hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
自己学習型自動車経路誘導システムの開発

2.上記システムによるGPS走行軌跡データより、道路網上の走行リンクを検出し、リンク旅行時間を算出する方法を作成した。3.トリップの旅行時間データを知識データベースとしてコンピュータのディスクに整理・保存するシステムを作成した。4.上記3.の旅行時間データベースを用いて、トリップの起終点間の最適経路を探索し、これを地図上に表示するシステムを作成した。5.岡山市市街地の幹線道路網を用いて、GPSシステムを搭載した試験車両を実際に走行させ、上記3.の旅行時間データベースを作成した。6.上記の旅行時間データベースをもとにナビゲーションシステムによって呈示される最適経路の演算精度を、コンピュータシミュレーションによって比較検討した。7.検討の結果、本ナビゲーションシステムによる最適経路演算精度は、交通条件によって異なるが、実験全体の平均で42%、最大75%程度であることがわかった。8.上記のシミュレーションの結果、本ナビゲーションシステムによる旅行時間削減効果は、実験全体の平均で9%、最大20%程度であることがわかった。9.上記を通して、自己学習型ナビゲーションシステムが有効であり、技術的に実現可能であることがわかった。1.岡山市都心部を対象地域として、主要幹線道路網を構成する各リンクの全地球座標を、デジタル地図MapFanIIを用いて検出し、そのデータベース化を行った。2.GPSアンテナ(インクリメントP社製ET-GPS1)をノートパソコン(NEC製PC-9821Nr166)に繋ぎ、これを自動車に搭載して人工衛星を用いたGPSによる車両位置のコンピュータへの即時入力システムを作成した。3.対象道路網上での走行実験を多数行い、走行経路上のリンク所用時間等得られた走行経路に関する諸情報を知識データベースとしてコンピュータ上に整理・保存するシステムを作成した。4.諸条件に応じた道路網上での自動車交通流を、パーソナルコンピュータ(エプソン社製VMK2600)を用いたシミュレータによって代替再現し、上記の知識データベースに基づいて目的地までの経路の所用時間を予測して、最適経路を算出するシステムを作成した。5.上記の研究の結果、車載のGPS機器とノートパソコンによって走行経路情報をコンピュータに自動入力し、これを基にした最適経路算出が可能であることがわかった。6.シミュレーションによって、上記の最適経路算出の演算精度を算定した結果、実用的な精度で経路算出が可能であることがわかった。沿道に高層ビルがあるときには、GPSアンテナの位置検出精度が低下し、走行経路情報のデータベース化に若干の障害のあることがわかった。このため次年度においてはこの点の改善を図る予定である。8.次年度においては、これまでに作成したハードウェアー、ソフトウェアーの部分システムを統合し、自己学習機能を有する知的ナビゲーションシステムとしてその評価を行う予定である。1.昨年度に作成したGPSアンテナとノートパソコンを用いたGPSシステムを用いて、岡山市都心部での車両走行実験を多数行い、リンク旅行時間に関する諸情報を収集・蓄積した。2.道路網上のリンク旅行時間情報を、知識データベースとしてコンピュータ・ファイルに整理・保存するシステムを作成した。3.運転者が目的地までの最適経路をシステムに要求したとき、旅行時間データベースを用いて、道路網上の各リンクの旅行時間を予測し、これより目的地までの最適経路を算出するシステムを作成した。4.既に開発している道路網交通流シミュレータを用いて、本GPSナビゲーション・システムにより提示される最適経路の演算精度を算出し、検討した。5.道路網交通流シミュレータを用いて、本システムによる誘導車両の非誘導車両に対する旅行時間短縮効果を算定し、検討した。6.以上の検討によって、道路網上の各リンクの旅行時間データが、各時間帯において5個程度以上あれば、実用的な精度で最適経路を算出することが可能であり、これによって誘導車両の旅行時間が、非誘導車両に対して10%程度減少することが明らかになった。1.本年度は、以下に示すように、これまでに作成したナビゲーションシステムおよび道路網交通流シミュレータを用いて、ナビゲーションシステムの精度検証を行うとともに、国際会議において成果発表を行った。2.これまでに作成したGPSアンテナとノートパソコンを用いたGPSシステムを用いて、岡山市都心部での車両走行実験を多数行い、リンク旅行時間に関する諸情報を追加収集した。3.これまでに作成したナビゲーションシステムにより提示される目的地までの最適経路の演算精度を、道路網交通流シミュレータを用いて検証した。4.以上の検討によって、GPSシステムによって作成される旅行時間データベースにおいて、旅行時間データが各リンクについて5個程度以上あれば実用的な精度で最適経路を算出することが可能であることを確認した。
大腸菌耐熱性下痢原因毒素IIの構造と作用機序に関する研究

大腸菌耐熱性下痢原因毒素II(STII)STIIを検出する方法は豚の腸管ループ試験しかなく、STIIは豚以外の動物の下痢は誘発しないと考えられてきた。しかしぶたを使う検査を通常の細菌検査で行うことは不可能であり、豚以外の動物からのSTII産生菌の検出は未検討のまま放置されていた。豚以外の動物のSTIIへの感受性は、STIIの作用機序を考察するうえで重要な問題である。そこでまずSTII検出用のELISAを開発し、STIIの検出を簡便にした。そして本方法を利用し臨床分離菌株のSTII産生性をしらべ、STII産生菌は人や鶏からも分離されることを明らかにした。またSTIIは鶏腸管に下痢活性を示すことを明らかにし、STIIは豚以外の動物にも下痢を誘発することを明らかにした。この事実はSTIIの作用機序を考察するうえで貴重な資料である。更にSTIIの活性発現の機序を解明するため、STIIを作用させた腸管細胞のタンパク質の変化を検討し、細胞内メディエーターを模索した。その結果STIIを作用させると、ある種のタンパクがリン酸化されること、プロスタグランジンやセロトニンが細胞内メディエターとして働いている可能性が示唆された。引き続きSTIIが活性を発現するために必要な構造を明らかにするため、構成アミノ酸を化学修飾法で修飾したり、遺伝子操作を用いて構成アミノ酸を置換した変異STIIを作製した。それらの変異STIIの活性を測定した結果、26位付近のアミノ酸がSTII活性構造構築に重要であることが判明した。
sSTは好中球性喘息の重要分子である: バイオマーカーおよび治療標的分子として

[臨床研究]:<バイオマーカーとして>1旧コホート140例に加え、2新たに約50例のコホートを集め、合わせて190例のコホートを解析した。このうち、欠落データがある症例を除外し、約152例で呼気凝集液(EBC)のIL-33、sST2濃度を測定した。EBCのsST2は、喘息患者とアトピー性皮膚炎患者で高いことがわかった。EBCのIL-33は、喘息・COPDオーバーラップ(ACO)患者、喫煙者で高いことがわかった。3マクロライドの新コホートは、倫理委員会の申請手続きに手間取った。臨床研究法の制定に伴い、介入研究の審査に時間がかかるようになった。本学の倫理委員会で承認を頂いたため、症例の集積を開始する。<生理活性物質として>我々の臨床研究のコホートでは、EBC中のIL-33が血液中のCXCL8と相関した。また、EBCのsST2が高いと、呼吸機能(%FEV1)が保たれていることがわかった。この結果は、COPD患者で特に顕著だった。[基礎研究]:初代ヒト気管支上皮(NHBE)細胞と気管支上皮細胞のcell line(BEAS-2B)細胞で、結果が異なったため、NHBE細胞で実験を行った。1sST2の産生刺激:IL-4, -13, TLR2リガンドがsST2産生を促進し、IFNγ、好中球エラスターゼ、ステロイドがsST2産生を促進した。2IL-33の産生刺激:過酸化水素、好中球エラスターゼ、タバコ抽出液がNHBE細胞内のIL-33発現を増強し、高濃度の好中球エラスターゼ刺激はIL-33を細胞外に放出した。3IL-33はNHBE細胞に作用して、好中球ケモカイン(CXCL8など)、Th17ケモカイン(CCL20)などの産生を増強し、sST2はそれを抑えた。[総合的解釈]:ヒト気道で、IL-33は好中球性気道炎症を惹起し、sST2はそれを緩和する。当初の計画は、順調に推移している。[順調な点]臨床研究では、順調に症例を蓄積し、気道でのsST2/IL-33濃度を測定した。バイオマーカー、生理活性物質としての意義を明らかにした。sST2優位は喘息、type-2炎症、IL-33優位は喘息・COPDオーバーラップ(ACO)を示唆し、基礎研究ではこれらを支持する所見を得た。[当初の計画と異なる点]マクロライド治療のコホート集積に手間取っている。当初の仮説ではsST2優位が好中球性・IL-33優位が好酸球性と考えていた。これまでのデータを総合すると、IL-33優位が好中球性、sST2優位は好中球性炎症を緩和する。これまで得られた知見で、論文を作成する。何とか、マクロライドコホートの集積を行う。sST2産生のシグナル伝達機構を明らかにする。臨床研究:(1)集積済みのコホートの解析:血清sST2高値(>18 ng/ml)は、3ヶ月以内に喘息発作を起こすリスクが高く、ハザード比(HR)は9.2であった。血液好中球数増多(>6,000/uL)も、3ヶ月以内の発作リスクが高く、HRは26であった。多変量解析で、両者は独立した発作のリスク因子であった。この結果から、新規重症度スコア(血清sST2高値=1点、血液好中球増多=2点)を定義すると、新規重症度スコアが喘息発作を予測する精度はROC解析でAUC 0.91と極めて良好であった。本スコアの最重症型であるスコア3は、発作を起こすHRが426で、86%の患者が3ヶ月以内に発作を起こした。また、血清sST2は血清IL-8・呼気H2O2と相関し、気道炎症を反映すると考えられた(2)新コホートの集積:マクロライド治療を喘息患者で行うための倫理委員会の承認が遅れた。2018年3月に条件付きで承認された。2018年度には、新コホートの集積が開始できる見込みである。基礎研究:気管支上皮細胞のcell line (BEAS-2B)細胞の解析を用いて解析した。臨床研究:(1)集積済みのコホートの解析は順調に推移している。現在論文を投稿中である。(2)新コホートの集積:マクロライド治療を喘息患者で行うための倫理委員会の承認が遅れた。これは、昨今の臨床研究を行う上での倫理指針の厳格化が大きく影響した。しかし、2018年3月には条件付きで承認されたため、計画通りの研究を行う目途が立った。基礎研究:(1)sST2の産生刺激:この研究は、当初の計画通りに推移した。(2)sST2の産生メカニズム:当初の計画通りに推移した。EBCのsST

2は、喘息患者とアトピー性皮膚炎患者で高いことがわかった。EBCのIL-33は、喘息・COPDオーバーラップ(ACO)患者、喫煙者で高いことがわかった。3マクロライドの新コホートは、倫理委員会の申請手続きに手間取った。臨床研究法の制定に伴い、介入研究の審査に時間がかかるようになった。本学の倫理委員会で承認を頂いたため、症例の集積を開始する。<生理活性物質として>我々の臨床研究のコホートでは、EBC中のIL-33が血液中のCXCL8と相関した。また、EBCのsST2が高いと、呼吸機能(%FEV1)が保たれていることがわかった。この結果は、COPD患者で特に顕著だった。[基礎研究]:初代ヒト気管支上皮(NHBE)細胞と気管支上皮細胞のcell line(BEAS-2B)細胞で、結果が異なったため、NHBE細胞で実験を行った。1sST2の産生刺激:IL-4, -13, TLR2リガンドがsST2産生を促進し、IFNγ、好中球エラスターゼ、ステロイドがsST2産生を促進した。2IL-33の産生刺激:過酸化水素、好中球エラスターゼ、タバコ抽出液がNHBE細胞内のIL-33発現を増強し、高濃度の好中球エラスターゼ刺激はIL-33を細胞外に放出した。3IL-33はNHBE細胞に作用して、好中球ケモカイン(CXCL8など)、Th17ケモカイン(CCL20)などの産生を増強し、sST2はそれを抑えた。[総合的解釈]:ヒト気道で、IL-33は好中球性気道炎症を惹起し、sST2はそれを緩和する。当初の計画は、順調に推移している。[順調な点]臨床研究では、順調に症例を蓄積し、気道でのsST2/IL-33濃度を測定した。バイオマーカー、生理活性物質としての意義を明らかにした。sST2優位は喘息、type-2炎症、IL-33優位は喘息・COPDオーバーラップ(ACO)を示唆し、基礎研究ではこれらを支持する所見を得た。[当初の計画と異なる点]マクロライド治療のコホート集積に手間取っている。当初の仮説ではsST2優位が好中球性・IL-33優位が好酸球性と考えていた。これまでのデータを総合すると、IL-33優位が好中球性、sST2優位は好中球性炎症を緩和する。現時点では、概ね当初の計画通りに研究が進捗している。臨床研究:新コホートの集積を行う。基礎研究:気管支上皮細胞でのIL-33とsST2の相互作用を解析する。今後も計画通りに研究を進めていく。これまで得られた知見で、論文を作成する。何とか、マクロライドコホートの集積を行う。sST2産生のシグナル伝達機構を明らかにする。1.基礎研究が順調に推移し、試薬費用が抑えられた。2.臨床研究では、マクロライド治療の倫理委員会の承認が遅れたため、この分の研究費を未使用のまま次年度に持ち越した。実験が順調に推移し、試薬や実験器具の費用を節約できた。今後に実験に必要な物品を購入する。論文作成の際に、英文校閲の費用を捻出する。
脳腫瘍クリニカルシークエンスの基盤作成

本研究では、低出力デスクトップシークエンサーを用いて最低限の標的遺伝子の検索を行うことで、2週間で神経膠腫の治療・予後判定に必要な遺伝子プロフィルが取得可能なクリニカルシークエンス基盤を作成する。脳腫瘍検体の適切な取扱い手順書の作成から、最終的には遺伝子プロファイルに臨床情報を加味して遺伝子診断報告書を作成する解析ソフトウェアの開発を行うことで、臨床検査室で実施可能な解析パイプラインを樹立することで、脳腫瘍の個別化診断・治療の推進を行うことを目的としている。本研究では、以下の3つの項目を実施する予定である。1)クリニカルシークエンスのための脳腫瘍検体の処理、保管方法の検証2)神経膠腫の標的遺伝子パネルの選定と、LOH検出方法の確立3)診療情報との統合解析によるクリニカルシークエンス解析パイプラインの構築当該年度においては、これまで使用してきたGlioma専用パネルに加えて、固形腫瘍に汎用しているComprehensive cancer panelにおいて、Gliomaに特徴的な遺伝子異常をとらえられるか、検証した。10症例のGlioma(疑いを含む)を用いて、160遺伝子を対象としたAmplicon sequenceにて解析した結果、3症例において、1p19q co-deletion, IDH1 R132H変異の検出に成功した。これらの結果は、組織病理学的診断と整合性が取れており、正しく評価できているものと判断した。1)クリニカルシークエンスのための脳腫瘍検体の処理、保管方法の検証2)神経膠腫の標的遺伝子パネルの選定と、LOH検出方法の確立3)診療情報との統合解析によるクリニカルシークエンス解析パイプラインの構築2017年度、2018年度において上記の1)2)は終了し、3)についてもすでに解析を開始しているため、2019年度の早い段階で目標を達成できるものと考えている。2019年度は、以下の内容を実施する。3)診療情報との統合解析によるクリニカルシークエンス解析パイプラインの構築患者の治療データと、得られた遺伝子プロファイルを照合し、どの程度正確に予後、治療反応性を予測できたかを検証し、その結果を踏まえて、最終的な解析パイプラインを構築する。1治療反応性、RFS(無再発生存期間)と、SNV, LOHデータの臨床統計解析を行う2報告書のアウトプットとして有用なアノテーションを確定させるパイロットデータはそろっており、あとは30症例を目標として解析を行い、パイプライン構築を完了する予定である。また、これらの結果を英文論文としてまとめる予定である。本研究の目的は、低出力デスクトップシークエンサーを用いて最低限の標的遺伝子の検索を行うことで、2週間で神経膠腫の治療・予後判定に必要な遺伝子プロフィルが取得可能なクリニカルシークエンス基盤を作成することである。脳腫瘍検体の適切な取扱い手順書の作成から、最終的には遺伝子プロファイルに臨床情報を加味して遺伝子診断報告書を作成する解析ソフトウェアの開発を行うことで、臨床検査室で実施可能な解析パイプラインを樹立することで、脳腫瘍の個別化診断・治療の推進を行う。今年度は脳腫瘍検体(神経膠腫100例、Grade 1-4)のホルマリン固定パラフィン包埋組織(FFPE)、凍結検体、及び凍結検体からPAXgeneTissue System;(QIAGEN)にて再固定したPFPE検体からDNA、RNAを抽出し(全自動核酸抽出装置QIAsymphony)、その品質をバイオアナライザー(;Agilent TapeStation)、Qubit;Fluorometer(ライフテクノロジー)等を用いて検証を行った。同時に、全てHE染色標本を作製し、組織像の検証も行った。1)クリニカルシークエンスのための脳腫瘍検体の処理、保管方法の検証1検体の固定方法(ホルマリン及びPAXgene)、固定時間(2時間10日)、核酸抽出方法⇒PAX検体の方が有意に良好なDIN値を得ることが出来たが、固定条件が3日以内のFFPE検体であれば、十分に解析が可能であることが判明した。2病理標本の形態情報との整合性の検証を含む病理検体処理の手順書の作成⇒病理検体を用いたシーケンスの標準作業手順書を完成させた。2)遺伝子パネルのバージョンアップ⇒TERTプロモーター領域のSNVの検出効率を上げるために、プローブデザインの見直しを行った。当初目標は既に達成し、平成30年度で予定していた遺伝子パネル検査の選定の一部として、パネルのバージョンアップを実施することが出来た。

10症例のGlioma(疑いを含む)を用いて、160遺伝子を対象としたAmplicon sequenceにて解析した結果、3症例において、1p19q co-deletion, IDH1 R132H変異の検出に成功した。これらの結果は、組織病理学的診断と整合性が取れており、正しく評価できているものと判断した。本研究では、以下の3つの項目を実施する予定である。1)クリニカルシークエンスのための脳腫瘍検体の処理、保管方法の検証2)神経膠腫の標的遺伝子パネルの選定と、LOH検出方法の確立3)診療情報との統合解析によるクリニカルシークエンス解析パイプラインの構築2017年度、2018年度において上記の1)2)は終了し、3)についてもすでに解析を開始しているため、2019年度の早い段階で目標を達成できるものと考えている。現在のシーケンスワークフローは、費用が比較的高額であり、臨床実装に向けてはコストダウンが必要となる。そのため、作業の効率化やパネルの見直しなどを行っていく予定。2019年度は、以下の内容を実施する。3)診療情報との統合解析によるクリニカルシークエンス解析パイプラインの構築患者の治療データと、得られた遺伝子プロファイルを照合し、どの程度正確に予後、治療反応性を予測できたかを検証し、その結果を踏まえて、最終的な解析パイプラインを構築する。1治療反応性、RFS(無再発生存期間)と、SNV, LOHデータの臨床統計解析を行う2報告書のアウトプットとして有用なアノテーションを確定させるパイロットデータはそろっており、あとは30症例を目標として解析を行い、パイプライン構築を完了する予定である。また、これらの結果を英文論文としてまとめる予定である。20円の繰り越しが発生したが、概ね、研究費は計画通りに使用しており、次年度についても、ほぼ当初の研究計画通りに使用する予定である。
SODによる抗酸化物質自動酸化反応の抑制

本研究では、HPLC-ECDを用いた新しい過酸化水素の定量法を開発し、それを抗酸化物質の自動酸化過程で生成する過酸化水素量の測定に応用した。初年度で方法を確立し、次年度と最終年度で、ユビキノール、フラボノール、カテキン類の自動酸化過程で生じる過酸化水素濃度を測定し、SODの効果を調べた。(1)過酸化水素をHPLC-ECDで測定する方法はいままでなかったが、我々が開発したシステムによりそれが可能となり、簡便かつ高い選択性と高感度を示す方法であることが明かになった。これにより、タバコタール、コーヒー、アスコルビン酸水溶液などに存在する過酸化水素の定量も可能となった。(2)ユビキノールのうちC_oQ_0H_2、フラボノールのうちミリセチン、カテキン類のうちEGCg,EGC,ECg,ECはいずれも抗酸化作用を示す物質である。ただしこれらの物質は自動酸化の過程で過酸化水素を生成することから、条件次第で酸化促進作用を示すことも報告されている。これらの物質の水溶液を調製し、一定時間静置すると、いずれの場合も過酸化水素が生成し、しかもSODによる生成量の抑制が見られた。これは、SODがスーパーオキシドの不均化反応を触媒して過酸化水素を生成する酵素であることを考えると、一見矛盾する結果である。しかし、スーパーオキシドが連鎖媒体となった連鎖反応の過程で過酸化水素が生成するというスキームにより合理的に説明できる。これらの物質の細胞毒性をカタラーゼやSODが抑制することも明らかにした。これは、少なくともin vitro系での実験においてスーパーオキシドの関与する過酸化水素生成がその毒性機構に関わっていることを示している。スーパーオキシドディスムターゼ(SOD)は[2O_i+2H^+→H_2O_2+O_2]なる不均化反応を触媒する結果、O_2を消去しH_2O_2を生成する。しかし、SODの存在理由に関する化学的な証明は十分とはいえない。そこで本研究では「SODの本来の役割は、O_2が関与する生体内抗酸化物質や還元物質の自動酸化とそれに伴うH_2O_2生成を抑制することにある」という仮説を、H_2O_2生成量の正確な測定を基に証明することを目的としている。本年度はまず、選択性と感度が高いHPLCによるH_2O_2分析法の確立を目指した。ECD(電気化学検出器)を用いてH_2O_2を定量するHPLCシステムを確立した。H_2O_2に保持時間を付与するためには、ある種のイオン交換カラム(Shodex SUGAR KS-801)を用い、展開溶媒として純水を使用する必要がある。しかしこのままではECDによる検出ができないので、高濃度の電解液をカラム溶出液と混合させ、ECDに導入することにした。また、いままで使用してきたECDは電極のよごれが激しく、その維持管理に多くの時間を費やした。そこで本年度は新しいクロスフローセルタイプのECD(BAS LC-4Cアンペロメトリックディテクター)を購入し、電解液を送るポンプと混合部の間にダンパーを入れ、さらに混合部とECDの間にループを入れた。以上のような改良により、選択性・感度・S/N比・安定性のいずれもが、従来より高くなった。また電極のよごれも従来より少なくなり、維持管理が容易になった。本研究は「SODの本来の役割は、O_2が関与する生体内抗酸化物質や還元物質の自動酸化とそれに伴うH_2O_2生成を抑制することにある」という仮説を、H_2O_2生成量の正確な測定を基に証明することを目的としている。

本年度は、昨年度確立した選択性と感度が高いHPLCによるH_2O_2分析法を用いて、タバコタール、コーヒー、エリソルビン酸それぞれの自動酸化過程におけるH_2O_2の生成量を測定した。さらにSODの効果も調べた。(1)タバコタール:市販の紙巻きタバコから出る主流煙をヒトの喫煙条件に近い形でろ紙上に集めた。これを緩衝液に溶かし、タバコタール溶液とした。この溶液中に生成するH_2O_2をHPLC-ECD法で分析した。H_2O_2濃度は経時的に増大し、SODはその生成を抑制した。以上の結果はタバコタール中に含まれる還元物質の酸化過程にスーパーオキシドが関与していることを示している。(2)コーヒー:市販の缶コーヒーおよび、同じメーカーの製品で無酸素的に調製した缶コーヒーに含まれる過酸化水素を定量した。その結果、無酸素的に調製した缶コーヒーのH_2O_2濃度がはるかに低いことを明らかにした。ただしSODの抑制効果は見られなかった。(3)エリソルビン酸:エリソルビン酸水溶液中のエリソルビン酸の減少量とH_2O_2の生成量を同時に測定する方法を確立した。SODは両者とも遅らせることから、エリソルビン酸の自動酸化過程にスーパーオキシドが関与することが明らかになった。本年度は抗酸化物質のうち、茶に含まれるカテキン類の自動酸化過程で生成する過酸化水素濃度をHPLC-ECD法で定量した。EGCg溶液を静置すると、インキュベート時間、EGCg濃度、温度、pHに依存して、過酸化水素の生成量が増加した。4種のカテキン類を同じ条件でインキュベートすると、EGCg≒EGC>>EC>ECgの順に過酸化水素の生成量が多かった。これはEGCgおよびEGCのB環であるgallyl基が過酸化水素生成に関与し、没食子酸エステルであるgalloyl基は関与していないことを示唆している。そこで、gallyl基とgalloyl基を持つ単純なモデル物質であるpyrogallolと、gallic acidおよびそのメチルエステルをインキュベートし、過酸化水素の生成量を比較した。その結果、pyrogallol>>gallic acid>gallic acid methyl esterの順で過酸化水素が生成し、上記の考え方が妥当であることを確認した。またSODをEGCgあるいはEGC溶液に加えると、SOD濃度に依存して、過酸化水素の生成量が低下した。これはO_2を連鎖媒体としたEGCgとEGCの連鎖的酸化反応により、過酸化水素が生成することを示唆している。4種のカテキン類の細胞毒性をチャイニーズハムスターV79細胞を用いたコロニー形成法で調べたところ、EGC>EGCg>>EC>ECgの順に強かった。次にEGCあるいはEGCgと同時にカタラーゼやSODを培地に加えたところ、どちらの酵素もEGCやEGCgの細胞毒性を抑制した。したがって、EGCやEGCgの細胞毒性に過酸化水素が関わっていることが明らかになった。SODの抑制効果が過酸化水素生成量の低下によることが、その定量結果から裏付けられたことは、今後これらのカテキン類のin vitro実験系での作用機構を考える上で重要と思われる。
キチナーゼを構成するドメインの構造と機能

キチナーゼによる結晶性キチンの分解メカニズムを解明することを最終的な目的として、不要性キチン分解活性が高いBacillus circulans WL-12のキチナーゼA1のドメインの構造と機能に関する研究をおこなった。(1)キチナーゼA1の活性ドメイン(CatD)の立体構造と触媒反応機構CatDの発現系を構築し、X線結晶構造解析により立体構造を明らかにした。CatDは(β/α)8バレルと二つのβ構造領域から構成され、β構造領域は基質が結合する深い溝をばれる上部に形成していた。また本酵素が(-5)(+2)のサブサイトを持ち基質の還元末端側から分解することが示唆された。さらに、サブサイト(-1)位に結合した基質や阻害剤の構造と部位特異的変異やアフィニティーラベルの実験から、本酵素の触媒反応機構がSubstrate-assisted catalysisであることが明らかとなった。(2)キチナーゼA1によるキチン分解の方向性(GlcNAc)6分解の解析から、本酵素は(-2)(+4)のサブサイトを持ち、オリゴ糖を非還元末端側から分解すると推測された。一方、β-キチン微小繊維は還元末端側から分解された。これらの結果から、オリゴ糖と結晶性キチンで分解の方向性が異なる可能性が示唆された。(3)キチン吸着ドメイン(ChBD)、タイプIII様ドメイン(FnIII_<R2>)の性質ならびに立体構造ChBD_<ChiA1>及びFnIII_<R2>の発現系を構築し、その性質と立体構造の解析を試みた。ChBD_<ChiA1>は不溶性のキチンにのみ吸着し、水溶性基質と全く相互作用しなかった。また、ChBD_<ChiA1>には直線上に並んだ露出した芳香族アミノ酸が存在しなかった。さらにChBD_<ChiA1>は結晶性領域の効率的な分解に重要であることが明らかとなった。一方、FnIII_<R2>は不溶性キチンとまったく相互作用しないことが明らかとなった。キチンの効率的な分解や、キチン分解をベースにしたキチナーゼの生理機能に、キチナーゼを構成する活性ドメイン以外のドメインが重要な役割を果たしている。本研究はBacillus circulansWL-12のキチナーゼAlを構成する複数の機能ドメインのうち、活性ドメイン以外のドメイン、すなわちタイプIII様ドメインとキチン吸着ドメインの構造と機能の解明、そしてその応用開発を目的とする。キチナーゼAlは活性ドメイン,2つのフィプロネクチンタイプIII様ドメイン(以下タイプIIIドメインと省略する)、キチン吸着ドメインの3種、4つのドメインから構成されるキチナーゼである。1.キチン吸着ドメインの構造と機能。キチン吸着ドメインの構造と機能を解明する目的で、キチン吸着ドメインのpETシステムによる大量発現系をすでに構築済みである。これを用いてキチン吸着ドメインを大量番に生産し、精製した。当初、この精製キチン吸着ドメインを用いて、X線結晶構造解析によりその立体構造の解明を試みようとしたが、残念ながら良い結晶を得ることが出来なかった。そこでNMRによって立体構造解析を行うことを考え、奈良先端科学技術大学院大学の白川博士との共同研究を開始した。ごく最近、キチン吸着ドメインの立体構造解析に成功し、現在その構造と機能とを関連づけるための研究が進行中である。これはキチン吸着ドメインの立体構造解析を解明した世界最初の例である。

2.タイプIIIドメインの構造と機能。これまでに大腸菌を用いてタイプIIIドメイン単独の発現系に成功している。当初このシステムによってタイプIIIドメインを大量に生産し、構造解析や生化学的な性質の解析を行おうと考えていた。しかしタイプIIIドメインが分解を受けやすいせいか、キチン吸着ドメインの場合と違って充分な生産量が得られなかった。そこで、発現系の改良を行い,最近充分な量のタイプIIIドメインが得られる発現系の構築に構築に成功した。現在、それを用いてタイプIIIドメインの生産と精製を行っている。来年度早々、NMRによる構造解析に着手する予定である。すでに、活性ドメインの立体構造解析に成功しており、このタイプIIIドメインの構造解析によって、構成する全てのドメインの3次元構造をベースに、キチナーゼAlの機能を議論できることになる。本研究はキチナーゼによる結晶性キチンの分解メカニズムを解明することを最終的な目的として、不溶性キチン分解活性が高いBacillus circulans WL-12のキチナーゼA1のドメインの構造と機能を明らかにしようとするものである。平成11年度の研究により以下のような成果が得られた。(1)触媒部位の構造と触媒反応機構キチナーゼA1の活性ドメイン(CatD)の基質及び阻害剤との複合体の立体構造から、本酵素が(-5)(+2)のサブサイトを持ち基質の還元末端側から分解することが明らかとなった。さらに、サブサイト(-1)位に結合した基質や阻害剤の構造と部位特異的変異やアフィニティーラベルの実験から、本酵素の触媒反応機構がSubstrate-assisted catalysisであることが明らかとなった。また、(GlcNAc)_6分解の解析から、オリゴ糖を非還元末端側から分解すると推定された。一方、β-キチン微少繊維は還元末端側から分解された。これらの結果から、オリゴ糖と結晶性キチンで分解の方向性が異なる可能性が示唆された。(2)キチン吸着ドメインの吸着機構とタイプIII様ドメインの性質キチナーゼA1のキチン吸着ドメインChBD_<ChiA1>のNMRによる立体構造解析に成功し、その構造と性質の詳細な解析によって、このキチン吸着ドメインが、セルロースドメインなどでこれまで提唱されている機構と異なるユニークな吸着機構を持つ事が明らかとなった。また、フィブロネクチンタイプIII様ドメイン(FnIII_<R2>)の発現系の構築に成功し、このドメインが不溶性キチンとまったく相互作用しないことを明らかにした。このドメインの機能を明らかにするため、現在NMRによる立体構造解析が進行中である。
高齢者の摂食機能を賦活化するヘルスケアー食品の開発と応用

本研究では、義歯を装着している高齢者および、咀嚼・嚥下障害者が口腔機能のリハビリテーションを行う際に応用しやすい食品の開発と応用を目的とした。1.食品咬断能力を評価できるように、硬さの異なる2種類のゼリーを食品会社と共同で開発した。これらのゼリーの破断応力を測定したところ、テクスチャーの有意な差があったので、成分比を変えることによって、硬さが異なる2種類のゼリーを製造できた。グルコース溶出量と分割試料表面積との間には高い相関が示されたことから、食品咬断率の測定は可能なことが明らかとなった。2.高齢者における咀嚼能力と栄養摂取状態の調査を実施した。その結果から、口腔内状況や咀嚼能力は高齢者の栄養摂取に影響していることが示唆された。3.5種類の硬さの異なる米菓について、65歳以上の上下顎総義歯装着者10名に試食してもらい、これらの米菓の咀嚼・嚥下状態を調査した。全員が一番硬い米菓を含むすべての米菓を咀嚼することができて、飲み込みやすいと答えた。この結果は、義歯を装着している65歳以上の高齢者の摂食機能を賦活化する目標値になりうると考えられた。4.咀嚼・嚥下困難者のために開発された「ふっくらおかゆ」の物性測定を行った結果から、咀嚼・嚥下困難者用食品としての機能を有していて、温度や保存期間による影響を受けにくい食品であることが示された。5.嚥下障害者に安会で栄養価の高いクッキーを開発するために、グリアジンとグルテニンそれぞれの単独のクッキーおよび、両タンパクの混合比率を1:1,1:2,2:1に調製したクッキーを試作した。見かけの硬さはグルテニン単独クッキーが大きいものの、破断するまでの時間は明らかに短く、硬いものの壊れやすい性質を持つことがわかった。一方、グリアジン単独クッキーは破断応力、破断エネルギーが小さく、軟らかいが、破断-歪み曲線は小さなピークが多数観察され砕けにくいことがわかった。6.寒天を混合したゼラチンゼリーを作製し、それらの物性を評価した。ゼラチンに寒天を混合することによって、物性に顕著な変化がなく、口腔内では水分の溶出が抑えられてゼラチン単独よりまとまりやすくなる傾向が認められた。このことより、摂食・嚥下障害児・者用の食品としての有効性が示唆された。3年間の研究期間において開発した様々な食品について、テクスチャーの評価と官能評価を行った結果から、摂食機能の向上に十分に役立つことがわかった。

義歯を装着している高齢者が口腔機能のリハビリテーションを行う際に応用しやすい食品の開発と応用を目的として本研究を進めた。研究成果:1.部分床義歯装着者(60歳以上)において、義歯装着と義歯非装着の条件で安静時唾液とパラフィンワックス咀嚼時の刺激唾液分泌速度を測定した。パラフィンワックスの咀嚼回数や、デンタルプレスケールによる最大咬合力も同様の条件で測定した。義歯の装着によって、安静時唾液分泌速度には有意な差が認められなかったものの、刺激唾液分泌速度と最大咬合力は有意に上昇し(p<0.001)、咀嚼ストロークが減少した(p<0.005)。2.高齢義歯装着者に応用しやすく、食品咬断能力を評価できるような成分比の異なる2種類のゼリーを産学連携によって試作し、分析した。2種類のゼリーにおけるテクスチュロメータの破断応力には有意差があり(p<0.001)、原型から64分割したゼリーの表面積と、これらの分割片から溶出するグルコース濃度との間には強い相関が認められた(R=0.98,p<0.0001)ので、試作ゼリーが食品咬断率の測定に適していることが明らかとなった。3.65歳以上の総義歯装着者5名において米菓の摂食・嚥下状態を調査するために、購入したテクスチュロメータを用いて市販の米菓の破断応力を測定した。その結果から、硬さの異なる5種類の試験用米菓を選び、評定法によるアンケート用紙を作成した。すべての症例において、試験用米菓を咀嚼することが可能であることが明らかとなった。今後、症例数を増やし、官能評価による5種類の米菓の差の検定を行う予定である。H12年度は、高齢義歯装着者に応用し易く、食品咬断能力を評価できるような成分比の異なる2種類のゼリーを産学連携によって試作した。本研究補助金で購入したテクスチュロメータを用いてこれらのゼリーの破断応力を測定した結果、有意な差があった(p<0.001)。次に、65歳以上の総義歯装着者における米菓の摂食・嚥下状態を調査する目的で、市販の米菓の破断応力を測定した。その結果から、硬さの異なる5種類の試験用米菓を選び、官能評価を行った。その結果、5名の総義歯装着者はすべての試験用米菓を咀嚼することが可能であった。H13年度は65歳以上の総義歯装着者6名について、5種類の試験用米菓の官能評価を調べたところ、H12年度に調査した5名の総義歯装着者と同様にすべての試験用米菓を咀嚼することが可能であった。これらの11名の総義歯装着者に実施した官能評価から、半数以上の高齢義歯装着者において咬みやすいという肯定的回答が得られた。特に、硬い厚焼き米菓は義歯には不適切な食品であるという一般的な考えを否定できるような総義歯による咀嚼機能の改善効果を明確に示す調査結果が得られた。さらに、摂食機能の向上に役立つ食品の試作と物性測定を行った。1.重度の嚥下障害者用ゼラチン・寒天混合ゼリー2.2種類のグルテン配合クッキーこれらの試作食品についての研究成果は関連する学会において未発表であるので、今回の報告書では詳細な報告を控える。今後は、試験用米菓の摂食状態を調査する対象として健常者に摂食機能障害者を加えて、官能評価による米菓の差の検定を行う予定である。本研究では、義歯を装着している高齢者および、咀噛・嚥下障害者が口腔機能のリハビリテーションを行う際に応用しやすい食品の開発と応用を目的とした。平成12,13年度は、・食品咬断能力の評価に使用する硬さの異なる2種類のゼリーを食品会社と共同で開発した。・高齢者における咀噛能力と栄養摂取状態の調査を実施した結果から、口腔内状況や咀噛能力は肩齢者の栄養摂取に影響していることが示唆された。
金属原子を含む新規な導電性分子結晶の探索

d電子を含む金属錯体においては、d-π相互作用がもたらす全く新しいタイプの分子性導体が得られる可能性がある。このような観点から、本研究ではM(dmit)_2塩、Cu(DCNQI-d_7)_2塩、フタロシアニン塩を中心とする分子性導体の研究を行った。以下これらの内容を具体的に記す。1)α-EDT-TTF〔Ni(dmit)_2〕の圧力下の電気抵抗を測定し、温度圧力相図を作成した(印刷中)。また第二臨界磁場伝導面内角度依存性を調べた(投稿準備中)。この物質に関しては現在、シュブニコフ・ドハース効果の実験、およびマイスナー効果の実験を計画している。2)α-Me_2Et_2N〔Ni(dmit)_2〕_2の磁気抵抗角度依存性を詳細に調べた(投稿準備中)。4)(Me_2DCNQI-d_7)_2Cuの反射スペクトルの測定を行い、この物質の金属-絶縁体転移が一次相転移であることを明らかにした(投稿中)5)伝導性フタロシアニンの金属-絶縁体転移の機構を明らかにするという観点から磁気抵抗測定を含むいくつかの実験を行った(現在研究継続中)6)α-(BEDT-TTF)_2KHg(SCN)_4の電気的異方性を弱磁場磁気抵抗測定の手法を用いて決めた。(印刷中)7)光学測定により、α-(BETS)_2I_3の電子構造を調べた。(印刷公表済み)8)Bis-fused TTFを含む電荷移動塩の光学測定を行い、電子構造を明らかにした。(印刷中)また直接の研究成果ではないが、1),2)に関連して、ソレノイド型超電導磁石の中で試料方向を2軸回転できる装置を開発した。(使用最低温度は0.5K、最大磁場は8T)。これにより種々の実験が今後可能になると期待される。
聴覚障害者のための皮膚電気刺激による音楽リズム伝達システムの開発

聴覚障害者への音楽リズム情報の伝達手段として新しく皮膚電気刺激を取り上げ,手軽に利用できるパソコンベースのシステムを作成し,その基本的性質を調べた.すなわち,刺激電圧パルスの波形と強度,皮膚電極形状とその装着位置,電極装着個数と音楽リズムの複雑さ、感度や不快感などとの関係を調べた.また,リング状の電極を指につけた場合について,MIDIキーボードを弾く例を取り上げ,音や光など他のリズム伝達方法と比較した.これらの結果から,パルス幅0.22ms、印加電圧2080Vの範囲で各人の特性により調整することにより、痛みなどの不快感を最小限にとどめ,音楽信号の伝達方法の1つとして使用可能であることが分かった.従来,聴覚障害者への音楽同期情報は,残存聴力を利用する通常の音響出力や機械的振動,あるいは映像やランプなどの視覚情報が用いられて来たが,この直接電気的に感覚神経を刺激する方法は応答時間が早く,顔の向き(視線方向)に左右されない情報伝達手段として,低周波音響や機械的振動に替わり,とくに合奏やダンスなどの集団動作の同期をとる場合に有用である.障害者個々の特性に応じ他のマルチメディアと併用して利用するのが実際的と考えられる.またこの方法は体性感覚を使うことから視聴覚に重複障害をもつ人々のコミュニケーション手段としても利用が可能で、今後この分野でも開発が期待できる.聴覚障害者への音楽リズム情報の伝達手段として新しく皮膚電気刺激を取り上げ,手軽に利用できるパソコンベースのシステムを作成し,その基本的性質を調べた.すなわち,刺激電圧パルスの波形と強度,皮膚電極形状とその装着位置,電極装着個数と音楽リズムの複雑さ、感度や不快感などとの関係を調べた.また,リング状の電極を指につけた場合について,MIDIキーボードを弾く例を取り上げ,音や光など他のリズム伝達方法と比較した.これらの結果から,パルス幅0.22ms、印加電圧2080Vの範囲で各人の特性により調整することにより、痛みなどの不快感を最小限にとどめ,音楽信号の伝達方法の1つとして使用可能であることが分かった.従来,聴覚障害者への音楽同期情報は,残存聴力を利用する通常の音響出力や機械的振動,あるいは映像やランプなどの視覚情報が用いられて来たが,この直接電気的に感覚神経を刺激する方法は応答時間が早く,顔の向き(視線方向)に左右されない情報伝達手段として,低周波音響や機械的振動に替わり,とくに合奏やダンスなどの集団動作の同期をとる場合に有用である.障害者個々の特性に応じ他のマルチメディアと併用して利用するのが実際的と考えられる.またこの方法は体性感覚を使うことから視聴覚に重複障害をもつ人々のコミュニケーション手段としても利用が可能で、今後この分野でも開発が期待できる.本年度は聴覚障害者に皮膚電気刺激によって音楽情報を伝達するための電気刺激装置を試作し、その単一電極を用いた場合の基本特性を測定した。すなわち、痛みや筋肉活動励起などの不快感を伴わない電気刺激の範囲を求め、その中で信号伝達を最適化する条件を、電極およびその配置、電圧波形などをパラメータにして検討した。その結果、最適条件にかなりの個人差があることが判明した。このため、一人一人に適正化可能な刺激方法が必要であることがわかり、マルチチャンネルおよびマルチモード対応駆動装置が必要であることがわかった。このため、当初考えていた多人数の演奏パートへの伝達や多電極励起を可能とする理由以外にもマルチチャンネル化が重要であることがわかり、そのための設計・試作を行った。MIDI信号パルスによって駆動する16チャンネルのマルチチャンネル電気刺激装置の設計を行い、第1次試作器を用いた予備試験を実施した。すなわち、MIDIシーケンサで発生させたリファレンス信号をMIDIドラム演奏者にパルス幅100マイクロ秒の電気刺激として伝達し、ドラム演奏者の発生させたMIDI信号データを収集することを試みた。信号の表示として音以外にコンピュータディスプレイ上のアニメメーションおよびLED発光を併行して行った。次年度はこの装置を発展させ、皮膚電気刺激と音や映像、振動など従来用いられてきた音楽リズム出力装置と融合して同期駆動可能なマルチモード音楽リズム発生器(音楽リズム伝達システム)を構成する。それを用いた音楽練習システムを構築し、聴覚障害者グループの音楽練習に試用する。その観察結果を分析して、その効果、改良点を明らかにする。さらに、より一般的な感覚障害者とのコミュニケーション手段としての可能性も併せて検討する。聴覚障害者への音楽リズム情報の伝達手段として新しく皮膚電気刺激を取り上げ,手軽に利用できるパソコンベースのシステムを作成し,その基本的性質を調べた.すなわち,刺激電圧パルスの波形と強度,皮膚電極形状とその装着位置,電極装着個数と音楽リズムの複雑さ、感度や不快感などとの関係を調べた.また,リング状の電極を指につけた場合について,MIDIキーボードを弾く例を取り上げ,音や光など他のリズム伝達方法と比較した.これらの結果から,パルス幅0.22ms、印加電圧2080Vの範囲で各人の特性により調整することにより、痛みなどの不快感を最小限にとどめ,音楽信号の伝達方法の1つとして使用可能であることが分かった.従来,聴覚障害者への音楽同期情報は,残存聴力を利用する通常の音響出力や機械的振動,あるいは映像やランプなどの視覚情報が用いられて来たが,この直接電気的に感覚神経を刺激する方法は応答時間が早く,顔の向き(視線方向)に左右されない情報伝達手段として,低周波音響や機械的振動に替わり,とくに合奏やダンスなどの集団動作の同期をとる場合に有用である.

障害者個々の特性に応じ他のマルチメディアと併用して利用するのが実際的と考えられる.またこの方法は体性感覚を使うことから視聴覚に重複障害をもつ人々のコミュニケーション手段としても利用が可能で、今後この分野でも開発が期待できる.
卵巣癌に特異的に発現する蛋白の発現調節解析と悪性化・予後への作用機序の解明

卵巣癌は近年増加しているが,リスクファクターとなる生活習慣や環境要因が特定されず,早期発見も難しいため悪性化しやすい癌として知られる。代表者らは卵巣癌で高発現しているLTBP-1L(Latent TGF-βBinding Protein-1L)に着目して解析を進めてきた(Higashi T, et. al.2001)。昨年度までに,LTBP-1L遺伝子のプロモーター配列上に新規の一塩基多型(SNP)を発見し,遺伝子型が転写因子Sp1との結合力に影響し,LTBP-1L蛋白の発現量に有意な差が生じること,さらに特定のSNPの存在が癌症例の術後生存率の低下と相関することを明らかにした(Higashi T, et. al.2006)。本年度は癌細胞で発現したLTBP-1L蛋白の役割と作用機序を明らかにするために,まず卵巣癌培養細胞株JHOM-1において, RNA干渉によるLTBP-1Lの発現抑制を試みた。LTBP-1LのsiRNAを3種類設計し,種々の導入条件をリポフェクション法により検討した結果,LTBP-1L mRNA発現を90%抑制する条件を見い出した。そしてWST-1を用いたアッセイにより,LTBP-1L遺伝子の発現を抑制すると,細胞増殖と生存能が減少することがわかった。したがって,癌細胞で高発現しているLTBP-1Lは,細胞増殖能の活性化を通じて,癌の悪性化に寄与している可能性が示唆された。そこで次にLTBP-1L cDNAの全長を含む4287bpをpIRESneo3ベクター(clontech)に組み込み,細胞でLTBP-1Lを強制発現させるための発現ベクターを構築した。今後この発現ベクターを用いた強制発現実験とRNAi干渉による発現抑制実験により,LTBP-1L機能解析を進めていく必要がある。代表者らは卵巣癌でLTBP-1L(Latent TGF-βBinding Protein-1L)が高発現していることを見い出し(Higashi T et al.2001),発現調節に重要と考えられるLTBP-1L遺伝子上流配列中にGenbank登録配列と異なる一塩基(変異型とする)が存在し,新規の一塩基多型(SNP)であることを明らかにした。実際に本学附属病院の卵巣癌臨床症例において約8割で変異型が検出され,ホモで変異型を持つ症例ではヘテロに比べ5年生存率が有意に低いことをつきとめた。本課題ではこの一塩基多型が卵巣癌の新規予後診断マーカーや治療の標的分子として有用であるかを検討するための基礎的研究を行った。本年度はまず新たに同定したLTBP-1L遺伝子型(変異型)による転写発現調節機構を解析した。遺伝子型ごとの転写活性を比較した結果,変異型では有意に転写活性が高く,これらの配列に結合する転写因子を同定したところ,変異型では転写因子Sp1との結合力が高まるために,転写活性が著しく上昇することが明らかになった(Higashi T et al.2007)。ホモ変異型症例ではLTBP-1L蛋白の発現も高く,転写活性上昇sが蛋白発現上昇に繋がっていることが示された。今後,癌細胞で発現したLTBP-1L蛋白の役割,作用機序を明らかにするために,癌細胞でLTBP-1Lを強制発現または発現抑制することでLTBP-1L機能解析を進める。
正標数の特異点に付随する環論的不変量について

3年間を通して、正標数の特異点の不変量の一つとしてのHilbert-Kunz重複度の研究を行った.その最初の成果は,Hilbert-Kunz重複度を用いて正則局所環の特徴付けを与えたことである。この結果は、多くの研究者が関連する研究を行うときの目安としたようである。次に、正標数の孤立特異点に付随する環論的不変量の研究として,最小特異点解消の双対グラフから定まるイデアルのHilbert-Kunz multiplicityを研究した。その結果、有理二重点の双対グラフから定まる整閉イデアルに対して,このHilbert-Kunz重複度を双対グラフの言葉で記述するアルゴリズムを得た。この証明には、代数幾何学的な道具(Riemann-Roch公式、McKay対応)と正標数の可換環論(tight closureの理論)の両方が生かされており、今後の発展が期待される。Hilbert-Kunz重複度の研究をブローアップ代数の研究に生かすために,ブローアップ代数のHilbert-Kunz重複度の計算も試みたが,これに関しては、残念ながら,完全なアルゴリズムを得ることはできなかった.部分的な成果として,ブローアップ代数のHilbert-Kunz重複度のベースになる局所環のHilbert-Kunz重複度と通常の重複度を用いた評価式を与えた.また、minimal Hilbert-Kunz重複度の概念をあらたに導入して、その計算方法を提供した。この不変量はGorenstein環の場合には、そのパラメータ系で生成されたイデアルとそれを含むsocleに対するHilbert-Kunz重複度の差として表現される。この不変量は、アメリカの研究者らが極大Cohen-Macaulay加群の構造という立場から別に導入した不変量と一致することも判明し、興味深い展開を見せている。以上の研究の成果は、可換環論シンポジウムなどを通じて成果発表を行った。また、本研究の総合的な報告を平成13年度夏に大阪で開催された代数学シンポジウムにおいて行った。次年度以降は、正標数の特異点上のブローアップ代数の研究を推進する予定である。正標数の特異点の研究は,一般には特異点解消の存在が証明されていないなどの技術的な理由から標数0の場合に比べてなかなか進展していないようである。しかしながら,2次元(曲線)の場合は,良い特異点の解消が別に証明されており,正標数の特異点の研究をするのに十分な環境が整っている。そこで,昨年から今年度にかけての研究では,正標数の孤立特異点に付随する環論的不変量の研究として,最小特異点解消の双対グラフから定まるイデアルのHilbert-Kunz multiplicityを研究した。一つの成果としては,Hilbert-Kunz multiplicityが取り得る最小の値を取る環として,正則局所環を特徴付けた。二つ目に,従来からある重複度や組成列の長さと,この新しい不変量との関係を詳細に調査し,ベロネーゼ部分環をこの不変量を通して特徴付けた。ベロネーゼ部分環は,双対グラフがもっとも簡単な特異点であり,この方向からの研究の出発点になると思われる。また有理二重点の双対グラフから定まる整閉イデアルに対して,このmultiplicityを双対グラフの言葉で記述するアルゴリズムを得た。このアルゴリズムを見つけるための数値実験に,設備備品として購入した高性能のノートパソコンを用いた。

これらの研究は,研究代表者と日本大学の渡辺氏との共同研究が中心であるが,分担者(岡田・橋本)による表現論,Lie環論の立場からの双対グラフの研究と,分担者(向井)の代数幾何学の立場からの研究が多いに役立った。加えて,大阪大学を研究協力者として柳川氏を招聘し,グラフに付随する環の研究の方向性を議論した。また,研究内容が当初の予定より広がりをみせたため,これらの研究成果の発表として予定していた外国出張の代わりに,夏の国際シンポジウム及び,国内のシンポジウムで途中経過を報告するに留め,次年度以降に改めて,その機会を探ることにした。昨年度の研究に引き続いて,正標数の孤立特異点の不変量の一つとしてのHilbert-Kunz重複度の研究を行った.その成果の一つとして,有理特異点の双対グラフから定まるイデアルの構造定理とそのイデアルに関するHilbert-Kunz重複度の計算方法を得た.また,一昨年の我々の研究成果に関連して,他の研究者が証明の簡素化などを試み,それに成功したとの連絡を得たため,そのアイデアを利用して,研究成果の改良を試みた(口頭発表のみ).上記のHilbert-Kunz重複度の研究をブローアップ代数の研究に生かすために,ブローアップ代数のHilbert-Kunz重複度の計算を試みたが,残念ながら,完全なアルゴリズムを得ることはできなかった.部分的な成果として,ブローアップ代数のHilbert-Kunz重複度のベースになる局所環のHilbert-Kunz重複度と通常の重複度を用いた評価式を与えた.詳細な計算のアルゴリズムを与えることは次年度以降の研究課題とする予定である.さらに,この研究の途中で,正標数の場合のブローアップ代数の構造について,Cohen-Macaulay性などは良く知られているが,F有理性やF正則性などについては意外と知られていないことが判明した.これらの概念は正標数の特異点の研究においては極めて重要であるので,ブローアップ代数のF有理性やF正則性の研究の必要性を認識した.そのため,環論的な立場から,国内のブローアップの研究成果を調べ,Lipmanの研究をベースにしてブローアップ代数のF有理性についての研究をはじめた.また,新たに東北大学の原氏とも連絡を取り,幾何学的な立場からも研究を始めた.これらの研究については,詳しくは次年度以降の研究課題とする予定である.以上の研究成果については,2000年6月の海外出張及びそれ以降の国内のシンポジウム等で成果発表及び研究打ち合わせを行った.昨年度の研究に引き続いて、正標数の特異点の不変量の一つとしてのHilbert-Kunz重複度の研究を行った.その成果の一つとしては、minimal Hilbert-Kunz重複度の概念をあらたに導入して、その計算方法を提供したことがあげられる。この不変量はGorenstein環の場合には、そのパラメータ系で生成されたイデアルとそれを含むsocleに対するHilbert-Kunz重複度の差として表現される。