hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
光と物質の一体的量子動力学が生み出す新しい光誘起協同現象物質開拓への挑戦

本研究では、物質と光子が一体化した場で極短時間に発現する、光励起特有の新秩序状態(Hidden State)の特性や生成過程を、フェムト秒分光・電子線構造観測手法を用いて解明し、超高速可逆光相換物質の開拓や新奇(光誘起マルチフェロイクス)物質の開拓に挑戦することを目的としている。本年度は研究初年度であるため、この物質開発に必要不可欠な、30fs超短パルス電子線回折装置のデザインと構築を当初計画通り実施した。電子銃、加速装置、パルス幅圧縮装置やそのRF回路等市販品は皆無なため、全て独自にデザインし導入した。特に後年度実施のパルス圧縮用RF空洞、スピン偏極線源導入に備えた独自デザインチャンバーに、昨今の物質探索面から必要性が急速に増しているTHz域励起光導入を可能とする設計変更を施した。現在真空槽を組み上げ真空度の向上を行っている。さらに超広帯域励起光源(含むTHz域:自作)の構築準備設計も開始した。観測装置の準備と並行して、超高速光学測定によって超高速光スイッチ・マルチフェロイック物質開拓にとって有望な有機物(複合スピンクロスオーバー系や磁性転移を伴う中性-イオン性転移系)、Co酸化物系に関して(浅香とも密接に薄膜試料準備で連携)、現有のサブピコ秒電子線発生装置を活用して構造変形と光電機能の関連解析に集中的に取り組んだ。この結果、Co系酸化物絶縁体で、巨大光学特性変化を伴う酸素イオンの大規模な光誘起移動現象や強誘電性変化が起きることを発見した。これらの結果は、スピン状態の変化も伴った、光励起状態特有のHidden Stateの出現を強く示唆している。これらの成果は理論解析グループにとっても格好のターゲットであり、データ解釈の物理基本モデルに関して理論との密接な協力を行い、光励起による高スピンポーラロン相出現の可能性の検討など新概念提案に向けた計算を開始した。本年度は研究初年度であるため、以下の2つの研究を並行して実施した。1:研究に必要不可欠な、30fs超短パルス電子線回折装置のデザインと構築開始。2:超高速光学測定による、超高速光スイッチ・マルチフェロイック物質の有望候補の探索と観測に適した薄膜試料準備。このうちテーマ2に関しては、当初計画以上に進展した。特にCo系酸化物絶縁体で、巨大光学特性変化を伴う酸素イオンの大規模な光誘起移動現象や強誘電性変化が起きることを発見した。この結果は、スピン状態の変化も伴った、光励起状態特有のHidden Stateの出現を強く示唆しており、理論グループと連携しながら、光励起による高スピンポーラロン相出現の可能性の検討など新概念の提案を準備中である。また有機金属スピンクロスオーバー転移物質と他の転移を組みわせた系では、励起光の波長による光誘起相の選択、さらには磁性転移を伴うと期待される超高速光誘起中性-イオン性転移を世界に先駆けて発見するなど、今後の光マルチフェロイック材料開発に直結すると期待される成果を上げることができた。一方でテーマ1に関しては、世界的に前例のない装置であるため、全部品を独自にデザイン・加工依頼するしか無い。これら装置部品いずれもが、当初計画に沿って納入され、実際の組み上げと真空度向上への努力が開始され、この点では当初計画は達成することができた。ただし当初計画を上回る速さは達成できなかった。基幹となる電子線加速用高電圧発生装置と導入用高電圧絶縁材料(碍子)の納入スピードアップが研究計画立案時には期待されたが、当該企業での研究人材の枯渇が急激に進み困難となってしまったためである。この点に注意を払い、2年度目の発注部品に関しては、大学当局の協力も得て、入札・技術評価・発注作業の迅速な年度当初スタートを行えるよう、事前準備作業、打ち合わせを実施中である。2018年度、30fs電子線回折装置に必要な独自装置のデザインと根幹部分の組み上げ等を予定通り実施した。これを受け、電子線パルス幅圧縮用のRF空洞、そのための高出力RFアンプ回路の設計と発注を当初計画通り実施し、30fs程度のパルス幅電子線発生を目指す。また温度可変試料ホルダーの作製も行う。加えてTHz励起光への巨大光学応答を示す候補物質が発見された為、OPAを基盤とする超広帯域励起光源(THz域を含む)の構築も行う。観測装置の改良と並行して、超高速分光法による評価から選抜した、無機・有機結晶に関して、現段階(パルス幅未圧縮)のパルス電子線装置の試運転も兼ねて構造変形と光電機能の関連解析を開始する。初年度の準備分光実験で、光マルチフェロイクス発現が期待される一連のCo系酸化物絶縁体や有機誘電体で、強誘電性変化が光励起後100fs以内で起きることを示唆する結果を得た。さらにFeイオンの電荷秩序が誘電性の起源となっている電子強誘電性酸化物でも、その誘電性が光で高速変調可能なことを示唆する結果を得た。これらの結果は、光誘起による強誘電性制御、マルチフェロイック制御が、Hidden Stateを通して可能であることを強く示唆している。そこで超短パルス電子線装置を用いて光誘起超高速構造変化の実証に取り組む。この研究のために、分担者に加え無機誘電体に精通した池田、有機金属錯体専門家(加藤)と試料調整で密接に協力する。また、ミクロな物理メカニズムの理論解析とも分担者間で密接な連携を引き続き行う。加えて、光誘起超高速構造変形の化学的視点への展開を目指し、酸化グラフェンなどの反応解析への電子線の活用にも挑戦を開始する。

理論グループは、電子強誘電体やスピンクロスオーバー物質などを対象とした量子動的現象を理解するために有効模型を構築する。これをもとに大規模、高速の数値計算を実施する。本研究では、物質と光子が一体化した場で極短時間に発現する、光励起特有の新秩序状態(Hidden State)の特性や生成過程を、フェムト秒分光・電子線構造観測手法を用いて解明し、超高速可逆光相換物質の開拓や新奇(光誘起マルチフェロイクス)物質の開拓に挑戦することを目的としている。本年度は研究初年度であるため、この物質開発に必要不可欠な、30fs超短パルス電子線回折装置のデザインと構築を当初計画通り実施した。電子銃、加速装置、パルス幅圧縮装置やそのRF回路等市販品は皆無なため、全て独自にデザインし導入した。特に後年度実施のパルス圧縮用RF空洞、スピン偏極線源導入に備えた独自デザインチャンバーに、昨今の物質探索面から必要性が急速に増しているTHz域励起光導入を可能とする設計変更を施した。現在真空槽を組み上げ真空度の向上を行っている。さらに超広帯域励起光源(含むTHz域:自作)の構築準備設計も開始した。観測装置の準備と並行して、超高速光学測定によって超高速光スイッチ・マルチフェロイック物質開拓にとって有望な有機物(複合スピンクロスオーバー系や磁性転移を伴う中性-イオン性転移系)、Co酸化物系に関して(浅香とも密接に薄膜試料準備で連携)、現有のサブピコ秒電子線発生装置を活用して構造変形と光電機能の関連解析に集中的に取り組んだ。この結果、Co系酸化物絶縁体で、巨大光学特性変化を伴う酸素イオンの大規模な光誘起移動現象や強誘電性変化が起きることを発見した。これらの結果は、スピン状態の変化も伴った、光励起状態特有のHidden Stateの出現を強く示唆している。これらの成果は理論解析グループにとっても格好のターゲットであり、データ解釈の物理基本モデルに関して理論との密接な協力を行い、光励起による高スピンポーラロン相出現の可能性の検討など新概念提案に向けた計算を開始した。本年度は研究初年度であるため、以下の2つの研究を並行して実施した。1:研究に必要不可欠な、30fs超短パルス電子線回折装置のデザインと構築開始。2:超高速光学測定による、超高速光スイッチ・マルチフェロイック物質の有望候補の探索と観測に適した薄膜試料準備。このうちテーマ2に関しては、当初計画以上に進展した。特にCo系酸化物絶縁体で、巨大光学特性変化を伴う酸素イオンの大規模な光誘起移動現象や強誘電性変化が起きることを発見した。この結果は、スピン状態の変化も伴った、光励起状態特有のHidden Stateの出現を強く示唆しており、理論グループと連携しながら、光励起による高スピンポーラロン相出現の可能性の検討など新概念の提案を準備中である。また有機金属スピンクロスオーバー転移物質と他の転移を組みわせた系では、励起光の波長による光誘起相の選択、さらには磁性転移を伴うと期待される超高速光誘起中性-イオン性転移を世界に先駆けて発見するなど、今後の光マルチフェロイック材料開発に直結すると期待される成果を上げることができた。一方でテーマ1に関しては、世界的に前例のない装置であるため、全部品を独自にデザイン・加工依頼するしか無い。
セメント芽細胞における破歯細胞の分化・誘導・活性因子の解明

後継永久歯胚の摘出を行い、乳歯歯根吸収組織に及ぼす影響の検索昨年度からの継続であるが、生後6日齢のウサギを用い、下顎第一.第二小臼歯歯胚の摘出実験を行い、乳歯歯根直下組織の観察を行ったが、これまでの基礎実験等で、肉眼解剖学的な後継永久歯胚の位置ならび周囲組織の性状をよく理解していたものの、術部感染による炎症反応が消失せず各酵素組織化学あるいは免疫組織化学的観察で評価することは難しかった。永久歯における矯正的歯の移動時に起こる歯根吸収についての検索実験動物には、生後1カ月齢のラットを用い、歯科矯正用エラスティクゴムを上顎第一.第二臼歯の歯間部に挿入し、術後1、2、3、5、7目に固定、上顎骨を摘出、脱灰後、上顎第一.第二臼歯を含む領域で矢状断切片を作製し、TRAPase、ALPaseによる酵素組織化学、カテプシンK、PCNA、オステオポンチン、BMP-2、BMP-4、ODF、OCIFなどの免疫組織化学、および微細構造学的観察による観察を行った。圧迫側には、多数の破歯細胞および破骨細胞が認められ、歯根吸収および骨吸収を活発に行っていた。また、ODF陽性を示す未分化間葉系細胞(骨芽細胞・線維芽細胞・歯根膜細胞)がその周囲に有意に観察された。実験系から得られたデータの解析昨年度の結果と併せて評価すると、ODF陽性を示す一部の未分化間葉系細胞(骨芽細胞・線維芽細胞・歯根膜細胞)の分布とTRAPaseやカテプシンK陽性の破歯細胞や破骨細胞の分布には、相関性が認められた。ALPase、PCNA、BMP-2、BMP-4およびオステオポンチン陽性を示す未分化間葉系細胞の分布は、破歯細胞が集中する部位で特に強い反応が認められた。また、微細構造学的観察では、破歯細胞と未分化間葉系細胞の間に、細胞間接触が認められた。OCIFに関しては、特異反応は検出されなかった。以上のことから、永久歯萌出によるメカニカルなストレスが未分化間葉系細胞の分化を促し、ODFを介して破歯細胞が誘導される可能性が示唆された。生理的歯根吸収時における乳歯歯根吸収組織の細胞組織化学的変化の検索1.実験動物には、ウサギを用い、生後2、4、6、8、12、14、21日目に固定後、下顎骨を摘出し、第一.第二乳臼歯部歯根吸収組織の脱灰切片を作成し、同部位を以下の方法で観察した。TRAPase、ALPaseによる酵素組織化学、カテプシンK、PCNA、オステオポンチン、BMP-2、BMP-4、ODF、OCIFなどの免疫組織化学、および微細構造学的観察である。特に、ODF陽性を示す一部の未分化間葉系細胞(セメント芽細胞や線維芽細胞など)の分布とTRAPaseやカテプシンK陽性の破歯細胞の分布には、相関性が認められた。ALPase、PCNA、BMP-2、BMP-4およびオステオポンチン陽性を示す未分化間葉系細胞の分布は、乳歯根と永久歯胚が近接する部位で特に強い反応が認められ、破歯細胞が集中する部位とも一致した。2.後継永久歯胚の摘出を行い、乳歯歯根吸収組織に及ぼす影響の検索実験動物には、生後6日齢のウサギを用い、下顎第一.第二小臼歯歯胚の摘出を行い、術後1、2、3、5、7目に固定後、下顎骨を摘出し、第一.第二乳臼歯部歯根吸収組織の脱灰切片を作成し、乳歯歯根直下組織の観察を行った。これまでの基礎実験等で、肉眼解剖学的な後継永久歯胚の位置ならび周囲組織の性状をよく理解していたが、術式の確立にかなりの困難を伴っており、現在も進行中である。

また、ODF陽性を示す未分化間葉系細胞(骨芽細胞・線維芽細胞・歯根膜細胞)がその周囲に有意に観察された。実験系から得られたデータの解析昨年度の結果と併せて評価すると、ODF陽性を示す一部の未分化間葉系細胞(骨芽細胞・線維芽細胞・歯根膜細胞)の分布とTRAPaseやカテプシンK陽性の破歯細胞や破骨細胞の分布には、相関性が認められた。ALPase、PCNA、BMP-2、BMP-4およびオステオポンチン陽性を示す未分化間葉系細胞の分布は、破歯細胞が集中する部位で特に強い反応が認められた。また、微細構造学的観察では、破歯細胞と未分化間葉系細胞の間に、細胞間接触が認められた。OCIFに関しては、特異反応は検出されなかった。以上のことから、永久歯萌出によるメカニカルなストレスが未分化間葉系細胞の分化を促し、ODFを介して破歯細胞が誘導される可能性が示唆された。
ヒト樹状細胞におけるHIV－1複製を制御する宿主因子に関する研究

ヒト免疫不全ウイルス1型(HIV-1)の特徴の一つがアクセサリー遺伝子を有する事である。特に、アクセサリー蛋白質Vprは、核移行、細胞周期のG2期停止、アポトーシスおよび免疫抑制などの多機能性を発揮することで、HIV-1複製に大きく寄与している。本研究では非分裂細胞におけるVprの未知の機能を解明するために、Vpr発現adenovirusベクターあるいはR5 tropic virusとそのVpr欠損ウイルスをMacrophageと樹状細胞に感染させ、Vprによって発現が変動する宿主遺伝子をマイクロアレイ法により網羅的に解析した。昨年度は、MacrophageにおけるHIV感染において、Vpr発現によりinterferon誘導遺伝子、IFIT1,T2,MX2などの発現が低下することを明らかにした。一方、Vpr発現アデノウイルスベクターを用いた系では、これらの遺伝子の発現が上昇することを見出した。樹状細胞においても同様の傾向が認められた。そこで、本年度は引き続いてreal time PCRを行ない、Vpr発現によりIFN誘導遺伝子の発現上昇が確認されることを確認した。さらに、Western Blottingにおいて蛋白の発現レベルを解析した結果、STAT1,TRAIL,IRF7,ISG20の発現の上昇とSTAT1のリン酸化も増強されていることを立証した。以上の結果から、Vpr単独発現はType I interferonのJAK-STAT pathwayの活性化に関与することが示唆された。続いて、Ubiquitin結合酵素の一つであるUBE2C遺伝子の発現がVprによって低下することが見出された。Real time PCRによって、感染後1,3および10日目にVprの発現によってUBE2C遺伝子抑制されることが確認された。そこで、UBE2Cをon-target siRNAによってノックダウンして、flow cytometryによって細胞周期の解析を行った。その結果、コントロールsiRNAに比べてUBE2C特異的siRNAを行った細胞はVprのG2期arrest効果を約10%上昇していた。さらに、ノックダウンすることにHIV-1感染における意義を解析し手いる。さらに、IFIT1,IFIT2およびIFIT3のHIV-1感染における役割を明らかにするために、IFIT1,IFIT2およびIFIT3のsiRNAによってノックダウン後に感染実験を行った。ヒト免疫不全ウイルス1型(HIV-1)のアクセサリー蛋白質Vprは、核移行、細胞周期のG2期停止、アポトーシスおよび免疫抑制などの多機能性を発揮することで、HIV-1複製に寄与している。本研究では非分裂細胞におけるVprの未知の機能を解明するために、Vpr発現adenovirusベクターあるいはR5 tropic virusとそのVpr欠損ウイルスをMacrophageと樹状細胞(DC)に感染させ、Vprによって発現が変動する宿主遺伝子を網羅的に解析した。末梢血単核球(PBMC)由来のCD14+細胞をGM-CSF,IL-4あるいはM-CSFで刺激して、未熟DCおよびMacrophageを得て、構築したVpr発現adenovirus vectorおよびR5tropicvirus NLAd8及びΔRを感染させ、アデノウイルス感染48時間後、HIV-1感染1,3および10日後にRNAを抽出してmicroarray analysisを行った。MacrophageにおけるHIV感染において、Vpr発現によりinterferon誘導遺伝子、IFIT1,T2,MX2などの発現が低下した。一方、Vpr発現アデノウイルスベクターを用いた系では、これらの遺伝子の発現が上昇した。DCにおいても同様の傾向が認められた。続いてreal time PCRを行ったところ、アデノウイルスベクターを用いた実験において、マイクロアレーの結果と一致して、IFN誘導遺伝子の発現上昇が確認された。さらに、Western Blottingにおいて蛋白の発現レベルを解析した結果、STAT1,TRAIL,IRF7,ISG20の発現の上昇とSTAT1のリン酸化も増強されていることが明らかとなった。以上の結果から、VprはType I interferonのJAK-STAT pathwayの活性化に関与することが示唆された。興味深い事に、Ubiquitin結合酵素の一つであるUBE2C遺伝子の発現がVprによって低下することが見出された。以上の結果からUBE2Cの発現が抑制されるとVprが誘導するG2期arrestが増強することが明らかとなった。今後はその詳細な機序とHIV-1感染における意義を解析する予定である。

そこで、本年度は引き続いてreal time PCRを行ない、Vpr発現によりIFN誘導遺伝子の発現上昇が確認されることを確認した。さらに、Western Blottingにおいて蛋白の発現レベルを解析した結果、STAT1,TRAIL,IRF7,ISG20の発現の上昇とSTAT1のリン酸化も増強されていることを立証した。以上の結果から、Vpr単独発現はType I interferonのJAK-STAT pathwayの活性化に関与することが示唆された。続いて、Ubiquitin結合酵素の一つであるUBE2C遺伝子の発現がVprによって低下することが見出された。Real time PCRによって、感染後1,3および10日目にVprの発現によってUBE2C遺伝子抑制されることが確認された。そこで、UBE2Cをon-target siRNAによってノックダウンして、flow cytometryによって細胞周期の解析を行った。その結果、コントロールsiRNAに比べてUBE2C特異的siRNAを行った細胞はVprのG2期arrest効果を約10%上昇していた。さらに、ノックダウンすることにHIV-1感染における意義を解析し手いる。さらに、IFIT1,IFIT2およびIFIT3のHIV-1感染における役割を明らかにするために、IFIT1,IFIT2およびIFIT3のsiRNAによってノックダウン後に感染実験を行った。当初の計画どおり1年目に以下の実験を遂行した。1)未熟樹状細胞およびマクロファージの作製方法を確立した。2)Vprを発現するアデノウイルスベクターを作製した。3)アレイ解析によりマクロファージと樹状細胞において、Vprの発現により変動する遺伝子を同定した。4)それらの遺伝子の中で、特に重要な遺伝子を選択して、HIV-1感染に必須であるか否かの解析を進めている。アレイ解析により同定した遺伝子が、1)HIV-1感染に必須であるか否かの解析する予定である。マクロファージにおいて、Vprによって特異的に変動する遺伝子をsmall interfering RNA(siRNA)にてノックダウンする。ノックダウン細胞にR5 tropic virusを感染させ、複製効率をp24ELISA法により調べる。2)Vprの機能にどのような機序で関与するかを解析する予定である。
筋音によるトレーニングの定量評価および成果提示システムの開発

本研究では歩行のトレーニングの度合いやその成果について筋音図を用いて提示する装置を構築することを目的としている。トレーニングの前後での筋音図を測定し、トレーニングの評価や筋の状態について検討を行う。また、筋力計を用いて筋力も併せて測定し筋力の増減とも関連して筋音図との関係を調査する。今年度は、歩行のトレーニング用の下腿の中でも腓腹筋を対象として調査を行った。昨年度までに作製した高分子圧電材料(PVDFフィルム)を用いた筋音センサならびに計測用システムを用い計測を行った。また筋肉の成分についても同時に調査を行い関係について検討を行っている。筋音の計測ではセンサ出力の平均周波数と分散を求める信号処理を行い、個人差、筋肉疲労などの関係をより詳細を調査することが重要であることが分かった。負荷の掛け方や計測の容易さから、対象を腓腹筋とすることとして、さらに検討を進めている。下肢においては負荷となる発揮底屈力を一定荷重にすることが困難であり、モニターによりリアルタイムで発揮底屈力を表示させるシステムを構築し、本人はそれを目視で確認し下腿の力を調整し一定とすることが可能なシステムを準備した。500秒間の最大随意筋力の5%と10%の発揮底屈力を負荷とした場合の平均周波数と分散について調査をした。5%負荷時には平均周波数は増加し減少すること、10%負荷時では減少のみであることを確認した。また分散では両条件でも増加することが確認された。そこで5%負荷時の計測についてエアロバイクを用いた運動負荷前後での計測を行い比較した。この結果について平均周波数、分散ともに運動負荷前後では全く異なることが得られた。負荷の異なるトレーニングの前後での筋音図を測定し、トレーニングの評価や筋の状態について検討を行う。今年度は、歩行のトレーニング用のために下腿を対象として、具体的に大腿四頭筋の大腿直筋,外側広筋とハムストリングス、ヒラメ筋、腓腹筋などを対象とし、筋力や筋音の計測可能とする姿勢等について調査を行い、計測用装置について検討し試作を行った。これまで上腕を対象として行っていた筋音計測の知見をもとに高分子圧電材料(PVDFフィルム)を用いた筋音センサの設計および製作を行った。筋音の計測ではセンサ出力平均周波数と分散を求める信号処理を行い、個人差、筋肉疲労などの関係をより詳細を調査することが重要であることが分かった。下肢においては負荷を一定荷重にすることが困難であり、モニターにより現在加わる力の大きさを表示させ、本人により力を調整することが可能なシステムを構築した。1名の被験者で500秒間の最大随意筋力の5%と10%の発揮底屈力を負荷とした場合の平均周波数と分散について調査をした。
KLEIPの発癌機構における役割についての検討

われわれは、Kelch-like ECT2 binding protein(KLEIP)を単離し、KLEIPがMDCK細胞において細胞接着に関与していることを見出した。今回、われわれは膀胱癌におけるKLEIPの発現を免疫組織学的手法を用いて検討した。まず、代表的な膀胱癌細胞株のKLEIPの発現について免疫蛍光法で検討した。調べた細胞株のすべてにKLEIPは発現していた。蛍光免疫染色法を用いたGolgi makerとの多重染色の結果,膀胱癌細胞株においてKLEIPはGolgi装置に局在していることを明らかにした.次に、抗KLEIP抗体を用いた免疫組織学的染色法で膀胱正常組織と膀胱癌のKLEIP発現量を検討した。その結果、KLEIP発現量は癌の悪性度と相関がある可能性が示された。以上より、抗KLEIP抗体による免疫染色法は悪性度判定の新しいツールとして有用であると期待された。これまで、癌におけるKLEIPの役割は未だ検討されていない。そこで、われわれは膀胱癌におけるKLEIPの発現を、免疫組織学的手法を用いて検討した。まず、代表的な膀胱癌細胞株(T24,EJ-1,TCC-SUP,KK-47,ScaBER)のKLEIPの発現について免疫蛍光法で検討した。調べた5個の細胞株すべてにKLEIPは発現していた。KLEIPは細胞質内に存在しており、その染色パターンは、輝度の高いスポットが細胞質内に点在する特徴的なパターンとして認められた。膀胱正常組織と膀胱癌との間で、抗KLEIP抗体を用いた免疫組織学的染色法でKLEIPの発現量を検討した。膀胱癌患者16例より得られたTUR標本32検体(正常組織10検体、細胞異型1例、膀胱癌21例)について調べた。膀胱癌の背景は、Grode別に、G1:1例、G2:9例、G3:11例で、Stage別では、pTa:10例、pT1:5例、pT2以上:4例であった。すべての正常組織ではKLEIPの染色は陰性であったが、膀胱癌組織ではすべて陽性であった。膀胱癌組織では、KLEIP染色の強度は症例により差があった。KLEIP染色において強陽性を示す症例(6例)はすべて悪性度の高い(G3)の症例であった。この結果は、KLEIPの発現量は膀胱正常組織と癌組織では差があり、KLEIPは膀胱癌の発癌に何らかの関与があること、また癌の悪性度と相関がある可能性を示している。また、抗KLEIP抗体による免疫染色法は膀胱癌診断、悪性度判定の新しいツールとして有用であると期待された。まず、代表的な膀胱癌細胞株(T24, EJ-1, TCC-SUP, KK-47, ScaBER)のKLEIPの発現について免疫蛍光法で検討した。KLEIPは細胞質内に存在していた.蛍光免疫染色法を用いたGolgi maker(GM130, Golgin 97)との多重染色の結果,膀胱癌細胞株においてKLEIPはGolgi装置に局在していることを明らかにした。膀胱癌患者42例より得られた標本71検体(正常組織8検体、膀胱癌63例)について調べた。膀胱癌の背景は、Grade別に、G1 : 7例、G2 : 32例、G3 : 24例で、Stage別では、pTa : 50例、pT1 : 6例、pT2以上:7例であった。正常組織ではKLEIPの染色は8例中5例(62.5%)が陽性であった.陽性例はいずれも弱陽性であった.膀胱癌組織では、63例中49例(77.8%)が陽性を呈した.KLEIP染色の強度は症例により差があった.

強陽性を呈した例は,G3症例では24例中12例(50%),G1およびG2症例で39例中7例(18%)であり,Gradeが高いほどKLEIPの発現が多いことが明らかになった.T分類での検討では,Ta症例では50例中13例(26%),T1以上の症例では,13例中6例(46.2%)が強陽性を示したが,x二乗検定では,統計学的な有意差を認めなかった.以上より,KLEIPの発現量は癌の悪性度と相関がある可能性が示された。また、抗KLEIP抗体による免疫染色法は悪性度判定の新しいツールとして有用であると期待された。
積雪データ処理システムの作成

今年度の研究成果は以下の通りである。1.平成2年度、平成3年度に継続して、多くの観測所の日積雪深データを収集・整理し、パソコン上で利用できる積雪データベース(観測値)の作成を行った。2.地理情報システム(GIS)として位置付けられる「積雪データ処理システム」を開発した。これは、データベース化された積雪深データを用いて、日積雪深分布図に関する画像データベースを作成し、任意の日、任意の地域の積雪深分布をパソコンディスプレーに表示できるものである。3.構築したシステムを利用して1960年代以降の積雪深変動について検討し、以下の知見と得た。(1)1960/61から1989/90の30年間の積雪深変動は、10年平均で見ると1月1日,2月1日,3月1日はほぼ同様の傾向を示し、北陸・山陰を中心に1970年代は減少,1980年代は増加傾向にあった。(2)12月1日は逆の傾向が見られ、北陸・山陰を中心に1970年代は増加、1980年代は減少傾向にあった。4.積雪深分布図資料と、一昨年度と昨年度に現地調査を行った山岳地域(霧ケ峰)の積雪等に関する研究成果をまとめ、報告書を作成した。
小児肝がん国際共同臨床試験に向けた新たな治療戦略のための分子基盤の構築

JPLTプロトコール治療された約200例の肝芽腫検体と、肝芽腫細胞株を用いた。腫瘍および正常DNAをSNPアレイで検索ところ、1p、1q、2q染色体に欠失と増加が認めた。また、網羅的遺伝子発現をマイクロアレイにて検索し、ゲノム異常のある部位から予後不良例で有意に発現が変動している遺伝子を12個抽出した。これらを蛍光リアルタイムPCR法で検証したところ、3つ遺伝子で有意差を認め、Wntシグナル、MAPKへの関与とAFPやムチンなどに関わるパスウェイの活性化が見出された。選別された遺伝子を肝芽腫細胞株に導入したところ2株で増殖速度が増加し、分子標的となる可能性が示唆された。JPLT-2及び当科で、全国統一の治療プロトコール(JPLT-1及び-2)で治療され、予後が判明し、さらに腫瘍が保存されている約200例の腫瘍や核酸をと、肝芽腫細胞株としてHepG2とJPLTで樹立したJPHB-1,2,3を用いた。腫瘍および正常DNAをマイクロアレイを用いて、全染色体上にある約100万個のSNPsのシグナルを検出したところ、1p、1q、2q、4, 6, 11,13,17,19番染色体に欠失あるいは増加が認められた。また、網羅的遺伝子発現検索:網羅的遺伝子発現を既存全ゲノム型のアレイにて検索し、ゲノム異常のある部位や、予後不良例(肝内再発例、遠隔転移例)で有意に発現が変動している遺伝子を12個抽出し、既存の蛍光リアルタイムPCR法で検証し、3つ遺伝子で有意さを認めた。さらに、βーカテニン異常およびテロメラーゼ高活性やTERT高発現腫瘍でのパスウェイ検討から、Wntシグナルのみならず、MAPKの関与が示された。次世代シークエンス解析にて変異や欠失を検索したところ、共通欠失部位が14か所見出されたが一部に多型が存在していた。臨床病理分類との関連からは特に有意な関連は見出されていなかったが、高分化型ではWntシグナル以外の遺伝子変異がほとんど見出せなかった。画像所見と手術所見からの分類で、標準リスク群、中間リスク・高リスク群として解析したところ、高リスク群である遠隔転移例で有意に変異が見出された部位が2か所に認められた。この部位の遺伝子を同定し、そのsiRNAを作成した。そのsiRNAを細胞株(HepG2、並びにJPHB1,2,3)に導入し、その効果を判定したところ、HepGe2とJPHB3で濃度依存性に増殖が抑制され、細胞増殖にかかわる遺伝子候補であると考えられた。一方、中間リスク群で、多発例、あるいはPRETEXTIVである症例に有意な変異は見出されず、さらなる症例を追加して検討している。昨年同様、JPLT-2及び当科で、全国統一の治療プロトコール(JPLT-1及び-2)で治療され、予後が判明し、さらに腫瘍が保存されている約200例の腫瘍や核酸をと、肝芽腫細胞株としてHepG2とJPLTで樹立したJPHB-1,2,3を用いた。腫瘍および正常DNAを用いてSNPアレイで検出した染色体で高頻度ににLOHが認められる部位として。1q, 2q欠失/増加が認められた。両親のSNPsを検索し、欠失しているアレルの親由来を検討したところ、父方の欠失であった。また、網羅的遺伝子発現を既存全ゲノム型のアレイに検索し、ゲノム異常のある部位や、予後不良例(肝内再発例、遠隔転移例)で有意に発現が変動している遺伝子を12個抽出し、既存の蛍光リアルタイムPCR法で検証し、3つ遺伝子で有意差認め、これらは高リスク群で有意に高値であった。さらに、βーカテニン異常およびテロメラーゼ高活性やTERTの高発現腫瘍でのパスウェイ検討から、Wntシグナル、MAPKシグナル系の活性化と悪性度の関連が示された。次世代シークエンス解析にて遺伝子発現解析を行ったところ、マイクロアレイで検出された遺伝子とWntシグナル、MAPKシグナル系の活性化が確認された。標準リスク群・中間リスク群の解析では、Wntシグナルが共の活性化していたが、さらに、これらに加えてムチン関連遺伝子の活性化が中間リスクで認められた。高リスク群、中間リスク群で活性化している遺伝子siRNAを作成し、肝芽腫細胞株(HepG2、並びにJPHB1,2,3)に導入し、その効果を判定したところ、HepGe2とJPHB2,3でそれぞれ濃度依存性に増殖が抑制され、細胞増殖にかかわる遺伝子候補であると考えられた。そこで、これらの細胞でセロミクス(一細胞プロテオミクス)を行い、細胞内代謝産物の変動を検討して効果判定マーカーの検索を開始した前年度に対象とした検体に加えて、インフォームドコンセントを得ている両親のDNAがあり、欠失部位が染色体の1,2に認められた13組についても検討した。SNPアレイにて検索した遺伝子異常の部位から高頻度に欠失あるいは二本が同一親由来のホモとなっている領域は一番染色体長腕の約200MB領域と二番染色体の長腕の約520MB領域が同定できた。この部位での両親のSNP検索を行うと、母方由来のSNPが多く認められ、有意に父方由来の欠失であった。そこでこの部位にて、インプリンティング遺伝子候補の探索をおこなったところ、それぞれの領域に4,7遺伝子が見出された。

そこで、網羅的遺伝子発現アレイのデータにて、これらの遺伝子発現解析を行ったところ、3遺伝子で発現上昇を認め、これらの遺伝子のネットワーク解析を行い、AFPやムチンなどに関わる遺伝子が見出された。これらの遺伝子の変異や欠失をエクソーム解析から検討したが、この部位には複数の症例での変異や欠失はなく、メチル化の関与が示唆された。一方、βーカテニン異常、TERT、BRG1が制御する遺伝子群のシグナル伝達系から、との関連は検索した範囲内では認められなかった。病理分類や臨床のリスク分類との関連を検討したが、リスクの層別化する分子生物学的因子として有意な遺伝子は見出されず、これらの遺伝子の欠失やメチル化と予後との関連も見出せなかった。選別された遺伝子の状況を肝芽腫細胞株(HepG2、並びにJPHB1, 2, 3)にて検討しところ、1株で欠失、2株で高度のメチル化が認められた遺伝子について、この遺伝子の導入を行ったが細胞形態には特に変化がなかった。現在、得られて遺伝子群は、肝芽腫の発生や悪性度を規定しているものの可能性が高く、この中から、分子法的となるものの選別を継続して行っている。JPLTプロトコール治療された約200例の肝芽腫検体と、肝芽腫細胞株を用いた。腫瘍および正常DNAをSNPアレイで検索ところ、1p、1q、2q染色体に欠失と増加が認めた。また、網羅的遺伝子発現をマイクロアレイにて検索し、ゲノム異常のある部位から予後不良例で有意に発現が変動している遺伝子を12個抽出した。これらを蛍光リアルタイムPCR法で検証したところ、3つ遺伝子で有意差を認め、Wntシグナル、MAPKへの関与とAFPやムチンなどに関わるパスウェイの活性化が見出された。選別された遺伝子を肝芽腫細胞株に導入したところ2株で増殖速度が増加し、分子標的となる可能性が示唆された。小児肝腫瘍のうち、予定していた臨床検体約200検体と細胞株の解析を3年間で行う研究であり、二年目は予後調査の終了している臨床検体とともに欠失あるいはLOHになているアレルの親由来を解析した。また、悪性度と関連している遺伝子群をリスク別に抽出して、それらの遺伝子のsiRNAを作成し、増殖抑制効果を見出した。さらにこれらの細胞セルテスティングまでは至っており、肝芽腫の悪性度を規定している分子標的遺伝子候補が見いだされてつつあり、本年度の本研究の達成目標はほぼ達成できていると考えている。27年度が最終年度であるため、記入しない。小児外科学、小児腫瘍学平成26年度に解析した結果に加えて分子標的となる遺伝子の詳細な機能と共のこれらの抑制による細胞株の増殖抑制効果、さらにこれに伴う細胞内代謝変動をセルテスティングで検討し、効果判定マーカーを見出す。一方、網羅的遺伝子変化の検索とともに、ホモとなっている部位での欠失領域とともに欠失アレルの由来の検討を継続し、肝芽腫発生と進展に関わっているインプリンティング遺伝子の同定する。これらを総合的に解析し、Wntシグナル異常、テロメラーゼとネットワーク解析とともに、遺伝子変異、欠失、さらにmiRNA発現解析を行い、リスク判定に寄与する確実な因子の同定を行い、セルテスティング、アニマルテスティングを通じて、目的とする分子標的を確定し、臨床応用に向けて検討しうる前臨床研究データとする方針である。小児肝腫瘍のうち、予定していた臨床検体約200検体と細胞株の解析を3年間で行う研究であり、初年度は予後調査の終了している臨床検体を中心に解析した。
中山間地域の高齢者の居住継続を支援するICTツール開発に向けた基礎研究

本研究では、中山間地域に居住する高齢者に関するデータベース作成を目的とした。調査対象として、高齢化・過疎化が進行し、中山間地域が多く存在する4県に居住する高齢者を選定した。高齢化・過疎化が進行した中山間地域に居住する高齢者に対し、アンケートでQOL調査(WHO/QOL-26、SF-36)、主観的幸福感調査(PGCモラールスケール、SUBI)、聞き取り調査で生活上で直面している問題等を捉えた。本研究及びこれまでに実施してきた中山間地域での調査結果のデータを統合し、MySQLによる集落データベースを構築した。本研究は、高齢化・過疎化が進行した中山間地域に居住する高齢者の居住継続可能条件について、新たな指標化を試みる。そして、ICT機器を用いてアプリケーション開発に着手し、居住継続条件のデータベース化及び汎用性をもたせるためのシステムを構築することを目的としている。研究初年度となる平成28年度は、1)先行研究の分析、2)QOL及び幸福感アンケート調査実施、3)調査の分析を実施する計画とした。研究計画にたてた「ICT機器を用いたアプリケーション開発」遂行のため、必要となるプログラミング(java、javascript、PHP、objective-c、swift等)やデータベース(SQL等)について、関連機関と複数回研究協議し、アプリケーション開発を検討した。調査対象である中山間地域農村に居住する集落区長に対しニーズ調査を実施し、研究の経過に伴い作成予定であるICT機器を用いたアプリケーションへのニーズを把握した。調査対象の集落区長に対し、居住高齢者のQOL調査(主観的QOL「WHO/QOL-26」、客観的QOL「SF-36」)、及び主観的幸福感調査(PGCモラールスケール、SUBI)について了承を得た。調査対象となる集落が属する行政担当者に対し、本研究の目的及び研究計画について説明し、調査対象集落への調査について承諾を得た。また、行政区に属する中山間地域集落の高齢者に関連する資料等を得た。これらの研究成果については、日本農村生活学会等の現在関連学会にて投稿・発表予定である。研究計画にたてた「ICT機器を用いたアプリケーション開発」遂行のため、必要となるプログラミング言語(java、javascript、objective-c、swift等)について、関連機関と複数回研究協議し、アプリケーション開発を検討した。研究初年度の28年度は、研究計画にたてた「中山間地域に居住する高齢者に関するデータベース作成」「ICT機器を用いたアプリケーション開発」に向け、基礎研究を遂行した。具体的には、1)データベース作成に伴って必要となるMySQL言語の習得、データベースの構築方法等について、関連機関と協議した。2)アプリケーション開発等に必要となる技術の習得に向け、プログラミング言語(java、javascript、objective-c、swift)を関連機関と複数回協議した。3)中山間地域農村の集落区長に対しニーズ調査を実施し、居住者にとって有益となるアプリケーション、データベースの内容について、ニーズを把握した。4)居住高齢者のQOL調査(主観的QOL「WHO/QOL-26」、客観的QOL「SF-36」)、及び主観的幸福感調査(PGCモラールスケール、SUBI)について了承を得た。研究2年目29年度は、中山間地域に居住する高齢者にQOL調査(主観的QOL「WHO/QOL-26」、客観的QOL「SF-36」)、及び主観的幸福感調査(PGCモラールスケール、SUBI)を実施した。また、合わせて聞き取り調査を実施し、アンケートで捉えた調査内容を補完した。これらの調査およびこれまでに実施してきた中山間地域での調査結果のデータに基づき、MySQLによる集落データベースを構築した。アンケートで捉えた結果については、SPSSを用いて計量的分析を行った。研究2年目となる平成29年度は、初年度の調査の結果をふまえ、フィールドワーク調査を実施し、質的調査から中山間地域の生活実態を捉える。フィールドワーク調査では、生活問題で設定した1)健康面、2)経済面、3)インフラ面、4)人間関係面を質的に捉える。

また、初年度の研究実施に引き続いて、WHO/QOL-26、SUBI、SF-36のアンケート調査を調査対象者に複数回実施し、計量的分析を実施して、調査データの精度を高める。高齢者福祉平成28年度の経費について、購入計画だった物品、旅費いずれについても、概ね当初のね予定通り使用している。本研究課題は2年間のものであるため、残額分については予算残額調整による消耗品購入を避け、次年度以降に改めて研究費目と合わせて使用する計画とした。28年度の予算残額分については、平成29年度研究計画上の消耗品、旅費等と合わせて滞りなく使用する予定である。
グラファイトに吸着した単分子膜の構造熱力学的研究

本研究課題では,グラファイト表面に物理吸着して単分子膜を形成した系を対象としている。その目的は,これら単分子膜の構造とダイナミックスおよび熱力学的性質を調べることによって,吸着膜内で作用する分子間力や分子運動の様子を明らかにし,2次元系特有の相転移の機構を解明することである。1.具体的に対象とした分子は,アルゴン,クリプトン,窒素,一酸化炭素,亜酸化窒素,メタン(重水素置換体を含む),フッ化メチル,塩化メチル,臭化メチル,ヨウ化メチル,ネオペンタン(重水素置換体を含む),テトラメチルスズ,フッ化スルフリル,六フッ化硫黄,メタノール(重水素置換体を含む),t-ブタノール,C_<60>であった。また,混合系についても調べた。2.実験手段として採用したのは,構造を調べるためのX線回折と中性子回折,タイナミックスを調べるための中性子散乱の実験,熱力学的性質を調べるための吸着等温線と熱容量の測定であった。3.おもな成果(1)2次元固相における相転移の発見・・・吸着等温線の測定によって単分子膜容量を決定した上で熱容量測定を行ったところ,クリプトン,窒素,一酸化炭素,メタン,フッ化メチル,塩化メチル,ネオペンタン,フッ化スリフリル,六フッ化硫黄の単分子膜について固相転移を見いだした。(2)2次元固相の構造決定・・・X線および中性子の回折実験によって,一酸化炭素,メタン,フッ化メチル,ネオペンタン,メタノールの単分子膜の構造を調べた。このうち,フッ化メチルとネオペンタンについては,中性子実験によって構造決定を行うことができた。(3)回転トンネル準位の決定・・・メタン(CH_4とCH_3D)およびフッ化メチルの単分子膜については,極低温(0.4K)で中性子散乱の実験を行うことにより,回転トンネル分裂を直接観測することができた。また,熱容量測定によっても,これを観測した。とくにメタンについては,核スピン変換現象を捉えることができ,常磁性不純物として酸素を混入したときの触媒効果についても調べた。(4)振動状態の解明・・・単分子膜における格子振動と吸着分子の縦振動や回転振動の状態を,中性子散乱実験と熱容量の解析から求めた。とくに,メタン,フッ化メチル,塩化メチル,ネオペンタン,メタノールの単分子膜では,両者を相補的に用いることにより,振動数を正確に求めることができた。(5)2次元柔粘性結晶相の発見・・・球形に近い分子,ネオペンタン,フッ化スルフリル,六フッ化硫黄の単分子膜では,融点直下の固相で分子配向が乱れていることが,熱容量測定と中性子散乱実験によって明らかになった。4.まとめ・・・本研究によって,吸着単分子膜という理想に近い2次元系で,様々な分子について,いわば2次元分子結晶が実現できることが明らかになった。この様な系では,分子間相互作用の微妙なバランスによって,バルク固体よりもバライェティに富む様々な相が実現することも分かった。本研究で採用した手法,すなわち,X線および中性子回折(構造研究),熱力学測定(エネルギー的側面),中性子散乱(ダイナミックスの研究)は,これらを相補的に用いることによって極めて重要な情報が得られることが実証された。5.今後の方針・・・現在,熱力学的測定は大阪大学で,X線回折はオックスフォード大学で,中性子実験はILL(グルノーブル),ISIS(ラザフォード),KENS(高工研),JAERI(原研)で行っている。今後は,強力X線を用いた回折実験をPF(高工研)で行うつもりであるが,中性子実験については,今後とも国際的な共同研究が是非とも必要である。一方で,吸着媒を窒化ホウ素に換えて,単分子膜の誘電測定も進行中であり,こうした多面的な研究によって,近い将来,単分子膜がひとつの物質相として認知されることになろう。

(3)回転トンネル準位の決定・・・メタン(CH_4とCH_3D)およびフッ化メチルの単分子膜については,極低温(0.4K)で中性子散乱の実験を行うことにより,回転トンネル分裂を直接観測することができた。また,熱容量測定によっても,これを観測した。とくにメタンについては,核スピン変換現象を捉えることができ,常磁性不純物として酸素を混入したときの触媒効果についても調べた。(4)振動状態の解明・・・単分子膜における格子振動と吸着分子の縦振動や回転振動の状態を,中性子散乱実験と熱容量の解析から求めた。とくに,メタン,フッ化メチル,塩化メチル,ネオペンタン,メタノールの単分子膜では,両者を相補的に用いることにより,振動数を正確に求めることができた。(5)2次元柔粘性結晶相の発見・・・球形に近い分子,ネオペンタン,フッ化スルフリル,六フッ化硫黄の単分子膜では,融点直下の固相で分子配向が乱れていることが,熱容量測定と中性子散乱実験によって明らかになった。4.まとめ・・・本研究によって,吸着単分子膜という理想に近い2次元系で,様々な分子について,いわば2次元分子結晶が実現できることが明らかになった。この様な系では,分子間相互作用の微妙なバランスによって,バルク固体よりもバライェティに富む様々な相が実現することも分かった。本研究で採用した手法,すなわち,X線および中性子回折(構造研究),熱力学測定(エネルギー的側面),中性子散乱(ダイナミックスの研究)は,これらを相補的に用いることによって極めて重要な情報が得られることが実証された。5.今後の方針・・・現在,熱力学的測定は大阪大学で,X線回折はオックスフォード大学で,中性子実験はILL(グルノーブル),ISIS(ラザフォード),KENS(高工研),JAERI(原研)で行っている。今後は,強力X線を用いた回折実験をPF(高工研)で行うつもりであるが,中性子実験については,今後とも国際的な共同研究が是非とも必要である。一方で,吸着媒を窒化ホウ素に換えて,単分子膜の誘電測定も進行中であり,こうした多面的な研究によって,近い将来,単分子膜がひとつの物質相として認知されることになろう。本研究課題の目的は,興味ある単分子吸着膜系をいくつか選び,これについて熱力学的側面と構造的側面とから実験的研究を行い,これに最近進展の著しい分子動力学計算による理論的裏付けを得ることによって,吸着膜内で作用する分子間力や分子運動,あるいは様々な相転移の詳細を明らかにすることである。本年度に対象とした系と,得られた成果の概要を以下に記す。1.クリプトン単分子膜...熱容量測定によって相図の決定を行い,2次元の格子振動について整合相における特異な挙動を見いだした。2.フッ化メチル単分子膜...中性子回析実験によって構造の決定を行い,熱容量測定によって熱的挙動を調べた。その結果,2次元固相に相転移を見いだし,そのメカニズムを明らかにした。また,分子のトンネル回転運動と格子振動の特異性についても知見を得た。格子振動については,来年度に中性子散乱の実験を行う予定でいる。3.一酸化二窒素単分子膜...一酸化炭素単分子膜でみられた双極子配向の整列化がこの系でも見られるかどうかを熱容量測定によって調べた。
双曲結び目上のレンズ空間,ザイフェルト多様体を生じるデーン手術に関する研究

Thurstonは双曲結び目上のDehn surgeryを行った際、有限個のsurgeryを除き、得られた3次元多様体が双曲構造をもつことを証明した。それでは、その有限個の非双曲Dehn surgeryはどのように生じるのであろうか。これを記述することがDehn surgeryの研究における主要な問題である。本研究では非双曲Dehn surgeryの中でも特に未解決な問題が多く残されているSeifert fiber spaceを生み出すDehnsurgery(Seifert surgery)について研究を進めてきた。トーラス結び目のSeifert surgeryは、トーラス結び目の外部がSeifert fibrationをもっているので、solid torusを埋め戻す際に、その外部のSeifert fibrationのsolid torusへの拡張を観察することによって自然な説明が可能である。それでは、双曲結び目のDehn surgeryでSeifert fiber spaceが生じる現象はどのように説明されるのであろうか?本研究ではSeifert surgeryを個別に調べるのではなく、Seifert surgery全体の集合を考え、それらが構成するネットワークを通じて、Seifert surgeryの間の相互の関係に着目し、Seifert surgeryを大域的に理解することを目標にしている。本研究の第一段階としてSeifert surgeryに対して、seiferterと呼ばれるものを導入し、このseiferterを用いて、各頂点をSeifert surgeryとするネットワーク(Seifert Surgery Network)を定義した。このネットワークはS-latticeと呼ばれる1次元の格子が組合わさった構造をもつており、その組み合わせ構造について詳しく調べ、Seifert Surgery Networkが樹(tree)ではなく、無限個の輪をもつていることが明らかになった。また、ネットワークという視点を導入することにより、これまでに知られているSeifert surgeryの相互関係がはっきり記述できるようになった。特に、非常に多くのSeifert sureryがトーラス結び目上のSeifert surgeryとSeifert Surgery Network内の道でつながつていることが判明した。今後、Seifert Surgery Networkの連結性という最も重要な問題に取り組んでいきたい。Thurstonは双曲Dehn手術理論により、もとの結び目が双曲結び目の場合、有限個の手術を除きDehn手術後も双曲構造をもつことを示した。どのような状況でその有限個の非双曲Dehn手術が生じるのであろうか。本研究では非双曲Dehn手術のうち、特にレンズ空間、Seifert多様体を生成するDehn手術について考察した。レンズ空間を生じるDehn手術はprimitive/primitive構成で説明されることが予想されており、結び目のthin positionとレンズ空間のスパインとの関係からこの予想の解決を目指して研究を進めている。また、レンズ空間の一般化であるSeifert多様体を生成するDehn手術に対しても結び目のthin positionとSeifert多様体のスパインとの関係からSeifert多様体を生み出すDehn手術を許容する結び目の条件についても調べている。特に、このような結び目のトンネル数に関する制限、3次元球面の種数2のHeegaard分解との関係に着目して研究を進めている。平成16年度は、レンズ空間、Seifert多様体内の結び目のDehn手術でいつ3次元球面が得られるかという双体的な立場から研究を進めた。レンズ空間やSeifert多様体のスパインに関して結び目をthin positionに置くことにより、従来のグラフ理論的な考察が可能となるが、本研究ではthin positionを用いたこれまでの研究を振り返り、レンズ空間、Seifert多様体を生成するDehn手術を調べていく上で、改良できる点、一般化できる点を明らかにした。次年度以降もthin positionを用いた研究を詳しく考察していく予定である。また最近構成されたロンジチュウードに沿ったSeifert手術とprimitive/Seifert構成との関連についても現在研究中である。Moserはトーラス結び目のDehn手術を分類し、論文の最後でDehn手術でレンズ空間、Seifertファイバー空間を生み出す結び目はトーラス結び目に限るだろうという予想を提出した。Bailey-Rolfsenはトーラス結び目のあるケーブルのDehn手術でレンズ空間が生じることを示し、Moserの予想を否定的に解決した。その後、Fintushel-Sternによる例をはじめレンズ空間やSeifertファイバー空間を生み出す双曲結び目上のDehn手術の例が多数発見された。トーラス結び目のDehn手術でレンズ空間やSeifertファイバー空間が生じる様子は、トーラス結び目の外部がSeifertファイブレーションをもつので、Dehn手術でそのSeifertファイブレーションがどのように拡張されるかを見ることによって自然な説明が可能である。それでは、双曲結び目のDehn手術でSeifertファイバー空間が生じる現象はどのように説明されるのだろうか?本研究ではSeifert手術を個別に調べるのではなく、Seifert手術全体の集合を考え、それらが構成するネットワークを通じて、Seifert手術間の相互の関係に着目し、Seifert手術を大域的に理解することを目標にしている。3次元球面内の結び目Kと整数mの組に対して、Kをm-手術yして得られた多様体がSeifertファイバー空間のとき、組(K, m)をSeifert surgeryと呼ぶ。また、Seifert surgery(K, m)に対し、次の性質をみたす結び目cをSeifert surgery(K, m)のseiferterと呼ぶ。(1)cはS^3内の自明な結び目、(2)cは手術後のSeifertファイバー空間のあるSeifertファイブレーションに関してファイバーになる。2つのSeifert surgeryがあるseiferterのtwistでうつりあうとき、それらを辺でつなぐことによってSeifert surgeryからなるネットワークを構成することができる。