hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
加工食品中に残存する活性型アレルゲンの検出

鶏卵,牛乳は乳幼児の二大アレルゲンであり,これら食品素材はそのまま利用されるばかりではなく,各種の加工食品にも利用されているが,それらの調理・加工品のアレルゲン活性はほとんど調べられてこなかった.そこで,小麦粉を主原料とする加工食品としてパンやパスタを調製して鶏卵や牛乳中の代表的なアレルゲンタンパク質の動向を検討した.鶏卵白添加パンを調製して,卵白の代表的なアレルゲンであるオボムコイド(OM)に対する特異抗体を用いて,OMの抗原性の変化を検討した.混ねつ,発酵過程,即ち,ドウの状態ではOMの抗原活性が残存したものの,焼き上げてパンにするとその抗原性は完全に消失した.次いで,スキムミルク添加パンを調製し,β-ラクトグロブリン(β-LG)特異抗体を用いて,パン調製過程におけるβ-LGの動向を検討した.β-LGもOM同様に混ねつや発酵過程ではその抗原性が残存したものの,焼いてパンにすることによって,その抗原活性は完全に消失した.このように,アレルゲンタンパク質が塩溶液で溶出されなくなったパンから,SDSおよびSDS+2-メルカプトエタノール溶液でタンパク質を抽出し,それぞれの特異抗体を用いたimmunoblottingで各アレルゲンタンパク質存否を実験したところ,SDSでは抽出されなかったものの,還元剤存在下ではOMもβ-LGも検出された.この結果は,分子内に9個のS-S結合を持つOMや2個のS-S結合を持つβ-LGは,共に小麦タンパク質と-SH,S-S交換反応によって変性・不溶化したものと考察した.次いで,鶏卵白を添加したパスタを調製した.パスタを1050分間混ねつ後,1時間寝かせ,沸騰水中で15分間茹でた.混ねつ20分以下のパスタからは茹で汁にオボムコイドが溶出したものの,混ねつ30分以上のパスタからはオボムコイドはほとんど溶出せず,茹でたパスタにも残存しなかった.鶏卵,牛乳は乳幼児の二大アレルゲンであり,これら食品素材はそのまま利用されるばかりではなく,各種の加工食品にも利用されているが,それらの調理・加工品のアレルゲン活性はほとんど調べられてこなかった.そこで,小麦粉を主原料とする加工食品としてパンやパスタを調製して鶏卵や牛乳中の代表的なアレルゲンタンパク質の動向を検討した.鶏卵白添加パンを調製して,卵白の代表的なアレルゲンであるオボムコイド(OM)に対する特異抗体を用いて,OMの抗原性の変化を検討した.混ねつ,発酵過程,即ち,ドウの状態ではOMの抗原活性が残存したものの,焼き上げてパンにするとその抗原性は完全に消失した.次いで,スキムミルク添加パンを調製し,β-ラクトグロブリン(β-LG)特異抗体を用いて,パン調製過程におけるβ-LGの動向を検討した.β-LGもOM同様に混ねつや発酵過程ではその抗原性が残存したものの,焼いてパンにすることによって,その抗原活性は完全に消失した.このように,アレルゲンタンパク質が塩溶液で溶出されなくなったパンから,SDSおよびSDS+2-メルカプトエタノール溶液でタンパク質を抽出し,それぞれの特異抗体を用いたimmunoblottingで各アレルゲンタンパク質存否を実験したところ,SDSでは抽出されなかったものの,還元剤存在下ではOMもβ-LGも検出された.この結果は,分子内に9個のS-S結合を持つOMや2個のS-S結合を持つβ-LGは,共に小麦タンパク質と-SH,S-S交換反応によって変性・不溶化したものと考察した.次いで,鶏卵白を添加したパスタを調製した.パスタを1050分間混ねつ後,1時間寝かせ,沸騰水中で15分間茹でた.混ねつ20分以下のパスタからは茹で汁にオボムコイドが溶出したものの,混ねつ30分以上のパスタからはオボムコイドはほとんど溶出せず,茹でたパスタにも残存しなかった.鶏卵,牛乳は乳幼児の二大アレルゲンであり,これら食品素材はそのまま利用されるばかりではなく,各種の加工食品にも利用されているがそれらの調理・加工品のアレルゲン活性はほとんど調べられていない.そこで,本年度は卵白の代表的なアレルゲンであるオボムコイドに対する特異抗体を用いて,加熱や泡立ちによる調理過程における卵白の抗原性の変化を検討した.次いで,小麦粉を主原料とする加工食品としてパンを調製して卵白中主要アレルゲンであるオボムコイドの抗原性の変化を検討して,次のような成果を得た.1.卵そのものの料理としてゆで卵,メレンゲおよび卵豆腐を調製して,それぞれから塩溶性画分を得た.抗オボムコイド抗血清を用いたimmuno blottingおよび競争阻害ELISA法でオボムコイドのantigenicityを調べた.加熱操作だけのゆで卵ではリゾチームやオボトランスフェリンは速やかに不溶化するもののオボムコイドは12分加熱後もその約75%が塩溶性画分から検出された.わずかではあるが,オボアルブミンも残存した.卵白を泡立てて調製するソフトメレンゲからは生卵と同程度のオボムコイドが検出された.ソフトメレンゲを100゚C,60分加熱して調製したハードメレンゲからもオボムコイドは検出された.01.6%の塩溶液を用い,100゚C,8分蒸気加熱して調製した卵豆腐でも塩濃度に関係なく,オボムコイドのantigenicityが認められた.2.小麦粉に卵白を加えてパンを調製した.

ニーダーによるこね時間を080分とし,次いで一次発酵,二次発酵を行った後100200゚Cで各時間焼いて各過程におけるアレルゲン活性の残存性を調べた.80分までのこね時間までもオボムコイドのアレルゲン活性は全く変化しなかった.また,一次および二次発酵でも抗原性はわずかに減少したにとどまった.しかし,焼き時間,焼き温度によってはオボムコイドの抗原性を著しく減少させることが出来た.昨年度は,小麦粉を主原料とする加工食品としてパンを調製して卵白中主要アレルゲンであるオボムコイド(OM)の抗原性の変化を特異抗体を用いて検討した結果,混ねつや発酵過程では変化しなかったが,焼くとOMの抗原性は著しく減少した.今年度は,スキムミルク添加パンを調製し,調製過程におけるβ-LGの動向を検討すると共に,鶏卵白添加パスタを調製して,次の結果を得た.1.強力粉にスキムミルクを添加してパンを調製し,各調製過程から塩溶性画分を抽出し,β-LG特異抗血清を用いたimmunoblottingおよび競争阻害ELISA法によってβ-LGの検出を行った.2.混ねつ後,一次,二次発酵過程を経てもβ-LGは塩溶性画分に残存したが,180°Cで20分間焼いてパンを調製するとβ-LGの抗原性はほぼ完全に失われた.3.スキムミルクを小麦粉に対して1/2量添加してもβ-LGは塩溶液でほとんど溶け出さなかった.このパンの栄養を市販パンに比べると,カルシウムおよびビタミンB2は67倍量補強された.4.デュラムセモリナ粉に鶏卵白を添加してパスタを調製し,混ねつ時間(1050分)による塩溶性OMの検出を,1時間の寝かせ後および100°C,15分間の茹で後のパスタで調べた.混ねつ時間に関係なく,ドウからOMは溶出したが,茹でたパスタからは全く溶出しなかった.混ねつ時間が20分以下の場合にはOMは茹で汁にかなり溶出したが,30分以上混ねつすると茹で汁からもOMは検出されなかった.5.加熱したパンおよびパスタに含まれるアレルゲンタンパク質(OM&β-LG)は2-ME存在下のSDSで溶出したことから,これらのタンパク質は小麦グルテンとSH, SS交換反応によって変性・不溶化したと考察した.
ブレオマイシン肺線維症モデルにおける分子標的治療薬の抗線維化効果の検討

ブレオマイシンモデルマウスに対しimatinibが抗線維化効果を示すことはすでに報告している。さらにブレオマイシン誘発肺線維症モデルに対し、imatinibを前半と後半に分けて投与したところ、前半投与群のみで有意に肺線維化を抑制した。後半投与群におけるimatinib耐性に関して解析したところ、ブレオマイシン誘発肺線維症モデルにおいて炎症性蛋白である{alpha}1-acid Glycoprotein(AGP)が後半で上昇してくることが分かった。AGPはimatinibとbindingしその作用を抑制することがわかっており、さらにマクロライド(エリスロマイシン、クラリスロマイシン)を添加することによりAGPとマクロライドがbindingしAGPによる耐性を解除することができた。ブレオマイシン誘発肺線維症モデルにおいてimatinib後半投与にマクロライドを併用することにより有意に肺線維化を抑制することができた。さらにIPF患者においてもAGPの上昇が確認されimatinibをIPF患者に応用する際にはマクロライドの併用が推奨されると考えられた。さらに炎症期と考えれらる前半でのimatinib投与がなぜ強力な抗線維化効果を有するのか検討を行った。近年、骨髄由来の前駆細胞であるfibrocyteが末梢血液中から肺へ遊走されfibroblastとなり線維化に関与するということがさかんにいわれている。このfibrocyteの遊走にimatinibが関与している可能性について着目した。人末梢血液中からfibrocyteを分離しFACSにより解析したところPDGFレセプターの発現が認められた。さらに遊走実験をおこなったところ、PDGF刺激にてfibrocyteの遊走が確認され、imatinib併用によりその遊走は抑制された。続いてブレオマイシン誘発肺線維症モデルにおいてimatinib投与群とPBS投与群をday7にsacrificeし、マウス肺のsinglecellsuspensionをFACSにて解析したところ、PBS投与群ではCol-1+CD45+CXCR4+のfibrocyteが著明に認められるのに対し、imatinib群では有意に減少していた。1.ブレオマイシンモデルにおけるimatinib前半投与と後半投与における抗線維化効果ブレオマイシン投与後の前半2週間と後半2週間に分け、imatinibを投与したところ、前半投与群では抗線維化効果を認めるも後半投与群では十分な抗線維化効果は認められなかった。前半投与が抗炎症効果を、後半投与が抗線維化効果を反映すると考える傾向にある。このことからimatinibの抗線維化効果に疑問がもたれた。2.Imatinib後半投与の耐性メカニズムの解明後半投与群におけるimatinib耐性メカニズムを解明するために炎症性蛋白であるAGPに着目し、ブレオマイシンモデルにおいAGP高値を確認した。AGPのimatinibへの結合による拮抗作用によりimatinibの耐性メカニズムが予測され、まずin vitroにおいて検討した。肺線維芽細胞において、PDGF刺激による増殖反応をimatinibが抑制し、さらにAGPを加えることによりその抑制作用は阻害された。3.AGPのimatinibに対する拮抗作用の解除AGPによる耐性を解除するために、AGPと結合することにより、その拮抗作用を抑制できるエリスロマイシンに着目した。さきほどの肺線維芽細胞の増殖反応において、さらにエリスロマイシンを加えることによりAGPによる拮抗作用を解除した。ブレオマイシンモデルに対しimatinib後半2週間投与にエリスロマイシンを併用することにより有意な抗線維化効果を認めた。5.特発性肺線維症患者におけるAGP特発性肺線維症患者においても血清中のAGP高値を認めた。以上により特発性肺線維症患者に対するimatinibの抗線維化薬としての臨床応用を検討する際にはエリスロマイシンの併用が望ましいと考えれた。続いてブレオマイシン誘発肺線維症モデルにおいてimatinib投与群とPBS投与群をday7にsacrificeし、マウス肺のsinglecell

suspensionをFACSにて解析したところ、PBS投与群ではCol-1+CD45+CXCR4+のfibrocyteが著明に認められるのに対し、imatinib群では有意に減少していた。
高性能衝撃吸収材料としてのハニカム構造材料に関する研究

ハニカム構造材料を衝撃吸収材料として利用する際の各種パラメータ)セルサイズ・箔厚など)とエネルギー吸収特性の関係について明らかにし、衝撃吸収設計のための評価式を作成することを目的として研究を行った。本研究で得られた研究成果を以下にまとめる。(1)準静的条件において万能試験機を用いた圧潰実験を行った。マイクロスコープを利用し試験片上面及び側面からの観察を行った結果、隣の六角形との間で接着はく離を生じる座屈モードを確認するなど、逐次座屈現象のエネルギー吸収機構を明らかにすることができた。(2)準静的な逐次座屈現象を再現するための有限要素モデルを各種作成した。中でも、ハニカム構造材料の形状周期性と実験観察で得られた座屈モードそ参考にした1/12接着モデルは、圧潰モード、平均圧潰応力ともに実験を再現することが可能となった。1/12接着モデルを用いてパラメトリックな解析を行い、各種パラメータと圧潰応力値の関係式(準静的条件)を作成した。(3)衝撃圧潰実験(時速1030Km)を行い、現象の後半に圧潰応力値が上昇することを確認できた。また、圧潰応力値の上昇はコア内部空気の体積変化による圧力上昇が原因であることがわかった。(2)で得られている関係式(準静的)に内部空気の圧力変化を考慮した項を付加し、衝撃荷重が加わるときの各種パラメータと圧潰応力値の関係式を作成した。また、本関係式を利用した、ハニカム構造材料の衝撃吸収設計方法に関する一手法を提案した。
植物の水利用効率：スクリーニングのための可視化技術の開発とその利用

本申請研究では、節水条件において高い生産性を示す植物の創成を目指す。本年度、変異体リソースの追加整備を行った。また、2次元クロロフィル蛍光測定装置と赤外線サーモグラフィと連結することによって、植物の水利用効率の可視化に挑んだ。これまでに、水利用効率の可視化装置の構築に向け、クロロフィル蛍光測定装置から光合成に関する各パラメータの可視画像を出力できるようにイメージング画像解析のためのプログラムを作製した。また、申請者らがこれまで得た研究成果に伴って、シロイヌナズナにおいてPATROL1が節水条件における物質生産能力の強化に有効なターゲットとなるかを検証した。コントロールとして、気孔を閉じにくい表現型を示すost1欠損変異体とslac1欠損変異体を使用した。ost1欠損変異体とslac1欠損変異体は野生株に比べて、野外の変動光環境下おける光合成速度が有意に高かったが、水利用効率(CO2同化速度/蒸散量)が著しく低下した。気孔が常に開くことによって多くの水が植物体内から失われた結果だと考えられる。一方で、気孔開口がすばやい表現型を示すPATROL1過剰発現体は野生株に比べて、変動光環境下における光合成速度と植物体の成長量が増加した。また、PATROL1過剰発現体では水利用効率(CO2同化速度/蒸散量)が野生型と同じく高い水準を維持していた。これらの結果から、PATROL1因子は水分と光合成とのトレードオフの関係性を根本的に改善する可能性を秘めていることを明らかにした。市販の測定装置を組み合わせて植物の水利用効率の可視化装置の構築を目指したが、可視画像の出力に不具合が生じた。そこで、研究計画を見直して、当研究グループの所有するクロロフィル蛍光測定装置と赤外線サーモグラフィを連結することによって、植物の水利用効率の可視化に挑むことにした。また、申請者らがこれまで得た研究成果に伴って、シロイヌナズナにおいてPATROL1とアクアポリンの高発現によって、節水条件における物質生産能力の強化に有効なターゲットとなるかを検証している。本年度中に共同研究先のEvans研究室(オーストラリア国立大)に赴き、高性能レーザー分光装置を用いて、葉肉抵抗、光合成速度と蒸散速度の挙動を同時測定する計画であったが、共同研究者との日程調整の結果、次年度の5月に赴き、実験を行うことになった。引き続き、水利用効率の可視化装置の構築に向け、クロロフィル蛍光測定装置から光合成に関する各パラメータの可視画像を自動で出力するようにプログラムを修正し、大規模スクリーニングにも適用できるように改変する。また、赤外線サーモグラフィによる可視画像の出力も行えるようにプログラムを作製する。可視化装置の構築が終われば、変異体リソースの迅速スクリーニングにより、水利用効率の向上に関する新規遺伝子の探索を開始する。また、共同研究先のEvans研究室(オーストラリア国立大)に赴き、高性能レーザー分光装置を用いて、シロイヌナズナにおいてPATROL1とアクアポリンの高発現によって、節水条件における物質生産能力の強化に有効なターゲットとなるかを検証する。

引き続き、水利用効率の可視化装置の構築に向け、クロロフィル蛍光測定装置から光合成に関する各パラメータの可視画像を自動で出力するようにプログラムを修正し、大規模スクリーニングにも適用できるように改変する。また、赤外線サーモグラフィによる可視画像の出力も行えるようにプログラムを作製する。可視化装置の構築が終われば、変異体リソースの迅速スクリーニングにより、水利用効率の向上に関する新規遺伝子の探索を開始する。また、共同研究先のEvans研究室(オーストラリア国立大)に赴き、高性能レーザー分光装置を用いて、シロイヌナズナにおいてPATROL1とアクアポリンの高発現によって、節水条件における物質生産能力の強化に有効なターゲットとなるかを検証する。市販の測定装置を組み合わせて植物の水利用効率の可視化装置の構築を目指したが、可視画像の出力に不具合が生じたため、市販の測定装置の購入を断念した。そこで、研究計画を見直して、当研究グループの所有するクロロフィル蛍光測定装置と赤外線サーモグラフィを連結することによって、植物の水利用効率の可視化に挑むことにした。そこで、次年度は、クロロフィル蛍光測定装置と赤外線サーモグラフィを連結するのに必要なパーツやソフト開発に必要な消耗品を購入する予定である。
原発事故後の福島における環境の知の獲得過程を追跡する分野横断的な人類学的研究

2018年6月に下北半島、7月にいわき市、9月にフランスのリヨン、カーン、ラ・アーグ、12月に富岡町、2019年2月に英国のセラフィールド、3月にフランスのルーアン、カーン、ラ・アーグで調査を行った。調査の結果の一部は、原発事故の報道を続ける福島県いわき市の「日々の新聞」に月2回連載を続けた(内山田康「戸惑いと嘘」第3回第26回)。また2019年2月21日に筑波大学で行われた国際シンポジウム"Wasted Matter -- Wasted Lives"において口頭発表(Why live with Nuclear Wastes?La Hague, Sellafield and Fukushima)を行った。またフランスのカーンにある、環境放射能を監視するNGOの報告書を日本語に翻訳して、ACROのホームページに掲載すると共に、「原子力資料情報室通信」539号に「核燃料--ある芳しくないフランスの現状」として掲載された。フランスにおけるフィールドワークの2年目は、事情もよくわかって来て、また言葉にも慣れたこともあり、アクターたちの多様な関係が見えて来た。福島第一原発を含む日本の原子力施設、セラフィールド、ラ・アーグの間に、原子力関係の人(原子力産業で働く人々、環境放射能の影響について研究する研究者たち、原子力政策に反対する人々)とモノ(技術、機械、核燃料物質、放射性廃棄物、環境に放出された放射性核種など)の移動があったことが、マルティ・サイティッド・エスノグラフィーの実践によって明らかになった。方法論的には、科学技術の人類学、原子力政策、社会運動、社会と自然とわけないスーパーオーガニズム/ホロビオント/ガイアの視点を導入して、記述と分析を試みている。一年目の遅れのために、予算を3年目に繰り越すことになったが、2年目は幸運にも、多方面で進展があり、当初は想像していなかった諸アクター間の関係を見つけることができた。使い残した予算を繰り越した3年目は、今まで調査して来たフクシマ、ラ・アーグ、セラフィールドに加え、ウラン鉱山開発に関わった先住民と原住民の調査も行う予定である。また「戸惑いと嘘」の第1回目から32回目までを、2019年秋に刊行する予定で準備を進めている。国内における調査:(1)福島では原発事故の放射能汚染に関してどのような研究成果が一般の人に向けてコミュニケーションされているのか。この問題に関わるデータを収集するために、避難解除された地区に帰還した人たち、帰還するかどうか迷っている人たち、帰還を断念して移住した人たち、避難しなかった人たちを対象として聞き取り調査を行った。(2)研究機関、公的機関において、原発事故の放射能汚染に関して、どのような研究活動が行われていて、それはどう公開されているのか。それはどのように受容されているのか。この問題に関するデータを収集するために、アクアマリンふくしま、福島大学環境放射能研究所において聞き取りと、参与観察を行った。(3)海外から福島に調査に来ている研究者たちとディスカッションを行なった。また一部の研究者とは共同でフィールドワークを行なった。また京都大学および同志社大学において、研究者とディスカッションを行なった。海外における調査:(1)フランスのパリで福島の原発事故を調査してる研究者と会い、それぞれの研究について情報を交換した。(2)ノルマンディーで環境放射能の調査を行なっているACROを訪れて、研究の内容、情報のコミュニケーションについて聞き取りを行なった。コンタンタン半島にあるフラマンビル原発およびラ・アーグ再処理工場の周辺を訪れて、環境の放射能汚染についての聞き取りを行なった。(3)パリで行われた放射能汚染に関する市民の研究会に参加した。(4)原発が建設されることになったエチオピアで、原子力開発をどのように考えているのか、アジスアベバ大学の研究者たちと意見交換を行なった。研究成果:(1)「戸惑いと嘘:福島第一原発とラ・アーグ再処理工場の近くで真実について考える」『歴史人類』46:73-91.(2)「戸惑いと嘘」『日々の新聞』2018年3月15日より2回のペースで連載中。大学において仕事量が非常に増えており、学内業務との調整が合わず、当初予定していたフィールドワークの日数が確保できなかったために、データ収集の領域で遅れている部分がある。

福島第一原発を含む日本の原子力施設、セラフィールド、ラ・アーグの間に、原子力関係の人(原子力産業で働く人々、環境放射能の影響について研究する研究者たち、原子力政策に反対する人々)とモノ(技術、機械、核燃料物質、放射性廃棄物、環境に放出された放射性核種など)の移動があったことが、マルティ・サイティッド・エスノグラフィーの実践によって明らかになった。方法論的には、科学技術の人類学、原子力政策、社会運動、社会と自然とわけないスーパーオーガニズム/ホロビオント/ガイアの視点を導入して、記述と分析を試みている。一年目の遅れのために、予算を3年目に繰り越すことになったが、2年目は幸運にも、多方面で進展があり、当初は想像していなかった諸アクター間の関係を見つけることができた。今後も福島の浜通りを中心に調査をつづける。また海外の研究者でフクシマの事故後の研究をする研究者が数多くいるので、日本および海外で研究交流を行う。環境の放射能汚染とそれに関する知識の獲得について比較研究を行うために、放射能汚染が起きた地域で複数回にわたり参与観察を行う予定である。使い残した予算を繰り越した3年目は、今まで調査して来たフクシマ、ラ・アーグ、セラフィールドに加え、ウラン鉱山開発に関わった先住民と原住民の調査も行う予定である。また「戸惑いと嘘」の第1回目から32回目までを、2019年秋に刊行する予定で準備を進めている。大学の業務が忙しく、フィールドワークに出かける時間が十分に取ることができなかったために予算に使い残しが出た。次年度は長期の海外調査を行い、その海外調査に予算を使う予定である。初年度に研究時間が十分取れずに使えなかった助成金があり、次年度使用額が生じた。未使用額については国内外で、調査費用として使用する予定である。
中国社会へのモンゴル帝国による重層的支配の研究 元朝史料学の新展開をめざして

本科研のメンバーは、期間中に中国各地に出張し、石刻史料を中心に現地調査を行ない、これらの史料によって、個別に、あるいは共同で研究を進め、元朝の中国支配の新たな諸相が明らかとなり、十分な成果が得られた。研究成果と新出史料の情報公開のため、7冊のニューズレターを発行しているが、さらに、奈良大学図書館リポジトリィで、その成果をWeb上で近く公開する予定であり、現在準備を進めている。平成20年度の成果は以下の通りである。1.村岡(研究代表者)・渡邊久(研究分担者)は中国山西地方へ、舩田善之(研究分担者)・井黒忍(研究協力者)は河南地方へ、それぞれ調査に赴き、石刻史料を中心に、モンゴル帝国の中国支配の形成と華北社会の解明に関わる史料の収集・整理を行なった。2.桂華淳祥(連携研究者)も山西地方で「金元華北における仏教教団の研究」を目的に、仏教遺跡や石刻史料の調査を行なった。3.渡辺健哉(分担者)は、中国の首都北京の前身である元朝の都・大都の建設とその権能を通してみた元朝支配像の再構成を試みるが、そのために、今年度は北京市の詳細な調査を行なった。4.村岡および松川節・松田孝一(研究分担者)は、これまでに、モンゴル国で我々が調査した碑文や銘文の保存状況を確認し、それを整理したリストを作成した。5.森田憲司および村岡・舩田は南京市に赴き、南京大学の研究者たちと研究交流を行ない、現在の日本の石刻研究状況では手薄となっている江南諸省の石刻調査などに関して意見を交換した。また、南京市を中心に、江南の元朝史料の収集に努めた。6.代表者は、10回の研究集会を主宰し、14に関する報告とメンバー相互の情報交換を行ない、継続的な共同研究を行なった。7.研究成果と新出史料の情報公開のため、『13,14世紀東アジア史料通信』として、2回のニューズレターを発行した。8.研究代表者・研究分担者・連携研究者・研究協力者は個々に、「平成20年度の研究成果」にあるような成果をそれぞれあげた。代表者および各研究分担者は、新しい視点からの元朝史料学の展開をふまえて、それぞれが専門とする言語・時代・分野ごとに、石刻史料を中心とした元朝の中国支配にかかわる史料の収集・整理を行ない、それらの内容の検討・分析を通じて、モンゴル=元朝による中国支配の解明に努めた。その解明は、グローバル化、ボーダーレス化の進む現代にとっても、大きな意義のあることと考えるからである。石刻史料に関しては、現地調査が不可欠であり、平成21年度は、中国においては華北を中心とし、北京市・洛陽市・河北省・山西省に現存する石刻史料の調査を行ない、モンゴル国でも石刻や岩壁銘文等の調査を行なった。特に、洛陽市訪問の折りには、現地の多くの研究者と交流を持ち、石刻史料に関する情報を交換した。22年度も、引き続き、現地の研究機関との協力を約してきた。また、モンゴルの中国支配に関しては、元朝支配層と仏教教団との関係の研究も重要であり、その視点から、華北仏教の元朝時代を中心とした史跡の調査も行なった。さらに、元朝の都・大都(現在の北京)の建設とその権能を通してみた元朝支配の研究を目的に北京市の詳細な調査も行なった。これらの調査の結果得られた石刻史料を中心とした元朝の中国支配に関わる史料に関する報告の場として、21年度は、代表者が年10回の研究集会を主宰した。さらに、研究成果と新出史料の情報公開のため、ニューズレターとして『13,14世紀東アジア史料通信』を2回発行した。平成22年度の成果は以下の通りである。1.史料収集と石刻史料調査のため、村岡(研究代表者)・森田憲司(研究分担者)は中国河南地方に赴いた。これには3人の若手も同行し、若手研究者養成の目的も兼ねた。また、舩田善之・井黒忍・渡辺健哉(研究分担者)らも、中国に出張し、現地調査と史料収集を行なった。2.代表者は、10回の研究集会を主宰し、1に関する報告とメンバー相互の情報交換を行ない、継続的な共同研究を行なった。4. 10月21日には、「モンゴルの中世期(1012世紀)岩窟葬におけるケレイト・ナイマン・契丹的要素」と題して、U.エルデネバト氏(モンゴル科学アカデミー考古研究所研究員)による講演会を開催した。5.研究成果と新出史料の情報公開のため、『13,14世紀東アジア史料通信』として、ニューズレターを二度発行しており、現在も平成22年度の成果として三冊目の発行を準備中である。6.本科研最終年度に当たって、12月12日には、舩田の所属する九州大学での九州史学会で、共催シンポジウム「モンゴル帝国の中国支配とその社会-石刻史料による成果と課題」を開催し、後ろの研究発表

・〔学会発表〕の各人の欄にあるように、村岡・森田・松田・井黒が科研での研究成果を報告した。7.以上の研究活動により、石刻史料を中心に、モンゴル帝国の中国支配の形成と華北社会の解明に関わる史料を収集、整理を行ない、十分な成果が得られた。それらを発信するため、本科研における3年間の各人の研究成果(論文・石刻史料の紹介・訳注など)については、、特に、研究分担者である森田が所属する奈良大学の図書館のリポジトリィで、近く公開する予定であり、現在準備を進めている。
キトサンを母材としたアミノ酸修飾両性イオン交換樹脂の開発と捕集分離機能の追求

架橋キトサン樹脂を母材に、各種アミノ酸を修飾したイオン交換樹脂を開発し、樹脂性能と金属イオンの捕集分離機能を明らかにした。アミノ酸の導入により、両性イオン交換能は強化され、酸性域では貴金属イオン、アルカリ性域で遷移金属に高吸着能を見出した。樹脂のイオン会合力と錯形成能が駆動力となるが、白金族の相互分離や遷移金属の定量的分離を達成出来た。吸着過程は、Langmuir型で、化学反応律速の発熱反応と解明した。1.アミノ酸修飾キトサン樹脂の合成と樹脂物性EGDE架橋キトサン樹脂に,グリオキシル酸スペーサーを介し、DCC/HOBt法により各種保護アミノ酸を作用した樹脂を15種合成した。高塩基性のLys、Arg等で高導入量となり,総イオン交換容量は約2.16.7mmol/g-樹脂であり,特に,アニオン交換容量の増加が顕著に見られ,アミノ酸の導入により両性イオン交換能が強化されていることが分かった。樹脂の酸解離定数は、導入アミノ酸の官能基と側鎖のpKa値をほぼ反映しており,導入アミノ酸固有の性質を維持していた。また,樹脂の比表面積は母材と較べ約2倍以上となり,湿潤時に多少膨潤性を認めた。2.金属イオンの捕集性能バッチ法により求めた平衡吸着量は,第一遷移系列元素では,酸性域で低吸着量であったが,母材アミノ基のpKa値(6,62)を境に、アルカリ性域では1mmol/g-樹脂以上の高吸着性を示し、錯形成に於けるIrving-Williams系列との相関が認められた。一方,白金族イオンは、強酸性域で極めて高い吸着容量を示し、6M塩酸中でも,60%以上の高吸着能を得た。アルカリ性域では吸着量は急激に低下したが,これは,液性により吸着機構が異なり,酸性域では強固なイオン会合,アルカリ性域では錯形成吸着することを示唆している。3.溶離剤と樹脂の耐性樹脂に吸着した遷移系列元素は,塩酸及び硝酸溶液を用い容易に溶離可能であった。白金族元素は,還元剤のチオ尿素を含む塩酸溶液では,Ir、Os, Ruを除きほぼ定量的な回収率が得られ、KCNを含む水酸化ナトリウム溶液では、Pt, Pd, Auに定量的な回収が見られた。また,本樹脂は耐酸耐アルカリ性に優れ、10回の吸着・脱着を繰り返しても,回収率に殆ど変化の見られないので,繰り返し再使用に耐え得る両性イオン交換樹脂であることが明らかとなった。1.アミノ酸修飾キトサン樹脂の物性合成樹脂のアミノ酸導入量,イオン交換容量(カチオン,アニオン),酸解離定数,BET式より求めた樹脂表面積等の物性値を集積した。また,母材,合成樹脂,貴金属イオン吸着樹脂のFT-IR測定値を比較し,キトサン樹脂のfreeアミノ基へのアミノ酸の導入と,C-N及びC-0伸縮振動(1065cm^<-1>)の強度低下より,導入アミノ酸アミノ基とカルボキシル基が金属イオンの吸着に関与することを確認した。更に,SEM画像より,キトサン樹脂はアミノ酸修飾により,吸着に有利なより多孔性となることが観察された。2.吸着等温線と吸着速度,熱力学的パラメーター貴金属イオン濃度を変え吸着等温線を収集した結果,Freundlich型よりLangumuir型吸着に高い相関性を認め,吸着過程は吸着活性点での単分子層吸着に支配されていることが分かった。また,吸着平衡定数,吸着容量を求め,Lys修飾樹脂は既存樹脂に比べ白金の優れた吸着材であることを明らかにした。吸着速度論的機構を探索するため,擬一次,擬二次速度論モデルによる実験値の解析を行い,擬二次式で表される速度パラメーターに高い相関係数を認め,化学吸着が吸着律速となることを認めた。更に,吸着に及ぼす温度依存性を追跡し,Van't Hoffプロットより熱力学的パラメーターを収集し,吸着反応は自発的で発熱反応であり,固一液界面の無秩序さの低下が系の安定化に寄与していることが分かった。3.金属イオンの相互分離溶離剤にチオ尿素塩酸系を用い,カラム法によるPt-Ir,Ir-Ru,Au-Ir等の定量的相互分離を達成した。また,白金族イオンと第一遷移系列元素の分離係数は,共存系で10^3以上であり,これら重金属と白金族イオンの相互分離と分離精製法が開拓された。1. EGDA架橋キトサン樹脂を母材に、グリオキシル酸スペーサーを介し、各種アミノ酸を導入した樹脂を20種合成し、合成樹脂の物性を測定した。また、母材粒径が小さいほど、表面積が増大するため、金属イオン飽和吸着速度がかなり速くなることが分かった。2.白金族元素(8、9、10族)共存系で競争的吸着挙動を検討した結果、同族イオン共存系では、前周期の元素を優先的に捕集することが分かった。

これは、分離困難な白金族元素のマクロ精製に一つの方策を与えるものであった。これを基にカラム法により、Pt(IV)-Au(III)-Pd(II)の連続分離やIr(IV)とRh(IV)、Pd(II)、Pt(IV)、Au(IIIなどの定量的分離を溶離剤を変え達成した。貴金属イオンは強酸性域(6M HCl)でも吸着可能であり、多量の遷移金属、アルカリ土類、各種アニオンが共存下のミクロ分離定量とマクロ量精製法が確立された。強酸やアルカリ溶液中でも樹脂はその機能を発揮したが、10回以上の吸・脱着しても貴金属飽和吸着量に殆ど差異は見られず、優れた再使用性と耐性を有することが分かった。生分解性試験では、土中埋め込み樹脂の残存率から、樹脂は812週までに微生物分解を受けることが分かり、その過程をFT-IRで追跡した。3.貴金属イオンの吸着等温線を作成し、Langmuir型吸着することが分かった。樹脂表面の吸着活性サイトが増加し、Pt(IV)>Pd(II)>Au(III)の序列で吸着力が増すが、白金が強い相互作用をすることが明らかとなった。また、吸着反応速度を解析し、擬二次式と良い相関を見、化学吸着が反応律速であり、Arrheniusプロットから確認した。温度依存性を追跡し、吸着過程は発熱反応で、Van't Hoffプロットから熱力学的諸定数を収集した。更に、SEM画像より、合成樹脂の多孔性を認めた。
家族性疾患解析のパラダイムシフトへ向けた全国民全ゲノム規模血縁推定基盤技術の開拓

本研究の目的は、現在世界各国で走っている数十万人規模のゲノムプロジェクトとはさらに桁違いに大規模な、全国民規模、あるいはそれに近い規模の個人ゲノムデータベースが近い将来登場した際に、現状のデータベースの規模では不可能あるいは著しく困難な網羅的家族性遺伝性疾患解析を可能とする、まったく新しいアプローチからの新たな解析技術の開拓である。具体的には、現状技術の延長では不可能と考えられる全国民規模の超大規模個人ゲノムデータベースにもスケーラブルに対応可能な全ゲノム情報を活用する高速高精度血縁推定技術の確立をめざしている。ゲノムは個人個人で異なるが、その差異は1000塩基に1塩基程度と極めて小さい。そのため、多人数のゲノムをコンパクトに表現する手法としてゲノムグラフと呼ばれる有向グラフを作成することが多い。本年度は、その有効グラフ上のパスを高速に検索するためのコンパクトな索引構造の開発に成功した。また、そのようなゲノムグラフ上でのより高度な検索を行うためのアルゴリズム開発のためのプラットフォームの開発も行った。そのほか、これらの技術をプライバシー保護の観点からアクセスを秘匿して検索する手法に関しても調査研究を行い、一部の手法については実験検証を行った。これらの開発・調査を行った技術は、本研究が目的としている家族性疾患解析を超大規模データベース主導で網羅的に行うための必須な技術であり、今後、よりスケーラブルな解析技術・検索技術の開拓につながるものである。血縁推定の技術には様々なものがあるが、超大規模個人ゲノムデータベース上での血縁推定の実現のためには、それを可能とする高速演算が可能な推定技術を確立する必要がある。そのための適切な血縁推定技術の開発および本研究でめざす大規模個人ゲノムデータベース上の血縁推定プログラムのプロトタイプ作成を引き続き進めている。また、血縁推定のために重要なハプロタイプ推定を可能とするためには、ゲノムグラフ上の高速な最短路検索技術の達成が重要であることから、その最短路検索技術の開発およびそのプロトタイププログラムの作成も進めた。また、現状のゲノムデータベースは次世代シークエンサーによって解読されたデータが蓄積されているが、その精度をより高めることは、血縁推定の精度を上げるためにも重要である。そのため、本研究では、同時に、次世代シークエンサーデータの出力精度の向上技術についても研究を進めている。また、ゲノムデータベースを開発する上で、プライバシー保護も重要な課題となることから、それを強化するためのデータ構造の研究も同時並行で進めている。データアクセスを完全に秘匿するデータ構造としてORAMとよばれる技術があるが、超大規模データベースに適用するにはアクセス効率があまり高いとはいえない。そのため、アクセス効率と秘匿するセキュリティのよりバランスのとれたデータ構造の開発を進めている。今後は、大規模血縁推定技術の確立をめざし、超高速技術血縁推定技術、超高速ハプロタイプ推定技術およびそれを可能とする最短路検索アルゴリズムの開発、それらを実際に活用するためのプライバシー保護技術基盤および、実際の家族性疾患解析にむけた学習技術の研究を多面的にさらに進めていくことで、将来の全国民規模の超大規模データベースにどのような技術が実際に必要なのかをより明らかにすることをめざし研究を進めていく。具体的には、大規模個人ゲノムデータベース上での実際の高速血縁推定技術の実装を完成するとともに、その精度、速度をスケーラビリティの面から検証を行っていく。さらに、大規模ゲノムグラフ上の最短路検索の高速化およびそれを活用したハプロタイプ・フェージング技術の確立、それを応用した家族性疾患解析技術の開発をさらに狙っていく。また、超大規模ゲノムデータベースに対しても適用可能なセキュリティとアクセス効率のバランスのとれた大規模プライバシー秘匿技術の開発を進める。そのほか、実際の家族性疾患解析にもつながる大規模学習アルゴリズムの適用可能性についても検討を行っていく。その上で、将来の国民的規模の個人ゲノムデータベース実現のための基盤となる研究の方向性をより明らかにしていく。本研究計画は、超大規模高精度血縁推定技術の研究、超大規模家族性疾患解析技術の研究の2つの柱からなり、それらの研究によって将来全国民規模の超大規模個人ゲノムデータベースが登場した際に新たな大規模網羅的家族性遺伝疾患解析スキームを実現する基盤の構築をめざすとともに、加えて、それらの実現のために必要な周辺技術の検討・研究も行うものである。初年度である本年度は、まず、大規模ゲノムデータベースから家系図を作成するアルゴリズムに関して検討を行い、隠れマルコフモデルも用いたアルゴリズムの検討を行い、大規模家系図の高精度作成を目標として開発実装を開始している。また、想定する全国民規模のデータベース構築とその利用には大きな倫理的障壁が存在するが、それを軽減しえる戦略として、データ秘匿技術の利用が考えられる。そのため、計画で実現をめざす解析手法がどのような秘匿・暗号化技術と共存しえるかの検討も同時に行い、大規模データに対してもスケーラブルな世界初のアクセスデータ秘匿データ構造として、Succinct Oblivious RAMとよぶデータ構造の開発に成功した。また、これらと平行して、家族性疾患の性質解明につながる研究として、人種間でのゲノム保存領域の違いに関する研究を行い、それらのクラスタリングを高精度に行う手法の開発にも成功した。さらに、これらの研究に加えて、対象データの圧縮手法、高速血縁推定技術に関して検討を進めている。研究計画では、超大規模高精度血縁推定技術の研究、超大規模家族性疾患解析技術の研究の2つの柱からなり、それらの研究によって将来全国民規模の超大規模個人ゲノムデータベースが登場した際に新たな大規模網羅的家族性遺伝疾患解析スキームを実現する基盤の構築をめざすとともに、その関連技術の研究も進めるとしている。

初年度である本年度では、その基礎となるゲノムワイドでの人種間のゲノム組換えに関する基礎研究を行い成果を挙げるとともに、関連研究として、本研究で対象としている大規模データに適用可能なデータ秘匿技術の開発にも成功した。その他、本研究の目標である、超大規模高精度血縁推定技術の研究、超大規模家族性疾患解析技術の確立に向けた技術検討を進めている。本研究の目的は、現在世界各国で走っている数十万人規模のゲノムプロジェクトとはさらに桁違いに大規模な、全国民規模、あるいはそれに近い規模の個人ゲノムデータベースが近い将来登場した際に、現状のデータベースの規模では不可能あるいは著しく困難な網羅的家族性遺伝性疾患解析を可能とする、まったく新しいアプローチからの新たな解析技術の開拓である。具体的には、現状技術の延長では不可能と考えられる全国民規模の超大規模個人ゲノムデータベースにもスケーラブルに対応可能な全ゲノム情報を活用する高速高精度血縁推定技術の確立をめざしている。ゲノムは個人個人で異なるが、その差異は1000塩基に1塩基程度と極めて小さい。そのため、多人数のゲノムをコンパクトに表現する手法としてゲノムグラフと呼ばれる有向グラフを作成することが多い。本年度は、その有効グラフ上のパスを高速に検索するためのコンパクトな索引構造の開発に成功した。また、そのようなゲノムグラフ上でのより高度な検索を行うためのアルゴリズム開発のためのプラットフォームの開発も行った。そのほか、これらの技術をプライバシー保護の観点からアクセスを秘匿して検索する手法に関しても調査研究を行い、一部の手法については実験検証を行った。これらの開発・調査を行った技術は、本研究が目的としている家族性疾患解析を超大規模データベース主導で網羅的に行うための必須な技術であり、今後、よりスケーラブルな解析技術・検索技術の開拓につながるものである。血縁推定の技術には様々なものがあるが、超大規模個人ゲノムデータベース上での血縁推定の実現のためには、それを可能とする高速演算が可能な推定技術を確立する必要がある。そのための適切な血縁推定技術の開発および本研究でめざす大規模個人ゲノムデータベース上の血縁推定プログラムのプロトタイプ作成を引き続き進めている。また、血縁推定のために重要なハプロタイプ推定を可能とするためには、ゲノムグラフ上の高速な最短路検索技術の達成が重要であることから、その最短路検索技術の開発およびそのプロトタイププログラムの作成も進めた。また、現状のゲノムデータベースは次世代シークエンサーによって解読されたデータが蓄積されているが、その精度をより高めることは、血縁推定の精度を上げるためにも重要である。そのため、本研究では、同時に、次世代シークエンサーデータの出力精度の向上技術についても研究を進めている。また、ゲノムデータベースを開発する上で、プライバシー保護も重要な課題となることから、それを強化するためのデータ構造の研究も同時並行で進めている。
異なる密度を持つ二層流体の自由境界問題の解の存在とその挙動

本年度は昨年度に引き続き非圧縮性流体の二層流体に関する拡散界面モデルで二つの流体の粘性と密度が異なる場合のモデルについて研究を行った。そのようなモデルには、古典的には、Lowengrub-Truskinovsky modelがあり、そこでは、二つの流体の速度場の密度平均をとった平均速度場を考え、その速度場は非圧縮性を持たない。Abels-Garcke-Gruen ('11)では、二つの流体の速度場の体積平均をとった平均速度場を考えるモデルが考えられており、それは、熱力学的整合性を持ち、その速度場は非圧縮性をもつ。本年は、本モデルに現れる化学ポテンシャルに現れるラプラシアンを分数階ラプラシアンに置き換えて得られるモデルについて、昨年度に引き続き考察を行い、弱解の存在を示した。証明にあたっては、Abels-Bosia-Grasselli('15)による非局所Cahn-Hilliard方程式に関する結果を本質的に用いた。本結果は、Helmut Abels氏(Regensburg大学)との共同研究によって得られたもので、arXivに掲載済みで、学術誌に投稿中である。また、昨年度に引き続き、二次元外部領域に関する、定常及び非定常Navier-Stokes方程式の解の漸近的性質について、小薗英雄氏(早稲田大学)、若杉勇太氏(愛媛大学)と共同で研究を行っており、Gilbarg-Weinberger ('78)の結果の仮定において、速度場の微分が2乗可積分空間ではなくq乗可積分空間(2<q)に属している場合の結果が得られた。応用として、全空間におけるLiouville型定理を得る事が出来た。本結果についても、arXivに掲載済みで、学術誌に投稿中である。Abels-Garcke-Gruen ('11)によって導出された、異なる密度を持つ二層流体の拡散界面モデルにおいて、カーンヒリアード方程式におけるラプラシアンを非局所的な作用を持つ分数階ラプラシアンに置き換えたモデルに関して、弱解の存在定理を得た。これは、当初の研究計画において、得ようとしていた存在定理である。弱解の存在は、陰的差分近似を行うと同時に、方程式において化学ポテンシャルにより高階の微分作用素であるラプラシアンを付け加えることでより解の正則性について扱いやすい方程式を考えることにより得た。これは、当初予定した手法より、簡潔になっており、証明の見通しが良くなっている。また、当初の研究計画には述べていない研究ではあるが、ここ数年行っている研究で定常及び非定常のナヴィエ・ストークス方程式のリュービル型定理の研究がある。それに関連して、二次元外部領域でのGilbarg-Weinberger ('78)の結果のL^q版を得ることができたのは、特筆すべき成果であると思われる。今年度は、非局所ラプラシアンの項を化学ポテンシャルに持つ、異なる密度を持つ二層流体の拡散界面モデルの弱解の存在が得られたため、今後は、この解のより詳細な性質を調べたいと考えている。具体的には、二次元における解の一意性、また、二次元および三次元における解の滑らかさ、時間無限大での解の漸近挙動の解明に取り組んで行く予定である。また、定常及び非定常のナヴィエ・ストークス方程式のリュービル型定理の今年度の研究から派生した問題として、外部領域でのナヴィエ・ストークス方程式の弱解の無限遠方での滑らかさに関する定量的な研究に取り組んで行きたいと考えている。本年度は、非圧縮性流体の二層流体モデルで二つの流体の密度と粘性が異なる場合のモデルについて研究を行った。そのようなモデルには、古典的には、Lowengrub-Truskinovskyモデルがあり、そこでは、二つの流体の速度場をそれぞれの流体の密度によって平均した速度場を考え、その速度場は非圧縮性を持たない。Abels-Garcke-Gru en('11)では、二つの流体の速度場の体積平均をとった速度場を考えるモデルで、熱力学的整合性を持つものを考え、平均速度場が非圧縮性を持つ。本年は、本モデルに現れるカーン・ヒリアード方程式がさらに非局所性を持つモデル(非局所Navier-Stokes-Cahn-Hilliard方程式)に対して、Helmut Abels氏(Regensburg大学)との共同研究により、弱解の構成を試み、それに成功した。本モデルは分子間の長距離相互作用を加味したモデルで、より現実に近いモデルであると考えられている。本研究では、もとの方程式に平滑化効果を持つ項を付け加えた方程式の時間離散化に、適切なエネルギー等式をみたすような形で、正則化を施すことが一つのポイントとなった。当初は、平滑化を持つ項についている係数と時間刻み幅の大きさを別々にとり、それぞれを順番に0に近づける極限を考えて、弱解の存在を示す予定であったが、それらを同じに取り、同時に0に近づけるという手法により、より簡明にもともとの方程式の弱解の存在を示すことができた。近日中に本結果を学術誌に投稿の予定であり、プレプリントサーバーであるarXivへの投稿も予定している。本研究のため、Regensburg大学のAbels氏のもとを訪問した。当初の計画では、平成29年度において、平滑化効果を持つ項を付け加えた、非局所Navier-Stokes-Cahn-Hilliard方程式の時間離散近似方程式の解の存在を示し、さらに、平成30年度において、時間離散近似の時間幅のパラメーターと近似方程式の平滑化効果を持つ項の係数のパラメーターをそれぞれ順番に0に近づけることによって、もとの方程式の弱解の存在を示す予定であった。

しかし、時間離散近似の時間幅のパラメーターと平滑化効果持つ項のパラメーターを同じに取り、同時に0に近づけることにより、平滑化効果を持つ項を付け加えた非局所Navier-Stokes-Cahn-Hilliard方程式の時間離散近似方程式の解の存在から、元の方程式の解の存在を一つのステップで示すことができることを発見した事により、研究がより進展し、我々の目標としていた、もとの方程式(=非局所Navier-Stokes-Cahn-Hilliard方程式)の弱解の存在を平成29年度に示す事ができた。平成30年度では、本研究をより発展させるため、上記成果を学術誌に投稿するとともに、流体力学などがテーマの研究集会で発表し、広く意見を募りたいと考えている。本年度は昨年度に引き続き非圧縮性流体の二層流体に関する拡散界面モデルで二つの流体の粘性と密度が異なる場合のモデルについて研究を行った。そのようなモデルには、古典的には、Lowengrub-Truskinovsky modelがあり、そこでは、二つの流体の速度場の密度平均をとった平均速度場を考え、その速度場は非圧縮性を持たない。Abels-Garcke-Gruen ('11)では、二つの流体の速度場の体積平均をとった平均速度場を考えるモデルが考えられており、それは、熱力学的整合性を持ち、その速度場は非圧縮性をもつ。本年は、本モデルに現れる化学ポテンシャルに現れるラプラシアンを分数階ラプラシアンに置き換えて得られるモデルについて、昨年度に引き続き考察を行い、弱解の存在を示した。証明にあたっては、Abels-Bosia-Grasselli('15)による非局所Cahn-Hilliard方程式に関する結果を本質的に用いた。本結果は、Helmut Abels氏(Regensburg大学)との共同研究によって得られたもので、arXivに掲載済みで、学術誌に投稿中である。また、昨年度に引き続き、二次元外部領域に関する、定常及び非定常Navier-Stokes方程式の解の漸近的性質について、小薗英雄氏(早稲田大学)、若杉勇太氏(愛媛大学)と共同で研究を行っており、Gilbarg-Weinberger ('78)の結果の仮定において、速度場の微分が2乗可積分空間ではなくq乗可積分空間(2<q)に属している場合の結果が得られた。応用として、全空間におけるLiouville型定理を得る事が出来た。本結果についても、arXivに掲載済みで、学術誌に投稿中である。Abels-Garcke-Gruen ('11)によって導出された、異なる密度を持つ二層流体の拡散界面モデルにおいて、カーンヒリアード方程式におけるラプラシアンを非局所的な作用を持つ分数階ラプラシアンに置き換えたモデルに関して、弱解の存在定理を得た。これは、当初の研究計画において、得ようとしていた存在定理である。弱解の存在は、陰的差分近似を行うと同時に、方程式において化学ポテンシャルにより高階の微分作用素であるラプラシアンを付け加えることでより解の正則性について扱いやすい方程式を考えることにより得た。これは、当初予定した手法より、簡潔になっており、証明の見通しが良くなっている。また、当初の研究計画には述べていない研究ではあるが、ここ数年行っている研究で定常及び非定常のナヴィエ・ストークス方程式のリュービル型定理の研究がある。
ラット大脳基底核の転写調節因子発現に関する行動神経薬理学的研究-アンチセンス法及び神経細胞移植の適用-

1)脳定位的に6-hydroxydopamine(6-OHDA)を一側の内側前脳束へ微量注入することにより,中脳カテコラミン細胞を化学破壊した6-OHDA動物(ヘミ・パーキンソン病モデルラット)を作製した。2)6-OHDA動物の中から移植群を選び,破壊側線条体に胎仔中脳ドーパミン(DA)細胞の移植,および行動評価を行った。3)6-OHDA動物の黒質や移植部線条体における各種グルタミン酸受容体を経時的に形態学的観察(免疫組織化学法)を行い,DA神経の脱落・再生に関与するグルタミン酸入力の役割を明らかにした。4)免疫組織化学法を用い,ラット大脳基底核内の種々の部位に関してc-Fos, Zif268という異なるファミリーに属する転写調節因子の分布を調べ,それぞれについて部位特異性,種々の神経伝達物質や受容体との共存について定量的解析を行った。この際,methamphetamine等の投与による転写調節因子発現の様式を免疫組織化学法を用いて検索した(現在継続中)。5)amphetamine腹腔内投与時のラット線条体Fos蛋白産生を,c-fosに対するアンチセンスオリゴ(ASF)の線条体内への投与により抑制した際の,行動(amphetamine誘起回転運動)及び組織学的(2重染色を交えた免疫組織化学法による)変化を観察した。ASFを一側の線条体に注入投与することにより,投与側へのamphetamine誘起回転運動が生じるとともに,投与反対側線条体においてみられるFos発現がASF注入部周囲線条体では消退した。また,大脳基底核内の淡蒼球(GP)・脚内核(EP)においてASF投与側優位のFos発現が認められ,それら多くがGABA細胞上に発現していることが確認できた。結果より,これら2つの基底核領域(GP・EP)からの抑制性出力線維の活性化が,線条体の神経活性により規定され得ることが示唆された。ハンチントン舞踏病などの病態や治療を考えるうえで何らかの示唆が得られるものと考えた。本研究は,ラット大脳基底核内におけるドーパミン(DA)作働薬投与による転写調節因子発現を形態学的に観察すると共に,種々の条件(アンチセンス法による転写調節因子発現の抑制,DA神経破壊及び神経移植)がその転写調節因子発現に与える影響を,マイクロダイアリーシス法による脳内神経伝達物質の定量的解析と並行して行う。以上の結果を比較・統合することにより,DA入出力遮断後に生じた基底核内の神経刺激応答の不均衡や過代償の様式が細胞レベルで明らかとなり,それに対する神経細胞移植やL-DOPAその他のDA作動薬の影響を多角的に検索でき,行動偏位との相関が明かとなる(functional brain mapping)。またDA神経の脱落・再生・分化の段階における可塑性,移植部の神経伝達物質の動態の特殊性(特にDA動態と5-HTあるいは神経作動性アミノ酸との相互作用)も明かとなる。さらにアンチセンス法の適用により,基底核内の転写調節因子の機能・役割をより直接的に検索することが可能となる(knock-down strategy against genes)。1)脳定位的に6-OHDAを一側の内側前脳束へ微量注入することにより,中脳カテコラミン細胞を化学破壊した6-OHDA動物(ヘミ・パーキンソン病モデルラット)を作製した。2)6-OHDA動物の中から移植群を選び,破壊側線条体に胎仔中脳DA細胞の移植,および行動評価を行った。3)6-OHDA