hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
突発天体現象の発見と追跡システムの開発

この現象はガンマ線バースト研究の近年最も重要な転換点となるものであり、本研究グループの早期観測とVSNETを通じた即時の情報公開は、国内外におけるガンマ線バーストの観測体制を飛躍的に推進するものとなった。(3)日本天文学会欧文報告誌における初めての単独特集の増刊号となる、VSNET特集号を発刊した。この特集号には研究代表者を主著者とするVSNETの歴史・科学的成果・設計思想なども含めた総括論文を初めとし、多数の原著論文を含むものである。この成果は突発天体現象研究の一つのエポックとなるものであり、今後の同分野の研究にも広く活用されるものと期待される。本年度は、京都大学・九州大学の観測機器の調整と自動観測システムの調整・運用を進めた。さらに、世界の突発天体情報センターVSNETの機能を一層高めるため、VSNET専用の高速サーバー計算機と高信頼性ファイルシステムを導入し、突発天体現象やガンマ線バーストアラート等の配信速度をさらに早めることに成功した。これらの機器の導入は、昨年度に整備を進めたVSNETのWWW/ftpサーバーとの有機的連携を可能にし、VSNETは現在では関連分野の世界のトップサイトと評価されるまでになっている。上記設備を活用した突発天体の観測研究面においても、我々が1999年の巨大可視光爆発を発見したブラックホール連星V4641Sgrにおける、従来予想だにされなかった可視光巨大変動の発見は、ブラックホール近傍を可視光で実際に「目でみる」可能性を拓くものとなり、世界的にも注目されている。さらに、ガンマ線バーストGRB 021004においては京都大学、および共同研究を進めている理化学研究所の観測結果を解析し、ガンマ線バーストの早期可視光残光の挙動を世界に先駆けて明らかにした。京都大学の観測ではガンマ線バースト残光にプラトーと呼ばれる光度一定期が存在することを史上初めて明らかにし、この挙動がシンクロトロン光源の自然な進化で説明できることを示した。これは残光の挙動を統一的に理解するための極めて重要な手掛かりを与えるものである。さらに理化学研究所の観測からガンマ線バースト発生後193秒後の可視光残光を検出し、この結果はNatureに出版された。いずれの研究もガンマ線バーストの根源的な理解を大きく進展させるものとなり、2003年日本天文学会春季年会および理化学研究所記者会見などで成果が公開された。本年度は、本課題で一貫して進めてきた可視光突発現象の発見・追跡を目的とした小型の専用望遠鏡と冷却CCD装置を有する観測システムを用い、ガンマ線バースト光学対応天体の早期観測、X線トランジェントや超新星・反復新星・激変星アウトバーストなどの突発的現象の追跡観測をさらに進め、世界の突発天体センターとして活躍しているVSNETの活動を総括する研究を行った。本年度の最も注目すべき成果は、日本天文学会欧文報告誌における初めての単独特集の増刊号となる、VSNET特集号を発刊したことである(平成16年3月25日刊行)。この特集号には研究代表者を主著者とするVSNETの歴史・科学的成果・設計思想なども含めた総括論文を初めとし、計18本の原著論文を含むものである。本年度は、本グループが研究を進めたガンマ線バーストGRB030329の論文がNatureに掲載され、この成果は国内外でも広く報道されるものとなった。
充填スクッテルダイト化合物の異常物性とその一軸圧力による制御

本年度の顕著な結果のうち、特にPr化合物に関する部分を以下に概説する。(1)PrFe_4P_<12>:SR測定を行い、基底状態が非磁性であることをより高い程度で確認した。また、低温・磁場中での中性子線回折実験により、磁場誘起の反強磁性成分と強磁性成分を詳しく評価する事により、低温秩序相が四重極秩序である事を明らかにした。また、PrサイトのLa置換を行い、電子輸送・磁気・熱測定を行い、低温秩序相が置換に対し極めて脆弱であり、強磁性的な秩序が発生する事を見出した。(2)PrOs_4Sb_<12>:de Haas-van Alphen (dHvA)効果を測定し、フェルミ面は参照物質のLaOs_4Sb_<12>と変わらず4f電子は局在しているにもかかわらず、重い有効質量が存在することを直接確認した。NMRの共同研究により、1/T_1はコヒーレンスピークを示さないが、等方的なギャップを示すという特異な超伝導性を捉えた。磁場中での熱伝導角度依存の測定から、点ノードの存在を示す異方的なギャップの存在が示唆され、更には対称性の変化を伴う二段転移を見出して超伝導相図を決定した。比熱、磁化の磁場・角度依存性測定を系統的に行い、局在的モデルの範囲で、結晶場基底状態としてΓ_1以外ありえないことを明示した。(3)PrRu_4P_<12>:Pr充填スクッテルダイトとしては、初めて興味深い金属-非金属転移を見出された、重要な物質であり、転移の起源としてフェルミ面のネスティングモデル(NM)が提案されているが、解明されていない。その参照物質、LaRu_4P_<12>純良単結晶でのdHvA効果によりフェルミ面の決定を行い、また、PrRu_4P_<12>の純良単結晶での電子輸送、比熱測定を行いった。結果として、NMのみでは理解できないこと、極低温領域に磁気的に敏感な相が存在することを見出した。1)試料育成:条件を系統的に調べ結晶育成を行いREFe_4P_<12>、RERu_4Sb_<12>系の大型単結晶の育成に成功し、常圧下での広範な物性測定が学内外との共同研究として進められた。2)物性測定:・PrFe_4P_<12>:ドハース-ファンアルフェン(dHvA)効果を系統的に測定し、マクロ測定で予測した極めて大きく質量増強された軌道を確認した。更に、La,Nd-Fe_4P_<12>と比較しフェルミ面が極めて異なることを見出した。これは、PrFe_4P_<12>の4f-電子が局在しているとしたモデルでは理解しがたい。また、中性子、磁場中比熱の測定から、これまで反強磁性秩序とされてきた6.5K以下が非磁性基底状態にあることを見出した。この物質が、これまでのf電子化合物と比較し極めて異常であることが明らかとなった。・CeFe_4P_<12>:

電子輸送効果の測定により、巨大な熱電能、異常なホール易動度の温度依存を観測し、f電子との混成効果の効いた半導体であることが予測された。・CeRu_4P_<12>:購入した稀釈冷凍機、交流ブリッジを用い低温、高磁場(14T)までの、電子輸送効果測定を行い、低温領域(<3K)で、抵抗の非フェルミ液体的異常と関連した熱電能、ホール効果の異常な増大を確認した。また、ドハース-シュブニコフ振動、dHvA効果の観測に成功し、キャリヤー数の少ない半金族であること、小さなフェルミ面にもかかわらず大きな質量を持つことが確かめられた。3)圧力装置の開発:磁化測定用、輸送効果測定用とも、磁場と圧力方向が平行(H//P)、垂直(H⊥P)の両配置での一軸圧力セルが開発され測定が開始された。PrFe_4P_<12>では、常圧下の種々の測定で四重極秩序が予想されており、H//PとH//Pで顕著な異方的効果を見出した。更なる、圧力セルの改良が行われている。1.純良単結晶育成:条件を系統的に調べ結晶育成を行いREFe_4P_<12>、RERu_4Sb_<12>、REOs_4Sb_<12>系に集中して、の大型単結晶の育成を進めた。2.本年度の顕著な結果(1)PrFe_4P_<12>:本年度は、特にこの物質の近藤効果と6.5Kでの相転移の起源が興味を集め、多くの共同研究者との協力の下研究が進められた(超音波吸収測定、中性子非弾性散乱、光電子分光、NMR、メスバウアー分光、等)。低温の非磁性秩序相での質量増強効果がキーポイントと判断して、ド・ハースーファン・アルフェン(dHvA)効果による有効質量と電子比熱係数の磁場依存性を詳細に測定するとにより、質量増強及び秩序パラメーターが四重極相互作用である可能性を明らかにした。また、共同実験の結果と相俟って、これまでのf電子化合物と比較して、この物質の異常性が更に際立たせる結果となった。(2)PrOs_4Sb_<12>:残念ながら、重い電子超伝導の発表は僅かに米国グループに先んじられてしまったが、関連してこの物質系の本質に関わると思われる臨界磁場以上に現れる新たな秩序相を、磁場中比熱と磁場中輸送効果測定により見出し、超伝導相との総合相図を明らかにした。(3)CeRu_4P_<12>:dHvA効果により決定された大きな質量を持つ小さなフェルミ面(キャリヤー数の少ない半金族)と、異常なホール係数の温度依存性(を他のREとの比較)に基づき、フェルミ面の顕著な温度変化の可能性を提示した。これは、f電子との温度に敏感に依存する混成効果によるとして解釈される。また、開発した、一軸圧力セルを用いて、電子輸送効果の効果の圧力依存性を測定し、低温の非フェルミ液体的振る舞いが急激に抑制されることを明らかにした。更に、磁気抵抗に現れるShubnikov-de Haas振動を、磁場と一軸圧力が平行と垂直の両配置で測定し、0.65kbarの低圧にもかかわらず、極値断面積に明白な異方性が生じることを示した。これ等は、充填スクッテルダイト係に共通するc-f混成効果の特異性を示す重要な事実である。純良単結晶育成:特に、REFe_4P_<12>、RERu_4Sb_<12>、REOs_4Sb_<12>計の軽希土類(RE=La,Ce,Pr,Nd)の大型単結晶の育成を行い、多くの研究グループとの共同研究に供した。本年度の顕著な結果のうち、特にPr化合物に関する部分を以下に概説する。(1)PrFe_4P_<12>:SR測定を行う事により、基底状態が非磁性であることをより高い程度で確認した。
サンゴ共生生物群集の成立過程における共生種の共存機構とオニヒトデの介在過程

本年度は、共生種にサンゴガニ類の生活史の解明、白化したサンゴ群体に棲息しらいる共生動物の特徴をさらに解明すること、及びオニヒトデが存在しない地域でのハナヤサイサンゴ共生動物相の解明を試みた。、毎月サンプリングしたハナヤサイサンゴ群体から得られたサンゴガニ類のサイズ分布から、1)全ての種が周年繁殖していること、2)若令個体が周年観察される種と特定の時期に観察される種に分ける事が可能であること、が明らかになり、それぞれの種は時期を変えてサンゴ群体に侵入していることが示唆された。種間関係は前年度までの研究で特に抱卵個体は他個体を排斥する傾向が強いが、その他は明瞭な種の順位関係は認められず、大型個体が小型個体を排除する傾向があることが明らかになった。又抱卵率も月により変化し、抱卵していない大型雌が観察されない時期がどの種にも存在した。以下の結果、何れの種も1年の内のどこかで群体に定着、侵入が可能であると結論された。白化した群体上には大型個体が存在せず、若令個体のいち早い侵入が認められた。しかも、通常より小型のサイズで成熟し、抱卵することが確認され、競争相手が存在しない場合、次世代をつくるためにより多くのエネルギーを費やすことが可能であることが示唆された。オニヒトデが存在しない熊本県の水域でハナヤサイサンゴを採集し、共生種の構成を調ベた。サンゴガニ類は3種確認されたがそのうち1種は希であり、沖縄での調査結果同様、小型群体には1種類の雌雄のペアが棲んでいた。しかしながらそのサイズ化組成、サンゴ群体とカニとの大きさの関係などにおいて、従来得られている沖縄での報告と異なる可能性が示唆されているので、今後検討したい。
新規希ガス化合物の合成と電子状態の研究

1.C_<60>-希ガス化合物の作成と物性評価C_<60>に一連の希ガス(RG=He, Ne, Ar, Kr, Xe)を1気圧、200°Cで数日間接触させて試料を作成した。Kr, Xeはほとんど吸蔵されないが、He, Ne Arの吸蔵量はHe>>Ne, Arであり、希ガス原子のサイズが大きくなるにつれて減少することがわかった。He, Ne Arを接触させた試料が500-700Kの高温に希ガスの脱離ピークを示すこと、C_<60>-Arの試料のXPSの測定からAr2p, Ar3sのバンドを観測し且つこれらのバンドがケミカルシフトを示すこと、C_<60>-Arが弱いESRを示すことから、固体C_<60>に吸蔵された希ガス原子はC_<60>分子と強い化学的な相互作用をもって存在しているものと結論される。2.C_<60>-希ガス化合物の理論計算希ガスとC_<60>との間に働く化学的相互作用を定量的に評価するために理論計算を行った。C_<60>(RG)、C_<60>(RG)_2、C_<60>(RG)_3のモデル構造を作成し、構造の最適化および電子状態計算を行い次のことが明らかとなった。C_<60>(RG)においては、C_<60>He, C_<60>Ne, C_<60>Arの希ガス原子は中性であるが、C_<60>Kr, C_<60>Xeの希ガス原子はそれぞれ0.99,1.04の正の電荷をもつ。C_<60>(RG)_2においては、C_<60>Ar_2のAr原子にも0.02の正の電荷が出現し、C_<60>Kr_2,C_<60>Xe_2の希ガス原子の電荷はそれぞれ1.24,1.28に増大する。C_<60>(RG)_3においては、希ガス原子の電荷はそれぞれC_<60>(RG)とC_<60>(RG)_2における値にほぼ等しい。3.カーボンナノチューブへの希ガス吸蔵多層・単層とキャップの有無の組み合わせによる4種類のカーボンナノチューブ(CNT)を用いて希ガスの吸蔵特性を調べた。He, Ne, Arを接触させた試料において、化学的結合が支配的な高温で脱離ピークを観測した。また、多層、単層ともにキャップのある閉じたCNTの方が希ガスの吸蔵量が多いことがわかった。C_<60>-RG(RG=He,Ne,Ar,Kr,Xe)の一連の化合物の試料作成において、最大吸蔵量を得るための接触条件の探索を行った。接触条件は、希ガス1気圧存在下、200°Cで数日間の接触が最適であることがわかった。

最適化された接触条件で作成された一連の化合物の吸蔵量の定量を行ったところ吸蔵量は、He>Ne>Ar>Kr>Xeの順に希ガスの原子半径が大きくなると減少することがわかった。^4Heの同位体である^3Heを吸蔵させた試料との吸蔵特性の比較を行ったところ、脱離ピーク温度はC_<60>^3Heの方がC_<60>^4Heより低温にシフトすることがわかった。C_<60>-RG化合物のXPS測定を行った。C_<60>Ar化合物においてAr3s,Ar2pのバンドが検出された。特に、Ar2pのバンドはgraphite-Arのそれに比べて大きなケミカルシフトを示しC_<60>とArの間に何らかの化学的な相互作用が存在しているものと思われる。今のところ他の化合物においては希ガス原子に基づくバンドは観測されていないが、C1sやvalence bandはpristine C_<60>とはband pictureの異なるスペクトルが観測されている。ESR測定からはC_<60>Ar化合物において弱いシグナルが観測されC_<60>とArの間に弱い電荷移動が生じているものと思われる。C_<60>と希ガスと間の相互作用を定量的に評価するために、ワークステーションと量子化学計算ソフトを用い電子状態の計算を行った。まだ予備的段階ではあるが、C_<60>面心立方格子の八面体サイトに希ガス原子を1個置いた周期結晶モデル構造を最適化しその最適化構造に対して電子状態計算を行った結果、He,Ne,Ar化合物では電荷移動が起こらないがKr,Xe化合物で電荷移動が現れてくるという知見が得られつつある。(1)C_<60>-希ガス化合物の理論計算固体C_<60>に吸蔵された希ガスとC_<60>との間に働く化学的相互作用を定量的に評価するためにC_<60>-希ガス化合物の理論計算を行った。C_<60>面心立方格子の八面体サイトに希ガス原子(RG)を1個置いたC_<60>(RG)、四面体サイトに1個置いたC_<60>(RG)_2、両方のサイトに1個ずつ置いたC_<60>(RG)_3のモデル構造を作成し、構造の最適化および電子状態計算を行い次のことが明らかとなった。C_<60>(RG)においては、C_<60>He,C_<60>Ne,C_<60>Arの各希ガス原子は電荷をもたず中性である。これに対して、C_<60>Kr,C_<60>Xeの希ガス原子はそれぞれ0.99,1.04の正の電荷をもつ。C_<60>(RG)_2においては、C_<60>Ar_2のAr原子にも0.02の正の電荷が出現する。C_<60>Kr_2,C_<60>Xe_2の希ガス原子の電荷はそれぞれ1.24, 1.28に増大する。C_<60>(RG)_3においては、八面体サイトと四面体サイトの希ガス原子の電荷はそれぞれC_<60>(RG)とC_<60>(RG)_2における値にほぼ等しい。また、5GPaの静水圧をかけるとC_<60>ArにおいてもAr原子が0.02の正の電荷をもつようになることも明らかにした。(2)カーボンナノチューブへの希ガス吸蔵C_<60>のような分子性結晶とグラファイトシートを筒状に丸めた形態をもつカーボンナノチューブ(CNT)との希ガス吸蔵特性の比較を行った。多層・単層とキャップの有無の組み合わせによる4種類のCNTを用いて希ガスの吸蔵特性を調べた。He, Ne, Arを接触させた試料において、化学的結合が支配的な高温領域で脱離ピークを観測した。また、多層、単層ともにキャップのある閉じたCNTの方が希ガスの吸蔵量が多いことがわかった。このことから、チューブ内は吸蔵サイトとしての寄与が少なく、むしろ両端のキャップあるいはそれに類似する部分で構成されるサイトが特異的な相互作用を示すことを明らかにした。
ハイパー核およびハイペロン-原子核散乱に現れるYN相互作用の諸特性

研究代表者(山本)と海外協力研究者Th.A.Rijkenによって中間子論的SU3不変模型Extended Soft Core model (ESC)が開発された。この模型においては、従来のeffective scalar mesonsに代わってtwo meson exchange (pair term)の寄与が直接取り入れられ、極めて良い精度でNN散乱位相差のデータを再現すると同時に、ハイパー核のデータとの全体的に整合する。本研究において、ESC模型より導かれるG行列相互用G_<XX>(r;ρ,E)を用いたfolding modelによる核-核散乱の解析が大きく進展した。特にESC模型で核物質の飽和性を保証するために取り込まれている3体斥力の効果が系統的に現れることが示された。ESC模型のSU3不変性を踏まえ、G行列folding modelはハイペロン-核間相互作用の解析に適用された。旧来のESC模型には実験が示唆する強いΣ-核間斥力が出せない問題があったが、今年度に完成したESC08においては、クォーク・クラスター模型で与えられるPauli forbidden statesの影響を現象論的に取り入れることでその問題が解決された。N-核の場合と同様の枠組で得られるΣ-核相互作用を用いてΣ-核散乱の微分断面積を計算し、得られる角度分布のパターンがΣN相互作用の特徴を反映することを示した。また準自由(π^-,K^+)反応の強度関数を計算し、ESC08より導かれる斥力的Σ-核相互作用の結果が、引力的相互作用による結果よりも実験データの現象論的解析の結果とよく整合することを示した。以上の成果はHyp-X国際会議(2009年9月、東海村)において発表された。研究代表者(山本)と海外協力研究者Th. A. Rijkenによって中間子論的SU3不変模型Extended Soft Coremodel(ESC)が開発されてきた。この模型においては、従来のeffective scalar mesonsに代わってtwo mesonexchange(pair term)の寄与が直接取り入れられ、極めて良い精度でNN散乱位相差のデータを再現すると同時に、ハイパー核のデータとの全体的な整合性に関しても従来の相互作用模型を凌駕している。今年度は、ESC模型より導かれるG行列相互用G_<NN>(r;ρ,E)を用いたfolding modelによる核子(N)-核散乱および核-核散乱の解析が大きく進展した。とりわけ、ESCで核物質の飽和性を保証するために取り込まれている3体斥力の効果がO^<16>-O^<16>散乱等の角度分布に顕著に現れることが示されたことは大きな成果である。N-核散乱および核-核散乱の解析を更に系統的に行うと共に、同様の理論的枠組によるハイペロン-核間相互作用の研究への展開が試みられた。従来のESC模型には、実験が示唆する強いΣ-核間斥力が出せない問題があったが、今年度に開発されたESCO7においては、クォーク模型で与えられるPauli forbidden statesの影響を現象論的に取り入れることで問題の解決が図られた。この結果はJ-PARC等における将来の実験の必要性の根拠となるものである。
ローマ法と条件付遺言

古代から近現代に至るヨーロッパの歴史には、相続、特に遺言が法制度を動かし、またそうした相続法制が人々の生活を規定した、という循環が見られる。この点について、それが「ローマ法」との格闘によって得られた側面に注目し、研究を継続してきた。研究代表者(田中)は、昨年度以前からのローマ相続法基本文献講読を研究分担者と引き続き行い、中世におけるローマ法源の受容に関する研究報告をドイツ語で行うと共に、遺贈の請求に関する論文、及び遺言無効に関する論文を執筆した。研究分担者(伊藤)は、研究代表者と日常的に対話を交わしつつ、遺贈・遺言について欧米の研究を踏まえ検討を進めた。研究分担者(佐々木)は、海外や日本で外国語で行った研究発表に対し寄せられた各国の学者による論評を踏まえ、ローマ相続法と日本法の交錯に関する事案を扱う英語論文を執筆した(但し、公刊が遅れている)。相続法と相続法学について、我が国の民法典編纂にも影響を与えた、古代から近世に至る広義の「ローマ法」も素材としつつ、条件付遺言がどのように理解されてきたかを検討する作業を継続している。その成果として、古代ローマについては研究分担者の単著で一章を割いて、遺言書を補完する相続人と、相続人を義務者とする遺贈の受遺者による請求との対立を解決する方策を論じた。加えて雑誌論文でも農場相続事例を詳細に分析し対象となる地所が相続に際して分割され又は共有に陥った後も、規模の経済を継続させるべく事業が一体的に隔年で交互に営まれる姿を描いた上で、先行研究の問題点を対比して相続法制全般に関わる議論の出発点となる立論を展開した。中世普通法学に関しては、研究代表者が相続の前提となる占有理解に関する雑誌論文で検討を加えた。その際、国際法学に寄与の大きいとされる著作がローマ法源及びギリシア語著作を前提に論を展開している点を重視し、法文解釈が出発点となっていることを明確化した。議論の中心は有事・戦時における占有の侵奪・回復ではあるが、翻って相続を巡る対立においても同様の論争が当事者間で交わされることは明白であり、往時の法学の一端から相続法(学)に繋げる構想の一部をなす。また、相続立法の重層性を綿密に検討する書籍を精読する研究会を数次にわたり開催し、国際学会で二本の研究発表を関連して行なった上で、参加し聴講したその他の研究報告に際して質疑応答から論点を深化させ議論を交わした。当初の計画通り、雑誌論文を中心に成果を公表すると共に、定期的に開催している研究会で検討を深めている。また、国際学会など内外で研究報告を行ない、学界との接点を保ちつつ、多くの研究者と対話・意見交換を続けている。古代から近現代に至る「ローマ法」の長い歴史を踏まえ、相続法と遺言に関する検討を進めてきた。研究代表者(田中)は、ローマ相続法の基本的な文献の講読を研究分担者と行い、基礎的な知識を確実なものとすると同時に、中世法学から19世紀のパンデクテン法学にいたるローマ法解釈文献、とりわけ16世紀の人文主義法学の代表的な学者の解説を読み進めた。2017年4月27日から5月4日まで、スイス連邦ヌシャテル大学法学部からの誘いに応じ、同大学で開催された学会において下記の人文主義法学に関する報告を行った。下記の論文の一部の紹介と日本法との関連について敷衍したものである。この間、南山大学において、海外の法制史学者による下記の講演会を行った。ローマの相続法に対する後代の解釈として論文を執筆した(初校ゲラ完成済)。研究分担者(伊藤)は、研究代表者と日常的に対話を交わしつつ、下記論文を執筆した。同論文は、前稿に引き続き、ドイツにおける相続法の改正作業を第2次世界大戦の激化に伴う改正作業の停止までの検討をしている。さらにその改正作業がどのような理由により停止することになったか、単なる戦争の激化にとどまらない理由の検討をし、また、戦後にそこから何が学ばれることとなったかについての試論を示し、その検討を今後の課題として指摘している。研究分担者(佐々木)は、国内外での研究発表に対し寄せられた各国の学者による論評を踏まえ、ローマ相続法の好例と言える事案を扱う論文を公表した。当初の計画に沿い、論文を公表してきた。定期的に研究会を開催し、全国規模の研究大会でも応募し報告した。また、国際学会でも発表を行なうと共に、海外の研究者と討論し研究を深めつつある。基本的には前年度までの作業を継続する。加えて、判例学説の相続関連解釈技法についても成果を発表予定である。基本的には、前年度までの研究方法を継続する。

相続立法と遺言解釈技法との関連性についても、論考を公表する予定である。(理由)来日を予定していたドイツ人研究者が転出したため、渡航自体をとりやめた。(使用計画)最終年度内には来日が困難なため、研究代表者と分担者が国際学会に際し渡欧して、その講演を聴講する。その知見を共有すべく、関連著作を購入し国内で研究会を開催する。
非線形ロバスト適応制御の最適化と知能化に関する研究

従来の安定論をベースにして構築されている適応制御や非線形制御に対して、最適制御の観点からそれらの制御過程を再定式化することで、安定性の確保だけでなく様々な制御性能を規定することが可能な、非線形ロバスト最適適応制御系や非線形ロバストH∞(最適)適応制御系の設計理論の構築を目的とした。またスケジューリングの観点から制御過程を見直して、新しい適応型のゲインスケジューリング制御系を最適性やH∞規範の観点から構成することも目標とした。それらに関しては以下のような成果が得られた。1.相対次数や次数に不確定なシステムに対する適応制御系の設計理論を構築した。3次の範囲の不確定な相対次数、未知の次数、および未知の高調波利得の符号に対して、適応安定化制御系、モデル規範形適応制御系、適応サーボ系を構成する手法を求めた。関連文献は1),3),5),7),8),15),17)。2.ハイゲインオブザーバを用いた適応制御系の簡略化構成法の開発とそのロバスト性の解析を行った。また未知の次数に対して1個の調整パラメータで適応制御系を構成する手法も求めた。関連文献は6),12)。3.適応制御またはH∞制御の観点から適応制御系を再設計する手法について研究を行った。モデル規範形制御も含む一般的な適応制御問題に関して、2次の評価関数やH∞制御規範の観点から3つのタイプの最適適応制御系を構成する手法を求めた。関連文献は2),9),10),11),21)。4.3の研究を進めて、未知のシステムパラメータを外乱と見なして非線形適応H∞制御系を構成する手法を開発した。それによりパラメータの時間変動に対してロバストな非線形適応制御系を、H∞制御規範の観点から実現した。さらにその手法をロボットマニピュレータ軌道追従制御に適用した。関連文献は13),14),16),18),20),24)。5.4の手法を拡張して、非線形パラメトリックモデルに対する適応制御系を、H∞制御規範の観点から設計した。3層のニューラルネットワークを非線形パラメトリックモデルの例として取り上げ、非線形関数の近似器としてニューラルネットを用いた時の非線形適応制御に含まれる様々な不確定要因を外乱と見なして、非線形適応H∞制御系を構築した。関連文献は22)。6.ゲインスケジューリング制御の、スケジューリングパラメータの適応的な調整法の研究を行った。LPVシステムに対して、LMIに基づく適応型のゲインスケジューリングH∞制御系を構成する手法を開発した。関連文献は2),3)。7.双線形系の制御問題も考察した。双線形系に対するオブザーバを用いた安定化制御問題を考え、あわせて双線形の制御理論を大型車両のセミアクティブサスペンション(双線形系と見なせる)の制御問題にも応用し、それらの有効性をシミュレーションや実際の車両を使った実験で確認した。関連文献は4),19)。研究内容は大きく分けて、1)安定論の立場から進めてきた非線形ロバスト適応制御に関する研究を、2次形式の最適制御あるいは最近のH∞最適制御の観点から再構築する。非線形ロバスト最適適応制御理論または非線形ロバストH∞(最適)適応制御理論をあらたに展開することで、様々な不確定要素に対するロバストパフォーマンスを陽に指定できるような制御系設計法を確立する部分と、2)制御動作を計画、制御装置の選択と適切な配置、シーケンス制御の部分も含めたハイブリッド系(フィードバック制御とシーケンス制御)の運転まで拡大解釈して、拡張された概念による新しい知能適応制御系の構成理論を構築する部分の2つからなる。今年度は特に項目1)の内容に関して、これまで進めてきた研究を継続する中で以下のような成果を得た。1.相対次数の不確定性に対する適応制御系の構成については、これまでの研究を発展させて3次の範囲の相対次数の不確定性に対して、適応安定化制御系、モデル規範形適応制御系、適応サーボ系を構成する手法を求めた。また相対次数の不確定性に加えて、高調波利得の符号が未知の場合にも対応できるような適応安定化制御系、モデル規範形適応制御系、適応サーボ系の構成法を求めることができた。関連する成果は以下の通りである。1-1)宮里:次数と相対次数に依存しない非線形適応制御系の構成法(相対次数が3次の範囲で不確定な場合)、システム制御情報学会論文誌、Vol.11,No.6,pp.330-340,1998.1-4)宮里:次数と祖対次数に依存しない適応サーボ系のー構成法、計測自動制御学会論文集、Vol.35,No.3,1999(掲載予定)3-1)大森,宮里:適応制御の潮流,システムノ制御/情報,Vol.42,No.6,pp.287-299,1998.4.その他(車両のセミアクティブサスペンションへの双線形制御理論の応用)従来の安定論をベースにして構築されている適応制御や非線形制御に対して、最適制御の観点からそれらの制御過程を再定式化することで、安定性の確保だけでなく様々な制御性能を規定することが可能な、非線形ロバスト最適適応制御系や非線形ロバストH∞(最適)適応制御系の設計理論の構築を目的とした。

それらに関しては以下のような成果が得られた。1.相対次数や次数に不確定なシステムに対する適応制御系の設計理論を構築した。3次の範囲の不確定な相対次数、未知の次数、および未知の高調波利得の符号に対して、適応安定化制御系、モデル規範形適応制御系、適応サーボ系を構成する手法を求めた。関連文献は1),3),5),7),8),15),17)。2.ハイゲインオブザーバを用いた適応制御系の簡略化構成法の開発とそのロバスト性の解析を行った。また未知の次数に対して1個の調整パラメータで適応制御系を構成する手法も求めた。関連文献は6),12)。3.適応制御またはH∞制御の観点から適応制御系を再設計する手法について研究を行った。モデル規範形制御も含む一般的な適応制御問題に関して、2次の評価関数やH∞制御規範の観点から3つのタイプの最適適応制御系を構成する手法を求めた。関連文献は2),9),10),11),21)。4.3の研究を進めて、未知のシステムパラメータを外乱と見なして非線形適応H∞制御系を構成する手法を開発した。それによりパラメータの時間変動に対してロバストな非線形適応制御系を、H∞制御規範の観点から実現した。さらにその手法をロボットマニピュレータ軌道追従制御に適用した。関連文献は13),14),16),18),20),24)。5.4の手法を拡張して、非線形パラメトリックモデルに対する適応制御系を、H∞制御規範の観点から設計した。3層のニューラルネットワークを非線形パラメトリックモデルの例として取り上げ、非線形関数の近似器としてニューラルネットを用いた時の非線形適応制御に含まれる様々な不確定要因を外乱と見なして、非線形適応H∞制御系を構築した。関連文献は22)。6.ゲインスケジューリング制御の、スケジューリングパラメータの適応的な調整法の研究を行った。LPVシステムに対して、LMIに基づく適応型のゲインスケジューリングH∞制御系を構成する手法を開発した。関連文献は2),3)。7.双線形系の制御問題も考察した。双線形系に対するオブザーバを用いた安定化制御問題を考え、あわせて双線形の制御理論を大型車両のセミアクティブサスペンション(双線形系と見なせる)の制御問題にも応用し、それらの有効性をシミュレーションや実際の車両を使った実験で確認した。関連文献は4),19)。研究内容は大きく分けて、1)安定論の立場から進めてきた非線形ロバスト適応制御に関する研究を、2次形式の最適制御あるいは最近のH∞最適制御の観点から再構築する。非線形ロバスト最適適応制御理論または非線形ロバストH∞(最適)適応制御理論をあらたに展開することで、様々な不確定要素に対するロバストパフォーマンスを陽に指定できるような制御系設計法を確立する部分と、2)制御動作を計画、制御装置の選択と適切な配置、シーケンス制御の部分も含めたハイブリッド系(フィードバック制御とシーケンス制御)の運転まで拡大解釈して、拡張された概念による新しい知能適応制御系の構成理論を構築する部分の2つからなる。今年度は特に項目1)の内容に関して、これまで進めてきた研究を継続する中で以下のような成果を得た。
1920年代在台日本人社会の「台湾人」認識―台湾議会設置請願運動をめぐって

本研究は、戦前の植民地台湾と日本内地において、1921年から1934年まで台湾人エリートにより展開された代表的な反植民政治運動、すなわち台湾議会設置請願運動について、これまで注目されてこなかった在台日本人の言説を考察し、そこから在台日本人社会の「台湾人」認識がどのように反映されているかを検討することを目的とする。なお、台湾議会設置請願運動自体は1934年まで続いたが、帝国議会での請願が成功する見通しがなく、また内部の路線対立・分裂により、1930年代前後より形骸化したため、この運動と真剣に向き合った言説も実際に1920年代に集中しているため、研究の射程に関しては1920年代の認識とする。
EGFR-C797S/T790M変異による多剤耐性の検出と克服の分子基盤研究

EGFR遺伝子変異は強力ながん遺伝子であるdriver oncogeneの一つであり、恒常的なキナーゼ活性化による増殖シグナルを生み出すことで細胞癌化の原因となっている。現在では、このキナーゼ活性を阻害する分子標的薬(EGFRチロシンキナーゼ阻害剤:EGFR-TKI)が非常に高い臨床効果を示す。一方で、分子標的薬治療には必ず耐性が生じることが問題となっている。EGFR-TKIに対しても、初回治療の増悪例ではおよそ半数がT790M変異による耐性が生じ、これに対してはosimertinibが有効であるため保険承認されているが、一部の症例でC797Sの追加変異が出現して再び耐性となる。実臨床においては、C797Sの検出技法が確立しておらず、具体的な治療法についても明確な方向性が示されていない。申請者は、T790M/C797S耐性に対してはbrigatinib+抗EGFR抗体の併用による克服の可能性を報告しているが、簡便かつ迅速な検出による患者選択がこの併用治療の臨床導入を目指すために必須である。本研究では、血漿中のcell free DNAをdroplet digital PCRを用いて高感度に検出する方法を検討し、実臨床でosimertinib治療を受けた19例において血漿検体の経時的な解析を行った。治療抵抗性が出現する時期と呼応するように血漿中のEGFR変異遺伝子が検出されることが確認され、一部の症例ではT790M/C797Sの出現が確認できた。研究は計画通りに進展しており、順調といえる。患者血漿からdroplet digital PCRでC797S/T790Mの検出が可能であることが確認され、引き続いて組織検体などからも同様の手法で検出することができるか検証を進めている。C797Sをより高感度に検出する方法を確立すべく、引き続き検討を重ねているとともに、Osimertinib治療の時系列を追っての検体をすでに19症例を登録し、約200検体近く回収が完了しており、順調に進展していると考えられる。30年度に概ね予定通りの進捗が得られたため、引き続き下記の通りに研究を進展させる予定としている。・血漿dropletdigital PCRで検出可能であることが確認でき、実際の治療も継続されているため引き続き血漿サンプルの蓄積/解析を継続していく。また、血漿cell free DNAからNGSを用いた多遺伝子解析についての研究も開始していく。特にEGFR-TKI治療は初回からosimertinibも使用可能となったが、これまでの報告で初回治療osimertinibに対する耐性機構が、既存の初回治療におけるそれとはかなり異なることが示されてきている。多遺伝子解析によって、より正確に治療中の耐性機構を解明できる手法の確立が期待される。
脳梗塞における炎症の鎮静化と組織修復メカニズムの解析

脳梗塞に対する有効な治療法は乏しく、神経機能を改善する手段に至っては現状、リハビリのみである。したがって、脳梗塞患者の機能予後を改善するような治療法の開発が急務となっている。本研究では虚血後炎症が鎮静化し、組織修復に至るメカニズムを明らかにする。脳内における組織修復の機能をもつ細胞集団を同定し、その組織修復の機能を規定する転写因子(マスター遺伝子)を決定する。脳梗塞回復期(発症後7日前後)における脳内ミクログリア、マクロファージは様々な神経栄養因子、抗炎症因子を産生することがマイクロアレイによる網羅的解析により明らかになった。神経栄養因子のうち、特に発現量が大きく変化していた因子につき、脳内での発現誘導メカニズムを解析した。まず脳梗塞発症6日目の脳の抽出液を作製し、これを骨髄由来マクロファージに添加することにより発現誘導がみられることを発見した。超遠心やPercoll濃度勾配により、抽出液のうち細胞質分画に神経栄養因子の誘導活性を認めたため、質量分析や発現型cDNAライブラリを用いた同定法を試みている。炎症の鎮静化メカニズムについては、炎症惹起因子(DAMPs:damage associated molecular patterns)の除去メカニズムを中心とした解析を行った。脳内におけるDAMPsには、末梢血液に検出されず、分解された後の断片でもDAMPsとしての活性を持つものがあることが判明した。これらの除去には脳内の細胞による積極的な認識、排除の機構があることが明らかとなり、これを詳細に解明することにより新規治療法へと応用しようとしている。26年度が最終年度であるため、記入しない。脳梗塞後の脳内におけるマクロファージやミクログリアが産生する修復因子、抗炎症因子を網羅的解析し、さらにこの産生メカニズムをin vitroの系で解析する手法につき確立した。よって本研究はおおむね順調に進展していると判断できる。今後、脳抽出液を分画し、質量分析を用いた効率的な因子の同定法を確立する必要がある。タンパクの場合、より細かに分子量でふるい分け、因子の同定をより正確化、迅速化する手法を検討する。
多重注入法を利用する超高感度マイクロチップ電気泳動法の開発

昨年度はアダマール変換キャピラリー電気泳動法をマイクロチップ電気泳動に応用するために、電気泳動注入法を用いる多重注入装置を作製した。本年度は本装置を用いてマイクロチップ電気泳動を行うために二つの検出器の作製を行った。ひとつはレーザーを斜めから照射し、対物レンズにより蛍光を集める検出器であり、もう一つはレーザーの集光レンズと同じレンズを用いて蛍光を検出する共焦点型の検出器である。蛍光色素を試料として一回の注入によって得られる二つの検出器の感度を比較したところ、共焦点型の検出器がより高感度であることがわかった。この検出器と作製した注入装置を用いてマイクロチップ電気泳動により、約10^<-7>Mの検出限界を得た。さらに本装置によりアダマール変換電気泳動を行ったが、十分な感度向上は認められなかった。これは実験条件の最適化が不十分であること、及び試料注入量の再現性が悪いことに起因すると予想される。マイクロチップ電気泳動では試料注入チャンネルと分離チャンネルに異なる電圧を印加することで試料注入を行う。このとき、試料の注入量は二つの電圧の値の比によって大きく変化することが明らかとなった。このため、安定な試料の多重注入を達成するためには、試料注入チャンネルと分離チャンネルにおける最適な印加電圧の比について、詳細に検討する必要があることがわかった。今後、印加電圧の安定化と最適条件を明らかにすることで、多重注入により10倍以上の感度の向上が期待できる。アダマール変換キャピラリー電気泳動法をマイクロチップ電気泳動に応用するために,電気泳動注入法を用いる多重注入装置を開発した。電気泳動注入法を利用するためには,試料と緩衝溶液を交互に注入するための高電圧切り替えスイッチが必要である。そこで2つのリードリレーを作動させるための回路を作製した。回路には高電圧による計測装置に対する負荷を防ぐために,リードリレーと計測装置間にフォトカプラ(TLP521-1)を組み込み絶縁を行った。リードリレーは5Vの電圧を印加したときにのみ通電するので、コンピュータから2つのリードリレーのいずれかに5Vの電圧を印加することで,任意に試料あるいは緩衝溶液を注入することができる。さらに,リードリレーをアダマール変換コードに従って切り替えるためのプログラムを作成した。作製した装置の評価を行うために,検出窓を設けた分離用キャピラリーと,末端をそれぞれ試料,緩衝溶液中に浸した2本のキャピラリー(内径50μm)を連結したT字型キャピラリーカラムを作製し,電気泳動注入法によるアダマール変換キャピラリー電気泳動を行った。しかしながら,T字型キャピラリーカラムではキャピラリーの連結部におけるデッドボリュームが大きく,正確な試料の導入は困難であった。デッドボリュームの問題はマイクロチップを分離の場として用いることで解決できるので,来年度は本注入装置とマイクロチップを組み合わせたアダマール変換電気泳動法の開発を行う予定である。
エレクトロニクス実装はんだ継手微細化に伴う接合界面挙動評価と高信頼性界面の創出

はんだサイズと基板パッドサイズ、さらには加熱方式を変化させ、はんだ微細化が接合部に与える影響、すなわち界面反応層の形成や接合部の接合強度(特に耐衝撃性)に与える影響を基礎的に評価した。その結果、界面反応層の形成及び接合部の耐衝撃性ともに、パッドの種類関わらずサイズの影響が明確にみられ、はんだバンプを微細化することにより接合部へ与える影響は大きく、接合部の信頼性確保には十分注意が必要であることが分かった。はんだサイズと基板Cuパッドサイズを変化させ、はんだ微細化が接合部に与える影響を基礎的に評価した。具体的には、はんだサイズ5種類(直径0.25, 0.37, 0.50, 0.76, 1.00mm)、Cuパッドサイズ5種類(直径0.20, 0.30, 0.40, 0.60, 0.80mm)で変化させ、界面反応層の形成や接合部の接合強度(特に耐衝撃性)について評価をおこなった。いずれの場合にも、はんだ付け時の加熱プロファイルは一定とし、最高温度を250°Cとした。一部の試料については、150°Cのオイルバス中で時効処理をおこない、長期信頼性に与える影響を評価した。界面反応層の評価は断面観察によりおこない、耐衝撃性の評価については、振り子式の衝撃試験機を使用し、接合部破壊の際の最大応力、全エネルギーについて評価した。その結果、界面反応層については、はんだ付け直後ではCuパッドとの界面にCu6Sn5相の形成が確認され、時効処理後ではCu3Sn相の形成が確認された。特にはんだサイズが0.25mmと最も微細な場合には、界面に形成されているCu_6Sn_5が厚くなることがわかった。その後の時効処理における成長速度に大きな差は見られなかった。この理由としては、溶融はんだ中へのCuの溶解速度の違いが考えられ、EMPAによるはんだ中のCu濃度の評価をおこなったが、明確な違いは見られなかった。さらにはんだ組織の評価などを継続しておこなっていく。また耐衝撃性については、はんだ付け直後、時効処理後ともに、得られた最大応力や全エネルギーについて明らかな差がみられており、はんだバンプサイズの影響がみられるごとから今後、さらに詳細な検討を行っていく予定である。はんだバンプサイズと無電解Ni-P/フラッシュAuめっきしたパッドサイズを変化させ、はんだバンプの微細化が接合部に与える影響を基礎的に評価した。具体的には、はんだサイズ3種類(直径0.25,0.50,1.00mm)、無電解Ni-P/フラッシュAuめっきパッドサイズ3種類(直径0.20,0.40,0.80mm)で変化させ、特に接合部の接合強度(耐衝撃性)について評価をおこなった。また150°Cのオイルバス中で時効処理をおこない、長期信頼性に与える影響を評価した。耐衝撃性の評価については、振り子式の衝撃試験機を使用し、接合部破壊の際の最大応力、単位面積あたりの全エネルギーについて評価した。その結果、得られた最大応力や全エネルギーについて明らかな差がみられ、はんだバンプサイズの影響があることがわかった。最大応力の場合には、直径1.00mmで他の2つと比べてはんだ付け直後から低い値となっており、時効処理後も他の2つより低いままであった。また全エネルギーの場合には、はんだ付け直後はサイズの違いはみられなかったが、時効処理後には直径0.25mmの場合のみ、はんだ付直後よりも高い値を示し、他の2つとは異なった傾向を示した。今後、界面反応層との関係などを検討することで、これらの原因を検討するとともに、信頼性の高い界面について明確にする。昨年度おこなったCuパッドを用いた場合と比較すると、最大応力については直径1.00mmの場合に低い値を示すという同様の傾向が見られたが、全エネルギーについては異なった傾向を示しており、この違いについても今後、検討する。一方、信頼性の高い界面を検討することを目的として、熱源としてレーザを用いたはんだ付けを行い、界面反応層が非常に薄い接合部の評価をおこなった。その結果、接合部の界面反応層が非常に薄い場合には、破壊の際の最大応力も高くなり、信頼性の高い界面になることが示唆された。接合部の界面反応層は特にはんだの溶融時間、はんだ部の凝固組織は冷却速度などが異なることで大きく変化する。したがって、バンプサイズだけでなく、加熱方式によっても、はんだの溶融時間や冷却速度は大きくことなることが示唆される。そこで、H24年度は一般的なリフロー加熱だけでなく、レーザ加熱による急速加熱・急速冷却を利用し、はんだの溶融時間や冷却速度が与える影響について、バンプサイズを変化させながら、検討をおこなった。

具体的には、Sn-3.0Ag-0.5Cuはんだを利用し、バンプサイズを3種類(直径0.25, 0.50, 1.00 mm)準備して、レーザ加熱することで、加熱直後の界面反応層の形成状況や接合部の接合強度(高速せん断試験で評価)に与える影響及び、150 °Cのオイルバス中で最長504 hまで高温保持をおこなった際の界面反応層や接合強度の変化の様子について評価、検討をおこなった。その結果、レーザ加熱及びリフロー加熱直後の試料に関して、高速せん断試験で得られた各サイズの最大応力については、リフロー加熱を施した試料はバンプサイズが小さくなるにつれ、衝撃強度が高くなる傾向にあったが、レーザ加熱を施した試料は逆の挙動を示し、0.5 mm、0.76 mmに比べて最も微細な0.25 mmのはんだバンプで、最大応力は最も低い値となった。また最大応力に与える高温保持時間の影響は、いずれのサイズにおいても、時効時間とともに最大応力は低下しており、504h後も0.25 mmの最大応力は最も低い値となった。はんだ/Cuパッド界面の反応層については、レーザ加熱の場合、加熱直後は、各バンプサイズで界面反応層が非常に薄く、高速せん断試験における最大応力に大きな影響を与えているものと推察された。はんだバンプサイズと無電解Ni-P/フラッシュAuめっきしたパッドサイズを変化させ、はんだバンプの微細化が接合部に与える影響を耐衝撃性の観点から基礎的に評価することができ、また昨年度のCuパッドの場合との比較も行っており、おおむね順調に進展している。界面反応層との関係について明確にすることを早急に進めていく。24年度が最終年度であるため、記入しない。これまでに汎用的に使用されるCuパッドと無電解Ni-P/フラッシュAuめっきしたパッドの2通りで、はんだバンプの微細化が接合部に与える影響を耐衝撃性の観点から評価し、その結果、微細化の影響があることが明確になっているので、特に今後はその要因について明確にすることを目指し、そこから信頼性の高い界面を得る方策を検討する。また信頼性の高い界面の検討を目的として、引き続き、熱源にレーザを用いたはんだ付け部についても評価をおこなっていき、信頼性の高い界面構造についての知見を蓄積する。
新規ヒトフローラマウスでの口腔と全身のクロストーク解析―細菌叢と免疫に注目してー

歯周プラーク細菌叢が腸内細菌および腸菅免疫に与える影響を調べるために、無菌マウスにヒト正常腸内細菌叢を移植したヒトフローラマウス(HFマウス)を作出する。HFマウスの口腔および腸管・全身の基準となる免疫応答を確認しておく。HFマウスで、デキストラン硫酸ナトリウム(DSS)誘導性腸炎を惹起させる。その際、歯周フローラのディスバイオーシスが生じている歯周病患者の短期培養歯周細菌を口腔内投与し、腸炎発症への影響および全身および腸管免疫に与える影響を調べる。
歯周組織の加齢変化に関する総合的研究

口腔機能の最も基本的な咬合・咀嚼機能を果たしている歯を支える歯周組織は、種々の代謝・機能障害を伴う加齢変化を示す.しかし、それの発生機序等はまだ解明されていない.そこで、9名の研究者が専門的卓越した研究方法を用い、歯周組織の加齢変化を惹起する機構の総合的解明を試みた.1.若年者ならびに高齢者の歯周靭帯線維芽細胞を用いて、細胞増殖能の変化を検討した.その結果、細胞サイクルの時間には両者間に有意差は認められなかった.しかし、若年者では細胞サイクルのG1-S期時間と増殖能は有意に長いことが明らかになった.さらに、老化した細胞では細胞増殖に関わるc-fos発現が認められなっかた.2.ヒト歯周靱帯線維芽細胞の細胞加齢に伴うアルカリ性ホスファターゼ(ALPase)とカテプシン活性、コラーゲン産生能の変化を検討した.その結果、加齢に伴いALPase活性とコラーゲン産生能は低下し、カテプシンB,L活性は逆に上昇した.3.ヒト歯周靭帯線維芽細胞を用いて、細胞加齢に伴う機械的刺激によるIL-1β産生能とその遺伝子発現の変化を調べた.その結果、無刺激では加齢変化が認められなっかたのに対し、刺激下では加齢細胞に2倍以上のIL-1β産生と強い遺伝子発現が観察された.4.若年者ならびに高齢者の歯肉由来の線維芽細胞を用いて、歯周病原細菌(P.gingivaliss,Campylobacter recutus)LPSによるIL-6,PGE_2産生の変化を検討した.その結果、高齢者線維芽細胞ではLPS刺激により有意に高いIL-6とPGE_2産生を示した.このように、歯周組織の加齢に伴う組織細胞の形態的、機能的、分子生物学的変化の一部を明らかにすることができた.これらの変化が加齢に伴う代謝・機能障害の一因であり、また複合的作用していることが示唆された.口腔機能の最も基本的な咬合・咀嚼機能を果たしている歯を支える歯周組織は、種々の代謝・機能障害を伴う加齢変化を示す.しかし、それの発生機序等はまだ解明されていない.そこで、9名の研究者が専門的卓越した研究方法を用い、歯周組織の加齢変化を惹起する機構の総合的解明を試みた.1.若年者ならびに高齢者の歯周靭帯線維芽細胞を用いて、細胞増殖能の変化を検討した.その結果、細胞サイクルの時間には両者間に有意差は認められなかった.しかし、若年者では細胞サイクルのG1-S期時間と増殖能は有意に長いことが明らかになった.さらに、老化した細胞では細胞増殖に関わるc-fos発現が認められなっかた.2.ヒト歯周靱帯線維芽細胞の細胞加齢に伴うアルカリ性ホスファターゼ(ALPase)とカテプシン活性、コラーゲン産生能の変化を検討した.その結果、加齢に伴いALPase活性とコラーゲン産生能は低下し、カテプシンB,L活性は逆に上昇した.3.ヒト歯周靭帯線維芽細胞を用いて、細胞加齢に伴う機械的刺激によるIL-1β産生能とその遺伝子発現の変化を調べた.その結果、無刺激では加齢変化が認められなっかたのに対し、刺激下では加齢細胞に2倍以上のIL-1β産生と強い遺伝子発現が観察された.4.若年者ならびに高齢者の歯肉由来の線維芽細胞を用いて、歯周病原細菌(P.gingivaliss,Campylobacter recutus)LPSによるIL-6,PGE_2産生の変化を検討した.その結果、高齢者線維芽細胞ではLPS刺激により有意に高いIL-6とPGE_2産生を示した.このように、歯周組織の加齢に伴う組織細胞の形態的、機能的、分子生物学的変化の一部を明らかにすることができた.これらの変化が加齢に伴う代謝・機能障害の一因であり、また複合的作用していることが示唆された.口腔機能の最も基本的な咬合・咀嚼機能を果たしている歯を支える歯周組織は、種々の代謝・機能障害を伴う加齢変化を示す.しかし、それの発生機序等はまだ解明されていない.そこで、9名の研究者が専門的卓越した研究方法を用い、歯周組織の加齢変化を惹起する機構の総合的解明を試みた。ラット歯周組織では、6カ月以降、加齢に伴い線維芽細胞のコラーゲン分泌・貧食能の低下、骨芽細胞・セメント芽細胞のアルカリ性ホスファターゼ活性の低下が観られた.さらにこれらの遺伝子発現レベルでの変化を検索中である.週齢の異なるラットに由来する歯周靭帯細胞を用いた観察では、加齢に伴い細胞増殖能、アルカリ性ホスファターゼ活性、石灰化能の低下が認められた.また、細胞の加齢に伴い、歯周病原細菌LPSはPGE_2産生を促進した.年齢の異なるヒトに由来する歯周靭帯細胞、歯肉繊維芽細胞を用いた実験においても、化齢に伴いアルカリ性ホスファターゼ活性とコラーゲン産生の低下が観られ、逆にカテプシンB,L活性の上昇が認められた。また、これらの細胞の加齢に伴い、歯周病原細菌LPSはPGE_2産生を促進した.現在これらの変化を遺伝子発現レベルで検索中である.

このように、歯周組織の加齢に伴う組織細胞の形態的、機能的変化が明らかになりつつあり、さらに組織細胞学、組織細胞化学、分子生物学的解析を進め、総合的解明を試みている.口腔機能の最も基本的な咬合・咀嚼機能を果たしている歯を支える歯周組織は、種々の代謝・機能障害を伴う加齢変化を示す.しかし、それの発生機序等はまだ解明されていない.そこで、9名の研究者が専門的卓越した研究方法を用い、歯周組織の加齢変化を惹起する機構の総合的解明を試みた.若年者(11-14歳)ならびに高齢者(40-73歳)の歯周靭帯由来の線維芽細胞を用いて、細胞増殖能の変化を検討した.その結果、細胞サイクルの時間(約40時間)には両者間に有意差は認められなかった.しかし、若年者では細胞サイクルのG1-S期時間と増殖能(replicative capacity)は有意に長いことが明らかになった.さらに、老化した細胞では細胞増殖に重要な転写因子であるAP-1のドメインの一つであるc-fos発現が認められなっかた.若年者(19-26歳)ならびに高齢者(53-69歳)の歯肉由来の線維芽細胞を用いて、歯周病原細菌(P.gingivalis)LPSによるIL-6産生の変化を検討した.その結果、高齢者線維芽細胞ではLPS刺激により有意に高いIL-6産生を示した.ラット歯周組織を用いて、加齢に伴う組織細胞化学的変化を検討した.その結果、加齢に伴い線維芽細胞のコラーゲン分泌・貪食能の低下、骨芽細胞・セメント芽細胞のアルカリ性ホスファターゼ活性の低下が観られた.このように、歯周組織の加齢に伴う組織細胞の形態的、機能的、分子生物学的変化の一部を明らかにすることができた.これらの変化が加齢に伴う代謝・機能障害の一因であり、また複合的作用していることが示唆された.