hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
周期的およびランダムな磁場付きシュレディンガー作用素のスペクトル

さらにそのスペクトルの下端における状態密度関数の漸近挙動、いわゆるLifshitz tailと呼ばれる評価を証明した。磁場に関しては、デルタ磁場のサポートのランダムな位置や磁束の条件についてある程度弱い条件のもとで証明することができた。この現象はAnderson局在という特異なスペクトルに関係していると考えられており、さら研究を推進していく予定である。d-次元格子および、r-正則無限ツリー上の離散シュレーディンガー作用素の離散固有値の個数に関する論文の専門雑誌Lett. Math. Phys.への掲載、およびランダムAharonov-Bohm磁場のLifshitz tailに関する論文の専門雑誌Ann. Henri. Poincareへの掲載がなされたことが一つ目の理由である。次に、d-次元格子上の離散シュレーディンガー作用素の連続スペクトルへ埋め込まれた固有値の逆問題、即ちPersistent集合に関する研究が進展中であり、部分的な結果を「第23回超局所解析と古典解析」、「愛媛大学スペクトル・散乱セミナー」、「岡山-広島解析・確率論セミナー2017」等のいくつかの研究集会で発表することができたことが二つ目の理由である。2017年にAnn. Henri Poincareに掲載された論文「Schroedinger operators with random \delta magnetic fields」では、2次元ユークリッド平面上の位置と磁束についてランダムなAharonov-Bohm磁場をもつシュレーディンガー作用素のスペクトルについて、それを集合として決定し、さらにスペクトルの下端における累積状態密度関数の特異な漸近挙動、いわゆるLifshitz tailと呼ばれる挙動を示した。この現象はAnderson局在と呼ばれる稠密な固有値の存在および固有関数の指数関数的減衰と関係していると考えられており、それに向けての研究、特にWegner評価が成立するかについて研究を続けている。また論文の結果について「偏微分方程式姫路研究集会」で発表をした。2016年にLett. Math. Phys.に掲載された論文「On the number of discreteeigenvalues ofa discreteSchroedinger operator with a finitely supported potential」において、d次元格子および正則無限ツリー上の有限ポテンシャルをもつ離散シュレーディンガー作用素の離散固有値の個数を表示する公式を示した。
ホップ代数の接合積による量子ワイル代数の研究

1.ホップ代数が作用するガロア拡大の概念は余加群多元環が作用するガロア拡大の概念まで拡張でき、その具体例のひとつとしてP-ガロア拡大がある。ここでは体上の3次P-ガロア拡大を決定するとともに、その同型類を求めた。P-ガロア拡大の同型類全体は群構造をもつか否か不明であり、また従来のP-ガロア拡大の同型類と比較して類が小さすぎるので類の概念を修正する必要があることを指摘した。この概念は左微分(left derivation)や中心的微分(central derivation)にも応用できる。またこれはホップ代数的に把握することが可能で、それによって余加群多元環とそれが作用する多項式環による接合積が構成され、ホップガロア理論へ応用できる。またこれらの概念はジョルダン微分やリー微分にも拡張され、従来考察されていたジョルダン微分と微分に関係する結果をgeneralized Jordan derivationとgeneralized derivationに拡張する一般的公式を与えた。さらにこれらの新しい微分は高次微分としても扱われ、それらの基本的な関係が与えられた。1. P-ガロア拡大の概念は岸本量夫によって導入された。これは群や微分ではない作用を含むものであるが、本質的なP-ガロア拡大の構成がなされていなかった。ここでは、体上のすべての3次P-ガロア拡大を決定するとともに、その同型類群を求めた。その結果この同型類群の分類は従来のガロア拡大の同型類に比べて同型類が細かすぎることが示された。その原因はPが群と微分の作用を同時に含むことに起因しており、P-ガロア拡大の概念を修正する必要があることを指摘した。2. αを環Rの自己準同型とし、δをRのα-微分とする。歪多項式環R[X,α,δ]の係数環の不変性を調べ、Rがα-reducedな強正則環のとき、Rは歪多項式環の係数環として不変であることを示した。3.環の作用としての微分において、「標数が2でない素環においては零でない2つの微分の積は微分にならない」という結果はPosnerの定理として知られている。これは多くの一般化があり、バナッハ環(またはヒルベルト空間)上の有界線形作用素の環においても成り立つ。Bresarは最近微分の概念を拡張して、一般微分というものを導入し、Posnerの定理をnormed algebraにおいて取り扱っている。一般微分はホップ代数の作用としては取り扱えないが、中島(研究代表者)は一般微分の定義を拡張して対称的にすることにより、微分との関係を解明した。また一般微分全体が作る加群を加群のカテゴリーの間の関手として取り扱うことにより、可換環の場合の微分加群の存在を用いて、一般微分加群の存在を示すとともに、この定義や関手的見地は、左微分や中心的微分にも応用できることを示した。4.ホップ代数の作用を余加群多元環として取り扱うことにより、ホップ代数の作用域はより一般化される。これは1で述べたP-ガロア拡大の概念を含むもめである。中島はこの立場からChase-Sweedlerの可換環のホップガロア拡大の概念を余加群多元環に一般化するとともに、森田同値性との関係など可換環のホップガロア理論の主要結果のいくつかを一般化した。1.Bresarは微分の概念を拡張してgeneralized derivationと言う概念を導入した。環の作用として基本的な微分について『標数がでない素環においては零でない2つの微分の積は微分にならない』と言う結果はPosnerの定理として知られているが、これがgeneralized derivationにおいても成り立つことがHvalaによって示された。Bresarによるgeneralized derivationは微分に基づいて定義されているが、中島(研究代表者)は線型写像と加群の元の組を考えることによってgeneralized derivationを解明し、generalized derivation全体の作る加群と微分全体の作る加群との関係をカテゴリー論的に把握し、generalized derivationの微分加群の存在を示すとともに、この方法を左微分(left derivation)や中心的微分(central derivation)に応用した。2.中島はこのgeneralized derivationの概念をジョルダン微分やリー微分にも拡張し、従来考察されていたジョルダン微分(またはリー微分)と微分に関係する結果をgeneralized Jordan(Lie)derivationとgeneralized derivationに拡張する一般的公式を与えた。これらの新しい微分は高次微分としても扱われ、それらの基本的な関係が与えられた。3.Bresarのgeneralized derivationは微分型ホップ代数の余加群多元環として取り扱うこともできる。
レアメタルフリーナノサイズ分子磁石合成の新展開-量子相制御と量子巨大応答-

申請者はこれまでに,電子スピンを持つ金属イオンを,金属間の磁気的相互作用が期待できるシアノ基で架橋した超分子金属錯体の開発研究を通じて,Feイオン42個からなるナノサイズ分子磁石(Fe42:磁石の大きさが90ボーアの世界最高値を示す)の開発に成功してきた。本研究ではFe42核ナノサイズ分子磁石のFeイオンをMnイオン, Niイオンに置換することで新奇機能を発現する新規ヘテロメタル混合原子価ナノサイズ分子磁石の開発を目的として研究を行っている。昨年度までにFe24Mn18, Fe24Ni18の新規ナノサイズ分子磁石の合成手法の確立に成功しており,本年度は,その詳細な電子状態の解析を行った。具体的には,XPS測定,メスバウアー測定,SQUID測定, XAS測定, UV-ViS-NIR測定, IR測定を行い,42核からなる金属ケージ骨格がとりうる混合原子化状態が,非常に多様であり柔軟であることを明らかにした。目的とするヘテロメタルナノサイズ分子磁石の合成を下記の手法で確立した。また,得られた結晶について,単結晶X線構造解析及びSQUIDによる磁化率の温度依存性の測定を行った。またXPS測定,メスバウアー測定, XAS測定によりその電子状態の解析を行った。光学特性は,UV-Vis-NIR,およびFT-IRの分光光度計により評価した。昨年度は,錯体配位子Li[Fe(Tp)(CN)3]のFeイオンを他種金属イオン(A)に置換することで,Fe24X18錯体系ではなくA24X18錯体系への合成を狙っていたが,上手くいかなかった。そこで,置換基を変化させた錯体配位子を用いることで,その溶解性,反応性を調節しながらA24X18錯体系合成を目指す。優れた機能を有する光、電子材料の開発は現在の科学技術の重要な研究課題である。持続可能な社会の構築のためには、こうした機能材料・先端デバイスを希少元素を用いずに実現することが求められている。本研究では、申請者が開発したレアメタルフリーのナノサイズ分子磁石(Fe42錯体)を基盤として、金属原子が持つスピン、電荷、軌道の自由度を活用し、その電子状態を制御することで、新奇機能を有するナノサイズ分子磁石の開発を目的としている。具体的には、Fe以外の金属を42核ナノサイズ分子磁石に導入し、異種金属イオンから構成されるヘテロメタル混合原子価状態を生み出すことでその物性制御を試みている。本研究課題初年度は,Fe42核ナノサイズ分子磁石のFeイオンをMnイオン, Niイオンに置換することでFe24Mn18錯体, Fe24Ni18錯体の新規ナノサイズ分子磁石の合成に成功した。また,得られた結晶について,単結晶X線構造解析及びXPS測定,メスバウアー分光分析測定などでその電子状態の解析を行った。SQUIDによるFe24Mn18錯体の磁化率測定では,室温付近の磁化率が89.2 cm3mol-1Kであったものが,低温領域では急激に減少し,シアノ基を介したFeIII-LSとMnII/III-HS間での反強磁性的な相互作用を示すことが示唆された。一方でFe24Ni18錯体は,Fe42錯体と同様,強磁性相互作用を示した。新規合成した錯体分子の磁気特性をSQUID装置による,より詳細な磁化率の温度依存性測定を行う。また錯体配位子Li[Fe(Tp)(CN)3]のFeイオンを他種金属イオン(A)に置換することで,今回得られたFe24X18錯体系ではなくA24X18錯体系への合成に展開した新規ナノサイズ分子磁石の合成を目指す。
非平衡統計力学的手法による有限時間で動作する熱機関の効率の探究

揺らぎの定理は系の時間反転に対する熱力学的な不可逆性と,その過程における確率的エントロピー生成とが定量的に結びつくことを示す.然しながら,物理的な過程の中には不可逆性が強すぎて,確率的にでさえ時間反転過程が取れないような事象が存在する.先行研究において我々はそのような状況を絶対不可逆と名付け,揺らぎの定理を絶対不可逆性の程度を表すパラメータを含む形に修正した.修正された揺らぎの定理からはエントロピー生成に対する熱力学第二法則よりも強い制約が導かれる.すなわち,熱機関の過程に絶対不可逆性が含まれれば,取り出せる仕事は絶対不可逆性により制約を受けることになる.我々は量子開放系において絶対不可逆な揺らぎの定理を示した.先行研究と同様に絶対不可逆性が存在すると,取り出せる仕事について熱力学第二法則よりも強い制約が現れる事がわかった.量子開放系における特色は,絶対不可逆性と量子コヒーレンスとが密接に関係している事である.系に対する射影測定を行い,その後に古典的な(対角な)時間発展をさせると,一般には絶対不可逆性が生じる事が知られている.然しながら,射影測定を行なった直後に,量子的な(非対角な)時間発展を許すと,絶対不可逆性が抑制される事がわかった.このように,量子コヒーレンスが存在すると絶対不可逆性が抑制され,熱力学的に有利になる場合がある事がわかった.また,カオス系における不可逆性について絶対不可逆性の観点から考察を行った.散逸カオス系に於いて,位相空間上のアトラクタのフラクタル構造が不可逆性の創発の主因となることが知られている.我々は保存カオス系においても過渡的な時間領域でフラクタル的な構造が現れることを絶対不可逆性を用いて数値的に示した.このようなフラクタル描像による不可逆性の理解は,系のダイナミクスが散逸的か保存的かに依らない普遍的なものであると期待できる.29年度が最終年度であるため、記入しない。29年度が最終年度であるため、記入しない。【研究目的】本研究の目的は,非平衡統計力学の手法であるゆらぎの定理を用いることで,有限時間で動作する微小な熱機関の熱効率についての制約を与えることである.【研究の重要性】非平衡統計力学の普遍的な定式化としてゆらぎの定理が注目されている.有限時間で動作する微小な熱機関は準静的極限から離れた本質的に非平衡な系である.また,そのような熱機関はその微小さ故に相対的に大きな熱ゆらぎにさらされることになる.したがって,ゆらぎの定理はそのような熱機関を解析する際の有力な手法であると考えられる.また,その解析から導かれた制約に照らし合わせることで,熱機関の効率を向上させる提案を行うことができるものと期待できる.【研究実績】微小な熱機関においては,熱機関の効率も確率変数として振る舞う.先行研究によりゆらぎの定理が熱機関の熱効率の大偏差関数についての制約を与える場合があるということが知られている.しかし,この制約は特定の条件,すなわち熱機関自身の持つエネルギーが有界であるという条件のもとに導かれているために,一般の熱機関に対しては適用できない.この条件を満たさない熱機関のパラダイムとして,複数熱浴と結合したBrown粒子からなる熱機関が考えられるが,このモデルにおいて効率の確率分布を解析的に計算することで,先行研究とは異なる振る舞いが見えるものと期待できる.その解析のために既存の近似手法である過極限を拡張した近似手法を開発した.複数熱浴と結合したBrown粒子からなる熱機関を,過減衰極限のLangevin方程式でモデル化することで解析的に効率を求めることを試みた.このモデルでは,Brown粒子自身のエネルギー変化が無視できず,先行研究での仮定が破れてしまうため,先行研究で得られた普遍的な振る舞いとは異なる挙動が観察されると期待されたためである.しかし,このモデルにおいては,熱量や仕事が発散してしまい,正しく評価できないことがわかった.等温熱浴中のLangevin系においては,運動量自由度が平衡状態に緩和しているために,運動量自由度は熱流に関与しない.しかし,複数熱浴と結合したLangevin系においては,運動量自由度が平衡状態ではなく非平衡定常状態に緩和しているために,運動量自由度が熱流に大きな寄与を及ぼす.運動量自由度の緩和時間を無限小とみなす過減衰極限が,この運動量による熱流を無限大と評価してしまうことが過減衰極限のLangevin方程式が機能しない原因であった.そこで,モデルを修正するために,過減衰極限を取る前のLangevin方程式に立ち返り,熱流を正しく評価できる新たな過減衰極限を導出した.導出の際には,熱量の生成関数に対して時間スケールの分離を考慮した特異摂動法を適用した.その結果,熱量の生成関数が,運動量による熱流の寄与を表す指数関数と,位置自由度の時間発展による生成関数との積として近似的に表されることがわかった.この近似を使うと,複数熱浴と接合した系における熱流を簡便に評価できる.現在,以上の結果について論文を執筆している.また,この結果を用いると,元々のモチベーションである,効率の確率分布が先行研究で得られた振る舞いとは異なる挙動を示す熱機関を,解析的に提示することができるものと期待できる.本研究内容は,ルクセンブルク大学のM. Esposito博士との共同研究である.【研究目的】本研究の目的はマイクロメートルスケールの微小な熱機関を,非平衡統計力学的な手法であるゆらぎの定理で解析することにより,熱機関の効率に関する制約を与えることである.

【研究の重要性】近年のテクノロジーの進歩により,マイクロメートルスケールの古典系・量子系を実験的に用意し,測定し,制御することが可能となった.その結果,これらの系を熱力学系として扱いエネルギー論を展開する確率論的熱力学や量子熱力学と呼ばれる分野が,理論・実験の両輪から精力的に研究されている.小さな系ではその小ささが故に相対的に大きな熱ゆらぎにさらされることになる.その結果,マクロな系とは異なり,熱ゆらぎによってエントロピーが減少する過程が確率的に生じえる.その確率を定量的に記述するのがゆらぎの定理と呼ばれる理論形式である.ゆらぎの定理は非平衡系に対し,熱力学第二法則よりも詳細な情報を与えるという点で注目を集めてきた.ゆらぎの定理およびゆらぎの定理から導かれる不等式は熱機関から取り出せる仕事の限界を評価する上で本質的な役割を果たす.従来のゆらぎの定理が適用できない特異的に強い不可逆性である絶対不可逆性が存在するとき,拡張されたゆらぎの定理から導かれる不等式が,エントロピー生成に対してゆらぎの定理よりも強い制約を与えることを先行研究で示した.このように絶対不可逆性は熱力学的操作におけるエントロピー生成に対して本質的な制約を与えうる.【研究実績1】本研究では,熱力学的制約を与える絶対不可逆性が古典的で基礎的な熱統計力学の問題であるGibbsのパラドックスと密接に関係していることを示した.【研究業績2】フィードバック制御下にある量子開放系のゆらぎの定理を絶対不可逆性を含む場合に拡張した.その結果,量子的にコヒーレントな駆動が絶対不可逆性を抑制することがわかり,量子的な操作の優位性を定量化することに成功した.【研究実績1】Gibbsのパラドックスは19世紀後半に提唱された気体混合に関する熱力学・統計力学の分野の古典的な問題である.その本質はエントロピーの粒子数依存性をどのように決めるべきかという問題であり,様々な側面を持つ.その中に,どのように熱力学エントロピーと古典統計力学エントロピーの差を決定すべきかという問題がある.この問題は熱力学的極限においては熱力学的エントロピーに示量性を課すことによって解決される.我々は微小な熱力学系においては,熱力学量が絶対不可逆性を含むゆらぎの定理を満たすことを要請することによって,エントロピーの粒子数依存性を決定できることを示した.ここで導かれた粒子数依存性は統計力学のコンシステンシーから導かれる粒子数依存性と正確に一致していることがわかった.【研究実績2】量子開放系を量子軌道法を用いて定式化し,逆過程において逆測定と事後選択を導入することで,フィードバック制御下の量子開放系において自然な形でゆらぎの定理を導くことに成功した.その結果,量子コヒーレンスと絶対不可逆性が密接な関係にあることがわかった.古典系においては誤差なし測定に基づくフィードバック制御を行うと通常絶対不可逆性が生じるが,量子開放系においては射影測定に基づくフィードバック制御をした場合でも絶対不可逆性が必ずしも生じない.
プラズマイオンビームを用いたイオン注入法による矯正装置のナノ構造表面改質

本研究の目的は、プラズマを用いたイオン注入法を適用した矯正用ワイヤーの表面構造と耐食性を調べることである。窒素イオンを注入したNi-Ti合金ワイヤーと未注入のワイヤーを試料とし、アノード分極測定による耐食性試験とX線光電子分光法を用いた表面構造の解析を行った。アノード分極曲線の測定から、人工唾液と中性フッ素含有マウスリンス溶液では、イオン注入ワイヤーが低い電流密度を示した。低いpHを有するフッ素含有マウスリンス溶液中では、両ワイヤーの電流密度には差が認められなかった。X線光電子分光法の結果から、イオン注入ワイヤーの表層にはTiNが形成されていることが示唆された。イオン注入法は、人工唾液および中性のフッ素含有マウスリンス溶液中のNi-Ti合金ワイヤーの耐食性を向上させることが考えられた。本研究の目的は、プラズマを用いたイオン注入法(Plasma Immersion Ion Implantation:PIII)の矯正用ブラケットならびに矯正用ワイヤーへの応用を検討することである。平成19年度においては、窒素イオンを注入した市販Ni-Ti合金ワイヤーの耐食性について調べた。試料としては、Neo Sentalloy Ionguard(窒素イオン注入Ni-Tiワイヤー)とNeo Sentalloy(Ni-Tiワイヤー)を用いた。これらの試料について、人口唾液中における溶出イオンの定量とアノード分極曲線の測定による腐食試験を行った。さらに、X線光電子分光法とナノインデンテーションテストを用いた表面構造の解析を行った。窒素イオン注入Ni-Tiワイヤーから溶出したNiイオンの量は、Ni-Tiワイヤーから溶出した量と比較して有意に少なかった。また、窒素イオン注入Ni-Tiワイヤーの腐食電位は、Ni-Tiワイヤーと比較して高い値を示したが、脱不働体化電位は低い値を示した。以上の結果から、窒素イオン注入Ni-Tiワイヤーは、Ni-Tiワイヤーよりも高い耐食性を有するが、局部腐食感受性は高いものと考えられた。X線光電子分光法の結果から、いずれのワイヤーともにその表層はTi-richな構造を有し、窒素イオン注入Ni-Tiワイヤーでは、アルゴンイオンスパッタリング後においても窒化物のピークが認められた。以上の結果から、窒素イオンを用いたプラズマイオン注入法は、Ni-Ti合金ワイヤーの耐食性を向上させることが考えられた。チタン合金の耐食性は、フッ素を含む酸性溶液中において低下することが懸念されるので、フッ素を含む酸性溶液中の耐食性についても今後検討する必要がある。本研究の目的は、プラズマを用いたイオン注入法(Plasma Immersion Ion Implantation:PIII)を適用した矯正用ワイヤーの表面構造とその耐食性に及ぼす影響を調べることである。窒素イオンを注入したNi-Ti合金ワイヤーと未注入のNi-Ti合金ワイヤーを試料とし、その表面構造と耐食性を調べた。耐食性試験(腐食試験)としては、人口唾液と3種類のフッ素含有マウスリンス溶液中におけるアノード分極曲線の測定を行った。試験前後の表面状態を走査型電子顕微鏡で観察した。試料表面の構造解析には、X線光電子分光法とナノインデンテーションテストを用いた。アノード分極曲線の測定について、人工唾液および比較的高いpHを有するフッ素含有マウスリンス溶液では、窒素イオン注入Ni-Tiワイヤーが低い電流密度を示した。一方、比較的低いpHを有するフッ素含有マウスリンス溶液中では、両Ni-Tiワイヤーの電流密度には差が認められず、人工唾液中のものと比較して高い値を示した。以上の結果から、窒素イオンを用いたプラズマイオン注入法は、人工唾液および比較的高いpHを有するフッ素含有マウスリンス溶液中ではNi-Ti合金ワイヤーの耐食性を向上させることが考えられた。本研究の目的は、プラズマを用いたイオン注入法(Plasma Immersion Ion Implantation : PIII)を適用した矯正用ワイヤーの表面構造とその耐食性に及ぼす影響を調べることである。

アノード分極曲線の測定について、人工唾液および比較的高いpHを有するフッ素含有マウスリンス溶液では、窒素イオン注入Ni-Tiワイヤーが低い電流密度を示した。一方、比較的低いpHを有するフッ素含有マウスリンス溶液中では、両Ni-Tiワイヤーの電流密度には差が認められず、人工唾液中のものと比較して高い値を示した。X線光電子分光法の結果から、いずれのワイヤーともにその表層はTi-richな構造を有し、窒素イオン注入Ni-Tiワイヤーでは、アルゴンイオンスパッタリング後においても窒化物のピークが認められた。以上の結果から、窒素イオンを用いたプラズマイオン注入法は、1)人工唾液および比較的高いpHを有するフッ素含有マウスリンス溶液中のNi-Ti合金ワイヤーの耐食性を向上させることに加え、2)Ni-Ti合金ワイヤーの局部腐食感受性を低くすることが考えられた。
地震時孤立地域発生防止・孤立時間縮減のための効果的・経済的な斜面防災戦略

(1)1995年兵庫県南部地震,2004年新潟県中越地震,2014年長野県神城断層地震,2016年熊本地震における斜面崩壊被害と道路防災点検データ等をもとに,地震時の斜面崩壊確率算定式を提案した.また,斜面崩壊確率と崩土流動域との関係を示した.さらに,崩壊確率算定式を和歌山県南部と長野県北部地域への適用を試み,孤立地域推定に対する有用性を示した.(2)岩手・宮城内陸地震で国内最大級の地すべりを起こした荒砥沢地すべり地の現地調査ならびに土質資料の採取,室内試験等を行い,その荒砥沢地すべり地の3次元SPH解析を行った.SPH解析の減衰や時間積分法を改良することで解の安定性,精度を改善した.自然斜面の地震時破壊確率算定手法の研究として,1新潟県中越地震,兵庫県南部地震における斜面崩壊域の自治体から道路防災点検データおよび急傾斜地斜面カルテを入手した.2入手したデータ記載の湧水や表層の状態を説明変数として,斜面崩壊に影響の大きな要因分析を行った.3分析結果をもとに,新潟県中越地震,兵庫県南部地震における自然斜面の崩壊確率算定式を提案した.4岩手宮城内陸地震の強震動分布を推定した.斜面崩壊確率と土砂流動域の関係の調査として,1岩手宮城内陸地震で国内最大級の地すべりを起こした荒砥沢地すべり地の現地調査ならびに土質資料の採取,室内試験等を行った.2荒砥沢地すべり地の3次元解析モデルの構築を行った.地震動の推定精度の向上に関する研究として,2014年チリ北部地震(M8.2)の近地強震動観測データを用いて,エンベロップバックプロジェクション法による短周期地震動の放射特性を調べた.本研究の結果は海溝型巨大地震の強震動シミュレーションのための震源モデル構築のために使用できることを示した.土砂崩壊流動域の解析精度向上に関する研究として,Smoothed Particle Hydrodynamics(SPH)法を地盤構造物の崩壊挙動の数値シミュレーションに適用する際に用いる減衰について検討を行った.SPH法にレイリー減衰を導入し解析の安定化を図った.また,2008年に発生した荒砥沢地すべりを対象として,SPH法による再現解析を実施し,推定されている崩壊メカニズムを再現できることを確認した.・自然斜面における地震時崩壊土砂の流動規模の検討:1兵庫県南部地震の実斜面被害状態をもとにロジスティック回帰分析を行った.その際,説明変数はこれまでの地表面最大加速度(PGA),斜面勾配に地質を加えた.2兵庫県より入手した被害報告書ならびに査定結果を基に斜面カルテと同一地点で被害を受けた箇所を抽出し,土砂流動規模を推定した.31で得られた被害箇所の崩壊確率と2の被害規模の関係を調べることにより,崩壊確率と被害規模には正の相関があることを確かめた.・地震時大規模地すべりの評価手法の確立:1岩手宮城内陸地震で国内最大級の地すべりを起こした荒砥沢地すべり地点において追加の地盤調査,土試料,岩石の採取を行った.2採取した土試料および岩石の強度試験を実施した.3Smoothed Particle Hydrodynamics(SPH)を3次元に拡張した.4SPH法の解の安定化のために時間積分法を改良した.5擁壁と地盤材料との相互作用を考慮できる解析モデルの導入を行った.6当該地において常時微動観測を行い,地すべり地の振動特性を把握した.7微動観測に基づいて当該地の本震加速度を推定した.83次元SPH法に基づく自重解析により地すべりの再現解析を行った.・和歌山県を対象とした地震時の都市の孤立性評価:1和歌山県の道路防災点検データを資料請求に基づき入手した.(国道の情報提供に時間がかかり主要地方道のみで検討した)2内閣府の南海トラフの想定基盤地震動を基にPGA,PGVを算定した.3和歌山県南部の新宮市と古座川町三尾川間のネットワーク途絶に関して,斜面崩壊確率および崩壊規模を推定し,効率的な対策戦略の有効性を確認した.・地盤増幅率の検討:1横須賀の山地系において微動,地震観測,23次元FEM解析により地震応答解析,3地震観測記録及び地震応答解析結果を基に地盤増幅率の検討,を行った.SPH法の改良については,解の安定性,3次元化など計画以上の進展を図ることができた.また,斜面の地震時崩壊確率は,地質情報を説明変数に加えることにより,得られた評価式を全国の斜面に対して汎用的に適用できる可能性を残した.その他,地震の斜面被害事例,道路防災点検カルテ等のデータを着実に蓄積できている.一方,和歌山県の道路防災点検データが主要地方道については計画通り入手できたが,国道のデータ提供に時間がかかり,都市の孤立評価が限定的に行わざるを得なかった.また,道路防災点検データと工事記録,査定書を有する被災箇所の一致数が少なく,斜面崩壊確率と被害規模の評価式を提案するには至らなかった.熊本地震で発生した崩壊斜面を対象として重回帰分析により,崩壊斜面上の崩壊因子及び項目の推定式を提案した.推定式に用いた崩壊因子及び項目に関して,相関性,ばらつきの確認,検定,残差分析等を行い,信頼性を確認した.また,崩壊斜面の流動量と流動域に関して複数の関係性を見出した.2014年長野県神城断層地震における斜面の崩壊確率評価式を検討した.検討方法の概略として,本研究では平成8年より全国で作成されている防災カルテを用いて,斜面の地形や被覆状況を崩壊要因として評価式を導出した.

また,斜面の崩壊確率評価は,法面と自然斜面に分類して比較を行った.既往の研究では,勾配が斜面崩壊の因子として採用されることが多いが,本分析結果では,斜面の地形や被覆状況が斜面の崩壊に影響を与えることが示された.最後に,評価式を用いて緊急輸送道路の途絶確率を算出した.その結果,孤立性の高い4つの地域が示された.熊本県(県北,県央)を対象にロジスティック回帰分析により,斜面の崩壊確率評価式を検討した.実崩壊箇所とロジスティック回帰分析により求められた確率分布図を比較することにより,ロジスティック回帰分析による評価手法結果は実被害と整合しているといえることが確かめられた.ただし,岩手・宮城内陸地震(2008年)の実崩壊箇所と本手法で得られた崩壊確率評価式により求められた確率分布図を比較したが,整合した結果が得られず,さらに被害事例を集積,検討することが必要である.熊本地震の本震の破壊過程及び短周期地震動生成域を,強震記録を用いたバックプロジェクション法によって推定した.その結果,短周期地震動は破壊開始点の付近で強く放射され,長周期地震波形を用いて推定された主なすべり分布の発生域と大きく異なることが明らかとなった.(1)1995年兵庫県南部地震,2004年新潟県中越地震,2014年長野県神城断層地震,2016年熊本地震における斜面崩壊被害と道路防災点検データ等をもとに,地震時の斜面崩壊確率算定式を提案した.また,斜面崩壊確率と崩土流動域との関係を示した.さらに,崩壊確率算定式を和歌山県南部と長野県北部地域への適用を試み,孤立地域推定に対する有用性を示した.(2)岩手・宮城内陸地震で国内最大級の地すべりを起こした荒砥沢地すべり地の現地調査ならびに土質資料の採取,室内試験等を行い,その荒砥沢地すべり地の3次元SPH解析を行った.SPH解析の減衰や時間積分法を改良することで解の安定性,精度を改善した.研究実績の概要で示したように,当初の計画についてはほぼ完了しているうえに,地震動の評価手法,斜面安定の大変形地震応答解析の高精度化まで成果を挙げることができた.(1)4月14日,16日に熊本地震が発生し,本研究で懸念したような道路ネットワークの途絶,孤立集落が発生した.今年度は,熊本県の多数の斜面崩壊事例を基にして,斜面崩壊確率の精度向上を図る.そのため,14月16日の本震時のPGA,PGV分布を震源断層モデルに基づくハイブリッド強震動予測手法に基づいて算定する.2被害箇所の抽出を行う.土砂流動域に関する資料を収集する.3地質図,標高データ等を基にロジスティック回帰分析で斜面崩壊評価式を求める.4斜面崩壊確率と土砂流動域に関する関係を求める.(2)3次元SPH法は計算時間が膨大で,荒砥沢地すべりの地震応答解析は1ケース1月要した.本年は計算速度を大幅に向上させるよう解析アルゴリズムの検討を行う.(3)長野県を対象に地震時孤立集落発生に対する検討を行い,本研究課題である効果的・経済的な斜面防災戦略の有効性について検証する.地盤地震工学1自然斜面の地震時破壊確率算定手法の検証:平成26年度の自然斜面崩壊率算定式の妥当性を2008年岩手宮城内陸地震の実斜面被害状態で検証する.
網膜をモデルとした神経分化メカニズムの解明

網膜背側にはTbx5遺伝子が、腹側にはVax遺伝子が発現しており、背腹軸に沿った形態形成と網膜視蓋投射を調節している。しかし、Tbx5、Vaxの発現領域にはギャップが存在し、網膜上に連続した位置情報を持たせるには他の遺伝子の関与があることが示唆された。このギャップを埋める遺伝子があると考え、Tbx遺伝子群の解析を進めた結果、Tbx3、Tbx2遺伝子が網膜背側に異なった発現領域を示すことがわかった。そして、網膜背側からTbx5、Tbx3、Tbx2、Vaxの4つの領域に分かれることがわかり、網膜においてTbx codeが成立し、複数のTbx遺伝子の発現の組み合わせによって網膜上の連続した位置情報が作られていることが見いだされた。網膜視蓋投射の解析の目的で、レトロウイルスベクターを改良し、これにkaline phosphatase (ALP)遺伝子を組み込んで網膜に電気穿孔法で導入した。その結果効率よく視蓋表面の網膜神経節軸索をラベルし、可視化することに成功した。この方法を用いて、Tbx codeが実際に網膜背腹軸上の連続した位置情報を規定できるか検討した。Tbx5、Tbx3、Tbx2遺伝子を個別に強制発現した場合、導入した遺伝子に特異的な視蓋上の位置に正確に投射していることが確認された。これに伴って、EphrinB Eph遺伝子の発現パターンも変化し、Tbx codeが網膜の背腹軸に沿った位置情報を与え、視蓋への投射を調節していると考えられる。Tbx3、Tbx2、Tbx5遺伝子の上流にはBMP4が存在し、背腹軸に沿った濃度勾配を形成して、これがTbx codeを成立させていることも見いだされた。また、腹側に因子Vax遺伝子とも拮抗的に働いて居ることもわかった。網膜は、背腹軸に沿った形態形成を行い、また網膜神経節細胞軸索の中枢神経系(ニワトリでは中脳由来の視蓋)への投射も、同様に背腹軸に沿った位置情報をもとに規則正しく行われる。このようtopopraphicな神経投射が、網膜に結ばれた外界の映像を正確に脳へ伝達する基盤となる。したがって、網膜の背腹軸に沿った位置情報がどのようなメカニズムで構築されているのかを解明することは、きわめて重要な意味を持っており、本研究はその一端をTbx遺伝子の機能解析から明らかにすることを目的としている。これまでの研究から、網膜背側にはTbx5遺伝子が、腹側にはVax遺伝子が発現しており、背腹軸に沿った形態形成と網膜視蓋投射を調節していることがわかっている。しかし、その後の詳細な検討の結果、Tbx5、Vaxの発現領域にはギャップが存在し、網膜上に連続した位置情報を持たせるには、他の遺伝子の関与があることがわかってきた。本研究による詳細な解析の結果、Tbx3、Tbx2遺伝子が網膜背側に異なった発現を示すことを見いだした。網膜背側からTbx5、Tbx3、Tbx2、Vaxの4つの領域に分かれることがわかり、肢芽で見いだしたように、網膜にもTbx codeが成立しており、種々のTbx遺伝子の発現の組み合わせによって網膜上の連続した位置情報が作られ手いることが示唆された。網膜視蓋投射の解析は、従来DiIを網膜上に移植して、蛍光ラベルされた視蓋表面の軸索を観察することが行われてきた。しかし、この方法は技術的に煩雑で難しい。これを克服する目的で、レトロウイルスベクターを改良し、これにAlkaline phosphatase遺伝子を組み込んだ物を網膜に電気穿孔法で導入した。その結果、効率よく視蓋表面の網膜神経節軸索をラベルし、可視化することに成功した。その結果、Tbx5、Tbx3、Tbx2遺伝子を個別に強制発現した場合、導入した遺伝子に特異的な視蓋上の位置に正確に投射していることが確認された。このことから、網膜上にもTbx codeが存在し、3つの遺伝子の発現の組み合わせがtopographicな位置情報の決定に直接関与していると結論された。これは、Tbx遺伝子群の機能を類推する上できわめて重要で、他の組織、器官の形成にも通底する知見となった。

Tbx5、Tbx3、Tbx2遺伝子を個別に強制発現した場合、導入した遺伝子に特異的な視蓋上の位置に正確に投射していることが確認された。これに伴って、EphrinB Eph遺伝子の発現パターンも変化し、Tbx codeが網膜の背腹軸に沿った位置情報を与え、視蓋への投射を調節していると考えられる。Tbx3、Tbx2、Tbx5遺伝子の上流にはBMP4が存在し、背腹軸に沿った濃度勾配を形成して、これがTbx codeを成立させていることも見いだされた。また、腹側に因子Vax遺伝子とも拮抗的に働いて居ることもわかった。
氷海船舶の氷片密集水路航行時性能評価手法の確立

本研究は水槽試験において氷片の形状分布と密接度を定量的に把握する方法を開発し、また水路状態の船体抵抗に対する影響を評価し、水路抵抗の評価プロトコルを提案する。研究成果として、水路内ボイド率とせん断強度の計測手法を提案し、その妥当性を示した。また数値解析の氷片挙動を実験と一致させるには流れ場の与え方が重要であること、球形氷片を用いた数値解析で水路抵抗を定量的に評価できるが立方体氷片の割合が多いと過大評価すること、船速が低い場合に数値解析結果が実験結果とよく一致し実用面では有用だが、船速が大きいと数値解析は水路抵抗を過大評価することが分かった。本研究は、船舶が小氷片密集水路を航行するときの抵抗の評価手法を確立することを目的とする。これまでの主に模型実験に基づく解析手法には、水路状態の評価手法が確立していないために定量的把握が不十分であり、このため実験の再現性も乏しいこと、およびその水路状態が船体抵抗に対する影響が未解明であるという課題があった。研究代表者が開発してきた数値解析技術、及び研究分担者の持つ画像解析技術および氷厚計測技術とを応用し、氷片の形状分布および密接度を定量的に把握する方法を開発することと、数値解析及び模型実験により水路内氷片分布の船体抵抗に対する影響を評価することにより上記課題を克服し、最終的には水路内抵抗を評価するプロトコルを確立することを目標とする。平成24年度は、23年度に行った模型実験を数値的に再現することを目的とし、解析条件の検討等に取り組んだ。その結果、船体周りの流れ場を考慮した場合に、氷片運動が模型実験とほぼ一致することが分かった。また、実船船型での解析を可能とするため、船型を表現する格子が小さく、格子数が非常に多い場合の解析に取り組んだ。船体格子が氷片サイズよりも小さい場合に、船体と氷片との接触点が増加するなどの理由から氷片が船体に貼りつくことが分かり、これを避けるための格子サイズに関する知見を得た。上記の成果を基に、実船船型模型を用いた水槽実験データに対応した数値解析を実施した。その結果、水槽実験データを不確かさの範囲内でほぼ再現できることが分かり、解析手法が実船船型および模型氷を用いた実験にも対応できること、従って実船の性能解析に敷衍できる見通しを得た。模擬氷を用いた実験の継続のため、平成24年度は新たに立方体形状のポリプロピレン製模擬氷を導入し、その性質を調査した。模型実験は実施できず、25年度の課題として残っている。これまでの主に模型実験に基づく解析手法には、水路状態の評価手法が確立しておらず定量的把握が不十分であり、このため実験の再現性も乏しいこと、およびその水路状態が船体抵抗に及ぼす影響が未解明であるという課題があった。研究代表者が開発してきた数値解析技術、および研究分担者の持つ画像解析技術および氷厚計測技術とを応用し、氷片の形状分布および密接度を定量的に把握する方法を開発することと、数値解析と模型実験により水路内氷片分布の船体抵抗に対する影響を評価することにより上記課題を克服し、最終的には水路内抵抗を評価するプロトコルを確立することを目標とする。平成25年度は、24年度に引き続き実船船型模型を用いた水槽実験データに対応した数値解析を実施した。その結果、水路を構成する小氷片が1層のときには抵抗がよく一致するが、2層の場合は特に船速が大きいときに模型実験よりも抵抗を過大に評価することが分かった。また各氷片の体積を1/n、個数をn倍(n=24)にした解析を実施し、解析の妥当性を確認した。なお比較対象とした模型実験の傾向にも疑問があり、氷片の挙動を含めた詳細な観察、および各氷片に作用する力の把握が必要であることが示唆された。また24年度までに導入した球形および立方体の模擬氷を用い、小氷片密集状態での氷群打ち抜き試験(パンチスルーテスト)を実施した。これにより氷片が密集した状態での模擬氷の挙動、および摩擦の影響を調査した。

平成23年度は、任意密接度の水路モデル作成技術の開発、模擬氷による模型実験等に取り組んだ。水路モデル作成技術の開発では、はじめに密接度が高い水路を作成し、その後氷片を間引いてから物理ベースモデリングを適用して氷片運動を落ち着かせることにより、適当な密接度の水路モデルを作成できるようになった。これと同時に撃力ベース解析による接触力の解析にも取り組み、接触力の取り出しは容易になったが、氷荷重を過小評価する問題があることも分かった。模擬氷による模型実験においては、ポリプロピレン製の模擬氷を導入し、これを用いて海上技術安全研究所氷海試験水槽において模型実験を行った。その結果、模擬氷でも定性的には小氷片密集水路を再現できることが分かった。また、水路状態の画像データや船体抵抗を計測・取得した。画像データの解析及び船体抵抗の定量的な検討は23年度中には終了せず、24年度の課題として残っている。申請時の研究計画における「解析条件のパラメタサーベイ」が順調に進展し、実船船型での水槽試験データとの比較にも取り組むことができた。しかし平成24年度は実験施設の都合から、「模擬氷/模型氷を用いた3次元密接度の計測および模型船抵抗試験」が十分に進展したとは言えない。このため計画よりやや遅れていると判断した。現在までに実験施設の利用計画が決まり、24年度中にできなかった実験も含めて25年度中に実施する予定である。申請時の研究計画における「任意密接度のチャネルモデル作成技術の開発」は当初計画以上に進展しており、平成24年度以降に行う予定であった「解析条件のパラメタサーベイ」にも取り組みはじめている。また「船舶の性能評価の文献調査」も順調に進展している。「模擬氷によるチャネル密接度計測技術の開発」においてはデータの解析がまだ不十分である。これらの状況から、総合的にはおおむね順調に進展していると判断した。数値解析においては、実船船型データを用いた「解析条件のパラメタサーベイ」を継続する実験においては「模型氷を用いた3次元密接度の計測実験」および「模擬氷/模型氷を用いた3次元密接度の計測および模型船抵抗試験」に取り組む予定だが、平成23年度の実験成果から模型氷(水槽で製氷した氷)ではなく模擬氷(ポリプロピレン製)を用いた実験に切り換える。これらを総合し、「実験・解析手順の整理とルール化」に取り組む。数値解析においては、当初予定どおり「解析条件のパラメタサーベイ」に取り組む。実験においては「模型氷を用いた3次元密接度の計測実験」に取り組む予定だが、平成23年度の実験において、模型氷(水槽で製氷した氷。CD Ice)ではなく模擬氷(ポリプロピレン製)を用いた実験でも3次元密接度の計測実験に十分なデータを得られそうだとの感触を得ているため、模型氷を模擬氷に変更して実施することも検討する。他予算で導入した画像取得用カメラを本研究で利用できるため、当初計画していた画像取得用高解像度カメラの導入を見送り、水槽実験用消耗品を購入する。また多数の実験・解析データの取得が見込まれるので、謝金(解析補助者)を当初計画より多く出費する予定である。それ以外はおおむね申請時の計画通りに使用する予定である。平成23年度には予算の都合から当初導入予定だった画像取得用高解像度カメラを導入せず、そのぶんポリプロピレン製模擬氷を多数導入できた。
間歇的低酸素によるアディポカイン発現とその分子機構の解明

本研究は、睡眠時無呼吸症候群がインスリン抵抗性を引き起こす機構を明らかにするため、インスリン抵抗性をもたらす分子として注目を集めているアディポカインに着目している。申請書の研究計画に基づき、マウス前駆脂肪細胞3T3-L1の脂肪細胞への分化誘導を行い、非分化誘導及び分化誘導後の3T3-L1細胞、更にヒト脂肪細胞SW872について、専用の細胞培養装置を用いて間歇的低酸素(IH)条件下(1%O2・5%CO2の5分間の低酸素、21%O2・5%CO2の10分間の正常酸素を交互に繰り返す)におき、対照として通常酸素条件下に24時間曝露した。次に、IH曝露後、細胞からRNAを抽出し、逆転写したcDNAを鋳型に数種類のアディポカインや炎症性サイトカイン等について、IH曝露により影響を受ける遺伝子の探索をリアルタイムRT-PCR法にて行った。その結果、非分化誘導の3T3-L1細胞ではIH群で有意にCcl2 mRNA発現が増加、分化誘導後の3T3-L1細胞でIH群では有意にRetn (Resistin),TNFα,IL-6,Ccl2 (Mcp-1) mRNA発現が増加した。ヒトSW872細胞においてはIH群で有意にADIP発現が低下し、RETN, TNFα, CCL2 mRNA発現が増加した。更に、それぞれの脂肪細胞の培養上清を採取しておき、ELISA法を用いて遺伝子発現の変化がみられた遺伝子についてタンパク発現についても検討したところ、IH群でRETN, TNFα, CCL2が有意に上昇していた。以上から、SAS患者の脂肪細胞ではIHによって、RETN, TNFα, CCL2などのアディポカイン遺伝子発現の変化が起こり、インスリン抵抗性悪化を引き起こす可能性が考えられた。以上の成果について学会発表を行った。現在は申請書に基づく更なる実験計画及び学会発表、論文作成のための準備を行っている。現在までに、平成30年度における研究計画として申請書に記載した項目について、1.マウス前駆脂肪細胞3T3-L1の脂肪細胞への分化誘導を行い、それぞれの細胞を、専用の細胞培養装置を用いて間歇的低酸素(IH)条件下(1%O2・5%CO2の5分間の低酸素、21%O2・5%CO2の10分間の正常酸素を交互に繰り返す)におき、対照として通常酸素条件下に24時間曝露した。2.1.についてIH曝露後、細胞からRNAを抽出し、逆転写したcDNAを鋳型に数種類のアディポカインや炎症性サイトカイン等について(レプチン、アディポネクチン、RETN、UCP1、CCL2、TNFα、IL-6等)、候補となるものの遺伝子発現をリアルタイムRT-PCR法を用いて、IH曝露により影響を受ける遺伝子の探索を行った。3.2.に記載したとおりの遺伝子発現検索を行った後に、それぞれの脂肪細胞の培養上清を採取しておき、ELISA法を用いて遺伝子発現の変化がみられた遺伝子について蛋白質レベルでの発現についても検討した。上記研究の結果、非分化誘導の3T3-L1細胞ではIH群で有意にCcl2 mRNA発現が増加、分化誘導後の3T3-L1細胞でIH群では有意にRetn,TNFα,IL-6,Ccl2 mRNA発現が増加した。ヒトSW872細胞においてIH群で有意にADIP発現が低下し、RESISTIN(RETN), TNFα, CCL2 mRNA発現が増加した。以上は申請書に記載した研究計画に基づいた研究の進行であり、また研究成果に基づいて学会発表を行った。以上より、進歩状況について(2)おおむね順調に進展している、と報告する。今後について、申請書に記載した研究計画に基づき引き続き研究を進める予定である。すなわち、IH曝露により影響を受けたアディポカイン遺伝子の転写調節機構の解明を行う。具体的には、4.IH曝露により発現が有意に上昇したRETN, TNFα, CCL2について、種々の長さのプロモーター領域を単離し、ルシフェラーゼなどのレポーター遺伝子を持つプラスミドに挿入する。このプラスミドをマウスまたはヒト脂肪細胞に導入してIH曝露を行い、転写活性を測定し、IH曝露により転写活性が影響を受けるシス領域を同定する。シス領域が同定できた場合、絞り込んだプロモーター領域に結合する転写調節因子をin silico解析により探索する。次に、RETN, TNFα, CCL2の転写調節因子結合配列に変異を導入したプロモーター解析用プラスミドを作成し、4と同様にレポーター解析を行い、転写調節因子を同定する。脂肪細胞の転写調節因子をsiRNAによりノックダウンした後、IH曝露を行い、細胞からRNAを抽出し、RETN, TNFα, CCL2遺伝子発現をリアルタイムRT-PCRで確認する。シス領域が同定できなかった場合、転写後調節の可能性についても検討する。その一つにmicroRNA(miR)の関与が挙げられる。RETN, TNFα, CCL2 mRNAと相補性を有するmiRをin silicoで検索する。IH曝露後の脂肪細胞からターゲットとなるmiR及び、miRの合成に関与するDROSHAやDICERについてもmRNAを抽出し、リアルタイムRT-PCRで測定する。miR mimicあるいはmiR inhibitorの導入により、IH群で観察されたRETN, TNFα, CCL2 mRNA発現量の変化が生じるかどうかについて検討する。以上について研究を行い、研究成果について学会発表及び論文作成を行う予定である。

本研究は、睡眠時無呼吸症候群がインスリン抵抗性を引き起こす機構を明らかにするため、インスリン抵抗性をもたらす分子として注目を集めているアディポカインに着目している。申請書の研究計画に基づき、マウス前駆脂肪細胞3T3-L1の脂肪細胞への分化誘導を行い、非分化誘導及び分化誘導後の3T3-L1細胞、更にヒト脂肪細胞SW872について、専用の細胞培養装置を用いて間歇的低酸素(IH)条件下(1%O2・5%CO2の5分間の低酸素、21%O2・5%CO2の10分間の正常酸素を交互に繰り返す)におき、対照として通常酸素条件下に24時間曝露した。次に、IH曝露後、細胞からRNAを抽出し、逆転写したcDNAを鋳型に数種類のアディポカインや炎症性サイトカイン等について、IH曝露により影響を受ける遺伝子の探索をリアルタイムRT-PCR法にて行った。その結果、非分化誘導の3T3-L1細胞ではIH群で有意にCcl2 mRNA発現が増加、分化誘導後の3T3-L1細胞でIH群では有意にRetn (Resistin),TNFα,IL-6,Ccl2 (Mcp-1) mRNA発現が増加した。ヒトSW872細胞においてはIH群で有意にADIP発現が低下し、RETN, TNFα, CCL2 mRNA発現が増加した。更に、それぞれの脂肪細胞の培養上清を採取しておき、ELISA法を用いて遺伝子発現の変化がみられた遺伝子についてタンパク発現についても検討したところ、IH群でRETN, TNFα, CCL2が有意に上昇していた。以上から、SAS患者の脂肪細胞ではIHによって、RETN, TNFα, CCL2などのアディポカイン遺伝子発現の変化が起こり、インスリン抵抗性悪化を引き起こす可能性が考えられた。以上の成果について学会発表を行った。現在は申請書に基づく更なる実験計画及び学会発表、論文作成のための準備を行っている。現在までに、平成30年度における研究計画として申請書に記載した項目について、1.マウス前駆脂肪細胞3T3-L1の脂肪細胞への分化誘導を行い、それぞれの細胞を、専用の細胞培養装置を用いて間歇的低酸素(IH)条件下(1%O2・5%CO2の5分間の低酸素、21%O2・5%CO2の10分間の正常酸素を交互に繰り返す)におき、対照として通常酸素条件下に24時間曝露した。2.1.についてIH曝露後、細胞からRNAを抽出し、逆転写したcDNAを鋳型に数種類のアディポカインや炎症性サイトカイン等について(レプチン、アディポネクチン、RETN、UCP1、CCL2、TNFα、IL-6等)、候補となるものの遺伝子発現をリアルタイムRT-PCR法を用いて、IH曝露により影響を受ける遺伝子の探索を行った。3.2.に記載したとおりの遺伝子発現検索を行った後に、それぞれの脂肪細胞の培養上清を採取しておき、ELISA法を用いて遺伝子発現の変化がみられた遺伝子について蛋白質レベルでの発現についても検討した。上記研究の結果、非分化誘導の3T3-L1細胞ではIH群で有意にCcl2 mRNA発現が増加、分化誘導後の3T3-L1細胞でIH群では有意にRetn,TNFα,IL-6,Ccl2 mRNA発現が増加した。