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腸内細菌とインフラマゾームによるインフルエンザウイルス特異的免疫応答の制御

今回、インフルエンザウイルスのNS1タンパク質がNLRP3と相互作用することにより、NLRP3 inflammasomeの活性化とそれに続くIL-1βの産生を抑制していることを明らかにした。この抑制効果には、RNA結合ドメイン(38番目のアルギニンと41番目のリシン)と、TRIM25結合ドメイン(96, 97番目のグルタミン酸)が必要であったことから、ウイルスRNAによるNLRP3 inflammasomeの活性化経路にもこのNS1タンパク質が大きく関与していることが示唆された。本研究成果は、インフルエンザウイルスの病原性を理解するのに重要である。申請者らはこれまでに、生体内でのinflammasomeの活性化が、インフルエンザウイルス特異的な免疫応答を制御することを明らかにしてきた(J Exp Med. 2009, Nat Immunol. 2013)。また、NLRP3 inflammasomeは、インフルエンザウイルスや脳心筋炎ウイルスのviroporin(ウイルスがコードするイオンチャネルタンパク質)により活性化すること(Nat Immunol. 2010, PLoS Pathog. 2012)、麻疹ウイルスがNLRP3 inflammasome依存的なIL-betaの産生を抑制していること(J Virol. 2011)、ある種の腸内細菌がインフルエンザウイルス特異的な免疫応答を制御していること(Proc Natl Acad Sci U S A. 2011)などを明らかにしてきた。これらのことから、ウイルス感染によるNLRP3 inflammasomeの活性化メカニズムと腸内細菌によるウイルス特異的な免疫応答の制御機構を理解することは、効果的なワクチン開発に役立つと期待される。本研究では、インフルエンザウイルス、脳心筋炎ウイルス、麻疹ウイルスが感染すると、活性化したNLRP3が、ミトコンドリア外膜タンパク質のmitofusin 2(Mfn2)に結合することを明らかにした(Proc Natl Acad Sci U S A. 2013)。このNLRP3とMfn2の結合は、ウイルス感染によるNLRP3 inflammasomeの活性化とIL-1betaの産生に必要であった。またマウスに4種類の抗生物質(アンピシリン、ネオマイシン、メトロニダゾール、バンコマイシン)を飲ませておくと、インフルエンザウイルス感染後のウイルス特異的な免疫応答が減弱することを確認した。申請者はH25年度に、インフルエンザウイルス、脳心筋炎ウイルス、麻疹ウイルスが感染すると、活性化したNLRP3が、ミトコンドリア外膜タンパク質のmitofusin 2(Mfn2)に結合することを明らかにした(Proc Nat Acad Sci U S A. 2013)。H26年度には、インフルエンザウイルスのPB1-F2タンパク質が、TOM40チャネルを介してミトコンドリアの膜間スペースへ輸送され、ミトコンドリアの膜電位を低下(連結したミトコンドリアの断片化)させることにより、NLRP3 inflammasomeの活性化とそれに続くIL-1betaの分泌を抑制していることを明らかにした(Nat Commun. 2014)。また4種類の抗生物質(アンピシリン、ネオマイシン、メトロニダゾール、バンコマイシン)を飲ませたマウスの糞便からbacteria DNAを抽出し、次世代シークエンサーを用いて腸内細菌叢を解析したところ、抗生物質を飲ませたマウスでは、通常の水を与えられたマウスに存在する腸内細菌がほとんど検出できず、99%以上がある一種類の腸内細菌に限定されていることを明らかにすることができた。また無菌マウスでは腸内発酵が起こらないため,未消化物の蓄積により盲腸が肥大しているが、無菌マウスにヒトの腸内細菌を移植すると盲腸のサイズが通常の大きさに戻ることを確認することができた。申請者らはこれまでに、生体内でのinflammasomeの活性化が、インフルエンザウイルス特異的な免疫応答の誘導に必要であること(J Exp Med. 2009, Nat Immunol. 2013)、ある種の腸内細菌がインフルエンザウイルス特異的な免疫応答の誘導に必要であること(Proc Natl Acad Sci U S A. 2011)を明らかにしてきた。本年度は、インフルエンザウイルスのNS1タンパク質がNLRP3と相互作用することにより、NLRP3 inflammasomeの活性化とIL-1betaの産生を抑制していることを明らかにした(J Virol. 2016)。NS1タンパク質によるIL-1betaの抑制には、RNA結合ドメイン(38番目と41番目の塩基性アミノ酸)とTRIM25結合ドメイン(96番目と97番目の酸性アミノ酸)が重要であったことから、NS1タンパク質はウイルスRNAによるNLRP3 inflammasomeの増幅経路にも影響を与えていることが分かった。またin vivoの実験により、4種類の抗生物質(アンピシリン、ネオマイシン、メトロニダゾール、バンコマイシン)を飲ませたマウスは、通常の水を飲んでいるマウスよりもインフルエンザウイルス感染に対する感受性が増すことを明らかにした。

さらに次世代シークエンサーを用いた解析により、4種類の抗生物質を飲ませたマウスの腸内には、ある種の腸内細菌の割合が増加していることを見出した。今回、インフルエンザウイルスのNS1タンパク質がNLRP3と相互作用することにより、NLRP3 inflammasomeの活性化とそれに続くIL-1βの産生を抑制していることを明らかにした。この抑制効果には、RNA結合ドメイン(38番目のアルギニンと41番目のリシン)と、TRIM25結合ドメイン(96, 97番目のグルタミン酸)が必要であったことから、ウイルスRNAによるNLRP3 inflammasomeの活性化経路にもこのNS1タンパク質が大きく関与していることが示唆された。本研究成果は、インフルエンザウイルスの病原性を理解するのに重要である。インフルエンザウイルス感染によるNLRP3 inflammasomeの制御については、インフルエンザウイルスPB1-F2タンパク質がTOM40チャネルを介してミトコンドリア膜間スペースへ輸送され、ミトコンドリアの膜電位を低下(連結したミトコンドリアの断片化)させることにより、NLRP3 inflammasomeの活性化を抑制していることを明らかにすることができた。この研究成果は、2014年8月に論文を発表することができた(Yoshizumi et al. Nat Commun. 2014Aug 20;5:4713)。また腸内細菌によるインフルエンザウイルス特異的な免疫応答の制御機構に関しては、これまでは通常の水または4種類の抗生物質(アンピシリン、ネオマイシン、メトロニダゾール、バンコマイシン)を飲ませたマウスの糞便を培養プレートで培養し、培養可能な腸内細菌の割合だけしか解析してこなかった。しかし今回、4種類の抗生物質(アンピシリン、ネオマイシン、メトロニダゾール、バンコマイシン)を飲ませたマウスの糞便からbacteria DNAを抽出し、次世代シークエンサーを用いて腸内細菌叢を解析したところ、プレートで培養する方法では見えてこなかったさまざまな腸内細菌を同定することに成功した。また抗生物質を飲ませたマウスでは、通常の水を与えられたマウスに存在する腸内細菌がほとんど検出できず、非常に興味深いことに99%以上がある一種類の腸内細菌に限定されていることを明らかにすることができた。また無菌マウスでは腸内発酵が起こらないため,未消化物の蓄積により盲腸が肥大しているが、無菌マウスにヒトの腸内細菌を移植すると盲腸のサイズが通常の大きさに戻ることを確認することができた。27年度が最終年度であるため、記入しない。ウイルス学今回、インフルエンザウイルスPB1-F2タンパク質が、TOM40チャネルを介してミトコンドリアの膜間スペースへ輸送され、ミトコンドリアの膜電位を低下(連結したミトコンドリアの断片化)させて、NLRP
ニッケル新生面の活性度低下に関する研究

平成11年度の研究では、質量変動をナノグラムオーダーでその場測定できるQCM法を用いてNi新生面の初期酸化挙動の解明を試みた。すなわち、水晶振動子上にAuあるいはNi新生面を生成させ、N_2および人工空気の導入・排出に伴う質量変動をその場測定した。また、Ni新生面の初期酸化に及ぼす水分および微量汚染ガスの影響を調査するため、試験ガスにH_2OあるいはおよびSO_2を混入した実験を行うとともに、X線光電子分光により試験後の金属新生面の化学結合状態を調査した。得られた結果は、以下のように要約できる。(1)AuあるいはNi新生面上へのNの吸着において、Au新生面ではN_2導入により単層を形成するが、吸着層はその後のガス排出により完全に消失する。一方、Ni新生面では、N_2導入の極初期に、真空排気などによっても引き離すことができない強い結合力の単層吸着が生起する。XPS分析では、物理吸着したN_2の結合エネルギー399eVより1eV程度低い結合エネルギーを有する、吸着原子Nの存在を確認できる。また、その単層上部にはvan der Waals力のような弱いカで結合した付加的単一吸着層が形成される。(2)人工空気導入・排出試験では、Ni新生面においてN_2導入時より大きい極初期の質量変動を観測できる。また、その後の質量増加も著しく、吸着層数はN_2導入時の約1.5倍に達する。さらに、XPSスペクトルからは、Ni新生面上に化学物層NiOを確認できる。(3)Ni新生面の初期酸化過程において、混在するH_2Oはガス導入極初期に生成する吸着層の質量を増大させる。一方、SO_2はガス導入の極初期よりも、その後に生成する付加的吸着層に濃縮し、質量増加速度の増大に寄与する。金属あるいは合金材料においては,見かけ上特別な変化が認められないものであっても,その極表面では化学吸着や酸化が進行しており,活性度が著しく低下している場合がある.そのため,新生面を必要とする工業製品において,様々なトラブルが発生している.例えば,電子ディバイスに多用されるニッケルメッキ層で酸化が進行する場合には,後続のハンダによる接合処理が充分に行われず,剥落などの製品不良につながる.このようなトラブルを防止するには,材料の活性度を予め定量的に評価する必要がある.本研究では,低エネルギー電子放射測定と,水晶振動子マイクロバランス法を組み合わせ,ニッケル新生面の酸化に伴う活性度低下を,大気中,室温近傍において追究し,活性度評価の定量的基準を作成することを目的とした.これまでに得られた結果は,次のように要約される.(1)乾燥状態での303,313および323KでのNi薄膜の初期酸化挙動は対数則に従うが,ある反応時間の後に三乗則へと移行する.対数則に従う時間は酸化温度が高いほど短く,反応の見かけ上の活性化エネルギーは11.262kJ・mol^<-1>と算出された.(2)Ni薄膜の酸化生成物をXPSで調べた結果,303および313KではNi(OH)_2が主体であり,323,353Kと酸化温度が上昇すると,NiOに変化することが判明した.(3)紫外線励起によるNi薄膜からの電子放射は,酸化反応初期では緩やかに変化するが,ある時間経過すると急激に低下する.この時間は表面酸化物層の厚さに関係し,室温近傍では10^<-6>kg・m^<-2>前後の反応層が形成されると活性化度が著しく低下すると判断できる.本研究では、低エネルギー電子放射測定と水晶振動子マイクロバランス法を組み合わせ、ニッケル新生面の酸化に伴う活性度低下を大気中、室温近傍において追究し、活性度評価の定量的基準を作成することを目的とする。平成10年度における研究の主眼は、水晶振動子マイクロバランス法の改善とそれによるNi薄膜の初期酸化挙動の追究にある。研究では、恒温状態を維持できる反応系ユニットを作製するとともに、コンピューター制御による振動数自動計測システムを構築した。試作した測定系の水晶振動子はSaurbreyの式に完全に従い、10^<-9>g・Hz^<-1>オーダーの質量検出感度を有した。また、測定中の電磁ノイズや水晶振動子上に予め吸着した水分の影響を排除する工夫がなされた。その結果、試料薄膜を蒸着しないAu薄膜上では、大気中からの水分の吸着・脱着は可逆的に進行するが、Ni薄膜上では、水分の吸着に引き続いて酸化反応が生起するため、水分の吸着・脱着が不可逆的であることが分かった。また、水晶振動子マイクロバランス法でのその場観察により、Niの初期酸化挙動は三乗則に従うが、その期間は従来考えられていたよりもかなり短いことが明らかにされた。さらに、大気中の微量汚染物質である二酸化硫黄などの影響が詳細に検討された。例えば、大気に120ppmのSO_2を含有させることで、酸化反応は直線則に推移し、その速度が増大する傾向が示された。また、それらの生成酸化物層がX線光電子分光法により分析され、その化学結合状態が明らかにされた。このように、平成10年度の研究では、室温近傍におけるNi新生面の初期酸化物の生成過程に関して幾つかの新たな知見が得られたことから、概ね目標を達成できたと考える。

平成11年度の研究では、質量変動をナノグラムオーダーでその場測定できるQCM法を用いてNi新生面の初期酸化挙動の解明を試みた。すなわち、水晶振動子上にAuあるいはNi新生面を生成させ、N_2および人工空気の導入・排出に伴う質量変動をその場測定した。また、Ni新生面の初期酸化に及ぼす水分および微量汚染ガスの影響を調査するため、試験ガスにH_2OあるいはおよびSO_2を混入した実験を行うとともに、X線光電子分光により試験後の金属新生面の化学結合状態を調査した。得られた結果は、以下のように要約できる。(1)AuあるいはNi新生面上へのNの吸着において、Au新生面ではN_2導入により単層を形成するが、吸着層はその後のガス排出により完全に消失する。一方、Ni新生面では、N_2導入の極初期に、真空排気などによっても引き離すことができない強い結合力の単層吸着が生起する。XPS分析では、物理吸着したN_2の結合エネルギー399eVより1eV程度低い結合エネルギーを有する、吸着原子Nの存在を確認できる。また、その単層上部にはvan der Waals力のような弱いカで結合した付加的単一吸着層が形成される。(2)人工空気導入・排出試験では、Ni新生面においてN_2導入時より大きい極初期の質量変動を観測できる。また、その後の質量増加も著しく、吸着層数はN_2導入時の約1.5倍に達する。さらに、XPSスペクトルからは、Ni新生面上に化学物層NiOを確認できる。(3)Ni新生面の初期酸化過程において、混在するH_2Oはガス導入極初期に生成する吸着層の質量を増大させる。一方、SO_2はガス導入の極初期よりも、その後に生成する付加的吸着層に濃縮し、質量増加速度の増大に寄与する。
パイロクロア酸化物を舞台とする5d多極子の遍歴－局在現象の解明

5dパイロクロア酸化物の中でd2電子配置をもつCd2Re2O7はスピン軌道結合金属の候補となる。スピン軌道結合金属では大きなスピン軌道相互作用に由来する、従来にないフェルミ液体不安定性が期待されている。Cd2Re2O7は200Kで空間反転対称性を破る構造相転移を示してよい金属となることが分かっており、その起源がこのフェルミ液体不安定性にあるとされている。低温相はスピン分裂したフェルミ面を有する遍歴多極子秩序状態にあると予想しているが、その詳細は明らかになっていない。さらに1Kで現れる超伝導はパリティ混合超伝導と理論的に示唆されているが、これも実験的には未解明の謎として残されている。本研究では育成条件の最適化により高品質な単結晶試料を育成し、これを用いてフェルミ面や電子状態の異方性を明らかにすることにより遍歴多極子秩序を検証し、超伝導の特徴を明らかにすることを目指す。本年度は特に良質単結晶を用いて、立方晶から正方晶への構造転移に伴うドメイン形成の制御を行った。多極子相の物性を明らかにするためには、正方晶ドメインを制御して、シングルドメイン化した結晶を用いる必要がある。このために、結晶にピエゾ素子を接着し、1軸性や2軸性の応力を印加することが有用となる。さらに、ドメイン形成を直接観察するため低温における偏光顕微鏡観察実験を同時に行った。これにより、中間温度でのII相と最低温のIII相においてシングルドメイン化に成功した。その結果、前者ではc軸長がa軸長より長い正方晶が、後者では逆の歪みを持つ正方晶となることが明確に示された。この歪みの変化は2つの多極子秩序のなんらかの違いを示すと考えられる。当初の予定通りに、Cd2Re2O7の良質な単結晶作製に成功し、これを用いてドメイン制御実験において成果があげられた。また、結晶はNMR、磁気輸送現象、ドハースファンアルフェン効果実験などの物性実験に供されており、様々な研究が展開した。以上のように、昨年度の進捗状況は概ね良好である。今後の予定として、シングルドメインとなった結晶において、多極子相のカイラリティに関するドメイン形成の観察とその制御を目指す。これにはエーデルスタイン効果などの電気磁気輸送現象を利用することが考えられる。また、電流誘起磁化の発生の可能性を探る。一方、最近のNMRによる協同研究の結果、200Kの高温の転移が2段転移であることが示唆された。201-202Kにおいて反転対称性のみを破る立方晶が出現し、さらに197Kあたりで正方晶歪みが出現している可能性が高い。これはこの狭い温度範囲に、低温相とは異なる多極子相が存在することを意味しており、本系のフェルミ液体不安定性の原因を知る上で重要である。果たして2段の相転移があるのか、良質な単結晶における電気抵抗、磁化率、比熱測定を通して詳細に調べる。良質な単結晶を共同研究者に供給することにより、特に高圧力下での構造、物性、超伝導性を吟味する。以上により、Cd2Re2O7における多極子相の物性を明らかにすることを目指す。

また、電流誘起磁化の発生の可能性を探る。一方、最近のNMRによる協同研究の結果、200Kの高温の転移が2段転移であることが示唆された。201-202Kにおいて反転対称性のみを破る立方晶が出現し、さらに197Kあたりで正方晶歪みが出現している可能性が高い。これはこの狭い温度範囲に、低温相とは異なる多極子相が存在することを意味しており、本系のフェルミ液体不安定性の原因を知る上で重要である。果たして2段の相転移があるのか、良質な単結晶における電気抵抗、磁化率、比熱測定を通して詳細に調べる。良質な単結晶を共同研究者に供給することにより、特に高圧力下での構造、物性、超伝導性を吟味する。以上により、Cd2Re2O7における多極子相の物性を明らかにすることを目指す。
道路ネットワ-クの最大容量から見た都市開発基準の指標化に関する研究

本研究では、道路ネットワ-クの最大容量と開発基準値に関して、主として(1)ODパタ-ンの変化の内生化、(2)土地利用面での開発合理性の2点について研究した。ODパタ-ンの変化を内生化するためには、ODパタ-ン固定の場合の利用者均衡条件を需要・パフォ-マンス均衡条件に置き換えることが必要であり、逆需要関数を用いたネットワ-ク最大容量モデルを提案した。このモデルの解として得られるOD交通量をトリップエンドで集計すれば、都市全体の最大容量を都市内のブロック単位での最大容量に変換できる。大阪地区の都市高速自動車道路網に対して適用した結果、ネットワ-クの充実に伴う開発容量の変化を具体的に知ることが出来た。また、道路網の容量はリンクだけでなく駐車場によって決まる場合も考えられるため、トリップエンドの駐車容量制約を加えた最大容量計算法を提案し、松山市都心部に適用した。都市内各ブロックの開発基準値は道路網容量に適合すべきであるが、同時に合理的な土地利用配分に合致しなければならない。本研究では、一般的な問題設定下での解が市場均衡解となり得るHerbert Stevensモデルにリンク容量制約条件を組み入れることにより、土地利用面で合理性のある最大開発容量モデルを提案した。松山市都心部への適用の結果、リンクとブロック開発容量との関係を明示的に知ることが出来、開発利益上昇額による道路網整備効果の算定、用途別容積制度に関する具体的な検討等、現実の都市問題への応用性が広いことがわかった。本研究の主な目的は、需要変動型の利用者均衝の概念を導入して,ODパタ-ンが交通サ-ビス水準に応じて内生的に決まることを前堤にした道路網の最大容量計算法を新たに開発し、最大容量を与えるOD交通量を発生集中エンドで集計することにより、都市内ブロック単位の最大容量を求め、ネットワ-クの容量からみた都市開発の上限値の推計方法を示すことにある。平成2年度は、ODパタ-ンの変化を内生化した最大容量の計算法および開発基準値の推定法に関する方法論的研究を行った。(1)既存文献・資料より、都市・地域計画における開発基準設定の考え方とその方法に関して、ネットワ-ク条件の組み込み方法を整理した。(2)ODパタ-ンの変化を内生化した最大容量の計算法を開発するために、交通量配分シミュレ-ションを用いる従来の計算法に改良を加え、OD需要変動型の利用者均衝問題の計算法を最大容量計算法に組み込む方法を示した。(3)最大容量を与えるOD交通量をトリップエンドで集計することにより、都市全体の容量を都市内ブロック単位の容量に変換する方法を検討した。(4)ブロック単位の開発基準値の設定法として、土地利用指標から発生集中交通量を推計する過程を逆方向に操作することにより、ブロック単位のトリップ数を土地利用指標で表わされる開発基準値に変換する方法を示した。平成3年度は、都市内ブロックの開発基準値の設定法を検討するための土地利用活動配分モデルを作成し、松山市中心部を対象にした適用計算を行なった。土地利用配分に際しては、配分される用途別床面積は、(1)発生する交通量が道路網の最大容量を越えてはならない、(2)各用途に必要な地区環境条件を満たさねばならない、(3)都市全体の土地利用状況の面で合理的でなければならない。そこで、立地配分結果が市場均衡解となることが知られているHerbertーStevensモデルに、リンク容量制約条件、地区環境条件を組み込んだLP型用途別床面積配分モデルを作成した。松山市域都心部への適用では2種類の計算を行なった。ひとつは松山市全体の道路網を対象として都心部の床面積開発基準を設定するものである。主要リンク20本を対象として都心部5ブロックでの配分を行なった結果、市北部のリンクが開発可能床面積を大きく制約していること、また、道路容量制約が厳しい場合には、つけ値のより高い商業や業務活動よりも床面積あたり発生交通量のより少ない住宅が優先的に配分されること等がわかった。

次に、松山市駅周辺地区を対象として、道路整備による開発基準値すなわち許容床面積の変化に関する試算を行なった。その結果、可能交通容量をリンク容量と考えた場合には、局部的な道路改良によって、97万3千平方メ-トルが新たに開発許容となり、その潜在的評価額は約3,200億円と見積もられることがわかった。
頂相絵画を中心とする中世仏家肖像画の基礎的研究

13世紀、14世紀を中心とする、わが国中世もしくは中国南宋・元時代の禅僧の頂相を主として調査した。中でも京都東福寺の開山である円爾弁円(1202-1280)の頂相については、東福寺、京都天授庵などの優品を総て調査し、併せて写真等の記録をとった。円爾弁円はわが国の禅宗受容史において、その初期におけるもっとも重要な禅僧の一人であると思われるからである。これに関して、奈良国立博物館で特別陳列「禅僧と墨跡」を開催(61、9、9-10、10)した。この展観は、円爾弁円と、その師である無準師範(-1249)、その弟子である山叟慧雲(1232-1301)、癡兀大慧(1229-1312)の肖像、墨跡と関連資料を陳列したものだが、そのさいに南宋の頂相の傑作とされ、わが鎌倉時代の頂相成立に大きい影響を与えたと考えられる国宝無準師範像(東福寺)についてX線撮影をふくむ詳細な調査が実施でき、表現技法(水墨画的線描、彩色における陰影法、裏彩色の技法、顔料の種類の特定など)を追求できたことは収穫であった。この外にも同様の調査を出品作品について実施した。その後、東福寺とその塔頭に所蔵される絵画と書跡の調査を、奈良国立博物館の書跡担当の技官西山厚氏の協力を得て前後数回にわたり実施した。東福寺の収蔵庫に所在する作品のほとんどを調査、写真撮影したが、絵画では東福寺の画僧明兆(1352-1431)の作例の多くについて資料収集できたことが大きい。その結果は台帳として整理し利用する。京都と並んで、博多(福岡)と鎌倉は禅宗美術を考える上で欠くことが出来ないが、福岡では来朝僧の、鎌倉では建長寺、円覚寺の主要な作例を調査し、京都の作例と比較検討する材料とした。東京国立博物館では、玄証本先徳図像、京都神護寺の藤原光能像、京都妙法院の後白河法王像などをはじめとするわが国に伝統的ないわゆるやまと絵の肖像画の調査をし、禅宗肖像画との比較材料とした。
ビタミンC、Eの同時不足がエストロゲン欠乏マウスの皮膚に及ぼす影響

本研究は、申請者らが独自に開発したビタミンC(VC)を体内で合成できないSMP30ノックアウト(KO)マウスと、エストロゲンを合成できないAromatase(Ar)-KOマウス、ヘアレスマウスを掛け合わせたSMP30/Arダブルノックアウト(DKO)ヘアレスマウスを用いて、青壮年期の女性(エストロゲン充分)や更年期以降の女性(エストロゲン欠乏)の皮膚におけるVC不足, VE不足, 2重(同時)不足が皮膚に及ぼす影響、特に紫外線による皮膚の黒化やシワの形成(光老化)に及ぼす影響を明らかにすることを目的とした。VC, VE,エストロゲンを合成できないSMP30/Ar-DKOヘアレスマウスの作出は、自然交配では長期間を要する上、Ar-KOマウスは不妊のため、作出効率が著しく低い。そこで、各マウスから卵子と精子を採取して体外受精・胚移植することにより、不妊マウスの仔も得られ、短期間で交配を進めることを目指した。初めに、体内でVCを合成できないSMP30-KOマウスとHos:HR-1ヘアレスマウス(アルビノ、無毛のため皮膚の解析が容易)を交配し、SMP30-KOヘアレスマウス[無毛で黒色(メラニン合成可)、VC, VEを合成できないが、エストロゲンは合成できる]を得た。次に、エストロゲンを合成できないAr-KOマウスと交配し、SMP30/Ar-DKOヘアレスマウス[無毛で黒色(メラニン合成可)、VC, VE,エストロゲンを合成できない)を作出した。しかし、実験群のマウスを作出するために必要なメスのSMP30/Ar-DKOヘアレスマウスは、体外受精・胚移植を行うのに十分な匹数が得られなかった。そこで、雌雄のSMP30-KO/ArヘテロKOヘアレスマウスを自然交配させて、体外受精・胚移植用のマウスの作出を試みたが、繁殖成績が悪く、体外受精・胚移植に必要な匹数が得られなかった。本研究は、申請者らが独自に開発したビタミンC(VC)を体内で合成できないSMP30ノックアウト(KO)マウスと、エストロゲンを合成できないAromatase(Ar)-KOマウス、ヘアレスマウスを掛け合わせたSMP30/Arダブルノックアウト(DKO)ヘアレスマウスを用いて、青壮年期の女性(エストロゲン充分)や更年期以降の女性(エストロゲン欠乏)の皮膚におけるVC不足, VE不足, 2重(同時)不足が皮膚に及ぼす影響、特に紫外線による皮膚の黒化やシワの形成(光老化)に及ぼす影響を明らかにする。本研究により、閉経前と閉経後の女性におけるVC, VE,その相互作用の光老化抑制効果を明らかにできる。本年度は、VC, VE,エストロゲンを合成できないSMP30/Ar-DKOヘアレスマウスを作出した。SMP30/Ar-DKOヘアレスマウスの作出は、自然交配では長期間を要する上、Ar-KOマウスは不妊のため、作出効率が著しく低い。そこで、各マウスから卵子と精子を採取して体外受精・胚移植することにより、不妊マウスの仔も得られ、短期間で交配を進められる。初めに、体内でVCを合成できないSMP30-KOマウスとHos:HR-1ヘアレスマウス(アルビノ、無毛のため皮膚の解析が容易)と交配し、SMP30-KOヘアレスマウス[無毛で黒色(メラニン合成可)、VC, VEを合成できないが、エストロゲンは合成できる]を得た。本年度は、当初の目標であるVC, VE,エストロゲンを合成できないSMP30/Ar-DKOヘアレスマウスの作出に成功した。本年度までに、VC, VE,エストロゲンを合成できないSMP30/Ar-DKOヘアレスマウスを作出した。

そこで、各マウスから卵子と精子を採取して体外受精・胚移植することにより、不妊マウスの仔も得られ、短期間で交配を進めることを目指した。初めに、体内でVCを合成できないSMP30-KOマウスとHos:HR-1ヘアレスマウス(アルビノ、無毛のため皮膚の解析が容易)と交配し、SMP30-KOヘアレスマウス[無毛で黒色(メラニン合成可)、VC, VEを合成できないが、エストロゲンは合成できる]を得た。次に、エストロゲンを合成できないAr-KOマウスと交配し、SMP30/Ar-DKOヘアレスマウス[無毛で黒色(メラニン合成可)、VC, VE,エストロゲンを合成できない)を作出した。本年度までに、VC, VE,エストロゲンを合成できないSMP30/Ar-DKOヘアレスマウスの作出に成功した。即ち、初めに、体内でVCを合成できないSMP30-KOマウスとHos:HR-1ヘアレスマウス(アルビノ、無毛のため皮膚の解析が容易)と交配し、SMP30-KOヘアレスマウス[無毛で黒色(メラニン合成可)、VC, VEを合成できないが、エストロゲンは合成できる]を得た。しかし、実験群のマウスを作出するために必要なメスのSMP30/Ar-DKOヘアレスマウスは、体外受精・胚移植を行うのに十分な匹数が得られなかった。そこで、雌雄のSMP30-KO/ArヘテロKOヘアレスマウスを自然交配させて、体外受精・胚移植用のマウスの作出を試みたが、繁殖成績が悪く、体外受精・胚移植に必要な匹数が得られていない。本研究は、申請者らが独自に開発したビタミンC(VC)を体内で合成できないSMP30ノックアウト(KO)マウスと、エストロゲンを合成できないAromatase(Ar)-KOマウス、ヘアレスマウスを掛け合わせたSMP30/Arダブルノックアウト(DKO)ヘアレスマウスを用いて、青壮年期の女性(エストロゲン充分)や更年期以降の女性(エストロゲン欠乏)の皮膚におけるVC不足, VE不足, 2重(同時)不足が皮膚に及ぼす影響、特に紫外線による皮膚の黒化やシワの形成(光老化)に及ぼす影響を明らかにすることを目的とした。VC, VE,エストロゲンを合成できないSMP30/Ar-DKOヘアレスマウスの作出は、自然交配では長期間を要する上、Ar-KOマウスは不妊のため、作出効率が著しく低い。初めに、体内でVCを合成できないSMP30-KOマウスとHos:HR-1ヘアレスマウス(アルビノ、無毛のため皮膚の解析が容易)を交配し、SMP30-KOヘアレスマウス[無毛で黒色(メラニン合成可)、VC, VEを合成できないが、エストロゲンは合成できる]を得た。そこで、雌雄のSMP30-KO/ArヘテロKOヘアレスマウスを自然交配させて、体外受精・胚移植用のマウスの作出を試みたが、繁殖成績が悪く、体外受精・胚移植に必要な匹数が得られなかった。
局所的に表面修飾した微粒子の二量体化

シリカ表面上のパッチ状金薄膜をパルスレーザー加熱することによりサイズの均一性が高い球形金微粒子が得られた。まず,シリコン基板に,熱酸化,フォトリソグラフィ,エッチングなどの微細加工技術を施し,シリコンからなる台座(4μm角)の上にシリコン熱酸化膜(10μm角)が形成されたテーブル状の構造が周期的に配列した基板を作製した。その上に膜厚3070nmの金薄膜を真空蒸着法によって堆積させ,それぞれが独立したパッチ状の金薄膜を得た。この試料に対して,ナノ秒パルスNd : YAGレーザーの2倍波(波長532nm)1パルスを照射し,金薄膜を加熱した。パルス幅は6ns,パルスエネルギー密度は,70140mJcm^<-2>の範囲で実験を行い,薄膜の形態変化を走査電子顕微鏡によって観察した。膜厚40nmの金薄膜の試料に対して,100mJcm^<-2>の1パルスを照射した場合,それぞれのパッチ状金薄膜がほぼ1個の球形微粒子へと形態を変えることがわかった。金粒子の直径は,1.92.2μmであり,これは,パッチ状薄膜の金が1つの球へと変化した場合に予想される直径2.1μmとよく一致した。なお,薄膜の初期反射率(0.7)を考慮すると,この照射条件は薄膜を十分に融解しえるものである。この方法では,初期の金薄膜が厚いほど1個のパッチ全体の単一微粒子への形態変化が生じやすい。基板としてテーブル状の構造を用いることにより,パルスレーザー加熱時の薄膜から基板への熱移動は,主として薄膜の中心部で生じるため,加熱時において,薄膜の中心部の温度が外縁部の温度に比べて低くなる傾向にある。そのため,薄膜は外縁部から融解し,外縁部から中心部に向かって収縮しやすい。よって,1個のパッチ状薄膜は複数の部分に分断されにくく,最終的に1個の微粒子が生成されたと考えられる。第一に,微粒子表面の特定の一部分のみに蒸着膜を形成させるためのマスクを,高分子材料を用いて作製する方法を検討した。まず,粒子径500nmのシリカ微粒子とポリエチレングリコールの複合膜を,ガラス基板上にディップコーティング法によって作製した。そして,基板上にシリカ微粒子が単層で2次元的に並び,その微粒子間の隙間をポリエチレングリコールで埋めた構造の作製に成功した。現状では,ポリエチレングリコールの形態制御が困難であり,複合膜表面でシリカ粒子の一部分のみを露出させることには成功していない。第二に,凹凸基板上に析出させたパッチ状薄膜を短パルスレーザー加熱によって微粒子化させ,均一な粒子径を持つ金属微粒子を製造する方法を検討した。実際には,シリコン基板上の大きさ10μm×10μmの領域に局所的にシリカ粒子膜を形成させ,凹凸構造とし,その上に真空蒸着法によって金薄膜を作製した。凸部上の金は,孤平したパッチ状の薄膜となった。これに対して,ナノ秒パルスレーザーを照射し,短時間に加熱,冷却することによって,1個のパッチから1個の粒子の生成を目指した。その結果,膜厚79nm以上では1個のパッチからほぼ1つの金微粒子(粒子径約3μm)が生成したが,膜厚67nm以下では1個のパッチから粒子径0.51.2μmの微粒子が多数生成した。また,膜厚80nm,金薄膜を微粒子化させるために必要な光パルスのエネルギー密度は約100mJcm^<-2>であることがわかった。さらに,本方法で作製した金粒子は基板との付着力が弱く,アルコール中などで基板から脱離させ,容易に回収された。この点は,本方法で得た微粒子を応用する上で,必要不可欠な事柄である。本方法は,微粒子の局所的表面修飾の方法としても適用可能であると考えられ,今後さらに検討する。

基板としてテーブル状の構造を用いることにより,パルスレーザー加熱時の薄膜から基板への熱移動は,主として薄膜の中心部で生じるため,加熱時において,薄膜の中心部の温度が外縁部の温度に比べて低くなる傾向にある。そのため,薄膜は外縁部から融解し,外縁部から中心部に向かって収縮しやすい。よって,1個のパッチ状薄膜は複数の部分に分断されにくく,最終的に1個の微粒子が生成されたと考えられる。
巨大惑星衛星系の起源：周惑星円盤への材料物質供給機構の解明

木星や土星のような巨大ガス惑星は、規則衛星(軌道面がそろいほぼ円軌道の衛星)を多数持つことが知られている。この衛星系の起源については、ガスを捕獲して大きく成長する段階において惑星の周りに存在していた周惑星円盤の中で成長したと考えられている。ガスの円盤が存在できることは近年の数値流体シミュレーションにより知られるようになってきている。しかし、衛星の材料である固体物質がどのように周惑星円盤へ供給されるかはよくわかっていない。そこで、周惑星円盤への衛星の材料物質である固体の供給過程について調べた。本研究における目的は、衛星系形成の母体であり、かつ巨大惑星形成段階において原始惑星系円盤からの物質輸送経路でもある周惑星円盤への物質供給機構を解明し、衛星系形成過程の基礎を確立することである。具体的には、原始惑星系円盤から周惑星円盤への質量供給率、その組成(固体/ガス比)およびその空間分布の時間進化を決定する。原始惑星系円盤ガスを捕獲して成長するガス惑星は、惑星自身の強まった重力の影響で円盤にギャップ構造を形成し、自らの成長を妨げる。そのため、周惑星円盤への降着を正しく調べるためには、原始惑星系円盤自体の大規模構造と、周惑星円盤という小さい円盤構造を矛盾無く同時に求める必要がある。また、周惑星円盤へのガス降着の構造は本質的に3次元なので、3次元計算を行うことが必須である。そこで、3次元で原始惑星系円盤全体を解きつつ、惑星近傍を高解像度で解くために、コード開発を行う。円盤という軸対称性の良い構造を高精度に解くには、円柱座標系で解くのが数値粘性を低減させるために重要で、かつ、局所的に解像度を上げるためには多重格子を用いるのが最適である。そこで、昨年度はまずはこの二つの要素を組み込んだコードを開発する予定であった。しかし、この多重格子化に向けてのコード開発に向けてまだ準備調査中であり、コード開発が完成するに至っていない。一方、周惑星円盤へのガス降着を決める原始惑星系円盤の状態の理解は大きく進めることが出来た。ガス惑星が、原始惑星系円盤ガスを捕獲する際に、原始惑星系円盤中にギャップを形成する。このギャップにより周惑星円盤への降着が抑制され、衛星形成に重要な影響を与える。このギャップの深さを正確に考慮した上で、周惑星円盤へのガス降着率の時間進化を求めた。この成果を、現在国際専門誌へ投稿準備中である。原始惑星系円盤ガスを捕獲して成長するガス惑星は、惑星自身の強い重力の影響で円盤にギャップ構造を形成し、餌となるガス・ダストを惑星自身から遠ざけることで、自らの成長を妨げる。周惑星円盤への降着を正しく調べるためには、原始惑星系円盤自体の大規模構造と、周惑星円盤という小さい円盤構造を矛盾なく同時に求める必要がある。円盤という軸対称性の良い構造を高精度で解くには、円柱座標系の数値計算メッシュを適用して解くのが数値粘性などの誤差低減のために望ましい。かつ、解像度を上げるためには多重格子法を用いるのが最適である。そこで、昨年度はまずこの2つの要素を組み込んだコードを開発する予定であった。しかし、この多重格子化に向けてのコード開発はまだ順調に進んでいないのが現状である。一方、周惑星円盤へのガス降着を決める原始惑星系円盤の状態については理解が大きく進んだ。ガス惑星が原始惑星系円盤ガスを捕獲する際に、原始惑星系円盤中にギャップを形成する。このギャップにより周惑星円盤への物質供給が抑制され、衛星形成に重要な影響を与える。最新の数値流体計算結果を取り入れてギャップの深さをより正確に考慮し、周惑星円盤へのガス降着率の時間進化を求めた。この成果は、国際専門誌(The Astrophysical Journal)に受理された。申請者の異動により、申請時から申請者の環境が大きく変化したため、申請時に計画していたとおりに研究を遂行するための時間の確保が困難になり、計画が少し遅れている。

しかし、この多重格子化に向けてのコード開発はまだ順調に進んでいないのが現状である。一方、周惑星円盤へのガス降着を決める原始惑星系円盤の状態については理解が大きく進んだ。ガス惑星が原始惑星系円盤ガスを捕獲する際に、原始惑星系円盤中にギャップを形成する。このギャップにより周惑星円盤への物質供給が抑制され、衛星形成に重要な影響を与える。最新の数値流体計算結果を取り入れてギャップの深さをより正確に考慮し、周惑星円盤へのガス降着率の時間進化を求めた。この成果は、国際専門誌(The Astrophysical Journal)に受理された。申請時から異動が2回あり、申請時と比べて研究環境が大きく変化したため、申請時に計画していたとおりに研究を遂行するための時間の確保が大変困難となっている。そのため、計画が遅れている。木星・土星など巨大惑星と呼ばれる惑星は、多数の衛星を持つ"系"として存在しており、ミニチュア太陽系と例えられることがあるが、この衛星系の形成過程については明らかになっていない。本研究における目的は、衛星系形成の母体でありかつ巨大惑星形成段階において原始惑星系円盤から惑星への物質輸送経路でもある"周惑星円盤"への物質供給機構を解明し、衛星系形成過程の基礎を確立することである。その目的のために、原始惑星系円盤の中で形成しつつある惑星近傍のガスの流れについて、多重格子法を用いた大規模数値流体計算を行い明らかにする予定であった。一方で、並行して進めてきた共同研究の進展に伴い、惑星近傍の流れだけでなく、原始惑星系円盤全体の構造・質量輸送が、巨大惑星の成長、ひいてはその周りで形成する衛星系の起源に重要な役割を果たしていることが明らかになってきた。特に、これまで巨大惑星の形成によってギャップ(惑星軌道周囲のガス密度が低下したドーナツ状領域)が発達することで惑星の成長が止められると考えられてきたのだが、このギャップによる成長抑制効果は大幅に弱められることを、より詳細な数値流体シミュレーションにより我々は明らかにした。さらに、新たに得られた効果を考慮して巨大惑星への質量降着率を与える式を導き、それを用いて巨大惑星への質量降着率の長期的進化を求めた。これにより、周惑星円盤への物質供給の長期的進化、言い換えると、衛星系形成の母体となる周惑星円盤の進化を理解するための基礎が得られたと言える。木星や土星のような巨大ガス惑星は、規則衛星(軌道面がそろいほぼ円軌道の衛星)を多数持つことが知られている。この衛星系の起源については、ガスを捕獲して大きく成長する段階において惑星の周りに存在していた周惑星円盤の中で成長したと考えられている。ガスの円盤が存在できることは近年の数値流体シミュレーションにより知られるようになってきている。しかし、衛星の材料である固体物質がどのように周惑星円盤へ供給されるかはよくわかっていない。そこで、周惑星円盤への衛星の材料物質である固体の供給過程について調べた。昨年度より現在の職に着任し、当該年度は特に初年度ということもあり現在の職場における新たな学内業務を行う必要が生じ、申請時に計画していた通りに研究を遂行するだけの時間の確保が困難であったため、計画が少し遅れている。
カーボンナノチューブ透明導電膜を用いた有機薄膜太陽電池の開発

本研究では、塗布法によりCuI薄膜をCNT薄膜の上に作製した。これに数100マイクロ秒のパルス幅の光を照射することにより、CuIのナノ粒子を薄膜内で移動させ、CNT複合膜を開発した。CNT複合膜は光透過率85%でシート抵抗60Ω/□を達成し、導電率の優れた耐久性も示した。ITOに代わり、CNT複合膜を透明導電膜を用いた有機薄膜太陽電池を作製し、光電変換効率が約3%になり、ITO上で同様に作製された素子に匹敵する性能が得られた。本研究では、カーボンナノチューブ(CNT)膜を透明電極材料として開発を推進することで、配向・結晶性を制御したフレキシブル有機薄膜太陽電池の開発を目的とする。CNT導電膜の導電性を高めるために、よく用いられている硝酸ドーピング法は、耐久性が課題になっていた。本年度は、CNT透明導電膜の実用化にあたり障害となっていた導電性の長期安定性を飛躍的に向上させることができた。CNTに硝酸をドーピングするかわりに、ヨウ化銅などの金属ハロゲン化物の薄膜を真空蒸着法でCNT薄膜の上、または下に作製した。これに数100ミリ秒のパルス幅の光を照射して薄膜の温度を急激に上昇・降下させることによって、金属ハロゲン化物を薄膜内で移動させ、導電性薄膜を作製した。eDIPS法を用いて作製したCNTを用いることで、透過率85 %(基材の透過率を100%とした際の、波長550 nmでの相対値)に対してシート抵抗60 Ω/□という、CNT透明導電膜として世界最高レベルの透明性と導電性を示した。さらに、室温、大気中で放置した際の導電性の経時変化を測定すると、硝酸でドーピングした従来のCNT透明導電膜では、作製直後に急激なシート抵抗の上昇がみられ、その後も徐々に値が上昇するが、今回開発した透明導電膜では作製直後のシート抵抗の値を長期間保持することがわかった。これは、金属ハロゲン化物などのナノ粒子は大気にさらしても揮発しないため、長期間安定に性能を維持することができるためであり、これまでCNTやグラフェンを用いた透明導電膜の実用化の障害となっていた、導電性の長期安定性を改善することができた。昨年度に、短パルス光照射を活用し、カーボンナノチューブ(CNT)とヨウ化銅(CuI)の複合構造を構築することにより、CNT透明導電膜の高導電率と高耐久性を両立した技術を開発した。本年度は、極薄CNT膜を製膜し、数種類ドーパントによるドーピングを行い、CNT膜に対する導電性の向上及び耐久性を調査した。その中、硝酸浸漬によるドーピングではCNT膜の導電性を大幅に向上したが、CNT膜を真空中で250度まで加熱したところ、導電率が減少し、ドーピング処理前と同じ値になっていた。それは、ドーピングされた硝酸分子がすべてなくなったことを示している。一方、CuIによるドーピングでは、CNT極薄膜においてもCNTCuI複合構造を有効に形成され、他の方法に比べてCNT膜の導電率が最も高い。また、CNTCuI複合膜の導電率は真空加熱しても変化が少なく、厳しい環境においても複合膜が安定していたことが明らかになった。さらに、全溶液法でCNTCuI透明導電膜の作製技術を開発した。耐久性に優れるCNT-CuIを用い、真空低分子系有機薄膜太陽電池を作製した。ITO基板に作製した素子に比べて、低い曲線因子と開放電圧を示したが、CNT膜のラフな表面を活用し、積層構造の有機薄膜太陽電池では、ドナーとアクセプターの界面が大幅に向上し、高い短絡電流が得られた。その結果、CNT透明導電膜上に作製した素子の光電変換効率が約3・0%になり、市販されているITO透明導電膜に同様に作製した素子に比べて、同程度の性能が得られた。本研究により、CNT透明導電膜またそれを用いた有機薄膜太陽電池の性能向上のための新しい技術と可能性を示した。新しいドーピング技術を開発した。CNT透明導電膜として世界最高レベルの透明性と導電性を得られ、CNT透明導電膜の実用化にあたり障害となっていた導電性の長期安定性を飛躍的に向上させることができた。27年度が最終年度であるため、記入しない。デバイス関連化学本年度開発したドーピング技術は真空蒸着法を用いているが、今後は全工程を塗布で製造可能な技術を開発する。また、CNTの分散剤として絶縁性のポリマーを用い、製膜の後に除去するための工程にはコストがかかる。今後は無機半導体とCNTの混合インクを開発し、CNT透明導電膜のさらなる低コストと高性能のため製造技術を検討する。そしてフレキシブル太陽電池を試作する。研究成果は、プレスリリース発表を行った。
D加群の近接輪体の一般化と境界値問題への応用

2018年度は,既に我々が定義した連接D加群の導来圏に於ける近接輪体函手,消滅輪体函手と,正則特殊化可能D加群の有界導来圏上にLaurentが第2超局所解析を用いて定義した近接輪体函手,消滅輪体函手との関連を研究した.我々は幾何学的には法バンドル上の解析によって定式化をしており,Laurentによる第2超局所解析ではその双対である余法バンドル上での解析によって定式化をしている.この時,我々の幾何学的仮定の下では,互いの理論がFourier-佐藤変換で関連付けられ,函手的としての対応関係がある事が証明出来た.その結果,我々の近接輪体加群,消滅輪体加群が,従来の正則特殊化可能D加群の近接輪体加群,消滅輪体加群の一般化である事は既に証明出来ていたが,それが導来圏に於ける函手としても一般化を与える事が証明出来た(附随する種々の特殊三角形(distinguished triangle)についても同様である).この証明には,解析的無限階擬微分作用素の形式表象理論を元にした,実整型超局所函数(real holomorphic microfunction)の形式表象の理論,特に座標変換公式を用いる.但し,形式表象理論を援用して実整型超局所函数を取り扱う際,既知の結果だけでは多少不足な点がある事が判った為,注意が必要であった.この方面の理論整備が今後の研究課題である.又,2018年度は,研究成果の発表として,5月に北海道大学,6月にパドヴァ大学(イタリア),10月に京都大学数理解析研究所で行われた研究集会で講演を行った.京都では研究代表者を勤めた.昨年度からの課題であった,我々の方法とLaurentによる第2超局所化による方法とにFourier-佐藤変換によって函手的な対応をつけ,規準的な関連をつける事に成功した点は,非常に良かった.これによって,今迄なかなか手が付かないでいた,分布(distribution), Gevrey超分布(ultradistribution)解に対する境界値問題を,第2超局所解析の立場からアプローチする事が可能になると期待される.更に一般に,我々の理論と第2超局所作用素の理論との関連も得られるであろうという予想も持っている.解析的無限階擬微分作用素の形式表象理論については,連携研究者の青木貴史氏(近畿大学),本多尚文氏(北海道大学)との共同研究(論文発表済み)で基礎付けを与える事に成功したが,研究実績の概要で触れた通り,この形式表象理論を使って実整型超局所函数を取り扱う際には,今だに不充分な点がある事が今回の研究を進めてきて判ってきた.又,第2超局所解析による作用素の表象理論も,無限階については同様に考察の余地がある様に思う.今後,こうした超局所解析の基礎理論の整備に向けてみたい.特に実整型超局所函数の(形式)表象理論と同時に,正則とは限らない特殊化可能系に対するLaurentの消滅輪体函手の理論を我々の立場から吟味し,拡張を試みたい.その際,代数的D加群の範疇では既に定義されているFourier変換論の,Fourier-佐藤変換と両立する解析的範疇での対応物を見出す事も考察したい.2015年度は,以下の結果を得た.(1)複素領域に於いて,複素超曲面の法バンドル(normal bundle)上に,新たな作用素の層を函手を用いた代数的手法で定義出来た.この作用素の層は,解析的な無限階偏微分作用素の拡大環であり,解析的無限階偏微分作用素の特殊化と看做される.更に田原秀敏がFuchs型偏微分作用素.Fuchs-Volevich系の解析に用いるため導入した,或る種の形式的無限階偏微分微分作用素も含む.又,座標系を用いた具体的表示も得られる.(2) (1)で述べた作用素を用いて,一般のD加群に対して,我々の意味の近接輪体(near-by cycle)を函手的に定義した.この対象は考えるD加群が正則特殊化可能(regular-specializable)と呼ばれるクラスならば,柏原正樹,Y. Laurent等に依る近接輪体と一致する.又,M. S. Baouendi-C. Goulaouicの意味のm階Fuchs型偏微分作用素,或いは田原の意味のm階Fuchs-Volevich系に対しては,解析的無限階偏微分作用素のm個の直和となる事が証明出来る.(3) Y.Laurent-T. Monteiro Fernandesの意味のFuchs型偏微分方程式系に対し,(2)で述べた近接輪体を用いて複素領域に於ける境界値問題を定式化し,一意可解性定理を得た.これは,正則特殊化可能の場合のY. Laurentの結果の拡張である.この結果の実領域への応用として,Fuchs型偏微分方程式系の佐藤超函数解に対して境界値写像を定義し,解の一意性定理を得た.

更に,或る種の双曲性条件(near-hyperbolicityと呼ばれる)の下で,境界値問題の一意可解性定理を確立出来た.現在,以上の結果を纏めた論文を準備中である.今年度は,当初より目標としていた,佐藤超函数の範疇でのFuchs型偏微分方程式系に対する境界値問題の定式化が得られ,境界値問題の解の一意性,及び或る種の双曲性条件(near-hyperbolicity)の下での可解性定理を得る事が出来たので,順調であるといえる.今回得られた佐藤超函数解に対する境界値写像は,田原秀敏,大阿久俊則に依る, Fuchs型偏微分作用素,Fuchs-Volevich系に対する超函数解の先行研究,及び正則特殊化可能系に対するY. Laurent-T. Monteiro Fernandesの結果をFuchs型偏微分方程式系の場合に拡張したものであり,特に非特性条件の下では,小松彦三郎-河合隆裕,P. Schapiraの定めた境界値を与え,正則特殊化可能の場合はT. Monteiro Fernandesが定めた境界値と一致する事が判る.従って,この意味で従来知られていた超函数の境界値写像の一般化を与えている.特に非特性の場合,(弱)双曲型ならばnear-hyperbolicが判るので,我々の結果は,非特性(弱)双曲型偏微分方程式系に対する超函数解の一意性定理も含んでいる.又,Fuchs型偏微分作用素に対する大阿久俊則の研究を踏まえ,超局所的な境界値写像の定式化も得る事が出来た.証明方法としては,(1)新たな作用素の層を導入し,この作用素による変換論を構築する事で,複素領域に於ける一意可解性定理を,二つの層(より詳しくは導来圏の対象)の間の擬同型という形で示す.(2) (1)の擬同型に函手を施し,柏原-Schapiraに依る超局所台(microsupport)の理論を応用する事で実領域に於ける超函数解に対する結果を得る.というもので,代数解析学,超局所解析学で常套の手法である.1. 2015年度は,Y. Laurent-T. Monteiro Fernandesの導入したフックス型D加群に対して近接輪体加群を定義し,複素領域に於ける境界値問題,及び実領域に於ける佐藤超函数解に対する双曲型境界値問題を論じ,一意可解性定理を証明した.2016年度は,引き続き,複素領域に於いて消滅輪体加群を,近接輪体加群のフーリエ佐藤変換像として定義した.更に,近接輪体加群,消滅輪体加群,D加群の範疇に於ける逆像,捻れ逆像を結びつける幾つかの特殊三角形を与え,更にそれ等の関係を与える8面体公理の存在を示す事が出来た.更に,応用として,複素領域に於いて消滅輪体加群を用いて,フックス型D加群の実整型超局所函数解に対する一意可解性定理を得る事が出来た.この結果は,実領域に於いては,第2超函数解に関する結果を導き,双曲性条件の下で,一意可解性定理が得られる.以上の結果は, Laurentが正則特殊化可能系に対して証明した結果のフックス型D加群への拡張であり,既に知られているD加群論に於ける近接輪体加群,消滅輪体加群の理論との整合性も示す事が出来た.2.日本数学会2016年秋季総合分科会函数解析学分科会に於いて,「解析的範疇の無限階擬微分作用素とその表象」という題で特別講演を行った,内容は連携研究者の青木貴史氏(近畿大学),本多尚文氏(北海道大学)との共同研究に基づく.今年度は,昨年度に定義した,フックス型D加群に対する近接輪体加群を元にして,消滅輪体加群を定義する事が出来た.これは,当初の,2016年度に於ける「今後の研究の推進方策等」で第一の目標としており,今年度の研究で出来たので,順調であった.又,当初は証明する事が困難と予想された,種々の特殊三角形,及び8面体公理の存在も示す事が出来,更には種々の函手的性質も得る事が出来た事は非常に良かったと言える.これらの証明のアイデアは,或る種の(形式的)無限階偏微分作用素による方程式系の標準形への変換,及びそのフーリエ佐藤変換を用いるというものである.その際,考察する対象の各コホモロジーが,法繊維束上で単に斉次であるだけでなく複素斉