hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
ツメガエル胚の未分化細胞を用いた臓器レベルの膵臓形成と生体移植による機能解析

ツメガエル胚の未分化細胞塊(アニマルキャップ)を個々の細胞に解離し、アクチビンとレチノイン酸で処理してできた再集合体は膵臓に分化する。これを他の胚に移植して成体まで育てると、正常な膵臓と同じ構造をもつ第二の膵臓(異所性膵臓)が作られた。異所性膵臓の機能を摘出実験や糖負荷試験を通して解析した結果、異所性膵臓は形態だけでなく、血糖調節能力においても正常な膵臓と同等であることが確認された。1.試験管内で分化誘導した膵臓の遺伝子発現と組織分化の解析ツメガエル胚から得られた未分化細胞塊(アニマルキャップ)を解離・再集合し、アクチビンとレチノイン酸で処理して膵臓を分化誘導した。この試験管内での膵臓形成が、胚内での膵臓形成と同様に進行することを確かめるため、膵臓分化の指標となる各種の遺伝子の発現パターンを解析した。その結果、試験管内で誘導した膵臓においても、膵臓の発生初期に発現するPdxlやPtfla、分化した膵臓に発現するcarboxypeptidaseA、アミラーゼ、インスリン、グルカゴンなどが正常な膵臓と同様に発現することがRT-PCR法やwhole-mount in situ hybridization法によって確認された。また、試験管内で作られた膵臓の微細構造を電子顕微鏡で観察するとともに、各種抗体(抗アミラーゼ抗体、抗インスリン抗体、抗グルカゴン抗体)で免疫組織化学的に解析した結果、腺房構造を示す外分泌部と数種類の細胞からなる内分泌部の組織分化が確認された。2.試験管内で分化誘導した膵臓の生体移植法の検討試験管内で作られた膵臓を初期胚に移植する方法を検討した。宿主に用いる胚の発生段階、移植場所、移植片の大きさ(細胞数)等を検討した結果、初期神経胚(発生段階第20期)の腹部に移植した場合に、宿主の膵臓と同等な大きさや形態的特徴を示す第二の膵臓が形成されることが明らかになった。移植実験では、移植片を蛍光色素で標識したアニマルキャップから作製することによって宿主胚の組織と区別した。移植を受けた胚を変態期までの各発生段階で解剖した結果、腹部に作られた第二の膵臓は宿主の膵臓と同様な組織分化を示し、各種抗体(抗アミラーゼ抗体、抗インスリン抗体、抗グルカゴン抗体)を用いた免疫組織化学的解析ではいずれの抗体に対しても陽性反応を示した。1.試験管内で分化誘導した膵臓の生体移植〔変態期における膵臓の再構築の解析〕両生類は変態の過程で、体の中のさまざまな臓器を幼生型から成体型に再構築する。本年度は試験管内で分化誘導した膵臓原基を胚に移植して、新たに形成された異所性膵臓の再構築を観察した。宿主胚が成長するにつれて異所性膵臓も次第に大きくなり、体に占める割合は変態開始直前に最大となった。異所性膵臓の組織切片を作製して、抗インスリン抗体や抗グルカゴン抗体による免疫染色を行った結果、発生段階第52期頃より両者に対する陽性反応が認められた。以上より、異所性膵臓は正常な膵臓と同様に変態期に幼生型から成体型へ再構築されることが確認された。2.膵臓形成における組織間相互作用の解析膵臓の発生過程では膵臓原基と周辺組織との組織間相互作用が重要な役割を果たしている。そのメカニズムを解析するため、アニマルキャップから分化誘導した膵臓原基と他組織との組み合せ培養を行った。この実験では移植実験の結果をふまえ、膵臓原基(=アニマルキャップ再集合体)と移植部位の組織(表皮、中胚葉、内胚葉)とを組み合わせて培養した。その結果、表皮・中胚葉と組み合わせて培養した場合に、膵臓原基における腺房構造の発達が見られた。また、インスリンの発現の低下と外分泌マーカーであるPtf1aやcarboxypeptidase Aの発現の上昇が確認された。これらの結果から、アニマルキャップから分化誘導した膵臓原基を単独で培養すると内分泌部の分化が見られるが、外分泌部の腺房構造の発達には膵臓原基を表皮・中胚葉と共存させることが必要である可能性が示唆された。1.異所性膵臓の血糖調節能力の解析試験管内で未分化細胞から分化誘導し、移植を経て宿主の腹部に形成された異所性膵臓の機能を解析した。膵臓の機能には消化と血糖調節があるが、ここでは血糖調節能力をもとに内分泌器官としての膵臓の機能を評価した。対照群としては、正常なアフリカツメガエルの成体から膵臓を完全に摘出し、血糖調節ができずに高血糖状態となったカエルを得た。実験群としては、移植手術を施した異所性膵臓をもつカエルに対して、宿主膵臓のみを摘出してその後の血糖値の変化を記録した。その結果、実験群では高血糖にならずに血糖値を正常に保つことができ、体内に残された異所性膵臓の血糖調節能力を確認することができた。

さらに、異所性膵臓をもつカエルに対して糖負荷試験や血中インスリン濃度の測定を行い、異所性膵臓の臓器レベルの機能を総合的に評価した。2.研究成果の論文発表本研究では、1)アフリカツメガエル胚の未分化細胞から膵臓を分化誘導する実験系の確立、2)遺伝子発現における正常な膵臓発生との共通性の確認、3)試験管内で分化誘導した膵臓の移植方法の確立、4)異所性膵臓の臓器レベルの形態分化の確認、5)異所性膵臓の血糖調節能力の解析、をおもな目的として解析を行ってきた。本年度は研究代表者が中心となって研究成果をまとめ、研究分担者からの膵臓形成過程での遺伝子発現に関する補足データも追加して論文発表を目指した(投稿準備中)。1.異所性膵臓の組織学的・免疫組織化学的解析試験管内で分化誘導した膵臓原基を初期胚に移植すると、移植した胚の腹部に二個目の膵臓(異所性膵臓)が形成される。本年度は、移植から1年が経過して成体(カエル)へと変態・成長した個体から異所性膵臓を摘出して、その形態的な特徴を組織学的および免疫組織化学的に解析した。異所性膵臓のヘマトキシリン・エオシン染色した組織切片では、正常な膵臓と同等の組織構造をもつ腺房やランゲルハンス島が観察された。電子顕微鏡による微細構造の観察では、ランゲルハンス島にA細胞やB細胞の存在が確認された。抗アミラーゼ抗体、抗インスリン抗体、抗グルカゴン抗体など、各種の抗体を用いた免疫組織化学的観察においても、各抗体に対して明らかに陽性を示す結果が得られた。以上の結果から、成体の体内に形成された異所性膵臓は組織学的・免疫組織化学的に正常な膵臓と同等であることが示された。2.異所性膵臓の血糖調節能力の解析試験管内で分化誘導され、生体移植によって成体(カエル)の体内に形成された異所性膵臓の機能を、血糖調節能力をもとに解析した。初めに、正常なカエルから膵臓を全摘して、高血糖状態のカエルを得た。次に、異所性膵臓をもつカエルから宿主の膵臓のみを摘出して、血糖値の変化を経時的に記録した。その結果、後者のカエルは高血糖状態にならず、血糖値をほぼ正常値に保っていることが明らかになった。これは、体内に残された異所性膵臓が正常な膵臓と同等の血糖調節能力を有することを示している。以上の結果から、異所性膵臓は少なくとも血糖調節においては正常な膵臓と同レベルで機能する可能性が示された。本年度の交付申請書には、1)試験管内で分化誘導した膵臓の生体移植〔変態期における膵臓の再構築の解析〕と2)膵臓形成における組織間相互作用の解析、の2点を研究目的に掲げた。本年度の実験と解析により、移植した膵臓の変態期における再構築が確認されるとともに、膵臓の腺房構造の形成に移植部位の表皮・中胚葉との組織間相互作用が重要であることが示され、研究は目的に沿って順調に進展していると考えている。25年度が最終年度であるため、記入しない。本年度の交付申請書には、1)異所性膵臓の組織学的・免疫組織化学的解析と2)異所性膵臓の血糖調節能力の解析、の2点を研究目的に掲げた。本年度の実験と解析により、異所性膵臓には構造的にも機能的にも正常膵臓と同等の腺房やランゲルハンス島の組織分化が認められた。また、膵臓摘出実験と血糖値測定の結果から異所性膵臓の血糖調節能力も確認されており、研究は当初の目的にしたがって概ね順調に進展していると評価できる。これまでの研究により、未分化細胞を用いた膵臓原基の分化誘導法と生体への異所的移植法が確立された。膵臓原基の移植を受けた幼生は順調に発生・成長を続けて成体(カエル)への変態を完了している。
Prepation of Generic Oxides Melt Model for Late-Phase Severe Accident Analysis

軽水炉での重大事故におけるセシウムの高温挙動の理解を深めるために、H2O+H2ガス中のCs2MoO4の高温挙動について研究した。二元系であるCs2MoO4-MoO3をRedlich-Kister式を用いて熱化学的にモデル化し、IMCCモデルを用いてCs2MoO4とCs2Mo2O7の液体混合物を行った。短時間の全電源喪失特有のLWR炉心劣化状態において、熱化学モデルを適用した。Cs2Mo2O7の蒸発挙動を明らかにされて、Cs2MoO4とSUSとの反応を研究した。乾燥状態にはCrとの反応でCs2MoO4が主であり、湿潤状態には、モリブデンは酸化スケールでの取り込み、反応は限られているようだった。
若年発症インスリン依存型糖尿病患者の重症無自覚低血糖の実態と予防指針

1.重症・無自覚低血糖の実態北陸小児糖尿病サマーキャンプに参加した患者133名(男58名、女85名)のキヤンプ記録より調査した。その結果、インスリン注射の発達とともにインスリンに関する課題は分類された。1期は精製インスリンによる1日1回であり、注射部位の筋肉組織の萎縮であり美容上の問題や吸収の問題であった。2期はヒトインスリンによるもので1日、2回が多くなった。注射手技の徹底と夜中および明け方の低血糖対策であった。さらに3期は3-4回となり、学校での注射に関すると頻回な低血糖への対策であった。また重症・無自覚低血糖経験は、1期では甲状腺異常のある子など特定人に限定されており、罹病期間が長くなった思春期以降に体験者が多くなっていたが、2期から3期では、注射導入して短期間から始まり、血糖を低くしようとする親の子にその頻度が高い傾向であった。それそれの頻度は1期が16.9%(男の発症率6.7%、女27.5%)2期が18.9%(男5.3%女25.0%)3期が34.5%。(男30.0%、女368%)であった。2.予防指針7歳女児の糖尿病発症から2年間の学校での血糖の動きと対策についての毎日の記録およびサマーキヤンプでの自由討論からから低血糖の自覚から無自覚になる軌跡を辿った。また子供のセルフケアを親がどうみて周囲への周知をどのように考えているかについての調査紙による調査も行った。その結果、重症・無自覚低血糖は糖尿病発症初期1-2年間に、子供が感じているからだの違和感を(アウエアネス)軌跡として明確にして、違和感と理由と対策を教え、これまで以上に細かく低血糖対策をたてる、そのために親に徹底した低血糖対策教育が必要であることが明らかになった。教育内容には、食物選択の知識の充実が急務であることが示唆された。重症・無自覚低血糖の実態と背景の要因として、患者・家族側の血糖コントロールに関するもの、心理的な問題に関するものまた、医療者側のものとして教育に関するものを想定した。初年度は糖尿病サマーキャンプ参加者への面接調査と、思春期患者と家族のセルフケア問題について調査した。面接調査からは、患児の年齢、学校でのサポートの種類により親の低血糖に対する心理的状況が異なることが明らかになった。また思春期患者のセルフケア問題については91名の家族の協力を得て調査した。その結果7割に血糖の自己測定への抵抗や過食がみられ、その結果として血糖コントロール不良をひきおこしていた。重症・無自覚低血糖は周囲が症状を発見して、適切な処置への協力が必要であるため、学校をはじめとする周囲に糖尿病であることを知らせることをすすめているが、知らせている患児ほど血糖の自己測定への抵抗や過食をする場合が有意に高いことが明らかになった。なお、医療機関での低血糖指導の実態調査も現在進行中である。本年度の調査結果は、次年度で親の会での介入研究に使用予定である。若年発症インスリン依存型糖尿病患者の重症低血糖および無自覚低血糖の実態のうち知識・対処や予防行動様式の獲得過程、QOLを明らかにするため、測定用紙の検討とおよび記録(日誌)分析、面接調査を行った。その結果、重症低血糖経験者は何度も意識消失を伴う低血糖を経験し、全く経験しない人は全く経験がなかった。

特に女性では思春期にコントロールの不安定さ明確に意識している人が多かった。知識・対処や予防行動様式獲得については、学童期の周囲の理解や支援の仕方が、その後の行動獲得に影響しており、特に小学校では教師と家族の連携の重要さが示唆された。また高校生以上で親元から離れる年齢を迎えた患者および家族の中には、生活の中の依存と独立の割合を決定するのに苦慮しているものが多かった。QOL測定尺度についての文献的考察では、重症低血糖体験者の家族に用いたものが有るが、上記の結果よりさらに検討の余地があると考えられ、さらに検討を重ねる必要がある。若年発症の糖尿病患者の重症無自覚低血糖は、対応がうまくいかないと意識消失に進み、身体的な害だけではなく、社会適応への影響もあり、医療者にとってはその教育が重要な関心事である。しかし対象が目覚しく発育する身体状態にあり、インスリン調整による医学的な対応には限界があるといわれている。そこで小児糖尿病サマーキャンプへ参加した患者で、研究に協力の承諾がとれた人および家族を対象に下記の視点から調査し、課題と教育方法を検討した。1)重症無自覚低血糖の実態、重症無自覚低血糖エピソード、重症無自覚低血糖が及ぼす生活への影響2)重症無自覚低血糖の教育課題、教育の実態その結果、重症無自覚低血糖は、対象者の約10%にみられ患者本人より、家族への心理的負担を増大させており、低年齢に初回の重症無自覚低血糖を体験した人ほど、年齢が進んでもその既往が多いことも明らかになった。しかし一方で、うまくコントロールできるようになった経験者とそうでない患者のエピソードからは、学校との連携のしかた、周囲への糖尿病であることの周知のしかたの違いがあることも明らかになった。既存の知見では、年齢が重なるにつれ、重症無自覚低血糖の頻度は減少するとされているが、本研究では年齢だけではなく、体験を知識にする過程、心理的負担、社会の中での受け入れられかたに対する認知、自己尊厳などが関連していることが示唆され、今後の若年発症の糖尿病患者の重症無自覚低血糖に対する教育方法への示唆となった。
各種配管材料表面へのトリチウムの付着量の測定と除染対策

本研究では,先ず銅製の電離箱電極表面へのトリチウム付着・脱離現象に与えるトリチウムレベル,気流中のトリチウム同位体比,トリチウムの化学形,気流中同伴ガス成分,気流の温度および気流中の湿度等の影響を測定し,銅表面へのトリチウム付着量は本研究範囲ではトリチウムレベル,気流温度,気流中湿度にかかわらずトリチウム同位体比でT_<cs>=1.5×10^<-8>T_m (銅)と表わせることが判った。ここでT_<cs>は付着トリチウム相当の気流中トリチウム濃度(μCi/cm^3)で、T_mは気流中水素または水1モル当りのトリチウム放射能(μCi/mol)でトリチウム同位体比に比例する。付着・脱離の動特性は銅表面における水素同位体の酸化,吸・脱着および同位体交換反応を考慮することによってシミュレートすることができたが,分子状トリチウムの付着または脱着速度はトリチウム水一水間の同位体交換反応による付着または脱着速度より桁違いに低い値であった.また実験結果より電離箱の汚染によるバックグラウンド値の変化を無視し得る測定範囲を同位体比の関数として求めることができた.直径2mmのステンレス球60008000個を含んだ模擬配管系を作成しステンレス表面へのトリチウム付着量を測定したが, 300400°Cのステンレス表面への付着量は銅への値のほぼ1/2であった.然し,ステンレス表面でのトリチウムの吸着・脱離挙動は銅表面での挙動に較べて複雑であることが実験上判明したので,より詳細な検討が必要であることが判った.本研究では,先ず銅製の電離箱電極表面へのトリチウム付着・脱離現象に与えるトリチウムレベル,気流中のトリチウム同位体比,トリチウムの化学形,気流中同伴ガス成分,気流の温度および気流中の湿度等の影響を測定し,銅表面へのトリチウム付着量は本研究範囲ではトリチウムレベル,気流温度,気流中湿度にかかわらずトリチウム同位体比でT_<cs>=1.5×10^<-8>T_m (銅)と表わせることが判った。付着・脱離の動特性は銅表面における水素同位体の酸化,吸・脱着および同位体交換反応を考慮することによってシミュレートすることができたが,分子状トリチウムの付着または脱着速度はトリチウム水一水間の同位体交換反応による付着または脱着速度より桁違いに低い値であった.また実験結果より電離箱の汚染によるバックグラウンド値の変化を無視し得る測定範囲を同位体比の関数として求めることができた.直径2mmのステンレス球60008000個を含んだ模擬配管系を作成しステンレス表面へのトリチウム付着量を測定したが, 300400°Cのステンレス表面への付着量は銅への値のほぼ1/2であった.然し,ステンレス表面でのトリチウムの吸着・脱離挙動は銅表面での挙動に較べて複雑であることが実験上判明したので,より詳細な検討が必要であることが判った.
ヒトグリオーマ初代培養株を用いた悪性グリオーマに対する局所治療法の開発

本研究の主たる目的は、血液脳関門の存在により薬剤の到達性が限られる悪性グリオーマ局所に対し、抗癌剤などの治療薬剤を効率よく至適濃度に到達させる新しいドラッグデリバリーシステムを開発し、臨床応用を目指すことである。この目的を達成するために「ヌードマウスに移植された患者検体由来グリオーマ初代培養株移植片内にテモゾロミド混合フィブリン糊製剤を局所投与したとき腫瘍増大抑制効果を期待できる」ことを本研究で明らかにした。本研究の主たる目的は、血液脳関門の存在により薬剤の到達性が限られる悪性グリオーマ局所にに対し、抗癌剤などの治療薬剤を効率よく至適濃度に到達させる新しいドラッグデリバリーシステムを開発し、臨床応用を目指すことである。膠芽腫は腫瘍摘出腔周囲からの再発が圧倒的に多く、局所再発を防ぐことが出来れば治療成績の向上が期待できるため、我々は「膠芽腫患者の手術摘出腔にテモゾロミド混合フィブリン糊製剤を散布すれば、徐放性にテモゾロミドが摘出腔周囲の膠芽腫ニッチおよびグリオーマ幹細胞に作用し、局所再発予防できる」と仮説をたてた。この仮説を証明するために患者検体を忠実に模倣し膠芽腫ニッチを再現できる患者検体由来グリオーマ初代培養株「皮下連続継代モデル」を樹立し、移植腫瘍片内にテモゾロミド混合フィブリン糊製剤を局所投与したとき腫瘍増大抑制効果を期待できることを本研究で明らかにしようとしている。平成25年度は初代培養株35例の樹立を目指し、その性状解析および腫瘍形成能の評価を行う予定であった。実際には、15例のヒト膠芽腫臨床サンプルをヌードマウス皮下に注射したところ5例で皮下腫瘍の増大を確認できた。そのうち2例は皮下腫瘍として継代を成功し、さらに1例では脳内移植を行い、腫瘍形成能を確認できた。患者検体より膠芽腫ニッチを病理学的・遺伝学的に忠実に模倣する患者検体由来グリオーマ初代培養株「皮下連続継代モデル」を新たに樹立し、膠芽腫ニッチを標的とした治療法を検討できる点が本研究の特徴である。平成26年度はさらに多くの初代培養株を樹立しつつ、テモゾロミド混合フィブリン糊局所投与法の腫瘍増大抑制効果を検討したい。フィブリン糊にテモゾロミドを混合した時、テモゾロミドが168時間後まで徐放性に培地内に放出されることを確認した。テモゾロミド混合フィブリン糊の頭蓋内使用での安全性を確認するためにテモゾロミド混合フィブリン糊をヌードマウス脳表に直接留置した。経時的に病理学的評価を行ったが特異的な変化は見られなかった。テモゾロミド混合フィブリン糊の生体内での腫瘍抑制効果を確認するために、グリオーマ幹細胞株をヌードマウス皮下に移植した。テモゾロミド混合フィブリン糊局所治療群において腫瘍増大抑制効果を認めた。テモゾロミド経口摂取治療群に上乗せ効果を認めた。免疫染色を行うとテモゾロミド添加フィブリン糊周囲では細胞増殖能の抑制、アポトーシスの誘導を認めた。患者検体由来グリオーマ初代培養株「皮下連続継代モデル」13株を樹立し、ヌードマウス脳内移植腫瘍に対しテモゾロミド混合フィブリン糊を局所投与し、腫瘍増大抑制効果を確認した。26年度が最終年度であるため、記入しない。脳腫瘍26年度が最終年度であるため、記入しない。平成25年度中に3ー5例の皮下連続継代モデルを樹立することを当初の目標としており、15例の臨床検体より5例が皮下腫瘍としヌードマウスに生着し、うち2例ではヌードマウス皮下での継代に成功しており、この点では計画はおおむね順調であると言える。ただし、in vitroでの腫瘍細胞のテモゾロミド感受性についての検討が進んでおらず、総合的に若干の計画の遅れがあると判断している。「皮下連続継代モデル」では皮下腫瘍においても脳内に移植されたときと同様の病理学的特徴、遺伝子情報を維持しているため膠芽腫ニッチを再現しているものと考えられる。そこで動物実験の第一段階として形成された皮下腫瘍内にin vitro実験にて検討されたテモゾロミド濃度に調整したテモゾロミド混合フィブリン糊を局所注入し、定時的にサンプル(腫瘍)を回収し、病理学的評価を行う。第2段階として脳内移植モデルを作成する。46週齢ヌードマウス(メス)にガイドスクリューを留置する。

短期培養された初代培養株の細胞数を100,000500,000個に調整し、脳内に移植する(n=10)。腫瘍形成過程を追跡するために24週間毎に脳腫瘍移植脳を2サンプルずつ回収し、病理学的評価を行う。 脳内腫瘍形成能を確認できた初期培養株をもちいてテモゾロミド混合フィブリン糊局所注入を検討する。腫瘍細胞を移植後、十分に腫瘍が形成された時期を見計らい、テモゾロミド混合フィブリン糊をボルトを通して局所注入する。コントロールとしてリン酸化バッファー単独、テモゾロミド単独、フィブリン糊単独局所注入群をおく。局所注入後、各グループを2つに分け、一方のグループでは定時的に3サンプルずつ回収し(45回)病理学的評価、腫瘍増大抑制効果の検討を行う。もう一方のグループでは局所注入後の生存期間延長が見られるか検討する。統計学的検討を行うために各グループ5匹ずつヌードマウスを用意する。
V-ATPase阻害剤による腫瘍細胞増殖抑制の検討-細胞内酸性化の見地から

昨年度は、シクロプロジギオシン(以下cPrG)の肝癌細胞に対する効果を検討した。すなわち同薬剤により肝癌細胞において細胞増殖抑制、細胞内酸性化、アポトーシスの誘導、固形腫瘍の増殖抑制を検討し、その効果を確認してきた。そこで本年度は、近年急増傾向にあるとされる大腸癌に対する効果を検討する事にした。in vitroの系において大腸癌培養細胞WiDR,SW480を用いて実験した。MTTassayにてcPrG投与24時間後より72時間後まで観察したところ、両細胞において時間、用量依存性に細胞増殖抑制が認められた(IC50:WiDR 165nM,SW480 180nM)。フローサイトメトリーによりcPrG投与72時間後subG1 fractionの有意な増加を認めた。また72時間後において、両細胞においてintranucleosomal DNA fragmentationを確認した。フローサイトメトリーにより細胞内pHを計測した。WiDR 165nM,SW480 180nMの濃度において72時間後の細胞内pHはそれぞれ7.2から6.7へ、7.3から6.8へ減少し、細胞内のacidificationが認められた。以上より我々が用いた大腸癌細胞においてもcPrGの有用性(細胞内の酸性化、アポトーシスの誘導、増殖抑制)が示唆された。同薬剤のin vivoにおける有用性の検討はもとより、細胞内酸性化とガン細胞増殖抑制(アポトーシスの誘導)との関係は非常に興味深く今後さらに検討していきたい。シクロプロジギオシン(以下cPrG)はバフィロマイシンやコンカナマイシンと同様にV-ATPaase阻害剤と考えられていたが、近年その主な作用はH^+/CI^- symporterと考えられるようになった(J.Biol.Chem.vol273.No.24.21455-21462,1988、但し細胞内酸性化作用を持つことに変わりはない)。そこで昨年計画を一部変更し、本年度はシクロプロジギオシンにしぼり、その効果について検討した。まずin vitroの系において肝癌培養細胞(Huh-7,HCC-M,HCC-T,dRLh-84,H35,HepG2)を用いcPrGの効果を検討した。72時間後のIC50はラット初代培養肝細胞では8.4μmol/Lであったのに対し、上記培養肝癌細胞では276592nmol/Lであった。このなかでも最も効果のあったHuh-7細胞について細胞内pHを計測したところ72時間後、7.3から6.8へと低下していた。またsubG1 populationの増加、DNAfragmentationによりアポトーシスを証明した。さらにin vivoの系においてHuh-7細胞を用いてヌードマウス皮下に固形腫瘍を作成しcPrGの効果を検討した。2週間連日1mg/kg or 10mg/kg投与したところ、非投与群に比較して腫瘍の増殖は有意に抑制された。TUNEL法にてアポトーシスが誘導されていることを証明した。副作用について病理組織学的に、また血清学的に検討したが、明らかな副作用は認めなかった。今後さらにV-ATPase阻害剤単独投与群との比較、V-ATPase阻害剤とcPrGの併用療法(主作用が異なるため)、リソソームのpH上昇により抗癌剤耐性が生ずるのではないかと考えられているアントラサイクリン系の抗癌剤と併用しその効果を検討する。
抵当権に基づく物件管理制度のための基礎的研究-イギリス・レシーバー制度の解明

本年度は、イギリス・レシーバー制度の中身・実態を明らかにすることを目標とし、次のような研究実績を得た。まず、レシーバー制度は、レシーバーが担保目的物を管理し賃貸に出して、そこから生じた収益を担保権者等に配当することを目的とする制度である。したがって、レシーバーは担保目的物の差押え、改良、賃貸、領収書交付等の権利を有し、義務を負うとされている。しかし、担保目的物を魅力的で市場性の高い物件に変えることまではレシーバーに義務づけられていない。また、レシーバーは必要なら担保目的物を売ることができないわけではない。ただし、そのためには特別な許可が必要であるとされ、この場合のレシーバーの義務は代理人に委任できない義務であるとされている。さらに、担保目的物を利用して執行債務者が何らかの事業をしていた場合に、レシーバーがその事業を継続できるかについては可能であるとされている。ただし、事業継続を決定する際には、レシーバーはデューデリジェンス(収益性とリスクの総合分析)をおこなう必要があるとされている。そして、レシーバーは適当な能力をもとに、正当な手続を踏んで事業継続をすることが求められている。レシーバーはモーゲージ権者と利害関係人に対して義務づけられている。この義務はエクイティと信義則によるものである。担保目的物の賃貸により生じた収益は優先的コストや税金、修繕費、保険、レシーバーの手数料などの諸費用が差引かれた後、その残りがモーゲージ権者等に配当される。レシーバーの手数料は特別な取り決めがない限り、通常は総収益の5パーセントとされているようである。以上のレシーバー制度の考察から、日本における担保不動産収益執行制度も単に担保物権を賃貸に出して収益を上げるだけではなく、事業継続をも念頭に入れた制度として、より広い視野から制度運用すべきことを提案しておきたい。本年度は、イギリス・レシーバー制度の大枠・骨格を明らかにすることを目標とし、次のような研究実績を得た。その結果は、すでに研究を一段落させているドイツ強制管理制度にきわめて近いというものであった。すなわち、まずレシーバーは係争物件を所有者等に占有させることが不適当な場合に、その財産を管理するものであり、その法的性格をめぐっては、債権者の代理人と考える説や債務者の代理人と考える説などが対立している。また、レシーバーが管理する財産について、その不可侵性が特に強調されており、正当な権利者も裁判所の許可なくレシーバーの財産管理を妨げることができないとされている。このことは、レシーバーの任命が不法・不適当であった場合でも同様である。第三者による侵害に関しては、その侵害は必ずしも直接かつ有形的なものであることが必要ではない。その侵害行為は処罰の対象となり、イギリスでは刑事的対処が以前からなされている。民事上もInjunction差止命令が可能である。さらに、レシーバーは善良な管理者の注意をもって管理にあたらなければならないとされており、自己の過失により生じた損失についてはすべて責任を負わなければならない。そして、レシーバーは計算報告書を作成し裁判所に提出しなければならないとされている。以上、イギリス・レシーバー制度の骨格が実に、ドイツ強制管理制度に類似するということを述べてきた。これらの成果を来年度の研究に活かし、レシーバー制度の実態解明に取り組みたいと考える。
ゼブラフィッシュの骨格筋に対する微重力環境の影響

水棲動物であるゼブラフィッシュを用いて宇宙滞在実験を実施し、微重力環境下における筋萎縮に関して解析を行った。次世代シーケンサーを用いたトランスクリプトーム解析(網羅的遺伝子発現解析)の結果より、宇宙滞在ゼブラフィッシュの骨格筋において、様々な遺伝子の発現に変動が認められた。このことより、水棲動物であるゼブラフィッシュの骨格筋も陸生動物と同様に微重力環境の影響を受けることが明らかとなった。また、一般的に筋萎縮を誘発することが知られている、運動抑制および老化で認められる遺伝子の発現変動とは異なる多くの点が確認された。ゼブラフィッシュの宇宙打ち上げおよびゼブラフィッシュの回収・解析の予備実験として、サンプルの化学固定条件の検討、組織観察条件の検討、解剖条件の検討、RNAサンプル保存条件の検討を行った。ゼブラフィッシュを宇宙に打ち上げることのできる機会は一度であり、匹数にも制限があるため、少数の宇宙滞在ゼブラフィッシュのサンプルから確実にデータを得られるように詳細な条件を確定した。またゼブラフィッシュの微重力環境から受ける影響を調べるのに先立ち、地上実験として麻酔処理(3日間)による運動抑制がゼブラフィッシュの骨格筋に与える影響をRNA-Seqによるトランスクリプトーム解析によって調べた。RNA-Seqに関しては、「ゲノム科学の総合的推進に向けた大規模ゲノム情報生産・高度情報解析支援」の支援により解析した。マウスや人間などの陸生生物は運動抑制により骨格筋の委縮が引き起こされることが知られている。ゼブラフィッシュにおいても同様のことが予想され、ゼブラフィッシュの宇宙滞在によって骨格筋が受ける影響と関連のある遺伝子の発現に影響が認められる可能性がある。トランスクリプトーム解析の結果、いくつかの遺伝子の発現に変化が認められ、現在これらの遺伝子と筋萎縮との関連性を調べている。ゼブラフィッシュ腱細胞の筋形成・維持における機能を調べるために基質依存的誘導系と光依存的誘導系による腱細胞特異的な除去を試みた。基質依存的誘導系においては特異的な細胞除去を誘導することは出来なかったが、光依存的誘導系においては様々な条件を検討した結果、高効率ではないが腱細胞を特異的に除去することが可能となった。また、宇宙実験の予備実験として、様々な制約がある宇宙実験に対応した条件での安定的なRNAサンプルの保存条件の検討を行った。その結果、宇宙実験に対応したゼブラフィッシュのRNAを安定的に保存できる条件を確立することができた。筋収縮に対する腱細胞の反応をカルシウムイメージングを用いてイメージングする試みに関しては、現在腱細胞でGCaMPを発現するゼブラフィッシュを作製し、イメージングの条件検討中である。ゼブラフィッシュを用いた微重力環境飼育実験を実施した。2014年9月26日にソユーズTMA-14M宇宙船(40S)にて第41次/第42次長期滞在クルーとともにカザフスタン・バイコヌール宇宙基地より打ち上げ、国際宇宙ステーション/「きぼう」日本実験棟に設置されている水棲生物実験装置での飼育実験を開始した。一部のゼブラフィッシュは軌道上でサンプリングを行い、2014年11月10日TMA-13M宇宙船(39S)にて第40次/第41次長期滞在クルーとともに6個体のゼブラフィッシュがカザフスタンの草原に帰還した。その後、モスクワ/IBMPおよびつくば/JAXAでの帰還後継続飼育実験を開始し、2014年12月13日に最後のゼブラフィッシュのサンプリングを実施し、ゼブラフィッシュ宇宙滞在実験のサンプルリングを全て終了した。また地上対照実験に関しても既に全てのサンプリングが終了している。サンプルとして、打ち上げ2日後、打ち上げ34日後、45日間の微重力環境での飼育した後地上帰還2日後、地上帰還33日後のゼブラフィッシュを得ることができ、これらのゼブラフィッシュの骨格筋組織からtotalRNAを抽出し、次世代シーケンサーを用いたトランスクリプトーム解析を実施した。これまでに実施した筋収縮抑制実験や加齢実験で変動が確認されていた遺伝子群と共通な遺伝子群だけでなく、微重力環境に特異な遺伝子群の変動が明らかになり、これらの遺伝子群に関してさらに解析を進めている。飼育期間中は動画撮影を定期的に行っており、ゼブラフィッシュの姿勢制御変化や運動量変化の解析も検討している。発生生物学分子生物学宇宙滞在ゼブラフィッシュ解析のための予備実験等は全て順調に進んでおり、ゼブラフィッシュ打ち上げの準備も着実に進んでいる。また、地上実験における運動抑制ゼブラフィッシュのトランスクリプトーム解析の結果も得られており、この結果は筋萎縮を引き起こす原因解明に繋がる重要なデータの一つとなる。しかし、骨格筋に含まれる筋細胞と腱様細胞のFACSによる分離・解析ができておらず、早急に進める必要がある。当初予定していたマイクロアレイによる遺伝子発現のプロファイルに関して、より筋組織および腱細胞特異的なプロファイルを作製するために、サンプル採取の条件検討が必要となった。また、プロファイルの作製もマイクロアレイではなく次世代シーケンサーを用いたRNA-seqで行うことを考えており、これらの条件検討も行っているためにプロファイルの作製に至っていない。

しかし、上記の変更はより質の高いデータを取るためには必要な変更である。骨格筋に含まれる筋細胞と腱様細胞をFACSにより分離およびトランスクリプトーム解析を行う。この結果をもとに、骨格筋で発現の変化が認められた遺伝子がどちらの細胞で発現している遺伝子か明らかにする。また、筋萎縮が引き起こされる要因としての加齢による骨格筋における遺伝子の発現変化についても検討する。筋萎縮が引き起こされる運動抑制・加齢・微重力環境滞在において、共通あるいは特異的に発現変化が認められる遺伝子を調べることにより、微重力環境滞在による筋萎縮を含む、筋萎縮分子メカニズムの解明を試みる。光依存的腱細胞除去の効率を上げるための条件検討を行い、腱細胞除去が与える影響を組織学的に調べ、その機能を調べる。遺伝子発現プロファイル作製に関しては、マイクロアレイではなく次世代シーケンサーを用いることに変更したため、サンプリング条件も含め条件検討を行う。次年度にゼブラフィッシュの宇宙打ち上げが決定したため、これに対応し次年度使用額が生じた。ゼブラフィシュ打ち上げ後、回収された宇宙滞在ゼブラフィッシュの解析費用。ゼブラフィッシュの飼育管理費および実験全般消耗品。プロファイル作製に必要な次世代シーケンサー消耗品。得られたデータを学会等で発表する際の旅費等。
エンドトキシン肺損傷の発生機序に関する研究ーTNFの関与を中心にー

1.TNF肺損傷の発生機序に関する検討:rーhTNF、3.5u/kgを30分で投与すると、我々がすでにETX肺損傷で報告した(Kubo and Kobayashi:Am Rev Respir Dis 132:494,1985)のほぼ同様の肺損傷、すなわち、早期の肺高血圧、血中白血球数の減少および動脈血酸素分圧の低下、さらに後期の肺血管透過性亢進型肺水腫などが出現した。しかし、TNF肺損傷の時間的経過はETX肺損傷のそれに比し15ー30分早く出現した。また、選択的トロンボキサン合成酵素阻害剤、OKYー046の前投与は早期の肺高血圧を有意に抑制したが、その他の傷害には影響を与えなかった。2.ETX肺損傷における活性酸素の関与:Superoxide anion(O_<2ー>)のスカベンジャ-であるrーhSODで処置するとETXによる肺高血圧および肺水腫をほぼ1/2程度まで抑制した。3.今回の研究の問題点と今後の課題:今回の検討では、TNFが直接肺血管に作用した可能性があり、さらに検討を要する。また、活性酸素のみではETX肺損傷のすべてを説明することは困難であり、他の物質、特に好中球由来のエラスタ-ゼなどの関与も検討したい。最近ETX肺損傷の発生に肺血管内マクロファ-ジ(M¢)の関与が注目されている。ETXがM¢を活性化させ、種々の血管作動性物質を産生し傷害を惹起する、と考えられている。今後、M¢から放出される物質の検討が必要となる。また、従来より、ETX肺損傷の発生に好中球の関与が指摘されているが、好中球とM¢との関係にも注目したい。本年度は、慢性肺リンパ〓を作製した覚醒時緬羊を用い、TNF(tumor necrosis factor)肺損傷を惹起せしめ,従来より我々がおこなってきたE・coliエンドトキシン肺損傷との比較検討をおこない、エンドトキシン肺損傷におけるTNFの関与について検討した。その結果,1)TNF肺損傷では、human recobinant TNF 1×10^4u/kgを経静脈的に30分間で投与すると,肺動脈圧は上昇し,投与開始後15分でピ-クに達し,その後低下した。左房圧には変化なかった。肺リンパ流量は、投与開始30分後より増加し、前値の23倍となり、この増加は4時間以上持続した。この肺リンパ流量の増加は、肺リンパ/血漿蛋白濃度比の上昇を伴ない、肺血管透過性の亢進の結果によるものと思われた。血中および肺リンパ液中のトロンボキサンB_2,6ーketoPGF_<1α>の濃度は、肺高血圧の時期に一致して増加した。血中好中球は減少し、P_aO_2はTNF投与30分後に一過性に低下した。2)選択的トロンボキサン合成酵系阻害剤であるOKYー046 10mg/kgで、前処置をおこなうと、TNF肺損傷における肺高血圧およびトロンボキサンB_2の増加は明らかに抑制されたが、その他の指標は変化なかった。以上の成績は、TNF肺損傷における諸指標の推移およびOKYー046に対する反応は、エンドトキシン肺損傷と極めて類似している。従って、TNFはエンドトキシン肺損傷におめる重要なchemical mediatorであると考えられる。今後、TNF肺損傷の発生機序をさらに詳細に解明する必要があると思われる。平成3年度は、エキドトキシン肺損傷の発生における活性酸素の意義について検討した。

覚醒時緬羊にEcoliエキドトキシン1ug/kgを静脈内投与すると、早期(投与後0.5ー1h)に肺高血圧、血中好中球の減少、動脈血酸素分圧の低下が発生する。その後(投与後3ー5h)肺動脈圧は下降し、前値に復したが、肺リンパ流量は有意にその増加を維持した。この後期の肺リンパ流量の増加は肺リンパと血漿との蛋白濃度比が前年のそれに比し高値であることより、肺血管透過性亢進型肺水腫の存在を示唆する。このエンドトキシン肺損傷の発生機序における活性酸素、特にsuperoxide anion(O_2^-)の関与を検討するために、O_2^-のスカベンジャ-であるsuperoxide dismutase(SOD)の静脈内投与が上記のエンドトキシン肺損傷に及ぼす効果について検討した。SODは、最近開発され臨床応用が期待されているrecombinantーhuman SOD(rーhSOD)を使用した。rーhSODを初期量12,600u/kg、その後14,700u/kh/hを持続投与すると早期の肺高血圧をほぼ1/2に、さらに、後期の肺リンパ流量の増加をほぼ1/2に抑制した。また早期の血中白血球の減少も抑制した。これらの成績はO_<2->がエンドトキシンによる肺損傷の発生に重要な役割を担っているものと推定された。しかし、O_2^-のみで、エンドトキシン肺損傷の発生を説明することは困難であり、他の活性酸素あるいは血管作動性物質およびサイトカインなどの関与についても検討を要する。
地球表層環境における物質循環メカニズムの解明

本研究課題に関する成果は、内容的に多岐にわたり、多くの論文として公表されている。したがって、ここではそれらのタイトルを掲載し、研究実績の概要とする。不整合関連型および砂岩型ウラン鉱床の成因に関する最近の考え。炭酸塩一珪酸塩平衡から推定した初期地球大気の二酸化炭素分圧。東濃砂岩型ウラン鉱床に伴われる安定同位体と続成鉱化作用。バクテリアによる金の集積。天然におけるゼオライトおよび関連鉱物の生成条件。山梨県乙女鉱床末広脈における鉱化作用。南部フォッサ・マグナ地域における熱水鉱床の硫黄同位体的特徴。兵庫県生野鉱山産パボナイト。岩手県御在所鉱山産ロメアイト。北海道紋別産フェリエライト。水みちとしての断層と節理。初期変形組織の組み合わせによる歪度の低いグラニトイドの変形段階。粘土粒子の概観比率の決定。水を媒体とした粘土鉱物の生成と変化。Leg168ファンデフ-カ海嶺東麓の海洋地殻における熱水循環。青函トンネル坑内に析出する金属成分に富む泥室沈殿物。青函トンネル坑内水の地球化学。中部沖縄トラフでの熱水鉱化作用。緑色金属の鉱床学、ビスマスの研究。背弧海盆における海底熱水鉱床。西南日本のホベンザン花崗岩複合体のFe-Ti酸化鉱物の化学。西南日本のホベンザン多金属鉱化地域における珪質マグマ分配過程での元素挙動。山陰西部山島火山岩の産状とK-Ar年代。山形県蔵王の積雪と着氷の化学組成。湿性降下物に含まれる硫酸イオンのイオウ同位体比。150°Cでの塩酸溶液におけるAuの溶解。熱水反応によるborniteおよびchalcopyriteの交代組織に関する実験的研究。その他15編以上。その他15編以上。本年度は,地球表層環境における物質循環のメカニズムを明らかにするために,主としてはフィールド調査に基づいた水/岩石反応に関する研究を行った。具体的には以下の項目に関する研究を行った。(1)我国に特徴的に存在する黒鉱鉱床地域における水/岩石反応、熱水変質に関する研究,(2)鉱脈鉱床の硫黄同位体の研究,(3)低温の水/岩石反応及びこの時のバクテリアの役割である。(1)に関して特にくわしい研究を行った。特に火成岩、堆積岩の鉱物同定、化学分析、同位体分析を行った。その結果、海巌における熱水変質とは異なることが明らかになった。すなわち、背孤海盆の火成岩中には揮発性成分が多かったために気泡が多く,空隙率が大きい。そのために変質をうけやすいといえる。火成岩の化学分析結果に基づき背孤海盆における熱水による海洋へのフラックスの見積りを行った。その結果,第三紀中期中新世においてこの熱水フラックスが海洋学火成に大きな影響を与えることが明らかになった。例えば,CO_2フラックスは大きく、背孤海盆における熱水活動が海洋組成,大気組成,気候変動に大きな影響を与えるといえる。黒鉱鉱床や鉱脈鉱床の硫黄同位体組成もしらべて、硫黄のフラックスについても検討をした。低温の水/岩石反応に関して,地下水の分析,地下水組成の変動要因、低温の水からの鉱物の生成に対するバクテリアの役割をついてしらべている。本課題における、各研究者の研究成果を大まかにまとめると以下のようになる。1.バクテリアによる貴金属や重金属の集積・析出について、室内実験と野外観察において確認し、そのメカニズムを追究した。

また、坑内に出る金属成分に富む泥質沈殿物についても、その成因的解釈を行った。2.濃度の異なる塩酸酸性溶液と金を150°Cの熱水環境下で長期間反応させる実験を行った。そして、金の溶解反応過程を追究し、多くの問題点などを暗に指摘した。3.黒鉱地域に分布する玄武岩中に含まれる緑泥石や緑簾石を用いて、変質温度の相違や、海水/玄武岩の量比が早期・晩期によって大きく相違していること、その他のデータなどが海嶺地熱地域における変質と同様な事を示した。そして、変質メカニズムについての解明に迫った。4.各種の破断や空隙に関する文献をレヴュ-四、水の通り道、すなわち変質過程とのかかわりを論じ、それが、「いつ、どこで、だれが、なぜ、なにを、どのように」との問いに答えようと試みた。構造地質から応用構造地質への脱却を目指すものである。5.褶曲帯における変形作用と花崗岩類などの深成岩との関係について、破断や水などとの関係を構造的な見地から論じた。6.樹氷にかんして、そのでき方、積雪と着氷の化学組成を求めた。それにより、元素分配などを加味して全体としての樹氷の成因、生成メカニズムの解明に努めた。また、降雪などに含まれる硫酸イオンの硫黄同位体比を測定し、その起源などの推定を行った。7.背弧海盆での熱水活動と海底鉱床についての、見解を述べた。8.複合花崗岩体における進化過程での酸素分圧の状態に2つの異なる方向性のある事を示し、それらの分かの問題についての解明にあたった。本研究課題に関する成果は、内容的に多岐にわたり、多くの論文として公表されている。したがって、ここではそれらのタイトルを掲載し、研究実績の概要とする。不整合関連型および砂岩型ウラン鉱床の成因に関する最近の考え。炭酸塩一珪酸塩平衡から推定した初期地球大気の二酸化炭素分圧。東濃砂岩型ウラン鉱床に伴われる安定同位体と続成鉱化作用。バクテリアによる金の集積。天然におけるゼオライトおよび関連鉱物の生成条件。山梨県乙女鉱床末広脈における鉱化作用。南部フォッサ・マグナ地域における熱水鉱床の硫黄同位体的特徴。兵庫県生野鉱山産パボナイト。岩手県御在所鉱山産ロメアイト。北海道紋別産フェリエライト。水みちとしての断層と節理。初期変形組織の組み合わせによる歪度の低いグラニトイドの変形段階。粘土粒子の概観比率の決定。水を媒体とした粘土鉱物の生成と変化。Leg168ファンデフ-カ海嶺東麓の海洋地殻における熱水循環。青函トンネル坑内に析出する金属成分に富む泥室沈殿物。青函トンネル坑内水の地球化学。中部沖縄トラフでの熱水鉱化作用。緑色金属の鉱床学、ビスマスの研究。背弧海盆における海底熱水鉱床。西南日本のホベンザン花崗岩複合体のFe-Ti酸化鉱物の化学。西南日本のホベンザン多金属鉱化地域における珪質マグマ分配過程での元素挙動。山陰西部山島火山岩の産状とK-Ar年代。山形県蔵王の積雪と着氷の化学組成。湿性降下物に含まれる硫酸イオンのイオウ同位体比。150°Cでの塩酸溶液におけるAuの溶解。
拡散と領域の幾何

広く拡散現象を記述する偏微分方程式を考える.解の挙動と領域の幾何との関係を知るため,初期挙動と境界の曲率との関係および時刻に関して不変な等位面の存在と領域の対称性との関係を明らかにした.特に,不変な等位面による球面,超平面および円柱面の特徴付けが得られ,領域の幾何を決定する逆問題の新展開がなされた.副産物として,ある重要なクラスのワインガルテン超曲面を記述する完全非線形楕円型偏微分方程式の粘性解に対するリュービル型定理が得られた.主な研究日的は拡散現象を記述する偏微分方程式の解の挙動と領域の幾何の関係を明らかにすることであり,次の課題について研究する(1)拡散方程式の解の初期挙動と領域の幾何(境界の曲率や境界からの距離関数)の関係を明らかにする(2)拡散方程式の解の不変な空間臨界点及び不変な等位面の研究を発展させる(3)広く拡散現象を考慮した偏微分方程式(楕円型および放物型方程式等)の解の挙動と領域の幾何の関係を調べる(4)解や領域の形状を決定する逆問題を発掘・設定し,研究する広く拡散現象を記述する偏微分方程式を考える.解の挙動と領域の幾何との関係を知るため,初期挙動と境界の曲率との関係および時刻に関して不変な等位面の存在と領域の対称性との関係を明らかにした.特に,不変な等位面による球面,超平面および円柱面の特徴付けが得られ,領域の幾何を決定する逆問題の新展開がなされた.副産物として,ある重要なクラスのワインガルテン超曲面を記述する完全非線形楕円型偏微分方程式の粘性解に対するリュービル型定理が得られた.(国際学術誌に投稿中)の一節にまとめた。主な研究目的は,拡散現象を記述する偏微分方程式の解の挙動と領域の幾何の関係を明らかにすることであった。主な研究成果は2つある。1つは超平面の不変な等温面による特徴付けの研究を発展させて,ある重要なクラスのワインガルテン超曲面を記述する完全非線形楕円型偏微分方程式に対するリュービル型定理を与えたことであり,もう1つはある一様放物型の非線形拡散方程式に対する初期境界値問題および初期値問題において解の初期挙動と境界の主曲率の関係を得たことである。前者において,一般次元ユークリッド空間全体上の大域的リプシッツ連続関数gのグラフの表す超曲面をSとする。Sがある重要なクラスのワインガルテン超曲面ならばSは超平面に限ることを示した。つまり,gがあるクラスの完全非線形楕円型偏微分方程式の解ならばgは一次関数に限ることを示した。この結果を2009年6月に東北大学で開催された日伊の国際研究集会で発表し,論文(S. Sakaguchi, Discrete and Continuous Dynamical Systems-Series S掲載受理)にまとめた。これは昨年度に発見した結果(R. Magnanini-S. Sakaguchi, J. Differential Equations 248(2010), 1112-1119)を特別な場合として含む。後者において,非有界とは限らない滑らかな境界をもつ領域Ωにおいて初期値を零,境界値を正定数とする非線形拡散方程式の初期境界値問題および領域Ωの補集合の特性関数を初期値とする初期値問題を考え,境界に1点で接するΩ内の球上の解の空間積分の初期時刻での漸近公式に接点での境界の主曲率が現れる事を示し,領域の境界の近傍での非線形拡散方程式の解の初期挙動と領域の幾何の関係を明らかにした。この結果を2009年11月に京都大学数理解析研究所主催の研究集会「現象解析と関数方程式の新展望」で発表した。この論文は準備中である。後者の結果の証明では昨年度に証明された結果(R. Magnanini-S. Sakaguchi, Annales de l'Inst. Henri Poincare(C)Analyse Non Lineaire掲載受理)が重要な役割を果たした。1つは一様放物型の非線形拡散方程式に対する初期境界値問題および初期値問題において解の初期挙動と境界からの距離関数の関係を境界が非有界な場合に拡張し,それを利用して,非線形拡散方程式の解の不変な等位面による超平面の特徴付けの定理を与えたことである。もう1つは線形および非線形拡散方程式の解の不変な等位面による球面の特徴付けの定理を境界が有界で境界が外部の境界と一致する滑らかとは限らない一般の領域に対して示したことである。特に後者は以前の領域が外部球面条件を満たすという仮定の下に示された結果(R. Magnanini and S. Sakaguchi, Ann. of Math.156(2002),931-946)のほぼ最終的な改良として重要な意味をもつ。これらの結果を論文:R. Magnanini and S. Sakaguchi「Interaction betweennonlineardiffusion and geometry of domain」(国際学術誌に投稿中)および論文:R. Magnanini and S. Sakaguchi「Matzoh ball soup revisited : the boundaryregularity issue」(国際学術誌に投稿中)にまとめた。これらは米国コーネル大学のarXivにプレプリントを公開中である。さらに,前者については2010年5月のドイツ・ドレスデンでの国際会議the 8^<th> AIMS Conference on Dynamical Systems, Differential Equations and Applicationsおよび2010年9月の名古屋大学での日本数学会秋季総合分科会において成果発表を行った。

また,後者については2011年3月の早稲田大学での日本数学会年会において成果発表をアブストラクト提出という形で行った。(大震災で日本数学会年会自体は中止された。)今後の研究の展開として,半線形放物型方程式の初期値問題において,解の時刻無限大での挙動と解の幾何学的形状の新しい関係を学振特別研究員の川上竜樹博士を研究協力者に加え共同研究を開始し,発端となる成果を得て現在論文を準備中である。主な研究目的は,拡散現象を記述する偏微分方程式の解の挙動と領域の幾何の関係を明らかにすることであった。主な研究成果は3つある。(1)準線形楕円型方程式に付随する変分問題を同じ再配分をもつ関数のクラス上で考えて,解の存在,一意性を示し,さらに領域の対称性と解の対称性の関係を明らかにした。(2)非線形拡散方程式の解の不変な等位面による超平面の特徴付けの定理をスライディング法を改良し,より広いクラスの領域に対して示した。(3)熱方程式の解の不変な等温面による超平面の特徴付けの定理を有界集合上の振幅が有界である関数のグラフを境界に持つ領域に対して示した。これは,以前にリプシッツ連続関数のグラフを扱った結果の格段の改良である。さらに同様の仮定の下でワインガルテン曲面を記述する完全非線形楕円型方程式の粘性解に対するリュービル型定理を示し,以前の結果を格段に改良した。主な研究成果は2つある。1.3次元ユークリッド空間上の熱方程式の初期値問題の解の不変な等温面による円柱面と超平面の特徴付けの定理を埋め込まれた平均曲率一定曲面及び極小曲面の理論を利用して示した。2.速い拡散の場合の多孔質媒質方程式とp調和拡散方程式に対して,初期境界値問題と初期値問題における解の初期挙動と境界の主曲率の関係を明らかにした。この結果を,解の初期挙動が対応する非線形楕円型方程式の境界爆発解によって記述されること及びある自己相似解の挙動とを利用して示した。なお,分担者三上は無限次元のHamilton Jacobi方程式の解の長時間漸近挙動の解析,及び, KPZ方程式の解の新しい定義・存在・一意性について,部分的な結果を得た。今後,無限次元空間の拡散と領域の幾何の研究に結びつくと思われる。分担者三沢はp調和型退化特異放物型方程式系に対して,弱解のヘルダー評価が成り立つための,係数関数と外力関数に対する最良の可積分条件を得た。これはp調和拡散方程式系の初期挙動と領域の幾何の関係の基礎として役立つことが期待される。分担者柴田は常微分方程式論的手法・変分法を主な解析手段として,非線形常微分方程式の境界値問題の解の漸近挙動の詳細な解析を行った。この手法は2の発展に必要なより複雑な非線形拡散方程式の自己相似解の挙動の解析に有用であると思われる。研究課題に対して相応の進展があり,特に不変な等位面や不変な等温面による超平面の特徴付けの研究では,ほとんど最良な結果が得られている。