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内視鏡的食道筋層生検法による好酸球性食道筋炎の疾患概念確立と病態解明

我々が発見した『好酸球性食道筋炎(EoEM)』は食道粘膜に好酸球浸潤を認めず食道筋層に限局した好酸球浸潤を示す機能性食道疾患であり、食道上皮に好酸球浸潤を示す好酸球性食道炎(EoE)とは異なる疾患概念であると考えられる。現在までEoEM4症例を経験し、血清IgEが高値であり、好酸球の食道筋層浸潤の原因としてEoE同様Allergyの関与が示唆された(Sato H.Endoscopy. 2015)。EoEMの病態解明にむけてEoE・EoEM両疾患の組織検体で免疫組織学的解析を行った。Eotaxin-3(好酸球に対して強い走化性を示すchemokine)、CCR3(Allergyの主役である好酸球に発現するEotaxinのreceptor)、desmoglein-1(重層扁平上皮のバリア分子)、などを解析対象とした。EoEの食道粘膜検体ではEotaxin-3陽性上皮細胞が増加・desmoglein-1の上皮細胞膜染色性は低下・CCR3陽性細胞の上皮内浸潤を認めたが、EoEM食道粘膜検体においては同様の変化は観察されなかった。一方、EoEM食道筋層検体ではEotaxin-3-CCR3 axisの活性化をみとめた。以上より、Eotaxin-3-CCR3 axisの制御異常がEoEMとEoEでは異なると考えられた(Sato H. J Gastroenterol Hepatol. 2017)。続いて、局所でのTh2-Allergy反応を観察するためEoE・EoEM両疾患の食道組織検体からRNAを抽出しRT-PCR解析を行った。Th2-cytokineであるIL-5,IL-13はEoEの食道粘膜で発現増加を認めたが、EoEMの食道粘膜・筋層では発現増加は認めなかった(Sato H. World J Gastroenterol.2017)。症例の蓄積が十分とはいえないが初年度に予定した研究計画は概ね施行でき、その成果を英文誌に投稿できたため。我々が提唱する『好酸球性食道筋炎(EoEM)型Jackhammer esophagus』は好酸球浸潤を食道上皮よりも食道筋層に多く認める食道運動異常症である。食道上皮に好酸球浸潤を示す好酸球性食道炎(EoE)とは異なる疾患概念であると考えられ、その病態解明のための研究を開始した。現在までEoEM5症例を経験し、いずれの症例も血清IgEが高値であり、好酸球の食道筋層浸潤の原因としてEoE同様Th-2Allergyの関与が示唆された(Sato H.Endoscopy.2015)。EoEMの病態解明にむけてEoE・EoEM両疾患の組織検体で、Eotaxin-3(好酸球に対して強い走化性を示すchemokine)、CCR3(Allergyの主役である好酸球に発現するEotaxin receptor)、desmoglein-1(重層扁平上皮のバリア分子)、などを解析対象とした免疫組織学的解析を行った。EoEの食道粘膜検体ではEotaxin-3陽性上皮細胞が増加・desmoglein-1の上皮細胞膜染色性は低下・CCR3陽性細胞の上皮内浸潤を認めたが、EoEM食道粘膜検体においては同様の変化は観察されなかった(Sato H. J Gastroenterol Hepatol.2017)。以上より我々は、EoEMはEoEとは全く異なる病態であり、食道運動異常症の発生に好酸球の筋層浸潤が関与していると考えている(Sato H. J Gastroenterol.2018.)。関連施設を中心に多くの食道運動異常症患者の紹介は得られているが、その中でも本疾患の症例数は限られており疾患の全体像の把握は容易ではない。研究期間を延長し引き続き症例の蓄積を行う。症例の蓄積が十分とはいえなかったため。研究期間を延長し症例の蓄積を行う。また、研究成果を2018年度に国際学会にて発表する予定である。余剰と次年度の交付予定金を合わせ、症例を蓄積し解析を継続していく。また、動物実験を行うことに費やす予定である。
三次元的に特徴あるπ共役系化合物の合成と物性評価

本研究課題の目的は、二環性骨格の構造と反応性に着目し三次元的に特徴を持ったpi共役化合物の構築と、その構造的特徴を活かした機能探索、および構築された化合物を配位子とした新規金属錯体の合成と物性発現である。二環性骨格は適度な構造剛直性を有しているため、連結部位として複数個、分子に組み込んだ場合、形・大きさの規定された空間が形成されることとなり、超分子化学相互作用による曲面化合物の識別・分離を検討した。他方、二環性骨格自体の嵩高さゆえに可溶性置換基として捉え、望みの化合物の前駆体を合成したのちペリ環状反応による共役拡張化合物の高純度合成、それらを配位子とし希土類金属との錯化を鍵とした積層型金属錯体の効率的構築を検討した。以下に今年度の成果を挙げる。1)二環性骨格を組み込んだ分子ピンセットに関しては、キラル架橋型ポルフィリン二量体(クリセン型架橋)について論文として発表した。これまで主として研究してきたビシクロ[2.2.2]オクタジエン(BCOD)だけでなく、ノルボルナジエンとのハイブリッド型架橋部位の合成手法の探索を行った。2)ベンゾ縮環部位を1-4個有するベンゾポルフィリンを配位子としたLa,Tb三層型錯体の合成と構造について書籍の1節として発表した。ポルフィリン二量体を配位子とする積層型金属錯体の効率的合成を検討した。本研究の鍵分子の1つであるジエタノクリセン、二環性骨格をノルボルナジエンに替えたジメタノクリセンの合成法を確立し、ジエタノクリセンを基点としたキラル架橋型ポルフィリン二量体の構築、そのポルフィリン二量体のフラーレンC60,C70に対する包摂挙動の検討の成果を論文として発表することが出来た。(掲載は2019年4月)積層型金属錯体に関しては、ポルフィリン単量体を配位子とした錯体の合成と性質解明に関しての成果を、書籍として発表することが出来た。(出版は2018年12月)当初の計画通り、二環性骨格としてこれまで主として用いてきたBCODだけでなく、ノルボルナジエンを架橋部位としたポルフィリン二量体の合成法を確立させる。また、積層型錯体については、ポルフィリン二量体を配位子とした錯体の基本的性質を明らかにしていく予定である。合成手法の確立が最優先事項であるが、それと同時に物性解明を進め、磁性評価などは共同研究者を通じて検討していく予定である。
質量単位キログラムの定義改定のための原子空孔濃度の精密計測

質量の単位であるキログラムをプランク定数などの基礎物理定数によって実現することを目指した研究が注目されている。その一つが直径約94 mmの28Si単結晶球体の体積、モル質量、格子定数、酸化膜の厚さ、不純物濃度、原子空孔濃度を精密に計測し、キログラムを実現する方法である。研究代表者は、28Si単結晶中の原子空孔濃度の計測が、高精度なキログラムの実現において重要な役割を果たすと考えている。そこで、本研究では質量の単位を初めて基礎物理定数によって定義するために、電子スピン共鳴法を利用して、28Si単結晶中の原子空孔濃度を高精度で決定することを目指している。2017年度には、28Si単結晶試料の作製と電子スピン共鳴法による測定を実施した。28Si単結晶試料の作製は、試料の精密な切り出し、鏡面研磨、精密洗浄で構成される。測定により、28Si単結晶中の各種の原子空孔濃度が1×10^12 cm^-3未満であることを見出した。結果として、これらの原子空孔による必要な質量欠損補正量は、1 kgの28Si単結晶球体に対して0.4 μg未満であると推定できた。これらにより、2018年度に計画していた研究内容は実施されており、本研究課題はおおむね順調に進展していると言える。28Si単結晶中の原子空孔濃度を更に高精度に決定するため、浮遊帯溶融法によって成長させた円柱形単結晶の中心部と周辺部における原子空孔濃度の違い、試料を電子スピン共鳴法によって測定するの際の光照射方法の改良などを検討する。研究成果を国際会議2020 Conference on Precision Electromagnetic Measurements (CPEM 2020)で発表するため、予稿を作成し、投稿する。平成29年度には、28Si単結晶試料の作製と電子スピン共鳴法による測定を実施した。この結果は、基礎物理定数によるキログラムの高精度な実現に寄与するものと考える。28Si単結晶試料の作製と電子スピン共鳴法による測定を実施し、28Si単結晶中の原子空孔濃度を定量した。また、本研究成果は、当該分野の専門家が参集する国際会議CPEM 2018での発表が決定している。これらにより、平成29年度に計画していた研究内容は実施されており、本研究課題はおおむね順調に進展していると言える。28Si単結晶中の原子空孔濃度の計測を更に高精度化するため、試料の作製方法の改良を試みる。また、測定データのより高精度な解析方法を開発する。研究成果を広く公表するため、研究論文を査読付き学術誌に投稿する。
ローランド型てんかん発症機構解明のためのショウジョウバエモデルの作成

ヒトでは、SRPX2遺伝子に変異が生じることにより、遺伝性のローランド型てんかんが発症することが知られている。この疾患の発症機構を解明するために、遺伝学的な解析がより容易なショウジョウバエを疾患モデルとして用いて解析を行った。ショウジョウバエには、SRPX2と類似したHigタンパク質が神経系に特異的に発現しており、その中でもコリン作動性シナプスの間隙に局在することが明らかとなった。その欠損により活動性の低下および寿命の短縮が観察され、またアセチルコリン受容体のシナプスにおける存在量が減少することが判明した。この発見は、ローランド型てんかんの発症機構を理解するための基礎的知見を提供している。ショウジョウバエのHigタンパク質とヒトのSRPX2タンパク質はCCPドメインを複数もち、互いに類似した構造的特徴をもつ。そこで、両タンパク質の機能的類似性の有無を調べるために、hig変異株にSRPX2をコードする遺伝子を導入してレスキュー実験を試みたが、hig変異株に観察される活動性の低下や寿命の短さを回復させることはできなかった。そこで、H24年度は、研究の方向性を絞り、Higタンパク質の機能およびシナプス間隙への局在機構を深く追求することにより、ヒトのSRPX2が関与する神経回路形成機構の理解にアプローチすることにした。ショウジョウバエゲノム上に多数存在するCCPドメインタンパク質遺伝子の胚における発現をin situ hybridizationで解析したところ、複数の遺伝子が神経系で発現していることが判明した。それらに対してトランスポゾンをジャンプさせることにより欠失変異の作製を試みたところ、2遺伝子に対して変異の分離に成功した。興味深いことに、そのうちの1変異系統においては、Higタンパク質のシナプス間隙への局在が消失していた。そこで、われわれはそのタンパク質をDig (Defective Localization of Hig)と命名した。Digに対する抗体を作製して免疫染色を行ったところ、Digはシナプス間隙に局在することが明らかとなった。DigはHigのシナプス間隙への局在には必要であるが、HigはDigのシナプス間隙への局在に必要とはされない。また、HigとDigはタンパク質複合体を形成することが免疫沈降実験により明らかとなった。さらに、Higはコリン作動性のシナプスに局在し、その局在はアセチルコリン受容体サブユニットDα7の変異株脳の少なくとも一部で消失することが判明した。これらのことから、Higはコリン作動性シナプスの分化に関与することが示された。ショウジョウバエのhikaru genki(hig)タンパク質は、1個のIgドメインと最大5個のCCPドメインをもつ分泌性タンパク質であり、中枢神経系のシナプス間隙に存在している。このタンパク質と類似したヒトのSRPX2タンパク質をコードする遺伝子に変異が生じると、遺伝性のローランド型てんかんや言語失調が生じることが知られている。そこで、このヒト疾患の発症機構を理解するために、hig遺伝子に注目したショウジョウバエ疾患モデルを作成することを本研究の目的とした。今年度は、hig変異が活動性および寿命を低下させる原因を解析した。まずHigタンパク質は、中枢のコリン作動性シナプスに特異的に局在することが判明した。さらに、hig変異体では、アセチルコリン受容体のサブユニットDα6およびDα7がともにシナプス領域において減少する一方で、シナプス後部に存在する細胞骨格タンパク質であるDLGの量が増加することが判明した。すなわち、シナプス間隙タンパク質であるHigは中枢コリン作動性シナプスのシナプス後部の分化を制御していることが明らかとなった。さらに、Higタンパク質がシナプス間隙に局在するためには、分泌性のDigタンパク質が必要であることを遺伝的に解明した。したがって、HigおよびDigがシナプス間隙で相互作用し、アセチルコリン受容体の局在に影響を与えながら、中枢コリン作動性シナプスのシナプス後部の分化を制御しているという新しい知見を得ることができた。これらの結果は、SRPX2を原因とする遺伝性脳疾患の発症機構を理解する上で基礎的な知見を提供することが期待される。また、Higタンパク質の機能を理解するために、hig変異のサプレッサー変異の分離を試み、その結果独立した2株の分離に成功している。近年、家系解析により、ローランド型てんかんの原因遺伝子のひとつとして分泌性タンパク質をコードするsrpx2が同定された。この遺伝子は、ローランド裂を含む脳領域では神経細胞特異的に発現しているが、その異常がもたらす疾患の発症機構は不明である。そこで本研究では、ローランド型てんかんの発症機構解明に向けて、遺伝学的解析が容易なショウジョウバエを研究材料に用い、まずその神経系にヒトの野生型および変異型srpx2遺伝子を導入して誘導的に発現させることが可能な系統を確立し、その上でSRPX2の機能解析を可能とするモデル実験システムの構築を目的とした。そのために,以下の2点について解析を行った。1.野生型および変異型srpx2

遺伝子を発現するショウジョウバエ形質転換体の作成とその性質の解析(浜)。ヒトsrpx2遺伝子をショウジョウバエで発現させるために、酵母のGal4/UAS発現系を利用した。まず、野生型と2種の変異型srpx2 cDNAをそれぞれUAS配列に接続する形でショウジョウバエのP因子形質転換用ベクターに組み入れ、得られたプラスミドDNAをショウジョウバエの胚に注入して生殖系列形質転換体の作製を試みた。その結果,それぞれについて複数の形質転換体を得ることに成功した。2.SRPX2とHigの機能における関連性の解析(中山)。hig変異株が示す活動性低下は、hig遺伝子を蛹の中期に一過的に発現させることで回復させることができる。そこで、同様にhigと類似したsrpx2遺伝子をhig変異株で発現させることによりその表現型を回復させることができるか調べた。今回は発現ドライバーとしてelav-Gal4を用いたが,srpx2はhig変異の致死率および活動性を回復させることができなかった。当初予定していたショウジョウバエHigとヒトSRPX2の機能的互換性を示すことはできなかったが、Higのシナプス間隙への局在のために別のCCPドメインタンパク質であるDigが必要であることが明らかとなったことは、シナプス間隙の構築機構を明らかにする上で大きな前進であると考えられる。神経筋接合部の構築機構については多くの研究があるのに対し、中枢シナプスの構築機構については未だわずかな知見しか得られておらず、今回の発見は将来の研究に向けての重要な基礎として位置づけられる。さらに、HigとDigが実際にタンパク質複合体を形成すること、およびHigはDigのシナプス間隙への局在に必要ではないという知見は、シナプス構築機構を考える上で、タンパク質複合体の形成過程に対するモデル構築のための情報を提供する。また、Higが全てのシナプスではなく、コリン作動性シナプスに局在することが示されたことも重要な一歩である。事実、Higはアセチルコリン受容体サブユニットDα7と生体内で結合することがその遺伝子変異を用いた解析により明らかとなっている。このように、本年の研究は、Higについての研究の枠組みを設定する上で有意義な進歩をもたらしたという事ができる。ただし、今なお、本研究の重要テーマであるHigのシナプス間隙における機能については、その変異表現型が活動性の低下および寿命の短さとして示されているにも関わらず、その詳細は不明であり、精力的に解明の努力がなされるべきである。23年度の計画のうち,第一の計画については予定通り,野生型および2種の変異型のsrpx2遺伝子の形質転換体を複数作製することができた。しかし,第二の計画においては,いずれの形質転換体についてもhig変異の表現型を野生型に回復させることはできなかった。また,ヒトのsrpx
GoーG1移行期にのみ働らく遺伝子のクローニング

我々は先に,細胞増殖停止期(G0期)から増殖周期(特にG1,S期)への進行時に働らく材能のみが変異し,増殖周期内では変異表現型を示さない,ユニークな温度感受性変異株(tsJT60)をラット線維芽細胞より分離した.このような性質を持つ変異株は報告例がなく,増殖調節の重要な過程を担う遺伝子の変異と考えられるため,その遺伝子のクローニングを目指した.通常の温度感受性変異株は高温致死であるので,ヒト細胞などのDNAをトランスフェクトした後に高温培養し,移入した正常遺伝子の働らきで正常表現型に復帰した細胞をクローニングすることは容易である.これに対してtsJT60は高温でも増殖できるので,選択法を工夫する必要があった.既に我々は本細胞を5型アデノウィルスE1B遺伝子欠損株(dl313)でトランスホームすると著しく高温致死的となることを見出した(例えばクローン8ー2).このクローンが遺伝子単離への出発細胞として使えるか否かの検討のひとつとして,高温致死性が細胞の二次的変異によるものではないことを,12型アデノウィルスE1B19KD遺伝子欠損株(dl205)でトランスホームしても同様に高温致死的になることから確認した.次に本細胞は,DNAトランスフェクション効率が著しく低い問題があったが,DMSO,グリセロールショックなどの常法の他,アンホテリシン,クロロキン処理や,更に電気パルス導入法などを試み,効率を従来の100倍程上昇させることができた.また,自然復帰株を拾う可能性を下げるため,100個の細胞を20枚のシャーレにまき,各々100万個まで増殖させた後に2枚に分け,一方にトランスフェリトレ,対照側の自然復帰率の低いものから細胞を拾うことにした.本実験としてヒラ細胞DNAを8ー2細胞にトランスフェクトレ,ヒトAlu配列を持つ正常復帰株12クローンを得た.各々よりDNAを精製し,二次トランスホーム細胞を得ているなど,本研究は順調に進行している.我々は先に,細胞増殖停止期(G0期)から増殖周期(特にG1,S期)への進行時に働らく材能のみが変異し,増殖周期内では変異表現型を示さない,ユニークな温度感受性変異株(tsJT60)をラット線維芽細胞より分離した.このような性質を持つ変異株は報告例がなく,増殖調節の重要な過程を担う遺伝子の変異と考えられるため,その遺伝子のクローニングを目指した.通常の温度感受性変異株は高温致死であるので,ヒト細胞などのDNAをトランスフェクトした後に高温培養し,移入した正常遺伝子の働らきで正常表現型に復帰した細胞をクローニングすることは容易である.これに対してtsJT60は高温でも増殖できるので,選択法を工夫する必要があった.既に我々は本細胞を5型アデノウィルスE1B遺伝子欠損株(dl313)でトランスホームすると著しく高温致死的となることを見出した(例えばクローン8ー2).このクローンが遺伝子単離への出発細胞として使えるか否かの検討のひとつとして,高温致死性が細胞の二次的変異によるものではないことを,12型アデノウィルスE1B19KD遺伝子欠損株(dl205)でトランスホームしても同様に高温致死的になることから確認した.次に本細胞は,DNAトランスフェクション効率が著しく低い問題があったが,DMSO,グリセロールショックなどの常法の他,アンホテリシン,クロロキン処理や,更に電気パルス導入法などを試み,効率を従来の100倍程上昇させることができた.また,自然復帰株を拾う可能性を下げるため,100個の細胞を20枚のシャーレにまき,各々100万個まで増殖させた後に2枚に分け,一方にトランスフェリトレ,対照側の自然復帰率の低いものから細胞を拾うことにした.本実験としてヒラ細胞DNAを8ー2細胞にトランスフェクトレ,ヒトAlu配列を持つ正常復帰株12クローンを得た.各々よりDNAを精製し,二次トランスホーム細胞を得ているなど,本研究は順調に進行している.
切消-摩擦撹拌複合加工による機能性表面の創成

1.切削・摩擦撹拝複合加工の摩擦攪拌部分を抽出した加工面特性の評価を行った.ピン突出量,潤滑状態,回転速度;送り速度,クロスフィードを変化させて加工実験を行い,以下の知見を得た.(1)結晶微細状態とその特性:加工面の電子顕微鏡写真,TEM観察,エッチング面の顕微鏡観察を行い結晶粒の微細化状態とその特性を調べた.(2)ある条件下では,S45C表層に厚さ100μm程度で,ビッカース硬さ700HV以上の非常に硬い組織が創成されることが明らかとなった.また,結晶粒は通常の鋼の標準組織やマルテンサイト組織とは異なる可能性が大である.(3)残留応力状態の測定:X線応力測定装置により加工表面層の残留応力を測定した.表層には圧縮残留応力が生成されることがわかった.(4)耐食性の評価:創成された表面層の酸浴下での耐食性を試験した.表面観察を行ったところ,かえって腐食が進行している傾向が見られた.この点は更に検討が必要である.2.切削・摩擦攪拌複合加工における塑性流動状態など加工機構のモデル化(1)模擬実験:高速での加工状態は変形過程の直接観察が困難であるため,プラスティシンを用いた模擬実験を行い変形過程を直接観察した.通常のバニシングや切削では生じ得ない大ひずみが生じていることが明らかとなった.(2)摩擦攪拌部においては,回転速度を毎分数万回転と高くすることにより熱軟化が促進し摩擦攪拌による変形が容易となっている可能性が高い.さらに,摩擦攪拌時の温度とその後の冷却プロファイルも加工面の硬度や組織変化に影響していることがわかった.(3)(1)厚みが数十ミクロンで硬度が900HV程度,(2)厚みが200ミクロン程度で硬度が750HV程度,(3)厚みが600ミクロン程度で硬度が600HV程度,と創成表面層の厚みと硬度を制御できる可能性が見いだされた.1.切削・摩擦撹拝複合加工の摩擦攪拌部分を抽出した加工面特性の評価を行った.ピン突出量,潤滑状態,回転速度;送り速度,クロスフィードを変化させて加工実験を行い,以下の知見を得た.(1)結晶微細状態とその特性:加工面の電子顕微鏡写真,TEM観察,エッチング面の顕微鏡観察を行い結晶粒の微細化状態とその特性を調べた.(2)ある条件下では,S45C表層に厚さ100μm程度で,ビッカース硬さ700HV以上の非常に硬い組織が創成されることが明らかとなった.また,結晶粒は通常の鋼の標準組織やマルテンサイト組織とは異なる可能性が大である.(3)残留応力状態の測定:X線応力測定装置により加工表面層の残留応力を測定した.表層には圧縮残留応力が生成されることがわかった.(4)耐食性の評価:創成された表面層の酸浴下での耐食性を試験した.表面観察を行ったところ,かえって腐食が進行している傾向が見られた.この点は更に検討が必要である.2.切削・摩擦攪拌複合加工における塑性流動状態など加工機構のモデル化(1)模擬実験:高速での加工状態は変形過程の直接観察が困難であるため,プラスティシンを用いた模擬実験を行い変形過程を直接観察した.通常のバニシングや切削では生じ得ない大ひずみが生じていることが明らかとなった.(2)摩擦攪拌部においては,回転速度を毎分数万回転と高くすることにより熱軟化が促進し摩擦攪拌による変形が容易となっている可能性が高い.さらに,摩擦攪拌時の温度とその後の冷却プロファイルも加工面の硬度や組織変化に影響していることがわかった.(3)(1)厚みが数十ミクロンで硬度が900HV程度,(2)厚みが200ミクロン程度で硬度が750HV程度,(3)厚みが600ミクロン程度で硬度が600HV程度,と創成表面層の厚みと硬度を制御できる可能性が見いだされた.(1)切削・摩擦攪拌複合加工による加工面特性の評価を行った.ピン突出量あるいはピンの押下力,ピン形状,ピン面性状および潤滑状態,回転速度,送り速度,を変化させて加工実験を行い,以下の知見を得た.A)結晶微細状態とその特性:必ずしも平滑面ではない加工面をエッチングし,超深度形状測定顕微鏡により観察し,結晶粒の微細化状態とその特性を調べた.ある条件下では,高速回転するピンにより,S45C表層に厚さ100μm程度で,ビッカース硬さ700以上の非常に硬い組織が創成されることが明らかとなった。また,結晶粒は通常の鋼の標準組織やマルテンサイト組織とは異なる可能性が大である.B)残留応力状態の測定:既存のX線応力測定装置により加工表面層の残留応力を測定した.表層には圧縮残留応力が生成されることがわかった、C)耐食性の評価:加工表面層の結晶粒を数十nmまでの微細化することにより耐食性が向上する可能性がある.そこで酸浴による耐腐食については予備試験の準備を行った.(2)切削・摩擦攪拌複合加工における塑性流動状態など加工機構のモデル化A)摩擦攪拌部においては,回転速度を毎分数万回転と高くすることにより熱軟化が促進し摩擦攪拌による変形が容易となっている可能性が高いことがわかってきた.

摩擦攪拌部における温度測定を行ったが,局部的な温度の測定には至っていない.B)模擬実験:高速での加工状態は変形過程の直接観察が困難であるため,プラスティシンを用いた模擬実験を行い変形過程を直接観察した.通常のバニシングや切削では生じ得ない大ひずみが生じていることが明らかとなった.1.切削・摩擦攪拌複合加工の摩擦攪拌部分を抽出した加工面特性の評価を行った.ピン突出量,潤滑状態,回転速度,送り速度,クロスフィードを変化させて加工実験を行い,以下の知見を得た.(1)結晶微細状態とその特性:加工面の電子顕微鏡写真,TEM観察を行い結晶粒の微細化状態とその特性を調べた.(2)ある条件下では,高速回転するピンにより,S45C表層に厚さ100μm程度で,ビッカース硬さ700HV以上の非常に硬い組織が創成されることが明らかとなった.また,結晶粒は通常の鋼の標準組織やマルテンサイト組織とは異なる可能性が大である.(3)耐食性の評価:加工表面層の結晶粒を数十nmまでの微細化することにより耐食性が向上する可能性がある.酸浴による耐腐食については試験し,酸浴後の表面観察を行ったところ,かえって腐食が進行しているような傾向が見られた.更に検討が必要である.2.切削・摩擦攪拌複合加工における塑性流動状態など加工機構のモデル化(1)摩擦攪拌部においては,回転速度を毎分数万回転と高くすることにより熱軟化が促進し摩擦攪拌による変形が容易となっている可能性が高い.さらに,摩擦攪拌時の温度とその後の冷却プロファイルも加工面の硬度や組織変化に影響していることはわかった.(2)(1)における状態の差違により,(1)厚みが数十ミクロンで硬度が900HV程度,(2)厚みが200ミクロン程度で硬度が750HV程度,(3)厚みが600ミクロン程度で硬度が600HV程度,と創成表面層の厚みと硬度を制御できる可能性が見いだされた.
化学実験レポート作成における「相互評価表」を活用した表現力育成に関する実証的研究

学習ツールである「相互評価表」とこれを用いる学習活動を開発した。「相互評価表」を活用する学習活動とは,評価規準が示された「相互評価表」を用いながら自己評価・他者評価を行い,この行った評価について自由記述によるコメントを残していく方法である。学習前後の比較コメントを分析したところ,科学的リテラシーの「能力」のうち,1科学的な疑問を認識すること,2現象を科学的に説明すること,について意識をした記述ができるようになることがわかった。自己の学習を振り返ることでその意義を自覚し,実感を持って自己の伸張を感じつつ,主体的な学びを醸成することが期待できると示唆された。研究代表者らは、「相互評価表」を活用する学習法を開発した。これは学習活動後、記述した内容の評価についての観点を生徒同士で話し合わせた後、ルーブリック評価法に基づいて作成した「相互評価表」を用いながら、自己評価・相互評価を行い,生徒自身の学習を振り返らせる学習方法である。この方法を用いると,生徒は学習の意義を自覚でき,身につけるべき表現力や内容を協働的につかみ取り、実感を持って学ぶ喜びを感じながら、学習に取り組めることがわかった。これに基づく試行授業を行ったところ,生徒の記述力の向上や学習意欲にも効果が現れ、取り組んだ教員や生徒の満足度は高かった。さらに,生徒が身につけるべき能力の要素を整理し,行動目標形式の目標を見据えた学習プログラムの開発が必要であると考え,具体的な能力の要素を整理するとともに,それに基づいて構成されているプログラムの開発を試みた。そのために,どの場面でどのような能力を育てることが可能なのかについて,国内外における先行研究をレビューし,専門委員会で議論を重ねたのち,目的に沿った学習プログラムを開発した。学習プログラム開発では,以前の実践の反省を踏まえ,設問の仕方や授業の設計自体を見直すなどの工夫をすることで授業改善につなげることとした。検討に当たっては,教育現場の学校教員と研究者,教育行政担当者が一体となって作成することとした。また、定量実験等でのICT活用も推進することとし,実践可能な学習プログラムを作り上げることができた。「相互評価表」を活用する学習活動のうち自己評価活動に注目し,学習課題に対して設定した評価規準と科学的リテラシーの「能力」との関係を明らかにし,自己評価活動が科学的リテラシーの育成にどのように寄与するのかを明らかにした。検討にあたっては,実践についての生徒の評価アンケート,考察記述を提出した際に行う自己評価ポイントとコメント,その後,考察記述を書き直し,再提出をした際に再度自己評価を行うときの自己評価ポイントとコメント,さらに提出時の記述と再提出時の記述を比較するコメントの記述について,ポイントの変化やコメントの質的な変化を分析することより考察した。その結果,評価ポイントでは,取組に基づいた学習により向上が見られ,生徒の科学的リテラシーの「能力」の全ての観点で,学習の前後で有意な効果が認められた。また,自分の学習の進展について「楽しかった」等といった単なる感想調の記述ではなく,どのような力が身に付いたのか具体的に記述できるようになることがわかった。自己の学習を振り返ることでその意義を自覚し,実感を持って自己の伸張を感じつつ,主体的な学びに向けて育成が期待できると示唆された。本研究は、PISA・TIMSS調査といった国際標準の学力を意識し、新学習指導要領に向けた、学習プログラムについて研究であるため、学習指導要領の評価などに直接かかわっている教科調査官や専門委員、PISA調査やTIMSS調査といった調査に直接かかわっている国立教育政策研究所の所員を中心に研究体制を組織した。本研究の責任を研究代表者が努め、共同研究者が共に本研究を遂行し、その他連携研究者には、教科調査官、大学などの研究者がこれに協力する体制とした。組織体制を基に、「相互評価表」を用いた新学習指導要領に沿った具体的な化学実験学習プログラムの開発を行った。プログラム開発は、定性実験だけではなく、定量実験についても扱い、研究で明らかにすべき枠組みを明らかにした。明らかにすべき枠組みとしては,能力・資質を規定するとともに,それをさらに具現化するための手立てを国際的な研究や国内での先行事例などを基に明らかにしていった。開発した学習プログラムは、連携協力校において可能な部分についての試行実践を行った。試行実践は、埼玉県立A高等学校、および千葉県立B高等学校で行った。

A高等学校では、理科課題研究における問題解決的な実験観察のプログラムを開発実践し、得られた示唆として取組が表現力の育成に寄与することとともに、高等学校の課題研究においても協働的な取組が有効であることであった。。試行実践で得られた知見は、科学教育学会全国大会で報告した。また、B高校では、グラフを用いた試行実践を行った。学業成績が優秀な生徒であっても実験結果をグラフにしていく作業やそれを解釈する力がついていない現状が明らかになった。取組により是正が図られ,表現力が育成できる可能性が示唆された。成果は理科教育学会全国大会で報告した。試行授業を踏まえて,プログラム開発の改訂を進めることができ,実践と通じた反省点を加えることで研究がさらに深まったといえる。当初の目的であった,開発した学習プログラムを各協力校で実践し,「相互評価表」の取組が表現力育成にどのような効果があるのかを明らかにすることがある可能になった。また、生徒の相互評価表の記述やアンケート、感想やインタビュー等により、生徒のどのような表現力がどの程度向上したか、学習意欲がどれだけ高まったか、効果について明らかにすることができた。また、活用したICTが機能したかについても明らかにすることができはじめている。さらに、実践した教員にアンケート調査やインタビューを行い、普及に向けて効果や課題等を明らかにする。これらには、統計的な分析方法や質的な分析方法を用いた。得られた結果について,論文としてまとめることができた。。本年度の目標であったカリキュラム開発を行うことができ、仮の枠組みの作成が出来たとともに,試行実践を行うことができた。また、協力体制も構築することができ、中等教育段階化学分野の実験観察事項の検証することを目的が遂行できている。組織として、専門委員として、文部科学省、大学関係の専門家をはじめ学習指導要領の関係者、理科教育研究者、研究に協力する各都道府県の指導主事、教育現場(中学校・高等学校教員)との連携関係を構築することができ、拡大的な専門委員会を組織できた。また、委員会において中等教育段階化学分野の実験観察事項の検証が可能となった。この組織を基に、「相互評価表」を用いた新学習指導要領に沿った具体的な化学実験学習プログラムの開発を専門委員会でおこなう事ができただけでなく連携協力校においてすでに試行実践を行うことができた。また、イギリスで長年GCSEを研究、実践してきた実践者と協働的な研究体制を組むことが可能となり、また、国際バカロレアを実践している学校の理科教員とも協働的な研究体制を取ることができ、さらにそれぞれで研究推進のための知見を十分得ることが可能となった。研究の目的はおおむね順調に進展している。開発した学習プログラムの実践を行う。生徒の学びの実態や「相互評価表」の機能を分析し、具体的な学習プログラムおよび指導方法の提案を行う。平成25年度には、専門委員会でさらに改良を加え、実践を繰り返すとともに、得られた結果を広く公開し、指導課程、教育課程の基礎的な資料とする。
癌組織への免疫担当細胞の浸潤と全身性免疫能獲得に及ぼすケモカイン遺伝子導入の効果

腫瘍免疫の成立には、宿主免疫担当細胞が癌細胞を特異的に認識するステップが必要である。βケモカインに属するMIP-1αは炎症組織から産生され、T細胞、B細胞に対する走化活性化作用、マクロファージの抗腫瘍活性化作用、サイトカインの産生増強作用を有する。本研究では癌細胞にhuMIP-1α遺伝子を導入して、癌細胞に対する宿主免疫担当細胞の走化性を増強させ、抗腫瘍効果や免疫獲得能への効果増強を期待した。免疫系の正常なBALB/cマウスとそれに移植できるcolon26結腸癌細胞を選択して、huMIP-1α遺伝子導入の効果を検討した結果、以下のような新知見が得られた。huMIP-1α遺伝子導入癌細胞のマウスに移植後の増殖度は抑制されており、更にマウスの腫瘍拒絶率は高かった。また、同時に肺転移の抑制効果も見られたが、癌悪液質の改善については無効であった。腫瘍を拒絶したマウスについては、更に親株の移植を行ったところ、全例で腫瘍の増殖は認められず、この癌細胞に対する免疫力を獲得していることが示唆された。更に、我々は、他のケモカインであるMCP-1遺伝子導入癌細胞を用いて、その増殖が免疫調節剤の併用で抑制されることを示した。以上、本研究では癌の生育や腫瘍免疫獲得におけるhuMIP-1αの影響を遺伝子導入癌細胞を使用して検討し、腫瘍ワクチンの実用化の可能性を示すことができた。また効果的な薬物療法を併用することによって、腫瘍の近傍に侵潤したマクロファージを活性化して抗腫瘍効果を誘導できることがわかった。免疫系の正常なBALB/cマウスとそれに移植できるcolon26結腸癌細胞を選択して、huMIP-1α遺伝子導入の効果を検討した結果、以下のようないくつかの新知見が得られた。huMIP-1α遺伝子導入癌細胞のin vitroにおける増殖度は非導入株(親株)やコントロールベクター導入株と差はなかった。しかし、マウスに移植後のhuMIP-1α遺伝子導入癌細胞の増殖度は抑制されており、更にマウスの腫瘍拒絶率は高かった。更に、我々は、この免疫力獲得機構を明らかにするため、T細胞とB細胞を欠損した免疫不全マウス(SCIDマウス)を用いた検討も行った。SCIDマウスを用いた検討では、huMIP-1α遺伝子導入による抗腫瘍効果は見られず、免疫力獲得にT細胞とB細胞が関与していることが示された。以上、本研究では癌の生育や腫瘍免疫獲得におけるhuMIP-1αの影響を遺伝子導入癌細胞を使用して検討し、腫瘍ワクチンの実用化の可能性を示しすことができた。
ホワイトスペース帯無線LANシステムを高能率に実現する信号処理技術に関する研究

ホワイトスペース帯無線通信システムに代表される、厳しい帯域外輻射抑圧が求められる無線通信システムを簡易に実現するための信号処理技術を提案し、その有効性を評価した。提案手法は、現在無線LANやLTE、LTE-Advancedなどで広く用いられている直交周波数分割多重(OFDM)方式など、離散フーリエ変換型マルチキャリア方式に適用可能であり、長大な時間軸窓の適用と強力な符号化方式を組み合わせて用いることで、少ない計算量で帯域外輻射を効率的に抑圧することができる。無線通信の爆発的な需要拡大に伴ってますます無線周波数資源が逼迫している現在,無線周波数資源を高効率に利活用するホワイトスペース無線システムの実現が期待されている.本研究ではホワイトスペース無線システムの物理層信号処理について検討し,平成27年度は周波数利用効率を劣化させる要因となる帯域外輻射電力を抑圧できる信号生成手法の研究開発に取り組んだ.平成27年度の研究成果について,国内研究会3件,国内大会1件の発表実績がある.現在の無線通信システムで広く採用されている直交周波数分割多重(OFDM)方式は,帯域内の高い周波数利用効率性やマルチパスフェージングへの強い耐性などの利点をもつが,シンボル間に存在する信号不連続点によって高い帯域外輻射電力を発生させる.この帯域外輻射電力は隣接チャネルを利用する無線システムへ干渉を与えるため,システム全体の周波数利用効率が劣化する.特にホワイトスペース無線システムでは一次利用局(周波数優先利用局)への干渉を与えてはならないため,自システムにおける送信信号の帯域外輻射電力が大きいと利用可能な空き周波数資源は減少する.したがってホワイトスペース無線システムをはじめ,周波数を高効率利用するシステムの実現のためには,帯域外輻射電力を十分に抑圧可能かつ後方互換性を備えた信号処理の開発が必要である.平成27年度の研究実施計画にあげた,高能率にホワイトスペース無線システムを実現するための信号処理技術アーキテクチャを検討し,その結果,具体的な実現方法として無線LANやLTEシステムなどにも適用可能なUTW-OFDM方式を提案した.TV放送周波数帯のホワイトスペース(TVホワイトスペース)を利用する無線LAN(IEEE 802.11af)および第3.9/4世代移動通信システムLTEの下りリンクにおけるUTW-OFDM方式の計算機シミュレーションによる評価を行い,AWGN環境はもちろん,より実運用に近い移動フェージング環境においても,受信品質の劣化なしに帯域外輻射電力を40 dB以上改善可能であることを示した.さらに平成28年度の研究実施計画としてあげた,実信号による実験実証の準備として,ソフトウェア無線開発プラットフォームの整備を行い,基礎検討に着手している.無線通信の爆発的な需要拡大に伴ってますます無線周波数資源が逼迫している現在,無線周波数資源を高効率に利活用するホワイトスペース無線システムの実現が期待されている.特に現在は第5世代移動通信システム(5G)の研究開発が国際的に活発化しており,超高効率な周波数利用効率の実現を目指す5Gにおいて,ホワイトスペース無線システム技術が活用されることが期待されている.本研究ではホワイトスペース無線システムを志向した,周波数利用効率を改善するための,低い帯域外輻射特性を持つ新しい信号波形の開発に取り組み,平成28年度は,前年度に引き続き周波数利用効率を劣化させる要因となる帯域外輻射電力を抑圧できる信号生成手法の研究開発に取り組んだ.平成28年度の研究成果について,国内学会6件,査読付き国際会議論文1件の発表実績がある.前年度は,大きな帯域外輻射電力抑圧効果を得ることが可能な,ユニバーサル時間軸窓直交周波数分割多重(Universal Time-domain Windowed OFDM; UTW-OFDM)を提案した.本年度はさらに端末の消費電力削減を目的として,LTEのアップリンクなどでも採用されているDFT拡散OFDM方式にも,UTW処理を拡張し,UTW-DFT拡散OFDM方式を提案した.さらに,提案したUTW-OFDM方式およびUTW-DFT拡散OFDM方式について,実機実装を志向した実装用方式をそれぞれ提案した.実装用方式では,さらに計算量を削減し,従来方式との親和性をさらに高めることで実装の容易性を向上した.平成28年度研究実施計画にあげた,実信号による実験実証を実現するために,提案UTW-OFDM方式の実装用方式を開発した.また,端末への実装を考慮した場合に問題となる高いピーク電力の影響を考慮して,LTEアップリンクなどで採用されているDFT拡散OFDM方式にも,UTW処理を拡張し,UTW-DFT拡散OFDM方式を提案し,同じく実装用方式を開発した.また,これらの実信号解析について計測器系を用いた評価プラットフォームを構築し,帯域外輻射が抑圧可能であることを実験的に確認した.平成29年度に向けてデモシステムの構築およびシステム評価プラットフォームの整備に着手している.開発したリアルタイム波形整形装置を組み込んだデモンストレーションシステムを構築し、実験室環境における実機実証評価を行い、その有用性を示した。提案UTW-OFDM方式により、商用OFDM送信機の送信信号について、その帯域外輻射をリアルタイムに数十dB以上抑圧することに成功した。

平成27年度の検討結果を踏まえ,周波数資源有効活用に必要な物理層信号処理をさらに検討するとともに,ソフトウェア無線開発プラットフォームへの提案アーキテクチャの機能実装を行い,実信号実験にてその有効性を実証し,実装性や実現性を評価していく.さらに,実信号実験で得られた実験的知見の理論や信号処理アルゴリズムへのフィードバックを行っていく.平成27年度および28年度の検討結果を踏まえ,ソフトウェア無線開発プラットフォームへの提案アーキテクチャの機能実装を行い,実用化に向けたデモンストレーションシステムの構築を目指す.無線通信工学
三次元経食道心エコー検査で計測した右心室駆出率・容積の正確性に関する検討

重症症例における全身麻酔管理症例において、PACを用いて得られる右心室拍出量、右心室容積、右心室駆出率などの右心系心機能の指標は近年その重要性が指摘されるところとなっているが、PACは非常に侵襲的なモニタリングのため、肺動脈穿孔、心臓・肺動脈穿孔などの重篤な合併症の可能性が排除できない。代替となるより非侵襲的な右心系心機能のモニタリング方法が確立されれば非常に有用であることは明らかである。超音波画像装置を用い、経食道心エコーによって得た画像を三次元画像解析することにより、前述の右心室容積・右心室駆出率を求めPACを用いた測定値との関連を検討し、より非侵襲的な方法による測定法の確立を目指す。
微粒子エロージョン法による硬質薄膜の耐チッピング・耐疲労性の加速評価試験法の開発

数十μmの球形投射粒子と水を合わせたスラリーを圧縮空気で高速に投射する微粒子エロージョン法によって,繰り返し衝撃・応力付与を与えることで,先端硬質薄膜材料の新しい耐チッピング・耐疲労性の加速評価試験法を開発する.特に,1耐チッピング性評価法の確立,2耐疲労性評価法の確立,3投射状態の可視化および投射粒子挙動と投射粒子速度の解明を統括し,先端硬質薄膜の耐チッピング・耐疲労性の加速評価試験法を完成させる.数十μmの球形投射粒子と水を合わせたスラリーを圧縮空気で高速に投射する微粒子エロージョン法によって,繰り返し衝撃・応力付与を与えることで,先端硬質薄膜材料の新しい耐チッピング・耐疲労性の加速評価試験法を開発する.特に,1耐チッピング性評価法の確立,2耐疲労性評価法の確立,3投射状態の可視化および投射粒子挙動と投射粒子速度の解明を統括し,先端硬質薄膜の耐チッピング・耐疲労性の加速評価試験法を完成させる.
蛍光指紋によるマグロの鮮度および熟成度の非破壊モニタリング

解凍条件または冷凍条件を変化させたメバチマグロの蛍光指紋、核酸関連物質およびアミノ酸量から鮮度または旨味の指標の予測するモデル構築を試みた。蛍光指紋データを説明変数、K値を目的変数としたモデルの構築したところ、PLS回帰分析では潜在変数8のとき、バリデーションの決定係数が0.90であった。一方、ニューラルネットワークでは、中間層や性能比などのパラメータを最適した結果、決定係数が0.97となるモデルが得られた。蛍光指紋による予測モデル構築にはニューラルネットワークが有効である可能性が示唆された。マグロ試料としてメバチマグロを用い、比較的均一であり脂肪が少ない背側の赤身部位を用いた。まず、エアブラスト式フリーザーを用いて、凍結温度-40°Cで試料を凍結させた。その後、試料を-80°Cに設定した冷凍庫内で保存した。低温(0°C)、水中(17°C)および氷水(68°C)の3種類の解凍方法で解凍した試料表面の蛍光指紋を蛍光分光光度計、およびファイバプローブで測定した。次に、蛍光指紋を測定した部位を採取し、ATP、イノシン酸などの核酸物質をHPLCで測定し、鮮度指標であるK値を算出した。データはキャリブレーション群17サンプルとバリデーション群9サンプルの2群に分割した.さらに、蛍光以外の情報を削除した蛍光指紋データを説明変数、K値を目的変数として、PLS回帰分析およびニューラルネットワークで予測モデルを作成した。PLS解析では標準化と中心化の前処理を行った.一方、ニューラルネットワークの中間層の数の最適化、またネットワークの汎化性能を向上させるためにWeight decay正則化を検討した。核酸関連物質の蛍光指紋の解析によりK値推定に必要な領域はおおよそ励起光200-300 nm,蛍光200-400 nmの領域に存在することが分かった.PLSによる予測モデルは潜在変数が8で、バリデーション群の決定係数が0.90であった。他方、ニューラルネットワークの場合、中間層の数と決定係数は負の相関があること、また,中間層が10のときに決定係数が0.86と最大になることが分かった.Weight decay正則化では、γ=0.99996のときに決定係数は0.97と最大値を示した.正則化を行ったときのニューラルネットワークは極めて高い決定係数をもつことが分かった.以上より蛍光指紋による予測モデル構築にはニューラルネットワークが有効である可能性が示唆された。当初予定の冷凍条件を変化させた試料に関するデータ取得が未だ完了していないが、当初予定していなかったが、核酸関連物質の蛍光指紋のpH依存性に関するデータも取得できた。研究全体としては、ファイバーを用いたマグロ試料の蛍光指紋を測定する測定条件が決定したこと、バックデータである核酸関連物質の蛍光指紋が取れていること、さらにニューラルネットワークとPLSを用いたモデル構築に目途が立ったことから、研究期間内に当初予定した研究目標は達成できると考える。今年度は、冷凍条件を変化させた試料を中心に測定を行った。また、機器測定項目として遊離アミノ酸を追加した。冷凍メバチマグロに3つの冷凍条件(-20、-30、および-80°C)、および3つの解凍条件、すなわち流水解凍、氷水解凍、および低温解凍を適用した。また各試験区で試料を3サンプルずつ計27の試料を使用した。暗室内で温調ステージ上のマグロ試料表面の蛍光指紋を分光蛍光光度計に接続した光ファイバにより測定した。蛍光指紋測定終了後、励起光を照射した試料部位0.5 g採取し、核酸関連物質およびアミノ酸計測に供試した。旨味成分のひとつであるイノシン酸(IMP)濃度はすべての核酸関連物質の中でも高かった。-20°C冷凍区の試料が最もIMP濃度が高かったが、解凍法による差はなかったが、また、核酸関連物質の複合指標であるK値は、低温解凍および-80°C冷凍試料が最も高い値を示した。アミノ酸のひとつで旨味と関連するグルタミン酸含量は各冷凍条件、解凍条件での明確な差異が得られなかった。さらに、キャリブレーション群18サンプル、バリデーション群9サンプルに分割して得られたデータの解析を行った。各波長条件の蛍光強度を説明変数、核酸関連物質測定で算出したK値を目的変数として、PLS回帰分析によってK値を推定した結果、因子数3が選択された。キャリブレーション群では、決定係数が0.94となり、高いあてはめを得られたが、バリデーション群では、決定係数は0.32となり、あてはまりは悪かった。この理由として試料数が少ない、測定した試料のK値の幅が狭い、試料の個体差等が考えられる。しかし実測値と予測値の差は±10%程度であり、おおよそのK値を推定することは可能であると考えられる。以上により蛍光指紋測定が冷凍メバチマグロの鮮度判定の一手法であることが示唆された。

冷凍条件を変化させた試料の蛍光指紋測定を行う。その他は、当初予定通り行う。また、蛍光のpH依存性なども考慮した上で、予測モデルへ反映させる解析手法の構築などより実際の現象を反映させた研究へと発展させる。食品工学
コンパクト・リー群作用の幾何と解析

当初「超極作用」に着目し,ヒルベルト空間へのP(G,H)作用を研究する計画を述べたが,研究の進展につれてP(G,H)軌道が(Ikawa-Sakai-Tasakiの意味での)「弱鏡映」という特殊な対称性をもつ極小部分多様体になる場合が幾つもあることが判明した.ヒルベルト空間の弱鏡映部分多様体は先行研究の無い新しい対象であり,報告者はその研究を優先した.その結果,以下に述べる興味深い結果を多数得た.これらを全て一つの論文にまとめ学術誌に投稿した.無限次元部分多様体論における基本的研究対象は,「固有フレドホルム部分多様体(PF部分多様体)」(Terng)である.報告者はまず,PF部分多様体に対して弱鏡映性及び関連概念を定義し,それらの関係および極小性について考察した.そして弱鏡映性が「平行移動写像」を通してどう伝達されるか研究した.平行移動写像とは,ある無限次元ヒルベルト空間から有限次元コンパクト法等質空間へのリーマン沈め込み写像である.特に有限次元部分多様体の平行移動写像による逆像が,無限次元PF部分多様体となることが知られている.報告者は「弱鏡映部分多様体の平行移動写像による逆像は弱鏡映PF部分多様体か?」と問題設定し,それを肯定する3つの結果を得た.特にその1つは,コンパクト型既約対称空間の任意の弱鏡映部多様体から,弱鏡映PF部分多様体が得られることを保証する強力な定理である.報告者はこれらの結果を用いて弱鏡映PF部分多様体の例を6種類構成した.これらは全て等質極小PF部分多様体の例でもある.報告者はこれらが殆どの場合に全測地的でないことも示した.これより「無限次元ヒルベルト空間において全測地的でない等質極小部分多様体が多数存在する」ことがわかる.これは有限次元の場合で決して成り立たない事実であり,有限次元部分多様体と無限次元部分多様体の一つの決定的差を示す結果である.当初計画した「超極性に着目したP(G,H)作用の研究」から,「P(G,H)軌道の弱鏡映性に関する研究」へ方向修正したという点で,計画以上に進展したとは言い難い.けれども,弱鏡映部分多様体をはじめ極小部分多様体の様々なクラスを無限次元の場合へ拡張する試みは過去に無く,その第一歩を開拓したという点は注目すべきである.また上述の主結果「有限次元弱鏡映部分多様体の平行移動写像による逆像は,無限次元弱鏡映PF部分多様体である」は平行移動写像の性質として非常に興味深い.その過程で導出した第二基本形式・形作用素の公式は,弱鏡映性とは独立に応用が期待される.尚,上述の研究結果は一つの論文としてまとめ,国際学術誌への投稿が完了している.これらの研究結果は国内外の学会でも計4回発表しており,今後も発表を続ける予定である.また今回の弱鏡映PF部分多様体に関する研究は,当初計画した超極なP(G,H)作用の研究とも大きく関連する.報告者は上述の研究において,超極なP(G,H)作用における弱鏡映軌道の例を与えている.一般に,超極なP(G,H)作用において弱鏡映軌道がどの程度存在するかは重要な問題である.更に,超極なP(G,H)作用が無限次元Kac-Moody対称空間のイソトロピー表現と見做せる事実も踏まえれば,上記問題は井川氏,酒井氏,田崎氏らのs表現弱鏡映軌道に関する研究の無限次元版と位置付けることができ,相互関係も期待される.以上を総合的に判断し,研究はおおむね順調に進展していると考えている.上記研究実績との関連を踏まえ,報告者は次の3課題に取り組む.またこれら遂行のため,アウクスブルク大学Ernst Heintze氏を訪問・研究討議を計画している.1.前年度研究結果の拡張.弱鏡映部分多様体は極小部分多様体の一つのクラスをなす.上述の弱鏡映性に関する結果の類似が,他の極小部分多様体に対して成立するかどうかを研究する.具体的には,(i)オースティア部分多様体(Harvey-Lawson),及び(ii)アリッド部分多様体(Taketomi)の平行移動写像による逆像がどのようなPF部分多様体であるか研究する.2.超極P(G,H)作用の弱鏡映軌道の研究.報告者は,上記研究において超極P(G,H)作用の弱鏡映軌道の例を与えた.本研究では,P(G,H)作用が超極であると仮定し,その弱鏡映軌道を研究する.超極P(G,H)作用を一般に扱うのは困難が伴うため,「余等質性1の作用」,「Hermann作用」,「Conlonのシグマ作用」と分けて研究する.3.弱鏡映部分多様体の更なる研究.弱鏡映部分多様体は特殊な対称性をもつ極小部分多様体として非常に興味深い対象であるが,未だ研究されていないことも多い.