hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
超弦理論におけるコンパクト化と低エネルギー有効理論の研究

超弦理論の低エネルギー領域の有効理論として得られることが期待される超対称模型の構造や性質について、純理論的な研究とは相補的な観点に基づき現象論的特性を中心に様々な側面から検討を行った。本研究において得られた主たる成果の概要は、以下の通りである。1.ゲージ相互作用により超対称性の破れが媒介される模型において、2重項と3重項分離問題として知られる問題を回避する対称性を導入し、ゲージフェルミオンの質量の普遍性を破る模型をSU(5)の枠組において構成した。超対称粒子の質量スペクトル構造を解析し、この場合に得られる超対称粒子のスペクトル構造はμ問題の解決に有利な働きをすることを示した。2.ゲージフェルミオン部分のCP位相の電気双極子能率への寄与は他の位相からの寄与とうまく相殺する可能性を持つことを、中性子、電子及び水銀の電気双極子能率を評価することで示し、超対称性の破れパラメータ領域について検討した。大きなCP位相が存在する場合に、Higgs粒子の質量が軽くなる可能性についても考察した。3.グラビティーノ問題を回避しつつレプトジェネシスを可能とするニュートリノ質量模型の構成した。ニュートリノ振動実験からの要請を満たしつつ、CP非対称性を最大化する模型を作ることによって、十分なレプトジェネシスを引き起こすのに必要な再加熱温度をグラビティーノ問題を回避できる程度にまで引き下げることができることを示した。4.μ問題に関わる平坦なポテンシャルを持つスカラー場をもとに、バリオン数非対称や暗黒物質を説明する具体的模型を構成した。さらに暗黒エネルギーとの関連についても検討を行った。超弦理論の低エネルギー領域の有効理論にしばしば現れる余分なU(1)対称性を持つ模型は、超対称標準模型に内在するμ問題を解決する可能性を持つなど大変興味深い。今年度は、μ問題やニュートリノ質量とインフレーションやレプトジェネシスとの関連を中心に検討を行った。さらに、超対称性の破れについてゲージーノ質量の普遍性が破れる可能性について考察した。1.ニュートリノ振動実験を通してニュートリノ質量の存在が確証された現在、ニュートリノ質量の説明は模型に要求される不可欠な条件といえる。ニュートリノ質量の小ささやμ問題を説明するため、中間エネルギースケールの存在が要求されることが多いが、超対称模型においてはこれは多くの場合、平坦なポテンシャルを持つ場の存在により実現される。ここでは、この平坦なポテンシャルを持つ場がインフラトンとなり得るように異常U(1)対称性のD項に基づくインフレーション模型を拡張した。この模型は、通常のD項インフレーションの持つ密度揺らぎの観測データとの矛盾を解決する可能性を持つと同時に、インフラトンがμ問題とニュートリノ質量の説明に密接に結びつけられることで、インフラトンに素粒子的意味付を与える。さらに、この種の模型におけるレプトジェネシスの可能性についての考察を行った。2.超対称模型において、超対称性を破るほとんどのシナリオは共通のゲージーノ質量を予言する。ところが、超対称統一模型に共通の問題である2重項-3重項分離問題を解決するために離散対称性の導入を試みた場合、ゲージ群の構造の拡張が必要になる。ここでは、このゲージ群を拡張した模型において超対称性の破れをゲージ場に媒介される超対称性の破れによる機構に基づくと仮定すると、ゲージーノ質量の普遍性が一般的に破れることを示した。さらにその現象論的効果として、ゲージーノ質量のCP位相の普遍性が破れる場合には、超対称粒子による電子や中性子の電気双極子能率への量子補正は、超対称粒子の質量がO(100)GeVで、かつ超対称性の破れの位相がO(1)であっても実験に抵触しない可能性について検討を進めた。超弦理論の低エネルギー領域の有効理論の現象論的特性は超対称性の破れの構造により決定され、超対称標準模型に内在するμ問題等とも密接な関連を持ちその解明は極めて重要である。

今年度は超対称性の破れついて、非普遍的ゲージーノ質量が存在する場合の現象論的可能性の検討を中心に、μ問題やニュートリノ質量とインフレーションやレプトジェネシスとの関連の検討も行った。本研究において得られた主たる成果の概要は、以下の通りである。1.超対称統一模型に共通の問題である2重項-3重項分離問題を解決するためにゲージ群を拡張し離散対称性を導入した模型においては、ゲージーノ質量の普遍性が一般的に破れ得ることを示した。この現象論的効果として、ゲージーノ質量のCP位相の普遍性が一般的に破れ、通常考えられている以上に多くのCP位相が物理的効果をもたらすことを指摘した。さらにこのような場合のμ問題の特徴について調べるとともに、超対称粒子による電子や中性子の電気双極子能率への量子補正について、超対称粒子の質量がO(100)GeVで、かつ超対称性の破れの位相がO(1)であっても実験に抵触しない可能性について検討を進めた。2.ニュートリノ質量の小ささやμ問題を説明するため、中間エネルギースケールの存在が要求されることが多いが、超対称模型においてはこれは多くの場合、平坦なポテンシャルを持つ場の存在により実現される。この平坦なポテンシャルを持つ場がインフラトンとなり得る場合について、インフラトンがμ問題とニュートリノ質量の説明に密接に結びつけられる可能性について検討を進め、この種の模型におけるレプトジェネシスの可能性についての考察を行った。超弦理論の低エネルギー領域の有効理論の現象論的特性は超対称性の破れの構造により決定され、超対称標準模型に内在するμ問題等とも密接な関連をを持ち、その解明は極めて重要である。今年度は超対称性の破れついて、非普遍的ゲージーノ質量が存在する場合の現象論的問題として、CP位相と電気双極子能率(EDM)との関係やμ問題を取扱い、さらにニュートリノ質量行列とレプトジェネシスとの関連の検討も行った。1.超対称統一模型に共通の問題である2重項-3重項分離問題を解決するために、ゲージ群の構造を拡張することにより離散対称性を導入した模型では、ゲージーノ質量の普遍性が一般的に破れ得る。この模型の現象論的効果として、ゲージーノ質量のCP位相が電子や中性子等のEDMにもたらす効果を調べ、超対称粒子の質量がO(100)GeVで、かつ超対称性の破れの位相がO(1)であっても実験に抵触しない可能性を示した。また、このような場合のヒッグス粒子の質量や相互作用の特徴について調べた。さらに、このような模型におけるμ問題の解決について調べた。2.中間エネルギースケールの存在に基づきμ問題を説明を試みる場合、一般に平坦なポテンシャルを持つ場の存在が仮定される。この平坦なポテンシャルを持つ場は、新しい大域的U(1)対称性の存在をもたらすが、この対称性に基づくバリオン数生成の可能性を指摘した。さらに、重い左巻きニュートリノの崩壊においてCPの破れを最大限に実現し、かつニュートリノ振動の実験データを説明し得る模型を提案し、それに基づきレプトジェネシスに際して要求される再加熱温度について検討した。
領域政治の再編とローカルガバナンスをめぐる地域民主主義の可能性に関する研究

平成19年度の研究は以下3点にまとめられる。(1)自己が自己について語るという「自伝」に特徴的な論理を、W.ジェイムズの議論から改めて哲学史上の問題として考えた。スペンサーへの批判にみられる、<思考すること>と<思考されたもの>は心の働きにおいて分かつことが不可能である、という議論を出発点にして、そのような心の理解が『宗教的経験の諸相』の叙述において具体的にどの結実しているのか、その把握に努めた。以上の観点からテクストを読むと、これまで素朴に自伝的性格と語られてきたこの著作は、哲学的な問題枠組みからみても「自伝」という概念の検討を迫る内容を有していることを理解し、「過剰信仰」というジェイムズ独自の用語が<信じられたもの>と<信じること>を不可分なものとしている点を整理した。(2)W.ジェイムズについて、哲学的研究ではその個人主義が、知識人史の研究では社会改革者としての姿が論じられてきたが、その思想のなかでのつながりを見いだすべく『多元的宇宙論』の再読を行った。個々の人間によるよりよい世界へ向けた改革のビジョンがいかに可能かを間うたこの著作では、個人の人格的な回復をめぐる問題が社会的ビジョンと直接的に結びけられている点を明らかにした。この成果の一部は、(1)の研究とあわせて、「プラグマティズムと善の増進-W.ジェイムズにおける「回復」と「改革」の関係」というタイトルで論文にまとめている。(3)A.ジェイムズの『日記』の翻訳、ジェイムズ家をめぐる伝記的な史料の研究を継続した。とりわけ、ジェイムズ家に関する伝記的な研究において、兄W.ジェイムズと妹A.ジェイムズの関係は、兄/妹、父/子という二者関係の理論に依拠してきた点を批判的に検討した。本年度は2005年に提出した修士論文の再考を進めた。ウィリアム・ジェイムズの思想をアメリカ思想史の文脈のなかで把握し直すべく、思想史、知識人史の関連文献の整理・収集、読書を通じて体系的な理解を深めることにつとめた。その研究報告として、第30回社会思想史学会において「倫理規準としてのプラグマティズム-W.ジェイムズによる心理化と実践」という題目で口頭発表をおこなった。結果として、ジェイムズの初期プラグマティズムがアメリカ思想史において果たした批評的機能についてさらに研究を深めるべき点等を見いだすことができた。社会的実践の意味合いをもった批評行為を通じて、アメリカ知識人史の文脈を整理し、新批評の展開、ニューヨーク知識人における社会批評の展開等との関連について現在研究を進行中である。研究課題の直接的な研究対象であるアリス・ジェイムズについてなされた批評や戯曲化も経緯をふまえないわけにはいかない。さらに、ジェイムズ家にみられる規範と異端性とのせめぎ合いのなかから、アリスとウィリアムの関係にくわえて、家族のメンバーそれぞれの影響関係を考察中である。また、アリスの唯一の纏まったテクストである日記の分析を進めてきた。日記のなかにしばしば引用されるフランスの19世紀の雑誌類の資料調査をフランス国立図書館のマイクロフィルム資料を用いて行った。また、アリスを部分的にとりあげているアメリカで提出された複数の博士論文の内容についても、テクストを入手してフォローアップする準備ができた。課程における研究1年目ということもあり、研究課題の遂行のための準備に多くの時間を費やすことになったが、次年度はその下地を生かして研究報告へと結びつけたい。本年度は、研究論文の構想の枠組みを練り直すことを目的として、そのための基礎的研究に集中した。第一の成果は、2006年10月末から2週間に渡って実施したハーバード大学フートンライブラリーでの資料調査である。研究題目にあげた、A.ジェイムズ、W.ジェイムズの史料を中心に、James Family Boxとして当該アーカイブにおいて分類された膨大な資料の全体像を把握し、その一端を実際に読み込む作業にとりかかることができた。持ち帰った資料はマニュスクリプトのマイクロフィルムが多いため、整理に多少時間を要するが、現在その内容の分析を進行中である。また、同旅行中にボストン公立図書館にて、W.ジェイムズが19世紀末から行った社会批評の背景にある歴史史料の収集もすることができた。それらは、先の二人の執筆活動において共通する批評行為の社会的、歴史的意味合いを考察するための材料となる。現在、この資料をもとに、研究論文を執筆中である。また、昨年度は、これまであまり注目されることのなかったA.ジェイムズのテクストを思想史的にどのように位置づけることが可能なのか、というところで研究上の問題を抱えていたが、上述のように一次文献とその文脈を整理することによって、研究論文を具体的に特徴づける枠組みを見つけ出すことができた。それは研究を遂行する上で、非常に大きな収穫であったといえる。すなわち、「自伝」というジャンルの再検討であり、また「自伝」という営みそのものの再考である。自伝については、これまで文学研究においては、作品と作家の人生の関係性において、またテクストの歴史化、批評の歴史化、という潮流において研究がなされてきたが、「自己が自己について語ること、また語り直すこと」という哲学的・思想的次元での考察を進めていくことにしたい。修士論文においてとりあげたW.ジェイムズの宗教経験論は、宗教的回心をとりあげて、ある個人の人生における劇的な瞬間や、突出した意識状態のなかで生じる自己像の変化を論じている。W.ジェイムズの一連の著作に自伝研究を参照するとき、常にJ.J.ルソーを基点にして論じられる自伝論に、19世紀後半から世紀転換期という時代的特徴を見いだすことができるのではないかと考えている。

そのとき、大きな著作を運すことのなかったA.ジェイムズの断片的なテクストを思想史的に位置づけることが可能になると考えている。以上のような方針で研究をかたちにして、19年度は積極的に研究報告をしていきたい。平成19年度の研究は以下3点にまとめられる。(1)自己が自己について語るという「自伝」に特徴的な論理を、W.ジェイムズの議論から改めて哲学史上の問題として考えた。スペンサーへの批判にみられる、<思考すること>と<思考されたもの>は心の働きにおいて分かつことが不可能である、という議論を出発点にして、そのような心の理解が『宗教的経験の諸相』の叙述において具体的にどの結実しているのか、その把握に努めた。以上の観点からテクストを読むと、これまで素朴に自伝的性格と語られてきたこの著作は、哲学的な問題枠組みからみても「自伝」という概念の検討を迫る内容を有していることを理解し、「過剰信仰」というジェイムズ独自の用語が<信じられたもの>と<信じること>を不可分なものとしている点を整理した。(2)W.ジェイムズについて、哲学的研究ではその個人主義が、知識人史の研究では社会改革者としての姿が論じられてきたが、その思想のなかでのつながりを見いだすべく『多元的宇宙論』の再読を行った。個々の人間によるよりよい世界へ向けた改革のビジョンがいかに可能かを間うたこの著作では、個人の人格的な回復をめぐる問題が社会的ビジョンと直接的に結びけられている点を明らかにした。この成果の一部は、(1)の研究とあわせて、「プラグマティズムと善の増進-W.ジェイムズにおける「回復」と「改革」の関係」というタイトルで論文にまとめている。(3)A.ジェイムズの『日記』の翻訳、ジェイムズ家をめぐる伝記的な史料の研究を継続した。とりわけ、ジェイムズ家に関する伝記的な研究において、兄W.ジェイムズと妹A.ジェイムズの関係は、兄/妹、父/子という二者関係の理論に依拠してきた点を批判的に検討した。
個々の表面半導体ナノ構造のフォノン寿命時間計測

ポンプ-プローブ法を用いて、時間分解STM発光の計測に成功した。Sb2Te3のSTM発光スペクトルは、光学的遅延時間が13psから0psの間で劇的に変化した。この変化がフォノンに起因すると仮定すると、フォノンの寿命時間は6ps程度と評価される。しかし、変化の機構の解明ははまだ十分にはなされていない。数nmのサイズの微細構造に対しても計測を行い、明確なサイズ効果が見られることを発見した。本研究の目的は、個々の半導体ナノ構造中の光学フォノンの寿命時間決定を可能にする全く新しい手法の開発にある。ピコ秒パルス・レーザーと走査型トンネル顕微鏡(STM)発光分光を組み合わせた時間分解STM発光分光にポンプ-プローブ的な手法を導入することにより、個々の半導体微細構造のフォノンの寿命時間計測を目指す。具体的には、STM像中で識別される個々の半導体ナノ構造中にポンプ光によりフォノンを励起し、その緩和の様子を制御された遅延時間を有するプローブ光による時間分解STM発光分光により観測することで寿命時間を決定するする。平成22年度は「準備作業」と「Sb2Te3多結晶試料のフォノン寿命時間の決定」を目標として研究を実施した。準備作業は光遅延系と高感度微弱光計測系の構築からなる。前者は完了したが、後者は本研究予算で購入を予定していた赤外高感度型のCCD検出器の納品が平成23年1月末にずれ込んだ。その結果、フォノン寿命時間の決定には遅れが発生しているが、納品を待っている間に、Sb2Te3多結晶試料のSTM発光スペクトル中のフォノン誘起構造を、既存の検出器を用い長時間露光することで、精密に計測した。このスペクトルを元にフォノン誘起構造が出現する機構を考察した。また、Sb2Te3とは異なった形で振動エネルギーを発現する系(Cu(110)上のベンゼン、銀微粒子上のアルカンチオール)についても研究を進めた。これらの系についても、最終的には本研究計画で開発を目指している計測の枠組み内でフォノンの寿命時間決定が可能になると考えているので、強い相関がある研究である。本研究の目的はピコ秒の時間分解能と原子レベルの位置分解能を有する計測法を開発し、半導体ナノ構造のフォノンの寿命時間を計測することにある。具体的には、ピコ秒レーザーに光遅延回路を組み込むことでポンプ・パルスとプローブ・パルスを生成し、それらをSTMの試料-探針ギャップに照射した際に観測されるSTM発光スペクトルの特性変化をポンプ・パルスとプローブ・パルスの時間間隔の関数として計測を実施することにより、フォノンの寿命時間を決定する。必要な主要実験機器はピコ秒レーザー発生装置、光遅延回路、STM装置、発光計測系である。この中で本研究計画で準備する必要があったのは、光遅延回路であり、それは平成22年度中に終了していた。また、試料系としてはピコ秒レーザー照射時のみにSTM発光を示すSb2Te3である。計画調書に従えば、本手法の実証実験をSb2Te3の連続薄膜を試料系として平成22年度中に実施し、平成23年度は、Sb2Te3のナノ構造を試料とした実験を行うとなっている。しかし、平成22年3月に発生した地震により、主要装置の内、ピコ秒レーザー発生装置(励起用レーザーの出力低下)、STM装置(探針スキャナーの動作不良)、発光計測系(動作不良)が故障した。平成24年の2月末までにこれらの機器の修理(業者からの返却)は終了したが、個々の機器のキャリブレーションとそれに引き続くシステムの再構築、さらには被災した実験室(コンクリート壁の崩落)の復旧作業に伴う実験の中断等で、実質的な研究は光遅延回路の試験と試料表面の清浄化条件の決定に留まった。試料の清浄化過程を詳細に検討し、見直しを行った結果、大気中を搬送された試料にも関わらず、MBE法で作製された試料と同レベルのUPSスペクトルが得られるまでの清浄化に成功した。これは本研究の実施にとって極めて有用な成果である。本研究計画の目的は、これまでに実施されたことがない「ピコ秒の時間分解能と原子位置分解能を有する手法」を開発することにあった。具体的なターゲットとして半導体ナノ構造のフォノン寿命時間の決定を選んだ。Sb2Te3を試料とした場合、ポンプ・パルスとプローブ・パルスの時間差が12 ps程度位内でSTM発光スペクトルが大きく変化することを発見した。この実験結果はピコ秒の時間分解能と原子位置分解能を有する分光法が可能であることを示す画期的な成果であると考える。実験計画調書によれば、22年度は計測システムの組み立てとSb2Te3を試料とした実証実験を、23年度はSb2Te3のナノ構造に対する実験を行いサイズ効果の確認を、24年度はGaAs等の別の試料系への展開を行う計画であった。しかし、平成23年3月に発生した震災により、関連機器の多くが故障し、修理・調整に多くの時間が必要であった。

そのため、実証実験の再開が可能になったのは平成24年の10月になってからである。集中的に実験を行い、以下の成果を得た。(1)Sb2Te3の連続膜の場合、ポンプ光とプローブ光の時間差が12 psよりも大きい時には、STM発光スペクトルには特段の変化は見られないが、12 psから0psまでは著しい変化を示す。その後(プローブ光が先に到着し、ポンプ光が遅れる)は、再び、12 psよりも大きい時に観測されるスペクトルに戻る。(2)Sb2Te3がナノ構造となった場合にも同様な時間振る舞いが観測されるが、各STM発光スペクトルの形状は連続膜試料の場合とかなり異なる。具体的には、フォノン誘起構造が連続膜よりも顕著でない。他の試料系への展開は(GaAsではなく)Cu(110)上の単一ベンゼン分子に対して実施した。この系でも、ピコ秒レーザー照射に伴い、STM発光中へのベンゼンの振動エネルギーの現れ方が変化する。上述のように、平成23年3月の震災により、実験室や主要機器が損傷を受け、その修理・修復に大半の時間がとられたからである。24年度が最終年度であるため、記入しない。研究・実験に必要な機器の修復が終了した(最後になった実験室の壁の崩落修理完了は平成24年9月)ので、予定した実験を速やかに実施するのみである。
肝細胞癌進展におけるＴＧＦβ－Ｈｉｐｐｏシグナルのクロストークに関する研究

肝細胞癌においてTAZの発現抑制により細胞増殖能が低下、Aktのリン酸化が抑制、強制発現によりAktのリン酸化が促進された。抗がん剤5FU投与下でTAZを発現抑制すると化学療法抵抗性は増大しYAPが発現誘導されていた。この増大した化学療法抵抗性はTAZ/YAPの発現抑制によって改善したため、TAZは肝細胞癌の増殖や予後不良に関与しているが、TAZとYAPは相補的な関係を有し、肝細胞癌の治療戦略においてはTAZ/YAP共に治療標的にすべきと考えた。一方、TAZの抑制及び強制発現下におけるTGF-β-Smadシグナル変化に関しては明確な変化を認められず、クロストーク存在の可能性は低いと考える。肝細胞癌は肝癌の95%を占め、全癌死の10%を占める主な癌死因となっている。最近では生活習慣病患者に伴う肝発癌の増加が指摘されており、さらなる肝細胞癌進展の機構解明ひいては新規治療戦略の構築が必要である。Transforminggrowthfactor (TGF)-β-Smadシグナルは癌細胞に対しては上皮間葉転換Epithelial-mesenchymal transition (EMT)を誘導し、癌の浸潤・転移に関与する。申請者らのこれまでの実験結果に基づき、腫瘍抑制シグナルHippo pathwayの構成成分TAZを介したTGF-β-Smadシグナルを抑制することで肝細胞癌の進展が抑制される、という仮説を立てた。これまでに、肝細胞癌におけるTAZの免疫染色において約半数でTAZの発現を認め、また癌部の凍結標本から抽出したRNAにおけるTAZmRNAレベルの高発現が予後不良因子であることを確認している。In vitroの実験においてはTAZ高発現肝細胞癌株HepG2において、si-RNAによるTAZの発現抑制による細胞増殖能が低下することを確認した。さらにTAZの発現抑制によりwesternb lotによりAktのリン酸化が抑制され、Erk1/2のリン酸化は影響されなかった。すなわち、TAZはPI3K/Akt pathwayを介して肝細胞癌の増殖に関与している可能性が示唆され、TAZが肝細胞癌の治療戦略において新しい治療ターゲットになりえる可能性が示唆された。TGF-β-Smadシグナルは癌細胞に対しては上皮間葉転換(EMT)を誘導し、癌の浸潤・転移に関与する。申請者らのこれまでの実験結果に基づき、腫瘍抑制シグナルHippo pathwayの構成成分TAZを抑制することで肝細胞癌の進展が抑制される、という仮説を立てた。肝細胞癌におけるTAZの免疫染色において約半数でTAZの発現を認め、また癌部の凍結標本から抽出したRNAにおけるTAZmRNAレベルの高発現が予後不良因子であることを確認している。In vitroの実験においては、TAZ高発現肝細胞癌株に対してsiRNAを用いたTAZの発現抑制によって細胞増殖能が低下し、western blotによりAktのリン酸化が抑制された。さらにTAZ低発現肝細胞癌株にTAZを強制発現させることでAktのリン酸化が促進されることも確認した。TAZの化学療法抵抗性における役割を検討したところ、抗がん剤5FU投与条件下においてTAZを発現抑制したところ、予想に反して化学療法抵抗性が増す現象を確認した。この化学療法抵抗性の増大に関与する分子機構については、TAZの発現低下に伴ってHippo-pathwayのもうひとつの構成成分でありYAPが発現誘導されており、この化学療法抵抗性はTAZ/YAPのdouble knockdownによって改善される結果を得ている。すなわち、TAZはPI3K/Akt pathwayを介して肝細胞癌の増殖や予後不良に関与している可能性が示唆されたが、TAZとYAPは相補的な関係を有し、肝細胞癌の治療戦略においてはTAZ/YAPともに治療ターゲットにすべきと考察された。消化器外科研究計画書に提出した4項目の研究項目に対して現在2項目まで検証が終了しており、おおむね順調と判断する。引き続き研究を遂行し、提出した4項目の研究項目のうち残り2項目について検証を進める。消耗品等、比較的安価で購入でき、また医局内保管のものを使用できたため。研究関連の消耗品購入費用のほか、研究発表のための旅費および関連試料のファイリング、実験結果のまとめ、保管を行ってもらうための人件費に充てる予定である。
肉食性動物プランクトンが水産有用魚種の初期減耗におよぼす影響について

1970年以来,東大海洋研究所研究船,白鳳丸・淡青丸を用いて東京湾,相模湾,駿河湾,大槌湾,三陸沖,日本海およびベ-リング海で採集された毛顎類3種(Sagitta elegans,S.crassa,S.nagae)の消化管内容物を光学顕微鏡および走査電顕を用いて調べた。毛顎類3種の主要餌生物はカイアシ類で時には全消化管内容物の80%以上を占めることがあった。次いでオキアミ類,端脚類,枝角類,介形類,毛顎類,クラゲ類などが検出された。稚仔魚はほとんど検出されず三陸沖,ベ-リング海,日本海から採集された個体に見られるが出現率は全消化管内容物の1%にも満たなかった。S.nagae,S.elegansを用いた摂餌実験ではカイアシ類など他の餌生物と一緒にされる稚仔魚はほとんど捕獲されず,稚仔魚のみにして高密度条件の時に捕食が認められた。カイアシ類,枝角類などの甲殻類は形状も丸みをもち毛顎類に顎毛で捕獲された後,短時間に口の中に呑み込まれるが,細長い形状を有する稚仔魚は捕獲から呑み込まれるまで時間がかかり,また呑み込まれない個体もかなり多い。顎毛で傷つけられた稚仔魚は捕食されなくても,その後充分な遊泳ができないためやがて死に致ると推定される。野外調査では三陸沖暖水塊のフロント域には多くの稚仔魚が出現したが,その海域から採集された毛顎類の消化管内からは前述のごとくほとんど稚魚が見られないという現象が認められた。この事は顎毛で傷つけられる稚仔魚の多さを示唆するものである。東京湾から採集されたミズクラゲの消化管の中からも若干の稚魚や魚卵が検出された。大槌湾に生息する端脚類Themisto japonicaは春季にはイカナゴの稚仔魚を捕食し,摂餌は餌の密度が高くなるのに伴なって活発になる傾向が認められた。
卵巣癌のアポトーシス抑制因子の解析に基づく新しい癌化学療法の基礎的研究

本研究は、卵巣癌細胞において制癌剤抵抗性要因となっているアポトーシス抑制因子を解析し、これらによるアポトーシス抑制を解除する方法を確立した上で、これとcisplatin併用による新しい卵巣癌治療法の開発を目指した基礎的研究を行うものである。本研究の内容は(1)卵巣癌におけるゴナドトロピンとその受容体を介するアポトーシス抑制機序の解析、(2)卵巣癌における癌遺伝子であるc-erbB-2を介するアポトーシス抑制機序の解析、(3)卵巣癌におけるアポトーシス関連遺伝子bcl-2/baxの遺伝子操作によるアポトーシス誘導の確立、である。本研究期間内に、ゴナドト口ピンであるヒト絨毛性ゴナドトロビン(hCG)、およびその受容体LH/hCGreceptorによるシグナル伝達がcisplatinによるアポトーシスを抑制することがin vitroで確認できた。さらに、このアポトーシス抑制における細胞内シグナル伝達経路はbcl-2/baxの発現変化によるものではなく、hCGによって誘導される[GF-1がautocrine,paracrineに作用してアボトーシス抑制に働いていると考えられ、実際、IGF-1受容体に対する中和抗体の同時添加ではhCGのアポトーシス抑制が解除された。血中ゴナドトロビンレベルを低下させるGnRH analogue製剤を用い、これをcisplatinと併用することで癌治療増強効果が認められるか否かは、本学医の倫理委員会の承認を得て臨床試験を開始しており症例を集積中である。卵巣癌細胞における主要な癌遺伝子であるc-erbB-2を介したシグナル伝達もcisplatin抵抗性に関与している可能性が考えられるが、c-erbB-2アンチセンスオリゴヌクレオチドを用いた検討では、卵巣癌細胞のcisplatin感受性を上昇させなかった。アポトーシスを促進する遺伝子であるbaxを組み込んだアデノウイルスベクターを作成し、これを卵巣癌細胞に移入させる実験系が確立された。bax遺伝子導入が卵巣癌細胞のアポトーシスを誘導し、cisplatinとの併用で殺細胞効果が高められることが確認された。さらにヌードマウスを用いたin vivo系でもbax組み替えアデノウイルスベクターの有用性が示されてきている。
頭頚部悪性腫瘍に対するアプリケーターを応用した高線量率小線源治療に関する研究

本年度に実施することができた1症例について報告する。症例は73歳の男性で、口腔内の違和感を主訴に平成14年2月に本院を受診した。口腔内所見として、右側下顎大臼歯部から臼後部を中心に歯肉頬移行部、軟口蓋、口蓋舌弓に伸展した腫瘤性病変を認めた。生検の結果は扁平上皮癌の診断であった。患者の年齢、合併症を考慮して放射線治療が第一選択となった。外部照射(60Gy/24f)後、残存腫瘍に対してアプリケーターを利用した高線量率小線源治療を施行した。具体的な方法は、残存腫瘍を十分に含むように下顎の印象採得を行い、下顎歯列の石膏模型を作製した。次に模型上にプラスチックディスクを圧接しモールドを作製し、照射範囲を考慮して線源挿入のためのアプリケーターを歯科用即時重合レジンで固定した。治療部位に過不足なく均等に照射するため、本症例では近遠心方向に4本のアプリケーターを可及的に平行かつ等間隔に配置した。アプリケーターを装着したモールドを患者に試適し調整した後、ダミー線源をアプリケーターに挿入し、治療用CTを撮像し、治療計画装置にて線量計算を行った。その治療計画に基き、本症例では12Gy/2fの高線量率小縁源治療を施行した。その後、放射線性粘膜炎も消退し、肉眼的に腫瘍が消失したが、約4ヵ月後、経過観察中に照射部位内の右側下顎大臼歯歯槽頂部に潰瘍が出現し、切除生険の結果、潰瘍の近心頬側部に腫瘍細胞を認めた。同時に同側の頚部リンパ節転移も出現したため、原発巣の拡大切除術、及び頚部郭清術を施行した。原発巣の手術材料の病理検査では、腫瘍細胞の残存は認めなかった。本研究においては僅か1症例しか経験できず、結果的に腫瘍を完全に制御することができなかった。しかしながら腫瘍細胞死滅効果は明らかに認められ、アプリケーターの配置や線量分布、線量の改良で十分に腫瘍細胞を全滅させうる可能性は示唆できたと思われる。本年度は本研究対象のeligibilityを有する症例が無く未実施である。理由としては(1)主な対象症例としていた早期表在性の歯肉、口蓋、口腔底の悪性腫瘍は、その大多数が近接した骨に浸潤した進行癌症例で、そのため外科的切除が第一選択となった。(2)上顎洞癌においては、(動注)化学療法と放射線(外照射)療法の同時併用療法が経験的に有効であるとして標準的な治療法として確立しつつある。(3)本学放射線科では従来、周囲正常組織に対する障害を最小限に抑えるためのCT、MRI治療計画装置による多門照射、あるいは近年ではIMRT(強度変調放射線治療)に傾注している現状がある。(4)当施設での実績が無いため放射線治療医、耳鼻科医、口腔外科医らが協力に消極的である。などが考えられる。従って来年度に向けては症例の獲得を第一の目標とし、そのために対象症例の幅を拡大する。具体的には根治照射症例にとどまらず、手技的に手術不可能な症例、あるいは手術が拒否された症例、高齢または合併症のため全身状態が悪く治療完遂が不可能と思われる症例など姑息的治療を前提とした放射線治療症例も対象に含めることにする。また現時点における頭頚部領域悪性腫瘍の高線量率小線源治療に関する文献を渉猟し、あるいは実際に既にルーティンに実施されている他施設から情報を収集し、その有効性を提示することによって、放射線治療医、耳鼻科医、口腔外科医に対して、アプリケーターを用いた高線量率小線源治療を選択肢として今まで以上に積極的に推薦し、同時に患者に対しても、この治療法を啓蒙しインフォームドコンセントと協力を得るように努力する。経験症例数としては35例を目標に遂行に努める。その後、放射線性粘膜炎も消退し、肉眼的に腫瘍が消失したが、約4ヵ月後、経過観察中に照射部位内の右側下顎大臼歯歯槽

頂部に潰瘍が出現し、切除生険の結果、潰瘍の近心頬側部に腫瘍細胞を認めた。同時に同側の頚部リンパ節転移も出現したため、原発巣の拡大切除術、及び頚部郭清術を施行した。原発巣の手術材料の病理検査では、腫瘍細胞の残存は認めなかった。本研究においては僅か1症例しか経験できず、結果的に腫瘍を完全に制御することができなかった。しかしながら腫瘍細胞死滅効果は明らかに認められ、アプリケーターの配置や線量分布、線量の改良で十分に腫瘍細胞を全滅させうる可能性は示唆できたと思われる。
血管奇形由来内皮細胞の効率的培養法の確立およびその病態解析

血管奇形から単離した血管内皮細胞を用いて分子生物学的研究を行うことが病態解明のアプローチとなるが、血管内皮細胞の単離培養は難しいとされてきた。本研究で血管奇形の病変組織を酵素分散法および磁気分離装置(MACS)のソーティングを行うことで効率的な血管内皮細胞の初代培養法を確立できた。本法で単離した細胞は血管内皮細胞に特有な敷石状構造を呈しており内皮細胞に特異的なマーカーの発現が確認できた。さらに単離できた細胞について、Rhoキナーゼ阻害剤であるY27632の添加によりその増殖能は飛躍的に上昇した。またY27632により血管形成能が有意に増加し、細胞寿命は有意に延長した。血管奇形は主に先天性の血管形成異常によるもので病変はしばしば人体の整容的・機能的障害を伴う。血管奇形の治療には外科的切除か塞栓術や硬化療法などの非外科的治療があるが、病変はしばしば周辺の筋肉内や神経、正常血管に入り込んでいるため完治は困難であり再発例も多い。血管奇形の治療法が限定される現状、および治療後の高い再発率を考えると病態生理に基づいた革新的な治療法の開発が必要である。しかし血管奇形の病態生理はほとんど明らかにされていない。その一因として血管奇形病変から血管内皮細胞を単離培養されたという報告が少ないためである。申請者は先行研究で正常組織から血管内皮細胞の初代培養に成功した。これを応用して種々の血管奇形組織から血管内皮細胞の初代培養を行い、さらに簡便で効率的な培養法を確立させ、得られた細胞を用いて分子生物学的研究を行う。本法で初代培養された血管内皮細胞が、従来法と同様の採取組織固有の性異質を反映していることを明らかにし、血管奇形の病態生理研究の礎を築くことが本研究の目的である。初年度は血管奇形からの血管内皮細胞単離法の確立、またこの方法で得られた細胞を用いて初代培養過程におけるY27632の作用の評価、DNA定量的評価を用いた初代培養過程の解析、Y27632による血管内皮細胞初代培養確立効率への影響の評価、単離された初代培養血管内皮細胞の増殖効率・細胞寿命に対するYの影響の評価について行う計画とした。初年度で、血管奇形組織のサンプルを入手し血管内皮細胞の単離に成功した。この細胞を用いてY27632の作用を評価した。具体的には増殖効率の上昇・細胞寿命の延長効果があることが分かった。静脈奇形組織のサンプルを用いて血管内皮細胞の初代培養に成功した。本法は磁気細胞分離装置(MACS)を用いた細胞ソーティングを全例3回行うことでほぼ100%の純度で単離することが可能となった。この方法は血管内皮細胞単離の従来法であるexplant法に比べて、少量の組織で可能な、非常に簡便で、きわめて再現性の高い方法と考え、様々な血管奇形に応用できると考える。初年度行えたのは血管奇形の中でも静脈奇形のみでありサンプルも5例とまだ少ない。今後動静脈奇形、毛細血管奇形、リンパ管奇形のサンプルからの単離も検討する必要がある。サンプル数は最終的には各組織で10例程度行うことが望ましいと考える。またY-27632の血管内皮細胞における作用についての評価を行った。増殖効率について、5例ともY-27632添加培地で培養した血管内皮細胞は増殖率が飛躍的に上昇した。また細胞寿命についてもY-27632は延長効果があることが分かった。一方でDNA定量的評価を用いた初代培養過程の解析は初年度は行うことが出来ず、次年度に行うこととしたい。具体的には増殖効率の上昇

・細胞寿命の延長効果があることが分かった。血管奇形から単離した血管内皮細胞を用いて分子生物学的研究を行うことが病態解明のアプローチとなるが、血管内皮細胞の単離培養は難しいとされてきた。本研究で血管奇形の病変組織を酵素分散法および磁気分離装置(MACS)のソーティングを行うことで効率的な血管内皮細胞の初代培養法を確立できた。本法で単離した細胞は血管内皮細胞に特有な敷石状構造を呈しており内皮細胞に特異的なマーカーの発現が確認できた。さらに単離できた細胞について、Rhoキナーゼ阻害剤であるY27632の添加によりその増殖能は飛躍的に上昇した。またY27632により血管形成能が有意に増加し、細胞寿命は有意に延長した。次年度は、さらにサンプル数を増やしていき、昨年度持ち越しであるDNA定量的評価を用いた初代培養過程の解析を行い、当初の予定である、Y-27632による血管内皮細胞の増殖と細胞老化の関係の検討、Y-27632が血管内皮細胞に及ぼす影響の評価、培養血管内皮細胞の機能評価、Y-27632添加培地による初代培養血管内皮細胞の網羅的遺伝子発現解析を行っていく予定である。Y-27632による血管内皮細胞の増殖と細胞老化の関係の検討についてはsenescence-associatedβgalactosidase活性を指標としたcellular senescence assayを用いて、Y-27632による血管内皮細胞の老化度を評価する。Y-27632が血管内皮細胞に及ぼす影響の評価については、血管内皮細胞としての機能的検討、網羅的遺伝子発現解析を行うことによりy-27632添加培地で培養した血管内皮細胞と通常培地で培養した血管内皮細胞の本質的な差異を検討し、分子生物学的研究における前者の細胞を使用する上での留意点を明らかにする。Y-27632添加培地による初代培養血管内皮細胞の網羅的遺伝子発現解析については、Y-27632添加培地細胞と通常培地細胞の機能的な差異をマイクロアレイを用いて遺伝子解析による検討を行う。血管腫・血管奇形次年度は、さらにサンプル数を増やしていき、昨年度持ち越しであるDNA定量的評価を用いた初代培養過程の解析を行い、当初の予定である、Y-27632による血管内皮細胞の増殖と細胞老化の関係の検討、Y-27632が血管内皮細胞に及ぼす影響の評価、培養血管内皮細胞の機能評価、Y-27632添加培地による初代培養血管内皮細胞の網羅的遺伝子発現解析を行っていく予定である。Y-27632による血管内皮細胞の増殖と細胞老化の関係の検討、Y-27632が血管内皮細胞に及ぼす影響の評価、さらに培養血管内皮細胞の機能評価について前述した様々なassayを用いて施行予定である。Y-27632添加培地による初代培養血管内皮細胞の網羅的遺伝子発現解析については、Y-27632添加培地細胞と通常培地細胞の機能的な差異をマイクロアレイを用いて遺伝子解析による検討を行う予定である。
イメージ・ロックイン検出システムの研究

1.Bi_<12>SiO_<20>(BSO)単結晶で構成した空間光変調素子のポッケルス効果の高圧電圧周波に対する依存性を調べた.2.BSO単結晶で構成した空間光変調素子を用いて、イメージ・ロックイン検出システムを構成し、周波数弁別特性、位相弁別特性、信号積算特性などの基本特性を調べた。3.BSO単結晶で構成した空間光変調素子を用いて組立てたロックイン検出システムによって、強度変調を受けている簡単なパターンを背景画像から切り離して抽出した。また,物体表面を走る干渉縞の中からある一定速度で走る縞を抽出することに成功した。4.より高い周波数で動作するロックイン検出システムを開発することを目指し、GaAs単結晶を用いた高速動作空間光変調素子の開発を行い,可視光の画像データを500Hzでサンプリングして近赤外光の画像データに変換することに成功した。1. Bi@S212@E2SiO@S220@E2単結晶で構成した空間光変調素子における印加電圧周波数に対するポッケルス効果の依存性を調べた。2.上記素子のロックイン検出特性を調べる準備が完了し、現在、特性を測定しつつある。3.高速シャッターと等価な働きをする高速動作空間光変調素子をGaAs単結晶板を用いて製作し、可視光の画像データを500Hzでサンプリングして近赤外光の画像データに変換できることを確認した。1,Bi_<12>SiO_<20>単結晶で構成した空間光変調素子(BSO-PROM)を用いて、イメージ。ロックイン検出システムを構成した。そして基本特性(周波数弁別特性、位相弁別特性、積算特性)を調べた。2,BSO-PROMを用いて構成したロックイン検出システムによって、簡単な画像の抽出実験と物体上を一定速度で走る干渉縞の抽出実験を行い、細部を除き、期待通りの成果を得た。3、GaAs単結晶を用いて構成した空間光変調素子を電界吸収効果とポッケルス効果を併用して動作させた時の特性を調べた。また、素子を構成する時のGaAs結晶板の厚さについても検討した。
基底関数展開を用いたボリュームレンダリングの高速化手法の開発

3次元空間に分布する物理量を可視化するために高速ボリュームレンダリング手法を開発した。この手法により、3次元空間に分布する各種物理量を疑似カラー表示する際、カラーマップをインタラクティブに変化させながら観察することが可能となった。本研究において開発を行った手法は次の手順により処理を行う。1.前処理として、与えられたボリュームデータに対して基底関数を物理量-色変換関数としてレイキャスティングを行い、物理量-色変換関数から独立した基底画像を作成する。2.指定されたカラーマップから物理量-色変換関数を構築し、その関数を指定した精度で表現するのに必要な基底関数を最小項数と、それらに対する重み係数を算出する。3.必要とする項数の基底画像に手順2で求めた重みを掛け、それらを加算することにより、指定されたカラーマップに対する画像を作成する。開発した手法は、レンダリングのための特殊なハードウエアを必要とせず、基底画像の重み付き加算のみで目的とする画像を作成することができるために、レンダリングのための特殊なハードウエアを必要とせず、極めて高速な表示を行うことができる。この手法をコンピュータ上にインプリメントし、内燃機関の燃料噴射シミュレーション結果から得られたデータを用いて、その有用性を検証した。その結果、開発した手法がインタラクティブな環境下で、実用的に使用可能であることが検証できた。
性成熟期前後におけるリアノジン（ジアミド）系農薬の生殖器毒性および神経毒性の検討

一般的に農薬は標的害虫以外の生物には安全とされているが、今までの研究によって従来の農薬は標的害虫に特異的ではなく、ヒトや生態系に対しての毒性が指摘されてきた。新しい農薬であるリアノジン(ジアミド)系農薬は、従来の農薬とは全く作用点が異なり、標的害虫のリアノジン受容体(RyR)に対するアゴニスト作用によって強い毒性を発揮し、日本を始め世界中でリアノジン系農薬の使用が拡大している。しかし、最近、ヒトで房室ブロックなどの健康被害例が報告され、実験動物においてもリアノジン系農薬投与によって筋や血液系に関連する症状を引き起こす事がわかってきた。さらに、哺乳類のRyRは神経系や生殖器系などの多臓器にも発現している事から、広範な障害を引き起こす可能性が示唆されている。しかしながら、性成熟後の脳や精巣での報告はほとんどなく、性成熟期前の脳や精巣にリアノジン系農薬がどのような影響を与えるかについて検討した報告はない。平成31年度は性成熟期前の雄マウスにリアノジン系農薬を投与する前段階として、性成熟後の雄マウスにリアノジン系農薬であるフルベンジアミドを投与し、生体に与える影響を検討した。10週齢ICRマウスを用いて、フルベンジアミド含有農薬を蒸留水に溶かし自由飲水(無毒性量の10倍量および1倍量/day)させる実験群および蒸留水のみ自由飲水させるコントロールの2群に分け、30日後に安楽死させ、精巣および血液を深麻酔下で摘出し、形態学的および分子生物学的に評価した。30日後の体重や精巣重量はコントロール群に比較し実験群では変化がなかった。さらに、血液から血清を分離し、血清中のフルベンジアミドの濃度を検出した。その結果、実験群だけでなくコントロール群にもフルベンジアミドが検出された。性成熟期前の雄マウスにリアノジン系農薬を投与する前段階として、性成熟後の雄マウスにリアノジン系農薬であるフルベンジアミド含有農薬を投与し、マウスに与える影響を検討した。結果、体重や精巣重量に変化はなかったが、コントロール群の血清にフルベンジアミドが検出された。環境中に存在するリアノジン系農薬が影響を与えたと考えられるため、様々な場所からフルベンジアミドの測定を行っている。環境中に存在するリアノジン系農薬を特定することは、実験の精度だけではなく、環境医学的にも非常に大事な測定と思われる。今回の結果で示された結果を踏まえ、様々な角度からリアノジン系農薬の存在を検討する必要がある。研究の進展に伴い、当初予想しなかった新しい結果が得られたことから、その結果を使用して十分な研究成果を得るために、当初の研究計画を変更する必要が生じた。その計画の調整に予想外の日数を要したため、年度内に完了することが困難になった。新たな結果に含めた年次計画に則り、適正に支出します。
原始惑星系円盤・系外惑星大気の化学構造研究から迫る、普遍的な惑星形成理論

本研究課題は、原始惑星系円盤(以下、“円盤")と系外惑星大気の化学構造計算と、最新の観測結果による裏付けを元に、普遍的かつ現実的な惑星形成理論を構築する事を目的としている。以下、平成30年度の研究実績概要を述べる。(1)昨年度に引き続き円盤内の化学反応計算と分子輝線の放射輸送計算を行い、高分散分光観測によるスノーラインの位置同定に有効な輝線の特徴・将来の多波長(赤外線サブミリ波)での観測可能性の議論を進めた。なお私達の研究が評価され、スノーライン同定を目指したH2O輝線観測は、SPICAの中間赤外線高分散分光観測の重要サイエンスの1つにも取り上げられている。また従来の計算を拡張し、スノーライン位置や分子組成比分布の進化を探る事を目的として、円盤物理構造進化を考慮した化学反応計算のコード開発にも着手した。(2)代表者は昨年度までに、H2Oスノーラインの同定を目指したALMA円盤水輝線観測の申請を行い高い評価で採択され、一部観測が既に実施済みであった。本年度は配信されたデータを元に水輝線の探索やダスト連続波の構造調査などを進めた。更にその成果を自ら筆頭著者として1編の論文にまとめ、査読付国際学術誌に投稿、既に出版済みである。(3)系外惑星大気の化学構造と円盤内惑星形成環境の関係を探るべく、大気中の元素組成比としてEistrup etal. 2016の複数の円盤化学進化モデルの場合の値を採用した上で、化学平衡計算の手法を用いて系外ガス惑星大気の化学構造の計算・議論を行なった。その上で、現時点の成果を日本天文学会の年会等で報告した。(4)太陽型星の巨大黒点のサイズ分布やスーパーフレア星の性質について、Kepler宇宙望遠鏡を用いた測光観測、APOのARC3.5m望遠鏡を用いた高分散分光観測などを通じた研究を行なった他、恒星フレアの時間分解分光観測などについても研究を進展させた。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。本研究課題は、星表面の磁気活動も考慮に入れた原始惑星系円盤(以下、“円盤")と系外惑星大気の化学構造計算と、最新の観測結果による裏付けを元に、普遍的かつ現実的な惑星形成理論を構築する事を目的としている。平成28年度は、(1)詳細な円盤物理構造モデルを基に化学反応ネットワーク計算を行い、円盤内の化学組成分布を得た。その結果に基づき円盤からの分子輝線の輻射輸送計算を行い、高分散分光観測によるスノーライン・炭素-酸素元素組成比(C/O比)分布の位置測定に有効な輝線の特徴・将来の観測可能性の検討を進めた。以上の研究の初期成果を自ら筆頭著者として2編の論文にまとめ、査読付国際学術誌に投稿、既に出版されている。(2)また自らALMAにH2Oスノーラインの同定を目指した観測の申請を行い、高い評価で採択されており、本年度は配信されたデータを元にした議論・解析を開始した。(3)そして惑星大気の元素組成は、大気獲得時の円盤ガスの元素組成を反映すると考えられる。一方円盤内ではスノーライン内外でガス中のC/O比が異なるので、円盤内と惑星大気のC/O比を比較すれば、惑星形成領域に制限が与えられる。そこでまず中心星からの照射で決まる系外ガス惑星大気の放射平衡な物理構造を計算した後、その結果を用いて系外惑星大気の化学構造と惑星形成環境の関係を探るべく、中心星からの距離及び元素組成比などを様々に変えた場合について、化学平衡計算の手法を用いて系外ガス惑星大気の化学構造の計算・議論を開始した。(4)太陽型星の巨大黒点のサイズ分布やスーパーフレア発生との関連、スーパーフレア星の性質について、Kepler望遠鏡を用いた測光観測、APO3.5m望遠鏡・岡山188cm望遠鏡を用いた高分散分光観測などを通じ調査した。研究成果は共著論文2編にまとめられ、査読付国際学術誌に投稿、受理されている。平成28年度は、まず(1)原始惑星系円盤の化学構造計算と、その結果を用いて分子輝線の放射輸送計算を行い、高分散分光観測によるスノーラインやC/O比などの同定に有効な輝線の特徴と、将来の観測可能性を調べ、初期成果を2本の査読論文にまとめた。また(2)ALMA観測についても、データ解析及び結果の議論を開始した。化学構造計算に関しては円盤物理・化学構造の進化を同時に扱う計算法の開発が予定より遅れているものの、分子輝線計算については赤外線-サブミリ波(ALMA, SPICA)での将来の観測可能性の議論が大きく進展するなど、予定以上の成果が見られた。(3)惑星大気化学構造計算に関しては、定常的な系外ガス惑星大気の物理構造モデルの元で、化学平衡計算の手法を用いた惑星大気の化学構造計算コードの開発を進めることができたほか、(4)スーパーフレア星と巨大黒点の関連に関しても、Keplerデータを用いた統計的な研究などで一定の成果が見られた。平成29年度は、(1)昨年度に引き続き化学反応計算を行い円盤内の化学組成分布を得た上で、円盤からの分子輝線の放射輸送計算を行い、高分散分光観測によるスノーラインの位置同定に有効な輝線の特徴・将来の観測可能性の議論を進めた。

特に今年度は、新たにpara-H2(16)O輝線やH2(18)O輝線に対して計算を行い、ALMAで観測可能な周波数領域等にH2Oスノーライン観測に適した輝線を多数発見した。以上の研究の成果を今年度は自ら筆頭著者として1編の論文にまとめ、査読付国際学術誌に投稿、既に出版済みである。(2)また代表者は以前ALMAにH2Oスノーラインの同定を目指した観測の申請を行い、高い評価で採択されている。本年度は配信されたデータを元に議論・解析を実施し、水輝線の探索やダスト連続波の構造調査などを行なった。(3)惑星大気の元素組成は、大気獲得時の円盤ガスの元素組成を反映するとされる。一方円盤内ではスノーライン内外でガス中のC/O比が異なるので、円盤内と惑星大気のC/O比を比較すれば、惑星形成領域に制限が与えられる。そこで系外惑星大気の化学構造と惑星形成環境の関係を探るべく、大気中の元素組成比としてEistrup et al. 2016の複数の円盤化学進化モデルの場合の値を採用した上で、化学平衡計算の手法を用いて系外ガス惑星大気の化学構造の計算・議論を行なった。(4)太陽型星の巨大黒点のサイズ分布やスーパーフレア星の性質について、Kepler望遠鏡を用いた測光観測、APOのARC3.5m望遠鏡を用いた高分散分光観測等を通じ調査した。研究成果は共著論文2編にまとめられ、査読付国際学術誌に投稿、出版済みである。平成29年度は、まず(1)昨年度に引き続き原始惑星系円盤の化学構造計算と分子輝線の放射輸送計算を行い、高分散分光観測によるスノーライン等の同定に有効な輝線の特徴と将来の観測可能性等を調べ、1本の査読論文にまとめた。化学構造計算に関しては円盤物理・化学構造の進化を同時に扱う計算法の開発がまだ途上であるものの、分子輝線計算については新たにpara-H2(16)O輝線やH2(18)O輝線に対しても計算を行い、ALMAで観測可能な周波数領域等にH2Oスノーライン観測に適した輝線を多数発見するなど、予定以上の成果が見られた。(2)またALMA観測についても、データ解析及び結果の議論を概ね順調に進め、円盤から放射される水輝線の探索やダスト連続波の構造同定などを実施した。初期成果は既に日本天文学会年会(2018年3月)等で報告済みであり、現在更に議論を進めた上で、論文を執筆中である。(3)惑星大気化学構造計算に関しては、定常的な太陽系外ガス惑星大気の物理構造モデルの元で、化学平衡計算の手法を用いた惑星大気の化学構造計算が進展した。また、太陽系外巨大ガス惑星のC/O比等の観測的同定を目指し、惑星大気の赤外線分子輝線の放射輸送計算にも取り組んだ。こちらについては得られた計算結果を元にすばる望遠鏡IRCSに分子輝線観測の提案を行い受理されるなど、新たな進展が見られた。(4)スーパーフレア星と巨大黒点の関連に関しても、Keplerデータを用いた統計的な研究やAPOのARC3.5m望遠鏡を用いた高分散分光観測による星の性質調査等で一定の成果が見られた。本研究課題は、原始惑星系円盤(以下、“円盤")と系外惑星大気の化学構造計算と、最新の観測結果による裏付けを元に、普遍的かつ現実的な惑星形成理論を構築する事を目的としている。以下、平成30年度の研究実績概要を述べる。(1)昨年度に引き続き円盤内の化学反応計算と分子輝線の放射輸送計算を行い、高分散分光観測によるスノーラインの位置同定に有効な輝線の特徴・将来の多波長(赤外線サブミリ波)での観測可能性の議論を進めた。