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家庭科における「家族」に関する学習の意義と課題：学習者の認識と教育内容の比較より

本研究の目的は、家庭科を学習している生徒たちの家族観及び家庭科で「家族」のことを学ぶ意味や意義をどのように感じているかを明らかにする。また、実際に家庭科教育で教えられている「家族」に関して、どのような文脈で記述されているか教科書を分析した上で、教える教師側の認識を明らかにする。つまり学習者のレベル(行為レベル)での「家族」に対する認識と、学校教育という構造レベルでの「家族」の扱いを比較することによって、「家族」に関する問題が増加する現代社会において、家庭科教育の中で「家族」を学ぶ意義がどこにあるのか、学習者にとって有効な学びとなるためには、今後どのようにあるべきかを明らかにする。平成30年度は、まず現行の検定教科書の分析を行った。現在発行されている小学校全2冊、中学校全3冊、高等学校(家庭基礎)全6冊、計11冊を対象とした。分析にあたっては、教科書の全ての領域の記述を対象とした。「家族」に関する記述を抽出するために、キーワードとして、「家族、家庭、世帯」を中心に、「父、母、配偶者、親」といった家族内の位置関係を示す用語、職業労働や家事労働(家事・育児・介護)といった家族の役割に関わる用語を設定した。その結果、以下の点が明らかになった。(1)「家族」に関する教科書1冊当たりの平均記述数は、小学校、中学校、高等学校の順に多くなった。(2)「家族・家庭」に関する領域以外での「家族」に関する記述は、すべての学校段階・教科書で見られ、領域間をつなぐものとしてや家庭科全体の学習目標として、「家族・家庭」生活が描かれていた。(3)小学校と中学校では、総記述数・記述内容ともに教科書会社ごとの大きな違いは見られなかった。高等学校では、総記述数は教科書会社間に大きな差があり、内容に関しても、教科書会社ごとの特色が大きくみられた。計画通り、年度内に教科書の記述の抽出及び分類を終え、分析に入ることができている。交付申請書の計画通り、平成31年度は、高校生に対する質問紙調査を実施し、学習者である高校生の家族観、および家庭科での「家族」に関する学習への認識を明らかにする。調査は、男子校、女子校、共学校で行い、比較しながら分析を行う。また、研究成果は、適宜学会等での発表及び学術雑誌への論文投稿準備を進める予定である。国際学会の参加費用の振り込みの締め切りが、当初は平成30年度末に設定されていたが、応募の締め切りが延長されたことにより、採択通知、参加費用の振り込み期限が次年度に持ち越されたため、次年度使用額が生じた。平成31年度に国際学会参加にかかる費用を支払うために使用する。
場と重力の理論の基礎の解明とその応用

場の理論と重力理論の様々な性質が解明された。1.重力中では、内側が偽真空(false真空)、外側は真の真空となるスカラー場の配位がフェルミオンがあると安定になるうることを示した。内部はanti-de Sitter space、外部は、Schwarzschild spaceとなる。フェルミオンの湯川結合が重要な働きをする。初期宇宙において生成されるlump solutionとしても、また、現在の宇宙での暗黒物質の候補ともなる。2.Weinberg-Salam-Einstein理論で宇宙が閉じてる場合、Higgs場とYang-Millls場が絡まった配位をとり、宇宙の膨張とともに、この配位が不安定となり、より安定な状態に移っていく。この過程で大きな磁場が自然に生成されることを示した。3.オービフォルド上の大統一ゲージ理論では、細谷機構による対称性の再編成が力学的におこる。境界条件の同値類の概念が導入され、一つの同値類の中では、境界条件の対称性にかかわらず、量子効果により同じ物理的対称性が実現することが示される。私は、この同値類のどれが力学的に選ばれるかをエネルギーを評価することで決める方法を提唱し、さらに、波場、川村とともにS^1/Z_2上のゲージ理論の分析をおこない、通常の物質場のみが存在する場合は、4次元でMSSM(超対称標準模型)が残念ながら出てこないことを示した。少し、余分な場をいれると、4次元でMSSMを実現することができる。4.超弦理論は10次元で定義されるが、観測されている時空は4次元である。見えていない6次元は弦理論ではWeyl不変性を保証するものとなっていないといけない。曲がった空間で、かつB場がnontrivialな配位が整合的に存在することを示した。(1)Yang-Mills-Einstein理論におけるモノポール・ダイオン解のスケーリング則を導いた。漸近的に反de Sitter空間のモノポール・ダイオン解は、漸近的に平坦な空間でのモノポール解(Bartnik-McKinnon解)を背景反de Sitter空間でのモノポール・ダイオン解に着せつけることで近似的に得られる。(2)Weinberg-Salam-Einstein理論で宇宙が閉じている場合、一時、Higgs場とYang-Mills場が絡まった配位をとる可能性があることを明らかにした。宇宙の膨張とともに、この配位は不安定となり、より安定な状態に移っていく。U(1)ゲージ相互作用は、空間の等方性をこわすが、一様性は保つことも明らかにした。(窪田、江本との共同研究)(3)Scalar-Einstein理論でスカラー場のポテンシャルが二つの極小値を持つとき、宇宙的殻構造が生じることを発見した。スカラー場のエネルギー・スケールがPlanck質量に比べて小さく、空間が漸近的にde Sitterのとき、いつでも起こる現象で、普遍的なものである。(中嶋、Kapusta、Daghighとの共同研究)(4)更に、Scalar-Einstein理論でスカラー場に結合するフェルミオンがあると、中心部ではfalse真空、外側ではtrue真空となる球状の配位が実現することも示した。エネルギー・スケールによって、初期宇宙で生成されたかもしれないし、現在、暗黒物質として存在するかもしれない。(橋本(原)との共同研究)(1)Scalar-Einstein理論で宇宙的殻構造が生じることを発見した。

(中嶋、Kapusta、Daghighとの共同研究)さらに、スカラー場と相互作用するフェルミオンがあると、中心部ではfalse真空、外側ではtrue真空となる球状の配位が実現することを確立しつつある。(Daghighとの共同研究)(2)Weinberg-Salam-Einstein理論で宇宙が閉じている場合、Higgs場とYang-Mills場が絡まった配位をとり、宇宙の膨張とともに、この配位は不安定となり、より安定な状態に移っていく。この過程で大きな磁場が自然に生成されることを示した。(窪田、江本との共同研究)(3)超弦理論は10次元で定義されるが、観測されている時空は4次元である。見えていない6次元は弦理論ではWeyl不変性を保証するものとなっていないといけない。曲がった空間で、かつB場がnontrivialな配位が整合的に存在することを示した。(4)Orbifolds、特に、M^4x(S^1/Z_2)上のゲージ理論では細谷機構による対称性の再編成が力学的におこる。境界条件の同値類の概念の導入し、一つの同値類の中では、最初の対称性にかかわらず、量子効果により同じ物理的対称性が実現することを示した。SU(5)モデルを詳しく調べた。(波場、原田、川村との共同研究)重力中では、内側が偽真空(false真空)、外側は真の真空となるスカラー場の配位がフェルミオンがあると安定になりうることを示た。内部はanti-de Sitter space、外部は、Schwarzschild spaceとなる。フェルミオンの湯川結合が重要な働きをする。初期宇宙において生成されるlump solutionとしても、また、現在の宇宙での暗黒物質の候補ともなる。(Daghighとの共同研究)オービフォルド上の大統一ゲージ理論では、細谷機構による対称性の再編成が力学的におこる。境界条件の同値類の概念が導入され、一つの同値類の中では、境界条件の対称性にかかわらず、量子効果により同じ物理的対称性が実現することが示される。私は、この同値類のどれが力学的に選ばれるかをエネルギーを評価することで決める方法を提唱し、さらに、波場、川村とともに、S^1/Z_2上のゲージ理論の分析をおこない、通常の物質場のみが存在する場合は、4次元でMSSM(超対称標準模型)が残念ながら出てこないことを示した。少し、余分な場をいれると、4次元でMSSMを実現することができる。
江戸前期町絵師の活動状況についての研究-尾形光琳を中心に-

江戸前期町絵師として活躍した尾形光琳の活動状況について、作品と文献の双方から精査し、光琳の代表的作例数点を例にその制作背景や作品受容について論証した。江戸の元禄期(1688-1704)の前後では絵画様式に大きな変化が見られ、光琳の画業はちょうどその変革期にあたると言える。そこで関連作品も含めて、画題、技法、表現に着目し、中世から近世へ絵画の伝統様式がどのように継承され、変容を遂げていくのか、という歴史的視点からも考察を加えた。町絵師とは,宮廷幕府・大名などに仕えず,市井において絵を描くことを生業とした人々のことを指す。本研究では尾形光琳の活動状況を共時的視点から捉えることにより,江戸前期の町絵師の活動状況を明らかにする。光琳の末裔小西家に伝来した「光琳関係資料」(京都国立博物館、大阪市立美術館分蔵)を包括的に検討することは,光琳研究のみならず近世史研究においても重要性が高い。そこで,光琳関係資料の文書類をデータベース化し,文献的研究を行う。さらに本研究では,同時進行で,絵画作品の実見調査,撮影,作品資料の蓄積を行う。「光琳関係資料」の画稿に含まれている画題(人物図・草花図)を中心に調査研究を行い,その源泉として想定される土佐派・宗達派などの作品を比較参照しながら考察を加え,光琳を含む同時代の町絵師の具体的活動状況を例証することを目的とする。第1年次である本年度は,文献のデータ化と,尾形光琳の作品および先行・関連作品の調査を行った。・光琳資料小西家文書のデータベース化『小西家旧蔵・尾形光琳関係資料』の文書約190点(京都国立博物館所蔵分...152点,大阪市立美術館所蔵分...38点)について,翻刻本に基づきデータ化を行った。次年度以降,テキストと画像を照合できる形に整備する。・「四季草花図」(個人蔵)など光琳作品を中心に調査を行い,光琳資料中の画稿との比較検討し,作品の成立過程と表現の特質を明らかにした。その成果の一部は論文および口頭で発表した。・やまと絵の伝統を継承する土佐派絵師の作品は,光琳の表現手法を考察する上でも関連が深い。これまで殆ど紹介される機会のなかった,土佐光吉筆「曽我物語図屏風」(鳥取・渡辺美術館蔵)を調査し,研究資料として公刊した。町絵師とは、宮廷・幕府・大名などに仕えず、市井において絵を描くことを生業とした人々のことを指す。これまでの美術史研究ことに近世絵画史研究においては、個々の作家や作品を主軸に研究が進展してきたため、相対的・総合的な考察が不十分であった。本研究では尾形光琳の活動状況を共時的視点から捉えることにより、江戸前期の町絵師の活動状況を明らかにすることを目的とする。第二年次にあたる本年度は、前年度にテキストデータ化を行った「光琳関係資料」(京都国立博物館・大阪市立美術館分蔵)について、一全体的な校正・検証作業を中心に作業を進め、データ整備と資料の補足を行った。文献等資料研究と同時に、「光琳関係資料」の画稿に含まれている画題(人物図・草花図)を中心に絵画作品調査を行い、その源泉として想定される土佐派・宗達派などの作品を比較参照しながら考察を進めた。またデータ公開にむけての問題点や方向性について、関連研究者等への聞き取り調査もふまえ、現在のハードウェアやソフトウェアの諸環境を鑑みて検討を行い、各種試行と準備を進めた。共著論文集の一篇として発表した論文「尾形光琳筆「四季草花図」について」では、作品調査に基づき、光琳資料中の画稿類と比較検討を行い、作品の成立過程と表現の特質を明らかにした。制作後およそ300年が経過している「四季草花図」は、顔料の剥落や有機材料による彩色部分の退色が進行しており、作品制作の具体像を把握するためには、関連作品を含む実作品の詳細な調査が必要不可欠となる。作品調査と資料考察とを総合して、尾形光琳の草花図の特徴と18世紀初頭の草花図の需要と展開について例証した。これまでの美術史研究、ことに近世絵画史研究においては、個々の作家や作品を主軸に研究が進展してきたため、相対的な考察が不十分であった。日本絵画の画題、技法、表現は、伝統の継承と革新を繰り返しながら発展してきており、個々の特徴や事象を相対化することが求められる。本研究では尾形光琳の活動状況を共時的視点から捉えることにより、江戸前期の町絵師の活動状況を明らかにすることを目的とし、光琳の代表的作例である「燕子花図屏風」(根津美術館蔵・国宝)、「孔雀立葵図」(個人蔵・重要文化財)、「草花図巻」(個人蔵)などを例にその制作背景や作品受容について論証した。

最終年度である本年度は、前年度までにデータ化した『小西家旧蔵・尾形光琳関係資料』を取りまとめ、光琳の事跡および周辺の事跡について、他の文献資料も参照しながら考察を進め、17世紀末から18世紀初頭にかけての光琳の作画と制作背景について明らかにした。文献から確認できる光琳およびその周囲の人間関係、交際関係が、光琳の画業と密接に結びついていることを例示した。また歴史的経過という視点から見ると、中世から近世にかけての絵画表現様式の流れをとらえ、その流れのなかに技法や表現の特徴を相対化していくという作業の重要性が浮かび上がる。こうした問題点から、光琳に先行する17世紀前半の人物表現、とくに風俗画を例に画題、表現、様式の継承と変遷について具体的に考察を行った。室町時代以前のやまと絵や漢画の伝統や表現様式が、江戸時代初期にどのような変容を遂げ、そして後の光琳など江戸中期の画家たちに継承されていくのか、という視点から考察を行った。本研究の成果は、今後作品研究を行う上でも、総合的な研究へと展開していく基盤として位置づけられる。
遺伝子異常による神経細胞死および神経機能不全の発生機構の比較検討

脳神経系における神経細胞の病的細胞死およびその反対側にある不死化(腫瘍化)については未知の部分が多い。今回、細胞内蛋白質分解機構に焦点を絞って、神経細胞死の発生機構との関連性について解析を行った。第一に、神経疾患であるプラダー・ビリ-症候群(PWS)とアンジェルマン症候群(AS)の遺伝的発症機構・病因遺伝子を明確にすることを目的とした。PWSは幼児期以降の過食と肥満・中等度の発達遅滞の症状を示し、食欲・睡眠・感情・行動制御の異常から視床下部の機能不全が特徴であり、一般の痴呆症と類似する。一方、ASは重度の発達遅滞・痙攣・失調様歩行を特徴とし、顕著な小脳萎縮から選択的な神経細胞死が考えられる。本年度、鳥取大学・押村光雄教授との共同研究で、RNAプロセシングに関わるSNRPNに加えてγ-アミノ酪酸レセプターサブユニットがPWS遺伝子であることを明らかにした。また、蛋白質分解機構の中で重要なユビキチンリガーゼE6APがAS遺伝子であることが明らかになった。第二に、神経線維腫症2型の病因遺伝子産物NF2は腫瘍抑制蛋白のひとつであり、その遺伝子変異で不死化した神経良性腫瘍を発生する。本蛋白がカルシウム依存性プロテアーゼ(カルパイン)で特異的に分解制御されること、NF2遺伝子に変異のない腫瘍でカルパインの過剰な活性化によるNF2蛋白質の不活性化があることを見出した。
オーラシンアルカロイドが示す強い抗菌活性とその利用に向けた研究

抗生物質の探索は、多剤耐性菌や新たな病原菌への備えとして重要であり、特に既存の分子骨格とは異なる新規化合物の発見・創成は大きな意義がある。本研究では、放線菌Rhodococcus erythropolis JCM6824株が合成する新規抗菌物質であるオーラシンREの強い抗菌活性発現に重要な役割を果たすシトクロムP450(RauA)の構造機能解析を行った。その結果、RauAはオーラシン類のキノリン環窒素を水酸化する活性を持ち、この水酸基の付加によって強い抗菌活性が生まれることが明らかとなった。また、RauA遺伝子をノックアウトした菌株から抽出された不活性オーラシンRE前駆体を用い、その不活性物質とRauAとの複合体結晶構造の解析を行った。解析の結果、RauAのヘムポケット内にオーラシンが結合している状態が明確に観察され、キノリン環窒素の水酸化を可能とするRauAの基質認識メカニズムを明らかにした。抗生物質の探索および開発は、多剤耐性菌や新たな病原菌への備えとして重要であり、特に既存の分子骨格とは異なる新規化合物の発見・創成は大きな意義がある。本研究では、一般には抗生物質生産菌として認知されていない放線菌Rhodococcus erythropolis JCM6824株が合成する新規抗菌物質であるオーラシンREに焦点を当て、オーラシン骨格に強い抗菌活性を付与するシトクロムP450(RauA)分子の構造機能解析を行うことで、抗菌活性発現に重要なオーラシン骨格の構造部位を明らかにすることを目的とした。本研究では、H23年度までに、RauAによってオーラシン類のキノロン環窒素が水酸化され、強い抗菌活性が生まれることを明らかにした。H24年度はさらに、RauA遺伝子をノックアウトした菌株から抽出された不活性オーラシンRE前駆体を用い、その不活性物質とRauAとの複合体結晶構造の解析に成功した。解析の結果、RauAのヘムポケット内にオーラシンが結合している状態が明確に観察された。オーラシンのキノロン環はヘムのポルフィリン環と平行になるように相互作用しており、複数のアミノ酸側鎖との水素結合が観察された。さらにキノロン環の窒素が水を介してヘム鉄と結合していた。この結合モードは、RauAが窒素を水酸化するという機能解析の結果と矛盾しない。一方、ファルネシル側鎖は疎水性のアミノ酸から構築されたポケット内に丸まって収まっており、特異的な蛋白質アミノ酸残基との相互作用が見られなかったことから、RauAの基質としてファルネシル部位には様々なバリエーションが許容されるかもしれない。今後、RauAの構造情報と機能を利用して、さらなるオーラシン類縁の新規抗菌活性物質を創出することができるか検討する予定である。H23年度はまず、研究対象であるP450遺伝子(rauA)をpET28aベクターに導入し、大腸菌BL21(DE3)に形質転換し大量発現を試みた。LB培地にはヘム前駆体(5-aminolevulinic acid)および硫酸鉄を添加し、IPTGによる目的遺伝子の発現誘導を18°Cの温度で行った。発現はCまたはN末端にヒスタグを融合した系を作製して行い、双方で1Lの培養あたり約10mg程度の可溶性P450の発現に成功した。発現サンプルはNiアフィニティ、陰イオン交換、ゲル濾過クロマトグラフィーによって精製を行い、各種アッセイ、結晶化を行った。不活性なオーラシンRE前駆体の調製は、研究協力者である産業技術総合研究所・北川航博士によって行われ、その前駆体物質のNMR構造解析は同じく協力者である東京大学・葛山智久博士によって行われた。結果、前駆体物質はキノリン環窒素が水酸化されていない物質であることが判明した。すなわち、オーラシンREの強い抗菌活性は窒素の水酸化によって生まれることが明確となった。また上記の方法で調製したP450とホウレンソウ由来電子伝達蛋白質を用いた、in vitro変換実験を行い、マチュアなオーラシンREが実際に生産されることを確認した。すなわち、本P450(RauA)がキノリン環窒素の水酸化を触媒し、オーラシン骨格に強い抗菌活性を付与する役割を担うことが明らかとなった。ここまでの成果は現在論文投稿の準備中である。また、P450の結晶化スクリーニング実験を行い、いくつかの条件で結晶化に成功した。結晶は基質(オーラシンRE前駆体)

フリーおよび基質存在下の両方で達成し、シンクロトロン放射光を利用した回折実験の結果、分解能2-3オングストローム程度の複数のデータセット収集に成功した。CYP107をサーチモデルとした分子置換法に成功し、現在構造の精密化を行っている。H23年度はP450 RauAの機能解析(酵素学的パラメータの取得、基質結合親和性の評価)、およびP450 RauA分子の結晶化までを完了させることを目標としていた。実際に、本P450 RauAがオーラシン骨格のキノリン環窒素を水酸化する活性を有すること、その活性値、Km, Vmax値、および基質結合常数を見積もることに成功し、またP450 RauA分子の結晶化にも成功した。P450の機能解析までの論文を現在研究協力者と共に執筆中である。以上の点を考慮し、本研究課題はおおむね順調に進捗していると考える。平成23年度から引き続き、P450 RauAの基質フリーおよび不活性オーラシンREとの高分解能結晶構造解析を目指し、結晶の改良および回折データ収集、構造解析を継続する。現在の結晶回折データはモザイク角が大きく、モデル精密化において構造の信頼度を示すR値が低下し収斂しない問題をかかえている。そのため、最終的に精度の高い構造解析を達成するまで結晶化とデータ取得を反復して行なう必要がある。信頼度の高い結晶構造解析を行う事で、基質がどのような方位で結合ポケットに納まり、また基質認識にどのアミノ酸もしくは二次構造パーツが重要であるかを詳細に理解することを目指す。これら構造情報に基づき、入手しやすい類似化合物に抗菌活性を付加させることができるかを検討する。可能であれば、申請者がこれまで行ってきたP450構造研究において得られた成果を利用し、P450 RauAの活性を向上させる変異導入や基質候補分子とのドッキングシミュレーションを行う。実際に抗菌活性を発揮するアナログ分子が発見できた際には、そのアナログ分子との共結晶化・構造解析も行う。また、本P450分子の構造に関する学術論文の発表を目指す。本研究を確実に遂行するため、次年度研究費はまず、蛋白質実験に必要な一般試薬および消耗品、結晶化のために必要な試薬類の購入に使用する。また、結晶化を行うためのインキュベータのスペースが十分でないことから、結晶化インキュベータの購入を検討している。さらには、回折データ取得実験のためのシンクロトロン放射光施設への旅費、成果発表および情報収集のための国内および国外学会への参加費および旅費、また論文出版のための経費に使用する予定である。
Hilbertの第13問題と不連続点を持つ多次元数値表データ圧縮問題

(1).多変数整関数空間の位相同型問題多変数関数族の要素を、より少ない個数の変数を引数にもつ幾つかの関数の重ね合わせで表現できるか否かという重ね合わせ表現の可能性を判定するという問題と、多変数関数族から構成される位相空間同志の同型性を判定するという問題は、Baireのカテゴリー定理を用いて解決できるという点で、ある種の共通性を有している。この事実は、ある種条件を満たす多変数関数族に関する重ね合わせ表現問題が解決した場合には、同じ種類の条件を満たす多変数関数族に関する同型問題も解決される可能性が高いことを示唆している。本研究では、複素平面およびその直積空間に定義域を有する整関数族に関する重ね合わせ表現問題の手法を同型問題に応用することにより、引数となっている変数の個数が、完全不変量であることを証明した。(2).Simpson公式の多次元拡張とデータ圧縮問題への応用1変数の2次関数が、シンプソンの数値積分公式において、重要な役割を果たすことは良く知られているため、2変数2次関数などによる非線形近似が、より高い次元での数値積分の高精度化に有用であることが予測できる。本研究では、シンプソンの数値積分の近似公式の2次元拡張を実現した。さらにこの公式を用いると、与えられた数値表テーブルが、十分滑らかな関数によって構成されている場合、(例えば、全ての第2階偏導関数が定義域内で有界である関数によって構成されている場合、)元の数値表の約半分のデータを用いるだけで、その数値表全てのデータを用いた場合と同程度の近似精度を達成できることを示した。これは、2次元数値表のデータ圧縮に応用され得る結果である。(3).コンパクト完全不連結領域を持つ力学系の直積記号力学系への埋め込み問題「コンパクト完全不連結領域上で定義されたε-非拡大的力学系が、記号力学系に位相幾何学的に埋め込み可能である」という結果を用いて、この力学系を構成する位相写像が、必ずしもε-拡大的でない場合にも、位相幾何学的に埋め込み可能となる空間を構成した。この力学系を具体的に表現する空間は、可算無限個の記号力学系の直積空間として構成されるが、この結果は、前述の結果の更なる一般化となっていることを示した。(1).Hilbertの第13問題の整関数版の解決1900年にParisにおいて開催された国際数学者会議において、D.Hilbertが行なった総合講演「数学の今後を方向付ける23個の問題」という基調講演の中で13番目に提示された「全ての多変数連続関数を、より少ない数の引数を持つ幾つかの多変数連続関数の重ね合わせ表現として記述できるか否か」という問題は、KolmogorovとArnoldにより解析的手法を用いて解決された。そしてこの問題を解決するために用いられたε-エントロピーという概念は、多変数関数空間の大きさや構造に対する定量的評価を与えることを可能にしている。研究代表者は、このε-エントロピーを用いて、コンパクト開位相構造を伴う多変数整関数空間族の同型問題の不変量を構成した。(2).コンパクト完全不連結領域を持つ力学系の直積記号力学系への埋め込み問題

「コンパクト完全不連結領域上で定義されたε-非拡大的力学系が、記号力学系に位相幾何学的に埋め込み可能である」という結果を用いて、この力学系を構成する位相写像が、必ずしもε-拡大的でない場合にも、位相幾何学的に埋め込み可能となる空間を構成した。この力学系を具体的に表現する空間は、可算無限個の記号力学系の直積空間として構成されるが、この結果は、前述の結果の更なる一般化となっていることを示している。(1).多変数整関数空間の位相同型問題多変数関数族の要素を、より少ない個数の変数を引数にもつ幾つかの関数の重ね合わせで表現できるか否かという重ね合わせ表現の可能性を判定するという問題と、多変数関数族から構成される位相空間同志の同型性を判定するという問題は、Baireのカテゴリー定理を用いて解決できるという点で、ある種の共通性を有している。この事実は、ある種条件を満たす多変数関数族に関する重ね合わせ表現問題が解決した場合には、同じ種類の条件を満たす多変数関数族に関する同型問題も解決される可能性が高いことを示唆している。本論文では、複素平面およびその直積空間に定義域を有する整関数族に関する重ね合わせ表現問題の手法を同型問題に応用することにより、引数となっている変数の個数が、完全不変量であることを証明した。(2).Simpson公式の多次元拡張とデータ圧縮問題への応用普段われわれは、2変数の連続関数を積分するとき、与えられた関数に対し、台形公式やモンテカルロ法などの近似的手法を用いる。しかしながら、ある連続な1変数の関数の数値積分を計算するとき、2次関数を用いることにより正確な数値が得られることはよく知られている。1変数の2次関数がシンプソンの数値積分公式において、重要な役割を果たすことは良く知られているため、2変数2次関数などによる非線形近似が、より高い次元での数値積分の高精度化に有用であることは当然予測できる。本論文では、シンプソンの数値積分の近似公式の2次元版を作製した。さらにこの公式を用いると、与えられた数値表テーブルが、十分滑らかな関数によって構成されている場合、(例えば、全ての第2階偏導関数が定義域内で有界である関数によって構成されている場合、)元の数値表の約半分のデータを用いるだけで、その数値表全てのデータを用いた場合と同程度の近似精度を達成できることを示した。(1).Hilbertの第13問題の分類Hilbertの第13問題で論じられている「重ね合わせ表現可能性」および「重ね合わせ表現不可能性」を、それぞれ「強重ね合わせ表現可能性と弱重ね合わせ表現可能性」および「強重ね合わせ表現不可能性と弱重ね合わせ表現不可能性」に分類し、Hilbertの第13問題の精密化を試みた。さらに、Kolmogorov-Arnoldの定理やVitsukinの定理など、上記問題やその派生問題として得られた結果が、今回の分類でどのような位置づけに該当するかを調査した。(2).Hilbertの第13問題の無限回連続微分可能関数版の解決mおよびnを、m<nを満たす自然数としたとき、Hilbertの第13問題は、『n変数連続関数族の要素を、m変数連続関数族の要素を用いた重ね合わせ表現形式で記述できるか』という問題であるが、「表現される対象となる関数族」と「表現に用いる関数族」の条件を取り替えることで、幾つかの重要な派生問題が存在することが知られている。
城柵論の再構築にもとづく東北古代史の研究

710世紀における古代東北の城柵の歴史的展開と、その間の律令国家と蝦夷社会との関係を軸とする政治過程について、最新の文献史学・考古学研究の諸知見を踏まえて研究をおこなった。その結果として、(1)阿弖流為の生涯と奈良末平安初頭の征夷戦争に関する新たな歴史像を提示する、(2)『続日本紀』『日本後紀』『日本三代実録』など六国史の征夷・対蝦夷政策関係記事の史料批判にもとづき、古代政治史に関する新たな論点を提示する、(3)ミヤケ制・伴造制との関連性を重視し、古代東北城柵の成立について新たな見通しを提示する、などの諸成果を得た。本研究課題に関わる本年度の主たる研究成果は、2013年10月に刊行された拙著『阿弖流為ー夷俘と号すること莫かるべしー』である。本書は蝦夷族長阿弖流為の軌跡を中心に奈良平安初期の奥羽政治史の全体的趨勢を明らかにしようとしたものであり、主に本研究課題の第三に挙げた「奥羽政治史の再構成」に関わる研究成果である。これにより、当該時期の奥羽政治史の全容について、一貫した見通しをえることができた。また本書では、課題の第二に設定した「古代城柵の史的展開の解明」のうち、三十八年戦争前より9世紀初頭までの奥羽両国の城柵に関する具体的考察を、第3・9章において展開した。次にその要点を掲げておく。1.三十八年戦争前の759年に造営された陸奥国桃生城を拠点として、胆沢の地を含む北上川中流域の蝦夷社会を政治的傘下に収めようとする積極的な蝦夷政策の推進が図られたこと、2.767年に造営された同国伊治城においてすでに城柵官制と在地蝦夷族長の政治権力とが共存する様相が認められ、9世紀初頭の胆沢・志波・徳丹3城の支配機構の先駆的形態が見出せること、3.戦争前の時期、桃生・伊治両城を拠点とした蝦夷政策を主導していたのは牡鹿郡を拠点とする非蝦夷系豪族の道嶋宿禰一族であったこと、4.阿弖流為の降伏・刑死を経て802年に停戦した後、胆沢城(802年造営)・志波城(803年造営)・徳丹城(812年造営)と次第に城柵と在地蝦夷社会との相互依存関係や民夷融和的な様相が強まっていき、814年の嵯峨天皇による「夷俘と号すること莫かるべし」の勅の下で征夷の時代は完全に終焉、以後新たな城柵の造営はなされなくなったこと。他に、古代城柵の終焉に関わって重要な存在と目される陸奥安倍氏・出羽清原氏についての基礎的研究に属するものとして、「『陸奥話記』と『奥州後三年記』」と題する小論を2013年6月に発表した。本年度の研究実績としては、まず2点の論考がある。一つは、国士舘大学考古学会編『古代社会と地域間交流IIー寺院・官衙・瓦からみた関東と東北ー』(六一書房、2012年9月)に掲載された「律令国家形成期における陸奥国と関東との地域間交流ー寺院・官衙の瓦に関する考古学の研究成果を手がかりにー」であり、多賀城創建前の7世紀中葉8世紀前葉における関東から東北への移民や地域相互の交流の動向を探ったものであり、同時期の城柵造営の歴史的背景についてさまざまな論及をおこなった。今一つは、『アルテスリベラレス(岩手大学人文社会科学部紀要)』第91号(2013年3月)に掲載された「弘仁二年の征夷と徳丹城の造営」である。こちらは、アテルイ降伏後の征夷終焉期の陸奥国北部における城柵造営の特質と歴史的意義を論じたもので、いわゆる徳政相論の前後の時期における対蝦夷政策の変遷について先行学説の問題点を指摘したうえで、私論を展開した。初年度ゆえ、本来ならば本研究における第一の課題である初期城柵についての研究や城柵論の再検討などの仕事を進めたかったが、多忙であったためそれらについての研究成果の刊行はならなかった。次年度(25年度)の最重点課題としたい。またフィールドワークを一度も実施できなかった点も反省される。同様に次年度以降に適宜実施したい。なお本研究と直接の関連はないが、今年(2013年)夏か秋にミネルヴァ書房より拙著『阿弖流為ー「夷俘」と号することなかるべしー』が刊行予定であり、現在初校ゲラの校正にとりかかっている。本研究で深化をこころみるところの城柵論に関する予察を含む、奈良平安初期の東北史についての歴史叙述であり、本年度の研究成果の一端に数えることができると思う。本年度は、まず「古代接触領域としての奥六郡・平泉」と題する論考を『岩波講座日本歴史第20巻地域論』(岩波書店、2014年)に掲載した。主に奥六郡・平泉を中心とした812世紀の東北北部地域史の通史的叙述であるが、(イ)北上盆地の諸郡と城柵制支配との関係、(ロ)城柵と流通経済・水陸交通との結節、(ハ)10世紀における城柵制支配廃絶の様相と新たな支配体制への転換など、本研究と深く関連する論点を盛り込んだものとなっている。

また、「元慶の乱と『日本三代実録』」と題する論考を執筆、2015年刊行予定の『国史談話会雑誌』第55号に掲載予定である。これまでほとんどなされたことがなかった『三代実録』中の乱関係記事の史料批判を試みたものであり、とくに(1)元慶2年3月29日条と(2)同年8月4日条の2条文に焦点をあてた考察をおこなった。その結果、(イ)乱関係記事には、藤原保則を「良吏」、前出羽介良岑近を「酷吏」として対照的に捉える『三代実録』編纂段階における後時的な人物評価にもとづく顕著な脚色・潤色がなされていること、(ロ)乱当時、保則を中心とする現地官軍首脳と藤原基経を中心とする中央政府首脳との間には相当深刻な政策路線の対立があったが、それらを隠蔽するための様々な虚構が『三代実録』編者の手によって設えられていること、などを明らかにした。さらに、まだ作業途上であるが、関係史料の写本調査に着手し、厳密な本文校訂のための諸作業を開始した。「元慶の乱と『日本三代実録』」と題する論考を『国史談話会雑誌』第56号に、「藤原保則ー激動の時代を生きた良吏ー」と題する論考を吉川真司編『古代の人物4平安の新京』(清文堂出版)に掲載した。いずれも元慶の乱に関係する研究成果である。前者では、『日本三代実録』の乱関係記事について厳密な史料批判をおこない、従来の諸説とは多分に異なる独自の見解を提示。関係史料に『三代実録』編者の手による潤色・改竄がなされていることに注意を喚起した。後者では、乱の平定に大きな貢献をなした藤原保則の人生の軌跡の中に、乱平定の出来事を位置づけ、平安前期政治史と乱との具体的関連について一定の考察をおこなった。また編著として、『東北の古代史5前九年・後三年合戦と兵の時代』(吉川弘文館)の編集・執筆にあたり、同書は2016年4月10日に刊行された。古代城柵廃絶後の東北地方の政治情勢について、とくに前九年・後三年合戦前後の詳細な政治史的叙述をおこなったが、編集作業において、北上・横手両盆地における城柵廃絶と安倍・清原氏の勢力伸長との関係について、他の執筆者の方々のご論考に多くを学ぶことができた。なお「古代城柵論の再検討」の課題についても研究をおこなったが、残念ながら本年度中にまとまった成果を公表するには至らなかった。その点は、最終年度である次年度に論考を仕上げたい。想像以上に学内での公務が多く、多大な時間を要し、科研費の研究業務に振り当てる時間が思ったように取れなかった。また拙編著『東北の古代史5前九年・後三年合戦と兵の時代』の執筆・編集業務に予想外の長時間を要した。本年度は、城柵論についての研究を進める一方で、平安初期の征夷終結をめぐる政治過程を解明することをめざす研究をもおこなった。具体的には、拙著『阿弖流為ー夷俘と号すること莫かるべしー』(ミネルヴァ書房、2013年)における当該期の政治史叙述で明示することができなかった詳細な論証過程を中心とした考察を「阿弖流為の降伏と徳政相論」と題して執筆し、『アルテスリベラレス(岩手大学人文社会科学部紀要)』第99号に発表した。同論考では、『日本後紀』・『日本紀略』・『類聚国史』などの征夷・対蝦夷政策関係記事に厳密な史料批判を施し、史書編纂時点における編者による改変部分を明らかにしつつ、一連の政治過程の再構成を試みた。またその過程で、『続日本紀』と『日本後紀』との間で征夷・対蝦夷政策の取り上げ方や桓武天皇の描かれ方に大きな差異が存していたとみられることをも指摘した。さらに、志波城(岩手県盛岡市)の巨大な規模を根拠に、阿弖流為降伏後にも依然として積極的征夷路線が取られていたと解してきたこれまでの通説的見解が最早成立しがたいことを、同城の最新の考古学的知見や関連する文献史料の読み直しにもとづいて明らかにした。なお、今年4月には拙編著の『前九年・後三年合戦と兵の時代(東北の古代史5)』(吉川弘文館、2017年)が刊行されたが、研究成果としては昨年度に属するものである。同書における私の執筆部分では、古代城柵の時代から安倍・清原氏の時代への変容過程や、安倍・清原両氏が前者の時代よりすでに東北の地に足跡を残していたことなどを一般読者向けにわかりやすく論じた。
水中での脱水縮合による多糖合成

多糖類を位置および立体選択的に合成する新しい手段として、ジメチルトリアジン誘導体の水中における酵素的縮合反応を開発した。キシロビオースに水中で脱水縮合剤DMT-MMを反応させることにより、アノマー位をDMTで活性化した糖供与体を調製した。この供与体にセルラーゼあるいはキシラナーゼを作用させたところ、重縮合反応が進行し、対応する人工キシロオリゴ糖ならびにキシランの混合物を、完全な選択性で与えた。キチンを低分子化したキトオリゴ糖のうち、重合度7程度のキトオリゴ糖は植物の生態防御機構におけるエリシター活性を有する物質として注目されている。近年、糖転移活性を持つキチナーゼによるキトオリゴ糖の調製法が研究されているが、6量体以上の効率的な調製法はいまだ確立していない。すでに、我々はキチナーゼの遷移状態アナログ基質である糖オキサゾリン誘導体が、塩化2-クロロ-1,3-ジメチルイミダゾリウム(DMC)を用いることにより、一段階で簡便に合成できることを示した。本研究の目的は、DMCを用いてキトオリゴ糖をオキサゾリン化し、キチナーゼ触媒による糖転移反応によって、重合度7のキトオリゴ糖を選択的に合成することにある。キトビオース((GN)2)、キトペンタオース((GN)5)のオキサゾリン誘導体(GN)2-oxa、(GN)5-oxaをドナーとして用い、それぞれ(GN)5、(GN)2をアクセプターとする糖転移反応を行った。反応触媒には、基質や糖転移生成物の加水分解を抑えるために部位特異的変異導入を施した変異型キチナーゼW433Aを用いた。その結果、ドナーに(GN)2-oxa、アクセプターに(GN)5を用いた場合、(GN)3や(GN)4といったピークが主に観測され、目的生成物である(GN)7のピークはほとんど見られなかった。これは、本来(GN)2-oxaが入るべきドナーサイトにアクセプターである(GN)5が取り込まれてしまい、糖転移反応よりも加水分解反応が優先した結果であると考え、次に、ドナーに(GN)5-oxa、アクセプターに(GN)2を用いたところ、ほぼ選択的に(GN)7を合成することに成功した。また、本研究を遂行中に、N-アセチルグルコサミンの脱水縮合がα選択的に進行することを見出し、その応用としてピロリ菌抑制作用を有するαで結合したオリゴ糖の合成にも成功した。すでに、キチナーゼの遷移状態アナログ基質である糖オキサゾリン誘導体が、塩化2-クロロ-1,3-ジメチルイミダゾリウム(DMC)を用いることにより、一段階で簡便に合成できることを示した。本研究における合成目標化合物であるキトヘプタオースを効率よく合成する際、ドナーとアクセプターの重合度の組み合わせが重要である。当初の予測では、キチナーゼに存在するサブサイトの構造から、キトペンタオースをドナーに、キトビオースをアクセプターにするのが最も効率的であると考えられた。

実際に、反応を詳細に検討した結果、予想通り、キチナーゼをテンプレート分子として用いて、キトペンタオースのオキサゾリン誘導体に対してキトビオースを付加させると、目的とするキトヘプタオースが選択的に得られた。しかし、ドナーの重付加体もわずかに副生しており、これらの生成を抑えることが今後の課題として残されている。以上のことから、本年度の研究は、ほぼ順調に進展している。初年度において、Bacillus circulans WL-12由来キチナーゼA1(ChiA1)を採用し、糖ドナーとしてキトペンタオースのオキサゾリン誘導体(GN)5-oxa、および、糖アクセプターとしてキトビオース(GN)2を用いることによって、キトヘプタオース(GN)7が効率的に合成可能であることを報告した。しかし、キトペンタオースのオキサゾリン誘導体は不安定であるため、単離精製時に一部キトペンタオースに戻ってしまう。したがって、オキサゾリン化反応の後速やかにキチナーゼによる配糖化反応に用いる必要がある。次年度では、糖オキサゾリン化反応および配糖化反応をOne-potで反応を行うことがキトペンタオースのオキサゾリン誘導体を有効利用する手段と考え、その最適化条件について検討する予定である。平成23年度において、本研究における標的化合物であるキトヘプタオース(7糖)を合成する原料として、キトペンタオース(5糖)およびキトビオース(2糖)の他に、キトトリオース(3糖)ならびにキトテトラオース(4糖)を予定していた。しかし、それらを購入する以前に、キトペンタオースとキトビオースの組み合わせが良好であることが、実験を通して明らかとなった。したがって、7糖を合成するために3糖や4糖を購入する必要が無くなり、最終的にこれら購入予定であったオリゴ糖の単価に、その必要量を乗じた金額が平成23年度の残額となった。平成24年度においては、ドナーの原料となるチトペンタオースの購入あるいはその調製に必要なカラム類を購入する。また、オキサゾリン化反応に必要不可欠な水溶性脱水縮合剤DMCを購入する。さらに、アクセプターであるキトビオースを購入する。
新規骨形成性低分子化合物を用いた骨再生システムの開発

1.天然低分子化合物ライブラリーを用いた骨形成制定分子化合物のスクリーニングと候補化合物の骨分化誘導メカニズムの解明天然低分子化合物ライブラリーのスクリーニング骨芽細胞前駆細胞株、MC3T3-E1細胞にCol1a1-GFP遺伝子が安定導入されたCol1a1-GFP MC3T3-E1細胞を用い、96ウェルプレート上で培養し天然低分子化合物を添加した。添加後5日、10日後でのGFP蛍光強度を評価し、蛍光強度が相対的に増加した天然低分子化合物を候補化合物とした。スクリーニングされたものを骨芽細胞分化誘導活性をもつ候補化合物としてB)のシグナル経路の探索に移行した。候補化合物による骨芽細胞分化誘導の検討とその作用に関与するシグナル経路の検索A)により明らかとなった骨芽細胞分化誘導活性をもつ候補化合物に関して骨芽細胞分化マーカー遺伝子の発現解析を行なった。また、ALP染色、von Kossa染色による基質産生の評価を行なった。マーカー遺伝子の発現及び培養系での基質産生を指標に骨誘導性化合物を同定した。2.骨形成制定分子化合物の生体内デリバリーシステムの開発担体からの骨形成制定分子化合物徐放評価系の確立同定化合物の担体からの徐放性を評価するため、トランスウェル培養系を基にした骨芽細胞分化を指標とする評価系を確立した。具体的には既存の人工骨材料として利用されるリン酸カルシウム担体を用い、骨芽細胞分化マーカーの発現解析とともに、ALP染色、von Kossa染色による基質産生の評価を行なった。本研究の目的はA)天然低分子化合物ライブラリーを用いた骨形成性低分子化合物のスクリーニングと候補化合物の骨分化誘導メカニズムの解明B)骨形成性低分子化合物の生体内デリバリーシステムの開発である。A)についてはスクリーニングの結果からTH(ヘリオキサンチン誘導体)に着目し、骨芽細胞分化誘導の検討とその作用に関与するシグナル経路の検索をおこなった。具体的にはTHにより活性化される下流シグナル・遺伝子の解析をDNAマイクロアレイ法を用いることによって候補分子の絞り込みをおこなった。新規骨形成性低分子化合物であり、その詳細なメカニズムは未だ解明されていないため、その意義は大きい。B)については担体からの骨形成性低分子化合物徐放評価系を確立した。具体的には薬剤が骨芽細胞分化誘導を有しながら、リン酸カルシウムの担体から徐放されることを見出した。徐放期間は1カ月と長く、今後はゲルなど他の担体についても試みていく予定である。薬剤を生体内に投与した時に生分解されずにどのようにして目的部位に作用させるかという課題は臨床応用上必須であり、それが解決されつつある。また、THは軟骨内骨化と膜性骨化2つの骨化様式どちらにも作用することが解明された。マウスの軟骨内骨化である脛骨と膜性骨化である頭蓋骨を採取して、器官培養をおこなったところ、どちらでも骨形成が誘導された。従来の薬剤ではどちらか1つの骨化様式のみしか検討がおこなわれていなかったため、2つの骨化様式どちらにも骨形成が誘導されたことは注目に値する。
F-18イオンを用いたポジトロンCTによる骨折リスクの評価の研究

慢性腎不全による長期血液透析症例では、カルシウム代謝異常により副甲状腺機能亢進症を頻繁に合併し、繊維性骨炎をはじめとする腎性骨異栄養症(ROD)が引き起こされる。これらの状態をより早く診断し、より早い治療を行う事が骨粗鬆症による骨折を予防する場合に非常に重要である。本研究では、当初F-18イオンの骨代謝評価により骨折リスクの評価を計画していたが、手技が煩雑であるためより簡便な代用法として、昨年度報告したSPECT用製剤である^<99m>Tc(V)-DMSAを用いる方法、そして別個に、副甲状腺の透析症例での代謝亢進状態をFDG-PETにて評価する方法の両面から試みる方針に変更した。第一に、破骨細胞の活性を反映して骨に集積する^<99m>Tc(V)-DMSAでは、主に臨床例での検討を行った。合計、6例にて検討を行い、2例ではビタミンD3パルス療法の前後で検討を行った。その結果、骨吸収の半定量的指標である腰椎(L1-5)のSPECT像での、腰椎とバックグラウンドの集積比(L/B)が高い症例でintact-PTH値も高い傾向が見られることがわかった。今後、さらに、症例を増加し解析を続けて行きたい。第2に、FDG-PETによる副甲状腺機能亢進症の評価であるが、こちらは^<99m>Tc-MIBI-SPECTとの比較で臨床例での有用性につき検討を行った。原発性1例、続発性5例の合計6症例で検討を行った。結果として、原発性症例では、FDGでのみ病変の極在診断が可能であったのに対して、5例の続発性症例では、MIBIでは合計8つの機能亢進性結節を診断できたのに対して、FDGでは全く診断出来ないことがわかった。この様な今期の検討で、FDG-PETは副甲状腺機能亢進症では、一般的に極在診断に適さない事がわかったため、今後は組織レべルの検討でなぜ続発性の副甲状腺腫にはFDGは集積しないかについて検討を加えたいと考えている。骨代謝の評価法として、研究計画の当初は、PET製剤であるF-18イオンの使用を計画していたが、手技的に煩雑であるためより簡便な代用法として、SPECT用製剤である^<99m>Tc(V)-DMSAで評価を試みる方針に変更した。^<99m>Tc(V)-DMSAは、低カルシウム食ラットの実験系で破骨細胞の活性を反映して骨に集積している報告されており、また臨床的にも腎性骨異栄養症(ROD)にて骨に集積する症例があることが報告されている。そこで今回は、対象を慢性腎不全に合併したROD症例にしぼり骨折リスクを^<99m>Tc(V)-DMSAにて評価できるかの検討を開始した。現在までに、6例にて検討を行い、うち2例ではビタミンD3パルス療法の前後で検討を行った。骨吸収の半定量的指標として、^<99m>Tc(V)-DMSAシンチグラフィのプラナー像に加え腰椎(L1-5)のSPECT像を撮像し、腰椎とバックグラウンドの集積比(L/B)を計算した。結果としてDMSA-L/B比の高い症例でintact-PTH値やALPも高い傾向が見られたが両者に解離がある症例もあり、DMSA-L/B比は血液検査とは違った情報をもたらしている可能性が示唆された。また、治療前後で行われた症例でも臨床的に血液データは改善しているがDMSA-L/B比は、むしろ悪化している症例も見られた。DMSA-L/B比は、骨塩定量法では骨塩量の減少はない症例で高値を示すため、骨折のリスクが実際に高まる骨塩量の極度に減少したいわゆる骨粗鬆症の状態になる以前に骨溶解を検出することができるため、特に、続発性副甲状腺機能亢進症のためつねに骨破壊が亢進傾向にある慢性腎不全症例では、早期に骨折リスクを検出できる有望な検査となる可能性がある。今後は、具体的には、著明な骨へのDMSA集積を示す症例と示さない症例に分けて骨塩量の減少率や骨折リスクに差はあるか、また、ビタミンD3療法や骨吸収抑制療法を行った場合集積に変化がどのように表れるかなどについて検討を追加していきたい。

その結果、骨吸収の半定量的指標である腰椎(L1-5)のSPECT像での、腰椎とバックグラウンドの集積比(L/B)が高い症例でintact-PTH値も高い傾向が見られることがわかった。今後、さらに、症例を増加し解析を続けて行きたい。第2に、FDG-PETによる副甲状腺機能亢進症の評価であるが、こちらは^<99m>Tc-MIBI-SPECTとの比較で臨床例での有用性につき検討を行った。原発性1例、続発性5例の合計6症例で検討を行った。結果として、原発性症例では、FDGでのみ病変の極在診断が可能であったのに対して、5例の続発性症例では、MIBIでは合計8つの機能亢進性結節を診断できたのに対して、FDGでは全く診断出来ないことがわかった。この様な今期の検討で、FDG-PETは副甲状腺機能亢進症では、一般的に極在診断に適さない事がわかったため、今後は組織レべルの検討でなぜ続発性の副甲状腺腫にはFDGは集積しないかについて検討を加えたいと考えている。
機能高分子組織体中におけるナノスケール電荷伝搬機構解析

高分子膜中にナノスケールの分子間距離で存在する分子間の電荷伝搬機構を解析し,また,ホッピングによる電荷伝搬の場合に,アミノ酸残基モデル化合物が電荷伝搬距離を著しく増加することを見出した.高分子組織体中での分子間電荷伝搬速度を,分子濃度の関数として解析することにより,機構(分子拡散機構と電荷ホッピング機構)を明らかにした.電荷を受け取った分子と高分子との相互作用が小さくて分子が拡散できる場合には拡散機構,その相互作用が小さくて分子が拡散できないときは電荷ホッピング機構で起こることを見出した.また興味あることに,同じ分子でも正電荷と負電荷伝搬では機構が異なることがあり,たとえば,ナフィオンなどのポリアニオン膜中にRu(bpy)_3^<2+>錯体を分散した系では正電荷伝搬はホッピング機構,負電荷伝搬は拡散機構であることが明かとなった.ナフィオン膜中でのRu(bpy)_3^<2+>による正電荷伝搬(ホッピング機構)において,アミノ酸残基モデルが共存すると,ホッピング距離が著しく増大する.分子間距離分布を考慮した解析式から,非共存下ではホッピング距離が1.3nmなのに対し,トリプトファンモデルである3-メチルインドール共存下では1.9nm,ヒスチジンモデルとしての4-メチルイミダゾール共存下では1.8nm,チロシンモデルとしてのp-クレゾール共存下では2.1nmであることを明らかにした.高分子膜中にナノスケールの分子間距離で存在する分子間の電荷伝搬機構を解析し,また,ホッピングによる電荷伝搬の場合に,アミノ酸残基モデル化合物が電荷伝搬距離を著しく増加することを見出した.高分子組織体中での分子間電荷伝搬速度を,分子濃度の関数として解析することにより,機構(分子拡散機構と電荷ホッピング機構)を明らかにした.電荷を受け取った分子と高分子との相互作用が小さくて分子が拡散できる場合には拡散機構,その相互作用が小さくて分子が拡散できないときは電荷ホッピング機構で起こることを見出した.また興味あることに,同じ分子でも正電荷と負電荷伝搬では機構が異なることがあり,たとえば,ナフィオンなどのポリアニオン膜中にRu(bpy)_3^<2+>錯体を分散した系では正電荷伝搬はホッピング機構,負電荷伝搬は拡散機構であることが明かとなった.ナフィオン膜中でのRu(bpy)_3^<2+>による正電荷伝搬(ホッピング機構)において,アミノ酸残基モデルが共存すると,ホッピング距離が著しく増大する.分子間距離分布を考慮した解析式から,非共存下ではホッピング距離が1.3nmなのに対し,トリプトファンモデルである3-メチルインドール共存下では1.9nm,ヒスチジンモデルとしての4-メチルイミダゾール共存下では1.8nm,チロシンモデルとしてのp-クレゾール共存下では2.1nmであることを明らかにした.