hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
炎症刺激で駆動する転写の波における転写ファクトリーとエピゲノム修飾相互作用の解析

本研究において、我々は動脈硬化初期病変のモデルである炎症性刺激によって刺激した内皮細胞における遺伝子発現の誘導と収束のメカニズムを研究した。誘導された転写におけるRNA産生を詳細に観察し、RNAポリメレースII(PolII)の局在変化を経時的に観測したところ、刺激が加わるとmRNA産生に先立って、組織化されたPolIIによる転写が転写開始点から遺伝子終末まで進行していた。この時転写誘導される代表的遺伝子群において、遠隔相互作用が引き起こされていた。ヒストン修飾や主要転写因子の結合部位情報と、全ゲノムクロマチン相互作用解析によってクロマチン構造変化を検討したところ、刺激開始直後から遺伝子間、制御領域間での相互作用がダイナミックに変動している様子が明らかになり、炎症刺激以外でも普遍的な原理であることが示された。炎症刺激で活性化された遺伝子が、組織化されたRNAポリメレースII(Pol II)を含む転写ファクトリーに動員されて転写されるという仮説を検証するため、下記4項目を主眼とする研究を提案し初年度下記の成果を得た。(1)100kb以下の遺伝子の転写の波の観測:共同研究者が作製した新規抗体群から世界に先駆けて活性型Pol IIの局在を高速シーケンサーによって300bp以下の解像度で観察する抗体を同定し、今後詳細な時間分布変動解析が可能となった。(2)Chromatin Conformation Capture (3C)によるクロマチン構造変化の観察:TNFα応答遺伝子間の空間的近接関係を明らかにするため、誘導される巨大遺伝子のPol II分布領域に設計したprimerによるPCR産物を3Cで作成し、直接シークエンスして反対側の近接部位を同定する、Activated Chromatin Trap (ACT)-Seqに成功し報告した。更に網羅的な遺伝子間近接関係を証明するためのchromatin interaction analysis usingpaired-end tag sequencing (ChIA-PET)で予備データを得て、ゲノム空間座標のマッピングが可能となった。(3)転写複合体に含まれる蛋白成分のプロテオミクス解析による同定:Pol IIに対する抗体を用いたHela細胞のプロテオミクス解析によって複合体の有力な候補を同定し、同様の手法を内皮細胞の刺激誘導系へ適用する事が可能になった。(4)ファクトリーへの遺伝子動員におけるエピゲノム修飾の役割:転写における重要性を示す為、ヒストン修飾酵素及びインスレーターをノックダウンした細胞でChIP-Seqを行い、Pol IIの局在が経時的に大きく影響することを見出した。以上今年度はファクトリー仮説を検証する上記4項目について基盤となる抗体作成、基礎データ集積が達成された。炎症刺激で活性化された遺伝子が、組織化されたRNAポリメレースII(Pol II)を含む転写ファクトリーに動員されて転写されるという仮説を検証するため、H23年度に下記の成果を得た。(1)100kb以下の短い遺伝子の転写の波の観測:前年度クロマチン免疫沈降(ChIP)に使用可能なPol II抗体を同定したので、さらに調整したDNAを次世代シーケンサー(ChIP-seq)で解読して活性型、非活性型毎に正確なゲノム上局在を観察した。(2)Chromatin Conformation Capture(3C)によるクロマチン構造変化の観察:刺激特異的なファクトリーの存在を裏付けるため3Cに基づくActivated Chromatin Trap(ACT)-Seq法を開発しTNFαによって誘導される遺伝子と相互作用する遺伝子群を同定した(投稿中)。さらに網羅的なクロマチン相互作用解析(chromatin interaction analysis using paired-end tag sequencing:ChIA-PET)に成功し、内皮細胞においてPol IIを介したクロマチン構造を観察することができた。(3)RNAポリメレースII複合体に含まれる蛋白成分の同定:内皮細胞を用いたてPol II抗体による免疫沈降産物のプロテオミクス解析に成功し転写装置を構成する蛋白質のリストを作成することが出来た。(4)転写におけるエピゲノム修飾の役割:エピゲノム修飾の一つであるコヒーシンをノックダウンした細胞においてChIP-SeqやChIA-PETを行ったところ、転写の波の局在や、クロマチン相互作用が大きく変化することが明らかになり、クロマチンループの役割が重要であることが判った。H23年度はファクトリー仮説に基づく新しい転写メカニズム明らかにするための最終年度の研究推進に必要な手法の確立と予備データの取得に成功した。炎症刺激で活性化された遺伝子が、組織化されたRNAポリメレースII(Pol II)を含む転写ファクトリーに動員されて転写されるという仮説を検証するため、H24年度に下記の成果を得た。(1)100kb以下の短い遺伝子の転写の波の観測:カスタムアレイによる未熟RNA産生観察や、活性型、非活性型Pol IIに対する抗体を用いたChIP-Seqによって、100 kb以下の遺伝子群においても転写の波が繰り返し生じていることが観察された。(2)Chromatin Conformation Capture (3C)によるクロマチン構造変化の観察:

網羅的なクロマチン相互作用解析(chromatin interaction analysis using paired-endtag sequencing:ChIA-PET)を内皮細胞の刺激誘導系を用いて実施したところ、遠隔転写制御領域の近接関係が観察され、これを媒介する刺激特異的な転写複合体の存在を示唆していた。(3)RNAポリメレースII複合体に含まれる蛋白成分の同定:内皮細胞からPol II抗体による免疫沈降産物を調整してプロテオミクス解析を実施し、刺激が加わると同時に、無刺激状態で含まれていた酵素が脱落し逆にヒストンバリアントなどが加わり転写複合体の構成が変化していた。(4)転写におけるエピゲノム修飾の役割:コヒーシンをノックダウンした細胞では誘導されるべき遺伝子での転写の波が消失し、転写複合体を動員するためのクロマチン構造にはコヒーシンが必須であること、また本来と異なる遺伝子領域に転写複合体が導かれ、誤った転写が起きていた。H24年度は上記知見および手法に基づいて、低酸素刺激、PPARリガンド刺激、スタチン刺激による内皮細胞におけるクロマチン構造変化を観察し、それぞれ異なる転写複合体が関与していることを見いだし、随時報告している。従来転写の波の観察に用いていたChIP-Chipから、クロマチン相互作用解析についてはChIP-Seq、ChIA-PETの手法、さらにプロテオミクス解析について予定通りの進捗を見ている。また、半網羅的クロマチン相互作用を用いた解析と、ヒストン修飾酵素であるJMJD1Aと誘導性転写の関係についてはそれぞれ結果をまとめて投稿にいたったことから、おおむね計画通りの進展を達成していると考えられる。24年度が最終年度であるため、記入しない。H23迄に新規に確立した手法である、ChIP-Seq、ChIA-PET、プロテオミクス解析を用いて、経時的観察を行い、.転写におけるエピゲノム修飾の役割を詳細に観測する予定である。さらに重要なエピゲノム修飾である、ヒストン修飾酵素やコヒーシンについては、発現量の介入実験をおこなって、炎症性刺激によって誘導される転写における意義を明らかにする。特にChIA-PETについては大量の検体が必要であり、今後経時的観察を実施するためには網羅的クロマチン相互作用解析自体を改良して、より少量検体からのでの解析を達成する必要がある。
キナーゼ阻害剤感受性パネルに基づく白血病の層別化

本研究では、各種キナーゼ阻害剤に対する感受性を基に白血病の層別化を試みた。昨年度までに、受容体型チロシンキナーゼであるFLT3およびKIT阻害剤の感受性がリガンド刺激によって軽減されることを明らかにしたことより、膜結合型リガンド(FL及びSCF)発現支持細胞を樹立し、これらとの共培養系での評価を追加した。1.リガンド発現細胞との接着状態での共発現培養系では、選択性の高い阻害剤による増殖抑制効果の減弱が、液体培養系よりもより顕著に認められることが明らかとなった。2.この阻害効果の減弱は正常キナーゼ分子の発現が高いものほど強い傾向にあることから、正常および変異型FLT3共発現細胞を樹立して検討したところ、正常FLT3分子を介したリガンド依存性シグナルが阻害剤の効果を減弱していることが明らかとなった。3.一方、マルチキナーゼ阻害活性を有する化合物では、リガンド刺激による阻害効果の減弱が弱いことから、選択性の高い阻害剤との比較を行う事により、より白血病細胞の依存する活性化キナーゼを同定することが可能であり層別化に有用であることを明らかにした。4.上記方法とKIT、FLT3選択的阻害剤を用いることにより、KIT、FLT3キナーゼに依存度の高いAMLが層別化され、これら阻害剤の治療効果予測に有用と考えられた。5. trans-golgiでの糖鎖修飾と分泌を阻害するmonencinを用いることにより、大多数のAML細胞の増殖および支持細胞との接着が阻害された。これは受容体型キナーゼが細胞表面に発現されないために誘導される現象であり、monencin耐性の細胞では細胞質内での変異型キナーゼの活性化が認められた。これらの結果から、受容体型チロシンキナーゼ依存性が高く、阻害剤の有効性が期待される一群を抽出した。monencin耐性AML細胞質内で活性化している未知のキナーゼをリン酸化抗体アレイで同定することにより新たな変異キナーゼの同定を試みた。本研究は、個々の白血病細胞における種々のキナーゼ阻害剤に対する感受性を液体培養系およびストローマ細胞上での接着培養系を用いた評価によりパネル化することによって、より臨床病態を反映したキナーゼ分子の活性化プロフィールに基づく白血病の層別化を行い、同時に新たな活性化分子や活性型遺伝子変異の同定から治療成績の向上につながる標的阻害療法の開発へと展開していくことを目的とし、本年度は下記の成果を得た。・急性白血病細胞の大部分は細胞表面にFLT3又はcKITキナーゼを発現しており、骨髄微小環境においてはそのリガンド(FL及びSCF)との結合が細胞接着と治療感受性の低下に関与していることを示唆する結果を得た。また、変異FLT3分子発現細胞においても、正常FLT3分子が共発現している場合には、リガンド依存性の正常FLT3シグナルが細胞接着ならびにキナーゼ阻害剤に対する感受性を低減させていることが明らかとなった。そこで、これら分子を介した細胞接着を考慮した評価系として、膜結合型のFLおよびSCF発現HESS5、HTART、MS-5ストローマ細胞を樹立した。・ストローマ細胞との接着培養系においては、FLT3、cKIT特異的阻害剤単独では、殆どの急性白血病細胞にアポトーシスを誘導できないだけでなく、細胞接着阻害効果も認められなかった。一方、KDRやSRK阻害活性を有するsunitinib、dasatinibによる細胞接着阻害効果は白血病細胞間で異なることから、これらの阻害剤による一次スクリーニングを進め、更に細分化を進めている。
血管壁の修復過程およびそれに関与する細胞の配列と機能およびその由来について

人工血管植え込みを行うと人工血管周辺に平滑筋細胞や内皮細胞、線維芽細胞等の諸細胞や膠原線維、弾性線維、ムコ多糖等が付着してあたかも天然の血管壁の如き構築を作り上げてゆく、この血管壁形成は血管系研究にまたとないモデルを提供するものである。本年度は血管壁を構成する諸細胞のうち特に平滑筋細胞に注目し、その挙動にマトリックスがいかに影響を与えるかについて形態学的に検討した。材料としては、成犬の頚動脈を採取し、蒸留水に1時間以上浸潰して、浸透圧により血管壁を構成するすべての細胞を膨潤、緊満させたあと超音波処理によって破壊した。このようにして膠原線維と弾性線維を主構築とする人工血管の素材を得た。次に内面にヘパリンをイオン結合させ、壁全体を親水性エポキシ化合物で架橋して強度をもたせることによって、生体血管壁と同じマトリックスを持つ抗血栓性人工血管を得た。動物実験としては、体重812kgの成犬20頭の頚動脈40本に作成した人工血管(内径2.53mm、長さ6cm)を植え込み、植え込み直後から389日に至るまでの試料を得て、光顕的、電顕的に観察した。結果としては、40本のうち37本が開存した。壁内部の観察では、植え込み直後はマクロファージが散在的に認められるのみであったが、長期例では壁内部に平滑筋細胞、線維芽細胞等が侵入し、表面は内皮細胞が覆っていた。これらのうち、平滑筋細胞にはその配列に特徴がみられた。すなわち、壁の外膜側では、これらは血管の長軸方向に配列するのに対し、内膜に近い部分ではそれらは輪状に配列していた。この形態は一般の血管壁における平滑筋の配列様式と同じであった。布製人工血管の場合はそれは輪状にのみ配列し、ブタ尿管を素材とした人工血管では配列の規則性がみられなかったことがすでに明らかにされている。以上の結果、平滑筋細胞の配列にはこれを支えるマトリックスが大きな影響を与えていることが明らかとなった。
変動の主観的リスクを考慮した多段決定問題の解法に関する研究

変動を含む多段決定問題の解法を開発した.多段決定問題は,街路網における最短経路発見のように,選択肢集合の中から一つを適切に選択することを繰返し,結果として得られる評価を最適化する問題である.対象とする変動は,街路網の区間の通行止めに相当する選択肢集合の変動である.変動の発生確率と変動による損失に基づいて主観的なリスク評価を得る方法,主観的リスクを考慮して解を求める強化学習法,複数の解を求め変動に応じて適切に切替えて使用する学習分類子システムを開発し,さらに,出力が不確実に変動する太陽光発電を含む電力系統の計画・運用問題の解法を開発した.本年度は以下の研究成果を得た.1.多段決定問題において,変動に起因するリスクを,変動の発生確率および変動によって生ずる損失の二つの側面に基づき主観的に評価する方法を開発し,この成果を学会発表した.これは前年度開発した発生確率によるリスク評価を拡張したものであり,主観の違いを適切かつ容易に反映できる方法であることが特徴である.2.多段決定問題の有力な解法である強化学習について,問題の変化に対する追従性の高い方法を開発した.この成果の一部は英文論文誌に公表済みであり,残りは国際会議で発表する予定である.この特徴は,変化前の意思決定機構の活用と変化に対応するための意思決定機構の自動変更とをバランス良く行うことにより,変化に素早く対応できることである.3.現実的な応用対象として,多段決定問題の一種である設備の診断・修繕計画問題を取り上げ,設備の劣化程度が不確実であることに起因するリスク評価を行い,これを考慮して設備の診断・修繕計画を立案する手法を開発し,その成果を学会発表した.これは,既存の方法に比較して設定すべきパラメータが少なく利用しやすい方法であることが特徴である.4.もう一つの現実的な応用対象として電力系統,特に配電系統の運用問題を取り上げ,系統に接続された太陽光発電出力の変動をリスクとして捉え,これを考慮した最適な意思決定を行う方法,および,効率的に最適化を行う方法を開発し,その成果を英文論文誌と国内学会において発表した.変動を含む多段決定問題の解法を開発した.多段決定問題は,街路網における最短経路発見のように,選択肢集合の中から一つを適切に選択することを繰返し,結果として得られる評価を最適化する問題である.対象とする変動は,街路網の区間の通行止めに相当する選択肢集合の変動である.変動の発生確率と変動による損失に基づいて主観的なリスク評価を得る方法,主観的リスクを考慮して解を求める強化学習法,複数の解を求め変動に応じて適切に切替えて使用する学習分類子システムを開発し,さらに,出力が不確実に変動する太陽光発電を含む電力系統の計画・運用問題の解法を開発した.本年度の成果は次の二つである.(1)多段決定問題において,利用できる選択肢が確率的に変動する問題を対象とし,この変動によるリスクの主観的評価を組み入れて意思決定を行う強化学習法を開発し,その成果を学会および論文で発表した.(2)応用対象として,再生可能エネルギー出力の変動を考慮した発電機運転計画問題を取り上げ,本研究に即した定式化を行ない,この問題を解く予備的な手法を開発し,学会において発表を行った.(1)においては,変動が発生する確率がどの程度高ければその発生およびそれによる悪影響を懸念するかに個人差があることに着目し,これを主観的確率として表現することによってリスクを評価する方法を考案した.このリスクは本来の効用を減少させる.この主観的なリスクによって修正された効用を最大化する解を,強化学習を用いて得る方法を開発した.この方法において,意思決定によって決定した選択肢を実行している最中に得られた新たな情報を,その後の意思決定の修正に使う方法も考案した.また,同時に,変動の発生確率の推定も行う方法も構築した.これを,例題として街路における最適経路探索問題に適用しその有効性を確認した.(2)においては,電力の需要と供給を一致させ,かつ発電コストが最小となるように発電機出力を時系列として決定する問題を取り上げ,電力需要の予測のはずれと電力系統に接続された太陽光発電設備の出力予測のはずれを変動ととらえ,変動を含む多段決定問題として定式化した.この問題に対し,複数時点における意思決定の相互影響が弱い場合に限定して,解を得る予備的な解法を開発し,例題を用いてその有効性を検証した.本研究では,研究期間全体を通して,変動の主観的リスクを評価する方法の開発,多段決定問題の代表的解法である強化学習の改良,および,変動を含む現実問題の解法についての研究を行い,以下の成果を得た.多段決定問題において,とりうる選択肢が確率的に変動する問題を対象とし,その変動の発生確率に基づく主観的リスクを評価する方法と,変動発生確率と変動に起因する損失の2面に着目して主観的にリスクを評価する方法とを開発した.強化学習は,多段決定問題における意思決定法を獲得する方法である.上述の方法で評価したリスクを考慮して意思決定を行う強化学習法を考案した.また,変動が発生する前に獲得した意思決定法を,変動後にも適切に利用することにより,変動発生後の意思決定を高速化する方法を開発した.さらに,最終年度では,複数の意思決定機構を用意し,変動に応じてそれらを適切に切換えて使用することにより,変動に適切に対処できる機構と,その自動作成方法とを開発した.この成果は国際会議で発表した他,さらに顕著な変動がある場合への拡張を行い,2015年度に国際会議で発表する予定である.

また,現実問題では,主として,電力系統に接続された太陽光発電装置の出力の変動に着目した.この変動による悪影響を抑制できる配電系統運用構成の最適決定法を開発した.最終年度においては,太陽光発電装置の配電系統内の設置場所と設備容量とを,配電系統に課せられた制約および太陽光発電出力の変動によるリスクを考慮しながら,経済的に最適に決定する方法を考案した.この成果は2015年度に国際会議で発表する予定である.また,太陽光発電装置の変動に対処できる蓄電装置の最適な運用計画を,多段決定問題と捉え,これを解くことによって計画を作成する手法を開発した.システム工学当初計画において平成25年度以降に実施予定であった二つの主要研究項目のうちの一つである,変動のリスク評価を複数の側面から行い,それらを統合して評価し意思決定を行う方法の開発を行った.加えて,意思決定・最適化の方法である強化学習について,変動・変化に適切に対処できる手法を考案した.さらに,現実的な応用例題として太陽光発電設備が多数接続された配電系統の運用問題を取り上げ,変動に対して頑健な運用を行う方法を提案した.利用可能な選択肢が確率的に変動する多段決定問題の解法については,平成24年度に計画していた内容がすべて達成でき,雑誌論文と学会において成果を発表した.再生可能エネルギーによる発電出力の変動への対処に関する応用については,計画していた問題の定式化を行った他,予備的な解法も開発することができた.この成果を学会において発表した.以下の3点について研究を推進する.1.多目的問題としての取り扱い.平成25年度の研究では,変動の発生確率と変動によって生じる損失という変動の複数の側面を一つに統合して評価した.どのように統合を行うかは意思決定者の主観に依存する.そのため,意思決定者が自らが適切と思う統合を行うには,前もって統合を行わず,個々の評価側面と元来の目的関数を含めた多目的最適化問題として取扱い,得られた解を意思決定者に提示して統合判断を委ねることも有効である.これを行うことができる方法の開発を行う.2.変動・変化に適切に対応できる強化学習手法の開発.変動・変化に適切かつ迅速に対応するためには,変動・変化に応じて複数の意思決定機構を適切に切り替えて使用することが有効である.このような意思決定機構の構築と切り替えを自動的に行う方法の開発を,平成25年度に引き続いて実施する.3.再生可能エネルギーを含む電力系統運用問題への応用.平成25年度までに対象とした配電系統の運用問題等に加えて,多段決定問題としての特徴が大きく現れる蓄電装置を含む電力供給システムの運用問題への応用について研究を行う.まず,変動のリスクの評価方法の拡張を行う.現在までに開発した方法では,利用可能な選択肢の変動,すなわち選択肢に関する制約条件の変動を対象とし,そのリスクを,意思決定者が変動が起こると思う主観的確率で表現している.このため,リスクは制約条件への影響を中心とした評価になっている.一方で,変動は解の良しあしを評価する目的関数の値にも影響を与える.この影響を反映したリスクの評価方法を確立する.次に,制約条件への影響と目的関数への影響を統合したリスク表現を開発する.加えて,これらの統合が困難な問題を想定し,統合せずに多目的最適化問題として扱う方法を考案する.
専門訴訟での規範形成過程とその制度的・人的体制の実証的・比較法的研究

1.1「裁判による法創造」のための解釈方法、手続を含む諸理論の研究2知的財産・医療・家事関連訴訟での最近の裁判法理の展開と、専門知の活用の実態3アメリカやオーストラリアでの議論状況について文献研究を進め、理論的な到達点を明らかにする。2.1知財高裁と知財事件の判例形成における専門家の関与と、最高裁と知財高裁での判断手法の違い、課題を整理する。医療訴訟・親子関係訴訟を中心に判例形成の実情についてのケーススタディを進める。訴訟資料の検討だけでなく、担当弁護士への聞き取りも行う。2裁判所での人的体制と、専門家関与・高等裁判所改革を中心とする制度改革に向けた手続や審級構造の検討を行う。
recombinant-DiAg投与マウスの脱毛巣における免疫学的検討

recombinant dirofilaria immitis-derived antigen (DiAg)の投与群とコントロール群を両種それぞれ5匹ずつに分け,計20匹を4つのケージで均等に飼育した.DiAgの原末1mgを1mlの生理食塩水で溶解し調整した.その約0.1mlずつを個々のmicro-osmotic pumpに充填し,これを抗原として用いた.コントロールには生理食塩水約0.1mlを充填したmicro-osmotic pumpを用いた.マウスの左腰背部に皮切を加え,両種それぞれ5匹,計10匹の皮下にDiAgを充填したpumpを挿入し留置後,皮膚縫合した.同様にコントロール5匹ずつ,計10匹の腰背部皮下に生理食塩水を充填したpumpを挿入し留置した.DiAg投与8週後にC57BL/6の抗原投与群の1匹に脱毛巣が観察された.同様に10週後にはC57BL/6の抗原投与群の新たに2匹(累計3匹)に脱毛巣が観察された.脱毛は頭部から腰背部にかけて生じ,多発性のものも見られた.DiAg投与前,投与1週後,2週後,4週後,6週後,8週後,10週後,12週後,16週後,24週後とマウスの血液を採取し,遠心分離により血清を抽出して凍結保存した.それを材料にELISA法を用いIgE,IL-4,IFN-γを測定し,現在データを集積しているところである.また,抗原投与約10週後に全てのマウスの背部(脱毛が生じたものは脱毛巣)から皮膚組織を採取し,ホルマリン固定,OCTコンパウンド凍結,PCR凍結用に分けた.HE染色とCD4,CD8抗体による免疫染色にてプレパラートを作成し,現在カウントを進めている.RT-PCRによるIL-4,IFN-γのmRNAレベルの測定は現在着手したところである.C57BL/6とBALB/cマウスの雌を各10匹ずつ,総計20匹を研究対象とした.recombinant dirofilaria immitis-derived antigen (DiAg)の投与群とコントロール群を両種ともそれぞれ5匹ずつとして分け,合計4つのケージに飼育した.まずDiAgの原末1mgを1mlの生理食塩水で十分に溶解し調整した.その約0.lmlずつを個々のmicro-osmotic pumpに充填し,これを投与する抗原とした.マウスをエーテルで吸入麻酔後皮切を加え,両種それぞれ5匹,計10匹の腰背部皮下に用意したpumpを挿入,留置し,皮切部をナイロン糸で縫合した.同様にコントロールのマウス5匹ずつ,計10匹の腰背部皮下に,生理食塩水約0.1mlを充填したmicro-osmotic pumpを挿入し留置した.上記の投与前,投与1週後,2週後,4週後,6週後のマウスの血液を採取し,遠心分離により血清を抽出して保管.それを材料にELISA法を用いIgE, IL-4,IFN-γレベルを測定し,現在そのデータを集積中である.今後はさらに8週後,12週後,16週後などおよそ4週ごとに同様に血清サンプルを採取し,そのIgE, IL-4,IFN-γレベルを測定していく予定である.また同時にmicro-osmotic pumpを留置後よりマウスの脱毛発生の有無を詳細に観察しているが,今のところそのような症状はみられていない.今後も観察を継続していく予定である.recombinantdirofilaria immitis-derived antigen (DiAg)の投与群とコントロール群を両種それぞれ5匹ずつに分け,計20匹を4つのケージで均等に飼育した.DiAgの原末1mgを1mlの生理食塩水で溶解し調整した.その約0.1mlずつを個々のmicro-osmotic pumpに充填し,これを抗原として用いた.コントロールには生理食塩水約0.1mlを充填したmicro-osmotic pumpを用いた.マウスの左腰背部に皮切を加え,両種それぞれ5匹,計10匹の皮下にDiAgを充填したpumpを挿入し留置後,皮膚縫合した.同様にコントロール5匹ずつ,計10匹の腰背部皮下に生理食塩水を充填したpumpを挿入し留置した.DiAg投与8週後にC57BL/6の抗原投与群の1匹に脱毛巣が観察された.同様に10週後にはC57BL/6の抗原投与群の新たに2匹(累計3匹)に脱毛巣が観察された.脱毛は頭部から腰背部にかけて生じ,多発性のものも見られた.DiAg投与前,投与1週後,2週後,4週後,6週後,8週後,10週後,12週後,16週後,24週後とマウスの血液を採取し,遠心分離により血清を抽出して凍結保存した.それを材料にELISA法を用いIgE,IL-4,IFN-γを測定し,現在データを集積しているところである.また,抗原投与約10週後に全てのマウスの背部(脱毛が生じたものは脱毛巣)から皮膚組織を採取し,ホルマリン固定,OCTコンパウンド凍結,PCR凍結用に分けた.HE染色とCD4,CD8抗体による免疫染色にてプレパラートを作成し,現在カウントを進めている.RT-PCRによるIL-4,IFN-γのmRNAレベルの測定は現在着手したところである.
ヒスタミンH_3受容体を介するnegative feedback機構について

1.末梢血管透過性亢進について座骨神経の逆行性電気刺激により血管透過性が亢進し,足蹠皮膚中に色素の血管外漏出の増加が認められた.これはH_3-受容体のagonistである(R)^α-methylhistamine (MeHA) (0.53mg/kg i. v.)により抑制され,antagonistであるThioperamide (Thio) (2mg/kg i. p.)によって拮抗された.このことから逆行性電気刺激によって生じた神経原性炎症に,H_3-受容体が抑制因子として関与していることが示唆される.b.Histamine (HA)刺激によりiSP遊離は増加し,MeHA (1mg/kg i. v.)によって抑制され,この抑制作用はThioで拮抗された.またiSP遊離はMepyで抑制された.ラット足蹠皮下灌流液中のHA遊離についてa.逆行性電気刺激によりHA遊離増加が観察され,これはMeHA (0.252mg/kg i. v.)によって用量依存的に抑制され,Thioにより拮抗された.b.SP刺激によってHA遊離は増加し,この遊離増加をMeHAは抑制し,Thioは拮抗した.2と3の結果からH_1-受容体とH_3-受容体は知覚神経末梢端に存在し,SP遊離に対しH_1-受容体は促進的に,H_3-受容体は抑制的に調節することが示唆される.SP刺激によるHA遊離もH_3-受容体によって抑制を受けたことから,HAの主貯蔵細胞であるMast cellにおけるH_3-受容体の存在が示唆される.そのためMast cellにおけるH_3-受容体の存在と機能については,今後,更にin vitorでの実験系の考慮が必要と思われる.1.末梢血管透過性亢進について座骨神経の逆行性電気刺激により血管透過性が亢進し,足蹠皮膚中に色素の血管外漏出の増加が認められた.これはH_3-受容体のagonistである(R)^α-methylhistamine (MeHA) (0.53mg/kg i. v.)により抑制され,antagonistであるThioperamide (Thio) (2mg/kg i. p.)によって拮抗された.このことから逆行性電気刺激によって生じた神経原性炎症に,H_3-受容体が抑制因子として関与していることが示唆される.b.Histamine (HA)刺激によりiSP遊離は増加し,MeHA (1mg/kg i. v.)によって抑制され,この抑制作用はThioで拮抗された.またiSP遊離はMepyで抑制された.ラット足蹠皮下灌流液中のHA遊離についてa.逆行性電気刺激によりHA遊離増加が観察され,これはMeHA (0.252mg/kg i. v.)によって用量依存的に抑制され,Thioにより拮抗された.b.SP刺激によってHA遊離は増加し,この遊離増加をMeHAは抑制し,Thioは拮抗した.2と3の結果からH_1-受容体とH_3-受容体は知覚神経末梢端に存在し,SP遊離に対しH_1-受容体は促進的に,H_3-受容体は抑制的に調節することが示唆される.SP刺激によるHA遊離もH_3-受容体によって抑制を受けたことから,HAの主貯蔵細胞であるMast cellにおけるH_3-受容体の存在が示唆される.そのためMast cellにおけるH_3-受容体の存在と機能については,今後,更にin vitorでの実験系の考慮が必要と思われる.
次世代時間反転対称性の破れ探索実験(TRIUMF-MTV実験)

原子核のベータ崩壊における、時間反転対称性の破れを示す電子の横偏極度の有無を検証する、TRIUMF-MTV実験を遂行する実験研究を行った。特に、円筒型ドリフトチェンバーを用いた次世代検出器を建設し、性能評価を含めた試験を行うことで、物理計測における系統効果の理解と調査を行った。結果として系統効果の原因が特定され、その抑制と評価を含めた物理実験の実行へ進めることが出来た。本研究は、カナダのTRIUMF研究所で進めている、偏極Li-8を用いた時間反転対称性の破れ探索実験、S1183-MTV実験を高度化し、次世代機の円筒型ドリフトチェンバーを用いた世界最高精度での検証実験を行う事を目指している。その為、TRIUMF研究所サイクロトロンを用いて生成されるLi-8核のビームを偏光レーザーを用いて偏極させて、アルミニウム薄膜表面に停止させ、そこで起こるベータ崩壊で放出される電子が横偏極成分を持つか否かを検証する。本研究の前段階で、MTV実験は統計精度が既に世界最高水準に達しており、主として系統誤差の抑制を目標として円筒型ドリフトチェンバーを用いた次世代検出器を建設する。ドリフトチェンバーでは、内部に設置した鉛薄膜からの後方散乱の飛跡を事象毎に計測し、その左右非対称性の有無を検証する。平面型ドリフトチェンバーを用いた電子飛跡検出器による測定で残留した、幾何学的形状由来の系統誤差は、大部分、これを円筒型のドリフトチェンバーの持つ軸対称性を用いて大幅に抑制する事が出来る。本研究では、まず、実際に物理測定を試行する事で高統計のデータを収集し、系統性について徹底的に調査する。その上で、既にTRIUMF研究所からデータ収集の為のビームタイムとして認められている実験シフトを用いて本番の物理測定を行う。本研究で得られる精度が標準模型の範囲内で電磁相互作用によって残留する終状態相互作用が実際に観測されるところまで達成される事が期待できる為、その測定の結果次第によって終状態相互作用の評価、あるいはそれでは説明のつかない事象であるのかの精査などを行う事となる。カナダのTRIUMF研究所で進めている、偏極したLi-8原子核を用いた時間反転対称性の破れ探索実験、S1183-MTV実験を高度化し、平面型ドリフトチェンバーから次世代検出器である円筒型ドリフトチェンバーに進化させる事で、主として系統誤差を大幅に抑制しうる、世界最高精度での時間反転対称性の検証を行う事を目的としている。本研究では、偏極Li-8核を生成する為に、TRIUMF研究所のサイクロトロンを用いてLi-8核を大量に生成し、これを偏光レーザーを用いる事で高偏極させ、実験に使用する。本研究の前段階として行った平面型ドリフトチェンバーを用いたMTV-Run-II実験において、既に統計精度は世界一の水準に達しており、次世代機の円筒型ドリフトチェンバーでは主として系統誤差を抑制して最終的な精度をあげる事を目指している。平成26年度までの研究で、TRIUMF研究所のビーム、および放射線源を用いたオフライン試験を徹底的に行う事で、主要な系統誤差の原因とその性質、抑制方法について十分な理解をすることが出来た。この進展を受けて、平成27年度にはビームを用いた初めての物理データ収集を行う予定である。とりわけ、パリティの破れに起因する難しい系統性の評価の為の新しい技術の試験と、本番実験への実装を予定しており、MTV実験が始まって、標準模型を検証しうる最初の本格的なデータ収集に向けて準備を完了させつつある。本研究では、不安定原子核のベータ崩壊における、時間反転対称性の破れの探索実験を、カナダのTRIUMF研究所において推進した。TRIUMF研究所にて供給される、偏極リチウム8のビームを停止させ、ベータ崩壊によって放出される電子の金属薄膜からのMott散乱の左右非対称性の有無を検証する実験である。本研究では、円筒型ドリフトチェンバーを用いたMott散乱の分析システムを完成させ、試験を進めた。偏極リチウムビームのベータ崩壊に伴い、ベータ線の放出角度異方性が生じるが、その異方性に起因する系統効果の検証を進め、大きく分けて二つの効果が生じる事が明らかとなった。また、並行してデータ収集システムの構築も行い、こちらは世界最高精度の時間反転対称性の破れを探索するにあたって、十分な高速性能を発揮する事を確認する事が出来た。系統効果は系統誤差を生み、最終的な測定精度を決定する。その為、偏極ビームのみならず、放射線源を用いた数多くの試験を重ね、その性質を理解する事が出来た。それに基づき、有効な抑制方法と解析方法を考案する事が出来、今後の将来的な研究へ発展させる礎を築くことが出来た。これらの成果は国際会議等で発表した。対称性の検証という精密実験では、系統誤差の評価が最も重要で、かつ、もっとも難しい課題である。本研究では平成26年度に、長らく解決が難しかった、パリティの破れに起因する系統性の原因を、徹底的なオフライン試験を行う事でついに突き止める事に成功した。

この系統性の事前評価が、平成27年度に予定している物理データ収集に先立って完了している事が必須であったが、これを達成する事が出来た事は、計画通りとは言え、重要な成果をあげられたものと自己評価できる。27年度が最終年度であるため、記入しない。原子核・素粒子物理学平成26年度に判明した、パリティの破れに起因する系統性を抑制する為、人為的にビーム位置を変更しながら物理データ収集を行うシステムを構築、試験を行った上で、高い統計精度での物理データ収集を行う予定である。当初計画通り、平成25年度には最終的な物理測定の為の測定セットアップの建設を殆ど完了し、実際にビームを用いたテスト測定を行った。この時点で残留する可能性のある、系統性を排除できているかどうか、あるいはその評価が可能であるかどうかを判定しうる統計的に十分な量のデータを収集する事に成功した。平成26年度にはこのデータの解析結果を元にデータ収集計画を立て、初めての物理測定を実行する予定である。当初計画よりも平成26年度の実験が順調に進んだ結果、平成26年度と平成27年度にカナダのTRIUMF研究所にて行う測定の計画を再検討し、平成26年度分の滞在期間をやや短縮して平成27年度に実行した方がより効率的に成果があげられるという結論に至ったため、使用計画を変更した。この研究は、統計精度を達成している事は既に確認済みであり、主として系統誤差の抑制が成否を決める鍵である。その為、ビームを用いた本番実験と同じ条件でのテスト実験を繰り返す事のみならず、線源を用いた徹底的な較正が重要となる。そこで、今後は検出器の開発から、既に建設された検出器群を用いた各種の試験データ収集を行って、本番測定に備えて行く予定である。平成27年度に予定しているカナダのTRIUMF研究所への渡航期間を、当初想定よりも1週間程延長して実施する計画である。平成25年度の研究はほぼ、計画通りに進行した。支出実績はほぼ、受領額に近い金額であるが、少額の残額が生じた。これは平成26年度以降に合わせて物品費として使用する方が研究推進上、有効であると判断した為、繰り越しする事とした。次年度使用額に関しては、年度初めの時点で平成26年度予算と合わせてケーブルなどの消耗品費として使用する計画である。
地域一般集団と脳卒中症例の比較による終末糖化産物ペントシジンの医学的意義の検討

当センターの連携研究者が脳卒中症例集団(脳梗塞272人・脳出血103人以下、脳卒中集団)において2013年2015年に測定した血中PENT値と、地域一般住民集団(吹田研究対象者:以下、地域集団)において性および年齢をマッチング(1:1)して2016年度に測定した血中PENT値とを比較、検討した(375人:男138人女237人)。血中PENT値の中央値(単位pmol/mL:p値はWilcoxon符号付順位和検定により計算)は、脳卒中集団で93、地域集団で104であり、脳卒中集団で有意に低値であった(p<0.001)。病型別では、脳梗塞(272人)で108、地域集団で94、脳出血(103人)で100、地域集団で88であり、いずれの病型でも地域集団と比べて、有意に低値であった(ともにp<0.001)。また、性別では男性の脳卒中集団で107、地域集団で86、女性の脳卒中集団で102、地域集団で96であり、男女とも脳卒中集団で低値であった(順にp<0.001、p=0.05)。脳卒中の危険因子について、脳卒中集団と一般集団の内服治療者の割合(%)は、高血圧(83 vs. 41)、脂質異常症(48 vs. 28)、糖尿病(28 vs. 9)で、いずれも脳卒中集団で有意に高かった。他には、喫煙率(18 vs. 9)、心房細動の有病率(22 vs. 3)も脳卒中集団で有意に高かった(いずれもp<0.001:p値はMcNemar検定により計算)。糖尿病をはじめとした動脈硬化の危険因子の保有割合がより高い脳卒中症例集団において、血中PENT値が地域集団より低値であったことを合理的に説明できる要因について、今回の解析では解明できなかった。体内のタンパク質がグルコースなどと非酵素的に結合することにより産生される終末糖化産物(Advanced Glycation End Products: AGEs)は、糖尿病血管障害をはじめとした多くの疾病と関連することが示唆されている。ただ、大規模な地域一般住民集団や有病者集団で、動脈硬化性疾患における血中ペントシジン値(以下、血中PENT値)などAGEsの臨床的意義を検討した研究はほとんどない。本研究では、地域一般住民集団における血中PENT値の基本特性を明らかにするとともに、血中PENT値と動脈硬化の危険因子・頸動脈エコー計測値等との関連を検討し、動脈硬化マーカーとしての意義を明らかにすること、および、脳卒中症例集団と地域一般住民集団とで血中PENT値を比較し、脳卒中発症における臨床的意義を明らかにすることを目的としている。当センター予防健診部では、1989年に吹田市住民基本台帳から無作為抽出した3079歳の男女12200人を対象として循環器疾患発症に関するコホート研究(吹田研究)を実施しており、経年的(約2年に1回)に追跡のための健診や研究のための検査などを行っている。そこで、本研究では吹田研究参加者で、2013年度に追跡のための健診を受診し、血液検体が凍結保存されている者約1000人を対象とする。平成28年度においては、研究に使用するこれらの対象者の血液検体の整理と準備等を行った上で、血中PENT値の測定を外部検査機関に委託し、終了した。研究計画上、平成28年度の実施予定であった使用対象検体の準備、血中ペントシジン値の測定は終了し、おおむね順調に進捗している。平成29年度の研究計画である地域一般住民集団における解析等の検討を開始可能な状態である。本研究の目的は、地域一般住民集団における性・年齢階級別の血中ペントシジン値(以下血中PENT値)など基本特性を明らかにするとともに、血中PENT値と動脈硬化の危険因子・頸動脈エコー計測値(内中膜複合体厚など)等との関連を検討し、動脈硬化マーカーとしての意義を明らかにすることである。国立循環器病研究センター予防健診部が主体となり1989年から実施している地域一般集団コホート研究(吹田研究)の参加者の中で、2013年度に追跡のための健診を受診し、同意取得後に血液検体が凍結保存されている約1000人について、平成28年度に血中PENT値の測定を行った。本年度(平成29年度)は、血中PENT値の測定データを予防健診部に集積している吹田研究の既存データと連結してデータセットを作成し、解析を実施した。血中PENT値(単位:pmol/ml)について、明らかな性差は認めなかったが(男117女110)、年齢とともに著しく上昇する傾向が認められた(50歳代94, 60歳代108, 70歳代116, 80歳代137)。血中PENT値を3分位で3群に分けて比較すると、血中PENT値が上昇するにつれて、高血圧、脂質異常症、糖尿病で治療中の割合は高くなり、総頚動脈での最大内膜中膜複合体厚も増加した。また、糖尿病の有無で血中PENT値を比較すると、糖尿病者(治療薬内服中または空腹血糖値126mg/dl以上またはHbA1c6.5%以上または随時血糖値200mg/dl以上)では統計学的に有意に高く(糖尿病無し:108,糖尿病有り:144)、性別と年齢を調整しても、ほぼ同様の傾向であった。

平成29年度の予定であった地域一般集団(吹田研究)の解析データセット作成および解析を実施しており、概ね順調に進捗している。当センターの連携研究者が脳卒中症例集団(脳梗塞272人・脳出血103人以下、脳卒中集団)において2013年2015年に測定した血中PENT値と、地域一般住民集団(吹田研究対象者:以下、地域集団)において性および年齢をマッチング(1:1)して2016年度に測定した血中PENT値とを比較、検討した(375人:男138人女237人)。血中PENT値の中央値(単位pmol/mL:p値はWilcoxon符号付順位和検定により計算)は、脳卒中集団で93、地域集団で104であり、脳卒中集団で有意に低値であった(p<0.001)。病型別では、脳梗塞(272人)で108、地域集団で94、脳出血(103人)で100、地域集団で88であり、いずれの病型でも地域集団と比べて、有意に低値であった(ともにp<0.001)。また、性別では男性の脳卒中集団で107、地域集団で86、女性の脳卒中集団で102、地域集団で96であり、男女とも脳卒中集団で低値であった(順にp<0.001、p=0.05)。脳卒中の危険因子について、脳卒中集団と一般集団の内服治療者の割合(%)は、高血圧(83 vs. 41)、脂質異常症(48 vs. 28)、糖尿病(28 vs. 9)で、いずれも脳卒中集団で有意に高かった。他には、喫煙率(18 vs. 9)、心房細動の有病率(22 vs. 3)も脳卒中集団で有意に高かった(いずれもp<0.001:p値はMcNemar検定により計算)。糖尿病をはじめとした動脈硬化の危険因子の保有割合がより高い脳卒中症例集団において、血中PENT値が地域集団より低値であったことを合理的に説明できる要因について、今回の解析では解明できなかった。平成28年度に測定した血中ペントシジン値のデータを用いて、平成29年度の研究計画である地域一般住民集団(吹田研究)における解析データセットの作成と解析を実施する予定である。主な解析内容としては下記を予定している。1血中PENT値の基本特性に関する解析2血中PENT値と動脈硬化の危険因子・頸動脈エコー計測値等との関連についての解析3血中PENT値に関する探索的な解析平成30年度は、平成29年度に作成した地域一般集団(吹田研究)における解析データセットと、当センター脳卒中症例のデータセットを用いて、脳卒中発症における血中PENT値の臨床的意義・病態的意義を明らかにする予定である。脳卒中症例については、連携研究者が実施した研究において、2013年ー2015年の脳卒中症例約500人の血中PENT値を含むバイオマーカーの測定や関連情報の収集がすでに行なわれており、解析データセットの作成準備は整っている。研究計画において、平成28年度に血中ペントシジンの測定を実施予定としていたが、測定費の予算を研究計画申請時にあやまって平成29年度に計上してしまったため、平成28年度に前倒し請求を行い、認められた。ただ、平成28年度は血中ペントシジンの測定を優先したので、予算の残額が平成28年度購入予定の解析用パソコンやソフトウエアの費用として十分ではなく、実際にデータセット作成や解析を行う平成29年度に購入することとしたので、次年度使用額が生じた。平成29年度はデータセット作成と解析を主に実施し、そのための解析用パソコンや必要ソフトなどを購入した。ただ、論文作成・発表・資料収集等が次年度(平成30年度)となったため、その費用が余剰となった。これらの論文作成・発表・資料収集等の実施も含め、平成30年度に平成29年度の余剰分もあわせて、使用する予定である。次年度使用額と平成29年度の予算の一部とを合わせて、解析用パソコンや必要ソフトウエアを購入する予定である。
Coarse幾何学と距離に依存するコンパクト化-Novikov予想の周辺

有界でない距離空間の大域的な位相的・幾何的性質で重要なasympototic次元、それと関係があると思われる写像のカラーリング、さらに、距離に依存するコンパクト化としてHigson・Smirnovコンパクト化の剰余の位相的性質について研究を行った。主結果として、2次元ユークリッド空間に同相なCAT(0)空間のasymptotic次元は2であることが得られた。これは「すべてのCAT(0)群のasymptotic次元は有限か?」の問題の解決の最初の一歩となる。プロパーな距離をもちcoarselyuniformly connectedな1次元多面体のasymptotic次元とHigsonコンパクト化の剰余の次元を研究し、ある幾何的十分条件の下において1次元であることを示した。この結果からcoarsely uniformly connectedなプロパー距離をもつ1次元ユークリッド空間のasymptotic次元とHigsonコンパクト化の剰余の次元は1次元であることがわかる。また、かってなn以下のkに対して、n次元ユークリッド空間でasymptotic次元がkとなるcoarselyuniformly connectedなプロパー距離を構成した。しかしながら、coarsely uniformly connected n次元ユークリッド空間でasymptotic次元が有限な(n+1)次元以上となるものは構成できていない。Dranishnikovのグループが8次元以上のユークリッド空間で無限asymptotic次元になるものを構成した。このことから、2次元以上7次元以下で無限asymptotic次元になるものを構成できるか?ということも今後の課題となる。同様にして、Smirnovコンパクト化において次のことを示した。プロパーな距離をもち一様局所連結な1次元多面体の局所的幾何的十分条件下でのSmimovコンパクト化の剰余が1次元であることを示した。この結果から一様局所連結プロパーな距離をもつ1次元ユークリッド空間のSmirnovコンパクト化の剰余の次元は1次元であることがわかる。また、かってなn以下のkに対して、n次元ユークリッド空間のSmirnovコンパクト化の剰余がkとなる一様連結プロパー距離を構成した。しかしながら、n次元ユークリッド空間でSmirnovコンパクト化の剰余が有限あるいは無限を問わず(n+1)次元以上となるものは構成できていないので今後の課題である。Dranishnikovのグループが6次元以上のユークリッド空間で無限asymptotic次元になるcoarselyuniformly connectedな距離を構成した。このことから、「2次元以上5次元以下のユークリッド空間で無限asymptotic次元となるcoarselyuniformly connectedな距離を構成できるか?」という本研究課題の問題があるが、さらに条件を強くすると以下のような問題が考えられる。「2次元以上のCAT(0)空間でユークリッド空間と同相な空間のasymptotic次元は有限か?」この問題は「CAT(0)群のasymptotic次元は有限か?」という問題と深く関係がある。私は2次元ユークリッド空間と同相なCAT(0)空間について研究し、asymptotic次元を計算し、さらに幾何学的境界のトポロジーの観点から空間を決定した。つまり、そのような空間のasymptotic次元は2になり、幾何学的境界はサークルとなることを示した。asymptotic次元と関連があると思われる写像のカラーリングの研究を行った。最初に有限グラフ上の写像のカラーリングの分類について調べ、すべての周期の最大公約数が1か3でない写像のカラーリング数を決定した。HigsonあるいはSmirnovコンパクト化の剰余の局所連結性について調べた。すべての局所コンパクト距離空間のHigsonあるいはSmirnovコンパクト化の剰余の各点は局所連結ではないことを示した。次に、局所連結より弱い性質であるapsyndesis性に関して調べ、2次元ユークリッド空間と同相なCAT(0)空間のHigsonあるいはSmirnovコンパクト化の剰余はapsyndesis性が保たれることを示した。asymptotic次元が上がらないということとHigsonの剰余apsyndesis性は関連があると推測される。http://aimath.org/pggtに幾何学的群論に関する問題がまとめられているだ、その中に「すべてのCAT(0)群のasymptotic次元は有限か?」という大きな問題がある。本研究はasymptotic次元とcoarsely uniformly connectedの関係を探ることが大きな目的だが、上述の大きな問題と合わせて考えると、「2次元以上のCAT(0)多様体のasymptotic次元は有限か?」が考えられる。最初に、2次元ユークリッド空間と同相なCAT(0)空間について研究し、asymptotic次元は2となることを示した。また、幾何学的境界はサークルとなることを示した。さらに、一般のCAT(0)空間のHigsonコロナと幾何学的境界を調べ、Higsonコロナの次元は幾何学的境界の次元以上であることを示した。また、群がCAT(0)空間に幾何的に作用しているならば、Higsonコロナの次元は幾何学的境界の次元プラス1以上であることを示した。

最初に、3周期点をもつ周期写像のカラーリングは4以上であることを示した。空間のasymptotic次元はあるグラフのasymptotic次元を調べればいいことに注意すると、グラフ上同相写像のカラーリングを調べることは意味があると思われる。最初に有限グラフ上の同相写像のカラーリングの分類について調べ、すべての周期の最大公約数が1か3でない写像のカラーリング数が3であること示した。さらに、この証明から周期点をもち、すべての周期の最大公約数が1か3でない無限グラフ上の同相写像もカラーリング数が3であることがわかる。さらに、有限、無限に関わらず、グラフ上の同相写像のすべての周期の最大公約数が1か3ならばカラーリングが4であることを決定した。
梯子格子擬1次元スピン系の量子コヒーレンスと磁気秩序のNMRによる研究

2本鎖梯子型量子スピン系のSrCu_2O_3について非磁性不純物(La-4%,5%,Zn-1%,3%)、磁性不純物(Ni,l%,2%,3%)を添加した系、ホールがドープされたSr_<14-x>Ca_xCu_<24>O_<41-y>系についてのCu-NQR、NMR測定を行い、梯子格子系の量子コヒーレンスの効果によって特異な磁気秩序が発現することを明らかにした。平成9年度の成果1. SrCu_2O_3にZnおよびNiを添加した系では、共通に反強磁性磁気秩序が起こることを示し、磁気モーメントの大きさは不純物近傍で空間的な分布をもつが、丁度不純物間の中間領域では0.041μB程度の比較的に均一な反強磁性自発分極をもつことを明らかにした。2. Zn添加系で反強磁性磁気秩序が起こる臨界濃度は0.5%付近であることを緩和時間の測定から明らかにした。3. L.aを添加した系(電子ドープ系)では、磁場による反強磁性分極が誘起されるが最大5%まで磁気秩序は起こらないことが明らにした。これはLaがSr位直に置換され、ラダー面のCu位置に均一に電子がドープされることに起因していることを示唆した。4.ホールがドープされたSr_<14-x>Ca_xCu_<24>O_<41>系では、すでに存在するホール濃度が少ない試料では空間的に均一な反強磁性分極が磁場によって誘起されることを見出した。平成10年度の成果1.不純物(Zn,Ni,La,)によって誘起された異常磁性不純物によって誘起される交番磁化分極の相関長ξ_Sが不純物の種類に依らず、不純間距離とともに増大することを示した。また不純物を添加しない系のスピン一重項液体状態の相関長より極めて長いことが明かとなった。2.ホールドープ系スピンラダーの常圧での磁気秩序の同定加圧によって超伝導が発現するSr_<2.5>Ca_<11.5>Cu^<24>O_<41>は常圧下でT_N=2.2Kで磁気秩序を示すが、NMR/NQRの研究からラダー面上で0.02μ_Bの比較的に一様な大きさの自発磁気モーメントを持ち、鎖面上で最大0.5μ_Bの分布した磁気モーメントをもつ磁気秩序状態にあることを示した。梯子スピン系に不純物が添加されると低エネルギー励起(スピノン)が誘起され、その励起を媒介にして磁気秩序が発生する。一方、ホールをドープした系では多様な電子相が現れる。遍歴する場合は、超伝導が出現し、局在する場合は電荷密度状態と磁気秩序が共存する。電荷およびスピン自由度の局在と遍歴に起因して多彩な電子相があらわれることが本研究によってか明らかとなり、低次元量子スピン系の新しい研究分野の方向を切り開くことができた。