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原始生命体を支える含水アモルファスシリカーアミノ酸複合体の合成

概要原始地球上の生命原料物質として、含水非晶質シリカ(シリカゲル)とアミノ酸の複合体を仮定し、ゾルーゲル法を用いて合成に成功した。アミノ酸としては、地球の珪藻などの原始生命体にも含まれる、L-アラニン、L-セリンを用いた。合成した複合体中では、アミノ酸はシリカゲルと混合し、結晶相及び溶液相として存在することを始めて明らかにした。さらに、合成した複合体を彗星核のモデル物質と仮定し、衝撃圧縮実験を実施し、地球衝突時に彗星中のアミノ酸が分解せずに地表に到達することを明らかにした。これは、宇宙空間で生成した生命材料物質が彗星の衝突によって地球にもたらされた可能性を指示す独創的な成果である。平成25年度は、引き続きアミノ酸ーシリカゲル複合体の合成実験とその衝撃圧縮実験を実施するとともに、プレスで圧縮した、シリカゲルの分析を行い、その変化とアミノ酸の安定性について、以下のような成果を得た。1)マルチアンビルプレスを用いて、合成したシリカゲルを2GPa, 100°Cで1時間圧縮した。回収した圧縮試料について、粉末X線回折測定、赤外吸収測定、ラマン分光測定を実施し、得られた結果からその構造変化を調べた。まず、ラマンスペクトルは、試料の部分によっていくつかの異なるスペクトルが得られた。解析の結果、圧縮試料には、シリカゲルの構造に近い部分、石英に結晶化した部分、及び石英とシリカゲルの中間的な構造を持つ部分があることを明らかにした。これらの結果は、試料中の水分子やシラノール基の分布は一様ではなく、含水率が高い部分で結晶化が促進されたことを示している。また、X線回折測定及び赤外吸収測定の結果からは、シリカゲルのネットワーク中のSi-O結合の切断や非架橋酸素の増加がおきた可能性が示唆された。これらのことから、沈み込み帯において非晶質シリカの構造変化や結晶化がおこっている可能性があると考えた。2)グリシン結晶及び合成したシリカゲルーアミノ酸(グリシン)複合体について、6、8、18、30GPaの衝撃圧力での圧縮を行い得られた試料について、X線回折測定、ラマン及び赤外分光測定などを実施した。得られた結果から、グリシン結晶はγ型からα型の構造へ変化することを明らかにし、この構造変化が衝撃圧縮時の熱の影響によるものであると結論づけた。また、シリカゲルーアミノ酸(グリシン)複合体については、昨年度実施したL型セリンの結果と同様に、グリシンも18GPaでの圧縮後も存在することを明らかにした。3)平成24年度に実施した研究成果を、国際学会等で発表するとともに、国際学術雑誌に発表した。平成24年度は、含水アモルファスシリカーアミノ酸複合体の合成ならびにその衝撃圧縮実験を行い、その構造変化とアミノ酸の安定性について以下のような成果を得た。基礎的な情報を得るため、シリカゲル単独での高圧力下での構造変化を明らかにした。まず、シリカゲルを合成し、マルチアンビル高圧装置を用いて、5GPa、10GPaの圧力で圧縮し、その構造変化などをX線回折、ラマン分光法及びNMR測定の結果から調べた。その結果、シリカゲルは5GPa、10GPaでの圧縮で含水量が減少するとともにSiO4四面体のネットワーク構造の切断ならびにSi-O-Si結合角の減少など不可逆な構造変化が起る事を明らかにした。また、100°C・5GPaの圧縮では、シリカゲルは水の存在により低温での圧縮でコーサイトに相変化することを見出した。さらに、合成シリカゲルを一段式火薬銃を用いた衝撃圧縮により約30GPaまでの圧力で圧縮し、その構造変化を粉末X線回折測定,赤外吸収測定、ラマン分光測定を行って調べた。その結果、SiO4四面体の4員環を基本構造とするシリカゲルは、衝撃圧縮によりそのSiO4四面体ネットワークが再構成され、6員環などのより大きなリング構造が形成されシリカガラスのような構造に変化することを明らかにした。また、30GPaでの圧縮でも試料内部にはシラノールが残存することを見出した。シリカゲルーアミノ酸(Lーセリン)複合体を、ゾルーゲル法を用いて合成した。この複合体を約20GPaまでの衝撃圧力で圧縮し、試料を回収した。回収試料についてラマン分光測定、赤外及び紫外可視分光測定を行った。その結果、Lーセリンはシリカゲルと共存する状態で、11GPa以上の圧縮でも分解しないことを明らかにした。これらの結果について、国内外の学会で発表を行い、一部は国際学術雑誌に投稿中である。

本研究では、シリカゲルーアミノ酸複合体を合成し、その構造を明らかにするとともに、衝撃圧縮実験を行い、以下のように地球外で生成された生命原料物質が地球にもたらされた可能性について明らかにし、当初の研究目的をおおよそ達成した。1)ゾルーゲル法によりシリカゲルを合成し、10GPaまで圧縮することで水の量が減少し、5GPa・100°Cでの圧縮でSiO2結晶の高圧相であるコーサイトに転移することを見出した。更に、2GPa・100°Cで圧縮した試料の解析により、含水率の高い部分でSiO2の結晶化が起こることを明らかにした。また、30GPaまでの衝撃圧縮後、SiO4四面体のネットワーク構造は再構成されるが、シラノールは残存することを明らかにした。2)シリカゲルーアミノ酸(Lーセリン)複合体の合成に成功し、更に約20GPaまでの衝撃圧縮実験を実施し、回収試料を紫外可視分光測定、赤外・ラマン分光測定、X線回折測定などにより分析し、Lーセリンは11GPa以上の衝撃後も残存することを初めて明らかにし、アミノ酸を含む彗星の地球への衝突が地球に生命原料物質をもたらした可能性を明らかにした。3)2)と同様に、シリカゲルーグリシン、シリカゲルーLーアラニン、シリカゲルーDーアラニン複合体の合成に成功した。これらの複合体においても、約18GPaの衝撃圧縮後もアミノ酸が残存していることを明らかにし、彗星等が含水珪酸塩ーアミノ酸複合体の形で、地球にもたらされた可能性が高いという結論に至った。4)最終年度にはシリカゲルならびにシリカゲルーLーアラニン複合体について、衝撃圧縮開始時の温度を室温及び100Kにして圧縮実験を行い、低温での衝撃圧縮では試料の変化が抑制されることを明らかにした。この研究は、宇宙空間で冷却されたアミノ酸を含む彗星は地球に落下する際にその分解が抑制されることを明らかにするものである。鉱物学、結晶学、材料科学平成25年度の本研究課題については、以下のような理由から、研究計画の変更があったものの概ね順調に進展していると判断した。1)シリカゲルの静水圧縮実験から、水分子やシラノール基が存在する条件では、シリカゲルの構造変化が促進されることを明らかにした。この結果は、国際会議及び国内学会で発表した。2)新たに合成した、グリシンーシリカゲル複合体について、衝撃圧縮実験をし、衝撃圧縮下でもグリシンが安定に存在することを明らかにした。この結果は、従来の探査機による彗星探査の結果を裏付けた新しい結果といえる。3)平成24年度に実施した、シリカゲルの静水圧縮実験の結果は、今年度、国際学術雑誌で発表している。4)交付申請時の計画では、D型セリンのアミノ酸についての衝撃圧縮実験等を実施する予定であった。実験装置の利用に余裕がなかったことから実施できなかったが、上記の成果をそれらを補う成果であると考えられる。平成24年度、本研究課題については以下のような理由から、おおむね順調に進展していると判断した。(1)ゾルーゲル法によりアミノ酸(セリン)を含んだシリカゲルを合成し、その構造をX線回折、紫外可視・赤外・ラマン分光法によって明らかにした。この研究成果については、(2)の研究成果の一部とともに、学会発表により公表した。(2)さらに、合成したシリカゲルーアミノ酸複合体についての衝撃圧縮実験を実施・成功させ、シリカゲル中でのアミノ酸の安定性と衝撃圧力の関係について明らかにすることができた。この研究についての成果の一部は、学会発表により公表した。
乳児の授乳拒否行動が示す母乳の匂いの変化と乳腺炎との関連

乳腺炎は、産褥期の女性の2-3割が罹患する健康問題で、重症化すると膿瘍を形成し、外科的処置が必要になるなど苦痛が大きい。乳腺炎時は母乳の味や成分が変化するが、このメカニズムは母乳の匂いに影響を及ぼし、乳児の授乳拒否の原因になっている可能性がある。そこで、本研究は、第1に正常な母乳と乳腺炎時の母乳の匂いを比較し、乳腺炎時の母乳の匂いの特徴を明らかにする。第2に乳児の授乳拒否時の母乳の匂いと、乳腺炎時の母乳の匂いを比較し、乳腺炎時に児が授乳を拒否する原因に匂いの関与がどの程度あるのかを明らかにすることを目的とした。これらにより、乳児が示す授乳拒否行動の要因が明らかとなり、乳腺炎の発症を予知することが可能になると考える。2018年度は、学内の倫理審査にて承認を得た後、調査1の調査協力を求める予定としていた機関へ研究についての具体的な説明と依頼をした。その結果、調査機関の倫理審査が新たに必要となったため、現在準備している。調査2の開業助産師への調査協力依頼として、現在2名の開業助産師に交渉中である。本研究の匂いの測定は、ポータブル型ニオイセンサXP-329IIIR(新コスモス電機株式会社)により、乳頭周辺の匂いの強度を測定する。また、母乳を採取し、におい識別装置FF-2020(島津製作所)にて匂い分析を行うこととしている。現在、ポータブルニオイセンサを用いた測定に関しては、測定方法や測定時の条件について専門家のアドバイスを受けながら予備実験を重ねている。におい識別装置による分析に関しては、島津テクノリサーチに生体資料分析依頼票を提出し、受け入れ許可の返事を待っている。さらに、本研究の先行研究として、母乳分泌機序において最も変化の激しい産褥1週間の母乳や乳頭の匂いについても把握しておく必要があったため、調査3として研究内容に加えた。研究計画では当該年度中に学内の倫理審査のみでなく、研究協力機関の倫理審査も全てクリアする予定であったが、遅れている。その理由として、所属機関が実験研究の経験が少なかったため、実験研究を行うための環境や体制を整える必要があった。また、当初、調査1・2ともに研究対象及び時期を生後6か月以内の母乳栄養児としていたが、母乳の生理的変化は、「産褥1週間以内」と、「児が離乳食をスタートする6か月前後」、また母乳が成乳となり安定している時期である「産褥1週間以降離乳食開始以前」の最低3つの時期で、異なる状態であることが予測されたため、正常な母乳の匂いを調査する予定としている調査1については、調査時期(対象)を区分してさらにきめ細かな検討が必要と考えられた。よって、研究対象及び時期を「生後1-2か月児の母親とその児」と変更した。また、上記にあたって、母乳分泌機序において最も変化の激しい産褥1週間以内の母乳や乳頭の匂いについての調査もしておく必要が出てきたため、この時期の匂いの変化についてポータブル型ニオイセンサを用いて明らかにすることを、研究内容に含めた(調査3)。調査3についての研究協力施設は確保できており、年間の分娩件数から予測して60名ほどの対象者が得られると見積もっている。今後は、1現時点で依頼をしている調査1の研究協力機関2機関の倫理審査の承認を得る。2ポータブル型ニオイセンサによる測定に関しては、予備実験により、測定方法と条件を確立後、3調査3「正常な産褥1週間以内の母乳や乳頭の匂い」に取りかかり、今年度中に論文を完成する。4秋頃までに調査1の調査をスタートする。5調査2について、開業助産師に調査協力依頼後、もし調査1の進行がスムーズでなければこちらを先にスタートすることも検討する。

さらに、本研究の先行研究として、母乳分泌機序において最も変化の激しい産褥1週間の母乳や乳頭の匂いについても把握しておく必要があったため、調査3として研究内容に加えた。研究計画では当該年度中に学内の倫理審査のみでなく、研究協力機関の倫理審査も全てクリアする予定であったが、遅れている。その理由として、所属機関が実験研究の経験が少なかったため、実験研究を行うための環境や体制を整える必要があった。また、当初、調査1・2ともに研究対象及び時期を生後6か月以内の母乳栄養児としていたが、母乳の生理的変化は、「産褥1週間以内」と、「児が離乳食をスタートする6か月前後」、また母乳が成乳となり安定している時期である「産褥1週間以降離乳食開始以前」の最低3つの時期で、異なる状態であることが予測されたため、正常な母乳の匂いを調査する予定としている調査1については、調査時期(対象)を区分してさらにきめ細かな検討が必要と考えられた。よって、研究対象及び時期を「生後1-2か月児の母親とその児」と変更した。また、上記にあたって、母乳分泌機序において最も変化の激しい産褥1週間以内の母乳や乳頭の匂いについての調査もしておく必要が出てきたため、この時期の匂いの変化についてポータブル型ニオイセンサを用いて明らかにすることを、研究内容に含めた(調査3)。調査3についての研究協力施設は確保できており、年間の分娩件数から予測して60名ほどの対象者が得られると見積もっている。今後は、1現時点で依頼をしている調査1の研究協力機関2機関の倫理審査の承認を得る。2ポータブル型ニオイセンサによる測定に関しては、予備実験により、測定方法と条件を確立後、3調査3「正常な産褥1週間以内の母乳や乳頭の匂い」に取りかかり、今年度中に論文を完成する。4秋頃までに調査1の調査をスタートする。5調査2について、開業助産師に調査協力依頼後、もし調査1の進行がスムーズでなければこちらを先にスタートすることも検討する。ポータブル型ニオイセンサXP-329IIIR(新コスモス電機株式会社)は、母乳の匂い測定についての実績がないため、研究データの信頼性を確保する上で、母乳の匂い測定が可能であるかとその精度を再度入念に確認する必要があった。そこで、業者の協力を得て、デモ機で予備実験を行った後に購入することとした。また、本機器での測定後にデータを臭気指数に変換する必要があるが、既存の母乳用臭気指数テーブルが存在しないことがわかったため、本研究用に臭気判定士に作成を依頼する必要がある。これらの準備が必要であったため、センサの購入までに時間を要した。準備が整ったため、現在注文中である。臭気指数テーブル作成費用も必要となるため、今年度学会発表にあてていた分の費用を使用する。また、今後の調査実施に伴って、におい識別装置での匂い分析も必要となるが、分析業者と検討したところ、分析費や郵送費を最小限とするために、超低温フリーザーでー80°C以下に保存後、ある程度のサンプルをまとめて測定することとした。分析費用は今年度以降必要に応じて使用していくこととなる。次年度以降は成果報告も行うため、計画の通り学会参加費用も使用する。
イヌMuse細胞の分離と獣医再生医療への応用

本研究は、2010年にヒト体内に存在する腫瘍化の危険性が極めて低い新規の多能性幹細胞としてMultilineage-differentiating stressenduring cell(Muse細胞)の発見をもとに、ヒトと共通の生活習慣病などが自然発症するイヌのモデルを使い、未だ報告の見当たらないイヌの脂肪からMuse細胞の分離・同定、および本細胞を用いた再生治療の有効性と安全性を確認することにより、獣医領域における新しい研究分野の再生医療を推し進めるとともに、ヒト再生医療の実現を早めることを目的としている。本研究年度では、イヌMuse細胞の分離と保存、およびイヌMuse細胞の細胞生物学的諸性質について検討し、以下の結果を得た。1.既存の脂肪組織由来間葉系幹細胞(ADSC)培養キットを用いて作製したイヌADSCを、長時間トリプシンに暴露して極度のストレスを与えることにより、Muse細胞の特徴の一つとされている浮遊培養でES細胞やiPS細胞が形成する胚様体に酷似したクラスターを形成する細胞を得た。2.フローサイトメーターを用いて本細胞クラスターの特性を解析した結果、多能性幹細胞のもつ特徴の一つであるアルカリホスファターゼ(ALP)活性が陽性、および未分化マーカーであるSSEA3およびNanogについて免疫染色法にて陽性であった。さらに、PCR装置を用いて多能性マーカーであるOct3/4、SOX2、NANOGにおける遺伝子発現量の比較を行った結果、これまでのADSCよりも高値を示した。3.本細胞を用いて、三胚葉性への分化能の検証を行った。誘導培地を用いて分化誘導後の細胞は、脂肪・骨芽細胞(中胚葉)、肝細胞マーカーであるALBおよびalpha-FP(内胚葉)、神経肝細胞マーカーであるNestinおよび神経細胞マーカーであるMAP2(外胚葉)に陽性を示し、これらはヒトで報告されているMuse細胞の特徴を有していることが確認された。今年度に予定していた研究計画の1イヌMuse細胞の分離、および2イヌMuse細胞の細胞生物学的諸性質の解析を概ね達成できたため。本細胞を用いて今年度に引き続き次年度には、以下の3項目について研究を推進する。1.イヌMuse細胞の最適な分離・培養条件を設定するために、1トリプシン処理時間等分離方法についての検討、2長期継代するための培地の検討、および3凍結保存方法の検討を行う。2.末梢血単核球との共培養により、細胞からの各種サイトカイン分泌量をELISA法で測定することにより、イヌMuse細胞の免疫調節能を調べる。3.獣医領域では幹細胞製品は医薬品と同じ扱いで、まだ製品として承認されたものはないことから、細胞製剤は院内にて調整する必要があるために、培養に不慣れな獣医師でも安全で平易に培養可能であり、また高品質な細胞培養ができるような簡易型イヌMuse細胞培養キットを作製する。

3.獣医領域では幹細胞製品は医薬品と同じ扱いで、まだ製品として承認されたものはないことから、細胞製剤は院内にて調整する必要があるために、培養に不慣れな獣医師でも安全で平易に培養可能であり、また高品質な細胞培養ができるような簡易型イヌMuse細胞培養キットを作製する。
膠原病のゲノム解析:合成多型蛋白とBAC導入マウスによる原因遺伝子の解明

従来、我々はポリジーン病患と目される膠原病の遺伝的基盤を解明するために、膠原病モデルマウスMRL/MpJ-lpr/lpr (MRL/lpr)の病態、病理の遺伝様式、感受性遺伝子座を、非発症マウスC3H/HeJ/lpr-lpr (C3H/lpr)やC57BL/6-lpr/lpr (B6/lpr)との交配系により解析し、膠原病がポリジーン疾患であること、ゲノム交雑による遺伝子多型の組み合わせが種々の病態、病像の発症を決定していることを明らかにした。そこで、本研究では、個々の原因遺伝子を同定するための新たな戦術として、1)感受性遺伝子座の候補遺伝子の合成多型蛋白の機能解析、2)ゲノムモザイクマウスライブラリーを利用した病態ゲノムの解析、3)感受性遺伝子座領域のBAC(bacterial artificial chromosome)トランスジェニックマウスの作成による機能解析、の3項目を遂行し、上記課題の突破口とした。1)腎炎の位置的候補遺伝子の合成多型蛋白の機能解析:コムギ胚芽リボゾームRNAを用いた無細胞蛋白合成系による蛋白合成系を用いて、遺伝子多型を示した候補遺伝子cDNAのcodingregionを鋳型としてMRL型、C3H型両者の蛋白を合成した。これらの合成多型蛋白の機能を、細胞培養系を用いたバイオアッセイ系にて定性、定量解析し、種々の免疫応答系、反応系において両者間に有意な差を見出した。2)ゲノムモザイクマウスライブラリーの作出とこれを利用した病態ゲノムの解析:MRL/lprと膠原病嫌発系C3H/lprマウス間の兄妹交配から得られるゲノムモザイクマウスライブラリー(recombinant inbred (RI)系)を樹立し、各系統について、その膠原病病態形質の解析を行った。その中で、糸球体腎炎、血管炎、関節炎、唾液腺炎の病理形質、また、抗dsDNA抗体、リウマチ因子、高ガンマグロブリン血症の病態形質を、個別に、あるいはこれらを種々の組み合わせで重複して発症、発現する系統が存在することを明らかにし、さらに、各系統についての20cMをカバーする遺伝子型の系統間分布表(SDP表; strain distribution pattern table)を作成した結果、膠原病病理形質、病態形質に関する新たな感受性遺伝子座を見出した。膠原病は、個々の疾病形質が数多くの原因遺伝子座の影響が合わさった結果として生じていると考えられるポリジーン疾患である。本研究では、個々のポリジーンを同定するための新たな戦術として、C3H/lprマウスを用いたMRL/lpr膠原病モデルマウスのリンケージ解析の成果をもとに、1)感受性遺伝子座の候補遺伝子の合成多型蛋白の機能解析、2)ゲノムモザイクマウスライブラリーを利用した病態ゲノムの解析、3)感受性遺伝子座領域のBAC (bacterial artificial chromosome)トランスジェニックマウスの作成による機能解析、の3項目をプロジェクトとし、今年度は以下の新たな成果を得た。

これらの合成多型蛋白の機能を、細胞培養系を用いたバイオアッセイ系にて定性、定量解析し、種々の免疫反応系において両者間に有意な差を見出した。2)ゲノムモザイクマウスライブラリーの作出:MRL/lprとC3H/lprマウス間の兄妹交配から得られたゲノムモザイクマウスライブラリー(recombinant inbred(RI)系)を3 5系統作成した。F10世代の段階で平均約20 cMをカバーする多型マイクロサテライトマーカーを用いてゲノムワイドスクリーニングを行ったところ、ランダムなゲノムモザイクを有するライブラリーであり、また、この3 5系統中に、血管炎、腎炎のコンジェニック系として使用できる系統も存在していることがわかった。現在、詳細な系統間分布表(SDP表;strain distribution pattern table)を作成中である。本研究では、昨年に引き続き、膠原病のポリジーンを同定するための新たな戦術として、C3H/lpr、C57BL/6/lprマウスを用いたMRL/lpr膠原病モデルマウスのリンケージ解析の成果をもとに、1)感受性遺伝子座の候補遺伝子の合成多型蛋白の機能解析、2)ゲノムモザイクマウスライブラリーを利用した病態ゲノムの解析、3)感受性遺伝子座領域のBAC(bacterial artificial chromosome)トランスジェニックマウスの作成による機能解析、の3項目をプロジェクトとし、このうち、今年は後者2項目に焦点をあて、以下の新たな成果を得た。1)ゲノムモザイクマウスライブラリーの作出とこれを利用した病態ゲノムの解析MRL/lprと膠原病嫌発系C3H/lprマウス間の兄妹交配から得られるゲノムモザイクマウスライブラリー(recombinant inbred(RI)系)を樹立し、各系統について、その膠原病病態形質の解析を行った。現在、少なくとも10系統の解析では、糸球体腎炎、血管炎、関節炎、唾液腺炎の病理形質、また、抗dsDNA抗体、リウマチ因子、高ガンマグロブリン血症の病態形質を、個別、あるいはこれらを種々の組み合わせで重複して発症、発現する系統が存在することが明らかとなった。さらに、これらの系統についての20cMをカバーする系統間分布表(SDP表;=stain distribution pattern table)を作成した。その結果、膠原病病理形質、病態形質に関する新たな感受性遺伝子座を見出した。以前同定した血管炎感受性遺伝子座Arvm1、Arvm2を中心に、C57BL/6マウスゲノムに由来するBAC contigの解析を、昨年に引き続き行い、BACトランスジェニックに用いるコンストラクトを作成、また、このcontigについて、特定の候補遺伝子領域にMRLマウスalleleを有するコンストラクトを作成した。これらをMRL/lprマウス受精卵に導入し、BACトランスジェニックマウスを得ることに成功した。現在、これらのマウスの病理、病態形質を解析中である。
肺癌治療に直結する因子としてのＳＵＶｍａｘ定量性確立と多数の定位治療例による検証

FDG-PETでのSUVmaxは病巣集積を示す指標であり、予後因子として注目されている。一方、SUVmaxは撮像機種、腫瘍サイズ、呼吸変動、腫瘍背景等に影響を受ける。誤差要因の補正換算法が確立され、予後予測が可能となれば、多くの癌患者が恩恵を受ける。我々は動体ファントムを用いた実験にて、SUVmaxの腫瘍サイズおよび呼吸変動距離で補正換算式を算出した。その値を肺癌で体幹部定位放射線治療を受けた患者治療データにて、予後因子となりうるか検証した。その結果、補正前SUVmax、補正SUVmaxは局所制御および無病生存に強い関連を認めた。しかし補正後SUVmaxにてより強い関連性は変化を認めなかった。我々はFDG-PETでのSUVmaxは早期肺癌の体幹部定位放射線治療の多変量解析において、唯一有意な局所再発の予後因子とみなしている。一方、有意差なしや逆相関の結果も示されている。この乖離の原因として、実測SUVmaxは撮像機種、腫瘍サイズ、呼吸変動、腫瘍背景等の依存があり、この施設ごとの乖離原因を探るには多施設での測定方法の検証が必要である。再発率が高ければそれに応じて高線量照射することにより最適の線量処方が可能になるので、予後予測のみならず治療方法選択に非常に大きなインパクトを与える。本研究では1誤差要因を補正する評価法を確立する。また2既に治療成績の蓄積されている肺癌体幹部定位放射線治療前の実測SUVmax、補正後「真のSUVmax」と治療成績との相関を調べ、その有用性を検証し、SUVmaxの標準化、多施設研究への基盤とする。平成24年度は、1.補正換算式に必要な各因子を、約200例の肺癌体幹部定位放射線治療の臨床情報、画像情報より再抽出し、不足分をデータベースに再入力2.臨床データより算出された真のSUVmaxと既に結果の出ている治療成績の相関を検証した。3.次年度に向けて、測定施設(国立ガンセンター東、ゆうあいクリニック等)、機種の選定をおこない、calibrationの実験を行った。4.同時に治療後再発診断にSUVmaxが有用であるかを検証した。その際に閾値となるSUVmaxは孤立性肺腫瘤の悪性度判定に用いる閾値より高い数値となった。ここには背景となる正常肺、線維化した浸潤影の集積の違いが影響を与えている可能性が示唆される。5.同時に、大船中央病院における肺癌体幹部定位放射線治療施行患者数が増加、経過観察期間が延長したため、改めて実測のSUVmaxがOSとDFSに寄与するかを解析中である。要旨FDG-PETでのSUVmaxは病巣集積を示す指標であり、予後因子として注目されている。誤差要因の補正換算法が確立され、予後予測が可能となれば、肺癌をはじめ多くの癌患者が恩恵を受ける。実験としては、径10mm, 13mm, 17mm, 22mm, 28mmの5種類の球径の球体を、体軸方向にそれぞれ5mm, 10mm, 20mm, 30mm移動させた場合のカウント値を測定し、それぞれの球体の移動量が0mmの場合のカウント値を1とした場合のカウント値の比率を求めた。体軸方向移動時の補正式は曲線の形状を考慮し、ガウス関数(次式)による近似を試みた。この係数による補正では、17 mm以上の球径に対しては移動量020 mmの範囲で誤差10%以内で補正可能であった。13 mm以下の径に関しては,移動量05 mmの範囲でしか誤差10%以内で補正することができなかった。今回の研究では最も影響が強いと考えられた腫瘍径と頭尾方向の呼吸変動を補正したが、その他の因子についても考慮した補正式を検討する必要があるかもしれない。FDG-PETは多くの悪性腫瘍にて、治療前診断、再発診断に有用で、汎用されている。特にSUVmaxは病巣集積を示す指標であり、我々も早期肺癌の体幹部定位放射線治療患者の多変量解析において、T stageをしのぎ、SUVmaxが唯一有意な局所再発の予後因子とみなしている。一方、同様の研究にて有意差なしや逆相関の結果も示されている。

このような乖離の原因として、実測SUVmaxは撮像機種、腫瘍サイズ、呼吸変動、腫瘍背景等の依存があり得、この施設ごとの乖離の原因を探るには同一のファントムを使用した多施設での測定方法の検証が絶対に必要である。放射線治療において総線量は、治療効果と副作用のバランスによって決定される。再発率が高ければ、それに応じて高線量照射することにより、最適の線量を処方することが可能になるので、予後予測のみならず治療方法選択に非常に大きなインパクトを与える。本研究では、(1)誤差要因の影響を補正する評価法を確立する。また(2)既に治療成績の蓄積されている肺癌体幹部定位放射線治療前の実測SUVmax、補正後「真のSUVmax」と治療成績との相関を調べ、その有用性を検証し、SUVmaxの標準化、多施設研究への基盤とする、ことを目的としている。平成23年度は、呼吸変動する腫瘍を模したファントムを作成した。ファントム本体は核医学ファントム実験に造詣の深い藤井と武田が担当し、呼吸移動駆動部は国枝、藤井が担当した。ファントムは既存ファントムを改造し、肺、肝臓のnon-coplanar照射による定位放射線治療に適合するように市販放射線治療用動体ファントムよりもより体軸方向に長いものとして、考えられるすべての照射方向に対応できるものとした。駆動装置はコンピュータコントロールで、周期、呼吸パターンに対応できる様な高機能のものとした。また、既にFDG-PETの有用性について論文を発表している。補正換算式に必要な各因子を、約200例の肺癌体幹部定位放射線治療の臨床情報、画像情報より再抽出し、不足分をデータベースに再入力、臨床データより算出された真のSUVmaxと既に結果の出ている治療成績の相関を検証し、更にOSとDFSにSUVmaxが寄与するかの論文執筆を予定するなど順調。動態ファントム作成は順調である。また、平成24年度以降の予定の一部である、FDG-PETの有用性についても、既に論文を発表している。今年度の積み残してである事項、すなわち簡便かつ高精度な補正換算式を求める。実臨床にて簡便に利用できるソフトを作成。別機種で撮像されたFDG-PETのSUVmaxの標準化については、藤井より、関連学会関係者に質問中であり、今後さらに検討する。補正換算式を簡便かつ精度の高い式へと改良を試み、複数の施設の幾つかの機種で実験をおこなう。それぞれの施設でのデータの補正をおこない多施設共同試験のための標準化測定法として妥当か検証する。効果的に研究を進める上で、国立がんセンター東病院の既存開発環境を利用し、その後にゆうあいクリニックで同様に施行予定等、効率的に研究を推進する。また既に施行されたPET-CTの画像データを、大船中央病院にて患者臨床情報、治療成績についてデータベースを構築し、蓄積している。臨床情報より補正換算式の有用性について検討する。補正換算式に必要な各因子を肺癌体幹部定位放射線治療の臨床情報、画像情報より再抽出し、不足分をデータベースに再入力する。臨床データより算出された真のSUVmaxと既に結果の出ている治療成績の相関を検証する。簡便かつ高精度な補正換算式を提示する。可能であれば、臨床的評価をも含めた先行可能な部分については計画を前倒しする事もあり得る。研究打ち合わせのための国内旅費、国内学会のための旅費を予定する。
新規インスリン抵抗性ヘパトカインセレノプロテインPを標的とした糖尿病治療法の探索

抗糖尿病薬メトフォルミンがAMPキナーゼ/Foxo3経路を介して肝細胞でインスリン抵抗性誘導へパトカインであるセレノプロテインPの遺伝子発現を減弱させることを見出した。C2C12筋細胞において、セレノプロテインP受容体の強い候補として膜タンパク候補1を同定した。今後、肝でのAMPキナーゼ/Foxo3経路および筋でのセレノプロテインP/膜タンパク候補1経路が新たな2型糖尿病の治療標的になることが期待される。本研究の目的は、申請者がこれまでに報告したインスリン抵抗性ヘパトカインであるセレノプロテインPの肝細胞での産生メカニズムならびに標的細胞での作用メカニズムを明らかにすることである。まず培養肝細胞を用いて、抗糖尿病薬メトフォルミンが肝細胞でのセレノプロテインP遺伝子発現を抑制するということ、その下流でAMPキナーゼに活性を制御される転写因子Foxo3がセレノプロテインPの抑制に関わっていることを見出した。さらに、抗高脂血症薬として臨床使用されているEPAが、肝細胞でのセレノプロテインP遺伝子発現を抑制することを見出した。またセレノプロテインPの脂肪細胞への作用に関連して、糖尿病患者の血中セレノプロテインP濃度が脂肪細胞由来因子であるアディポネクチンと負に相関すること、セレノプロテインP欠損マウスの血中でアディポネクチン濃度が上昇していることを報告した(PLoS ONE 2012)。最後に、siRNAによる遺伝子ノックダウン法を用いて、セレノプロテインPの受容体探索をおこなった。標的細胞の一つであるC2C12筋管細胞において、いくつかの候補タンパクのノックダウンをおこなった結果、膜タンパク候補1のノックダウン細胞において、セレノプロテインPタンパク投与によるセレン輸送が有意に減少することを見出した。さらに興味深いことに、このノックダウン細胞においては、セレノプロテインPタンパク投与によるAMPキナーゼ活性抑制効果、PGC1a発現抑制効果のいずれもが有意に減少した。そして、この膜タンパク候補1をノックダウンした細胞とセレノプロテインPの結合は有意に低下した。膜タンパク候補1がセレノプロテインPの受容体であることが強く示唆された。今後、肝でのAMPキナーゼ/Foxo3経路および筋でのセレノプロテインP/膜タンパク候補1経路が新たな2型糖尿病の重要な治療標的になることが期待される。本研究の目的は、申請者がこれまでに報告したインスリン抵抗性ヘパトカインであるセレノプロテインPの肝細胞での産生メカニズムならびに標的細胞での作用メカニズムを明らかにすることであった。本年度はまず、培養肝細胞を用いて、抗糖尿病薬メトフォルミンが肝細胞でのセレノプロテインP遺伝子発現を抑制するということ、その下流で転写因子Foxo3がセレノプロテインPの抑制に関わっていることを見出した。また、セレノプロテインPの脂肪細胞への作用に関連して、糖尿病患者の血中セレノプロテインP濃度が脂肪細胞由来因子であるアディポネクチンと負に相関することを見出し報告した(PLoS ONE 2012)。次に、siRNAによる遺伝子ノックダウン法を用いて、セレノプロテインPの受容体探索をおこなった。標的細胞の一つであるC2C12筋管細胞において、いくつかの候補タンパクのノックダウンをおこなった結果、膜タンパクXのノックダウン細胞において、セレノプロテインPタンパク投与によるセレン輸送が有意に減少することを見出した。現在この膜タンパクXがセレノプロテインPの骨格筋における受容体として機能する可能性が極めて高いと考えて、膜タンパクXのノックダウン細胞とセレノプロテインPタンパクの結合アッセイをおこなっている。当初の計画以上に研究は進展した。特に、セレノプロテインPの受容体探索実験においては、候補となった膜タンパク数種類のノックダウン実験をおこなった結果、膜タンパクXのノックダウンをおこなうとセレノプロテインP投与による筋細胞へのセレン輸送が減少することを見出した。加えて、膜タンパクXのノックダウン筋細胞では、セレノプロテインP投与によるAMPキナーゼ活性抑制作用が、ほぼ消失していた。また、マウス骨格筋における膜タンパクXの遺伝子発現をしらべたところ、他の候補タンパクと比較して極めて強い発現が認められた。これらの結果から、膜タンパクXが骨格筋におけるセレノプロテインP受容体であることが強く示唆される。さらに、培養肝細胞におけるセレノプロテインP発現制御に関する実験においても、進展がみられた。メトフォルミンの下流でセレノプロテインP転写制御に関連する因子の網羅的解析をおこなった結果、転写因子Foxo3が関与していることを見出した。さらにAMPキナーゼ阻害薬であるコンパウンドCの同時投与が作用をキャンセルすることから、メトフォルミンはAMPキナーゼ/Foxo3経路を介してセレノプロテインP転写を負に制御していることを見出した(論文作成中)。また、セレノプロテインPの脂肪細胞への作用に関連して、ヒト糖尿病患者における血中セレノプロテインP濃度が、脂肪細胞由来因子であるアディポネクチン濃度と負に相関していることを見出し報告した(PLoS ONE 2012)。

膜タンパクXがセレノプロテインP受容体として機能することが強く示唆されている。そこで、実際にセレノプロテインPタンパクと膜タンパクXのノックダウン筋細胞との結合を結合アッセイを用いて解析する。さらに、膜タンパクXの全身のノックアウトマウスは胎生致死であることが報告されているので、筋特異的膜タンパクXノックアウトマウスの作成をすでに開始している。さらに、精製セレノプロテインPタンパクは量にかぎりがありマウスへの継続投与が困難であるため、肝特異的セレノプロテインP過剰発現マウスを作成し、セレノプロテインP過剰にともなって起きる全身病態を膜タンパクXを中心に検討する。また、高脂肪食、運動などの刺激によって筋での膜タンパクXの発現が変動するかどうかを、Western Blot法やRealtime PCR法を用いて検討する。当初想定したより早くセレノプロテインP受容体候補が見つかったため、今年度研究費に未使用額が発生した。次年度は、膜タンパクXの機能解析という次のステップに研究費を使用していく。セレノプロテインP結合アッセイにおいては、膜タンパクXのノックダウンに関連したsiRNA、セレノプロテインPに対する抗体等の費用が必要である。また各種遺伝子改変マウスの作成もしくは飼育費用が必要となる。さらに、膜タンパクXの発現解析のために、Western Blotに関連した費用ならびにRNA抽出、cDNA変換、Realtime PCR法に関連した費用も必要となる。
欧州における科学技術系博士号取得者のキャリア形成を支援する事業マネジメントの研究

本研究の目的は,「高等教育機関における科学技術系博士号取得者に対する人材育成事業マネジメント」という課題について,欧州に着目し,そのマネジメントの具体的運用という視点で各国の大学・研究機関等における国際的に比較分析することであった.特に,研究組織のメンバーが密接な交流関係を構築してきたイギリス,ドイツ,フランス,オランダ,フィンランド,ノルウェーの欧州6カ国等を中心に比較分析を行った.その結果,次の2点を明らかにした.(1)キャリア形成事業マネジメントの制度,(2)キャリア形成事業マネジメントの実際的な運用.本研究の目的は,「高等教育機関における科学技術系博士号取得者に対する人材育成事業マネジメント」という課題について,欧州に着目し,そのマネジメントの具体的運用という視点で各国の大学・研究機関等における国際的に比較分析することであった.特に,研究組織のメンバーが密接な交流関係を構築してきたイギリス,ドイツ,フランス,オランダ,フィンランド,ノルウェーの欧州6カ国等を中心に比較分析を行った.その結果,次の2点を明らかにした.(1)キャリア形成事業マネジメントの制度,(2)キャリア形成事業マネジメントの実際的な運用.本研究は,「高等教育機関における科学技術系博士号取得者に対する人材育成事業マネジメント」という課題について,欧州に着目し,各国の大学・研究機関等における,その具体的運用という視点で国際的に比較分析することを目的としている。観点は,次の2点である。(1)キャリア形成事業マネジメントの制度(目的・理念,プログラム内容,人的組織,実施方法,評価),(2)キャリア形成事業マネジメントの実際的な運用初年度では,目的に即して欧州各国における大学及び関連機関を対象とした第一次調査を実施した。主要なところは,オウル大学,ヘルシンキ大学(フィンランド),ネスナ大学(ノルウェー),ウプサラ大学(スウェーデン),Nuffic(オランダ),パリ第7・ディドロ大学(フランス),ロンドン大学メアリークィーン校,イーストアングリア大学,シェフィールド大学(イギリス),ベルリン自由大学(ドイツ)等であった。各調査においては,博士課程学生へのキャリア支援の取り組みについて,文献調査を行うとともに,学長,担当者教員,担当職員,学生などの関係者に面接するなどして,一次資料の収集に注力した。初年度では,資料の整理,分析を進めるとともに,フィンランドとノルウェーの結果について,日本科学教育学会研究会(北海道大学,宮崎大学)で公表した。その中では,フィンランドの大学における大学院教育への「就業スキル開発(転移可能なスキル)」の導入などの着目すべき方策の実態が明らかとなった。本研究は,「高等教育機関における科学技術系博士号取得者に対する人材育成事業マネジメント」という課題について,欧州に着目し,各国の大学・研究機関等における,その具体的運用という視点で国際的に比較分析することを目的としている。特に,研究組織のメンバーが密接な交流関係を構築してきたイギリス,ドイツ,フランス,オランダ,フィンランド,ノルウェーの欧州6カ国等を中心に,EU域における大学・研究機関において,1キャリア形成事業マネジメントの制度(目的・理念,プログラム内容,人的組織,実施方法,評価),2キャリア形成事業マネジメントの実際的な運用などを明らかにするための調査を行った。平成25年度における研究実績は,以下の通りである。1.初年度に継続して調査対象国に関係する文献を収集するとともに,それらをデータベース化しつつ,先行研究のさらに詳細なレビューを行った。2.初年度の調査結果を整理するための連絡会議を開催した。3.海外調査については,次の分担により,各国・大学等における人材育成事業マネジメントの実施方法や社会的評価等にも観点を広げて調査した。また,欧州を中心とする科学教育系及び情報科学系国際会議に参加し,キャリア支援関係の資料収集を実施した。EU域,各国及び各大学等による人材育成事業の特色と事例についての一次資料を収集するとともに,大学教員及び大学院生などに面接調査を実施することができた。ドイツ:ホーエンハイム大学・フライブルク大学,ベルリン自由大学・ハレ大学/フランス:レンヌ第一大学,エクスーマルセイユ大学/スイス:チューリッヒ工科大学,ローザンヌ大学/フィンランド:トゥルク大学/国際会議:EARLI2013(ドイツ)(山口),MobileHCI2013(ドイツ),ESERA2013(キプロス)本研究は,「高等教育機関における科学技術系博士号取得者に対する人材育成事業マネジメント」という課題について,欧州に着目し,各国の大学・研究機関等における,その具体的運用という視点で国際的に比較分析することを目的としている。特に,研究組織のメンバーが密接な交流関係を構築してきたイギリス,ドイツ,フランス,オランダ,フィンランド,ノルウェーの欧州6カ国等を中心に,EU域における大学・研究機関において,(1)キャリア形成事業マネジメントの制度(目的・理念,プログラム内容,人的組織,実施方法,評価),(2)キャリア形成事業マネジメントの実際的な運用などを明らかにするための調査を行った。平成26年度における研究実施計画は,以下の通りであった。(1)調査対象国に関係する文献を収集するとともに,それらをデータベース化しつつ,先行研究の詳細なレビューを継続した.(2)海外調査については,最終年度なので,これまでのフォローアップを中心として,各国・大学等における人材育成事業マネジメントの実施方法と社会的評価等に関する調査を実施した。また,欧州を中心とする科学教育系及び情報科学系の国際会議に参加し,キャリア支援関係の資料収集を実施した.イギリス:シェフィールド大学/ベルギー:ブリュッセル自由大学,ゲント大学,ルーヴァン・カトリック大学/フランス:エクスーマルセイユ大学(3)これまでの調査結果を総括的に整理するための連絡会議を開催した.(4)日本科学教育学会

第38回年会において「科学系学位取得者のキャリア形成支援:欧州の事例からの検討」というテーマの課題研究を開催し,主要な調査結果について成果報告を行うとともに,科学教育研究者からのレビューを受けた.26年度が最終年度であるため、記入しない。科学教育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目的については,H24年度については順調に達成されている。調査も順調であり.成果も論文2編と一定程度のものが蓄積されているからである。本研究では,イギリス,ドイツ,フランス,オランダ,フィンランド,ノルウェーの欧州6カ国等を中心に,EU域における大学・研究機関を調査対象として,「高等教育機関における科学技術系博士号取得者に対する人材育成事業マネジメント」の実際を調査することを目的としている。現在までに,主要国の基礎的な調査を完了し,平成25年度では,未調査の部分の調査に着手するとともに,特色ある大学,研究機関について調査対象を絞り込み,さらに詳しい第二次調査を実施してきており,研究目的の達成度は,概ね順調であるといえる。26年度が最終年度であるため、記入しない。1.初年度に継続して調査対象国に関係する文献を収集するとともに,それらをデータベース化しつつ,先行研究のさらに詳細なレビューを行う(小川正賢,稲垣成哲,山口悦司,中原淳)。2.海外調査については,イギリス(野上智行,近江戸伸子),ドイツ(藤井浩樹,野上智行),オランダ(楠房子,稲垣成哲),ノルウェー(三宅志穂),スイス(北野幸子)の分担により,各国・大学等における人材育成事業マネジメントの実施方法や社会的評価等にも観点を広げて調査する。また,欧州を中心とする科学教育系及び情報科学系国際会議に参加し,キャリア支援関係の資料収集を実施する。平成26年度は,最終年度である。したがって,第二次調査を継続するとともに,研究成果のまとめをすることが今後の課題となっている。特に,後者については,本年度の日本科学教育学会年会において,「欧州の高等教育機関における科学技術系博士号取得者に対する人材育成事業マネジメント」と題する自主課題研究を組織し,研究成果の公表を行う。その自主課題研究での議論を踏まえて,本科研の最終報告内容を確定する予定である。平成25年度経費と合わせて使用する次年度使用額が生じた理由としては,相手先やこちらの校務の都合などで,海外調査期間を短縮したり,複数の調査者が渡航するところが単独となったりしたためである。平成26年度は最終年度なので,海外調査については二次調査がメインである。すでに訪問した大学,研究機関が対象となるので,調査計画の立案が容易になっており,海外旅費として計画通り使用できる。
高等教育における遠隔教育の手法に関する調査研究

この調査研究は、高等教育における〔遠隔教育のツール〕について検討するものであるが、そのためのアプローチとして次の3つの視点を掲げている。以下に、それぞれの視点ごとに得られた知見を示す。1.受講生(受講経験者を含む)から見た〔遠隔教育のツール〕の在り方放送大学におけるデータを収集・分析した結果、同大学の受講生としては、テレビ・ラジオというメディアを活用した授業に満足しつつも、面接授業に大きな期待をしており、フェイス・トウ・フェイスの授業がメディアによる教育を補完するものとして大きな役割を果たしている。2.諸外国の先進事例における〔遠隔教育のツール〕の状況オーストラリアでは、学校教育としての一環か、社会教育(成人教育)としての一環か、という点を問わずに、「フレキシブル・ラーニング」(柔軟な学習)という形でメディアを活用した教育が導入されており、そのためのツールとしては、文字教材とインターネットである。同国では、遠隔教育が、極めてスムーズに学校教育・成人教育の中に組み込まれている。3.メディア専門家から見た望ましい〔遠隔教育のツール〕メディアを使った教育は、いくつかのメディアを複合的に使用することが大切、と指摘する専門家が多い。今後、我が国では、パソコンの普及等に伴い、インターネットやパソコン通信を活用した遠隔教育を推進することが望まれている。そうしたことから、その先進地域であるオーストラリアの機関(大学、研究所)との共同研究について検討すべき時期に来ていると考えられる。
対数的幾何に於けるK群及びモチーフの構成とその代数サイクルへの応用

古典的な代数的K群の対数的幾何学における類似物の一つであるKummer etale K群について、そのより詳しい構造の解析を行った。具体的には以下の通り。元来、代数幾何学においてはスキームに対して代数的K群と呼ばれる不変量がQuillenによって定義されており、代数的サイクルやゼータ関数の特殊値などの研究に際して重要な役割を果たしている。そこでスキームの拡張である対数的スキームにおいても同様の不変量があることが望まれるが、その候補の一つがKummer etale K群である。これは、対数的スキームに自然に伴うKummer etale環付きトポスを考え、その上のベクトル束のなす完全圏に古典的なQuillenの手法を適用することで定義することができ、古典的な代数的K群の自然な拡張になっている。これまでに、限定的な仮定の元で、0次Kummer etale K群の捩れ部分を除いた部分についてのλ環構造に関する結果及び固有射に関するRiemann-Roch型定理が得られている。これらを踏まえ、今年度は上記Riemann-Roch型の定理をより一般的な状況において証明することを試みた。その際の準備として、正則階層化された対数的代数多様体という概念を導入して、これに対しても同様の構造定理が成立することを確認した。また、これまでに得られた構造定理の間の関係及びこれらの固有射に関する振舞い等について考察した。これらの結果は一般の場合のRiemann-Rochの定理の証明に際してdevissageを円滑に働かせるために有効であると期待される。古典的な代数的K群の対数的幾何学に於ける類似の一つであるKummer etale K群について、そのλ環としての構造を解析した。具体的には以下の通りである。一般に対数的スキームが与えられたとき、それに伴うKummer etale環付トポスの上のベクトル束のなす完全圏からK群が定義される。これがKummer etale K群であり、古典的な代数的K群の一つの拡張となっている。通常これはAbel群の構造を持つが、0次K群については更に、ベクトル束のテンソル及び外積によって、λ環と呼ばれる代数構造を持つことが知られている。本年度の研究によって、分離閉体上の非特異且つ対数的非特異な対数的代数多様体に対して、その0次Kummer etale K群のλ環構造を、その対数的多様体に自然に伴うstratificationから得られる古典的K群のλ環構造を用いて、捻れ部分の情報を除いては、記述することが可能になった。特に、古典的な代数的K群のときと同様の過程により、Adams作用素の固有空間という形で、古典的なChow群の一つの拡張としてKummer etale Chow群と呼ぶべき物を定義し、特別な場合にはその構造の記述を得ることが出来る。更に、これを用いることで、通常の代数幾何における重要な定理の一つであるRiemann-Rochの定理の対数的幾何学における類似を考察する際に必要な、Kummer etale K群とKummer etale Chow群の間の写像を構成することができる。この写像は、ある種の対数的固有射に対して関手的に振舞うことが期待され、これが対数的Riemann-Rochの定理というべきものであるが、これについては今後の研究課題である。古典的な代数的K群の対数的幾何学に於ける類似の一つであるKummer etale K群のRiemann-Rochの定理について考察した。一般に対数的スキームが与えられたとき、それに伴うKummer etale環付トポスが考えられ、更にこの上のベクトル束のなる完全圏からK群が定義される。0次Kummer etale K群には、古典的な代数的K群に於けるのと同様、ベクトル束のテンソル及び外積によって、λ環と呼ばれる代数構造が自然に入る。古典的なK理論に於いては、このλ環構造によってK群及びそのgraded版との間にChern類写像というべき写像が定義でき、これをTodd類で修正して得られる写像が代数多様体間の固有射に関して函手的に振舞うという形で古典的なRiemann-Rochの定理を定式化し、証明することが出来る。一方、Kummer etale K群に関してもそのλ環構造は現在ある程度まで知られているので、それを用いて特別なクラスの対数的多様体に対しては上記の拡張であるKummer etale K群とそのgraded版との間の写像を構成でき、この写像のある種の対数的固有射に関する函手性として対数的Riemann-Rochの定理を定式化できる。今年度は、この定理の証明を特別な場合に、具体的には、底空間が自明対数構造を持つ代数閉体のスペクトラムで、射が固有スムーズ且つ対数的スムーズの場合に得ることが出来た。

これは、対数的スキームに自然に伴うKummer etale環付きトポスを考え、その上のベクトル束のなす完全圏に古典的なQuillenの手法を適用することで定義することができ、古典的な代数的K群の自然な拡張になっている。これまでに、限定的な仮定の元で、0次Kummer etale K群の捩れ部分を除いた部分についてのλ環構造に関する結果及び固有射に関するRiemann-Roch型定理が得られている。これらを踏まえ、今年度は上記Riemann-Roch型の定理をより一般的な状況において証明することを試みた。その際の準備として、正則階層化された対数的代数多様体という概念を導入して、これに対しても同様の構造定理が成立することを確認した。また、これまでに得られた構造定理の間の関係及びこれらの固有射に関する振舞い等について考察した。これらの結果は一般の場合のRiemann-Rochの定理の証明に際してdevissageを円滑に働かせるために有効であると期待される。