hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
グラスファイバーで補強した臼歯レジンブリッジの設計

当初は、下顎第一大臼歯欠損の3ユニット中間歯欠損ブリッジを想定し、基礎的研究から得られたファイバーネットの厚さと方向の結果から最適な条件を設定し、曲げ強度試験および圧縮強度試験を行い、その破断部位を実態および走査電子顕微鏡観察結果から解析する予定であったが、ブリッジの金型の製作が遅れたため、実験結果がまだでていない。医歯薬学下顎第一大臼歯欠損の3ユニット中間歯欠損ブリッジを想定した金型から、ファイバーネットの厚さと方向を変えたグラスファイバー補強レジンブリッジを作製し、その強度試験を行い解析する。当初予定では、解析モデルを製作し、FEM解析を行い、解析モデルの最大主応力、変位量分布および主応力方向の結果から、臼歯部グラスファイバー補強レジンブリッジに対する影響を検討するつもりであったが、今年度中に終了となるため、強度試験結果を最終段階とする。初年度は、ファイバーネットが支台装置の補強に有用であることを確認することであったため、当初の目的はほぼ達成できている。下顎第一大臼歯欠損の3ユニット中間歯欠損ブリッジを想定した実験用金型の設計を大幅に見直したため、本年度中の製作が間に合わなかったため。26年度は、前年度から引き続き、臼歯部支台歯を想定した実験用金型に直接ファイバーネットを圧接、光重合後にコンポジットレジンで歯冠形態を再現した試験片の咬合面中心窩付近に球形圧子で押し込み応力負荷試験を行っていく。解析後に最終的に下顎第一大臼歯欠損の3ユニット中間歯欠損ブリッジを想定した臼歯部レジンブリッジを模型上で作製していく。咬合力を想定した荷重を加え、ファイバーネットの厚さと方向の結果およびファイバー設置部位の最適条件を確立していきたい。次年度はじめに下顎第一大臼歯欠損の3ユニットブリッジの金型が納入されるため、今後強度試験を行い、公表する予定である。初年度については、基礎的データ収集を行ったため、直接経費の物品費および人件費が当初予定より少なくなったこと、発表による旅費がかからなかったことがあげられる。26年度以降については、臼歯部レジンブリッジの模型作製費や成果発表をする予定である。
水秩序の形成と水環境保全・管理に関する研究-有明海沿岸クリーク地域の事例

研究成果は以下の4点に要約される。1.従来のクリークの諸機能、システム、空間構造等を解明し、環境保全的役割を究明した。その結果、クリークは農業の爲の用排水機能のみならず貯溜機能が重要であり、洪水調整・遊水池・保水・地下水涵養等防災上環境保全上の機能や、生態系保持の上でも空間秩序の形成上でも多機能が見出される。その上クリークの多様な変化に富んだ形態は歴史的形成過程の反映であると同時にこれらの多様な機能を支えるものであり、形態に意味があるのである。2.樋門・樋管・堰たい・クリーク・干拓堤防・河川・海等からなる水秩序のシステムと原理を自然と技術の対応として解明した。即ち、伝統的な水秩序システムは、第一に点・線・面という三つの次元で構成されること、第二に用水系統と排水系統に縦と横の方向性があり、用水は必要水量に絞られ、排水は閉じた領域ごとに小刻みに河川へ横方向に引き出される。又様々な仕掛けがこれらの水制御装置に見出せる。3.水制御のための構造物の運用や、社会的ルール・水利慣行等を把握し、集落構造や地域住民生活の社会学的考察により、水環境保全の主体の形成の方向を模索した。水利慣行は水系の自立性を基本として、取水慣行と配水慣行があり、水管理は用水組合、水番、集落、組、行政体等によって各々の方法と守備範囲の中で行なわれている。が、次第に地域住民の手から離れていく傾向にあり、水に関する体験・知見情報等の伝達継承の方途と管理の容易な構造物と空間の創出が必要とされている。4.筑後川下流域土地改良事業の追跡調査により、新たな水システムにおける防災上・環境保全上の問題を予知分析し、以上の研究成果に照らしてその解決の方途を考察した。
胆汁分泌小胞中miRNAの解析による胆管癌の早期診断マーカーの開発

胆道がん症例から採取した胆汁の酸化還元動態、胆汁酸組成、変異原性および胆汁中のエクソソームに含まれるmiRNAを解析した。胆道癌症例の胆汁には酸化型グルタチオンが有意に多く、二次胆汁酸の割合が高いことが判明した。各種病態より採取された胆汁の変異原性試験は陰性であった。胆汁中エクソソームに含まれるmiRNAは既法では安定して採取できなかったため、新規の回収法を開発し、胆汁中エクソソームに含まれる胆管癌特異的miRNA候補を検出することができた。肝胆膵癌においてERCPや術中に採取した胆汁のレドックス動態、脂質過酸化物等を測定するとともに患者(印刷業含む)胆汁中の細胞外小胞中のmiRNAを解析しこれらを組み合わせることによって独自の早期診断マーカーを探索し、予後不良の胆管癌の減少に貢献することを目的とする。初年度は、印刷従事者胆管癌4例、印刷業以外の肝胆膵癌43例、非担癌症例14例から採取した胆汁について酸化還元動態、変異原性試験、胆汁酸組成を検討した。印刷業事業者とそれ以外の胆管癌をHPLC法により電気化学検出器(クーロケム)で検出した結果を比較すると印刷業で酸化型グルタチオンの割合が高く、組成では二次胆汁酸が多いことが判明した。印刷業の胆管癌は発癌時点ではすでに有機溶剤暴露中止から長期間経過しているため薬剤の影響は考えにくく、病理組織像を勘案すると薬剤により過去に惹起された胆管炎の遷延化を反映した結果と考えられた。全症例において変異原性試験は陰性であった。胆道癌症例及び非胆道癌症例より術中に採取した胆汁を用いてエクソソームの回収を試みた。胆汁中のmiRNAは微量であり通常のRNAシークエンサー法では困難であった。現在、胆汁250μlをシステムバイオサイエンス社のExoQuick Exosome Precipitation Solutionを用いてExosomeの精製を行った。得られたExosome分画をカンタムデザイン社NanoSightを用いて、粒子の分散・凝集の確認、経時観察による安定性の確認、そして形状の判断を行った。その結果、正常者、肝胆癌患者いずれの胆汁からも粒子径が120 nm前後で、1 X e^12個/mlの粒子が得られExosomeが精製できたと判断した。次に、これらExosome分画からのmiRNAの分離を試みたが現在のところ収量が低く別の手段を講じることを検討している。平成27年度予定していた肝胆膵担癌患者における胆汁のレドックス動態をHPLCーECDで解析は概ね順調に集積でき、解析もできている。印刷業従事者を含む胆道癌症例及び非担癌症例ともに変異原性試験を施行したが、UMU試験の結果全例陰性であった。胆道癌の新たなバイオマーカーを検出するための胆汁中のエクソソームの解析は、予想された通りごく微量であるためその精製は困難であったが、やっとその手法を確立できた。現在、エクソソーム中のmiRNAの分離を試みている。肝胆膵癌においてERCPや術中に採取した胆汁のレドックス動態、脂質過酸化物などを測定するとともに患者(印刷業従事胆管癌を含む)胆汁中の細胞外小胞中のmiRNAを解析し、これらを組み合わせることによって独自の早期診断マーカーを探索し、予後不良の胆管癌の早期発見、減少に貢献することを目的とする。平成27年度(初年度)は印刷従事者胆管癌4例、印刷業以外の肝胆膵癌43例、非担癌症例14例から採取した胆汁について酸化還元動態、変異原性試験、胆汁酸組成を検討した。印刷業従事者とそれ以外の胆管癌の胆汁をHPLC法により電化化学検出器(クーロケム)で解析した結果を比較すると、印刷業で酸化型グルタチオンの割合が高く、胆汁酸組成では二次胆汁酸が高いことが判明した。印刷業の胆管癌症例では発癌時点ですでに有機溶媒暴露の中止から長期間経過しているため、化学物質の影響は考えにくく、病理組織像を勘案すると薬剤により過去に惹起された胆管炎の遷延あるいはその結果を反映していると考えられた。平成28年度(本年度)は、胆道癌症例及び非胆道癌症例より術中に採取した胆汁を用いてエクソソームの回収を試みた。胆汁中のエクソソームは想定通り微量であり、従来法での精製は困難であった。しかしながら、新規の回収法を開発(詳細は諸事情のため不記載)することができ、エクソソームの確認を行った。エクソソーム中からは、胆管癌特異的miRNAの候補を確認している。今後、本手法を用いてさらなる収量の増加に取り組むとともに、胆管癌特異的なマーカーの解析を行う予定である。初年度に予定していた肝胆膵癌患者における胆汁のレドックス動態をHPLC-ECD法での解析は順調に集積でき解析できた。印刷従事者を含む胆道癌症例と非担癌症例ともに変異原性試験では全例陰性であった。胆道癌の新たなバイオマーカーを検出するための胆汁中エクソソームの回収は非常に困難であるためその精製は困難であった。実際、他の研究者においても、現時点でLing Liらによる報告(Hepatology 2014;60:896-907)を含め数編しか見られない。

これは、エクソソーム回収に際して、胆汁のpHの影響や、非常にRNAが微量であること、など特殊な要因が関与するためで、我々も当初は通常のRNAシークエンサー法では種々の条件検討を行ったが回収は不可能であったため、研究の進捗がやや遅れた。諸事情により詳細は記載できないが、新たに開発した手法により得られた胆汁中エクソソーム分画よりmiRNAをリードすることができ、現在、症例数を増やし解析を続けている。肝胆膵癌においてERCPや術中に採取した胆汁のレドックス動態、脂質過酸化物などを測定するとともに患者(印刷業従事胆管癌を含む)胆汁中の細胞外小胞中のmiRNAを解析しこれらを組み合わせることによって独自の早期診断マーカーを探索することを目的とする。印刷従事者胆管癌4例、印刷業以外の肝胆膵癌43例、非担癌症例14例から採取した胆汁について酸化還元動態、変異原性試験、胆汁酸組成を検討した。印刷業従事者とそれ以外の胆管癌をHPLC法により電化化学検出器(クーロケム)で検出した結果を比較すると印刷業で酸化型グルタチオンの割合が高く、胆汁酸組成では二次胆汁酸が高いことが判明した。印刷従事者を含む胆道癌症例と非担癌症例ともに変異原性試験では全例陰性であった。胆道癌の新規バイオマーカーを検出するため胆道癌症例及び非胆道癌症例より術中に採取した胆汁を用いてエクソソームの回収を試みた。胆汁からのエクソソーム採取は今までLing Liらによる報告(Hepatology 2014;60:896-907)を含め数編しか見られない。これは胆汁のpH、非常にRNAが微量であることなど特殊な要因が関与するためで我々も当初、通常のRNAシークエンサー法では種々の条件検討を行ったが、再現性のある回収は不可能であった。胆汁中のエクソソームは想定通り微量であったが、新規の回収法を開発(詳細は特許申請予定のため不記載)確立し、エクソソームの確認を行った。本手法を改良し収量の増加に取り組むとともに、胆管癌特異的なマーカーの検出を行った結果、胆汁中エクソソーム分画よりmiRNAをリードすることができた。胆管癌5例、肝細胞癌4例、肝内胆管癌3例、膵癌2例、印刷業由来胆管癌2例からの採取を終了、現在得られたmiRNAプロファイルより胆道癌特異的な変動を解析するとともに血中のmiRNAとの相同性などを検索中である。胆道がん症例から採取した胆汁の酸化還元動態、胆汁酸組成、変異原性および胆汁中のエクソソームに含まれるmiRNAを解析した。胆道癌症例の胆汁には酸化型グルタチオンが有意に多く、二次胆汁酸の割合が高いことが判明した。各種病態より採取された胆汁の変異原性試験は陰性であった。胆汁中エクソソームに含まれるmiRNAは既法では安定して採取できなかったため、新規の回収法を開発し、胆汁中エクソソームに含まれる胆管癌特異的miRNA候補を検出することができた。当初予定した胆道癌の特異性の高いバイオマーカーを検出するために考案した胆汁を用いた解析法のうち、酸化ストレス関連の検討ならびに変異原性試験については順当に終了しつつある。胆汁中のmiRNAの解析に関して従来困難であった胆汁中のエクソソームの精製法を確立したので、エクソソーム分画からのmiRNAの収量を高める手法を考案、得られたmiRNAプロファイルより胆道癌特異的な変動を見いだしたい。当初予定した胆道癌に特異性の高いバイオマーカーを検出するために考案した胆汁を用いた解析法のうち、酸化ストレス関連の検討ならびに変異原性試験については順当に終了した。胆汁中のエクソソーム内miRNAの解析について、従来困難であった胆汁中のエクソソームの新規精製法を確立することができた。
不斉15族元素化合物の光学分割法の開発とその不斉誘導反応への応用

報告者は、これまで報告のない光学活性なアンチモン(Sb)およびビスマス(Bi)を中心とした第15族重原子化合物の合成とその不斉誘導反応への適用に関する研究に取り組み、以下のような成果を上げることができた。1.中心性および軸性キラリティーを持つ有機Sb化合物(III)の一般合成法とその光学分割法の確立:ビエチニルスチバン類体を前駆体とした段階的求核置換反応により、Sb原子上に中心性キラリティーを持つ有機Sb化合物の効率的一般合成法を確立した。また、2,2'-dibromo-1,1'-binaphthylのリチウム試薬処理によって生ずるジリチオ体に、求核試薬(Ar_2SbBr,Ar_2BiBr)作用させると、軸性キラリティーを持つBINAPの類縁体BINASbおよびBINABiが得られること、さらに、このジリチオ体に、RMX_2(M=Sb,SiH,GeH,etc.)を作用させると、対応する光学活性なジナフトヘテロール類が生成することを明らかにした.ここで得られたキラルなSb化合物は、光学活性なPd試薬を分割剤として利用することにより、効率的に光学分割できることも新たに見出している。これらは、安定な光学活性有機Sb化合物の初めての単離例である。2.光学活性有機Sb化合物(III)を利用した新規な不斉合成反応の開発:上記研究で得られた光学活性なSb化合物は、Rh触媒下におけるプロキラルケトン類の不斉還元やPd触媒下におけるアリルアルコール誘導体の不斉アルキル化反応の有効な不斉配位子として機能することを明らかにした。著者は3系統のキラリティーを持つ有機Sb(III)化合物の一般合成法を確立すとともに、その光学分割法を検討し、パラジウム試薬を利用する方法によって、それらの光学分割を達成した。特殊な例を除いて、これまで光学活性なSb(III)化合物が安定に単離された例は無く、今回の研究によって、初めてその一般合成法と光学分割法が確立されたことになる。また、ここで新たに得られた3系統、計8種の光学活性なSb(III)化合物の不斉配位子としての効果を知る目的で、遷移金属存在下における2種(不斉還元および不斉アルキル化)の不斉誘導反応を試み、これらの有機Sb化合物は、リン配位子とは異なった挙動を示すことが明らかになった。報告者はリン(III)化合物に代わる新しい不斉素子を得る目的でキラルなP,As,Sb,Bi化合物の効率的な合成法の開発、光学分割法の確立および光学活性体に関する情報の収集などに取り組み、以下のような知見を得た。(1)第15族重元素(III)化合物の遷移金属に対する親和性を系統的に評価する目的で、トリフェニル体を用いて競争反応を行った結果、これらのPd金属に対する親和性は周期表の上に位置するものほど高くなる(P>As>Sb>Bi)ことが判明した。

(2)15族重元素から成る1-ベンゾヘテロール類に、光学活性なPd試薬({Pd[(S)-C_6H_4CH(CH_3)N(CH_3)_2](μ-Cl)}_2)を作用させると2種のジアステレオマ-を定量的に生じ、これらは分別再結晶などによって容易に分離できること、得られたジアステレオマ-のそれぞれにPPh_3を作用させると元の1-ベンゾヘテロール類が光学活性体として単離されることなどを見出した。この錯体形成反応では、用いるPd試薬や15族元素化合物の当量比や種類によって両者の生成比に差が認められた。これは両ジアステレオマ-間の安定性(解離のしやすさ)の差に基づくものと考えて、Sb化合物の単結晶X線結晶解析を行いその結果を比較検討したところ、両者の安定性の違いはPd錯体のcomfomationの違いに起因していることが示唆された。(3)従来、15族重元素化合物はハロゲン化物と金属試薬(R-Li,R-MgX)との反応によって合成されていた。しかし、ハロゲン化物は高い反応性を示すため、金属試薬の当量数を調節することによって導入する置換基の数を制御するのは困難であった。報告者はエチニル基がハロゲンに代わる緩和な脱離基として機能することを見出し、このエチニル基の特性を利用した様々なキラルな15族重元素化合物の一般合成法を確立することができた。また、この反応を上記の光学活性Pd試薬を利用して分離した光学活性なリン化合物に適用すると、立体特異的なS_<N2>反応が起こって立体の反転した生成物を与えることなども明らかにすることができた。(1) 15族重元素から成る1-/<ンゾヘテロール類と光学活性なPd試薬との反応で、分離可能な2種のジアステレオマーが定量的に生じ、この反応を利用して種々のへテロール類を光学分割できることなどを見出していた.この錯体形成反応では、Pd試薬の種類やPd賦薬に対するヘテロール類の当量比によって両ジアステレオマーの生成比に差が認められる.鋼ヒ合物のX線結晶解析結果の考察などから、この差は両者の立体的な安定性の違いに起因しているものと考えられた.また、ここで得られた光学活性体のアルキルリチウム試薬による、求核置換反応は立体保持で進行することが判明した.(2) 15族重元素上のエチニル基が緩和な脱離基として機能することを見出し、その特性を利用したuおよび両試薬による種々のキラルな15族重元素化合物の一般合成法を確立することができた.また、この反応を光学活性体に適用すると、上記(1)の結果とは異なり、反応は立体反転で進行することが判明した.この立体化学の違いは反応中間体であるアート錯体の立体配座の違いに起因しているものと考えられた.(3)元素は周期表の下に位置するものほどhypcrvalcnt化合物を形成しやすくなる.この性質に着目し、上記の置換反応を様々な有機アンチモン化合物に適用することによりアート錯体を経由した効率的なアニオン種の発生法を見出した.また、同様なhyper valen化合物を経由する酸素共存下の光反応によるオレフィン類の酸化的アリール化を見出すこともできた。(4)エチニル基を持つ有機アンチモン化合物に、P磁媒のもとで酸ハロゲン化物を作用させるとクロスカップリング反応が進行するのに対して、ハロゲン化アリルを作用させるとホモカップリング反応が進行し、本化合物は用いるハロゲン化物の種類によって反応生成物が大きく異なることを新たに見出した.以上、有機アンチモン化合物は新しい不斉合成素子としてのみならず、様々な有機合成試薬としての機能を持つことが判明し、有機アンチモン化合物に関する今後の新たな展開が期待される.1.有機アンチモン化合物の光学分割法の開発先に第15族重元素(P,As,Sb)から成る(±)-ヘテロール類の光学活性Pd試薬を利用した光学分割法を見出していた.
エンドトキシンショックにおける新規環状ヌクレオチド : ニトロcGMPのシグナル制御

敗血症における重篤な臨床症状として、遷延性の血圧低下とそれにともなう多臓器不全がある。しかしながら、このような症状の進展の詳細な分子機構はいまだ十分には分かっていない。8-Nitroguanosine3', 5'-cyclic monophosphate (8-nitro-cGMP)は炎症反応にともなって生成し、親電子性を有するユニークな環状ヌクレオチドで、タンパク質のシステイン残基にcGMPを付加するタンパク質S-グアニル化という翻訳後修飾をもたらす。cGMP依存性プロテインキナーゼ(プロテインキナーゼG ; PKG)は、平滑筋の弛緩を制御するリン酸化酵素である。本研究では、PKGに対するS-グアニル化反応と、それによる酵素活性の制御機構、さらには血管弛緩反応を解析した。精製酵素標品を用いてキナーゼ活性を検討したところ、8-nitro-cGMPはPKGを強力に、かつ不可逆的に活性化した。また、organ bathによる検討から、8-nitro-cGMP処理はマウス大動脈を、不可逆的にフェニレフリンに対する血管収縮反応を減弱させた。質量分析による結果から、8-nitro-cGMPはPKGの42番目ならびにcGMP結合ドメインに存在する195番目のシステイン残基をS-グアニル化していた。PKGのS-グアニル化は、リボ多糖を投与したマウスの心臓において顕著に増加していた。以上の結果より、敗血症における8-nitro-cGMPの生成は、PKGの活性化ドメインである195番目システインのS-グアニル化を介して、PKGを遷延性かつ不可逆的に活性化し、敗血症においてみられる血圧低下に関わる可能性が示唆された。(抄録なし)細菌感染に伴い起こる敗血症は、その原因として誘導型NO合成酵素によるNOの過剰産生の関与が示唆されているが、低血圧の持続や全身性の血管拡張のメカニズムについては不明な点が多く残されている。本研究では、NOと活性酸素の産生に伴って細胞内に生成する新規な環状ヌクレオチドである8-nitroguanosine 3',5'-cyclic monophosphate(8-nitro-cGMP)の敗血症における生成と、その病態形成メカニズムへの役割を解析する。本年度は、敗血症モデルマウスでの8-nitro-cGMPの生成を、当研究室にて開発した免疫組織化学法ならびに高感度質量分析システムにて解析した。その結果、リポ多糖投与したマウス心臓に顕著に8-nitro-cGMP生成の亢進を認めた。また、8-nitro-cGMPはタンパク質のシステイン残基にcGMP構造を付加する(S-グアニル化)翻訳後修飾を介してシグナル伝達制御に関わるが、敗血症モデルマウスの心臓組織におけるS-グアニル化の標的として、cGMP依存性キナーゼ(PKG)を同定した。さらにPKGのシステイン41番、196番システインがS-グアニル化に感受性であることを明らかにした。そこで、PKGの部位特異的S-グアニル化を認識する抗体を作成した。現在、本抗体を用いて、リポ多糖投与後のPKGのS-グアニル化を詳細に解析している。細菌感染に伴い起こる敗血症病態において、誘導型NO合成酵素によるNOの過剰産生の関与が示唆されているが、低血圧の持続や全身性の血管拡張のメカニズムについては不明な点が多く残されている。本研究では、NOと活性酸素の産生に伴って細胞内に生成する新規な環状ヌクレオチドである8-nitroguanosine3',5'-cyclic monophosphate(8-nitro-cGMP)の敗血症における生成と、その病態形成メカニズムへの役割を解析する。昨年度までに、敗血症モデルマウスの心臓に顕著に8-nitro-cGMPの生成が起こること、さらに8-nitro-cGMPによるタンパク質S-グアニル化修飾の標的として、cGMP依存性プロテインキナーゼ(PKG)を同定した。本年度は、PKG活性におよぼすS-グアニル化の影響と、血管機能への作用を解析した。その結果、8-nitro-cGMPはPKGを強力に活性化し、その活性化作用は長期にわたって持続することが明らかとなった。その機序として、8-nitro-cGMPは、タンパク質S-グアニル化によってcGMP結合ドメインに共有結合を介して不可逆的に活性化していることが示された。さらに8-nitro-cGMPは、マウス大動脈に対して、不可逆的な弛緩作用を示すことが分かった。8-nitro-cGMPの構造類似体でPKG活性化作用を持たない化合物を合成した(Rp-8-nitro-cGMPS)。このRp-8-nitro-cGMPSは、8-nitro-cGMPによるPKG活性化を抑制するとともに、マウス大動脈に対する8-nitro-cGMPによる弛緩作用も強力に抑制することが明らかとなり、敗血症に対する新しい治療薬として現在解析を進めている。cGMP依存性

プロテインキナーゼ(プロテインキナーゼG ; PKG)は、平滑筋の弛緩を制御するリン酸化酵素である。本研究では、PKGに対するS-グアニル化反応と、それによる酵素活性の制御機構、さらには血管弛緩反応を解析した。精製酵素標品を用いてキナーゼ活性を検討したところ、8-nitro-cGMPはPKGを強力に、かつ不可逆的に活性化した。また、organ bathによる検討から、8-nitro-cGMP処理はマウス大動脈を、不可逆的にフェニレフリンに対する血管収縮反応を減弱させた。質量分析による結果から、8-nitro-cGMPはPKGの42番目ならびにcGMP結合ドメインに存在する195番目のシステイン残基をS-グアニル化していた。PKGのS-グアニル化は、リボ多糖を投与したマウスの心臓において顕著に増加していた。以上の結果より、敗血症における8-nitro-cGMPの生成は、PKGの活性化ドメインである195番目システインのS-グアニル化を介して、PKGを遷延性かつ不可逆的に活性化し、敗血症においてみられる血圧低下に関わる可能性が示唆された。本年度の当初の目的であった生体組織からのニトロcGMPの検出に成功した。そこで次年度に計画していたS-グアニル化PKGの抗体作製を前倒しして行うことができたため。明確な構造設計に基づく新規な持続性PKG阻害剤の合成に成功し、さらにその薬理効果が組織レベル(マウス大動脈)を用いた解析から示された。本年度に作成したS-グアニル化PKGに対する抗体を用いて、敗血症モデルにおけるPKGのS-グアニル化を詳細に解析するとともに、PKGのS-グアニル化を標的とした敗血症の新しい治療薬の検証を行う。現在取り組んでいる、新規持続型PKG阻害剤による敗血症に対する治療効果を明らかにし、新しい治療戦略の確立に向けた研究を推進する。(抄録なし)
デング出血熱の発病機構と伝播に関する研究

デング出血熱の発病機構と伝播に関する現地調査研究を、デング流行地の1つであるタイ国東北部ナコンパノム市において実施した結果、下記の知見が得られた。(1)デング患者のウイルス学的検査には、ELlSA記録計と抗原、酵素標識抗体などの測定用試薬が入手できればIgM-ELlSAが適正技術である。それに対して、RT-PCRは実験条件が整備されていない地方で日常検査に使用するには問題点が多い。但し、ウイルス分離は分離株の詳細な解析を行うために不可欠である。(2)6月に採取した患者血液検体からはデングウイルス1型、2型、3型が分離され、ナコンパノム市は依然としてデングウイルスの超汚染地域の1つであることが確認された。(3)患者プラスマ中のサイトカインに関して、不明熱患者に比べてデング患者ではIFN-γが上昇しており、臨床的にデング出血熱と診断された患者の半数以上に見られた。(4)乾期に臨床的にデングと診断された患者は、デング以外の感染症の可能性が高い。(5)今回の調査において、乾期・雨期共に多数のネッタイシマカ成虫が採集され、その殆どはabdominal dorsal tergal pattern 1の黒い蚊であった。残念なことにネッタイシマカ雌成虫からデングウイルス遺伝子の検出は陰性であった。従って、当初予定していたabdominal dorsaltergal patternとウイルス感染率との関係、及びウイルス保有蚊の潜伏場所に関する知見は得られなかった。これらの課題は今後検討すべき価値があろう。(6)12月の調査によって推定されたネッタイシマカの屋内潜伏場所にオリセットネツトを選択的に使用した結果、ネッタイシマカに対する防除効果が見られたことは、今後限られた経費と資源を有効に利用してデング媒介蚊防除を実施する上で重要な知見である。1、デング出血熱の発病機構に関する研究8名のデング出血熱と4名の不明熱患者からなる合計12名の患者の末梢血を採取し、各250μlからRNAを抽出した後、血清を分離し、ウイルス分離の目的で各10μlをC6/36細胞に接種し、残りを3分してマヒドン大学、医科学研究所、長崎大学熱帯医学研究所に保存した。ウイルス分離成績及びPCRによるデングウイルス遺伝子検出は共に陰性であった。IgM-ELISAによる血清診断でもすべての検体は陰性であった。サイトカイン及びそのmRNAの測定は平成9年度の資料を入手してから実施する予定である。2、デングウイルスの伝播に関する研究8軒の住居において5日間で合計671頭の蚊を採集した。その種組成は:ネッタイシマカ937頭(雌256頭、雄671頭)、その他78頭(Anopheles, Culexを含む)であった。雌を個体別に脚を分離し、マヒドン大学と久留米大学医学部に保存し、DNAを抽出後、種の鑑別を行う予定である。残りの雌個体別にRNAを抽出し、RT-PCRによってデングウイルス遺伝子を検出する予定である。3、総括本年度の調査研究はデングウイルス感染症の非流行期に実施したにもかかわらず、臨床的にデング出血熱と診断された患者からの採血、および居住区域において相当数の蚊を採集することができた。しかしながら現在までの成績では、ウイルス学的にデングウイルス感染症がこの時期に調査地域に存在する証拠は得られていない。この陰性結果の意義は、今後野外採集蚊の成績が得られてから慎重に検討する必要があるが、デングウイルス以外の病原体による出血熱、例えば腎症候性出血熱の可能性も考慮して検討する必要があるかも知れない。

デング出血熱の発病機構と伝播に関する現地調査研究を、デング流行地の1つであるタイ国東北部ナコンパノム市において実施した結果、下記の知見が得られた。(1)デング患者のウイルス学的検査には、ELISA記録計と抗原、酵素標識抗体などの測定用試薬が入手できればlgM-ELISAが適正技術である。それに対して、RT-PCRは実験条件が整備されていない地方で日常検査に使用するには問題点が多い。但し、ウイルス分離は分離株の詳細な解析を行うために不可欠である。(2)6月に採取した患者血液検体からはデングウイルス1型、2型、3型が分離され、ナコンパノム市は依然としてデングウイルスの超汚染地域の1つであることが確認された。(3)患者プラスマ中のサイトカインに関して、不明熱患者に比べてデング患者ではIFN-γが上昇しており、臨床的にデング出血熱と診断された患者の半数以上に見られた。(4)乾期に臨床的にデングと診断された患者は、デング以外の感染症の可能性が高い。(5)今回の調査において、乾期・雨期共に多数のネッタイシマカ成虫が採集され、その殆どはabdominal dorsal tcrgal pattcrn1の黒い蚊であった。残念なことにネッタイシマカ雌成虫からデングウイルス遺伝子は検出は陰性であった。従って、当初予定していたabdominal dorsal tcrgal pattcrnとウイルス感染率との関係、及びウイルス保有蚊の潜伏場所に関する知見は得られなかった。これらの課題は今後検討すべき価値があろう。(6)12月の調査によって推定されたネッタイシマカの屋内潜伏場所にオリセットネットを選択的に使用した結果、ネッタイシマカに対する防除効果が見られたことは、今後限られた経費と資源を有効に利用してデング媒介蚊防除を実施する上で重要な知見である。
大スパン鉄骨トラス構造の保有耐力に関する研究

本研究は各種外力を受ける大スパン鉄骨トラス構造の保有耐力をトラス構造の特性を踏まえ、具体的に明らかにすることを目的としている。前年度においては、この種構造物に作用する積雪荷重,風荷重,地震力等の外力を設定し、これら外力の組み合せ荷重下での鉄骨トラス部材,鉄骨トラス骨組の基本的な復元力特性を部材実験,骨組実験および非線形解析により明らかにしてきた。これらを踏まえ、本年度は1.トラス骨組構造の設計用構造特性係数の設定,2.トラス骨組柱脚ディテールの開発,3.大スパン鉄骨トラス構造の保有耐力設計指針の提示を研究目的とした。構造用特性係数の設定に関しては、実験結果を基にして、トラス部材,骨組の力学特性をモデル化し、塑性変形能力を定量的に評価した。これにより塑性化する部材のエネルギー吸収量を把握し、各種外力に対しトラス部材が必要とする変形能力を評価することで構造特性係数を定めた。2.に関しては、断面せいが大きいトラス柱の柱脚の固定度を明確にすることを目的とし、ピンあるいは固定となる柱脚のディテールを開発し、片持梁形式の載荷実験によりその応力分布,反力分布を明らかにすることで、ピンあるいは固定として必要なベースプレート厚,板幅,必要ボルト数等を求めた。これらの実験で得られた知見を総合し、また実施設計されたトラス骨組等を調査し、設計実務者の意見を参考にすることで、3.で目的とした大スパン鉄骨トラス構造の保有耐力設計指針および参考資料を提示した。これと同時に、この設計指針はいくつかの仮定条件を踏まえたものであるため、本指針を適用する上で必要な各種条件(隅角部の横座屈防止,トラスパネル破断の防止,ガセットプレート接合方式,トラス部材の幅厚比制限,ラチス材の破壊先行の防止,等)を構造細則として提示した。
ヒトプロテオミクスに資する抗体様低分子リガンド群の網羅的創製

PUREシステムとmRNAディスプレイ法を組み合わせた環状ペプチドリガンド創製技術に、ヒトcDNAクローンからの固定化ヒトタンパク質の無細胞発現技術(HUPEX)を組み込むことにより、ヒトタンパク質を標的とする新規環状ペプチドリガンド群を完全無細胞システムで創製することに成功した。また、本システムにヒト腕型ロボット技術を組み合わせることによりヒトタンパク質結合リガンド群の創製を完全自動化し、プロテオミクスによる解析に応用することにも成功した。研究代表者はこれまでに、大腸菌由来の再構成型無細胞翻訳系(PUREシステム)を駆使することにより、Nアルキルペプチド骨格および環状骨格の翻訳ペプチドへの構築に成功してきた(Kawakami et al., Chem. Sci., 5, 887-893, (2014)、Kawakami et al., J. Am. Chem. Soc., 135, 12297-12304, (2013)等)。また、分子進化工学的手法の一つであるmRNAディスプレイ法と組み合わせることによって、抗体に匹敵する結合力および特異性(アイソフォーム選択的レベル)で標的ヒトタンパク質に結合する新規環状Nアルキルペプチドリガンドを創製することに成功してきた。そこで本研究では、PUREシステムとmRNAディスプレイ法を組み合わせた抗体様の環状Nアルキルペプチドリガンドの創製技術に、汎用ヒト腕型ロボット技術等を取り入れることによって、無細胞発現システムHUPEXにより調製されたヒトタンパク質に特異的に結合する抗体様リガンド群を網羅的に創製し、プロテオミクス研究に応用することを目的として研究を進めた。まず本年度は、PUREシステムとmRNAディスプレイ法を組み合わせた抗体様リガンドの創製技術に、汎用ヒト腕型ロボット技術を組み入れ自動化への推進を行なった。また、創製した環状ペプトイドリガンドを用いて、免疫沈降やウェスタンブロテッィングなどによるヒトタンパク質解析を行い、プロテオミクス研究への応用への実証を達成した。PUREシステムとmRNAディスプレイ法を組み合わせた抗体様リガンドの創製技術に、汎用ヒト腕型ロボット技術を組み入れ自動化への推進を達成したため。また、創製した環状ペプトイドリガンドを用いて、免疫沈降やウェスタンブロテッィングなどによるヒトタンパク質解析を行い、プロテオミクス研究への応用への実証を達成したため。昨年度は、PUREシステムとmRNAディスプレイ法を組み合わせた抗体様の環状Nアルキルペプチドリガンドの創製技術に、汎用ヒト腕型ロボット技術等を取り入れることによって、無細胞発現システムHUPEXにより調製されたヒトタンパク質に特異的に結合する抗体様リガンド群を網羅的に創製し、プロテオミクス研究に応用することを目的として研究を進めた。本年度は、生体直交性化学反応(銅フリークリック反応)を利用して、PUREシステム内での抗体様低分子リガンド修飾DNA間の反応の濃度依存性について検証を行なった。In-gel fluorescenceによる解析の結果、アジド修飾DNAと蛍光修飾シクロオクチンの反応、および、シクロオクチン修飾DNAと蛍光修飾アジドの反応から、DNA間の反応の濃度依存性を決定することに成功した。また、PUREシステムとmRNAディスプレイ法を組み合わせて、ヒトタンパク質に特異的に結合する抗体様リガンドを新たに創製することにも成功した。生体直交性化学反応(銅フリークリック反応)を利用して、PUREシステム内での抗体様低分子リガンド修飾DNA間の反応の濃度依存性について決定することに成功したため。PUREシステムとmRNAディスプレイ法を組み合わせて、ヒトタンパク質に特異的に結合する抗体様リガンドを新たに創製することに成功したため。研究代表者はこれまでに、大腸菌由来の再構成型無細胞翻訳系(PUREシステム)を人工改変することによって、Nアルキルペプチド骨格および環状骨格の翻訳ペプチドへの導入に成功してきた(Kawakami et al., Chem. Sci., 5, 887-893, (2014)、Kawakami et al., J. Am. Chem. Soc., 135, 12297-12304, (2013)等)。また、分子進化工学的手法の一つであるin vitro virus法(mRNAディスプレイ法)と組み合わせることにより、抗体に匹敵する結合力および特異性(アイソフォーム選択的レベル)で標的ヒトタンパク質(VEGFR2など)に結合する新規人工環状Nアルキルペプチドリガンドを創製することに成功してきた。昨年度までは、PUREシステムとmRNAディスプレイ法を組み合わせた抗体様の環状Nアルキルペプチドリガンドの創製技術に、ヒトタンパク質の無細胞質発現システムHUPEXを更に組み入れることにより、標的ヒトタンパク質に特異的に結合する抗体様環状Nアルキルペプチドリガンドを創製する新技術を開発し、更なるハイスループット化に成功してきた。

本年度は、PUREシステム/mRNAディスプレイ法/HUPEXを用いた完全無細胞系スクリーニングシステムに、最適化した汎用ヒト腕型ロボット技術を取り入れることにより更なるハイスループット化を実現し、複数の抗体様環状Nアルキルペプチドリガンド群を創製することに成功した。更に、創製した抗体様環状Nアルキルペプチドリガンド群を用いたプロテオミクスへの応用も併せて実行した。PUREシステムとmRNAディスプレイ法を組み合わせた環状ペプチドリガンド創製技術に、ヒトcDNAクローンからの固定化ヒトタンパク質の無細胞発現技術(HUPEX)を組み込むことにより、ヒトタンパク質を標的とする新規環状ペプチドリガンド群を完全無細胞システムで創製することに成功した。また、本システムにヒト腕型ロボット技術を組み合わせることによりヒトタンパク質結合リガンド群の創製を完全自動化し、プロテオミクスによる解析に応用することにも成功した。PUREシステムとmRNAディスプレイ法を組み合わせた抗体様リガンドの創製技術に、汎用ヒト腕型ロボット技術等を取り入れることによって、ヒトタンパク質に結合する抗体様リガンド群を網羅的に創製する。またそれらを用いて、タンパク質ネットワーク・シグナル伝達パスウェイの解析等ヒトプロテオミクス研究への応用を推進する。大腸菌由来の再構成型無細胞翻訳系(PUREシステム)内でのリガンド修飾DNA間の反応の解析を行い、また、抗体様低分子リガンドの大規模創製、および、ヒトプロテオーム解析を推進する。29年度が最終年度であるため、記入しない。ケミカルバイオロジー29年度が最終年度であるため、記入しない。
肝細胞癌の低酸素応答特性に基づいたYC-1－DEB TACE法の有用性

癌細胞が低酸素環境において、治療抵抗性を獲得することは過去の研究で知られている。肝細胞癌も同様である。本研究では、この治療抵抗性改善の戦略としてYC-1という薬剤と薬剤溶出性ビーズという新しい塞栓物質を併用の有用性検討をした。YC-1と薬剤溶出性ビーズの組み合わせのよい条件は見出すことができなかった。一方、我々は他の薬剤の使用についても検討していた。我々はメトホルミンが低酸素環境における治療抵抗性を改善することを明らかにすることができた。我々は、動注化学塞栓療法にYC-1などのHIF-1阻害薬を溶出する球状塞栓物質(DEB)を併用することで肝腫瘍の低酸素環境から引き起こる治療抵抗性獲得を阻害する効果を検証することを目的としていた。この研究を実行するに当たり、X線透視装置の準備や施設環境を準備していた。準備は難航していたが、機材や施設の準備をするに至った。平成27年度早々に動物実験施設の準備が整う。計画の遅延はあったが、計画を順次進めていく。我々は、動注化学塞栓療法にYC-1などのHIF-1阻害薬を溶出する球状塞栓物質(DEB)を併用することで肝腫瘍の低酸素環境から引き起こる治療抵抗性獲得を阻害する効果を検証することを目的としている。球状塞栓物質とHIF-1阻害薬を合わせて使用した際の効果をin vitroでの確認を行っている最中である。YC-1を球状塞栓物質に合わせて使用された報告はなく、この基礎的実験についても当施設で確認中である。この結果を踏まえて動物実験に使用する薬剤を検討する。動物実験を行うための手技の確認を行っていたが、ウサギの扱いについて難渋していた。これについては、動物実験を行っている施設に依頼し、直接指導して頂いた。その後当施設でその手技を行えることまで確認した。基礎的実験が済み次第動物実験に移行する予定である。平成27年度動物実験の手技の習得、確立に時間を要した。また、並行して行っていた基礎的実験についても時間を要している。肝細胞癌の治療は、局所治療として手術療法、ラジオ波焼灼術、肝動脈化学塞栓療法、全身療法として抗癌剤の治療がある。この中で、肝動脈化学塞栓療法はカテーテルによる血管内からの治療であり、侵襲が小さいことや多発する病変に対して繰り返し治療を行うことができるなど適応が広い。その一方で局所の再発が問題となっている。これに関して、癌細胞が低酸素環境において治療抵抗性を獲得することが過去の報告で明らかとなっている。肝細胞癌でも同様の報告がある。動脈を塞栓することが前提の治療であり、低酸素環境での治療抵抗性改善が本療法の再発の減少につながると考えた。本研究は、低酸素環境における肝細胞癌の治療抵抗性を改善させるための研究を目的としている。ここまで、我々はin vitroにて低酸素環境におけるの治療への反応や抵抗性改善を検討してきた。肝細胞癌に対して一般的に使用されている抗癌剤シスプラチンが低酸素環境において薬剤効果が減弱することを確認した。そして、今回我々は低酸素環境における治療抵抗性を示した状態の肝細胞癌にメトフォルミンを併用することでシスプラチンの薬剤効果が改善することを確認することができた。シスプラチン、メトフォルミンはそれぞれの薬剤についてはすでに臨床的に使用されている薬剤である。この研究を継続することで肝動脈化学塞栓療法における腫瘍制御率を改善し、患者の生命予後を改善が期待できると、その臨床的意義が大きいと考える。我々は引き続きこの研究を継続していく。平成26年度中に動物実験施設にX線透視装置を導入する予定であったが、機器の確認・調整や管理区域の設定などに時間がかかってしまったため。平成28年度基礎的実験から動物実験に移行できるよう進めていく。放射線科学平成26年度は動物実験施設の準備が大部分となってしまった。平成27年度は実際に動物実験施設での実験を計画通り行う予定である。平成27年度の実験計画が遅延しているため、物品購入、旅費の支出を先延ばしすることとなった。平成26年度は動物実験施設の準備が大部分となってしまい、実験開始が遅れているため。平成28年度に行う実験用の消耗品および成果発表に係る旅費の支出を予定しています。平成27年度では実験を開始する予定のため計画書に準じた内容で使用する予定。
無限自由度の可積分系の理論とその応用

本研究は重点領域研究「無限自由度の可積分系の理論とその応用」の成果取りまとめのために行われた。平成4年度から5年間にわたって行われた本重点領域研究では無限自由度の可積分系の理論を中心に数多くの重要な成果が得られたが、これらの成果を有機的にまとめ、今後の研究へのひとつの指針を与えることが本研究の目指したものである。具体的には2次元格子模型、共形場理論、量子群、3,4次元トポロジー、無限自由度の可積分系と関係した代数幾何学に関してさらに研究を進め、今までに得られた成果をさらに高い立場から見直すことを行った。この結果、Calabi-Yau多様体のミラー対称性や量子コホモロジー群、量子群の表現と古典関数のq類似、3,4次元多様体の位相不変量などに関する研究において新しい知見が得られた。さらにこれらの成果は、非線型幾何学とも呼ぶべき新しい幾何学が背後にあることを強く示唆している。特に深谷のグループはCalabi-Yau多様体のミラー対称性を幾何学的に新しい見地から論じ、今後の研究に重要な一歩を踏み出した。また本年度の研究によって、神保のグループを中心に離散的Painleve方程式が幾何学的な構造を持つことが明瞭にされ、可積分系のもつ幾何学的構造の豊かさが改めて明らかになった。今後は、本重点領域研究の成果に基づき、非線型幾何学の建設へ研究が大きく前進していくことが期待される。無限自由度の可積分系の理論は数学と理論物理学との交流によって生まれ進展している理論である。近年、数学の種々の分野と思いもかけない結びつきを見せ、数学の新しい進展の原動力になっている。本研究はこの観点から、計画研究の三輪班、松本班と密接に連絡をとって研究を行なった。今年度に得られた主要な結果は次の通りである。柏原による量子群の結晶基底の理論は可解格子模型の理論に応用され、柏原、三輪を中心とするグループによって結晶基底と頂点模型との関係の研究が行なわれ、可解格子模型の一点函数が量子群の表現論から統一的に解釈できることが示された。また神保、伊達、三輪を中心とするグループによってこの観点はさらに追及され、量子群と可解格子模型の構造との関係が明らかにされつつある。さらに上野喜三雄のグループは可解格子模型の理論で重要なヤン・バクスター方程式の楕円函数解の研究を行ない、ヤン・バクスター方程式のスペクトルパラメータの意味、量子群との関係についての理論を深めつつある。可解格子模型との関係の深い共形場理論では上野、土屋、浪川を中心とするグループがアーベル的共形場理論と任意レベルのテータ函数との関係を見出し、数論的多様体の理論との関係を明確にする一方、非アーベル的共形場理論の積分表示の問題への応用を可能にした。幾何学的観点からは河野俊丈は写像類群の表現から得られる3次元多様体の不変量に関して新して知見をを得、森田茂之は写像類群の構造を詳細に研究して、曲面束の二次特性類を定義することに成功した。深谷賢治は境界付3次元多様体上にフレアホモロジーを定義し、さらに場の理論と低次元多様体の構造との関連について考察を進めている。また松本を中心とするグループは結び目理論を可積分系の理論から考察し興味深い結果を得た。これらの結果は次年度の研究で更に深い発展が期待される。無限自由度の可積分系の理論は数学と理論物理学との交流によって生まれて進展している理論であり、近年、数学の種々の分野と思いもかけない結びつきを見せ、数学の新しい方向への進展の原動力になっている.本研究はこの観点から、計画研究の三輪班、松本班と密接に連絡をとって研究を行った.今年度得られた主要な結果は次の通りである.2次元格子模型では神保、三輪のグループはXXZ模型の多点相関関数を閉じた形で求めることに成功したが、この理論の一般化を試みるとともに量子群を使って量子系を捉える可能性について考慮した.共形場理論の関係では、大栗のグループはCalabi-Yau多様体を標的空間とする位相的場の理論を展開し、Calabi-Yau多様体上の種数1以上の曲線の個数に関する公式を物理的論議に基づいて与えた.これは従来の有理曲線の個数に関する結果を一般化したものであり、数学的に厳密に個数が計算される場合には一致している.議論の数学的基礎づけは今後の課題である.また上野のグループは共形場理論を離散附値環上で展開した.量子群に関しては、柏原のグループU^^_q(g)の結晶基底の性質を詳しく研究し、伊達のグループは超幾何微分方程式のq類似に関して新しい知見を得た.3、4次元トポロジーに関しては河野のグループや村上達によって3次元多様体の位相的変量に関する新しい成果を得、深谷はモースホモトピー理論に基づいて不変量を導入した.重点領域研究「無限可積分」の総括班として二つの計画班と密接に連絡を取り、各分野の研究を有機的に行なった。特に今年度は重点領域研究の3年目にあたり、今後重点的に研究すべきテーマを絞り込むことにも意をはかった。本研究は大きなテーマとして可解格子模型、量子群、共形場理論、3・4次元多様体の不変量、可積分系の理論と関係した代数幾何学がある。本年度得られた主要な結果は次の通りである。

可解格子模型と関連する研究では三輪、神保を中心とするグループはXXZスピン鎖を研究し、Sklyaninの転送行列を半無限鎖で対角化することを試み、境界のS行列を決定し、また境界の自発磁化などの量を閉じた形で表示することに成功した。また伊達のグループはOnsager代数の構造、表現について調べた。量子群に関しては野海のグループは量子対称空間u(n)/SO(n),U(2n)/Sp(2n)を構成し、その帯球函数を考察することにより、A_<n-1>型Macdonald多項式を表現論的に構成した。増田のグループは非コンパクト量子群SU_q(1,1)を研究した。共形場理論に関しては、江口、梁のグループは位相的場の理論を研究し、A-D-E型以外の位相的ミニマル模型は種数が1を越えると整合性を失うことを指摘し、さらに位相的射影直線模型を考察し、模型が戸田ヒエラルキーで支配されること、分配函数が行列モデルの積分で表示できることを示した。3・4次元多様体の不変量に関しては河野は結び目全体のなす空間のドラーム複体を考察し、松本は結び目とカテゴリーの関係を明確にし、村上はキャソン不変量を量子不変量で書き表す方法を与えた。また、森田はリーマン面の写像類群の構造を調べ、深谷は位相場の理論をモ-ス理論の立場から再構成した。可積分系の理論と関係した代数幾何学では上野、清水のグループは共形場理論の数論幾何学的構造を考察し、桂のグループは鏡対称性と関連して量子コホモロジー環を考察した。本研究は「無限可積分系」の二つの計画班の研究を相互に結びつけ、研究の進展をはかることを目的としており、主として三つのテーマ1)無限次元可積分系の研究2)無限次元可積分系の理論に現れる無限次元代数に関する研究3)無限次元可積分系と関連する幾何学に関する研究を行っている。本研究は1)に関しては神保のグループはXYZ模型のgaples regimeにおける相関函数に関する研究を行なった。gaples regimeにおける相関函数に関しては従来ほとんど結果が得られていなかったが、神保のグループはqKZ方程式のq〓=1の時の解を積分を使って求め、この解が相関函数を与えることを予想し、特別な場合は相関函数を与えること示した。神保のグループは、さらに、第2パンルベ方程式のq-類似に関して興味ある結果を得た。上野のグループは種数が高い場合の閉リーマン面の共形場ブロックのなす層の射影的接続の研究を行った。2)に関しては伊達のグループはOnsger代数の構造を調べ、柏原のグループはq-変形Fock表現の構成し、ボゾンを用いて既約成分に分解した。神保のグループはU_q(Sl_2)のレベル1の表現に同じ代数のレベル0の作用を構成し、Macdonald多項式を用いてレベル0の作用の表現の既約分解を与えた。3)に関しては河野のグループは共形場ブロック束のホロノミーを量子群を使って記述し写像類群の研究に応用した。また、深谷のグループはシンプレクティック多様体の研究を行い、Arnold予想を解決した。本研究は二つの計画班「無限自由度の可積分系および無限次元代数」と「無限自由度の可積分系と関連する幾何学」の研究を相互に結びつけ、「無限可積分系」に関する研究の進展をはかることを目的として、主として三つのテーマ1)無限自由度の可積分系の研究2)無限自由度の可積分系に現れる無限次元代数に関する研究3)無限自由度の可積分系と関連する幾何学の研究について研究を重点的に行った。今年度が本重点領域研究の最終年度でもあるので、特にこれまでの成果を併せてとりまとめることにも意を注いだ。
アジアンダストの大気中二次生成有機有害化学物質への触媒作用に関する研究

中国の異なる砂漠地域でバックグラウンドアジアンダスト(黄砂)を計4検体採集した。黄土高原の黄砂の比表面積と全細孔容積はいずれも他の3地域(タクラマカン,トングリ,ホルチン)の黄砂より大きかったが,平均細孔径に大きな違いがなかった。9種の水溶性イオンと15種の元素を分析したところ,4地域の黄砂に組成的な違いが認められた。構築した曝露チャンバーと多環芳香族炭化水素(PAH)酸化体分析計を用いて評価した結果,光及び反応性ガス(NO2/SO2/O3)の有無に因らず,どの地域の黄砂でもPAHを吸着し,さらにPAHをより毒性の強いニトロ体,キノン体への変質を促進する触媒的な作用を有することを明らかにした。中国西北部の乾燥地域を起源とするアジアンダスト(黄砂)の生態系への影響は社会的関心を多く集めている。環境省及び気象庁はそれぞれ各自の観測体制を整え,常時観測を行っている。さらに,黄砂の飛来情報をリアルタイム及び飛来予測を国民に伝えやすくするために,総合リンクサイトが設けられている。黄砂の日本に飛来する時期がしばしば大陸で発生する化学物質の越境輸送と同じ時期であるため,それらの化学物質は黄砂に吸着され,または黄砂の構成成分に触媒的に働かれ,新たな有害化学物質を生成する恐れが懸念される。本研究は発がん性/変異原性を有する多環芳香族炭化水素(PAH)が大気中における変質にアジアンダスト(黄砂)の触媒作用を明らかにすることを目的としている。今年は昨年度に続き,中国のタクラマカン砂漠,トングリ砂漠,ホルチン砂地及び黄土高原の4地点で採集したバックグラウンド黄砂を用いてPAHの曝露実験を行った。曝露反応条件は昨年度と同様に設定した。すなわち,反応性ガス(二酸化硫黄/二酸化窒素/オゾン)が共存と非共存下,明(蛍光灯)と暗(遮光)の条件のもと,3環から5環までの計14種のPAHを用いて曝露実験を行った。その結果,いずれのPAHの黄砂への物理吸着が認められたが,同一条件における吸着容量に差がなかった。曝露後に,ジクロロメタンを用いて抽出し,分析したところ,昨年度と同様に,ヒドロキシ体,ニトロ体及びキノン体に由来するピークが検出された。どのPAHの曝露反応に未知生成物のピークが得られ,同定するための分取操作も始まっている。今年は中国のタクラマカン砂漠,トングリ砂漠,ホルチン砂地及び黄土高原の4地点でバックグラウンド黄砂を採集して物性を評価し,PAHの曝露実験を行った。黄土高原で採取された黄砂の比表面積が最も広く,全細孔容積が最も大きかった。4地点の黄砂の水抽出液はいずれもアルカリ性であり,タクラマカン砂漠とトングリ砂漠の黄砂の水抽出液中,塩化物イオンとナトリウムイオンの濃度が特徴的に高かった。一方,4地点の黄砂のジクロロメタン抽出液に,ナフタレン及びその酸化誘導体(水酸化体,ニトロ化体,キノン体)がいずれも検出されなかった。反応性ガス(二酸化硫黄/二酸化窒素/オゾン)が非共存下,明(蛍光灯)と暗(遮光)曝露条件におけるナフタレンの黄砂への吸着量は,黄砂の比表面積の広さまたは全細孔容積の大きさに依存的に多くなり,物理吸着がメインであった。しかし,黄砂の曝露後のジクロロメタン抽出液からは1,2-naphthaquinoneと未知ピークが検出されたため,黄砂表面の触媒作用(化学吸着)は実証された。反応性ガス共存下,明暗曝露条件とも,反応性ガスの非共存下と同様に,ナフタレンの黄砂への吸着量が比表面積または全細孔容積に比例して増減したが,単位重量当たりの吸着量は反応性ガスの非共存下より少なかった。対して,1,2-naphthaquinoneと前述の未知ピークだけではなく,1-nitronaphtharene, 1,3-dinitronaphtharene, 1,4-naphthaquinoneのピークと極性画分に新たな未知ピークが検出された。