hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
パターン形成の詳細な理解と制御を目指した無限次元力学系の大域的分岐の研究

電気化学振動反応において現れる種々の時空間パターンを理解するために,振動場反応拡散系モデルの分岐解析を行った.まず適当な大域的な抑制効果を加えると非自明な振動モードが現れるようにできることを明らかにした.さらに空間的に非自明な±1モードの相互作用から,回転波と定在波の選択問題に分岐理論的な説明を与えた.また,その退化特異点近傍の分岐解析を行い,それにより実験結果を非常によく説明しうる分岐図を描くことにも成功し,実験の制御がある程度可能になった.実はこのような現象は電気化学振動反応だけでなく,近年,化学反応系,生態学のモデルなどで知られるようになってきたウェーブ分岐と密接に関係することもわかった.そこで,上記モデルをより普遍的な3種反応拡散系の枠で捕らえ直して,より一般的な状況で分岐解析を行い,チューリング分岐とウェーブ分岐の相互作用なども一部明らかにした.電気化学振動反応において現れる種々の時空間パターンを理解するために,振動場反応拡散系モデルの分岐解析を行った.まず適当な大域的な抑制効果を加えると非自明な振動モードが現れるようにできることを明らかにした.さらに空間的に非自明な±1モードの相互作用から,回転波と定在波の選択問題に分岐理論的な説明を与えた.また,その退化特異点近傍の分岐解析を行い,それにより実験結果を非常によく説明しうる分岐図を描くことにも成功し,実験の制御がある程度可能になった.実はこのような現象は電気化学振動反応だけでなく,近年,化学反応系,生態学のモデルなどで知られるようになってきたウェーブ分岐と密接に関係することもわかった.そこで,上記モデルをより普遍的な3種反応拡散系の枠で捕らえ直して,より一般的な状況で分岐解析を行い,チューリング分岐とウェーブ分岐の相互作用なども一部明らかにした.電気化学振動反応において現れる時空間パターンの分岐解析を簡単なモデルを通して行った。すなわち振動場のダイナミクスをもつ反応拡散系に大域的な抑制項を加えたモデルを提案した。振動場の空間的カップリングでは,分岐点近傍では一様な振動のみが安定に観測される。ところが,大域的な抑制項の影響で一様な振動モードのみが抑制され,それにより,空間的に非自明な±1モードの相互作用が重要な因子になることを示し,そのことが電気化学振動反応において種々の時空間パターンが現れる本質であることを突き止めた。すなわち,今まで懸案になっていた,回転波と定在波の選択問題に分岐理論的な説明を与えたことになる。我々は,その退化特異点近傍の分岐解析を行い,それにより数値計算結果を非常によく説明しうる分岐図を描くことにも成功した。また逆にそれにより,出現する時空間パターンを先験的に予測することも可能になったといえる。実際の実験に対応する完全なモデルではまだ分岐解析を行っていないが,定性的にはよい一致を見た。これは実験でコントロールするパラメーター空間の中で航海地図を与えたようなもので,実際に新しいパラメーターが実験でも見つけることに成功した。また,分岐解析の結果,±1モードのみならず0モードも合わせた3つのモードの相互作用がより複雑なパターンを生み出すことがわかった。すなわち一様振動と回転波や定在波がスーパーインポーズしたような時空間パターンが安定に現れるパラメーター領域も見つけ,目下これが実験に還元できるか検討中である。さらに,次年度以降は,より実験に近いフルモデルにおいて同様の分岐解析を試み,分岐解析がどこまで実験を制御しうるか可能性を検討する予定である。反応拡散系において現れる時空間パターンの分岐解析を行った。一般に振動場のダイナミクスをもつ2種反応拡散系では、一様定常状態からの空間非一様なホップ分岐は一番目の分岐として現れないが、3種反応拡散系では適当な条件下で空間非一様なホップ分岐が一様モードより早く現れることを明らかにした。(すなわち時間的にも空間的にも周期的な振動が観測されうる。)これは昨年度行った電気化学振動反応のモデルとその時空間パターンをより普遍的な枠組みで捉える試みとして始めた物で、種々の時空間パターンの解析をする上での基本的な考え方になると期待している。空間非一様なホップ分岐は必然的に多重ホップ分岐の形で現れるので、それらの相互作用を解析することが、最終的にどのようなパターンが得られるかという選択問題に答えることになる。その際、与えられたモデルに対してその臨界モードの相互作用を求めるという順問題は分岐解析で答えられる。この試みはすでに昨年度、電気化学振動反応のモデルで一定の成果が得られている。また、今年度はより広いクラスの3種反応拡散系でも分岐解析を行った。さらに、空間非一様なホップ分岐と、定常のチューリング分岐が同時に起こるような状況も発見し、そこでの分岐解析を行い、対応する種々のパターンの数値シミュレーションにより確認した。こうした解析は多くの化学反応の時空間パターンを理解する上で新しい知見を与えうる。しかしながら、生成したいパターンを与えてそれが安定になるようなパラメータ(またはモデル)を求めるという逆問題も実験にフィードバックする上で重要であるが、これに対してはまだ満足のいく結果が得られていない。反応拡散系において現れる時空間パターンの分岐解析を昨年度に引き続き行い、さらにそこで得られた結果を離散結合振動子系に適用し解析した。一般に振動場のダイナミクスをもつ反応拡散系や離散拡散結合系では、一様定常状態からの空間非一様なホップ分岐は一番目の分岐として現れないが、例えば3種の拡散結合系では適当な条件下で空間非一様なホップ分岐が一様モードよりも早く現れる。

このことはすでに昨年度、反応拡散系で明らかにした、ウェーブ分岐と呼ばれる機構であるが、これは離散拡散結合系でも同様に現れる。今年度は離散拡散結合系のウェーブ分岐で生じる多重分岐の分岐解析を行い、特に少数結合系で連続系と顕著な違いが有ることを明らかにした。また、チューリング分岐が同時に起こるようなさらに縮退した状況下で何が起こるかの分岐解析を進めた。
海洋波波数方向スペクトルの電磁波による推定手法開発

前年度は主として数値シミュレーションにより手法を検討し、傾斜と波スペクトル・波傾斜スペクトルとの関係を調べ、方向波スペクトルの推定手法を幾つか考察した。本年度は昨年度の数値シミュレーションを更に進めた。即ち方向スペクトルを与え、海洋波面を構成し、散乱断面積を従来の知見から推定した上で擬似PPI画面を作り、解析領域の違い(方向、面積)が推定波スペクトルに与える影響を検討した。次に実際の舶用レーダでノイズ除去回路をカットして得られる画像データを入手し、数値シミュレーションによって考案された複数の推定手法を先の舶用レーダ画像データに適用して波数方向スペクトルを得て、船体運動による逆算スペクトルや目視結果との比較により、推定に最適と思われる方法を検討した。以上の手法を更に確認するために実験船による実海域試験の結果も使用した。このさい投入した小型方向波浪ブイや波浪追算による検証も行なう予定であったがブイによる検定は出来なかったが、推定手法開発という初期の目的をほぼ達成したと考えている。本年度は数値シミュレーションにより推定手法の検討を実施した。まず通常の波浪スペクトルをベースに波数方向スペクトルを与え、長波頂規則波の重ね合わせの原理で空間的に不規則波面を合成し、舶用レーダおよび光学写真による斜めから見た波浪画像を作成した。この場合光学画像は比較的容易にシミュレーション可能であるがレーダ画像については電磁波による後方散乱のメカニズム自体が必ずしも明確では無いので幾つかの説に対応したシミュレーションにより現実を説明出来るメカニズムを推定した。この波浪画像から不規則波面の変位、傾斜と波スペクトル、波傾斜スペクトルとの関係を調べ、方向波スペクトルの推定手法を提案した。この場合時間一空間の3次元スペクトルを求め、分散関係を導入することにより物体と波との区別が可能であることがわかった。なお電磁波は舶用レーダで使用しているXバンドの周波数のもの、すなわち波長が約3cmのものを考えている。また電磁波の入射角度(水面とのなす角度)は5度程度を想定している。
印刷楽譜の認識及び点字表現の楽譜への自動変換システム

本研究では、印刷楽譜を読みとってそこに含まれる楽曲の情報を自動的に認識する技術と、印刷楽譜から認識した楽曲の情報を点字表現の楽譜及びMIDI信号に変換するシステムの開発を目標とした。印刷楽譜の認識では、まず五線を検出して音符の存在する範囲を特定し、その後音符や種々の記号を抽出する。五線の検出は、取り込んだ楽譜の画像を縦方向に走査して等間隔で現れる5個の点を求め、その結果と画像の横方向のヒストグラムを求めて等間隔で現れるピークの位置情報をもとにして五線の位置を推定する方法を採用した。次に五線の位置から音符の存在する範囲を限定し、その範囲において縦方向のヒストグラムを求めて黒点の分布状況から音符や記号の位置を推定し切り出す。音符や記号は各々形に特徴があるのでヒストグラムの形状も異なる。この性質を利用して音符や記号の認識はヒストグラムを求めた結果のデンプレートマッチングで行った。音符と認識された場合は更に五線の位置からその音階を求めた。音符等の認識に関しては、五線の位置は十分な精度で推定可能であるが、まだ一部の記号で認識率が十分でないので認識手法を改善して向上させる必要がある。印刷楽譜の認識結果を表現する記号は印刷楽譜、点字表現の楽譜、MIDI信号間の変換過程で利用される中間的な表現であるので、ここでは中間コードと呼ぶ。中間コードは通常の楽譜の表現規則を、コンピュータ上で取り扱いやすいように数字や文字による記号表現に対応付けたものであるが、このコード体系を整備した。楽譜を点字で表現する方法はすでに提案されているコード体系があるので、それを採用した。点字表現の楽譜は8進数に変換した表現を使用した。これは点字が6個の点の集まりで1文字を表現するため2桁の8進数を用いた表現と親和性が高いためである。そしてこれらの表現の間で相互変換が行えるようにした。
来場者の観覧行動と感想から見た博物館の展示評価についての研究

本研究では、博物館の展覧会/展示の観覧行動を観覧中の感想と併せて調査し、展示評価に影響を及ぼす要因について検討をおこなった。調査は、研究代表者の勤務する博物館のいわゆる"平常展"で実施した。対象者は、2070代の10名(男性3名、女性7名)であった。うち女性1名は、大学・大学院で歴史を専攻した"専門家"であった。観覧に先立って、博物館・美術館への来館経験や、関連する知識の多寡、当該展示を観覧する目的等について質問し、その後自由に展示室内を観覧してもらった。調査を実施した展示室は自由導線であるため、観覧後に観覧順路と感想を併せて記録した。展示室内の観覧時間は、10名とも1時間以上2時間以内の範囲であった。観覧後の評価としては「満足した」等肯定的な意見が得られた。観覧中の感想の内容は、以下の4種類に大別できた。(1)展示物や解説文、展示方法など展示内容そのものに関わるもの、(2)展示室全体の造りや照明など設備に関わるもの、(3)監視員などスタッフに関わるもの、(4)他の観覧者の様子、である。観覧開始からしばらくは、(2)や(3)、(4)についての感想が多く、時間が経つにつれて展示内容そのものに関わる感想が増えてくる傾向が見られた。"専門家"であってもそうでなくてもこの傾向に違いはなかった。一般的に、展示施設において"感想"についてアンケート調査をおこなう場合、全体的な印象を、「よかった」「よくなかった」など簡潔な言葉の選択肢を用いて回答してもらうため、具体性のある"感想"を引き出すことは難しい。滞在時間の経過に沿って、来場者の感想の内容が変化していく可能性が本研究により示されたことは意義深いと思われる。今後、調査対象者を増やす等研究を進め、来場者の展示評価に何が大きく影響するのか、さらなる検討を進めたい。
スピングラスナノドメインの成長過程と取捨選択機能を有する大容量多重記録

本研究は,スピングラスでは無数の秩序が多重に共存するという理論予測を検証し,そうした各秩序に対応するナノドメインに期待される特異な成長・縮退過程を利用した取捨選択機能を有する大容量多重記録の実現可能性を探ることを目指している.本年度は,典型的なスピングラス物質を用いて取捨選択機能を予言する液滴模型についてその妥当性を明らかとするとともに,前年度に見出した実用的に価値のある高い温度でスピングラス的性質を示すナノグラニュラー磁性体の特性を整理し,確かに大容量多重記録が実現可能であることを示した.1.典型的なスピングラス物質である銅マンガン希薄磁性合金を用いて,交流磁化率や磁化の緩和におけるメモリ効果と若返り効果を詳細に解析し,その結果から等温及び温度摂動下でのスピングラスナノドメインの成長・縮退過程に関して液滴模型が妥当であることを確かめた.2.この結果,取捨選択機能の原理的可能性が確認できたので,磁気結合が強く高い転移温度が期待できる実用材料の中にそうした機能を付加できることを示すために,前年度にスピングラス的挙動を見出たナノグラニュラー磁性体が典型的なスピングラス物質同様のメモリ効果と若返り効果を室温付近にて顕著に示すことを明らかにした。すなわち,実用的な取捨選択機能を有する大容量多重記録の実現性があることがわかった.本研究は、スピングラスでは無数の秩序が多重に共存するという理論予測を検証し、そうした各秩序に対応するナノドメインに期待される特異な成長・縮退過程を利用した取捨選択機能を有する大容量多重記録の実現可能性を探ることを目指している。初年度である本年度は、典型的なスピングラス物質を用いて理論予測の検証を進めるとともに、実用的に価値のある高い温度でスピングラス的性質を示す物質の探索を行った。1.典型的なスピングラス物質である銅マンガン希薄磁性合金を雰囲気制御アーク炉等を用いて作製し、その交流磁化率や磁化の緩和などの解析結果から等温でのスピングラスナノドメインの成長・縮退過程に関する液滴模型の妥当性を明らかとした。特に、履歴依存の永続性の検証は単に緩和が遅いことがスピングラスの本質でないことを明確に示す結果として注目された。2.温度変化に対してスピングラスに期待される動的メモリー効果とカオス効果についての研究に適した時間スケールを持つ磁性ナノ粒子集合を準備し、そのスーパースピングラス相のダイナミクスについて理論グループと共同で液滴模型との比較を行った。その結果、重なり長の問題からカオス効果に関する検証は行えなかったものの、メモリー効果については理論予測に一致する振舞を観測することができた。3.上記のように理論予測の検証が進展したので、より磁気結合が強く高い転移温度が期待できるランダムネスをともなう強磁性体やナノグラニュラー磁性体において、スピングラス的性質の有無を調べた。本研究は,スピングラスでは無数の秩序が多重に共存するという理論予測を検証し,そうした各秩序に対応するナノドメインに期待される特異な成長・縮退過程を利用した取捨選択機能を有する大容量多重記録の実現可能性を探ることを目指している.本年度は,典型的なスピングラス物質を用いて理論予測の検証をさらに進めるとともに,実用的に価値のある高い温度でスピングラス的性質を示す物質の探索を推し進めた.1.典型的なスピングラス物質である銅マンガン希薄磁性合金を雰囲気制御アーク炉等を用いて作製し,その交流磁化率や磁化の緩和などの解析結果から等温及び温度摂動下でのスピングラスナノドメインの成長・縮退過程に関する液滴模型の妥当性を検討した.2.この結果、理論予測の裏付が明確となりつつあるので,より磁気結合が強く高い転移温度が期待できるランダムネスをともなう強磁性体やナノグラニュラー磁性体においてスピングラス的性質の有無を調べ,いくつかの系でそのような挙動を捉えることに成功した.3.また,磁性ナノ粒子がスピングラス同様のメモリ効果を持つとの直近の報告を検証するために,フェリチン中に隔離された超常磁性ナノ粒子を準備し,そのメモリ効果が見かけ上の振舞であることを示すとともに,理論グループと共同でその起源を明らかとした.4.その他,本研究で得られた遅い緩和現象の解析技術は,磁性ナノ粒子やその集積系の性質の解明にも活かすことができた.本研究は,スピングラスでは無数の秩序が多重に共存するという理論予測を検証し,そうした各秩序に対応するナノドメインに期待される特異な成長・縮退過程を利用した取捨選択機能を有する大容量多重記録の実現可能性を探ることを目指している.本年度は,典型的なスピングラス物質を用いて取捨選択機能を予言する液滴模型についてその妥当性を明らかとするとともに,前年度に見出した実用的に価値のある高い温度でスピングラス的性質を示すナノグラニュラー磁性体の特性を整理し,確かに大容量多重記録が実現可能であることを示した.1.典型的なスピングラス物質である銅マンガン希薄磁性合金を用いて,交流磁化率や磁化の緩和におけるメモリ効果と若返り効果を詳細に解析し,その結果から等温及び温度摂動下でのスピングラスナノドメインの成長・縮退過程に関して液滴模型が妥当であることを確かめた.2.この結果,取捨選択機能の原理的可能性が確認できたので,磁気結合が強く高い転移温度が期待できる実用材料の中にそうした機能を付加できることを示すために,前年度にスピングラス的挙動を見出たナノグラニュラー磁性体が典型的なスピングラス物質同様のメモリ効果と若返り効果を室温付近にて顕著に示すことを明らかにした。すなわち,実用的な取捨選択機能を有する大容量多重記録の実現性があることがわかった.
X線天文衛星「ぎんが」観測データを用いた展示の開発(その2)

X線天文衛星「ぎんが」は1987年から1991年にかけて観測を行なったわが国3番目のX線天文衛星である。この衛星には全天モニター装置(ASM: All Sky Monitor)とよばれる観測装置が搭載されている。この装置の観測データを解析することにより,主に中性子星,ブラックホール候補天体といった連星X線源やX線新星,超新星残骸などの銀河系内に存在する約100個のX線源を中心とした星の長期変動を調べることが可能である。本研究では,この観測データを科学館の展示の一環として活用するとともに,多くの研究者にデータベースとして用いることができるようにすることを目的としている。ASMの観測データは,オリジナルのtelemetry dataを直接扱うことは困難であるが,既にそれぞれのX線源ごとに,日時,エネルギーチャンネル,強度,誤差等を一覧にしたデータベースが存在している。昨年度はこの過去のコンピュータ環境で解析されたデータを,現在の情報処理環境に合わせた形に構築しなおす作業を行った。これにより個別X線源ごとの強度変化の表示が可能となった。今年度は引き続き,このデータを科学館の展示で活用することを念頭に,データベース構築ための環境整備,観測データをグラフとして可視化するための環境整備,データ解析プログラムの構築を行った。特に,ユーザーインターフェースとしてWebを使用することが比較的簡単と考えられることから,Webサーバーを構築してネットワークを介してデータを扱う方法を検討した。その結果,テキストベースのデータに関してネットワーク上でも表示することが可能となった。ただし,Web上でグラフとして可視化するためには新たに図形描画ためのプログラミングが必要であり,このために必要な作業は今後行っていく予定である。
積分方程式理論に基づくイオン液体の溶媒和構造の解明

前年度までに開発してきた多成分溶媒系のRISM-SCF-SEDD法の完成を受け、イオン液体中での化学反応の例として、Diels-Alder反応を取り上げて計算を行い、学術論文として発表した。これは我々が知る限りイオン液体中の化学反応を非経験的量子化学計算で扱った世界初の事例である。また実験的に詳細な反応解析がなされている4-ニトロベンゼンスルホン酸メチルのSN2反応の計算を行い、ジクロロメタン溶媒中に比べてイオン液体中では反応障壁が高くなるという実験結果を正しく再現できることを示した。さらに構造揺らぎを考慮できる積分方程式理論を多成分溶媒系へと拡張することで、1-ブチル-3-メチルイミダゾリウムなど、アルキル直鎖を有する、より一般的なイオン液体の取扱いに成功レた。この方法で計算すると、液体状態では孤立分子に比べてアルキル鎖が折れ畳まれた構造の分布が増加していることが分る。さらに、この方法を用いることで(1)ハロゲンアニオンの種類を替える事によって、アルキル鎖の配座分布がどのように変化するか、(2)実験的によく知られている、イオン液体([bmim][PF6])へ二酸化炭素が特異的に溶解する現象のメカニズムについて解析を行った。後者については、アニオンと二酸化炭素の静電的相互作用に加え、排除体積効果がしばしば重要な役割を果たしていることを明らかにした。これらの結果は学術論文として発表する予定であり、現在投稿の準備を進めている。イオン液体の特異な性質は、(a)構成分子全てが帯電していることによる強いクーロン相互作用、(b)自由回転する側鎖とその構造エントロピー、の二つによるところが大きいと言われており、これら二つは同時にイオン液体の理論研究を非常に困難にしている。本課題では、液体の積分方程式理論を基礎としてイオン液体を扱う新しい手法を開発し、従来とは全く異なった理論的枠組みの確立をめざしている。実施初年度にあたる今年度は以下の研究を遂行した。(1)これまでに行ってきた研究を総括することで、直鎖状分子の自由回転を扱うことのできる、新しい積分方程式理論の開発に成功した。従来、こうした手法では個々の原子を参照系とした理論構築が試みちれてきたが、低密度極限などで破綻することが知られていた。我々は構成原子すべてからなる分子を参照系として古典的密度汎関数理論を用いることで新しい式を導出した。窒素分子、ブタンからデカンに至る直鎖アルカンに関する計算結果から、この方法が極めて有望であることが分かった。今後、bminの直鎖部分などにこの方法を導入し、イオン液体への展開を進める予定である。(2)多成分系の液体積分方程式理論(RISM)を用いることで、イオン液体中でのDiels-Alder反応などの化学反応の計算に世界で初めて成功した。イオン液体は強いクーロン相互作用が内在しているにも拘らず、あたかも穏やかな極性溶媒のような振る舞いを見せる原因について、分子サイズや溶媒和構造から明らかにした。以上の結果は既に複数の学術論文として取りまとめ、現在投稿中である。
外部性が存在する下での環境政策が経済活動の立地や厚生に与える効果

本研究では、各ペアの国や地域の間で財の輸送費用が異なる(非対称である)という経済を想定した理論モデルを構築し、企業立地や政策効果について分析した。本研究はふたつに分けられる。複数地域が存在する国内の各地域の輸出に関する分析と、第三国との距離が異なるふたつの国の間で企業への補助金競争を行うもとでの企業立地についての分析である。いずれの場合においても、非対称な輸送費用の下では、企業立地は外国(第三国)からの輸送費用に影響しており、経済状況の変化が各地域の生産構造に与える効果は距離によって異なることが明らかになった。国際間の課税競争と企業立地の関係性に関する理論モデルの構築を行った.この研究の特徴は,課税競争を行っているふたつの国と市場を持つ第三国との間の距離が異なることを仮定している点である.本研究では,企業は,課税の程度(政策の厳しさ)と第三国の需要の大きさを比べて立地を決定していることが明らかになった.具体的には,企業は,基本的に,第三国市場との競争を避けるため,第三国から遠い国へ立地することが分かった.しかし,課税競争を行える状況にある場合,第三国から近い国の政府は企業を誘致する手段を獲得でき,競争がない状態よりも企業を自国に立地させやすくなることが示された.課税競争をしている国々が協定を結び,課税競争を避けるために同じ税率を課すような場合,必ずしも厚生が高くなるとは限らないことが明らかになった.本研究では,第三国市場からの需要や第三国市場からの距離を理論モデルに導入した.これらの点を企業立地モデルに導入することは重要である.なぜなら,企業は,立地の候補地の経済環境だけではなく,候補地の周辺の市場の経済環境を考慮した上で立地を決定しているはずだからである.また,課税競争により起こることが示されているrace to the bottomを避けるために,企業へ課す税率を統一させるような政策が提案されるケースがあるが,それが必ずしも経済厚生の上昇を導かない可能性があること,また,国際間の対立を生み出す可能性があることが明らかになった.課税の程度を政策の厳しさの程度と解釈すれば,本研究では,政府の政策の程度が企業の立地にどのような影響を与えているか,という点を明らかにする理論モデルを構築できたと言える.また,政策の厳しさの程度を同じにするようなハーモナイゼーションが望ましい結果を導くかどうか,という点についても分析可能であると考えられる.本年度においては、非対称な国際間の輸送費用が存在する下で、すべての財に輸送費用がかかることを仮定し、複数の地域を持つ一国内の各地域の輸出に関する分析を行うための理論モデルを構築した。すべての財に輸送費用がかかることを仮定することで、モデル内において賃金格差が発生し、地域内の相対賃金が上昇するとその地域の輸出シェアが低下するという関係を理論的に示すことができた。ほとんどの先行研究においては、ニューメレール財には輸送費用がかからないことを仮定しているが、その結果として、労働者の賃金格差がモデル内で起こらない。しかし、実際には地域間で賃金格差が発生している。ゆえに、この理論モデルはより現実に近い世界を描写していると考えている。今後、この理論研究と実証研究を統合し、地域の輸出に関する論文として完成させる予定である。加えて、非対称な国際間輸送費用が存在する下での企業立地と租税競争に関する理論研究を国際学会で発表した。本研究においては、企業立地の理論分析に、第三国市場との間の非対称な輸送費用を導入した。非対称な輸送費用を仮定すると、企業は、第三国市場への近接性と第三国市場で活動している企業との競争の程度を考慮した上で、立地点を選ぶ。外国と近ければ、外国市場に低い費用で輸送することができ利潤を増加させることができるが、同時に、激しい競争にさらされるため利潤を減少させてしまう。その結果、立地の候補国(地域)が全く同じような国であっても、企業の立地行動がすべての候補国で同じになるとは限らない。先行研究のほとんどが、任意のふたつの国の間での輸送費用がいずれのペアでも同じである(輸送費用が対称である)ことを仮定しているが、その仮定は現実世界には当てはまらない。ゆえに、国際間の輸送費用が非対称であるという仮定を導入することで、より現実に近い理論モデルを構築できたと考えている。貿易相手国との輸送費用が地域によって異なることを考慮し、国内地域間の企業立地と地域レベルの輸出について研究を行った。具体的には、2国・3地域モデルを用い、自国に複数地域が存在することと、任意の2つの立地点間の財の輸送費用が異なることを仮定した。それらの仮定の下で、貿易相手国の重要な変数が変化したときに、国内の企業の空間的分布が変化することを示す理論モデルを構築した。輸送費用が貿易相手国と自地域との輸送費用が異なる場合、貿易相手国の変数の変化が価格指数に与える効果の大きさが異なるため、各地域の実質賃金への影響の大きさが異なってしまう。

その結果、労働者の地域間移住を引き起こし、それが企業の地域間移動を引き起こす。さらに、貿易相手国と自地域の間の輸送費用が低い地域に自国の企業が集中する可能性があることを示した。加えて、自国内の企業の空間的分布が変化する結果として貿易相手国の所得の変化が地域レベルの輸出にも影響を与えるが、その大きさは一様ではなく、輸送費用の大きさによって様々であることを示すことができた。先行研究のほとんどでは、任意の2つの立地点間の財の輸送費用は完全に同じであることを仮定しているが、実際には、2地点間の財の輸送費用の大きさは様々である。理論モデルから推測されることは、ある市場の変数が何らかの理由で変化したり、変数に何らかの影響を与えるような政策を行使したりしたときに、立地点間を移動できる経済主体や各立地点で経済活動を行う経済主体に対するそれらの変化の影響は、その市場と自地域間の輸送費用の大きさによって各立地点で異なるということである。以上のことから、任意の2地点間に対して非対称な輸送費用を考慮することは、経済活動の立地に関する分析において重要である。政策の強さと企業の立地に関する理論モデルの構築はできたが,その理論モデルの完成に時間がかかってしまった.環境についてのサーベイを進めているが,理論モデルに環境や外部性に関する変数を導入することまでには進められなかった.2011度においては、立地点間の財の輸送費用の非対称性に着目して研究を行ったが、予想していた以上に理論モデルが煩雑になり、企業の立地行動について分析に時間がかかった。環境についてのサーベイを行うまでに至らなかった。これまでの研究で構築した理論モデルは,完成に時間がかかったが,予想していたよりもシンプルなモデルとなったため,新しい変数を導入し,拡張可能であると推測できる.今後は,構築した理論モデルに環境(外部性)や技術を表す変数等を導入し,外部性,企業立地と政策の関係を明らかにする予定である.2011年度においては、環境に関する文献調査を行うまでに至らなかったことと参加を予定していた学会へ参加しなかったことの2点から、研究費の繰越が発生してしまった。2012年度内においては、開放経済下の環境政策についての文献サーベイを行う。そして、環境に関する変数の導入の方法を検討し、経済地理の理論モデルへの導入方法を検討する。その後、環境を考慮した下での経済活動の立地を分析できる静学モデルを構築する。加えて、静学モデルの構築後、動学モデルへの拡張を検討したい。実際の動学モデルの構築は、2013年度内を予定している。動学モデルの構築を行う理由は、研究開発活動の効果を分析することが可能になることである。時間を通じて財の生産や研究開発に関する費用が低下するような場合、また、研究開発活動において外部性が存在するような場合、経済活動の立地点にどのような影響が現われるのか、そして、厚生がどうなるのか分析することができると期待している。理論モデルの構築と共に、国際学会での報告とリサーチを行い、自身の研究の改善につなげたい。分析の完了に時間がかかったことと国際学会での報告の応募が却下されたことの2点から,予定した国際学会での報告ができなかった.
大規模分子系の理論開発

分子理論と計算方法の目ざましい発展とコンピュータの進歩により、理論化学は複雑な系の性質を高い信頼度で予測することができるようになり、新たな可能性が広がっている。しかし生体分子やナノサイズ分子に適用するにはいまだなお時間がかかりすぎるという悩みを抱えている。本研究の目的は、新しい理論やアルゴリズム開発によって大規模分子系の量子化学計算を実現することにある。我々はこれまで、大規模系での計算を達成するために、コンピュータコスト削減を主眼においた、量子化学的方法を開発してきた。近年我々は、北浦らによって生み出された「Fragment分子軌道法」に注目し、それらの理論開発を行ってきた。この手法は、近似的ではあるけれど比較的精度の高い方法である。さらに、通常の量子化学計算手法では取り扱う事の出来ない数千原子からなる様な大規模系を、既存のコンピューターリソースを用いて計算する事が可能となる。この方法は特に、ナノサイズの分子やタンパク質などの分子において有効性を発揮する。従来のFragment分子軌道法による技術的な欠点の一つは、長距離のクーロン相互作用を計算する際に比較的高いコストがかかる事であった。特に今年度は、我々が以前より開発してきた多極子(Fast Multipole)法をFragment分子軌道法に組み入れ、単純な双極子近似を使用することによって、長距離クーロン相互作用計算の問題点を回避する事が出来た。更に詳しい解析により、分割の仕方による任意性がある事が判った。現在はこの任意性を取り除くため、あらたな分割法を開発するとともにPost Hartree-Fock計算への展開も行っている。計算時間のボトルネックは莫大な数の2電子積分の計算にある。2電子積分計算、特にCoulomb積分の高速化を図る近似の1つにFast Multipole Method(FMM)がある。その1つであるPoint-chargefast multipole methodを利用し、chargeを古典的なpoint chargeと量子論的なquantum chargeに分類し、より高速なBranch-freeFMM(BFMM)を開発した。BFMM近似のプログラムを作成して数100原子系で予備的計算を行ってきたが、BFMMは系の大きさにほぼ比例して計算時間が増加する(Linear scaling, Order N法)きわめて効率的なアルゴリズムであることが数値計算より実証された。密度汎関数法(DFT)の高速化を実現化するため、現在DaltonおよびUTChemプログラムパッケージにBFMMを組み込んでいる。完成の暁には数1000原子系の理論計算がroutineで行えるようになるものと期待している。これまでの研究をまとめ、J.Chem.Phys.に投稿している。
メタボリックシンドロームの病態基盤である慢性炎症に対するB細胞機能制御効果の検討

拘束ストレス負荷を与えたDS/obeseラットにおいてPTEN阻害薬は摂食量や体重、左室肥大には影響を及ぼさなかったが、高血圧、左室拡張障害、心筋線維化、心筋炎症を改善した。また、拘束ストレスによりCD31免疫染色で示される心筋毛細血管密度の減少とVEGFの心筋発現の低下が認められた。さらに、拘束ストレスは脂肪量と脂肪細胞のサイズには影響を及ぼさなかったが、脂肪炎症を増悪させるとともに、Breg細胞比率の減少およびCD8+T細胞比率の増加を惹起した。拘束ストレス負荷によるこれらの効果はすべてPTEN阻害薬により抑制された。以上の結果より、拘束ストレス負荷を与えたDS/obeseラットにおいて、PTEN阻害薬投与は、左室心筋の炎症や線維化、左室拡張障害を抑制した。またPTEN阻害薬は皮下脂肪・内臓脂肪組織炎症を抑制した。DS/obeseラットにおいて拘束ストレスにより悪化した心筋炎症の改善の少なくとも一部はPTEN阻害薬により血管新生が促進し、低酸素状態が改善したことに起因することが示唆された。また内臓脂肪炎症が抑制された要因として、炎症抑制方向へと拘束ストレスによる内臓脂肪組織の炎症制御細胞の分布が変化したことが考えられる。慢性炎症を基盤病態とするメタボリックシンドローム(MetS)のストレス応答におけるB細胞の役割については不明な点が多い。初年度においては、MetSの動物モデルDahlS.Z-Leprfa/Leprfa (DS/obese)ラットを用いて脂肪組織炎症および脾臓におけるB細胞サブセットの分布についてフローサイトメトリー解析を行い、またMetSの脂肪病態と免疫応答に及ぼす拘束ストレスとPTEN阻害薬投与の効果を検討した。DS/obeseラットとその対照動物であるDahlS.Z-Lepr+/Lepr+ (DS/lean)ラットを8週齢で入手し、9週齢にDS/leanおよびDS/obeseラットをPTEN阻害薬(bisperoxovanadium-pic, 0.2 mg/kg, i.p.)投与群と非投与群に分け、さらにDS/obeseラットについては拘束ストレス(2時間/日、午前)負荷群と非負荷群に群分けした。11週齢に心形態・機能評価を行った後、臓器摘出を行い免疫学的および分子生物学的解析を実施した。結果、PTEN阻害薬投与は、拘束ストレスを負荷したDS/obeseラットの収縮期血圧の上昇を抑制した。PTEN阻害薬はストレス下のDS/obeseラットにおいて、皮下脂肪の重量を減少させ、脂肪細胞肥大および炎症を抑制するとともに、内臓脂肪の炎症を抑制する傾向を示した。またPTEN阻害薬投与は皮下脂肪組織におけるM1マクロファージマーカー遺伝子発現の減少傾向を示した。フローサイトメトリー解析では、PTEN阻害薬はストレス負荷したDS/obeseラットの脾臓においてIL-10産生性Breg細胞の割合を有意に増加し、B-1細胞の増加傾向も示した。PTEN阻害薬はストレス負荷したラットにおいて脾臓の制御性T細胞(Treg)比率の増加と内臓脂肪におけるCD8+T細胞の低下も誘導した。申請書に記載した初年度の研究計画に沿って初年度は免疫学的解析を中心とし、内臓脂肪組織および脾臓におけるBリンパ球サブセットおよびTリンパ球サブセットのフローサイトメトリーを用いた解析を実施した。Tリンパ球サブセットに関しては、当初の予定ではTh1/Th2細胞比やTh17細胞の解析も行う予定であったが、単離可能な細胞数の関係上、Breg細胞とも関連のある制御性T細胞、CD8陽性T細胞を中心にフローサイトメトリーにより分布を検討した。一方、Bリンパ球サブセットに関しては、申請書に記載したBreg細胞、B-1(B-1a,B-1b細胞)、B-2細胞すべての分布について解析を実施できた。M1、M2マクロファージに関しても各マーカー遺伝子の発現をRT-PCR法で検討を行った。免疫学的解析だけでなく、脂肪組織の炎症応答について病理学的解析や遺伝子発現の検討も実施することができ、脂肪病態と免疫応答に及ぼす拘束ストレスとPTEN阻害薬投与の短期(2週間)効果について解析を行うことができた。30年度は、拘束ストレス負荷およびPTEN阻害剤投与を4週間実施し、長期における免疫応答に及ぼす拘束ストレスとPTEN阻害薬投与の効果およびMetS病態や臓器障害への影響を多面的に解析していく。

具体的には初年度も実施したフローサイトメトリーを用いたB細胞、T細胞サブセットの分布解析を行い、長期ストレス負荷、薬剤投与により分布がいかに変化するかの検討を行う。また代謝への影響、特に糖代謝および脂質代謝への効果について糖負荷試験、グルコース負荷試験、インスリンシグナル活性、生化学的解析、糖・脂質代謝関連遺伝子発現の検討を行う予定である。脂肪および脾臓組織だけでなく、心筋組織や肝組織傷害についても検討を行う。エコーおよび心カテーテルによる心機能解析を行うとともに、病理学的手法による酸化ストレスや炎症状態の検討を実施する。また、30年度においては本研究テーマによる学会発表、昨年度から得られたデータをまとめ論文の作成・投稿を行う。当初予定した一般試薬およびReal-time解析試薬が少ない消費量で研究を実施できたため次年度使用額が14332円となった。30年度は申請書に記載した通りの設備および消耗品の購入に助成金を使用する予定である。また30年度はより多面的な解析を行っていく予定であることより、次年度使用額14332円について消耗品購入費のなかで抗体の購入費に使用する予定である。
癌悪液質に対する新規運動プログラムの開発と筋量減少に関連するバイオマーカーの探索

昨年度は、5週齢のWistarラットを用い、癌悪液質モデルラットに対してトレッドミルによる低強度および中強度全身運動を実施することで、癌悪液質による筋量減少に対する抑制効果およびマイオカインの変化を解析した。腹腔内投与してから9日間の全身運動を実施後、下腿後面の骨格筋および血液を摘出した。摘出した組織からELISAにより各種サイトカインとマイオカインおよびWestern blot法やRT-PCR法により筋タンパク質分解・合成系因子を解析し、それらを指標として各運動強度による運動効果の判定を行った。筋量に関しては、癌悪液質により筋量減少が惹起された。低強度運動により、筋量減少の抑制効果が認められた。筋タンパク質分解系の変化は筋特異的ユビキチンリガーゼ(Atrogin-1、MuRF1)を指標とした。その結果、悪液質により各指標は有意に増加しており、筋タンパク質分解系が筋量減少に関連していることが示唆された。一方で、低強度運動により各指標に対する抑制効果を示した。筋タンパク質合成系は、p70S6Kのリン酸化を指標とした。その結果、悪液質により有意な低下を示し、筋量減少に関連していることが示唆された。一方で、低強度運動によりp70S6Kリン酸化低下の抑制効果を示した。以上の結果から、癌悪液質による筋量減少には筋タンパク質分解系の亢進および筋タンパク質合成系の活性低下が関与していることが示唆された。一方で、低強度運動により筋タンパク質分解系の亢進抑制および筋タンパク質合成系の活性低下に対する抑制効果を示したことから、全身運動は癌悪液質に伴う筋量減少の抑制に効果的であること示唆された。一方で、中強度運動においては、癌悪液質による筋量減少の予防効果が見られないだけでなく、生存期間が低強度運動に比較して短くなっていた。上記結果から、本実験は計画通り終了したと考える。癌患者では病状の進行に伴って、急激な筋量減少を特徴とする悪液質を発症し、身体活動量が著しく低下する。そのため、癌患者の悪液質状態における筋量減少の予防は治療・加療後の身体機能の回復促進に重要な意義を有している。一方、運動は筋量減少予防に有効であるが、十分な運動効果を得るには運動強度を高くする必要がある。しかし、癌悪液質では、高強度運動が悪液質を増悪させる可能性も考えられる。そこで、本課題では、癌悪液質に伴う筋量減少に対して、有効な運動強度を明確にすることを目的とする。また、筋量減少の予防効果に関係するバイオマーカーを探索するとともに、作用機序の解明を行う。平成28年度は、癌悪液質モデルラットを作成し、癌悪液質による筋量減少メカニズムおよびマイオカインの変化について解析を実施した。5週齢の雄性Wistarラットを用い、腹水肝癌細胞(AH-130)を腹腔内注射することにより胆癌を誘発した。2週間の実験期間終了後に、骨格筋(腓腹筋・足底筋・ヒラメ筋)および血液を摘出した。悪液質の状態は張力計を用いた把持力および体重減少量(体重と腹水量の差により算出)により確認した。その後、摘出した組織からELISAにより各種サイトカインとマイオカインおよびWestern blot法やRT-PCR法により筋タンパク質分解系・合成系因子(mTOR関連因子、FoxO、ユビキチン-プロテアソーム系指標)を解析し、それらを指標として効果判定を実施した。また、悪液質では誘発される筋量低下の程度が遅筋と速筋によって異なることが示唆されているため、遅筋と速筋の結果を比較した。遅筋と速筋の結果は、今後計画している運動効果を検証する際のターゲットとする筋を選択する際の根拠とする。昨年度は、5週齢のWistarラットを用い、腹水肝癌細胞(AH-130)を腹腔内注射することにより癌悪液質モデルラットを作成し、癌悪液質による筋量減少メカニズムおよびマイオカインの変化を解析した。腹腔内投与してから2週間後、骨格筋(腓腹筋・足底筋・ヒラメ筋)および血液を摘出した。悪液質の状態は張力計を用いた把持力と体重減少量(体重と腹水量の差により算出)により確認した。その後、摘出した組織からELISAにより各種サイトカインとマイオカインおよびWestern blot法やRT-PCR法により筋タンパク質分解・合成系因子(mTOR、FoxO、ユビキチン-プロテアソーム系指標)を解析し、それらを指標として効果判定を行った。また、悪液質では誘発される筋量低下の程度が遅筋と速筋によって異なることが示唆されている。そのため、遅筋と速筋の解析結果を比較した。筋量に関しては、遅筋と速筋ともに筋萎縮を惹起しており、その変化について筋間に差は認められなかった。筋タンパク質分解系の変化は筋特異的ユビキチンリガーゼ(Atrogin-1、MuRF1)を指標にした。その結果、遅筋と速筋の両方で悪液質により各指標は有意に増加しており、各筋ともに筋タンパク質分解系が筋萎縮に関連していることが示唆された。一方で、各筋間の変化に差はなかった。筋タンパク質合成系は、p70S6Kを指標とした。遅筋では有意な低下を示さなかったが速筋で有意な低下を示した。さらに、各筋間で比較したところ、遅筋に比較して速筋で有意に低下していた。

以上の結果から、癌悪液質による筋萎縮には筋タンパク質合成系の活性低下が大きく関与しており、遅筋と速筋の筋萎縮のメカニズムが異なる化膿性が示唆された。上記結果から、昨年度計画していた実験・解析項目はほぼ解析が終了しており、おおむね順調に進展していると考える。癌患者では病状の進行に伴って、急激な筋量減少を特徴とする悪液質を発症し、身体活動量が著しく低下する。そのため、癌患者の悪液質状態における筋量減少の予防は治療・加療後の身体機能の回復促進に重要な意義を有している。一方、運動は筋量減少予防に有効であるが、十分な運動効果を得るには運動強度を高くする必要がある。しかし、癌悪液質では、高強度運動が悪液質を増悪させる可能性も考えられる。そこで、本課題では、癌悪液質に伴う筋量減少に対して、有効な運動強度を明確にすることを目的とする。また、筋量減少の予防効果に関係するバイオマーカーを探索するとともに、作用機序の解明を行う。平成29年度は、癌悪液質モデルラットに対して全身運動を実施し、癌悪液質による筋量減少メカニズムおよびマイオカインの変化について解析を実施した。5週齢の雄性Wistarラットを用い、腹水肝癌細胞(AH-130)を腹腔内注射することにより胆癌を誘発した。細胞接種後9日間のトレッドミルによる全身運動を実施した後に、骨格筋(腓腹筋・足底筋・ヒラメ筋)および血液を摘出した。悪液質の状態は張力計を用いた把持力および体重減少量(体重と腹水量の差により算出)により確認した。その後、摘出した組織からELISAにより各種サイトカインとマイオカインおよびWestern blot法やRT-PCR法により筋タンパク質分解系・合成系因子(mTOR関連因子、FoxO、ユビキチン-プロテアソーム系指標)を解析し、それらを指標として全身運動の効果判定を実施した。上記の解析結果は、今後計画している筋量減少に対する有効な運動強度を設定する際の根拠とする。昨年度は、5週齢のWistarラットを用い、腹水肝癌細胞を腹腔内注射することにより癌悪液質モデルラットを作成し、モデルラットに対してトレッドミルによる全身運動を実施することで、癌悪液質による筋量減少に対する抑制効果およびマイオカインの変化を解析した。腹腔内投与してから9日間の全身運動を実施後、下腿後面の骨格筋および血液を摘出した。摘出した組織からELISAにより各種サイトカインとマイオカインおよびWestern blot法やRT-PCR法により筋タンパク質分解・合成系因子を解析し、それらを指標として運動効果の判定を行った。筋量に関しては、筋量減少が惹起された。全身性運動により、筋量減少の抑制効果が認められた。筋タンパク質分解系の変化は筋特異的ユビキチンリガーゼ(Atrogin-1、MuRF1)を指標とした。その結果、悪液質により各指標は有意に増加しており、筋タンパク質分解系が筋量減少に関連していることが示唆された。一方で、運動により各指標に対する抑制効果を示した。筋タンパク質合成系は、p70S6Kのリン酸化を指標とした。その結果、悪液質により有意な低下を示し、筋量減少に関連していることが示唆された。一方で、運動によりp70S6Kリン酸化低下の抑制効果を示した。以上の結果から、癌悪液質による筋量減少には筋タンパク質分解系の亢進および筋タンパク質合成系の活性低下が関与していることが示唆された。
HbA1cが冠動脈CTにおける高リスクプラーク形成に与える影響に関する研究

本研究の目的は耐糖能異常を含めた糖尿病患者におけるプラーク形成に関する因子を冠動脈CTにより究明することであった。糖尿病の指標である血液中のHbA1cと冠動脈プラークの関連を調べるため、当院で2014年1月から9月に行われた冠動脈CT(1079検査)を後ろ向きに解析した。糖尿病の状態としては、HbA1c≦6.0を正常群とし、6.1-6.4を境界型、6.5-7.1を軽度糖尿病型、>7.1を重度糖尿病型として関連性を調べた。CT上の高リスクプラークは血管径の拡張(positive remodeling>1.1)と低濃度成分(CT値30HU未満)を含むものと定義した。その結果、HbA1cの上昇と共に高リスクプラークの頻度も上昇し(正常群15%、境界型22%、軽度糖尿病型31%、重度糖尿病型48%)、他の冠危険因子などを考慮した多変量解析でも高いHbA1cは高リスクプラークの独立した危険因子であることが証明された(オッズ比(95%信頼区間)、境界型1.65(1.06-2.52)、軽度糖尿病型2.66(1.72-4.06)、重度糖尿病型5.30(3.52-8.01).いずれも有意水準を満たす)。また、脂肪肝と高リスクプラークに関する検討も行った。2014年1月から2015年2月まで当院で行われた冠動脈CT(2028検査)を後ろ向きに解析した結果、脂肪による肝臓CT値の低下と共に高リスクプラークの頻度が上昇し、CT値54HU未満になると、頻度は30%であることが判明した。以上から、本研究ではHbA1oの上昇と肝臓のCT値の低下が高リスクプラークの危険因子であることが解明された。高リスクプラークは心筋梗塞や不安定狭心症などの急性冠症候群を起こす原因となり、早期に発見し、投薬治療を行うことが重要である。本研究の成果は心臓病の発症を減らすことに寄与すると考える。
口腔癌における染色体領域増幅の分子細胞学的意義に関する検討

染色体の増幅が生じる領域に位置する遺伝子の中で口腔扁平上皮癌に高発現している遺伝子を検索し,8番染色体および11番染色体における増幅の生物学的役割を明らかにすることを目的として行った.11q13領域に位置する16遺伝子および8q24.3領域に位置する8遺伝子の発現を網羅的にスクリーニングした.11q13領域では3遺伝子を候補遺伝子として選定したが,8q24.3領域では候補遺伝子を選定できなかった.遺伝子の増幅と発現の関係を検討したところ,1遺伝子が相関関係を認めた.同遺伝子の増幅は口腔扁平上皮癌症例50例中13例に生じており,同遺伝子は口腔扁平上皮癌の進展に関わっていると考えられた.染色体の増幅が生じる領域に位置する遺伝子の中で口腔扁平上皮癌に高発現している遺伝子を検索し,8番染色体および11番染色体における増幅の生物学的役割を明らかにすることを目的として行った.11q13領域に位置する16遺伝子および8q24.3領域に位置する8遺伝子の発現を網羅的にスクリーニングした.11q13領域では3遺伝子を候補遺伝子として選定したが,8q24.3領域では候補遺伝子を選定できなかった.遺伝子の増幅と発現の関係を検討したところ,1遺伝子が相関関係を認めた.同遺伝子の増幅は口腔扁平上皮癌症例50例中13例に生じており,同遺伝子は口腔扁平上皮癌の進展に関わっていると考えられた.口腔扁平上皮癌のみならず多くの悪性腫瘍は、ゲノムに生じる様々な異常の積み重ねにより生じる。染色体領域の増幅は、遺伝子の発現上昇に密接に関わる異常であり、乳癌ではHER2遺伝子の増幅が乳癌の増殖に寄与しており、それを標的とした治療薬が臨床応用されている。口腔扁平上皮癌では以前より11q13領域に増幅が生じることが知られている.われわれは口腔扁平上皮癌症例50例のArray-CGH法によるDNAコピー数異常のスクリーニングを行い約20%の症例に8q24.3領域に位置する約100kbの領域で増幅が生じることを発見した.本研究では,8q24.3領域および11q13領域位置する遺伝子の中から、口腔扁平上皮癌で高発現している遺伝子を、我々が有するデータおよび文献検索の結果に基づいて選択し,細胞株および臨床検体のパラフィンブロックを用いて、Real time PCRや免疫染色等の分子細胞遺伝学的手法を用いて検討を行い、口腔扁平上皮癌で高発現している遺伝子を明らかにする。さらに、RNA干渉法および遺伝子発現ベクターを用いた遺伝子発現改変技術を応用して、高発現が確認された遺伝子の、口腔扁平上皮癌における機能を検討する。最終的には、データを統合することにより、8q24.3領域および11q13領域の増幅の生物学的役割および口腔扁平上皮癌の新規分子標的なり得る遺伝子を明らかにすることを目的とする。本年度は,Real time RT PCR法を用いて,11q13領域に位置する16遺伝子および8q24.3に位置する8遺伝子の発現を網羅的にスクリーニングした.その結果,11q13領域では口腔扁平上皮癌細胞全てで高発現している遺伝子を1つ,複数の細胞株で高発現している遺伝子を4つ認めた.8q24.3領域に関しては,今回用いたスクリーニング法では,候補遺伝子を選定することができなかった.口腔扁平上皮癌のみならず多くの悪性腫瘍は,ゲノムに生じる様々な異常の積み重ねにより生じる.染色体領域の増幅は,遺伝子の発現上昇に密接に関わる異常であり,乳癌ではHER2遺伝子の増幅が乳癌の増殖に寄与しており,それを標的とした治療薬が臨床応用されている.口腔扁平上皮癌では以前より11q13領域に増幅が生じることが知られており,同領域に位置するCCND1やFGF4といった遺伝子が関連遺伝子として検討されてきた.われわれは口腔癌の遺伝学的解析を研究テーマの一つとして行っており,その結果を報告してきた.その結果の一つとして,約20%の症例に8q24.3領域に位置する約100kbの領域で増幅が生じることを発見した.本研究では,増幅が生じる領域に位置する遺伝子の中で口腔扁平上皮癌に高発現している遺伝子を検索し,8番染色体および11番染色体における増幅の生物学的役割の解析と,口腔扁平上皮癌の新規分子標的になり得る遺伝子を明らかにすることを目的として行った.Real time PCR法を用いて,ヒト皮膚ケラチノサイト由来細胞株,口腔上皮異形成症由来細胞株,口腔扁平上皮由来細胞株を用いて,11q13領域に位置する16遺伝子および8q24.3領域に位置する8遺伝子の発現を網羅的にスクリーニングした.11q13領域では5遺伝子を候補遺伝子として選定したが,8q24.3領域では候補遺伝子を選定できなかった.次に,Real time PCR法を用いて遺伝子の増幅と,遺伝子発現の関係を検討した.その結果,1遺伝子が相関関係を認めた.同遺伝子の発現についてWestern blottingで蛋白発現を確認した.同遺伝子の増幅は口腔扁平上皮癌症例50例中13例に生じており,同遺伝子は口腔扁平上皮癌の進展に関わっていると考えられた.外科系歯科学本研究では,口腔扁平上皮癌の新規治療標的の発見を目的としている.本年度は,候補遺伝子の絞り込みを目的とした検討を予定した.当初の目的は達成できたが,RNA干渉法を用いた機能的解析がまだ行えていないので上記とした.今後の検討は,11q13に位置する遺伝子の機能解析を精力的に行う.

特に,全口腔癌細胞株に高発現していた遺伝子を中心に検討する.同遺伝子の発現抑制に対する口腔癌細胞の反応を中心に検討する.標的遺伝子に対するSiRNAを購入する予定であったが,一遺伝子当たり8万円程度の金額であり,本年度は資金の都合上標的遺伝子の一部に対して購入した.次年度に交付される研究費と併せて,残りの必要なSiRNAを購入して検討を行う予定である.
楕円ファィバ-空間の複素代数幾何学的研究

一般化された対数的変換の手頃な実験台として、重複ファィバ-をもつ有理楕円曲面の研究をした。IP^2の非特異3次曲線上の9点blow-upが重複ファィバ-を1本だけ許す様な楕円曲面の構造をもつ為の必要十分条件を得た。その応用として、位数有限の大域的切断を多く許す。有理楕円曲面に対して、適当な双有理変換を施せば、重複ファィバ-をもつ有理楕円曲面へと変身し、かつ、IP^2へのブロ-・ダウン((-1)曲線を9回、つぶす)の具体的なプロセスを、明示できる例を、大量に構成した。現在、論文を準備中である。(重複ファィバ-を持つ)射影的楕円ファィバ-空間の場合は、そのNeron-Severi群の複雑さ故、偏極構造を読みとる事が著しく困難である。小平次元が1の極小楕円曲面の場合、指定された非負の整数gに対して、算術種数がgとなる既約、被約な代数曲線の代数族は曲面の自己同型を法として、高々、有限個しか存在しない事を示した。又、極小楕円曲面において、或る種の数値的条件をみたすnefな直線束の特徴付けに関して、若干の結果を得た。楕円ファィバ-空間の“一般化された対数的変換"の一般的な定式化、及び存在証明、中山氏の定理の大域的な場合への拡張等に関しては、現在も研究を続行中である。