hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
心筋虚血再潅流モデルにおけるCCケモカイン受容体欠損と再潅流障害抑制効果

梗塞領域に対するゼラチン分解活性陽性面積は、CCR2欠損マウスにて有意に抑制されていた。前年度から、CCR2欠損マウスにおける心筋虚血再灌流障害抑制効果を検討している。再灌流後6時間、1、3、7日の時点で心筋梗塞形成度、梗塞巣内の炎症細胞浸潤度と梗塞組織リモデリングを比較検討した。心筋虚血領域における炎症細胞浸潤度を比較検討したところ、マクロファージの梗塞内浸潤度は、CCR2欠損マウスにて有意に抑制されていた。TTC染色により心筋虚血に曝された領域における心筋梗塞領域の割合(Infarct/AAR)を算出したところ、虚血再灌流3日後のInfarct/AARはwild-typeマウスでは37.3±2.2%であったのに対し、CCR2欠損マウスでは22.4±2.4%と梗塞領域が有意に軽減していた。また、再灌流7日目の線維化の程度をハイドロキシプロリン定量により検討すると、CR2^<-/->マウス(0.54±0.1μg/mg)ではwild-typeマウス(0.92±0.1μg/mg)に対し有意に減少していた。細胞外マトリックスの分解酵素であるMatrix Metalloproteinasesの活性をin situ zymographyを用いて検討し、ゼラチン分解活性が生じた領域の面積を算出したところ、梗塞領域に対するゼラチン分解活性陽性面積は、CCR2欠損マウスにて有意に抑制されていた。虚血再灌流後の酸化ストレスの増加におけるCCR2欠損の影響を検討したところ、NADPHoxidase活性、免疫染色におけるnitrotyrosineの染色強度、inducible NOS、およびチオレドキシン1の遺伝子発現はwild-typeマウスと比較してCCR2欠損マウスにて有意に減少していた。以上の結果より、MCP-1/CCR2のシグナルを遮断することにより虚血再灌流後のMMP活性および酸化ストレスが軽減し、心筋虚血再灌流傷害を軽減できる可能性が示唆された。
運動計測情報に基づく人間の日常生活動作認識モデルに関する研究

人の動作の認識は,新たなマンマシンインタフェースとして,あるいは人を支援する目的のため,人の監視用としてなど様々な応用が考えられる.従来の動作認識研究においては,手話やロボットへの明示的な指示など,ある一定の意味を与えられた動作を認識する例が多い.本研究では,日常的な動作の把握なども視野に入れ,特定の意味を持たない動作を認識対象として選択する.このような動作の認識における「正解」は人による認識結果であるという立場から,人に近い認識結果を得られるような手法を提案し,計算機デスクリプションモデルを開発した.人の動きの情報をもつモーションキャプチャファイルを入力として,リアルタイムでの認識結果に加え,人の認識により近いと思われるファイル単位で要約された認識結果を出力する.この手法は,人に近い認識を行うために,人により抽出された特徴量の利用,複数動作の同時認識,短い時間単位での認識結果の要約という特徴を持つ.また,日常生活動作計測データを蓄積してその分析を行なった.さらに,人の動作認識との比較実験を,ヒドンマルコフモデル(HMM)あるいは連続DP(CDP)を用いた手法を実装したものとともに行なって提案手法の有効性を確認した.人の動作の認識は,新たなマンマシンインタフェースとして,あるいは人を支援する目的のため,人の監視用としてなど様々な応用が考えられる.従来の動作認識研究においては,手話やロボットへの明示的な指示など,ある一定の意味を与えられた動作を認識する例が多い.本研究では,日常的な動作の把握なども視野に入れ,特定の意味を持たない動作を認識対象として選択する.このような動作の認識における「正解」は人による認識結果であるという立場から,人に近い認識結果を得られるような手法を提案し,計算機デスクリプションモデルを開発した.人の動きの情報をもつモーションキャプチャファイルを入力として,リアルタイムでの認識結果に加え,人の認識により近いと思われるファイル単位で要約された認識結果を出力する.この手法は,人に近い認識を行うために,人により抽出された特徴量の利用,複数動作の同時認識,短い時間単位での認識結果の要約という特徴を持つ.また,日常生活動作計測データを蓄積してその分析を行なった.さらに,人の動作認識との比較実験を,ヒドンマルコフモデル(HMM)あるいは連続DP(CDP)を用いた手法を実装したものとともに行なって提案手法の有効性を確認した.
エピジェネシスによる上皮癌の遺伝子発現制御

成体器官の上皮細胞やそれから発生する上皮癌細胞の遺伝子発現が、それをとり囲む間質によって指導され、変更されうるかを追求するのが目的であり、本年度に次の諸点が解明された。(1)成体ラット膀胱上皮の形態的及び機能的分化は極めて容易に変更しうることがわかった。成体膀胱上皮は胎児尿生殖洞間質の存在下で分化転換を行ない、前立腺上皮に変わる。(2)成体ラットの実験的膀胱発癌において、膀胱発癌剤の標的組織は膀胱上皮である。発癌剤に曝露された膀胱上皮の発癌は、発癌剤に曝されていない間質と組合せた場合にも起る。ただし、間質も発癌剤で処理されてあれば、発癌はさらに促進される。逆に、発癌物質の存在は証明されなかった。(3)成体マウスまたはラットの実験的乳癌発生においても、上皮を発癌に到らしめる発癌間質は存在しないことが明らかにされた。乳癌の発癌剤に曝露された乳腺間質内に正常乳腺上皮細胞を移植したが、乳癌は発生しない。この場合も、発癌剤の標的組織は上皮であることが明らかになったが、発癌剤処理間質は発癌を促進する。(4)乳癌発生のさい、異常な間質が出現することが明らかになった。乳癌の発癌剤をラットに投与し、発癌剤処理間質の細胞を培養したところ、培養液中にMA(筋腱抗原)が証明された。MAは分子量24万の糖蛋白であるが、正常成体乳腺間質にはなく、胎児乳腺間質と乳癌間質に検出された。乳癌間質での、この胎児性糖蛋白の再現が、発癌の原因かどうかは現在研究中である。(5)成体イモリの皮膚パピローマ細胞は正常組織にない蛋白をもつことが証明されたが、培養条件の変化により、その発現を変更しうることがわかった。即ち、パピローマ細胞を高温・低温処理または再生類胚の中胚葉分化誘導因子にインビトロで曝露すると、分裂指数の低下、組織形態の正常化、パピローマ特異蛋白の消失、C蛋白の出現などがおきた。
超小型電磁式ワイヤレスセンサーを用いた防災・環境モニタリングの実現

本申請研究では電池駆動の無線通信器と小型センサとの組み合わせにより、地盤災害監視装置および都市環境モニタリングのためのセンサユニットのハードとソフトを開発することを目的とした。平成18年度の研究成果は下記の通りである。(1)防水機能を有するハウジングの開発を行った。また、車を利用した環境モニタリングのためのハウジングの開発を行った。(2)センサからの出力データを汎用ソフトで分析し、データベース化するシステムの検討を行った。(3)温度、湿度、照度、気圧、加速度が計測できるマイクロセンサを入手し、無線通信によってデータが出力されることを確かめた。温度センサ、湿度センサについては、精度検証を行った。また、無線通信システムについては、アドホックネットワークの確認、および屋外での通信距離の確認、遮蔽物による通信障害の影響についても実験を行った。(4)ヒートアイランドモニタリングに応用可能な、移動体による環境モニタリングシステムの基礎的研究を行った。平成19年度の研究成果は下記の通りである。(5)現場実証実験として、屋内の温湿度をリアルタイム監視できるシステムを構築した。その際、最適なセンサの配置形状の検討を行うとともに、防火扉などの無線通信が困難な環境下におけるシステムの安定性を実現した。(6)屋外の実証実験としては、高速道路沿いのり面において、センサネットワークの通信実験を行い、最適な通信距離およびセンサの配置形状について検討を行った。センサについては傾斜計、水位計、雨量計、サクション計、土壌水分計、カメラについて検討を行い、実証実験が行えるよう通信手法とセンサの設置手法に関する基本設計までを終了した。(7)道路沿いのり面監視および都市環境モニタリングに関する基礎データベースを作成した。本年度の研究実施計画は下記の通りである。(1)屋外で使用可能な無線マイクロセンサのハウジング開発(2)センサからの出力データをリアルタイムで分析できるシステムの開発(3)本研究に適合するセンサの入手とその実証実験上記計画に対する研究成果は下記の通りである。上記計画以外の研究成果(1)移動体による環境モニタリングシステムの構築温度・湿度・気圧が計測でき、GPS機能を有する無線マイクロセンサを車に搭載し、街中を走る。1秒毎の観測データを車内のパソコンにリアルタイムに記録する。記録されたデータを地形図・高分解能衛星データなどをプラットフォームとした地理情報システム上に表示し、気温マップなどの気象マップが短時間で作製できるシステムを構築した。1時間車を走らせることで約3600点の計測データを取得することができ、従来の気象観測点などのデータ密度に比べて極めて高密度な計測が可能となる。以上のことから、ヒートアイランド現象などの観測に応用可能である。
摂食・嚥下障害への低周波治療-新しい訓練法の開発と内視鏡による効果判定-

口腔期の摂食・嚥下障害で、口腔後方への送り込み障害が顕著な症例や、口腔期と咽頭期の連携が不十分な摂食・嚥下障害患者に対して、低周波治療を施行し、嚥下関連器官の動態変化をビデオ内視鏡により観察したところ、低周波通電に従い、舌根部の軽度挙上、喉頭蓋の翻転傾向、披裂軟骨の内転傾向、梨状陥凹の拡大が認められ、嚥下機能の改善が確認された。したがって、摂食・嚥下障害に対する低周波治療の有効性が示唆された。摂食・嚥下障害で口腔期での舌の後方送り込み障害が顕著な症例や、口腔期と咽頭期との連携が不十分な症例に対して、外舌筋と舌骨上筋群を対象に、低周波治療を行ったところ、健常者において通電に伴い、舌根部の軽度挙上、喉頭蓋の翻転傾向、被裂軟骨の内転運動と声門閉鎖傾向、梨状陥凹の拡大が観察された。今年度においては、本法の有効性を摂食・嚥下障害患者で検証し、低周波による嚥下関連器官の動態変化を内視鏡的に分析することを目的に研究を行った。本学の主研修病院である新潟リハビリテーション病院の摂食・嚥下障害患者2名を対象に、低周波治療器(OG-GIKEN社製PURSECURE-PRO KR-7)を使用して、オトガイ下から甲状軟骨上部までの顎下部皮膚上に、正中をはさんで両側平行に低周波電極を装着し、40Hz・3256Vの条件下で、間歇的に通電を行い、舌根部の軽度挙上、喉頭蓋の翻転傾向、梨状陥凹の拡大が認められた。この嚥下関連器官の動態変化は、片麻痺患者の場合、麻痺側より健常側での動態変化がより大きく観察された。嚥下反射を誘発することは困難であったが、その前段階まで誘導することが可能であり、本法が口腔期や咽頭期における摂食・嚥下障害の改善に有効である可能性が示唆された。尚、2006年3月23日25日にアメリカ合衆国、アリゾナ州、スコッツデールで開催された第14回嚥下障害研究学会においても、特別セッションとして、嚥下障害に対する治療法としての電気刺激に関して、複数の研究者からの発表があり、訓練法としての電気刺激がトピックとして取り扱われていることから、本方法は、その刺激方法が若干異なるものの、その有効性には確実性があることが示唆され、今後さらに検証していく必要があると考えられた。摂食・嚥下障害で口腔期での口腔後方への送り込み障害が顕著な症例や、口腔期と咽頭期との連携が不十分な摂食・嚥下障害患者に対して、低周波治療を試行し、嚥下関連器官の動態変化をビデオ内視鏡により観察したところ、低周波通電に従い、舌根部の軽度挙上、喉頭蓋の翻転傾向、披裂軟骨の内転傾向、梨状陥凹の拡大が認められた。この動態変化は、健常者においては、電極の装着位置を顎下部に左右対称にすることで、ほぼ左右対称の変化が観察されたのに比し、片麻痺患者の場合、麻痺側より健常側での動態変化がより大きく観察された。今年度においてはさらに本法の有効性を検証するため、引き続き摂食・嚥下障害患者に低周波治療を行い、嚥下関連器官の動態変化を内視鏡的に分析する事を目的に研究を行った。本学の主研修病院である新潟リハビリテーション病院の摂食・嚥下障害患者を対象に、低周波治療器(OG-GIKEN社製PURSECURE-PRO KR-7)を使用して、オトガイ下から甲状軟骨上部までの顎下部皮膚上に、正中をはさんで両側平行に低周波電極を装着し、40Hz・3256Vの条件下で、間歇的に通電を行い、舌根部の軽度挙上、喉頭蓋の翻転傾向、梨状陥凹の拡大が認められた。この通電中の嚥下関連器官の動態変化は、片麻痺患者の場合、麻痺側より健常側での動態変化がより大きく観察された。週1回、約3か月間の低周波治療により、片麻痺の患側の嚥下器官の活動性の向上により、ほぼ対称的な運動が観察された。本法が口腔期や咽頭期における摂食・嚥下障害の改善に有効である可能性が示唆された。尚、本研究結果に関し、アメリカ合衆国ボルチモアのJohns Hopkins Univ. School of MedicineのPalmer教授(前嚥下障害研究学会(米国)会長)の指導を受けるとともに、同大学の最新の嚥下治療の調査研究を行った。

口腔期の摂食・嚥下障害で、口腔後方への送り込み障害が顕著な症例や、口腔期と咽頭期との連携が不十分な摂食・嚥下障害患者に対して、低周波治療を試行し、嚥下関連器官の動態変化をビデオ内視鏡により観察したところ、低周波通電に従い、舌根部の軽度挙上、喉頭蓋の翻転傾向、披裂軟骨の内転傾向、梨状陥凹の拡大が認められた。この動態変化は、健常者においては、電極の装着位置を顎下部に左右対称にすることで、ほぼ左右対称の変化が観察されたのに比し、片麻痺患者の場合、麻痺側より健常側での動態変化がより大きく観察された。今年度においてはさらに本法の有効性を検証するため、引き続き摂食・嚥下障害患者に低周波治療を行い、嚥下関連器官の動態変化を内視鏡的に分析する事を目的に研究を行った。本学の主研修病院である新潟リハビリテーション病院の摂食・嚥下障害患者を対象に、低周波治療器(OG-GIKEN社製PURSECURE-PRO KR-7)を使用して、オトガイ下から甲状軟骨上部までの顎下部皮膚上に、正中をはさんで両側平行に低周波電極を装着し、40Hz・3256Vの条件下で、間歇的に通電を行った。この結果、通電中の嚥下関連器官の動態変化は、片麻痺患者の場合、麻痺側舌根部の軽度挙上、喉頭蓋の翻転傾向、梨状陥凹の拡大が認められた。この通電中の嚥下関連器官の動態変化は、麻痺側より健常側がより大きく観察された。週1回、約3か月間の低周波治療により、片麻痺の患側の嚥下器官の活動性の向上により、ほぼ対称的な運動が観察された。さらに、頚部のマッサージを加えた場合の嚥下器官の動態を観察したところ、低周波とは異なる動態が観察され、両者を組み合わせることで、さらに効果的な訓練効果が得られる可能性が示唆された。尚、本研究結果に関し、2008年3月6日8日、アメリカ合衆国、南カロライナ州チャールストンで開催された第16回嚥下障害学会にて発表を行った。摂食・嚥下障害で、口腔後方への送り込みが困難な口腔期障害の症例や、口腔期と咽頭期との連携が不十分な摂食・嚥下障害患者に対して、低周波治療を行い、嚥下関連器官の動態変化をビデオ内視鏡により観察したところ、低周波通電に従い、舌根部の軽度挙上、喉頭蓋の翻転傾向、披裂軟骨の内転傾向、梨状陥凹の拡大が認められた。昨年度の研究結果から本法は従来の嚥下リハビリテーションである頚部マッサージを併用することが有効であることが示唆された。今年度においてはさらに本法の有効性を検証するため、食道入口部開大不全を呈する重度の咽頭期障害患者に、低周波治療を他のリハビリテーションと併用して行い、嚥下関連器官の動態変化を内視鏡的に分析する事を目的に研究を行った。本学の主研修病院である新潟リハビリテーション病院通院中で、脳幹梗塞後遺症により食道入口部開大不全を有する重度の摂食・嚥下障害患者で、従来のリハビリテーションである頚部マッサージとバルーン法を行っていたが、嚥下機能の改善が乏しい症例を対象として、低周波治療(OG-GIKEN社製PURSECURE-PRO KR-7)を併用して行った。オトガイ下から甲状軟骨上部までの顎下部皮膚上に、正中をはさみ両側平行に低周波電極を装着し、40Hz・3256Vの条件下で、間歇的通電を行った。この結果、舌根部の軽度挙上、喉頭蓋の翻転傾向、梨状陥凹の拡大が認められ、食塊の食道入口部通過も観察された。低周波治療を頚部マッサージとバルーン法に併用することにより、嚥下関連器官の活動性の向上が観察された。したがって本法は、従来の嚥下リハビリテーションを併用することで、効果的な訓練効果が得られる可能性が示唆された。尚、本研究結果に関し、2009年3月57日、アメリカ合衆国ルイジアナ州ニューオリンズで開催された第17回嚥下障害学会にて発表を行った。
オレキシンレセプターの細胞内情報伝達の解明

オレキシン受容体は、最近睡眠覚醒にオレキシンが重要な役割を演じていることが示唆されているGタンパク結合受容体である。一方、麻酔薬はすべて就眠作用をもち、その機序に興味が持たれているが、未だにその作用機序は完全に解明されていない。麻酔中の動物の脳内にオレキシンを注入すると、麻酔から直ちに覚醒する事が研究者間で観察されている。これらの事からオレキシンと麻酔就眠作用との間で何らかの関係が考えられるが、詳しい検討は全くなされていない。一方、アフリカツメガエル卵母細胞発現系はCa^<2+>依存性C1^-チャンネルをもち、PLCを介した細胞内Ca^<2+>の変動により、容易にGq蛋白結合受容体への薬物の反応を電気生理学的に解析でき、更に、細胞内リン酸化酵素の解析も同時にできるため、麻酔薬のG蛋白結合受容体に対する作用を解析する手段として非常に有効である。今年度の研究においては昨年に引き続き、オレキシン受容体の細胞内情報伝達系の解明とこれらの麻酔機序との関わりを明らかとするために、オレキシン受容体RNAをアフリカツメガエル卵母細胞発現系に注入し発現させ、吸入麻酔薬や静脈麻酔薬がオレキシA受容体にいかに作用するかを検討した。オレキシン受容体Aは吸入麻酔薬ハロセン、イソフルラン、エンフルラン、ジエチルエーテルによって臨床濃度内で濃度依存性に抑制されていることが明らかとなった。さらにオレキシン受容体Aは静脈麻酔薬ペントバルビツレート、プロポフォール、ケタミンによっても臨床濃度内で濃度依存性に抑制されていることが明らかとなった。予備的な結果であるがオレキシンBに関しては吸入麻酔薬イソフルランや静脈麻酔薬ペントバルビツレートが抑制をしている結果を得た。現在、その機序を検討中であり、プロテインキナーゼCなどの燐酸化酵素などの作用に注目し、今後はこれら機序を中心に明らかにしたいと考えている。オレキシン受容体は、最初リガンドが不明なGタンパク結合受容体(オーファンレセプター)として同定され、最近睡眠覚醒にオレキシンが重要な役割を演じていることが示唆されている。一方、アフリカツメガエル卵母細胞発現系はCa^<2+>依存性Cl^-チャンネルをもち、PLCを介した細胞内Ca^<2+>の変動により、容易にGq蛋白結合受容体への薬物の反応を電気生理学的に解析でき、更に、細胞内リン酸化酵素の解析も同時にできるため、麻酔薬のG蛋白結合受容体に対する作用を解析する手段として非常に有効である。今年度の研究において、オレキシン受容体の細胞内情報伝達系の解明とこれらの麻酔機序との関わりを明らかとするために、(1)オレキシン受容体(オレキシン受容体A,オレキシン受容体B)がどのタイプのG蛋白を介した細胞内情報伝達系を形成しているのか探るため,オレキシン受容体RNA(A及びB)をアフリカツメガエル卵母細胞発現系に注入し発現させ、オレキシン受容体がGq蛋白を介しているのかを確認した。また、Gi/GqのキメラG蛋白RNAと同時にオレキシン受容体RNAを注入し発現させ、オレキシン受容体がGi蛋白を介しているかを確認した。(2)次に、オレキシン受容体RNAをアフリカツメガエル卵母細胞発現系に注入し発現させ、吸入麻酔薬や静脈麻酔薬がオレキシン受容体(A及びB)にいかに作用するのかを検討した。その結果オレキシン受容体(オレキシン受容体A,オレキシン受容体B)はGq蛋白を介しているという結果を得た。さらに、予備的な結果であるがオレキシンAに関しては吸入麻酔薬や静脈麻酔薬が抑制をしている結果を得た。現在,その機序を検討中であり,来年度はこれらを明らかにしたいと考えている。オレキシン受容体は、最近唾眠覚醒にオレキシンが重要な役割を演じていることが示唆されているGタンパク結合受容体である。一方、麻酔薬はすべて就眠作用をもち、その機序に興味が持たれているが、いまだにその作用機序は完全に解明されていない。

今年度の研究においては昨年に引き続き、オレキシン受容体の細胞内情報伝達系の解明とこれらの麻酔機序との関わりを明らかとするために、(1)オレキシン受容体(オレキシン受容体A,オレキシン受容体B)がどのタイプのG蛋白を介した細胞内情報伝達系を形成しているのか探るために、オレキシン受容体RNA(A及びB)をアフリカツメガエル卵母細胞発現系に注入し発現させ、オレキシン受容体がGq蛋白を介しているのか確認した。またGi/GqのキメラG蛋白RNAと同時にオレキシン受容体RNAを注入し発現させ、オレキシン受容体がGq蛋白を介しているか確認した。(2)次に、オレキシン受容体RNAをアフリカツメガエル卵母細胞発現系に注入し発現させ、吸入麻酔薬や静脈麻酔薬がオレキシン受容体(A及びB)にいかに作用するかを検討した。その結果オレキシン受容体(オレキシン受容体A,オレキシン受容体B)は吸入麻酔薬によって臨床濃度で抑制されていることが明らかとなった。さらに予備的な結果であるがオレキシンAに関しては吸入麻酔薬や静脈麻酔薬が抑制をしている結果を得た。現在、その機序を検討中であり、来年度はこれらを機序を中心に明らかにしたいと考えている。オレキシン受容体は、最近睡眠覚醒にオレキシンが重要な役割を演じていることが示唆されているGタンパク結合受容体である。一方、麻酔薬はすべて就眠作用をもち、その機序に興味が持たれているが、未だにその作用機序は完全に解明されていない。麻酔中の動物の脳内にオレキシンを注入すると、麻酔から直ちに覚醒する事が研究者間で観察されている。これらの事からオレキシンと麻酔就眠作用との間で何らかの関係が考えられるが、詳しい検討は全くなされていない。一方、アフリカツメガエル卵母細胞発現系はCa^<2+>依存性C1^-チャンネルをもち、PLCを介した細胞内Ca^<2+>の変動により、容易にGq蛋白結合受容体への薬物の反応を電気生理学的に解析でき、更に、細胞内リン酸化酵素の解析も同時にできるため、麻酔薬のG蛋白結合受容体に対する作用を解析する手段として非常に有効である。今年度の研究においては昨年に引き続き、オレキシン受容体の細胞内情報伝達系の解明とこれらの麻酔機序との関わりを明らかとするために、オレキシン受容体RNAをアフリカツメガエル卵母細胞発現系に注入し発現させ、吸入麻酔薬や静脈麻酔薬がオレキシA受容体にいかに作用するかを検討した。オレキシン受容体Aは吸入麻酔薬ハロセン、イソフルラン、エンフルラン、ジエチルエーテルによって臨床濃度内で濃度依存性に抑制されていることが明らかとなった。さらにオレキシン受容体Aは静脈麻酔薬ペントバルビツレート、プロポフォール、ケタミンによっても臨床濃度内で濃度依存性に抑制されていることが明らかとなった。予備的な結果であるがオレキシンBに関しては吸入麻酔薬イソフルランや静脈麻酔薬ペントバルビツレートが抑制をしている結果を得た。現在、その機序を検討中であり、プロテインキナーゼCなどの燐酸化酵素などの作用に注目し、今後はこれら機序を中心に明らかにしたいと考えている。
高緯度北極域陸上生態系における炭素循環の時空間的変動の機構解明と将来予測

本研究は、高緯度北極スバールバールの陸上生態系を主な調査地とし、遷移段階ごとに炭素吸収系と放出系に対する環境要因の影響を調べ、それをもとに炭素循環モデルを構築し、炭素循環に与える環境変動の影響を予測することを目的とした。主な成果は以下のとおりである(1)氷河末端から海岸まで2.6kmの3本のラインに沿って植生、バイオマス、土壌炭素の分布を調査し、植生と土壌要因との関係を明らかにした。(2)遷移後期における秋期の生態系純生産量(NEP)を測定し、環境要因との関係を検討した。(3)地衣類1種の光合成・呼吸活性と環境要因との関係を調べ、それをもとにモデルを作成し、過去9年間にわたる生産量の変動と温暖化の影響について検討した。(4)遷移段階ごとの光合成生産を調べる目的で、調査地を代表する3種の維管束植物の光合成、呼吸特性を光合成・蒸散測定装置を用いて調べた。(5)調査地におけるメタンの発生状況とそれに与える環境要因の影響を調査し、その空間的変動要因について検討した。(6)スバールバールおよびカナダの高緯度北極で採取された土壌について、微生物群集構造の指標となるリン脂質脂肪酸の分析を行い、遷移と微生物群集との関連について検討した。(7)冬期の土壌呼吸活性を把握するために、雪面からのCO_2放出速度を推定した。また、積雪下から採取したリターの低温域(-13°C+5°C)におけるCO_2放出速度を測定した。(8)土壌微生物のバイオマスと呼吸活性の制限要因を検討するため、現地で採取した土壌に炭素源、窒素源を添加し、その影響を検討した。(9)土壌深層の炭素動態における微生物の役割を調べる目的で、土壌深層中のATP量を測定し、深層土壌においても微生物が存在することを確認した。(10)これまでに得られたデータをもとに、高緯度北極陸上生態系の炭素循環モデルを構築し、その有効性について検討した。現地の夏期から秋期に相当する8月初旬から9月中旬にかけて、2名(大塚と研究補助1名)が高緯度北極スピッツベルゲン島スバールバールに滞在し調査を行った。現在までの成果は以下の通りである。1、広域にわたる植生および土壌炭素量の分布を明らかにするために、氷河先端から海岸まで5本のライントランセクトを設定し、200mおきに植生調査と土壌のサンプリングを行った。植生についてCCA、TWINSPANによる解析を行った結果、遷移の進行にともなう土壌発達のほかに、土壌のpHが維管束植物の分布に影響している可能性が示された。土壌については層別に全炭素、窒素の分析を行っているが、サンプル数が多いため、現在も継続中である。また、土壌微生物バイオマスの指標となる脂肪酸の分析を行うための準備を進めている。2、携帯用光合成蒸散測定システム(本年度購入設備備品)を用いて、遷移後期に優占するキョクチヤナギSalix polarisとカギハイゴケSanionia uncinataの混生群落における秋期の生態系純生産量(NEP)を測定した。すでに測定が終わっている生育盛期と異なり、秋期では、ヤナギの葉の老化が進む結果、コケの活性がNEPの値を左右していた。すなわち、降雨後のコケの活性が高いときはNEPは正の値(CO_2の吸収)で、明瞭な光依存性を示すが、乾燥してコケの活性が抑制されているときは、NEPの光依存性は小さく、NEPが負になる場合も認められた。

3、地衣類の光合成・呼吸活性と温度、光、水分との関係を調べ、気象データから地衣の生産量を推定するためのモデルを作成し、過去9年間にわたる地衣の生産量の推定を行った。現地の盛夏に相当する7月中旬から8月中旬にかけて、3名(大塚と研究協力者2名)が高緯度北極スバールバールに滞在し調査を行った。本年度は、炭素循環の広域的な評価の基礎となる遷移段階ごとの光合成生産、メタン発生速度を中心に研究を行い、微生物バイオマスについても研究を行った。おもな成果は以下の通りである。1.調査地を代表する維管束植物としてSalix polaris, Dryas octopetala, Saxifraga oppositifoliaの3種を調査対象とし、光合成、呼吸特性を光合成・蒸散測定装置を用いて調べた。葉バイオマスあたりの最大光合成速度はSalix, Dryas, Saxifragaの順に高く、生育地の光量子密度のデータを用いて日積算光合成量を推定した結果もSalixが最も高かった。遷移段階に沿った種の分布様式および光合成特性から、遷移初期の生態系での炭素吸収にはSaxifragaが重要な役割をもち、さらに遷移が進んだエリアではSalixが重要な役割をもつことが示唆された。2.調査地におけるメタンの発生状況とそれに与える環境要因の影響を調査した。氷河後退域の2本のラインに沿って20mおきにチャンバーを設置し、真空バイアルビンを用いて土壌から放出される空気を採取した。採取した空気サンプルは日本に持ち帰り、メタン濃度をガスクロマトグラフィーで混定した。メタンの発生速度は場所により大きく異なり、メタンを発生している地点から吸収している地点まであった。メタンの発生速度と土壌化学特性との間には明瞭な関係は認められなかったが、土壌呼吸速度との間には正の相関が認められた。3.現地で採取された土壌について、微生物バイオマスの指標となるリン脂質脂肪酸の分析を進めている。また比較のため、カナダの高緯度北極で採取された土壌についても同様の分析を行い、遷移と微生物群集との関連について検討した。現地の春から夏に相当する6月下旬から8月中旬にかけて、3名(中坪、小泉と研究協力者1名)が高緯度北極スバールバールに滞在し、調査を行った。主な成果は以下のとおりである。1.土壌からのCO_2放出量を広域にわたって推定するために、氷河末端域の遷移初期段階から、遷移後期の植生が発達した場所にいたる様々な植生発達段階において、土壌呼吸速度を測定した。土壌呼吸速度は、氷河末端域付近では常に小さな値を示したが、遷移後期では有機物層の厚さにより大きく異なり、植生の発達している場所でも有機物層の薄い地点では氷河末端域と同程度の土壌呼吸速度であった。以上から、土壌呼吸速度を広域に評価する際には、氷河の後退時期よりも、各地点における植生の発達段階や土壌有機物量を考慮する必要のあることが明らかとなった。2.低温期間における雪面からのCO_2放出の可能性を検討するために、調査地に優占する3種の植物のリターを凍結状態のまま積雪下より採取し、密閉法により、低温域(-13°C+5°C)におけるCO_2放出速度の測定を行った。CO_2放出は、-13°Cの凍結状態下においても僅かではあるが検出され、温度の上昇にともなって増加したが、温度依存性はリターの種類によって異なった。
次世代型手術用シミュレータの開発

我々は、各臓器の弾力を反映した臓器シミュレータモデルを開発すべく、独自に作成した新規デバイスPressure Measuring Grasper(PMEG)を用い、ブタ生体内にて臓器の弾力と外力の関係を計測することに成功した。また術者が加えた外力を計測できる鉗子を開発し、適切な外力負荷を加える教育的ツールとして有用である可能性を示すことが出来た。今後これらのデバイスに改良を加えることで、実際の手術に近いクオリティの腹腔鏡下手術シュミレーターの開発が期待される。腹腔鏡下手術における既存のシミュレータは、臓器の挙動の再現性と三次元可視化に重点がおかれており、そもそも安全性の向上に焦点をあてトラブルシューティングを主目的としたシミュレータは現存しなかった。我々は、各臓器の弾力を反映した臓器シミュレータモデルの開発をすべく、まず我々は独自に作成した新規デバイスPressure Measuring Grasper (PMEG)を用い、外科医の加えた外力と臓器の変形との関係のデータ化を目的とした。PMEGの検証実験として、我々は分銅を用いた圧力測定と、既知の硬度であるコイルスプリングを用いた硬度測定を行い、PMEGにて正確に圧力と硬度を測定出来ることを確認した。次に全身麻酔下のブタの生体内にてPMEGを用いた臓器硬度の計測を行った(肝臓、腎臓、脾臓、小腸、大腸、胃、胆嚢、膀胱)。臓器に鉗子等で外力を与えた場合、この外力が大きくなるにつれ臓器は徐々に変形し、ある一定の力で、変化量は一定であった。また大腸や胆嚢など管腔構造の臓器では、外力によって変化量は大きく変化し、緊満させた膀胱では外力を加えても変化量はわずかであった。動物生体内での臓器と外力の関係を測定することに成功し、論文発表した。今後、生体動物の各臓器の硬さや破損限界などを測定しデータバンク化し、これらのデータをシミュレータ上で再現することで、実際の手術に極めて近いクオリティの操作感が得られるものと考えている。現在、術中トラブルを手術画面上に再現できるシステムの構築、また、臓器の圧力・硬度測定デバイスの改良など検討中である。我々は独自に作成した新規デバイスPressure Measuring Grasper (PMEG)を用いることで、ブタの生体内での臓器と外力の関係を測定することに成功し、論文発表を行った。今後、生体動物の各臓器の硬さや破損限界などを測定しデータバンク化することで、これらのデータをシミュレータ上で再現することを検討している。我々は、各臓器の弾力を反映した臓器シミュレーターモデルの平成28年度に独自に作成したPressure Measuring Grasper(PMEG)を開発しブタの生体内における臓器と外力の関係を測定することに成功し、論文発表を行った。その後我々は、臓器の弾力のみでなく術者側が加えた外力を反映させるため、平成29年度は新たな腹腔鏡用鉗子を研究・開発し、Forceps Guiding Correct Operation (FOGCOP)と命名した。これは通常のメリーランド型鉗子の形状でありながら、術者が鉗子に加えるすべての力(シャフトのX軸、Y軸、Z軸およびJawの開閉)を計測しリアルタイムに提示できるものである。また通常の鉗子と同様、5mmトロカーから挿入・操作可能であり、Wet環境でも使用可能なものである。適切な力の大きさの習得にこのセンサー鉗子が有用がどうかを検証するため、手術経験の無い学生によるドライボックスでのゴム版を使用した外力負荷実験を行った。結果、通常の腹腔鏡用のメリーランドの使用に比べてFOGCOPを使用群では、外力負荷の再現性に関して有用である可能性が示唆された。今後は臓器圧力、硬度測定のデバイスと外力測定機能を有した鉗子を改良し、これらをシミュレーター内に反映させることが出来ればより実際の手術に近いクオリティの操作感が得られ、術中トラブルも再現できるシステムが構築できるものと考えている。申請時に計画していた内容を概ね遂行する予定である。泌尿器科癌、泌尿器科医工学
溶解性マイクロニードル式経皮ワクチンデリバリーパッチの新規製造方法の開発

新規ドローイングリソグラフィー方式とマイクロ液滴作製技術を融合した作製方法は、これまで実現できなかった正確な量の医薬剤をマイクロニードルパッチ化できる新しい作製方法である。既存のマイクロモールディング技術の根本的な問題を解決でき、かつ医薬剤送達に適用する充分な長さを有するマイクロニードルの大面積・大量生産ができるので、マイクロニードル式DDSパッチの開発が促進されると見込まれる。マイクロニードルディスペンサーからシャドウマスク法とコンタクトプリンティングによる選択的な表面エネルギー制御により、最適形状のマイクロ液滴を大量に形成し、長いマイクロニードルをドローイングできるプロセスを確立した。本研究の新規ドローイングリソグラフィー方式とマイクロ液滴作製技術を融合した作製方法は、これまで実現できなかった正確な量の医薬剤をマイクロニードルパッチ化できる新しい作製方法である。本年度には、現在使用しているマイクロディスペンサーからシャドウマスク法とコンタクトプリンティングによる選択的な表面エネルギー制御等により、最適形状のマイクロ液滴を大量に形成し、より長いマイクロニードルをドローイングできるプロセスを確立した。材料の粘度や湿度、送風冷却の条件を最適化し、より均一な形状のマイクロニードルアレイを大量生産できる方式を開発し、特許の申請を行っている。一方、学会の発表も4件の国際学会発表、2件の国内学会発表を行った。それから、新たに開発した、Rod assisted dispensorを用いた生体溶解性ニードル製作法を確立するために、パッチの基板としてPUを使用し、その表面処理を尾来なくことで、他のハイドロゲルやパッチフィルム材料の検討も行っていた。製造方式の改善と新規開発に関しては、順調に進んでいた。本研究の目的として、生体分解性マイクロニードルのパッチ型無痛ドラッグデリバリーシステムの実用化を目指す。近年の薬剤学・高分子材料工学・マイクロ加工技術のさらなる進歩に伴い、美容分野において既に実用化しているヒアルロン酸やコラーゲンなどのマイクロニードルパッチに関して、新たなマイクロモールド製造技術を開発し、より安価・迅速・安定的な加工プロセスで高機能性パッチの大量生産が実現できるシステムを開発する。一方、インスリンや経皮ワクチンパッチ、ペプチド・タンパク性医薬品を含む難吸収性薬物の経皮パッチ等の開発と臨床実験を進めて、近い将来、医療の現場で既存の注射製剤や経皮吸収製剤と並ぶような、マイクロニードルを用いた革新的ドラッグデリバリーシステムの実現を図ることであった。昨年度は、以前共同研究先のグループで提案したより長い生体分解性マイクロニードルを作製できる新しい方法(ドローイング・リソグラフィー方式)に着目して、より安定的でかつ大面積において効率よく長いマイクロニードルが製作できる方法を提案した。本年度は、作製したデバイスを用いて、マイクロニードルパッチを生体組織に貼り付け、生体内での分解性、皮下への薬剤送達評価を行った。異なる材料においても均一な長さとニードルの強度を保ち、かつ常温保管でも安定に活用できる医薬品ニードルパッチの製作を成功した。さらに、生体分解性マイクロニードルパッチを手の甲に貼付し、角質層への透過性の観察、透過性を評価する方法、痛みの程度について検討した。マイクロニードルの透過性がヒトの年齢、性別によって異なると予測し、我々は光コヒーレンストモグラフィ(OCT)を用いて、透過性について画像診断を元に評価した。この研究で得られたデータは、今後実施予定の新たなマイクロニードル開発研究の実験計画を立てる際に根拠となった。作製したデバイスを用いて、マイクロニードルパッチを生体組織に貼り付け、生体内での分解性、皮下への薬剤送達評価を試みる。異なる材料においても均一な長さとニードルの強度を保ち、かつ常温保管でも安定に活用できる医薬品ニードルパッチの製作を成功させ、今後の医薬品送達システムの実現を目指して、薬事指令に従い医薬品・医療機器レギュレーションの試験段階に入ることを目標にしている。総合領域
振動温度の非平衡性を活用した新しいプラズマ反応プロセスの開拓

振動励起状態にある二酸化炭素と水素原子の会合反応によるギ酸の直接生成について,昨年度の実験では質量分析器と反応真空容器を接続する小径の金属オリフィスにおける反応損失が疑われた。そこで,今年度は,排気装置の最終段の油回転ポンプをドライポンプに置き換え,排気を水中にバブリングし,そのpHを調べたが,ギ酸の生成を示唆する酸性化は確認されなかった。ギ酸をさらに損失無く検出する方法として,反応真空容器内に液体窒素溜めを設置し,その表面においたガラス板上に凝縮させる方法を試みた。生じた凝縮物を再びガス化し,その成分を質量分析器で調べたが,残念ながらギ酸を検出することはできなかった。以上のように,振動励起状態にある二酸化炭素に水素原子を直接会合させるという本研究の構想を実証するには至らなかった。一方,電子励起状態を経た解離では無く,振動励起状態を経た過程によって二酸化炭素を分解する実験においては,以下の成果が得られた。水素またはヘリウムを用いて超低電子温度再結合プラズマを生成し,発光分光計測の結果からプラズマの電子密度および電子温度を求めた。また,質量分析器を用いて,パルス幅が2秒のパルスプラズマを生成した直後から電力停止後のアフターグロー期間における二酸化炭素および反応生成物密度の時間変化を測定した。これらの結果を単純化したレート方程式モデルに代入し,実験結果とのフィッティングをとることにより,振動励起状態を経た二酸化炭素分解のレート係数を求めた。求めたレート係数を電子温度の関数としてプロットしたところ,電子温度の増加によってレート係数が低下すること,および,振動励起状態を経た解離のレート係数は電子励起状態を経た解離のレート係数よりも一桁程度大きいことがわかった。これにより,振動温度の非平衡性を活用した新しいプラズマ反応プロセスの開拓という本研究構想の妥当性を示すことができた。現有のヘリコン波プラズマ発生装置を研究計画調書に記載した方針に沿って改造し,上流の高密度電離進行水素プラズマと下流の炭酸ガス添加再結合水素プラズマからなる実験装置を構築した。下流部チャンバーに導入する炭酸ガスが上流部に逆流し,電離進行プラズマによって電子衝突解離されることが無いように,下流部チャンバーを1000 l/sの排気速度を有するターボ分子ポンプを用いて真空排気した。下流部チャンバー内のガスを四重極質量分析器を用いて分析した。また,再結合プラズマからの水素原子バルマー系列の発光スペクトルとサハ・ボルツマン方程式とのフィッティングを取ることにより,再結合プラズマの電子温度および電子密度を求めた。研究計画調書において目標として掲げた振動励起状態にある炭酸ガスと水素原子の会合反応によるギ酸の直接生成について調べるため,四重極質量分析器で得られる質量スペクトルをマトリックス法を用いて詳細に解析したが,残念ながら,ギ酸の生成を示す証拠は見いだせなかった。気相中でギ酸が生成されている可能性が高いものの,その反応性の高さから,真空容器表面(特に質量分析器との接続に用いた小径の金属オリフィス)における損失が大きいために検出が難しく,生成されたギ酸をトラップするための別のアイデアが必要であると判断した。一方,質量分析器のデータおよびプラズマの電子密度から下流部における電子衝突に起因する炭酸ガスの分解反応のレート係数を実験的に評価したところ,その値は上流の電離進行プラズマにおける反応レート係数より大きく,電子温度が0.25 eVの時に最大値を取ることがわかった。このような超低電子温度プラズマでは電子衝突解離のレート係数は無視できるほど小さいことから,下流部の再結合プラズマで得られた解離反応は振動励起状態を経た反応であると考えられ,その効率の高さを実験的に実証することに初めて成功した。研究計画調書において目標として掲げた,振動励起状態にある炭酸ガスと水素原子の会合反応によるギ酸の直接生成を実証するには至っていないが,計画通りの実験装置を構築し,超低電子温度の再結合プラズマにおける炭酸ガスの反応過程を実験的に調べることに成功している。また,プラズマの電子温度と電子密度が放電条件に対してどのように変化するかを詳しく測定することができている。振動励起状態を経た炭酸ガスの分解反応は,最近世界的に高い注目を集めているが,電子温度が数eVの電離進行プラズマを用いると,電子衝突の結果として解離反応と振動励起状態の生成が同時進行するため,解離反応における振動励起状態を経た反応の寄与を明確に示すことは難しかった。今年度の実験の結果,電子衝突解離が生じない超低電子温度再結合プラズマにおける炭酸ガスの分解が実証され,しかも,その効率は電離進行プラズマにおけるそれよりも高く,電子温度が0.25 eVの時に最大値を取ることがわかった。この結果はめざましい成果であり,本計画の進捗はおおむね順調であると判断した。

一方,電子励起状態を経た解離では無く,振動励起状態を経た過程によって二酸化炭素を分解する実験においては,以下の成果が得られた。水素またはヘリウムを用いて超低電子温度再結合プラズマを生成し,発光分光計測の結果からプラズマの電子密度および電子温度を求めた。また,質量分析器を用いて,パルス幅が2秒のパルスプラズマを生成した直後から電力停止後のアフターグロー期間における二酸化炭素および反応生成物密度の時間変化を測定した。これらの結果を単純化したレート方程式モデルに代入し,実験結果とのフィッティングをとることにより,振動励起状態を経た二酸化炭素分解のレート係数を求めた。求めたレート係数を電子温度の関数としてプロットしたところ,電子温度の増加によってレート係数が低下すること,および,振動励起状態を経た解離のレート係数は電子励起状態を経た解離のレート係数よりも一桁程度大きいことがわかった。これにより,振動温度の非平衡性を活用した新しいプラズマ反応プロセスの開拓という本研究構想の妥当性を示すことができた。プラズマを用いた炭酸ガスのリフォーミングには様々な反応プロセスがある。炭酸ガスを一酸化炭素に分解することは最も単純なプロセスであるが,平成29年度の研究によって,このプロセスにおける振動励起状態に寄与を明確に示すことができた。本研究は,振動温度の非平衡性を活用した新しいプラズマ反応プロセスの開拓を目指すものであり,平成30年度においても炭酸ガスの振動励起状態に基軸をおいた研究を展開する。ギ酸の生成から一旦離れ,炭酸ガスの分解に関するより緻密な研究を行うために,プラズマ生成のガスをヘリウムに取り替え,原子状水素と炭酸ガスの化学反応が生じない条件において,平成29年度と同じ実験を繰り返す予定である。これにより,低エネルギー電子と炭酸ガスの衝突による振動励起状態の生成,および振動励起状態を経た分解プロセスの効率をより正確に求めることができると考えられる。次に,メタンのリフォーミングにおいてはメタンの振動励起状態が注目を集めているので,メタンと炭酸ガスの間の反応プロセスにも取り組みたい。この場合には,触媒を併用する反応プロセスへの展開が有望な研究課題になると考えている。最後に,研究計画調書において取り上げた,振動励起状態の炭酸ガスと原子状水素との会合反応によるギ酸の生成は,実証されれば非常に高い科学的インパクトを有する。現状では,質量分析器との間を接続する金属オリフィスの表面でギ酸が失われ,検出を困難にしていると考えられる。オリフィスを石英などのギ酸との反応性が低い材料に変更する。また,ギ酸は液体に溶けて溶液となれば安定化されると考えられるので,真空容器中に氷やイオン液体を設置し,生成されたギ酸を液中にトラップした後に検出する方法を検討する。年度予算において赤字を出さない方向で運用していたところ,2月から3月期において実験の遂行頻度がやや低下したことに起因して実験消耗品費の支出が予想よりやや低下し,結果的に若干(4%)の黒字が残ったものである。これは翌年度の実験消耗品費として翌年度予算と合わせて着実に執行する計画である。
流体力学に現れる非線形偏微分方程式の半空間での解析とその応用

本研究では,流体力学の基礎方程式であるNavier-Stokes方程式の重み付きLp空間での解析を中心に行った.その結果,重み関数がMuckenhouptクラスに属している場合,外部領域,半空間・摂動半空間においてStokes半群の重み付きLp-Lq評価を示すことができた.またそれを用いて初期値に重みが付いている場合にもNavier-Stokes方程式の解の一意存在性や時間無限大で漸近挙動も得ることができた.本研究では,流体力学の基礎方程式であるNavier-Stokes方程式の重み付きLp空間での解析を中心に行った.その結果,重み関数がMuckenhouptクラスに属している場合,外部領域,半空間・摂動半空間においてStokes半群の重み付きLp-Lq評価を示すことができた.またそれを用いて初期値に重みが付いている場合にもNavier-Stokes方程式の解の一意存在性や時間無限大で漸近挙動も得ることができた.今年度は小林孝行教授(佐賀大学)との共同研究として,ストークス方程式を半空間や摂動半空間で重み付きLp空間において解析を行った.ストークス方程式は流体力学の基礎方程式として知られるナヴィエ・ストークス方程式の線形化方程式であり,非線型方程式を解析する上で重要な方程式である.全空間や外部領域といった良く研究されている領域においてはすでに重み付きLp空間のヘルムホルッ分解やレゾルベント評価が知られており,その結果から導かれるストークス半群の重み付き評価や非線型方程式への応用も知られている。今年度行った研究ではそれらの結果を半空間と摂動半空間に拡張し,同様の結果を得ることを試みた,その結果として,一般の重み関数のクラスであるマッケンホウプトクラスに属する重み関数に対してそれを重みにもつLp空間でヘルムホルツ分解が成立することを摂動半空間において示すことができた(半空間についてはすでに知られている).また,レゾルベントストークス方程式の解に対する重み付きレゾルベント評価を得ることができ,これにより重み付きLp空間においてストークス半群が生成することができた.さらに,重み関数を1つのものに固定した場合(具体的には1+|x|)とした場合の重み付きLp-Lq評価を得ることができた.この重み付きLp-Lq評価を用いることで加藤理論を用いてストークス方程式の非線型方程式として知られるナヴィエ・ストークス方程式の時間局所解や初期値が小さいときの時間大域解などを示すことが期待できる.今年度は小林孝行教授(佐賀大学)との共同研究として,ストークス方程式を外部領域や半空間・摂動半空間上の重み付きLp空間において解析を行った.ストークス方程式は流体力学の基礎方程式として知られるナヴィエ・ストークス方程式の線形化方程式であり,非線型方程式を解析する上で重要な方程式である.昨年度の共同研究で得られたストークス半群の非斉次重みのついたLp-Lq評価を用いて外部領域と摂動半空間において非線形問題であるナヴィエ・ストークス方程式の解析を行った.両領域ともに,すでに重みがない場合に対して解の存在とその漸近挙動は得られている.その解に対してもし初期値がLn空間に属しかつ重み付きLn空間にも属していれば同じ非斉次重みのついた漸近挙動を得ることが出来た.また,昨年度得られた評価とは異なるストークス半群の重み付きLp-Lq評価も両領域で得ることが出来た.それにより,初期値が重み付きLn空間のみに属している場合について非線形問題の解の一意存在性と重み付き漸近挙動を得ることが出来た.さらに,同様の評価が斉次重みのついた場合に対しても成立することが全空間と半空間の場合にわかり,同様に初期値が重み付きLn/(1-s)空間に属している場合に対しても非線形問題の解の一意存在性と重み付き漸近挙動を得ることが出来た.この初期値が属する関数空間は重み考慮した場合のスケーリング不変な関数空間であり,今迄Lp空間で構築されてきた理論の重み付き空間への拡張となっている.今年度は小林孝行教授(佐賀大学)との共同研究として,ストークス方程式を外部領域や半空間・摂動半空間上の重み付きLp空間において解析を行った.ストークス方程式は流体力学の基礎方程式として知られているナヴィエ・ストークス方程式の線形化方程式であり,非線形方程式を解析する上で重要な方程式である.昨年度の共同研究により得られたストークス半群の非斉次重みの付いたLp-Lq評価を外部領域においてより精密な評価にすることを行った.昨年度までに得られていた評価では,重みに関する指数に制限が強く非線形問題への応用に際して技術的な制限が必要であった.しかし今年度得られた評価では,より制限を弱くすることに成功し,非線形問題への応用にも技術的な制限なしで適用できる.より具体的には,ストークス半群自身の非斉次重みの付いたLp-Lq評価は重み関数がある重み関数のクラスに入っていれば成立することが示され,ストークス半群の微分に対する評価では考える関数空間の指数が重みを考慮した場合のスケーリング不変な関数空間の指数以下であれば,全空間の場合と同じ減衰度を得ることができ,指数がそれ以外であれば,局所エネルギー減衰定理と同じ減衰度をえることができることがわかった.これは重みがない場合の自然な拡張として考えることができる.この評価により,初期値が重みを考慮した場合のスケーリング不変な関数空間に属している場合に対して,非線形問題の解の一意存在性と重み付き漸近挙動を得ることができる.また,新しく得られた評価により外部領域において得られている定常解の安定性への応用も4次元以上であれば重み付き評価を用いて示すことができた.