hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
粗粒(#140)ダイヤモンド砥石によるファインセラミックスの超平滑研削機構

2)超平滑研削面形成の理論的検討研削による仕上面形成は,基本的には,砥石作業面上の切れ刃と工作物との干渉状態によって決定される.そこで,まず,この干渉状態を幾何学的に解析した.そして,その形成には,従来のトラバース研削で行われているテーブル送りを砥石回転方向に送った後,間欠的に,砥石回転方向に直角に送って仕上ていく方法とは逆に,テーブル送りを砥石回転方向と直角方向に送った後,間欠的に,砥石回転方向に送って仕上げていく方法が有用であることがわかった.また,超平滑仕上面形成状態の砥粒切込み深さは,幾何学的な計算では,数ナノメータ以下になることがわかった.本研究は,粗粒ダイヤモンド砥石によるファインセラミックスの高能率研磨レス超平滑研削法の構築を目的として,ファインセラミックの超平滑研削機構を解明し,その高能率化を計ろうとするものである.本年度は,平成13年度に引き続いた検討を行い,以下のような成果を得た.1.超平滑研削面形成条件の実験的検討平成13年度に,炭化けい素セラミックを用いて,著者が新たに考案した「超平滑研削法」についての有効性を,概略的に確認した成果を基に,超平滑研削面形成条件を,横軸角テーブル型平面研削盤で検討した.超平滑研削法は,テーブル送りを砥石回転方向と直角方向に,砥石1回転あたりの送り速度f_<Gn>で送った後,研削方向(砥石回転方向)に平行な間欠送り量f_Pで,間欠的にテーブルを送って,工作物全面を仕上げていく方法である.この点を考慮して,炭化けい素セラミックの超平滑研削条件に及ぼすf_<Gn>,f_Pおよび砥石周速度Vgの影響を検討した.その結果以下の結果を得た.(1)仕上面粗さを10nm(Ry)以下にするには,f_<Gn>をある程度以下にする必要がある.(2)f_Pを大きくすると,仕上面粗さが悪くなる.超平滑面を得るためには,考慮して行う必要がある.(3)Vgを大きくすると,f_Pの大きな範囲で,仕上面粗さがより悪くなるように影響する.2.各種セラミックスにおける超平滑研削の可能性の検討炭化けい素以外の窒化けい素・ジルコニア・アルチックについても,超平滑研削が可能である.3.セラミツクス以外の各種材料の超平滑研削の可能性の検討セラミック以外にも,超硬合金,焼入れ炭素工具鋼についても超平滑研削の可能性を検討し,セラミックと同様に,2次元仕上面粗さが10nm(Ry値)または2nm(Ra値)の超平滑面を得ることができた.
BN-PAGEを用いた大腸菌膜プロテアーゼ複合体の解析

膜プロテアーゼFtsHとその調節タンパク質の複合体を、膜に存在する(インタクトな)状態を維持したままで解析することを目的としてBN-PAGEの適用を試みてきた。そのために、(1)膜に存在するFtsH複合体をインタクトなまま可溶化する条件の確立と(2)大腸菌タンパク質の解析におけるBN-PAGE法の確立をめざしてきた。しかし、残念ながらFtsH複合体をインタクトなまま可溶化する有効な条件を確立することはできなかった。可溶化力の異なる界面活性剤を試し、また可溶化力の弱い界面活性剤と強い界面活性剤を組み合わせるなどの条件を検討したが、良好な結果を得ることはできなかった。BN-PAGEが発表されて10年が経つが、大腸菌を始め細菌の膜タンパク質複合体の解析への応用例はこれまで報告されていない。大腸菌の膜タンパク質の可溶化条件が厳しく、このことがBN-PAGEの大腸菌における応用を難しくしている要因であると思われる。新たな界面活性剤の開発などが必要かもしれない。結果として、現時点ではBN-PAGEを大腸菌で確立することはできなかったが、この研究中に温度感受性ftsH変異株の新しい表現型としてミニFプラスミドの分配阻害を見いだした。ミニFプラスミドの分配装置は膜上の特定の位置に形成されるタンパク質複合体と考えられている。分配装置の解析から今後新たな突破口が開ける可能性もあり、その意味においては一定の成果を得ることができた。本研究は膜プロテアーゼFtsHとその調節タンパク質の複合体を、膜に存在する状態を維持した(インタクトな)ままで解析することを目的としている。そのための必要な前提条件は、(1)膜に存在するFtsH複合体をインタクトなまま可溶化する条件の確立、(2)大腸菌タンパク質の解析におけるBN-PAGE法の確立、の二点である。しかし(1)について、残念ながら現在のところ有効な条件を確立し得ていない。digitonin,octylglucoside,NP-40などの比較的可溶化力の弱い界面活性剤を用いることでFtsH複合体は粗膜画分から可溶性画分へと移行するが、このサンプルをゲルろ過で調べると、FtsHは非常に大きな複合体分子(>1MDa)として溶出され、また、その溶出パターンはブロードであった。このことは、FtsHを含む複合体はインタクトな状態ではなく、FtsH複合体同志あるいは異種分子と異常に凝集している可能性を示唆している。しかし、より可溶化力の高いTriton X-100やTween20を用いると上記のような凝集は見られなくなるものの、逆にそのほとんどがモノマーと思われる分子量に溶出されるようになる。この状況を打破するためには、まず弱い界面活性剤を用いて可溶化した後、最小限度の可溶化力の高い界面活性剤を添加するなど、微妙な条件設定が必要であると思われる。(2)については、目的のタンパク質複合体の可溶化が完全であれば、BN-PAGEは大腸菌たんぱく質でも問題なく使用できる。ただ、上記のように大腸菌の膜タンパク質の可溶化条件が厳しく、このことがBN-PAGEの大腸菌における応用を難しくしている要因であると思われる。さらに条件を検討し、大腸菌におけるBN-PAGE法の確立を目指している。
脳磁場を指標としたヒトの語義処理システムの検討

背景:脳損傷例などの検討から、脳内にあらかじめ蓄えられた単語の意味、音韻、形態の情報、すなわち「心的辞書」が読み書き、聞き取りに重要な役割を果たしていると想定されている。一方、認知心理学的な検討から、1.これから提示される単語に対する予期や、2.同じ単語の繰り返し提示によって、心的辞書の状態が変化することが推測されている。本研究では心的辞書の神経基盤を検索することを目的に、単語の予期および繰り返し提示が誘発脳磁場におよぼす効果を検討した。方法:1.予期の効果の検討;四字熟語の前半部を先行提示し、正しい後半部と誤った後半部とで誘発脳磁場を比較した(健常被験者22名、21-36才)。2.繰り返しの効果の検討;四文字のカタカナ単語および偽単語を8語間隔で2回提示し、初回提示と反復提示とで誘発脳磁場を比較した(健常被験者14名、24-40才)。刺激は共に視覚提示した。脳磁場は、37チャンネルの脳磁場計測装置2基(BTi社)を用いて左右の側頭部から記録した。結果:左大脳半球側では単語提示後300500msに明確な誘発脳磁場成分が出現したが、右大脳半球では認められなかった。左大脳半球側の成分の活動源は聴覚野近傍に推定された。さらに、1.提示された単語が予期可能な場合、この磁場成分は認められなかった。2.同一の単語が繰り返し提示された場合には、活動レベルが低下した。3.偽単語に対しても、同様の活動が認められたが、繰り返しによる活動レベルの減少は見られなかった。結論:1.聴覚野近傍の皮質の機能には半球間差がある。2.左大脳半球の聴覚野近傍の皮質は単語認知に伴って活動し、その活動レベルは被験者の予期との一致、および繰り返し提示によって減少する。このことから、この領域は心的辞書の神経基盤の一部である可能性が高い。単語認知には予期が大きな効果を持つ。従来の認知心理学的な理論では予期によって被験者は意図的に心的辞書の状態を変化させることが可能であると想定されてきた。従って、単語の予期に関与する脳部位を検索することによって心的辞書の神経基板を解明する手がかりが得られることが期待される。本研究では正常被験者(右手利き11名)の両側の側頭部から誘発脳磁場を記録し、単語認知および単語の予期に関与する脳部位を探った。脳内の透磁率は比較的均一なため、23mm程度の精度で脳内の活動部位の推定が可能である。各試行、四字熟語を前半(S1)と後半(S2)に分けて提示し、その組み合わせが正しいTrue条件(例、二束-三文、110組)、誤っているFalse条件(例、二束-方正、110組)を設けた。被験者にはS1が提示されたら四字熟語全体を想起するように教示した。8名の被験者において、S1およびFalseS2に対して左大脳半球側に刺激提示後350-450msに明確な成分が認められた。この成分はTrueS2に対しては認められなかった。活動源推定を行った結果、シルビウス裂周辺に推定された。右側からの記録では被験者間で一貫した条件差は認められなかった。被験者はTrueS2を予期することは可能だが、S1およびFalseS2を予期することはできない。従って、被験者の予期との一致によって単語認知に伴うシルビウス裂周辺活動が減少することが示唆された。昨年度までの検討では活動源の推定に、単一の活動源のみを仮定した解析を行ったが、今年度は複数の活動源を想定可能な解析ソフトおよび全頭型MEGによる測定を行って(於、カナダ、CTF社)、より精緻な活動源推定を行った。現在、シルビウス裂付近の活動が意味的なものか、音韻的なものかを確認するため実験を行っている。

2.同一の単語が繰り返し提示された場合には、活動レベルが低下した。3.偽単語に対しても、同様の活動が認められたが、繰り返しによる活動レベルの減少は見られなかった。結論:1.聴覚野近傍の皮質の機能には半球間差がある。2.左大脳半球の聴覚野近傍の皮質は単語認知に伴って活動し、その活動レベルは被験者の予期との一致、および繰り返し提示によって減少する。このことから、この領域は心的辞書の神経基盤の一部である可能性が高い。
アルファ粒子計測用高電流密度ヘリウム水素正イオンビーム源の評価

国際熱核融合実験炉において生成されるアルファ粒子の空間・速度分布を計測するために,高電流密度のHe以上の重い粒子のイオンビームを燃焼プラズマ中に入射するシステムが考えられている.入射された中性ヘリウム(He^0)粒子は,アルファ粒子と荷電交換反応を行う.その際,アルファ粒子は高エネルギーのHe^0に変換され,エネルギーアナライザーにより計測される.He^0ビーム生成法の一つとして,イオン源でヘリウム水素イオン(HeH^+)を生成し1次ビームとして取り出した後,HeH^+成分のみを磁場で分離し,1MeV程度まで加速する.その後,中性化セルでHe^0に変換しプラズマ中に入射することが考えられている.そこで,産総研で開発したビームシステムを用いてヘリウムと水素の混合ガスを用いたビーム引き出し実験を300Vで行った結果,HeH^+を多く生成することが可能な条件を見出した(前年度までの成果).平成18から19年度にかけて,エネルギー20kV程度の全ビームからHeH^+の電流成分のみを電磁石で分離し,電流の割合を計測し,実際の計測において必要とされる電流密度が得られるかを評価するシステムの設計・製作・実験を行った.加速電圧約20kVで,全電流(H^+,H_2^+,H_3^+,H_e^+,HeH^+)から各ビーム成分を磁場で分離し各電流を計測した結果,HeH^+ビームの割合は全ビームの約0.3%程度である事が見出され,一桁程度割合を高める必要が有ることが判明した.つまり,20kVの領域ではHeH^+ビームが,チャンバー内に存在するガスにより解離されている可能性がある.以上の結果から,イオン源から1keV程度以下もしくは300keV程度以上で混合ビームを引き出し,その後にHeH^+成分を分離しかつ1MeV程度まで加速するシステムがより実用化の可能性が高い.今後は当該システムの設計と原理試験が必要となる.DT反応核融合プラントにおいて生成されるアルファ粒子の速度分布を計測するために、集束性の良い高電流密度のヘリウム以上の重い粒子のイオンビームを燃焼プラズマ中に入射するシステムが候補の一つとして考えられている。例えば、入射された中性ヘリウム(HeO)粒子は、アルファ粒子と荷電交換反応を行う。その際、アルファ粒子は高エネルギーのHeOに変換され、エネルギーアナライザーにより計測される。HeOビームを生成する方法の一つとして、イオン源内でヘリウム水素正イオン(HeH^+)を生成し約20keVに加速後、HeH^+成分のみを磁場で分離し電極で1MeVまで加速する。その後、中性化セルでHeOに変換しプラズマ中に入射することが考えられている。そこで、産総研で開発したNBIシステムを用いてヘリウムと水素の混合ガスを用いたビーム引き出し実験を300Vの低エネルギーで行った結果、HeH^+を多く生成することが可能な条件を見いだした(前年度の成果)。今年度は、実際に20kV程度の高エネルギーの全ビームからHeH^+の電流成分のみを磁場で分離し、得られる電流の割合を計測し、ITER等における実際の計測において必要とされる電流密度が達成されるかを評価するシステムの設計と一部の製作を行った。設計の結果、ビームアパーチャー、分離用電磁石、電流計測器等を組み合わせることで、全ビーム、HeH^+、He^+、H^+、H2^+、H3^+の各成分を十分に分離し、かつ電流計側点において集束良くビーム電流を計測可能であることがわかった。来年度において、装置の組み立てと計測実験を行い、最終的に電流割合を評価する予定となっている。(ビーム焦点位置が設計値よりも想定外に短かいことが判明したため、焦点位置計測実験とその結果に基づいた磁場分離システム設計を中心に行い、電流成分計測システム研究は次年度に行うこととなった。)国際熱核融合実験炉において生成されるアルファ粒子の空間・速度分布を計測するために,高電流密度のHe以上の重い粒子のイオンビームを燃焼プラズマ中に入射するシステムが考えられている.入射された中性ヘリウム(He^0)粒子は,アルファ粒子と荷電交換反応を行う.その際,アルファ粒子は高エネルギーのHe^0に変換され,エネルギーアナライザーにより計測される.He^0ビーム生成法の一つとして,イオン源でヘリウム水素イオン(HeH^+)を生成し1次ビームとして取り出した後,HeH^+成分のみを磁場で分離し,1MeV程度まで加速する.その後,中性化セルでHe^0に変換しプラズマ中に入射することが考えられている.そこで,産総研で開発したビームシステムを用いてヘリウムと水素の混合ガスを用いたビーム引き出し実験を300Vで行った結果,HeH^+を多く生成することが可能な条件を見出した(前年度までの成果).平成18から19年度にかけて,エネルギー20kV程度の全ビームからHeH^+の電流成分のみを電磁石で分離し,電流の割合を計測し,実際の計測において必要とされる電流密度が得られるかを評価するシステムの設計・製作・実験を行った.

加速電圧約20kVで,全電流(H^+,H_2^+,H_3^+,H_e^+,HeH^+)から各ビーム成分を磁場で分離し各電流を計測した結果,HeH^+ビームの割合は全ビームの約0.3%程度である事が見出され,一桁程度割合を高める必要が有ることが判明した.つまり,20kVの領域ではHeH^+ビームが,チャンバー内に存在するガスにより解離されている可能性がある.以上の結果から,イオン源から1keV程度以下もしくは300keV程度以上で混合ビームを引き出し,その後にHeH^+成分を分離しかつ1MeV程度まで加速するシステムがより実用化の可能性が高い.今後は当該システムの設計と原理試験が必要となる.
格子場の理論によるハドロン行列要素の研究

交付申請書にある様に、この研究では連続理論の演算子間の繰り込み補正の問題の解決を目的とした。今年度はスタッガード・フェルミオンに於ける双対演算子の繰り込み補正値を求め、信頼性の高いクォークの質量及び、パイメソン崩壊定数を求めた。計算は以下の手順を踏んで行なわれた。はじめに比較的体積の小さい格子上で計算し、それを体積の大きい場合と比較し、有限体積効果を調べた。それにより、最終的に行なわれた計算には、0.1%以下の有限体積効果しかないことが分かった。次にカイラル対称性による演算子間の恒等式を、計算結果が厳密に満たしているかどうか調べた。この計算では0.01%以下の破れしか無く、問題無い事を見た。更に計算方法を工夫して、1%の統計誤差におさえた。最終結果は以下である。クォークの質量に関して、新たな進展があった。摂動論を用いた繰り込み補正で求めた量よりも約20%大きい値が得られた。これにより、この量に関して、摂動論の適用は問題があり、今回の計算で求めた非摂動的に求められた値を使うべきであることが結論された。パイメソン崩壊定数に関しては、格子上の演算子全てが5%以内で連続極限において同じ崩壊定数を与え、更に統計誤差内で実験値を再現した。これにより、格子上での計算は無矛盾であることが分った。これは摂動論を用いた繰り込み補正では無かったことである。計算結果の解析とグラフ化は全て今回購入したパーソナル・コンピュータを用いた。これらの結果は国際会議Lattice'99で発表された。また、クォークの質量に関しては既に論文掲載され、更にパイメソン崩壊定数に関しては、現在研究成果を投稿雑誌に投稿中である。研究発表:1999年7月1日、国際会議Lattice'98(ピサ、イタリア)(石塚)交付申請書にある様に、この研究ではK中間子のBパラメータに於ける格子上での演算子と、連続理論の演算子間の繰り込み補正の問題の解決を目的とした。繰り込み補正は現在においても摂動論を用いて行なわれている。しかし、現在の格子上の数値計算では量子色力学の相互作用係数は非常に大きく、1に近く、摂動論の適応が問題視されている。そこでこの研究では、この繰り込み補正を非摂動論的に求めることを目的とした。今年度は第一段階ととして、スタッガード・フェルミオンに於ける双対演算子の繰り込み補正値を求め、信頼性の高いクォークの質量及び、πメソン崩壊定数を求めた。それにより、最終的に行なわれた計算には、0.1%以下の有限体積効果しがないことが分った。次にカイラル対称性による演算子間の恒等式を、計算結果が厳密に満たしているかどうが調べた。πメソン崩壊定数に関しては、格子上の演算子全てが5%以内で同じ崩壊定数を与え、更に統計誤差内で実験値を再現した。クォークの質量に関しても、新たな進展があった。これにより、この量に関して、摂動論の適用は問題があり、今回の計算で求めた補正値を使うべきであることが結論された。これらの結果は国際会議Lattice'98で発表され、また、現在これらの研究成果を投稿雑誌に投稿中である。また、最終目標であるBパラメータに関しては、今年度の計算を元に現在準備中である。研究発表:1998年7月13日、国際会議Lattice'98(ボールダー、コロラド、アメリカ)(石塚)交付申請書にある様に、この研究では連続理論の演算子間の繰り込み補正の問題の解決を目的とした。

パイメソン崩壊定数に関しては、格子上の演算子全てが5%以内で連続極限において同じ崩壊定数を与え、更に統計誤差内で実験値を再現した。これにより、格子上での計算は無矛盾であることが分った。これは摂動論を用いた繰り込み補正では無かったことである。計算結果の解析とグラフ化は全て今回購入したパーソナル・コンピュータを用いた。これらの結果は国際会議Lattice'99で発表された。また、クォークの質量に関しては既に論文掲載され、更にパイメソン崩壊定数に関しては、現在研究成果を投稿雑誌に投稿中である。研究発表:1999年7月1日、国際会議Lattice'98(ピサ、イタリア)(石塚)
卵巣癌の抗癌剤耐性評価システムと再発早期発見ツールの構築ー個別化治療へ向けてー

卵巣癌におけるCD24強発現は浸潤能亢進、シスプラチン耐性化に重要であり、CD24を分子標的とすることで治療に応用できると考えた。CD24特異的抗体を外郭に搭載したシスプラチン内包ミセル(CDDP-CD24-LIPO)を開発し、基礎的検討をおこなった。腹膜播種モデルマウスにおいてCDDP-CD24-LIPO群はCDDP群と比較し、病巣における組織移行性が高く優れた治療効果を認めたことにより、新たな卵巣癌分子標的療薬として期待できる。つまりCD24抗原やCD24強陽性Circulating Tumor Cellsを血中から検知すれば、予後予測、癌発見ツールとして利用できると考えられる。概要:シスプラチン耐性の卵巣癌株CaOV-3, A2780CP, RMG-1において、抗癌剤耐性性獲得の一因子としてCD24が同定された。CD24は細胞膜上に存在するGPIアンカータンパクであり、抗癌剤耐性に関与するMDR-1遺伝子の発現増強に寄与していることが判明した。成果:各細胞株をCD24発現、非発現でセルソーティングしたのち、1細胞増殖はMTS assayで検討したところ、CD24陽性細胞群は陰性細胞群より増殖能は弱かったが、シスプラチン耐性を示した。2シグナルはwestern blottingで検討したところ、CD24陽性細胞はbasalな状態でもAkt, ERKのリン酸化を起こしていた。3浸潤能はscratch assayおよびinvasion assayで検討したところ、CD24陽性細胞でinvasion能の増強をみとめ、geratin zymographyによるMMP-9の活性化を検討したところ、CD24陽性細胞でMMP-9の活性化を認めた。4耐性化因子への影響はRT-PCR法で検討したところ、MDR-1遺伝子の過剰発現がCD24陽性細胞で確認された。意義:卵巣癌のいろいろな組織型において、CD24は共通の癌のEMT,抗癌剤耐性に関与する因子であることが判明したことより、早期発見バイオマーカーとしての位置づけをより確実なものになったと考えられる。概要:シスプラチン耐性卵巣癌の細胞株CaOV3, A2780CP, RMG-1において抗癌剤耐性性獲得の因子としてCD24がH25年度に同定された。CD24は細胞膜上に存在するGPIアンカー蛋白であり、抗癌剤耐性に関与するMDR-1遺伝子の発現増強に寄与していた。そこでCD24特異的抗体を外郭に搭載したシスプラチン内包高分子ミセル(CDDP-CD24-LIPO)を開発し、治療応用へ向けた基礎的検討を行った。【方法】卵巣癌細胞株Caov-3を磁気細胞分離法でCD24陽性細胞を抽出後、ヌードマウスへ移植し腹膜播種モデルを作製した。生食、CDDPまたはCDDP-CD24-LIPOを静注し、1)薬物の組織移行の特異性を検討するために、播種病巣、腎臓、肝臓におけるCDDP残留濃度の測定と2)抗腫瘍効果の評価のために、各群の生存期間の比較をおこなった。【成績】1)播種病巣のCDDP残留濃度は24時間後48時間後ともにCDDP-CD24-LIPO群がCDDP群に対して有意に高かった。CDDP-CD24-LIPOの腎臓における濃度は低く腎毒性軽減が考えられる一方、リポソームが分解される肝臓への集積が認められたが、肝細胞の脂肪変性、巣状壊死に関して両群に差を認めなかった。2)全生存期間は生食群46.8日、CDDP群47.8日に対して、CDDP-CD24-LIPO群71.2日と有意に延長を認めた。卵巣癌の早期発見、および治療効果判定に有用なCirculating Tumor Cellsは、癌細胞の転移浸潤過程において、細胞間接着や細胞極性を失い、間葉系細胞に変化し間質内へ浸潤転移する「上皮間葉形態転換(EMT: Epithelial -Mesenchymal Transition)」が起きていると考えられる。過去の報告から、EMTの現象を起こしている細胞は、強い自己複製能と腫瘍形成能を有する癌幹細胞との関連が示唆されている。癌幹細胞は抗癌剤や放射線療法に抵抗を示し、癌再発の原因細胞と考えられていることから、EMT現象を起こした癌幹細胞様細胞の制御が卵巣癌克服の大きな一歩となりえる。よって、卵巣癌のEMT細胞、癌幹細胞の表現マーカーの同定とその裏付けを分子細胞学的に検討した。膵癌や肺癌で癌幹細胞マーカーの可能性が示唆されている膜蛋白CD24に着目し、EMTとの関連を検討し、さらには卵巣癌治療の分子標的となりうるか検討した。卵巣癌においてCD24強発現は癌のEMT化と関連しており予後不良因子であり、in vitro検討ではCD24は卵巣癌細胞の浸潤能亢進、cisplatin耐性化に重要な役割を担っていることが判明したため、CD24をmolecular targetとすることにより、癌早期発見マーカーとしてだけではなく、浸潤・転移制御や抗癌剤耐性化制御ができる可能性があると考えた。そこで、CD24特異的抗体を外郭に搭載したシスプラチン内包ミセル(CDDP-CD24-LIPO)を開発し、基礎的検討をおこなった。抗癌剤耐性卵巣癌細胞株CaOV3をヌードマウスへ移植し、腹膜播種モデルマウスを作成した。CDDP-CD24-LIPOの治療効果はマウスの生存曲線で、薬物の臓器移行の特異性や安全性はCDDP残留濃度の定量化で検討した。

CDDP-CD24-LIPOはCDDPと比べ難治性卵巣癌の播種病巣における組織移行性が高く、優れた治療効果を認めた。CDDP-CD24-LIPOを用いた新たな卵巣癌分子標的療法が期待されることが分かった。卵巣癌におけるCD24強発現は浸潤能亢進、シスプラチン耐性化に重要であり、CD24を分子標的とすることで治療に応用できると考えた。CD24特異的抗体を外郭に搭載したシスプラチン内包ミセル(CDDP-CD24-LIPO)を開発し、基礎的検討をおこなった。腹膜播種モデルマウスにおいてCDDP-CD24-LIPO群はCDDP群と比較し、病巣における組織移行性が高く優れた治療効果を認めたことにより、新たな卵巣癌分子標的療薬として期待できる。つまりCD24抗原やCD24強陽性Circulating Tumor Cellsを血中から検知すれば、予後予測、癌発見ツールとして利用できると考えられる。抗癌剤耐性性卵巣癌の耐性化機構の一つとして、CD24を表現マーカーとする方法を確立した。さらにCD24陽性卵巣癌の機能解析から治療標的まで、モデルマウスを用いた検証も始まっている。婦人科腫瘍学モデルマウスを用い、CD24を標的とした治療法の妥当性を確立し、学会発表、論文発表を行なう予定である。計画はおおむね順調である。シスプラチン耐性の卵巣癌株CaOV-3, A2780CP, RMG-1において、抗癌剤耐性性獲得の一因子としてCD24が同定された。CD24は細胞膜上に存在するGPIアンカータンパクであり、抗癌剤耐性に関与するMDR-1遺伝子の発現増強に寄与していることが判明した。ツールとしての因子が発見され、現在機能解析に進んでおり、耐性化卵巣癌の早期発見に有意なマーカーかどうか検証中という点で、おおむね順調と評価した。さらに、miRNAのスクリーニングにも着手しており、多方面、多数のマーカーを同定することで、さらに発見ツールとしての有用性を高めていくため、早期のマーカー同定に努力するつもりである。
虚血心のストレス下におけるエネルギ-効率:慢性覚醒犬を用いての検討

背景:生体にとって心臓は血液を循環させるポンプであり文字どおり生存のために不可欠な臓器である。従って心拍出量や血圧は心収縮性に大きく依存するが、一方では負荷条件にも依存する。すなわち同じ心拍出量を得る心収縮性と負荷条件の組み合わせは無数に存在する。生体はどのような基準にもとづき特定の動作点を選択するのであろうか。心臓は代謝エネルギ-を機械エネルギ-に変換するエネルギ-の変換装置であり、生涯にわたり収縮し続けるため莫大なエネルギ-が要求される。従って生体がそのエネルギ-効率を高く保つような基準で動作点を選んでいたとしても不思議ではない。そこで本研究では健常心と虚血心についてそれぞれの収縮効率を検討した。方法:慢性覚醒犬を用い動脈系の最適性と心室の最適性を検討した。心室から最大の外部仕事を取り出せる動脈系を最適動脈系とし、実際の外部仕事の最大外部仕事に対する比で動脈系の最適性を評価した。最小の酸素消費で末梢の需要(心拍出量および血圧)を満たす心臓を最適心室とし、最小酸素消費の実際の酸素消費に対する比で心室の最適性を評価した。結果:健常心では安静時も運動中も動脈系と心室の最適性は維持された。虚血性心不全犬では動脈系の最適性は維持されていたが心室の最適性は有意に低下した。カテコラミンで心収縮性を高めると、健常心では動脈系の最適性はむしろ低下したが不全心では何れも増加した。考察:健常心では動脈系と心室の最適性は安静時も運動中も維持されていた。病的状態においては心室の最適性は低下し、健常心よりも多くの代謝エネルギ-を消費しながら末梢を維持しているのが明らかになった。カテコラミンによる治療は不全心にのみ有効であった。背景:近年主要な循環器疾患の病態が明らかになるにつれ、各種の新たな診断法や治療法が開発されてきた。しかしあらゆる循環器疾患の最終像が心不全であることに変わりはなく、未だに重症心不全に対する有効な手だてはない。本来循環器システムはストレスに耐えられるように幾多の適応機構を有しており、心不全はこの適応機構の破綻状態と考えることができる。そこで本研究ではエネルギ-効率の立場から、心臓のストレス(生理的および病的)に対する適応原理を探るとともに心室と血管の至的負荷について検討する。方法および結果:トレッドミルを走るよう訓練された成犬を麻酔開胸し大動脈に電磁流量計、左室に血圧計を挿入する。手術から充分に回復した後トレッドミル上を走らせ心機能、心拍出量、血圧を測定する。最小の心酸素消費で必要な心仕事を行う心臓を至適心臓とし、心臓から最大の外部仕事を取り出す負荷条件を至的負荷とする。健常犬では安静時も運動中も心臓は至的心臓であり、負荷も至的負荷であった。一方、急性の心筋虚血による不全心では至的負荷はほぼ保たれていたが、至的心臓は維持されていなかった。考案:健常犬では安静あるいは運動にかかわらず最小の心酸素消費で末梢の要求に応えられるように心収縮性が設定されていた。さらに後負荷は最大の心仕事が取り出せるように設定されていた。不全心では心機能の低下のため心臓は必要以上の酸素を消費していることが示唆された。結語:本研究で定義した至的心臓や至的負荷が真に循環系の調節目標になっているかどうか明らかでない。しかしながら、これらを至的に保つことはエネルギ-的に有利であり、生物学的に極めて重要である。

今後これらを至的化する治療が予後に与える影響を検討する必要がある。背景:生体にとって心蔵は血液を循環させるポンプであり文字どおり生存のために不司欠な臓器である。従って心拍出量や血圧は心収縮性に大きく依存するが、一方では負荷条件にも依存する。すなわち同じ心拍出量を得る心収縮性と負荷条件の組み合わせは無数に存在する。生体はどのような基準にもとづき特定の動作点を選択するものであろうか。心臓は代謝エネルギ-を機械エネルギ-に変換するエネルギ-の変換装置であり、生涯にわたり収縮し続けるため莫大なエネルギ-が要求される。従って生体がそのエネルギ-効率を高く保つような基準で動作点を選んでいたとしても不思議ではない。そこで本研究では虚血心について収縮効率を検討した。方法:慢性覚醒犬を用い動脈系の最適性と心室の最適性を検討した。心室から最大の外部仕事を取る出せる動脈系を最適動脈系とし,実際の外部仕事の最大外部仕事に対する比で動脈系の最適性を評価した。最小の酸素消費で末相の需要(心拍出量および血圧)を満たす心臓を最適心室とし、最小酸素消費の実際の酸素消費に対する比で心室の最適性を評価した。結果:虚血性心不全犬では動脈系の最適性はかなり維持されていた。しかし心室の最適性は有意に低下した。カテコラミンで心収縮性を高めると、健常心では動脈系の最適性はむしろ低下し心室の最適性には大きな変化はなかった。不全心では何れも増加した。考察:病的状態においては心室の最適性は低下し、健常心よりも多くの代謝エネルギ-を消費しながら末梢を維持しているのが明らかになった。
ラミニンBCN-1転写因子とSL-1転写制御因子に関する研究

ラミニンは、高血圧症、心筋症、糖尿病において病的に増加し、組織の硬化を招く一要因として報告されている。本教室では、ラミニンB2鎖プロモーターの転写活性の調節に強く関与するbcn-1モチーフと、そこに結合する転写因子BCN-1の存在ならびに、転写を制御する因子SL-Aの存在を見い出し検討してきた。そこで研究計画に従い、BCN-1転写因子のクローニングの完成ならびに、SL-A転写因子のクローニングを目的に、イーストのワンハイブリッドシステムを用いてcDNAライブラリーのスクリーニングを施行し、数個の転写因子をコードするクローンを得た。うちTFE-3並びにRTEFをコードするcDNAクローンがラミニンプロモーターに結合しTFE-3は転写を活性化、RTEFは転写を抑制することが判明した(投稿中)。また、未報告の転写因子をコードするクローン(K46)を得たため、Genebankに登録した。K46は、HMG domain、KLCCdomainを持つ転写因子構造を示し、ノーザンブロットでは、心筋内に強く発現していたため、心臓の発生分化に関与する遺伝子と考えている。以上、ラミニンプロモーターの転写活性の調節制御に関与する転写因子のクローンを得た。本教室では、ラミニンB2鎖プロモーターの転写活性の調節に強く関与するbcn-1モチーフと、そこに結合する転写因子BCN-1の存在を見い出し、検討してきた。そこで研究計画に従い、BCN-1転写因子をクローニングすることを目的に、イーストのワンハイブリッドシステムを用いてcDNAライブラリーのスクリーニングを施行し、数個の転写因子をコードするクローンを得た。うちTFE-3並びにRTEFをコードするcDNAクローンがラミニンプロモーターに結合し転写を活性化することが判明した(投稿中)。K46は、HMG domainを持ち、ノーザンブロットでは、心筋内に強く発現していたため、心臓の発生分化に関与する遺伝子と考えている。今後、K46のマウスHomologyをクローニングすることを計画している。以上、ラミニンB2鎖プロモーターの転写活性の調節に関与する転写因子のクローンを得た。K46は、HMG domain、KLCC domainを持つ転写因子構造を示し、ノーザンブロットでは、心筋内に強く発現していたため、心臓の発生分化に関与する遺伝子と考えている。
腸管出血性大腸菌O157のパルスフィールドゲル電気泳動パターンの変化に関する研究

臨床や環境から分離される腸管出血性大腸菌O157(O157)株のパルスフィールドゲル電気泳動(PFGE)パターンは非常に多様であることから、同一血清型内でもゲノム構造が多様であると考えられている。しかし、そのような多様性がどのようにして起こるのかについてはこれまでにほとんど知られていない。本研究では実験室内で特定菌株を連続的に継代培養することにより派生した菌株を用いてPFGEパターンの変化に影響を及ぼした変異について調べた。その結果、PFGEパターンの変化に関与した変異の一部は、複製軸に対してほぼ対称な位置に存在する2つのファージまたはファージ様DNA領域を介した大規模は逆位であることが分かった。逆位は複製終結点周辺に存在する5つのラムダ様ファージDNA領域を介した4タイプと、2つのファージ様DNA領域を介した1タイブの合計5タイプがみられ、逆位領域の大きさは250-kbから1.4-Mbであった。PFGEパターンの変化としては1回の逆位で4バンドが変化することが分かった。逆位はプロファージ領域内の相同性の高い配列を介した組換えにより起こったと予想された。以上の結果より、プロファージDNA領域を介した大規模な逆位がO157のPFGEパターンの多様化に関与し、ゲノム上でのファージDNAの存在は単なる「挿入DNA断片」に留まらず、「変異スポット」としてさらにゲノムの多様化を加速させている可能性が示唆された。パルスフィールドゲル電気泳動(PFGE)パターン解析は腸管出血性大腸菌をはじめ多くの病原細菌を疫学的に分類する手法として頻繁に使われている。しかしその判定を可能にしている菌株間でのゲノム改変の機構や頻度については未だ明らかにされておらず、PFGEパターンの結果を正しく理解するためにはそれらを知ることが必要であると考える。そこで本研究では腸管出血性大腸菌O157を用い、PFGEパターンの多様化の原因となる変異について調べた。本研究で使用したEDL933株は全塩基配列が報告されており、ゲノム上には18のファージDNAが存在する。EDL933株をハートインヒュージョン寒天培地上で50週間にわたり100回の継代操作を行い、継代10回毎に14株(または18株)についてPFGEパターンを観察した結果、パターンの異なる株が複数得られた。PFGEパターンの変化に影響を及ぼした変異箇所を解析した結果、stx2遺伝子をもつ933Wファージの欠落、Insertion Sequenceを介した欠失に加え、複製軸にほぼ対象に存在する2つのファージ間での逆位が認められた。逆位は7つのファージを介した5つの組み合わせでみられ、その大きさは250kbpから1.4Mbpと多様であった。PFGEパターンの変化としては、1回の逆位で4バンドの変化が観察された。以上の結果からゲノム上に存在するファージDNAを介した逆位がO157におけるPFGEパターンの多様化に関与していることが示唆された。
高次元小標本の理論的体系の構築

高次元小標本における新しい理論と方法論を構築した.高次元小標本ならではの特徴的な2つの幾何学的構造を発見し,これらの幾何学的構造に基づいて,新しいPCA手法である「ノイズ掃き出し法」を提案した.高次元の推測に現れる各種パラメータに対して,計算コストを著しく削減し,漸近分散が小さな不偏推定量を与える「拡張クロスデータ行列法」という推定法を提案した.高次元データの判別分析について,母集団間のユークリッド距離に基づく判別方式と幾何学的差異を利用した判別方式を提案し,それらが誤判別確率に関して高い精度を保証することを示した.さらに,誤判別確率に対して要求される精度を保証するような判別方式も与えた.本研究の土台となる平成23年度の研究成果を踏まえて,より応用を意識した研究目的「高次元小標本(HDLSS)におけるパスウェイ解析と変数選択法の理論的構築」に取り組み,高速で頑健な手法である「拡張クロスデータ行列法(ECDM)」を開発し,パスウェイ解析に応用した.Yata and Aoshima (2010,JMA)で提案したクロスデータ行列法を漸近最適な組み合わせに基づき拡張し,HDLSSにおける各種パラメータの推定と検定に,計算コストを著しく削減し,かつ,漸近分散が小さい不偏推定量を与えるためのECDMを開発した.この手法により,母集団分布が非正規かつHDLSSの下で,漸近最適な各種パラメータの推定量を,Chen et al. (2010, JASA)等の先行研究に比べても高速に構築できることを示した.さらに,重相関係数の検定統計量の構築にもECDMを応用し,その検定統計量がHDLSSの枠組みで漸近正規性をもつことを示した.その漸近正規性に基づく重相関係数の多重検定を考え,FWERや検出力などに関して,事前に設定された精度を理論的に保証するような,逐次解析を用いた新しい多重検定法を提案した.この多重検定法により,HDLSSの枠組みで精度保証を有するような変数選択法も提案した.これをパスウェイ解析に応用し,精度を保証した有意な遺伝子群の抽出が可能となり,実際のマイクロアレイデータを用いた実解析例において,提案手法が有効に機能することも確認できた.本研究の土台となる平成23年度の研究結果とより応用を意識した平成24年度の研究結果を踏まえて,研究課題「高次元小標本(HDLSS)の判別分析とクラスター分析に関して統計的推測の構築」に取り組み,誤判別確率が事前に設定する限界値を超えないような精度保証を与える「Misclassification rate adjusted classier(MRAC)」を開発した.Aoshima and Yata (2011, Seq. Anal.)で構築した判別分析におけるHDLSS漸近理論を拡張し,多母集団にも適用できるような判別超平面を考え,逐次解析の理論と融合させMRACを提案した.MRACにより,多母集団のHDLSSデータにおける判別分析に,精度保証を有する方法論を始めて与えた.さらに,クラスター分析において,Yata and Aoshima (2012,JMVA)で導出したHDLSSにおける幾何学的表現を,混合分布を含むクラスに拡張し,データを幾何的に分類するためのクラスタリング手法を提案した.高次元小標本における新しい理論と方法論を構築した.高次元小標本ならではの特徴的な2つの幾何学的構造を発見し,これらの幾何学的構造に基づいて,新しいPCA手法である「ノイズ掃き出し法」を提案した.高次元の推測に現れる各種パラメータに対して,計算コストを著しく削減し,漸近分散が小さな不偏推定量を与える「拡張クロスデータ行列法」という推定法を提案した.高次元データの判別分析について,母集団間のユークリッド距離に基づく判別方式と幾何学的差異を利用した判別方式を提案し,それらが誤判別確率に関して高い精度を保証することを示した.さらに,誤判別確率に対して要求される精度を保証するような判別方式も与えた.本研究の土台となる研究目的「高次元小標本(HDLSS)の各種特徴量に対してHDLSS漸近理論と新たな推測理論の構築」に取り組み,高次元小標本特有の幾何学的構造に着目し,HDLSSの統計的推測において,基礎となる各種特徴量に対して, HDLSS漸近理論と新たな推測理論を与えた.Hall等の先行研究で見つけることができなかった特徴的な2つの幾何学的構造を発見し,高次元小標本データが元来もつこれらの幾何学的構造に基づいて「ノイズ掃き出し法」と呼ばれる新しいPCAを与え,巨大なノイズに埋もれた高次元データ空間から,ノイズを除去して固有空間を有効に推定するための,セミパラメトリックな方法論を与えた.この手法に基づくPCAの各種特徴量に対して,HDLSSの枠組みで一致性を示した.さらに,既存のPCAに比べ,HDLSSの枠組みで大幅な改良となることを,理論的かつ数値的に示した.一方,高次元小標本の枠組みで平均ベクトルに関して,高次元球面上の与えられたバンド幅の信頼領域や二標本問題,ノルムの信頼区間について,与えた各推定量・統計量の漸近正規性を示し,その漸近的性質に基づき,要求精度を満足するような推定・検定方式を与えた.さらに,高次元共分散行列の推定・検定,高次元判別分析,高次元回帰分析,変数選択問題など,高次元小標本データの統計的推測において推測問題を提示し,それらにオリジナルの理論と方法論を与えた.さらに,DNAデータを用いた実解析例において,提案手法が有効に機能することも確認できた.本研究の基礎となる各種パラメータにおけるHDLSS漸近理論を構築し,本研究の土台を固めることができた.

さらに,応用を意識したパスウェイ解析や判別分析,変数選択にもHDLSSならではの手法が提案できていることが,本研究が順調に進展している理由である.本研究の基礎となる各種特徴量におけるHDLSS漸近理論を構築し,本研究課題に対する研究の土台を固めることに成功したことが,本研究計画が順調に進展している理由である.本研究の土台となる平成23年度の研究成果とより応用を意識した平成24年度の研究成果を踏まえて,研究目的「HDLSSの判別分析とクラスター分析に関して統計的推測の構築」を推進する.判別分析について,Aoshima and Yata (2011, SA)で構築したHDLSS漸近理論を拡張し,判別超平面に注意して,事前に設定された判別精度を有するような多群の判別手法を提案する.一方で,クラスター分析について,高次元データの分類にとって有効な潜在空間を導出し,データをその潜在空間へ射影することで分類を考える.この空間の推定には,Yata and Aoshima (2010,2012,JMA)で考案したノイズ掃き出し法とクロスデータ行列法を用いて推定し,HDLSS漸近理論を構築する.本研究の土台となる平成23年度の研究結果を踏まえて,より応用を意識した研究目的「HDLSSの判別分析とクラスター分析に関して統計的推測の構築」,「HDLSSにおけるパスウェイ解析と変数選択法の理論的構築」を推進する.判別分析について,Aoshima and Yata (2011, SA)で構築したHDLSS漸近理論を拡張する.判別超平面に注意して,多群に対する判別手法への拡張も視野に入れ,方法論を構築する.さらに,クラスター分析について,高次元データを分類する上で鍵となるのが,分類にとって有効な空間を如何に探索してデータを射影するかである.射影先のベクトルの選択とその推定が必要になるが,Yata and Aoshima (2010, 2012, JMA)で考案したノイズ掃き出し法とクロスデータ行列法を用いてこれを推定し,HDLSS漸近理論を構築する.パスウェイ解析と変数選択法については,逐次推定論を用いてアプローチする.数回の前処理で有意なパスもしくは変数を大幅に絞り込み,その後に多重検定を行うことで,有意水準と検出力をHDLSSのもとで有効に制御する.また,推定と変数選択を同時に処理する,LASSOによるアプローチも考える.LASSOの最適解をHDLSS漸近理論で求め,その解を利用することで計算コストの削減を考える.今年度出張は,3月にも実施した.その支払いが4月となったために生じたものであり,計画通り研究を実施している.次年度は,国際学会1回と国内学会4回に出席し,研究課題に関する研究発表をおこなう予定である.そのための旅費と学会参加費に研究費を使用する.一方,研究遂行に必要となる高速計算が可能なデスクトップパソコンを1台購入する予定である.また,最先端の研究をおこなうために,数理統計学だけではなく医学・工学・生物学などの最新の統計科学関連の研究資料を購入する予定である.残額について,今年度購入予定の消耗品は,3月に納品済みであり,出張についても3月に実施した.どちらも支払いが4月となったために生じたものである.次年度は,国際学会1回と国内学会4回出席し,研究課題に関する研究発表をおこなう予定である.そのための旅費と学会参加費に研究費を使用する.
非侵襲的脳機能イメージング法を用いた体性感覚認知過程における時空間識別能の解明

本年度は二点識別時に特有に活動する皮質内の神経基盤を明らかにすることを目的として機能的核磁気共鳴画像法(fMRI)を用いた実験を行った。体性感覚刺激として、4種類の電気刺激(強い一点刺激・強い二点刺激・弱い一点刺激・弱い二点刺激)を用いた。今回の実験では、タスクとして二種類の識別課題を行った。一つ目が二点識別課題で、与えられた刺激の強弱にかかわらず、刺激が一点であったか二点であったかを識別し、ボタン押しを行う。二つ目が強度識別課題で、与えられた刺激が一点であったか二点であったかにかかわらず、刺激が強かったか弱かったかを判断して、ボタン押しを行う。コントロールとして、刺激を感じたら直ちにボタン押しを行うタスクを設定した。二点識別課題とコントロールを比較すると、inferiorparietal lobule(IPL)、anterior cingulate cortex、pre-frontal gyrus、inferior frontal gyrus、left primarysomatosensorycortex、anterior insula、striatum、anterior lobe of the cerebellar vermisが有意に活動しており、二点識別課題と強度識別課題を直接比較すると、左のIPLが二点識別課題時に有意に活動していた。本実験において、二点識別課題時に左のIPLが有意に活動していた。今回の実験では、二点識別課題と強度識別課題において同じ電気刺激、同じ応答反応を用いており、二点識別課題時にlPLが有意に活動していたことは、ヒトが与えられた刺激を一点か二点かを識別するときにはIPLが重要な役割を担っていることを示唆するものである。ヒトの体性感覚を研究していく上で有用な方法として二点識別閾測定法がある。二点識別閾測定法とは、刺激が二点であったか一点であったかを識別させる方法である。これまでの先行研究より、二点識別閾に関しては末梢の受容器、大脳皮質や高次の認知機能などの関与が示唆され、体性感覚認知機能を調べる為の重要な臨床テストとして今日では行われている。しかしながらその二点識別に関する詳しいメカニズムはいまだにはっきりとは分かっていない。今回、空間的な二点識別に関する自動的二点識別検出機構を解明することを目的として脳磁図を用いて測定を行った。その結果、標準刺激を一点と感じ逸脱刺激を二点と感じるような場合、又は標準刺激を二点と感じ逸脱刺激を一点と感じるような場合に、逸脱刺激後30-70ms、150-250msにミスマッチ反応が記録された。しかし、標準刺激と逸脱刺激共に一点と感じる場合、又は標準刺激と逸脱刺激共に二点と感じるような場合にはミスマッチ反応は記録されなかった。したがって、標準刺激、逸脱刺激が一点か二点かを自動的に判別したときにだけミスマッチ反応が誘発されたと考えられる。また、この実験により誘発されたミスマッチ反応は一次体性感覚野と二次体性感覚野に信号源が推定された。このことは、聴覚刺激を用いた実験においても聴覚刺激に対して主要な反応を示す一次聴覚野、二次聴覚野に信号源が推定されることと同様に、刺激に対して主要な反応を示す部位がミスマッチ反応には関与していることを示唆するものと考えられる。今回の研究により、時間的または空間的な二点識別に関して刺激に注意を向けない状態でも誘発される体性感覚ミスマッチ反応を測定することができた。この方法により、臨床の場において験者の技術的な問題や被験者の内因的な問題に結果の左右されることのない神経生理テストとして利用することが可能であると思われる。
原始銀河雲中での星形成の基礎物理過程と宇宙初期天体形成の理論的研究

ビッグバンで作られた原始ガス中で形成された宇宙初期天体について観測的検証へむけての研究を行った。まず第一世代星形成過程について調べ、第一世代星形成を特徴づけるものとして重要である水素分子輝線およびHD分子輝線について放射強度を定量的に見積もった。その結果、第一世代銀河になる原子銀河雲のファーストコラップスに引き続いて形成される第一世代星では、通常の水素分子輝線による冷却が重要であるが、より大質量の銀河雲中での第一世代星形成過程や第一世代銀河でも次世代の星形成過程においては、HD分子輝線も重要になることがわかった。これは、水素分子形成の触媒となる電子が多いために水素分子が多量に存在し、その水素分子との交換反応によってHD分子が多量に形成されるためである。またLiH分子についても調べ、重要ではないことを明らかにした。また星形成の母体雲、つまり原始銀河雲とその収縮・分裂過程によって作られた星形成コアの前段階と考えられるフィラメント状のガス雲、の進化についても研究を行い、暗黒物質の影響が重要であることを示した。そして、宇宙初期天体形成過程で放出される分子輝線について総合的に評価を行った。宇宙初期天体形成過程において可能な星形成率を評価し、上記の研究と組み合わせることにより、次世代観測装置による観測可能性について議論した。特に、中間赤外線領域での感度が重要であり、大口径冷却望遠鏡であるSPICA(Space Infrared Telescope for Cosmology and Astrophysics)に対する期待は大きい。宇宙初期天体形成過程で原始ガスからの星形成が通常の銀河形成で期待できる程度の爆発的星形成率であるならば、SPICAによって検証できる可能性は十分あることがわかった。最初期天体形成過程の解明の第一段階として必須である、始原ガス中での第一世代星の,形成過程における物理過程の理論的研究を詳細に行った。そこで第一世代星形成過程で、星の質量を決定する重要段階である、柱状始原ガス雲の収縮分裂過程を研究し、星形成コアとなる分裂片の質量スケーノレを調べた。.特に、銀河形成期においては、重力ポテンシャルに対する暗黒物質の寄与が重要である。種々の星形成領域における暗黒物質の重力ポテンシャルに対する寄与や暗黒物質の密度分布についての考察を行うと同時に、暗黒物質ポテンシャル中でのガスの収縮過程の研究を行い、暗黒物質の存在により、星形成コアの質量が、太陽質量の100倍程度の大質量のものに実質的に限定されることをしめした。また、初期天体の観測可能性を議論するためには、第一世代星形成過程においてどんな輻射がどれだけ放出されるかを定量的に見積もる必要がある。その中でも、水素分子輝線は第一世代星形成を特徴づけるものとして重要である。そこで、これまでに蓄積してきた第一世代星形成過程の知識を基に、星形成過程を通しての水素分子の各輝練の放出量を調べ、次世代大規模観測装置での観測可能性を議論した。また、原子銀河雲の進化を研究するために、銀河内のガスの進化についての基礎物理課程の研究を行った。特に磁場の役割については、基礎過程の詳細な研究を行い、星形成コアの形成適程における磁場の役割についての議輪を行った。また、衝撃波圧縮領域の不安定性の研究も推進した。最初期天体形成過程の解明を進めるための研究を推進した。特に原始ガス中での第一世代星の形成過程における物理過程の理論的研究を詳細に行った。まず星の質量を決定する重要段階である、柱状始原ガス雲の収縮分裂過程を研究し、星形成コアとなる分裂片の質量スケールを調べた。特に、銀河形成期においては、重力ポテンシャルに対する暗黒物質の寄与が重要である。種々の星形成領域における暗黒物質の重力ポテンシャルに対する寄与や暗黒物質の密度分布についての考察を詳細に行った。そして、暗黒物質の重力ポテンシャルが支配的である柱状雲の分裂過程について、線形解析を行い、星形成コアの質量に対する考察を行った。重要な研究成果をまとめた論文は投稿中である。