hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
象牙質の物性とMMP、TIMPとの相関性に関する研究

象牙質接着におけるMMR,TIMPの影響象牙質においてMMPに代表されるコラゲナーゼの存在が明らかになっている。これらは、象牙質の経時的な物性の変化、あるいは接着界面の変化に大きな影響を及ぼすと考えられている。そこで本研究の目的として,象牙質接着システムにおいてコラゲナーゼの影響を微小引っ張り接着強さの測定を用いて調べた.試料は55本のヒト抜去大臼歯を用いた.ワンステップ接着システムとしてiBond (iB, Heraeus Kulzer),トータルエッチングシステムとしてOne Step Plus (OSP, Bisco)を用い,メーカーの指示どおりに象牙質に塗布した.OSPは,エッチングを15秒あるいは60秒処理した後,ボンディング材を塗布した.24時間後,試料断面が0.9mm^2になるように調製し,1,14,30日間0.006%のコラゲナーゼ溶液,またはリン酸緩衝溶液(コントロール溶液)(37°C)に浸漬し,微小引っ張り接着強さの測定を行った.OSPのコラゲナーゼ溶液浸漬30日後の接着強さは,コントロール溶液浸漬と比較して15秒エッチングでは接着強さに有意な差は認められないものの,60秒エッチングでは有意に低くなった.iBにおいては,コントロール溶液浸漬群とコラゲナーゼ浸漬群の接着強さに有意差は認められなかった.本研究の結果から,コラゲナーゼ溶液浸漬はオーバーエッチングしたOSPの接着強さに影響を与えることが明らかになった.これにより象牙質接着界面においてMMPを代表とする象牙質に含有されるコラゲナーゼが象牙質の物性の変化、接着界面の耐久性に大きな影響を及ぼすことが示唆された。1.象牙質の物性変化の経時的非破壊分析矯正治療の理由により抜去されたヒト小臼歯を本研究に使用した。これをIsomet (Buehler社)により切断して厚さ0.5mmの象牙質ディスク試料を作成した。これを超音波パルサーレシーバー(Panametrics社)を用いて非破壊的に試料の弾性率を測定した。また、同じ試料を超純水、人口唾液(137mM NaCl,1.6mM CaCl_2,5mMKCl,1.17mM KH_2PO_4,0.001mM NaF,0.81mM MgSO_4・7H_2O,4.77mM HEPES,15.4mM Na azide, pH=7.4)、ヘキサデカン、2%クロルヘキシジン溶液中(37°C)に保管し、それぞれの象牙質の経時的な弾性率の変化を測定した。その結果、超純粋、人工唾液に保管したものは、時間経過とともに弾性率の低下が観察されたが、ヘキサデカンに保管したものは弾性率の変化が認められなかった。2.象牙質中のMMP分析上記の実験に使用した象牙質試料中のMMP(現在まで象牙質中に存在が確認されているMMP-2,MMP-8,MMP-9,MMP-20)をELISA Kit (Amersham社)を用いて、定性、定量分析を行なった。その結果、時間経過とともに超純水、人工唾液に保管したものではMMP量の増加が認められたが、ヘキサデカン、2%クロルヘキシジン溶液に保管したものではMMP量の変化が認められなかった。このことから、象牙質が劣化する際にMMPが関与している可能性が示唆された。
歴史的建造物を建築基準法適用除外するために必要な包括的な同意基準の研究

歴史的建造物の活用のために、建築基準法の適用除外のための条例を制定した地方公共団体は、神戸市、京都市、横浜市、兵庫県、福岡市、川越市、岡山県、藤沢市などがある。京都市は、条例で歴史的建築物の活用のために安全性確保のための代替措置を提示した。耐震対策は木造建築物の修理に加えて補強を行い、限界耐力計算による震度6強から震度7に相当する耐震性能の確保を目指している。また防火対策については初期消火の徹底、出火を防ぐ管理運営体制の構築、さらに出火時の避難路の確保、人命の安全の確保など、建築物利用におけるソフト面の対策を活用計画に盛り込むことによって対応している。本研究は「古民家等の歴史的建築物の活用のための建築基準法の適用除外」の政策を受けて、建築審査会の同意を得て建築基準法を適用除外するための「包括的な同意基準」について調査する研究である。そのため歴史的建築物の活用のために建築基準法の適用除外のための条例を制定した地方公共団体における運用実態について調査し、平成28年度は京都市で行われている建築基準法適用除外の制度とその運用について実態を把握した。4万棟以上の京町家や数多くの歴史的建築物を有する京都市は、歴史的建築物の保存・活用のために全国に先駆けて「京都市伝統的な木造建築物の保存及び活用に関する条例」を制定し平成24年4月に施行した。これは平成25年11月1日に木造以外の歴史的建築物にも対象を広げ、「京都市歴史的建築物の保存及び活用に関する条例」に改正された。平成26年末の時点で3件の木造建築物および1件の鉄筋コンクリート造の歴史的建築物が本制度の適用を受けている。京都市は基準法適用除外を受けるに当たって保存活用計画を策定することを求めているが、そのなかで「保存建築物の安全性の確保等に関する指針」を示し、耐震、防火に対する安全性確保について述べている。平成26年4月1日の技術的助言において建築基準法第3条第1項第3号の規定の適用に当たって地方公共団体が建築審査会の同意のための基準を定めるように助言している。「京都市歴史的建築物の保存及び活用に関する条例」によって適用除外を受ける制度は、建築審査会の審査を経る制度であり同意基準を定めていない。しかし京都市において建築基準法の適用除外を認定していく過程で根拠にした耐震性や防火のための考え方は、これから地方公共団体で定めていく同意基準の方向性を示していると考えられる。京都市における建築基準法適用除外の制度を受けて実際に修理、改修が行われた事例は、平成26年度末の時点で3件の木造建築物および1件の鉄筋コンクリート造の歴史的建築物の計4件であった。年2件の歴史的建築物が基準法適用除外を受けていることになるが、4万軒以上の町屋を有する京都市にとっては、制度の有効活用のためにも更に適用事例を増やすことが期待される。その理由は、「保存建築物の安全性の確保等に関する指針」の中で示されている耐震や防火に対する安全性能を確保するために、耐震補強、防火対策に対する改修などに費用がかかるためであり、その対策に所有者が自費で対応しなければならない負担の大きさのためである。「保存建築物の安全性の確保等に関する指針」の中で示されている指針は、木造における耐震基準の場合、限界耐力計算による数値を目標としているが、防火対策の場合、避難路の確保や消防侵入の確保、避難訓練などソフトによる対応を求めており、事例によって対処法が異なる。このような場合、基準法適用除外を受けた事例をみても、一般的な対処法として考えていくためには事例が少なすぎる。さらに建築基準法適用除外の制度の策定を行っている自治体は京都市を始め、神戸市、福岡市、横浜市、鎌倉市、川越市などでそれほど広がってはいない。建築基準法を適用除外するための「包括的な同意基準」の事例を把握するには、まだ制度設計の域を出ておらず、具体例に沿って導き出せる包括的な同意基準の傾向を調べていくには事例数が不充分である。平成25年から導入された「古民家等の歴史的建築物の活用のための建築基準法の適用除外」の政策を受けて、国土交通省は地方公共団体に、建築審査会の同意を得て建築基準法の適用除外するための「包括的な同意基準」を定めるように通達を出した。科学的根拠に従って安全面や防災面に対処した法規ではない「包括的な同意基準」をどのように定めれば良いのか、具体的な方策についていくつかの地方公共団体は施策の運用を試みている。本研究は歴史的建造物の活用のために建築基準法の適用除外のための条例を制定した地方公共団体における運用実態を通して、建築基準法の適用除外のための基準について調査を行い現状の把握を試みた。「歴史的建築物の活用に向けた条例整備ガイドライン」を定めた自治体は、神戸市、京都市、横浜市、兵庫県、福岡市、川越市、岡山県、藤沢市などがある。比較的早く条例を定め運用を開始した京都市は、「京都市歴史的建築物の保存及び活用に関する条例」を定め、歴史的建築物の活用にあたり安全性確保のための代替措置を提示した。代替措置の項目は耐震対策、防火対策、都市計画や建築基準法に抵触する意匠、などへの対応に分けられる。

また防火対策については火災の迅速な発見と初期消火の徹底、出火を防ぐ管理運営体制の構築、さらに出火時の避難路の確保、人命の安全の確保など、建築物利用におけるソフト面の対策を活用計画に盛り込むことによって対応している。このような保存活用計画を策定し、更に建築審査会で同意を得るプロセスを経ることによって歴史的建築物の改修、活用に道を開いている。しかしながら文化財建造物に準じる改修は費用もかかり所有者の負担も大きいことから、適用される事例は限られているのが現状である。歴史的建造物の活用のために、建築基準法の適用除外のための条例を制定した地方公共団体は、神戸市、京都市、横浜市、兵庫県、福岡市、川越市、岡山県、藤沢市などがある。京都市は、条例で歴史的建築物の活用のために安全性確保のための代替措置を提示した。耐震対策は木造建築物の修理に加えて補強を行い、限界耐力計算による震度6強から震度7に相当する耐震性能の確保を目指している。また防火対策については初期消火の徹底、出火を防ぐ管理運営体制の構築、さらに出火時の避難路の確保、人命の安全の確保など、建築物利用におけるソフト面の対策を活用計画に盛り込むことによって対応している。建築基準法が適用された歴史的建築物改修事例の調査として、京都市の釜座町町家改修事例を調査する。この町屋は「京都市歴史的建築物の保存及び活用に関する条例」の制定前に改修されているため、耐震補強など独自の方法で行なうことによって経済的側面も効果を上げているため、包括的な同意基準の参考事例とする。また伝統的建造物群保存地区における防災対策と地震による被災事例の調査として、調査対象地を神戸市北野町、輪島市黒島、香取市佐原、桜川市真壁、を対象に、修理事例を収集する。特に東日本大震災で被災した香取市佐原はこれまでの研究の蓄積を利用して、被災しなかった建造物の調査を行ない、震度5程度の地震に耐えた建造物の特徴、修理方法を整理する。建築保存平成28年度に岡山市の建築基準法適用除外の事例を調査する予定であったが、実際は登録有形文化財の改修事例であり、建築審査会の審査を得て承認された事例であった。そのため建築基準法適用除外の審査基準を適用された事例は確認されなかった。そして建築基準法適用除外の事例を他の市町村で行う必要が生じたため、当初予定していた岡山市への調査旅費の残額がでた。横浜市は、市指定文化財の近代建築物3件、古民家4件について建築基準法適用除外を適用して改修を行っている。これらの実際の建築改修物件について調査を行うための費用に充てることにする。
発展性を備えた情報系のモデル的研究

現在、生物の優れた情報処理機能を解明して、情報系としてモデル化したり、新しいコンピュータのデザインに生かそうという試みが数多くなされている。15EA02:本研究の目的は、生物学的な実験事実、とくに研究代表者らがこれまで行ってきた線虫(C.エレガンス)を用いた胚発生の細胞集合構造の定量的な解析を基礎として、発展性を備えた情報系のモデルを構築することである。発展系として見た生物には少なくとも3つの階層が存在する。第1は分子レベル、すなわち進化と関連した遺伝子の発展性であり、第2は発生に見られる細胞集合体としての発展性であり、第3は神経系や脳のような情報系の形成と学習である。胚発生の細胞集合構造体の発展は、遺伝子プログラムと脳神経の情報系の形成を仲介する重要な現象である。本研究では、C.エレガンスの野生株の、初期胚発生における細胞の分裂と配位の3次元座標データに基づき、発生の空間的、構造的な変化、すなわち空間における構造的発展過程をコンピュータ内で記述するための表現方法、ならびに、それを視覚的に表現するためのコンピュータ・グラフィックスについて考察し、PC(マッキントッシュ)上の具体的システムとして実現した。また遺伝子のプログラムと発生に関しては、発生に重要な役割を果たしている細胞内情報伝達に関与する分子、とくにタンパク質キナーゼに関する小規模なデータベースを作成して1次構造と機能の関係を解析することを試みた。さらに、一部のキナーゼ(PKC類似タンパク質)については3次元構造と機能の関係をモデル的考察した。しかし、まだこの両者を結び付けるには至らなかった。これは今後の課題である。本研究は、(1)分子(遺伝子)レベル、(2)細胞集合体のレベル、および(3)神経系・脳のレベル、という3つのレベルの各々において、生物学の実験データに基づき発展系としての特質を分析し、モデル化の基本戦略を立てることからスタートすることとした。具体的には、(1)発生・形態形成に関与する遺伝子とその産物(タンパク質)をリストアップし、その配列と3次元構造データを大規模データベースより抽出して、自分達の研究用の小規模データ(知識)ベースを構築することを、(2)線虫の胚発生の細胞位置データにもとづき、初期の胚における細胞の分裂・増殖に関するコンピュータ・シュミレーションモデルを作成するための前提となるUNIXとパソコンをベースとするネットワークシステムの開発、整備から始めた。いずれの作業も、まだ途上にあり、明らかな結果を出すに到っていない。ただ、生物の進化に関するモデルと発生に関するモデルが、どこかの点において相互に関係し合っていなければ現実的なモデルにはならないということがはっきりしてきた。このことは俗に「個体発生は系統進化を繰り返す」ということに関係している。こうした関係を取り入れたモデルの開発が究極のターゲットであるが、これは次の目標と考えている。
超音波を用いた心筋の p53 および mTOR制御によるアントラサイクリン心毒性の軽減

我々は、以前に超音波照射併用によるRituximabとCetuximabの抗腫瘍効果増強について報告した。今回、EdaravoneとPifithrinの心毒性抑制効果が超音波照射併用により増強し、少量投与で心筋特異的な有効性が得られるかを検討した。また、左室収縮末期壁応力-心拍数補正左室円周短縮速度関係(WS-Vcf relationship)を用い、アントラサイクリン心毒性の早期検出についての臨床研究も行った。超音波照射による有意な心毒性抑制効果の増強は認められず、超音波照射条件に関してさらなる検討を重ねる予定である。臨床研究では、負荷非依存的なWS-Vcf relationshipによりアントラサイクリン心毒性の早期検出が可能であった。本研究は、アントラサイクリンにより誘発される心毒性に対し、超音波を用いて心筋選択的にp53機能を制御することにより、1)心筋のアポトーシスを抑制、2)p53制御を介して心筋保護作用を有するmTOR機能の不活化を阻止、以上の2つの経路によって心毒性の発現を抑制することを目的とする。しかしながら、本剤による心毒性の病態生理学的なメカニズムについては、依然と解明されていない。したがって、本剤による心毒性の発症あるいは進行のどの段階で上記の機序による心筋保護作用を発揮させるのが最も効果が高いかについても、重要な検討課題として、本研究において充分に検討する必要がある。そこで、まずは、臨床例における潜在的な本剤による心毒性を対象にし、心毒性が進展していく病体生理学的なメカニズムを検討した。その結果、本剤による治療歴を有するが、明らかな心機能障害を呈さない悪性リンパ腫患者において、受動的な心筋スティッフネスの増加がごく早期から生じており、心機能低下の顕性化に関与することが解明された。以上の研究結果から、受動的な心筋スティッフネスの増加のみ見られ、明らかな心機能低下を呈さない段階で心毒性を抑制すれば、顕性な心機能低下を予防し得る可能性が推測された。また、p53機能制御物質であるpifithrin-alphaを封入したマイクロバブルが最も効率的にキャビテーションを起こし、心筋細胞内ヘデリバリーされるための超音波の至適照射条件についても検討した。超音波強度0.5、1.0、2.5W/cm^2、および超音波周波数0.5、1.0、2.01MHzをそれぞれに組み合わせることにより、最もキャビテーションが効率良く起こるとともに心筋細胞が死滅しないで安定して生存し得る条件設定について詳細に決定した。以上、当該年度に得られた研究結果は、本剤による心毒性動物モデルさらには臨床例での上記機序による心筋保護作用の適応時期および安全性の確保を検討する上で、基礎となる研究であり、重要な意義を有する。本研究は、臨床現場で広く使用されている抗腫瘍薬のアントラサイクリンが、その副作用である心毒性のために高い抗腫瘍効果が期待出来るにも関わらず、余儀なく使用を制限されている現状に端を発したものである。本研究の目的は、アントラサイクリンにより誘発される心毒性の制御システムを確立することにある。超音波を用いて心筋選択的にp53機能を制御することにより、1)心筋のアポトーシスを抑制、2)p53制御を介して心筋保護作用を有するmTOR機能の不活化を阻止、以上の2つの経路によってアントラサイクリン誘発性心毒性の発現を抑制する手法を確立する。アントラサイクリンが心毒性を有することは古くからよく知られているが、心毒性発症に関する詳細な病態生理学的メカニズムについては解明されていない点が多い。われわれは、in vivoでの検討で、アントラサイクリン誘発性心毒性においては、受動的心筋スティッフネスの増加のみで明らかな心機能低下のみられない潜在的心機能障害の検出がまずは重要であり、その段階で心毒性抑制に留意すれば、顕性な心機能低下への移行を阻止し得ることを明らかにした。また、in vitroの検討でp53機能制御物質であるpifithrin-alphaを封入したマイクロバブルが、最も効率的にキャビテーションを起こし、心筋細胞内へpifithrin-alphaがデリバリーされるための超音波の至適照射条件を超音波強度0.5、1.0、2.5W/cm^2、超音波周波数0.5、1.0、2.0 1MHzのそれぞれの組み合わせの中から決定した。しかし、マウス個体を用いた検討では、in vitroで決定された至適照射条件下では、キャビテーションが最も効率良く起こる一方、心筋細胞が高率に死滅することが確認されたため、再度、超音波強度および周波数の設定を変えてキャビテーション効率と安全面の両者が最も高い至適条件についてさらに検討を重ねた。

以上、当該年度に得られた研究結果は、アントラサイクリン心毒性の制御システム確立の上で、基礎となる研究であり、重要な意義を有する.超音波の至適照射条件に関する検討において、in vitroでの実験結果から得られた条件設定が、マウス個体レベルの実験では、キャビテーションが効率良く起こる一方で心筋細胞が高率に死滅したため、条件設定に関する検討を重ねて行わなければならず、研究の進捗がやや遅れることとなった。24年度が最終年度であるため、記入しない。実験補助員を増やし、超音波照射の複数の設定条件下での検討を同時に並行して行えるようにし、研究遂行のスピードアップを図る。また、摘出された心筋組織の固定、染色には、病理標本処理専用の実験補助員に協力を求め、適切な状態で摘出後の検討が行えるようにする。
口唇口蓋裂自然発症マウスにおける遺伝要因と母体要因の発生工学的研究

口唇口蓋裂自然発症モデルマウスであるCL/Fr系統の胎児マウスの子宮内全身成長、着床前生存率や着床後生存率、口唇口蓋裂自然発症の状態などに対する母親マウスの系統の影響を受精卵移植手技を用いて調べた。即ち、CL/Fr系統のマウス受精卵を、同系統のCL/Frレシピエント雌マウスと、口唇口蓋裂をけっして自然発症しない系統であるC57BLレシピエント雌マウスにそれぞれ移植した。これら2系統の母親マウスの子宮内で移植受精卵より成長発育したCL/Fr胎児マウスを、胎生18日齢に帝王切開にて取り出し、体重測定、胎児マウスの口唇口蓋裂自然発症の有無、母親マウスの子宮内膜での着床部位や吸収部位などを光学顕微鏡下で検索し、さらに口唇口蓋裂自然発症モデルマウスであるCL/Fr系統の胎児マウスの、子宮内における顎顔面頭蓋の形態形成に対する、母親マウスの系統の影響も頭部X線規格写真撮影法を応用して調べ、以下のような結果を得た。4.CL/Fr母親マウスで着床発育してきたCL/Fr胎児マウスの口唇口蓋裂自然発症頻度は、C57BL母親マウスで着床発育してきたCL/Fr胎児マウスのそれより有意に高かった。5.CL/Fr母親マウスの子宮内で発育したCL/Fr胎児マウスの体重のは、C57BL母親マウスの子宮内で発育したCL/Fr胎児マウスのそれよりも、有意に小さかった。6.同じCL/Fr受精卵より発育しながらも、C57BL母親マウスの子宮内で発育したCL/Fr正常胎児マウスの顎顔面頭蓋の大きさはCL/Fr母親マウスの子宮内で発育したCL/Fr正常胎児マウスのそれよりも、有意に大きかった。7.母親マウスの系統は、子宮内における胎児マウスの顎顔面頭蓋の形態形成に、有意な影響を及ぼしていた。8.口唇口蓋裂の重症度は、CL/Fr母親マウスの子宮内で発育したCL/Fr胎児マウスの方がC57BL母親マウスの子宮内で発育したCL/Fr胎児マウスのそれより、有意に重篤であった。以上の結果より、CL/Frマウス受精卵の着床前の生存および着床後の子宮内での成長発育にとって、CL/Fr母親マウスの子宮内環境はC57BL母親マウスの子宮内環境より劣っていることが明らかとなった。このように母親マウスの系統は、子宮内におけるマウス受精卵の着床前の生存や着床後の全身成長発育およびに口唇口蓋裂自然発症に有意な影響を及ぼすことが示唆された。また、2系統の母親マウスは、それぞれの子宮内環境を通して、CL/Frマウス受精卵より発育した胎児マウスの子宮内での顎顔面頭譜の形態形成に対し、異なった有意な影響を及ぼしていることも示唆された。

このように母親マウスの系統は、子宮内におけるマウス受精卵の着床前の生存や着床後の全身成長発育およびに口唇口蓋裂自然発症に有意な影響を及ぼすことが示唆された。また、2系統の母親マウスは、それぞれの子宮内環境を通して、CL/Frマウス受精卵より発育した胎児マウスの子宮内での顎顔面頭譜の形態形成に対し、異なった有意な影響を及ぼしていることも示唆された。平成7年度は、主に口唇口蓋裂自然発症における母親の子宮内要因の解明を、以下のようにして行った。1.口唇口蓋裂自然発症モデルマウス(CL/Fraserマウス)と、正常マウス(C57BLマウスを用い、2系統間での受精卵移植実験を行なった。2.2系等の母親マウスから出産した新生仔マウスについて、口唇口蓋裂自然発症の有無を比較した。3.新生時マウスの当部X線規格写真撮影を行なった。4.コンピュータと連動した頭部形態分析装置により、顎顔面頭蓋の形態測定を行なった。5.統計遺伝学的分析により、口唇口蓋裂自然発症における母体の子宮内環境要因の影響の関与を明確に解明すした。このようにして得られた研究成果の一部については、既に学会発表および外国の専門学術雑誌に2編の英語論文として発表した。このようにして本年度は、マウス受精卵移植法を用いて、口唇口蓋裂自然発症胎仔マウスの子宮内での顎顔面頭蓋の形態形成に、母体の子宮内環境が重要な働きをしていることを確認し、本年度目的とした研究成果を確実にあげている。口唇口蓋裂自然発症モデルマウスであるCL/Fr系統の胎児マウスの子宮内全身成長、着床前生存率や着床後生存率、口唇口蓋裂自然発症の状態などに対する母親マウスの系統の影響を受精卵移植手技を用いて調べた。即ち、CL/Fr系統のマウス受精卵を、同系統のCL/Frレシピエント雌マウスと、口唇口蓋裂をけっして自然発症しない系統であるC57BLレシピエント雌マウスにそれぞれ移植した。これら2系統の母親マウスの子宮内で移植受精卵より成長発育したCL/Fr胎児マウスを、胎生18日齢に帝王切開にて取り出し、体重測定、胎児マウスの口唇口蓋裂自然発症の有無、母親マウスの子宮内膜での着床部位や吸収部位などを光学顕微鏡下で検索し、以下のような結果を得た。4.CL/Fr母親マウスで着床発育してきたCL/Fr胎児マウスの口唇口蓋裂自然発症頻度は、C57BL母親マウスで着床発育してきたCL/Fr胎児マウスのそれより有意に高かった。5.CL/Fr母親マウスの子宮内で発育したCL/Fr胎児マウスの体重は、C57BL母親マウスの子宮内で発育したCL/Fr胎児マウスのそれよりも、有意に小さかった。以上の結果より、CL/Frマウス受精卵の着床前の生存および着床後の子宮内での成長発育にとって、CL/Fr母親マウスの子宮内環境はC57BL母親マウスの子宮内環境より劣っていることが明らかとなった。さらに口唇口蓋裂自然発症モデルマウスであるCL/Fr系統の胎児マウスの、子宮内における顎顔面頭蓋の形態形成に対する、母親マウスの系統の影響も頭部X線規格写真撮影法を応用して調べ、以下のような結果を得た。6.同じCL/Fr受精卵より発育しながらも、C57BL母親マウスの子宮内で発育したCL/Fr正常胎児マウスの顎顔面頭蓋の大きさはCL/Fr母親マウスの子宮内で発育したCL/Fr正常胎児マウスのそれよりも、有意に大きかった。7.母親マウスの系統は、子宮内における胎児マウスの顎顔面頭蓋の形態形成に、有意な影響を及ぼしていた。8.口唇口蓋裂の重症度は、CL/Fr母親マウスの子宮内で発育したCL/Fr胎児マウスの方がC57BL母親マウスの子宮内で発育したCL/Fr胎児マウスのそれより、有意に重篤であった。以上の結果より、2系統の母親マウスは、それぞれの子宮内環境を通して、CL/Frマウス受精卵より発育した胎児マウスの子宮内での顎顔面頭蓋の形態形成に対し、異なった有意な影響を及ぼしていることが示唆された。
動的コンビナトリアル化学によるDNA高次構造認識分子の検索

本研究の目的遺伝情報分子(DNAおよびRNA)に配列特異的に結合する分子は、ゲノム機能解析に重要なツールとなるばかりでなく、治療薬としての発展性を秘めているため、最近とくに注目されている。高次構造のDNAあるいはRNAに対して特異的に結合する分子は、論理的な分子設計が困難なため、本研究では、動的コンビナトリアル化学の手法を適応した新しい検索法を検討することにした。この手法では平衡に達している系に標的分子を入れ錯体形成によって平衡を移動させ、自動的に選択的結合分子を得ようとするものである。一般のコンビナトリアル化学に比べて、候補化合物をあらかじめ合成する必要がない利点があるものの、反応系が極めて複雑になる欠点がある。本研究課題ではDNA高次構造を認識する低分子の開発を目的に、チオールージスルフィド平衡反応を活用した効率的検索を検討する。またそのほか水溶性触媒によるメタセシス反応を利用した動的コンビナトリアル化学についても検討する。平成19年度の研究成果合成:前年度までに、DNA結合ユニットとしてA3T3領域に選択的な結合能を有するHoechst33258骨格のマイナーグルーブ接触面と反対側にカルボキシル基を導入した分子の合成法を確立した。平成19年度はこれに枝分かれスペーサー構造を結合させ、スペーサーの末端に銅イオンとの錯体形成ユニットとしてビピリジンを結合させた。ダイナミックコンビナトリアル化学:前年度までに行っていたジスルフィド交換反応によるダイナミックコンビナトリアル化学に代わり、金属イオン結合を解した集積反応を検討した。その結果、ヘキスト骨格にスペーサーを介して導入したビピリジン部分は分子内で銅イオンと錯体形成することなく、分子間の集積に作用できることを確認し、動的認識の可能性を確立した。本年度は、更なるDNAを鋳型とする協奏的認識分子の開発に展開できる重要な成果を得た。本研究課題ではDNA高次構造を認識する低分子の開発を目的に、チオール-ジスルフィド平衡反応を活用した効率的検索を検討する。平成18年度の研究成果合成:ダイナミックコンビケム検索手法を確立するためにDNA結合ユニットとしてA3T3領域に選択的な結合能を有するHoechst33258骨格を採用した。さらにスペーサーを導入する位置として結合特性に影響を与えない位置としてマイナーグルーブ接触面と反対側にカルボキシル基を介してポリエチレングリコールスペーサーを導入した。ダイナミックコンビナトリアル化学:ダイナミックコンビナトリアル化学による検索システムを構築するため、ヘキストチオールとグルタチオンを成分とする平衡反応を検討した。その結果、平衡系が成立することを確認した。その後、ヘキストの結合部位を有する2本鎖DNAを平衡系に加えることによってこの平衡が大きく移動し、ヘテロダイマー(Ht-S-SG)濃度が上昇することが観測された。対応する化合物を合成し結合親和性を評価したところ、明らかに強い親和性のリガンドが増幅されてくることが確認された。平成18年度はさらに種々の長さのスペーサーのヘキストリガンドを合成した。また、グルタチオン以外のペプチドなどのチオール化合物を用いて、平衡状態のシフトを検討したが、グルタチオン以外に平衡状態をシフトさせるペプチドを見出すことができなかった。さらに、チオール-スルフィド平衡反応以外のダイナミックコンビナトリアル化学としてメタセシス反応およびクリック化学を検討した。平成19年度はこれに枝分かれ

スペーサー構造を結合させ、スペーサーの末端に銅イオンとの錯体形成ユニットとしてビピリジンを結合させた。ダイナミックコンビナトリアル化学:前年度までに行っていたジスルフィド交換反応によるダイナミックコンビナトリアル化学に代わり、金属イオン結合を解した集積反応を検討した。その結果、ヘキスト骨格にスペーサーを介して導入したビピリジン部分は分子内で銅イオンと錯体形成することなく、分子間の集積に作用できることを確認し、動的認識の可能性を確立した。本年度は、更なるDNAを鋳型とする協奏的認識分子の開発に展開できる重要な成果を得た。
難治性肺疾患に対する脂肪組織由来間葉系幹細胞を用いた幹細胞治療の基礎研究

難治性肺疾患を対象とした幹細胞治療による肺再生医療の実用化へ向けて解決すべき課題は、損傷を受けた肺組織への幹細胞の定着率の改善、および生体内外における幹細胞の各種肺細胞への分化誘導法の確立である。本研究の目的は、将来的に脂肪組織由来間葉系幹細胞(Adipose-derived mesenchymal stem cells,以下AT-MSC)を用いた肺再生治療を実現するために、確立した下記の実験系を用いてAT-MSCの肺組織への定着率改善、および肺胞上皮細胞への分化誘導法を確立することにある。我々は、脱細胞化し肺の細胞外骨格を残したままの肺スカフォールドを用いて、In vitroで生体内に近い環境で幹細胞を三次元培養するシステムを確立していた。平成30年度は、障害肺ラットモデルへの幹細胞投与の前段階実験として、正常ラット肺の脱細胞化スカフォールド上に経気管支的にまたは経肺血管的にAT-MSCを投与し、細胞外器質への幹細胞の定着と遊走能の解析、および伸展刺激下に細胞外器質上での肺胞上皮細胞への分化を試みた。AT-MSC単独の投与では定着率が悪く、血管内皮細胞との共培養により定着率が改善し、AT-MSCの肺組織への定着の周辺環境として血管内皮細胞との相互作用が重要である可能性が示唆された。また、AT-MSCの肺胞隔壁などの細胞間質への自己遊走を認め、換気による肺胞伸展刺激により肺胞腔を置換するようにAT-MSCが生着することを明らかにした。しかし、細胞間質や血管壁に分布したAT-MSCが血管平滑筋細胞などへの分化を示す一方で、肺胞腔に分布したAT-MSCにおける肺胞上皮細胞マーカーの発現が認められず、上記条件下では、諸家の報告にあるような1型肺胞上皮細胞および2型肺胞上皮細胞への分化を認めなかった。AT-MSCの肺組織への定着率の改善について、経肺血管的に血管内皮細胞との同時投与することで改善する可能性が示唆された。平成30年度は主として、AT-MSCの肺組織への定着率改善の実験を行った。一方で、脱細胞化フカフォールド上におけるAT-MSCの2型肺胞上皮細胞への分化については現時点では再現できておらず、実験計画の進捗遅れを来している。脂肪織由来間葉系幹細胞の肺胞上皮細胞への分化を再現できていない点への対策としては、引き続き上記の実験系を用いて、肺胞上皮細胞への分化誘導培地の添加、共培養する細胞の変更による肺胞上皮細胞への分化誘導を行っている段階である。さらには肺胞上皮細胞への効率的な分化誘導を目的に、脂肪組織由来間質細胞の多く含まれるとされるMuse細胞(Multilineage differentiating stress enduring cell)を抽出して投与することを検討している。AT-MSCもしくはMuse細胞による肺胞上皮細胞への分化を再現できたのちは、幹細胞の定着率の改善を可能とするニッチ環境の探索や、組織再構築を可能とする分化再生誘導因子の解明を進め、最終的には障害肺モデルにおける幹細胞投与を行って損傷修復や肺再生の効果について検証していく。一方で、AT-MSCやMuse細胞の肺胞上皮細胞への分化誘導を確認できなかった場合を想定し、同時並行で、すでに2型肺胞上皮細胞への分化誘導法が確立されているiPS細胞を用いて、生体内の肺組織環境を模倣した実験系において、実験の目的である幹細胞定着率の改善に寄与するニッチ環境の探索、定着後の組織再構築を促進する再生誘導因子の同定を進めていき、幹細胞治療による肺再生治療の基礎実験として課題を上記課題の解決を進める予定である。さらには、iPS細胞のクララ細胞などの気道上皮細胞への分化誘導因子の解明へとつなげていきたい。

しかし、細胞間質や血管壁に分布したAT-MSCが血管平滑筋細胞などへの分化を示す一方で、肺胞腔に分布したAT-MSCにおける肺胞上皮細胞マーカーの発現が認められず、上記条件下では、諸家の報告にあるような1型肺胞上皮細胞および2型肺胞上皮細胞への分化を認めなかった。AT-MSCの肺組織への定着率の改善について、経肺血管的に血管内皮細胞との同時投与することで改善する可能性が示唆された。平成30年度は主として、AT-MSCの肺組織への定着率改善の実験を行った。一方で、脱細胞化フカフォールド上におけるAT-MSCの2型肺胞上皮細胞への分化については現時点では再現できておらず、実験計画の進捗遅れを来している。脂肪織由来間葉系幹細胞の肺胞上皮細胞への分化を再現できていない点への対策としては、引き続き上記の実験系を用いて、肺胞上皮細胞への分化誘導培地の添加、共培養する細胞の変更による肺胞上皮細胞への分化誘導を行っている段階である。さらには肺胞上皮細胞への効率的な分化誘導を目的に、脂肪組織由来間質細胞の多く含まれるとされるMuse細胞(Multilineage differentiating stress enduring cell)を抽出して投与することを検討している。AT-MSCもしくはMuse細胞による肺胞上皮細胞への分化を再現できたのちは、幹細胞の定着率の改善を可能とするニッチ環境の探索や、組織再構築を可能とする分化再生誘導因子の解明を進め、最終的には障害肺モデルにおける幹細胞投与を行って損傷修復や肺再生の効果について検証していく。一方で、AT-MSCやMuse細胞の肺胞上皮細胞への分化誘導を確認できなかった場合を想定し、同時並行で、すでに2型肺胞上皮細胞への分化誘導法が確立されているiPS細胞を用いて、生体内の肺組織環境を模倣した実験系において、実験の目的である幹細胞定着率の改善に寄与するニッチ環境の探索、定着後の組織再構築を促進する再生誘導因子の同定を進めていき、幹細胞治療による肺再生治療の基礎実験として課題を上記課題の解決を進める予定である。さらには、iPS細胞のクララ細胞などの気道上皮細胞への分化誘導因子の解明へとつなげていきたい。間葉系幹細胞の肺胞上皮細胞への分化の再現に難渋しているため、その対策としてMuse細胞やiPS細胞の導入の検討が必要となり、その技術導入や実験施設における実験許可などのために、実験の進捗が遅れているため。令和元年度においては、第一の実験目的である脂肪組織由来間葉系幹細胞を肺胞上皮細胞へ分化誘導するために分化誘導因子を追加して実験を進めて行くために、各種分化誘導因子、培地などの試薬を用いる予定である。同時並行で、脂肪組織からソーティングしたMuse細胞あるいは多能性幹細胞(iPS細胞)を用いて、肺胞上皮細胞への分化誘導を試みるため、ソーティングのための抗体などの試薬、iPS細胞、専用培地、分化誘導因子を購入予定である。同様に、第2の目的で幹細胞もしくは分化誘導された肺胞上皮細胞の肺内への定着率改善の因子検索を、健常および病気モデル肺の脱細胞化肺、および病気モデル肺において、細胞イメージングや生体イメージングなどの細胞画像解析によってはじめ、最終的にはタンパク、遺伝子発現の解析へつなげて行きために、イメージング用の抗体、遺伝子発現解析のためのキットなどの試薬を購入する予定である。残額をこれらの物品費や旅費へ使用する予定である。
可変深度探索に基づく高性能メタ戦略アルゴリズムの開発

工学をはじめとする様々な分野にあらわれる実問題の多くは、組合せ最適化問題として定式化される。組合せ最適化問題に対しては,短時間に良好な近似解を算出する近似解法の研究がさかんに行われているものの、多くのパラメータ設定を余儀なくされるなど複雑化する傾向にある。本研究は、実用上重要な組合せ最適化問題として知られている最大クリーク問題や2次割当問題などを対象として、パラメータ設定をできるだけ少なくした、よりシンプルな、メタ戦略にもとづく近似解法を開発する。
ヌクレオチド除去修復過程におけるクロマチン構造変化制御機構の解明

XPC-HR23Bタンパク質複合体は、紫外線照射によって生じる(6-4)光産物をはじめとする種々のDNA損傷に対して特異的に結合するが、非損傷DNAに対しても比較的強い非特異的結合を示す。そのため、部位特異的な(6-4)光産物を含む裸のDNA断片に対するXPC-HR23Bの結合をゲルシフト法で検出する際、大過剰の裸のDNAを添加するとXPC-HR23Bの(6-4)光産物に対する特異的結合が競合的に阻害される。細胞内で巨大なゲノムDNA上に生じた少数のDNA損傷を認識する上で、この程度の特異性は必ずしも十分であるとは言い難い。一方、実際の真核生物の細胞内では、DNAはヌクレオソーム構造をとっている。そこで、XPC-HR23Bの損傷認識に対するヌクレオソーム構造の影響を解析した。試験管内でヌクレオソームを再構成しcompetitorとして添加した結果、裸のDNAと比較してヌクレオソーム構造をとったDNAではXPC-HR23Bの損傷結合に対する阻害効果が減少ており、ヌクレオソーム構造がXPC-HR23Bの非特異的DNA結合を抑制することが明らかになった。(6-4)光産物を含むDNA断片にヌクレオソーム構造をとらせた場合、XPC-HR23Bの特異的結合は依然見られるものの、裸の損傷DNAと比較すると親和性が低下していた。試験管内のヌクレオチド除去修復では、ヌクレオソーム構造が修復に阻害的な影響を示すことがすでに報告されている。しかしながら、我々の結果より、DNAがすべて裸の状態であるよりも、DNAの非損傷部位がヌクレオソーム構造をとっていることは、むしろXPC-HR23Bの損傷認識の特異性を高めるのに重要な役割を果たしていると考えられた。さらに、XPC-HR23Bが効率的に損傷部位に結合するためには、損傷部位周辺のヌクレオソームがいったん裸の状態になることが必要であると考えられた。
東南アジア諸国における地下水人工涵養の最適システムの開発と活用に関する調査・研究

ベトナム,ハノイ北西部の工業地帯(Thang Long工業団地を含む)とタイ中央部のKamphaeng PhetからPhichitの両県にかけての水田地帯において地下水人工涵養の予察的な研究を実施した。その結果,これら両地帯は,地下水人工涵養の導入に適した場所として認められた。ここで得られた成果は,今後,気候変動が予測されるモンスーン東南アジア域において,特に雨季の降水を水源とした地下水人工涵養の実践的展開に資するものである。とりわけ乾季に水資源の持続的確保が求められる農工業地帯での活用が期待される。1.ベトナム、タイ、インドネシアにおいて予備的・実験的に実施されている地下水人工涵養の研究地(涵養池や観測井等の諸施設、関連する水循環域)を対象として人工涵養に関する現地調査・観測を重ね、これら3国の各実情に即した人工涵養の最適システムを開発し、活用のあり方を提示する。この研究をより具体的・実用的に深化させることにより、モンスーンの水文環境を意識下において東南・東アジア諸国における地下水人工涵養の最適システムを開発・確立する。2.地下水人工涵養は余剰の水を活用して地下水を人為的に強化(造り出す)方法である。強化の過程で水の浄化を兼ねることができる。本研究から得られたシステムに即し、量と質の両面で水危機の問題を抱えている東南アジア諸国において地下水人工涵養を活用させるための標準ガイドラインを策定する。3.東南アジア諸国に地下水人工涵養の研究と活用に関するネットワークを築く。4.研究組織は研究代表者、分担者(各1名、日本)と海外研究協力者(ベトナム、タイ、インドネシア、台湾より各1名)より構成した。2.ハノイ市域の地下水流動域に地下水位のモニタリング観測井(ピエゾメータ)を設置し,観測を開始した。地下水人工涵養を行うための基礎データを収集するためである。観測井は,21゚06.951'N,105゚45.346'Eに置き,90mm径・60m深,先端にスクリーンを装着させた。観測井には,自記水位計・水温計(Loggers)を挿入して,地下水位・水温の記録を採っている。手測りを併行している。3.研究分担者は,チェンマイ大学の研究協力者と共同で進めている,チェンマイ近郊における人工涵養実験施設に赴き現地調査・観測を行った。人工涵養池及び複数のピエゾメータより地表水と地下水のサンプリングを行い,同位体と主成分を分析中である。4.研究代表者は,第1回地下水人工涵養国際研究集会(IRMARG1)において発表された4名の海外研究協力者と研究代表者による発表内容を取りまとめ中である。2.ハノイ市タン・ロン(Thang Long)工業団地域に地下水位のモニタリング観測井Nos. 1-3(ピエゾメータ)を設置し,観測を継続した。観測井No.1は, 21°06.951'N, 105°45.346'Eに置き, 90mm径・60m深,先端にスクリーンを装着させた。各観測井には,自記水位計・水温計(Loggers)を挿入して,地下水位・水温の記録を採っている。3.ハノイ市タン・ロン(Thang Long)工業団地域において行う人工涵養の適地選定の調査に着手した。4.研究分担者は,チェンマイ大学と地下水人工涵養涵養に関する共同研究を継続した。5.研究代表者は,第2回地下水人工涵養国際研究集会(IRMARG2)において発表された4名の海外研究協力者と研究代表者による発表内容を取りまとめ中である。2.過年度までにハノイ市北西のタン・ロン(Thang Long)工業団地域等に設置した3地点の地下水位のモニタリング観測井により,地下水位と地下水温の観測を継続した。各観測井にはLoggerを挿入している。これらの観測記録は本地帯で次年度以降に試行される地下水人工涵養研究/池方式の基礎資料となる。3.ハノイ市北西の工業地帯で行う地下水人工涵養の適地選定の調査を継続した。4.平成21年度からタイ中央部のKamphaeng PhetからPhichitの両Provinceにかけての水田地帯に2地点のモニタリング観測井を置いた。各観測井にLoggerを挿入して地下水位と地下水温を観測した。この一帯は扇状地からなり,これらの観測記録は雨季の降雨を地下の帯水層に注入する人工涵養研究/井戸方式の試行に活用される。5.研究代表者と研究分担者は,ベトナムとタイの調査・研究域における地下水の水質分析を継続した。

1.ベトナム,ハノイ北西部に位置する工業地帯(Thang Long工業団地を含む)に3か所の観測井OW1OW3を置いた。各井戸に挿入したLoggerを用いて地下水位と地下水温の通年観測を行った。観測井の位置はOW1:21°06.951′N,105°45.346′E,OW2:21°12.430'N,105°45,008'E,OW3:21°10,404'N,105°44.090'Eである。結果:(1)OW1(南側,Red River沿い):地下水位は乾季に低下し,集中豪雨に反応して上昇する。乾季にThang Long工業団地における地下水の揚水は水位の日変化と水低下を来たした。QW2(北のCa Lo River側):雨季,乾季ともに地下水位に顕著な変動は観られない。集中豪雨の際に地下水位の上昇が現れた。OW3(OW1,OW2のほぼ中間):地下水位の上下変動幅は微細である,その中で,地下水位は雨季に若干高く乾季に若干低い。OW1,OW2,OW3の地下水位の相互「関係:地下水位Elv.mの高い順に,OW2の56m,OW1の約-24m,OW3の-7.3mである。(2)地下水温は特別な集中豪雨が無い限り年変化を示さない,OW1で約25.5°C,OW2で約25.4°COW3で約25.5°Cを記録した。2.タイ中央部のKamphaeng Phet:KPからPhichit:PCの両Provinceにかけての水田地帯(扇状地から成る)に2か所の観測井を置き,Loggerを用いて地下水位と地下水温の通年観測を行った。観測井の位置はKP=16°29.711′N,99°41.414′E,GL Elv,69.24m,PC:16°30.748′N,100°06,264′,GL Elv.40.01mである。次の結果を得た。(1)地下水位は,KP,PCともに乾季に低く,雨季に高い。KPの地下水位Elv.mは,乾季に約65m,雨季に69mを超えた。PC地下水位Elv.mは,乾季に約30m,雨季に約40mに達した。(2)通年の地下水温は,KPでほぼ28.2°C,PCでほぼ29,0°Cである。いずれの地点とも,降雨によって微量の変動は現れる。
低スケール弦模型の現象論的特性とＬＨＣ実験における詳細検証

本研究の目的は、重力相互作用を量子的に記述すること、素粒子物理に存在するスケールの階層性を説明することが期待される、「低スケール弦模型」の現象論的な特性を見い出し、LHC実験で詳細に検証することである。そのため、申請書記載の研究(A)弦のスケールが大きい場合の弦の第2共鳴の発見可能性の検証を行った。しかし平成26年度中に研究論文を発表することはできなかった。平成25年3月発表の論文では、弦の第2励起状態の崩壊幅を第1励起状態の崩壊幅の定数倍とするという簡単な評価のもと議論を行っていたが、弦のスケールに対する制限が大きくなってきたため、第2共鳴の幅を正確に評価する必要があった。今年度の前半では、昨年度に培った複雑な弦の振幅を計算する技術を使って、第2励起状態が第1励起状態へ崩壊する幅の計算を行った。しかし7月にAnchordoquiらによって先行された。その結果を利用して現象論的解析を行ったところ、定数倍をして簡単に評価した場合と弦の振幅を使って正確に評価した場合とで、ほとんど差がないことがわかった。この結果を11月に宮崎で行われた研究会にて発表した。しかしこの結果のみで研究論文とすることはできなかった。一方、LHC実験において標準模型を超える物理の痕跡が何も発見されていないという事実があり、弦の現象論の実験的側面ではなく、理論的側面に興味を抱くようになった。今年度の後半では、弦理論の有効理論としての非局所的場の理論におけるヒッグス機構の研究を行った。この研究では弦理論と同じ状況を持つ非局所的場の理論を見い出しており、弦理論では解析できないような状況において、弦理論の代わりに非局所的場の理論を用いることができると考えている。この研究は台湾清華大学の磯野氏と理化学研究所の野海氏との共同研究であり、現在論文を執筆中である。26年度が最終年度であるため、記入しない。本研究の目的は、重力相互作用を量子的に記述すること、素粒子物理に存在するスケールの階層性を説明することが期待される、"低スケール弦模型"の現象論的な特性を見い出し、LHC実験で詳細に検証することである。そのために、研究(A) LHC実験における弦の第2励起状態の発見可能性の検証、研究(B) D-ブレーン模型に特有の光子+ジェット終状態の解析、を実施する予定であった。しかし、平成25年度中に研究論文を発表することはできなかった。平成24年2月発表の論文と、平成25年3月発表の論文では、弦の散乱振幅について先行研究の結果を用いていた。また、これらの論文では、模型の詳細に依存しない信号のみが観測可能であると指摘したため、模型の構築に関する知識を必要としなかった。しかし、博士論文の執筆や、研究(A)、(B)を行うためには、弦の散乱振幅の計算手法や、想定している模型が矛盾なく構築されていることを理解する必要があった。そのため、平成25年度の前半では、(1)弦理論に関する基礎的・発展的な勉強を行い、後半では、(2)博士論文の執筆と、研究(A)を行うために必要な、より発展的な計算手法についての勉強を行った。(1)弦の散乱振幅を計算するためには、弦理論を記述している2次元共形場の理論と、弦の散乱のS行列を理解している必要があったので、これを勉強した。次に、現実的な理論として考えられている超弦理論について学び、超弦理論において、交差したD-ブレーンを導入することによって標準模型の粒子を再現するような模型について調べ、模型が矛盾なく構築されるための条件について理解を深めた。(2)博士論文において、弦理論に関する基礎的・発展的な内容の包括的なレビューを執筆したことは、より理解を深める助けになった。また、研究(A)を行うためには、より発展的な弦の散乱振幅の計算手法について会得している必要があった。弦の第2励起状態の発見可能性を検証するためには、第2励起状態の崩壊幅を正確に評価する必要がある。第2励起状態の崩壊幅は、第1励起状態を含む弦の散乱振幅から計算されるため、特に、第1励起状態の頂点演算子の構築について理解を深めた。

この結果を11月に宮崎で行われた研究会にて発表した。しかしこの結果のみで研究論文とすることはできなかった。一方、LHC実験において標準模型を超える物理の痕跡が何も発見されていないという事実があり、弦の現象論の実験的側面ではなく、理論的側面に興味を抱くようになった。今年度の後半では、弦理論の有効理論としての非局所的場の理論におけるヒッグス機構の研究を行った。この研究では弦理論と同じ状況を持つ非局所的場の理論を見い出しており、弦理論では解析できないような状況において、弦理論の代わりに非局所的場の理論を用いることができると考えている。この研究は台湾清華大学の磯野氏と理化学研究所の野海氏との共同研究であり、現在論文を執筆中である。26年度が最終年度であるため、記入しない。交付申請書に記載した研究が基づいている理論に関し、基礎的な理解が不十分であったため。研究を遂行するため、まずは基礎的な勉強を行う必要があった。研究(A)弦の第2励起状態の発見可能性の検証を遂行するためには、第1励起状態を含む弦の散乱振幅だけでなく、複雑な境界条件を持つ弦の散乱振幅を計算する必要がある。複雑な境界条件を持つ弦の状態の頂点演算子の構築と、相関関数の計算について理解を深めなければならない。さらに、弦の励起状態は終状態の波動関数が一般的ではない形になる。このような特殊な波動関数について調べる必要がある。しかし、上記の2点を理解すれば、散乱振幅の計算を完了でき, LHC実験を想定した現象論的な解析については、その手法がすでに確立しているため、順次行うことが可能であると考えている。研究(B)D-ブレーン模型に特有の光子+ジェット終状態の解析については,計画を変更する必要がある。現在、LHC実験において標準模型以外の信号が観測されていないため、具体的な模型を構築せずに、現象論的な解析のみを行う研究の価値はあまり高くないと考えている。そこで、具体的な低スケール弦模型を構築することを考える。今回は、D5-ブレーンを用いて弦のスケールを低くとり、ブレーンを磁場中に置くことで、標準模型の粒子と結合を再現するような模型の構築を目指す。
保型形式のリフティングと保型表現の分類

平成30年度前期は東京大学において、「モジュラー形式のリフティング」について取り組んだ。古典的なSiegelモジュラー形式の理論には、宮脇氏や伊吹山氏らによるリフティングの予想が未解決で残っていた。現在ではこれらの予想は、Arthurの重複度公式から得られると考えられているが、これには多少の計算を要するものであった。今年度、私はこの計算を実際に実行し、宮脇氏や伊吹山氏の予想を含む形で、ベクトル値のSiegelモジュラー形式に関する新しいリフティングの存在を証明した。これは、リフティングの構成問題など、新しい課題を生む結果である。さらにはこのリフティングの存在定理は、モジュラー形式の合同問題を扱うHardar予想にも応用があるようである。これについては今後、室蘭工業大学の桂田氏と議論する予定である。後期には北海道大学に移り、「Jacquet加群の局所Langlands対応による記述」について取り組んだ。Jacquet加群とはp-進群の表現論において最も基本的な概念の一つである。これを正確に計算する方法はこれまでに知られていなかった。そもそも正確に計算するには、表現を分類しておく必要がある。今年度、私は表現の分類法として局所Langlands対応を採用し、それの言葉でJacquet加群がどのように計算されるか、というアルゴリズムを与えた。これにより、表現のより詳しい性質を導くことができるようになると考えられる。また、今回はp-進群の表現論を扱ったが、同様の手法はLie群の表現論への適応・応用も見込まれる。翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。平成29年度は、「宮脇リフトの表現論的再定式化」について取り組んだ。宮脇リフトとは、宮脇氏によって1992年に存在を予想されたモジュラー形式を構成するため、池田氏が2006年に取り組んだ新しいモジュラー形式のリフトである。この構成は、池田リフトの制限によるもので、テータリフトの類似であると言える。しかしながら、この時点では、宮脇リフトが恒等的に0である可能性を排除できておらず、そのために宮脇氏の予想の解決には至らなかった。今日では、宮脇氏の予想は、2013年に証明されたArthurの重複度公式の特別な場合であり、抽象的には宮脇氏の予想にあるモジュラー形式の存在が分かっている。一方で宮脇リフトは構成が分かっているため、多くの応用が期待できる。そのため、宮脇リフトは重要な研究課題であると言える。今年度は、この宮脇リフトを表現論的に再構成した。特に、局所宮脇リフトの概念を定義し、その非消滅性、緩増加表現に対するHowe双対原理、局所シーソー等式を示した。さらに、それは局所Gan-Gross-Prasad予想の新しい場合に応用できることが分かった。また、局所宮脇リフトを利用することで、大域宮脇リフトをより一般的に定義することが可能になった。一般的に大域宮脇リフトを定義することにより、大域シーソー等式を示すことができた。応用として、大域宮脇リフトの非消滅性を大域Gan-Gross-Prasad予想に帰着することができた。大域GanーGross-Prasad予想とは、保型形式の周期の非消滅性と保型L-関数の特殊値の非消滅性との同値性を主張する予想である。これは現代の保型表現論の主要な問題であり、最も活発に研究されている課題の一つと言える。平成29年度は、宮脇リフトを表現論的な立場から考察することにより、多くの結果を得た。特に、大域宮脇リフトの局所成分に現れるような表現については、詳しい記述が得られた。また、大域宮脇リフトの非消滅性を大域Gan-Gross-Praasd予想に帰着することができた。これらの研究は、今後の保型表現論の研究の有用な道具になると考えられる。また、この研究を通して、新たに取り組むべき課題の発見にもつながった。これらを踏まえて、本研究は順調に進展していると言える。