hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
現象論的ダイナミクスに基づく反応・分離プロセス強化手法の開発

2.交流電場を利用した相間移動触媒反応において、安定的に第三相形成を促進させる電極・反応器構造設計に関する指針を得た。5.酢酸ビニルの連続乳化重合において、上下振動型撹拌翼を用いることで、その混合特性により、通常の撹拌槽に比べて均一な粒子径が得られた。6.加工が簡単でメンテナンスも容易な台形断面を持つ新しい屈曲型チャネルを考案し,低い流速範囲でも高い混合状態が得られることが判った。8. 2プロパノールのスプレーパルス脱水素反応において、非定常操作のため導入する通電加熱触媒プレートの基礎特性を検討した。【操作設計】1.超音波間接照射スチレン乳化重合において、プロセスの進行を考慮しながら、反応器設置距離をダイナミックに変化させることで、生成物性状を好適に操作できることが判った。3.マイクロチャネルを有する限外濾過装置内の膜透過、濾過原液内の物質移動現象のモデル化より、透過流束と操作条件の関係が予測可能となった。また、マイクロ分離分級デバイスにおける分離操作も精密化した。4.擬似移動層反応器における、CO除去率や水素純度はCOやO2の供給速度と活性点の移動速度の比で決まることが判った。7.プロピレンの酸化反応において、周期操作は定常操作よりも高い反応率を実現できることを実験的に明らかにした。9.反応蒸留プロセスと変動操作条件下での膜反応器プロセスの解析により、系の効率化につながる知見が得られた。以上の検討のなかで、導出・利用された種々のモデルがプロセス強化技術を活用したプロセスシステムの設計に有効である可能性が見出された。前年度の現象論的考察に基づきながら、プロセス強化を目指した装置設計と操作設計の構成論的手法の開発に関する12件のテーマに取り組み、以下の知見を得た。【装置設計】●交流電界操作を用いた触媒反応プロセス装置の設計に関して、PEGの相変化の動的モデルと液液二相流れのモデルを混在させたマルチスケールモデリングを示した。●通電加熱触媒プレートを用いたメタン改質反応器の設計シミュレーションのために、スタートアップ等の非定常現象を表現した簡潔なモデルを構築することができた。●マイクロチャネル内で目的生成物を多量に含む流体部分だけを選択的に分取するのに適した新型分岐チャネルの開発を行い、操作条件決定手法と分岐性能を明らかにした。【操作設計】●超音波間接照射スチレン乳化重合の非定常操作に関して、装置システムの構造と超音波照射の物理的作用・化学的作用との間のマルチスケールモデリングを示した。●マイクロ分離分級デバイスによる分離操作において、極端に大きなせん断速度場における粒子挙動を予測するための手法として、擬似的な直接数値計算手法とみなせるMacroscopic Particle Modelが有用となり得ることを示した。●プロピレン酸化反応の制御のための温度周期操作に関して、固体触媒表面におけるミクロな現象の定量的解析の重要性を示し、非定常操作を利用したパラメータ同定の必要性を明らかにした。
新規な不飽和チオクラウンエーテルおよびその類縁体の合成と機能性に関する研究

硫黄原子を有する6,9,12,15,18,21,24,27員環不飽和チアクラウンエーテルをシス-ジクロロエテンとNa_2Sとの反応により合成することができた。結晶構造はX線結晶構造解析により明らかにし、分子内に空孔を持つ興味深い構造であることがわかった。18,21員環不飽和チアクラウンエーテル(18-UT-6,21-UT-7)とCF_3COOAgとの反応では、新規な銀錯体Ag^I(18-UT-6)(CF_3COO)およびAg^I_2(21-UT-7)(CF_3COO)_2がそれぞれ得られた。溶液中での錯形成の化学量論を^1H-NMRにより測定し、滴定曲線を書いたところ、15-UT-5,21-UT-7では1:1および2:1(metal : macrocycle)でその傾きが変化しており、錯形成において取り込む銀イオンの数に選択性があることがわかった。また、18-UT-6と当量のHgCl_2との反応ではHg^<II>(18-UT-6)Cl_2が得られたが、CdCl_2との反応では安定な錯体は得られなかった。Hg^<II>(18-UT-6)Cl_2は結晶状態では、水銀イオンに六個の硫黄原子が配位しており、二つの塩素を含め八配位の六方両錐構造をしていることがわかった。また、この錯体は溶液中で、解離と錯形成の間に速い平衡があり、平衡は解離の方向に大きく傾いていることも明らかになった。一方、対応する飽和のチアクラウンエーテル(18S6)と当量のHgCl_2およびCdCl_2との反応では、Hg^<II>(18S6)Cl_2およびCd^<II>(18S6)Cl_2がそれぞれ得られており、18-UT-6では、対応する飽和の18S6と比べ、環内に取り込む金属イオンの種類にも選択性を示すことがわかった。アセトニトリル中、クラウンエーテル(15-crown-5)存在下、硫化ナトリウムとcis-1,2-ジクロロエチレンとの反応により、1,4-ジチインおよび員数の異なる新規な種々の不飽和チアクラウンエーテル(9,12,15,18,21,24員環化合物)を総収率40%で得ることができた。得られた不飽和チアクラウンエーテルの内、15から24員環化合物はX線結晶構造解析に成功し、いずれももS-C-C,C-S-Cの結合角は歪みがなく、分子内に空孔を有する構造であることがわがった。また、18がら24員環化合物は結晶状態において全ての硫黄原子が環の内側を向いたエンド型であることが明らかとなった。15から24員環化合物の紫外吸収スペクトルを測定したところ、アセトニトリル中、15員環は255nmに吸収極大を示し、シクロヘキサン中では吸収極大は267nmに長波長シフトし、吸光係数は減少した。このことより、この吸収極大はn→π*遷移であると考えられる。また、同一溶媒中では、15がら24員環へと環の員数が増大すると共に吸収極大は長波長シフトした。

CV法を用いて15から24員環の酸化還元的挙動を調べたところ、いずれも非可逆なサイクリックボルタモグラムを示したが、環のサイズが大きくなるほど酸化ピークは低下、還元ピークは上昇し、電位差が減少する傾向がみられた。これは、環のサイズが大きくなるほど生成するカチオン種やアニオン種の電荷が非局在化され、酸化、還元共に受け易くなっているためと考えられる。アセトン中、18員環とトリフルオロ酢酸銀との反応により、錯体[Ag(18-UT-6)(CF_3COO)](UT:Unsaturated Thiacrown ether)が得られた。この錯体は空気中でも安定で、X線結晶構造解析により結晶状態において、分子内の6個の硫黄原子のうち3個が銀に配位していることが明らかとなった。硫化ナトリウムとcis-1,2-ジクロロエチレンとの反応により合成した員数の異なる新規な種々の不飽和チアクラウンエーテル(15,18,21員環化合物)と銀イオンとの錯形成反応について検討した。アセトン中、15員環不飽和チアクラウンエーテル(15-UT-5)(UT : Unsaturated Thiacrown ether)と当量のトリフルオロ酢酸銀との反応により、銀錯体[Ag(15-UT-5)(CF_3COO)]が得られた。また、18員環不飽和チアクラウンエーテル(18-UT-6)と当量のトリフルオロ酢酸銀との反応においても同様に、錯体[Ag(18-UT-6)(CF_3COO)]を得ることができた。しかしながら、21員環不飽和チアクラウンエーテル(21-UT-7)と当量のトリフルオロ酢酸銀との反応においては、1:1錯体を得ることはできず、2当量のトリフルオロ酢酸銀との反応において、1:2錯体[Ag_2(21-UT-7)(CF_3COO)_2]が得られた。また、^1H-NMRでの滴定実験の結果、これらの不飽和チアクラウンエーテルは銀イオンの取り込みにおいて、環の員数により取り込む銀イオンの数に高い選択性があることが明らかになった。対応する飽和のチアクラウンエーテルでは取り込む銀イオンの数の選択性は低く、不飽和チアクラウンエーテルにおいては炭素鎖を炭素-炭素二重結合にすることによって分子の柔軟性が抑制され、銀イオンの取り込みにおいて選択性が現れたものと考えられる。また、錯形成することにより不飽和チアクラウンエーテルは酸化されにくくなり、また銀イオンは還元されにくくなっていることが酸化還元電位測定によって明らかになった。前年度に合成した不飽和チアクラウンエーテルおよび対応する飽和チアクラウンエーテルと水銀イオンとの錯形成反応について検討した。アセトン中、18員環不飽和チアクラウンエーテル(18-UT-6) (U-T : Unsaturated Thiacrown ether)と当量のHgCl_2との反応により、水銀錯体Hg^<II>(18-UT-6)Cl_2が得られた。また、21員環不飽和チアクラウンエーテル(21-UT-7)とHgCl_2との反応でも1:1錯体が得られることがわかった。これらの錯体は^1H-NMR測定の結果、溶液中では解離の方向へ大きく平衡が傾いていることがわかった。Hg^<II>(18-UT-6)Cl_2はX線結晶構造解析により結晶状態において、水銀イオンは分子の空孔内に存在し、6個の硫黄原子が水銀イオンに配位していることが明らかとなり、また6個の硫黄原子と水銀は同一平面上にあることもわかった。またこの錯体はアピカル位に塩素原子を配した六角両錐構造であることもわかった。対応する18員環飽和チアクラウンエーテル(18S6)と当量のHgCl_2との反応でも1:1錯体を生成することがわかった。
コルチカム科花き園芸植物における種間・属間雑種品種の育成および類縁関係の評価

コルチカム科花き園芸植物を用いて遠縁種間交雑を行ったところ、胚珠培養により、グロリオーサ類、サンダーソニアおよびリットニア間の複数の組み合わせにおいて属間雑種が得られた。これらの雑種は、いずれも新規形質を示したことから、コルチカム科花き園芸植物における新品種育成に属間交雑が有効であると考えられた。また、GISH法により属間の染色体が明確に識別できたことから、属間のゲノムの相同性は低いことが予想された。コルチカム科花き園芸植物における遠縁種間雑種品種の育成および類縁関係の評価を目的として,本年度は以下の項目について検討した.1.交雑親和性の調査グロリオーサ類,リットニアおよびサンダーソニア等を用いて,これまでに交雑を行っていない組み合わせについて属間交雑を行った.その結果,いくつかの組み合わせにおいて胚珠培養由来小植物体が得られた.現在,フローサイトメトリー分析およびRAPD分析によりこれらの小植物体の雑種性の確認を行っている.2.胚救出の効率化および雑種個体の作出効率的な胚珠培養方法を確立するために,培養を開始する時期(受粉後の日数),外植体の種類(子房,子房輪切り,胎座付き胚珠),培地組成(無機塩類の濃度,浸透圧,植物成長調節物質)について検討を行った,しかしながら,現在までのところ,これらの要因が胚救出効率に及ぼす明らかな効果は観察されていない.3.雑種個体の増殖交雑親に用いた植物およびすでに得られている雑種個体について,組織培養による増殖の条件を検討中である.これまでに,増殖用培地における無機塩類濃度および植物成長調節物質が増殖効率に及ぼす影響について検討した.4.雑種の形質調査すでに得られている雑種個体のうち,新たに開花したものについて形質調査を行った.その結果,いずれの雑種も両親にはみられない新規形質を示した.5.GISH法による雑種の体細胞染色体の観察すでに得られている属間雑種の一部について,GISH法による根端細胞の染色体観察を検討した.その結果,属問雑種においてはGISH法による異種由来染色体の識別が可能であることが明らかとなった.コルチカム科花き園芸植物における遠縁種間雑種品種の育成および類縁関係の評価を目的として,本年度は以下の項目について検討した.1.胚救出の効率化および雑種個体の作出前年度に引き続き,効率的な胚珠培養方法を確立することを目的として,培養を開始する時期(受粉後の日数),外植体の種類(子房,子房輪切り,胎座付き胚珠),培地組成(無機塩類の濃度,浸透圧,植物成長調節物質)について検討を行った.しかしながら,これらの要因が胚救出効率に及ぼす明らかな効果はみられなかった.2.雑種個体の増殖前年度に引き続き,交雑親に用いた植物およびすでに得られている雑種個体について,組織培養による増殖の条件を検討した.現在までのところ,増殖用培地における植物成長調節物質については,10mg/L BAが適しているとが明らかとなった.3.雑種の形質調査前年度に引き続き,すでに得られている雑種個体のうち,新たに開花したものについて形質調査を行った.その結果,いずれの雑種も両親にはみられない新規形質を示した.4.GISH法による雑種の体細胞染色体の観察前年度に引き続き,すでに得られている属間雑種の一部について,GISH法による根端細胞の染色体観察を行った.その結果,いくつかの属間雑種において,ゲノム構成が明らかとなった.5.雑種の染色体倍加一部の属間雑種を用いて,培養物の紡錘糸形成阻害剤処理による染色体倍加を検討した.その結果,現在までに倍加個体が数系統得られている.コルチカム科花き園芸植物における遠縁種間雑種品種の育成および類縁関係の評価を目として,本年度は以下の項目について検討した.(1)交雑親和性の調査および雑種個体の作出前年度に引き続き,種間・属間のさまざまな組み合わせにおいて交雑受粉後に胚救出を行い,交雑親和性の程度を調査した.その結果,グロリオーサ属,リットニア属,およびサンダーソニア属を用いた交雑でのみ,属間雑種が得られることが明らかとなった.(2)雑種および雑種親の増殖前年度に一部の属間雑種においで確立した培養条件を用いで,他の雑種および雑種親の増殖を検討した.その結果,多くの雑種・雑種親において効率的に増殖ができることが明らかとなった.(3)雑種の形質調査前年度に引き続き,すでに得られている雑種個体のうち,新たに開花したものについて形質調査を行った.その結果,いずれの雑種も両親にはみられない新規形質を示した.(4)雑種の体細胞染色体の観察,減数分裂時における染色体挙動の観察,およびゲノム構成の調査前年度に引き続き,すでに得られている属間雑種の一部について,GISH法による根端細胞の染色体観察を行った.

その結果,フローサイトメトリー分析ではゲノム構成が明らかにされなかった属間雑種において,ゲノム構成が明らかとなった.現在,GISH法による減数分裂時における染色体対合の観察を行っている.(5)交雑親に用いた植物および雑種の染色体倍加前年度に一部の属間雑種において確立した培養条件を用いて,他の雑種および雑種親の染色体倍加を検討した.その結果,いくつかの雑種親において,倍数性キメラ個体が得られている.
インフルエンザウイルスの起源と進化

平成3-4年度の文部省科学研究費・国際学術研究(0304103)および平成5年度の本研究による調査の結果、アメリカ合衆国アラスカ州中央部の湖沼に営巣する渡り鴨が、夏季にインフルエンザウイルスを高率に保有していることが判明した。平成6年度には前年度にひき続き、アラスカ州中央部のユコン平原にあるマラ-ド湖、ハート湖およびビッグミント湖で鴨の糞便材料を採取し、ウイルス分離試験を実施すると共に、湖水からのウイルス分離を試みた。さらに、分離ウイルスの抗原亜型を決定した上で、これまでに得られたウイルス株を加えて、分離年、分離地および亜型が異なるウイルスのNPおよびHA遺伝子の塩基配列を決定し、系統進化解析を行った。平成5年度および6年度に鴨の糞便541検体から分離されたインフルエンザウイルスは33株、パラミクンウイルスは15株であった。イルフルエンザウイルスの抗原亜型は、H3N8が23株、H4N6が8株、そしてH7N3が1株であった。文部省科学研究費により実施した平成3年および4年度の調査成績をあわせると、4年間に分離されたインフルエンザウイルスは108株で、その内訳は、H2N3が1株、H3N8が37株、H4N6が55株,H10N9が1株であった。従って、アラスカ中央部に夏季に営巣する鴨が多くの異なる抗原亜型のウイルスを維持していることならびに同じ営巣湖沼に異なる抗原亜型のインフルエンザウイルスが共循環していることが明らかとなった。また、鴨が夏季に巣を営み、ヒナを育てる湖沼の水からもインフルエンザウイルスが分離された。平成6年8月8日に採取したビッグミント湖の水13サンプルのうち7検体からインフルエンザウイルスが分離され、湖水1ml中のウイルス感染価は10^<1.8>-10^<2.8>EID_<50>におよんだ。そこで、ほとんどすべての鴨が渡りに飛び発った後、同年9月18日に再びビッグミント湖の水を採集して、ウイルス分離を試みた。その結果、H3N8およびH7N3ウイルスが得られた。その成績は、インフルエンザAウイルスが水鳥集団の間で受け継がれており、自然界におれるインフルエンザウイルスの存続には、冬期間の湖水中の凍結保存が関与するとの我々の推定を強く支持するものである。すなわち、北方の鴨の営巣湖沼がインフルエンザウイルスの貯蔵庫であり、秋(8月中旬)に鴨が渡りに飛び発つ前にその糞便と共に排泄したウイルスが冬期間凍結した湖沼水中に保存され、春に帰巣する鴨がこれを経口摂取して感染し、増殖することを毎年繰り返して存続してきたものと考えられる。これまでにアラスカで鴨の糞便が分離されたインフルエンザウイルス108株のうち、異なる年に異なる地点で分離されたウイルス18株のNP遺伝子および6株のH3ウイルスのHA遺伝子の塩基配列を決定し、系統進化解析を行った。成績から、アラスカ中央部に営巣する鴨の糞便から分離されたウイルスのNP遺伝子およびHA遺伝子は何れも北米大陸で分離されたウイルスと同じ系統に属し、アジアおよびヨーロッパで分離されたウイルスとは異なることが判明した。これらの成績は、少なくともユコン平原に営巣する鴨はアリューシャン列島を通ってアジアに飛来することは稀であることを示している。一方、このようにウイルス遺伝子を解析することによって、その宿主島の飛翔路を推定することが可能であることが判明した。先に研究代表者らは新型インフルエンザウイルスの起源が渡り鴨のウイルスにあって、アジア、特に中国南部で家鴨および豚がその出現に関与することを証明した。従って新型インフルエンザウイルスの予測のためには、南中国に飛来する渡り鴨およびその営巣湖沼を調査することが必須である。今後シベリアの鴨の営巣湖沼におけるインフルエンザウイルスの分布を調査する計画である。平成6年8月8日に採取したビッグミント湖の水13サンプルのうち

7検体からインフルエンザウイルスが分離され、湖水1ml中のウイルス感染価は10^<1.8>-10^<2.8>EID_<50>におよんだ。そこで、ほとんどすべての鴨が渡りに飛び発った後、同年9月18日に再びビッグミント湖の水を採集して、ウイルス分離を試みた。その結果、H3N8およびH7N3ウイルスが得られた。その成績は、インフルエンザAウイルスが水鳥集団の間で受け継がれており、自然界におれるインフルエンザウイルスの存続には、冬期間の湖水中の凍結保存が関与するとの我々の推定を強く支持するものである。すなわち、北方の鴨の営巣湖沼がインフルエンザウイルスの貯蔵庫であり、秋(8月中旬)に鴨が渡りに飛び発つ前にその糞便と共に排泄したウイルスが冬期間凍結した湖沼水中に保存され、春に帰巣する鴨がこれを経口摂取して感染し、増殖することを毎年繰り返して存続してきたものと考えられる。これまでにアラスカで鴨の糞便が分離されたインフルエンザウイルス108株のうち、異なる年に異なる地点で分離されたウイルス18株のNP遺伝子および6株のH3ウイルスのHA遺伝子の塩基配列を決定し、系統進化解析を行った。成績から、アラスカ中央部に営巣する鴨の糞便から分離されたウイルスのNP遺伝子およびHA遺伝子は何れも北米大陸で分離されたウイルスと同じ系統に属し、アジアおよびヨーロッパで分離されたウイルスとは異なることが判明した。これらの成績は、少なくともユコン平原に営巣する鴨はアリューシャン列島を通ってアジアに飛来することは稀であることを示している。一方、このようにウイルス遺伝子を解析することによって、その宿主島の飛翔路を推定することが可能であることが判明した。先に研究代表者らは新型インフルエンザウイルスの起源が渡り鴨のウイルスにあって、アジア、特に中国南部で家鴨および豚がその出現に関与することを証明した。従って新型インフルエンザウイルスの予測のためには、南中国に飛来する渡り鴨およびその営巣湖沼を調査することが必須である。今後シベリアの鴨の営巣湖沼におけるインフルエンザウイルスの分布を調査する計画である。アメリカ合衆国アラスカ州で、夏季にインフルエンザウイルスを保有する水禽の営巣湖であることがこれまでの学術調査で明らかとなった。ビッグミント湖およびマラ-ド湖で、マガモ、オナガガモおよびカナダガンの糞便材料を採取し、これらからウイルスを分離して同定した。375の検体から21株のインフルエンザウイルスおよび12株のパラミクンウイルスが得られた。インフルエンザウイルスはH3N8が14株、H4N6が6株そしてH7N3が1株であった。これらの中6株ならびに平成3および4年度の学術調査で分離したインフルエンザウイルスそれぞれ6株、計18株のNP遺伝子の塩基配列を決定し、系統樹進化解析を実施した。その結果、1)異なるインフルエンザウイルスが北方圏の水禽の間で、その営巣地で受け継がれていることを確認した。また、供試した18株のNP遺伝子は何れも北米大陸で鳥から分離されたウイルスのそれらに近似しており、アジアおよびヨーロッパで分離されたウイルスとは異なる系統に分類されたことから、2)ウイルス遺伝子が水禽の営巣湖沼によって異なること、ならびに3)ウイルス遺伝子を解析することによって、その宿主水禽の渡りの飛翔路を推定できることが判明した。
不妊女性の否定的な心理反応が及ぼす免疫学的影響に関する研究:NERIを用いて

不妊女性の否定的な心理反応の度合い(程度)を査定するアセスメント・ツール(NERI)得点と末梢血NK細胞活性との相関関係等を明らかにした上で、適切な介入方法および予防的介入方法のあり方を解明することを本研究目的とし、平成16年度においては、独自に開発した「不妊女性の否定的な心理反応の度合い(程度)を査定するアセスメント・ツール」を用いてストレス状態を評価すると同時に、末梢血NK細胞活性をEu-DTPArelease assayによって測定する計画になっていた。この末梢血NK細胞活性の測定方法は、本学科において実施可能であることを確認していた。しかしながら、確実な測定方法について更なる検討を重ねた結果、末梢血NK細胞活性について最も確実な結果を得るために^<51>Cr遊離法に変更するに至った。これは、標的細胞(K562)を^<51>Crで標識後NK細胞を働かせて細胞障害による^<51>Crの遊離をγカウンターで測定するので正確だが、ラジオアイソトープを使用するので本学科では不可能であり、解析受託の外部機関に依頼することにした。また、不妊女性のストレス指標として、独自に開発した「不妊女性の否定的な心理反応の度合い(程度)を査定するアセスメント・ツール」のみを予定していたが、本研究の更なる信頼性を高めるために、STAI(状態-特性不安尺度)とSDS(抑うつ尺度)を併用することとした。以上の点について変更および追加をした上で、現在のところ85名の不妊症女性の情報を収集している。データを統計処理をしながら、様々な関連を検討している。若干の傾向は見受けられるが、当初計画していたよりもデータ収集がやや遅れぎみであるため、まだ確実な知見等の成果は導き出せるには至っていないが、引き続き着実にサンプル数を増やし、また縦断的にも調査を進め、科学的に証明していけると見込んでいる。対象者および調査実施場所における協力も十分に得られ、順調に研究を進めている状況である。
汎言語的健全構文マクロ機構を用いた言語処理系構築手法の研究

本研究はプログラミング言語の複雑な構文処理実装をマクロと呼ばれる簡易な記述から自動生成する技術についての研究です.従来のマクロ技術に比べて,マクロ機構の働きが理解しやすい健全性を担保するとともに,核となる既存のプログラミング言語の構文もマクロで記述する2点において,この研究の先進性があります.応用面では,関数型リアクティブパラダイムを利用した組込み機器,社会シミュレーション分野に特化したプログラミング,グラフィックスや情報可視化における数式処理とドキュメントの自動生成などを研究しました.本課題においては,基盤技術の研究開発として汎言語的な健全構文マクロ機構の開発,およびその技術展開として定理証明系とエージェント仕様記述系の拡張記述システムなどへの応用研究を実施することをめざしている.このうち,初年度は基盤技術においては言語非独立なHygienic構文マクロシステムの開発を計画し,技術展開の面では汎用プログラミング言語としてはScala,仕様記述言語としてはCoqのような定理証明系,および社会シミュレーション記述言語のSOARSをターゲットとした設計について計画した.初年度の実績としては,言語非依存のマクロシステムの設計を行いつつ,言語に依存したマクロシステムの完成度を高め,脇田,佐々木らが国際LISP会議2014にてその成果を発表した.残念ながら,実装は完成には至っていない.応用展開に関しては,関数型言語Scalaに向けた応用が言語依存型の実装について完成しており,この実装を調査することによって基盤技術研究へフィードバックをかけている.Coq,およびSOARS向けの応用展開においては佐々木,脇田らが本課題の中心的な概念のひとつである抽象構文変換技術を視覚的プログラミング言語に応用した視覚的DSL言語の設計と実装に応用し,複数の国内外の会議(ソフトな計算とソフトウェア工学に関する国際会議2015,第31回日本ソフトウェア科学会大会)でその成果を発表している.なお,日本ソフトウェア科学会大会での発表について学生奨励賞が授与された.本課題においては、基盤技術の研究開発として汎言語的な健全構文マクロ機構の開発、およびその技術展開として各種ドメイン特化言語の拡張記述システムなどへの応用研究を実施することをめざしている。このうち、基盤技術の研究開発としては、マクロ機能を利用して構文拡張する方式で言語非独立なマクロシステムを開発する目標を立てている。このために、最小の構文を有する言語に段階的にマクロ機能を用いて構文を拡張する仕組みを開発している。予定では、今年度中に完成させるはずであったが、マンパワーが足りず、進捗は遅れぎみである。基盤技術の開発の遅れは渡部、佐々木による応用研究に影響を及んでいるが、並行オブジェクト計算における文脈の取り扱い、Functional Reactive Programmingパラダイム,WebアプリケーションのUIテスト,エージェントシミュレーション向けブロック型ビジュアル言語等の応用分野についての研究を通してドメインに特化した記述についての考察が深化している。平成27年度は昨年度に続いて人員の急減傾向が続いた。このため人員不足から研究開発が思うとおりに進まなかった。本課題のテーマに沿って、健全なマクロ展開システムの実装技術の研究、及びマクロ機構、メタプログラミングを用いた応用研究を進めた。前者については、(1)マクロ定義のパターンとテンプレートの対比を字句レベル構文解析文法(Parsing Expression Grammar)を用いたコンパイラ生成器で実装し、構文マクロ展開後の抽象構文木をアンパーズしてマクロ記述を含まないホスト言語のコードを生成するアプローチ(伊藤、脇田)と(2)抽象字句ストリーム上での構文解析文法処理システムのOMetaに近年Flattが提案したスコープ集合を応用したマクロ展開方式を応用したアプローチ(星野、高桑、渡部)を試みた。応用面では、以下のいくつかの研究を実施した:(3)GPGPUを用いた汎用並列計算や実時間組込みプログラミングについて応用領域特化型プログラミング技術を応用したPythonの拡張言語を開発(鎌田、佐々木)、(4)プログラミングが困難な実時間組込みシステムについて関数型リアクティブプログラミングを実施できるメタプログラミング機構を設計し可読性とデバッグの容易性を高めた。(中野、佐々木)、(5)メタプログラミングを用いた情報可視化システムの自動生成の研究(高野、武田、脇田)、(6)メタプログラミングを用いたソフトウェアドキュメントの自動生成に向けての一般的な手法(高野、武田、脇田)を試みた。昨年度の報告に記述したとおり、いくつかの理由から当初の計画より進捗が遅れた。計画年数を当初の3年から4年に延長させていただき、4年間で研究を終了する計画としている。昨年度一年間の研究活動を振り返ると活発な進捗が見られたものの、当初の計画よりは遅れているため、このように判断した。本課題のテーマ「汎言語的健全構文マクロ機構を用いた言語処理系構築手法」に沿って、健全なマクロ展開システムの実装技術の研究、及びマクロ機構、メタプログラミングを用いた応用研究を進めた。前者については、字句レベル構文解析文法、および抽象字句ストリームを対象とした構文解析文法を用いる手法について研究を実施した。(1)前者はマクロ定義のパターンとテンプレートの対比を字句レベル構文解析文法(Parsing Expression Grammar)を用いたコンパイラ生成器で実装し、構文マクロ展開後の抽象構文木を逆変換してマクロ記述を含まないホスト言語のコードを生成するアプローチ(伊藤、脇田)である。この手法は、マクロシステム実装に要求される構文の文法記述の負担を大幅に削減できることにある。(2)後者は抽象字句ストリーム上での構文解析文法処理システムのOMetaに近年Flattが提案したスコープ集合を応用したマクロ展開方式を応用したアプローチ(星野、高桑、渡部)である。この研究は、プログラムだけでなくデータ構造に対するマクロ変換も可能となった。応用面では、以下のいくつかの研究を実施した:(3)GPGPUを用いた汎用並列計算や実時間

組込みプログラミングについて応用領域特化型プログラミング技術を応用したPythonの拡張言語を開発(鎌田、佐々木)、(4)プログラミングが困難な実時間組込みシステムについて関数型リアクティブプログラミングを実施できるメタプログラミング機構を設計し可読性とデバッグの容易性を高めた。(中野、佐々木&柴内、渡部)、(5)メタプログラミングを用いたOpenGL計算シェーダ向け組込みコードの自動生成の研究(高野、脇田)、(6)メタプログラミングを用いたソフトウェアドキュメントの自動生成に向けての一般的な手法(高野、脇田)を試みた。本研究はプログラミング言語の複雑な構文処理実装をマクロと呼ばれる簡易な記述から自動生成する技術についての研究です.従来のマクロ技術に比べて,マクロ機構の働きが理解しやすい健全性を担保するとともに,核となる既存のプログラミング言語の構文もマクロで記述する2点において,この研究の先進性があります.応用面では,関数型リアクティブパラダイムを利用した組込み機器,社会シミュレーション分野に特化したプログラミング,グラフィックスや情報可視化における数式処理とドキュメントの自動生成などを研究しました.平成26年度は研究室の人員が急減し,本課題に学生の手当てがつかず,人員不足から基盤技術の開発がやや遅れ,初年度に完成することができなかった.概念設計については検討は深化している。新しい人員も投入する見通しがついたため、次年度は遅れている開発を進め、今年度の遅れを取り戻して予定どおり研究を完成させたい。昨年度の報告に記述したとおり、当初の計画より進捗は遅れている。昨年度の活動を振り返ると、各分担者とも当初のテーマに沿って研究を進め、成果物のシステムの実装が進捗しており、一年間の研究活動は充実していた。この勢いを維持し、最終年度に相応しい成果をまとめる予定である。情報学初年度に予定していた基盤技術の開発で完成に至らなかった部分については今年度の課題としたい.また,本年度は佐々木が一年のサバティカルから戻ったため,緊密なミーティングを重ねて相互の連携を高めることとしたい.マンパワーが足りず開発に遅れをきたした。人員増が見こまれる来年度の研究開発にあてて、今後の研究スピードを加速する目的から残した。計画の実施を一年延長させていただいたため。脇田のグループにおいて本課題を担当する学生を確保できなかったことを一因として使用額に若干の残余が出てしまった.新たな人員の手当てがついたために、次年度はこれまで進捗が悪かった研究活動を加速する予定である。
頭頚部扁平上皮癌におけるDNA heterogoneilyに関する研究

頭頚部腫瘍患者の原発巣、再発巣、転移巣の数カ所から得られた新鮮材料について、各々をフロサイトメーターにて計測した。当科ではdiploidの基準としてDNA indexが0.95から1.05までとしているが、heterogeneityの判定基準については統計学的手法により2つのDNA indexが0.09以上異なるものをheterogeneityとした。その他、腫瘍の大きさ、光学顕微鏡的に腫瘍の分化度、浸潤形態、組織学的heterogeneityを総合的に分析した。頭頚部腫瘍扁平上皮癌について、原発巣32例、再発巣8例、転移巣16例について、分析を行った。腫瘍内heterogeneityな腫瘍はdiploidとaneuploidのcell lineを持っていた。heterogeneityの出現頻度は再発巣で38%(3/8)、転移巣で67%(8/12)と原発層とは異なっていた。T3、T4症例において、腫瘍内heterogeneity、リンパ節転移、再発の出現頻度は、それぞれ53%、69%、40%であった。heterogeneityのみが統計学的にT1、T2症例より有意に高かった。転移と再発を検討した場合、転移または再発をした症例においてheterogeneityの出現頻度はそれらがないものより高かった(31%対21%、50%対25%)。しかし、統計学的に有意差はなかった。組織学的にGrade3、4の浸潤様式において、heterogeneity、転移の出現頻度は高かったが、Grade1、2と比して、明らかな差はなかった。まとめとして、フローサイトメトりーの多標本の採取は口腔癌のより詳しい性格を知るためには必要なものであると思われた。頭頚部腫瘍患者の原発巣、転移巣の数カ所から得られた新鮮材料について、各々をフロサイトメトリーにて計測している。その方法は、当教室で確立された方法であり、採取した固形腫瘍を機械的に細切し界面活性剤にて単一浮遊液とし、DNAの染色剤であるPropidium lodideにて2重鎖を染色し、internal standardとしてCRBCを使用し、フロサイトメーターにてそのDNA量を測定し、さらに、コンピューターの解析ソフトを使用し、S期%について分析する。当科では、diploidの規準としてDNA indexが0.95から1.05までとしているが、heter ogeneityの判定規準については統計学的手法によりDNA indexが0.09以上異なるものをheterogeneityとしている。その他に、腫瘍の臨床的性格について、増大速度、抗腫瘍剤に対する抗腫瘍効果を数値化し、統計学的に検討している。さらに、その組織標本をホルマリン固定、パラフィン組織切片とし、光顕的にその組織学的悪性度、浸潤形態、組織学的heterogeneityを全体的に分析している。これらの所見から原発巣における、aneuploidyの出現頻度とheter ogeneityの出現頻度の検討、DNA heter ogeneityと組織学的heter ogeneityの相関、原発巣と転移巣とのaneuploidy、heter ogeneityについて検討中である。頭頚部腫瘍患者の原発巣、転移巣の数カ所から得られた新鮮材料について、各々をフロサイトメトリーに計測している。当科ではdiploidの規準としてDNA indexが0.95から1.05までとしているが、heterogeneityの判定規準については統計学的手法により2つのDNA indexが0.09以上異なるものをheterogeneityとしている。

その他に、腫瘍の臨床的性格について、増大速度、抗腫瘍剤に対する抗腫瘍効果を数値化し、統計学的に検討している。さらに、その組織標本をホルマリン固定、パラフィン組織切片とし、光顕的にその組織学的悪性度、浸潤形態、組織学的heterogeneityを総合的に分析している。これらの所見から原発巣における、aneuploidyの出現頻度とheterogeneityの出現頻度の検討、DNA heterogeneityと組織学的heterogeneityの相関、原発巣と転移巣とのaneuploidy、heterogeneityについて検討中である。現在までに得られた結果が分析中である。頭頚部腫瘍患者の原発巣、再発巣、転移巣の数ヶ所から得られた新鮮材料について、各々をフロサイトメーターにて計測した。その方法は、当教室で確立された方法であり、採取した固形腫瘍を機械的に細切し界面活性剤にて単一浮遊液とし、DNAの染色剤であるPropidium Iodideにて2重鎖を染色し、internal standardとしてCRBCを使用し、フロサイトメーターにてそのDNA量を測定し、さらに、コンピューターの解析ソフトを使用し、S期%について分析する。当科ではdiploidの規準としてDNA indexが0.95から1.05までとしているが、heterogeneityの判定規準については統計学的手法により2つのDNA indexが0.09以上異なるものをheterogeneityとした。その他に腫瘍の臨床的性格については、腫瘍の大きさ、増大速度、抗腫瘍剤に対する抗腫瘍効果を数値化し、統計学的に検討した。さらに、その組織標本をホルマリン固定、パラフィン組織切片とし、光学顕微鏡的にその組織学的悪性度、浸潤形態、組織学的heterogeneityを総合的に分析している。現在までに、頭頚部腫瘍扁平上皮癌について、原発巣32例、再発巣8例、転移巣16例について、分析を行った。これによると、腫瘍内heterogeneityは原発巣においては30例中9例(30%)に見られた。すべてのheterogeneousな腫瘍はdiploidとaneuploidのce11 lineを持っていた。heterogeneityの出現頻度は再発巣で38%(3/8)、転移巣で67%(8/12)と原発層とは異なっていた。腫瘍の臨床的性格とheterogeneity、組織学的悪性度、浸潤形態とheterogeneityについては現在、調査中である。
自殺高率地域住民を対象とした戦略的な地域参加型自殺予防対策の有用性に関する研究

自殺高率地域である秋田県合川町、中仙町、東由利町の60歳以上の高齢者を対象に、精神的健康状態の評価を含む包括的な質問紙調査を実施した。合川町の調査では2377名、中仙町では2800名、東由利町では1115名の高齢者から回答が得られた。質問紙の内容は基本属性の他、Zungの抑うつ尺度、家族支援、社会的支援、ストレス対処行動、自殺に対する意識・医療資源へのアクセス度などであった。Zungの抑うつ尺度得点の平均値は合川町39.97点、中仙町41.00点、東由利町点39.53点であった。また、抑うつ尺度得点が60点以上の者の割合は合川町0.7%、中仙町1.9%、東由利町1.1%であった。東由利町町では中年者(30-59歳)についても調査を行った。中年者の抑うつ得点が高齢者よりも有意に高く、社会経済的要因の影響が示唆された。地理情報システムを用いた地区ごとで抑うつ得点高値の者の割合(抑うつ得点50点以上の者)を分析したところ、地区ごとのうつ的症状の有症率には差違が認められ、しかもその有症率は高齢者世帯割合の分布と相関を認めた。地理情報システムを用いた小地区ごとの地域診断手法は自殺予防対策の実施の優先順位を決定するのに役立つものと考えられた。中仙町で行ったインデプスインタビューでは、自殺予防対策担当者がエンパワメントされ、住民の「自殺」に対する受容に変化が認められた。藤里町では、民間ボランティアの活動支援と地区ごとの出前研修会を夜間に行うという啓発活動により、中年者への健康教育への参加が促進された。地域参加型自殺予防対策の介入効果はあったと評価できた。最後に、欧米と我が国の自殺予防対策の国際比較を行い、政策パッケージとしての自殺予防対策を抽出できた。研究全体を総括すると、包括的な地域参加型自殺予防対策は有用であるとの結論が得られた。自殺高率地域である秋田県合川町と中仙町の65歳以上の高齢者を対象に、精神的健康状態の評価を含む包括的な質問紙調査を実施した。合川町の調査では2377名、中仙町では2800名の高齢者から回答が得られた。質問紙の内容は基本属性の他、Zungの抑うつ尺度、家族支援、社会的支援、ストレス対処行動、自殺に対する意識、医療資源へのアクセス度などであった。一般的な統計解析の他、地理情報システムを用いた地域診断も行った。Zungの抑うつ尺度得点の平均値は合川町39.97点、中仙町41.00点であった。また、抑うつ尺度得点が60点以上の者の割合は合川町0.7%、中仙町1.9%であった。このように、同じ県内でも町村別に見ると、抑うつ得点に差が認められた。抑うつ得点が高い者では社会的支援が低い傾向が強く、ストレス対処行動で対処方法の選択肢が少ない傾向が認められた。地理情報システムを用いて合川町の中での地区ごとで抑うつ得点高値の者の割合(抑うつ得点50点以上の者)を分析した。その結果、地区ごとのうつ的症状の有症率には差違が認められ、しかもその有症率は高齢者世帯割合の分布と相関を認めた。

地理情報システムを用いた小地区ごとの地域診断手法は自殺予防対策の実施の優先順位を決定するのに役立つものと考えられた。合川町においては、このようなデータをもとに、ヘルスプロモーションの考え方にもとづくヘルスコミュニケーションプログラムを立案し実施した。具体的にはメンタルヘルスサポーター育成事業とヘルスコミュニケーションの積極的推進である。このような地域における積極的な自殺予防介入有用であるかどうか、次年度検証する予定である。自殺高率地域である秋田県東由利町町の30歳以上の高齢者を対象に、精神的健康状態の評価を含む包括的な質問紙調査を実施した。質問紙の内容は基本属性の他、Zungの抑うつ尺度、家族支援、社会的支援、ストレス対処行動、自殺に対する意識、医療資源へのアクセス度などであった。一般的な統計解析の他、地理情報システムを用いた地域診断も行った。Zungの抑うつ尺度得点の平均値40.01点であった。また、抑うつ尺度得点が50点以上の者の割合は3059歳で20.7%、60歳以上で11.1%であった。中年者の抑うつ得点が高齢者よりも有意に高く、社会経済的要因の影響が示唆された。地理情報システムを用いた解析では地区差が認められ、地区ごとの保健活動の重要性が認められた。つぎに、前年度までの地域参加型自殺予防対策の介入結果の評価を行った。中仙町で行ったインデプスインタビューの結果、自殺予防対策担当者がエンパワメントされ、住民の「自殺」に対する受容に変化が認められた。藤里町では、民間ボランティアの活動支援と地区ごとの出前研修会を夜間に行うという啓発活動により、中年者への健康教育への参加が促進された。二つの町では自殺予防のアウトカム変数への影響は認められなかったが、地域参加型自殺予防対策の介入効果はあったと評価できた。最後に、欧米と我が国の自殺予防対策の国際比較を行った。フィンランドは最も早く自殺予防に取り組んだ国で、数値目標を設定し、一次予防・二次予防を含む包括的プログラムを実施し、自殺率を減少させた。これらの取り組みから政策パッケージとしての自殺予防対策が抽出された。これと秋田県の自殺予防対策を比較したところ、自殺未遂者に対する対策、精神科救急医療システムの整備についての言及が不足していた。研究全体を総括すると、包括的な地域参加型自殺予防対策は有用であるとの結論が得られた。
神経前駆細胞の細胞周期恒常性維持にエピジェネティクス機構が果たす役割に関する研究

近年、遺伝子の塩基配列に依らない遺伝子発現調節機構(エピジェネティクス機構)が神経発生に重要な働きを持つことが、先天奇形症候群の原因遺伝子の解析から明らかとなってきた。また、特定の遺伝子の機能異常や環境汚染物質への曝露といった神経前駆細胞の細胞周期調節機構をかく乱する影響に対して、細胞周期を正しく進行させるための緩衝メカニズムにエピジェネティクス機構が関与している可能性が示唆されていた。そこで本研究では、神経前駆細胞の細胞周期調節の恒常性維持にエピジェネティクス機構が果たす役割について、クロマチン調節機構を中心に解明を目指し、ヒストンのアセチル化調節が関与している可能性を明らかにした。本研究ではエピジェネティクス機構、特にクロマチン構造を制御するヒストン脱アセチル化酵素が、大脳皮質を構築する神経前駆細胞の細胞周期調節機構に果たす役割を解明する。具体的にはピストン脱アセチル化酵素を神経前駆細胞特異的に、かつ発生時期特異的に強制発現させることのできるマウスを作成、ピストン脱アセチル化酵素Sir2強制発現により神経前駆細胞に惹起される細胞分裂動態の変動と、結果として大脳皮質の組織学的構築に生じる異常を解析する。本年度は、A.神経前駆細胞特異的にテトラサイクリン強制発現システムの調節タンパク質rtTAを発現するトランスジェニックマウス(nestin-rtTA)と、B.rtTAとドキ-シサイクリン存在下でSir2蛋白質を発現可能なTRE-5i72トランスジェニックマウスとを交配し、以下の実験を行った。(1)両遺伝子を持つダブルトランスジェニックマウス胎仔を孕む母マウスに、ドキシサイクリンと対照としてのリン酸緩衝生理食塩水を胎生14日午前9時より12時間おきに経口投与した。胎生16日目のマウス胎児において神経前駆細胞の細胞周期長の変化をS期特異的トレーサーBrdUによるCumulative Labeling法で解析した。Sir2を強制発現した場合対照群と比較して細胞周期のG1期が約13%短縮し、一方細胞周期の全体の長さは5.7%の変動にとどまることを明らかにした。(2)神経前駆細胞の分化誘導の確率(Q値)をS期特異的トレーサーであるIdUとBrdUによる2時間コホート法で解析した。Sir2を強制発現した場合対照群と比較してQ値が約15%減少することを明らかにした。以上から、Sir2が神経前駆細胞の細胞分裂動態に重要な役割を持つこと、さらに神経前駆細胞の細胞周期長の調節に重要な緩衝作用があることを明らかにした。具体的にはヒストン脱アセチル化酵素を神経前駆細胞特異的に、かつ発生時期特異的に強制発現させることが可能なマウスを作成、ヒストン脱アセチル化酵素Sir2強制発現により神経前駆細胞に惹起される細胞分裂動態の変動と、結果として大脳皮質の組織学的構築に生じる異常を解析する。一昨年度作成したダブルトランスジェニックマウス(nestin-rtTA、TRE-Sir2)を用いて以下の実験を実施した。これまでの研究によりSir2を強制発現したマウス神経前駆細胞においてG1期の長さに変化を生じること、その変動がS期の長さの代償的調整により相補され、生理的な細胞周期の長さと比較して大きな変化を生じないような恒常性維持機構が機能することが判明した。そこで、本年度も引き続きG1・S期の進行に重要な遺伝子群の発現・機能にSir2強制発現が与える影響を細胞周期調節蛋白質(各G1期の調節に関わるサイクリン依存性キナーゼ(CDK)・CDKI群)に対するimmunoblotで解析した。その結果、細胞周期調節蛋白質のひとつであるp27Kip1の発現減少を認めた。一方、その他の細胞周期調節蛋白質群についても解析したが、入手した抗体の範囲内では変化を検出することができなかった。具体的にはヒストン脱アセチル化酵素を神経前駆細胞特異的に、かつ発生時期特異的に強制発現させることのできるマウスを作成、ヒストン脱アセチル化酵素Sir2強制発現により神経前駆細胞に惹起される細胞分裂動態の変動と、結果として大脳皮質の組織学的構築に生じる異常を解析する。本年度は、昨年度作成したダブルトランスジェニックマウス(nestin-rtTA、TRE-Sir2)を用いて以下の実験を実施した。ダブルトランスジェニックマウス胎児を孕む母マウスに、ドキシサイクリンと対照としてのリン酸緩衝生理食塩水を胎生14日午前9時より12時間おきに経口投与した。胎生16日目のマウス胎児において、S期

特異的マーカーであるIdUおよびBrdUを2時間の時間差をもって母マウスに腹注し、その後BrdUをさらに16.5時間投与した。出生21日目の仔マウス大脳を4%パラフォルムアルデヒドで固定後、IdUおよびBrdUに対する二重免疫組織染色を行い、IdUと初回BrdU投与の間の2時間に分化を開始した細胞群をIdUのみで標識された細胞として大脳皮質内に同定した。その結果、Sir2を強制発現した場合対照群と比較して神経細胞が表層で増加することが明らかになった(投稿準備中)。以上から、Sir2が神経前駆細胞の細胞分裂動態に重要な役割を持ち、その強制発現により大脳皮質構築に異常を生じること、さらに神経前駆細胞の細胞周期長の調節に重要な緩衝作用があることを明らかにした。交付申請書に記載した二つの実験を予定通り完了し、研究成果を得ることができたため。25年度が最終年度であるため、記入しない。交付申請書に記載した実験のうち一つが現在進行中で完了していないが、おおむね当初の計画通り研究が進んでいるため。来年度も研究実施計画に則り着実に研究を実施する。実験をさらに効率的かつ客観的に進めるうえで、研究支援者の雇用を検討する。来年度も研究実施計画に則り着実に研究を実施し、研究内容を論文発表する予定。
原始惑星系円盤内の塵層における重力不安定による微惑星形成の数値シミュレーション

原始惑星系円盤内に含まれる塵(1μm)から惑星が形成されるまでの過程において、微惑星と呼ばれる1kmサイズの天体が形成されるメカニズムはまだよくわかっていない。微惑星の形成モデルのひとつとして「塵層の重力不安定」が提唱されている。本研究では、この塵層の重力不安定によって微惑星形成がどのように進行していくのかを数値シミュレーションによって調べた。今年度はプログラムをCIP法とMAC法を組み合わせたシミュレーション手法に改良し、また多くの異なるパラメーター(塵もしくはガスに働く力、円盤中心面から鉛直方向の塵層の密度分布、摂動の初期値など)についてシミュレーションできるようにした。これにより計算時間の大幅な短縮に成功するとともに、得られた結果を他の先行研究と直接比較することができるようになった。これらの成果をまとめた論文は現在準備中である。同時に、非軸対称3次元数値シミュレーションを行うためのプログラムも作成した。原始惑星系円盤は差動回転をするので動径方向のシアーの効果を考慮する必要がある。本研究ではまずプログラムのチェックを行うために、剛体回転をしている円盤を仮定しその状況下のシミュレーションの結果が軸対称2次元の結果と一致するかどうかを調べた。結果はシミュレーションの初期で2次元の結果と一致したが、現状の非軸対称3次元のプログラムでは計算に非常に時間がかかるため、計算時間をいかに短縮させるかが今後の課題である。一方、これまで行ってきた流体の数値シミュレーションとは異なる手法であるN体シミュレーションを用いた重力不安定による微惑星形成の研究も始めた。今年度はまず、ガスを考慮していない先行研究のFuruya(2003)とMichikoshi et al.(2007)の再現シミュレーションを行い、よい一致を示すことを導いた。数値シミュレーションは、中心星からの動径方向と円盤中心面から鉛直な方向を考慮した軸対称2次元で行った。地球軌道付近において塵層内に含まれる塵の大きさがすべてそれぞれ、(a)1mm以下(b)約5cm、(c)約10cmであると仮定した(物質密度は1g/cm^3を仮定)。また、塵層で生じる別の不安定であるシアー不安定の影響を避けるため、中心星からの動径方向の圧力勾配が局所的にゼロであると仮定した。塵の大きさが(a)のとき、塵層の重力不安定が成長することによって中心星の周りを取り囲むリング状の構造へと変化する様子が示された。さらに円盤中心面付近の左右の領域においてくぼんだ形状になることもわかった。このくぼんだ形状は自己重力によって加速された塵の慣性(すなわち非線形効果)によって引き起こされたと考えられる。塵の大きさが(b)の場合も(a)の場合と同様に重力不安定が成長する様子が示され、円盤中心面付近のくぼんだ形状も見られた。しかしながらこの場合、塵が円盤中心面に向かって沈殿する影響も見られ、(a)に比べて形成されるリングのスケールは小さい一方でリング内の密度は上がることがわかった。また塵の大きさが(c)の場合、塵の沈殿が重力不安定の成長よりも早いことが示された。これらの結果から、塵層の重力不安定はその内部に含まれる塵の大きさによって異なる過程を経ることが導かれた。
エストロゲンによる胸腺細胞の分化制御と自己免疫性肝炎

自己免疫疾患発症の頻度には性差が存在すること、胸腺摘除動物がしばしば自己免疫疾患類似の病態を示すことなどより、その発症に性ホルモンと胸腺の関与が示唆されてきた。しかし、どのホルモンがどのような機序で、どの胸腺細胞集団の成熟や免疫応答を修飾しているかについての知見は乏しかった。ようやく近時、卵巣摘除動物を用いた検討により、免疫応答に大きな変動をもたらす性ホルモンがエストロゲンであることが明らかになった。この事実はエストロゲンが蓄増する第二次性徴の発現以後に発症が増加することや、環境ホルモンが免疫系に作用して自己免疫疾患発症のリスクを高めているとの、提唱に合致する所見である。従来この領域の研究では、卵巣摘除動物やエストロゲンレセプター欠損動物が用いられてきた。しかし、卵巣摘除ではその機能廃絶があまりに多方面に影響を及ぼすため分子機構の解明には使用できなかった。また、エストロゲンレセプターは二種類存在し、その主体内分布も組織特異性が強く、エストロゲン欠落時の免疫系の変化を検討することしかできなかった。そこで、我々はエストロゲン合成酵素であるアロマターゼ欠損動物(ArKO)を作成(J Clin Invest 105:1619-1625,2000)し、内因性のエストロゲンが欠落した状態・生理的濃度内のエストロゲンを外因性に投与した場合・大量のエストロゲンを投与した場合について、詳細にその作用を解析した。今回の研究は生理的濃度内のエストロゲンが、どのような細胞集団にどのような機序で作用して免疫系を修飾するか、その機構を個々の細胞レベル、分子レベルで解明したもので、その解明により家族歴のある発症後間もない症例でのimmunomodulationをより容易とすることができ、臨床に耐える治療法の開発につながると考えている。この事実はエストロゲンが著増する第二次性徴の発現以後に発症が増加することや、環境ホルモンが免疫系に作用して自己免疫疾患発症のリスクを高めているとの、提唱に合致する所見である。我々はエストロゲン合成酵素であるアロマターゼ欠損動物(ArKO)を作成(J Clin Invest 105:1619-1625,2000)し、内因性のエストロゲンが欠落した状態・生理的濃度内のエストロゲンを外因性に投与した場合・大量のエストロゲンを投与した場合について、詳細にその作用を解析した(J Endocrinol 168:217-220,2001;168:455-463,2001;170:99-111,2001)。さらにどの胸腺細胞集団の成熟や免疫応答を修飾しているかについての知見は従来乏しかったが、今回、その胸腺細胞集団を明らかにし、現在その作用機序を検討中である。自己免疫疾患発症の頻度には性差が存在すること、胸腺摘除動物がしばしば自己免疫疾患類似の病態を示すことなどより、その発準に性ホルモンと胸腺の関与が示唆されてきた。