hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
3大都市圏の再都市化と社会空間構造の変容に関する研究

本研究では,東京・大阪・名古屋の三大都市圏における地域別マクロ・データを分析することにより,新しい都市社会空間理論の構築をめざして次の諸点を明らかにした。第一次郊外化と第二次郊外化欧米における都市圏の発展段階理論とは異なり,わが国の三大都市圏では,いずれも1970年代に反都市化段階を経験せずに,バブル経済期に第二次郊外化を経験したのち,再都市化段階にいたった。中心都市における人口動態の変化東京特別区部,大阪市,名古屋市の人口動態の時系列分析によって,1990年代後半から,ヤングアダルト層の転出が減少することにより,社会動態がプラスとなり,中心都市における人口増加がもたらされたことが確かめられた。産業構造の再編と再都市化再都市化の背後には,社会経済的な要因が作用している。グローバル情報経済化によって都市における産業構造と職業構造が再編され,ヤングアダルトの専門職層が増大したことが,都市居住志向を促進した。とくに東京では,上級ホワイトカラー層(その大半は専門技術職)とブルーカラー層の居住分化が強化される傾向にあり,再都市化は,都心区の上級ホワイトカラー比率を上昇させていた。三大都市圏の比較都市化から郊外化にいたる過程においては,三大都市圏は,ほぼ同様の過程をたどったが,グローバル情報経済の影響のもとにおける再都市化は,都市圏によって異なるメカニズムが作用していた。東京では,金融よりも,情報サービス産業の成長が,名古屋ではグローバル製造業支援機能の集積が,再都市化の要因である。大阪市の場合には,グローバル情報経済との連接様式が未確立であり,それが都市衰退と再都市化の弱さにつながっていた。外国人居住者の動向こうした連接様式の違いが,専門・技術職の多い東京,下級サービス・労務職の多い名古屋,永住者の多い大阪のように,3大都市圏における外国人の構成や居住分化にも反映していた。国勢調査、人口動態統計などから人口、年齢構成、自然動態、社会動態、産業別・職業別人口構成などについて約80の比較可能な集計表を作成、東京都、大阪市、名古屋市が発行している年次報告書にもとづき、次の一連の研究仮説がはぼ裏づけられた。第一次郊外化と第二次郊外化3大都市圏は、いずれも1960年代後半から70年代にかけて郊外化を経験した後、バブル経済期に再び郊外化が生じていた。産業構造の再編と再都市化3大都市圏は、いずれも2000年前後から都心部を中心に人口増加傾向が見られた。ただしこの傾向は、東京都区部において最も顕著であり、大阪市において最も弱かった。産業構造・職業構造との関連を検討した結果、東京都では、90年代後半に情報サービス経済への転換が、名古屋市ではグローバル製造業支援機能の集積が、それぞれ若年専門技術職層の増大をもたらし、再都市化の要因となっているのにたいして、大阪市では素材生産型の重化学工業からの転換が進まず、都市過程の停滞を引き起こしていることが示唆された。外国人居住の動向産業構造の分岐に対応して、東京ではサービス業に従事する中国人やフィリピン人に加え外資系企業に勤務する多様な国籍の外国人が多いのにたいして、名古屋市では、中国人・フィリピン人とともにブラジル人の占める割合が大都市としては多くなっている。大阪では、在日韓国・朝鮮人の割合が圧倒的で、かつ減少傾向にあり、新来外国人の増加は見られない。このように、分析の現段階において、東京は情報サービス経済中心、名古屋はグローバル製造業中心の成長を見せているのに対して、大阪では脱工業化へめ転換が十分に進んでおらず、それが都市の停滞をもたらしていることが浮き彫りとなった。
地球変化と陸域生態系研究の現状分析と組織化

近年の地球規模の環境変化を背景に地球圏・生物圏国際協同研究(IGBP)が1990年から10年計画で発足した。GCTE(地球変化と陸域生態系)はIGBPのコアプロジェクトのひとつであり、気候・大気組成・土地利用の変化が陸域生態系に与える影響を予測すること、およびそれが地球の気候システムにフィードバックする機構を明らかにすることを目的にしている。本総合研究(B)により、現在わが国において実施されているGCTE関連の研究を調査しその組織化を行った。1992年4月に発行されたGCTE研究計画(IGBP Report No.21)を増刷することによりその周知を図った。またGCTE研究計画にもとづき、研究計画「モンスーンアジア陸域生態系における地球変化のインパクト(略称TEMA)」(Global Change Impacts on Terrestrial Ecosystems in Monsoon Asia)を策定した。TEMAは1992年12月にGCTEのSSC(Scientific Steering Committee)によりGCTEコアリサーチとして採択された。コアリサーチはGCTEの目的に合致し、大規模かつ総合的で国際的視野にたった研究と定義されており、今後GCTE研究の中核を構成することになる。平成6年度発足重点領域「生態系自律機能:気候変化のもとでの生態系の崩壊と存続のメカニズム」の申請のための調査研究を行った。
カルタン埋め込みについて

コンパクト・リー群G上の自己同型σにより固定される元全体のなす部分群をKとする。このとき、σにより等質空間G/KからGへの埋め込み(カルタン埋め込みという)が定められる。σが、G上の位数2または3の自己同型である場合には、カルタン埋め込みが極小埋め込みになるか、さらに極小埋め込みである場合には安定となるかは決定されている。我々は、σが位数4の内部自己同型である場合について、カルタン埋め込みが極小埋め込みになるσを決定した。さらにσが5以上の素数を位数とする内部自己同型である場合には、カルタン埋め込みは極小埋め込みにならないこともわかった。6次元球面S^6は、ケイリー数の積を用いて概複素構造が定められることが知られている。グラスマン幾何の観点から見た場合、概複素多様体の典型的な部分多様体として、正則部分多様体、全実部分多様体、CR部分多様体がある。6次元球面の正則部分多様体についてはGray、Bryantらにより、3次元全実部分多様体についてもEjiri、Mashimoを含め多くの結果が得られている。しかしCR部分多様体の存在については、Sekigawaによる例がただ一つあるのみである(しかもこの例は充満ではない)。我々は、(実)6次元概複素多様体の3次元部分多様体がCR部分多様体であるための判定条件を微分形式を用いて与えた。さらにその条件を利用して、6次元球面内には等質な3次元CR部分多様体が無数に存在することを示した。
粒子分光によるコバルトフリー新規湿度インジケーターの評価

微小材料の"一粒一粒"を解析する「粒子分光」が新素材の開発において重要となっている。私は、従来より共焦点レーザー走査型顕微鏡(CLSM)を用いた"粒子"吸光度分析を開発している。一方、シリカゲルは乾燥剤として利用され、その吸湿能は湿度インジケーター(HI)でチェックされている。塩化コバルトをシリカゲルに担持した(通称:青ゲル)が最も一般的であるが、コバルト化合物はPRTR法により、第一種化学物質および発ガン危惧物質に指定され、その使用が困難になっている。そのため、様々なHIが市販され始めているが、統一された評価方法が確立されていない。そこで、本研究では、「大きな色調変化を持ち湿度鋭敏な湿度インジケーターの開発」を行うための「CLSMを用いる粒子分光法」による色調評価方法の開発を目的に研究を行なった。最初に、低湿度で色調変化が起こり、容易に識別できるコバルトフリー型湿度検出剤(1)の調製を行った。色素としてpHに敏感なテトラアリールポルフィリン(2)を選定し、塩化マグネシウムおよびシリカゲル(SiO_2)との複合体を作ることで1を調製した。1のSiO_2のシラノール基とMgCl_2が乾燥条件下で反応してプロトンを放出し、湿潤条件では中性に戻ることでpH変化が起こることを明らかにした。その結果、乾燥状態ではプロトン化テトラアリールポルフィリンに起因する緑色に着色し、吸湿によってピンクのオレンジ色にテトラアリールポルフィリンになることを確認した。塩化マグネシウム量およびテトラアリールポルフィリン上の置換基を変化させて調製した1のCLSM粒子分光を行い、その吸光度によって色調変化を数値化した。相対湿度の異なる雰囲気において色調変化を測定した結果、最適化した1において、相対湿度20%の低湿度で色調変化を起こし、高い湿度感受性を持つことを明らかにした。
組織工学と幹細胞研究を融合させた新規自己細胞由来人工血管による再生医療

我々は自己の細胞のみで任意の形状の立体細胞構造体を構築する組織工学の新技術を開発してきた。細胞本来がもつ凝集能力によって形成される3次元培養での細胞凝集塊=スフェロイドを作成し、そのスフェロイドを一つの単位としてロボットを用いて複雑な立体細胞構造体を構築する技術である。これまで我々はヒト血管内皮細胞、血管平滑筋細胞、繊維芽細胞を用いて、ヌードラット腹部大動脈(口径1.5mm)、ウサギ頸動脈(口径2mm)に移植可能な血管様構造体の作成に成功した。移植後の病理組織学的検査において、血管構造体の内腔を被覆するVWF陽性の血管内皮細胞を認めた。現在接着系細胞が元来有する機能である細胞凝集現象により得られる、「スフェロイド」を用いて組織工学的手法を用い、外来異物を一切用いない、細胞だけで構成されるScaffold-freeの細径人工血管作成技術を開発している。本年度は、スフェロイド形成時に、元来血管壁を構成している細胞成分である、血管平滑筋細胞、線維芽細胞に細胞間相互作用を期待して血管内皮細胞を混合させた血管組織型スフェロイドを開発した。単独種類の細胞でスフェロイドを作成するより高機能化させることができる。かつ組織型スフェロイドは血管内皮細胞増殖因子(EGF、VEGF等)の存在下で内部に血管網を持った組織を形成する。さらに「、組織スフェロイド同士が3次元的にあらゆる方向に融合する事を確認した。血管組織型スフェロイドを融合させ、長さ1cm、内径2mm、血管壁厚0.5mmの細胞のみでの人工血管作成に成功した。本血管は、組織学的評価では、細胞周囲に十分な細胞がマトリックス(コラーゲン等)を有していた。圧縮テストや拡張テストなどの物理的刺激に耐えうることを示した。動物実験では、F344メス10Wのヌードラットの腹部大動脈レベルに1cmの範囲で人工血管置換術を試みた。8-0PPPを用いた、標準的血管外科的手術方法を用いて中枢側吻合、末梢側吻合に耐えうる人工血管作成に成功した。5日後に犠牲死させ肉眼的、組織学的評価を行ったが、開存は得られていなかった。しかし血管の開存性は未だ評価不足であり今後の課題であると考えられた。一方、Vitroの環境でより、機能的な血管を構築すべくバイオリアクターの開発を行った。総額3万円程の安価な費用で長さ10cmまでの血管が培養でき、かつ内部を培養液で循環できる血管培養リアクターシステムを開発した。血管外科領域では増加し続ける糖尿病患者、透析患者に対するシャント造設、下肢血行再建等に対し主に人工血管が使用されており、組織工学を利用した抗血栓性、抗感染性などを有した人工血管の開発・実用化は未だ途上の段階である。京都大学山中らが発見したiPS細胞などの幹細胞は血管平滑筋、血管内皮細胞などに分化可能であることが報告されており世界的に研究が進行中である。一方我々は自己の細胞のみで任意の立体細胞構造体を構築する組織工学の新技術を開発しており徐々に国内外の評価を受けつつある。本技術および幹細胞研究を血管再生に応用し、細胞のみで構成した、抗免疫性、抗感染性、抗血栓性等、従来の人工血管では未解決の問題をクリアーする細径人工血管の開発を目的とする。ヒト血管内皮細胞、血管平滑筋細胞、繊維芽細胞を配合した細胞凝集塊を用いて、血管構造体を構築した。構築した血管構造体は強度が不十分であったため、内外腔を潅流するバイオリアクターを開発し、一定期間潅流培養をすることで、ヌードラット腹部大動脈(口径11.5mm)に短期移植可能な血管構造体の作成に成功した。移植前の張力試験や組織学的評価を行いながら、バイオリアクターのより良い還流方法の検討、移植前後の組織学的評価を行った。移植後の病理組織学的検査において、血管構造体の内腔を被覆するvon Willebrand Factor陽性の血管内皮細胞を認めた。生体環境に近いバイオリアクターのさらなる開発により、中大動物において長期開存可能な血管構造体の構築を目指す。血管壁のリモデリング効果、病理組織学的検査、長期の開存性を確認した後に間葉系細胞やiPS細胞などの幹細胞技術を用いた細胞ソースの検討を行いたい。我々の構造体はiPS細胞などの幹細胞から分化させた細胞ソース(血管平滑筋細胞、血管内皮細胞等)のみで生体内での挙動を再現できる血管構造体にする必要があるため、先行する幹細胞研究等を参考にし平滑筋細胞、血管内皮細胞等の効率的分化、大量培養、目的細胞の純化等の条件検討とデータの蓄積を行った。

しかし効率や純化手順が完全ではないため、同時進行して、ヒト大動脈血管平滑筋細胞を用いて、500μm程度の細胞凝集体(スフェロイド)を作製しロボットを用いて、内径2mm厚さ400μm、長さ1cmのチューブ用構造体を作製した。さらに、血管平滑筋細胞に内皮細胞などを混合してスフェロイドを作製するとより高機能化する可能性が示唆された。さらに線維芽細胞なども混合されると単独細胞のみで構造体を作るよりはより生体に近いタンパク産生が得られると考え現在条件検討を行っている。平滑筋、内皮細胞混合スフェロイドによる血管を作成、組織学的解析を行った。コラーゲンリッチではあるが、エラスチンに乏しく、弾性が移植には不足すると考え、平滑筋、内皮細胞、線維芽細胞3種混合培養によるスフェロイドをベースとして血管構造体を作製している。現状ではこの3種混合培養によるスフェロイド形成が高機能と判断しており、移植にたる血管作製を行っている。また混合比率、細胞数としては、血管内皮細胞、血管平滑筋細胞、線維芽細胞を10,000:10,000:10,000Cell/スフェロイドとして30000細胞数ベースのスフェロイドを作製するのが現在の最適条件としている。本年度はこの条件で血管を作製し評価していきたい。研究開始2年目であるが、外科的手技にても破損しない強度の人工血管を細胞のみで作成することに成功した。さらに、動物への移植への成功している。以上の理由から、本プロジェクトは概ね順調に進展していると評価した。ただし、本プロジェクトは計画書では自己幹細胞由来細胞を用いての研究としているので来年度は自己幹細胞由来細胞をもちいた研究を取り入れていきたい。実験計画書に記載した本年度の計画では幹細胞由来細胞からの構造体構築としていたが、分化手順、純化効率で確立されたものがなく、まずはヒト初代培養細胞を用いて実験を行った。ヒト細胞での血管構造体は想像より完成度が高く、1年間の成果としては十分であると判断した。平成25年度は、血管組織型スフェロイドの配合条件、大きさ、培養環境のさらなる適正化を目指す。血管構造体作成を動物実験用に6個、物理的刺激に対する強度解析のために12個作成して解析をすすめる。本来、本事業は自己幹細胞ゆらい細胞(血管内皮、壁細胞)を用いての人工血管作成が最終目標であるため本年度はヒトiPS細胞由来血管内皮細胞や壁細胞、血管平滑筋細胞を用いたデータを重ねていきたい。動物実験はラットの腹部大動脈に人工血管置換を行い、開存性のデータをとる。開存性はエコーにて評価し、最長3ヶ月までのデータをとる。引き続き先行する発表での平滑筋細胞や血管内皮細胞への分化効率の検討からはじめ、FACS等をもちいて、分化効率、純化効率の検討を行う。ある程度分化、純化効率が得られれば大量培養の検討を行い、幹細胞由来細胞での移植可能な構造体の作成へと実験を進める。同時に、現存するマウス、ヒト等の血管平滑筋や内皮細胞を用いて血管構造体作成のためのBRPシステム自体の機能向上及び構築血管の厚さ、強度の検討等を行う。平成23年度までに、上記の培養条件の最適化を完了させることおよびBRPシステムを用いて内径3mm,厚さ0.5mm、長さ2cm程度の血管を構築することを目標とする。成果発表のため国際学会参加旅費として20万円。最終年度のため、論文作成、英文校正、投稿費用などに10万円残りを、培養液やサイトカイン、動物実験などに要する消耗品として使用したい。
建築における各部位の構法と全体の構法の整合性に関する研究

建築の各部構法は、それぞれの部分のみに注目して、性能の向上が図られる。しかしそれは、必ずしも建物全体の性能の向上を意味しない。本研究は、まず、これら各部の構法と全体の構法の関係を整理した。特に、各部の構法改良が、建物全体にとって問題となる例を整理分類した。その一つに、意匠性の向上が耐震性を損なう場合がある。昭和30年、40年代に普及した横連窓の開口形式は、インターナショナルな意匠を可能としたが、後の地震では、その時期の建物に開口部の被害が集中していることが明らかになった。このケースを詳細に調査した。横連窓の開口形式は、特に庁舎建築に多く見られる。そこで、関東地方の庁舎建築、および大手設計事務所の庁舎を中心に、実態調査を実施した。その結果、地震被害の集中した時期の建物は、スチールサッシ、硬化パテの採用という共通した特徴が示された。これらは、横連窓という当時最も現代的であった設計意匠を採用する上で、広く採用された構法であった。しかし、こうした開口の構法は、層間変形追従性に問題があり、後の地震ではガラスの破損を大量に発生させた。その後、アルミで、弾性シーリングを用いた構法へと変化して行くことで、この問題は解決される。こうした経緯を詳述しながら、各部の構法と全体の構法の、両者の関係の望ましいあり方を提示した。建物は、ある大きさの空間をもつが故に、それを構成する相当量の材料を必要とする。このような「もの」に関しては、旧来の問題点を引きずりつつ、かつ新たな問題点を生み出している。これは、建物の各部位そのものや、それを構成する材料が多様化し、ひとつの建物の全体構成の中に組み込まれた場合に、全体としての整合性を保ち得ないことが、その理由のひとつと考えられる。本研究は、このような整合性に関して、いくつかのケ-ススタディによって、整合性を確保するための方法を見い出そうとするものである。ケ-ススタディの対象としていくつかの全体構法の例を挙げ、建築関連の雑誌、各種被害の報告書及び個別的な調査報告書等から、整合性を欠いている点を抽出した。(1)伝統的な木造建築...全体としての耐久性が大きいのは、各部位を構成する部材の構法が開放的であるためである。一方、各部位の細かな細工の耐久性は低い。しかし、木造であるため、部材の交換が容易で、結果的にできあがっているメンテナンスのシステムが良い結果をもたらしている。(2)超高層建築...外壁構法であるカ-テンウォ-ルに地震による被害が生じないのは建物全体に生じる層間変位に対する対策が講じられているためである。このカ-テンウォ-ル構法は、耐震性の研究が外壁にも考慮されて初めて現れたもので、昔の建物では見られない。しかし、同時に外壁の生産、性能の考え方にも大きな影響を及ぼした。今年度は、まず、前年度の資料収集、現地調査の残りを中心に行った。即ち、ケ-ススタディに関する調査と、専門家に対するアンケ-トの結果を分析・整理した。非構造部材、木造在来軸組構法、茶室建築について新に実施し、また、昨年度実施した伝統的な構法や、超高層建築について追加調査を実施した。次ぎに、各部位の構法と全体の構法の整合性を確保するための方法の試案を作成した。書式は、チェックリスト的なものであるが、性能や、その性能を満足するための検討項目を整理した。これの複合的な要素を総合的に考慮するため電子計算機による処理を試みた。即ち、上記の試案(チェックリスト等)を、前年度のケ-ススタディで行った整合性のある例とない例にあてはめ、実用性を検証した。その結果、電算機による処理が、有効な場合とそうでない場合とに極端に分かれること分かった。これらの結果を総合して、最終的に「建築における各部位の構法と全体の構法の整合性を確保するための方法」を提示すべく、現在作業中である。
弱者を対象とする医学系研究に求められる倫理的配慮に関する研究

本年度はまず、医学研究の倫理学領域を中心に、立場の弱い者および脆弱性に関する先行研究の収集を行い、2000年以降の文献をおおむね入手し、次年度に投稿予定の総説論文に向けて準備を開始した。また研究代表者は、現象学的哲学に関する国際会議に招待された機会に、脆弱性に関する哲学的な先行研究の批判的検討を行い、M.メルロ=ポンティの現象学的哲学の中には、普遍的な脆弱性に関する洞察だけでなく、普遍的な脆弱性と特殊な脆弱性を統合しうる視点をも見出すことができることを明らかにした。さらに、生命倫理学・研究倫理学においてしばしば理論的基礎として参照されるE.レヴィナスの脆弱性概念について検討し、著作間における定義の異同、「女性的なもの」の概念との内在的な連関、保護を命じる規範的概念であるかどうかの疑わしさといった点を指摘し、従来の適用方法の難点を示した。これらの作業をもって、脆弱性概念に関する哲学的背景の検討の一部を終えることができた。また共催イベントとして、脆弱性概念の哲学的背景として重要なJ.バトラーに関する藤高和輝氏の著作の合評会を開催した。研究班全体としては、2018年9月3日及び2019年2月18日に研究会を開催し、「人を対象とする医学系研究に関する倫理指針」に「社会的に弱い立場にある者」という文言が導入された経緯及び現在求められている配慮について検討するとともに、国際的な倫理指針との比較等を通してどのような配慮が不足しているかを議論した。また、医学研究の倫理学における脆弱性に関する先行研究のレビューも行い、今後どの論点を深めていくべきかを議論し、次年度以降の論文作成方針を立てた。その他、研究分担者が取り組んでいる個別の問題(日本におけるHPVワクチンをめぐる状況及び新潟水俣病の妊娠規制)について、脆弱性の観点から検討した。全般的な文献収集はおおむね終了した。また、脆弱性概念の理論的背景についても一部ではあるが検討し、また他の部分についても見通しを立てられた。脆弱性概念に関してどの論点を考察すべきかを議論を通じて確定し、来年度以降の作業の内容と順序を明確にした。まず、先行研究全体に関する総説論文を作成する。次に、医学研究の倫理学の歴史及び固有の問題設定を考慮せずに一般的な脆弱性理論を適用するアプローチを批判的に検討する。その上で、研究参加者の脆弱性に基づいて命じられるべき倫理的配慮の範囲について、過度に広く設定するアプローチを批判的に検討し、研究計画の側に問題点がある場合にそれを適切に把握して研究参加者の側に転嫁しないようなアプローチを具体化する。また、弱い立場にある者を研究に参加させることが奨励されるようになった歴史的経緯について、HIV/AIDS当事者の運動からの影響も含めて検討する。理論的背景に関しては、英語圏で主要な参照先となっているR.グディン及びE.キテイについて考察する。

その上で、研究参加者の脆弱性に基づいて命じられるべき倫理的配慮の範囲について、過度に広く設定するアプローチを批判的に検討し、研究計画の側に問題点がある場合にそれを適切に把握して研究参加者の側に転嫁しないようなアプローチを具体化する。また、弱い立場にある者を研究に参加させることが奨励されるようになった歴史的経緯について、HIV/AIDS当事者の運動からの影響も含めて検討する。理論的背景に関しては、英語圏で主要な参照先となっているR.グディン及びE.キテイについて考察する。本年度は1年目であり、主たる作業であった文献収集のために出張が必要なかったこと、科研研究会を研究代表者(川﨑)と分担者1名(松井)の所属機関で開催したために研究会のための旅費が少額となったこと、また多くの文献が雑誌論文であって無料で収集できたことが、次年度使用額の生じた理由である。次年度は、次年度使用額分を差し引いて当初の計画通りの金額になるよう設定している。次年度も研究発表を行う予定であるが、最終年度である次々年度により多数の発表を予定しており、旅費が必要になると予想されるからである。
卵巣腫瘍における分子生物学的良悪性診断及び類皮嚢胞腫における2ヒット説の適応

卵巣癌組織における遺伝子異常、特にプロゲステロンレセプター遺伝子を含む広範囲な検索をすることにより、癌化のプロセスの解明を目的とした実験系を施行中である。実施方法として染色体分析を選択した。何故なら私の仮説は、癌化のプロセスで最も重要なことは癌遺伝子や腫瘍抑制遺伝子個々の異常ではなく、例えば制限酵素の様なDNAを大きく切断可能な酵素や逆転写酵素異常により、染色体レベルでの異常が起こり、癌としての性格を取得していると考えるからである。現在腫瘍抑制遺伝子と呼ばれている遺伝子部分はこれら切断により欠失したものであり、また癌遺伝子は転写、分配の際重複したと考える。従って多種多様な染色体レベルでの欠失、重複を統計的に解析することにより、共通項を見い出すことが発癌機構解明の根本的な第一歩となると考える。又同時にこれは未知の腫瘍抑制遺伝子、癌遺伝子を容易に発見する手段ともなり得ることは理解されよう。発癌のメカニズムは遺伝子レベルでの個々の異常のつみかさねや内分泌環境のみで説明され得ないことは近年理解されつつあると考える。極めて単純な理由より癌化のプロセスを解明し、将来的にはこの修復、つまり治療に結びつけたいと考えている。現在数例の分析が成功し、既知の癌遺伝子や腫瘍抑制遺伝子を含む多数の異常を確認している。現在症例数を増やし解析し進めている段階である。
炎症性皮膚疾患における新しい角層バリア機構の解明とその制御

アトピー性皮膚炎では皮膚角層バリア機能が低下している。その原因に角質細胞間脂質セラミドを構成する脂肪酸の長鎖/短鎖比率の低下がある。我々はこれまでにIFN-γが超長鎖脂肪酸セラミド合成に重要な酵素ELOVLとceramide synthase(CerS)の発現を抑制することを培養表皮細胞で見いだしたが、今研究では、マウスにダニ抗原またはイミキモドを反復塗布して誘発した皮膚炎を解析し、IFN-γの発現上昇とともに、ELOVL、CerSの発現低下、そして皮膚セラミドの長鎖脂肪酸/短鎖脂肪酸比率が低下することを示した。皮膚炎におけるTh1サイトカインによる皮膚バリア機能低下機構の存在が示唆された。アトピー性皮膚炎(AD)と乾癬において病変部皮膚角層の長鎖脂肪酸を有するセラミドの割合が減少していること、培養ヒト正常表皮細胞でIFNγが長鎖脂肪酸セラミドの合成に関わる酵素ELOVL、CerSの発現を低下することを見いだしている。ADの慢性病変と乾癬ではIFNγの増加が指摘されおり、それが角層セラミドの脂肪酸を短鎖化し、その結果バリア機能を低下させている可能性がある。この現象をin vivoで検証すべく、アトピー性皮膚炎モデルマウス(NC/Ngaマウス)で角層脂質のセラミド分析、皮膚のELOVL、CerS、およびサイトカインの発現を検討した。NC/Ngaマウスの耳介及び背中にダニ抽出液を週二回、5回ないし9回塗布し、5回目で皮膚炎を発症した。RT-qPCRにて、耳介のELOVL1,5,6の減少、CerS3が増加、CerS1,4,5の減少、サイトカインはIFN-γ、TNF-α、IL-12の増加を確認した。血清IgEの増加、経皮水分蒸散量の増加も確認した。一方、背部皮膚から脂質抽出しセラミドをLC/MSにて分析しているが、安定した脂質抽出法の確立に手間取り一定の結果を得るに至っていない。現在、ほぼ安定した脂質抽出ができるようになったので分析中である。NC/Ngaマウス胎仔由来ケラチノサイトを培養してELOVL、CerSの分布をみると上記のうちELOVL5,6、CerS4,5が多く発現しており、その発現量の変化は実際セラミド代謝に影響を持つものと考えられる。また、培養ケラチノサイトを用いたIFNγのELOVL、CerS発現への作用のシグナル伝達機構を検討する基礎として、ヒト正常ケラチノサイト由来培養細胞(HaCaT)におけるIFNγの効果を検討し、ELOVL4の発現減少とJAK阻害薬の効果を確認した。NC/Ngaマウスは本来アトピー性皮膚炎を自然発症するが、我々の施設のconventional環境下では皮膚炎を発症しない。したがって、耳介及び背中にダニ抽出液を週二回、5回ないし9回塗布し検討したところ、5回塗布で皮膚炎、血清IgEの増加、サイトカインの上昇等が起こることを確認した。RT-qPCRにて、耳介のELOVL5,6の減少、CerS3が増加、CerS1,4,5の減少、サイトカインはIFN-γ、IL-4、IL-12の増加を確認した。一方、背部皮膚から脂質抽出しセラミドをLC/MSにて分析したが、安定した脂質抽出法を確立できなかった。そこで耳介からの脂質抽出に変更し、最終的に耳介皮膚を表皮と真皮に分離し、表皮を分析することで安定した脂質抽出ができるようになった。そして、ダニ抽出液塗布群で短鎖セラミド(C14, C16, C18, C20)の割合が増加し、長鎖セラミド(C24, C26)の割合が減少することが確認できた。NC/Ngaマウス胎仔由来ケラチノサイトを培養してELOVL、CerSの分布をみるとELOVL5,6、CerS4,5が多く発現しており、その発現量の変化がセラミド組成の変化をもたらしたと考えられる。今回、マウス皮膚炎モデルにおいて、皮膚のIFNγ、セラミド合成関連酵素ELOVL、CerSの変化とともに、そのアウトカムである角層脂質分析が最も重要なデータになるが、マウス皮膚角層脂質の分析で、脂質抽出法の確立に手間取ったことが最大の要因と考えている。マウス背部皮膚からの脂質抽出を断念し、当初、その面積の小ささから無理と考えていた耳介からの抽出にトライしたが、安定したデータが得られず、最終的に表皮と真皮を酵素処理で分離して表皮のみを使う様にしてデータが安定してきて、今回の成果が得られたが、そこまでに想定を超えた時間を要した。皮膚の基本的機能のひとつである角層バリア機能は1.角質細胞内の天然保湿因子2.角質細胞のコーニファイドエンベロープ3.角質細胞間脂質から構成される。セラミドは角質細胞間脂質の主要構成成分で、長鎖脂肪酸セラミド/短鎖脂肪酸セラミド比率の低下がバリア機能の低下と関連することが報告されている。

アトピー性皮膚炎(AD)では角層セラミドの減少が知られているが、近年、長鎖脂肪酸セラミドの割合も減少していることが報告された。我々は各種サイトカインの中でIFN-γが長鎖脂肪酸セラミド合成に重要な酵素elongation of very long chainfatty acid (ELOVL)とceramide synthase (CerS)の発現を抑制することを見いだし、IFN-γの発現が増加している病態でセラミド脂肪酸組成が変化するという仮説を立てた。今回の研究では、モデルマウスを用いた実験的皮膚炎でそれを検討した。NC/Ngaマウスにダニ抗原を反復塗布し発症させた皮膚炎では、IFN-γの発現上昇とともにELOVL、CerSの発現が低下し、セラミドの長鎖脂肪酸/短鎖脂肪酸比率も低下することが観察された。一方、BALB/cマウスにイミキモドを反復塗布して生じた乾癬様皮疹では、IFN-γの発現は変化せず、ELOVL, CerSの変化もわずかで、セラミドの脂肪酸比率も変化しなかった。さらにマウスIFN-γの長期発現ベクターをhydrodynamic tail vein injection法により肝細胞に取り込ませ血中IFN-γを高濃度に維持したマウスで、皮膚ELOVL、CerSの発現、セラミドの長鎖脂肪酸/短鎖脂肪酸比率を検討したが、変化は見られなかった。以上の結果は、IFN-γの局所発現が増加する皮膚炎では、角層セラミド組成がIFN-γにより制御される可能性を示唆する。アトピー性皮膚炎では皮膚角層バリア機能が低下している。その原因に角質細胞間脂質セラミドを構成する脂肪酸の長鎖/短鎖比率の低下がある。我々はこれまでにIFN-γが超長鎖脂肪酸セラミド合成に重要な酵素ELOVLとceramide synthase(CerS)の発現を抑制することを培養表皮細胞で見いだしたが、今研究では、マウスにダニ抗原またはイミキモドを反復塗布して誘発した皮膚炎を解析し、IFN-γの発現上昇とともに、ELOVL、CerSの発現低下、そして皮膚セラミドの長鎖脂肪酸/短鎖脂肪酸比率が低下することを示した。皮膚炎におけるTh1サイトカインによる皮膚バリア機能低下機構の存在が示唆された。今回、マウス皮膚炎モデルにおいて、皮膚のIFNγ、セラミド合成関連酵素ELOVL、CerSの変化とともに、そのアウトカムである角層脂質分析が最も重要なデータになるが、マウス皮膚角層脂質の分析で、脂質抽出法の確立に手間取ったことが最大の要因と考えている。マウス皮膚炎モデルで、皮膚のIFNγ発現の増加、長鎖セラミド合成に必須の酵素ELOVL、CerSの発現低下、そして角層セラミドで長鎖脂肪酸セラミドの割合の低下という現象を確認することができた。あくまで3者の現象を見ているだけなので、仮説の検証をより強固にするため、予定通りまず、IFNγ発現ベクターのhydrodynamic tail vein injection法により、IFNγの効果を皮膚炎とは関係ない系で検証する実験を開始している。さらに、皮膚IFNγ発現が増加するもう一つのモデル系であるイミキモド塗布による乾癬モデルマウスで、同様の検証を行うことにしている。皮膚アレルギーマウス角層脂質の抽出方法がほぼ確立しつつあるので、予定通りマウス皮膚炎での分析を続け、IFNγの増加が角層セラミドの脂肪酸を短鎖化し、その結果バリア機能を低下させている可能性を検証する。
乱流の数理モデルの総合的研究

この研究は会合を主にした調査研究で、当初4回の研究会を予定したが、研究経費の削減など諸般の事情により次の3回の研究会が開催された。第1回平成4年9月26日東北大学流体科学研究所14名出席第2回平成4年12月20日学士会館本館15名出席第3回平成5年3月6日東京大学山上会館16名出席なお第2回研究会は「第6回数値流体力学シンポジウム」の前日に、第3回研究会は「第8回生研NSTシンポジウム」の翌日に開催され、これらのシンポジウムにも大部分のメンバーが参加した。これらの研究会で取上げられた主なテーマは次のものである。混相乱流、圧縮乱流、都市ヒートアイランドのシミュレーション、非圧縮性流れのDNS、波状流路乱流、乱流散逸のモデリング重点領域研究「乱流の数理モデル」が平成57年度に実施される運びになり、その準備として研究組織の編成などが行われ、また次の研究項目について調査ならびに研究が進められた。1.直接シミュレーションの数理2.乱流素過程のモデリング3.乱流の一点完結モデル4.LESのSGSモデル5.圧縮性乱流のモデル6.混相乱流のモデルその成果の一部は上記のシンポジウムにおいて速報として公表された。
医系キャンパス型緩和デイケアと従来型プログラムとの比較

N大学キャンパスと緩和ケア病棟併設施設A病院に緩和デイケアを立ち上げ、がん患者の在宅生活をサポートする取組を実施した。主な結果をSTAS-Jを用いると、平均スコアはキャンパス型0.8、従来型2.0で、キャンパス型はがんサバーバーの利用が多く、がんとの折り合いや学習に関心が高く、人との関わりに満足していた。キャンパス型では、大学の環境や人材の資源を活用してがんサバイバーを支えるプログラムを発展させることができ、大学が地域に貢献できる一つのプログラムとして有意義である。わが国のがん医療現場では、在院日数の短縮化が図られる中、地域医療の受け皿の整備は遅れ、心身に不安を抱える患者と家族に医療サービスが行き届いていない現状にある。本研究の目的は、がん患者の自律的な力を引き出す緩和デイケア・プログラムを実践し、対象者のQOLとADLの維持・向上に働きかけ、その効果をSTAS-J(緩和ケア評価尺度)を用いて明らかにするものである。昨年11月に愛知がんセンター愛知病院緩和ケア病棟に、同年12月に名古屋大学医学部大幸キャンパス内に緩和デイケアサロンを立ち上げた。毎週1回開催し、参加者の参加目的に併せてプログラムを施行、経過観察を行った。愛知病院緩和デイケアの参加者は、外来7名、入院9名であった。スタッフは専従の他、医師、地域ボランティアも積極的に参加し、参加者ニーズに合わせた制作やレクリエーションを行った。大幸キャンパス「ライフトピアサロン」の参加者は13名、疾患部位や経過(15年)は様々であった。スタッフは看護教員、臨床心理士、がん看護専門看護師養成課程の学生等が参加した。プログラムは、参加者同士の交流、作業療法、レクリエーションを行った。その結果双方の参加者は、がんと折り合いをつけて生活する中で、思いを表出し共感を得る場を必要としていることがわかった。特に「ライフトピアサロン」参加者は、新しい情報の収集、同病者同士話すことでの不安の緩和、治療体験や治療に対する自己決定への共感・確認などを求める傾向がみられた。さらに、参加満足度調査から、サロンに集うことが闘病意欲に寄与していることが明らかになった。今後は大学で実施する利点を生かし、学生の積極的な参加を促し、人材育成の場として活かすとともに、学内施設の有効利用を通してプログラムの多様化を図っていく予定である。従来型緩和デイケアとキャンパス型プログラムを一例に、STAS-Jを用いて患者のニーズに添ったデイケアのあり方を検討する。がんサバイバーとして生きる患者への支援が国民的な課題となっている。しかし支援プログラムは少ない。そこで、N大学キャンパスを中心とした緩和デイケアサービスを立ち上げ、がん患者の在宅生活をサポートする新たな取組みを構築した。本研究の目的は、がんサバイバーに対し緩和デイケアプログラムを実践し、対象者のQOLとADLの維持・向上に働きかけ、その効果をSTAS-J(緩和ケア評価尺度:2007)を用いて明らかにした。方法:プログラムはキャンパス型緩和デイケアが水曜日の午後1時3時半、従来型緩和デイケアが木曜日の午後1時4時と毎週1回開催し、利用者の参加目的に合わせて施行、経過観察を行った。キャンパス型と従来型を一例に、プログラムを検証した。結果:平成20年12月平成22年3月までの参加延べ数は、キャンパス型で233名、A病院で252名であった。1)利用者背景はキャンパス型と従来型では男女比が3:7、平均年齢は63.1歳であった。Performance Statusはキャンパス型が0.5、従来型23であった。2)疾患状況ではキャンパス型20名、従来型では81名、家族が29名であった。3)活動は、キャンパス型が「交流」「情報収集」「不安の緩和」「創作・レクリエーション」が主であり、従来型は「交流」「病状緩和」「心のケア」「家族のケア」を求める割合が大きかった。4)STAS-Jの分析により、キャンパス型は平均スコア0.53で不確かな要素からくる今後の不安を占めていた。従来型は平均スコア1.62であり、諸症状を抱えながらの闘病と、家族間のコミュニケーションが課題であることが明らかになった。以上のことより、1)PSによりアクティビティに差があり、その結果STAS-Jで1.09点の差があった。2)患者の在宅生活をサポートするには、早期から緩和ケア関係者が関わることにより、自己コントロール力が活性化されることが示唆された。
ヒストン脱アセチル化酵素活性を検出するプローブの開発

エピジェネティックな遺伝子発現制御に関与するヒストン脱アセチル化酵素(HDAC)活性を検出できる蛍光プローブの開発を行った。DNAとの相互作用変化に着目し、核染色色素とHDAC基質を連結したペプチドを設計、合成した。本蛍光プローブをDNA存在下、HDACと反応させることでDNA結合能の上昇に伴い蛍光強度が増大する結果が得られた。本手法により簡便な操作で迅速にHDAC活性を検出できることを示した。本研究ではヒストン脱アセチル化酵素(HDAC)の活性を簡便・安定に蛍光検出する手法の開発に取り組む。HDACはタンパク質の脱アセチル化を行い、核内におけるクロマチンの構造変化や転写の抑制に関連している。加えてがんや精神疾患の発症に関わる重要な機能を持った酵素であり、標的とした薬剤が盛んに開発されていることから、その活性の簡便迅速な検出手法が強く求められている。しかしながら既存の手法では抗体や他の酵素を用いる複数の操作が必要なことから、迅速な検出、酵素反応のリアルタイムな追跡ができないという問題点があった。そこで本研究ではHDACがヒストンとDNAの相互作用に影響することに着目し、蛍光プローブとDNAを使ったHDAC活性検出法を新たに開発する。蛍光プローブの設計としては、DNAに結合する際に蛍光を発する核染色色素部分と、HDACが反応するアセチルリジンを含む基質部分を連結させる。HDACにより脱アセチル化反応が起こることでプローブの基質部分がリジンへと変換され、正電荷を持つことで負電荷を有するDNAに結合するようになり蛍光が増大するものと予想した。すなわち、HDACの活性をプローブのDNA結合能の変化として検出することを考えた。設計したプローブの合成法を色素部分の有機合成ならびにペプチド固相合成の手法を用いて確立する。合成したプローブを用いてDNA存在下でヒト由来の種々のHDACとの酵素反応を行い、その検出を試みる。基質部分の構造によるHDAC活性検出への影響を蛍光測定により定量的に評価する。これらの評価結果を基にして、核染色色素部分、基質部分および両者をつなぐリンカーにおいて検討を進めることでプローブ分子構造の最適化を行う。加えて、単離酵素及び培養細胞を対象としたHDAC阻害剤のスクリーニング手法を開発へと応用する。ヒストン脱アセチル化酵素(HDAC)はヒストン等のタンパク質中のアセチルリジンをリジンへと変換する酵素であり、エピジェネティックな遺伝子発現の制御に関わっている。HDACはがんや神経変性疾患などの病態で見られる異常な遺伝子の機能発現と関連していることが指摘されており、創薬の標的として近年大いに注目されている。従ってHDACの活性検出は生物学だけでなく創薬開発の観点からも重要であると考えられる。しかしながら、既存の方法では検出までに煩雑な手順を要するという問題があった。そこで本研究ではHDAC活性を簡便な操作で検出できる蛍光プローブの開発に取り組んだ。ヒストンの脱アセチル化によるリジン残基の電荷状態と、それに伴うDNA結合能の変化に着目し、新たな蛍光プローブを設計した。この蛍光プローブはDNAに結合することで蛍光が上昇する核染色色素とアセチルリジンを含む基質からなっている。基質の脱アセチル化によってDNA結合能が上昇し、蛍光が増大することを期待した。蛍光プローブの設計において、核染色色素、基質であるペプチド、ならびに間のリンカーの構造を検討した。その結果、脱アセチル化によって蛍光が大きく増大する蛍光プローブを見出した。この蛍光プローブを用い、DNA存在下、蛍光プローブとHDACを混合して酵素反応を行うことで、一段階の操作という簡便な手順で活性検出に成功した。本検出システムは蛍光プローブが脱アセチル化後、速やかにDNAに結合することが分かったため、酵素反応速度を直接追跡できることが可能であり、速度定数の解析が可能であることを示した。HDAC阻害剤を用いたアッセイに本系を適用することで、簡便迅速に阻害剤の活性評価ができることが示され、将来的な薬剤スクリーニングの系へと応用できる基盤技術を確立した。本研究で用いる蛍光プローブの合成手法として、既報に基づいて合成した核染色色素を、固相上で連結したペプチド基質のN末端に色素を導入する方法を確立した。この方法で目的の蛍光プローブを純度良く得ることができた。また、本合成手法は基質に脱アセチル化後の生成物であるリジンを有する蛍光プローブの合成にも適用可能であった。合成したアセチルリジン、リジンを基質に含む蛍光プローブにおけるDNA存在下の光学特性を比較した。核染色色素として、マイナーグルーヴバインダーであるBOXTOを選択したところ、脱アセチル化に伴い、10倍程度の蛍光強度の上昇が見られた。さらに基質、リンカー部分を検討した結果、DNAへの結合能が向上し、蛍光強度が大きく上昇するプローブ、BOXTO-GK(Ac)Gを見出した。このプローブを用い、酵素反応を試みた。クラスIIIに属するHDAC、SIRT1を選択し、DNA存在下、BOXTO-GK(Ac)Gと混合したところ、経時的な蛍光の上昇が観察された。酵素反応をHPLCによって分析したところ、蛍光強度の上昇と共に生成物であるリジン体を確認することができた。これらの結果より、当初の目標であった酵素と混合するだけという一段階操作でのHDAC活性検出に成功した。加えて、HPLCによる生成物の収率と蛍光強度の上昇が一致していることが分かり、蛍光強度変化を経時追跡することで酵素反応の進行を定量的に評価できることが明らかとなった。従って、基質の濃度を変えて測定することで酵素反応速度定数を算出することが可能となった。

本検出法はクラスIIIだけでなく別のクラスIのHDACも検出が可能であることが分かったため、それぞれ異なる阻害剤を使ってアッセイを行った。結果として、それぞれの阻害能に対応したHDAC活性の阻害が見られ、50%阻害濃度を用いて阻害能の評価ができることが明らかとなった。本研究ではヒストン脱アセチル化酵素(HDAC)の活性を1段階操作で簡便に蛍光検出する手法の開発に取り組んだ。HDACはタンパク質の脱アセチル化を行い、クロマチンの構造変化を介した遺伝子発現制御に関連している。加えてがん等の発症に関わる重要な機能を持った酵素であり、標的とした薬剤の開発のためにも簡便迅速なHDAC活性検出手法が強く求められている。しかしながら既存の手法では抗体や他の酵素を用いる複数の操作が必要なことから、迅速な検出、酵素反応のリアルタイムな追跡ができないという問題点があった。そこで本研究では蛍光プローブとDNAとの相互作用変化を利用した新たな活性検出法の開発に着手した。蛍光プローブとしてDNAに結合時に蛍光を発するDNA結合色素を用い、アセチルリジンを含むHDAC基質と連結した化合物を設計・合成した。昨年度までに色素、色素と基質との間のリンカー、基質配列について検討し、脱アセチル化時にDNA存在下での蛍光強度が10倍近くまで上昇するプローブを得ることに成功した。このプローブをHDAC検出に用いたところ、リアルタイムでその反応を追跡することが可能であり、酵素反応速度の解析を行うことができた。また、種々のHDAC阻害剤の強さを迅速に評価する実験系にも応用ができることを示した。本年度では特に基質部分の配列検討を進めた。ヒストンH3、H4由来のアセチルリジンを含む配列を選択し基質へ導入後、HDAC検出について評価したところ、周辺配列によってHDACの反応性、特異性に差が見られた。この結果はHDACにおける配列依存性について重要な知見が得られただけでなく、特異性の高い基質を有する蛍光プローブの開発にもつながると考えられる。加えて、本年度は前年度までの成果について国内学会、国際学会で発表を行い報告した。エピジェネティックな遺伝子発現制御に関与するヒストン脱アセチル化酵素(HDAC)活性を検出できる蛍光プローブの開発を行った。DNAとの相互作用変化に着目し、核染色色素とHDAC基質を連結したペプチドを設計、合成した。本蛍光プローブをDNA存在下、HDACと反応させることでDNA結合能の上昇に伴い蛍光強度が増大する結果が得られた。本手法により簡便な操作で迅速にHDAC活性を検出できることを示した。HDAC検出用蛍光プローブとして、DNA結合色素(チアゾールオレンジ誘導体)を、アルキル鎖のリンカーで基質部分と連結させたプローブを設計した。プローブの合成において、基質部分であるペプチド配列をFmoc固相法によって伸長し、有機合成によって供給された色素部位を固相上で連結させて目的のプローブを合成することができた。
グラフの埋め込み問題と分割問題

グラフの埋め込み問題とは、グラフを何かの構造の中に埋め込むことが出来るか、という問題である。構造としては曲面とか他のグラフを考えることが多い。グラフHをグラフGに埋め込むということは、HをGの部分グラフとして実現するということに他ならない。また、グラフの分割問題には頂点集合を分割する場合と辺集合を分割する場合があるが、いずれの場合にも分割されたそれぞれの部分が指定された良い性質をもっていなくてはならない。本研究では主として閉路の埋め込み問題と頂点分割問題の研究を行い、以下のような結果を得た。(1)1997年にBrandt達により、グラフGの位数が4k以上で非隣接2点の次数和が|V(G)|以上なら、Gはk個の閉路に分割できるということが証明された。そこで考えている閉路は3点以上のものだけだが、退化した閉路(すなわち、辺や孤立点)も許せば、次数条件を|V(G)|-k+1と弱くできることを示した。また、各閉路が指定した点を通るという条件をつけた分割が出来るための最小次数条件を求めた。さらに、同様の問題を2部グラフについても解いた。(2)独立数が連結度以下ならばハミルトン閉路が存在するというErdos-Chvatalの定理はよく知られているが、本研究では長い閉路が存在するための独立数と連結度の関係を求めた。(3)点素なk個の閉路を含む、という埋め込み問題の独立数との関係を調べた。すなわち、独立数がα以下で、k個の点素な閉路を含まないようなグラフの最大位数f(k,α)の性質をしらべ、一般にはf(k,α)≧3k+2α-3が成り立ち、αまたはkが小さいときには等号が成り立つことを示した。(4)グラフの辺集合を(g, f)-因子に分解する問題を考え、Gが(mg+m-1,mf-m+1)-グラフで、すべての頂点xについてk≦g(x)≦f(x)が成り立っていれば、各因子が指定されたk本の辺を含むような(g, f)-因子に分解できることを示した。とくに、この条件の下で、m辺から成る辺素な部分グラフと直交する(g, f)-因子分解が存在する、という予想を肯定的に解決した。1.グラフの分割問題に関して、以下のことを証明した・位数6以上の2-連結3-正則グラフは{P_3,P_4}-因子を持つことを示した.2.グラフのリスト彩色数に関して、1V(G)1【less than or equal】2×(G)+1ならば、Gのリスト彩色数と彩色数が一致するであろうという大場予想をいくつかの場合に検証した.また、この予想がぎりぎりであることを示す彩色数とリスト彩色数の一致しないグラフの例をいくつか構成した.f, gがグラフGの頂点集合上の非負製数値関数で、Gのすべての頂点xについてg(x)≦d(x)≦f(x)が成り立っているときGを(g,f)-グラフという。また、

(g,f)-グラフとなっている全域部分がグラフを(g,f)-因子という2つの部分グラフは辺を丁度1つ共有するとき直交するという。Gが(mg+m-1,mf-m+1)-グラフならば、m辺から成る任意の部分グラフHに対し、Gの(g,f)-因子分解{F_1,---,F_m}ですべてのF_2がHと直交するものが存在するという定理が知られている。さらにこれを一般化して、Gが(mg+m-1,mf-m+1)-グラフで、任意の頂点xについてg(x)≧kが成り立っていればm辺から成る点素な部分グラフH_1,---,H_kに対し、Gの(g,f)-因子分解{F_1,---,F_m}で、すべてのF_IとH_jが直交しているようなものが存在するという定理が証明され点素という仮定は辺素でもよいのではないかという予想が提出された。今回この予想より強い次の定理をを証明した:Gが(mg+m-1,mf-m+1)-グラフ、g≧k,C_1,---,C_mがE(G)の素な部分集合ならばGの(g.,f)-因子分解{F_1,---,F_m}でC_I≦E(F_I)と成るものが存在する。グラフGが2-連結で、Gの独立数α(G)が連結度κ(G)以下ならば、Gにハミルトン閉路が存在する.というErdos-Chvatalの定理はハミルトングラフの研究における基礎的結果の1つである。本研究ではこの仮定を弱くして、α(G)≦2κ(G)-2としたときに、長さが以上の閉路が存在する.という形に拡張した。Brandt達により、|V(G)|≧4kかつ非隣接2頂点の次数和の最小値〓_2(G)が|V(G)|以上ならば、Gはk個の閉路に分割される、ということが証明されている。そこでは閉路には何も条件がついていないが、指定した頂点や辺を通るという条件をつけることが考えられる。我々は以前に指定した頂点を通るという条件をつけた場合の次数条件を決定したが、本研究では2部グラフに対して動揺の問題を解決した。すなわち、Gが2部グラフで部集合の大きさがn、n≧4k-2かつ最十次数が(n+1)/2以上ならば、1種類の例外グラフを除けば、任意に指定したk頂点について、それらを1点ずつ含む閉路に分割できることを示した。
単一分子光水素発生デバイスの機構解明と高度反応制御

太陽光エネルギーを水素エネルギーに変換するプロセスの開発を見据え、水の可視光分解反応の研究が広く行われている。本課題では、光増感能を有するRu(II)錯体と水素生成触媒能を有するPt(II)錯体を単分子中に集約させた単一分子光水素発生デバイスに関して、その電子構造制御に基づく高効率光水素発生デバイスの創出を目的とし、研究を進めた。具体的には、(1)Ru-Pt間を連結する架橋部位の電子構造制御、(2)白金触媒中心の電子構造制御、(3)DFT計算による光水素生成機構の探索、(4)過渡吸収分光法を用いた光電子移動機構の解明、(5)ストップトフロー法を用いた水素生成反応機構解明、(6)Pt(II)錯体の電極固定と電気化学的機能評価、(7)Ru-Pt型分子デバイスの二量化構造を持つ(Ru-Pt)_2型四核デバイスの構築、(8)白金二核錯体を触媒活性部位に持つRu-Pt_2型分子デバイスの構築、(9)強配位子場を有する白金錯体の触媒活性機能評価及びその分子デバイスの構築、を行なった。研究(1)及び(2)で合成した種々の単一分子光水素発生デバイスについて、その触媒活性変化について考察を行なった。その結果、Ru-Pt間をアミド結口などのπ共役系スペーサーで連結したデバイスでは触媒活性を示す一方、Ru-Pt間のπ共役系がメチレン鎖で分断されたデバイスでは全く触媒活性を示さないことが明らかとなった。また、アミド結合で繋がれた一連のデバイスを比較した際も、その活性に顕著な変化が現れた。DFT計算(研究(3))の結果、架橋配位子上に存在するLUMO軌道が触媒活性部位である白金近傍に存在することが、高い活性を生み出す鍵構造となることがわかった。更に、研究(4)より、デバイスの三重項励起状態が比較的短寿命であることが水素発生触媒機能の発現に重要であることも明らかとなった。水素エネルギーは次世代クリーンエネルギーとして脚光を浴びている。特に、太陽光エネルギーを水素エネルギーに変換するプロセスの開発を見据え、水の可視光分解反応の研究がまさに激化しつつある。近年最も注目されている光水素発生触媒はTiO_2などの半導体触媒であるが、これらは別途発生した酸素ガスの水への還元過程の競合をさけることは困難であり、反応効率の著しい向上は難しいと考えられている。本研究では、Ru(II)及びPt(II)を含む多核金属錯体を基盤とする単一分子光水素発生デバイスを構築し、それらが高活性デバイスとして機能するための鍵構造を探求することを目的とし、研究を行った。特に、活性中心の電子構造及び立体環境の制御による触媒活性制御を目指し、より優れた水素発生デバイスの実現に向けた研究開発を行った。具体的には、(a)光水素発生デバイスの光水素発生メカニズムの解明、及び(b)光水素発生デバイスの構造修正に基づく高度反応制御を目的として研究を推進した。前者(a)については、溶存化学種の決定、廃位子置換平衡の解析、デバイスの光安定性の追跡、デバイスの電気化学挙動の評価、デバイスの発光スペクトル及び発光効率の評価、光水素発生に関する光量子収率の決定、光水素発生の波長・光量依存性の評価などを行い、これらの諸因子と光水素発生効率との相関について明らかにした。他方、(b)光水素発生デバイスの構造修正に基づく高度反応制御については、Ru(II)とPt(II)を架橋する部位、及びcis-PtCl_2部位に注目した二つのアプローチを行った。