hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
カベオラ関連タンパクを介する圧負荷心不全時心臓線維化の病理機序の解明

本研究の目的は、心不全における心臓線維化にカベオラ関連タンパクSDPR/Cavin-2がどのように関わっているのかを明らかにし、心不全における心臓化のメカニズム研究を発展させること、である。これにより、カベオラ関連線維化シグナルの制御による「心不全」に対する新たな治療法確立のための研究基盤を構築することを目指している。上記を明らかにするため、マウスTAC圧負荷心不全モデルとその心臓から単離した心臓線維芽細胞を用い、心臓線維化亢進関わる線維芽細胞の筋線維芽細胞への形質転換にSDPR/Cavin-2がどのような役割を果たしているかを組織学的、分子生物学的手法により解明を試みている。事前の検討により、全身SDPR/Cavin-2遺伝子欠損マウスにおいてTAC術後の収縮能保持、心臓線維化の著明な抑制が確認できていたが、得られた結果が線維芽細胞で起こっている変化かどうかを評価するため、periostin-creマウスとSDPR(flox/flox)マウスの交配による線維芽細胞特異的SDPR/Cavin-2遺伝子欠損マウスを作出した。このマウスにTACによる圧負荷心不全モデルを作製し、心エコーや組織標本を使って形態学的、組織学的な評価を行った結果、全身SDPRノックアウトマウス同様に、線維芽細胞特異的SDPRノックアウトマウスにおいてもTAC術後の収縮能保持、心臓線維化の著明な抑制が確認できた。また、マウス胎児線維芽細胞(MEF)を使用した線維芽細胞から筋線維芽細胞への分化実験においてSDPRノックダウンはTGF-β1刺激による分化を有意に抑制し、SDPRがTGF-βシグナルを介した筋線維芽細胞への分化に重要な役割を果たしている可能性が示唆された。現在、BioID法を用いてSDPRと直接関係するタンパクの同定とその関係について検討を行っている。マウスTAC圧負荷心不全モデルとその心臓から単離した心臓線維芽細胞を用い、心臓線維化亢進関わる線維芽細胞の筋線維芽細胞への形質転換にSDPR/Cavin-2がどのような役割を果たしているかを組織学的、分子生物学的手法により解明を試みている。BioIDに必要なプラスミドの作製後、MEFにトランスフェクションし、TGF-β1刺激後のタンパクを回収、現在、質量分析を外注にて解析中である。解析結果が出たら、内容を精査し、まずはTGF-βシグナルに関わるタンパクの同定とSDPRとの関連について免疫染色やウエスタンブロットなどで解析を行う予定である。予想通りの結果が得られなかった場合は、BioIDで直接関連している可能性があると推定されたタンパクについて、筋線維芽細胞分化や細胞外器質産生への関与を、過剰発現やノックダウンの系を用いて広範囲に検討を行う予定とする。また、マウス胎児線維芽細胞(MEF)を使用した線維芽細胞から筋線維芽細胞への分化実験においてSDPRノックダウンはTGF-β1刺激による分化を有意に抑制し、SDPRがTGF-βシグナルを介した筋線維芽

細胞への分化に重要な役割を果たしている可能性が示唆された。現在、BioID法を用いてSDPRと直接関係するタンパクの同定とその関係について検討を行っている。マウスTAC圧負荷心不全モデルとその心臓から単離した心臓線維芽細胞を用い、心臓線維化亢進関わる線維芽細胞の筋線維芽細胞への形質転換にSDPR/Cavin-2がどのような役割を果たしているかを組織学的、分子生物学的手法により解明を試みている。事前の検討により、全身SDPR/Cavin-2遺伝子欠損マウスにおいてTAC術後の収縮能保持、心臓線維化の著明な抑制が確認できていたが、得られた結果が線維芽細胞で起こっている変化かどうかを評価するため、periostin-creマウスとSDPR(flox/flox)マウスの交配による線維芽細胞特異的SDPR/Cavin-2遺伝子欠損マウスを作出した。このマウスにTACによる圧負荷心不全モデルを作製し、心エコーや組織標本を使って形態学的、組織学的な評価を行った結果、全身SDPRノックアウトマウス同様に、線維芽細胞特異的SDPRノックアウトマウスにおいてもTAC術後の収縮能保持、心臓線維化の著明な抑制が確認できた。また、マウス胎児線維芽細胞(MEF)を使用した線維芽細胞から筋線維芽細胞への分化実験においてSDPRノックダウンはTGF-β1刺激による分化を有意に抑制し、SDPRがTGF-βシグナルを介した筋線維芽細胞への分化に重要な役割を果たしている可能性が示唆された。BioIDに必要なプラスミドの作製後、MEFにトランスフェクションし、TGF-β1刺激後のタンパクを回収、現在、質量分析を外注にて解析中である。解析結果が出たら、内容を精査し、まずはTGF-βシグナルに関わるタンパクの同定とSDPRとの関連について免疫染色やウエスタンブロットなどで解析を行う予定である。予想通りの結果が得られなかった場合は、BioIDで直接関連している可能性があると推定されたタンパクについて、筋線維芽細胞分化や細胞外器質産生への関与を、過剰発現やノックダウンの系を用いて広範囲に検討を行う予定とする。BioIDに関する質量分析の外部委託費用として予定していたが、解析用サンプルの作製遅延により、解析が次年度に持ち越しとなった。次年度の使用計画としては、質量分析委託費用やその結果に対する更なる解析に使用する試薬の購入に当てる予定としている。
チューリングではなく一方向阻害モデルによる指の個性と本数の決定原理の解明

軟骨細胞の発生は、最初に組織学的に&#22324;一である未分化中胚葉の細胞集団の中から前軟骨凝集塊と呼ばれる一部の細胞集団の接着性が高まる部分が形成されることで形成が始まる。したがって、前軟骨凝集塊の発生する場所の謎を解明することができれば、骨格の構造を解明出来ることになる。本研究では、ニワトリ胚肢芽を用いて、肢芽全体の3次元の形態の中で軟骨パターンがどのように自立的に形成されて行くのか研究を行った。その結果、肢芽の3次元の形態形成を定量的に解析する新規の手法を構築出来た。指の軟骨パターン形成を理解したい時に大きな問題になるのが1細胞レベルでの動態観察が現段階で出来る技術がないことがあげられる。これは肢芽の組織の厚みが大きいために共焦点顕微鏡を用いた観察では軟骨が形成される内部の中胚葉の動態を見る事が出来ないためである。また指がある動物は両生類以上の高等脊椎動物でありモデル動物としてはニワトリ、マウスを2つが解析に適している。しかし上述した問題からどちらの種においても生理的な状態で軟骨パターンがどのように出来てくるのか直接見た人はいない。本研究では平成25年度の実験でニワトリ胚の肢芽の細胞を単離して効率的に遺伝子導入を行い、培養皿の上で細胞の動態を解析する実験手法を開発した。この解析から軟骨パターンが出来る場所は立体的に細胞が積み上がった状態になっており、2次元でみると軟骨パターンが島状に観察された。このことから軟骨が出来る部分は細胞が集まって密度が高い3次元の空間であることが分かった。この解析方法を用いて現在3日間に渡るタイムラプス観察、及び核の情報をトラッキングし軟骨パターン形成時に細胞がどのように動いているのか3次元で理解する事を目指している。次に後側の指間部からの分泌因子の流れを観察するために分泌型EGFPを発現する指間部を別のニワトリ胚に移植し、分泌因子の流れを共焦点顕微鏡を用いて観察した。その結果移植した前側の指間部に分泌型EGFPのシグナルが観察された。この結果は仮説の通り指間部の細胞内で分泌因子が後側から前側にかけて一方向に作用していると言う結果を示している。また同様にして当初の予定通りVenus-Noggin分泌細胞を移植して観察を行ったが、こちらの実験については分泌されたNogginの蛍光シグナルが観察出来なかった。平成26年度は当初の予想に反し、指原器が形成される前から細胞レベルで軟骨形成領域と非軟骨形成領域に違いがある可能性が明らかになったことから、この現象の本質を見極めることが研究を進めるために不可欠であると判断し、当初の計画を27年度の9月末まで延長して研究を行った。その結果、指原器が形成される直前の段階で、細胞の密度が高くなる領域があることが分かった。この領域は将来指原器が形成される領域の基部側かつ背腹軸に沿った方向の中心部分に核をなすように細胞が凝集している領域に相当していた。またニワトリ胚後肢においては、最も後側の指である第4指から第3、2、1指と前側に細胞密度の高い領域が現れることが分かった。次にこの領域の細胞密度の状態を定量化するために、パラフィン切片を用いてDAPI染色を行い、その蛍光強度をImageJを用いて定量的に解析した。その結果、視覚的に見て細胞密度がわずかに高いと思われる領域に輝度値が高い領域があるのが検出された。この結果は恣意的な要素を排除したものであり、軟骨凝集塊が肉眼で観察されるより前の段階で、いでに細胞が集まり密度が高くなっている領域があることを示している。次にこの領域でどの遺伝子が特異的に発現しているのかを大規模遺伝子発現スクリーニングにより解析した。その結果、この領域のみに発現している遺伝子は見つからなかったが、軟骨凝集塊形成に必須であるSox9がこれらの細胞を含む自脚領域全体に発現していることが分かった。その他これまで指原器の形成に必須であると言われて来たBMPR1b遺伝子や、Aggrecan遺伝子はまだ発現してなかった。これらの結果は、軟骨凝集塊が形成されるより前の段階で何らかのシステムによって指原器の軟骨が形成される場所が決まっている可能性を示唆している。当初の計画では、指形成に必須であるHoxA13, HoxD13遺伝子の下流で指の軟骨パターンや指の軟骨凝集塊が形成される場所が決まると考えており、これらの遺伝子の機能解析をマイクロマスカルチャーを用いて行う予定であった。しかしながら、これまで我々が軟骨凝集塊と呼んでいたものは、肉眼で観察され指の軟骨原器のことであり、本研究で観察した軟骨凝集塊が目で見えるより前の段階ですでに細胞が凝集しているという想定を超える結果が得られた。これらの結果から、HoxA13, HoxD13遺伝子が直接軟骨パターンや指の軟骨凝集塊が形成される場所を規定しているのではないという解釈が正しいと考えられる。このため、当初の予定とは異なり、細胞の凝集の解析を進めることとなったが、予定を変更後、この解析をスムーズに行うことが出来た。これらの解析は、指の軟骨パターン形成の真の実体に迫るための新しい知見であり、意外な結果ではあったが、今後はさらに独自の研究の展開がスムーズに出来ることが予想される。

平成27年度は、昨年度に計画した当初の予定位通り、まずDiI, DiOを用いて肢芽全体の形態変化の過程を明らかにするためのfate mapを作成した。赤池ベイズ情報量基準を用いて肢芽全体の変形量を推定し、肢芽内部の単位時間当たりの組織の増殖率や変形率を推定した。また3次元における肢芽の形状を理解するためにOPTスキャナーを用いて肢芽全体の形状の情報を取得した。この結果から、驚くべきことに肢芽内部の細胞群は特定の領域の細胞群が増殖して伸長し、自脚領域の細胞群が発生するのではなく、肢芽全体の組織が遠近軸方向に沿ってバイアスして伸長していることが明らかとなった。また指の軟骨原器の場所をトレースし、逆写像のfate mapを計算することにより、指の軟骨原器が初期の肢芽内のどの領域の細胞群から形成されるのか定量的に明らかにした。次に肢芽の変形パターンがどのシグナル因子によって規定されているのか調べるためにFGFシグナルの阻害剤とSHHシグナルの阻害剤をしみ込ませたビーズを肢芽内部に移植し、肢芽内部の細胞群の増殖率と変形率に与える影響を検討した。その結果、SHHシグナルが細胞の増殖率に、FGFシグナルが遠近軸に沿った肢芽内部の細胞集団の伸長に関与していることが明らかとなった。このような解析結果は、分子-組織-器官のスケールの階層を超えた統合的な形態形成を理解するための新たなモデルとなった。このモデルは従来のミクロからマクロへの階層上昇性の理解を目指すのではなく、むしろマクロからミクロへのトップダウンアプローチが器官全体の形態変化の解析に有用であることを示している。これらの結果をまとめて論文を投稿しDevelopment誌にアクセプトされた。軟骨細胞の発生は、最初に組織学的に&#22324;一である未分化中胚葉の細胞集団の中から前軟骨凝集塊と呼ばれる一部の細胞集団の接着性が高まる部分が形成されることで形成が始まる。したがって、前軟骨凝集塊の発生する場所の謎を解明することができれば、骨格の構造を解明出来ることになる。本研究では、ニワトリ胚肢芽を用いて、肢芽全体の3次元の形態の中で軟骨パターンがどのように自立的に形成されて行くのか研究を行った。その結果、肢芽の3次元の形態形成を定量的に解析する新規の手法を構築出来た。平成26年度の結果より、HoxA13, HoxD13遺伝子以外のメカニズムによって指の軟骨原器の場所が決まっていることが想定される。我々は、これまでの結果を見てあることに気付いた。それは将来指になる細胞が凝集する時には必ず一定の等間隔の距離を置いて、さらに順番に形成されていくということである。このことから、我々は肢芽の前後軸にかけての長さや厚みそのものが、指の軟骨凝集塊の形成数(指の数)を規定するのではないかと考えた。実際に肢芽の前後軸方向の幅が広い変異体においては指の本数が多くなり、少ないとニワトリの前肢の様に3本しか指が形成されない。これまでニワトリ胚肢芽において3次元でその形状や前後軸の正確な幅、また細胞密度の変化を計測した報告は無い。そこで今後はまず肢芽の形状そのものを定量的に解析し、指が形成される自脚領域がどのような形態をしながら成長して行くのかを理解する必要があると考えた。そこで次年度では、DiI, DiOを用いて肢芽全体の形態変化の過程を明らかにするためのfate mapを作成したい。また指が形成される領域の細胞群がどの部分に由来するのか発生初期のその細胞の位置情報を知りたい。
デルタ・シグマ変調を利用した1ビットディジタル信号による神経回路網の検討

1ビットニューラルネットワークの学習法を,リカレント型,エラーフィードバック型,アダライン法を用いて実現した。また,1ビットの飽和出力関数をモデル化して作った推定ネットワークモデルがほぼ同じ働きをすることがわかった。したがってこのモデルにより大まかなネットワークの特性の設定を行い,これを微調整するという手段が有効であることがわかった。1ビットニューラルネットワークモデルとして,静的な入出力関係を表すネットワークよりも,入力の動的な変化に対する出力を行うネットワークの方が適していると当初考えていた。しかし,単入力モデルで表した静的な入出力関係が1ビットネットワークで実現する事ができた。これは,1ビット信号のサンプル時間が十分短ければ,1ビットディジタル信号のパルス間隔がアナログ量に相当し,その演算結果が,静的な演算結果と等価になることを考慮すると,明白な結果である。今後の1ビットニューラルネットワークん研究に必要となる知見を得た。本研究におけるの学習手法は,実数系にモデルを作り実際に使うべき荷重の整数比を推定したあとに微調整を行うものであった。これは整数比の変更による荷重の変更の手法が確立していないことによる回避手段というべきもので,直接変数を操作するネットワークの構築方法を検討する必要がある。
自律的学習者を育てる英語多読・多聴授業の開発と普及

幼児用の絵本からはじめる英語多読及びその朗読CDによる多聴授業により、学生は学校英語を忘れてゼロから英語を英語のまま吸収し始め、一人一人が自分に合った内容とレベルの素材を選んで読み、聞く自律した学習者となった。また、一人一人の多読多聴状況を授業中に教師が英語で質問し、学生がそれに英語で答えることにより、extensive speakingの効果も確認された。また、英語による学生同士のbook talkと、それを書く事により、extensive writingの成果も確認できた。電気通信大学の1年次生120人、2年生80人、3年生40人を対象に、多読および多聴による自律的学習を支援する授業を行なった。これまでの多読・多聴授業の開発により、研究の基盤はすでにできていた。その多読および多聴は「細部にこだわらない、わからない部分は無視する、自分に合わない本や音声素材は途中でやめる」という三原則に基づくものである。また多読素材はこれまでの英語教育の常識を破って、英語国の幼稚園児向けの絵本からはじめ、1年間に数百冊から1000冊を越える量を読むものである。これにより従来の英文和訳に寄らずに英語を英語のまま読み進めることができることが判明している。典型的な成果としては、3年次の10月からこのような多読を開始したある学生は、後学期終了時までに1000冊を越える絵本を読み、3年次終了時に受験したTOEICで380点、4年次5月に490点、6月には580点と上昇した。また1年次4月から受講した学生の中には2年終了時にHaryy Potterシリーズの原著を朗読CDを聞きながら楽しむ学生が3人出ている。これは前述の三原則に基づく多聴の成果と考えることができるが、CDを聞きながらの読解速度は1分間に170語から180語に達している。多読クラスを経験していない大学生が英文を読む速度は速くて1分間50語程度であり、その速度でも遅すぎて読了はむずかしいことを考えると、多読多聴による理解の速さが推察できる。またこうした成果により、多読・多聴は2005年3月の「教室で読む英語100万語」(神田みなみと共著、大修館書店)以来中学高校大学に広がりをみせており、研究代表者は日本各地に招かれて多読・多聴授業に関する講演、授業指導をしている。2008年9月には1ヶ月で9校に招かれ、研究課題の成果を広めた。21年度は20年度同様、電気通信大学の1年次生120人、2年生80人、3年生40人を対象に、多読および多聴による自律的学習を支援する授業を行なった。19年度までの多読・多聴授業の開発により、研究の基盤はすでにできていた。典型的な成果としては、研究代表者の多読・多聴クラスを2年間受講したある学生が、1年終了時に320点だったTOEICの点数が、4年夏休み前に640点と倍増した例がある。これは前述の三原則に基づく多読の成果と考えることができるが、CDを聞きながらの読解速度は1分間に120語から150語に達している。2009年度には100回を越える普及活動に携わり、研究課題の成果を広めた。22年度は20年度、21年度同様、電気通信大学の1年次生120人、2年生80人、3年生40人を対象に、多読および多聴による自律的学習を支援する授業を行なった。

典型的な成果としては、研究代表者の多読・多聴クラスを2年間受講したある学生が、1年終了時に320点だったTOEICの点数が、4年夏休み前に640点と倍増した例がある。これは前述の三原則に基づく多読の成果と考えることができるが、CDを聞きながらの読解速度は1分間に120語から150語に達している。多読クラスを経験していない大学生が英文を読む速度は速くて1分間50語程度であり、その速度でも遅すぎて読了はむずかしいことを考えると、多読多聴による理解の速さが推察できる。またこうした成果により、多読・多聴は2005年3月の「教室で読む英語100万語」(神田みなみと共著、大修館書店)以来中学高校大学に広がりをみせており、研究代表者は日本各地に招かれて多読・多聴授業に関する講演、授業指導をしている。2010年度にも100回を越える普及活動に携わり、研究課題の成果を広めた。
民主化支援と日本の政府開発援助-その政策的インプリケーション-

民主化支援や市場経済化と日本のODAとの関連に関しては、海外でも関心が高く、「ODA大綱の再評価」国際シンポジウム(東海大学平和戦略国際研究所)などでも、このことを強く感じさせられた。また、今回、名古屋(国連地域開発センター)や広島(広島修道大学)で行ってきた専門家インタビューでは、開発研究機関で実務についている方々や他の研究者の視点からの意見に触れることができ、たいへん参考になった。図書や資料の到着が遅れたため、本研究計画の前半部にあたる理論的研究に思いの外時間がかかってしまった。現在、資料収集とその理論的整理作業はほぼ完了したが、モデル構築に入れる段階ではなく、仮説の検証はまだできていない。つまり、新しい知見はまだ得られていない。最終的には、供与国の援助政策を制御変数として取り入れた、援助効果に関するモデルを作成し、援助政策と政治発展・経済発展とをめぐる実証的・政策論的な援助理論を展開することを目標としており、このためにはまだ時間がかかることを覚悟しなくてはならない。年度末に最終結果と収集した資料を論文の形で発表したかったが、時間的な遅れとの関連で、今回の研究成果の発表は、中間報告のような形で、平成8年度9月に発行予定の本学紀要『琉大法学』を利用したいと思う。
自然公園における利用志向の変化に対応した新たな利用計画技術に関する研究

自然風景地における人々の利用志向の変化に伴って、自然公園に求められる役割も大きく変化してきており、特に自然との〓のあり方を学ぶ学習の場としての役割が重要性を高めている。また、国立公園を中心とした自然公園では、その制度の硬直性〓点や、オーバーユースなどの利用上の問題が表面化しており、新たな利用と保全のあり方について検討が求められ、自然公園〓な動きも加わって、各地で現実的な施策が動き出そうとしている。そのような現状をふまえて、本研究では特に、新たな利用形態として国立公園における自然体験活動の推進に注目し、現地〓タディとして整理することで、国立公園の利用方策の現状整理を行い、今後の新たな利用計画のための問題点と展望を明らか〓地は、タイブの異なる国立公園を有する北海道東部の知床国立公園、阿寒国立公園、釧路湿原国立公園の3自然公園とし、(1)〓までの公園利用・観光産業の推移から地域としての課題の整理、(2)現時点で行われている自然体験活動のガイド主体の整理・〓民間・個人の関係の把握、(4)環境保全・観光振興・まちづくりなどの施策の計画等の把握・整理、のプロセスを経て各地域ご〓まとめ、最後に総括を行なった。その結果、共通した問題点としては基本的に現時点では、自然体験のガイド活動と、自然公園の管理運営とが結びつ気が弱〓的かつ効果的な施策が取りにくい現状が明らかとなった。これをうけて今後の方策の展望として、(1)効果的な情報提供、(2)利〓た計画、(3)ハード施設の再整備、の重要性を指摘した。(1)自然公園における利用の実態に関する調査自然公園において実際に人々がどのような利用を行っているのか、またどのような利用を希望しているのかについて実態調査した。まず首都圏の国立公園を対象地とした調査として、資源や立地の条件から、ふれあい型利用への移行の程度を配慮して、富士箱根伊豆国立公園・富士山地区を事例として、利用実態(利用ルート、滞留・滞在ポイント、滞留時間、実施活動種etc.)、および希望利用(行いたい活動、行うとよいと考える活動etc.)等についてヒアリング、アンケート調査を行なった。(2)提供されている利用活動に関する実態調査一方で、管理主体が、どのような利用を提供しているかについて、利用指導プログラムに関する調査を行い実態を把握し、提供利用活動の類型化しその特質について整理した。まず環境省等が提供している利用指導プログラム調査として、自然公園管理事務所が提供している利用指導プログラムや、ビジターセンターを拠点として実施されている利用活動について調査・収集し、また自治体関連部署(観光・自然公園・森林・教育委員会等)に対して、所管プログラムに関するアンケート調査を補完的に行なった。またふれあい型利用への移行に配慮して、観光ボランティアガイドの実態把握のために、全国のボランティア組織のデータ収集及び、一部団体へのヒアリング調査を行なった。自然風景地における人々の利用志向の変化に伴って、自然公園に求められる役割も大きく変化してきており、特に自然とのふれあいや環境管理のあり方を学ぶ学習の場としての役割が重要性を高めている。また、国立公園を中心とした自然公園では、その制度の硬直性による構造的な問題点や、オーバーユースなどの利用上の問題が表面化しており、新たな利用と保全のあり方について検討が求められ、自然公園法改正などの具体的な動きも加わって、各地で現実的な施策が動き出そうとしている。そのような現状をふまえて、本研究では特に、新たな利用形態として国立公園における自然体験活動の推進に注目し、現地調査によるケーススタディとして整理することで、国立公園の利用方策の現状整理を行い、今後の新たな利用計画のための問題点と展望を明らかにした。調査の対象地は、タイプの異なる国立公園を有する北海道東部の知床国立公園、阿寒国立公園、釧路湿原国立公園の3自然公園とし、(1)地域の特色と、これまでの公園利用・観光産業の推移から地域としての課題の整理、(2)現時点で行われている自然体験活動のガイド主体の整理・把握、(3)特に行政・民間・個人の関係の把握、(4)環境保全

・観光振興・まちづくりなどの施策の計画等の把握・整理、のプロセスを経て各地域ごとの問題点と展望をまとめ、最後に総括を行なった。その結果、共通した問題点としては基本的に現時点では、自然体験のガイド活動と、自然公園の管理運営とが結びつきが弱く、そのために体系的かつ効果的な施策が取りにくい現状が明らかとなった。これをうけて今後の方策の展望として、(1)効果的な情報提供、(2)利用者の特性をふまえた計画、(3)ハード施設の再整備、の重要性を指摘した。
ナノ～マクロレベルにわたる新機軸ヒト胆道系3Dリンパ管システムマップの開発

前年度と同様の手法で、ヒトリンパ管内皮細胞マーカーであるD2-40、血管内皮細胞マーカーであるCD31による免疫染色、走査型電子顕微鏡(SEM)を用いたヒト十二指腸乳頭部のリンパシステムの解析を行った。また、得られた解析手法を同一献体の胃体部壁にも応用し、それぞれについての壁内リンパ管の密度・分布を比較解析した。その結果、ヒト十二指腸乳頭部では毛細リンパ管が粘膜層Oddi括約筋内外層にまで連続したリンパ管ネットワークを形成していた。さらに、解析を行った各層で得られた血管分布はリンパ管分布よりも高密度に認められていた。また、胃体部標本と十二指腸乳頭部の標本の比較では、十二指腸乳頭部のOddi括約筋外層では、胃体部の漿膜下層に比べてより高密度なリンパ管の分布が認められていた。得られたリンパ管をSEMで観察したところ、単層性の薄い表面平滑なリンパ管内皮細胞から構成されており、毛細リンパ管の構造を呈していた。また、得られた毛細リンパ管のネットワークは集束して総胆管側へ走行していた。以上の得られた結果より、粘膜層からOddi括約筋内外層にわたるリンパ管ネットワークが、初期リンパ吸収を担っており、十二指腸乳頭部癌のリンパ節転移に寄与しているものと考えられた。以上の得られた結果を短報論文として公表した。本研究の最終目標である胆道系3Dリンパ管システムマップの描出のために、胆管側のデータの採取が必要で、より詳細な解析を解剖体から得られた組織標本だけでなく手術標本を用いて行っている。本研究の最終的な目標であるヒト肝十二指腸靭帯におけるリンパ管ネットワークの網羅的解析までは至っておらず、端緒としてその一部分である十二指腸乳頭部のリンパ管ネットワークについて解析した。しかし、3Dリンパ管システムマップ作成のためのより詳細なデータが未だ得られておらず、今後の研究の継続が必要である。これまでと同様の手法を用いてリンパ管システムマップ解析のために手術献体を用いてさらに網羅的な解析を行い、空間的体系を把握したリンパ管の局在・形態を明らかにする。これにより抽出されたデータを用いて3Dリンパシステムを提供し、臨床病理学的基盤データを構築する。ヒトリンパ管内皮細胞マーカーであるD2-40、血管内皮細胞マーカーであるCD31による免疫染色、走査型電子顕微鏡(SEM)を用いたヒト十二指腸乳頭部のリンパシステムの解析を行った。以上の得られた結果を論文として公表した。今後の展開として、最終目標である胆道系3Dリンパ管システムマップの描出のために、胆管側のデータの採取が必要である。そのための詳細な解析を解剖体から得られた組織標本だけでなく手術標本を用いて行っている。最終的な目標であるヒト肝十二指腸靭帯におけるリンパ管ネットワークの網羅的解析までは至っていないが、端緒としてその一部分である十二指腸乳頭部のリンパ管ネットワークについて解析することができた。しかし、3Dリンパ管システムマップ作成のための詳細なデータが未だ得られておらず、今後の研究の継続が必要である。

以上の得られた結果を短報論文として公表した。本研究の最終目標である胆道系3Dリンパ管システムマップの描出のために、胆管側のデータの採取が必要で、より詳細な解析を解剖体から得られた組織標本だけでなく手術標本を用いて行っている。本研究の最終的な目標であるヒト肝十二指腸靭帯におけるリンパ管ネットワークの網羅的解析までは至っておらず、端緒としてその一部分である十二指腸乳頭部のリンパ管ネットワークについて解析した。しかし、3Dリンパ管システムマップ作成のためのより詳細なデータが未だ得られておらず、今後の研究の継続が必要である。リンパ管システムマップ解析のために手術献体を用いてさらに網羅的な解析を行い、空間的体系を把握したリンパ管の局在・形態を明らかにする。これにより抽出されたデータを用いて3Dリンパシステムを提供し、臨床病理学的基盤データを構築する。これまでと同様の手法を用いてリンパ管システムマップ解析のために手術献体を用いてさらに網羅的な解析を行い、空間的体系を把握したリンパ管の局在・形態を明らかにする。研究の遅延により当初予定していた支出を見送ったため、次年度使用額が生じた。次年度の実験消耗品及び成果報告にかかる旅費等に使用する予定である。
血管機能定量化による入浴時ヒートショックの危険度判定システムの構築と評価

本研究では、入浴時ヒートショックの予防と死亡者数の低減を目的として、ヒートショックへの陥り易さを定量的に評価するための危険度判定システムを構築する。本判定システムは、近赤外線カメラを用いた末梢血管機能評価システムとペルチェ素子を用いた冷温熱刺激装置から構成される。本判定システムを生体計測実験に供することで冷温熱刺激に対する末梢血管の拡張・収縮機能を定量的に評価し、また動脈硬化の状態も計測することで血管機能と動脈硬化の関係を明らかにする。これらの結果からヒートショックの危険度が判定できるシステムを構築し、さらにヒートショック予防に効果的なトレーニング法の提案も目指す。
肺癌の個体特性に関する分子疫学的研究

肺癌患者の平均年齢は68.3(35-86)歳、喫煙率71.3%、ブリンクマン指数の中央値575であった。非誘導AHH活性は0.046pmol/min/10^6細胞[95%信頼区間(95%CI)、0.038-0.056]、誘導AHH活性は0.281pmol/min/10^6細胞(0.236-0.333)、AHH誘導性は6.1(5.1-7.2)であった。これらの数値は以前我々が報告した、健常者の数値に較べて高値であった。組織型別、臨床病期別にAHH活性やAHH誘導性を比較したが、組織型間、臨床病期間でAHH活性やAHH誘導性に殆ど差は認められなかった。また、肺癌患者ではC型は22.2%、Val/Val型は16.7%と健常者でのC型(8.5%)やVal/Val型(5.9%)に較べ高頻度であった。肺癌患者ではC型(15.6;95%CI,11.69-20.71)はA型(4.76;95%CI,3.82-5.93)やB型(5.60;95%CI,4.57-6.86)に較べて非常に高いAHH誘導性を示していた。また、Val/Val型(0.121;95%CI,0.082-0.178)はIle/Ile型(0.042;95%CI,0.034-0.052)やIle/Val型(0.040;95%CI,0.030-0.053)に較べて非常に高い構成的(非誘導)AHH活性を示した。C型やVal/Val型を有する者はより一層発癌性物質が生成されやすいことを意味する。健常者において観察されたCYP1A1遺伝子多型とAHH活性との関連性は肺癌患者においてもさらに強調されて再現されていた。本研究の目的は、AHH活性への担癌による影響が殆どないと考えられる早期癌でかつ治療前肺癌患者において、CYP1A1遺伝子の多型とAHH活性との関係を検討することと、AHH活性の肺癌発生での役割について検討することである。現在までに、九州大学医学部付属病院呼吸器内科の新規受診肺癌患者22名についてインフォ一ムド・コンセントを得て採血(14ml)を行った。Buffy coatよりリンパ球を分離培養し、芳香族炭化水素水酸化酵素(aryl hydrocarbon hydroxylase:AHH)を測定した。この場合、3-methylcholanthrene(MC)で処理した誘導AHH活性をMCの溶媒であるアセトンで処理した非誘導AHH活性で徐して、AHH誘導性を算出した。また、顆粒球よりDNAを抽出して、第1相薬物代謝酵素(AHH)と第2相薬物代謝酵素(グルタチオンS-転移酵素M1、GSTM1)の両者には遺伝子多型があるので、これらの遺伝子多型を測定した。第1相の遺伝子多型は、cytochrome P4501

A1(CYP1A1)遺伝子の3'側の非翻訳領域でのMspI多型(A、B、C型)と第7エクソンでのコドン462における塩基の置換(adenineからguanine)によるアミノ酸置換(isoleucineからvaline)によるIle-Val多型(Ile/Ile、Ile/Val、Val/Val型)の各遺伝子型の頻度を測定した。第2相の遺伝子多型はGSTM1遺伝子多型(欠損型、非欠損型)を測定した。肺癌患者の平均年齢66.9(49-75)歳、喫煙率91%、ブリンクマン指数の中央値990であった。GSTM1の欠損率は68.2%と健常者で報告されている欠損率45-50%に較べて高かった。非誘導AHH活性は0.036pmol/min/10^6細胞(95%信頼区間、0.025-0.054)、誘導AHH活性は0.322pmol/min/10^6細胞(0.213-0.487)、AHH誘導性は8.9(6.0-13.1)であった。GSTM1遺伝子多型における欠損型と非欠損型のAHH誘導性は3.85(1.99-7.44)と12.50(8.57-18.24)で、欠損型で有意にAHH誘導性高かった。集めた症例が少ないので、まだCYP1A1遺伝子の多型とAHH活性との関係は検討していない。肺癌患者の平均年齢は68.3(35-86)歳、喫煙率71.3%、ブリンクマン指数の中央値575であった。非誘導AHH活性は0.046 pmol/min/10^6細胞〔95%信頼区間(95%CI)、0.038-0.056〕、誘導AHH活性は0.281pmol/min/10^6細胞(0.236-0.333)、AHH誘導性は6.1(5.1-7.2)であった。これらの数値は以前我々が報告した、健常者の数値に較べて高値であった。組織型別にAHH活性を比較したが、組織型間の活性に差はなかった。また、肺癌患者ではC型は22.2%、Val/Val型は16.7%と健常者でのC型(8.5%)やVal/Val型(5.9%)に較べ高頻度であった。肺癌患者ではC型(15.6;95%CI,11.69-20.71)はA型(4.76;95%CI,3.82-5.93)やB型(5.60:95%CI,4.57-6.86)に較べて非常に高いAHH誘導性を示し、Val/Val型(0.121:95%CI,0.082-0.178)はIle/Ile型(0.042;95%CI,0.034-0.052)やIle/Val型(0.040,95%CI,0.030-0.053)に較べて非常に高い構成的(非誘導)AHH活性を示した。76名の肺癌患者の平均年齢は64.3(36-86)歳、喫煙率71.8%、ブリンクマン指数の中央値625であった。非誘導AHH活性は0.042pmol/min/10^6細胞[95%信頼区間(95%CI)、0.036-0.050]、誘導AHH活性は0.283pmol/min/10^6細胞(0.238-0.337)、AHH誘導性は6.7(5.7-7.8)であった。組織型別にAHH活性を比較したが、組織型間の活性に殆ど差はなかった。また、肺癌患者ではC型は19.7%、Val/Val型は14.5%と健常者でのC型(8.5%)やVal/Val型(5.9%)に較べ高頻度であった。肺癌患者ではC型(17.5;95%CI,13.5-22.5)はA型(4.94;95%CI,4.06-6.02)やB型(5.56;95%CI,4.75-6.51)に較べて非常に高いAHH誘導性を示した。また、GSTM1の遺伝子の欠損率は66.8%であった。GSTM1の非欠損群と欠損群ではAHH活性、AHH誘導性に有意差は認められなかった。
鉄鋼材料の安定および準安定相平衡予測システム開発のための企画

本研究は、世界的に利用できる鉄鋼状態図のデータベースの構築と、熱力学的に計算・予測するためのシステムを開発するための企画調査を行った。具体的には(i)鉄鋼状態図に関する文献検索とその評価、(ii)計算状態図に関する状況調査、(iii)相平衡予測システム開発のための問題とその対策である。まず(i)に関しては、1990年以前のデータは米国金属学会ASMより2元および三元状態図集が発刊されているがそれ以降については、本研究グループの岡本教授がデータベース化を行っている状況である。また(ii)については、既に計算状態図のソフトウェアーを購入し、使用しているのは、10大学、6国立研究所、43企業(事業所を含む)であり、本邦における活動状況は世界のトップレベルである事がわかった。企業の中には独自で開発したデータベースを所有しているものもある。(iii)については、現状においても一般鋼、ステンレス鋼、工具鋼については、多元系の計算が既に行われており、これをさらに拡張する必要がある。特に実用的に重要な、Nb,Ti,Vなどのマイクロアロイング元素と、C,N,O,S,Bなどの元素を含んだ計算状態図の整備が重要である。さらに磁性材料として重要なFe-Al,Fe-Si系に代表される規則相と磁気変態とが複雑に影響を及ぼす系については、熱力学モデルの検討が必要であるが、本研究グループによって両方の効果を取り入れる手法を提案する事が出来た。以上の状況より、相平衡を予測するシステムは、世界的ネットワーク上で十分可能な状態であり、今後の基礎研究に期待したい。
コモン・マーモセットにおける父親の育児参加の役割と子の発達との関連

マーモセットは、出産直後から父親が養育行動を頻繁に示し、子は一日に何度も母親と父親の間を移動したが、父親が不在条件の新生仔の移動量は限定的であった。社会性試験、弁別学習試験、第三者公平性評価試験などを行った結果、学習や認知テストでの差はみとめられないものの、3チャンバーテストにおいては、父親の養育をはく奪された子は、他個体がいないチャンバーでの滞在時間が短い傾向があり、社会性の不安傾向が示唆された。これらのことから、父親マーモセットの養育行動は、母親が行う養育行動を物理的にサポートするものであると同時に、子にとって社会的・心理的な側面でも重要な役割を担っていることが示唆された。本研究は,コモン・マーモセット(以下マーモセット)を用いて父親の養育行動と子の成長発達の関係を調べることにより,育児における父親の役割を明らかにすることにより、近年増加しつつある一人親家庭または発達障害の子を持つ家庭に対して必要な支援を,親側からのニーズのみではなく,子への利益という別の視点から考察することを目的とする.本年度は主にモデル動物の作成と乳幼児期の観察および実験、さらに成体動物に課題を与えた。これにより、定型家族グループの動物作成と乳幼児期の検査データ、学習や認知課題におけるマーモセットの基礎データが得られた。マーモセットは、それぞれのペアによって個体差はあるものの、出産直後から父親が授乳以外の養育行動を頻繁に示し、それは子が離乳するまで継続していた。子が母乳以外の栄養を摂れるようになると、父親も母親も子に食物分配をすることが観察されたが、子の成長とともに食物分配は減少し、やがて観察されなくなった。社会性試験においては、空の筒が置いてあるチャンバーよりも、見知らぬ個体がいるチャンバーに長く滞在し、乳児期では見知らぬ個体を良く見ていたが、幼児期になるとみる時間を減らしていたことが示された。また、統制個体として配分されている成体を用いて学習実験および社会認知実験も行った。社会認知試験では、自分に関係のないヒト演者のやり取りを見て、自身の行動を変化させたことが示された。これらマーモセットの基礎データが得られたので、これらを今年度の学会等で発表する準備をしている。今年度は、昨年度作成した個体を用いて縦断的に成長発達を調べるとともに、動物の健康状態に留意しながら、父親が不在のモデル動物を作成し、実験を継続していく予定である。本研究は、コモン・マーモセット(以下マーモセット)を用いて、父親の養育行動と子の成長発達の関係を調べることにより、育児における父親の役割を明らかにするとともに、近年増加しつつある一人親家庭または発達障害の子を持つ家庭に対して必要な支援を、親側のニーズのみではなく、子への利益という別の視点から考察することを目的とする。初年度は、主に定型家族グループの行動観察と、学習や認知課題からマーモセットの基礎的なデータを得た。本年度は、さらに父親との同居期間が短いモデル家庭の動物に行動観察および学習・認知課題を与え、その結果を比較した。マーモセットは、出産直後から父親が授乳以外の養育行動を頻繁に示し、子は一日に何度も母親と父親の間を移動したが、父親が不在の場合はその移動がなく、新生仔の移動量は制限されていた。そのためか、子が単独で親から離れている状態が観察される時期が遅かった。仔の体重の成長は、どちらの条件でも変わりはなかった。社会性試験、弁別学習試験、第三者公平性評価試験などを行った結果、3チャンバーテストにおいては、父親の養育をはく奪された子は、他個体がいないチャンバーでの滞在時間が定型家庭の子よりも短い傾向があった。このことは、社会性の不安傾向が示唆された。一方で、学習試験や社会認知課題では差は認められなかった。26年度が最終年度であるため、記入しない。こども学26年度が最終年度であるため、記入しない。マーモセットの基礎データを得るために、今年度は定型家族動物の作成を中心に行った。父親不在のモデルグループの作成は、これらのデータをまとめながら行い、動物の健康に留意しながら進めている。定型家族グループの準備は25年度で概ね揃ったため、今年度はさらにモデルグループを繁殖または配分によって準備する(動物の倫理問題上実験に用いる動物数は最小限とする)。モデル動物のデータは、すでに得られている定型動物のデータと比較しながらまとめ、養育者の違いが子の身体、社会性、学習能力等の発達に与える影響を調べ、それらの結果をまとめて学会発表等を行う。
高効率・低コストの太陽電池用の多結晶シリコン薄膜の新しい製造法の開発

高効率・低コストな新型の太陽電池の開発を目標に、良質な多結晶シリコン薄膜の新しい製造法の確立を目指して研究を行った。本研究の新しい方法とは、シリコンの原料として安価な四塩化ケイ素を用い、溶融塩を電解質として、電解還元により陰極基板上に薄膜を析出させるというものである。四塩化ケイ素が溶融塩に難溶のため析出物が不均一になるという問題を解決するため、種々の溶融塩を検討した。三塩化アルミニウム・塩化ノルマルブチルピリジニウム混合溶融塩は四塩化ケイ素を高濃度に溶解したが、100°C以下でしか使用できないため、析出Siがアモルファスになるという欠点があった。そこで、塩化リチウム・塩化カリウム溶融塩を用いて、電極を回転する方式で溶質の難溶性を解決することにし、この方法で陰極基板の全域に薄膜が形成できることが明らかになった。この研究に平行して、多結晶シリコン薄膜の利用に適した高性能の新しい接合法の開拓、シリコン表面上の表面準位の分布と低減、シリコン表面終端結合の化学的変換、シリコン表面のナノ加工に関する研究も行った。シリコンの電析機構とその制御法を明らかにするために、原子レベルで平坦なシリコン単結晶表面上のSi-HやSi-X(X=ハロゲン)結合の反応性を調べ、適当な条件下でSi-X終端結合を形成できることを見出した。新しい接合法の開発に関しては、白金超微粒子を施したn型Si表面を用いる新型固体太陽電池"n-Si/Pt,SiO2/p-CuI/ITO"が良好な特性を示し、新しい接合法として有望であることを明らかにした。特に、金属微粒子をつけない場合に、開回路光電圧(Voc)0.617Vという理論値に近い大きい値が得られることが明らかになった。金属微粒子をナノメートルのサイズで大きさ、分布をよく制御してつける方法についても検討し、配向ナノロッドを形成できることを見出した。本研究は、新しい電気化学的な方法で低コストかつ高品質の多結晶シリコン薄膜を製造し、これを用いて新型の高効率・低コストな太陽電池を作製することを目的に行った。新しい電気化学的な方法とは、シリコンの原料として安価な四塩化ケイ素を用い、溶融塩を電解質として、電解還元により陰極基板上に薄膜を析出させるというものである。これまで塩化リチウム・塩化カリウムなどの無機系の溶融塩を検討してきたが、これには四塩化ケイ素が不溶という問題があった。このため、本研究では、有機系の三塩化アルミニウム・塩化ノルマルブチルピリジニウム(BPC)混合溶融塩を用いた。BPCは合成により得た。この混合溶融塩は四塩化ケイ素を高濃度に溶解することを確かめた。また、この混合溶融塩は常温で液体である。陰極材料としては、単結晶n型シリコン、グラッシーカーボン、白金などの板を用いた。0.1M四塩化ケイ素を添加した場合、0.4Vvs.Al/Al^<3+>付近からカソード電流が流れはじめ、四塩化ケイ素の還元が確認された。ただし、不純物として水(ないしはこれが四塩化ケイ素と反応して生成する塩酸)が溶融塩に混入していたため、1.0V辺りに水素の発生と酸化による電流ピークが生じた。良質のシリコンを得るためには、今後、この微量の水(塩酸)を徹底的に取り除く必要がある。シリコン表面上へのシリコンの電気化学的析出機構を調べるため、原子レベルで平坦化されたシリコン単結晶表面上における終端結合とその性質について調べた。

この結果、シリコン板をハロゲン化水素酸中に浸すとハロゲン終端結合が生成し、これによってシリコン電極のフラットバンド電位がシフトすることが見出された。今後、溶融塩中のシリコン表面の終端結合について詳しく調べ、電析過程との関係を調べていく予定である。新しい電気化学的な方法で低コストな多結晶シリコン薄膜を製造し、これを用いて高効率・低コストな新型太陽電池を作製することを目的に研究を行った。昨年度に引き続き、有機系の三塩化アルミニウム・塩化ノルマルブチルピリジニウム(BPC)混合溶融塩を用い、四塩化ケイ素の電気化学的還元による多結晶シリコン薄膜の析出を検討した。有機系の溶融塩は四塩化ケイ素をよく溶解するが、100°C以下の低温でしか使用できないため、析出Siがアモルファスになり易いという欠点があり、これを克服することが難しいことが分かった。そこで、再度、塩化リチウム・塩化カリウム溶融塩を用いることにし、現在、精密な回転速度で電極を回転できるセルを製作中である。Siのエピタキシャル成長に関連して、昨年度見出したハロゲン終端結合の生成によるSi電極のフラットバンド電位のシフトについて、原子レベルで平坦化した単結晶Siを用いて詳しい検討を行った。HFエッチしたSi(111)結晶表面はほとんど水素終端されているが、表面ステップにSi一OHが多く存在し、このOHがX(X:ハロゲン)に置換して、Si-X結合が生成することが明らかになった。また、ハロゲン化水素酸中では表面Si-H結合の赤外バンドが急激に減衰することも見出した。半導体表面に金属超微粒子をまばらに施すことを特長とする新型太陽電池の固体化も検討した。白金超微粒子を施したn型Si表面にヨウ化第一銅膜(約2μm厚)を真空蒸着し、これに透明導伝膜(ITO)を圧着させることにより、"n-Si/Pt,SiO_2/p-CuI/ITO"接合の太陽電池を作製し、開回路光電圧0.50V,変換効率3.3%を得た。これにより、この接合が基本的に太陽電池に使用できることが分かった。効率はまだ低いが、これはp-CuI薄膜の作製条件の適正化による克服できる見込みである。高効率・低コストな新型の太陽電池の開発を目標に、良質な多結晶シリコン薄膜の製造法の確立を目指して研究を行った。昨年度に引き続き、四塩化ケイ素か塩化リチウム・塩化カリウム溶融塩に溶解しないため析出物(薄膜)が不均一になるという問題を解決するため、種々の検計を行った。この結果、電極を回転する方式で陰極基板の全域に薄膜が形成できることが明らかになった。この研究に平行して、多結晶シリコン薄膜の利用に適した高性能の新しい接合法の開拓、シリコン表面上の表面準位の分布と低減、シリコン表面終端結合の化学的変換、シリコン表面のナノ加工に関する研究も行った。シリコンの電析機構とその制御法を明らかにするために、原子レベルで平坦なシリコン単結晶表面上のSi-HやSi-X(X=ハロゲン)結合の反応性を調べた。この結果、水素終端シリコン表面をハロゲン化水素酸中に浸すと、微量の酸化剤が溶液中に存在する場合には、Si-X終端結合が生成し、これによってシリコン電極のフラットバンド電位がシフトすることが明らかになった。さらに、ヨウ化水素酸に浸した場合には、配列したヨウ素のナノロッドが形成するという興味深い結果を得た。新しい接合法の開発に関しては、白金超微粒子を施したn型Si表面を用いる新型固体
量子シミュレータとしての光格子中の3成分斥力フェルミ原子系に関する理論研究

光格子中の3成分斥力フェルミ原子系が示す超流動のクーパーペア対称性を調べ、3種類の斥力の2種類が他より強い(弱い)場合は拡張s波(d_{x2-y2}波)が現れる事を明らかにした。この結果は、光格子中の3成分6Li原子系は超流動クーパーペア対称性を制御可能な量子シミュレータである事を示唆する。また、U系化合物におけるs波超伝導の起源を解明する上で重要である。次に蜂の巣格子上のキタエフ・ハイゼンベルグモデルを調べ、キタエフスピン液体相近傍の磁気秩序相ではマヨラナ粒子に起因した非自明な振る舞いが現れる事を示した。更に候補物質RuCl3の有効モデルを提案し、未解明の実験結果を定性的・定量的に説明した。今年度は主に、光格子中において3成分内部自由度(カラー自由度)を持ち、斥力相互作用をする冷却フェルミ原子が示す超流動のクーパーペア対称性を調べた。エリアシュベルグ方程式に基づき、系のフィリングと3種類の斥力を系統的に変化させて超流動ギャップ関数を計算した結果、以下の事が明らかになった。1)ハーフフィリング(HF)近傍において、カラーに依存した3種類の斥力のうち2種類が他の斥力より著しく強い場合、クーパーペアの対称性は波数依存性を持つs波:拡張s波である。2)3種類の斥力のうち2種類が他の斥力より弱い場合、クーパーペアの対称性はd_{x2-y2}波である。3)得られた結果から、3種類の斥力の強さと比、及び温度に関する超流動クーパーペア対称性の相図を得た。拡張s波の超流動は、1)の斥力比のHFにおける基底状態であるカラー原子密度波の量子揺らぎと、クーパーペアを作らないカラーの原子の密度揺らぎの協奏によって誘起される。一方、d_{x2-y2}波の超流動は、2)の斥力比のHFにおける基底状態であるカラー反強磁性の量子揺らぎによって誘起される。3成分斥力フェルミ原子系は6Liにおいて実現しており、そこでは外部磁場により、3種類の斥力を1)から2)の間で制御できる。また、3種類の原子のフィリングも制御可能である。従って、光格子中の6Li原子を用いて外部磁場で3種類の斥力を制御する事により、超流動のクーパーペア対称性を拡張s波とd_{x2-y2}波の間で制御する事が可能である。すなわち本研究は、光格子中の3成分斥力フェルミ原子系は、クーパーペアの対称性を制御出来る量子シミュレータである事を明らかにした。また、格子上の斥力フェルミ粒子系でありながら拡張s波超流動が現れる事を示した本研究は、一群のウラン系化合物における超伝導の研究にも影響を与えた。本研究の開始時には、光格子中の3成分斥力フェルミ原子系において3種類の斥力を制御すると、どのようなクーパーペアの対称性を持つ超流動が現れるか、十分には解明されていなかった。今年度の研究により、3種類の斥力の強さを変化させることで、ハーフフィリング近傍に、拡張s波超流動とd_{x2-y2}波超流動が現れる事を明らかにした。すなわち、光格子中の3成分斥力フェルミ原子系は、超流動のペア対称性を制御出来る量子シミュレータとみなされる。そして、光格子中の6Li原子系は、その候補系である事を指摘した。今後はこの結果を基にして、以下の課題を調べる。1)拡張s波超流動とd_{x2-y2}波超流動の変化は、どのような相転移として記述されるのか。2)3種類の斥力比を変化させ、二つの超流動の相境界近傍に近づくと、超流動転移温度は著しく低下する。これは、各超流動を誘起する支配的な量子揺らぎが、相境界近傍で競合する事に起因すると考えられる。その強い量子揺らぎの競合により、相境界近傍の超流動転移温度の高温側に非フェルミ流体が現れるかどうか。このように、更なる研究を展開するためのベースとなる結果が得られた意義は小さくない。今年度はまた、蜂の巣光格子上の冷却原子系でキタエフモデルを実現する機構が提案された事、及び蜂の巣格子上の遷移金属磁性体Na2IrO3がキタエフモデルの候補物質と指摘された事に刺激され、この物質の比熱の温度依存性を調べた。その結果、比熱はスピン液体に特有のダブルピーク構造を示す事を明らかにした。この結果から、Na2IrO3はスピン液体相近傍の磁気秩序相にあり、その励起状態にはマヨラナ粒子が存在する事を指摘した。この結果は、蜂の巣光格子上の冷却原子系でキタエフモデルを生成し、スピン液体の性質をどのように量子シミュレーションするか考えるための鍵になる。このように、研究は順調に進展している。最近、蜂の巣光格子上の冷却原子系でキタエフモデルを実現する機構が提案されたこと(Liu and Xue, J. Opt. Soc. Am. B 30, 1720 (2013))、および蜂の巣格子上の遷移金属磁性体Na2IrO3,α-RuCl3がキタエフモデルの候補物質と指摘されたことに刺激されて、今年度は数値厳密対角化法、および熱平衡純粋状態法を用いて、キタエフ・ハイゼンベルグモデルの動的性質・熱力学的性質を広いパラメータ領域で系統的に調べた。その結果、キタエフスピン