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豊臣政権の国分と国土領有権に関する研究

豊臣政権の国土領有権獲得の過程は、段階的にとらえねばならない。信長の正統的後継者となるべく、秀吉は天正11年の北国国分(第1次)から天生13年の北国国分(第2次)までの国分を通じて、信長の遺領を掌握して、中国・四国から東海・北陸におよぶ豊臣領を確定する。さらに天正13年閏8月の豊臣全所領規模の国替を敢行することによって、個別領主支配権が国家支配権に包摂される近世的知行原理を樹立することに成功した。ここまでは、いわば武力と戦略のみによって成長を遂げた段階にあたる。秀吉は、同年7月に関白に就任することで、境界を接することなくかつ敵対関係にない九州あるいは関東・奥羽の戦国大名に対する軍事介入への名分をつかむ。そして天正16年の聚楽行幸に際して、臨席した織田信雄以下の諸大名に、天皇に起請させるという方法で、政権の国土領有権を承認させた。これは、露骨に天皇を利用することによって、秀吉が天下人であることを宣言するものでもあった。これをふまえて、政権の個別大名領を越えた山野河海に対する支配権が強化されてゆくのであるが、方広寺大仏殿の造営事業がそのひとつの画期であったことに注目した。豊臣政権にとっての天皇制の価値は、聚楽行幸を境として低下してゆく。秀吉は、大陸出兵が本格化してくると、最終的に北京と京都にそれぞれ天皇と関白を置き、彼はそれらを束ねる皇帝となることを企図する。秀吉は、中国を中心とする華夷秩序を否定し、外交文書では天皇を疎外して、国内的には天下人として君臨することに成功した。しかし東アジア諸国家の統合のための名分を提示することにも、また軍事行動にもとづく外交秩序の再編にも失敗したのである。
有限群の表現とアソシエーションスキーム

本研究課題に関して、次の結果が得られた。1.シャープ指標分類で使った議論を用いて、ある種の既約指標を持つ有限群の族を群構造論の立場から特徴付けた。これはZhmudの定理の拡張および証明の簡易化にあたっている。上の既約指標がシャープ指標となる場合は清田、野沢により既に分類されているので、今後の研究課題は上記の有限群の族を完全に分類することである。(清田)2.すべてのスピンモデルはアソシエーションスキーム上で構成されるという事実に基づき、スピンモデルと密接に関連するアソシエーションスキームの特性を調べた。(野村)3.整係数正定値2次形式が与えられると、ブロックに属す既約指標の個数とカルタン行列の成分の間の不等式が得られることを証明した。A型の整係数正定値2次形式から生じる不等式は、和田が以前に得ていた不等式と一致する。(和田、クルシャマー)4.カルタン行列の最大固有値が整数であるとき、その値はブロックの不足群の位数に一致すること(予想1)、およびカルタン行列の最大固有値がブロックの不足群の位数に一致するすれば、固有値と単因子が集合全林として重複度もこめて一致すること(予想2)を予想し、ブロックの不足群が特別な条件を満たすときには、これらの予想が成立することを証明した。(清田、村井、和田)5,素数pが4を法として3と合同で、p-ブロックに属す既約ブラウアー指標の個数が2個の場合について、予想1と予想2を証明した。またカルタン行列が2つのパラメータを持つ特別な形のとき予想2を証明し、予想1をある条件のもとで解決した。(清田)6.カルタン行列の実例にもとずき、予想1,2を含む強い予想を考察し、ある種の巡回ブロックの場合には強い予想が成立することを証明した。(清田、和田)本研究課題に関して、次の結果が得られた。(清田、和田)1.有限群のカルタン行列については、多くの実例が和田により計算機を用いて求められた。またある種のp-可解群の無限系列のカルタン行列も和田により決定されている。これらの実例から、和田と清田は有限群のブロックに関するカルタン行列の最大固有値が整数であるとき、その値はブロックの不足群の位数に一致すると予想して、現在研究中である。この予想はp-可解群については未解決であるが、ブロックの不足群が(巡回群、2面体群、準2面体群、4元数群であるとか、正規部分群である等の)特別な条件を満たすときには、肯定的であることが証明された。これらの結果は、関連する結果とともに和田、清田の共著論文として現在、出版準備中である。この研究と関連して、和田とクルシャマー(独イエナ大)は、整係数正定値2次形式が与えられると、ブロックに属す既約指標の個数とカルタン行列の成分の間の不等式が得られることを証明した。これらの結果は、和田により符号・格子・頂点作用素代数と有限群研究集会(京都大学数理解析研究所、2001年2月)で口頭発表された。2.清田はシャープ指標分類で使った議論を用いて、ある種の既約指標を持つ有限群の族を群構造論の立場から特徴付けた。上記の既約指標がシャープ指標となる場合は清田、野沢により既に分類されている。上記の有限群の族を完全に分類することは、今後の研究課題である。

これらの結果は、清田により有限群論草津セミナー(2000年8月)で口頭発表された。清田と和田は、村井正文と共同で、有限群のブロックに関するカルタン行列の固有値と単因子が一致する場合を研究し、特にp-可解群についてはカルタン行列の固有値と単因子が一致する条件がブロックに属す既約ブラウアー指標がすべて高さ0であることを証明した。またブロックの不足群が(巡回群、2面体群、準2面体群、4元数群であるとか、正規部分群である等の)特別な条件を満たすときには、カルタン行列の固有値と単因子が一致する場合を完全に決定することができた。これらの結果は、関連する結果とともに和田、村井、清田の共著論文として掲載予定である。この論文中で我々は、カルタン行列の最大固有値が整数であるとき、その値はブロックの不足群の位数に一致すること(予想1)、およびカルタン行列の最大固有値がブロックの不足群の位数に一致するすれば、固有値と単因子が集合全体として重複度もこめて一致すること(予想2)を予想した。現在和田と清田はこの予想の証明に取り組んでいる。清田は素数Pが4を法として3と合同で、P-ブロックに属す既約ブラウアー指標の個数が2個の場合について、予想1と予想2を証明した。この結果は、清田により有限群草津セミナー(草津、2001年8月)で口頭発表された。さらに清田は、カルタン行列が2つのパラメーターを持つ特別な形のとき予想2を証明し、予想1をある条件のもとで解決した。現在この条件を研究中である。これらの結果は、清田により有限群のコホモロジー論研究集会(京都大学数理解析研究所、2001年9月)で口頭発表された。清田は巡回ブロックのカルタン行列の固有値が非常に限られた形であることをアソシエーションスキームの理論より示した。この結果と他の実例より、和田、清田は予想1, 2を含む強い予想を考察し熊本大理学部でのセミナー(2001年2月)で口頭発表した。
ギリシアとメソポタミア世界を結ぶ：紀元前２千年紀前半アナトリア交易網の西方拡大

西洋文明の中核をなす古代ギリシア文明と専制君主制を培ったメソポタミア文明は、現在のヨーロッパから中東諸国の国際情勢を理解する上で重要な文明である。しかし、考古学的には何れの文明もこれまで独立した形で論じられる場合が多かったため、両文明の関わりについてはあまりにも不明な点が多い。本研究では前2千年紀前半に存在したメソポタミアとのアナトリア交易網がギリシア世界にまで及んでいたことを、両者に狭まれたアナトリア高原中央部に位置するビュクリュカレ遺跡の考古学的調査、文献研究から解明し、現代西洋文明につながるメソポタミア文明という新たな視点を生み出そうとする。
ネパール国のHIV感染集団における血清セレン濃度とHIV疾病進行、罹患及び死亡

2.高CRPの男女において抑うつのオッズはそれぞれ3.6および1.2倍と上昇した。3.ビタミンB(B1, B3, B6, B12)や葉酸摂取と抑うつのリスクとの関連はみられなかったが、B2の低摂取は抑うつのリスクの増加と関連していた。4.男性の血清CRPではビタミンB(B1, B3, B6)と負の関連を示した。また、男女において血清CRPは葉酸との関連がみられた。5.血清亜鉛濃度は血清CRPと負の関連を示した。6. 25(OH)Dが20 ng/mL以下の場合、抑うつのオッズは上昇した。また、18か月後の抑うつの発症リスクも上昇した。7.多価不飽和脂肪酸の摂取量の増加とともに血清CRPの減少がみられた。本研究の目的のために、ネパールのHIV陽性者320人を対象としたコホート調査を設定した。ベースライン調査は、2010年にネパールのHIV陽性者320人に対して完了した。6ヶ月後及び12ヶ月後のフォローアップ調査を、2011年に、同じコホート調査のメンバー対象に実施した。12ヶ月後のフォローアップ調査の時点で、社会人口統計、身体計測、ライフスタイル、精神保健に関する情報を、251人の対象から収集した。体重、身長、腹囲、血圧に関する情報も記録した。血液検体は全ての参加者から採取し、検体は国立国際医療研究センターに保存している。コホート調査対象者の死亡率及び罹患率の情報のフォローアップは継続されており、2012年及びその後2年間継続を予定している。食事や血清バイオマーカーのベースライン調査情報の解析を実施している。査読付きの国際誌に1論文が既に掲載され、3本のポスター発表を国際会議で行った。2012年7月に開催される国際エイズ会議において、別題目の5本の抄録を提出している。投稿している抄録の題目は次のトピックには次のとおり:本研究では、ネパールの320人のHIV感染者を横断研究の対象として設定し、HIV感染者における血清微量栄養素と病気の進行、罹患率、死亡率についての関係を評価した。2010年にネパールの320人に対してHIV感染者に対してベースライン調査を実施した。フォローアップ調査は、2012年に2011年と同じ対象者に実施した。研究参加者から、社会人口学的情報、身体計測についての情報、ライフスタイル、精神的健康に関する情報について収集した。体重、身長、腹囲、および血圧についても記録した。血液サンプルは全ての参加者から採取し、日本の国立国際医療研究センターの研究室に保存されている。血清サンプルは、セレン、亜鉛、ビタミンD、脂質、グルコース、インスリン、酸化ストレス、炎症マーカーについて、日本の研究室において試験した。横断研究の対象集団の死亡率と罹患率情報のフォローアップは現在進行中であり、2013年および更に2年間も継続して実施予定である。本研究プロジェクトを継続するために、既に米国のマサチューセッツ大学アマースト校との協調を確立している。フォローアップ調査の血清サンプルについては測定の過程にある。食事や血清マーカーに関する調査情報の解析については現在進行中である。2つの論文が査読付きの国際専門誌に掲載されており、国際学会では4つのポスター発表を行った。2013年11月に開催予定の米国公衆衛生協会の学会に異なるトピックの4つの抄録を準備し、提出している。ネパールでの実験で得た血液のサンプルについて、検査とデータ解析を業者へ依頼する段階まで進んでいる。24年度が最終年度であるため、記入しない。2012年から13年の計画・ベースライン調査情報を分析し、少なくとも2論文を投稿する。・国際エイズ会議に出席する。・フィールドでは、コホート調査の対象者のフォローアップのために、2012年12月にネパールを訪問し、罹患率と死亡率データを収集する。・研究作業を継続するための今後の研究支援として、米国アスマートのマサチューセッツ大学とのネットワーキングを開始する。
有限温度におけるグル-オンの振る舞い

1.物質の究極の構成要素と現在考えられているクオークとグルオンは、単独では取り出すことができない「閉じ込め」という特異な性質を持っている。超高温では、この閉じ込めは破れると予想されているが、温度の上昇とともにクオークとグルオンがどのように振る舞いを変えていくのかは、いまだ明らかになっていない。このクオークとグルオンの性質を研究するもっとも強力な手段の一つとして、計算機による量子色力学の数値シミュレーションがある。これまでのシミュレーションは、主として量子色力学の「色」の自由度が打ち消しあって現れない「無色」の状態に対して行われてきた。しかしクオークやグルオンの伝播関数を直接に求めて、その振る舞いを調べるためには、「色」の自由度を持った状態を引き出すために「ゲージ固定」という操作を行わなければならないが、量子色力学のゲージ固定は一意的ではないということが明らかになってきた(グリボフ不定性)。2.本研究においては、このグリボフ不定性を数値シミュレーションで正しく取り扱うアルゴリズムを研究し、そのプログラムを並列計算機の上に実装し、数値計算によってクオーク、グルオンの振る舞いを調べてきた。3.プログラムを並列ベクトル計算機に実装し、その効率化をはかった。この成果にたいし、米国電気電子学会より「ゴ-ドンベル賞」を1995年12月に授与された。4.グリボフ不定性をさけるアルゴリズムとして、ツバンチィガ-等による確率過程ゲージ固定法を数値計算に適したものに定式化し、テストを行い有効性を確認した。5.現在続行中のシミュレーションによれば、グルオンは近距離では質量がゼロの粒子として振る舞い、遠距離になると質量が増大していくという、通常の自由粒子とはまったく異なった振る舞いをしめしている。1.アルゴリズムの開発素粒子の強い相互作用を記述する量子色力学(QCD)における基本粒子はクオークとグルオンである。このグル-オンの有限温度における振る舞いを数値シミュレーションによって調べることが本研究の目的である。グル-オンの伝播関数はゲージに依存するため、測定のためにはゲージ固定という操作が必要になる。しかし、QCDのようないわゆる非可換ゲージ理論においては、このゲージが一意的に固定できないことがグリボフによって指摘されている。そこで、まず自由光子の存在が知られているU(1)理論において、正しい伝播関数を与え、数値シミュレーションも可能であるようなアルゴリズムの検討を行なった。その結果、確率ゲージ固定法が信頼できる結果を与えることが明らかになり、QCDの数値計算のための離散化アルゴリズムを構築した。2.プログラムの開発グル-オンの性質を調べるためには、近距離から遠距離までの振る舞いを調査しなければならない。そのためには、格子間隔は小さく、格子のサイズは大きなものでなければ良質のデータを得ることは難しい。この目的のため48×48×48×64というこれまでに計算されたもっとも巨大な格子上で計算が必要となる。このシミュレーションを並列ベクトル型という新しいタイプのスーパーコンピュータである航空宇宙技術研究所の開発した世界最高速の計算機「数値風洞」の上で行なうべく準備を進めている。現在プログラムの開発がほぼ終了し、テストランを行なっている。

しかしクオークやグルオンの伝播関数を直接に求めて、その振る舞いを調べるためには、「色」の自由度を持った状態を引き出すために「ゲージ固定」という操作を行わなければならないが、量子色力学のゲージ固定は一意的ではないということが明らかになってきた(グリボフ不定性)。2.本研究においては、このグリボフ不定性を数値シミュレーションで正しく取り扱うアルゴリズムを研究し、そのプログラムを並列計算機の上に実装し、数値計算によってクオーク、グルオンの振る舞いを調べてきた。3.プログラムを並列ベクトル計算機に実装し、その効率化をはかった。この成果にたいし、米国電気電子学会より「ゴ-ドンベル賞」を1995年12月に授与された。4.グリボフ不定性をさけるアルゴリズムとして、ツバンチィガ-等による確率過程ゲージ固定法を数値計算に適したものに定式化し、テストを行い有効性を確認した。5.現在続行中のシミュレーションによれば、グルオンは近距離では質量がゼロの粒子として振る舞い、遠距離になると質量が増大していくという、通常の自由粒子とはまったく異なった振る舞いをしめしている。
定量的がん研究のためのマルチパラメータ電子スピン共鳴イメージング法に関する研究

腫瘍内の酸素分圧およびpHを可視化する連続波電子スピン共鳴(CW-ESR)イメージング法を開発した。酸素分圧やpHを可視化するために、3次元空間の各点においてESRスペクトル情報を得る高速4次元スペクトル空間イメージング法を開発した。酸素分圧イメージングでは酸素感受性スピンプローブの緩和時間T2*を、pHイメージングではpH感受性スピンプローブのESRスペクトルを取得し、それぞれの情報から酸素分圧とpHを推定した。計測手法の評価のため、水溶液の模擬試料および腫瘍モデルマウスによる酸素分圧およびpHの可視化実験を行った。本研究では、高速な磁場掃引が可能な連続波電子ピン共鳴イメージング装置を用いて、実用的な計測時間で電子スピンの緩和時間を可視化するSPI法を実装した。具体的には以下の項目を実現した。(1)SPI法に適した磁場勾配シーケンスを作成した。(2)SPI法によるプロジェクションデータから画像及び緩和時間T2*マップを作成する計算コードを開発した。酸素感受性スピンプローブの濃度に応じて緩和時間T2*の変化を計測可能であることを確認した。これまでに、64 x 64 x 64のボクセルにより構成される三次元空間において、緩和時間T2*の空間マップの作成を実現した。この可視化では、三軸方向の磁場勾配を、15 x 15 x 15に均等に変化させ、3375個のプロジェクションデータを取得し、SPI法の手法により画像再構成を行った。さらに、Field-of-Viewの調整を行い、緩和時間のマップを作成した。予備的な実験において、使用した酸素感受性スピンプローブでは、90 nsから180 ns程度の緩和時間を示すことが分かった。電子スピン共鳴イメージング法を用いてpHを可視化する手法の開発も実施した。pH感受性のあるスピンプローブを用いて、超微細構造定数の変化を可視化する画像再構成法のコードを開発した。一次元の数値ファントム実験では超微細構造定数の変化を再構成することが可能であったが、二次元の画像再構成においては収束の問題があり、引続き検討が必要な状態である。また、後肢に腫瘍をもつ腫瘍モデルマウスを作製し、酸素感受性プローブの予備的な特性評価を行った。その結果、信号の半減期は約35分であった。この予備的な結果から、酸素感受性スピンプローブは比較的な長い半減期を有し、今後の実験にとって好都合であることが示唆された。平成27年度は、定量的酸素分圧イメージングの実現に必要な酸素感受性プローブの特性の解明と混合された同位体酸素感受性ニトロキシルラジカル(dicarboxy-PROXYL)のスペクトル分離コードの開発に取り組んだ。山登り法と呼ばれる最適化手法を用いてスペクトルフィッティングを行うプログラムを開発した。750 MHz電子スピン共鳴イメージング装置により、ニトロキシルラジカルの濃度、酸素分圧と電子スピンの緩和時間の関係を明らかにした。スピン・スピン緩和時間T2*は80から160 ns程度であった。また、濃度依存性と酸素分圧依存性を測定した。14Nおよび15Nで標識されたdicarboxy-PROXYLについて、マウス後肢に作成した腫瘍での薬物動態を明らかにした。尾静脈から投与されたdicarboxy-PROXYLのin vivo半減期は25分、尾静脈投与後、信号強度が最大値の90%以上を保つ時間は10分であることを明らかにした。また、dicarboxy-PROXYLの細胞毒性を明らかにした。使用したSquamous Cell Carcinoma(SCC VII)細胞では、10 mmol/L以下のニトロキシルラジカル濃度において細胞毒性は見られなかった。pHイメージングについては、pH感受性スピンプローブを溶解した複数の水溶液サンプルの可視化実験とpH推定プログラムの開発を行った。pH推定プログラムでは、山登り方を用いて一次元のpH分布を推定した。磁場勾配下で得られた各プロジェクション(スペクトル)について、一次元pH分布を推定し、得られた結果から最尤推定法を用いて二次元画像を再構成した。pH感受性が最も大きくなるpKa付近のpHでは、精度良くpHを求めることができたが(pHの誤差< 0.1)、pHの値がpKaから離れて行くと精度が低下する現象が見られた。サブプロジェクトジェクト1で計画した、酸素分圧及びpHの定量的可視化は平成27年度末までに一部達成された。酸素分圧の可視化プログラム及びpHの可視化プログラムを開発した。酸素分圧の可視化は、精度を議論する段階に到達していない。電子スピンの緩和時間を可視化するプログラムは開発済みであり、二種類の同位体スピンプローブのスペクトルを分離するプログラムも開発している。低信号対雑音比のデータから、精度良く同位体スピンプローブの電子スピン共鳴スペクトルを分離する点に課題があり、酸素分圧の定量性を改善する必要がある。pHの可視化については、pH電極による測定値と比較して、pHが6.3から7.0の範囲で0.13以下の誤差で計測できている。誤差0.1以下でpHを可視化することを目標としており、今後、計算法の改良が必要である。サブプロジェクト2で計画している腫瘍成長のダイナミクスの可視化では、生体内での酸素感受性スピンプローブの薬物動態を明らかにし、生体内での寿命を求めた。引続き、腫瘍モデル実験が安定的に行えるように、必要な装置の改良や実験データの蓄積を進める。

全体として複数の技術的課題に取り組んでいるが、当初計画よりも遅れており、平成28年度には遅れている計画を前進させるために一層努力する。酸素感受性スピンプローブが有する不対電子の緩和時間T2*から、電子スピン共鳴吸収スペクトルの線幅を求めた。吸収スペクトル線幅のプローブ濃度依存性と酸素分圧依存性を明らかにし、濃度と酸素分圧の一次関数として、吸収スペクトル線幅を表す基礎データを取得した。今後、酸素分圧およびスピンプローブ濃度の定量的評価の際に、得られた一次関数の係数を使用する。後肢に腫瘍を作製したマウスに、窒素14と窒素15で標識した同位体酸素感受性ニトロキシルラジカルを投与し、窒素14で標識されたプローブと、窒素15で標識されたプローブを独立にSPI法により画像再構成し、緩和時間T2*と吸収スペクトル線幅を可視化した。それらのデータと、先に求めた濃度異依存性および酸素分圧依存性の係数から、酸素分圧およびプローブ濃度を求める実験を実施した。pHを定量的に評価する電子スピン共鳴イメージングでは、スパース性を用いる推定手法とスペクトル空間法を用いる二つの手法を試みた。スペクトル空間法によるpH画像再構成は、空間解像度は低いが、超微細構造定数からpHを可視化できる見込みがあることが分かった。従来用いられて来た、磁場勾配に対応して磁場掃引幅を変化させる方法でスペクトルを取得するアプローチではなく、磁場掃引幅を一定としてスペクトルを取得するアプローチを採用できることが示された。MRIとのマルチモーダルイメージングを実施するために、プロトン核磁気共鳴用のRFコイル(64 MHz)と電子スピン共鳴用のRFコイル(750 MHz)を製作した。酸素分圧のイメージングについては、腫瘍モデルマウスによる実験まで到達した。しかし、安定に酸素分圧を可視化するためには、より実験条件および測定条件を詰める必要がある。腫瘍モデルマウスによる酸素分圧イメージング実験を行ったが、現在までイメージングが成功する割合は高くない。腫瘍成長による酸素分圧の時間時変化を追うダイナミクスの可視化は、計画に比べて少し遅れている状況である。腫瘍モデルマウスのイメージングにおいて、画像再構成が上手く行えない場合があり、その原因を解明している所である。これまでに、スペクトルのスプライン補完の部分でエラーが発生していることを特定した。pHのイメージングについては、当初より取り組んでいたスパースモデリングを用いる手法では、予定していた計算結果が得られず、想定よりもスパースな解が示され、pHの定量的イメージングへの貢献は果たせなかった。結果的には、スペクトル空間イメージング法を採用することにより、pHの情報を含む超微細構造定数の可視化を実現する目処を付けた。MRIとのマルチモーダルイメージングにおいても、RFコイルの製作は行ったが、マウスでのテストは今後の課題である。総合的には、当初計画より少し遅れていると判断する。腫瘍組織のpHを可視化する電子スピン共鳴(ESR)イメージング法の開発を進めた。
傾斜遠心力場における赤血球と内皮細胞との力学的相互作用の解明

本研究の目的は、これまで未知であった毛細血管内を流動する赤血球と内皮細胞との力学的相互作用を解明することである。そのための研究の新しいアプローチとして、申請者が独自に開発した傾斜遠心顕微鏡内の赤血球と内皮細胞を対象とした数値解析を行う。単純化された力学条件下で毛細血管内の相互作用を模擬し、赤血球の変形と流動特性、内皮表面層の変形挙動と内皮細胞への力学的影響を明らかにする。解析の妥当性は、赤血球の摩擦特性を実験結果と比較することで検証する。毛細血管内の赤血球と内皮細胞との力学的相互作用の解明は、内皮細胞の損傷に起因する循環器系疾患の機序の解明や新しい治療法の開発に大きく貢献するものである。平成26年度は、数値解析では、内皮表面層解析モデルの検証のため、従来の剛体赤血球モデルが内皮細胞上を移動する場合の解析を行った。計算の妥当性を、従来の内皮表面層を有しない計算結果と比較して検証した。また、検証実験では、申請者が開発した傾斜遠心顕微鏡を用いて、血漿中で内皮細胞を培養した基板上を、任意の傾斜遠心力負荷を与えた状態で移動する赤血球の摩擦特性を計測し、数値解析の検証のためのデータを取得した。遠心力の種々の垂直力と水平力は、試料を設置するローターの回転数と基板の傾斜角度により任意に設定できる。これまで詳細な実験はなく、数値計算に対応する条件で、系統的に条件を変化させて実験を行った。平成27年度は、弾性赤血球モデルによる流体構造連成解析を行い、種々の傾斜遠心力条件下での、ガラス基板とMPC基板上の赤血球の変形特性、浮上特性、血漿層の形成、摩擦特性の関係を明らかにした。第一段階として、弾性赤血球モデルとして、2次元円筒形の自然形状の状態で血漿中に浮遊する初期状態から、傾斜遠心力の影響で基板に向かって移動し、血漿層を介しながら基板との干渉によって変形し、最終的に、サブミクロンの血漿層を伴う定常状態に至る過程を再現した。定常状態では、赤血球モデルの底面が平坦になる特徴が再現された。従来より議論があった、赤血球の移動に伴って細胞膜が回転する、タンクトレーディング現象が発生することを確認し、傾斜角度と回転速度の関係を明らかにした。弾性赤血球モデルによる流体構造連成解析を行い、種々の傾斜遠心力条件下での、ガラス基板とMPC基板上の赤血球の変形特性、浮上特性、血漿層の形成、摩擦特性の関係を明らかにした。当初予定していた両凹形状の赤血球モデルについては解析を実施できなかったが、予備的な円筒形上の赤血球モデルについては解析を実施し、傾斜遠心力場での赤血球の振る舞いを定性的に明らかにすることができた。以上より、全体としてはおおむね順調に進展していると考えている。

単純化された力学条件下で毛細血管内の相互作用を模擬し、赤血球の変形と流動特性、内皮表面層の変形挙動と内皮細胞への力学的影響を明らかにする。解析の妥当性は、赤血球の摩擦特性を実験結果と比較することで検証する。毛細血管内の赤血球と内皮細胞との力学的相互作用の解明は、内皮細胞の損傷に起因する循環器系疾患の機序の解明や新しい治療法の開発に大きく貢献するものである。平成28年度は、弾性赤血球モデルによる流体構造連成解析を行い、膜の弾性を変化させた場合に、種々の傾斜遠心力条件下での、ガラス基板とMPC基板上の赤血球の変形特性、浮上特性、血漿層の形成、摩擦特性の関係を明らかにした。弾性赤血球モデルとして、2次元円筒形の自然形状の状態で血漿中に浮遊する初期状態から、傾斜遠心力の影響で基板に向かって移動し、血漿層を介しながら基板との干渉によって変形し、最終的に、サブミクロンの血漿層を伴う定常状態に至る過程を再現した。定常状態では、膜の弾性に依存して、赤血球モデルの底面が平坦になる特徴が明らかになった。従来より議論があった、赤血球の移動に伴って細胞膜が回転する、タンクトレーディング現象について、膜の弾性と傾斜角度と回転速度の関係を明らかにした。本研究の目的は、これまで未知であった毛細血管内を流動する赤血球と内皮細胞との力学的相互作用を解明することである。そのための研究の新しいアプローチとして、申請者が独自に開発した傾斜遠心顕微鏡内の赤血球と内皮細胞を対象とした数値解析を行う。数値解析では、内皮表面層解析モデルの検証のため、従来の剛体赤血球モデルが内皮細胞上を移動する場合の解析、および従来の内皮表面層を有しない計算結果との比較による計算結果の妥当性の検証は予定通り達成できた。また、検証実験では、傾斜遠心顕微鏡を用いて、血漿中で内皮細胞を培養した基板上を任意の傾斜遠心力負荷を与えた状態で移動する赤血球の摩擦特性を計測し、数値解析の検証のためのデータを取得することについては予定通り達成できた。内皮細胞上に存在する内皮表面層の糖タンパク(グリコカリックス)の樹状構造と赤血球の弾性構造体による解析モデルの作成と、その有効性の検証についてはまだ実施していない。以上より、全体としてはおおむね順調に進展していると考えている。平成27年度で未実施であった両凹形状の赤血球モデルに対する解析は、平成28年度の前半に実施する。第一段階として、弾性赤血球モデルとして、2次元両凹形の自然形状の状態で血漿中に浮遊する初期状態から、傾斜遠心力の影響で基板に向かって移動し、血漿層を介しながら基板との干渉によって変形し、最終的に、サブミクロンの血漿層を伴う定常状態に至る過程を再現した後、より実際に近い3次元赤血球モデルに対して数値解析を行う。後半には、より生体に近い条件である内皮細胞を培養したガラス基板上の弾性赤血球モデルによる流体構造連成解析を行う。内皮細胞には数μmの凹凸があるので、移動境界問題として取り扱う。また、内皮細胞表面のモデル化についても検討する。培養内皮細胞上の赤血球の傾斜遠心顕微鏡による予備実験は行っているが、詳細な実験はなく、数値計算に対応する条件で新たに実験を行い、数値解析結果の妥当性を検証する。流体工学平成26年度で未実施であった内皮細胞上に存在する内皮表面層の糖タンパク(グリコカリックス)の樹状構造と赤血球の弾性構造体による解析モデルの作成と、その有効性の検証については、平成27年度の前半に実施する。
降着円盤における電子・陽電子ペア消滅ラインの生成

まず第一に、降着円盤及びコロナにおける電子・陽電子ペア平衡のモデルを、新たに非熱的プラズマの効果をとりいれて作り直した(研究分担嶺重)。光学的に薄い、非熱的プラズマからなる円盤の構造を、円盤が静水圧平衡及び熱平衡にあるとして解き、その系列を横軸に円盤の面密度、縦軸に円盤への降着率(または温度)をとったグラフ上にプロットすることにより、先に求めた光学的に熱い、熱的プラズマからなる円盤のブランチとの関係が明らかにされた。さらにそのような、円盤モデルから予想されるスペクトルを計算したが、予想通りブラックホール天体で観測されたような、非常に巾の狭いペア消滅ラインが現れた。この結果は近く論文にまとめて雑誌に投稿する予定である。さらにこれと平行して、より現実的な円盤ウィンドモデルの構築の研究を進めた(研究分担福江)。観測で得られたような巾の狭いペア消滅ラインを説明する別のモデルとして、ペア自体は熱的プラズマ(恐らく円盤コロナ)の中で作っておいて、その後輻射圧等のメカニズムでプラズマの中からペアを引き出し、比較的密度の薄い円盤ウィンドの中でペア消滅を起こさせるという考え方も可能だからである。このアイデアに従って円盤ウィンドの力学的、熱的構造をペア消滅率を考慮して解いたところである。これも近く論文にまとめて専門雑誌に投稿予定である。
As-S(Se)ナノファイバを用いた非線形ファイバグレーティングの開発とその応用

本研究の前半では、新たな螺旋状ナノ長周期ファイバグレインティング(LPG)作製法を提案し、その作製法の有用性と適用性を明らかにした。また試作したLPGを用いって、全光学的非線形デバイス:非線形光微小球共振器や、光パルスの多重再生と任意波形発生器や、又広帯域バンド阻止フィルタ等への応用を提案した。本研究の後半では、特別な直列螺旋状LPGを用いて、新たな温度と折率、温度とねじれ同時測定できるファイバセンシング法を提案し、高感度・多機能ファイバセンシングデバイスへの応用を実現した。光ファイバのコア部分に周期的な屈折率変化を書き込んだファイバ・グレーティングは、波長多重(WDM)光通信システムや光ファイバ・センシングシステムに不可欠な光デバイスである。本研究では、このような高性能ファイバ・グレーティング作製技術を更に発展させ、高非線形係数(光カー係数n2)を有するカルコゲナイドマイクロ・ナノ光ファイバを用いられ、チャンネルが多くしかも長さが数百マイクロメーター程度と短いグレーティングを実現し、小型化、高性能化とその次世代広帯域・超高速フォトニクス通信システムに不可欠な全光学的非線形デバイスへの応用を目指す。今迄主な研究進展は以下の通りである。1)CO2レーザーによる長周期ファイバグレーティング(LPG)及び位相シフト(LPG)の作製法を成功した。2)炭酸ガスレーザーによるナノファイバ製作法を開発した。3)炭酸ガスレーザーによるマイクロファイバ干渉計の作製及びその温度と屈折率同時測定センサーへの応用を提案した。4)ナノファイバグレーティング新たな設計・作製法を提案した。5)螺旋状マイクロファイバグレーティングの提案とその作製法の開発を進められた。6)カルコゲナイトファイバを用いた非線形光微小球共振器の作製法を試みた。本研究では、我々はここまで開発した多チャンネル・高性能ファイバ・グレーティングの作製技術を更に発展させ、高非線形係数(光カー係数n2)を有するカルコゲナイドマイクロ・ナノ光ファイバを用いられ、チャンネルが多くしかも長さが短いダイナミック・グレーティングを実現し、小型化、高性能化とその次世代広帯域・超高速フォトニクス通信システムに不可欠な全光学的非線形デバイスへの応用を目指す。(1)炭酸ガスレーザーによる長さ30cmの光ナノファイバの作製を成功させた。(2)螺旋状長周期ファイバ・グレーティグによる温度と歪み同時測定センサーの実現を提案した。(3)螺旋状ナノファイバグレーティングの新たな設計・作製法を提案した。(4)カルコゲナイトファイバを用いた非線形光微小球共振器の作製法を開発した。(5)ファイバ・グレーティグによる光パルスの多重再生と任意波形発生器を提案した。本研究では、我々はこれまでに開発した多チャンネル・高性能ファイバ・グレーティングの作製技術を更に発展させ、次世代広帯域・超高速フォトニクス通信システムや超高感度・高速度光ファイバセンシングシステムに不可欠なマクロ・ナノファイバグレインティングの実現を目指す。1.炭酸ガスレーザーによる長さ30cmの光ナノファイバの作製方法を開発出来た。2.炭酸ガスレーザーによる螺旋状長周期ファイバ・グレーティグ作製法を提案し、成功した。3.カルコゲナイトファイバを用いた非線形光微小球共振器の作製法を開発した。4.ファイバ・グレーティグによる光パルスの多重再生と任意波形発生器を提案した。5.螺旋状ナノファイバグレーティングの製作法を開発した。6.螺旋状長周期ファイバ・グレーティグによる温度と歪み・ねじれ同時測定センサーへの応用を実現した。7.螺旋状長周期ファイバ・グレーティグによる歪みと溶剤濃度同時測定センサーへの応用を実現した。8.螺旋状長周期ファイバ・グレーティグによる光通信用広帯域バンド阻止フィルタへの応用を実現した。研究はほぼ研究計画の通り進められている状況である。又、螺旋状ナノファイバグレーティング及び誘導ブリアン散乱による多チャンネルダイナミック・グレーティングの提案は研究計画以外の新たな発展である。27年度が最終年度であるため、記入しない。工学研究計画の通り、多チャンネルナノファイバグレーティングによる全光学スイッチング、可変全ファイバパルス波形発生器及び光パルス整形器への応用を目指す伴い、螺旋状ナノファイバグレーティングの作製法及び誘導ブリアン散乱による多チャンネルダイナミック・グレーティングの実現を全力する。研究の進展はほぼ研究計画の通り進められている状況である。尚、多チャンルナノFBGの開発はまだ成功に至ってない。

ナノファイバ多チャンルナノFBGの発生機構の究明は次の課題である。27年度が最終年度であるため、記入しない。基本的に当初の研究計画を通して今まで提案した方法を実験的に確認して進めたいですが、ナノファイバ多チャンルFBGの発生原理と作製方法を全力的注ぎ、来年度まで多チャンネルナノファイバグレーティングによる全光学スイッチング、可変全ファイバパルス波形発生器及び光パルス整形器への応用を目指す。年度末頃、出張(学会への参加)の旅費は当初予定の額より¥9,100円が少なかった。今年度の経費と合わせて使いたいです。
マルチエージェント技術を用いたインターネット上の経済シミュレーション及び組織シミュレーション

本研究は,人工社会のシミュレーションと市場における交渉の2つから構成される.前者の研究に関しては,次の成果が出た.人工社会における学習モデルを構築し,他者とのインタラクションの重要性が認識された.本学習モデルでは,他者との交流と環境との観察を元に,各エージェントが学習する.エージェントには他者に追随する度合いが設定されている.我々は,学習の種類により,他者への追随が異なる影響を与えるという結果を得た.エージェントが環境から学習する場合,極限られた数のエージェントが他者へ追随できれば,全グループの学習がうまく行われる.エージェントが他者からの学習しか行わない場合,少数のエージェントが自己の状態を変化させ,他者へ追随する状況では,社会的学習の度合いはとても悪くなる.本モデルは椎名氏との共同作業により作成された.一度の研究発表と2006年に京都で開催される社会シミュレーションの国際会議への投稿が行われた.後者の研究は,日本における有機野菜の提供網(サプライチェーン)に関するものである.本提供網はとても古く,ごく近年まで公開されていなかったので非常に興味深い.また,通常のマーケットとは違い,緊密なつながりのあるネットワークを形成している.当初,取引は農家により有機栽培法と平等取引の原則が守られて行われていた.「提携」システムは,その規模が大きく成長した.90年代には,農家と買い手の間の関係があまり強くない中継市場の形に変化した.売りに特化するという新しい役割が生まれ,流通規模がより大きくなった.市場では有機農法の手法に則り自然を保持するという共通認識持ち続けていたが,流通のオープン化により,そのスタイルが変化し,全く違った形のネットワークが形成されるに至った.以上の事実を整理した後,有機野菜に関する新たな顧客グループと知識の広がりにより,共通商品が誕生するという仮説を検証するステップに入った.本仮説をしばらくの間,深く考察し,論文が2006年5月4-5にパリで開催されるワークショップDIME"the Emergence of Markets and Their Architecture"にて発表予定である.本研究は,「交渉」に関するものである.定期的な取引における一般的な交渉モデルを構築することを目的とする.あまり抽象的にならないために,共同研究者がよく知っており,交渉の目的がはっきりしている青果取引を観察することとした.一般化するために,まず,日本とフランスのシステムの違いを明らかにする.最終目的は,交渉におけるフランス,日本,それぞれのシステムをシミュレートするパラメータを同定し,マルチエージェントによるモデル化をすることである.この研究では,異文化コラボレーションの課題も解決することも期待される.情報収集のために二つの簡単なフィールドワークを行った.まず,大阪の市場を訪問し,交渉における各エージェントが持つ情報の制約をよく理解した.また,フランスにはないタイプの制約が分かった.共同研究者が日本語ができないので,龍谷大学経済学部の川村先生に英語を話すステイクホルダーを紹介していただいて,少しでも理解を促進するようにするつもりである.JOAA(日本有機農業学会)の年次会議へ参加し,提携という取引の形態に従事している顧客と農家の人に合うことができ,どのように値段が決まるのかを聞くことができた.提携は,資金の問題を考えることなく,品質を重視して,非常に長期間の契約を行うものである.このシステムは日本から生まれたものであり,他の国もそれにならい利用している.同じ商品で二つの文脈における交渉を比較することが興味深い.一つは,利益を得る目的のものであり,もう一つは,強い関係を築く目的のものであった。本研究は,人工社会のシミュレーションと市場における交渉の2つから構成される.前者の研究に関しては,次の成果が出た.人工社会における学習モデルを構築し,他者とのインタラクションの重要性が認識された.本学習モデルでは,他者との交流と環境との観察を元に,各エージェントが学習する.エージェントには他者に追随する度合いが設定されている.我々は,学習の種類により,他者への追随が異なる影響を与えるという結果を得た.エージェントが環境から学習する場合,極限られた数のエージェントが他者へ追随できれば,全グループの学習がうまく行われる.エージェントが他者からの学習しか行わない場合,少数のエージェントが自己の状態を変化させ,他者へ追随する状況では,社会的学習の度合いはとても悪くなる.本モデルは椎名氏との共同作業により作成された.一度の研究発表と2006年に京都で開催される社会シミュレーションの国際会議への投稿が行われた.後者の研究は,日本における有機野菜の提供網(サプライチェーン)に関するものである.本提供網はとても古く,ごく近年まで公開されていなかったので非常に興味深い.また,通常のマーケットとは違い,緊密なつながりのあるネットワークを形成している.当初,取引は農家により有機栽培法と平等取引の原則が守られて行われていた.「提携」システムは,その規模が大きく成長した.90年代には,農家と買い手の間の関係があまり強くない中継市場の形に変化した.売りに特化するという新しい役割が生まれ,流通規模がより大きくなった.市場では有機農法の手法に則り自然を保持するという共通認識持ち続けていたが,流通のオープン化により,そのスタイルが変化し,全く違った形のネットワークが形成されるに至った.以上の事実を整理した後,有機野菜に関する新たな顧客グループと知識の広がりにより,共通商品が誕生するという仮説を検証するステップに入った.本仮説をしばらくの間,深く考察し,論文が2006年5月4-5にパリで開催されるワークショップDIME"the Emergence of Markets and Their Architecture"にて発表予定である.
市単位の不登校児童生徒に対する系統的支援対策の開発

目的は、市単位の系統的不登校減少対策の開発であった。対象は、2つの市の教員及び児童、生徒、不登校生であった。典型的不登校事例のアセスメントを実施して考案した欠席電話対応と欠席早期校長面接、再登校支援のための6ステップを実施した。結果、2市の全不登校数は、125人から76人、121人から74人と減少し、特に中学校不登校発現率は、4.74%から2.83%、4.27%から2.35%となった。本プログラムの有効性が示され、今後は、問題行動未然防止対策を検討する。平成20年度A市を対象とした不登校減少対策開発研究は以下の取り組みであった。1.目的:不登校児童生徒に対する市単位の系統的不登校対策を開発・検討し構築する。2.方法:アセスメントを実施して以下の対策を立案した。(1)不登校発現予防対策:(1)教師のための「欠席連絡電話対応マニュアル」を作成し、市内全小中学校に配布した。(2)欠席早期校長面接の実施を推進した。内容は、主に7日間以上の欠席児童生徒の保護者に対しての欠席理由確認であった。(2)評価:対策実施評価は、教師に対するアンケート、対策効果は、不登校数(前年度比較等)によって実施した。3、結果:(1)対策実施:教師の欠席連絡電話時の欠席理由確認は、前年度小学校82%実施が97%実施となった。また、前年度中学校46%実施が92%実施となった。その結果、全小中学校教諭94%の教員が、欠席理由確認を実施するようになった。教師の不当な理由で欠席させる保護者に対する登校促進は、前年度小学校56%実施が70%実施となった。しかし、中学校では前年度と同様53%の実施であった。(2)不登校数(平成21年2月時点):A市内全小学校の不登校数は、平成19年度36人から平成20年度30人に減少した。全中学校不登校数は、平成19年度94人から平成20年度60人となった。市全体の不登校数は、130人から90人となり、前年比20%の減少となった。4.課題:教師の対策実施率アップと明らかになった課題への対策立案である。5.研究成果と意義:(1)本方法論が、今後の検討課題はあるが、市単位(5万人規模)の不登校減少に対して有効であることが示された。特に対策実施1年目の前年比20%減少の成果は、先行研究と比較して優れた効果であるといえる。(2)実証的に検討された本不登校対策は、研究上の独創性と実際の不登校問題解消という社会貢献面でも大きな意義があるといえる。平成21年度A、B.C市を対象とした不登校減少対策開発研究の概要を以下に記述する。2.対象:人口約5万の3市の全小・中学校(約30校)であった。A市は、15校中9校が対策希望校であった。方法:不登校事例及び予防状況のアセスメントを実施して以下の対策を立案した。(1)不登校発現予防対策:(1)教師のための「欠席連絡電話対応マニュアル」を教育委員会に提供し、各校への配布依頼をした。(2)希望校の事例検討会コンサルテーションを10校実施した。(2)評価:欠席対応実施確認のために管理職、教員アンケートを毎月実施した、また、朝の欠席電話対応をA市において学校訪問チェック(1回)を実施した。対策効果は、不登校数(前年度比較等)及び不登校発現率によって実施した。3、結果:(1)対策実施:現時点(平成22年5月)で全対象の欠席連絡電話時の対応に関する詳細な分析は終了していないが、昨年度より実施率は大きく向上していた。(2)不登校数(平成22年3月時点):A,B,C各市においては、対策開始前より小・中学生の不登校数は、それぞれ約40パーセント減、50パーセント減、35パーセント減となった。A市においては、全不登校数は平成19年度127人から平成21年度80人に減少した。不登校発現率は、各市において、約1%減少した。4.研究成果と意義:(1)本方法論(アセスメント)が、市単位(5万人規模)の不登校減少に対して有効であることが示された。特に対策実施2年目の対策開始年比40%減少の成果は、先行研究と比較して優れた効果であるといえる。

(2)実証的に検討された本不登校対策は、研究上の独創性と実際の不登校問題解消という社会貢献面でも大きな意義があったといえる。5.課題:教師が対応に苦慮している保護者の理不尽な欠席理由の発現を減少させる対策の検討が必要である。平成22年度のA、B市、1中学校を対象とした不登校減少対策開発研究の概要を以下に記述する。1目的:不登校児童生徒に対する市単位の系統的不登校対策を開発する。2対象:教育委員会と連携した支援対象校は、2市の全小・中学校(約30校)であった。校長と再登校支援研究で連携した中学校1校であった。方法:不登校事例及び予防状況のアセスメントを実施して以下の対策を立案した。(1)不登校発現予防対策:(1)教師のための「欠席連絡電話対応マニュアル」を各校への配布をした。(2)コンサルテーションを9回、10校実施した。再登校支援対策:筆者による対象生徒1名の面接3回、校長に対するコンサルテーション10回、校内研修1回を実施した。(2)評価:欠席対応実施確認の為の教員アンケートを年3回実施した、また、朝の欠席電話対応をA市において学校訪問チェック(1回)を実施した。対策効果は、不登校数(対策実施前比較等)及び不登校発現率によって実施した。3、結果:(1)不登校数(平成23年3月時点):A,B両市において全市の不登校は、対策実施前と比較して125人から76人(約40%減)、121人から72人(約40%減)へと減少していた。不登校発現率は、特に中学校において4.74%から2.83%、3.99%から2,35%と大きく減少した。検定処理の結果、対策実施前と実施後では有意に発現率が減少していた。再登校支援対象は、再登校し高校に進学した。4.研究成果と意義:(1)本方法論が、市単位の不登校減少に対して有効であることが示された。特に減少率、中学校における成果は、先行研究と比較しても優れた効果であった。(2)研究上の独創性及び不登校問題解消という社会貢献面で大きな意義がある。5.今後の研究:教員の欠席に至る前の問題解決のために「教師の問題解決10ステップ」を開発し本研究に組み込むことで、さらなる不登校減少を目指す。
発生期心筋のDNAライブラリー作成とそれによるKチャネル発生過程の検討

胎生12、18日および成体のラットより摘出した心室あるいは将来心室となる部分をもちいて、RT-PCR法により、内向き整流特性を示す膜二回貫通型カリウムチャネルの遺伝子であるKir2.1およびKir2.2の膜貫通領域を挟むプローベで、それぞれの遺伝子を検出した。さらに3'-および5'-RACE法により二つの内向き整流特性カリウムチャネルの遺伝子の全配列を決定した。見出された遺伝子はKir2.1およびKir2.2に属するものであった。このうちKir2.1に属するものは、ウサギの心室筋の内向き整流性カリウムチャネルをコードするといわれるRBHIK1の配列と9つのアミノ酸が異なっていた。カエルの未受精卵にこのチャネルを発現させると内向き整流特性を示すK電流が検出され、単一チャネル記録では開口時間の長い25pSのカリウムチャネルが観察され、典型的なKir2.1の性質を示した。このKir2.1のmRNA量は胎生12日より胎生18日の心筋で大きかった。一方、Kir2.2に属するものは、ラットの脳およびマウスの心筋で報告のあった配列と完全に一致し、カエル未受精卵で内向き整流性のK電流を発現させた。このKir2.2のmRNA量も胎生12日より18日にかけてに増大した。したがって、Kir2.2もラット胎仔の心室筋の内向き整流性Kチャネルをコードしていると考えられた。一般に心室筋の静止膜電位は内向き整流性カリウムチャネルによって形成されるが、胎生早期に浅かった心室筋の静止膜電位が、発生につれ深くなるという現象はこれら二つの遺伝子の発現量の変化により説明されるものと考えられる。今後は、実際に内向き整流性Kチャネルを構成する際に、二つの遺伝子がヘテロに配置されるのか、あるいはどちらか一方のみが利用されるのか等について検討する必要がある。本年度は胎生12、18日および成体のラットより摘出した心臓の心室あるいは将来心室となる部分をもちいて、DNAライブラリーを作成した。ライブラリーの成否を確認するために、ウサギ心室筋の内向き整流性KチャネルをコードするRBHIK1遺伝子よりプローベを作成し、類似の遺伝子が作成されたライブラリーに存在するかをチェックした。しかし、RBHIK1に類似する配列を持つ遺伝子の大腸菌クローンは検出されなかった。これは、イオンチャネルの遺伝子が元々なかったか、ライブラリーの作成が不適切で検出できなっかったの、いずれかの可能性が考えられた。そこで、ラット胎児心臓にRBHIK1遺伝子が存在するか否かを確認するため、各ステージの心筋から抽出したmRNAにRBHIK1の膜貫通領域を挟むプローベを直接的に作用させ遺伝情報を増幅(RT-PCR法)させたところ、RBHIK1に類似した配列を検出することに成功した。この結果、ラット心筋の内向き整流性Kチャネルをコードする遺伝子は発生期を通じて存在するが、その膜貫通領域のアミノ酸配列は心臓発生につれて5ないし6ケ所で置き換えが起こっていることが明らかになった。以前、ラット胎児の急性単離心筋細胞で、内向き整流性Kチャネルの単一伝導度が発生につれて大きくなることが報告されているが、今回、本研究で得られた結果はこのこととの関連において非常に興味深い。したがって、来年度はこの点に絞り、まず、発生各期の内向き整流性Kチャネルの全遺伝子配列を3'-および5'-RACE法をもちいて確定する。更にその情報を基にcRNAを作成して、それをカエル卵母細胞に注入しそのクローンチャネルの機能を電気生理学的に検討する予定である。
金属ポルフィリン錯体を触媒とするオレフィンの還元的酸素付加反応とその応用

コバルトポルフィリン錯体を触媒とするオレフィンの還元的酸素付加反応を詳細に検討し、幾つかの天然有機化合物の全合成へ開発した反応を応用した。また、関連反応として還元的ニトロソ化反応も検討した。1.共役オレフィンの位置選択的ヒドロキシル化反応およびヒドロペルオキシ化反応触媒量のコバルトポルフィリン錯体存在下、共役ジエノン化合物を酸素とトリエチルシランと反応させた後、直ちに亜リン酸トリメチルを加えて還元すると、γ-ヒドロキシ-α,β-不飽和カルボニル化合物が、反応位置の異性体を副生成することなく得られた。また、アクリル酸誘導体からは相当するα-ヒドロキシ体が得られた。一方、還元的酸素付加反応後フラッシュクロマトグラフィーによる迅速分離を行うと、γ-ヒドロペルオキシ-α,β-不飽和カルボニル化合物が良い収率で得られることがわかった。2.生理活性天然有機化合物合成への応用2量体マクロリドである(-)-ピレノフォリンおよびショウガより得られる微量抗酸化成分6-ヒドロキシショウガオールとその関連化合物を還元的酸素付加反応をキ-ステップとして合成できた。3.オレフィンの還元的ニトロソ化反応によるオキシムの合成置換スチレンやα,β不飽和エステルをコバルトポルフィリン触媒存在下、亜硝酸エステルとトリエチルシランと反応させると、α位がオキシム化されることがわかった。オレフィンのオキシムへの新変換法となる可能性があり、収率や反応選択性の面で反応条件の改良を予定している。コバルトポルフィリン錯体を触媒とする酸素とシランを用いる共役オレフィンへの還元的酸素付加反応の応用範囲を広げる検討と、その反応機構を調べる研究を実施した。1.ヒドロペルオキシドの合成方法の確立とアルコールへの変換芳香族オレフィン、アクリル酸誘導体の酸素付加反応により、alpha-ヒドロペルオキシ体を高い収率で合成できること、および亜リン酸エステルを反応後添加することにより直接アルコールを合成できることを見いだした。引き続き、同方法を共役ジエンカルボニル化合物に適用し、gamma-ヒドロペルオキシおよびgamma-ヒドロキシ-alpha,beta-不飽和カルボニル化合物を合成する方法を確立した。カルボニル基としてはエステル、アミド、ケトンおよびアルデヒドのいずれもが使用でき、応用範囲の広い反応であることを明らかにした。2.反応機構解明のための実験はじめに使用する還元剤を種々変更し実験を行い、シラン類が最適でかつシランであれば置換基が異なっていても反応することを明らかにした。次に添加物効果の実験を行い、ラジカルを経由しない反応でああることがわかった。更に重水素化シランを用いた反応では、同位体効果が小さいので律速段階は他にあることおよび水素の導入位置が選択的であることが明らかになった。反応はアルキルコバルト錯体を中間体として触媒的にサイクルしていると考察した。今後、コバルトの電子状態の変化を、電気化学的研究により明らかにする。コバルトポルフィリン触媒によるオレフィンへの還元的酸素付加反応について,応用範囲を詳細に研究した。また,酸素に代え亜硝酸エステルを用いる還元的ニトロソ化反応についても検討した。触媒量のコバルトポルフィリン錯体を触媒とする還元的酸素付加反応について,共役ジエノン化合物からγ-ヒドロキシ-α,β-不飽和カルボニル化合物およびγ-ヒドロペルオキシ-α,β-不飽和カルボニル化合物が一般的に高収率で得られる反応条件および後処理条件を確立した。次いで,この反応を天然有機化合物の合成に利用する研究を行った。2量体マクロリドである(-)-ピレノフォリンおよびショウガより得られる微量抗酸化成分6-ヒドロキシショウガオールとその関連化合物を還元的酸素付加反応をキ-ステップとして全合成できた。更に,オレフィンの還元的ニトロソ化反応の開発を試みた。共役オレフィンをコバルトポルフィリン触媒存在下,亜硝酸t-ブチルとトリエチルシランと反応させると,ヒドロニトロソ化が起こりオキシムが得られることがわかった。