hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
ミトコンドリアの動的機能解明のための多機能型二光子励起蛍光プローブの開発

本研究では、(i)二光子励起蛍光効率が高くミトコンドリアの高感度な三次元イメージングが可能、(ii)水溶性が高く、染色に有機溶媒を必要としないため、細胞にダメージを与えず、長時間(1週間以上)のライブセルイメージングが可能、という特徴をもつ新規蛍光プローブを10種類以上開発した。上記機能に加えて、外部刺激により染色挙動がスイッチングできる蛍光プローブも開発した。具体的には、細胞の活力を表す指標の一つであるミトコンドリアの膜電位の高低を検知し、ミトコンドリアと核との間で染色場所を可逆的に変化させる新規蛍光プローブの開発にも成功した。本研究は、ミトコンドリアを1週間以上観察し続けることができる蛍光プローブを開発すること、さらに(1)二光子励起により三次元空間内での動的挙動が解明できる、(2)pHや共存イオンの変化により蛍光のOn/Offが制御できるというさらに高度な機能を付加した蛍光プローブを開発することを目的としている。平成23年度は、ミトコンドリアに選択的に吸着する分子の設計指針の構築に取り組んだ。予備実験に用いたフルオレンとは異なる蛍光性発色団を持つ化合物を種々合成し、ミトコンドリアへの選択的な吸着の有無を検討した。その結果、ビフェニルの誘導体は、フルオレンの誘導体と同様に優れた選択的吸着特性を持つことを明らかとした。また、ビフェニル誘導体も比較的二光子吸収断面積が大きいことも明らかとなり、基本骨格を選択する上での自由度が向上した。このビフェニルの誘導体は、ミトコンドリアの膜電位を低下させる脱共役剤(CCCP)を添加すると、ミトコンドリアを離れ核に移行するという、これまでの蛍光プローブにはない特性を有することが明らかになった。ミトコンドリアの活力が下がると膜電位は低下する。そのため、本年度の研究で見いだされたビフェニルの誘導体は、新しいミトコンドリア診断薬として有望である。そこで、移行メカニズムの解明と、それに基づいた診断機能を強化した誘導体の開発に着手した。また、二光子吸収特性の評価に必要な光源を整備するため、高出力グリーンレーザーを購入し、フェムト秒パルス・チタンサファイアレーザーの整備、ならびにチューンアップを行った。このことにより、試作した試料を実際の二光子励起バイオイメージングに試用できる準備が整った。本研究は、二光子励起によりミトコンドリアの動的挙動を観察できる新規蛍光プローブの開発を目指した。具体的には、1毒性がある有機溶媒をせずに染色できる高い水溶性、2二光子励起蛍光効率の高さ、3pHや共存イオンの変化により蛍光のOn/Offが制御が可能、の条件を満たす蛍光プローブの開発を目指し、研究を進めた。前年までの研究で、上記13の要求を満たすいくつかの蛍光プローブの開発に成功したので、平成25年度は、上記13の要件を満たすことに加え、従来よりも深部の観察を可能にする蛍光プローブの開発を行った。二光子励起蛍光顕微鏡を利用した組織や臓器の深部のイメージングを妨げている最大の要因は、生体の光透過性である。波長6001300 nmの範囲は「生体の光学窓」とよばれ、生体に対する光透過性の高い波長範囲である。そこで、励起光・蛍光のいずれの波長も生体の光学窓内にある蛍光プローブの開発を行った。戦略としては、平成24年度までに開発した色素の分子骨格を基盤に、1コア部分のπ電子共役系を拡張する、2π電子共役系に強い電子供与性基、あるいは電子受容性基を複数導入し、分子内の電荷移動を大きくする、という2つの手法を試みた。その結果、1050 nmに二光子吸収極大を持ち、650 nmに蛍光極大をもつピレンの誘導体を開発することができた。平成25年度中に開発できた、励起波長・蛍光波長の極大のいずれもが「生体の光学窓」内にある蛍光プローブはピレンの誘導体1種類にとどまるが、蛍光極大波長が500 nm代後半で、600 nm以上にも蛍光の裾がある蛍光プローブは何種類も開発することが出来た。本研究は、ミトコンドリアを1週間以上観察し続けることができる蛍光プローブを開発すること、さらに、1二光子励起により三次元空間内での動的挙動が解明できる、2pHや共存イオンの変化により蛍光のOn/Offが制御できるというさらに高度な機能を付加した蛍光プローブを開発することを目的としている。平成24年度は、ミトコンドリアの膜電位の変化によりミトコンドリアへの吸脱着が制御できる色素の開発に取り組んだ。前年度の研究で開発したビフェニルの誘導体は、ミトコンドリアの活力の指針の一つである膜電位を低下させると、ミトコンドリアを離れ核に移行するという特性と、高い二光子蛍光効率とを併せ持つことが明らかになった。

そこで、このビフェニルの誘導体を二光子励起によるイメージングにおいて膜電位のモニタープローブとして利用できるようにするために、感度の定量化を行った。その結果、一光子励起により膜電位の変化を高感度でモニターできるとされているシアニン系色素、JC-1とほぼ同等の感度で膜電位の変化がモニターできることが明らかとなった。その他にも、水中(ミトコンドリアに吸着していない状態)では蛍光を発さないが、ミトコンドリアに吸着すると蛍光を発するようになる色素の開発にも取り組んだ。具体的には、アセチレン結合で複数の芳香環をブリッジした化合物を種々合成し、細胞内での蛍光挙動の予備的な調査を行った。また、作製したプローブの二光子励起蛍光イメージングへの適否をリアルタイムで観察し、分子設計へのフィードバックをいち早く行えるようにするために、スキャンブロック(ガルバノスキャナー)を購入し、二光子蛍光顕微鏡を自作した。研究計画通りに研究を進めることが出来ている。また、平成24年度後半から着手する予定であった、吸脱着の制御が可能で、かつ、吸脱着がモニターできる色素の開発にも既に着手でき、成果が芽生え始めている。25年度が最終年度であるため、記入しない。当初の研究計画に沿って研究を進めることが出来ている。平成23年度の研究により見いだされた、膜電位をモニターできる蛍光プローブ、ビフェニル誘導体は、ミトコンドリアの診断薬として有望である。一方、このビフェニル誘導体には、二光子励起が可能な波長が短く、一般に二光子蛍光顕微鏡に用いられる波長、800nm付近では二光子吸収の効率が不十分であるなどの改善すべき点がある。そこで、膜電位の変化によりビフェニル誘導体がミトコンドリアに吸脱着しているメカニズムの解明を進め、、モニター機能を損なわずに800nm付近での二光子励起蛍光効率を高めたプローブ分子の開発を行う。また、開発したプローブの、二光子励起バイオイメージングへの試用を行い、その結果を分子設計にフィードバックすることで、実用的な観点で真に優れた蛍光プローブの開発を進める。生体機能のイメージング技術の発展に伴い、二光子励起顕微鏡の利点をより高めるために、より深奥部のイメージングが可能となる赤外発光性と高い二光子励起蛍光効率とを両立した蛍光プローブの開発が強く望まれるようになってきた。当初計画した目的は概ね達成できているので、平成25年度は赤外発光特性を示す蛍光プローブの開発にも取り組む。
民商二法の関係についての比較法史学的研究

論文「日本「近代法」における民事と商事」は、前編「ナポレオン法典におけるcivilとcommercial」(清水誠先生古稀記念論文集『市民法学の課題と展望』日本評論社、2000年)をうけ、日本近代法における民商二法の関係の特質を解明した。古典的近代法たるフランスの民法典と商法典とは、原理において、質的に異なるものであった。前者は市民のためにつくられたものであるのに対して、後者は商人のためのものであった。これに対して、近代日本においては、民法の商化が進行し、民法が商法の性格を帯びることになった。論文「法秩序の一九世紀」は、旧民法典の起草者であるボアソナードと、明治民法典の起草者の一人である穂積陳重の法思想を論じた。ボアソナードは、ナポレオン法典を規範として、民法は商人のためではなく市民のために立法されたものであること、その目的の一つは、貧しい者の生活の安全を保障することにある、と考えていた。それとは対蹠的に、穂積は、市民は弱肉強食の世界に生きているのであり、民法は競争社会における勝者たる富める者のために、財産の安全を保障することを目的とするものである、と理解していた。以上、二つの論文において、日本近代の民商二法の関係は、古典的近代法におけるそれらの関係と質的に異なるものであったこと、古典的近代法の基礎にある経済社会は前資本主義社会であったのに対して、日本近代の民商二法は資本主義経済を形成するため作られたものであったことを論じた。2001年3月に公刊された拙論「日本近代法における民事と商事」をふまえ、2001年度の科研費の補助を得て、「民商二法の関係についての比較法史学的研究」を進めた。研究は、(1)フランス法・ドイツ法および(2)それを継受した日本近代法における民商二法問題の両面から進めた。このうち、(1)については、関連論文の読解を進めている段階である。(2)については、日本の私法学の出発点をなしたボアソナード法学の研究、および、明治民商二法の編纂に深くかかわった穂積陳重、梅謙次郎の法学・法思想の検討を進めた。このうち、ボアソナードおよび穂積の法思想に関する研究成果は、拙論「法秩序の十九世紀」(島薗進ほか編『岩波講座近代日本の文化史」2コスモロジーの近世、岩波書店、2001年11月)において展開した。ボアソナードと穂積とは、対蹠的ともいえる法思想を有している。前者がなお古典的な近代法観念を堅持し、civilの思想を基調としているのに対して、後者は、19世紀後末期の進化論思想の影響を強く受け、財産法の意義を資本主義的競争における勝者の財産を保護する点に求めるなど、commercialの思想を基調としているからである。このような知見を基礎として、今後引き続き、上記テーマの研究を進める。民商法論を基軸に、土地所有と資本の法システム全般の日本近代法的特質解明を目的としたいと思う。初年度(2001年度)の研究の一部は、「法秩序の十九世紀」(島薗進ほか編『岩波講座近代日本の文化史』2コスモロジーの近世、岩波書店、2001年11月)に結実したが、その後、研究を進め、今年度(2002年度)は、「所有秩序の変革と法」(『日本史講座』近代、東京大学出版会、2003年刊行予定)をまとめることができた。本論文では、フランスと日本の比較法的考察を試みた。フランスについては、(1)近代民法の成立は、共同体的土地所有の崩壊(農民層分解)と市場経済社会的な私的土地所有の成立

〔土地取引の普遍化〕という社会経済史的事実を背景として成立してくること、(2)土地取引は、動産取引を規律する商法の埒外におかれ、商法とは原理を異にする民法の規律するものとされたこと、(3)農民層分解に起因する小土地所有者の零落を抑止するために、近代民法は、土地売買契約の取消・無効の法理を形成し、具体的には、レジオン(莫大損害)による土地売買取消や買戻法を実定化したこと、などを明らかにした。これに対して、日本では、(1)土地(田畑取引)は、欧米諸列強の外圧のもとに、明治維新の変革においてて開始され、(2)欧米諸列強に追いつくべく、明治民法典・商法典の編纂過程において、土地取引も商事取引たりうるようになり、(3)民法自体も、レジオンによる土地売買契約取消制度の不採用など、商化の傾向の強いものであった。この論文では、さらに、共同体的土地所有の崩壊(農民層分解)と市場経済社会的な私的土地所有の成立という事態に中国はどのように対応したのかを論じ、土地法を素材とする諸文明社会の法秩序の比較研究への道を切り開いた。
シナプス伝達に伴うトランスグルタミナーゼ活性変動の検索

摘出後もシナプス伝達機能を長時間維持する白鼠上頸部交感神経節(SCG)を、生理溶液中で好気的にincubateしながら神経伝達物質を作用させた時に、SCG組織内で急速に変動するCa^<2+>依存性酵素のトランスグルタミナーゼ(TG)の活性変動を、^3H-プトレスチンがカゼイン・タンパク中に組み込まれる放射活性値より測定した。In vitroでincubation中のSCG内TG活性は、ムスカリン性ACh-agonistのカルバコール(Carb)や高[K^+]_i条件などの神経節細胞膜への脱分極刺激を加えると、数分以内に数倍に著明に増大した。このCard依存性TG活性化は、antagonistのアトロピンで拮抗された。またこのCarb刺激によるSCG内TG活性の増強は、節後神経切断1週間後の節後ニューロンが変性・脱落した標本では消失した。そこで、添加したCarbがSOG内ニューロン膜上のAch-レセプターと結合してから細胞質内のTG酵素の活性化に至るまでの細胞内情報伝達過程に、近年注目されている伝達物質候補の一酸化窒素(NO)の関与の可能性を探るために、Carb刺激を与えて増加したSCG内TG活性に対してNO合成酵素の特異的阻害剤(L-NMMA)の効果を調べた。その結果SCG内のCard依存性TG活性は、著明に抑制されるのが示された。一方、Carb投与はSCG内の第二次メッセンジャーの環状GMPの著しい増大を来したが、その合成酵素阻害剤のメチレンブルーはTG活性の増加には影響を与えなかった。したがって、agonistのCarbはSCGニューロン膜のムスカリン性AChレセプターと結合後、一部環状GMPを、大部分はNOを介して細胞内Ca^<2+>の増加がひきおこされて、TG酵素の著明な活性化が生ずる一連の信号伝達系がここに解明された。摘出後もシナプス伝達機能を長時間維持する白鼠上頸交感神経節(SCG)を、生理的溶液中で好気的にincubateしながら、神経伝達物質を作用させたとき、SCG内で短時間内に変動するCa^<2+>依存性酵素のトランスグルタミナーゼ(TG)活性の変動を、^3H-プトレスチンがカゼイン蛋白に取込まれる放射活性量より測定した。神経節細胞の脱分極(EPSP)を生ずるアセチルコリン(ACh)はSCG内TG活性を急速に増大させたが、この効果はアトロピン添加により著明に抑制された。神経膜の脱分極をひきおこす高[K^+]。条件や、シナプス部位に局在するガングリオシド(GM1)もまた、SCG内TG活性を上昇させた。一方、SCG内ニューロンの過分極(IPSP)を生ずるノルエピネフリン(NE)は、組織内TG活性を著明に抑制したが、この効果はプロプラノロール(beta-blocker)で拮抗された。また節前神経切断後のSCGでは、ACh添加によるSCG内TG活性の増大とNEによるTG活性の抑制が認められた。しかし、節後神経切断後、神経節ニューロンが変性・脱落した標本では、神経伝達物質によるSCG内TG活性の変動はほとんど認められなかった。したがってSCG内のTG活性は、神経節ニューロン膜の神経伝達物質による興奮と抑制に対応して急速にその活性を変動させて、シナプス伝達機能に伴う神経細胞の代謝活動を調節している可能性が強く示唆された。

摘出後もシナプス伝達機能を長時間維持する白鼠上頸交感神経節(SCG)を、生理的溶液中で好気的にincubateしながら、神経伝達物質を作用させたとき、SCG内で短時間に変動するCa^<2+>依存性酵素のトランスグルタミナーゼ(TG)活性の変動を、^3H-プトレスチンがカゼイン蛋白に取り込まれる放射活性量より測定した。近年、平滑筋弛緩作用をもつことで注目されている一酸化窒素(NO)は、グアニル酸シクラーゼ(GC)と共役して環状GMPを著明に増大することが知られている。そこでNO刺激による環状GMP生成能とTG活性化との関連を、ムスカリン性コリン作動性伝達物質(カルバコール:Carb)刺激をSCGに与えた条件で観察した。Carb刺激によってSCG内環状GMPは著明に増大するが、NOを細胞外で捕捉するヘモグロビン(Hb)を投与すると元のレベルにまで低下した。また、Hb投与はCarbによるSCG内TG活性の上昇を著明に低下させた。さらに、NO合成酵素(NOS)の特異的抑制剤(L-NMMA)の投与によって、やはりCarb刺激によるSCG内環状GMP生成をTG活性増加は、著明に抑制された。しかし、GC活性を阻害するメチレンブルー(MB)は、TG活性値には変動を与えなかった。したがって、細胞内の至適Ca^<2+>濃度により活性化させるTG酵素は、カルバコール刺激により発生するNOが環状GMP生成系を介さないで、直接に活性化されることが推定された。つまり、シナプス伝達機構には、NOを介するTG活性化系が密接に関与している可能性が示唆された。生体から摘出後もシナプス伝達機能を長時間維持する白鼠上頚部交感神経節を、生理溶液中で好気的にincubateしながら神経伝達物質を作用させた時、神経興奮に伴って短時間で著明な変動を示すCa^<2+>依存性酵素のトランスグルタミナーゼ(TG)活性を、^3H-プトレスチンがカゼイン蛋白内に組み込まれる放射活性値より測定した。ムスカリン性作動性アセチルコリン・アゴニストのカルバコール(Carb)は、SCG内シナプス伝達を促進する際SCG内環状GMPの著明な増大をひきおこし、またTG活性を数分以内に数倍に増加させるのが見出された。神経組織内で情報伝達系分子として近年注目されている一酸化窒素(NO)は、SCG内環状GMPの著明な増大をひきおこし、TG活性値の増加をもひきおこすのが示された。NO合成酵素(NOS)の特異的阻害剤(L-NMMA)は、Carb刺激によるSCG内TG活性他を抑制したが、環状GMP合成酸素活性の阻害剤メチレンブルー添加によっては、Carb依存性TG活性値は影響を受けなかった。さらに、細胞外のNO分子を補足してその作用を無力化するヘモグロビン添加により、Carb刺激によるSCG内TG活性化は抑制された。このような諸実験より、CarbはSCG内節後ニューロンのムスカリン性レセプターと特異的に結合して、その信号は発生したNOが環状GMP生成系を介さないで細胞内Ca^<2+>濃度を増加させる結果、Ca^<2+>依存性TG活性の著明な増強がひきおこされるという細胞内情報伝達系が明らかにされた。また、Carb刺激によりSCG内で抗酸化作用を示すスーパーオキシド・ジスムターゼ(SOD)活性が明らかに増大することが示されたが、この効果はNO阻害剤(L-NMMA)添加で抑制されたことから、NOはシナプス伝達に関与し活性酸素発生をもひきおこして細胞興奮性を高め、これを処理するSOD活性を増大される作用に関与している可能性を強く示唆している。
癌抑制遺伝子MEN1の癌抑制機能破綻による膵β細胞腫瘍化機構の全容解明

インスリノーマに代表される膵神経内分泌腫瘍の詳細な腫瘍発症機構は不明である。遺伝性に膵内分泌腫瘍を呈する疾患として多発性内分泌腫瘍症1型(MEN1)があげられるが、責任遺伝子MEN1,翻訳産物meninの詳細な機能は不明である。私達はMeninの共役結合蛋白であるJunDに注目し、JunDと結合能のない変異JunDトランスジェニックマウスを作製し解析したところ、ヒトインスリノーマに類似した表現型を呈していた。またこのマウスの腫瘍化のメカニズムはこれまで提唱されている腫瘍化機構とは別の経路であることが示された。膵β細胞の発生・分化・増殖機構を解明するモデルとして膵内分泌腫瘍があげられる。遺伝性膵内分泌腫瘍の代表的疾患として多発性内分泌腫瘍症1型(MEN1型)があるが、原因遺伝子MEN1や翻訳産物meninの機能は不明のままである。一方、転写因子JunDはmeninと直接結合し、meninの機能上の共役因子であることが知られている。1)私達はCre-loxPシステムを用いてmeninと結合能力のない変異JunDを下垂体及び膵β細胞特異的に過剰発現させたマウスの樹立に成功しており、このマウスは10月齢で膵β細胞に過形成を生じることを確認した。また、10月齢の同雄マウスを安楽死させコラゲネース法にて膵島細胞のみを単離し、total RNAを抽出し、クオリティ検査を施行後、cDNAマイクロアレイ解析を施行した。対照群である野生型マウスと比較して、271遺伝子が2倍以上の発現増加を認め、246遺伝子が0.5倍以下に発現が低下していた。更に得られた結果を用いて、パスウェイ解析、Go-fisher解析を施行したところ、DNA複製因子群、転写因子群、細胞周期調節因子群の変動が大きかった。2)マウス膵β細胞過形成株(βHC-9)、マウス膵β細胞腺腫株(βTC6)に、野生型menin,変異menin (JunDと結合不能)にflag tagを標識したプラスミドを一過性に遺伝子導入し、一定期間培養後に、核蛋白成分を抽出し、それぞれを抗flag抗体にて免疫沈降させた。得られた沈降物を電気泳動後、これまでmeninとの共役結合が報告されている種々の蛋白質への抗体を用いてウェスタンブロット解析を行ったところ、HMT巨大複合体の構成要素である、Ash2, RbBP5とmeninの共役結合を確認した。膵β細胞の発生・分化・増殖機構を解明する目的で、多発性内分泌腫瘍症1型(MEN1型)の原因遺伝子MEN1および翻訳産物meninの機能解明の研究を遂行している。特に、meninの共役結合蛋白である転写因子JunDとの関連性から実験を進めている。昨年度までに私達は1)Cre-loxPシステムを用いてmeninと結合能力のない変異JunDを下垂体及び膵β細胞特異的に過剰発現させたマウス(TGマウス)の樹立、2)同マウスの膵内分泌腺の病理学的解析、3)同マウスから抽出した膵島細胞を用いたcDNAマイクロアレイ解析を施行してきた。また4)マウス膵β細胞株(βHC-9、βTC6)を用いた実験で、膵β細胞において、meninがヒストンメチル化能を持つ巨大転写複合体の構成要素である、Ash2, RbBP5と共役結合することを確認した。今年度は樹立したマウスの表現型の解析として生理学的実験を施行した。野生型マウスおよびRIP-Creマウスを対照群とした。3月齢から15月齢まで経時的に体重および8時間絶食後の血糖値、血清インスリン値を測定したところ、5)TGマウスは対照群と比較して体重に有意差は認めなかった。6)TGマウスでは9月齢以降、対照群と比較して有意に空腹時の血糖値が低下し、7)低血糖は高インスリン血症によるものであること、が明らかとなった。更にTGマウス、対照群マウスから単離した膵島細胞を培養後にインスリン分泌能を詳細に検討したところ、8)TGマウスは高濃度のグルコースおよびカルシウム刺激に対して過剰なインスリン分泌能を有すること、9)KCL刺激で膵島細胞を脱分極させてもTGマウスのインスリン分泌能は対照群と有意差がないことが明らかとなった。当初の研究目的である1)膵β細胞特異的変異JunD過剰発現マウス(TGマウス)の膵島細胞を用いたcDNAマイクロアレイ解析、2)膵β細胞株を用いたmeninおよびJunDに結合する蛋白質群の単離と同定は、平成27年度までに概ね達成された。特に平成27年度の研究成果から、TGマウスがヒトインスリノーマに極めて類似した表現型を示すマウスであることが判明した。MEN1型のモデルマウスである、Men1ヘテロ接合体マウスは膵内分泌腫瘍のモデルマウスとも言えるが、インスリノーマの表現型を確実に呈するわけではなく、私達の樹立したTGマウスは新たなインスリノーマのモデルマウスとなりうると考えている。この事実は実験計画開始当初には想定していなかったことであり、膵内分泌細胞の腫瘍化機構の解明のみならず、膵β細胞からのインスリン分泌機構の解明という新たに取り組むべき課題が明らかなになったと言える。膵内分泌細胞の分化・増殖機構解明の目的で、多発性内分泌腫瘍症1型(MEN1型)の原因遺伝子MEN1および翻訳産物meninの機能解明の研究を、特にmeninの共役結合蛋白である転写因子JunDとの関連性から進めた。

昨年度までに1)Cre-loxPシステムを用いてmeninと結合能力のない変異JunDを下垂体及び膵β細胞特異的に過剰発現させたマウス(TGマウス)の樹立、2)同マウスの病理学的解析、3)12月齢の同マウスから抽出した膵島細胞を用いたcDNAマイクロアレイ解析を行った。また5)TGマウスは9月齢以降で空腹時の高インスリン血症を呈することが判明した。6)マウスから単離した膵島細胞のインスリン分泌能の検討では、TGマウスは高濃度のグルコースおよびカルシウム刺激に対して過剰にインスリン分泌することが判明した。最終年度には7)膵内分泌腫瘍発症前の8月齢のTGマウスおよび対照群マウスから膵島細胞を単離しcDNAマイクロアレイ解析を施行した。パスウェイ解析、GO-Fisher解析の結果、TGマウスのラ氏島mRNA群では、野生型と比べて転写調節因子や細胞分化誘導因子、血管増生因子遺伝子群の変動が大きく腫瘍増生への関与が示唆された。またMEN1欠損マウスのような細胞周期調節因子p27、p18遺伝子の発現低下は認めなかった。8)変動を認めた遺伝子群について個々のマウスから単離したラ氏島細胞においてqPCR法およびウェスタンブロット法にて発現差異を確認した。私達の研究成果から、本TGマウスがヒトインスリノーマに極めて類似した表現型を示すことが判明した。この事実は実験計画時、実験開始当初には想定しておらず、膵内分泌細胞の腫瘍化機構の解明のみならず、膵β細胞からのインスリン分泌機構の解明という新たに取り組むべき課題が明らかになったと言える。インスリノーマに代表される膵神経内分泌腫瘍の詳細な腫瘍発症機構は不明である。遺伝性に膵内分泌腫瘍を呈する疾患として多発性内分泌腫瘍症1型(MEN1)があげられるが、責任遺伝子MEN1,翻訳産物meninの詳細な機能は不明である。私達はMeninの共役結合蛋白であるJunDに注目し、JunDと結合能のない変異JunDトランスジェニックマウスを作製し解析したところ、ヒトインスリノーマに類似した表現型を呈していた。またこのマウスの腫瘍化のメカニズムはこれまで提唱されている腫瘍化機構とは別の経路であることが示された。平成26年度の研究として、1)膵β細胞特異的変異JunD過剰発現マウスの膵島細胞を用いたcDNAマイクロアレイ解析、2)膵β細胞株を用いたmeninおよびJunDに結合する蛋白質群の単離と同定、を計画していたが、1)については、当初の計画通りに資料の単離・精製からcDNAマイクロアレイ解析まで施行し、変異JunDによって制御される、腫瘍発症・増殖関連因子群として複数の遺伝子群を同定し得た。2)については、現在までのところ膵β細胞特異的な、meninの新たな共役蛋白質の同定までは至っていないが、これまでHeLa細胞のみで、meninとの共役結合が確認されていたHMT巨大複合体の構成成分のうち、少なくとも複数の因子が膵β細胞内でmeninと共役することを示し得た。上述したように、私達が樹立した膵β細胞特異的変異JunD過剰発現マウス(TGマウス)は、新たなヒトインスリノーマモデルマウスとなることが示された。10月齢のTGマウスを用いてのcDNAマイクロアレイ解析は既に施行したが、今後は生理学的にも病理解剖的にもインスリノーマを発症する前段階である6月齢での遺伝子レベルでの解析が必要と考える。
実態調査に基づく民事訴訟実務の計量分析

本研究は、民事訴訟法の全面改正がなされ新法の施行を間近に控えた現時点で、改正前の民事訴訟実務の実態を調査して、新法の解釈運用に向けて実践的提言をすると共に、調査結果を客観的データとして保存し分析をすることを直接の目的とするものであるが、同時に、将来予定される全面改正後の実態調査の結果と比較対照することによって、今回の法改正がいかなる意義・効果を有していたかを検証するための、基礎資料を整備することをも目的とするものである。具体的には、第一に、東京地裁及び大阪地裁で各350件、札幌・仙台・名古屋・広島・高松・福岡の各地裁で各200件、上記各地裁の多の各簡裁で各100件の訴訟事件を抽出し、訴訟記録に基づいて、当事者及び事件の種類、訴額、各種書面の記載状況、証拠調べの状況(申請、実施数、時期)、終局区分、判決の様式など、詳細にわたるデータを収集し、これを数値化してコンピューターに入力した。第二に、入力データを統計的に処理して、訴訟実務の全国的な傾向や、各地の訴訟実務の特色などを明らかにする分析作業を行った。分析項目は、訴状・答弁書および送達関係、準備手続・付調停・裁判官又は書記官の交替、争点整理期間の状況、弁論兼和解の実施状況、証拠調べ実施状況、和解関係、判決および執行分付与の状況などに及んでいる。1本研究は、民事訴訟法の全面改正作業が進行する現時点で、改正前の民事訴訟実務の実態を調査して全面改正への実践的提言をすると共に、調査結果を客観的データとして保存し分析をすることを直接の目的とするものである。2 3年計画の研究の初年度にあたる平成7年度は、第一に、全国の高裁所在地の地裁・簡裁で記録調査を実施した。調査件数は、東京地裁及び大阪地裁で各350件、札幌・仙台・名古屋・広島・高松・福岡の各地裁で各200件、上記各地裁の下の各簡裁で各100件である。以上のデータは、当事者及び事件の種類、訴額、各種書面の記載状況、証拠調べの状況(申請、実施数、時期)、終局区分、判決の様式などの詳細にわたっている。第二に、収集したデータのコンピューターへの入力を行った。当初の計画では全件の入力を今年度中に終える予定であったが、詳細にわたる調査票の記載を理解し誤りなく入力をするには相当の習熟が必要であるため、作業に予想以上に時間を要し、地域によって差はあるものの、結果としては、全体の4割程度の件数についての入力作業が平成8年度の早い時期に持ち越されることとなった。3得られたデータの分析作業は、次年度以降の課題であるが、既に調査の段階で、事件の難易度、種類、訴訟運営の実際(たとえば、弁論件和解の活用の仕方)などについて相当程度の地域差があることが明らかとなっている。4平成8年度はデータのコンピューターへの入力作業を早急に終了した上で、統計的な分析とそれを通じての実務の状況・問題点の把握につとめ、9年度は、成果の公表と改正後の実態調査に向けての基礎資料の整備を行うことを予定している。2 3年計画の研究の2年目にあたる平成8年度は、第一に、前年度に全体の4割程度が未了となっていた各地域(全国8ヶ所)の収集データのコンピューターへの入力作業を集中的に行い、これを完了した。第二に、入力されたデータを用いて、各地域毎に事件類型別、当事者種類別、代理人別などの視点からみた分析(第一次分析)を試み、ほぼ作業を終えた。第三に、第一次分析作業の結果をまとめ、地域相互間の比較、全国的な規模での種々の項目(訴状等の送達状況、弁論期日・争点整理手続の実施状況、証拠調べの実施状況、判決・和解などの終局状況等)についての分析を中心とする第二次分析作業に進むべく、各地域毎に置かれた分析責任者を中心に、討議、情報交換の機会をもった。

3平成9年度は第一次分析の結果を早急にまとめた上で、第二次分析を進め、研究代表者を中心に研究分担者全員での検討を経て、研究終了時には本研究の成果全体を公表できるようにする予定である。本研究は、民事訴訟法の全面改正がなされ新法の施行を間近に控えた現時点で、改正前の民事訴訟実務の実態を調査して、新法の解釈運用に向けて実践的提言をすると共に、調査結果を客観的データとして保存し分析をすることを直接の目的とするものであるが、同時に、将来予定される全面改正後の実態調査の結果と比較対照することによって、今回の法改正がいかなる意義・効果を有していたかを検証するための、基礎資料を整備することをも目的とするものである。平成9年度は、3年間の研究計画の最終年度にあたり、地域相互間の比較、全国的な規模での種々の項目(訴状・答弁書および送達関係、準備手続・付調停・裁判官又は書記官の交替、争点整理期間の状況、弁論兼和解の実施状況、証拠調べ実施状況、和解関係、判決および執行分付与の状況、その他)についての第二次分析作業に取り組んだ。このために、数回にわたって研究分担者が集まって討議し、さらに、夏期には、集約のための合宿をする機会をもった。その成果は、本年度末に完成し提出の予定である報告書で明らかにされる。報告書には、前述の第二次分析の結果だけでなく、既に平成8年度までに作業をほぼ終えていた第一次分析の結果を全国規模で集約したものも記載する予定である。報告書は、多数の表やグラフを含むきわめて大部のものとなり、改正前の民事訴訟実務の実態を客観的に示す貴重な資料となる。本年度で本研究は終了するが、今後、報告書の公刊に向けてなお一層の研究を続けたいと考えている。
ヒト体内動態評価ツールとしての培養細胞利用型on-chip humanの開発

本年度は,前年度までに作製した3-コンパートメント複合灌流培養デバイスを,小腸からの吸収を介さない静脈投与物質の体内動態評価に適用した.具体的には,デバイス内の各コンパートメントにラット肺由来L-2細胞,ラット初代培養肝細胞,分化誘導した3T3-L1細胞を単層状に固定化し,静脈投与モデル物質として抗がん剤CPT-11を50μMでデバイス内に暴露し,内部送液系を利用して72時間複合灌流培養を行った.培養終了まで経時的にデバイス全体の蛍光画像を取得することによりモデル物質の各コンパートメントへの分布評価を行った.また,L-2細胞を生細胞染色試薬(Cell tracker CMTMR)により染色して用いることにより,L-2細胞の細胞生存率を経時的に評価した.加えて,培養終了時に肝モデル細胞を固定化してあるコンパートメントにCYP3Asの基質であるBOMRを添加し,プロベネシドを用いて細胞中に蛍光代謝物を蓄積させてCYP3As活性を評価した.また,培養終了時の培養液中のCPT-11濃度および毒性支配的代謝物と考えられるSN-38濃度をHPLCにより定量した.その結果,蛍光画像を用いた分布評価により脂肪細胞の共存時には脂肪コンパートメントへのモデル物質の経時的な蓄積が確認された.ラット肝細胞の肝代謝活性評価においては,毒物を添加しない場合の酵素活性と同等の酵素活性が明らかとなった.肺モデル細胞の細胞生存率評価からは,肺モデル細胞の単独培養において72時間後に細胞毒性が示された.一方で,脂肪モデル細胞・肝モデル細胞との複合培養では肺モデル細胞に対する毒性は観察されなかった.この結果は脂肪細胞および肝モデル細胞によってモデル毒物が無毒化されたものと考えられ,分布評価・肝代謝酵素活性評価の結果からも無毒化が示唆された.上述の検討により本複合培養デバイスの有用性が示された.本年度は,まず体内動態の中でも分布・代謝に着目し,3つの同形状の細胞培養チャンバーを持つ3コンパートメントデバイスを設計・作製した.また,デバイス内部にて上記の分布・代謝の制御に関わる肝組織細胞と脂肪細胞の共培養を行った.肝にはヒト肝ガン由来のHepG2またはラット初代培養肝細胞を,脂肪細胞はラット初代成熟脂肪細胞を用いた.それぞれの細胞は必要な期間だけコンパートメント独自灌流回路を活用して培養した後,回路を変えて少なくとも72時間の安定共培養が可能であることを確認した.上記の共培養系に蛍光性のモデル物質(フルオランセン)を添加することにより,モデル物質の分布動態を非破壊的に可視化し,モデル物質の脂肪組織コンパートメントへの特異的蓄積を定量的に評価した.培養細胞の人工物による代替にむけて,採取培養が特に煩雑な正常肝細胞に代わり,肝代謝を行う肝ミクロソーム(S9)を内包するアルギン酸カルシウムゲルカプセルを作製した.具体的には,ラット肝ミクロソームをアルギン酸カルシウムゲル中に固定化した.カプセル調製方法としては,二重円管ノズルを用いて,内管にはS9・アルギン酸ナトリウムをシリンジポンプで,外管には窒素をそれぞれ送り,微小液滴を強制的に滴下させる手法を用いた.この方法により500μm程度の均一なアルギン酸ゲルカプセルを作製することを可能とした.カプセル透過性については,酵素群の安定固定化と対象化学物質の高い透過性を両立するために,カプセル表面にポリリジンとアルギン酸からなるポリイオンコンプレックス膜を修飾し,積層数により透過性を制御した,カプセル化S9の代謝能については,まずS9中のチトクロームP450の活性に着目し,cyp1A1/2の活性を,エトキシレゾルフィン-o-ジェチラーゼ活性により評価した.本年度は,前年度に設計・作した3-コンパートメント複合灌流培養デバイスを基礎として,標的臓器由来細胞の毒性応答を可視化する検討を行った.具体的には標的臓器モデル細胞としてラット肺由来L-2細胞肝モデル細胞としてラット初代培養肝細胞,脂肪モデル細胞としてマウス由来3T3-L1細胞をそれぞれ,肺・肝臓・脂肪コンパートメントに播種し,個別灌流路を用いて各コンパートメント内で培養した後,全体灌流路にて複合灌流培養を行った.また,脂肪モデル細胞に関しては分化誘導を行いオイルレッドO染色にて良好な脂肪細胞への分化を確認した2上述の複数異種細胞を各コンパートメントに配置したデバイス内に蛍光性を持ち,肝代謝酵素(CYP3A4)により無毒化される抗がん剤であるイリノテカンを暴露し,72時間後までの物質分布および肺モデル細胞の生存率を蛍光イメージングにより評価した.これまでに,肝モデル細胞の存在によって肺モデル細胞の生存率が向上することを明らかにし,In vivoにおける知見を再現することができた.培養細胞の人工物による代替にむけて,化学物質の体内分布を大きく左右する脂肪組織を代替する脂質包括カプセルの作製に向けて,東京大学の長棟らによって開発された生体適合性細胞膜修飾剤(BAM)の末端にアミド基を付与したポリマーを調製した.このポリマーをミネラルオイル中に分散させ,アルギン酸溶液を添加することにより初期ミセルを作製後,ポリリジン溶液中に添加することで表層にポリイオンコンプレックス膜を持つ直径50・m程度の脂質カプセルを作製した.本年度は,前年度までに作製した3-コンパートメント複合灌流培養デバイスを,小腸からの吸収を介さない静脈投与物質の体内動態評価に適用した.

具体的には,デバイス内の各コンパートメントにラット肺由来L-2細胞,ラット初代培養肝細胞,分化誘導した3T3-L1細胞を単層状に固定化し,静脈投与モデル物質として抗がん剤CPT-11を50μMでデバイス内に暴露し,内部送液系を利用して72時間複合灌流培養を行った.培養終了まで経時的にデバイス全体の蛍光画像を取得することによりモデル物質の各コンパートメントへの分布評価を行った.また,L-2細胞を生細胞染色試薬(Cell tracker CMTMR)により染色して用いることにより,L-2細胞の細胞生存率を経時的に評価した.加えて,培養終了時に肝モデル細胞を固定化してあるコンパートメントにCYP3Asの基質であるBOMRを添加し,プロベネシドを用いて細胞中に蛍光代謝物を蓄積させてCYP3As活性を評価した.また,培養終了時の培養液中のCPT-11濃度および毒性支配的代謝物と考えられるSN-38濃度をHPLCにより定量した.その結果,蛍光画像を用いた分布評価により脂肪細胞の共存時には脂肪コンパートメントへのモデル物質の経時的な蓄積が確認された.ラット肝細胞の肝代謝活性評価においては,毒物を添加しない場合の酵素活性と同等の酵素活性が明らかとなった.肺モデル細胞の細胞生存率評価からは,肺モデル細胞の単独培養において72時間後に細胞毒性が示された.一方で,脂肪モデル細胞・肝モデル細胞との複合培養では肺モデル細胞に対する毒性は観察されなかった.この結果は脂肪細胞および肝モデル細胞によってモデル毒物が無毒化されたものと考えられ,分布評価・肝代謝酵素活性評価の結果からも無毒化が示唆された.上述の検討により本複合培養デバイスの有用性が示された.
データ秘匿計算の具体的問題構造に基づく機能性・効率性向上

現代,暗号技術は通信データの秘匿だけではなく,電子化されて保存されたデータの暗号化にも多く使用されている。一般にデータを暗号化するとそのデータを利用するには復号することが必要となる。しかしネットワークを通じてのコンピュータへの侵入事件が少なからず発生する現状においてはこのような侵入が発生してもデータ漏洩が起きないよう配慮する必要がある。本研究プロジェクトではそのような状況に鑑み,可能な限り情報を秘匿したまま処理可能としたりアウトソースするための様々な技術の開発に取り組んでいる。今回得られた主な成果は以下の内容となっている。準同型暗号と呼ばれるデータを暗号化したまま演算が可能となる暗号方式を用いて暗号化された複数のデータの大小比較を効率的に可能とする手法を構成した。特に複数人が独立して異なる鍵でデータを暗号化可能なタイプの準同型暗号においても大小比較が可能な方式を構成した。また機密データの保有者が自分のデータに対して誰がどのような操作をしてよいか,またその操作結果を誰が得てよいかを指定可能な形でデータをクラウドストレージにアップロードするシステムを提案した。これは主に医療データを関連者のみが操作可能としたい場面での利用を想定している。また秘匿したいデータを含む実行ファイルを安全に第三者に実行させる手法の初期構成案の提案も行った。特にここではシグニチャを生成する実行処理に特化した手法の検討を進めた。準同型暗号を用いることで様々な機密データを含む処理を安全に実行可能であることが知られているがここでは特定の処理に特化することで更なる効率化を実現可能としている。また既存研究では単一の鍵を利用する準同型暗号を用いる方式であったがここでは複数の鍵を用いる準同型暗号を利用する方式にまで拡張することができている。また医療データを安全に秘密にしたままで処理を可能とするシステムの提案においてはプロトタイプの構築による性能の検証を行い,実際の利用にたえうるであろう性能を達成できていることを確認できた。秘匿したいデータを含む実行形式ファイルを安全にアウトソースする手法としてプロセッサなどのハードウェアの安全性を仮定する関連研究がある。これらはTEE環境などとも呼ばれており,暗号技術と組み合わせることでより強固なセキュリティを達成できることになっている。これら関連研究についてより綿密な調査を行い,なるべくハードウェアの安全性に依存する部分を最小限にする形で暗号技術を応用してセキュリティを実現する手法についても検討を行う。現代,様々な情報を電子化して保存しコンピュータで処理することが可能であるが,そのデータの扱いやすさの反面,情報の窃盗や漏洩のリスクは増大し,適切な情報保護に対する要請は大きくなっている。本研究プロジェクトでは可能な限り情報を秘匿したまま処理可能とする様々な技術の開発や公平なデータ交換を実現するプロトコルの開発などに取り組んでいる。以前にパスワードを秘密にしたままクライアントとサーバが認証処理を行い,鍵共有を行う暗号プロトコルの提案を行った。しかしその処理の一部に脆弱性があることを発見し,その問題点の改良に取り組んだ。そして更なる安全性検証を行い,脆弱性の除去を行った。また暗号文を復号せずに演算処理を可能とする完全準同型暗号方式なるものがあるが,その中でも異なる鍵で暗号化されたデータ同士の演算を可能とする方式に着目した。その既存方式における暗号文同士の複数の演算処理の一部を結合することにより処理の効率化を試みた。また二人の参加者間で電子契約を公平に行う暗号プロトコルの構成にも取り組んだ。電子契約では二人の参加者それぞれが同時に公平に他方からの電子署名を得ようとする。単に電子署名データを送りあって交換するだけでは片方が署名データを持ち逃げすることが発生しうるため特別な仕組みが必要となる。ここではブロックチェーン機能を用い,両方の署名がある決められた期限内に揃ったときのみ両方の署名が有効となるようプロトコルを構成し,問題の解決を図った。またORAMと呼ばれるサーバにあるどのデータをアクセスしたかをサーバから秘匿する暗号プロトコルを再帰的に用い,データの登録を行う利用者のプライバシ情報を保護しながら,その利用者に関するデータの集計を可能とする方式の設計にも取り組んだ。完全準同型暗号,ブロックチェーン,ORAMなどの調査を行い,今後更にブラッシュアップさせていくべき初期アイディアの提案に至っており,当初の目標を達成できている。

また秘匿したいデータを含む実行ファイルを安全に第三者に実行させる手法の初期構成案の提案も行った。特にここではシグニチャを生成する実行処理に特化した手法の検討を進めた。準同型暗号を用いることで様々な機密データを含む処理を安全に実行可能であることが知られているがここでは特定の処理に特化することで更なる効率化を実現可能としている。また既存研究では単一の鍵を利用する準同型暗号を用いる方式であったがここでは複数の鍵を用いる準同型暗号を利用する方式にまで拡張することができている。また医療データを安全に秘密にしたままで処理を可能とするシステムの提案においてはプロトタイプの構築による性能の検証を行い,実際の利用にたえうるであろう性能を達成できていることを確認できた。完全準同型暗号方式の処理効率の向上に関しては当初期待したレベルの改善に到達できたかはまだはっきりしておらず,今後更なる検討が必要と考えている。また今後はガーブルド回路を用いたプログラム実行のアウトソース手法についても更に検討を深めていくことを想定している。秘匿したいデータを含む実行形式ファイルを安全にアウトソースする手法としてプロセッサなどのハードウェアの安全性を仮定する関連研究がある。これらはTEE環境などとも呼ばれており,暗号技術と組み合わせることでより強固なセキュリティを達成できることになっている。これら関連研究についてより綿密な調査を行い,なるべくハードウェアの安全性に依存する部分を最小限にする形で暗号技術を応用してセキュリティを実現する手法についても検討を行う。今年度は基本方式の確立に精力を注力したため,性能評価測定作業に使用する実機の購入を次年度に行うことにした。そのため必要なマシン装置などの購入経費の未使用額が生じた。今後はこれらの購入に充てる。また関連する国際会議への参加による追加の情報収集のための費用にも充てる。今年度も基本方式の確立に精力を注力することになっため,性能評価測定作業に使用する実機の購入を次年度に行うことにした。
イトラコナゾールによるワルファリン代謝阻害の機構解析

本研究は、ワルファリン代謝に対するイトラコナゾール(ICZ)の阻害作用とその機構を明らかにすることを目的としたものである。実験はヒト肝ミクロゾーム(HLMs)および組換え酵素(rCYP2C9)を用いたin vitroの系で実施し、S-ワルファリン7-水酸化酵素活性に対するICZとその代謝物であるヒドロキシICZ、ケトICZおよびN-デスアルキルICZの阻害効果を検討した。HLMsを用いた場合、ICZ、ヒドロキシICZ、ケトICZおよびN-デスアルキルICZはそれぞれ2.5、16、2.5、5μMまではS-ワルファリン代謝活性を濃度依存的に阻害したが、それ以上の濃度では阻害に濃度依存性を認めなかった。阻害剤濃度が1μMのときの阻害率の強さはICZ、ケトICZ、N-デスアルキルICZ、ヒドロキシICZの順であり、その強さは各々35.4%、26.5%、7.8%、4.5%であった。rCYP2C9を用いた場合、ICZ、ヒドロキシICZ、ケトICZおよびN-デスアルキルICZはそれぞれ1、10、2.5、5μMまではS-ワルファリン代謝活性を濃度依存的に阻害したが、それ以上の濃度では阻害に濃度依存性を認めなかった。阻害剤濃度が1μMのときの阻害率の強さは、ICZ、ケトICZ、N-デスアルキルICZ、ヒドロキシICZの順であり、その強さは各々48.6%、28.7%、15.7%、11.9%であった。HLMsおよびrCYP2C9を用いて阻害の速度論的解析を行った結果、ICZ、ヒドロキシICZおよびケトICZは非競合型の阻害様式を示したが、N-デスアルキルICZは混合型の阻害様式を示した。HLMsに対するKi値はICZ、ケトICZ、N-デスアルキルICZ、ヒドロキシICZの順に低く、各々1.64、2.87μM、6.40μM、8.52μMであった。また、rCYP2C9に対するK_1値はICZ、N-デスアルキルICZ、ケトICZ、ヒドロキシICZの順に低く、各々2.56μM、3.58μM、4.36μM、14.2μMであった。以上の結果から、CYP2C9が触媒するS-ワルファリン7-水酸化反応はICZによって最も強く阻害されるが、代謝物であるヒドロキシICZ、ケトICZおよびN-デスアルキルICZによっても阻害されることが明らかとなった。現在、各々の作用機序について詳細に検討中である。
トーリックトポロジーの展開

トーラス群作用をもつ多様体のトポロジーに関して次の結果を得た.12つのBott多様体のコホモロジー環の間に環同型があれば,それらのPontrjagin類を保つことを示した(Choi,村井との共同研究).2旗多様体の部分多様体であるPeterson多様体,regular nilpoteny Hessenberg多様体のコホモロジー環の明示的な表示を与えた(福川ー原田,原田ー堀口,阿部ー原田ー堀口との共同研究).3トーリック折り紙多様体のコホモロジーを調べた(Ayzenberg, Park, Zengとの共同研究)4トーラス多様体にルート系を導入し対称性を調べた(黒木との共同研究)次の3つの研究成果を得た.1数年前に「コホモロジー環はトーリック多様体の微分同相類を決定するか」という問題をコホモロジー剛性問題として提起し,これまで幾つかの部分的肯定的結果が得られている.コホモロジー環が同型でも微分同相ではない閉多様体は沢山あるので、トーリック多様体という綺麗な多様体に限ると肯定的となれば特筆すべき事実と思う。また例え否定的でも、肯定的な場合もあるので何が関係しているかを調べることは本質的な頗る面白い問題であると思う。ボット多様体(Hirzebruch曲面の高次元版)と呼ばれる特殊なトーリック多様体の族に限ってもこの問題は十分に面白いが,今回,S.Choi氏と村井聡氏との共同研究で,Z/2係数コホモロジー環が,CP^1の直積と同型なBott多様体に関しては,コホモロジー剛性問題が正しいことを示した.2旗多様体には,Hessenberg varietyと呼ばれる興味深いsubvarietyの族がある.有名な,Springer varietyはHessenberg varietyである.一方,量子コホモロジーに関連して,Peterson varietyと呼ばれるsubvarietyがある.今回,福川,原田両氏と,A型のPeterson varietyのコホモロジー環を決定した.特に,Bayegan-Haradaの予想の肯定的解決をも与えている.3Cannas da Silva-Guillemin-Piresにより,シンプレクティックトーリック多様体の概念を拡張したトーリック折り紙多様体という概念が導入された.S. Park氏との共同研究で,この概念とmulti-fanとの関連を調べ,T^2作用をもつ単連結4次元多様体はトーリック折り紙多様体であることを示した.2つのテーマに関して研究を行った.1つは,Anton Ayzenberg, Seonjeong Park, Haozhi Zengと行ったトーリック折り紙多様体のトポロジーの研究である.トーリック折り紙多様体は,トーリックシンプレクティック多様体のシンプレクティック形式が超曲面で退化することを許したもので,Cannas da Silva-Guillemin-Piresによって2010年に導入された概念である.トポロジーの立場でみれば,トーリック折り紙多様体は,トーリックシンプレクティック多様体を余次元2の部分多様体で貼りあわせたものになっている.本研究では,角付多様体となる軌道空間の面が非輪状であるという条件の下でコホモロジー環をほぼ決定した.この研究は,環論におけるBuchsbaum複体と関連があり,環論における結果をトポロジーを通して見ている面がある.阿部拓,原田芽ぐみ,堀口達也の3氏と進めているHessenberg varietyの共同研究を論文として纏め,arXivにアップした.この論文では,regular nilpotent Hessenberg varietyのコホモロジー環の明示的な表示を与え,これを用いて,regular semisimple Hessenberg varietyのコホモロジー環の対称群による不変部分環と同型であることを示した.また,その系として,Shareshian-Wachs予想の部分的肯定的解決を与えた.Shareshian-Wachs予想に関しては,ごく最近,Brosnan-Chowによって完全な肯定的解決が与えられ,大きな進展があった.黒木慎太郎氏との共同研究において,トーラス多様体に対しルート系を導入し,トーラス多様体上のトーラス群作用が,コンパクトLie群G作用に拡張した場合のGの条件を与えた.これは,トーリック多様体におけるDemazureの結果のトポロジー版と言えるものである.トーラス群作用をもつ多様体のトポロジーに関して次の結果を得た.12つのBott多様体のコホモロジー環の間に環同型があれば,それらのPontrjagin類を保つことを示した(Choi,村井との共同研究).2旗多様体の部分多様体であるPeterson多様体,regular nilpoteny Hessenberg多様体のコホモロジー環の明示的な表示を与えた(福川ー原田,原田ー堀口,阿部ー原田ー堀口との共同研究).3トーリック折り紙多様体のコホモロジーを調べた(Ayzenberg, Park, Zengとの共同研究)4トーラス多様体にルート系を導入し対称性を調べた(黒木との共同研究)トーリック折り紙多様体のトポロジーの研究は,Holm-Piresによる研究があるが,それ以外には殆ど手が付けられていない状況である.今回の我々の研究では,軌道空間の面が非輪状という仮定の下ではあるが,コホモロジー環をほぼ決定したことは大きな前進と思う.Regular nilpotent Hessenberg varietyのコホモロジー環の決定は大きな進歩と思う.我々の記述を見ると,Tymoczko-Mbirikaの予想は正しくないようである.また,regular nilpotent Hessenberg varietyとregular semisimple Hessenberg varietyがコホモロジー環を通して関連していることを見出したのは,大きな驚きであった.

トポロジーRegular seminsimple Hessenbergのコホモロジー環は,対称群の表現と見ることができ,その表現を決定することは頗る興味深い.阿部拓,原田芽ぐみ,堀口達也氏らと,この表現を精力的に調べており,非常に興味深い様相を呈していることが少しずつ明らかになって来ている.また,この表現は,グラフの(Stanleyによる)彩色対称関数を少し拡張したものと本質的に同じであるというShareshian-Wachs予想がある.これまでこの予想の部分的解決を得ており,完全な解決にむけて,研究を進める予定である.コホモロジー剛性問題に関しては,Bott多様体に限ってではあるが,肯定的解決にかなり近づいて来たと思う.特に,Bott多様体のコホモロジー同型写像がPontrjagin類を保つことを示せてのは,大きな進展であったと思う.また,トーリック折り紙多様体という新しい数学的対象に関して寄与が行えた.また,この対象は,解決すべき問題が沢山あり,今後の研究課題が見つかった.パソコンを購入予定だったが,旅費などが思った以上に必要になり,購入額を割ってしまったため,次年度購入することとした.Peterson varietyは,各リータイプに対して存在するが,それらのコホモロジー環は,A型の場合と同様にして求められると思われるので,まず,それらを決定する.トーリック折り紙多様体のトポロジー,特に,コホモロジー環を,S.Park氏,および,外国人特別研究員として,大阪市大に滞在しているA. Ayzenberg氏,留学生の曾昊智らと進めているが,この共同研究を引き続き進める.次年度分を少し足してパソコンを購入する.