hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
水素－ヘテロ原子結合を起点とする不活性結合の活性化

従来、位置選択的にC-H結合を活性化するために、金属に配位するヘテロ原子(Lewis塩基)をもつ配向基(directing group)を使い、配位不飽和な遷移金属活性種を目的のC-H結合に近づける手法が主に用いられてきた。我々は2010年に、ケイ素ー水素結合の活性化を利用する新しいシラフルオレンの合成を報告した。この反応も元に研究を進め、本年は以下の結果を得た。(1)スピロシラビフルオレンの不斉合成:軸性キラリティーをもつスピロシラビフルオレンの不斉合成を、[RhCl(cod)]2にキラルなリン配位子を種々添加して検討した結果、(R)-BINAPを用いたときにS体のスピロシラビフルオレンが収率91%、81% eeで得られることを見いだした。スピロ型の四級ケイ素を有する化合物の不斉合成の例は少ないが、本反応は炭素とスピロ中心のケイ素原子との結合を一挙に二つ構築している。(2) sp3炭素ー水素結合の活性化:分子内反応ではあるが、sp3炭素ー水素結合の活性化が近傍にあるケイ素ー水素結合の活性化を利用しておこなえることを見いだした。反応により、ケイ素を含む5員環が生成した。とくにこの反応は、収率は高くはないが、末端ではなく内部炭素のCーH結合でも進行することがわかった。(3) 2-フェニルピリジンのオルト位選択的ホウ素化反応:ホウ素原子はLewis酸性を有している。ホウ素にLewis塩基性配向基を配位させたあとBーH結合のパラジウムへの酸化的付加をおこない、活性種(B-Pd-H)を目的のCーH結合の近傍で発生させた。その結果、ホウ素化合物として9-BBNを用いると、ピリジル基のオルト位にホウ素が導入できることがわかった。24年度が最終年度であるため、記入しない。C-H結合活性化においては、その活性化が難しいだけではなく、数多くあるC-H結合において目的のC-Hだけを活性化する位置選択性が重要となる。これまでは金属に配位するヘテロ原子(Lewis塩基)をもつ配向基を使い、配位不飽和な遷移金属活性種を目的のC-H結合に近づける手法がおもに用いられてきた。2010年に我々は新しいシラフルオレン合成を報告した.この反応はヘテロ原子-水素結合を活性化し、それを起点として炭素-ヘテロ結合を形成した。最初にケイ素-水素がWilkinson触媒に酸化的付加し、生じた反応活性種Si-Rh-Hが分子内のC-H結合と、σ結合メタセシスあるいは挿入をおこし、脱水素とともにケイ素-炭素結合が生成している。適切な位置にヘテロ元素-水素結合を置いて発生する金属活性種を近づけ、C-H結合の活性化をおこなうこの反応は、位置選択的な結合活性化における突破口となる。本研究では、この概念を利用して新反応を開発し、また、この反応を不斉合成に応用した。(1)2010年の反応を分子内で2回おこなうとスピロシラビフルオレンが生成する。キラルなリン配位子を用い、軸性キラリティーを有するスピロシラビフルオレンを合成した。反応では、Wilkinson錯体に代え、[RhCl(cod)]_2にキラルなリン配位子(R)-BINAPを添加した。スピロ型の四級ケイ素を有する化合物の不斉合成の例は少ない。この反応ではスピロの中心原子と炭素との結合を一挙に二つ構築している。なお、生成物の立体化学は、キラルHPLCで分離したあと、単結晶X線構造解析により決定した。(2)ビフェニル基を有するヒドロホスフィンオキシドをパラジウム(II)触媒存在下に加熱すると、ホスファフルオレン誘導体が得られることを見いだした。本反応もP-H結合およびC-H結合活性化による脱水素を伴なう反応である。従来、この化合物はジブロモビフェニルをジリチオ化することで得られるジリチオビフェニルに対応するリンの塩化物を作用させ、水で後処理することで合成していた。この反応はパラジウム(0)錯体でも進行した。(2) sp3炭素ー水素結合の活性化:

分子内反応ではあるが、sp3炭素ー水素結合の活性化が近傍にあるケイ素ー水素結合の活性化を利用しておこなえることを見いだした。反応により、ケイ素を含む5員環が生成した。とくにこの反応は、収率は高くはないが、末端ではなく内部炭素のCーH結合でも進行することがわかった。(3) 2-フェニルピリジンのオルト位選択的ホウ素化反応:ホウ素原子はLewis酸性を有している。ホウ素にLewis塩基性配向基を配位させたあとBーH結合のパラジウムへの酸化的付加をおこない、活性種(B-Pd-H)を目的のCーH結合の近傍で発生させた。その結果、ホウ素化合物として9-BBNを用いると、ピリジル基のオルト位にホウ素が導入できることがわかった。24年度が最終年度であるため、記入しない。スピロシラビフルオレンや光学活性なリン化合物の合成や光学分割をおこなうだけではなく、単結晶を作成し、X線による結晶構造解析をおこなうことができた。また、新しいオルト位ホウ素化反応を開発した。これらの研究を2012年3月末におこなわれた日本化学会第92春季年会で発表した。競争の激しい分野なので、研究を着実に進めていく予定である。とくに新しいオルト位ホウ素化反応とC(sp^3)-H結合の活性化については、できるだけ早く論文としてまとめることが必要となっている。
トリインフルエンザにおける抗核蛋白抗体の迅速検出法の確立

鶏インフルエンザウイルス(AIV)感染に伴って産生される抗S抗体の簡便な検出法の確立を目的として研究を行い,本年度は以下の成果が得られた.1.各種のAIVに対する抗血清の作成2.IVのS抗原(核蛋白)の精製法の検討超遠心法で精製したIV浮遊液, IV感染発育鶏卵漿尿膜の20%乳剤及び初代培養鶏腎,継代犬腎(MDCK)又は豚胎児腎(ESK)細胞の各々5%乳剤の3方法で調整した5材料から,超遠心法及びゲル濾過法でS抗原の精製を試みた.その結果,精製IV粒子を破壊して得たS抗原は夾雑蛋白は少なく,寒天ゲル内沈降(AGP)反応性がよく良質であったが収量が少なかった.漿尿膜S抗原は夾雑蛋白が多く,抗原価も低かった.培養細胞由来S抗原は夾雑物が比較的少なく,抗原価が高く反応も明瞭で, 3方法の中で最良であった.この性状はPAGEによって確認された.3.S抗原に対する抗体(抗S抗体)検出法の検討培養細胞由来のS抗原を供試して,抗血清中の抗S抗体を免疫方法との関連においてAGP及びELISA法によって検索した.その結果,抗SAGP抗体はAIV感染鶏ではHI抗体価64倍以上の個体は全例陽性であったが,非精製不活化IV接種鶏ではHI抗体価512倍の個体でも陰性であった.しかし, IV粒子が破壊されるような条件で精製した不活化IV接種鶏では抗SAGP抗体が産生された. ELISA法による抗S抗体検出法は特異性に問題があった.次年度では抗S抗体産生と免疫法及びELISA法について詳細に検討し,本症診断上の意義づけを行う.鶏インフルエンザウイルス(AIV)感染に伴って産生される抗S抗体の簡便な検出法の確立を目的として研究を行い,本年度は以下の成果が得られた.1.各種のAIVに対する抗血清の作成2.IVのS抗原(核蛋白)の精製法の検討超遠心法で精製したIV浮遊液, IV感染発育鶏卵漿尿膜の20%乳剤及び初代培養鶏腎,継代犬腎(MDCK)又は豚胎児腎(ESK)細胞の各々5%乳剤の3方法で調整した5材料から,超遠心法及びゲル濾過法でS抗原の精製を試みた.その結果,精製IV粒子を破壊して得たS抗原は夾雑蛋白は少なく,寒天ゲル内沈降(AGP)反応性がよく良質であったが収量が少なかった.漿尿膜S抗原は夾雑蛋白が多く,抗原価も低かった.培養細胞由来S抗原は夾雑物が比較的少なく,抗原価が高く反応も明瞭で, 3方法の中で最良であった.この性状はPAGEによって確認された.3.S抗原に対する抗体(抗S抗体)検出法の検討培養細胞由来のS抗原を供試して,抗血清中の抗S抗体を免疫方法との関連においてAGP及びELISA法によって検索した.その結果,抗SAGP抗体はAIV感染鶏ではHI抗体価64倍以上の個体は全例陽性であったが,非精製不活化IV接種鶏ではHI抗体価512倍の個体でも陰性であった.しかし, IV粒子が破壊されるような条件で精製した不活化IV接種鶏では抗SAGP抗体が産生された. ELISA法による抗S抗体検出法は特異性に問題があった.次年度では抗S抗体産生と免疫法及びELISA法について詳細に検討し,本症診断上の意義づけを行う.
銅酸化物高温超伝導体の異常金属相に関する変分的研究

銅酸化物高温超伝導体の相図中で、超伝導相の高温側に位置する異常金属相に於いて発見された擬スピンギャップの出現機構を探ることを目標として、その基礎固めの為に今年度は、(1)基底状態の相図と超伝導相のペアリング対称性をRVB型超伝導関数などを用いて詳しく調べた。(2)更に、スピンギャップの性質を系統的に理解するために、ギャップレスからスピンギャップ状態への転移が存在する一次元系J-J'モデルの励起スペクトルを厳密対角化法とリカ-ジョン法などを併用して詳細に調べた。以下主要な結果を項目毎に述べる。(1)二次元t-Jモデルとそれに補正項が加わった場合を考えた。基底状態の相図は、高温超伝導に対応するパラメーター領域でd波の超伝導状態が広く存在し、Jの大きな領域には相分離、低濃度領域にはs波の領域が存在する。またJが小さく電子密度もそれ程大きくない領域ではほぼ金属的である。超伝導の対称性については、s波とd波の混合(実及び複素)を考慮したが、高電子密度でこれらの状態が安定化することは無く、常に安定なの対称性はd波であった。以上の結果は、3サイト(補正)項を導入しても基本的には変化しない。(2)一次元J-J'モデルのスピン励起スペクトルは、ギャップの有無に対する転移点J'/J=0.2411の両側で、ギャップの有無以外の特徴も随分異なる。ギャップレスの領域は基本的にハイゼンベルクモデルと類似して、正弦(或いは二次)曲線の間に主要な連続スペクトルが広がるが、ギャップのある領域では、波数qを固定したときの動的構造因子S (q, ω)がωの単調減少関数にはならず、またq=π/2近傍で孤立モードが出現する。これの特徴は無機スピンパイエルス物質であるCuGeO3の中性子非弾性散乱スペクトルと符合し、この物質ではJ'によるフラストレーションがかなり大きなことが解った。
災害時における市民エージェント間の連携の変動過程ーネットワーク組織を事例に

本研究は、災害時における組織間の「連携」のプロセスに注目し、「連携」の関連組織の資源、活動領域、意識などの変動を捉えることによって、より強靭な復興のための連携活動のあり方を明らかにすることを目的とする。平成30年度は、主に以下の三点を行った。1)熊本地震を機に立ち上げられたネットワーク組織において重点的な調査を行い、調査対象を広げ(構成団体と支援を受ける被災者)、詳細な事例検討を行った。その結果、災害時の創発的な課題にあえて取り組む草の根的な地元支援団体の活動動機や、地震前の組織基盤状況と活動領域を明らかにし、多様な視角からネットワーク内の人間関係の機敏を捉えることができた。さらに旧来の地域ネットワークと、地震を機に形成した新しい広域ネットワークとの相互作用を検討した。2)ネットワーク組織を含んだ複数の支援組織、支援を受ける被災者へのインタビュー調査を通して、異なるネットワーク組織が交代して災害のフェーズごとの課題に対応する機能が必ずしも十分に備わっていないことがわかった。また、生活再建の準備段階にとどまるボランタリー活動の持続性と専門性の不足を指摘できる。したがって「見守り支援」にとどまらず多様な主体と連携し、生活再建支援の制度や法律を活用するケースマネジメントが求められる。このような動きは今後の災害支援の分野において重要視されていくと考えられる。3)熊本地震、九州北部豪雨、西日本豪雨の仮設入居者の中で、みなし仮設入居者が圧倒的に多数を占めるにもかかわらず、プレハブ仮設に比べて支援のノウハウが顕在化してこなかったゆえに十分な支援を得られないという声が、上記3つの被災地での調査を通して多く聞かれた。このような「相対的剥奪」という状況に置かれている被災者は創発的、多問題的な課題を抱えており、それに対する支援として、多様な主体による連携型支援と直接支援が有効であることが示唆された。前期は、調査対象である多岐にわたる個人や団体とのネットワーク構築を行い、インタビュー調査と参与観察を計画的に実施することができた。また得られたデータについてはこれまでのデータと整合し、分析・考察を進め、それぞれ研究成果にまとめることができた(学会発表:査読有2・無1、論文投稿:査読有1)。加えて、学会発表や査読のプロセスでは、ほかの研究者や実践者から貴重なフィードバックを得られた。それに基づき来年度以降の研究に向けた計画や理論枠組みを練り直すことができた。後期は大阪北部地震、台風21号災害、平成30年7月豪雨災害が立て続き発生した。中でも北部地震の際に避難所やボランティアセンターで情報収集をし、これまでの調査で十分考慮できなかった初動段階の貴重なデータを入手することができた。また本研究の対象でもある多様な連携会議に参加したうえで当事者として多様な支援者と情報や意見を交換した。加えて熊本地震の支援活動が収束し、平常時に移行する重要な時期にフィールドへ定期的に通うことができたことによって、データの連続性を維持できた。熊本におけるネットワーク組織の事例研究を継続する。加えてみなし仮設、在宅被災者支援を行っている類似の組織について、宮城県石巻市、岡山県倉敷市、福岡県朝倉市などの地域での取り組みとの比較も視野に入れている。これについても平成30年度の調査と併せて学会で報告し、論文化する予定である。また平常時のケアマネジメントや多職種連携など、理論的な側面を強化するとともに、最新の理論についても国内外で摂取するように心がける。

また得られたデータについてはこれまでのデータと整合し、分析・考察を進め、それぞれ研究成果にまとめることができた(学会発表:査読有2・無1、論文投稿:査読有1)。加えて、学会発表や査読のプロセスでは、ほかの研究者や実践者から貴重なフィードバックを得られた。それに基づき来年度以降の研究に向けた計画や理論枠組みを練り直すことができた。後期は大阪北部地震、台風21号災害、平成30年7月豪雨災害が立て続き発生した。中でも北部地震の際に避難所やボランティアセンターで情報収集をし、これまでの調査で十分考慮できなかった初動段階の貴重なデータを入手することができた。また本研究の対象でもある多様な連携会議に参加したうえで当事者として多様な支援者と情報や意見を交換した。加えて熊本地震の支援活動が収束し、平常時に移行する重要な時期にフィールドへ定期的に通うことができたことによって、データの連続性を維持できた。熊本におけるネットワーク組織の事例研究を継続する。加えてみなし仮設、在宅被災者支援を行っている類似の組織について、宮城県石巻市、岡山県倉敷市、福岡県朝倉市などの地域での取り組みとの比較も視野に入れている。これについても平成30年度の調査と併せて学会で報告し、論文化する予定である。また平常時のケアマネジメントや多職種連携など、理論的な側面を強化するとともに、最新の理論についても国内外で摂取するように心がける。
テラピアの抗精子抗体の同定と応用

1.ナイルテラピア(Oreochromis niloticus)の精子を抗原として発現させた抗体はテラピアの精子に高度に特異的で自己抗原と同定された6種類を含む15種類の精子原形質膜構成蛋白を表面抗原として認識した。これらの精子特異抗原は精巣血液関門が確立される精子変態末期に出現した。2.成熟魚の精巣の外科的部分切除により自己の精子を体腔内に滲出させ、細胞性および液性の自己免疫反応を誘導できた。この際にフロインド完全アジュバント(FCA)を併用すると精巣の組織病理学的変化が増強されたが、その変化は輸精管系に限定されていた。3.抗精子抗体の大量生産のための予備試験として、ウシ血清アルブミン(BSA)に対するテラピアの抗体の特性を分析し、テラピアの抗体がこの抗原に強い親和性を示し、その抗体がIgMとして特性のみを持つことを確かめた。テラピアにBSA+FCAを腹腔注射して得た抗血清によるBSAの強い沈殿が広範囲にわたって検出された。この沈殿にはIgMのみが関与していた。またこの抗体の抗原結合性が極めて高いことが確認された。4.精巣物質により免疫された雄魚には、精子の凝集化と運動能低下を伴う受精能の顕著な減退がみられた。処理魚の血清から抗テラピア精子自己抗体を分離精製し、新たに考案したテラピア用人工精漿に抗体を加えて、その液で精子を一定時間処理した。結果として抗精子自己抗体により被覆された精子は受精能を顕著に低下させた。テラピア精巣に対する自己免疫誘導により生じた抗精子自己抗体は血液精巣関門の崩壊に伴って精巣内腔に侵入し、受精に関与するとみられる精子表面抗原と結合して精子の受精機能を阻害すると共に、精子凝集、セルトリ細胞の食細胞作用の活性化などの変化をも導くと結論された。1.ナイルテラピア<Oreochromis>___ー<niloticus>___ーの成熟精巣から得た精子原形質膜を超音波処理と庶糖濃度勾配遠心により分離した。得られたバンドのうち2本がミトコンドリア酵素の活性を持たない小胞状の膜成分より成ることを電顕観察により確認し、ELISA法により、それらが抗テラピア精子抗体にきわめて高い結合をみせることを確かめた。薄層クロマトグラフィ-によると、この精子膜には3種類のガングリオシドと3種類の中性糖脂質が存在したがSGG型のスルファチドはなかった。また精子膜タンパクの二次元電気泳動により60種類以上のペプチドを同定でき、うち9種類の主要ペプチドはサクラマスの精子膜成分と共通するとみられた。2.抗体吸収検定によると、抗テラピア精子抗体に対する抗原は精子に高度に特異的にであった。分離精子膜の免疫吸着により少なくとも15種類の膜タンパクが表面抗原として認識され、うち6種類が自己抗原であることが実証された。免疫組織化学的には、この精子特異抗原の出現段階は血液精巣関門の形成段階と一致していた。3.成熟魚の精巣の部分摘除によって自己の生殖細胞を体腔内に滲出させ、液性および細胞性の自己免疫反応を誘導できた。この際に完全フロインドアジュバントを併用すると、血清の精子凝集力値には変化がなかったが組織病理学的変化は増強された。しかしながら、この反応は輸精小管および輸精管に限定されていた。4.抗精子抗体の大量生産のための予備試験として、ウシ血清アルブミンに対する抗体の特性を調べ、テラピアの抗体が抗原に強い結合親和性を示し、その抗体がIgMとしての特性のみを持つことを確かめた。

5.抗精子抗体で被覆したテラピア精子による受精試験は、人工受精法の検討をほぼ終えて、繁殖盛期におけっる試験の実施に向けて準備中である。1.ナイルテラピア(Oreochrmois niloticus)の精子を抗原として発現させた抗体はテラピアの精子に高度に特異的で、自己抗原と同定された6種類を含む15種類の精子原形質膜構成蛋白を表面抗原として認識した。これらの精子特異抗原は精巣血液関門が確立される精子変態末期に出現した。2.成熟魚の精巣の外科的部分切除により自己の精子を体腔内に滲出させ、細胞性および液性の自己免疫反応を誘導できた。この際にフロインド完全アジュバント(FCA)を併用すると精巣の組織病理学的変化が増強されたが、その変化は輸精管系に限定されていた。3.抗精子体の大量生産のための予備試験として、ウシ血清アルブミン(BSA)に対するテラピアの抗体の特性を分析し、テラピアの抗体がこの抗原に強い親和性を示し、その抗体がIgMとしての特性のみを持つことを確かめた。テラピアにBSA+FCAを腹腔内注射して得た抗血清によるBSAの強い沈殿が広範囲にわたって検出された。この沈殿にはIgMのみが関与していた。またこの抗体の抗原結合性が極めて高いことが確認された。4.精巣物質により免疫された雄魚には、精子の凝集化と運動能低下を伴う受精能の顕著な減退がみられた。処理魚の血清から抗テラピア精子自己抗体を分離精製し、新たに考案したテラピア用人工精漿に抗体を加えて、その液で精子を一定時間処理した。結果として抗精子自己抗体より被覆された精子は受精能を顕著に低下させた。テラピア精巣に対する自己免疫誘導により生じた抗精子自己抗体は血液精巣関門の崩壊に伴って精巣内腔に侵入し、受精に関与するとみられる精子表面抗原と結合して精子の受精機能を阻害すると共に、精子凝集、セルトリ細胞の食細胞作用の活性化などの変化をも導くと結論された。
外傷性脳損傷後遺症の包括的理解－４つの症候群としての検討－

平成29年度から平成30年度にかけて、100名の外傷性脳損傷症例について、3TMRI画像の取得と神経心理検査の施行を行った。4つの症候群としての理解のうち、脳梁をシードとした白質テンソル画像を利用したconnectome研究については終了し、発表を行った。また、脳幹についてもすでに検討はほぼ終了しており、結果をまとめる段階となっている。脳幹体積については、慢性期の外傷性脳損傷とくにび漫性軸索損傷者において、中脳を中心とした体積低下を認める結果であり、急性期の重症度指標である外傷後健忘期間とも相関を認める結果であった。今後、睡眠の指標、あるいは疲労の指標などを含め、臨床症状、神経心理検査との関連を検討していく予定としている。7TMRIの利用については準備がほぼ終了し、今後撮像を開始する予定となっている。3TMRIのデータでは、大脳皮質・皮質下の境界領域損傷についての描出が不完全で、統計的に有意な結果が出なかったため、7TMRIを用いて構造画像を撮像し、3TMRIで行ったのと同様の手法を用いて、結果を得られないか検討を行う。VSLMについては、粗大な損傷部位のマスク作成がネックであったが、この点についてはほぼ解決策を見出したため、今後半自動解析法に乗せ、各種神経心理検査データとの関連について検討を行っていく。現在までに、3TMRIのデータの取得、臨床症状・神経心理検査データの取得については100名のデータを取得し、順調に進んでいる。一方で7TMRIについては、すでに撮像の準備は整えたものの、データの取得はこれから行う予定となっている。想定している外傷性脳損傷に寄与する4つの病態のうち、2つについてはすでに検討を終了しており、あと2つについては検討するための準備が終了している状態で、おおむね順調に進展していると判断した。京都大学で研究用に利用していた3TMRIが平成30年度末で廃棄となり、3TMRIについては新しいデータの蓄積は今後行わない。現在までに蓄積した100例のデータについて、VLSMあるいはresting state fMRI、トラクトグラフィーの各手法を用いて、解析を行っていく。一方で、7TMRIについては、今後データの取得を開始する。まずは、3TMRIデータとの比較を行い、3TMRIでは得られない情報があるのか比較検討を行う。そのうえで、皮質・皮質下境界領域の微細損傷についての検討を行う。また、3TMRIデータにて予備的におこなった、resting state fMRIデータを利用した血流解析についても7TMRI画像を用いて同様に検討を行う。最終年度において、びまん性軸索損傷例を中心に7TMRIデータを20例取得することを目指す。本年度は、現在までに蓄積してきたMRI画像の主に脳幹についての解析を行ってきた。脳損傷群のうち、び漫性軸索損傷群20名と健常被験者60名について、脳幹体積の比較をFreeSufer6.0を用いて比較検討を行った。体積比較を行う際に、intracranial volume(ICV)による補正をどのように行うか検討し、健常被験者から推定されるICVからの脳幹体積推定式を決定し、その数式を用いて、び漫性軸索損傷群について本来の脳幹体積推定値を算出。実際に測定された脳幹体積値との差を脳幹萎縮体積として用いた。現在までのところ、この推定値と臨床上えられた急性期の外傷後健忘期間(duration of post-traumatic amnesia)との相関を検討しているが、全脳幹体積および橋、中脳体積とは、非常に強い相関を認めている。全脳幹体積との相関は、ピアソンのrが-0.578、p-value0.008であり、外傷後の健忘期間が長いほど、慢性期における脳幹体積の萎縮が強いことが分かる。つまり、慢性期における脳幹体積は、少なくとも急性期における意識障害を推測する指標として優れていることが示唆された。また、このような検討をする中で、脳幹体積とGCSスコアとの相関についても検討を行ったが、外傷後健忘期間の結果と比較しおおむね同じ傾向を認めたものの、ピアソンのrについては、より低い値しか得られなかった。このことからは、外傷後健忘期間のような分散の大きい数値を用いるほうがより正確に脳損傷の重症度を検討できる可能性が示唆された。4つの症候群としての理解のうち、脳幹についてはかなり解析が進んでいる。脳梁膨大部の検討についても、課題施行時のfMRIはまだ行えていないが、安静時の解析は進んでいる。局所脳損傷例については、解析はまだ不十分だが、症例数の蓄積は予定通り行っている。7TMRIによる脳表の評価のみまだ画像の蓄積ができていないが、3年計画の1年目としては、おおむね順調に進んでいると思われる。

7TMRIの利用については準備がほぼ終了し、今後撮像を開始する予定となっている。3TMRIのデータでは、大脳皮質・皮質下の境界領域損傷についての描出が不完全で、統計的に有意な結果が出なかったため、7TMRIを用いて構造画像を撮像し、3TMRIで行ったのと同様の手法を用いて、結果を得られないか検討を行う。VSLMについては、粗大な損傷部位のマスク作成がネックであったが、この点についてはほぼ解決策を見出したため、今後半自動解析法に乗せ、各種神経心理検査データとの関連について検討を行っていく。現在までに、3TMRIのデータの取得、臨床症状・神経心理検査データの取得については100名のデータを取得し、順調に進んでいる。一方で7TMRIについては、すでに撮像の準備は整えたものの、データの取得はこれから行う予定となっている。想定している外傷性脳損傷に寄与する4つの病態のうち、2つについてはすでに検討を終了しており、あと2つについては検討するための準備が終了している状態で、おおむね順調に進展していると判断した。今後も症例のデータの集積を引き続き行っていく。7TMRIについては、すでに倫理委員会に提出する計画書を作成しており、近々データの集積を始めることが可能となる予定である。また、主に外傷性脳損傷では、経過中にアミロイドやタウ蛋白の沈着が脳内に生じることが最近わかってきており、MRIデータに加え、PETデータについても、滋賀県成人病センター、放射線医学総合研究所との協力を得て、データを蓄積することとした。なお、それにあたりかかる費用は現在のところ被験者への謝金のみであり、研究費用の使用用途として大きな変更は生じない。京都大学で研究用に利用していた3TMRIが平成30年度末で廃棄となり、3TMRIについては新しいデータの蓄積は今後行わない。現在までに蓄積した100例のデータについて、VLSMあるいはresting state fMRI、トラクトグラフィーの各手法を用いて、解析を行っていく。一方で、7TMRIについては、今後データの取得を開始する。まずは、3TMRIデータとの比較を行い、3TMRIでは得られない情報があるのか比較検討を行う。そのうえで、皮質・皮質下境界領域の微細損傷についての検討を行う。また、3TMRIデータにて予備的におこなった、resting state fMRIデータを利用した血流解析についても7TMRI画像を用いて同様に検討を行う。最終年度において、びまん性軸索損傷例を中心に7TMRIデータを20例取得することを目指す。2017年度については、主にマンパワーなどの関係から、すでに取得したデータを解析することに時間を費やした。結果として、予算を使用する必要がなかった。2018年度には、7TMRIの撮像が開始になり、その解析用の機器なども必要になること、すでに2017年度後半から、新たな被験者に対して同意を取得してきていることから、2017年度分も含めた予算を執行していく予定となっている。7TMRIを本来であれば今年度から使用していく予定にしていたが、7TMRIの基礎的データの取得に時間がかかっており、研究への応用が本年6月ぐらいからの見込みとなっている。したがって、そのための金額について令和元年に回す形とした。
体積力法逆解析による3次元表面き裂のオンライン測定システムの開発

本研究は,物体表面より測定されたひずみ情報に基づき,体積力法を援用した逆問題数値解析を施すことにより,構造物中に存在するき裂等の欠陥の位置および寸法をオンラインで計測できるシステムの開発を目的としている.これまでの研究において,き裂位置,傾斜核,き裂深さが未知である2次元斜め縁き裂ならびにき裂位置,き裂表面長さ,き裂深さが未知である3次元半だ円表面き裂の同定問題の解析を行い,未知パラメタが精度良く同定できるスキームの開発に成功している.開発した効率的同定解析プログラムは、汎用ワークステイションによりデータ入力後約1分程度でき裂位置,寸法が求まるようになっている.本年度では,本測定システムのより実用的な問題への適用を主眼としてシステムの有効性を検証した.まず,物体表面に斜めに入った三次元表面き裂の内部情報,すなわちき裂深さと傾斜角を推定する問題を取扱った.その際,き裂の位置および表面き裂長さを既知であるものとした.また,定期点検においては構造物の使用が中断されている場合が多いことを考慮して,き裂近くの物体表面に集中力を負荷しそれによって生じるひずみ分布を基に,き裂内部情報の推定を行った.高精度な同定を行うために,最適な集中力を負荷する位置やひずみデータの数などについて検討を行った.次に,2次元傾斜縁き裂の同定解析プログラムを用いて,実測と同程度の誤差を乱数によって発生させ,誤差を含むひずみ情報を用いて数値実験を行い,測定誤差が同定結果に及ぼす影響について考察した.その結果,(1)強度評価上重要なき裂の投影長さは,ひずみの誤差の影響は小さく比較的精度良く求まる,(2)ひずみ測定誤差の影響を小さく抑えるためには,き裂によるひずみ変化の大きい位置を測定点とすること,とくに荷重方向のひずみを精度良く測定することが重要である,などの知見が得られた.本研究は,物体表面より測定されたひずみ情報に基づき,体積力法を援用した逆問題数値解析を施すことにより,構造物中に存在するき裂等の欠陥の位置および寸法をオンラインで計測できるシステムの開発を目的としている.これまでの研究において,き裂位置,傾斜核,き裂深さが未知である2次元斜め縁き裂ならびにき裂位置,き裂表面長さ,き裂深さが未知である3次元半だ円表面き裂の同定問題の解析を行い,未知パラメタが精度良く同定できるスキームの開発に成功している.開発した効率的同定解析プログラムは、汎用ワークステイションによりデータ入力後約1分程度でき裂位置,寸法が求まるようになっている.本年度では,本測定システムのより実用的な問題への適用を主眼としてシステムの有効性を検証した.まず,物体表面に斜めに入った三次元表面き裂の内部情報,すなわちき裂深さと傾斜角を推定する問題を取扱った.その際,き裂の位置および表面き裂長さを既知であるものとした.また,定期点検においては構造物の使用が中断されている場合が多いことを考慮して,き裂近くの物体表面に集中力を負荷しそれによって生じるひずみ分布を基に,き裂内部情報の推定を行った.高精度な同定を行うために,最適な集中力を負荷する位置やひずみデータの数などについて検討を行った.次に,2次元傾斜縁き裂の同定解析プログラムを用いて,実測と同程度の誤差を乱数によって発生させ,誤差を含むひずみ情報を用いて数値実験を行い,測定誤差が同定結果に及ぼす影響について考察した.その結果,(1)強度評価上重要なき裂の投影長さは,ひずみの誤差の影響は小さく比較的精度良く求まる,(2)ひずみ測定誤差の影響を小さく抑えるためには,き裂によるひずみ変化の大きい位置を測定点とすること,とくに荷重方向のひずみを精度良く測定することが重要である,などの知見が得られた.
脂肪および血管内皮細胞由来新規内分泌因子に関する研究

本研究では、血管から分泌され、肥満、糖尿病状態において発現が変化する新規因子の探索を目的として、Gene Chip Databaseをスクリーニングし、一つの新規遺伝子CCDC3を同定した。CCDC3は、血管および脂肪組織に高発現し、肥満マウスの脂肪組織では発現が上昇した。培養細胞において本因子の発現実験を行ったところ、本因子は糖鎖修飾を受ける分泌因子であった。血管内皮細胞由来の新規内分泌ホルモンの同定を試み、新規遺伝子(仮称:Z5)を見出した。Z5が脂肪、骨格筋、肝臓あるいは動脈壁に対していかなる生理機能を発揮するのか、Z5の発現上昇あるいは発現低下によってどのような生理的、病態的変化が起こるのかについて解析をおこなっている。1)リコンビナントタンパク精製ほ乳類細胞にHisタグ融合Z5を発現するプラスミドを一過性に導入した。培養上清を回収し、精製を行った。ニッケルビーズによる精製条件を検討した結果、イミダゾールを高濃度に添加することで溶出することができた。不純物を除去することは困難であったが、陰イオン交換カラムを用いて再度精製を行った。その結果、純度を上げることに成功した。本検討によって精製条件を決定することができた。2)タンパク分秘機構の解析HAタグ融合タンパクの安定発現細胞を作成した。HAタグに対する抗体を用いたウェスタンブロットによって、本細胞ではZ5が細胞内および培養上清中に検出された。この時、ER-golgi経路の分泌阻害剤であるBrefeldinによってZ5の分泌が阻害された。また、培養上清および細胞内のZ5を非還元状態で泳動すると還元状態の約二倍の分子量の位置に検出された。これらの結果から、Z5はER-golgi経路によって分泌される因子であり、二量体を形成していることが示唆された。3)Z5タンパクの分子修飾の解析培養細胞で発現したZ5を各種のレクチンに対する抗体でプロットすると親和性が高いレクチンが同定され、Z5が糖鎖修飾されている可能性が示唆された。4)遺伝子発現調節機構の解析培養3T3-L1脂肪細胞にピオグリタゾンを添加し、mRNA発現を解析した。その結果、ピオグリタゾン刺激によってZ5のmRNA発現量が上昇することを見出した。5)抗体作成Z5の抗体を作成するために、大腸菌を用いたZ5リコンビナントタンパクの精製を開始した。1)大腸菌を用いたリコンビナントタンパクの精製;大腸菌にMBPタグとHAタグを融合したZ5を発現するプラスミドを一過性に導入した。Inductionの後に大腸菌を回収し、精製を行った。アミロースレジンと陰イオン交換カラムによる精製を行った後に、プロテアーゼを用いてMBPを切断することに成功した。現在、未切断の蛋白の除去を行っている。得られた蛋白を用いて、脂肪細胞と血管内皮細胞における機能解析を行う予定である。2)Z5を発現する脂肪細胞の解析;レトロウイルスを用いてZ5を発現する3T3-L1脂肪細胞を作成した。分化過程において、parental細胞との比較を行っている。3)抗体作成;Z5の抗体を作成するために、大腸菌を用いたZ5リコンビナントタンパクの精製を開始した。4)トランスジェニックマウスの作成;SAPプロモータを用いて肝臓特異的にZ5を発現するトランスジェニックマウスの作成を行った。肝臓において高発現する個体が得られた。糖代謝機能についての解析を開始した。
多様体上のポテンシャル論の総合的研究

ポテンシャル論を中心とした関数論研究の発展のために、各分担者の協力を得て、次のように研究集会を開催した。1.「ポテンシャル論研究集会」1994年11月24日(木)11月26日(土)(於川崎医療福祉大学)2.「ポテンシャル論研究集会」1995年11月27日(月)11月29日(水)(於国民宿舎奥浜名湖)3.「リーマン面とクライン群論合同研究集会」1994年12月6日(火)12月7日(水)(於山形県立図書館・山形県生涯学習センター)4.「リーマン面とクライン群論合同研究集会」1995年11月16日(木)11月17日(金)(於山口大学大学会館)5.「値分布論と等角写像論合同研究集会」1994年12月8日(木)12月9日(金)(於山形県立図書館・山形県生涯学習センター)6.「値分布論と等角写像論合同研究集会」1995年11月14日(火)11月15日(水)(於山口大学大学会館)7.「多変数関数論研究集会」1994年9月15日(木)9月18日(土)(於九州大学)8.「幾何学的複素解析学研究集会」1994年12月23日(金)12月25日(日)(於富山大学)9.「シンメトリゼーションに関する研究集会」1994年11月17日(木)11月19日(土)(於学習院大学)10.「関数論研究集会」1996年1月26日(金)1月27日(土)(於広島大学総合科学部)研究集会では、各分担課題からの最近の研究成果について発表・討議が活発に行われ、同時に、新しい理論の開発の方向性が模索された。研究費の大部分は、これらの集会に参加するための旅費として使われた。1.「ポテンシャル論研究集会」11月24日(木)11月26日(土)(於川崎医療福祉大学)2.「リーマン面とクライン群論合同研究集会」12月6日(火)12月7日(水)(於山形県立図書館・山形県生涯学習センター)3.「値分布論と等角写像論合同研究集会」12月8日(木)12月9日(金)(於山形県立図書館・山形県生涯学習センター)4.「シンメトリゼーションに関する研究集会」11月17日(木)11月19日(土)(於学習院大学)5.「多変数関数論研究集会」9月15日(木)9月18日(土)(於九州大学)6.「幾何学的複素解析学研究集会」12月23日(金)12月25日(日)(於富山大学)研究集会では、各分担課題からの最近の研究成果について発表・討議が活発に行われ、同時に、新しい理論の開発の方向性が模索された。1.「値分布論と等角写像論合同研究集会」11月14日(火)11月15日(水)(於山口大学大学会館)

2.「リーマン面とクライン群論合同研究集会」11月16日(木)11月17日(金)(於山口大学大学会館)3.「ポテンシャル論研究集会」11月27日(月)11月29日(水)(於国民宿舎奥浜名湖)4.「関数論研究集会」1月26日(金)1月27日(土)(於広島大学総合科学部)研究集会では、各分担課題からの最近の研究成果について発表・討議が活発に行われ、同時に、新しい理論の開発の方向性が模索された。研究費の大部分は、これらの集会に酸化するための旅費として使われた。これらの研究集会に参加した数学者たちの業績には顕著なものがあり、平成6年度・7年度科学研究費補助金(総合研究A)研究成果報告書としてまとめられた。また、平成6年度・7年度において、この分野の業績が顕著な数学者の研究成果を公表するために関数論研究集会予稿集を編纂した。
循環器疾患における高齢者サルコペニアの臨床的意義の解明

サルコペニアは加齢に伴う筋力・横紋筋肉量の減少と定義され、その有病率は70歳で約20%、80歳では男性50%、女性30%に及ぶ。本研究では、後期高齢者への運動療法(スリング運動)が身体指標、体組成、体力に与える影響を短期的、長期的に解析した。スリング運動により、短期的に体重と脂肪量が有意に増加した後、中長期的に筋肉量、推定骨量、基礎代謝量が増加することが女性で観察された。12ヶ月の運動継続率は60%を超え、臨床的有用性が期待できるプログラムを開発した。また、実験的に超高齢の動脈硬化マウス加齢モデルにおいて、酸化ストレスが血管壁の炎症、動脈硬化、リポタンパクの組成に影響を与えることを観察した。どのような循環器疾患がサルコペニアを合併しているか、サルコペニアの存在や重症度が循環器疾患の罹患に関与しているかどうかを臨床研究により横断的に調査中である。特に頻度の高い循環器疾患である慢性心不全や虚血性心疾患の重症化や心血管イベントの発生が、サルコペニアの進展に与える影響を中心に観察している。また、後期高齢者で転倒に関連することから大きな社会的な問題になりつつある高血圧合併低血圧症(血圧動揺・変動)とサルコペニアの関連を検討している。さらに、高齢者への運動リハビリテーション介入、薬物療法が、サルコペニアの予防や抑制にあたえる影響を観察している。慢性心不全や虚血性心疾患を有する患者での検討では、大腿径、バイオインピーダンス法によりサルコペニアの程度を評価し、循環器基礎疾患の重症度、介護レベル、生命予後、QOLとの関係を検討している。また、サルコペニアの血圧動揺への影響については、24時間携帯型血圧計を用いて検討している。実験的には、遺伝子改変動脈硬化マウスで加齢モデルを作成し、動脈硬化やAngiotensin II等とサルコペニアの病態を検討しており、特に、酸化・抗酸化関連遺伝子を中心に解析している。独自に作製したヘムオキシゲナーゼ(HO)とLDLレセプターのダブルノックアウトマウスを用いて、血管壁での遺伝子発現の変化を観察し、動脈硬化、血管内皮機能、血管壁局所の炎症への影響を検討している。超高齢化社会を迎えた我が国では75歳以上の後期高齢者が抱える臨床的な問題点を包括的に捉えた診療が要請されている。動脈硬化を基盤とした虚血性心疾患や慢性心不全の管理は後期高齢者に高頻度に存在し、これらのリスクファクターである高血圧、脂質異常症、糖尿病なども循環器医が継続的に管理することが多い。このため、本申請研究では後期高齢者において注目されつつあるサルコペニア(加齢に伴う横紋筋減少症)と循環器疾患との因果関係を臨床的に検討し、サルコペニアの重症度や予後を反映する循環器診療における臨床指標や薬物療法の検討を行っている。また、実験的に動脈硬化マウス加齢モデルを作成し、サルコペニアの病因・病態生理を検討している。循環器疾患とサルコペニアとの相互関係の臨床的検討については、(1)慢性心不全や虚血性心疾患を有する患者がどの程度サルコペニアを合併しているか、(2)慢性心不全および虚血性心疾患の罹患にサルコペニアの存在や重症度が影響するか、(3)サルコペニア合併が循環器病患者の生命予後やQOLにどのように影響するか、(4)高齢高血圧患者における血圧動揺や起立性低血圧症の発生にサルコペニアが関与するかについて検討している。同時に、運動療法(スリング運動)がサルコペニアや慢性心不全や虚血性心疾患の進展を抑制するかについても、高齢者を対象とした介護運動プログラムの実践を通じて観察している。実験的検討については、超高齢(1-2年齢)ヘムオキシゲナーゼ(HO)欠損マウスやLDLレセプター欠損マウスを用いて、高脂血症、高血圧などがサルコペニアの進行に与える影響を観察している。循環器疾患でのサルコペニアの合併を検討し、サルコペニアの存在や重症度が循環器疾患の罹患に関与しているかどうかを調査した。頻度の高い循環器疾患である慢性心不全や虚血性心疾患の重症化や心血管イベントの発生が、サルコペニアの進展に与える影響について観察している。心血管イベントとサルコペニアの関係の検討は観察期間が短いために今後継続していく必要がある。また、高齢者の転倒に関連することから大きな社会的な問題になりつつある高血圧合併低血圧症(血圧動揺・変動)とサルコペニアの関連を検討した。さらに、高齢者への運動リハビリテーション介入、薬物療法の影響を観察した。実験的には、遺伝子改変動脈硬化マウスで加齢モデルを作成し、動脈硬化やAngiotensin II等とサルコペニアの病態を検討した。

特に、酸化・抗酸化関連遺伝子を中心に解析し、独自に作製したヘムオキシゲナーゼ(HO)とLDLレセプターのダブルノックアウトマウスを用いて、血管壁での遺伝子発現の変化を観察し、動脈硬化、血管内皮機能、血管壁局所の炎症への影響を検討した。内科学循環器疾患におけるサルコペニアの合併頻度、重症度評価について、患者登録を実施して登録を進めている。登録患者において、大腿径、バイオインピーダンス法によりサルコペニアの重症度を評価し、循環器疾患の重症度、介護レベル、生命予後、QOLとの関係を観察中である。また、これらの患者で、高血圧合併低血圧症(血圧動揺・変動)とサルコペニアの関連を検討するために、24時間携帯型血圧計を用いて、自由行動下血圧変化を観察している。後期高齢者への運動リハビリテーション介入がサルコペニアの予防や抑制にあたえる影響について、短期的、中長期的に観察する体制を協力施設において整えた。心血管イベントとサルコペニアの関係の検討は観察期間が短いために今後継続していく必要がある。ヘムオキシゲナーゼ(HO)とLDLレセプターのダブルノックアウトマウスを用いた実験的な検討を行って、動脈硬化、血管内皮機能と全身的な老化との関係を観察している。循環器疾患とサルコペニアとの相互関係の臨床的検討については、慢性心不全や虚血性心疾患を有する患者にどの程度サルコペニアを合併しているか、慢性心不全および虚血性心疾患の罹患にサルコペニアの存在や重症度が影響するかの2つの観点からの患者登録票を作成し、40歳以上の患者を対象として症例の登録を進めている。サルコペニアについては最適な評価方法を検討している段階にある。登録者を性別、年齢、循環器病の基礎疾患の有無で区分し、また、冠リスクファクター(喫煙、高血圧、脂質、糖尿病、BMI、腹囲)を変数として考慮している。サルコペニア合併と循環器病患者の生命予後やQOLとの関係性については前述の登録患者においてサルコペニアの程度、介護度、自立度、認知機能を評価して前向き調査を進めている。高齢高血圧患者における血圧動揺や起立性低血圧の発生とサルコペニアとの関係性については40歳以上の高血圧患者を対象にサルコペニアの評価、24時間携帯型血圧計を用いた自由行動下血圧測定を用いて評価している。超高齢(1-2年齢)ヘムオキシゲナーゼ(HO)欠損マウスやLDLレセプター欠損マウスを用いた観察では、高脂血症、高血圧がサルコペニアの進行に与える影響を観察しているが、HO-1欠損が血管壁の炎症を惹起し、HDLのアポリポタンパクの組成を変化させることを見出し報告した。臨床的な検討については、現在の患者登録を推進することにより、加齢に伴う循環器疾患である動脈硬化性疾患と慢性心不全と全身的な老年症候群の背景となるサルコペニアとの関係性を見出していくことを目指していきたい。一方、心血管イベントや生命予後をエンドポイントとした臨床デザインでは観察期間が短期であることの影響を加味して結果を解釈するようにとらえている。実験的な検討においては、世界中の研究機関で私共のみが保有しているHO・LDLレセプター・ダブルノックアウトマウスを使用した実験系を用いて、老化と高脂血症や高血圧との関係性について酸化ストレスを指標にしながら観察していく計画である。基本的に当初の計画に沿って研究費を使用する。研究の最終年度に当たるため、積極的に学会発表や論文投稿を進めるための研究費を考えたい。また、研究をまとめるための情報収集についても積極的に行う。
超特異積分方程式を用いた熱応力感度解析法に関する研究

本研究は,熱弾性問題における物体境界の応力,および応力の感度係数を関係づける超特異積分方程式の評価法と感度解析システムを開発することを目的として,研究を推進した.熱弾性問題では,熱伝導問題の解析も同時に必要となる.定常熱伝導問題の場合,それはポテンシャル問題であることから,熱弾性問題の定式化に先立ってまず二次元ポテンシャル問題における超特異積分方程式の評価法について検討した.またその知見を古典理論に基づく弾性平板の曲げ問題における超特異積分方程式中の超特異積分の評価法にそれを応用した.次に,二次元静弾性問題の変位勾配とその感度係数を関係づける超特異積分方程式の評価法について定式化と解析プログラムを開発した.最後に,二次元熱弾性問題において境界の応力の感度係数を関係づける超特異積分方程式の数値解析にそれを応用した.得られた知見をまとめると以下のようになる.・二次元ポテンシャル問題における境界上のポテンシャル勾配を関係づける超特異積分方程式,および弾性平板の曲げ問題における境界のたわみ勾配を関係づける超特異積分中の超特異積分を,いずれも有限部分としての厳密に評価した式を導出した.・二次元静弾性問題および熱弾性問題における境界上の変位勾配とその感度係数を関係づける超特異積分方程式中の超特異積分の有限部分としての厳密な評価式を導出し,境界上の応力と応力の感度係数を境界上のすべての点で計算できるようにした.・超特異積分方程式の離散化に,従来の境界要素法で用いられている通常のC^0要素に対する内挿関数を用いることができるようにした.熱応力解析の基礎となる積分方程式は、熱弾性問題に対する境界積分方程式と、熱伝導問題に対する境界積分方程式とからなる。特に熱応力感度解析を行うためには、境界上の変位勾配とポテンシャル勾配を関係づける超特異積分方程式の解析法について基礎的検討を行う必要がある。本年度はまず、ポテンシャル問題に関して、境界のポテンシャル勾配を関係づける超特異積分方程式の自由項の新しい値を導出し、さらに超特異積分の有限部分による評価法を新たに定式化した。これは、Guiggianiらにより従来示されていた超特異積分の評価法の誤りを訂正するものである。新しい定式化は、対応するFortranプログラムによる数値解析結果により、その正しさを確認した。その成果の一部は、日本機械学会論文集に投稿し、平成10年3月号に掲載される予定である。これに関連するものとして、薄板の曲げ問題があり、本年度は、その境界積分方程式についても、従来と異なる新しい定式化を行った。さらに、数値解析例によりその有効性を確認し、境界要素法の超特異積分の処理に関する本の1章として内容を公開した。次に、以上の研究内容を基礎として、熱弾性問題における境界の変位勾配に関する超特異積分方程式の中の自由項と主値積分、及び有限部分積分の正しい評価式を導出した。これらは離散化を行う前の任意形状の境界について導出しており、従来示されていない新しい結果である。特に、超特異積分方程式のソース点が境界の角点に位置しており、その点の両側に境界の曲率が不連続となる場合についての結果は複雑な式となるために、数式処理システムを援用して求めることができた。次年度に、この定式化の正しさを数値解析で確認する予定である。本研究は,熱弾性問題における物体境界の応力,および応力の感度係数を関係づける超特異積分方程式の評価法と感度解析システムを開発することを目的として,研究を推進した.熱弾性問題では,熱伝導問題の解析も同時に必要となる.定常熱伝導問題の場合,それはポテンシャル問題であることから,熱弾性問題の定式化に先立ってまず二次元ポテンシャル問題における超特異積分方程式の評価法について検討した.またその知見を古典理論に基づく弾性平板の曲げ問題における超特異積分方程式中の超特異積分の評価法にそれを応用した.次に,二次元静弾性問題の変位勾配とその感度係数を関係づける超特異積分方程式の評価法について定式化と解析プログラムを開発した.最後に,二次元熱弾性問題において境界の応力の感度係数を関係づける超特異積分方程式の数値解析にそれを応用した.得られた知見をまとめると以下のようになる.・二次元ポテンシャル問題における境界上のポテンシャル勾配を関係づける超特異積分方程式,および弾性平板の曲げ問題における境界のたわみ勾配を関係づける超特異積分中の超特異積分を,いずれも有限部分としての厳密に評価した式を導出した.・二次元静弾性問題および熱弾性問題における境界上の変位勾配とその感度係数を関係づける超特異積分方程式中の超特異積分の有限部分としての厳密な評価式を導出し,境界上の応力と応力の感度係数を境界上のすべての点で計算できるようにした.・超特異積分方程式の離散化に,従来の境界要素法で用いられている通常のC^0要素に対する内挿関数を用いることができるようにした.