hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
修正重力理論におけるコンパクト天体からの重力波

昨年度はLIGOによる重力波の初の直接検出がなされ、重力波研究の状況が一変した。特に、重いブラックホールの連星合体という未知の現象が明らかにされ、その起源の解明が重要なテーマとして躍り出た。この歴史的発見に際してまずやるべきことは、可能性として考えられるシナリオを提唱することが急務だという立場に立ち、検出された重力波イベントGW150914は、原始ブラックホール連星の合体で生じたものであるというシナリオを提唱した。90年代に中村らによって指摘された連星形成のメカニズムに基づき、30倍太陽質量の原始ブラックホールの連星形成率及び宇宙年齢で連星が合体するイベント率を評価した。そして、原始ブラックホールの存在量がダークマターの0.1%程度であれば、LIGOによって見積もられたイベント率が説明できることを示した。この研究によって、同時に全ダークマターとしての30倍太陽質量の原始ブラックホールの可能性が、重力波の観測だけから初めて棄却された。この研究成果は、多くの新聞や科学雑誌に取り上げられ、宇宙物理サイエンスの社会への普及にも貢献した。この緊急性を要する研究に加え、従来のコンパクト天体における修正重力理論の研究も行なった。具体的には、原子核密度ほど以上の物質密度ではスカラー場の期待値が変化し、それに伴って重力定数も減少する割と単純なスカラー・テンソル理論において、修正されたTOV方程式を解くことで、中性子星の質量・半径関係が一般相対論の予言からどれだけずれるかを求めた。特に、最近の観測で存在が明らかになった2倍太陽質量の中性子星が実現できるパラメータ領域の探索を、様々な核物質の状態方程式に対して行なった。28年度が最終年度であるため、記入しない。与えられたスカラー・テンソル理論において、ブラックホールの性質を調べることは、強重力場での重力理論の検証という観点から重要なテーマである。近年、スカラー場のシフト対称性を有するホルンデスキー理論の枠組みで、計量場は静的・球対称なブラックホール時空を表しているにもかかわらず、スカラー場は非自明な空間プロファイルを持つだけでなく時間にも依存するという大変興味深い解の集合が見つかった。この解集合の一部は、シュバルツシルト-ドジッター解になっているが、計量から読み取った有効宇宙定数は、ラグランジアンに現れている宇宙定数とは別物になっており、その意味で宇宙定数のスクリーニングを実現した解になっている。こういった興味深い性質を持つ解であるが、その安定性は調べられていなかった。それを実際に奇パリティ型に限定して摂動解析を行った。解析の結果、シフト対称性という条件を満たすホルンデスキー理論の範囲では、ラグランジアンの具体的形に依らず、摂動はブラックホールの地平線近傍では、必ずゴースト的になり不安定になってしまうことが分かった。よって、そのような解が現実世界を記述する可能性は棄却された。また、ホルンデスキー理論の枠組みで、物質の密度がある臨界密度以上で、自発的スカラー化が起こるスカラーテンソル理論を提唱した。自発的スカラー化が起こっている相では、重力定数が小さくなること、有効宇宙定数が現れること、スカラー場と物質との相互作用が生じること、の3点において、重力の法則が一般相対論からずれることを明らかにした。そして、有質量のおかけで、スカラー場の振動成分が暗黒物質として振る舞うこと、一般相対論が宇宙論的アトラクターになること、宇宙初期インフレーション中に起こる自発的スカラー化により、暗黒物質として観測から要求される存在量も説明可能なことを示した。近年注目を集めていた時間変化するスカラー場を伴ったブラックホール解が不安定であることを示したこは、修正重力理論においても現実的に安定に存在できるブラックホールは限られていることを明らかにした点で意義があると考える。また、ホルンデスキー理論の枠組みで、太陽系等の弱い重力場での観測制限を満たしつつ、高密度領域で重力定数が変化するようなスカラーテンソル理論を提唱したことは、今後の重力波観測が修正重力理論を検証するために本質的に重要となることを裏付けたという点でも意義があると考える。以上の理由から、これまでの研究はおおむね順調に進展していると判断した。

具体的には、原子核密度ほど以上の物質密度ではスカラー場の期待値が変化し、それに伴って重力定数も減少する割と単純なスカラー・テンソル理論において、修正されたTOV方程式を解くことで、中性子星の質量・半径関係が一般相対論の予言からどれだけずれるかを求めた。特に、最近の観測で存在が明らかになった2倍太陽質量の中性子星が実現できるパラメータ領域の探索を、様々な核物質の状態方程式に対して行なった。前述したように、ホルンデスキー理論の枠組みで、太陽系等の弱い重力場での観測制限を満たしつつ、高密度領域で重力定数が変化するようなスカラーテンソル理論を提唱した。この理論によると、中性子星等の高密度コンパクト天体の内部では、重力定数が変化し、その結果重力法則が一般相対論とずれる。今後は、このタイプのスカラーテンソル理論に対して、どのような観測量に一般相対論の予言からのずれが顕著に表れるかを明らかにする。中性子星の内部構造を修正されたTolman-Oppenheimer-Volkoff方程式を解くことで決定し、中性子星の質量・半径関係を明らかにすることが最初に取り掛かるべきことであろう。また中性子星-中性子星連星、中性子星-ブラックホール連星から放射される重力波をポストニュートン近似を使って評価し、重力波の波形を一般相対論との予言と比較することもその後の課題である。28年度が最終年度であるため、記入しない。
MR顎関節動態検査法の確立

顎関節症のMR検査は関節円板など軟組織と下顎頭、下顎窩といった骨の状態を同時に描出することが必要であり、通常は開口時、閉口時のみ撮像している。静的な顎関節MR検査についてはほぼ満足すべきところまで到達していると考えられるが、動態診断は依然として不十分である。顎関節動態検査はバイトブロックを咬ませながら、段階的に開口量をコントロールし撮像するが、非常に検査時間が長い。最近、短時間連続撮像が可能なシーケンスであるBalanced-FFEが開発され、短時間撮影ながらS/N比の高い画像を得ることが出来るようになった。したがって本研究の目的は、新しいMRシーケンスであるBalanced-FFEを応用して、高速顎関節動態撮像法を確立することである。さらに空間分解能の優れた顎関節の動態画像を取得し、関節円板と下顎頭、下顎窩といった周囲硬組織との相対的位置関係を定量的に評価することである。前述したように本研究に用いるBalanced-FFEは最近開発されたMRシーケンスであり、まだ顎関節症に臨床応用されていない。したがって本研究の成果は顎関節MR動態検査の礪矢になることが期待される。さらにそこから得られた下顎頭の動きの評価方法は顎関節症の新たな知見となりうることが予想される。下顎頭の動きは、滑走運動と回転運動より作られるものである。そこで今回、下顎頭の移動量と回転角度について評価を行った。結果は、症状と移動量、回転角度に密接な関係はみられなかった。しかし、症状がひどくなるほど開口運動中に不安定な回転角度の変化をする傾向が見えた。これは、今後顎関節症の症状を評価する上で、有用な情報を提供できるのではないかと考える。さらに超高解像度のMicroscopy coilを用いることで、良好な空間分解能を有した短時間動態顎関節検査が可能となってきた。したがって本研究の目的は、新しいMRシーケンスであるBalanced-FFEと超高解像度のMicroscopy coilを応用して、高速顎関節動態撮像法を確立することである。顎関節動態撮像法の為には、時間分解能を上げる必要がある。単純に撮像時間を短くすると、信号のS/N比が落ちて画像の劣化を招いてしまう。そこで画質を保ちながら、撮像時間が短くなるように、Balanced-FFEの撮像シーケンスの最適化をめざし、FOV,マトリックス、スライス厚、フリップアングルを調整した。現時点では1スライス当たり0.42秒で撮像した場合に良好な動態画像がボランティアを用いた予備検討では得られている。今後は、実際の検査に付加できるように検査時間短縮のために、検査手順の再検討、撮像コイルの配置、シーケンスの再調整等を行い、顎関節症患者のデータ収集と解析を行う。

顎関節動態検査はバイトブロックを咬ませながら、段階的に開口量をコントロールし撮像するが、非常に検査時間が長い。最近、短時間連続撮像が可能なシーケンスであるBalanced-FFEが開発され、短時間撮影ながらS/N比の高い画像を得ることが出来るようになった。したがって本研究の目的は、新しいMRシーケンスであるBalanced-FFEを応用して、高速顎関節動態撮像法を確立することである。さらに空間分解能の優れた顎関節の動態画像を取得し、関節円板と下顎頭、下顎窩といった周囲硬組織との相対的位置関係を定量的に評価することである。前述したように本研究に用いるBalanced-FFEは最近開発されたMRシーケンスであり、まだ顎関節症に臨床応用されていない。したがって本研究の成果は顎関節MR動態検査の嘱矢になることが期待される。さらにそこから得られた下顎頭の動きの評価方法は顎関節症の新たな知見となりうることが予想される。下顎頭の動きは、滑走運動と回転運動より作られるものである。そこで今回、下顎頭の移動量と回転角度について評価を行った。結果は、症状と移動量、回転角度に密接な関係はみられなかった。しかし、症状がひどくなるほど開口運動中に不安定な回転角度の変化をする傾向が見えた。これは、今後顎関節症の症状を評価する上で、有用な情報を提供できるのではないかと考える。
ネアンデルタールの環境適応能に関する生理人類学的研究

本年度の研究目標の中心は、生理人類学の視点からネアンデルタールの環境適応能を検討し得る資料の収集方針を検討することにある。前頭縫合を初めとする頭骨各縫合の閉鎖年齢や不良咬合の発生率、四肢骨化石の関節面や起始と付着の特徴、長骨や骨盤の形状、等々など、低カルシウム血症の進行程度や骨格筋の特徴の推定に直結するものについては、関連する諸論文の資料をもとに、本研究の資料を相当程度収集することが可能なようである。ただし、資料収集をどの範囲にすべきかが本研究の成否に関わる問題であると考えられる。近年の化石人類の分類にでは、I.Tattersallの基準の影響が強く、ネアンデルタールを約20万年前から3万年前の旧世界北西部に住んでいたグループを指すのが一般のようである。かつて早期ネアンデルタールやアジア・アフリカのネアンデルタールと分類されていた化石人類群は含まれず、ホモ・サピエンスとは別種のホモ・ネアンデルターレンシスに分類されている。Tattersallは、ネアンデルタールという概念は直感力に裏打ちされた特有の存在で、厳密な科学的分析で定義できるものではないことを強調している。ネアンデルタール渓谷出土の原標本から抽出されたmtDNAの短い断片の379塩基配列から、ネアンデルタールとサピエンスのDNA配列は約69万50万年前に分岐したと算出された。これは、両者が異なる種であることを強く示唆するものだという。細胞核のDNA断片の解析結果が昨年発表され、サピエンスとネアンデルタールの分岐は37万年前とされた。いずれにせよ、しかし、分岐と種との間に明確な関係を認めないのは、生理人類学に限るものではなかろう。生理人類学は生理的多型現象に注目している。従来、この視点からのネアンデルタール研究は全く行われていない。それを可能にする資料を検討しつつある。
東アジア水産業の競争構造と分業のダイナミズムに関する研究

本研究は、東アジアが世界の水産物フードシステムの生産拠点化している実態を分析し、周辺国及び世界の水産業との間にどのような分業関係を結び、競争性を維持しようとしているかを明らかにした。水産業クラスターの発展は、漁業・養殖業の効率化を促し、水産物貿易の流れを複雑化させ、水産物消費の形態を変えた。分業、貿易、食の安全、資源、環境、文化を視野に入れた、国境を越えたフードシステムのマネージメントが求められている本研究は、東アジアが世界の水産物フードシステムの生産拠点化している実態を分析し、周辺国及び世界の水産業との間にどのような分業関係を結び、競争性を維持しようとしているかを明らかにした。分業、貿易、食の安全、資源、環境、文化を視野に入れた、国境を越えたフードシステムのマネージメントが求められている本研究の目的は,東アジアが世界の水産物フードシステムの生産拠点として発展している実態を明らかにし、周辺地域および世界の水産業との間で今後どのように分業関係を変化させながら、その競争性を維持していこうとしているのかを分析することである。初年度は,日本の水産物貿易の動向を踏まえつつ,主に輸出側に視点をおいて,インドネシア,フィリピン,シンガポール,タイ,カンボジア,中国等について,統計分析と実態調査を実施した。水産物貿易について次ぎのような諸点を明らかにした。第1に,東アジア諸国の対日輸出量・金額とも日本の景気変動に大きく左右されているが,傾向的には減少している。水産物貿易全体としては,主な輸出相手先が日本,EU,アメリカ,東アジア域内と多極化していた。第2には,どの国も中国との貿易を拡大している。輸出ばかりではなく,輸入も増やしており,双方向的であるのが特徴である。第3に,東アジア域内貿易がいちだんと活発化していることである。水産食品製造業の拠点国が,域内周辺国から活発に原料集荷を活発に行っていた。また,在来型の食料品(生鮮、活魚、塩干もの等)の貿易量が増大し,周辺国市場に向けた輸出が増えていた。国境障壁がしだいに小さくなり,零細な産地や市場が周辺国との結びつきを強めている実態を確認できた。第4に,養殖生産に関する域内分業化が進み,種苗生産や中間育成の過程が隣国で行われるパターンが一般化しつつある。統計的に把握するのは難しいが,養殖分業化にともなう貿易が拡大していることが予測できた。東アジアにおける水産物貿易のダイナミズムは,消費需要の拡大はもとより,水産業をめぐる競争と分業関係の変化によって生起したものである。だが,こうした動きが資源と環境に対して大きな負荷になっている点は忘れてはならない。本年度の研究では、まず第1に、統計資料の分析等によって、東アジアの貿易が大きな転換局面にさしかかっていることが明らかになった。中国が水産物輸出入の比率を高め、輸入においても日本を抜いて世界第1位となった。これには二つの要因があり、ひとつは国内市場向けの水産物輸入が急激に増えていること、今一つは、世界のフードチェーンに対して高次加工品を供給する食品産業の成長が続き、原料輸入が増えていることである。第2に、アジアに出現しつつあるマグロ消費需要とマグロ貿易の動向を明らかにした。日本食の普及に伴う寿司・刺身消費が増大する一方、日本向けマグロ輸出では、生鮮・冷凍品に加えて、外食・中食チェーン等で用いられる加工品の割合が増えている。マグロ資源の持続的利用と管理をめぐって国際紛争に発展するケースが増え、生産国,加工国,消費国の利害対立が激しくなっている。第4に、日本の水産業と東アジアの食品産業との分業関係がいっそう深化していることである。東南アジアのマグロ製品及びカツオ節等の対日輸出について調査を実施した。日本の水産業も、加工原料の供給担い手として東アジア食品産業のなかに組み込まれつつある。北海道の秋サケは、中国の食品加工企業がEU向け製品の原料として利用されている。輸出製品に必要な認証や衛生管理を秋サケ産地に求めるなど、グローバル貿易の波が押し寄せている。第5に、東アジア域内における塩干魚・活魚・鮮魚などの貿易が活発になっている。関連して、中国向け鮮魚輸出で先駆的な役割を果たしている日本の長崎魚市は、上海市を拠点にその販売網を広げている。東アジアの巨大水産物消費市場の中に西日本の水揚げ産地が組み込まれつつある実態が明らかになった。在来型水産物貿易の拡大は東アジア全域にわたってみられる現象である。本年度は、東アジア水産業をめぐる分業関係と貿易についてまとめた。東アジア水産業および食料産業の競争構造は中国を頂点に確立されているが、タイ、ベトナム、インドネシアでもクラスター化が進展している。人件費等の上昇があって中国が持つ競争の優位性がやや揺らいでおり、日本の食料産業は他のクラスター国に生産過程の一部を移している。これがクラスター間とその周辺国の間の分業関係や貿易の変化をもたらしている。クラスター国における資本と技術の蓄積を背景に、日本を含む周辺国の水産業は原料・半製品を供給する役割を担ってきた。東日本の多獲性魚種は重要な輸出品目であったが、2011年3月11日に発生した大震災によって、日本の水産物輸出戦略は見直しが求められている。本研究成果の一部は、震災復興戦略を起案する際に参考にされた。

前年度に引き続き、インドネシアのマグロ産業に焦点をあて、デンパサールのマグロ産業の生産・処理・輸出の過程を分析した。2010年より漁獲量の減少に見舞われており、原料立地型のマグロ加工企業の厳しさが増している。今後の漁獲動向によっては、生鮮キハダ・メバチの供給基地としての位置づけが揺らぎ、日本への供給構造が変化する可能性がある(鳥居享司担当)。本年度の調査では、域内の在来型水産物貿易に関する研究に大きな前進があった。中国ではナマコ産業の発展過程について大連を中心に調査し、これが波及的に東アジア全域に広がった経緯を明らかにした(赤嶺淳担当)。また、最近取り扱いが増えている観賞用魚について、シンガポールでの養殖と流通状況を中心に調査研究を行ない、域内分業と貿易の構図を明らかにした(山下東子担当)。カタクチイワシを始めとする重要経済魚種の貿易と資源利用の実態が調査された(山尾担当)。以上の分析を踏まえて貿易と分業のダイナミズムが明らかにされた。
歯肉上皮細胞の特殊性に基づいた新規歯周炎治療薬の開発

申請者らが開発した生体外歯周炎モデルを用い、上皮細胞に作用させることでコラーゲン分解を抑制し、歯周炎の治療薬候補となる薬剤の探索を目指して本研究を企図した。このモデルのマイクロアレイ解析の結果から、歯肉上皮細胞で高発現する遺伝子の候補としてエンドセリン受容体β(EDNRB)が浮上した。しかし、EDNRBのアンタゴニストであるボセンタンを用いてもコラーゲン分解は抑制されなかった。そこで、治療薬探索のターゲットを歯周炎原因細胞の候補である歯周炎関連線維芽細胞(PAF)に戻してマイクロアレイ解析したところ、コラーゲン分解に伴ってVEGFR1(FLT1)のみならず、HGFも高発現していることが判明した。HGFの受容体c-Metに対する低分子キナーゼ阻害剤はモデルのコラーゲン分解を阻害したが、有効濃度範囲が狭いため副作用のコントロールが難しいと思われた。これに替えて抗HGF中和抗体(ヤギポリクローナル)を生体外歯周炎モデルに作用させたところ、コラーゲン分解を顕著に阻害した。歯周炎を自然発症したカニクイザルの歯肉から得られたPAFを使ったモデルでも、抗HGF中和抗体の添加によってコラーゲン分解は顕著に阻害された。この歯周炎を自然発症したカニクイザルの歯肉に、抗HGF中和抗体を注射により局所投与したところ、歯周炎の臨床指標(ポケット深さとプロービング時の出血)が一部改善した。当初目的とした、上皮に塗布するだけで有効となる歯周炎治療薬を探索することは出来なかったが、代わりに歯周炎の抗体治療に向けた世界初の取り組みを行うことができた。歯周炎の発祥・進展機構におよぼす歯肉上皮細胞の役割に関して、申請者らが開発した「生体外歯周炎モデル」を用いて解析を試みた。これまでは歯肉線維芽細胞と上皮細胞を組み合わせて三次元培養したゲルそのものをGeneChip解析してきた(Ohshima M et al., J Clin Periodontol, 2016)が、本研究ではゲルから上皮細胞層を剥離して、上皮層と線維芽細胞を含むコラーゲンゲル部分から別々にRNAを回収する手法を開発した。三次元培養開始1日目と4日目にこの方法を用いて上皮細胞層を回収してRNAを抽出し、GeneChip解析を行った。コラーゲン分解に伴って最も発現上昇していたのはRARRES1で、多くのがんでメチル化がみられるが未だ機能不明な腫瘍抑制因子で、α-tubulinの機能調節に関与しているようである(Sahab ZJ et al., Cancer Res 2011)。逆に最も発現低下が見られたのはC2CD3で、こちらは中心体の伸長への関与が報告されており、その変異は非常にまれな先天性形態異常である口腔顔面指趾症候群を招くと報告されている(Cortes CR et al., Sci Rep 2016)。両者の結果を考え合わせると、三次元培養「生体外歯周炎モデル」においてコラーゲン分解が起こる際、上皮細胞で起こっている変化は中心体のα-tubulin代謝異常であることが推測された。RARRES1は腫瘍抑制因子として報告されており、一見するとコラーゲン分解とは矛盾する結果のようであるが、C2CD3との関係を検索することで、その関係が明らかにできるのではないかと考えている。上皮は生体外からアクセス可能であるため、この代謝変化を調節する薬剤のスクリーニングを行うことによって、まったく新しい外用歯周炎治療薬が開発できる可能性が示唆された。予想よりも早く「生体外歯周炎モデル」から上皮層を剥離してRNAを回収する手法が確立できた。このサンプルのGeneChip解析により、数多くのコラーゲン分解にかかわる因子を抽出できた。概要に解析結果を記した遺伝子は最大と最小のみであるが、これが中心体の代謝で一致し、さらに口腔顔面指趾症候群という遺伝性疾患との関連性が示唆されたことは、予想外の大きな収穫であった。申請者らは、歯周炎罹患歯肉からコラーゲンゲル三次元培養法により、コラーゲンを極度に分解する歯肉線維芽細胞(歯周炎関連線維芽細胞、PAFs)を分離し、「生体外歯周炎モデル」を確立した(J Dent Res 2010)。さらに、マイクロアレイ解析によりFLT1(VEGFR1)が高リスク遺伝子であることを報告した(J Clin Periodontol 2016)。しかしながら、コラーゲン分解の実行役となる遺伝子は、依然として不明のままであった。そこで本研究では、三次元培養ゲルを経日的に回収してマイクロアレイ解析することで、コラーゲン分解に直接かかわる遺伝子をリストアップするとともに、上皮細胞側のPAFsに対する刺激因子を調べることを目的とした。マイクロアレイ解析の結果、意外なことに肝細胞増殖因子(HGF)の遺伝子発現上昇が著しく、HGFのコラーゲン分解への関与が疑われた。そこで、ゲルにHGF標品または抗ヒトHGF中和抗体を添加する実験を行った。その結果、標品の添加ではコラーゲン分解が著しく促進され、中和抗体の添加ではコラーゲン分解は顕著に抑制された。そこで、この中和抗体を添加したゲルのマイクロアレイ解析を行ったところ、これら因子の発現を顕著に抑制する中和抗体は、歯周炎治療薬となる可能性が見出された。

この仮説をin vivoで試験するために、歯周炎を自然発症したカニクイザルの安楽殺個体から歯肉を採取してコラーゲンゲル三次元培養を行ったところ、サル歯肉にもPAFsが存在することが明らかとなり、かつ抗ヒトHGF中和抗体でコラーゲン分解が顕著に抑制されることがわかった。以前の申請者らの研究では、HGFが歯周炎局所の歯肉溝滲出液中に多量に検出されるため、歯周炎の特異的マーカーとして位置づけて来た(J Periodontal Res 2002)。さらに、洗口吐出液中のHGFを検出することで、歯周炎患者をスクリーニングする試験紙も開発中である。しかし本研究の進展により、図らずもHGFが歯周炎を進行させる実行役であることが判明したことから、HGFの歯周炎特異的マーカーとしての有用性も揺るぎないものとなった。これらの事実から、歯周炎治療薬の標的分子をHGFと定め、抗ヒトHGF中和抗体のコラーゲン分解阻害効果を「生体外歯周炎モデル」で試したところ、顕著な効果が確認できた。幸運なことに、歯周炎を自然発症したカニクイザル個体が飼育されている世界的にも貴重なフィールドである霊長類医科学研究センターと出会い、さっそく共同研究を開始した。まず歯周炎に罹患した安楽殺個体の歯肉を採取して線維芽細胞を培養し、コラーゲンゲル三次元培養に供したところ、ヒトと同様にコラーゲンゲルを極度に分解するPAFsの存在が明らかとなった。サルの遺伝子はヒトと非常に近いことから、抗ヒトHGF中和抗体を用いて「生体外歯周炎モデル」でその効果を試したところ、ヒトの場合と同様に顕著なコラーゲン分解阻害効果が見られた。また、前臨床試験を行うための準備として、霊長類医科学研究センターにおいて、カニクイザルの全頭検査による歯周炎自然発症個体のスクリーニングを目指し、口腔内検診を行っている。もちろん、霊長類医科学研究センターで動物実験を行うための手続きはすでに終了している。申請者らが開発した生体外歯周炎モデルを用い、上皮細胞に作用させることでコラーゲン分解を抑制し、歯周炎の治療薬候補となる薬剤の探索を目指して本研究を企図した。このモデルのマイクロアレイ解析の結果から、歯肉上皮細胞で高発現する遺伝子の候補としてエンドセリン受容体β(EDNRB)が浮上した。しかし、EDNRBのアンタゴニストであるボセンタンを用いてもコラーゲン分解は抑制されなかった。そこで、治療薬探索のターゲットを歯周炎原因細胞の候補である歯周炎関連線維芽細胞(PAF)に戻してマイクロアレイ解析したところ、コラーゲン分解に伴ってVEGFR1(FLT1)のみならず、HGFも高発現していることが判明した。HGFの受容体c-Metに対する低分子キナーゼ阻害剤はモデルのコラーゲン分解を阻害したが、有効濃度範囲が狭いため副作用のコントロールが難しいと思われた。これに替えて抗HGF中和抗体(ヤギポリクローナル)を生体外歯周炎モデルに作用させたところ、コラーゲン分解を顕著に阻害した。歯周炎を自然発症したカニクイザルの歯肉から得られたPAFを使ったモデルでも、抗HGF中和抗体の添加によってコラーゲン分解は顕著に阻害された。この歯周炎を自然発症したカニクイザルの歯肉に、抗HGF中和抗体を注射により局所投与したところ、歯周炎の臨床指標(ポケット深さとプロービング時の出血)が一部改善した。当初目的とした、上皮に塗布するだけで有効となる歯周炎治療薬を探索することは出来なかったが、代わりに歯周炎の抗体治療に向けた世界初の取り組みを行うことができた。
損傷・破壊過程の計算機シミュレーションに関する基礎的研究

本研究は,損傷力学と有限要素法に基づく損傷・破壊シミュレーション法を工学的破壊解析法として完成させるため,き裂の数理的モデル化,有限要素依存症の本質的要因の解明,要素非依存な解析方法を確立するための基礎的問題について理論的ならびに実験的に検討することを目的とする.主な研究成果は次のとおりである.1)クリープき裂の数理的モデル化の検討を行うため,250°C無酸素銅平板中のモードIクリープき裂先端近傍の粒界き裂分布を顕微鏡観察し,これらのき裂密度場を同定した.この結果,定常進展するモードIき裂先端の損傷場の等高線は,き裂前方向には半だ円状であり,その後方はき裂面に平行となることを確かめた.2)クリープき裂過程の確率的特性をモデル化する方法として,有限要素法の各要素における損傷変数の臨界値を正規分布させた解析を行い,実験結果と比較した.さらに,材料の結晶粒界の方向が不規則に分布すると仮定し,その微視的材料特性を有限要素の各要素特性に反映した解析も行った.実験結果がよくシミュレーションできることを示した.3)損傷・破壊シミュレーションにおける有限要素依存の一つの大きな要因としてのき裂先端の応力特異性を明らかにするため,モードI及びモードIIIき裂先端の応力特異性に対するき裂先端損傷場の影響を解析した.き裂先端に半円状の損傷場を仮定して,半逆解法を用いた.解析の結果,非線形材料に対するHRR特異性は損傷場によって非特異となりうることを明らかにした.4)クリープき裂が比較的速く進展する場合には,き裂先端での応力変化の影響が無視できない.このため同様な解析を,弾性-クリープ損傷材料中のモードIならびにモードIIIき裂に対して行った.得られたき裂先端応力場とHRR応力場ならびに弾性-クリープ材料に対するHR場との違いを明らかにした.本研究は,損傷力学と有限要素法に基づく損傷・破壊シミュレーション法を工学的破壊解析法として完成させるため,き裂の数理的モデル化,有限要素依存症の本質的要因の解明,要素非依存な解析方法を確立するための基礎的問題について理論的ならびに実験的に検討することを目的とする.主な研究成果は次のとおりである.1)クリープき裂の数理的モデル化の検討を行うため,250°C無酸素銅平板中のモードIクリープき裂先端近傍の粒界き裂分布を顕微鏡観察し,これらのき裂密度場を同定した.この結果,定常進展するモードIき裂先端の損傷場の等高線は,き裂前方向には半だ円状であり,その後方はき裂面に平行となることを確かめた.2)クリープき裂過程の確率的特性をモデル化する方法として,有限要素法の各要素における損傷変数の臨界値を正規分布させた解析を行い,実験結果と比較した.さらに,材料の結晶粒界の方向が不規則に分布すると仮定し,その微視的材料特性を有限要素の各要素特性に反映した解析も行った.実験結果がよくシミュレーションできることを示した.3)損傷・破壊シミュレーションにおける有限要素依存の一つの大きな要因としてのき裂先端の応力特異性を明らかにするため,モードI及びモードIIIき裂先端の応力特異性に対するき裂先端損傷場の影響を解析した.き裂先端に半円状の損傷場を仮定して,半逆解法を用いた.解析の結果,非線形材料に対するHRR特異性は損傷場によって非特異となりうることを明らかにした.4)クリープき裂が比較的速く進展する場合には,き裂先端での応力変化の影響が無視できない.このため同様な解析を,弾性-クリープ損傷材料中のモードIならびにモードIIIき裂に対して行った.得られたき裂先端応力場とHRR応力場ならびに弾性-クリープ材料に対するHR場との違いを明らかにした.本研究は,損傷力学と有限要素法に基づく損傷・破壊シミュレーション法を工学的破壊解析法として完成させるため,き裂の数理的モデル化,有限要素依存性の本質的要因の解明,要素非依存な解析方法を確立するための基礎的問題について検討することを目的とする.平成10年度は,この問題を実験的ならびに理論的に研究し,以下のような成果を得た.1)損傷・破壊シミュレーションにおける有限要素依存の一つの大きな要因としてのき裂先端の応力特異性を明らかにするため,モードIき裂先端の応力特異性に対するき裂先端損傷場の影響を解析した.このとき,厳密な解析解を求めることは困難であるので,き裂先端に半円状の損傷場を仮定して,半逆解法を用いた.解析の結果,非線形材料に対するHRR特異性は損傷場によって非特異となりうろことを明らかにした.2)クリープき裂の数理的モデル化の検討を行うため,250°C無酸素鋼平板中のモードIクリープき裂先端近傍の粒界き裂分布を顕微鏡観察し,これらのき裂密度場を同定した.この結果,定常進展するモードIき裂先端の損傷場の等高線は,き裂前方向には半だ円状であり,その後方はき裂面に平行となり,l)の半逆解法において仮定した損傷場が十分な精度で妥当であることを確かめた.3)従来の研究ならびに2)の観察によれば,クリープき裂は粒界微小き裂が合体して不規則な発達をすることが確かめられている.このようなクリープき裂過程の確率的特性をモデル化する方法として,有限要素法の各要素における損傷変数の臨界値を正規分布させた解析を行い,実験結果がよくシミュレートできることを示した.

本研究は、損傷力学と有限要素法に基づく損傷・破壊シミュレーション法を工学的破壊解析法として完成さるため、き裂の数理的モデル化,有限要素依存性の本質的要因の解明,要素非依存な解析方法を確立するための基礎的問題について検討することを目的とする。平成11年度は、この問題を実験的ならびに理論的に研究し、以下のような成果を得た.1)損傷・破壊シミュレーションにおける有限要素依存の一つの大きな要因としてのき裂先端の応力特異性を明らかにするため、平成10年度の研究成果を発展させ,モードIIIクリープき裂先端の応力特異性に対するき裂先端損傷場の影響を解析した.解析に際しては、より一般的な損傷構成式を用い,材料の損傷特性と変形特性が,き裂先端の応力場と損傷場に対する影響を詳細に検討した.解析の結果,非線形材料に対するHRR特異性は損傷場によって非特異となりうることを明らかにした.2)クリープき裂が比較的速く進展する場合には、き裂先端での応力変化の影響が無視できない.このため1)と同様な解析を、弾性-クリープ損傷材料中のモードIならびにモードIIIき裂に対して行った。き裂先端応力場に対する損傷特性と変形特性の影響を解析し,HRR応力場ならびに弾性-クリープ材料に対するHR場との違いを明らかにした.3)従来の観察によれば,クリープき裂は粒界微小き裂が合体して不規則に発達することが確かめられている.このようなクリープき裂過程の確率的特性をモデル化する方法として,材料の結晶粒界の方向が不規則に分布すると仮定し,その微視的材料特性を有限要素の各要素特性に反映して解析を行い,実験結果がよくシミュレートできることを示した.
細胞接着分子およびその付随蛋白質の標的遺伝子破壊法による機能解析

今年度は神経系で発現する細胞接着分子カドヘリン、およびその細胞内制御因子カテニンの内、cad11とα-Nカテニンの遺伝子を単離し、標的遺伝子組換えをするためのベクターを作製した。更にcad6についても遺伝子を単離し、現在同様にベクターの構築中である。ベクターを作製したcad11とα-Nカテニンについて、マウス胚幹細胞J7に電気穿孔法で導入し、G418耐性の株を集めた。現在これらの細胞株からDNAを抽出し、相同組換えにより目的の遺伝子に変異が導入された株をサザンブロッティング法で選別している。正しく組換えがおきた株が得られ次第胚盤胞期のマウス胚に導入してキメラマウスを作製する予定である。また、cad6についてはこれま調べられた胎生早期だけでなく、生後3日の時点の脳における発現をwhole mount in situハイブリダイゼーション法で検討した。かなり沢山の領域で発現が見られたが、海馬のCA1領域や、間脳の視床後核群などに強い発現が見られ、これらの神経核の形成や、機能にこのカドヘインが関わっている可能性が示唆された。今年度の研究を遂行するにあたって、補助金は主に細胞培養用試薬および分子生物学的操作、に必要な試薬類の購入に充てられた。
潰瘍性大腸炎におけるosteopontinの役割について

最近炎症性腸疾患(IBD)においてもgenome-wide gene expression analysisが行われるようになってきているが、潰瘍性大腸炎(UC)の病因については未だ明らかにされていない。そこでわれわれはUCの病因や再発、再燃因子を遺伝子学的、病理学的に検索した。重症、難治潰瘍牲大腸炎の手術切除症例の大腸組織を採取し、そのサンプルからm-RNAを抽出、gene chip(HG-U95Av2)にてハイブリダイゼーションを行った。チップの情報,データの処理、解析はAffymetrix software(GeneChip 3.1)にて行い、gene expressionを検討し、正常大腸組織と比較検討した。その結果、UC群のhybridization intensityが対照群より3倍以上強く認められたgeneは25個であり、10倍以上のものが2個であったが、最もUC群で発現が強かったのはosteopontin(OPN)であった。そこでOPNの抗体を使用し、UCやCrohn病(大腸切除例)、大腸憩室炎患者大腸組織、大腸癌患者正常大腸組織の免疫染色を行い、比較検討した。各群とも上皮ではOPNの発現が同等に強く認められたが、粘膜下層や奨膜下層においてOPN抗体の発現頻度を検討した結果、UC群ではCrohn病群や憩室炎群に比較し有意にOPNの発現頻度が高率であった。また、細胞マーカーを用いた形態学的検討からマクロファージや線維芽細胞がOPNの発現に強く関連していると考えられた。以上より、UCの炎症の再燃、さらに病因にOPNが密接に関係している可能性が示唆された。そこで今回われわれはUCの病因や再発、再燃因子を遺伝子学的、病理学的に検索した。重症、難治潰瘍性大腸炎の手術切除症例の大腸組織を採取し、そのサンプルからm-RNAを抽出、chip(HG-U95Av2)にてハイブリダイゼーションを行った。その結果UCではosteopontin(OPN)のm-RNA発現が正常大腸に比し最も強かった。さらにOPNの抗体を使用し、UCやCrohn病(大腸切除例)、大腸憩室炎患者大腸組織、大腸癌患者正常大腸組織の免疫染色を行い、比較検討した。また、形態学的検討からマクロファージや線維芽細胞がOPNの発現に強く関連していると考えられた。本内容については論文に投稿中である。重症、難治潰瘍性大腸炎の手術切除症例の大腸組織を採取し、そのサンプルからm-RNAを抽出、gene chip(HG-U95Av2)にてハイブリダイゼーションを行った。その結果UC症例ではosteopontin(OPN)のm-RNA発現が正常大腸に比し著しく強度であり、解析されたgene中、最も強かった。

そこでOPNの抗体を使用し、UCやCrohn病(大腸切除例)、大腸憩室炎患者大腸組織、大腸癌患者正常大腸組織の免疫染色を行い、比較検討した。各群とも上皮ではOPNの発現が同等に強く認められたが、粘膜下層や奨膜下層においてOPN抗体の発現頻度を検討した結果、UC群ではCrohn病群や憩室炎群に比較し有意にOPNの発現頻度が高率であった。また、細胞マーカーを用いた形態学的検討からマクロファージや線維芽細胞がOPNの発現に強く関連していると考えられた。以上より、UCの炎症の再燃、さらに病因にOPNが密接に関係している可能性が示唆された。本内容についてはJ Gastroenterologyvol.40,no.4に掲載予定である。
マーク・トウェイン初期作品における自伝的構築と北米先住民表象の黙説的連関

本研究は、19世紀アメリカにおける「マニフェスト・デスティニー」の拡張主義のもとで沈黙・周縁化されてきたネイティヴ・アメリカン迫害史に光をあてて、マーク・トウェインの初期テクストにおける自伝的構築と北米先住民表象の黙説的連関を精査する。
都市キャノピー構成要素が生成する非定常・非一様気流場の数値流体解析

本研究課題では2つの研究目的,(1)物理的視点に基づく局所輸送メカニズムの解明,(2)応用的視点に基づく都市内環境の評価を掲げ,研究を遂行した.その結果以下の点を示した.(a)局所運動量輸送に作用する乱流構造の空間構造を明らかにした.(b)都市幾何形状をパラメータとして,歩行者空間内風速が整理されることを示し,モデル式を提案した.(c)都市キャノピー内歩行者空間風速の確率性状について,その分布形状が粗度配列にほとんど依存せず,平均風速により超過風速が精度良く予測できることを示した.(d)都市キャノピー特有な非定常気流場と粗度壁面圧力に明確な相関があることを示した.本研究課題では2つの研究目的,(1)物理的視点に基づく局所輸送メカニズムの解明,(2)応用的視点に基づく都市内環境の評価を掲げ,研究を遂行した.その結果以下の点を示した.(a)局所運動量輸送に作用する乱流構造の空間構造を明らかにした.(b)都市幾何形状をパラメータとして,歩行者空間内風速が整理されることを示し,モデル式を提案した.(c)都市キャノピー内歩行者空間風速の確率性状について,その分布形状が粗度配列にほとんど依存せず,平均風速により超過風速が精度良く予測できることを示した.(d)都市キャノピー特有な非定常気流場と粗度壁面圧力に明確な相関があることを示した.本研究課題では2つの研究目的,(1)物理的視点に基づく局所輸送メカニズムの解明,(2)応用的視点に基づく都市内環境の評価,を掲げている.当初の研究計画において,H25年度に目的(1),H26年度に目的(2)を実施する予定であったが,研究遂行上の利便性から,(1)(2)の研究を同時進行している.(1)においては,主にサブテーマ(1)-2を実施した.床面に建物群を設置し,都市表面を模した実験系スケール(風洞実験スケールの粗面乱流境界層)を対象とした数値計算(ラージエディーシミュレーション)を行い,粗面上空の気流場,濃度場の解析を行った.データを取得するための数値計算は終了し,データ解析を行っている.まず,粗面上空の大規模乱流構造が,速度場に及ぼす影響を明らかにするため,それらが粗面上の速度低下(すなわち,運動量輸送)にどのように作用するかについて,乱流構造の抽出を行った.その結果,局所運動量輸送に作用する乱流構造の空間構造を明らかにし,大きな運動量輸送に作用する乱流構造を整理することができた.(2)においては,サブテーマ(2)-1,(2)-2を実施した.複数の幾何条件を対象して実スケール建物のラージエディーシミュレーションを行った.数値計算は終了した.データ解析においては,都市歩行者空間における気流速度を歩行者空間における快適製の指標であるととらえ,建物形状や配置が,歩行者空間速度にどのような影響を及ぼすかに焦点をあて解析を行った.その結果,都市幾何形状をパラメータとして,歩行者空間内風速が整理されることを示すことができた.本研究課題では,以下二つのテーマを研究目的として掲げ,それぞれの目的に対してサブテーマを設定することで,円滑な研究の遂行を目指した.第一は,(1)物理的視点に基づく局所輸送メカニズムの解明,第二は(2)応用的視点に基づく都市内環境の評価,である.当初は,初年度にテーマ(1),翌年度にテーマ(2)を遂行する予定であったが,初年度に並行して両テーマを進めていたため,本年度も同様に両テーマを並行して実施した.その結果,テーマ(1)のサブテーマとして掲げていた壁関数によるフラックス推定の定量的評価を行うための数値解析を実施し,実験結果との対比により,運動量フラックスの推定は良好に可能であるのに対し,水蒸気フラックスの推定が非常に困難である点を示すことができた.また,初年度に引き続き,粗面場の乱流構造による運動量輸送メカニズムの解明を試み,これまで蓄積してきた数値解析データペースを基に,粗面場乱流構造の統計的性質を解明するとともに,単純粗度配列上に発生する乱流構造を条件付き平均によりサンプリングすることで,運動量輸送と密接に関連した乱流構造を抽出することに成功した.これらの結果は,国内外の学術講演において報告している.また,テーマ(2)については,初年度に大部分の解析を進めることができたため,本年度はデータの総括を行い,都市内歩行者空間における速度比と幾何形状について学術論文に報告している.また,都市キャノピー特有な非定常気流場と建物周辺気流の関係を明らかにするための新たな数値解析を実施し,粗度壁面圧力と周辺気流の関係性について把握することができた.これらの内容についても,国内学会において報告している.環境工学目的(1)をH25年度に,目的(2)をH26年度に実施するという当初の研究計画を若干変更し,(1),(2)を同時に遂行しているが,それぞれのテーマは独立して順調に進んでいる.(1)においては,サブテーマ(1)-2として掲げた輸送メカニズムの解明のうち,速度場の解析はほぼ終了し,順調であるといえる.

(2)においては,サブテーマ(2)-1, 2として掲げた歩行者空間気流の把握がほぼ終了しており,こちらも順調である.研究目的(1),(2)それぞれの未達成のサブテーマを実施し,また同時に研究成果のまとめに取りかかる予定である.(1)については,速度場の解析に加えスカラー場の解析を行うことで,サブテーマ(1)-2の乱流組織構造による運動量・スカラー輸送メカニズムの解明を終える予定である.またサブテーマ(1)-1については,新規の数値計算を複数条件で行い,データ整理と解析を行う要諦である.計算系をサブテーマ(1)-1に比べて小さく設定することで,短時間での数値解析が可能であると予測している.(2)については,平均気流場の解析はほぼ終了している(サブテーマ(2)-1, (2)-2両方に関連)ため,得られた解析結果のまとめを行う予定である.物品費としてサーバーの導入を予定していたが,新規数値計算の計算規模の変更があり,大型計算機の使用が望ましいと判断し,当初納入を予定していた計算用サーバーの導入を見送ったため,物品費の使用額が当初予定より少なくなっている.また,学会参加のため計上していた旅費であるが,H25年度は国際学会の参加が無く,旅費としての使用額が少なくなっている.それは,H26年度に複数の国際学会があることが判明したため,旅費をそれらに充てることが最適と考え,H25年度での国際学会の参加は予定しなかったからである.物品費として計上していたサーバー納入にかかる費用の次年度使用額は,大型計算機使用料に割り当てる予定であるが,研究の進捗状況によっては計算用サーバーに変更することも予定している.また,H26年度は複数の国際学会への参加を予定しており,旅費の次年度使用額を充てる予定である.加えて,H26年度については,論文作成費用,国内外学会参加費用等にかかる費用は当初予定していた通りである.
CRISPRスクリーニングによるT/NK細胞性リンパ腫の網羅的分子標的同定

(1)スクリーニング可能な細胞株の作成様々なT/NK細胞リンパ腫病型から樹立された細胞株に対してCas9ヌクレアーゼを導入し、最終的に4病型10種類の細胞樹立に成功した。これらの細胞で標的遺伝子を極めて高確率にノックアウトできることを確認できた。これにより19,114遺伝子を標的とするCRISPRスクリーニングを施行する本研究の基盤が整った。(2)CRISPRスクリーニングの実行Cas9ヌクレアーゼを導入したT/NK細胞リンパ腫細胞株5種類に対し、19,114遺伝子に対して76,441sgRNAが含まれたレンチウイルスsgRNAライブラリーを感染させ、28日間の継代培養を経た細胞からゲノムDNAを抽出した。感染直後の細胞からのゲノムDNAと共に、レンチウイルスゲノム配列に特異的なPCRプライマーを用いてsgRNA配列をPCR増幅したものを、次世代シークエンサーNEXTseq500でシークエンシングした。感染直後と比較して28日間の継代培養の間に細胞数を有意に減少させたsgRNAを網羅的に同定し、治療標的候補遺伝子リストを作成することができた。その中には他疾患に対する治療薬として保険適応となっている薬剤や、治験中の薬剤の標的遺伝子も含まれていることを見出した。いくつかの遺伝子については確認実験が進行中であり、スクリーニングの結果を裏付けるデータが得られている。遺伝子ノックアウトによる細胞内の変化についても解析を進めている。研究2項目ともに進展がみられた。4病型10種類のCas9ヌクレアーゼ導入細胞を樹立でき、本研究の基盤を確立した点が高く評価できる。さらに、この半数の細胞においてCRISPRスクリーニングを実行できている。得られた治療標的候補遺伝子リストを見る限りスクリーニングは正しく機能しており、確認実験も順調に進行している。スクリーニング可能な細胞株の作成がほぼ完成できたことから、今後はさらにCRISPRスクリーニングの実行・解析を進める予定である。また得られた治療標的候補遺伝子リストには既に阻害剤が存在するものが含まれていたので、その薬剤の有効性について検討を進める。
単一神経細胞から脳血流信号までを繋ぐ脳情報動態の全脳データベースとモデル構築

本年度は、申請者が既に開発した技術を発展させ、異なる階層の脳活動を同時計測する技術を開発した。申請者が既に開発した神経細胞集団と脳血流をマウス大脳皮質全域で同時計測する1光子イメージング技術(Matsui et al., 2016)を発展させ、単一神経細胞-脳血流を同時計測する新規手法を開発した。また、新しく考案されたデータ解析を応用することにより、広域カルシウムイメージングによって単一神経細胞と神経細胞集団の活動を区別して記録することが可能であることを明らかにした。これらを組み合わせてもちいることにより、単一神経細胞、神経細胞集団、脳血流の3種類の信号を同時に記録することが可能になった。広域イメージングにおいては、カルシウム信号と脳血流の信号とを精確に分離して測定することも必要である。そこで、上記に加えて更に複数波長を用いた観察による信号分離システムを導入した。さらに加えて、神経細胞集団と脳血流を繋ぐ存在であると考えられているアストロサイトについても解析を行い、アストロサイトが感覚入力に応答したカルシウム活動を起こすことを明らかにした。この研究には、研究領域内での連携を通じて赤色のカルシウム感受性蛍光タンパクR-CAMP2を導入し、使用した。また、マウスでのカルシウムイメージングに、ヒトの機能的MRIで提唱されている手法を適用し、安静時脳活動の動的なネットワーク構造を解析した。この手法を精神疾患モデルマウスに適用するため、ケタミンを用いた薬理モデルでの脳活動計測を開始した。本年度の目標は、単一神経細胞、神経細胞集団、脳血流の3種類の信号を同時に記録する新しいい広域イメージング手法を開発することであったが、これを達成した。加えて、神経細胞集団と脳血流を繋ぐアストロサイトの活動の性質についても、領域内連携を通じて明らかにすることが出来た。広域イメージングについては更なる技術改良も行っており、当初の計画以上に研究が進展していると言える。今後は、開発した、単一神経細胞、神経細胞集団、脳血流の3種類の信号を同時に記録する新しいい広域イメージング手法を改良し、測定精度の向上を図る。また、これを利用したマウス脳活動のデータベース作成に取り組む。特に精神疾患モデルでのデータベースを充実させるため、ケタミン投与以外の精神疾患モデルとして自閉症モデルマウスなどでのイメージングを行う。
代数体の数論の方程式による多面的分析

本年度は代数体の二面体群拡大における数論的現象に関して様々な研究を行い成果を得た。具体的には前年度に研究対象とした巡回多項式を射影直線の分岐被覆と見ることにより、その幾何的2次拡大として二面体群多項式を構成した。そしてその二面体群多項式を用いて代数体の数論、特にイデアル類群の構造と単数群の生成元について考察した。また生成的多項式の理論と射影曲線の分岐被覆理論との関連に基づき分岐被覆の具体的構成問題について研究し新しい理論を確立した。生成的多項式を用いた代数体の数論に関する研究では二面体群多項式の構成を計算機ソフト上で実装するアルゴリズム、プログラムを開発し幾つかの数表を作成した。このプログラム及び数表により、今まで知られていなかった代数体の様々な数論を解明する事が出来た。また実用性の非常に高い、至る所生成的な二面体群多項式の構成にも成功した。アルゴリズムをより実用的にする為に不定方程式論を研究しアルゴリズムの効率化、精密化を行った。射影曲線の分岐被覆理論においてはベキ級数展開を用いた分岐被覆の構成を考案し独自の理論を確立した。この構成法はこれまで知られていた解析的な手法とは異なり代数的である為、被覆の代数的な情報、特に絶対ガロア群との関連を完全に把握できる点で優れている。この理論を用いて分岐被覆のより効率的且つ統一的な構成が可能となり、これまでの数表をさらに拡張する事が出来た。この数表は分岐被覆の分類理論を研究する上で大変有益なものである。今年度はまず3次巡回体の数論に関連する様々な研究を行った。その研究過程において生成的多項式に関する研究及び理論が本研究の目的に最も適合する理論の1つである事を理解した。今年度の主要な研究実績の1つは3次巡回体におけるある理論を生成的多項式を用いて一般次数の巡回拡大に対する新しい理論へ拡張した事である。特に今回得られた研究成果は本研究当初の目的である代数体の時を特別な場合として含む、より一般的な体に適用可能な結果であり多くの応用を持つ。生成的多項式に関する研究では新しい問題を幾つか提起しある場合について解を与えた。この問題は生成的多項式に付随する特殊化写像についてのものであり分岐群問題、部分体問題等がある。分岐群問題の解決は代数体の不分岐拡大構成への応用があり本研究の目的に大変有益である。部分体問題の解決は体の拡大の効率的構成法、アルゴリズム化に応用があり、これも本研究の目的に非常に有効である。今回の研究成果は早稲田大学学振特別研究員の陸名氏によって与えられた巡回拡大の為の生成的多項式に関するものであり、この場合の部分体問題の解決はクンマー理論の2次降下理論を導出した。クンマー理論は現在様々な研究分野で表れておりこの2次降下理論は大変注目される結果である。また今回扱った巡回多項式のある変形により全標数で定義された統一的な生成的多項式の構成に成功した。今後の研究計画は生成的多項式における研究をさらに推進し様々な理論構築を試みる。また当初の研究目的である代数体の不分岐拡大の構成はこれらの理論の応用の1つと位置付けし研究する。今回の研究過程において生成的多項式の理論と射影曲線の分岐被覆理論との間に密接な関連が見出された。従ってその関連に基づき分岐被覆の具体的構成問題を重要な研究対象の1つとする。そして体のガロア拡大と射影曲線の分岐被覆との間に存在する新しい対応理論を開発する。今年度は代数体の巡回拡大体の数論に関連する様々な研究を行った。具体的には生成的多項式に関する研究成果を応用し代数体の数論、特にイデアル類群の構造について考察した。また昨年度の研究成果により生成的多項式の理論と射影曲線の分岐被覆理論との間に密接な関連が見出されていたが、その関連に基づき分岐被覆の具体的構成問題についても研究し成果を得た。まず生成的多項式を用いた代数体の数論に関する研究では方程式の構成を計算機ソフト上で実装するアルゴリズム、プログラム開発を考察した。これにより今まで知られていなかった代数体の様々な数論を解明する事が出来た。次に射影曲線の分岐被覆理論においては被覆をグラフによって表現する理論が既にあった。今年度の研究成果の一つはこのグラフ達を分岐被覆理論において実用的であり且つ簡素的な記法で表す方法を与えた事である。これにより分岐被覆達の様々なデータを効率的に操作できるようになり、実際に分岐被覆の数表を構成した。この数表は分岐被覆の分類理論を研究する上で大変有益である。今後の研究計画では不分岐的対象(代数体に関しては不分岐拡大、射影直線に関しては分岐被覆)の統一的、実用的構成法を更に研究する。当初の研究目的である代数体の不分岐拡大の構成はこれらの理論の応用の一つと位置付けし研究する。また代数体、射影直線におけるそれぞれの数論的現象の相互関係についても研究し、新しい理論を構築する。

生成的多項式を用いた代数体の数論に関する研究では二面体群多項式の構成を計算機ソフト上で実装するアルゴリズム、プログラムを開発し幾つかの数表を作成した。このプログラム及び数表により、今まで知られていなかった代数体の様々な数論を解明する事が出来た。また実用性の非常に高い、至る所生成的な二面体群多項式の構成にも成功した。アルゴリズムをより実用的にする為に不定方程式論を研究しアルゴリズムの効率化、精密化を行った。射影曲線の分岐被覆理論においてはベキ級数展開を用いた分岐被覆の構成を考案し独自の理論を確立した。この構成法はこれまで知られていた解析的な手法とは異なり代数的である為、被覆の代数的な情報、特に絶対ガロア群との関連を完全に把握できる点で優れている。この理論を用いて分岐被覆のより効率的且つ統一的な構成が可能となり、これまでの数表をさらに拡張する事が出来た。この数表は分岐被覆の分類理論を研究する上で大変有益なものである。