作品に先行する『アモール神の凱旋(Der Triumph des Amor)』における<アモール神(クピド)>と人間の諸段階(幼少期、青年期、壮年期、老年期)を表象する<子ども>の考察が不可欠であり、そしてバロック・ロココ的な愛の神クピドではなく、ギリシア神話に由来する原初神エロスとしての解釈が成立するかということが次の課題になることを確認した。最後に現代社会における<天使>表象を考察した。当初の計画では、現代日本のサブカルチャーにおけるキッチュな<天使>や人造人間としての<天使>を主な対象とする予定であったが、その領域が広範囲にわたることが判明したため、ドイツ文化圏における天使像に限定し、先行する研究との連続性から、ヴェンダースの1987年の映画『天使の詩(Der Himmel uber Berlin)』を対象とした。この作品には、キリスト教の天使や図像から派生した様々な天使を集約した<天使ダミエル>と<天使カシエル>が登場する。有限の時間を生きる<人間>の運命に<天使>が共鳴するというストーリー展開であり、そこには、かつての<天使>に対する人間の憧憬の反転が見られる。これを近代の「倒錯」と見るか、それとも<天使>の本来の姿と見るかについては、結論は保留としたい。この研究の計画は以下の通りである。(1)画家パウル・クレーの作品における〈都市画〉と〈天使〉モチーフの関連性とその精神史的な意義の考察。(2)クレーと同時代の彫刻家エルンスト・バルラハの作品における〈天使〉像と当時の精神的背景との関連性の考察。(3)20世紀初頭の芸術表象としての〈都市〉と〈天使〉モチーフの源泉の一つとして、19世紀ドイツ・ロマン主義の画家フィリップ・オットー・ルンゲの関連作品を取り上げ、その先駆的な意義を考察する。(4)現代社会における〈都市〉と〈天使〉モチーフの関係性について、主に現代芸術やサブカルチャーを中心に、「醜」と「テクノロジー」という観点から、その精神史的な意義を考察する。

2008年度は、2007年に行った学会発表の成果に基づき、雑誌『美学』に「パウル・クレーの<天使>について-<都市画>との関連から」(第233号)を発表した。この論文では、天使と都市をめぐる精神史的な思索を深める視座として、ヴァルター・ベンヤミンの思想に加えて、ハンス・ブルーメンベルクらの思想を新たな手がかりとしている。次に、天使というモチーフの美学的な考察を展開させるために、ハンス・ゲオルク・ガダマーの哲学思想の理解をすすめた。その成果の一部は、2009年10月に『Aktualitaet des Schoenen(邦訳:『美のアクチュアリティ』)、共訳(監修・大橋良介)、昭和堂、2009.10.として刊行が予定されている。ガダマー哲学における、「祝祭」、「象徴」、「遊び」という3つの要素からの芸術理解は、本研究の近付における天使と都市の意義を考察する上で、有意義な視座となった。第三に、都市および天使についての考えを、現代の都市現象に即して考察する試みとして、日独文化研究所「年報」創刊号(2008.,p.76-85)に「<工場萌え>の考察」を発表した。第四に、クレーの造形作品の実証的な研究をすすめるために、2009年の3月に、スイスのパウルクレー財団等で現地調査および資料収集を行った。この実地調査は、図版では分からないオリジナル作品の色調の確認のためにも、またクレー財団の研究者たちとの最新研究状況に関する情報交換のためにも、きわめて有益であった。これらの成果は、遅くとも2009年度に予定されているバルラッハ研究に連動させて、今年度の研究展開の中に生かしていきたい。2009年度は、近代ドイツの彫刻家エルンスト・バルラッハの彫刻作品を念頭におきつつ、近代都市の精神史的本質を「天使」という造形モチーフのもとで考察してきた。具体的な成果としては、まず論文「イリュージョンの美学」がある。ここで、近代都市における芸術表象モチーフが従来とは異なったイリュージョン性格を帯びることを、考察した。それは、近代の天使モチーフに必然的に随伴するイリュージョン性について、より広い裾野から考察するためである。次に、彫刻作品を研究対象とすることから、2009年11月に静岡県立美術館で資料収集と作品調査をおこない、また彫刻家の新関八絋氏(東海大学名誉教授)と新関公子氏(元東京芸術大学教授〉のアトリエにて、ロダンを中心とする西欧近代の彫刻作品とバルラッパ彫刻に関する特別講義に接して、多大な知見を得た。また、これと平行する仕方で、ドイツのヒルデスハイム大学哲学部の美学研究者Elberhard Ortland博士と研究交流をすすめ、ドイツでの研究状況について、最新情報を多く収集することができた。以上の準備を経て、2010年の1月に、ドイツヘ出張し、ハンブルクのBarlach Museumにおいて、実際の作品の調査にあたり、ここでしか入手し得ない貴重な資料を収集し得た。これらの成果をもって、今後の研究を展開するための地盤をほぼ整備し得たと信じる。具体的には、(1)バルラッハの「天使像」をめぐる研究史を押さえ、(2)近代都市が蒙ってきた「戦争」と、それにかかわる「宗教」((特にプロテスタント)の関係を、「イリュージョン性」というアスペクトから考察し、(3)それによって、聖俗をめぐる従来の精神史的な考察に、造形モチーフという角度から、新たな照明を加える。(4)その場合、バルラッハが残した戯曲作品も、新資料として浮上してきたので、これを研究に組み込んでいく。
共形場理論間の新関係式の導出と非自明な背景上の超弦理論

本研究の目的は、非自明な背景上、特に反ド・ジッター空間上の超弦理論を解析する手法の開発である。まずは、二次元共形場理論間の新たな関係式を明らかにすることで研究を行った。以前の論文で行った研究成果を、かなり一般的な超群の場合に拡張することができた。さらに、高いスピンのゲージ理論とゲージ/重力対応を利用した解析も行った。3次元の反ド・ジッター空間におけるこれまでのゲージ/重力対応をうまく拡張することで、高いスピンのゲージ理論と超弦理論との関係性を明らかにした。また、高いスピンのゲージ理論における対称性の破れに関し、ゲージ/重力対応を利用することで定量的な理解に成功した。曲がった空間、特に反ド・ジッター(AdS)空間上の超弦理論を解析する手法を開発するのが、本研究の主目的である。また、その研究を応用して、ゲージ/重力対応の一つであるAdS/CFT対応の理解も進めたいと考えている。超弦理論のおもちゃ模型として高いスピンのゲージ理論があるが、ここ数年間はこの簡単化された模型を利用した解析を行っている。我々は平成23年度に、3次元の高いスピンのゲージ理論を利用した新たなAdS/CFT対応を提案した。平成24年度は、主にこの対応の詳細な性質の解析を行った。当該年度の平成25年度は、我々の提案を拡張することによって、もともとの問題である超弦理論と関連をつける試みを行った。高いスピンのゲージ理論は超弦理論のある極限に対応すると言われてきたが、具体的にどのように対応するのかは最近まで知られていなかった。ところが、Chang-Minwalla-Sharma-Yinは、AdS/CFT対応をうまく利用することで、4次元の高いスピンのゲージ理論と超弦理論の間に具体的な対応関係を見出すことに成功した。特に、高いスピンのゲージ理論が、行列に値をとるように拡張することが重要となっている。私たちは、彼らの対応を3次元の高いスピンのゲージ理論の場合へと拡張し、研究成果を論文[JHEP11(2013)038]としてまとめた。さらに、研究集会「頂点作用素代数と超弦理論」と日本物理学会にて、研究発表(口頭発表)を行った。超弦理論は量子重力を自己矛盾なく記述する理論であると期待されているが、取り扱いが非常に難しく有意義な情報を取り出すのが困難なのが現状である。特に最近、超弦理論とゲージ理論の対応であるAdS/CFT対応が盛んに研究されている。その理解のためには、反ド・ジッター(AdS)空間という曲がった空間上の超弦理論の解析が必要であるが、未だに解かれていない。そこで、AdS空間上の超弦理論を解析する手法を与えるというが、本研究の目的の一つである。最近超弦理論の簡単化した模型として、高いスピンに拡張された重力理論を利用する手法が注目を集めている。平成23年度に我々は、3次元の高いスピンの超重力理論がある2次元模型と、AdS/CFT対応の意味で対応していることを主張した。平成24年度は主に、この提案のより詳細な解析と拡張を行った。平成24年度において、2編の論文が雑誌に掲載され、平成23年度に行った研究も含めその内容について様々な研究機関や研究会にて招待講演を行った。一編目の論文では、我々の提唱した対応の検証を行った。2次元模型で重要な物理量として演算子の相関関数があるが、3個の演算子の相関関数を重力側から再現することに成功した。このことにより、対応の検証を与えるとともに、AdS空間上の高いスピンの超重力理論の理解を深めるができた。さらにもう一編の論文では、提唱した対応の両者の理論を縮約することによって、新たなAdS/CFT対応の提唱を行うことに成功した。この新たな対応は、平成23年度に提唱した対応が特別なものではなく、より一般に成り立つものであることを示唆している。当該年度において、高いスピンのゲージ理論と超弦理論との関係性について、AdS/CFT対応を利用した新たな提唱を行い、その物理的意義について理解を深めた。本研究は、曲がった空間、特に反ド・ジッター(AdS)空間上の超弦理論を解析する手法を開発することに目的を置いている。超弦理論には質量はあるが高いスピンの励起状態が数多く存在しており、超弦理論としての特性はこれらの状態が担っている。特に質量のない極限においては、高いスピンのゲージ対称性が現れると期待されている。また超弦理論は、この高いスピンのゲージ対称性の破れた相として記述できると予想されている。高いスピンのゲージ理論を用いた超弦理論の解析手法の有用性は、多くの人によって指摘されていたが、具体的な方法についてはよく分かっていなかった。ところがAdS空間においては、高いスピンのゲージ理論やAdS/CFT対応を利用することができ、最近具体的な議論が可能となってきていた。私たちは以前の研究において、3次元のAdS空間上の高いスピンのゲージ理論と2次元の共形場理論との間の新たなAdS/CFT対応を提唱し、超弦理論との関係を議論した。当該年度の研究成果として、これらの研究をさらに発展させることにより、3次元のAdS空間上の高いスピンのゲージ理論と超弦理論との間の関係をより具体的なものとした。特に、高いスピンの対称性が破れることによってゲージ場が質量を持つようになることを、具体的な例において示すことに成功した。

この研究は、多くの人が信じていたアイデアを具体化したという意味で、重要な結果であると考えている。非自明な背景上、特に反ド・ジッター空間上の超弦理論を解析する手法を開発するというのが本研究の目的である。主に、二次元共形場理論間の新たな関係式を開発し応用することで行う予定である。さらに、高いスピンのゲージ理論やそれを利用した簡単化されたゲージ/重力対応も利用する。この研究目的、研究実施計画に基づき、本年度は次のような二つの研究を行った。1.二次元共形場理論間の新たな関係式の開発。2.高いスピンのゲージ理論における対称性の破れの研究。以下ではそれそれの説明を行う。1.我々は論文[JHEP10(2007)064]において、反ド・ジッター空間上の弦理論を動径方向の理論に帰着する関係式をより直感的な方法で再導出した。この方法を利用することで、これまで超群の模型における新たな関係式を開発してきた。本年度の研究において、より一般的な超群の場合に拡張することができた。この解析をコセットの場合に拡張することで、反ド・ジッター空間上の超弦理論の解析につながっていくはずである。この研究は論文[JHEP02(2016)048]としてまとめた。2.ここ数年間の研究の成果により、三次元の反ド・ジッター空間上において、高いスピンのゲージ理論と超弦理論の関係性を明らかにすることができた。より定量的な解析を行うために、高いスピンのゲージ理論から超弦理論のスペクトルを求める試みを行った。高いスピンのゲージ理論において、対称性を破ることで高いスピンの場に質量を持たせることができる。本年度の研究で高いスピンの場の質量を具体的に求めることに成功した。このスペクトルは超弦理論からも解釈できるはずのものであり、これからの課題となっている。研究成果は論文[JHEP07(2015)125;JHEP10(2015)164]としてまとめた。さらに、国際研究会と日本物理学会にて、口頭発表を行った。研究目的は、非自明な背景上の超弦理論の解析方法を開発するというところにあった。四年間の研究期間を通して、二次元共形場理論間の新たな関係式の発見や、高いスピンのゲージ理論による超弦理論の記述法の開発において、大きな研究成果を挙げることができた。特に、高いスピンのゲージ理論と超弦理論との間の関係性を明らかにすることによって、高いスピンのゲージ理論による記述法の有用性を示すことができた。したがって、研究目的に対して予想以上の成果をあげたと言えるだろう。非自明な背景上、特に反ド・ジッター空間上の超弦理論を解析する手法を開発するのが本研究の主目的である。2次元共形場理論間の新たな関係式を見つけることと、高いスピンのゲージ理論やそれを利用したゲージ/重力対応を拡張することにより研究を行った。2次元共形場理論間の新たな関係式に関しては、以前の論文で行った解析をかなり一般的な超群の場合に拡張することができた。この解析をコセット型の模型へと応用することで、反ド・ジッター空間上の超弦理論の解析へとつながるはずである。高いスピンのゲージ理論に関する研究としては、3次元反ド・ジッター空間を用いたこれまでのゲージ/重力対応を、超対称性の高い場合、かつ高いスピンの場がより多くの自由度を持つ場合に拡張した。