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多極化する世界への文際的歴史像の探求

本研究は、中国の台頭、世界の多極化などの21世紀の世界政治の変動を長期の文明史に位置付け、総体的な世界認識の枠組みを提示することを目指してきた。4年間の学際研究を通じ、(1)前近代における自己中心的普遍主義を有する文明圏の併存から近代の欧米中心的な主権国家体制の世界的確立という「文際的視点」から世界史を捉える方法の有効性と限界、(2)欧米中心的認識が地球化する過程における人々の重層的な帰属意識の変容、その多層的な交錯が検討された。そのことを通じ、「国家」「文明」「アジア」「イスラーム」など実体化されやすい概念を相対化し、「国家・民族・宗教・文明」の「対立」という発想を克服する途を展望した。今日の世界は15世紀以降の欧米諸国の他地域への侵出と産業革命等の結果、欧米中心的な主権国家・資本主義体制に覆われ、欧米中心の認識枠組みを共有しているが、21世紀にはかつて欧米を凌ぐ経済・文化の中心だった中国・インドが超大国として復活する可能性が高い。本研究は、アジアの経済的覇権の再確立と欧米の知的覇権の持続という権力の亀裂が国際秩序に深刻な対立を生む可能性に着目し、人間を様々な集団・文化に重層的に帰属する存在として捉えることにより、「アジア」「欧州」「国家」「文化世界」「文明」等の概念を可及的に実体化から解放し、現状を長期の歴史的視野に位置付け、「国家間対立」「文明の衝突」等の発想を克服する道を探ろうとするものである。手法としては、世界史のいくつかの段階に着目し、その時期の世界を「輪切り」にして、世界の各地域に存在していた地域秩序、その秩序を支えていた価値観や文化、各地域に住む人々がもつ重層的なアイデンティティの様相を探るとともに、そうした各地域間の衝突・接触・交渉・相互浸透などのダイナミズムを分析することを試みる。他方、そのような「輪切り」の方法を相対化していく視点から、さまざまな地域秩序が織りなす世界史の展開に迫るという試みも同時に追求してきた。15世紀以降の欧州諸国の他地域への侵出と産業革命等の結果、世界は欧米中心的な主権国家・資本主義体制に覆われ、欧米中心の認識枠組みを共有しているが、21世紀には中国が超大国として復活する可能性が高い。本研究は、アジアの経済的覇権の再確立と欧米の知的覇権の持続という権力の亀裂が国際秩序に深刻な対立を生む可能性に着目し、人間をさまざまな集団・文化に重層的に帰属する存在として捉えることで、既存の諸概念の実体化からの解放、「国家間対立」「文明の衝突」等の発想克服への道を探ってきた。その手法として、世界史のいくつかの段階に着目し、その時期の世界を同時代で「輪切り」にして、世界の各地域に存在していた地域秩序、価値観や文化、人々の重層的なアイデンティティの様相を探ってきた。本年度は、二つの時期を扱った。一つは、18世紀である。世界の中でのヨーロッパの優位が未確定のこの時期、独自の構成原理を有した東アジアおよびイスラーム地域について、その地域システムのあり方を検討した。今一つは、第二次大戦後の脱植民地化の時期である。欧米の優位を支えた植民地支配が崩れ、冷戦と新たな地域秩序の模索の中で様々な選択肢が存在したこの時期について、アフリカ、インド、フランス植民地、朝鮮と台湾の事例を検討した。同時に「脱植民地」概念をいかに規定するかという問題をも含め、ソ連の解体、中国におけるチベット・ウィグル問題も分析した。さらに、同時代の「輪切り」の視点の有効性とその限界を考えるため、宗教を軸に世界史を捉える視点を複数の報告者の報告とそれに対する質疑、批判を通じて検討した。基本的に報告は海外研究協力者(Urs Matthias Zachmann)を含む共同研究者によるものだったが、アフリカについては外部講師の武内進一氏に報告を依頼し、同氏はその後共同研究メンバーとなった。研究代表者の病気で研究の遅れが危ぶまれたが、夏までには体調も回復し、共同研究の基盤となる年3回の研究会を開催して各メンバーが研究成果を共有することは、予定通り実現することができた。研究代表者の研究成果の欧文翻訳・刊行について、事務作業上、若干遅延が発生したものの、共同研究における研究活動そのものは、おおむね順調に進んだものと言えよう。15世紀末以来、欧州諸国の他地域への侵出や産業革命等により、欧米主導の主権国家体制と資本主義体制は世界を覆い、非欧米世界の人々を含む世界中の人々は近代の欧米中心的な認識枠組みを共有するに至った。しかし21世紀には、かつて欧米を凌ぐ経済・文化超大国だった中国が超大国として復活する可能性が高い。インドも中国に次ぐ地位にある。その際、欧米列強による植民地化・半植民地化を被り、低開発状態に置かれるという屈辱を味わってきた経緯に基づく欧米先進国への怨念、そして前近代に有していた自己の文明的優越性への自負心から、これらの諸国が、欧米中心の国際秩序に挑戦的な態度をとる可能性も少なくない。他方、欧米は自らの普遍主義的理念への確信とソフトパワーの優位性から、中印など勃興しつつある諸国に潜在する被害者意識に無自覚なまま、これらの国々のプライドを深く傷つける行動をとりかねない。

平成27年度は、上記の問題意識の下に、外部講師としてインドの国際政治を専門とする竹中千春氏(立教大学)や、海外研究協力者の易平氏(北京大学)などを報告者とし、中印の超大国化が21世紀の国際秩序および国際法秩序にどのような影響をもたらしうるかを議論した。また、本研究会はこれまで、世界史のいくつかの段階に着目し、その時期の世界を「輪切り」にして、世界の各地域に存在していた地域秩序、その秩序を支えていた価値観や文化、各地域に住む人々のアイデンティティの様相を探る手法をとってきたが、この手法の是非を検討し、新たな認識枠組みの可能性を検討するために、第2回研究会には、経済史の斎藤修氏(一橋大学名誉教授)、第3会研究会には、法哲学、倫理学、政治思想の専門家として、瀧川裕英氏(立教大学)、安彦一恵氏(滋賀大学)、初見基氏(日本大学)を招き、議論を行った。予定通り、年3回(7月、12月、1月)の研究会を開催し、各メンバーの研究成果を共有することができたことに加え、他分野の専門家を外部講師として招聘し、これまでの研究手法や認識枠組みを再検討することができたことは、最終年度、そして研究成果のとりまとめに向けて大きな意義があったと考える。本年度は、予定通り、2016年7月、11月、2017年1月の計3回を開催することができた。各分担者は、これまで共同研究で議論されてきた概念枠組みを用いることによって、世界史にいかなる新たな視座が加わるかを意識しながら、担当地域の歴史を解明し、その成果を研究会で共有した。これまでの研究会でさらなる議論が必要であると判断された部分については、酒井啓子教授(イラク政治)、矢澤修次郎教授(比較文明)、工藤晶人教授(地中海)など、ゲスト講師を招聘し、歴史的・理論的な知見を捕捉した。特に本年度の研究会で重点的に行われたのは、理論的な検討である。今まで検討を重ねてきた「輪切り」という方法論の是非や、「輪切り」をする場合の時期区分について、たとえば、ウェストファリア体制を「神話」とみなす認識が確実に広まりつつある中、同条約の成立をどう捉えるかという問題などが検討された。また、歴史哲学の古典と位置付けられ、大学の史学概論の講座でも必ず言及されるE.H.カー『歴史とは何か』を題材として、歴史をいかに捉えるかについての議論を深めた。現在は、これらの理論的な枠組みを用いて、各担当地域についての研究成果の執筆を進めている段階である。2017年3月には共同研究の集大成として、「文際的世界の国際法」シンポジウムを東京で開催した。海外からは、アンドリュー・ハレル教授(オックスフォード大学、国際政治)、ラウリ・マルクソー教授(タルトゥ大学、国際法)、李根寛教授(ソウル大学、国際法)、マイケル・リースマン教授(イェール大学、国際法)を招聘した。学者のみならず、実務家やジャーナリストも多数参加したシンポジウムの場で、文際的歴史像の探求に向けた国際法学者、国際政治学者、歴史学者、思想史学者の協働の可能性と、残された課題についてなどを議論した。本研究は、中国の台頭、世界の多極化などの21世紀の世界政治の変動を長期の文明史に位置付け、総体的な世界認識の枠組みを提示することを目指してきた。4年間の学際研究を通じ、(1)前近代における自己中心的普遍主義を有する文明圏の併存から近代の欧米中心的な主権国家体制の世界的確立という「文際的視点」から世界史を捉える方法の有効性と限界、(2)欧米中心的認識が地球化する過程における人々の重層的な帰属意識の変容、その多層的な交錯が検討された。そのことを通じ、「国家」「文明」「アジア」「イスラーム」など実体化されやすい概念を相対化し、「国家・民族・宗教・文明」の「対立」という発想を克服する途を展望した。
写像類群やその部分群の生成系や表示

曲面の写像類群とは,その曲面の自己微分同相写像のアイソトピー類からなる群である.本年度は,研究目的や研究計画に記載した,ハンドル体群のある部分群に関する研究と向き付け不可能曲面の写像類群に関する研究を行った.特に,以下の2つの成果を得た.(1)有向3次元ハンドル体の境界となる連結なコンパクト有向曲面を考える.その曲面の写像類群は,自然にその曲面の整係数1次ホモロジー群に作用する.この作用の核をTorelli群と呼ぶ.Johnson準同型と呼ばれる,Johnsonによって定義されたTorelli群を定義域とする準同型写像がある.このJohnson準同型の核をJohnson核と呼ぶ.本年度は,昨年度行ったTorelli群のハンドル体部分群に関する研究を発展させる為,Johnson核とハンドル体群の共通部分であるJohnson核のハンドル体部分群の生成系に関する研究を行った.その結果,結論には至らなかったものの,Torelli群のハンドル体部分群のJohnson準同型による像を生成するようなHBP-mapの組を構成する事が出来た.29年度が最終年度であるため、記入しない。29年度が最終年度であるため、記入しない。曲面の写像類群とは,その曲面の自己微分同相写像のアイソトピー類からなる群である.本年度は,研究目的や研究計画に記載した向き付け不可能曲面の写像類群やその部分群の生成系や表示に関する研究を行った.具体的には,以下の2つについて行った.(1)向き付け不可能閉曲面の2次巡回群を係数とする1次ホモロジー群に自明に作用する向き付け不可能閉曲面の写像類群の部分群をレベル2写像類群と呼び,Dehn twistの積で書ける元からなるレベル2写像類群の部分群をレベル2ツイスト部分群と呼ぶ.レベル2写像類群に関してはその有限生成系やアーベル化は知られていたが,レベル2ツイスト部分群に関しては知られていなかった.そこで,Reidemeister-Schreier methodを用いてレベル2ツイスト部分群の有限生成系を求め,その生成系と5項完全系列を用いることで曲面の種数が十分高い時のアーベル化を決定した.その結果を東工大トポロジーセミナー,研究集会「リーマン面に関連する位相幾何学」,日本数学会2015年度秋季総合分科会にて発表した.この研究は石川工業高等専門学校の小林竜馬氏との共同研究である.(2) Paris-Szepietowskiによって向き付け不可能曲面の写像類群の有限表示は求められており,Stukowはその表示を用いてDehn twistとY-homeomorphismを生成系とする有限表示を求めた.しかし,それらの表示は単純なものとは言い難い.そこで,先行研究で知られていた向き付け可能曲面の写像類群の無限表示のGervaisによる構成を参考に,向き付け不可能曲面の写像類群の単純な無限表示を構成した.その結果について研究集会「Hurwitz action 5」,第12回数学総合若手研究集会数学の交叉点,日本数学会2016年度年会にて発表した.曲面の写像類群とは,その曲面の自己微分同相写像のアイソトピー類からなる群である.本年度は,研究目的や研究計画に記載した,ハンドル体群のある部分群に関する研究と向き付け不可能曲面の写像類群に関する研究を行った.具体的には,以下の2つについて行った.(1)有向3次元ハンドル体の境界となる連結なコンパクト有向曲面を考える.その曲面の写像類群は,自然にその曲面の整係数1次ホモロジー群に作用する.この作用の核をTorelli群と呼ぶ.次に,各元がハンドル体に拡張されるような写像類群の部分群をハンドル体群と呼ぶ.この時,Torelli群とハンドル体群の共通部分を考え,Torelli群のハンドル体部分群と呼ぶ.Torelli群のハンドル体部分群がどのような生成系を持つかという問は,Birmanの問題集にも挙げられており,更に,この生成系は整ホモロジー3球面への応用を持つ.HBP-mapという元を構成し,それに着目する事で,Torelli群のハンドル体部分群がHBP-mapによって生成される事が分かった.この結果については論文に纏めており,現在投稿中である.(2)昨年度,向き付け不可能曲面の境界成分数が0か1の場合に,その写像類群の単純な無限表示を構成した.この結果を境界成分数が2以上の場合に拡張できなかった理由は,その写像類群の有限表示が未だに与えられていなかったからである.写像類群の忘却完全系列に着目する事で,まず,境界成分数が2以上の場合の向き付け不可能曲面の写像類群の有限表示を構成した.更に,この表示に関して考察を行う事で,境界成分数が2以上の場合に,向き付け不可能曲面の写像類群の単純な無限表示も構成した.本研究は,石川工業高等専門学校の小林竜馬氏との共同研究である.この結果については論文に纏めており,現在投稿中である.(1)の結果で得たTorelli群のハンドル体部分群の生成系は無限生成系の中で最も単純なものである.その為,この生成系を応用した,整ホモロジー3球面の不変量の構成がし易くなった.(2)の結果と昨年度の結果,Gervaisの結果を合わせる事により,任意のコンパクト曲面の写像類群の単純な無限表示が構成された.その為,写像類群の群構造の解明に十分に寄与する結果となった.曲面の写像類群とは,その曲面の自己微分

同相写像のアイソトピー類からなる群である.本年度は,研究目的や研究計画に記載した,ハンドル体群のある部分群に関する研究と向き付け不可能曲面の写像類群に関する研究を行った.特に,以下の2つの成果を得た.(1)有向3次元ハンドル体の境界となる連結なコンパクト有向曲面を考える.その曲面の写像類群は,自然にその曲面の整係数1次ホモロジー群に作用する.この作用の核をTorelli群と呼ぶ.Johnson準同型と呼ばれる,Johnsonによって定義されたTorelli群を定義域とする準同型写像がある.このJohnson準同型の核をJohnson核と呼ぶ.本年度は,昨年度行ったTorelli群のハンドル体部分群に関する研究を発展させる為,Johnson核とハンドル体群の共通部分であるJohnson核のハンドル体部分群の生成系に関する研究を行った.その結果,結論には至らなかったものの,Torelli群のハンドル体部分群のJohnson準同型による像を生成するようなHBP-mapの組を構成する事が出来た.本年度行っていた,向き付け不可能曲面の写像類群の単純な無限表示はその曲面の境界成分数が0か1の時のみに構成されている.一般の境界成分数の場合に構成されていない理由は,境界成分数が0か1の時以外の向き付け不可能曲面の写像類群の有限表示がまだ求められていないからである.従って来年度は,まず向き付け不可能曲面の写像類群の有限表示を一般の境界成分数の場合に構成し,その有限表示とGervaisの議論を用いて単純な無限表示を構成する事を目標とする.また,ハンドル体のトレリ群の生成系に関する研究も行う.その第一段階として,向き付け可能曲面のトレリ群とハンドル体の写像類群の共通部分となる群の単純な無限生成系を求める事を目標とする.この結果の応用として,向き付け可能曲面のレベルd写像類群とハンドル体の写像類群の共通部分となる群の無限生成系の構成が期待される.この生成系としてより単純なものを構成する事を目標とする.種数が十分大きい時にJohnson核はTorelli群の真部分群であるが,森田氏により,任意の整ホモロジー3球面は,2つのハンドル体をJohnson核の元で貼り合わせて得られる事が示されている.従って,Johnson核のハンドル体部分群,すなわちJohnson核とハンドル体群の共通部分の単純な生成系も,整ホモロジー3球面への応用がある.この問題も,Birmanの問題集で挙げられている.今後は,今年度の研究(1)の発展として,Johnson核のハンドル体部分群の生成系に関する研究を行う.更に,今年度の研究(2)の発展として,単純な関係式のみを持つ向き付け不可能曲面の写像類群の有限表示に関する研究を行う.Gervaisは,この研究を,有向曲面の場合に行っている.また,向き付け不可能曲面の写像類群の関係式に関する理解を深める為に,向き付け不可能曲面上の位数有限写像のDehn twistとY-同相写像による表示に関する研究も行う.29年度が最終年度であるため、記入しない。29年度が最終年度であるため、記入しない。
3,4次元多様体の不変量のゲージ理論による研究

4次元多様体X上のSU_2束の反自己双対接続のモジュライ空間Mのスピン構造については、概複素構造を持つ場合いくつかの付帯条件のもとで存在を示していたが、その付帯条件は除けることがわかった。これは指数束の切除性質を用いることでわかる。一般の、概複素構造を持たない場合は、概複素構造の存在に関する古典的なWuの定理とやはり指数束の切除性質を使うことにより、ω_2(M)=(1-b_1(X)+b^+_2(X))ω_2(β)になること(ここでβは基点SO_3ファイブレイションでそのω_2はXのスピン構造とSU_2束のc_2でわかる)が予想され、その証明の細部を埋めるところにきている。これよりモジュライ空間にスピン構造が存在する為の必要十分条件が完全にわかることになる。またモジュライ空間の指数を用いて定義した、ホモロジー3球面の不変量τとCasson不変量との関係は未だに謎であるが、反自己双対方程式を摂動したモジュライと摂動しないモジュライの間のコボルディズムを作り、摂動しないモジュライを解析することにより、Casson不変量との関係がつくのではないかと考えている。最近現れたSeiberg-Witten理論との関係も興味深い。M+S^1の場合にSeiberg-Witten解を求めると、それは自明なものしかない。これは、ホモロジー球面の基本群のU(1)表現は自明なものしかないことに対応し、これではSU_2とモジュライ空間の非コンパクト性をあらわに使った我々の不変量を、Seiberg-Witten理論で、少なくとも直接的な方法では、捕まえることはできないと思われる。Seiberg-Witten理論はb_1(X)=0あるいは単連結の場合にはKronheimer-Mrowkaの構造定理をよく捉えているが、b_1(X)=0であるが、単連結でない場合に基本群の情報を捉えていないということを、我々の不変量は示唆しているように思われる。尚、Seiberg-Witten方程式の解のモジュライのスピン構造は応用上も重要である。
摩擦項を持つ非線形波動方程式の研究

本研究では、物理学における波動現象を記述するいくつかの非線形波動方程式の初期値境界値問題に対する時間大域的一意解の存在及び非存在、さらに、解が減衰する場合にはそのオーダーの詳しい解析に関する研究の成果を得ることができた。特に、大域解の非存在に関する研究では、Concavity法、Potential Well法、Georgie v-Todorovaによる方法等をうまく利用することによって、3種類の摩擦項の違いによって生じるBlowup Timeの評価の違いを比較しやすい形で示すことに成功した。一方、強い摩擦項を持つキルヒホッフタイプの非線形波動方程式の研究では、縮小写像の原理、ガレルキン法、エネルギー法等を駆使することにより、データのサイズに関する制限をおくことなしに、大域解の存在及び減衰のオーダー等に関した研究成果を得ている。その他にもいくつかの方法を組み合わせて利用することにより、その他のいくつかの方程式の解析を行っている。パソコンでは、数式処理システムを運用することにより計算等にかかる単純作業の敏速化省力化を一部で行ったり、グラフィクスによる視覚的解析を通して研究に役立たせた。また、インターネットによる情報検索にパソコンが大いに役立った。この補助金のサポートを受けて、研究の一部をアテネで行われた国際シンポジュウムWCNA96において、研究発表を行った。そのことにより、国内にとどまらず国際的には研究成果をアピールすることができたし、外国の研究者との意見交換を行うことができて、研究に役立った。上記の研究は、まだ研究すべき部分が残っているので、今後も継続して研究をしていく予定である。また、研究の効率化を図るために、最新のコンピュータの導入が欠かせないし、国際的な評価を受けるために海外での研究成果の発表の必要性を感じている。
中国系ニューカマー青年の進路意識に関する研究―地域移動と国家間移動の関連から―

ニューカマーの増加から約30年経過し、第2世代が複数国家にわたって形成するトランスナショナルな進路が注目されている。従来の研究では学校経験や親の教育戦略との関連からかれらが国家間移動をする「移動の論理」が論じられてきた。一方、日本国内における地域移動とニューカマーの進路を関連づけた研究はなされていない。トランスナショナルな進路形成を全員が選択できない点を考慮すると、かれらの進路意識を解明するには、地域移動に対する意味づけにも着目することが欠かせない。そこで本研究では、中国系を事例に、ニューカマー青年の進路意識を日本国内における地域移動と日中間の国家間移動に着目して描き出すことを目的とする。
食品消毒による健康リスク評価のためのハロゲン化チロシン類毒性評価と実態調査

食品消毒は食中毒防止に重要な役割を持ち、次亜塩素酸系消毒剤を用いた消毒は世界的に広く行われている。水道分野では、消毒剤と原水中有機物が反応し非意図的に消毒副生成物という数百種類の物質群を生成することが知られるが、食品消毒処理においても消毒剤と食品中有機物の反応が非意図的な副産物を生成することは容易に予想される。本研究では、「食品消毒処理が健康リスクとなりうるのか?」という問いに答えるべく、食品消毒処理により食品内に生成するハロゲン化チロシン類が食品中発がん物質となりうるのか、また、消毒処理を行った野菜および食肉内にどの程度のハロゲン化産物が存在するのかを明らかにすることを目指す。
直交流中の管群構造物における気柱共鳴励起エネルギーと音響減衰特性の定量評価

発電所の大容量ボイラなどの熱交換器では,試運転時に気柱共鳴現象が発生し,振動と騒音が問題になることがある.本研究では,実機ボイラの二次元相似模型,低騒音風洞,音響管を用いて,管群における渦放出音の特性,吸音特性,気柱共鳴現象の発生特性を実験的に明らかにした.また,これらの結果を用いて,提案した共鳴感度パラメータが気柱共鳴現象の発生予測に利用できることを明らかにした.発電所の大容量ボイラや排熱回収用ボイラなどの熱交換器では,試運転時に気柱共鳴現象が発生し,振動と騒音が問題になることがある.本研究は,気流中での音響特性の変化と励起源である渦放出音および渦と管との空力干渉音の特性を定量評価し,高精度の発生予測法を開発することを目的とする.本年度は,共鳴評価指数の妥当性の検証とその評価,管群を通過する流れ場における吸音特性の調査,フィン付き管から発生する空力干渉音の定量評価を行った.1.管群配列を変化させて気柱共鳴現象と渦放出との関係を実験的に調査するとともに,提案した渦放出の同期化に関するモデル化手法の妥当性を検証した.その結果,異なる配列の場合でも,検証のために導出したコヒーレンスの計算値と実測値とが良く一致しており,モデル化手法が妥当であることがわかった.共鳴評価指数を用いることにより,管群内よりも最後列の管から放出される渦の方が気柱共鳴現象を励起しやすいことがわかった.2.管群から噴流を発生させ吸音率を測定したところ,ある特定の周波数付近で吸音効果があることがわかった.この周波数帯や吸音率などの特性は流れの条件によって変化した.3.ソリッドフィン付き単独円柱から発生する空力音の音圧レベルはフィンピッチ比が0.16のときに増加した.このとき,カルマン渦の周期性が強くなり,スパン方向の相関長も増加した.フィンの形状によって空力音が変化することがわかった.4.フィン付き2円柱から発生する空力音の音圧レベルは流れ直角方向の中心間距離によって変化した.流れ直角方向の中心間距離が増加するにつれて空力音のレベルは増加し,等価直径との比が0.72付近で極大となり,さらに距離が増加するにつれてレベルが減少する.特に等価直径との比が0.72の場合にはフィン付き単独円柱と比べ空力音のレベルが14.8dB大きくなる.発電所の大容量ボイラや排熱回収用ボイラなどの熱交換器では,試運転時に気柱共鳴現象が発生し,振動と騒音が問題になることがある.本年度は,これまでの結果を踏まえ,ボイラの相似模型実験装置を使用して,管群配列に対する共鳴評価指数を明らかにした.さらに,本装置と管群を内臓した音響試験装置を用いて,管群配列と管間流速を様々に変化させて共鳴発生特性と音響減衰量を測定し,これらの結果から気柱共鳴現象の発生予測について検討した.また,気柱共鳴現象の新しい抑止技術についても検討を行った.主な研究の成果は以下のとおりである.1.管群配列と流速を変化させて気柱共鳴現象と渦放出との関係を実験的に調査するとともに共鳴評価指数を導出した.共鳴評価指数は共鳴モードと管群配列によって変化することがわかった.高次モードの共鳴現象の方が,ギャップ流速が大きく励起力も大きいため,さらに渦放出周波数が高いため,共鳴評価指数が大きくなる.また,管群配列が変化すると,共鳴発生流速および共鳴モードが変化し,さらに管群内での音速も変化するため,共鳴評価指数が変化する.2.管群の配列および多孔板の孔径と孔配列を変化させて吸音率の測定を行ったところ,管群が密な場合には広い周波数帯域で,多孔板では特定の周波数で吸音効果があることがわかった.これらの周波数帯や吸音率などの特性は管群の配列や多孔板の形状と流れの条件によって変化した.なお,管群配列の粗い場合には吸音効果は見られなかった.3.単独円柱から発生する空力音に及ぼすフィン形状の影響を実験的に調査した.ツイストセレイティッドフィンの場合にはフィンピッチ比が密なほど音圧レベルが低下するが,ソリッドフィンの場合には密な場合ほど音圧レベルが増加した.フラットセレイティッドフィンについても比較を行った.フィン形状によって気柱共鳴現象の励起エネルギーが変化することがわかった.発電所の大容量ボイラなどの熱交換器では,試運転時に気柱共鳴現象が発生し,振動と騒音が問題になることがある.本研究では,実機ボイラの二次元相似模型,低騒音風洞,音響管を用いて,管群における渦放出音の特性,吸音特性,気柱共鳴現象の発生特性を実験的に明らかにした.また,これらの結果を用いて,提案した共鳴感度パラメータが気柱共鳴現象の発生予測に利用できることを明らかにした.発電所の大容量ボイラや排熱回収用ボイラなどの熱交換器では,試運転時に気柱共鳴現象が発生し,振動と騒音が問題になることがある.本研究は,気流中での音響特性の変化と励起源である渦放出音および渦と管との空力干渉音の特性を定量評価し,高精度の発生予測法を開発することを目的とする.本年度は,音響減衰特性に及ぼす気流の影響調査と,気柱共鳴現象発生前後の渦放出の同期化特性の解明および新しい同期化パラメータの提案を行った.1.気柱共鳴現象の発生しやすさを表す渦の同期化パラメータを提案した.これが気柱共鳴現象の判定に使用できることを確認した.

2.多孔体から噴流を発生させ吸音率を測定したところ,吸音効果があることがわかった.この周波数帯や吸音率などの特性は流れの条件によって変化する.3.フィンピッチ比が0.16のセレイティッドフィン付き単独円柱から発生する空力音の音圧レベルは等価直径の円柱と比べ低下する.フィン付き2円柱の場合に流れ方向の中心間距離が変化しても空力音の音圧レベルは等価直径の円柱の場合と比べ小さくなる.4.フィン付き2円柱から発生する空力音の音圧レベルは流れ方向の中心間距離によって変化する.流れ方向の中心間距離と等価直径の比が2.3-6.8では全体的にフィン付き単独円柱と比べ空力音のレベルが増加する.2.5-3では単独の場合よりも10.7-11.7dB大きく,さらに4.0-6.8では17.9-16.0dB大きくなる.一方,2.0以下では単独の場合よりもレベルが2.5-6.0dB低下する.管群配列を変化させることにより,気柱共鳴現象の励起力を低減させることができる.本年度は,管群の配列を変化させて,(1)管群からの渦放出音の特性の解明と気柱共鳴励起エネルギーの評価,(2)音響減衰特性に及ぼす気流の影響評価,(3)管群構造物の音響特性の解明,(4)音響減衰特性と渦放出音に及ぼすフィン形状の影響評価,を行う計画であった.(1)については,管群配列毎に共鳴現象の発生しやすさを表す渦の同期化パラメータを導出した.また,管群内の管よりも最後列の管の方が気柱共鳴現象を励起しやすいことを明らかにした.さらに,管群の基本要素である2円柱において,管の流れ直角方向の中心間距離によって気柱共鳴現象の励起エネルギーが変化することを明らかにするとともに,それを定量評価した.(2)と(3)については,管群から発生する噴流には吸音効果があり,その周波数帯や吸音率などの特性は流れの条件によって変化することを明らかにした.これが管群の音響減衰特性に密接に関与するだけでなく,共鳴発生抑止技術としても応用できることがわかった.(4)については,ソリッドフィン付き管から発生する渦放出音を定量評価した.以上のように,全ての項目でほぼ当初の計画のとおりに研究が進展していることから,「おおむね順調に進展している」の評価とした.本年度は,(1)管群からの渦放出音の特性の解明と気柱共鳴励起エネルギーの評価,(2)音響減衰特性に及ぼす気流の影響評価,(3)管群構造物の音響特性の解明,(4)音響減衰特性と渦放出音に及ぼすフィン形状の影響評価,を行う計画であった.(1)については,気柱共鳴現象の発生前後の渦放出特性を実験的に解明し,その結果に基づき,発生しやすさを表す渦の同期化パラメータを提案した.これが気柱共鳴現象の判定に使用できることを確認した.さらに,管群の基本要素である2円柱において,管の中心間距離によって気柱共鳴現象の励起エネルギーが変化することを明らかにするとともに,それを定量評価した.(2)については,多孔体から噴流を発生させると吸音効果があり,その周波数帯や吸音率などの特性は流れの条件によって変化することを明らかにした.(3)については,管群を模した多孔体の音響特性を実験的に調査し,吸音効果があることを明らかにした.
加速器を用いた定型格子のUnion-Findアルゴリズムの高速化

本年度は一つのGPUを用いた定型格子のUnion-Findアルゴリズムの開発を行った.始めに研究計画で予定していたCUDAを用いた新たなUnion-Findアルゴリズムの提案とプログラム実装を行った.従来のCUDAを用いたUnion-Findアルゴリズムは隣接サイトとの比較と更新を更新がなくなるま反復する方法であったが,本研究で提案した手法は隣接サイトとの比較が一度で済むアルゴリズムである.そのため,従来手法よりも高速な計算が可能になると予想される.統計力学の分野で使用されているクラスターアルゴリズムを用い,同じGPUを用いた従来手法と提案手法の性能比較を行った.比較の結果,転移温度直上の2次元イジングモデルでは従来手法よりも40%速くなり,3次元イジングモデルでは従来手法よりも20%速くなることを確かめた.この結果はComputer Physics Communications Vol. 185 p.1038に掲載されており,新たなアルゴリズムのプログラムはComputer Physics Communications Vol. 200 p.400に掲載されている.次に研究計画の二年目に予定していたOpenACCのプログラム開発を行った.当初CUDAで新たに開発したアルゴリズムをOpenACCに適用させる予定であったが,現在のOpenACCのバージョンではCUDAで使用出来た幾つかの関数が使用できない.この使用できない関数の中に新たなアルゴリズムの核となる部分があったため,従来手法でのOpenACCプログラム開発のみを行った.OpenACCはCUDAと違い,細かなチューニングは出来ないため,CUDAプログラムよりも性能が落ちることが予想される.同じGPUを用いて従来手法のOpenACCプログラムと従来手法のCUDAプログラムの性能比較をしたところ,10%程度OpenACCプログラムが遅いことが分かった.しかし,OpenACCプログラムは通常のCプログラムで書かれており,汎用性が高いものになっている.この結果及びOpenACCのプログラムはComputer Physics Communications Vol. 197 p.298に掲載されている.本年度は一つのGPUを用いた定型格子のUnion-Findアルゴリズムの開発を行った.始めに研究計画で予定していたCUDAを用いた新たなUnion-Findアルゴリズムの提案とプログラム実装を行った.従来のCUDAを用いたUnion-Findアルゴリズムは隣接サイトとの比較と更新を更新がなくなるま反復する方法であったが,本研究で提案した手法は隣接サイトとの比較が一度で済むアルゴリズムである.そのため,従来手法よりも高速な計算が可能になると予想される.統計力学の分野で使用されているクラスターアルゴリズムを用い,同じGPUを用いた従来手法と提案手法の性能比較を行った.比較の結果,転移温度直上の2次元イジングモデルでは従来手法よりも40%速くなり,3次元イジングモデルでは従来手法よりも20%速くなることを確かめた.この結果はComputer Physics Communications Vol. 185 p.1038に掲載されており,新たなアルゴリズムのプログラムはComputer Physics Communications Vol. 200 p.400に掲載されている.次に研究計画の二年目に予定していたOpenACCのプログラム開発を行った.当初CUDAで新たに開発したアルゴリズムをOpenACCに適用させる予定であったが,現在のOpenACCのバージョンではCUDAで使用出来た幾つかの関数が使用できない.この使用できない関数の中に新たなアルゴリズムの核となる部分があったため,従来手法でのOpenACCプログラム開発のみを行った.OpenACCはCUDAと違い,細かなチューニングは出来ないため,CUDAプログラムよりも性能が落ちることが予想される.同じGPUを用いて従来手法のOpenACCプログラムと従来手法のCUDAプログラムの性能比較をしたところ,10%程度OpenACCプログラムが遅いことが分かった.しかし,OpenACCプログラムは通常のCプログラムで書かれており,汎用性が高いものになっている.この結果及びOpenACCのプログラムはComputer Physics Communications Vol. 197 p.298に掲載されている.
ヒトミダシンタンパク質を標的とした新規低分子化合物の探索および解析

低分子化合物は安価で大量に合成できるという大きな利点があり、新たなdruggableな標的とその標的を阻害する低分子化合物を同定することは挑戦的であるものの、人類の健康にとって大事な研究である。増殖の盛んながん細胞で亢進しているリボソーム生合成のプロセシング過程には200以上の調節因子が関与しているため、それらを標的とした阻害剤は抗がん剤の候補となりうる。しかしながら、現在までにヒトの調節因子に対する選択的な阻害剤は報告がない。本研究ではヒトにおけるリボソーム生合成調節因子、特にAAA+タンパク質であるミダシンの阻害剤の同定を目標とし、抗がん剤の新たなリード化合物の創製を目指す。今年度は共同研究で行っていた分裂酵母ミダシンの構造に関する新たな知見をまとめ、論文として発表した(Chen Z et al. Cell 2018)。次の目標は、ヒトミダシン組換えタンパク質の精製を行い、in vitroにおけるATPase活性の測定系を確立することである。今年度は、ヒトミダシン組換えタンパク質の精製を試みた。応募者はこれまでにヒトミダシン全長遺伝子(16,791 bp)のクローニングに成功していたため、昆虫細胞発現用のプラスミドにヒトミダシン全長遺伝子を導入した。応募者らは以前の研究において、昆虫細胞・バキュロウイルスによる発現系を用い、His-tag精製、イオン交換クロマトグラフィー(Mono Q)、ゲル濾過クロマトグラフィーの順に精製することにより、ATPase活性のある分裂酵母ミダシンの全長組換えタンパク質を得ることに成功した(Kawashima SA et al. Cell 2016)。そこで次に、この方法を元にヒトミダシン全長組換えタンパク質の精製を試みた。しかし、これまでに十分量の全長のタンパク質を得ることはできていない。現在、昆虫細胞系の最適化および精製過程の最適化を行なっている。ヒトミダシンは全長5000アミノ酸を超える超巨大タンパク質であり、その全長組換えタンパク質の精製は簡単ではないことは予想の範囲内であった。特に、昆虫細胞系の最適化および精製過程の最適化に最も時間がかかると予想される。これまでに最適化に向けていくつかの情報が得られている。、また、今年度は共同研究で行っていた分裂酵母ミダシンの構造に関する新たな知見をまとめ、論文として発表した(Chen Z et al. Cell 2018)。以上から、本研究課題の進捗状況は当初の計画以上に進展していると言える。ヒトミダシン全長組換えタンパク質の精製に向けて、昆虫細胞系の最適化および精製過程の最適化を行う。精製できたら、応募者がこれまでに同定した分裂酵母ミダシンの阻害剤Rbin-1がヒトミダシンのATPase活性を阻害可能か検討する。また、応募者は分裂酵母ミダシンの温度感受性変異株と合成致死性を示す化合物として、現在までに東京大学創薬機構が保持している約20万化合物の中から、Rbin-1とは異なる骨格を有するヒット化合物を6化合物取得している。まずこれらが、分裂酵母ミダシンのATPase活性を阻害可能か検討する。もし阻害活性が見られたら、ヒトミダシンのATPase活性を阻害できるか調べる。

、また、今年度は共同研究で行っていた分裂酵母ミダシンの構造に関する新たな知見をまとめ、論文として発表した(Chen Z et al. Cell 2018)。以上から、本研究課題の進捗状況は当初の計画以上に進展していると言える。ヒトミダシン全長組換えタンパク質の精製に向けて、昆虫細胞系の最適化および精製過程の最適化を行う。精製できたら、応募者がこれまでに同定した分裂酵母ミダシンの阻害剤Rbin-1がヒトミダシンのATPase活性を阻害可能か検討する。また、応募者は分裂酵母ミダシンの温度感受性変異株と合成致死性を示す化合物として、現在までに東京大学創薬機構が保持している約20万化合物の中から、Rbin-1とは異なる骨格を有するヒット化合物を6化合物取得している。まずこれらが、分裂酵母ミダシンのATPase活性を阻害可能か検討する。もし阻害活性が見られたら、ヒトミダシンのATPase活性を阻害できるか調べる。当初は、ヒトミダシン組換えタンパク質の精製を行い、in vitroにおけるATPase活性の測定系を確立する一連の実験に今年度の助成金を使用する計画であった。しかし実際は、今年度は共同研究で行っていた分裂酵母ミダシンの構造に関する新たな知見をまとめることに注力したため、今年度使用額が予定と異なった。当初の使用計画であった、ヒトミダシン組換えタンパク質の精製を行い、in vitroにおけるATPase活性の測定系を確立する一連の実験は、翌年度分として請求した助成金と合わせて使用する計画に変更した。
「予防的」感情制御に関する研究

現代社会を生きる上で感情制御は必要不可欠なスキルの1つとなっている。他方、感情制御がそれほど容易ではないことは経験的にも明らかであろう。特に近年では、怒りや不安、焦りなどの不快感情の制御を苦手とする人々が多く報告されており、社会からも効果的な介入方法の開発が期待されている。本研究ではこれまでの研究で得られた知見をもとに、実行系機能課題に取り組むだけというシンプルだが、エビデンスに基づいた新しい効果的な「予防的」感情制御方法の提案、更には感情制御能力訓練への応用可能性について検討する。平成30年度は平成29年度に開始したワーキングメモリトレーニングが感情制御能力を向上させるかを検討する実験のデータを追加し、終了させた。その結果、3ヶ月間何も行わなかった統制群に比べ、ほぼ毎日5分10分程度n-back課題を行っていたワーキングメモリトレーニング群では、トレーニング後、意図的な感情制御課題において、主観報告では不快感情の上向き、下向き制御がそれぞれはっきりと行えるようになり、心拍率については制御の方向に関係なく制御中の心拍率が統制群に比べ有意に低下した。また無意図的な感情制御課題として不快画像注視時の反応を測定したところ、主観報告、心拍率共に統制群に比べ有意に低い値となった。これらの結果から、ワーキングメモリトレーニングを日常的に行うことで、感情制御を難しくしている主な原因の1つである感情喚起時の生理的覚醒(動揺)の水準を自動的に低く抑えることが可能になり、感情制御を容易に行えるようにすることができる可能性が示された。今後、トレーニング前後に測定した脳活動についても詳細に検討を進め、この現象を支える神経基盤についても明らかにする。平成28年度は日常場面において実行系機能課題遂行による後続の感情消失が確認できるかを検討した。具体的には、Iida et al. (2009)の手続きを用いて、人前で話すことが苦手な学生を対象とし、スピーチ前の実行系機能課題遂行によって、スピーチ中の不安低減、スピーチ後の不安からの回復の促進が確認できるかを検討した。その結果、スピーチに対する苦手意識や不安が高すぎる実験参加者においては一部、不安が促進されたような結果も得られたが、概ねスピーチが苦手な学生を対象にした場合においても、事前に実行系機能課題を実施した群において、先行研究と同様、スピーチ中の不安低減、スピーチ後の不安からの回復の促進が主観報告、生理反応の両指標において確認された。このことから、日常生活においても近々不快な出来事が生じると予期できる場合には、実行系機能課題を遂行することによって、その不快感情の緩和に一定の効果が期待されると考えられる。この成果については、今後、学会や論文等で発表していく予定である。平成28年度に予定されていた実験は、当初の計画通り、概ね仮説通りの結果を得て終了することができた。ただし、実験装置の購入や研究倫理審査等で実験開始までに予定以上に時間を要したため、実験終了時期が遅くなってしまい、平成28年度中に研究成果の公表までには至らなかった。これらの研究成果については平成29年度中に学会や論文等を通して公表していく予定である。また、大きなトラブルなく平成28年度に予定されていた実験をスムーズに終えられたことで、平成29年度に予定されている実験に向けて予備実験を実施する等、平成28年度中に準備を始めることもできた。これらの状況をふまえ、「おおむね順調に進展している」と判断した。平成29年度はワーキングメモリトレーニングが感情制御能力を向上させるかを検討する実験を開始した。具体的には、スマホやパソコンで利用可能なアプリを用いて、空き時間にn-back課題をほぼ毎日5分10分程度3か月間続けてもらい、その前後で感情喚起課題中の感情反応を主観報告や生理反応(心拍率、fMRI)によって測定し、比較した。その結果、何も行わない統制群に比べ、n-back課題を行っていたワーキングメモリトレーニング群では、訓練後の感情喚起課題中の感情反応(主観報告、心拍率)が低くなる傾向が確認された。しかし、統計的に有意な結果を得るために十分なデータ数をまだ収集できていない。引き続きデータの収集を続け、十分なデータ数が確保された際には、その成果についてまとめ、学会や論文等で積極的に発表していく予定である。平成28年度の研究成果から平成29年度についても順調に予測通りの結果が得られることが期待された。

そこで、得られた結果について、より精緻な検討を可能にするため、当初の計画にはなかった対照群を新たに設定し、測定指標も増やした。対照群を増やしたことにより必要なデータ数が増えたことに加え、実験装置の不具合にも見舞われ、平成29年度に予定されていた実験を、十分なデータ数を確保して終えることができなかった。以上のことから「(4)遅れている」と判断した。現代社会を生きる上で感情制御は必要不可欠なスキルの1つとなっている。他方、感情制御がそれほど容易ではないことは経験的にも明らかであろう。特に近年では、怒りや不安、焦りなどの不快感情の制御を苦手とする人々が多く報告されており、社会からも効果的な介入方法の開発が期待されている。本研究ではこれまでの研究で得られた知見をもとに、実行系機能課題に取り組むだけというシンプルだが、エビデンスに基づいた新しい効果的な「予防的」感情制御方法の提案、更には感情制御能力訓練への応用可能性について検討する。平成30年度は平成29年度に開始したワーキングメモリトレーニングが感情制御能力を向上させるかを検討する実験のデータを追加し、終了させた。その結果、3ヶ月間何も行わなかった統制群に比べ、ほぼ毎日5分10分程度n-back課題を行っていたワーキングメモリトレーニング群では、トレーニング後、意図的な感情制御課題において、主観報告では不快感情の上向き、下向き制御がそれぞれはっきりと行えるようになり、心拍率については制御の方向に関係なく制御中の心拍率が統制群に比べ有意に低下した。また無意図的な感情制御課題として不快画像注視時の反応を測定したところ、主観報告、心拍率共に統制群に比べ有意に低い値となった。これらの結果から、ワーキングメモリトレーニングを日常的に行うことで、感情制御を難しくしている主な原因の1つである感情喚起時の生理的覚醒(動揺)の水準を自動的に低く抑えることが可能になり、感情制御を容易に行えるようにすることができる可能性が示された。今後、トレーニング前後に測定した脳活動についても詳細に検討を進め、この現象を支える神経基盤についても明らかにする。平成29年度は、当初の計画通り、日常的な実行系機能課題の遂行によって感情制御能力の向上が確認できるかを検討する。具体的には、感情制御が苦手な学生を対象に4ヶ月間、実行系機能課題に日常的に取り組んでもらい、その間の感情制御能力の変化について詳細に検討する。日常生活において不快な出来事は常に予測ができるわけではない。本実験によって実行系機能訓練によって感情制御能力を高め、日頃から不快な出来事に備えておける可能性が示されるならば、実行系機能課題の遂行は「予防的」感情制御方略としての適用範囲を更に広げ、有用性を高めることができるだろう。まずは実験参加者の募集範囲を広げ、平成30年度のできる限り早い段階で十分なデータ数を確保する。データが収集でき次第、成果をまとめて学会や論文等で積極的に発表し、関連の研究者と十分な議論を行った上で、本研究を総括する。昨年度、実験装置の購入や研究倫理審査等で実験開始までに予定以上に時間を要したため、実験終了時期が遅くなってしまい、平成28年度中に研究成果の公表までには至らなかった。
steroid 5α‐reductaseの分子形態学的研究

【目的】steroid 5α-reductaseはtestosteroneをdehydrotestosterone(DHT)に還元する酵素である。testosteroneはDHTに還元されることにより数倍のアンドロゲン作用を発現するようになる。steroid 5α-reductaseには1型と2型があり、前立腺などアンドロゲン依存臓器では主に2型がその役割を果たしていることが知られている。今回われわれはヒトsteroid 5α-reductase2型に対するポリクローナル抗体を作成し、免疫組織化学法によりその局在、発現につき検討した。【対象と方法】手術時に得られた腎臓・尿管・膀胱・前立腺・精嚢・精管組織を用いた。組織は速やかに凍結し-80°Cで保存したのち凍結切片を作成した。抗体のデザイン:steroid 5α-reductase1型と2型はアミノ酸配列上相等性が高いため2型に特異的なN末側に対する抗体を作成した。steroid 5α-reductase2型のcDNAに基づきプライマーを作成し5側の160bpをPCR法にて増幅したのちPGEX vectorにクローニングし、融合蛋白を合成。これを抗原として家兎に免疫し抗体を得た。凍結切片をこの抗体と反応させ、ABC peroxidase法にて発色させた。【結果】前立腺・精管組織では上皮細胞の核・核周囲および間質細胞の核が染色された。精嚢でも同様の所見が得られたが、前立腺・精管組織に比べると弱陽性であった。腎臓・尿管・膀胱は染色されなかった。以上よりsteroid 5α-reductase2型はおもにアンドロゲン依存臓器で発現していることが示唆された。
堆積物の生物地球科学的解析に基づく日本海沿岸低地の完新世古環境変遷に関する研究

日本海沿岸低地において、完新世海面変化に伴う堆積環境変遷と対馬暖流の影響を評価する目的で、北海道道北地方および対馬。壱岐地方の調査を行った。北海道道北地方については、これまでに採取したコア堆積物の再検討を実施するとともに、新たに苫前町においてコア堆積物の採取を行った。礼文島久種湖沿岸で1988年に採取した試料について、さらに詳細な分析を試みたところ、新しく以下の知見が得られた。1.久種湖は約6000年前の完新世海進頂期に砂洲の発達により、淡水化が始まった。2.久種湖はその形成初期の段階においては、上層に淡水、下層には海水が流入まやは停滞する二重構造を呈していた。3.久種湖は完全に淡水湖となる前の汽水環境下において、特徴ある珪藻種が優占的に出現した。今年度に採取した苫前のコア堆積物については、現在、珪藻およびイオウの分析を進めている。珪藻分析では、道北地方の内陸部に分布する新第三系の珪藻土の再堆積が問題となることが明らかとなり、イオウ分析からは堆積が海水の影響が少ない環境条件下で進行したことを示唆するデータがこれまでに得られている。対馬・壱岐地方については、壱岐の海岸部においてボーリング調査を行い、深度約18mで基盤に達するコア堆積物を得た。また、対馬では、完新世海進頂期の海成堆積物を採取するのに適した場所を選定する予備調査を実施した。
革新的バイオマーカー開発を目指した胃癌リンパ節転移診断ジーンシグニチャーの樹立

リンパ節転移は胃癌患者の予後に関わる最も影響の大きい因子の一つである。それゆえに、胃癌において適切な治療選択のための正確なリンパ節転移存在診断は、予後改善につながる重要な戦略として広く認識されているが、現状ではリンパ節転移を十分に診断できるバイオマーカーは確立されていない。複数のパブリックデータベースおよび保有する臨床検体を用い胃癌組織の網羅的解析データを用いて、バイオインフォマティクスにてリンパ節転移陽性胃癌特異的に発現しているmRNAを同定する。凍結組織由来のmRNAにて再度検証し候補となるmRNAを絞り込み、gene signatureを樹立する。さらに国際共同研究にて収集した独立したコホートで検証する。
TGFβ関連細胞外分泌タンパク質を応用した新規扁平上皮癌マーカーの開発

基礎実験として、FLAG標識型CD109高発現細胞を移植したヌードマウスの血中CD109(FLAG標識型CD109)濃度をウェスタンブロッティング法およびELISAを用いて測定した。その結果、移植細胞の腫瘍塊サイズに相関して血中CD109濃度が上昇することが確認された。CD109を発現する悪性腫瘍においてはそれが新たな診断マーカーとなりうる可能性が示唆された。次に、口腔癌患者および口腔前癌病変患者から提供いただいた血液検体を用いて、血中CD109濃度を測定し臨床像との関連性を検討した。その結果、腫瘍進展にともない血中CD109濃度が低下する傾向を認め、腫瘍マウスモデルの結果とは相反した。扁平上皮癌で高発現するとされるCD109が、TGFbeta-1シグナル(癌の発生初期においては癌抑制的に作用すると考えられている)を負に制御しかつ、培養細胞の培養上清中に分泌されていることに着目して、分泌型CD109の新規扁平上皮癌マーカーとしての可能性を検討した。予備実験として、使用予定であるELISAキットが分泌型CD109を適切に同定可能か否か、FLAG標識型CD109高発現細胞の培養上清を用いて検証した。次にFLAG標識型CD109高発現細胞をヌードマウスの背部皮下へ移植し腫瘍モデルを作成、それらのマウスより定期的に採血を行い、血中CD109濃度をELISAキットを用いて測定した。その結果、移植細胞のCD109発現量および生着腫瘍塊のサイズ増大に相関して血中の腫瘍由来CD109(FLAG標識型CD109)濃度が上昇することが確認された。また増殖した腫瘍塊を切除しその後の血中CD109濃度を測定したところ、腫瘍由来CD109濃度は速やかに減少することが確認された。これらの結果より、in vivoにおいても腫瘍から血中に分泌されたCD109はELISA法により同定が可能であり、また新たな血液腫瘍マーカーとなり得る可能性が示唆された。一方、臨床検体の本研究への使用に関して当院生命倫理審査委員会へ申請し、承認済み研究課題として開始した。当科を受診した口腔癌患者および口腔前癌病変患者から過去に採血検査として提供いただいた血液検体を用いて、マウス実験でも使用した同種のCD109-ELISAキットを使用して血中CD109濃度を測定、臨床像との関連性を検討することを開始した。現在も血液検体の解析を中心にすすめているところである。H25年度の研究成果としても報告したが、われわれが行ってきたこれまでの研究で扁平上皮癌で高発現すると考えられるCD109が培養細胞の培養上清中に分泌されていることに着目して、CD109が腫瘍移植マウスモデルの血中に分泌されているかどうか検討した。その結果、ELISA法により血中CD109の同定が可能であり新規血液腫瘍マーカーとしても応用可能であることが示唆された。そこでH26年度は基礎実験として、CD109の結合タンパクを検索することによりCD109の生物学的機能を検討することを試みた。FLAG標識型CD109高発現細胞の細胞溶解液からFLAGアフィニティーゲルを用いてCD109を回収し、それを質量解析した。その結果、結合タンパク質の候補として同定された数種類のタンパク質の一つにエキソソームマーカーであるCD81が同定された。エキソソームは直径約100nmの細胞外分泌小胞であり、培養上清中に分泌されているCD109はエキソソームを介して細胞外へ放出されたものである可能性が示唆された。一方、臨床研究としてH25年度にひきつづき、当科を受診した口腔癌患者および口腔前癌病変患者から提供いただいた血液検体を用いて、基礎実験でも使用したELISAキットにて血中CD109濃度を測定、臨床情報との関連性を検討した。その結果、CD109濃度を腫瘍群対非腫瘍群で比較したところ腫瘍群で低値であり、さらにT分類および病期分類(Stage)では血中CD109濃度との間に負の相関を認めた。また5年生存において生存群対非生存群で比較したところ非生存群で低値であり、腫瘍進展にともない血中CD109濃度は低下する傾向があった。口腔外科学CD109高発現細胞移植マウスにおける腫瘍増大と血中CD109濃度においては比較的再現性のある結果が得られた。口腔癌および口腔前癌病変患者から提供いただいた血液検体を使用してCD109濃度を測定するステップまで進んだが、検体数がまだわずかである。