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ガラス製品から見た、弥生・古墳時代の社会と汎アジア的国際交流の考古学的研究

古墳時代及び魏晋南北朝併行期の搬入ガラス製品の分析と東西交流に関する研究について、日本及び韓国の遺物の実見を進めた。いずれも実見することにより、図版や写真からだけではわからない様々な特徴を観察することができ、その製作技法についても、新たな知見を得ることができた。対応する西方の珠を明らかにした結果、いずれも製作地を異にしており、その東アジアへの搬入ルートは判明していない。また詳細な製作地も不明である。今後もその製作地及び日本への搬入ルートについてさらに研究を進めたいと考えている。また朝鮮半島の装飾珠を集成・資料調査を行う中で、雁木珠タイプは朝鮮・日本双方から出土している一方、モザイク珠や網目文珠はごく一例を除き日本からの出土のみであることが明らかとなった。これまで装飾珠は朝鮮半島とのつながりの中でその搬入が想定されていたが、あらためて東アジアから古墳時代社会への入手ルートを検討する必要があることが明らかとなった。古墳時代において最も類例の多い斑点文珠についても多数実見を行った。その結果判明した製作技法(全て鋳造による)と、さらに朝鮮半島出土斑点文珠と比較した結果、列島内の斑点文珠は、列島内における製作を想定して問題ないと考えるに至った。これまであいまいにされていた搬入品か否かという点には決着が付いたと考えている。今後は、斑点文装飾珠の製作の列島外からの影響、技術移転という観点から研究を進めるべきと考える。さらに現在装飾珠の新たな分類を検討しているが、この斑点文珠は45タイプに分けることができると考えており、それはすなわち製作地または工房と対応すると思われる。これまで古墳時代の装飾珠の具体的な製作技法や製作地についての検討は一切行われておらず、古墳時代の技術史に新しい側面を加えることとなったといえる。今後さらに具体的な製作地の検討を行いたい。28年度が最終年度であるため、記入しない。古墳時代及び魏晋南北朝併行期の搬入ガラス製品の分析と東西交流に関する研究については、古墳時代から出土した日本のトンボ珠の集成と分類を行い、またそれらトンボ珠について実見を進めている。分類については、これまでの研究に比較すると製作技法を重視して分類を行っている。これにより、稚拙なトンボ珠を搬入トンボ珠と明確にわけられたことは、当時の古墳社会における列島外交流の担い手について、研究の促進をもたらすものであった。またこれまで注目されていなかったマーブル文様の西方トンボ珠を調査し、その重要性を発見できたことは、この担い手や対外交流の分析において、非常に重要な成果であった。次に楽浪郡のガラス製品の研究については、楽浪土城と楽浪古墳から出土しているガラス製品の集成を行い、また東京大学考古学研究室が所蔵している楽浪郡出土ガラス製品の、その全点についてその組成の化学分析を行った。なお化学分析については、東京理科大学の中井研究室との共同作業で行った。楽浪遺跡のガラス製品の集成からは、楽浪郡の中においても多層的な使用状況および流通状況があったことが、漠然と浮き上がる結果が導き出された。また化学分析では大きな成果が得られた。すでにガラス珠類およびガラス装飾品の種類の多彩さについては、本研究者が博士論文で指摘していたが、ガラスの化学分析はその多彩さを組成上も示す結果となった。さらにその化学組成は、楽浪と中国南方や東南アジアとの想像されるつながりを示すものでもあり、紀元前後から続く古代アジアの広範囲な交流を明らかにする重要な手がかりを入手できた、といえよう。古代アジアのガラス小珠からみる汎アジア的交流の研究についてであるが、現在古墳時代の遺跡および朝鮮半島の原三国時代の遺跡から出土したガラス小珠の集成を行っている最中である。楽浪郡のガラス製品の研究については、前年度の組成分析結果と対照しつつ、今年度は出土品全点の詳細な実見調査を行った。形態や製作技法、そして化学組成から総合的に検討したことにより、漢代から晋代の中国におけるガラス製品の製作の多彩さや、製作地が複数ある状況、またそれらの製品の流通が盛んに行われていた様相が明らかとなる結果を得た。ガラス製品は楽浪と他地域、すなわち中国中原や中国南部、そして東南アジアとのつながりをし、また一方で楽浪と朝鮮南部・日本とのつながりを示している。紀元前後から続く古代アジアの広範囲な交流の活発な様相を、楽浪のガラス製品を通じて、かなり明確に示すことが出来たと考えている。そして27年9月にスイスのフリブールで行われた国際ガラス史学会で、この内容を反映した発表を行うことができた。また英文の論文を執筆し、国際ガラス史学会の学会誌に掲載受理されている。また化学分析の部分については、すでに国内の雑誌において論文を掲載した。さらに博士論文を4月頭に出版したが、その中に、この楽浪の遺物に関する新たな知見も織り込むことが出来た。古墳時代及び魏晋南北朝併行期の搬入ガラス製品の分析と東西交流に関する研究については、前年度に引き続き、古墳時代から出土した日本のトンボ珠の集成と分類を行い、またそれらトンボ珠について実見を進めている。特に今年度実見した中では、網目状文様の装飾珠について重要な知見を得られ、ユーラシア大陸の東西の交渉の解明に重要な手がかりを得たと考えている。ガラス小珠の様相の研究については、朝鮮半島の小珠についての集成を進めた結果、これまでほとんど明確にされていなかった色調の特徴が、少しずつ明らかになってきた。

この色調について日朝の小珠の様相も比較検討しているが、その共通性と違いが非常に興味深くあらわれており、当時の日朝各地の流通の様相が反映されていると考えている。楽浪のガラス製品の研究は、化学分析と遺物自体の詳細な検討を通じ、古代における汎アジア的な様相を明らかにすることが出来た。さらに国際ガラス史学会という、権威ある国際学会でこの研究を織り込んだ発表を行った。古代東アジアにおけるガラス製品流通の様相と、さらに東方からみた、ガラス製品を通じた東西交流の分析という、これまでにない発表は、多数の学者の興味をひきつけたと考えている。また、搬入ガラス製品の分析と東西交流に関する研究については、トンボ珠の実見を進めた結果、網目状文珠という、これまで注目されず、また搬入品か否かも不明であった珠について、予想外の非常に興味深い知見を得られた。詳細に実見した結果、搬入品であり、かつ東西交渉解明に重要な情報を与える珠であることがわかったのである。その製作技法の特徴は、同時期の西方のガラス器装飾と関係すると思われ、現在西方のトンボ珠やガラス器との比較検討を行っているところである。その製作地や搬入ルートは他のタイプの装飾珠と異なる可能性が高く、ユーラシア大陸の東西の交渉の解明において、非常に興味深い一助となると考えている。一方、搬入品と日本列島製両方の可能性のある斑点文トンボ珠は、搬入品であれば朝鮮半島三国製であると考えられるが、これまではある珠が搬入品か否かという判断は難しいとされ、その区別はあいまいであった。今回、朝鮮三国時代の斑点文トンボ珠を韓国の博物館にて観察し、一方国内でも多数の斑点文トンボ珠を観察した結果、いくつかの特徴から、搬入品と列島製を分けることが可能であるという結論に至った。また多数の国内の斑点文トンボ珠の観察から、これまでに指摘されていない製作技法を想定するに至った。今後、古墳時代におけるガラス製作及び、その技術の対外交流(ひいてはその裏にある人々の交流)について、さらなる解明が進展することは確実であると考えている。古墳時代及び魏晋南北朝併行期の搬入ガラス製品の分析と東西交流に関する研究について、日本及び韓国の遺物の実見を進めた。いずれも実見することにより、図版や写真からだけではわからない様々な特徴を観察することができ、その製作技法についても、新たな知見を得ることができた。対応する西方の珠を明らかにした結果、いずれも製作地を異にしており、その東アジアへの搬入ルートは判明していない。また詳細な製作地も不明である。今後もその製作地及び日本への搬入ルートについてさらに研究を進めたいと考えている。また朝鮮半島の装飾珠を集成・資料調査を行う中で、雁木珠タイプは朝鮮・日本双方から出土している一方、モザイク珠や網目文珠はごく一例を除き日本からの出土のみであることが明らかとなった。これまで装飾珠は朝鮮半島とのつながりの中でその搬入が想定されていたが、あらためて東アジアから古墳時代社会への入手ルートを検討する必要があることが明らかとなった。古墳時代において最も類例の多い斑点文珠についても多数実見を行った。
非侵襲的な肺内送達量評価に基づくテーラーメイド型抗癌剤粉末吸入療法の確立

本研究では、肺内送達量を簡便かつ非侵襲的に評価可能な近赤外蛍光ラベル化抗癌剤粉末吸入製剤の開発を進め、肺内送達量評価としての妥当性とともに癌治療効果との相関性について検討した。調製した製剤をマウス肺内に投与したところ、近赤外蛍光イメージングによる肺内送達量評価とその直後に摘出した肺での抗癌剤分布量評価との間に有意な相関性が得られ肺内送達量評価の妥当性を確認するとともに、肺内送達量評価と癌治療効果との間にも有意な相関性が得られた。本年度は吸入特性に優れるとともに非侵襲的な肺内送達量評価を可能とする近赤外蛍光ラベル化抗癌剤粉末吸入製剤の開発のため、調製条件の最適化を行うとともに、マウス肺内投与後の肺内送達量ならびに抗癌剤の組織分布についてin vivoイメージングシステムにより評価した。賦形剤としてマンニトール、分散補助剤としてロイシン(Leu)、近赤外蛍光ラベル剤としてインドシアニングリーン(ICG)、抗癌剤としてドキソルビシン(DOX)を含む近赤外蛍光ラベル化抗癌剤粉末吸入製剤を噴霧急速凍結乾燥法により調製した。走査型電子顕微鏡観察から調製した粉末製剤は多孔性に優れた直径約2030μmの球状微粒子であることを確認した。カスケードインパクターによる吸入特性評価からLeuの添加量依存的に粉末製剤の分散性および肺送達性が顕著に向上し、Leuの添加量が20%(w/w)の際に最も優れた吸入特性が得られた。またin vitro抗癌活性評価より調製後の粉末製剤においても調製前と同等の抗癌活性が保持されていることが明らかとなった。肺内投与後の個々のマウスにおけるICGおよびDOXの体内動態評価について、in vivo肺内送達量評価(ICG)とex vivo肺内分布量評価(ICGおよびDOX)の3者間でそれぞれ有意な相関が認められたことから、ICG由来の蛍光検出によるin vivo肺内送達量評価によって肺内DOX送達量を厳密に評価できることが確認された。また調製した粉末製剤は同組成の溶液製剤と同様の体内分布を示すことが明らかとなった。以上、Leuの添加量を最適化することで吸入特性に優れた近赤外蛍光ラベル化抗癌剤粉末吸入製剤の開発に成功するとともに、in vivo近赤外蛍光イメージングによる肺内送達量評価の有用性を明確にすることができた。本年度は前年度に最適化した近赤外蛍光ラベル化抗癌剤粉末吸入製剤を用いて、マウス肺内投与後の抗癌剤の体内動態を解析するとともに、in vivo近赤外蛍光イメージングによる肺内送達量評価とその後の癌治療効果ならびに毒性との相関性について検討した。また粉末製剤肺内到達後の抗癌剤の膜透過性を反映するin vitro評価系として気-液界面培養評価系を作成し、当研究室が開発した簡易分散添加デバイスと組み合わせて粉末製剤分散添加後の抗癌剤の膜透過性を評価した。抗癌剤として用いたドキソルビシン(DOX)の粉末製剤肺内投与後の体内動態について、投与後初期では静脈内投与よりも高濃度の肺内分布が認められる一方、時間経過に伴い全身へと移行し、肺以外の組織についてはほぼ静脈内投与と同様の分布を示した。肺転移癌モデルマウスを用いた癌治療評価において、粉末製剤の投与回数増加に伴い、癌治療効果の増強が認められた。また近赤外蛍光ラベル剤として用いたインドシアニングリーン(ICG)由来の肺内蛍光強度も投与回数増加に伴い増大し、肺内送達量評価と癌治療効果の間に相関傾向が認められた。一方、体重変化および血液マーカーについては投与回数ならびに肺内送達量による大きな変動は認められず、高い安全性が確認できた。ヒト気道上皮癌(Calu-3)細胞を用いて作成した気-液界面培養評価系による膜透過性評価で、粉末製剤添加群は同組成溶液添加群よりも高いDOXの膜透過性を示した。これは粉末製剤が上皮細胞膜上の少量の水分で溶解した後に生じる高濃度曝露によるものと考えられる。以上、テーラーメイド型抗癌剤粉末吸入療法の確立に向けた本研究の成果として、更なる改善は必要であるものの近赤外蛍光ラベル化による非侵襲性肺内送達量評価の有用性を見出すとともに、抗癌剤粉末吸入製剤が肺に到達した後の抗癌剤の特徴的な吸収性ならびに組織分布について有益な情報を提供するものと考えられる。
植物ぺルオキシソーム新規機能の網羅的解析

植物におけるペルオキシソームの新規機能を明らかにするため、ペルオキシソームタンパク質のトランスクリプトーム解析とプロテオーム解析を行った。その結果、根の組織ではペルオキシソームがポリアミンの異化に関与していることが判明した。また、葉、茎の上皮細胞におけるペルオキシソームはワックス合成に関与することが明らかとなった。ペルオキシソーム形成因子の抑制変異株の解析から、ペルオキシソームが植物の生殖過程に重要な機能を果たしていることが明らかとなった。植物ペルオキシソームの新規機能を明らかにするため、植物各組織で発現するペルオキシソームタンパク質遺伝子のトランスクリプトーム解析を行い、ポリアミンオキシターゼ遺伝子AtPA04がペルオキシソーム酵素遺伝子として根組織で特異的に発現していることを明らかにした。大腸菌で発現させたAtPA04タンパク質はスペルミンからスペルミジンへの変換を触媒することが明らかになった。AtPA04遺伝子破壊株や抑制株において、スペルミジンの含量が減少しているのに対し、スペルミンの含量が増大していた。このことからAtPA04は根組織のペルオキシソーム酵素としてポリアミンの異化に関わっていることが示唆された。また、AtPA04欠損株のトランスクリプトーム解析から、ポリアミン異化が乾燥ストレスやフラビンの合成に関与していることが明らかとなった。植物の各組織におけるペルオキシソームの役割を明らかにするため、ペルオキシソーム形成因子抑制変異株を作成した。22種類のペルオキシソーム形成因子抑制変異株(Pex1,2,3-1,3-2,4,5,6,7,10,11a,11b,11c,11d,11e,12,13,14,16,17,19-1,19-2,22)の解析から、植物体の形態に変化を生じたものを選別した。Pex10抑制変異株は葉の黄化や花器官の融合がみられることが判明しこれらの形態変化を引き起こすペルオキシソームの役割を解析している。植物ペルオキシソームの新規機能を明らかにするために、機能未知のペルオキシソームタンパク質を網羅的に同定することを目指し、発芽大豆芽ばえ種子から高純度のペルオキシソーム単離法を確立した。この方法はPerco11及びiodixano1の密度勾配遠心を利用するもので、単離したペルオキシソーム画分には、各オルガネラ指標タンパク質が検出されないことから、他オルガネラの混入は検出限界以下であった。単離したペルオキシソーム画分を2次元のポリアクリルミドアミド電気泳動によって分離し単離したタンパク質のペプチドマスフィンガープリントを行い、ペプチドの質量分析により92個のタンパク質を同定し、更なる解析により30個のペルオキシソームタンパク質を同定した。これらのペルオキシソームタンパク質には脂質酸β-酸化系、光呼吸、ストレス耐性、トランスポーター等とともに、機能未知のタンパク質が含まれており、その解析を進めることにより、植物ペルオキシソームの新規機能を明らかにしょうとしている。一方、植物の各組織におけるペルオキシソームの役割を明らかにするため、組織特異的に植物の形態異常が生じるペルオキシソーム形成因子制御変異株Pex10の解析を行った。Pex10制御変異株では葉の黄化や花器官の融合がみられるが、この現象はPex10抑制変異株ではワックスの合成が抑制されていることにより生じていることが判明し、ペルオキシソームがワックス合成に関与していることが初めて明らかとなった。Pex10の抑制がワックス合成にどのように関与しているかは今後に残された研究課題である。ペルオキシソーム形態不全変異株の解析からペルオキシソームのタンパク質輸送に関与する新たなペルオキシソーム形成因子apm9を同定した。APM9はペルオキシソーム膜に局在し、他のペルオキシソーム形成因子のPex6と結合することにより、Pex1-Pex6複合体をペルオキシソームにつなぎとめる役割を果たしていることが判明した。この遺伝子の欠損は致死となり、植物の生育に必須な機能を担っている。Apm9は同様な働きをするタンパク質である動物のPex26や酵母のPex15pとはアミノ酸配列における相同性が低く、植物特異的なペルオキシソーム形成因子であることが判明した。このapm9の抑制変異株の解析から、apm9遺伝子は植物の生殖過程に大きな影響を与えることが判明し、植物生殖過程におけるペルオキシソームの新たな役割が類推されている。現在、その機能解析研究に従事している。ペルオキシソーム形態不全変異株の中からペルオキシソームが巨大化するapm3の解析を行い、その原因遺伝子はペルオキシソーム膜タンパク質38であることを明らかにした。私達は既にペルオキシソームの分裂欠損変異株apm1を同定しており、変異株のペルオキシソームは分裂できず細長い管状の形態を示す。今回得られたapm3とapm1とかけあわせしたapm1,3二重変異株は、ほとんどのペルオキシソームが巨大化してapm3の表現型を示したことから、APM3はペルオキシソームの分裂に先立つ過程で機能していることが推測された。

apm3はミトコンドリアキャリーファミリーのタンパク質に属しており、代謝物の輸送に関与している可能性があるが、ATP,ADP等ではその輸送活性は証明されなかった。apm3及びapm1,3二重変異株の表現型の詳細を解析しており、ペルオキシソームの増殖と表現型の関連を調べている。
Border Pedagogyの理論を用いた主権者教育プログラムの構築

本研究の目的は、主権者教育推進のため、生徒の政治に対する関心や多面的思考力の向上を図る授業プログラムを作成することである。本研究の特色は、Border pedagogyという理論を土台としているところである。Borderpedagogyは、多文化社会である米国において民主的な社会を実現するために発展してきた理論である。本研究では、まず生徒の実態を把握するために政治参加に関するアンケート調査を行った。また、Border pedagogyの理論と実践について先行研究や資料を収集し、それをもとに主権者教育に資する事項を析出した。その結果、以下の3点が挙げられた。1生徒の政治的関心は高かったが、投票に行こうと思う理由は投票によって政治を良くしたいというよりも、権利だから行使するという意識が高いことがわかった。また少子高齢化が進む日本では、選挙の際に高齢者に対して若者が不利になることも指摘されており、生徒は自分の一票の価値に疑問を持っている。より積極的な政治参加を促すために、政治家と高校生、高齢者と若者など、多様な立場や考えに対する相互理解と批判的検討を経て共通の価値を創造しようとするBorder pedagogyは有効であると思われた。2生徒が最も活用すると思う情報源はテレビとインターネットであった。情報を鵜呑みにせず、批判的に見たり考えたりする力が求められるが、Border pedagogyは多面的学習により批判的思考力を高めると言われている。3Borderpedagogyの研究者であるCashmanの研究(2013)では、外国について学ぶことにより自国について理解を深めることが明らかにされている。日本の政治的課題だけではなく、海外の政治的課題についても理解し、日本との関連を考察する力も求められる。今後は、以上3点を踏まえ、多くの学校で実践可能な主権者教育プログラムを作成していく。
ラドン・トロン子孫核種の測定法開発及び線量評価

自然放射線源による被ばく線量のうち、ラドンによる被ばくはかなりの割合を占めることは世界共通の認識である。とりわけ屋内環境のラドンに関しては、制御可能な線源として考えられており、欧米ではラドン濃度に関して規制値が設定されている。しかしながら被ばくの直接の原因となるのはラドンではなく、ラドンが壊変してできるラドン子孫核種(固体粒子として存在)である。すなわち、ラドンガスを吸入しても大部分が即座に呼気で排出されるのに対して、固体粒子は吸入するとかなりの割合で呼吸気道に沈着するためである。また、ラドンと同様に環境中に存在しているトロンに関しては、今まであまり知見がなかった。トロンに関しても、トロンガスそのものよりもトロン子孫核種濃度が被ばく評価にとって重要である。このようにラドン・トロン子孫核種は、被ばくの直接の原因となる物質であるものの、それらを直接測定することはラドン・トロンの測定に比べて技術的に難しかった。昨年度までの研究で、ラドン・トロン子孫核種の簡易測定法の開発をほぼ終了した。この測定法はパッシブ型と呼ばれ、測定中は測定器を設置(放置)しておくだけで良く、電力などを必要としない。数か月の設置期間が終了後に測定器を分析することによって、設置期間中の平均的なラドン・トロン子孫核種濃度を評価可能である。本年度は研究の最終年度であることから、調査結果のとりまとめ及び結果の公表に重点をおいて研究を実施した。具体的には、ハンガリーにおけるラドン・トロン子孫核種測定データ、及び関連する環境因子などのデータを取りまとめ、さらにはラドン・トロン(子孫核種)に起因する線量評価のとりまとめも行った。この結果、原著論文2報、及び学会発表4件を行うことができた。当初の目的は、ラドン・トロン子孫核種測定法の開発とその応用による高精度な線量評価であった。測定法はほぼ開発が終了し、いくつかの場所で実際に測定・線量評価を実施しており、おおむね順調に進展していると言える。本研究課題で開発したラドン・トロン子孫核種の簡易測定法(測定器)の開発はほぼ終了し、いくつかの地域で測定器の実地運用も実施している。今後はより多くの地域に本測定法を適用し、線量評価を行っていきたいと考えている。本研究において平成21年度は、約4ヶ月という短期の研究期間であったが、2ヶ所の高ラドン地域(群馬県及び広島県)におけるラドン濃度・ラドン子孫核種濃度等の予備調査を行うとともに、トロン子孫核種の測定法について検討を行った。小型でラドン・トロン子孫核種の両方を測定できる装置を検討中である。さらには、今までに本外国人特別研究員が取得した関連データ(ラドン、トロン、及びそれらの子孫核種)を整理し、論文としてまとめた。これらは。平成22年度に学会発表、及び論文投稿を行う予定である。本研究においては、ラドン・トロンの子孫核種を直接測定する方法を開発することを目的としている。平成22年度は、トロン子孫核種の測定法について検討を行い、小型でラドン・トロン子孫核種の両方を測定できる装置を試作した。また試作した装置、及び従来から使用していたラドン・トロン測定器をハンガリーのマンガン鉱山や職場環境に設置し、測定を行った。さらに、それらの測定結果に基づいて線量評価を行い、線量評価の不確かさに関しても検討を行った。これらの内容に関連して、平成22年度中に学会発表7件、論文発表4件の成果発表を行うことができた。

とりわけ屋内環境のラドンに関しては、制御可能な線源として考えられており、欧米ではラドン濃度に関して規制値が設定されている。しかしながら被ばくの直接の原因となるのはラドンではなく、ラドンが壊変してできるラドン子孫核種(固体粒子として存在)である。すなわち、ラドンガスを吸入しても大部分が即座に呼気で排出されるのに対して、固体粒子は吸入するとかなりの割合で呼吸気道に沈着するためである。また、ラドンと同様に環境中に存在しているトロンに関しては、今まであまり知見がなかった。トロンに関しても、トロンガスそのものよりもトロン子孫核種濃度が被ばく評価にとって重要である。このようにラドン・トロン子孫核種は、被ばくの直接の原因となる物質であるものの、それらを直接測定することはラドン・トロンの測定に比べて技術的に難しかった。昨年度までの研究で、ラドン・トロン子孫核種の簡易測定法の開発をほぼ終了した。この測定法はパッシブ型と呼ばれ、測定中は測定器を設置(放置)しておくだけで良く、電力などを必要としない。数か月の設置期間が終了後に測定器を分析することによって、設置期間中の平均的なラドン・トロン子孫核種濃度を評価可能である。本年度は研究の最終年度であることから、調査結果のとりまとめ及び結果の公表に重点をおいて研究を実施した。具体的には、ハンガリーにおけるラドン・トロン子孫核種測定データ、及び関連する環境因子などのデータを取りまとめ、さらにはラドン・トロン(子孫核種)に起因する線量評価のとりまとめも行った。この結果、原著論文2報、及び学会発表4件を行うことができた。当初の目的は、ラドン・トロン子孫核種測定法の開発とその応用による高精度な線量評価であった。測定法はほぼ開発が終了し、いくつかの場所で実際に測定・線量評価を実施しており、おおむね順調に進展していると言える。本研究課題で開発したラドン・トロン子孫核種の簡易測定法(測定器)の開発はほぼ終了し、いくつかの地域で測定器の実地運用も実施している。今後はより多くの地域に本測定法を適用し、線量評価を行っていきたいと考えている。
ミッドカインの動脈硬化発症への関与の解明

ヘパリン結合性成長因子ミッドカイン(MK)はPTN/HB-GAMと50%のホモロジーを有し、独立したファミリーを形成する。現在までにMKは神経の生存、分化、組織修復、発生、がんなどに深く関与していることが明らかになっている。今回我々は動脈硬化、あるいはコロナリーインターベンション後の再狭窄とMKとの関連を解明するためラット頚動脈障害モデル及びマウス頚動脈内膜肥厚モデルを作製し、解析を行った。ラット左頚動脈血管内皮を2F Fogarty balloonにて剥離し、障害後3時間、3日後、7日後、14日後に血管を採取した。MKの発現はRT-PCR、Competitive PCR、Western blot、免疫染色法にて評価した。マウス頚動脈内膜肥厚モデルは外頚動脈・内頚動脈分岐部近位側で結紮することにより作製し、MKノックアウトマウスと野性型マウスとの間で新生内膜の増殖の程度を比較した。さらに、MKノックアウトマウスにおいてMK(0.21mg/Kg/h)を頚動脈結紮後から浸透圧ポンプにより持続注入しヒトアルブミンおよび生理的食塩水を持続注入したMKノックアウトマウスを対照として頚動脈新生内膜肥厚の程度を比較した。その結果、ラットモデルにおいて、MK RNAの発現は7日後に約10倍に増加し、14日後ではやや弱くなったものの強い発現が持続していた。MK蛋白もMK RNAと同様な発現の時間経過を示した。免疫染色法では7日後と14日後の新生内膜に強いMKの発現を認めた。MKノックアウトマウスの新生内膜の増殖は野性型マウスに比べ著明に減少した。さらにMKの浸透圧ポンプによる持続注入によりMKノックアウトマウスでも野性型に近い新生内膜肥厚を認めた。これらの結果から、MKは血管障害により誘導される新生内膜の形成に必須の蛋白であることが示された。MKの動脈硬化発症への関与の解明ラット内頚動脈バルーン障害モデルにおいて新生内膜に特異的にMKの発現が認められ,平滑筋増殖にMKが関与している可能性があることを当補助金申請時に示した。その後我々は新生内膜形成時でのMKの機能を明らかにするためにMK遺伝子欠損マウス(MK-KO)と野生型マウス(wild)のそれぞれに対し血管狭窄モデルを作製し比較検討を行った。モデル作製後MK-KOの新生内膜形成はほとんど認められず、wildとの差は劇的であった。さらにMK蛋白の浸透圧ポンプによる持続注入によりMK-KOでもwildに近い新生内膜肥厚が認められた。また、MK-KOにおいて炎症性白血球の血管壁への浸潤がwildと比較して著明に抑制されていた.血管平滑筋、及びマクロファージの遊走能の評価をin vitroの実験で行ったがいずれもMK100ngIml添加にて遊走能が約2倍に増加した。・.以上よりMKは血管障害により誘導される新生内膜の形成に必須の蛋白であり、その機序・として障害初期からの血管平滑筋、マクロファージの血管壁内への/遊走、さらに中期以降の新生内膜内での平滑筋自己増殖に関与していることが示された。MK,PTNのダブルノックアウトマウスの作製現在PTNゲノムDNAのエクソンの一部をネオマイシン耐性遺伝子に置き換えたES細,胞由来のキメラマウスが生まれている段階であり、数ケ月後にはPTN遺伝子欠損マウス(PTN-KO)が得られる予定である.今後このPTN-KOについてもMK-KOと同様、多方面からの紐析を行い、さらにMK-KOとの交配によってダブルノックアウトマウスの作製を行う。ヘパリン結合性成長因子

ミッドカイン(MK)はPTN/HB-GAMと50%のホモロジーを有し、独立したファミリーを形成する。現在までにMKは神経の生存、分化、組織修復、発生、がんなどに深く関与していることが明らかになっている。今回我々は動脈硬化、あるいはコロナリーインターベンション後の再狭窄とMKとの関連を解明するためラット頚動脈障害モデル及びマウス頚動脈内膜肥厚モデルを作製し、解析を行った。ラット左頚動脈血管内皮を2F Fogarty balloonにて剥離し、障害後3時間、3日後、7日後、14日後に血管を採取した。MKの発現はRT-PCR、Competitive PCR、Western blot、免疫染色法にて評価した。マウス頚動脈内膜肥厚モデルは外頚動脈・内頚動脈分岐部近位側で結紮することにより作製し、MKノックアウトマウスと野生型マウスとの間で新生内膜の増殖の程度を比較した。さらに、MKノックアウトマウスにおいてMK(0.21mg/Kg/h)を頚動脈結紮後から浸透圧ポンプにより持続注入しヒトアルブミンおよび生理的食塩水を持続注入したMKノックアウトマウスを対照として頚動脈新生内膜肥厚の程度を比較した。その結果、ラットモデルにおいて、MK RNAの発現は7日後に約10倍に増加し、14日後ではやや弱くなったものの強い発現が持続していた。MK蛋白もMK RNAと同様な発現の時間経過を示した。免疫染色法では7日後と14日後の新生内膜に強いMKの発現を認めた。MKノックアウトマウスの新生内膜の増殖は野生型マウスに比べ著明に減少した。さらにMKの浸透圧ポンプによる持続注入によりMKノックアウトマウスでも野生型に近い新生内膜肥厚を認めた。これらの結果から、MKは血管障害により誘導される新生内膜の形成に必須の蛋白であることが示された。
癌細胞の転移、浸潤を制御するカルシウム透過性TRPVチャネルの解析

TRPVチャネルファミリーは、さまざまな癌細胞株に発現している。そのなかでTRPV2は、増殖因子刺激・GPCR刺激で細胞表面にトランス1コケーションし、細胞内の持続的カルシウム上昇を起こす。このチャンネルは、細胞の接着斑にあり、癌細胞の細胞運動・浸潤を制御していると考えられる。そこで、さらにTRPV2チャネルの癌細胞における制御機構を解析することにより、癌の新規の応用治療の可能性が示唆される。種々の細胞株におけるTRPVチャネルファミリー(Vl-V6まである)発現を検討により乳癌,肝臓癌,膵臓癌,子宮癌,卵巣癌,肺癌,大腸癌,メラノーマ,白血病などのさまぎま癌緬胞株におけるTRPVチャネルファミリーの発現をRT-PCR法で検討を行いTRPVファミリーのサブタイプの発現を検討確認をした。さらにそれらTRPV1-6のチャネル遺伝子をクローニングしてアデノ,レトロ,レンチウィルスベクターに組み込んで,TRPVチャネルファミリーの強制発現ウィルスベクターを作製した。TRPV2に関しては,さらにTRPV2の機能を阻害するためにアデノ,レトロ,レンチウィルスベクターによるノック、ダウン、コンストラクトを作製し,TRPV2を恒常的に発現を抑制したマクロファージ細胞株とヒト繊維肉腫細胞株を作製して検討した。マクロファージにおいてTRPV2をノックダウンするとフォーカル、アドヒージョンにおけるカルシウムのホメオスターシスの障害をきたし,フォーカル、アドヒージョンのターン、オーバーが阻害されることを見いだした。またヒトの繊維肉腫でノックダウンするとストレス、ファイバーとコーチカルアクチンの形成が阻害され,細胞の接着能と細胞運動能が障害されることを見いだした。つまり接着斑などの細胞接着機構ほ,局所のカルシウムによりその接着機能が制御されている。その局所の細胞内力ルシウムをTRPV2が調節している可能性が示唆される。さらに,その他にyeast-two hybride法によりTRPV2と共役する遺伝子群を新規に見いだして,その遺伝子とTRPV2との関連性につて解析を進めている。また最近では,マクロファージにおいて,リポポリサッカライド(LPS)刺激やPKAの活性化によりTRPV2の細胞膜への発現の元進を見いだしていおり,さらに検討を推進している。マクロファージでTRPV2は血清・fMLPなどの刺激によりPI-3キナーゼ依存的に細胞膜に移行し、持続的な細胞内カルシウムの上昇を生じる。細胞膜上のTRPV2局在を検討すると、TRPV2はfocalcomplexの特殊な形態であるポドソーム周辺に集積する。ポドゾームは細胞接着・遊走に重要な構造であるが、そこにはRho,Rac,Cdc42などの低分子量G蛋白、gelsolinなどのアクチン制御因子、Pyk2、Srcなどのキナーゼなどが集積しTRPV2と共局在している。細胞膜直下のカルシウム濃度をモニターすると、ポドゾーム周辺でカルシウム濃度が大きく増加している。ruthenium redの投与・TRPV2ノック・ダウンによりポドゾーム近傍のカルシウム増加が消失する。カルシウムによりPyk2の活性化が起こるが、pyk2の活性化はTRPV2のノック・ダウンにより抑制される。さらに、またTRPV2のノック・ダウンによりポドゾームの数は大きく増加する。一方、pyk2のdominant-negative変異体を導入するとポドゾームの数は大きく増加した。逆にionomycin投与によりカルシウム流入を増加させるとポドゾーム数は激減する。TRPV2のポドソーム局在は、カルシウム流入増加・pyk2活性化を介してポドゾームのターンオーバーを制御し、これがマクロァージの接着、細胞運動に重要であると考えられる。
乱流予混合火炎の火炎構造に与える火炎面の形状と非定常挙動の影響

1.研究調査複数のPLIF装置による同時計測や乱流燃焼モデルの構築に関する国内外の最新の成果について調査した.2.燃焼実験の実施火炎の瞬間二次元計測を行うシステムを構成し,現有の燃焼器を改良して,ブンゼンバーナ型燃焼器および旋回流燃焼器による実験を実施した.また,得られた測定画像から火炎面の非定常挙動と火炎構造の関係を解明するためのプログラムを作成した.火炎面の瞬間の移動速度が火炎面形状と火炎構造の関係に与える効果について検討した.特に,OH-HCHO同時PLIF法による乱流予混合火炎の可視化と火炎構造の解明を行った.3.乱流燃焼モデルに関する数値計算の実施「各種燃焼場の数値シミュレーション装置」を整備し,これを用いて,乱流燃焼モデルの構築を目指した数値計算コードによる計算を実施し,データ解析を行った.特に,ルイス数を操作した非定常対向流予混合火炎における火炎構造の検討や,メタン-空気対向流予混合双子火炎の火炎構造に与える当量比および火炎伸長の影響に関するルイス数を操作による検討を行った.4.乱流燃焼モデルによる数値計算結果の燃焼実験による検証数値計算結果と実験結果を比較検討して,構築した乱流燃焼モデルを検証し,この燃焼モデルの妥当性について検討した.5.研究の総括と結果の発表得られた研究成果について総括し,結果を国内学会および国際会議で発表した.また,国内の著名な学術雑誌に投稿し,一部は既に掲載された.1.研究調査複数のPLIF装置による同時計測や乱流燃焼モデルの構築に関する国内外の最新の成果について調査した.2.燃焼実験の実施火炎の瞬間二次元計測を行うシステムを構成し,現有の燃焼器を改良して,ブンゼンバーナ型燃焼器および旋回流燃焼器による実験を実施した.また,得られた測定画像から火炎面の非定常挙動と火炎構造の関係を解明するためのプログラムを作成した.火炎面の瞬間の移動速度が火炎面形状と火炎構造の関係に与える効果について検討した.特に,OH-HCHO同時PLIF法による乱流予混合火炎の可視化と火炎構造の解明を行った.3.乱流燃焼モデルに関する数値計算の実施「各種燃焼場の数値シミュレーション装置」を整備し,これを用いて,乱流燃焼モデルの構築を目指した数値計算コードによる計算を実施し,データ解析を行った.特に,ルイス数を操作した非定常対向流予混合火炎における火炎構造の検討や,メタン-空気対向流予混合双子火炎の火炎構造に与える当量比および火炎伸長の影響に関するルイス数を操作による検討を行った.4.乱流燃焼モデルによる数値計算結果の燃焼実験による検証数値計算結果と実験結果を比較検討して,構築した乱流燃焼モデルを検証し,この燃焼モデルの妥当性について検討した.5.研究の総括と結果の発表得られた研究成果について総括し,結果を国内学会および国際会議で発表した.また,国内の著名な学術雑誌に投稿し,一部は既に掲載された.乱流予混合火炎の火炎構造に与える火炎面の形状と非定常挙動の影響について以下の研究を行った。1.研究調査複数のPLIF装置による同時計測や乱流燃焼モデルの構築に関する国内外の最新の成果について調査した.2.燃焼実験の計画と実施現有のレーザ装置と購入した固体粒子発生器により,火炎の瞬間二次元計測を行うシステムを構成し,現有の燃焼器を改良して実験を実施した.また,得られた測定画像から火炎面の非定常挙動と火炎構造の関係を解明するためのプログラムを作成した.3.乱流燃焼モデルの構築と数値計算の計画「拡張Laminar Flamelet Model」に基づく新しい乱流燃焼モデルを構築し,実験結果に基づき改良を加え,独自開発の数値計算コードに組み込んだ.一方,数値計算装置を本研究用に整備した.(1)乱流燃焼モデルの提案乱流燃焼モデルに関する調査結果に従い,研究代表者らが乱流拡散火炎に対して乱流燃焼場の解析モデルとして提案した「拡張Laminar Flamelet Model」に基づく組み合せ法を発展させ,適切な再結合パラメータについて検討し,乱流予混合火炎に対する組み合せ法を構築した.(2)乱流燃焼モデルの改良提案された乱流燃焼モデルに対して,燃焼場の瞬間二次元同時計測による実験結果に基づき改良を加えた.特に,火炎面の瞬間の伝播挙動が,火炎面形状(曲率の正負と大きさ等)と火炎構造(化学種の濃度分布,反応帯厚さ等)の関係に与える効果について検討した.(3)数値計算コードへの乱流燃焼モデルの組込み改良された乱流燃焼モデルを独自に開発した数値計算コードへ組み込んだ.また,この乱流燃焼モデルを組み込まれた計算コードについて,アルゴリズムの正確さやプログラムのバグの有無を調べた.(4)数値計算装置の整備現有の「各種燃焼場の数値シミュレーション装置」と購入した数値解析用コンピュータにより,本研究での使用のための整備を行った.乱流火炎における火炎構造に与える火炎面の形状やその非定常挙動の影響について以下の研究を行った.1.燃焼実験の実施ブンゼンバーナ型燃焼器および旋回流燃焼器による本格的な実験を行い,火炎面の瞬間の移動速度が火炎面形状と火炎構造の関係に与える効果について検討した.特に,OH-HCHO同時PLIF法による乱流予混合火炎の可視化と火炎構造の解明を行った.2.乱流燃焼モデルに関する数値計算の実施前年度に整備された「各種燃焼場の数値シミュレーション装置」を用いて,乱流燃焼モデルの構築を目指した数値計算コードによる計算を実施し,データ解析を行った.

特に,ルイス数を操作した非定常対向流予混合火炎における火炎構造の検討や,メタン-空気対向流予混合双子火炎の火炎構造に与える当量比および火炎伸長の影響に関するルイス数を操作による検討を行った.3.乱流燃焼モデルによる数値計算結果の燃焼実験による検証数値計算結果と実験結果を比較検討して,構築した乱流燃焼モデルを検証し,この燃焼モデルの妥当性について検討した.4.研究の総括と結果の発表得られた研究成果について総括し,結果を国内学会および国際会議で発表した.また,国内の著名な学術雑誌に投稿し,一部は既に掲載された.
精神科事前指示の活用による自己決定権を尊重した精神科医療のあり方に関する研究

患者の同意判断能力が欠如している場合でも自律性を尊重した精神科医療を実践するための方法として「精神科事前指示(Psychiatric Advance Directives;以下PADs)」がある。本研究ではPADsを実臨床で使用し、本邦でのPADsの普及可能性を検討した。PADs作成を勧めた患者のうち62.0%がPADsを作成し、今後の医療における権利擁護や医療サービス向上に寄与しうるものとして肯定的に捉えており、本邦においてもPADsを普及させることができる可能性が示唆された。一方で作成に心理的な抵抗を示す人も多くみられ、本人のニーズに沿った作成方法を選択できる工夫が必要であると考えられた。本研究では、精神科事前指示(psychiatric advance directives; PADs)の臨床場面での有用性および作成による患者の自律性尊重に対するスタッフの認識の変化を検討することにより、精神科医療の質向上に資するPADsのあり方を明らかにすることを目的とする。研究協力病院である安積保養園あさかホスピタルに入院中の患者のうち、入院時の入院形態が医療保護入院または措置入院であった者が、概ね2週間以内の退院が見込まれる状態となった際に、研究の主旨について説明し、書面にて同意を得られた者を対象として、担当のPSWの援助によりPADsを作成した。平成27年度は、35名がPADsを作成した。代理人指示については家族が代理人となることを希望する人が大半であり、家族が複数いる場合は1人に限定せず複数を指名する傾向があった。家族以外では、デイケアスタッフ、訪問看護師が挙げられた。治療内容についてはスタッフに任せる傾向が認められ、本人の意思で治療を選択してもらうためには十分な心理教育が必要であった。PADsを作成することについては、自分の意思を尊重してもらえているという概ね肯定的な評価が得られている。PADs作成を援助したスタッフは、作成の際に本人の意思を引き出すことの難しさが指摘されている。今後事例を蓄積し、再入院の際のPADs使用状況を含め検討する予定である。当初想定していたよりもPADs作成を希望する人が少なく、研究対象者が予定数に達していない。本研究では、精神科事前指示(psychiatric advance directives; PADs)の臨床場面での有用性および作成による患者の自律性尊重に対するスタッフの認識の変化を検討することにより、精神科医療の質向上に資するPADsのあり方を明らかにすることを目的としている。対象は、研究協力病院である安積保養園あさかホスピタルに非自発的に入院中(医療保護入院もしくは措置入院中)であり、概ね2週間以内の退院が見込まれる状態となった患者である。対象者にPADs作成の主旨を説明し、PADs作成を希望した場合には担当精神保健福祉士の援助によりPADsを作成した。対象者100名中62名がPADs作成を希望した。作成希望者は、作成を希望しなかった38名と比較して入院経験のある者が有意に多く、過去の入院時に自らの権利が尊重されなかったと考える者が多いことが示唆された。代理人指示については複数名を指定する者が多かった。入院中に電気けいれん療法を受けた3名は、今後も必要時は同様の治療を受けたいと希望したが、薬物療法については、自ら薬剤名を挙げて希望する者はなく、「主治医に任せる」との意見が多かった。研究協力病院においては、入院者全員に対して心理教育が実施されているものの、主体的に治療を選択することには困難が伴うものと考えられ、治療に治療に関する情報提供のあり方を検討する必要があると考えられた。再入院となった1名については、入院時にPADsを持参し、PADsに基づく治療を希望した。今後さらに再入院となった際のPADsの活用状況につき検討する予定である。研究対象者はほぼ予定数に達した。患者の同意判断能力が欠如している場合でも自律性を尊重した精神科医療を実践するための方法として「精神科事前指示(Psychiatric Advance Directives;以下PADs)」が知られている。今回、我々はPADsの実臨床での使用を開始し、患者からの意見をもとに本邦でのPADsの普及可能性を検討した。【対象および方法】平成27年1月から平成28年12月までに、研究協力病院に非自発的入院をした患者95名(男性43名、女性52名)を対象とした。未成年者、MMSE21点以下の者、IQ60以下の者、人格障害の患者は除外した。十分な説明ののち、同意が得られた者に対し主に精神保健福祉士の援助のもと退院前にPADsを作成した。対象者の診断はF2群48名、F3群39名、その他8名であった。95名中59名(62.1%)が作成に同意し。作成した患者のうち39名(66.1%)はPADsが権利擁護や医療サービスの向上に寄与しうると答えた。一方で望まなかった理由では「個人的なことを知られたくないから」「病院に自分の考えていることを残したくないから」と情報の保全を理由としたものと、「事前指示制度の理解が難しいから」と難しさを理由としたものがそれぞれ10名(27.8%)で最多であった。PADsを作成した人は、概ね、今後の医療における権利擁護や医療サービスの向上に寄与しうるものとして肯定的に捉えていた。先行研究では援助付PADsを完成させた人は61%であり、本邦においてもPADsを普及させることができる可能性が示唆された。

一方で治療を受けている医療機関の職員に自分の希望を知られることに抵抗を示す人も多くみられ、援助者の選択を含め本人のニーズに沿った作成方法を選択できる工夫が必要だと考えられた。患者の同意判断能力が欠如している場合でも自律性を尊重した精神科医療を実践するための方法として「精神科事前指示(Psychiatric Advance Directives;以下PADs)」がある。本研究ではPADsを実臨床で使用し、本邦でのPADsの普及可能性を検討した。PADs作成を勧めた患者のうち62.0%がPADsを作成し、今後の医療における権利擁護や医療サービス向上に寄与しうるものとして肯定的に捉えており、本邦においてもPADsを普及させることができる可能性が示唆された。一方で作成に心理的な抵抗を示す人も多くみられ、本人のニーズに沿った作成方法を選択できる工夫が必要であると考えられた。平成28年度は研究対象者のリクルート期間を延長し、目標数の100例を目指す。作成されたPADsの内容分析、再入院時の使用方法、スタッフの意識の変化について引き続き検討する。平成29年度は、作成されたPADsの内容分析、再入院の活用方法、スタッフの意識の変化について引き続き検討する。臨床精神医学
消散構造を持つ非線形波動方程式の解の大域挙動

(1)空間遠方で増大する摩擦項をもつ非線形消散型波動方程式に対し,小さな初期値に対する時間大域解の存在・非存在の境目となる臨界指数を決定する問題を考察した.西原健二氏,側島基宏氏との共同研究のもと,摩擦項の係数の空間遠方増大度と臨界指数の関係を明らかにした.(2)時間変数に依存する摩擦項をもつ非線形消散型波動方程式に対し,一般的な係数の条件のもとで解の最大存在時間の上下からの最良な評価を与えた.池田正弘氏,側島基宏氏と共同で,特に摩擦が効果的な場合とoverdampingの場合の境目のケースに対して,摩擦が強くなるに従い最大存在時間も大きくなるという結果を得た(国際誌に投稿中)(3)線形消散型波動方程式に対して,Strichartz評価とよばれる解の時空間評価について研究を行なった.戍亥隆恭氏との共同研究で,許容指数対が端点の場合となる端点Strichartz評価を示した.さらに端点Strichartz評価の応用として,エネルギー臨界の非線形項をもつ非線形消散型波動方程式に対して,時間局所解の存在および無条件一意性を示した(国際誌に投稿中).(4)非圧縮Navier-Stokes方程式の初期値問題に対して,Caffarelli-Kohn-Nirebergによるsuitable weak solutionを一般化した弱解に対し,速度場と圧力の空間遠方における適当な仮定のもとで解のエネルギー不等式が成立することを示した(小薗英雄氏,寺澤祐高氏との共同研究).(5)空間2次元の定常Navier-Stokes方程式に対し,速度場の微分のLqノルムの有限性のもとで,渦度の空間遠方挙動の考察を行なった.小薗英雄氏,寺澤祐高氏との共同研究のもと,渦度の空間遠方の減衰とLiouville型定理を得た(国際誌に投稿中).非線形消散型波動方程式の臨界指数問題について,摩擦項が時間・空間変数に依存する場合にそれぞれ,既存の研究よりも一般的な状況のもとて臨界指数と最大存在時間の評価を得ることができた.また,エネルギー臨界の非線形消散型波動方程式に対しては,その解析の基礎となる端点Strichartz評価を示し,非線形問題の適切性についての成果を得た.以上のことから,研究の進捗状況はおおむね順調であるといえる.(1)エネルギー臨界の非線形消散型波動方程式に対して,局所適切性の理論が整備できたので,大域的適切性の議論を行なっていく.非線形項が集約的の場合に,基底状態解よりもエネルギーの低い解に対し,基底状態解と初期値のノルムに関する変分的不等式によって解挙動の分類を行う.(2)空間変数に依存する摩擦項をもつ線形消散型波動方程式に対し,初期値の空間遠方での減衰度と解のエネルギー減衰率との関係について研究を行う.本研究で新たに開発した超幾何関数を用いた重み付きエネルギー法を用いて,初期値の減衰度に関して最良なエネルギー評価を導く.その応用として,解の時間無限大での漸近挙動として,対応する放物型方程式の解への漸近(拡散現象)を証明する.さらに高階導関数に対する拡散現象および,解の高次漸近展開についても研究を行う.集約的非線形項をもつ消散型波動方程式に対して,初期値問題の時間大域的適切性,解の漸近挙動および有限時間爆発について考察を行った.京都大学の池田正弘氏,戍亥隆恭氏の協力のもと,特に臨界指数とよばれる,小さな初期値に対する時間大域解の存在・非存在の閾値が,初期値の空間遠方での減衰度からどのように決まるのか,という問題に取り組んだ.先行研究ではルベーグ空間での初期値に対する研究が行われていたが,線形評価における指数の制限から,低い空間次元でのみ臨界指数が決定されていた.そこで我々は,重み付きSobolev空間の初期値に対してはより広い指数での線形評価が成立することに着目し,これを用いることにより,全ての空間次元で臨界指数の決定を行った.さらに,解の長時間挙動について,初期値の遠方での減衰が遅い場合は,解の漸近形は初期値のみから定まり,非線形項の影響が現れないことを示した.これは非線形項は解自身に比べて空間遠方での可積分が上がることで,解の非線形部分の減衰が線形部分に比べて速くなることに起因するものと思われる.また,劣臨界指数における解の有限時間爆発および,解の最大存在時間の評価についても,上下からのほぼ最良な評価が得られている.また信州大学の岡本葵氏の協力のもと,ルベーグ空間における線形評価についても,微分の損失のオーダーまで込めた最良の評価を導出できており,今後の研究に役立てられると期待している.大域挙動解析の基礎となる,小さい初期値に対する時間大域解の存在については広いクラスの初期値に対して十分な成果が得られている.また解析手法の最も基礎的な部分である線形評価についても,微分の損失のオーダーまで込めた最良な評価を導出できている.しかしながら目標であるエネルギー臨界の非線形問題への応用はまだできていない.よって総合的にみて,やや遅れているといえる.集約的非線形項をもつ非線形消散型波動方程式の初期値問題に対して,小さな初期値に対する時間大域解の存在・非存在を分けるような非線形項の指数の条件を決定する臨界指数問題について研究を行った.

池田正弘氏(理化学研究所),戍亥隆恭氏(大阪大学),岡本葵氏(信州大学)との共同研究により,まず線形解のLp-Lq型評価を考察し,既知の結果で置かれていた指数の制限を取り除き,微分の損失のオーダーを最良なものへと改良した.次にこのLp-Lq型評価を用いて,空間遠方で緩やかに減衰する初期値に対する臨界指数問題を考察した.先行研究で臨界指数の値は予想されていたが,ちょうど臨界の場合に時間大域解が存在するかどうかは未解決であった.本研究では上述のLp-Lq型評価を応用することで,臨界非線形項の場合に,Lebesgue空間の枠組みで遠方で緩やかに減衰する初期値に対し,初期値が十分小さければ初期値問題は一意的な時間大域解をもつことを証明した(国際誌に投稿中).また,池田氏,藤原和将氏(早稲田大学)と共同で,連立の非線形微分方程式に対し,連立常微分方程式を用いる手法により解の爆発を示す手法について研究を行い,非線形消散型波動方程式,非線形複素Ginzburg-Landau方程式に対し応用を行った.また,吉川周二氏(大分大学)と共同で,時間変数に依存する拡散係数をもつ線形の消散型梁方程式に対して,係数が解の長時間挙動へどのような影響を及ぼすかという問題を考察した.まずは拡散項が支配的となる状況を考え,解が時間無限大で熱核を尺度変換した関数へと漸近することを示した.また,側島基宏氏(東京理科大学)と共同で,空間遠方で増大する係数をもつ線形消散型波動方程式の解の漸近挙動について研究を行った.対応する熱半群の評価と重み付きエネルギー法を用いることで,解が時間無限大で対応する熱方程式の解に漸近することを証明した.小さな初期値に対する非線形問題については時間大域解・爆発・漸近挙動について一定の成果が得られた.また線形の問題についても,これまで解析がやや困難であった増大する係数の場合にも解の漸近挙動を得ることができた.エネルギー臨界の非線形問題における解挙動については,最近戍亥隆恭氏(大阪大学)によりStrichartz評価と局所適切性の理論が整備され,解析の土台が概ね整ったところである.しかしながら目標とする解挙動の成果はまだ得られておらず,よって総合的にみてやや遅れていると言える.(1)空間遠方で増大する摩擦項をもつ非線形消散型波動方程式に対し,小さな初期値に対する時間大域解の存在・非存在の境目となる臨界指数を決定する問題を考察した.西原健二氏,側島基宏氏との共同研究のもと,摩擦項の係数の空間遠方増大度と臨界指数の関係を明らかにした.(2)時間変数に依存する摩擦項をもつ非線形消散型波動方程式に対し,一般的な係数の条件のもとで解の最大存在時間の上下からの最良な評価を与えた.池田正弘氏,側島基宏氏と共同で,特に摩擦が効果的な場合とoverdampingの場合の境目のケースに対して,摩擦が強くなるに従い最大存在時間も大きくなるという結果を得た(国際誌に投稿中)(3)線形消散型波動方程式に対して,Strichartz評価とよばれる解の時空間評価について研究を行なった.戍亥隆恭氏との共同研究で,許容指数対が端点の場合となる端点Strichartz評価を示した.さらに端点Strichartz評価の応用として,エネルギー臨界の非線形項をもつ非線形消散型波動方程式に対して,時間局所解の存在および無条件一意性を示した(国際誌に投稿中).(4)非圧縮Navier-Stokes方程式の初期値問題に対して,Caffarelli-Kohn-Nirebergによるsuitable weak solutionを一般化した弱解に対し,速度場と圧力の空間遠方における適当な仮定のもとで解のエネルギー不等式が成立することを示した(小薗英雄氏,寺澤祐高氏との共同研究).