hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
ABCA3変異を有する2型肺胞上皮細胞前駆細胞を用いた肺胞修復薬剤の探索

ATP-bindingcassette (ABC)A3蛋白は,2型肺胞上皮細胞(AT2)のラメラ体限界膜上に発現し,surfactant輸送・代謝,肺胞恒常性の維持に重要な役割を担う蛋白であり,遺伝性間質性肺炎の発症原因であることが報告され来た.今回,我々はABCA3遺伝子に複合ヘテロ接合体変異を有する8歳男児の生体肺移植時の摘出肺から,ABCA3遺伝子変異を有する肺胞上皮前駆細胞(AEPCs)(ABCA3mt/mt-AEPCs)を樹立した.肺機能正常の患者肺から樹立したABCA3wt/wt-AEPCsとABCA3mt/mt-AEPCsでは表現型やAT2への分化能に相違があることから,ABCA3mt/m-AEPCsはABCA3変異によるAT2機能傷害を反映している可能性が示唆された.本研究では,ABCA3mt/m-AEPCsを用いてABCA3変異によるAT2機能傷害のメカニズムを明らかにし,機能障害の改善のための薬剤を検索することを目的とする.平成30年度は,ミュンヘンのvon Hauner小児病院呼吸器科のDr. Grieseとの共同研究を開始した.彼らのグループでは,ヒト肺胞上皮細胞ラインに変異ABCA3を導入し,small molecular correctorsを用いて変異ABCA3タンパク生成阻害に成功した(Human Molecular Genetics, 27, 943-953, 2018).すでに細胞を送付し,薬物スクリーニング実験が開始されている.また,別のABCA3変異遺伝性間質性肺炎の1歳女児の脳死肺移植時の摘出肺から,新たなAEPCsを樹立した.平成31年度はこの細胞も使用し,現在は重症例には肺移植のみが選択肢であるABCA3遺伝子変異による間質性肺炎に対する治療法の確立を目指していきたい.研究代表者の体調不良などがあり研究の遂行に遅れがでたため.また,研究再開後,海外機関との共同研究が決定し,倫理申請や細胞送付などの手続きに時間を要したため.さらに,当該細胞を使用した新たな共同研究が計画され,その遂行のために期間を延長することとなったため.今後は,ドイツの共同研究者とともに,ABCA3変異により生じる異常タンパクを除去する効果のある薬物スクリーニングを行っていきたい.また,これらの幹細胞機能を修飾する薬剤を用いたスクリーニングと並行し,現在肺線維症の新規治療薬として承認されているニンテダニブとピルフェニドン,遺伝性間質性肺炎に有効であるとされるクロロキンなど実際に使用されている薬剤も利用して,これらの薬剤の効果を判定する.さらに,コンパウンドヘテロノックアウトマウスの作成も同時に行い,有効であると考えられた薬剤が実際の症状改善に寄与するかどうかの判定も行っていきたい.ABCA3蛋白は,surfactant輸送・代謝,肺胞恒常性の維持に重要な役割を担い,肺胞形成および恒常性の維持にとって不可欠な蛋白である.このため,種々のABCA3遺伝子変異が新生児期の致死的肺傷害や小児期の間質性肺炎の原因となる.我々は近年,ヒト肺より肺胞上皮前駆細胞(alveolarepithelial progenitor cells; AEPCs)を分離・培養する方法を開発した.AEPCsは2型肺胞上皮細胞(AT2)特異的蛋白であるproSP-Cと間葉系マーカーを同時にを発現し,AT2への分化能を持つ.今回,我々はABCA3遺伝子exon21およびexon25に複合ヘテロ接合体変異を有する8歳男児の生体肺移植時の摘出肺からABCA3遺伝子変異を有するAEPCs (ABCA3mt/mt-AEPCs)を初めて樹立することに成功した.また,肺機能正常の患者肺から樹立したABCA3wt/wt-AEPCsとABCA3mt/mt-AEPCsでは表現型やAT2への分化能に相違があることから,ABCA3mt/m-AEPCsはABCA3変異によるAT2機能傷害を反映している可能性が示唆された.本研究では,ABCA3mt/m-AEPCsを用いてABCA3変異によるAT2機能傷害のメカニズムを明らかにし,機能障害の改善のための薬剤を検索することを目的とする.平成28年度は,ABCA3wt/wt-AEPCsおよびABCA3mt/mt-AEPCs由来AT2におけるサーファクタント蛋白プロセシング能の相違を明らかにし,さらに,薬剤スクリーニングに最適の培養系を構築中である.また,flow cytometryによる新たな細胞内蛋白同定法を確立中である.平成29年度はこれらの系を用い,遺伝子発現解析および薬剤スクリーニングを行う.研究計画(2)薬剤スクリーニングについては,近年提唱されているorganoid assayシステムを構築中である.従来の報告どおり,肺胞上皮細胞を用い,種々の成長因子を加えて培養した検討では,proSP-Cを発現するAT2の維持およびAT1への分化誘導を確認することができた.また,薬剤投与によって種々の因子の発現が変化することも確認できた.このため,このシステムを陽性コントロールとし,ABCA3wt/wt-AEPCsおよびABCA3mt/mt-AEPCsを用いた同様の検討を行い,薬剤スクリーニング系を構築したい.ATP-bindingcassette (ABC) A3蛋白は,AT2のラメラ体限界膜上に発現し,surfactant輸送・代謝,肺胞恒常性の維持に重要な役割を担い,肺胞形成および恒常性の維持にとって不可欠な蛋白である.このため,種々のABCA3遺伝子変異が,新生児期の致死的肺傷害や小児期の間質性肺炎の原因となる.

今回,我々はABCA3遺伝子exon21およびexon25に複合ヘテロ接合体変異を有する8歳男児の生体肺移植時の摘出肺からABCA3遺伝子変異を有する肺胞上皮前駆細胞(AEPCs) (ABCA3mt/mt-AEPCs)を樹立した.同時に,肺機能正常の患者肺から樹立したABCA3wt/wt-AEPCsとABCA3mt/mt-AEPCsでは表現型やAT2への分化能に相違があることから,ABCA3mt/m-AEPCsはABCA3変異によるAT2機能傷害を反映している可能性が示唆された.本研究では,ABCA3mt/m-AEPCsを用いてABCA3変異によるAT2機能傷害のメカニズムを明らかにし,機能障害の改善のための薬剤を検索することを目的とする.平成29年度は,スクリーニング後の遺伝子発現解析ツールとして,FACSを用いた方法を確立した.まず細胞を固定し,proSP-C, ABCA3などの細胞内蛋白で染色後,細胞を回収し,reverse crosslink後にmRNAを抽出することによって遺伝子発現解析を行うことが出来る.平成30年度はこの評価システムを用いて薬剤スクリーニングを行い,現在は重症例には肺移植のみが選択肢であるABCA3遺伝子変異による間質性肺炎に対する治療法の確立を目指していきたい.留学先から戻ったあとの手続き等,新規の実験系立ち上げに時間を要したため.FACSでの評価方法の確立に時間を要したため.ATP-bindingcassette (ABC)A3蛋白は,2型肺胞上皮細胞(AT2)のラメラ体限界膜上に発現し,surfactant輸送・代謝,肺胞恒常性の維持に重要な役割を担う蛋白であり,遺伝性間質性肺炎の発症原因であることが報告され来た.今回,我々はABCA3遺伝子に複合ヘテロ接合体変異を有する8歳男児の生体肺移植時の摘出肺から,ABCA3遺伝子変異を有する肺胞上皮前駆細胞(AEPCs)(ABCA3mt/mt-AEPCs)を樹立した.肺機能正常の患者肺から樹立したABCA3wt/wt-AEPCsとABCA3mt/mt-AEPCsでは表現型やAT2への分化能に相違があることから,ABCA3mt/m-AEPCsはABCA3変異によるAT2機能傷害を反映している可能性が示唆された.本研究では,ABCA3mt/m-AEPCsを用いてABCA3変異によるAT2機能傷害のメカニズムを明らかにし,機能障害の改善のための薬剤を検索することを目的とする.平成30年度は,ミュンヘンのvon Hauner小児病院呼吸器科のDr. Grieseとの共同研究を開始した.彼らのグループでは,ヒト肺胞上皮細胞ラインに変異ABCA3を導入し,small molecular correctorsを用いて変異ABCA3タンパク生成阻害に成功した(Human Molecular Genetics, 27, 943-953, 2018).すでに細胞を送付し,薬物スクリーニング実験が開始されている.また,別のABCA3変異遺伝性間質性肺炎の1歳女児の脳死肺移植時の摘出肺から,新たなAEPCsを樹立した.
O(1億)コア環境におけるスケーラブルな数値計算ソフトウェアの理論と応用

本研究は、数万から数億のコアプロセッサが搭載される計算システム環境下において、過去に蓄積された高性能な数値計算サービスを新しい数学原理に基づき実現することを目的にし、「異粒度数値カーネル構築」と共に「非同期的な数値計算アルゴリズム」の2大テーマのもと、1)非同期的数値計算アルゴリズムに関する理論と実用レベルにある省通信・省同期アルゴリズムについて研究しCAHTRやFDTD向けの手法を提案した。更に、2)超メニイコアでのスケーラブルな軽量コード生成のための自動チューニングなどの核基盤技術研究を推進し次世代数値計算ソフトウェアの新技術創出に繋がる新機軸探究を進めた。本研究は、数万から数億のコアプロセッサが搭載される計算システム環境下において、過去に蓄積された高性能な数値計算サービスを新しい数学原理に基づき早期に実現することを目的にし、「異粒度数値カーネル構築」と共に「非同期的な数値計算アルゴリズム」の2大テーマのもと、1)非同期的数値計算アルゴリズムの理論、2)超メニイコアでのスケーラブルな軽量コード生成のための自動チューニング・通信同期回避技術などの核基盤技術の研究により次世代数値計算ソフトウェアの新技術創出に繋がる新機軸探究を進める。2015年度は、非同期アルゴリズムの理論的研究のスタートアップとして、非同期アルゴリズムの理解のための予備調査と呼び実装を中心に実施した。主な成果は以下のようになる。1)【廣田・大井】による非同期アルゴリズムの理論的研究の予備的な調査に関して、非同期型数値計算アルゴリズムと時間方向離散化手法の非同期原理の研究、2)【今村・深谷】による既存の非同期アルゴリズムや関連アルゴリズムの分析と拡張、3)【今村・椋木】による非同期アルゴリズム構築に必要なコンパクトなカーネル生成技術の研究具体的には1)ではEdmond Chowの非同期LU分解とそれ以前に存在したJacobi/Gauss-Seidel型混合の定常反復型スキームについて、それらアルゴリズムのデータ依存関係と選択条件などを中心にしたアルゴリズム構成の一般化を議論した。非同期型1つの凡例化の可能性をある程度見出すきっかけとなる事例分析はできたと考えられる。また、2)では通信発行回数を2/5程度に削減する通信回避型アルゴリズムを実装し、固有値ソルバーにおいておよそ20%程度の計算時間削減に成功している。など、当初の研究計画に従って設定した予備調査としては一定以上の成果が得られている。初年度の課題遂行は順調と判断される。非同期LU分解とそれ以前に存在したJacobi/Gauss-Seidel型混合の定常反復型スキームについて、それらアルゴリズムのデータ依存関係と選択条件などを中心にしたアルゴリズム構成の一般化を議論した。また、代表者が従来から開発している固有値ソルバーにおいて通信回避型の新規アルゴリズムを採用することにより、通信オーバヘッドの削減により、全体で20%程度の時間削減が大成されるなど、非同期もしくはそれに関連する技術に対して一定の効果を認める研究成果も得られており、国際会議においても成果を発表できている。さらに、GPU上のコンパクトなカーネル生産技術の研究では、GPUにおけるマルチスレッディング動作をモデル化することで,プログラムを実行する状況に応じて適切なスレッドブロックサイズを自動的に決定する方法を提案もなされ、次年度に成果報告を予定できている。なお、当該年度において購入を予定していたメニイコアサーバ等がベンダーの開発遅延により実施できず、実機による実験のための環境整備ができていない点が次年度以降の研究遂行において問題となる可能性がある。本研究は、数万から数億のコアプロセッサが搭載される計算システム環境下において、過去に蓄積された高性能な数値計算サービスを新しい数学原理に基づき早期に実現することを目的とする。2015年度は予備調査として、非同期型アルゴリズムに関する調査と軽量カーネル生成のための基礎固めを進めた。2016年度はi)非同期的アルゴリズムと対比する実用上重要な通信回避アルゴリズム, ii)GPU上でのBLASカーネルのスレッド数自動選択手法の整理, iii)メニイコアアーキテクチャの実応用問題上での性能評価を進めた。具体的には、i)ブロックハウスホルダー変換の通信回避アルゴリズムを提案しプロトタイプの評価を行った。また、GPU上のBLASカーネル実装を生かし、各タスクが非同期的に動作可能にできるような仕組みについて予備研究を進め、GPU上の固有値ソルバーEigenGについてKepler, Maxwell, Pascalコアでの実装を行った。ii)昨年来から進めているGPUにおけるメモリ律速なBLASカーネルのスレッド数自動選択手法を整理して外部発表を行うとともに、本手法の他の問題への適用およびマルチGPU環境を考慮した手法については引き続き研究を継続して進めている。iii)メニイコアの実応用からの性能最適化については、メニーコアプロセッサ向けの高性能分割統治法アルゴリズムの問題点を整理しXeon Phi(KNC)上で高い性能を出す方法を提案し、実機での実装評価により有効性を確認した。また、反復型ステンシル計算のための時空間タイリング手法に対して、メモリアクセスコストの軽減と多数の計算コアの効率的な利用の両面に関して実機上で性能評価を行うとともに、FDTD法などの実アプリケーションへの応用のための知見を得ることができた.本年度は昨年度予定してたIntel Xeon Phiプロセッサ搭載機を導入することで、実応用問題を用いたメニイコア実機上の性能評価を集中的に実施することで問題点と、応用上の改善点を見ることができた。また、昨年来進めている通信回避型アルゴリズムの実装を進めることができている点、さらに、自ら開発するGPUカーネルを駆使し非同期的なソルバー開発につながる枠組みの道具整備が進んでおり、最終年度の研究計画にうまくつなげることができていると判断する。

本研究は、数万から数億のコアプロセッサが搭載される計算システム環境下において、過去に蓄積された高性能な数値計算サービスを新しい数学原理に基づき早期に実現することを目的とする。研究提案時の目的は次の2点i)非同期的アルゴリズムと対比する実用上重要な通信回避アルゴリズムの研究, ii) i)を実現する上で必要となるlight-weight数値演算カーネルコードの生成法と高性能化の研究である。初年度(2015年)は予備調査として、非同期型アルゴリズムに関する調査と軽量カーネル生成のための基礎固めを進め、次年度(2016年)は通信回避アルゴリズムやメニイコアアーキテクチャのパラメータ選択手法・実応用問題上での性能評価を進めた。最終年度(2017年)は、1)バッチ型処理導入による処理間の依存関係と同期除去による固有値計算法の高並列戦略の実装と評価を進めた。2)並びにタスク並列型数値計算ライブラリを効率的に記述するクラス設計によりメニイコア資源上での柔軟なタスク実行とデータ型と実行ハードウェアを同時に表現できる体系を研究した。3)さらに時空間タイリングによるメニイコア資源を効率的にスケジューリングする手法研究を進め、基盤的側面から実用面において一定の成果を得た。数値計算ライブラリを主眼としたHPC技術の研究では、進化と変化がとどまることのない多様な計算機アーキテクチャを研究し、新しい環境下の中の新しい制約条件を定義また拡大し、当該環境での新しいソフトウェアの実現を進める。そういった意味で本研究課題は時代に沿った形で進んできたものといえる。本研究は、数万から数億のコアプロセッサが搭載される計算システム環境下において、過去に蓄積された高性能な数値計算サービスを新しい数学原理に基づき実現することを目的にし、「異粒度数値カーネル構築」と共に「非同期的な数値計算アルゴリズム」の2大テーマのもと、1)非同期的数値計算アルゴリズムに関する理論と実用レベルにある省通信・省同期アルゴリズムについて研究しCAHTRやFDTD向けの手法を提案した。更に、2)超メニイコアでのスケーラブルな軽量コード生成のための自動チューニングなどの核基盤技術研究を推進し次世代数値計算ソフトウェアの新技術創出に繋がる新機軸探究を進めた。初年度実施した予備調査の成果をもとに、本研究課題が目指す非同期的な数値アルゴリズムの具体化とともに、それをコンピュータ実機上で実現するための環境整備を実施する。なお、サーバー導入が初年度にできなかった点は、市場の動向に合わせて適切な規模のサーバーの導入もしくは各情報基盤センター等の導入新機種の共同利用契約により研究の遅延が発生しないように進めていく。2年間の研究成果をまとめ、メニイコア上での非同期型アルゴリズムの集大成として非同期型実装の固有値ソルバのプロトタイプ作成。
蛋白質の細胞内輸送に関与する酵母USO1遺伝子産物の解析

酵母において小胞体-ゴルジ体間の蛋白質輸送に関与するUso1蛋白は、1790アミノ酸よりなる親水性蛋白で、C末端側1070アミノ酸がcoiledcoilのαヘリックスを形成して繊維状の二量体となって機能している。温度感受性uso1-1変異株では、951番目のコドンがナンセンス・コドンTAGに変異していることを昨年度明らかにしたが、温度感受性形質が培地中のカルシウム濃度を増すと抑制され、許容温度においてもカルシウムキレーターEGTAに対する感受性が高いなどの性質があることから、467-479残基目に認められるカルシウム結合共通配列がUso1蛋白の機能に必須である可能性が示唆されていた。本年度はこの点を調べるため、部分精製したUso1蛋白質及びこの領域を含む合成ペプチドと^<45>Caの結合を検討したが、いずれも結合は認められなかった。そこで、共通配列を破壊した変異遺伝子を4種類プラスミド上で作製し、uso1-1変異株及びLEU2マーカーによる遺伝子破壊株に導入したところ、いずれも25°Cから37°Cまで生育可能であった。以上の結果からカルシウム結合共通配列と考えていた領域は実際には機能をもっていないことが明らかとなった。ナンセンス変異による短いUso1蛋白質が温度感受性を示すことについて調ベるため、プラスミド上でC末端側からUSO1遺伝子を欠失させてゆき、uso1遺伝子欠失株に導入して調べたところ、N末端から1084アミノ酸までのものは33.5°Cまでは生育するが37°Cでは生育せず、723アミノ酸まで及びそれ以下のものはまったく生育が認められなかった。このことから、野生型Uso1蛋白質に1070アミノ酸あるcoiledcoil領域は330アミノ酸以上ないと蛋白質が37°Cで機能できず、200アミノ酸まであれば低温で機能でき、この領域をもたないものは機能を失うことが分かった。
小児期発症糖尿病の発症および憎悪因子の分子遺伝内分泌免疫学的解析

小児期発症糖尿病の発症および進展・増悪因子について1型および2型の各病型において各々検討をすすめた。1型において現在まで92例を対象とした。GAD抗体を持つものは膵β細胞分泌残余を示すこと、またIA-2抗体の測定がl型糖尿病の把握に有用である一方、成人発症例では有意に低率な検出率であることを明らかにした。HLA genotypeでは自己抗体の出現頻度および発症形式、進展速度に違いは明確にできず、甲状腺自己抗体の出現にも特徴的genotypeは見いだせなかった。従来iddm7とされてきたNeuroD/BETA2のAla45Thr多型が日本人成人症例では25%と高頻度が報告され、小児期発症例での検討を加えた。その結果Ala45Thr多型が対照群では9.5%に対し小児期発症1型では16.4%と、成人発症例に比べ低くなるものの、やはり高率であることが判明し、日本人の1型糖尿病におけるHLAその他の免疫学的発症因子と直接関連しない因子の関与の存在が想定される。2型については思春期肥満症例でのMinimal Modelの解析を行った。糖尿病への進展および増悪はインスリン感受性低下を代償すべきインスリン分泌特に、ブドウ糖刺激への初期分泌反応性の低下が日本人モデルでの特徴であることを明確にした。さらに、ブドウ糖感受性(Sg)が単純肥満群で既に低下している特徴も明確にした。Sg低下については、肥満における活動性低下の関与も想定されるが、従来2型糖尿病患者の非糖尿病のこども等の検討からも日本人においての人種的易罹患性として指摘されており、これをさらに支持する成績であった。今後の早期発症2型糖尿病の遺伝・環境因子の解析をすすめる上で重要な手懸かりになる。A)小児期発症肥満type2糖尿病に関して頻回採血静注ブドウ糖負荷試験を行い,さらにBergman's Mimimal Modelの解析を加えた。1)日本人小児肥満では対照非肥満児に較べ、すでにブドウ糖感受性が低下しており、これが日本人におけるtype2糖尿病の若年発症の要因の1つになると推測された。2)肥満においてはそのインスリン感受性の低下は知られているが、思春期自体もインスリン感受性の低下の要因となることが明かとなった。3)さらに、単純肥満ではインスリン感受性の低下は内因性インスリンの分泌増加で代償されるが、日本人では軽症糖尿病から薬物治療を要する重症糖尿病においてインスリン感受性には有意差はなかったが、ブドウ糖による内因性インスリンの初期分泌は早期より認められ、重症化するとさらに有意に低下した。B)従来のインスリン依存型糖尿病はHLAおよび自己抗体でtype1糖尿病として改めて、再分類し、臨床的に内因性インスリンの残余を含め極めて多様な像を呈することが判明した。1)自己抗体に関しては、GAD抗体が高値で持続要請を示す1群の存在が推測された。2)IA-2抗体は自己抗体によるtype1糖尿病診断の感受性を高めるが、思春期以降成人を含め診断への感受性には余り関与せず、若年発症者により有効な手段と判った。3)従来肥満インスリン非依存糖尿病、緩徐発症インスリン依存型糖尿病においても、type1糖尿病の内因性インスリンの残余が維持される1群との診断可能となった。4)各種自己抗体産生の特異性またはその持続産生性に関してのHLADRおよびDQの遺伝子解析との関連について明確な成績は得られておらず、T細胞の解析についてはCD8CD45RA陽性細胞の比率の増加傾向を観察しているが、サイトカインの分泌パナーンを検討するための自己抗原刺激を試みるべき特異性の高いT細胞クローンの樹立には至っていない。本年度は小児期発症糖尿病の発症因子について1型および2型の各病型において各々検討をすすめた。

1型において約100例における解析を済ませたが、HLA genotypeによる自己抗体の出現頻度および発症形式、進展速度に違いは明確にできず、甲状腺自己抗体の出現にも特徴的genotypeは見いだせなかった。しかし、1型における発症関連因子iddm7として想定されてきたNeuroD/BETA2のAla45Thr多型が日本人成人症例では25%と高頻度が報告され、小児期発症例での検討を加えた。その結果Ala45Thr多型が対照群では9.5%に対し小児期発症1型では16.4%と、成人発症例に比べ頻度は低くなるものの、やはり高率であることが判明した。日本人の1型糖尿病罹患率の低さとの関連は明確にはできないが、HLAその他の免疫学的発症因子と直接関連しない因子の関与の存在が想定された。一方、2型については引き続き思春期肥満症例でのMinimal Modelの解析を行い。糖尿病への進展および増悪はインスリン感受性低下を代償すべきインスリン分泌特に、ブドウ糖刺激への初期分泌反応性の低下が日本人モデルでの特徴であることを明確にした。さらに、ブドウ糖感受性(Sg)が単純肥満群で既に低下している特徴も明確にした。これについては従来日本人においての人種的易罹患性としてその関与が、2型糖尿病患者の非糖尿病のこども等の検討からも、指摘されている。肥満における活動性低下の関与も想定されるが、今後の早期発症2型糖尿病の遺伝・環境因子の解析をすすめる上でも重要な手懸かりになると思われる。
金融市場における価格形成モデルの作成と検証

外国為替市場を始めとする金融市場における価格決定過程には、次のような理論的な問題点が存在している。金融市場では、連続的に競りが行われて、価格が決定している。このような価格決定過程には需要と供給を定義する自明な時間の区切りが存在していない。そのため通常の均衡分析を適用することが難しい。また市場参加者の間で価格予想が異なること、またその異なる相場予想の読み合いが価格決定に大きな影響を持っている。連続時間取引における均衡の定義が自明でない一方で、予想の読み合いをモデル化する工夫が必要である。金融市場のミクロ構造に関する既存の研究では、これらの点は十分検討されていない。本研究ではこれらの問題点を明示的に取り扱うモデルを作成した。実証的に観察される「価格変動率と取引量」の時間帯による変化の説明は既存のモデルでは難しいが、本研究計画のモデルでは可能である。本研究の特色とする手法は次のようなものである。(1)需要と供給の代わりに買い手と売り手の到着数を用いる、(2)市場参加者の非同質的予想を表わすreservation priceの分布関数を導入する、(3)取引価格の変動の確率的な性質を明らかにするために、取引価格をreservation priceの中央値、メディアンで近似する。これらの手法の導入により、外国為替市場における「価格変動率と取引量」および「マーケットメーカーのbid/askのスプレッド」を対象とする2つのモデルを作成している。また「価格変動率と取引量」については5分間ごとのデータを用いて実証分析を行い、取引数量は統計的に有意に価格変動率に影響をもたらすこと、かつその大きさは時間帯により変化するという結果を得た。1.「外為市場における取引量と価格変動率のミクロ構造モデル」の枠組み完成:モデル作成上の問題点を以下項目3で述べるような方法により克服、枠組みを完成できた。3.モデル改善点の概要:上記のモデルは外為市場の外部から到着する売り買いの偏りを吸収するのにどれだけの相場の変化が必要かを対象とするものである。モデルから導かれる結論の一つは、為替ディーラーの相場予想が非同質的であるほど、所与の超過需要が引起こす相場の変動は大きくなるというものである。しかしこの正の相関関係を、為替ディーラーの予想のばらつきを表わす分布関数の分散と取引数量の間の比較静学として表わすことは容易では無い。困難さの理由は分布関数の逆関数は一般に存在しないかあるいは非常に複雑な形をしていることである。この問題は次のように2つの段階に分割して分析することにより解決できた。(1)各人の予想の相対的な位置は、0から1の区間に定義される一様分布に従う確率変数であることに着目する。すると所与の偏りを吸収するだけの相場はベータ分布に従うことになる。この結果は相場予想の分布関数の形には依存しない。(2)次に予想の分布関数は、一般によく用いられるものの中から選択するのではなく、逆関数が簡単な形をしているものから特定するのである。結果として求める相場は逆関数を関数、ベータ分布する確率変数を変数とする関数値として表現され、パラメーター間の比較静学が可能となる。作成中であった2本の論文のうち,1本を平成12年3月、アメリカMidwest Finance Associationの年次大会で報告。もう1本を平成13年3月末に同学会にて報告予定。内容外為市場のマーケットメーカーが提示する売買値の開きは市場参加者の予担が異なる状況を利用するかで決定されることを導びくモデルの作成。内容:9:0017:30までを5分ごとの区間に区切り、各区間の相場の標準偏差を計算。これと5分間あたりの取引件数との間の回帰分析を行なった。統計的に有意な相関を発見した。回帰係数の変化を説明するモデルを作成した。
網膜変性症の成因に関する生化学的および組織学的研究

1.ニトロセルロース膜にピーナツレクチンを結合させて、それにウシの視細胞側網膜面を反応させるという平面アフィニティ分離法を開発し、錐体視細胞外節のみを選択的に分離することに成功した。2.ラット網膜下腔にヒママメレクチンあるいはコンカナバリンAを注入すると、網膜全体にわたるびまん性の変性が、小麦胚芽レクチンを注入すると、視細胞層に限局した網膜変性が生じることが光顕的に同定された。一方、ピーナツレクチンおよびドリコスマメレクチンは網膜に形態的変化をひきおこさないことが光顕的,電顕的に同定された。さらに小麦胚芽レクチンによってひきおこされる網膜変性に、分子量85000のタンパクが関与しているらしいことが電気泳動的に同定されると共に、HRP標識レクチンを注入することによって、レクチンの最初の作用部位が視細胞外節であることが同定された。3.ピーナツレクチンの錐体特異性が、網膜黄斑部,中心窩でも光顕的に証明された。一方、コロイド金標識レクチンを用いた包埋後染色法により、サル網膜のシアル酸分布様式が電顕的に同定された。4.マイクロスラブゲルを用いた二次元電気泳動にひきつづきWestern blotting,各種HRP標識レクチンを反応させることによって、複合糖質を解析する方法を開発し、ウシ網膜視細胞間基質について解析した。5.4の方法を用いて遺伝的視細胞変性マウス(C3H)に特異的に増加減少している複合糖質が同定され、シアル酸の異常の存在が推定された。6.遺伝的視細胞変性マウス(C3H)網膜のシアリルトランスフェラーゼ活性を測定し、正常マウス網膜に比べ有意に低下していることが同定された。以上より、網膜変性症の成因に複合糖質異常が関係している可能性が示唆された。-今後ともこの方面からのアプローチが重要であると考え、とくにシアル酸異常に注目していきたい。
プログラムネクローシスがARDS及び続発する遠隔臓器傷害に与える影響の検討

前年度までにLPS誘導性肺傷害モデルにおける肺胞上皮細胞死において,気管支肺胞洗浄液中の上皮細胞の全細胞死マーカーであるサイトケラチン(CK)18M65,アポトーシスマーカーであるCK18M30を測定することで,ネクローシスが主体であることが明らかになっていた.本年度はさらに,肺組織切片を用いて,ネクローシス,晩期アポトーシス細胞の生体へのヨウ化プロピジウム(PI)投与によるラベリング,アポトーシス細胞のTUNEL染色によるラベリングによって細胞死のパターンを評価した.CK18M30,M65マーカーを用いた結果と同様に,気管内塩酸投与肺傷害モデルにおいてPI陽性細胞が著増した一方,高濃度酸素曝露肺傷害モデルにおいてはTUNEL陽性細胞が貯蔵した.さらに,LPS誘導性肺傷害モデルではPI陽性細胞が優位に増加した一方,TUNEL陽性細胞の増加はほとんど見られなかった.以上から,組織切片を用いた検討でも,LPS誘導性肺傷害においてネクローシスによる肺胞上皮細胞死が主体であることが確かめられた.また,以上の結果をまとめ,学会発表および論文投稿を行った.LPS誘導性肺傷害モデルの肺胞上皮細胞死においてネクローシスが有意であること,またネクロプトーシスの関与の可能性について明らかにすることができ,学会発表及び論文投稿できている状況である.LPS誘導性肺傷害のみならず,人工呼吸を行うことで肺胞上皮細胞死のパターンにどのような変化が見られるか検討を開始している.さらに,LPS誘導性肺傷害だけでは遠隔臓器の明らかな障害は生じないため,人工呼吸を加えたモデルで遠隔臓器障害についても評価を行う予定である.最終的には制御されたネクローシスへの介入により,肺障害,遠隔臓器障害が軽減できないか検討を行っていく.本研究はARDSの肺胞上皮細胞死における“制御されたネクローシス"の寄与を検討し,それが新規治療ターゲットとなるのか明らかにすることを目的としている.これにむけて本年度はLPS誘導性急性肺傷害モデルマウスを用いて,肺胞上皮細胞死におけるアポトーシス,ネクローシスそれぞれ寄与がどの程度あるのか検討することとした.まず,低用量(1μg/body)と高容量(25μg/body)のLPS気管内投与急性肺傷害モデルを確立し,経時的な気管支肺胞洗浄液中の好中球数,ミエロペルオキシダーゼ濃度,タンパク濃度,IgM濃度を解析することで,好中球性の炎症及び肺胞バリアーの破綻が生じていることを確かめた.同時に高用量投与モデルでは動脈血酸素飽和度の低下が生じることも確認した.次にアポトーシス,ネクローシスの肺胞上皮細胞死における寄与を検討するために,上皮細胞の全細胞死マーカーCK18 M65及びアポトーシスマーカーM30濃度を測定した.予め,ネクローシス優位に細胞死が生じる塩酸気管内投与モデルとアポトーシス優位な高濃度酸素曝露モデルの二つの肺傷害モデルの機関紙肺胞洗浄液中のM65,M30濃度を測定し,塩酸モデルではM65,高濃度酸素モデルではM30優位な増加が見られることを確かめた.LPS誘導性肺傷害モデルでは低用量モデルではコントロールに比してM65が3.5倍程度,M30が2.5倍程度に増加しておりアポトーシス,ネクローシスそれぞれが同程度寄与していることが示唆された.一方,高用量モデルではM30が3倍程度の増加を示すのに対してM65は10倍以上の増加を示し,ネクローシス優位な細胞死が生じていることが示唆された.今後,この知見を組織染色を用いた解析でも確かめるととともに,どのようなタイプの“制御されたネクローシス"が関与しているのか網羅的な遺伝子発現解析を用いて明らかにしていく予定である.本研究の目的を達成する第一段階として,ヒトARDSに近いと考えられるLPS誘導性肺傷害モデルを用いて,肺胞上皮細胞死機構におけるネクローシス,アポトーシスの寄与を明らかにすることができたため.前年度までにLPS誘導性肺傷害モデルにおける肺胞上皮細胞死において,気管支肺胞洗浄液中の上皮細胞の全細胞死マーカーであるサイトケラチン(CK)18M65,アポトーシスマーカーであるCK18M30を測定することで,ネクローシスが主体であることが明らかになっていた.本年度はさらに,肺組織切片を用いて,ネクローシス,晩期アポトーシス細胞の生体へのヨウ化プロピジウム(PI)投与によるラベリング,アポトーシス細胞のTUNEL染色によるラベリングによって細胞死のパターンを評価した.CK18M30,M65マーカーを用いた結果と同様に,気管内塩酸投与肺傷害モデルにおいてPI陽性細胞が著増した一方,高濃度酸素曝露肺傷害モデルにおいてはTUNEL陽性細胞が貯蔵した.さらに,LPS誘導性肺傷害モデルではPI陽性細胞が優位に増加した一方,TUNEL陽性細胞の増加はほとんど見られなかった.以上から,組織切片を用いた検討でも,LPS誘導性肺傷害においてネクローシスによる肺胞上皮細胞死が主体であることが確かめられた.また,以上の結果をまとめ,学会発表および論文投稿を行った.LPS誘導性肺傷害モデルの肺胞上皮細胞死においてネクローシスが有意であること,またネクロプトーシスの関与の可能性について明らかにすることができ,学会発表及び論文投稿できている状況である.プロピジウムイオダイド

静注後の蛍光シグナル及びTUNEL染色を用いて,気管支肺胞洗浄液中の細胞死マーカー測定で得られた結果と同様の知見が得られるか検討を行う.また,網羅的な遺伝子発現解析によりどのタイプの制御されたネクローシスが活性化しているのか明らかにするとともに,その経路をターゲットとした治療法がLPS誘導性肺傷害を軽減しうるのか検討を行う.LPS誘導性肺傷害のみならず,人工呼吸を行うことで肺胞上皮細胞死のパターンにどのような変化が見られるか検討を開始している.さらに,LPS誘導性肺傷害だけでは遠隔臓器の明らかな障害は生じないため,人工呼吸を加えたモデルで遠隔臓器障害についても評価を行う予定である.最終的には制御されたネクローシスへの介入により,肺障害,遠隔臓器障害が軽減できないか検討を行っていく.当初予定していた網羅的な遺伝子発現解析について,次年度に行う方針となったため次年度使用額が生じた.肺傷害モデル動物において,制御されたネクローシスを阻害することで肺傷害が軽減できるかどうかの検討にまで至らなかったため,次年度使用額が生じた.翌年度には制御されたネクローシスの分子経路に対する阻害剤等を用いて,肺傷害を軽減するかどうか検討するとともに,肺傷害における細胞死と遠隔臓器障害に関わる研究に助成金を用いる予定である.
地域と学校をつなぐ地域自然環境を題材とした環境教育教材の開発と指導法

1.地域で特徴のある自然の教材化として、塩分を含む湧き水や川の調査を行ってきた。その中で、昨年度の兵庫県南部地震と関連して、それらの塩分濃度が約半年間にわたって異常現象を示していることが分かった。これは今回調査地区も淡路・神戸地区も近畿地方中部の共通岩盤である領家花崗岩帯に乗っかっているからだと考えられる。2.古い文献にある塩の湧き水地点がさらに数箇所わかった。いずれも兵庫県南部地震の前後における湧き水の増加に伴い溶存する2価の鉄イオンの大量の吹き出し、空気酸化された酸化鉄で川底が真っ茶色になったのがきっかけである。3.汎用性のある環境教育教材として、山間部の上流から町中の下流にかけての石川について、人口と塩化物イオン、電気伝導度との関連を調べた。また、都会の中の校区内を流れている長瀬川について、側溝と本流と周辺の工場群との関係を中学校の理科クラブとして取組み、文化祭や地方自治体のシンポジウムで発表した。また、生徒たちの川についての意識調査を行った。4.都会の中でも、まだ自然が残っている小学校において、一年を通じて環境教育の実践を行った。環境ウオッチング、環境調べのカードなとを活用して校区内の植物調べ、野鳥調べ、溜め池の水質調べ、交通量調べ等を行った。まとめとして校区の環境マップ等を作った。・研究協力者(中学校教師)の校区の河川、排水溝等の水質調査を行った。河川については校区に流入する前と後の違いから、校区内を流れる間の変化量に注目し、人間と環境の関わりを調べた。また校区の河川水を用いてウキ草の成長観察を行い、水質の変化を調べた。さらに校区内に室町期に作られた掘割りがあり、現在も農業用水路として利用されている。この水路マップと水質変化を季節ごとに調べはじめた。同じく研究協力者(小学校教師)の校区の環境マップ作りのひとつとして町中の鳥の巣調査を行った。・汎用的な教材として、大阪南部を流れる大和川の支流である石川の水質調査を山間部の上流から人が多く住んでいる下流域まで行い、人と川の関わりを調べた。特に塩化物イオンおよび電気伝導度を取り上げ、流量の調査と合わせ絶対的な総イオン量と流域人口との相関を調べた。・地域の特徴のある環境の調査として大阪南部にある東槙尾川流域の塩を多く含む川の調査を行った。その結果この周辺には塩に因んだ地名が多く、古い古文書では、塩泉があったとされている。そのいくつかの塩泉をpHおよび電気伝導度の測定により確認し、化学分析を行っている。昔の地理自然環境と地名との深い関わりの一例となる。また阪神大震災の前後で様子が少し変化したようなので調査中である。1.地球で特徴のある自然の教材化として、塩分を含む湧き水の調査を行ってきた。その中で、昨年度の兵庫県南部地震と関連して、塩分濃度が約半年間にわたって異常現象を示していることが分かった。今回調査地区も淡路・神戸地区も近畿地方中部の共通岩盤である領家花崗岩帯に乗っかっているからだと考えられる。今後も観察を続けていく。3.汎用性のある環境教育教材として、山間部の上流から町中の下流にかけての石川について、人口と塩化物イオン、電気伝導度との関連と、都会の校区内を流れている川について、側溝と本流と周辺の工場群との関係を中学校の理科クラブとして取組み、文化祭で発表した。環境ウオッチング、環境調べのカードなどを活用して校区内の植物調べ、野鳥調べ、溜め池の水質調べ、交通量調べ等を行い、まとめの環境マップを作り等を通じて、子ども達の環境に対する関心、理解を高めた。
選択的化学反応のシミュレーションと選択性発現機構の理論的解明

本研究の目的は、電子状態計算法と分子力学法を組み合わせた理論的手法(MO-then-MM法およびIMOMM法)を用いて、置換基による有機化学反応の立体制御の要因を探り、反応設計へ資することである。そこで、次の反応の理論研究を行った。1)Pd-BINAPHOS錯体触媒によるCOとプロピレンの不斉交互共重合反応の反応機構と選択性発現機構の理論的解明、2)Sm錯体によるプロピレン重合における選択性制御、3)Rh-BINAPHOS錯体触媒による不斉ヒドロホルミル化反応の選択性発現機構解明の三つである。1)ではPd-(COCH_3)(PH_3)(P(OH)_3)^+のPd-C結合へのプロピレン挿入をDFT法を用いて検討し、反応機構を明らかにした後、MO-then-MM法でBINAPHOS配位子による立体選択性を検討した。その結果、レジオおよびエナンチオ選択性はBINAPHOS配位子の立体効果に起因することを明らかとした。2)ではSmメチル錯体とエチレンの反応の遷移状態をMP2法で決定した後、反応系に置換基を導入し、プロピレンの立体選択的挿入反応をMO-then-MM法でシミュレートした。その結果、4族のdブロック遷移金属錯体触媒の場合と異なり、secondary insertionが選択的に起こりうること、しかも違った機構でタクティシティが制御される可能性が明らかとなった。3)では不斉の発現するRh-H結合へのオレフィン挿入過程について、RhH(CH_3CH-CHCH_3)(CO)(BINAPHOS)の場合の遷移状態をIMOMM(B3LYP:MM3)法を用いて計算を行い、構造決定を試みた。しかし、計算ではホスフィンもしくはカルボニルが解離し、必ずしも実験の選択性を再現する結果が得られなかった。さらなる方法論の検討が必要と考えられる。本研究の目的は、電子状態計算法と分子力学計算法を組み合わせた理論的手法(MO-then-MM法およびMOMM法)を用いて、置換基による有機化学反応の立体制御の立体的要因を探り、反応設計へ資することを目的としている。本年度は、光学活性ホスフィンホスファイト配位子(BINAPHOS)を持つ錯体触媒による次の二つの反応をモデルとしてとりあげた。すなわち、1)Rh-BINAPHOS錯体触媒による不斉ヒドロホルミル化反応と、2)Pd-BINAPHOS錯体触媒によるCOとプロピレンの不斉交互共重合反応である。1)では不斉の発現するRh-H結合へのオレフィン挿入過程について、RhH(CH_3CHCHCH_3)(CO)-(BINAPHOS)の場合の遷移状態を検討した。BINAPHOS配位子を(PH_3)(P(OH)_3)で置き換えたB3LYP計算とBINAPHOS配位子を持つ実際の系の分子力学計算(MM3)を統合したIMOMM(B3LYP:MM3)計算を行い、構造決定を試みた。しかし、計算ではホスフィンもしくはカルボニルが解離し、必ずしも実験の選択性を再現する結果が得られていない。分子力学法では省略されたBINAPHOSの電子的因子が重要であると考えられ、今後、シフト演算子法を用いた電子的効果の考慮を検討していく予定である。2)ではPd(COCH_3)(PH_3)(P(OH)_3)^+のPd-C結合へのプロピレン挿入における選択性を検討した。

まず、この反応についてB3LYP法を用いて検討し、反応機構を明らかにした後、MO-then-MM法で立体選択性を検討した。その結果、レジオおよびエナンチオ選択性はその反応過程におけるBINAPHOS配位子の立体効果に起因することを明らかとした。今後、IMOMM法の適用を検討している。本研究の目的は、電子状態計算法と分子力学計算法を組み合わせた理論的手法(MO-then-MM法およびIMOMM法)を用いて、置換基による有機化学反応の立体制御の立体的要因を探り、反応設計へ資することを目的としている。我々は、これまでに、MO-then-MM法を用いてKaminsky型錯体触媒によるポリプロピレン挿入のタクティシティ制御の理論計算が可能であることを明らかにしてきた。一方、近年、このようなdブロック遷移金属錯体だけではなく、4fランタニド錯体を触媒として用いるオレフィン重合が報告されるようになってきた。これらの場合には、しかしながら、タクティシティもしくはその制御機構がdブワックの遷移金属錯体と異なる可能性がある。4fブロックのランタニド原子はdブロック原子よりも大きく、ポリマー末端やプロピレンのメチル基がCp環上の置換基から遠いからである。そこで、この点を明らかにするために、MO-then-MM法を用いた理論計算を行った。まず、H_2SiCp_2SmCH_3とエチレンの反応の遷移状態をMP2法で決定し、Cp環上にメチル置換基を導入するとともに、エチレンの水素のひとつをメチル基で置き換え、プロピレンの立体選択的挿入反応をシミュレートした。その結果、4族のdブロック遷移金属錯体触媒の場合と異なり、Secondary insertionが選択的に起こりうること、しかも違った機構でタクティシティが制御される可能性が明らかとなった。
床吹出し空調システムの室内温熱環境に関する研究

床吹出し空調システムは、換気効率の向上、空調のパーソナル化が可能である点などの利点が指摘されている。しかし、吹出し温度、風量、オフィスレイアウトによっては、居住域において上下温度分布、ドラフトが生じる可能性がある。本研究では、床吹出し空調システムを用いたオフィスにおいて、着衣や吹出し口の形状、熱負荷、風量などが熱的快適性に与える影響について明らかにすることを目的とした。実験はお茶の水女子大学のオフィス環境実験室にて行った。はじめに異なる5種類の吹出し口を用いて気流分布と上下温度分布を測定した。その結果から、気流特性の異なる4種の吹出し口を取り上げ、熱負荷、風量を変化させて、上下温度分布、ユニット吹出し温度、レタン吸込み温度などを測定した。さらにサーマルマネキンを用い、着衣を変化させて、サーマルマネキンの熱損失、皮膚温などを測定し、等価温度を求め、熱的快適性について、評価した。第1実験においては、気流分布、上下温度分布共に、ファン付きの吹出し口とプレッシャー式の吹出し口の間に差が見られ、ファン付きの吹出し口の方が気流の立ち上がりがよく、風速0.25m/s以上の範囲も広かった。そのため、上下温度差がファン付きの吹出し口の方が小さくなっていた。また、個々の吹出し口についても差は見られ、同じプレッシャー式の吹出し口でもA社大は他の2つとは異なった気流分布を示した。第2実験では、さらに詳しい上下温度分布特性が明らかとなり、吹出し口の近くでは上下温度分布は吹出し温度、気流特性差の影響を強く受け、ファン付きの吹出し口とプレッシャー式の吹出し口での温度分布の差が大きく、プレッシャー式の方が上下温度差がかなり大きくなるが、吹出し口から離れた場所では両者の差は小さくなる事が分かった。等価温度の算出によって、着衣の与える影響が明らかとなり、スカート着用時には、ズボン着用時と比較して、下半身においては等価温度がかなり低い値を示していた。熱負荷は、上下温度分布にはかなり影響を与えるが、等価温度にはあまり影響を与えていなかった。風量も等価温度には影響を与えていなかった。
終末期がん患者の望む生き方を支える看護師の対話力獲得モデルと尺度の開発

終末期がん患者が、残された日々をどのように過ごすかを決定することは、悔いなく生ききるために大変重要である。患者と最も接触する機会が多い看護師は、彼らの意思決定を支える役割を担っているが、その際に必要な対話力の個人差は大きく、十分に役割を果たせていない者もいる。しかし、なぜそのような個人差が生じるのかは明らかでない。そこで本研究では、看護師の対話力がどのように獲得され、その獲得に影響を与える要因は何かを質的研究と量的研究によって明らかにすることを目的とする。
コンピュータと数学教育の係わりについての総合的研究

次の見地に立って、いろいろなソフトウェアの開発、利用をすすめた。(1)従来の教育で、やりたくても、そこまではとてもできない、というようなことを実行する。(2)生徒の知識範囲の中で、めざましい事柄を見せて、数学への興味、関心を高める。(3)既存の教材を発展的に扱い、さらに上の学習への期待感をもたせる。従来は、コンピュータの教育利用というと、CAIコースをめざしたものであるが、最近では、むしろ単品の発展教材が歓迎される。また、UBASIC,MATHEMATICA,MAPLE,DERIVE,REDUCEなどに加えて、GRAPES,関数ラボ,GroBlock等日本で開発された、汎用の数学用ソフトウェアも多数でてきた。これらの比較、検討もこの研究の主題としたところである。ただし、これらの高級ソフトウェアは、最近のハードウエアの発展に伴ってハードウエアに対する要求が大きく、また中には高価なものもあり、直ちに利用可能ではない。やはり教育の場でどこでも使えるのは、BASIC等のプログラムでつくられたものである。教育の現場で作られたソフトウェアの中には、非常にすばらしいものもある。これらを含めて、教育現場の指導も心掛けたところであり、今後もこれは重要なことであろう。コンピュータの機能の中で特に注目するのは、グラフィック機能である。従来、教育の場では、実現困難であった図をいろいろ実現できる。また、動画として見せることにより、現実感を与えることができる。ただし、数学の目的のためとして、ビデオなどとの連動は考えなかった。数学教育は、近年のコンピュータ用の数式処理のソフトウェアの発達により、大きな変革が要求されている。すなわち、これらのソフトウェアがワークスティションやパーソナルコンピュータ上で容易に使用可能となったので、従来、数学教育の重要な課題であった計算技術は、これらのソフトウェアにより置き換えられてしまうことになってきたからである。それでは、これからは、どういう視点で、何を、どの程度教えるべきか。それを追及することを緊急の課題とするものである。本年度においては、まずこれらの数式処理ソフトウェアでどのようなことが可能であるかを検討することとした。すでに数種類のものがあるので、それらの比較検討にとりかかった。以下、次年度の課題とするところを列挙する。(1)現在、通常の教科書にあるもののうち、どれだけのものが、基礎として、不可欠のものか。例えば、複雑な数式の微分積分、はどの程度残しておかなければならないか。(2)複素数を初年度から積極的に取り入れることはいかがであろうか。応用数学では、複素数の扱いを知らなければ何もできないであろうが、基礎の数学としては、今までは扱っていない。オイラーの公式などは、活用していくのが大事ではないか。(3)数値積分を取り入れることによって、楕円積分、その他が対象にできる。(4)フーリエ解析などは、諸科学の基礎である。これを扱うようにしたい。(5)計算を軽減することにより、理論的な面を、どの程度強増していくか。(6)多変数の解析を是非入れるようにしたい。また、UBASIC,MATHEMATICA,MAPLE,DERIVE,REDUCEなどに加えて、GRAPES,関数ラボ、GroBlock等日本で開発された、汎用の数学用ソフトウェアも多数でてきた。ただし、これらの高級ソフトウェアは、最近のハードウェアの発展に伴ってハードウェアに対する要求が大きく、また中には高価なものもあり、直ちに利用可能ではない。

やはり教育の場でどこでも使えるのは、BASIC等のプログラムでつくられたものである。教育の現場で作られたソフトウェアの中には、非常にすばらしいものもある。これらを含めて、教育現場の指導も心掛けたところであり、今後もこれは重要なことであろう。コンピュータの機能の中で特に注目するのは、グラフィック機能である。従来、教育の場では、実現困難であった図をいろいろ実現できる。また、動画として見せることにより、現実感を与えることができる。ただし、数学の目的のためとして、ビデオなどとの連動は考えなかった。
多自由度環境系に接する量子系のトンネル現象

多自由度を有する環境系に接する物理系を幾つかの視点から研究した。1.低磁場共鳴・緩和の理論から量子トンネル問題へ。量子論的な多自由度環境系に接するスピン系の非平衡ダイナミクスを定式化した。近似的にではあるが無限次までの寄与を求め、連分数の解析解を得、スペクトルと緩和関数を求めた。強結合量子緩和系の典型を抜い得たことになる。スピン空間で適当な回転を施すと、所謂、スピン・ボソン系(量子トンネル系)と等価になることも証明できた。(日本物理学会秋の分科会、1997.10、同年会、1998.4で発表)2.量子ポテンシャルと散逸的量子トンネル。D.ボ-ムにより導入された方法論を拡張し、シュレ-ディンガーの式をハミルトン・ヤコビ方程式型に変換する。これを、さらに密度行列をも扱いうる形式に発展させ、量子トンネルに伴う量子生成及びその反作用を扱った。量子がトンネルする際に、多自由度環境系と相互作用する影響を取り入れ、実時間で定式化できる点に特徴がある。得られた基本式を、通常の障壁型ポテンシャル問題及び初期宇宙のトンネル過程に応用した。(日本物理学会1997.4、量子トンネルに関する研究会1998.3にて発表)確率共鳴現象。複数個の安定状態を有する系に、外部から振動場を印加し、さらにノイズを重畳みさせると、信号対雑音比が高くなる確率共鳴という現象が広範に観測されている。多自由度環境系を確率過程で表わして厳密に解ける系を考察し、確率共鳴に類似の現象を系統的に検討した。観察の対象系が量子的な場合にも、我々の方法論は適用可能である。(日本物理学会秋の分科会、1997.10で発表)以下の如く、本年度後半以降に急速に進展した成果が多く、上記1-3の多くは投稿中及至投稿準備中であるので、以下の研究発表欄には本年度に発表された継続的な論文もあげておく。
眼科的自己免疫疾患患者におけるマクロファージのneopterin産出能の検討

1.患者血清の採取:対象は当院ぶどう膜外来及び神経外来通院中の患者とし、多発性硬化症を含む球後視神経炎、原田氏病や、サルコイドーシスなどのぶどう膜炎患者から採血し、フィコール濃度勾配遠心法により単核球分画を得た。コントロール群としては、正常者のほかにpositive controlとして視神経炎に対しては緑内障、ぶどう膜炎に対しては糖尿病性網膜症を選んだ。2.マクロファージの培養:単核球分画をごく短時間培養し、プレート底面に付着したマクロファージを分離し、更にINF-gammaと共にCO_2インキュベータ-で48時間培養した。3.マクロファージ培養液上清のneopterinの測定:培養液中neopterinは、米国Incstar社から市販されているI^<1215>-neopterin RIA kitを用いて測定した。現在まだサンプル数が少ないため、現在統計学的に検討できるほどの結果はでていない。今後徐々にサンプル数を増やす予定である。