hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
地域居住高齢者の睡眠適正化をもたらす運動介入による身体機能とQOLを高める研究

平成30年度は,デイサービスを提供している二箇所の通所施設から紹介を受けた利用者を始めとする,地域に居住する高齢者20人を被験者として4週間の睡眠状況を観察した.同時にこれらの被験者に対して4週間にわたり,朝の起床後に速やかに被験者自身が行う四肢,体幹のストレッチ,立位および座位での下肢運動を中心とする種目で構成される極軽負荷の運動介入を行った.運動介入の効果は,運動介入前と介入の1週後,2週後,4週後に睡眠状況,身体機能,注意機能,Quality of Life (QOL),バランス機能を評価して判定した.結果,睡眠状況は,日本語版Pittsburgh Sleep Quality Index(PSQI)により評価した主観的側面,およびアクチグラフにより評価した客観的側面のいずれの面でも介入前と有意な差を認めなかった.一方,日本語版Epworth Sleepiness Scale(ESS)により評価した日中の主観的眠気は,介入後はいずれの週も介入前に比較し有意に和らいだ.しかしながら,運動機能面には著明な変化を認めなかった.Trail Making Testにより評価した注意機能は,いずれの週も介入前に比較し有意に向上した.日本語版Profile of Mood States Second Edition短縮版(POMS 2)によるQOLの評価では,介入2週後より「怒りー敵意」「緊張ー不安」が和らぎ,「総合的気分状態」も向上した.バランスに関しては,運動介入により静的バランス,動的バランス,外乱応答バランスが向上した.本研究では,睡眠に対する運動介入の効果を調査するため,各週の評価は午前中に終了し,しかも同一時間帯に実施する必要があった.このための対応策として,自宅で実施する運動介入項目の全てを載せた図説資料を作成し,事前に十分な時間を使って被験者に対面で説明を行った.これにより,被験者が運動内容と実施法を容易に理解することに繋がり,スムーズな評価日の設定を可能とした.平成30年度半ばにデータ取込・解析用のコンピュータに不具合が生じたが,代替機による対応が可能であったため大きなトラブルとはならなかった.平成30年度に取得したデータの解析で,アクチグラフによる客観的な睡眠評価では,運動介入の直接的効果は確認できてはいないが,主観的な眠気は運動介入によって和らげられている.このことは,アクチグラフのデータを基に,被験者ごとの詳細な睡眠データの特徴を観察すれば,それらの特徴による群分けによって,他の評価項目との関係も含め,運動介入による効果を得やすい群を提示できる可能性がある.このような状況から,概ね良好な研究の進捗状況が得られているものと思われる.令和元年度は,睡眠に関するより詳細なデータ解析を行うと伴に,睡眠と身体機能,注意機能,QOL,バランス機能との関連性に着目して,効率的かつ適切な運動種目の絞り込みを計画している.また,平成30年度に踏み込んだ解析にまでは至っていない睡眠と動的バランス機能との関係性を調べ,地域に居住する高齢者への早朝運動介入の睡眠への実効性を探ったうえで,得られた成果は積極的に学術集会等にて公表し.学術論文の作成へと進める予定である.平成29年度前半の研究開始後,これまでの睡眠の研究で使用してきたアクチグラフに,データの取得プロセスでトラブルが発生していることが分かった.このため,まずこれまでのアクチグラフに代わる他の製品の候補を調査した.調査で候補に挙がった複数製品を検討し,本研究では最終的にActiGraph社製のアクチグラフであるGT3X-BTモニター(以下,GT3X)を選定,使用することに決定した.これを受けて,平成29年度をGT3Xの操作及び専用ソフトウェアを使用したデータの取得とデータ解析・分析への熟練性を獲得し,GT3Xの信頼性と妥当性を確認した上で,平成30年度からの地域に居住する高齢者を被験者とする介入研究へと繋げる準備期間として位置付けた.平成29年度後半は,GT3Xを使用して健常若年者を被験者とする睡眠のデータ取得と予備実験を行い,睡眠の状況と身体機能を主とする調査を行った.その結果,まずGT3Xは本研究で使用する上で,信頼性,妥当性を有するアクチグラフであることが確認できた.そして,睡眠効率が高い,または睡眠時間が長い者は睡眠効率には変動が少なく,より安定した睡眠が得られている可能性が示唆された.その一方で,睡眠と身体機能の間には有意な相関関係は認められなかった.これらの結果は日本睡眠学会第43回定期学術集会での発表演題として応募した.平成30年度から,2つの通所施設を利用している地域に居住する高齢者を被験者とする本格的な介入研究の開始を予定している.この介入研究をスムーズに実施するために,実験スケジュールのほか,運動介入法,睡眠・日常生活に関わる評価・調査項目,本実験での身体機能・バランスに関わる評価項目を決定し,それらを基に実験計画及び研究計画を完成させた.やや遅れている理由として,まず,本研究より新たに使用するアクチグラフの選定と,その出力データの有効性・妥当性の確認に当初の予想よりも長い時間を要したことが挙げられる.さらに平成29年度後半は,高齢被験者の日常のスケジュールと実験スケジュールの調整に難渋し,予備実験が思うように行い得なかったことが2つ目の理由として挙げられる.

平成30年度は,デイサービスを提供している二箇所の通所施設から紹介を受けた利用者を始めとする,地域に居住する高齢者20人を被験者として4週間の睡眠状況を観察した.同時にこれらの被験者に対して4週間にわたり,朝の起床後に速やかに被験者自身が行う四肢,体幹のストレッチ,立位および座位での下肢運動を中心とする種目で構成される極軽負荷の運動介入を行った.運動介入の効果は,運動介入前と介入の1週後,2週後,4週後に睡眠状況,身体機能,注意機能,Quality of Life (QOL),バランス機能を評価して判定した.結果,睡眠状況は,日本語版Pittsburgh Sleep Quality Index(PSQI)により評価した主観的側面,およびアクチグラフにより評価した客観的側面のいずれの面でも介入前と有意な差を認めなかった.一方,日本語版Epworth Sleepiness Scale(ESS)により評価した日中の主観的眠気は,介入後はいずれの週も介入前に比較し有意に和らいだ.しかしながら,運動機能面には著明な変化を認めなかった.Trail Making Testにより評価した注意機能は,いずれの週も介入前に比較し有意に向上した.日本語版Profile of Mood States Second Edition短縮版(POMS 2)によるQOLの評価では,介入2週後より「怒りー敵意」「緊張ー不安」が和らぎ,「総合的気分状態」も向上した.バランスに関しては,運動介入により静的バランス,動的バランス,外乱応答バランスが向上した.本研究では,睡眠に対する運動介入の効果を調査するため,各週の評価は午前中に終了し,しかも同一時間帯に実施する必要があった.このための対応策として,自宅で実施する運動介入項目の全てを載せた図説資料を作成し,事前に十分な時間を使って被験者に対面で説明を行った.これにより,被験者が運動内容と実施法を容易に理解することに繋がり,スムーズな評価日の設定を可能とした.平成30年度半ばにデータ取込・解析用のコンピュータに不具合が生じたが,代替機による対応が可能であったため大きなトラブルとはならなかった.平成30年度に取得したデータの解析で,アクチグラフによる客観的な睡眠評価では,運動介入の直接的効果は確認できてはいないが,主観的な眠気は運動介入によって和らげられている.このことは,アクチグラフのデータを基に,被験者ごとの詳細な睡眠データの特徴を観察すれば,それらの特徴による群分けによって,他の評価項目との関係も含め,運動介入による効果を得やすい群を提示できる可能性がある.このような状況から,概ね良好な研究の進捗状況が得られているものと思われる.平成30年度は平成29年度の遅れを取り戻すべく,地域に居住する高齢被験者に対する本実験の開始に向け,現在,実験スケジュール組込が完了している被験者に加え,引き続き新たな被験者が研究に参加できるように,協力施設との連絡を密にとる.さらに,施設を利用していない地域に居住する高齢者からも被験者としての参加協力を受けられるよう積極的な活動を行う.合わせて,1日に複数の被験者を対象とした本実験が並行して実施できるように,綿密なスケジュール調整を行う.すでに決定している日本睡眠学会第43回定期学術集会での演題発表のほか,可能な限りその他の関連学会等への参加を通して研究成果を発信するとともに,睡眠と身体機能・QOLの関連を探るために,なお一層の情報収集に努める.令和元年度は,睡眠に関するより詳細なデータ解析を行うと伴に,睡眠と身体機能,注意機能,QOL,バランス機能との関連性に着目して,効率的かつ適切な運動種目の絞り込みを計画している.
生成崩壊反応によるチャームバリオン分光の理論研究

通常の物質は標準模型の6種類のクォークのうち、軽いu, dクォークによってできている。近年加速器実験でこれらの物質を超え、説明困難なキゾチックハドロンが多数発見されるに至り、強い相互作用についての我々の理解が不十分であることが露呈された。本研究ではこの問題の解明に向けより単純なチャームバリオンについて、その生成率、崩壊寿命などの反応課程の理論研究を行った。その結果以下の成果を得た。(1)様々なチャームバリオンの生成率を予言し、J-PARC実験計画推進に重要な指針を与えた。(2)生成率と崩壊寿命は構造と密接に関係していることを具体的に示し、今後の構造の理論研究において重要な指針を与えた。チャームバリオンの生成率を、Regge模型とクォーク模型を用いて評価した。Regge模型によってストレンジネス(ハイペロン)の生成率との相対比を求めた。その結果チャーム生成はストレンジネスの10万分の1程度であることが示された。この値はJ-PARCで計画されている実験で十分に観測可能な値である。次にクォーク模型を用いて、様々なチャームバリオンの生成率を求めた。その結果、p-波の励起状態が生成される可能性が最も大きいことが判明した。反応における角運動量の保存則による帰結であり、ストレンジネス生成の場合と大きく異なると同時に、このような生成率を観測することによって、内部構造について有益な情報が得られることがわかった。以上の結果は、学術雑誌PTEP 103D01 (2014)で報告されたほか、現在投稿論文を執筆中。また、9件の国際学会(うち4件は海外、また8件は招待講演)で発表された。チャームバリオンの構造に関して、クォーク模型の3体問題による解析と、QCD和則の方法による解析手法を定式化した。クォーク模型では、3体系に期待される2つの内部自由度の励起がどのように現れるかを解析した。チャームクォークの質量をパラメータとし、軽いクォークの領域から重いクォークの領域まで連続的に変えることで、励起スペクトルの特徴を明らかにした。結果は現在論文にまとめている。QCD和則の方法でも、2つの異なる内部励起を区別する手法を提案し、具体的な計算例を示した。数値結果は今後さらなる検討があると考えているが、系統的な手法を提案できた点で重要な成果である。この結果は学術論文Phys.Rev. D91 (2015) 5, 054034に掲載された。本研究課題の目的は、重いクォークバリオンの生成率を予測し、将来のJ-PARCにおける実験研究計画に資するとともに、生成と同時に様々な崩壊率から構造の情報を引き出すことにある。反応研究と構造研究の相乗的な研究が重要との観点から今年度は以下の成果を得た。(1)有効理論による生成反応率、(2)クォーク模型による質量計算、(3)クォーク模型による崩壊率の計算、(4)K中間子と核子の相互作用。(1)では昨年度の予備研究を博士課程の学生とともに発展させ、広い範囲のエネルギー領域にわたり適用可能な反応模型を完成させるに至った。この研究で得られた反応公式は他の反応にも応用できることから、今後の研究進展につながることが大いに期待できることとなった。(2)は東工大のグループとの共同研究として推進し、結果を学術論文に発表した。(3)に関しては、奈良女子大学と東工大との共同研究で進め、理論の定式化を行い結果をほぼ得るに至った。この研究によって、重いクォークバリオン系が軽いクォークのカイラル動力学をより鮮明に映し出すこと、バリオンを励起する内部自由度の識別に極めて有効であること、さらに、未知の量子数の決定にも有効であることなど、期待以上の成果につながった。(4)では、スキルム模型に基づいた新しい手法を提案することで、K中間子と核子の相互作用に関する非常に興味深い結果を得つつある。今後の発展が大いに期待できる。以上の研究のうち(1)ー(3)は実験研究者との密接な議論のもと達成されたもので、今後J-PARCの研究計画が進むにつれて、より密接な連携を図っていく。上述4項目について個々に記述する。(1)一昨年度実施したRegge模型による予備研究を、博士課程の学生とともに本格的に進めた。そのために有効ラグランジアンの特徴をRegge振幅に組み込み、閾近傍から高エネルギー領域まで一貫した反応模型として複合Regge模型を作った。理論をハイペロン生成反応で検証し、チャーム領域に拡張した。得られた結果はPhysical Review誌に掲載された。(2)クォーク模型により重いクォークを含むバリオン励起状態の質量を系統的に調べた。重いクォークの質量を連続的に変えることによって、波動関数の推移を追いその特徴を明確に示すことができた。得られた結果はPhysical Review誌に発表された。(3)パイオン放出による励起状態の崩壊に着手し主要な結果を得るに至った。いくつかの場合に極めて運動量の低いパイオン放出を伴うことから、チャームバリオン系がパイオンの非線形カイラル動力学を検証する良い事例になっていることを示した。このような遅いπ中間子の運動を伴う反応は他では例がなく、本結果を示したことは極めて重要なものと考えている。その相互作用をもとに、様々な崩壊を系統的に計算した。

その結果、崩壊確率から構造のみならず、スピントパリティーのような基本的な性質の情報を引き出せる可能性を強く示唆した。また重いクォークバリオンに特徴的な選択則を発見し、構造解明に有効なことを示した。これらの研究結果の一部は現在投稿論文として執筆中。(4)スキルム模型におけるCallanとKlebanovによる有名な方法とは異なる手法を提案し、物理的なK中間子と核子の相互作用を求めた。Λ(1405)のような弱く束縛するK中間子系の解析ににより適した方法として、今後の応用を強く期待している。この研究は修士2年の学生とともに実施し、結果は現在投稿論文に執筆中。本研究課題の目的は、重いクォークバリオンの生成率を予測し、生成と崩壊から構造の情報を引き出すことである。さらに実験研究との連携として、将来のJ-PARC、KEKにおける実験研究計画に資する。そのために以下の研究項目を実施した。(1)生成反応率の理論予言、(2)クォーク模型による分光、(3)崩壊率の理論研究、(4)K中間子と核子の相互作用。(1、2)に関しては昨年度までに成果を得て、今年度は(3、4)に関する成果を得た。(3)チャームバリオンがパイオンを放出して崩壊する過程を系統的に調べ、構造と崩壊率の関係を明らかにした。パイオンは軽いu,dクォークに結合し、チャームバリオンの崩壊を引き起こす。このことをカイラルクォーク模型によって記述し、崩壊寿命のデータを再現した。この結果は陽子の弱崩壊の理論と首尾一貫し、ハドロンを構成する準粒子としての構成クォークやダイクォークの研究を発展させる基盤を確立した。またパイオンを2個連続的に放出する崩壊を記述し、実験で直接観測できない励起状態の情報を仮想状態を利用し抽出する方法を提案した。今後は角度相関の理論を定式化し、量子数などの基本的な情報を抜き出すことをめざす。以上は国内共同研究によって実施した。その他国際共同研究として、チャームハドロンの生成反応、QCD和則による分光と崩壊の研究を行った。(4)K中間子と核子の相互作用は、近年話題になっているΛ(1405)粒子のK中間子と核子の分子共鳴構造を解明するための重要なインプットである。スキルム模型により核子を有限に広がるソリトンとし、K中間子と核子の相互作用を局所ポテンシャルとして得ることに成功した。この結果は世界初であり、今後は得られた相互作用を元に原子核系への応用や、重いクォーク系への拡張が期待できる。以上を国内共同研究として実施した。通常の物質は標準模型の6種類のクォークのうち、軽いu, dクォークによってできている。近年加速器実験でこれらの物質を超え、説明困難なキゾチックハドロンが多数発見されるに至り、強い相互作用についての我々の理解が不十分であることが露呈された。本研究ではこの問題の解明に向けより単純なチャームバリオンについて、その生成率、崩壊寿命などの反応課程の理論研究を行った。その結果以下の成果を得た。(1)様々なチャームバリオンの生成率を予言し、J-PARC実験計画推進に重要な指針を与えた。(2)生成率と崩壊寿命は構造と密接に関係していることを具体的に示し、今後の構造の理論研究において重要な指針を与えた。研究内容では、チャームハドロンの生成・崩壊反応模型を構築するとした。
血中循環腫瘍細胞によるがん個別化治療のためのバイオマーカー解析に関する研究

循環腫瘍細胞(CTC)は血液中を流れる癌細胞であり、癌の転移の原因の一つとも考えられている。このCTCを簡便に分離・解析できれば、癌の検査・診断や患者一人ひとりに適した個別化治療等に応用できる。本研究では、細胞をサイズで分離するマイクロ流路チップを開発し、細胞分離実験によりその性能を確認するとともに、臨床サンプルからチップでCTCを分離し、RT-PCR法によりバイオマーカー解析を行うという簡便な分離・解析法の確立を試みた。循環腫瘍細胞(CTC)は血液中を流れる癌細胞であり、癌の転移の原因とも考えられている。このCTCを回収・解析することができれば、癌の検査・診断や患者さん一人ひとりに適した個別化治療などに応用することができる。しかしCTCは数が極めて少ないため(血液1mL中に数個数十個)、これを回収することは困難であった。これまでの研究において、抗体を固定化したマイクロチップにより、癌細胞を捕捉・固定化する検討を行っており、一定の成果が得られている。しかしながら、このように癌細胞を捕捉した場合、捕捉した癌細胞を回収することが困難となり、癌細胞の解析や培養をする際に制限や問題が生じる。そのため、癌細胞を捕捉するのではなく、解析しやすいように細胞懸濁液の形で回収することが可能な技術が重要となる。平成26年度は、血液中の癌細胞と他の細胞(赤血球等)をサイズで分離し、癌細胞のみを回収するための樹脂製マイクロチップおよびマイクロチップに試料を流すためのシステムを開発した。開発したマイクロチップに試料(血液と癌細胞を混ぜたもの)を流して分離回収する実験を行ったところ、癌細胞と血液とを従来法より高速に分離できること、癌細胞を細胞懸濁液の形で回収(99%以上を回収)できることを確認した。これにより、今後回収した癌細胞の解析(免疫蛍光法、RT-PCR法等を用いたバイオマーカーの解析等)や培養、臨床サンプルを用いた実験を進めることが可能となった。このCTCを回収・解析することができれば、癌の検査・診断や患者一人ひとりに適した個別化治療等に応用することができる。平成26年度より本研究で細胞をサイズで分離するマイクロ流体チップを開発してきた。このチップは癌細胞を細胞懸濁液の形で回収できるので、回収した癌細胞の解析(免疫蛍光法、RT-PCR等を用いたバイオマーカー等の解析)や培養をするのに適している。平成27年度は、開発したマイクロ流体チップにより血液中の赤血球及び白血球と癌細胞(赤血球及び白血球よりサイズが大きい)とをサイズで分離し、癌細胞を回収する実験を、複数種の癌細胞株を用いて行った。その結果、複数種の癌細胞株いずれの場合でも98%以上の高い癌細胞回収率を示した。また、回収液中の白血球(赤血球よりサイズが大きいため回収液に混入しやすい)の混入数は1mL当たり1000個程度であり、他のチームの結果と比べて大幅に少ないことが分かった。また、別の方法として、癌細胞の表面マーカーに結合する抗体が付いた磁気ビーズを癌細胞に結合させて磁気で癌細胞を集める方法において、このマイクロ流体チップを用いて癌細胞に結合していないフリーの磁気ビーズ(大量に存在するため磁気で集める際に標的外の細胞等を巻き込む可能性あり)を除去する検討を行い、99.9%以上のフリーの磁気ビーズを除去できることを示した。これらの結果により、今後臨床サンプル等を用いた実験、回収した癌細胞の解析等を進めることが可能となった。当初は表面に抗体を固定化したマイクロ流体チップを用いて捕捉した癌細胞の解析を行いつつ、捕捉した細胞の回収方法について検討する予定であった。しかしながら、分離した細胞について多様な解析を行うためには、細胞を懸濁液の形で回収できる方法が適しているため、平成26年度よりマイクロ流体チップの改良を優先して行い、平成27年度は複数種の細胞株を用いた実験等において開発したマイクロ流体チップの性能を確認することができた。これにより、今後臨床サンプル等を用いた実験、回収した癌細胞の解析等をスムーズに進めることが可能となった。平成26年度より本研究で細胞をサイズで分離するマイクロ流体チップを開発した。開発したマイクロ流体チップにより血液中の赤血球及び白血球と培養した癌細胞(赤血球及び白血球よりサイズが大きい)を分離し、癌細胞を回収する実験を、複数種の癌細胞株を用いて行った。その結果、複数種の癌細胞いずれの場合でも98%以上の高い癌細胞回収率を示した。また、回収液中の白血球(赤血球よりサイズが大きいため回収液に混入しやすい)の混入数は1mL当たり1000個程度であり、他の研究チームの結果と比べて大幅に少なく、分離精度が高いことを示した。平成28年度は、サイズ分離のしきい値を変えたチップの開発を行い、流路に設けた柱の間隔等を変更してしきい値を変えることでより回収率を高められることを示した。また、臨床サンプルを用いた研究を行った。

肺がん患者の臨床サンプルからCTCを分離する実験を行い、CTCが回収できること、RT-PCRや免疫蛍光法によりそのマーカー解析を行うことができることを示した。循環腫瘍細胞(CTC)は血液中を流れる癌細胞であり、癌の転移の原因の一つとも考えられている。このCTCを簡便に分離・解析できれば、癌の検査・診断や患者一人ひとりに適した個別化治療等に応用できる。本研究では、細胞をサイズで分離するマイクロ流路チップを開発し、細胞分離実験によりその性能を確認するとともに、臨床サンプルからチップでCTCを分離し、RT-PCR法によりバイオマーカー解析を行うという簡便な分離・解析法の確立を試みた。当初は従来の方法で捕捉した細胞の解析をしながら、細胞の回収方法についても検討を行う予定であった。しかしながら、分離した癌細胞について多様な解析をするためには、細胞懸濁液の形での回収が可能な技術がより重要と判断し、マイクロチップの改良を優先して行った。そして癌細胞を分離・回収するための樹脂製マイクロチップおよびマイクロチップに試料を流すためのシステムを開発した。これにより、今後回収した細胞の解析、臨床サンプルを用いた実験をスムーズに進めることが可能となった。これまでに開発してきたマイクロ流体チップを用いて、臨床サンプル等から癌細胞を分離・回収し、回収した癌細胞の解析を行う。癌の浸潤・転移と関係するバイオマーカーであるN-cadherin、Cadherin-11、EGFR等を対象として解析する。解析法は免疫蛍光法とRT-PCR法を検討する。免疫蛍光法による解析では、回収した癌細胞を上記のバイオマーカー等に対する蛍光標識抗体と反応させ、蛍光顕微鏡によって観察する。複数種の蛍光標識を用いることで複数のバイオマーカーを同時に観察する。RT-PCR法による解析では、回収した癌細胞からRNAを採取し、RT-PCRまたは定量RT-PCRによって上記のバイオマーカー等の発現を調べる。実際の臨床サンプルの循環腫瘍細胞(CTC)は培養した癌細胞よりサイズが小さい可能性があり、現状のマイクロ流体チップのサイズ分離のしきい値では、サイズが小さい癌細胞を取りこぼす可能性がある。その場合は、サイズが小さい癌細胞でも回収できるようにしきい値を変えたマイクロ流体チップを新たに作製する。そのようにしきい値を変えると、回収液に白血球が多く混入する可能性がある。その場合は、試料をマイクロ流体チップに通す前に、試料に白血球と結合する抗体が付いた磁気ビーズを加え、白血球と磁気ビーズとを結合させてからマイクロ流体チップに通し、回収液(フリーの磁気ビーズが除かれている)から磁気により白血球を除去する方法を検討する。または、マイクロ流体チップのしきい値はこれまでと同じにして、試料に癌細胞と結合する抗体が付いたビーズを加え、癌細胞をビーズと結合させてビーズの分だけ大きくして(しきい値を超えるようにして)からマイクロ流体チップに通す方法を検討する。マイクロ流路チップの医療応用平成26年度に開発したマイクロチップを用いて分離・回収した癌細胞の解析法について検討を行う。癌の浸潤、転移と関係するバイオマーカーであるN-cadherin、Cadherin-11、EGFR等を対象として解析を行う。
GPCRのヘテロダイマー形成によるシグナル伝達制御機構の解明

Gタンパク質共役型受容体(GPCR)は、機能調節のためにヘテロダイマーを形成する事が報告されているが、実態や制御の仕組みについては長らく不明であった。本研究では、2色同時蛍光1分子観察により、生理的条件下の細胞膜で、二つのGPCR、ドーパミン受容体D1RとD2Rが、寿命約30ミリ秒という極めて動的なダイマーを形成する事を初めて明らかにした。ドーパミン刺激後にも動的ダイマー形成が観察されたが、寿命は約7倍長くなった。一方、ダイマー・モノマーの平衡定数は約2.5倍増加し、動的ダイマーの数は減少した。すなわち、ヘテロダイマーのシグナル産生には、ダイマーの質的・量的な変化が重要であることが示唆された。本研究の目的は、Gタンパク質共役型受容体(GPCR)のヘテロダイマーがシグナルユニットであるという仮説を検証する事である。そのために、生細胞中でのGPCRの蛍光ラベル法を検討した。タグ分子を結合させても、細胞膜に発現し、蛍光色素によるラベルが可能である事を、ドーパミン受容体D2を含む、4種類のGPCRで確かめた。まず、蛍光1分子観察法を用いて、輝点の共局在時間を調べる事で、ホモダイマー形成について調べたところ、いずれの受容体についても、寿命が100ミリ秒未満の動的なホモダイマーを形成することが分かった。次に、これらのGPCRのうち、同じ内在性リガンドに結合する3種類のGPCRのサブタイプを用いて、ヘテロダイマーを検出する実験を行った。任意の二つの組み合わせを用いて、二色同時蛍光1分子観察し、輝点同士の共局在時間から、分子同士の結合時間を見積もった。その結果、一組を除く組み合わせで、寿命約40ミリ秒の、短寿命で動的な、分子種選択的なヘテロダイマーが出来ていることが分かった。以上の、ホモダイマーや、ヘテロダイマー形成について得られた結果は、過去の生化学的な手法を用いて得られた結果とよく一致した。さらに、輝点同士の共局在の解析方法を改良するために、次の二つを検討した。1)2色同時蛍光1分子観察して得られた画像での、輝点ペアの共局在を高精度で判定する方法、および、2)輝点分布の共局在の度合いを解析する、より高速で簡便な判定方法の検討である。特に2)については、輝点同士の距離の分布を調べる事で、従来よりも簡便に共局在の有無を判定できることが分かったので、以降の研究で用いる予定である。本研究の目的は、Gタンパク質共役型受容体(GPCR)のヘテロダイマーがシグナル生成の基本ユニットであるという仮説を検証する事である。そのためにまず、蛍光1分子観察法によってヘテロダイマーを可視化し、動的性質の解明に取り組んだ。生細胞中でGPCRを蛍光ラベルする方法を引き続き検討することで、前年度までに受容体ラベルに成功していたドーパミン受容体D2(D2R)に加えて、ドーパミン受容体D1(D1R)も蛍光色素で1:1にラベルする事に成功した。次に、D1RとD2Rを二色同時に蛍光1分子ビデオ観察し、生細胞膜上では、両者が1:1で結合するヘテロ分子複合体を一過的に形成している事を世界で初めて明らかにした。このD1R・D2Rヘテロダイマーの寿命は、50ミリ秒以下と極めて動的であったが、これは、D1RやD2Rや、また、他のクラスAのGPCRのホモダイマー寿命と同じ時間オーダーである事が分かった。さらに、D1RとD2Rのヘテロダイマー形成がドーパミン刺激依存的に変化するかどうかを、同じく蛍光1分子観察法を用いて調べた。その結果、ヘテロダイマー寿命は、ドーパミン刺激後に約2倍に伸びる事が分かった。これは、ヘテロダイマー形成がシグナル伝達と何らかの関わりを持つ事を示唆している。また、他のクラスAのGPCRが形成するホモダイマーでも、アゴニスト刺激後にダイマー寿命が延びる現象が捉えられており、ヘテロダイマーでも似た傾向を示すことが分かった事から、刺激依存的なダイマーの動的性質の変化は、クラスAのGPCRに共通して保存された特徴の可能性がある。また、二色同時蛍光1分子観察した画像データから、ヘテロダイマー寿命を解析する方法の検討を進めた。拡散する2点が偶然共局在する様子をシミュレーションすることで、偶然の重なり合いの頻度と寿命を評価し、実験データからこれらを除く方法を確立した。GPCRのラベル法を検討し、ドーパミン受容体D1(D1R)および、ドーパミン受容体D2(D2R)を、それぞれ異なる色素を用いて正確に1:1でラベルする事に成功した。これにより、D1RとD2Rを生細胞中で二色同時に蛍光1分子観察することが可能になった。実験の結果、D1RとD2Rが生細胞膜上でヘテロダイマーを形成している様子を世界で初めて捉える事が出来た。このヘテロダイマー形成は動的で、寿命50ミリ秒以下である事もわかった。この時、D1R、およびD2Rそれぞれのホモダイマー形成も同じ生細胞膜中の他の場所で起きており、ホモダイマーとヘテロダイマーが共存しているらしいことも分かった。また、ドーパミン刺激後には、D1R・D2Rヘテロダイマーの寿命は刺激前に比べて約2倍に伸びる事もわかった。

なお、ドーパミン刺激直後から、D1RもD2Rも、それぞれ拡散係数が刺激前と比べて35%ほど減少する事が分かったが、その理由やシグナル伝達とのかかわりは不明である。以上の実験から、D1R・D2Rヘテロダイマーの動的性質と、その刺激依存的な変化がおおむね明らかになってきた。また、二色同時蛍光1分子観察した画像データから、ヘテロダイマーの検出および寿命を解析する方法の検討を進めた。拡散する2点が偶然共局在する様子をシミュレーションすることで、偶然の重なり合いの頻度と寿命を統計的に除く方法を確立する事が出来たので、今後の解析に用いる。Gタンパク質共役型受容体(GPCR)のヘテロダイマーがシグナルユニットであるという仮説を蛍光1分子観察法で検証するため、生細胞中でのGPCRの蛍光ラベル法を検討した。タグ蛋白質分子を結合させても細胞膜に発現することを確認し、蛍光色素で受容体を1:1でラベルすることで、ドーパミン受容体のD1RとD2Rを同一細胞内で二色同時に1分子観察することに成功した。この細胞を用いて生細胞膜上でのD1RとD2Rのヘテロダイマー形成のダイナミクスを調べた。新たに開発した軌跡の解析法を用い、分子の結合時間を算定すると、D1RとD2Rは寿命約30ミリ秒の極めて動的なヘテロダイマーを形成している事が分かった。内在のリガンドであるドーパミンを加えても動的なヘテロダイマー形成が見られたが、寿命は数倍以上延びて安定化することが分かった。D1RとD2Rのホモダイマー形成も調べた結果、リガンド添加前にはどちらも寿命が100ミリ秒未満の動的なホモダイマーを形成するが、刺激後はD2Rのホモダイマー寿命が約50%伸び、やや安定化することが分かった。さらに、すべての輝点のペアを調べて得た距離の分布から、二次元でのダイマー・モノマーの平衡定数を比較する方法も開発し、D1RとD2Rのヘテロダイマー・モノマーの平衡定数をリガンド添加前後で比較した。その結果、リガンド添加後に平衡は約2.5倍変化し、動的なヘテロダイマーの個数が減少することが分かった。即ち、細胞膜上ではリガンド添加前後を問わずD1RおよびD2Rの動的なホモダイマーとヘテロダイマーが混在していることが分かった。さらに、リガンド添加後にはダイマーがやや安定化し、動的なヘテロダイマーの個数は減少することが分かった。刺激後はダイマーの質的、量的な変化の両方が組み合わさって下流シグナルが生じるが、特にヘテロダイマーの安定化が顕著であることが分かった。Gタンパク質共役型受容体(GPCR)は、機能調節のためにヘテロダイマーを形成する事が報告されているが、実態や制御の仕組みについては長らく不明であった。本研究では、2色同時蛍光1分子観察により、生理的条件下の細胞膜で、二つのGPCR、ドーパミン受容体D1RとD2Rが、寿命約30ミリ秒という極めて動的なダイマーを形成する事を初めて明らかにした。ドーパミン刺激後にも動的ダイマー形成が観察されたが、寿命は約7倍長くなった。一方、ダイマー・モノマーの平衡定数は約2.5倍増加し、動的ダイマーの数は減少した。すなわち、ヘテロダイマーのシグナル産生には、ダイマーの質的・量的な変化が重要であることが示唆された。2色同時蛍光1分子観察法を用いる事で、GPCRのホモダイマー、もしくは、ヘテロダイマー形成を検出する事が出来た。その結果、調べた4つのGPCRが動的なホモダイマーを形成していることが分かった。特に、同じアゴニストに結合する3種類のGPCRサブタイプでは、特定のサブタイプ間でのみ、動的なヘテロダイマー形成をすることも分かった。
環境問題の解決に向けた制度の成立・伝播・受容の過程-ごみ分別制度を事例として-

本年度は,ごみ分別制度の伝播と受容の過程について,(1)ごみの多分別制度と,(2)ごみの少分別制度の伝播の違いについて,聴き取り調査によって明らかにした。多分別制度を採用している自治体は,全体的にみると人口があまり多くない小規模都市に多い。たとえば,水俣市ではごみの22分別という多分別制度を採用しており,善通寺市の制度をアレンジしているが,どちらの市の規模も類似している。水俣市のごみ分別制度をお手本とした自治体として,岩手県紫波町や鹿児島県指宿市などが挙げられる。それらの都市が水俣市をモデルとした理由の1つに,自分たちと人口規模が類似したいたため,モデルとしやすかったことが聴き取り調査から明らかになった。また,多分別制度を住民に受容してもらうには,ごみの分別を「楽しく」感じてもらう必要があるようである。これに対して,少分別制度を採用している自治体では,モデルとなる都市や制度があったかどうかということはあまり問題ではなく,少分別制度に対応できる施設をつくる場所や資金をうまく確保できるかどうかが重要であったことが,仙台市や横須賀市への聴き取り調査から明らかになった。ここで述べている「少分別制度」は,水俣市のような22分別と比較すれば「小分別」であるという意味である。しかし,当該地域においては,燃えるごみと燃えないごみの2分別から4分別や6分別となり,住民にとって分別数そのものは増えている。したがって,分別数は少なくとも,地域の住民が制度の変化から問題状況をきちんと理解することができれば,ごみの排出量が減る可能性があることが,横須賀市の状況からわかった。現在、ごみの分別収集は地域によってさまざまな方法で行われており、大きく次の2つに分類できる。(1)住民に詳細な分別を要求する方法と、(2)住民の分別数は少なく、収集後、機械などを利用して分別を行う方法である。本年度は、住民に詳細な分別を要求する方法を採用している地域における聴き取り調査を実施した。中心的に調査を実施した水俣市のごみシステムの成立に影響を与えたのは、(1)循環型社会へ転換しようとする国レベルの動き、(2)爆発事故などの処理システムを見直さざるを得ない切迫感、(3)水俣病問題の解決に向けた流れと環境都市としての再生への流れ、(4)市役所や議会のバックアップ、(5)モデルとなるシステムの存在、(6)機械を導入した工場を設置する十分な余裕がないという財政状況、(7)分別システムの計画担当者と構築担当者が同じであるという状況、(8)政策的志向であることが明らかになった。その中でも、善通寺市のごみ分別システムは水俣市のシステムを形成する重要な要因となったことが明らかになった。さらに、水俣市では、ごみ分別システムを通して地域住民が互いに協力し、コミュニケーションをとるようになったという特徴がみられた。詳細な分別を採用している徳島県上勝町では、モデルとなった具体的な事例はなかったが、詳細な分別をしている人々の挿絵が現在の分別制度のヒントになっている。また、上勝市の場合は、町に処理場がないのでごみを減らすしかない、という切迫感もあった。さらに、名古屋市では、藤前干潟にごみ処分場が作れないという切迫感が、詳細分別の大きな理由となっていることが明らかになった。本年度は、ごみ分別制度の伝播と受容の過程について、水俣市を中心とした聴き取り調査によって明らかにした。水俣市のごみ分別制度は、善通寺市をモデルにしている。そして、水俣市にも、多くの市町村が視察に訪れ、水俣市をモデルとしたごみ分別システムが他都市で新たに作られている。ただし、このような新たなシステムは、水俣市がかつてそうしたように、市の実情によってアレンジされている。さらに、聴き取り調査からは、視察に訪れた他市町村は、次の二つの反応に大きく分けられることが明らかになった。1つ目は、自分たちの市町村で水俣市のシステムをモデルとするのは無理である、というあきらめの反応、2つ目は、ぜひともこのシステムを導入したいという意気込みで、住民なども連れてさらに研修を行う、という反応である。制度の受容に関しては、手間のかかる水俣市のごみ分別制度について、導入初期も現在も手間がかかると感じている人が少なからず存在することが明らかになった。しかしながら、聴き取り調査から、多くの人々が当時の行政担当者の熱意を強く感じ、手間がかかったとしても、自分も協力しないといけないといった「規範意識」を感じ、そのような人の協力によって制度の導入が行われたことが明らかになった。ただし、少数派ではあるものの、このような住民主体型のごみ分別制度のあり方に疑問を持つ市民が存在するようである。今後は、このような住民の意識を掘り下げつつ、ごみ分別制度が水俣市民に与えた影響を解明する予定である。

それらの都市が水俣市をモデルとした理由の1つに,自分たちと人口規模が類似したいたため,モデルとしやすかったことが聴き取り調査から明らかになった。また,多分別制度を住民に受容してもらうには,ごみの分別を「楽しく」感じてもらう必要があるようである。これに対して,少分別制度を採用している自治体では,モデルとなる都市や制度があったかどうかということはあまり問題ではなく,少分別制度に対応できる施設をつくる場所や資金をうまく確保できるかどうかが重要であったことが,仙台市や横須賀市への聴き取り調査から明らかになった。ここで述べている「少分別制度」は,水俣市のような22分別と比較すれば「小分別」であるという意味である。しかし,当該地域においては,燃えるごみと燃えないごみの2分別から4分別や6分別となり,住民にとって分別数そのものは増えている。したがって,分別数は少なくとも,地域の住民が制度の変化から問題状況をきちんと理解することができれば,ごみの排出量が減る可能性があることが,横須賀市の状況からわかった。
ミャンマーにおける高齢者にやさしい地域づくりと新たな認知症評価手法の開発

「健康長寿命社会の実現」は、2030年を達成年とする世界共通の開発目標「Sustainable Development Goals(SDGs)」の指標の一つである。低・中所得国に持続可能性がある健康長寿命社会を築くため、低コストで実現性が高いプログラムが求められている。日本は戦後の低医療資源国から、現在は行政による高齢者の健康サポート事業と平均寿命では世界のトップレベルに達しており、こうした日本の知見を低・中所得国で生かすことが可能である。本研究では高齢化が進行しつつあるミャンマーにおいて研究を行い、高齢者に優しい地域づくりを目指す。
コンピュータによる陶材の築盛とコンデンスの自動化に関する研究

審美性に優れた歯科用陶材の築盛作業をコンピュータを用いて自動化するための基礎的な研究を行った.築盛に際して,築盛体の湿潤状態の管理とコンデンス作業は築盛体の良否を決める重要な因子であると考えられる.本研究では,築盛体に含まれる水分量を非接触的に測定する方法の一つとして,築盛体を照明し,その反射光の強さから陶材の湿潤状態を推定することを試みた.反射光測定用の試験片としてオペーク色陶材を焼成したステンレス板にボディ色陶材粉末をのせたものを試作の自動築盛装置にセットし,蒸留水の射出を繰り返したときの反射光の強さの変化を測定した.コンデンスの有無に関わらず,初め反射光は弱く,ほとんど変化がみられなかった.これは反射が主に拡散反射によるものであり,また乾燥した陶材粉末に蒸留水が供給されてもすぐに内部に吸収されてしまったためと思われた.蒸留水の供給量が増すにつれ,反射光は次第に強くなった.これは粉末全体が湿った状態になり,余剰水分が表面に浮き出てくることによて試料表面が鏡面反射するようになったためと考えられた.コンデンスの有無の影響を見ると,コンデンス有りの方が同じ供給量でも反射が強かった.これは陶材泥に振動を加えることによって,コンデンス無しの場合より多くの余剰水分が表面に浮き出てきたためと考えられた.以上の結果から,反射光の強さを測定することによって,築盛体の湿潤状態を推定できることが分かった.また測定に際してコンデンスの有無が測定値に影響を与えるということが明らかになった.審美性に優れた歯科用陶材の築盛作業をコンピュータを用いて自動化するための基礎的な研究を行った.築盛に際して,築盛体の湿潤状態の管理とコンデンス作業は築盛体の良否を決める重要な因子であると考えられる.本研究では,築盛体に含まれる水分量を非接触的に測定する方法の一つとして,築盛体を照明し,その反射光の強さから陶材の湿潤状態を推定することを試みた.反射光測定用の試験片としてオペーク色陶材を焼成したステンレス板にボディ色陶材粉末をのせたものを試作の自動築盛装置にセットし,蒸留水の射出を繰り返したときの反射光の強さの変化を測定した.コンデンスの有無に関わらず,初め反射光は弱く,ほとんど変化がみられなかった.これは反射が主に拡散反射によるものであり,また乾燥した陶材粉末に蒸留水が供給されてもすぐに内部に吸収されてしまったためと思われた.蒸留水の供給量が増すにつれ,反射光は次第に強くなった.これは粉末全体が湿った状態になり,余剰水分が表面に浮き出てくることによて試料表面が鏡面反射するようになったためと考えられた.コンデンスの有無の影響を見ると,コンデンス有りの方が同じ供給量でも反射が強かった.これは陶材泥に振動を加えることによって,コンデンス無しの場合より多くの余剰水分が表面に浮き出てきたためと考えられた.以上の結果から,反射光の強さを測定することによって,築盛体の湿潤状態を推定できることが分かった.また測定に際してコンデンスの有無が測定値に影響を与えるということが明らかになった.
脂質スフィンゴミエリンの細胞内での新たな機能：神経突起の成長をモデルとした研究

我々の体を構成する細胞は、多種多様な脂質から成る生体膜で形成されている。生体膜を構成する主要な脂質であるスフィンゴミエリン(SM)は、神経系細胞に豊富に存在して脳神経系の機能に重要な役割を担うと考えられている。しかし、神経組織内でのSMの詳細な分布や機能については不明な点が多い。これらを明らかにしていくには、脳神経系でSMがどのような挙動を示すかを追跡する技術が必要である。そこで、本研究では、申請者が独自に開発した新規技術や知見、すなわち、SMの可視化・SMの操作・SMと作用しうるタンパク質の同定法などを駆使して、神経系細胞の伸長や再生をモデルとしたSMの新規機能を探索する。
不眠バイオマーカーの探索

チューリヒッヒ大学睡眠研究グループと共同で、睡眠障害患者の脳脊髄液および血液中の睡眠覚醒調節に関与する物質を分析し、健常人と比較した。ナルコレプシー患者では脳脊髄液中のリポカリン型PGD合成酵素濃度が有意に減少していること、パーキンソン病患者では有意に増加していることが判明した。更に、ヒスタミンやアデシンの濃度を調べたところ、脳脊髄液中のヒスタミン濃度は、多発性硬化症患者で増加し、イノシン濃度は、全ての睡眠障害患者で高い値を示した。これらの結果から、脳脊髄液中のL-PGDS、ヒスタミン、イノシン濃度の測定と比較が睡眠障害の新たな診断マーカーになることを見出した。日本国民の5人に1人が睡眠に何らかの問題を抱え、10人に1人が日常生活に支障をきたす睡眠障害を発症し、睡眠障害や睡眠不足が原因の産業事故、交通事故、医療事故が増えており、その国家的損失額は3兆円と試算されている。申請者の所属する睡眠研究グループは生理活性脂質のプロスタグランジン(PG)D_2が生理的な睡眠を誘発することや睡眠調節に関与するPGD_2とその合成酵素(リポカリン型PGD合成酵素(L-PGDS))に関して、その情報伝達機構を分子生物学的、分子遺伝学的、薬理学的、生理学的に研究を行ってきた。本研究では、睡眠研究の先進国欧州で、特にナルコレプシーをはじめとした睡眠障害研究で著名なスイスチューリヒッヒ大学協力の下に、臨床試料(脳脊髄液および血液)中のPGD_2およびリポカリン型PGD合成酵素(L-PGDS)の質的、量的変化を詳細に調べ、睡眠と覚醒の生化学マーカーを同定し、睡眠障害の診断方法を確立することを目的とする。当初の計画より遅れたが、新たに提供された健常人と睡眠障害患者の臨床試料(脳脊髄液、血清)、133名分を入手することができた。試料中のL-PGDSの蛋白量を特異的な抗体を用いたELISA法で定量したところ、ナルコレプシー患者の脳脊髄液中のL-PGDS量は、健常人と比べて減少していることが判明した。更に、脳脊髄液中のL-PGDSの機能解析を行った。ヒト脳脊髄液を等電点電気泳動の後にウエスタンブロッティング法で分析すると、ほぼ同一の分子量(≒19kDa)で等電点の異なる6-8つのバンドが検出されることが判明した。これら等電点の異なるL-PGDSの成分比と病態との相関を分析することで、病態の進行度の予測など、臨床マーカーの開発に結び付くと考えられる。本成果は、睡眠障害の新たな診断マーカー開発に有用である。この原因としては、睡眠や覚醒が最も身近な生理現象の一つでありながら、最も解明が遅れていたことに起因する。本年度は、新たに提供された健常人と睡眠障害患者の臨床試料(脳脊髄液、血清)中のL-PGDS、更に睡眠調節に関与するPGD_2とアデノシン(安定代謝体のイノシン)、覚醒の調節に関与するヒスタミンを定量したところ、ナルコレプシー患者の脳脊髄液中のL-PGDS量は、健常人と比べて減少していることが判明した。一方、PGD2量、アデノシン量およびヒスタミン量は、ナルコレプシー患者と健常人との間に有意な差は認められなかった。これら等電点の異なるL-PGDSの成分比と病態との相関を分析することで、病態の臨床マーカーの開発に結び付くと考えられる。

本成果は、睡眠障害の新たな診断マーカー開発に有用である。日本国民の5人に1人が睡眠に何らかの問題を抱え、睡眠障害や睡眠不足に起因する産業事故、交通事故、医療事故が増えており、その国家的損失額は3兆円と試算されている。申請者の所属する睡眠研究グループは生理活性脂質のプロスタグランジン(PG)D_2が生理的な睡眠を誘発することや睡眠調節に関与するPGD_2とその合成酵素(リポカリン型PGD合成酵素(L-PGDS))に関して、その情報伝達機構を分子生物学的、分子遺伝学的、薬理学的、生理学的に研究を行ってきた。本研究では、睡眠研究の先進国欧州で、特にナルコレプシーや神経変性疾患における睡眠障害研究で著名なスイスチューリッヒ大学協力の下に、臨床試料(脳脊髄液および血液)中の睡眠覚醒調節物質PGD_2およびリポカリン型PGD合成酵素(L-PGDS)の質的、量的変化を詳細に調べ、睡眠と覚醒の生化学マーカーを同定し、睡眠障害の診断方法を確立することを目的とする。健常人(非睡眠障害患者)と睡眠障害患者の臨床試料(脳脊髄液、血清)、181名分を入手し、試料中のL-PGDSを特異的な抗体を用いたELISA法で定量したところ、健常人と比べて、ナルコレプシー患者では脳脊髄液中のL-PGDS濃度は有意に減少していること、パーキンソン病患者では有意に増加していることが判明した。更に、睡眠覚醒調節に関与するヒスタミンやアデシン(安定代謝物としてイノシン)の濃度を調べたところ、脳脊髄液中のヒスタミン濃度は、多発性硬化症患者で増加し、イノシン濃度は、全ての睡眠障害患者で高い値を示した。これらの結果から、脳脊髄液中のL-PGDS、ヒスタミン、イノシン濃度の測定と比較が睡眠障害の新たな診断マーカーになることを示すものである。
総実代数体のグリーンバーグ予想とp進ゼータ関数についての研究

本年度も昨年度に引続き、p進特殊関数を通した総実代数体(特に実アーベル体)のGreenberg予想の研究を行った。まず、昨年度の成果である総実代数体の円分Z_p拡大におけるアンビグイデアル類群とp進ゼータ関数の特殊値との関係を、実アーベル体におけるそのx-成分とxに付随するp進L関数の特殊値との関係に精密化することに成功した。これはアーベル体に関する岩澤主予想(MazurとWilesが証明)を用いて成された。これによって、Greenberg予想の検証に重要な役割を果たすアンビグイデアル類群の位数の計算が、細分化された対象に対しても可能であることがわかった。この成果は第7回日本数学会国際研究集会「類体論-その100年と明日への展望-」で報告した。また、もう一つの昨年度の研究成果である、実アーベル体の代数的λ-不変量とp進L関数に付随する解析的λ-不変量との関係に関する成果の応用として、p=3が分解しλ_3=0となる実2次体の無限族の存在証明に成功した。これまで奇素数pが不分解である場合にはこのような結果が知られていたが、分解する場合については全く知られていなかった。この研究成果は、Grazで開催されたICM98のサテライトコンファレンス「Conference on Algebraic Number Theory and Diophantine Analysis」およびSeoulで開催された「The 2^<nd> KIAS Number Theory Conference」(招待講演)で報告した。この周辺に関する研究は現在も継続中である。今後の課題としては、より実効的に円分Z_p拡大のイデアル類群の情報を得る研究を行うことで、特にp-イデアル類群に注目し、p進特殊関数との関係を調べなから研究をしていきたい。p進L関数を一つの拠り所として、総実代数体のGreenberg予想の研究を中心に行った。まず、実2次体の円分Z_p拡大体のアンビグ類群とp進ゼータ関数の特殊値との関係が、一般の総実代数体でも(Leopoldt予想の下で)成立していることを示した。これとGreenbergの結果を合われば、この予想が「ある種の代数的量と解析的量の一致」という現象と同値と言える。またこの結果によって、p次総実非アーベル体のpについてのGreenberg予想の検証も新たに可能となり、福田、小松、尾崎両氏との共同研究であるp次拡大体のλ_p-不変量の研究も一歩前進した。この成果は早大の数論研究集会で報告した。この結果実アーベル体のχ-part版への移行は現在考察中である。次の実アーベル体の場合であるが、Z_p拡大体の岩澤不変量とp進L関数に付随する不変量との間の関係を考察し、これが一致しないための必要十分条件をp進L関数の言葉で与えた。特に対応する岩澤多項式が既約である場合には、Greenberg予想とP進L関数との関係が導き出せる。この研究は尾崎氏との共同研究として日本数学会で報告した。最後に、昨年度から行っているGreenberg予想が成立する無限族に関する研究では、これまでの議論を統一的に扱える結果が得られた。これによって、また新たな実2次体のλ_2=0となる無限族の存在がわかった。今後は実2次体で奇素数pについてλ_p=0となる非自明な無限族の考察もして行きたい。これも尾崎氏との共同研究として津田塾大の数論シンポジウムで報告した。
ハードウェア記述言語におけるプログラム・スライシングの研究

ハードウェア記述言語とは,ディジタルシステム設計における仕様記述,設計検証のためのシミュレーション,論理回路合成など,種々の目的に用いられている,いわばハードウェアの高級言語である.現在の複雑化したマイクロプロセッサ開発においては,ハードウェア記述言語は必要不可欠なものとなってきている.今後ハードウェア記述言語のソース形式による設計資産の蓄積が増大するため,これらの設計検証・保守・再利用は重要な問題となるであろう。ソフトウェア工学の分野では,これらの問題に対し,プログラムスライシング(以下,単にスライシング)と呼ばれる手法に基づく研究が多くなされている.ハードウァエ記述言語に対するスライシング技術は幅広い応用は期待できるにもかかわらず,いまだ本格的な研究がなされていない.本年度は以下の成果が得られた.1,標準的なハードウェア記述言語であるVHDLに対するグラフ表現を用いたスライシング・アルゴリスムを開発した.VHDLのプロセス文などを考慮し,記述の構造を有向グラフとして表現し,スライシングはそのグラフ上での探索問題に帰着される.2,スライシング・アルゴリズムの実装を部分的に行ない,いくつかの小規模の記述に適用してみた.信号線の削除/追加などの設計保守の問題について適用し,スライシングにより自動化できる作業が多く見つかった.ハードウェア記述言語とは,ディジタルシステム設計における仕様記述,設計検証のためのシミュレーション,論理回路合成など,種々の目的に用いられている,いわばハードウェアの高級言語である.現在の複雑化したマイクロプロセッサ開発においては,ハードウェア記述言語は必要不可欠なものとなってきている.今後ハードウェア記述言語のソース形式による設計資産の蓄積が増大するため,これらの設計検証・保守・再利用は重要な問題となるであろう。ソフトウェア工学の分野では,これらの問題に対し,プログラムスライシング(以下,単にスライシング)と呼ばれる手法に基づく研究が多くなされている.ハードウァエ記述言語に対するスライシング技術は幅広い応用は期待できるにもかかわらず,いまだ本格的な研究がなされていない.本年度は以下の成果が得られた.1,標準的なハードウェア記述言語であるVHDLに対するグラフ表現を用いたスライシング・アルゴリスムを開発した.VHDLのプロセス文などを考慮し,記述の構造を有向グラフとして表現し,スライシングはそのグラフ上での探索問題に帰着される.2,スライシング・アルゴリズムの実装を部分的に行ない,いくつかの小規模の記述に適用してみた.信号線の削除/追加などの設計保守の問題について適用し,スライシングにより自動化できる作業が多く見つかった.