hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
ポリンを中心とした外膜孔複合体によるミトコンドリア機能の調節機構

ガングリオシドは神経系に多く局在し、発生や組織の分化に関与しているものと考えられている。最近、ガングリオシドGD3によりアポトーシスが引き起こされることが報告された。そこでアポトーシスのシグナル伝達において重要な機構であるミトコンドリアからのチトクロームc(cytc)放出に対するガングリオシドの影響を調べた。cyt cやアポトーシス誘導因子(AIF)はミトコンドリアの膜間腔にあり、細胞質中に放出される場合外膜を通過する。現在その通過に(1)ミトコンドリアポリンなどの外膜タンパク質が積極的に関与している、(2)ミトコンドリアの膨潤に伴い、外膜が受動的に破れる、の2説があるが、ミトコンドリアの膨潤を伴わず、チトクロームcの放出を誘導する系はごく少なく、前者の確実な証拠はいまのところ乏しい。ガングリオシドはミトコンドリアに直接作用して、cyt cの放出を引き起こした。この際阻害剤を用いた実験により、のcyt c放出にはいわゆるpermeability transition poreの開口が必要であることが示唆された。さらに各種ガングリオシドを試みたところ、複数のシアル酸残基を持つポリシアロガングリオシドのみcyt c放出活性を有し、シアル酸残基が重要な役割を果たしていることが示唆された。さらにcytc放出の時間経過とタンパク分解酵素阻害剤を用いた実験により、細胞質中のタンパク質分解酵素系を活性化させるcyt c自体もミトコンドリア由来の酵素によって分解されること、さらにcyt cの放出もタンパク分解酵素阻害剤によって抑制されるが、このときミトコンドリアの膨潤は阻害されないことなどから、ミトコンドリアの調節にある種のタンパク分解酵素が関与していることが示された。ミトコンドリアは細胞におけるエネルギー産生の場であり、また生体にとって必須の数多くの物質の合成、分解に関わっている。また、アポトーシスなどにも重要な役割を果たし、発ガン、老化に深く関与している。本研究ではミトコンドリアの制御を考える上で、細胞質に直接接している外膜の機能に着目し、外膜の溶質透過機構の中心であるポリンの性質を調べることを目的としている。本年度は1.ヒトのポリンタンパク質を大腸菌を用いて大量に調製した。既に予備実験によって不溶性の封入体として得られていたが、これを尿素で溶解し、強陰イオン交換樹脂にて精製し、還元剤存在下で尿素を除いて、可溶性のポリンタンパク質を回収した。しかしながら現在までのところ、この標品でVoltage Dependent Anion Channel活性は確認できていない。2.上記ポリンタンパク質を用いてウサギのポリクロナール抗体を作製しつつある。3.ポリンが大きな役割を果たしていると言われるmitochondrial permeability transitionの性質を調べるため、マウス肝臓のミトコンドリアを調製し、シアル酸含有糖脂質等による、ミトコンドリア膨潤の解析をおこなった。この結果特定のシアル酸含有糖脂質が生理的な細胞内カルシウム濃度範囲でミトコンドリア膨潤を引き起こすことを発見した。さらにポリンに対する直接作用の可能性について解析している。そこでアポトーシスのシグナル伝達において重要な機構であるミトコンドリアからのチトクロームc(cyt c)放出に対するガングリオシドの影響を調べた。現在その通過に(1)ミトコンドリアポリンなどの外膜タンパク質が積極的に関与している、

(2)ミトコンドリアの膨潤に伴い、外膜が受動的に破れる、の2説があるが、ミトコンドリアの膨潤を伴わず、チトクロームcの放出を誘導する系はごく少なく、前者の確実な証拠はいまのところ乏しい。ガングリオシドはミトコンドリアに直接作用して、cyt cの放出を引き起こした。この際阻害剤を用いた実験により、のcyt c放出にはいわゆるpermeability transition poreの開口が必要であることが示唆された。さらに各種ガングリオシドを試みたところ、複数のシアル酸残基を持つポリシアロガングリオシドのみcyt c放出活性を有し、シアル酸残基が重要な役割を果たしていることが示唆された。外膜中に存在するガングリオシドとミトコンドリアポリンの相互作用がpermeability transition poreの開口を引き起こす可能性についてさらに検討が必要である。ガングリオシドは神経系に多く局在し、発生や組織の分化に関与しているものと考えられている。最近、ガングリオシドGD3によりアポトーシスが引き起こされることが報告された。そこでアポトーシスのシグナル伝達において重要な機構であるミトコンドリアからのチトクロームc(cyt c)放出に対するガングリオシドの影響を調べた。cyt cやアポトーシス誘導因子(AIF)はミトコンドリアの膜間腔にあり、細胞質中に放出される場合外膜を通過する。現在その通過に(1)ミトコンドリアポリンなどの外膜タンパク質が積極的に関与している、(2)ミトコンドリアの膨潤に伴い、外膜が受動的に破れる、の2説があるが、ミトコンドリアの膨潤を伴わず、チトクロームcの放出を誘導する系はごく少なく、前者の確実な証拠はいまのところ乏しい。さらにcytc放出の時間経過とタンパク分解酵素阻害剤を用いた実験により、細胞質中のタンパク質分解酵素系を活性化させるcyt c自体もミトコンドリア由来の酵素によって分解されること、さらにcyt cの放出もタンパク分解酵素阻害剤によって抑制されるが、このときミトコンドリアの膨潤は阻害されないことなどから、ミトコンドリアの調節にある種のタンパク分解酵素が関与していることが示された。
内言を言語表現する力を育む国語科メディア学習プログラムの実証的研究

本研究の目的は、テクストと向き合う時に心の内で起こるコミュニケーション(内言)を様々な角度からメタ的に見つめ、捉え直し、それを言葉で表現できる力を育む国語科学習プログラムの開発および有効性の検証である。内言を言語表現する力を育むことは、言葉の教育を担う国語科の大きな使命だが、今までの研究の結果、その指導方法こそが課題であるという認識を持つに至った。本研究では、子どもたちの日常的言語生活に根ざした教材使用の観点から、マルチモーダルテクストの利用をベースに、国語科ならではのメディア学習としての方法を開発・提案することを目指した。研究の方法としては、メディア学習先進国であるイギリスのカリキュラムや教科書を調査し、我が国の国語科教育にどのように活かせるか、その切り口や方法を考えることから始めた。特にEnglish&Media Centre(EMC)の出版物などから、母国語教育におけるメディア学習の基本的な考え方や、学習の構成に関する知見を得て、教材作成に生かすことができた。学習プログラムの具体として、静止画を主教材とした基礎編と、よりモードの組み合わせの複雑な動画テクストを主教材とした応用編を、「商品広告」というカテゴリーにしぼって作成し、多角的なテクスト読解を中心とした国語科メディア学習としてのプログラムを作成した。たとえば応用編プログラムにおいては、テレビCMを題材に、想像・分析・説明・批評・表現などの言語活動を、常に比較の軸を意識させながら行わせたことを特長として挙げることができる。生徒の学習記録を分析した結果、比較の軸の片側に「自己」を配し、客観的視点を意識させるようワークシートに明示し、対比の観点が明らかになるように仕掛けて学習記述をさせたことにより、自己内での対話が活性化され、結果として内言の表出を促すきっかけとして機能したことなどが研究成果として認められた。
神戸市街下の隠れた活断層を探る研究

本研究は,反射法でみつかった神戸市灘区の伏在断層と兵庫県南部地震の著しい地表変状との関係を明らかにするために,反射法より高い分解能をもつ地下探査レーダをもちいて浅部地下構造を調査した。1.地下レーダ探査:(1)地下レーダイメージに現れた異なる反射強度と地質との関係をみるために,探査測線に沿ってボーリングを行った。その結果,砂礫層は一般に反射が強く,シルト層は反射が弱いことが判明した。(2)地表から10m地下までの地下レーダ探査の結果,反射法探査でみつかった伏在王子断層の直上(断層面の傾きを考慮して,断層を地表に投影した点)に,変形帯(地層の不連続[ずれ,乱れ]あるいは撓曲)をみつけ,伏在断層の断層活動と関係づけて考察した。さらに,複数の探査側線で得られた変形帯は既存の五助橋断層(“渦ヶ森断層")の南西延長に沿って分布し,六甲山地の五助橋断層が伏在王子断層につながることを明らかにした[第8回環境地質学シンポジウム論文集,神戸大学都市安全研究センター研究報告,n.2に公表;地球惑星科学関連学会合同大会,日本地質学会で発表]。また,(3)石屋川公園の地下レーダ探査で得られた変形帯は,反射法探査でみつかった石屋川公園地下の御影撓曲の場所とも一致し,それが南西方向にのびることを指摘した[神戸大学都市安全研究センター研究報告,n.3に公表予定]。2.地表変状の解析:兵庫県南部地震の地表変状を定量的に記述するために,一定の規格のかつ分布密度の高いライフライン(スリム型電柱,汚水桝)の被害を調査し,著しい地表変状が異なる地盤の上に線状に分布することを明らかにした[構造地質,n.42,Proc.30th IGC,v.5,地質学論集,n.51,地質学雑誌,v.104]。その線状分布が地下レーダ探査で得られた変形帯(1-(2)と(3))ののびと調和することを明らかにした[EUG10で発表予定]。神戸市街地における兵庫県南部地震の著しい地表変状と反射法地震探査により分かった伏在活断層との関係を明らかにするために,地表変状の解析,地下レーダ(GSSI社のSIR2)およびハンドボーリングによる伏在活断層の浅部構造の調査を行った。本研究で明らかになった点および試みた点を以下に述べる。1.地表変状の解析:市街地の地表変状を定量的に表記すために,分布数が多く,かつ一定規格のライフライン(スリム型電柱,汚水桝,マンホール)の被害を解析し,著しい被害が地盤の違いによらず帯状分布することを明らかにした[構造地質,no.42,万国地質学会議論文集,no.5,地質学雑誌,vol.104,no.3,地質学論集,no.46]。2.地下レーダ探査:著しい被害の帯状分布地域下に伏在断層が存在するかどうかを調べるために地下レーダ探査を行った。まず「伏在断層が存在する」という答えの分かっている場所(神戸市東灘区住吉山手9丁目焼ケ原堰堤と住吉霊園)でテストを行ない,次に著しい被害の帯状分布地域(灘区)を調べた。探査は22測線(総延長:約4000m)で行い,時間断面の記録を深度断面に直すためにワイドアングル測定を行った。

地表から5mないし7mまでの深度断面において,地層の不連続(ずれ,乱れ)や撓曲が見つかった。その不連続・撓曲の場所は反射法地震探査で見つかった深部の伏在断層の真上に当たり,断層運動の影響が地表付近まで及んでいることを,またその不連続・撓曲が五助橋断層の南西延長部に現れることを明らかにした[日本地質学会関西支部例会(1998.3.21),地球惑星科学関連学会合同大会(1998.5)で発表予定]3.ハンドボーリング調査:地下レーダイメージに現れた反射強度の異なるパターンと地質との関係を調べるために地下レーダ探査の測線に沿ってハンドボーリングを行った。2.5mの深さまで反射強度と地層との対応は明らかにできたが,今後さらに深さ2.5-7mまでの対応関係を調べるには別のボーリング機械を使用する必要がある。本研究で明らかになった点および試みた点を以下に述べる。1.地震断層の地下レーダイメージ:明治24年濃尾地震で動いた根尾谷断層と兵庫県南部地震で現れた野島断層の地下レーダ探査を行い,断層で地層境界面が不連続(ずれ,乱れ)を示す地下レーダイメージを得た[神戸大学都市安全研究センター研究報告,n.3に掲載予定]。野島断層の地下レーダイメージは根尾谷断層の地下レーダイメージと異なってみえる。これは,後者が基盤岩と未固結堆積物の間の断層で地質が著しく異なるのに対し,前者は同じ未固結堆積物中の断層であることによると考えられる。2.反射強度と地層:地下レーダイメージに現れた異なる反射強度と地質の関係をみるために,地下レーダの探査測線に沿ってボーリングを行った。その結果,砂礫層で一般に反射が強く,シルト層で反射が弱いことが判明した。また,反射強度のパターンがほぼ同一深度で連続する層構造を明らかにした[1998.3の地質学会関西支部例会で発表]。3.市街地の地下レーダ探査:神戸市灘区地域において,反射法地震探査でみつかった伏在断層の真上を地下レーダで探査し,地表から地下5m7mまでの堆積物の異常[不連続(ずれ,乱れ)あるいは撓曲構造]をみつけた。この異常は,反射法地震探査で見つかった伏在断層の直上に位置するので,その伏在断層の活動と関係づけて考察した。23本の探査測線で,その異常個所の連続性を追跡した。その結果その異常が既存の五助橋断層の南西延長部に現れることから,五助橋断層が市街地に南西方向へのびて,伏在していることを明らかにした。[第8回環境地質学シンポジウム論文集,神戸大学都市安全研究センター研究報告,n.2に掲載,1998.5の地球惑星科学関連学会合同大会,1998.9の日本地質学会で発表,1999.3のEUG10で発表予定]。
唾液腺導管細胞におけるイオン輸送とその調節過程のリアルタイム・モニタリング

本研究では原唾液からイオンを再吸収するしくみを明らかにするために、画像解析システム(ARGUS 50)及び共焦点レーザー顕微鏡を用いて唾液腺の導管細胞におけるイオン輸送系および細胞内情報伝達系の解析を行った.1.耳下腺導管細胞のカルシウム・シグナル(1)ムスカリン受容体を介する反応:導管を構成するほとんど全ての細胞がムスカリン作動性受容体作動薬カルバコールに反応した。0.1-1μMのカルバコールではカルシウム・オシレーションが観察され、10μMでは一過性のカルシウム反応が起こった。これらの反応は腺腔側から始まり1秒程度で基底側に広がるカルシウム・ウェーブとして観察された。(2) β-アドレナリン受容体を介する反応:β-アドレナリン受容体作動薬であるイソプロテレノール(0.1-1μM)は、導管を構成する細胞の約半数に対しカルシウム・オシレーションを誘発させた.イソプロテレノールで観察されたものと同様の反応があるアデニレート・シクラーゼ活性化薬フォルスコリンでも観察された事から、この作用はcAMPを介した反応であると考えられた.cAMPがカルシウム反応を起こすと言う新しい現象が観察された.今後はそのメカニズムについてさらに検討を行う予定である.特にイソプロテレノールに対する反応が細胞によって異なる事から、導管細胞の中で役割分担がある事が示唆される.2.耳下腺導管細胞における電解質輸送イオン感受性蛍光色素を用いてNa^+,K^+,Cl^-動態の解析を試みたが、使用する薬物やイオン同士の干渉作用などの技術的な問題により測定ができなかった.カルシウム・シグナルの解析から導管細胞の多様性が明らかになり、個々の細胞におけるイオン輸送のメカニズムを明らかにする事が重要な課題となった.今後、蛍光色素特有の問題を避けるため、電気生理学的な方法でイオン動態を解析する事が必要である。耳下腺導管細胞におけるイオンの再吸収を調節する細胞内情報伝達機構を明らかにするために、種々の受容体刺激によって惹起されるカルシウム・シグナルを画像解析システム(ARGUS 50)及び共焦点レーザー顕微鏡により解析した。1画像解析システムによる解析コリン作動性受容体刺激薬カルバコール(0.1-10μM)により濃度依存的な細胞内カルシウム濃度の上昇が観察された。一方、β-アドレナリン受容体刺激薬であるイソプロテレノール(0.1-1μM)はゆっくりとした小さな細胞内カルシウム濃度の上昇を起こした。2共焦点レーザー顕微鏡による観察共焦点レーザ顕微鏡により導管を構成する1つ1つの細胞のカルシウム濃度の変化を解析した。導管を構成するほとんど全ての細胞がカルバコール刺激に対して反応した。0.1-1μMのカルバコールでは断続的なカルシウム濃度の上昇(カルシウム・オシレーション)が観察されたが、10μMでは一過性の大きは上昇が起こった。また、イソプロテレノール刺激は導管を構成する約半数細胞において断続的なカルシウム上昇を起こした。これらの反応は全て腺腔側から始まり1秒程度の遅れで基底側に広がるカルシウム・ウェーブとして観察された。今後、カルシウムに加えもう一つの主要な細胞内情報伝達物質であるサイクリックAMP濃度の変化を解析し、これらの細胞内シグナルの動きと種々のイオン(Na+,K+,Cl^-)濃度の変化を対応させて観察を行う計画である。また、イソプロテレノールに対する反応において導管細胞内に多様性が見られた事から、これらの細胞の機能、形態的な違いについて検討を行う予定である。
細胞膜輸送体に着目した新しい腎臓線維化治療法の開発

TGFβ1刺激(5ng/mL, O/N)によりNRK-49F細胞の形態に変化が生じ、α平滑筋アクチン(αSMA)発現が有意に増加することを確認した。同条件でTGFβ1刺激の有無に分け、細胞膜表面ビオチン標識による細胞膜貫通タンパクの回収を行った。TGFβI型受容体(TGFR1)の細胞膜分画はTGFβ1刺激後に有意に減少しており、TGFR1はTGFβ1刺激によりendocytosisを受けることが分かった。TGFR1 endocytosisが腎線維芽細胞の分化誘導に重要なステップである可能性を示唆していると考えられた。また同刺激条件で細胞質タンパクと核タンパクの分離回収を行った。TGFβ1刺激によりリン酸化Smad2/3が核特異的に発現することを確認した。αSMAは細胞質で発現亢進するだけでなく、核で強く発現していることが分かった。核においてもTGFβ1刺激で有意に増加していた。αSMA monomerは核孔を通じ、細胞質と核を比較的自由に行き来しているものと考えられる。αSMA自体がTGFβ1による線維芽細胞の筋線維芽細胞への分化誘導、分子発現調節に重要な機能を持つ可能性を示唆していると考えられた。断片的ではあるが腎臓線維化における新しい分子機序を観察することが出来た。2017年度までに研究していた領域とはまったく違う領域に研究テーマを移した初年度であることを考慮すると、比較的順調なスタートが切れたと考える。1) TGFβI型受容体(TGFR1)のendocytosis機構を明らかにし、その調節法を探る。2) αSMAの核輸送機序を研究し、その調節法を探る。3)核αSMAの相互作用分子を同定し、その機能解析を行う。
極低温用構造材料の破壊力学的挙動に関する理論的研究

核融合炉超伝導マグネットには、構造材料としてオーステナイト系ステンレス鋼等が使用され、また、電気的熱的絶縁材料としてガラス-エポキシ系有機複合材料が利用されている。本研究は、極低温用構造材料の破壊力学的挙動及び極低温破壊に伴う発熱・温度上昇の発生機構を解明することを目的に、数理解析及び有限要素法による数値シミュレーションを併用して理論的検討を行ったもので、研究内容を要約すると以下の通りである。1.オーステナイト系ステンレス鋼JJ1鍛造材(板厚250mm)の極低温破壊靱性試験及びき裂進展に伴う発熱・温度上昇計測に関する有限要素解析を行った。JJ1鍛造材は、核融合炉超伝導マグネット用構造材料として開発されたJCS(Japanese Cryogenic Steels)の一つである。極低温破壊力学の弾塑性解析は、Dugdaleモデル及びひずみ増分理論に従って実施した。また、J積分及びき裂進展に伴う擾乱エネルギーを求め、擾乱エネルギーを発熱源とする非定常温度場を解析した。さらに、解析結果と実験結果を比較し、詳細な検討を加えた。2.き裂群を有するガラス-エポキシ系有機複合材料の極低温弾性問題を物性値温度依存性の影響を考慮して理論解析し、応力拡大係数に及ぼす材料温度、き裂密度及び織物構造の影響を詳細に検討した。3.ガラス-エポキシ系有機複合材料及びエポキシ樹脂はり材の極低温破壊力学解析を行い、破壊に伴う擾乱エネルギーを動的ひずみエネルギー解放率を用いて評価した。また、解析結果と実験結果を比較し、擾乱エネルギーから擾乱熱エネルギーへの変換率を求めた。
急性脳梗塞のターゲティングによる画像診断と薬物治療のためのキャリアー設計

高分子キャリアーを用い、脳梗塞局所に造影剤・薬物をターゲティングすることで、新規画像診断法および新規薬物治療のProof of conceptが本研究の目的である。高分子ミセル及び非ミセル形成高分子の2種類のMRI造影剤を合成し、それを用いてラット急性期脳梗塞モデルでの血流再開後の病変部位への集積挙動をMRIで観察した。再開通直後から急激に高分子造影剤は梗塞部位に集積し、長時間にわたって高解像度でコントラストの高い像を与えた。その像は、血栓溶解治療の際にt-PAが集積して出血リスクの高い部位を診断できる可能性を示した。急性脳梗塞による死亡及び後遺症によるQOL低下を抑制することは、高齢社会の日本ではその重要度が特に高い。急性脳梗塞に対して,有効である組織プラスミノーゲン活性化因子(t-PA)治療は予後改善に有効であるが、脳出血の副作用が警戒され、発症から4.5時間の使用制限もある。また、昨年秋に血管内治療による血栓除去の有効性が国際的に実証され、t-PA治療と血管内治療を組合わせることが最新の治療法なった。この最新治療法においても病態を画像診断によって正確かつ迅速に把握し、どの治療を行う・行わないかを判断する重要性は増している。また、脳保護薬による予後改善も強く望まれている。このような背景の下、高分子キャリアーを用い、脳梗塞局所に造影剤・薬物をターゲティングすることによって、急性脳梗塞に対する新規画像診断法および新規薬物治療のProof of conceptが本研究の目的である。平成26年度は、急性脳梗塞ラットモデルでの高分子ミセルMRI造影剤の分布解析から着手したところ、予定した以上の大きな発見と結果が得られたため、この解析のみに注力し、当初予定の2つの項目は次年度に実施することに変更した。この発見と結果は、(1)従来は判別がつかなかった中大脳動脈閉塞の完全と不完全梗塞が9.4TMRIによって判別できることの発見、(2)高分子ミセルMRI造影剤の虚血部位への分布は梗塞時間の長短にかかわらず閉塞後2時間から起こり始めることの発見、(3)高分子ミセルMRI造影剤の脳梗塞再開通部位への血液からの移行速度を初めて定量することができた、ことである。急性期脳梗塞の画像診断をより正確かつ迅速にすること、および、脳保護薬による予後改善が望まれている。本年度は以下の3項目を遂行した。(1)ポリグルタミン酸造影剤の合成:分子量3.2万8.0万のポリグルタミン酸に、エチレンジアミンをスペーサーとし、キレート剤DOTAをグルタミン酸残基の30%に結合させ、Gdイオンを導入した造影剤を合成した。有機系酸と塩基の添加のタイミングと量を最適化して、均一系で反応が進行させ、未反応エチレンジアミン残基をゼロとした。グルタミン酸残基部分に結合して架橋構造となるGdイオンをEDTAによって除去することに成功した。(2)ポリグルタミン酸造影剤によるMRI観察:よりサイズの大きな高分子ミセル造影剤との造影挙動の比較が目的であったが、このMRI造影剤は血中半減期が短く、肝臓に急速に捕捉された。この事実は、DOTA-Gd部分が肝臓に容易に捕捉されることを示している。高分子ミセル型造影剤のようにDOTA-Gd部分をキャリアー内部に格納することが必須であることが判明した。(3)薬剤封入用高分子ミセルの免疫学的性質検証:脳保護薬等の疎水性薬物を運搬する高分子ミセルキャリアーでは免疫現象のABC現象が起こることが知られているが、その機構には未知な部分が多い。ブロックコポリマーの構造と会合数を変えた高分子ミセルの血中濃度の変化とin vitroでの特異抗体への結合解析を行った。高分子ミセルでABC現象が見られない場合があるのは、特異抗体結合に結合しないためではなく、粒子数が多いために特異抗体によって捕捉され得ないためであることが分かった。これまで未知であった、ABC現象をどのように避けるかの方針が明らかとなった。当初の計画では想定していなかった新しい発見を得ることができた。すなわち1,ラットの急性期脳梗塞モデルにおいて、従来場合分けができていなかった病態の類型を、MRIによって分類してより正確な病態モデルの利用が可能となった。2,造影剤の主成分であるキレートGd錯体構造が造影剤の血中濃度を下げる要因であることが判明し、血中濃度を高く保てる分子ミセルMRI造影剤の価値が新たに認識された。3,PEGを用いたキャリアーで起こるABC現象を避ける方法を発見した。以上の発見のための実験に比重を多く置いたために、当初予定していた光音響画像と脳保護薬封入高分子ミセル作製は実施しなかったが、新発見を考慮すれば研究成果としては当初予定したレベルであると考えられる。急性期脳梗塞の画像診断をより正確かつ迅速にすること、脳保護薬による予後改善が望まれている。(1)ポリグルタミン酸造影剤の合成:前年の合成で、脱保護の酸処理で主鎖の分解が起こって分子量が2万と小さくなっていることが判明した。

高分子重合時の分子量と酸処理条件を最適化することで、分子量10万のポリグルタミン酸を得て、これに7配位型キレート剤DOTA、Gdイオンを導入して望んだ分子量の造影剤を得た。また、よりキレート力の強い8配位型のDOTA誘導体と用いての造影剤合成に成功した。(8配位型では合成の各ステップでポリマーの低溶解性が問題となったが、溶媒の種類や濃度を変えることで問題を解決した。)(2)ポリグルタミン酸造影剤によるMRI観察:前年の結果(血中濃度が急速に減少する)が、造影剤高分子分子量が小さいためであったことを明らかにし、分子量10万の造影剤を用いると高分子ミセル造影剤と同様に急性期脳梗塞部位を明瞭に造影した。また、投与後2時間以上経過すると、梗塞部位のコントラストは高分子ミセル造影剤に比べて低下することが観察された。これは、ポリグルタミン酸造影剤の分子量が小さいために、梗塞部位から拡散して排出する速度が大きいためと考えられた。(3)薬剤封入用高分子ミセルの免疫学的性質検証:従来はPEGを有するキャリアに対する抗体はIgMのみ関わるとされてきたが、PEG-PBLA高分子ミセルの投与量を1/1001/1000程度に減少させるとIgG産生が見られることを発見した。これはPEGを有するキャリアでも免疫記憶がより明確なIgGが関連することを示したことに意義がある。高分子キャリアーを用い、脳梗塞局所に造影剤・薬物をターゲティングすることで、新規画像診断法および新規薬物治療のProof of conceptが本研究の目的である。高分子ミセル及び非ミセル形成高分子の2種類のMRI造影剤を合成し、それを用いてラット急性期脳梗塞モデルでの血流再開後の病変部位への集積挙動をMRIで観察した。再開通直後から急激に高分子造影剤は梗塞部位に集積し、長時間にわたって高解像度でコントラストの高い像を与えた。その像は、血栓溶解治療の際にt-PAが集積して出血リスクの高い部位を診断できる可能性を示した。急性脳梗塞ラットモデルでの高分子ミセルMRI造影剤の分布解析で、計画以上の大きな進展があった。まず、9.4Tの磁場強度のMRI装置での血管造影によって、従来は判別がつかなかった中大脳動脈閉塞の完全と不完全梗塞が判別できることが明らかとなった。そして、完全閉塞では2時間以上の閉塞の後、再開通するとすべてのラットが24時間以内に死亡するのに対し、血流が残る不完全閉塞では全例が生存する。従来はこの判別がつかず、すべての完全・不完全例が一つの脳梗塞モデルとして扱われてきた。すなわち、この判別によって従来より飛躍的に正確な急性脳梗塞病態の把握が可能となった。また、高分子ミセルMRI造影剤の虚血部位への分布は梗塞時間の長短にかかわらず閉塞後2時間から起こり始めることを新たに発見した。加えて、高分子ミセルMRI造影剤の脳梗塞再開通部位への血液からの移行速度を定量した。閉塞時間3時間の場合に,再開通後3時間で0.5%dose/gの移行量であった。固形がん以外で高分子やリポソームなどのナノサイズのキャリアーでの造影剤の移行速度が判明したのはこれが最初の例となる。以上の急性脳梗塞ラットモデルでの高分子ミセルMRI造影剤の分布
橋梁健全度のモニタリングと最適維持管理システムの研究

平成10年度は健全度診断を的確に行うための測定方法として、ひずみ測定と損傷の関係を明らかにするため溶接部の疲労試験においてひずみ測定のモニタリングと超音波探傷試験による疲労亀裂損傷の可視化を同時に行い、亀裂進展による応力分布の変化を確認する実験を行った。また鉄筋コンクリート柱構造の損傷評価を行うため供試体を用いた打撃試験を行い、RC柱の損傷による振動特性を明らかにし、打撃弾性波エコー測定によりひび割れ損傷を定量的に判定することができた。平成11年度は橋梁構造のモニタリングシステムとして橋梁振動計測を自動化し携帯電話を用いたデータ通信をするためにNTTDoCoMo社が提供しているバケット通信方式の「Dopa」を利用できる携帯電話を用いて遠隔地からその状況を監視する遠隔モニタリングシステムの基礎を確立し、これによる実橋の振動測定を行った。この測定に光ファイバーセンサーなどを用いれば「Intelligent Bridge」として長期的・継続的な監視システムを構築できる。そのため光ファイバー(EFPIセンサー)と電気式ひずみゲージによる測定の比較して、その適用性について検討した。結果として光ファイバーとひずみゲージから得られたデータはほとんど同じであった。ただし光ファイバーは非常に細い円筒形をしており供試体との接着状態により結果に影響が現れた。以上の部材毎の診断結果や構造全体のモニタリングにより得られたデータを基に橋梁健全度診断を行い最適な維持管理システムを構築できる。この橋梁健全度診断にはこれまで開発してきた数量化理論II類を適用したシステムを利用することができる。本研究ではこのシステムの判定における不確定な部分を改善するためファジイ数量化理論II類の適用を確認し、さらに耐震性を考慮した橋梁健全度診断の手法を確立した。橋梁構造物のモニタリングシステムとしてインターネットあるいは電話回線を用いた遠隔モニタリングシステムを構築した。平成11年度は実構造物やモデル供試体に対してこのシステムを用いたモニタリング(ひずみゲージや光ファイバーセンサーによるひずみ測定)を行い、モニタリングにより転送されたデータを処理するデータ処理システムを構築する。平成10年においてはこれらのひずみ測定結果と損傷の関係を明確にするため、疲労試験においてひずみ測定のモニタリングと超音波探傷による疲労亀裂損傷の可視化を同時進行させ、亀裂進展による応力分布の変化を確認した。また鉄筋コンクリート柱構造の損傷評価として供試体を用いた実験を行い、RC柱の損傷による振動特性を明らかにし、打撃弾性波測定によりひび割れ損傷を定量的に判定することができた。さらに、各部材の損傷を把握し、その損傷程度から橋梁全体に対する健全度診断を行う手法として、数量化理論II類を適用した手法を確立しており、その手法の判定におけるあいまいな部分についてファジィ数量化理論II類の適用を確認し、判定の改善を行った。また地震時における橋梁の健全性は常時におけるものとは異なり、緊急時における橋梁の重要性という観点から耐震性を考慮した橋梁健全度診断の手法を確立した。橋梁構造のモニタリングシステムとして橋梁振動計測を自動化し携帯電話を用いたデータ通信をするためにNTT DoCoMo社が提供しているパケット通信方式の「Dopa」を利用できる携帯電話を用いて遠隔地からその状況を監視する遠隔モニタリングシステムの基礎を確立し、これによる実橋の振動測定を行った。この測定では加速度並びに変位の測定を行ったが、平成10年度に行ったひずみ測定のシステムを用いれば損傷が予想される部分の詳細なデータの監視が可能である。また光ファイバーセンサーなどを用いれば「Intelligent Bridge」として長期的・継続的な監視システムを構築できる。そのため光ファイバー(EFPIセンサー)と電気式ひずみゲージによる測定の比較してその適用性について検討した。ただし光ファイバーは非常に細い円筒形をしており供試体との接着状態により結果に影響が現れ、接着剤の種類を含めた接着方法の検討が重要である。

以上のモニタリングや非破壊試験などから得られたデータを基に橋梁健全度診断を行い最適な維持管理システムを構築できる。これまで数量化理論II類による健全度診断評価システムの開発を進めてきており、今年度は部材損傷に影響を与える様々な因子と実験の損傷状況及び補修履歴との関連性を確認すると共にこれらの因子を反映させた部材の重み付けについて検討した。北海道における国道橋に対し部材損傷に影響を与える因子と実際の部材損傷状況の関連性について確認することが出来た。また橋梁部材損傷に影響を及ぼす因子に着目した各部材の重み付けが出来た。
ドラッグ・リポジショニングを用いた、膀胱癌に対する新規膀胱内注入療法

PED5阻害薬であるTadalafilは、実臨床にて前立腺肥大症による排尿障害改善薬、勃起不全改善薬、肺高血圧治療薬として使用されている。最近、前立腺肥大症を合併した再発を繰り返す筋層非浸潤性膀胱癌患者において、Tadalafil内服開始後に抗癌剤(Mitomycin C)膀胱内注入療法を行ったところ著効した症例を偶然立て続けに実臨床にて経験した。文献検索上もTadalafilの抗腫瘍効果が、実験レベルで散見されるようになってきており、Tadalafilをドラッグ・リポジショニングの候補として本研究を着想した。筋層非浸潤性膀胱癌においてスタンダードな抗癌剤膀胱内注入療法とTadalafilを組み合わせることにより、より強力な抗腫瘍効果を発揮し実臨床への橋渡しとすることを本研究の目的としている。研究経過1)ヒト膀胱癌細胞株3種とマウス膀胱癌細胞株1種すべてにおいて、Mitomycin CとTadalafilとの相乗効果を確認した。特に相乗効果の強かったT24細胞株を用い以下機能解析を行った。2) Mitomycin CとTadalafil併用群において特にPDE5活性の低下を認め、それに伴いcGMP濃度の上昇を確認した。またMitomycin CおよびTadalafil投与それぞれにより、SOD活性および酸化型/還元型グルタチオン比が大きく変動しており、酸化ストレスが抗腫瘍効果に関与している可能性が示唆された。3)マウス膀胱癌同所性モデルにて、Day30に膀胱を摘出し腫瘍サイズを確認した。Mitomycin CとTadalafilとを併用することにより、膀胱腫瘍サイズの低下を認めた。また併用群ではMitomycin C投与単独群に比べ、膀胱容量が維持されている傾向を認めた。予定通りに研究を遂行できている。1)マウス膀胱癌同所性モデルを用いた、抗癌剤膀胱内注入とTadalafilとの併用療法の抗腫瘍効果は既に確認できたが、あらたに抗癌剤膀胱内注入によって生じる膀胱萎縮の予防効果もTadalafilが有している可能性がこれまでの結果より示唆されている。マウス摘出検体を用い、浸潤している炎症性細胞の種類、線維化の程度を免疫組織染色にて行い、膀胱萎縮予防効果のメカニズムを解明する。2)ヒト膀胱がんに対するTadalafilの効果をレトロスペクティブに解明する。当教室は膀胱癌において多数の臨床データおよび未染の病理プレパラートを既に所有している(N=200)。その中には数名のTadalafil内服下の症例も含まれる。PDE5および一酸化窒素合成酵素eNOSの免疫組織染色を行い、抗癌剤治療前後での発現の変化、予後との相関につき解析する。3) Tadalafilの抗腫瘍効果に関与する、酸化ストレス制御以外のメカニズムの有無につき検討を行う。すでにマイクロアレイ解析にて1抗癌剤に伴い誘導されたオートファジーの抑制、2Wnt/β-カテニンシグナル伝達経路と薬剤耐性遺伝子(MDR1)活性化の抑制、3RB経路によるE2Fの不活化のPathwayが候補として挙がっているため、それぞれの経路の関与を検討する。

PDE5および一酸化窒素合成酵素eNOSの免疫組織染色を行い、抗癌剤治療前後での発現の変化、予後との相関につき解析する。3) Tadalafilの抗腫瘍効果に関与する、酸化ストレス制御以外のメカニズムの有無につき検討を行う。すでにマイクロアレイ解析にて1抗癌剤に伴い誘導されたオートファジーの抑制、2Wnt/β-カテニンシグナル伝達経路と薬剤耐性遺伝子(MDR1)活性化の抑制、3RB経路によるE2Fの不活化のPathwayが候補として挙がっているため、それぞれの経路の関与を検討する。使用したアッセイキットがキャンペーンにより想定より安価に購入できたことにより差額が生じた。当該助成金は、結果の確認など追実験のアッセイキット購入に使用させていただく。
酸化物熱電発電モジュールの作製技術の確立

近年,エネルギー資源の節約および環境保護の観点から熱電エネルギー変換技術が注目されている.熱電エネルギー変換技術は,熱電モジュールを用いて廃熱を電気エネルギーに直接変換することができる技術である.本研究においては,環境に優しく無害であり,かつ高温まで使用できる酸化物熱電材料を採用した熱電発電モジュールの作製技術の確立を目標した.その結果,二対または四対のp-NaCo_2O_4とn-ZnO焼結体を含む酸化物熱電発電モジュールの作製に成功した.接合方法については拡散接合および銀ろう接合を採用し,それらの接合条件の最適化も成し遂げた.また, SEM-EDX観察により作製したモジュールの焼結体材料と電極材料の接合界面の形態および組成分布に関する知見を得ることができた.さらに, 100回までの耐久性試験において出力低下が無いことを確認できた.近年,エネルギー資源の節約および環境保護の観点から熱電エネルギー変換技術が注目されている.熱電エネルギー変換技術は,熱電モジュールを用いて廃熱を電気エネルギーに直接変換することができる技術である.本研究においては,環境に優しく無害であり,かつ高温まで使用できる酸化物熱電材料を採用した熱電発電モジュールの作製技術の確立を目標した.その結果,二対または四対のp-NaCo_2O_4とn-ZnO焼結体を含む酸化物熱電発電モジュールの作製に成功した.接合方法については拡散接合および銀ろう接合を採用し,それらの接合条件の最適化も成し遂げた.また, SEM-EDX観察により作製したモジュールの焼結体材料と電極材料の接合界面の形態および組成分布に関する知見を得ることができた.さらに, 100回までの耐久性試験において出力低下が無いことを確認できた.熱電発電方式とは,p型とn型の熱電材料をII字形に接合したp-n対の片方に熱を加え,ゼーベック効果を利用して発電する方式であり,このp-n対を必要数直列にスタックさせたものが熱電発電モジュールである.この方式は,駆動部を持たずに熱を直接電気に変換できるため,次世代の廃熱回収システムとして期待されている.しかしながら,従来から実用化されていたBi-Te系,Pb-Te系熱電材料では重金属を含有しているため高価,有害,耐熱性に劣る等の欠点があり,実用上の障害となっていた.近年,これらの欠点を克服できる酸化物熱電材料の性能が飛躍的に向上し,従来材料に匹敵するレベルまで開発されつつある.しかし材料レベルでの開発は盛んであるが,モジュール化に漕ぎ着けた例は少ない.本研究においては,現状で最も高性能なコバルト酸ナトリウムと酸化亜鉛をそれぞれp型,n型材料として採用し,酸化物熱電発電モジュールの作製技術の確立を目標とした.初年度である平成21年度においては,(1)酸化物熱電材料の作製条件の最適化による性能の歩留りの向上,(2)拡散接合による酸化物熱電材料と電極候補材料の接合条件の最適化,について研究した.その結果,材料作製方法および拡散接合方法について最適条件を見出すことに成功した.従来の研究では,これらの材料を用いた熱電発電モジュールにおいて系統的に最適化した例は無く,酸化物熱電発電モジュールの開発に大きく貢献できたと考える.これらの成果については国際会議および国内学会にて発表を行った.しかしながら,現時点での試作モジュールは2対タイプであり発電出力が低い値に留まっている.研究2年目となる平成22年度においては,モジュールの対数の増加を試み,実用を視野に入れたより高出力の熱電発電モジュールを作製する予定である.熱電発電方式とは,p型およびn型の熱電半導体材料をII型の素子に接合し,温度差を与えることにより起電力を取り出す方式である.この素子を必要数直列接続させたものが熱電発電モジュールであるが,本発電方式は駆動部を持たずに熱を直接電気に変換できるため次世代型発電方式として有望視されている.従来のモジュールは重金属材料が主体であったため,高価,有害,耐熱性に劣る等の欠点を有していたため実用上の障害となっていた.90年代の後半からこれらの欠点を克服できる酸化物熱電材料が開発され,その性能も従来材料レベルまで向上されてきたがモジュール化に漕ぎ着けた事例は少なく,今後の開発が期待されていた.本研究においては,現時点でもっとも高性能な熱電特性を有するコバルト酸ナトリウム(p型)と酸化亜鉛(n型)を採用し,酸化物熱電発電モジュールの作製技術の確立を目標とした.2年目である平成22年度においては,(1)酸化物熱電材料の作製条件の最適化,(2)拡散接合による酸化物熱電材料と電極候補材料の接合条件の最適化,(3)長期耐久性試験による評価,について研究した.その結果,(1)については熱電材料の作製プロセスの見直しにより,特にp型材料の高密度化に成功した.(2)については,接合温度,時間,荷重の三条件を体系的に最適化することができた.(3)について100時間までの耐久性について問題無いことを確認できている.研究最終年度である平成23年度においては,実用的なモジュールを作製し,プロトタイプとして様々なデータを採取し,実用化に向けた総仕上げを実施する予定である.熱電発電方式とは,p型およびn型の熱電半導体材料をII型の素子に接合し,温度差を与えることにより起電力を取り出す方式である.この素子を必要数直列接続させたものが熱電発電モジュールであるが,本発電方式は駆動部を持たずに熱を直接電気に変換できるため次世代型発電方式として有望視されている.

従来のモジュールは重金属材料が主体であったため,高価,有害,耐熱性に劣る等の欠点を有していたため実用上の障害となっていた.90年代の後半からこれらの欠点を克服できる酸化物熱電材料が開発され,その性能も従来材料レベルまで向上されてきたがモジュール化に漕ぎ着けた事例は少なく,今後の開発が期待されていた.本研究においては,現時点でもっとも高性能な熱電特性を有するコバルト酸ナトリウム(p型)と酸化亜鉛(n型)を採用し,酸化物熱電発電モジュールの作製技術の確立を目標とした.平成23年度においては最終年度として(1)酸化物材料と電極材料の接合界面のミクロ分析,(2)出力向上および耐久性の評価,の二点を基軸に実験研究を実施した.(1)についてはSEM-EDX分析により酸化物材料と電極材料(銀)との接合界面を形状分析および組成分析を実施した.その結果,これまで不明であった界面の状態を確認することができた.(2)については,出力向上させるため,電気抵抗値が高いp型材料を除外し,n型材料のみによる単極型熱電発電モジュールを試作した.その結果,モジュールの内部抵抗は低減できたものの,発電出力は低下した.原因として,現時点での単極型モジュールの構造では素子材料両端の温度差が確保しにくいことが判明した.今後の課題としてはモジュール構造のさらなる改良と耐久性の評価が挙げられる.本年度を含め3年間で得られた研究成果は査読付き論文1件,学会発表5件として対外発表することができた.
Ｎｕｍｂの非対称分裂に関与しない新規な機能に関する研究

Notch受容体(Notch)を介したシグナル(Notchシグナル)は、細胞間の接触による細胞間相互作用において重要な働きを担っている。Notchシグナルは、多細胞動物で広く保存されており、ヒトでは、白血病や癌、様々な遺伝病と関係している。しかしNotchシグナルには不明な点も多くあるため、これらの疾患の有効な治療法の開発の障害になっている。そこで報告者はモデル生物であるショウジョウバエを用いて、Notchシグナルに関わる遺伝子の遺伝的探索を行い、得られた突然変異体の機能解析により、Notchシグナルの機能の理解を深めようとした。この探索によって得られたNumbは、その母性効果(母由来のタンパク質やmRNAによる効果)を除いたNumb突然変異ホモ接合体胚(numb m/z)において、本来は“はしご状"の中枢神経系が“ねじれている"ことを明らかにした。この原因として、胚の背腹軸形成が正常に起こってはいないことが考えられたので、背腹軸形成における位置情報を担うDorsal(NF-κBオーソログ)の核内濃度の背腹軸に沿った濃度勾配の異常を調べることにした。その結果、numb m/z胚では、Dorsalの背腹軸に沿った核内濃度勾配に乱れが生じることがわかった。Dorsalの背腹軸に沿った核内濃度勾配が形成される時期の胚を詳しく研究したところ、numb m/z胚では、胚の多細胞化と、その後に起こる胞胚の上皮化が正常に起こっていないことが明らかになってきた。Numbのこのような機能は、これまでに知られていない。また生殖細胞でNotch細胞内ドメインを過剰発現した胚を観察したところ、numb m/z胚とよく似た、ねじれた中枢神経系が認められました。28年度が最終年度であるため、記入しない。そこで申請者はモデル生物であるショウジョウバエを用いて、Notchシグナルに関わる遺伝子の遺伝的探索を行い、得られた突然変異体の機能解析により、Notchシグナルの機能の理解を深めようとした。この探索によって得られたNumbは、その母性効果(母由来のタンパク質やmRNAによる効果)を除いたNumb突然変異ホモ接合体胚(numb m/z)において、本来は“はしご状"の中枢神経系が、“メビウスの輪"のようにねじれていることがわかりました。Notchシグナルの異常によってこのような表現型が誘発されることはこれまでに報告がなく、Notchシグナルの新規な機能との関連が予測できました。申請者は、NumbがNotchシグナルの抑制因子であることを考えると、この表現型は、発生の初期におけるNotchシグナルの亢進によって誘発されている可能があると考えました。そこで、生殖細胞でNotch細胞内ドメインを過剰発現した胚を観察したところ、numb m/z胚とよく似た、ねじれた中枢神経系が認められました。このことから、NumbによるNotchシグナルの抑制が、これまでに知られていなしプロセスで機能していることが示唆できました。これらの研究は、これまでに知られていないNumbの機能と、その機能によるNotchシグナルの新規な制御機構の重要な知見をもたらすことが期待されます。NumbはNotchシグナルを抑制するので、numb m/z胚における異常はNotchシグナルの亢進によって起こっている可能性も考えられる。これらの研究によって、これまでに知られていないNumbの機能と、その機能によるNotchシグナルの新規な制御機構を理解することができると考えている。研究実地計画に記載されている、Numbの新規な機能とNotchの関係の解析が未だ解明できていないため。

Notch受容体(Notch)を介したシグナル(Notchシグナル)は、細胞間の接触による細胞間相互作用において重要な働きを担っている。Notchシグナルは、多細胞動物で広く保存されており、ヒトでは、白血病や癌、様々な遺伝病と関係している。しかしNotchシグナルには不明な点も多くあるため、これらの疾患の有効な治療法の開発の障害になっている。そこで報告者はモデル生物であるショウジョウバエを用いて、Notchシグナルに関わる遺伝子の遺伝的探索を行い、得られた突然変異体の機能解析により、Notchシグナルの機能の理解を深めようとした。この探索によって得られたNumbは、その母性効果(母由来のタンパク質やmRNAによる効果)を除いたNumb突然変異ホモ接合体胚(numb m/z)において、本来は“はしご状"の中枢神経系が“ねじれている"ことを明らかにした。この原因として、胚の背腹軸形成が正常に起こってはいないことが考えられたので、背腹軸形成における位置情報を担うDorsal(NF-κBオーソログ)の核内濃度の背腹軸に沿った濃度勾配の異常を調べることにした。その結果、numb m/z胚では、Dorsalの背腹軸に沿った核内濃度勾配に乱れが生じることがわかった。Dorsalの背腹軸に沿った核内濃度勾配が形成される時期の胚を詳しく研究したところ、numb m/z胚では、胚の多細胞化と、その後に起こる胞胚の上皮化が正常に起こっていないことが明らかになってきた。Numbのこのような機能は、これまでに知られていない。また生殖細胞でNotch細胞内ドメインを過剰発現した胚を観察したところ、numb m/z胚とよく似た、ねじれた中枢神経系が認められました。研究実地計画に記載されている、細胞化が異常になる突然変異でメビウスの輪状神経系の表現型を示すものの探索が不十分であるため。Numbの新規な機能とNotchの関係の解析を完遂し、この結果よりを踏襲しnumb m/zでみられる表現型とNotchシグナルの関連を、Notchシグナル構成因子との遺伝的上位性や、NumbとNotchシグナル構成因子との結合を調べることで解析する。28年度が最終年度であるため、記入しない。細胞化が異常になる突然変異でメビウスの輪状神経系の表現型を示すものの探索を完遂し、この探索により同定された突然変異体がnumb m/z胚と同様の細胞極性、細胞接着、細胞骨格の異常を示すか検討する。またNumbの新規な機能とNotchシグナルの関係性を解析します。
ネットワーク量を計算する並列アルゴリズムに関する研究

本研究の目的は,グラフ変換系の理論的枠組みについての考察を深め,その枠組みの中で新たな有用なネットワーク不変量の発見とその計算アルゴリズム開発,さらに,グラフ変換の特長を生かした並列分散計算手法の開発,及び,理論的解析と実現を考えることである.本年度は以下の通りの実績を修めることが出来た.1.グラフ変換理論における危険対の補題の一般化について変換規則の適用順序を変えても計算結果が変化しないことを保証する危険対の補題について次のような理論的考察を行った.2項関係を用いてグラフとグラフ変換を定式化し,その定式化の中で変換系の危険対の補題が成立することをグラフの圏のプッシュアウトの性質を用いて証明した.木や項を表す制限されたグラフの圏を関係式を用いて定式化した.変換規則を制限することで,それぞれの部分圏でのプッシュアウトが閉じていることを示し,それぞれの制限されたグラフ変換系においても危険対の補題が成立することを示した.本研究特徴は,木や項を表すためのグラフの制限を関係式で形式的に与えていること,危険対の補題の証明を関係計算と圏論の性質だけで抽象的に明解に行っていることである.2.グラフ変換処理系の実現理論的な形式的グラフ変換体系を取り扱う処理系計算機上へ実現については,プロトタイプとしてグラフ変換のみを行なうシステムの実現と改良を行い実行結果を追試した.変換規則を与える言語を定め汎用の変換システムに拡張すること,グラフアルゴリズムの具体的実現と実行結果の確認を行うことは残念ながら今回は十分には行えなかった.本研究の目的は,グラフ変換系の理論的枠組みについての考察を深め,その枠組みの中で新たな有用なネットワーク不変量の発見とその計算アルゴリズム開発,さらに,グラフ変換の特長を生かした並列分散計算手法の開発,及び,理論的解析と実現を考えることである.本年度は以下の通りの実績を修めることが出来た.1.グラフ変換理論における危険対の補題の一般化について変換規則の適用順序を変えても計算結果が変化しないことを保証する危険対の補題について次のような理論的考察を行った.2項関係を用いてグラフとグラフ変換を定式化し,その定式化の中で変換系の危険対の補題が成立することをグラフの圏のプッシュアウトの性質を用いて証明した.木や項を表す制限されたグラフの圏を関係式を用いて定式化した.変換規則を制限することで,それぞれの部分圏でのプッシュアウトが閉じていることを示し,それぞれの制限されたグラフ変換系においても危険対の補題が成立することを示した.本研究特徴は,木や項を表すためのグラフの制限を関係式で形式的に与えていること,危険対の補題の証明を関係計算と圏論の性質だけで抽象的に明解に行っていることである.2.グラフ変換処理系の実現理論的な形式的グラフ変換体系を取り扱う処理系計算機上へ実現については,プロトタイプとしてグラフ変換のみを行なうシステムの実現と改良を行い実行結果を追試した.変換規則を与える言語を定め汎用の変換システムに拡張すること,グラフアルゴリズムの具体的実現と実行結果の確認を行うことは残念ながら今回は十分には行えなかった.
新規ラジカル重合法によるヘテロ原子を含む共役系高分子の創成

無機高分子は、有機高分子には無い特異な材料としての性質を示すため、その新たな合成手法の開発に大きな関心が集まっている。本研究では、新規無機高分子の創出を目指し、環状ヒ素またはリン化合物と有機不飽和化合物とのラジカル反応を利用した従来にない重合法を開発するとともに、その重合機構や得られた高分子が有する特性について調べることを目的としている。本年度に得られた結果の概要は以下の通りである。1.代表者らが以前に開発した、環状ヒ素化合物とアセチレン化合物との環崩壊ラジカル交互共重合(Ring-Collapsed Radical Alternating Copolymerization, RCRAC)の反応系にスチレンなどの汎用ビニル化合物を共存させたラジカル三元共重合により、ポリ(ビニレン-アルシン)とビニルポリマーとの2種類のブロックを有する共重合体が得られることを見出した。このブロック性三元共重合体は、ポリ(ビニレン-アルシン)部位に由来する発光特性を示し、その発光色はモノマー仕込み比により制御できることを明らかにした。2.環状ヒ素化合物とフェニルアセチレンとのラジカル共重合系に架橋剤としてジエチニル化合物を共存させた三元共重合により、架橋型ポリ(ビニレン-アルシン)が得られることを見出した。また、架橋剤の仕込み比により得られる高分子の光学的特性や熱力学的特性を制御できることが示された。3.環状ジアルシン化合物である1,2,4,5-テトラメチルテトラヒドロジアルセニンはラジカル開始剤による単独重合性は示さないが、スチレンなどのビニル化合物共存下にてラジカル開始剤を作用させると共重合体が得られることが見出された。