hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
モジュラー形式と円分体の整数論

カスプ形式に付随するp-進,またはA-進ヘッケ環のアイゼンシュタイン成分がゴレンスタイン環であることがわかれば、円分体のイデアル類群から得られる岩澤加群の構造が完全に決定できることは以前から知られていた.しかしこのことは大変困難な問題に見える,他方,モジュラー形式に付随する同様のヘッケ類についてのゴレンスタイン性は,上記問題に比較すると扱い易いように見える.実際スキナーとワイルスは,ある数値的条件の下でそのようなゴレンスタイン性を証明していた.我々の研究では,後者の問題をスキナーとワイルスとは全く異なった見地から考察し,また円分体の整数論への応用も得られた.まず,ヘッケ環のゴレンスタイン性については,mod pモジュラー形式の空間における同伴形式と関連させ,・ある同伴形式の空間の次元が1ならば,モジュラー形式に付随するヘッケ環の,あるアイゼンシュタイン成分はゴレンスタイン環である,ことを示し,さらに2003年に発表された論文の結果の応用として・ある一般ベルヌイ数(と易しい因子の積)がp-進単数であれば上記の1次元性が従う,という結果を得た.この二つをあわせるとスキナーとワイルスによるものと同様の結果となるのであるが,我々の結果は彼らのものより広い範囲のアイゼンシュタイン成分をカバーしている.次に円分体の整数論への応用については,・モジュラー形式に付随するヘッケ環のアイゼンシュタイン成分のゴレンスタイン性を仮定すると,岩澤加群をA-進ヘッケ環の言葉を用いて具体的に記述できる,ことがわかった.これらの結果をまとめた論文はJ.reine angew.Math.に掲載予定である.なお,上記の同伴形式に関する部分では,井草曲線状の楕円曲線のセルマー群を用いた,あるペアリングが重要な役割を果たす.これはアルマーによって(別の見地から)導入されたものを稔ることによって得られた.上記論文投稿後,上記ペアリングと同様に良い性質をもつものが別の仕方で構成できることもわかった.また,上の論文ではヘッケ環の二つの固定空間を除いて議論していたが,除かれた部分についての研究も進展している.カスプ形式に付随するp-進,またはA-進ヘッケ環のアイゼンシュタイン成分がゴレンスタイン環であることがわかれば、円分体のイデアル類群から得られる岩澤加群の構造が完全に決定できることは以前から知られていた.しかしこのことは大変困難な問題に見える,他方,モジュラー形式に付随する同様のヘッケ類についてのゴレンスタイン性は,上記問題に比較すると扱い易いように見える.実際スキナーとワイルスは,ある数値的条件の下でそのようなゴレンスタイン性を証明していた.我々の研究では,後者の問題をスキナーとワイルスとは全く異なった見地から考察し,また円分体の整数論への応用も得られた.まず,ヘッケ環のゴレンスタイン性については,mod pモジュラー形式の空間における同伴形式と関連させ,・ある同伴形式の空間の次元が1ならば,モジュラー形式に付随するヘッケ環の,あるアイゼンシュタイン成分はゴレンスタイン環である,ことを示し,さらに2003年に発表された論文の結果の応用として・ある一般ベルヌイ数(と易しい因子の積)がp-進単数であれば上記の1次元性が従う,という結果を得た.この二つをあわせるとスキナーとワイルスによるものと同様の結果となるのであるが,我々の結果は彼らのものより広い範囲のアイゼンシュタイン成分をカバーしている.次に円分体の整数論への応用については,・モジュラー形式に付随するヘッケ環のアイゼンシュタイン成分のゴレンスタイン性を仮定すると,岩澤加群をA-進ヘッケ環の言葉を用いて具体的に記述できる,ことがわかった.これらの結果をまとめた論文はJ.reine angew.Math.に掲載予定である.なお,上記の同伴形式に関する部分では,井草曲線状の楕円曲線のセルマー群を用いた,あるペアリングが重要な役割を果たす.これはアルマーによって(別の見地から)導入されたものを稔ることによって得られた.上記論文投稿後,上記ペアリングと同様に良い性質をもつものが別の仕方で構成できることもわかった.また,上の論文ではヘッケ環の二つの固定空間を除いて議論していたが,除かれた部分についての研究も進展している.モジュラー形式、特にそれから得られるガロア表現と円分体の整数論の関わりに関する以前からの研究を継続した.今年度の研究では特に,1.モジュラー形式(カスプ形式ではない)に付随するp-進ヘッケ環のアイゼンシュタイン成分の構造に関する研究を行い,そのような環がゴレンスタイン環になるための十分条件を与え,2.その場合に円分体に付随する岩澤加群の構造について調べた.1について得られた結果は:(1)モジュラー形式のp-進ヘッケ環がゴレンスタイン環であるためにはあるmod pモジュラー形式の空間のcompanionをもつ部分空間の次元が1であれば十分,(2)一般ベルヌイ数を用いて表されるある数がpで割り切れなければ(1)の1次元性が従う,の二点である.これはスキナーとワイルスによる結果(の一部)をより緩い条件化で,かつより広い範囲で与えるものである.なお,証明はアルマーによるmod pモジュラー形式とカスプ形式間のペアリングを用いる,スキナーとワイルスとは全く異なるものである.2については,1のp-進ヘッケ環がゴレンスタイン環のとき岩澤加群が巡回的になるためのいくつかの同値条件をヘッケ環の言葉で述べることができた.

モジュラー形式,特にそれから得られるガロア表現と円分体の整数論の関わりに関する以前からの研究を継続した.1.[C]でモジュラー形式のp-進ヘッケ環のアイゼンシュタイン成分がゴレンスタイン環になるための十分条件を与えたが,その際アルマーによるモジュラー形式(mod p)とカスプ形式(mod p)のペアリング(をひねったもの)が重要な役割を果たした.昨年度の報告書に記した井草曲線のp-次不分岐被覆の研究への応用に関連して,井草曲線のsupersingularな点のまわりでの様子を調べるうちに,アルマーのものとは異なる,supersingular楕円曲線上のモジュラー形式を用いた類似のペアリングが定義でき,通常成分とくにアイゼンシュタイン成分ではよい振る舞いをすることがわかった.このようなペアリングを導入した動機には,companion formに関しての新しい情報が得られるのではないかという期待があったのであるが,このことおよび上記応用については次年度以降にもちこしとなった.2.[C]ではp-進ヘッケ環の,(Z/pZ)^×の作用に関する,2つの固有空間を除外して考察したが,残った部分について[C]と同様の研究を行った.細部のチェック,レヴェルが小さいときの考察などを除いて,ゴレンスタイン性の十分条件はほぼできている.これに岩澤理論への応用をつけくわえれば,遠からず[C]の続編に着手できるものと考えている.
温泉成分である硫化水素は気管支喘息治療に有効か?

硫化水素の投与により、気管平滑筋収縮作用が抑制されるか、またMAP kinaseリン酸化抑制作用が生じるかについて解析した。その結果、アセチルコリン投与により生じるモルモット気管平滑筋収縮作用は、硫化水素のドナーである硫化水素ナトリウムの投与により有意に抑制された。また、ヒト気管平滑筋細胞におけるERKリン酸化は、硫化水素ナトリウム投与により抑制された。本年度は、硫化水素による気管平滑筋弛緩作用の評価を中心に行った。気管支喘息発作時の気管平滑筋収縮は、気管平滑筋上に存在するムスカリンM3受容体やヒスタミンH1受容体などのGq蛋白共役型受容体を介して主に生じる。そこで、アセチルコリン(ムスカリンM3受容体作動薬)刺激により生じるモルモット気管平滑筋収縮作用が、硫化水素のドナーである硫化水素ナトリウム(NaSH; 10 microM-5 mM)の投与により抑制されるかを、オーガンバスに浸漬したモルモット気管輪の等尺性張力を測定することで解析した。その結果、アセチルコリン(EC50)投与により生じるモルモット気管平滑筋収縮作用は、比較的高濃度の硫化水素ナトリウム(NaSH; 0.5 mM- 5 mM)の投与により有意に抑制された。本研究により、硫化水素が気管平滑筋弛緩作用を有すること、またMAP kinase抑制作用を有することが明らかになった。これらの結果は,硫化水素が,気管支喘息治療における全く新たな治療手段となりうることを示唆するものである。現在、1.硫化水素が、気管平滑筋を弛緩させる細胞内機序の解明、2.whole animalでの硫化水素吸入実験、3.硫化水素が気道リモデリングを促進するメカニズムについて、さらに詳細にわたり検索することで、将来の臨床応用への可能性を探求している。これらの研究は、引き続きコロンビア大学医学部麻酔科学講座と共同で研究を継続している。本年度は、東日本大震災による研究設備の損壊の影響で、上半期は十分な研究が実施できなかった。その中で以下の研究を行った。1.硫化水素による細胞内Caイオン濃度上昇抑制機構の検討(in vitro)気管平滑筋収縮は細胞内Caイオン濃度上昇、すなわち、細胞外Caイオン流入(電位依存性Caイオンチャネル、細胞内Caストア作動性Caイオンチャネル)もしくは、イノシトール3リン酸(IP3)を介した細胞内Caストア(筋小胞体)からのCaイオン放出により生じる。そこで、ヒト気管平滑筋細胞への硫化水素ナトリウム投与が、アセチルコリン投与で生じるIP3生合成、細胞内Caイオン濃度上昇作用を抑制させるか、また細胞内Caイオン上昇機構のいずれのプロセスを抑制するのかについて、細胞内Caイメージング法で測定した。その結果、アセチルコリンにより生じる細胞内Ca濃度上昇反応は、硫化水素ナトリウムの前投与により抑制された。2.硫化水素による細胞内MAP kinase調節機構の解明(in vitro)気道リモデリングは、気管平滑筋や気管上皮細胞内でのMAP kinaseの活性化により生じる。そこで、ヒト気管平滑筋細胞や気管上皮細胞への硫化水素ナトリウム投与が、FBS投与で生じるMAP kinase刺激作用を抑制させるかを、Western blot法で測定した。その結果、FBSにより生じるERKリン酸化反応は、硫化水素ナトリウムの前投与により抑制された。本年度は、東日本大震災による研究設備の損壊の影響で、設備の更新等に時間を要したため。研究設備は再整備され、研究可能な体制が整った。次年度は、硫化水素による気管支喘息抑制作用機序の詳細について、検討を行う予定である。次年度の研究費は、主に消耗品費(試薬/抗体類)に充当する予定である。
肉腫幹細胞の性状解析とウイルス工学を応用した幹細胞標的医薬の開発

本研究の目的は、肉腫の幹(起源)細胞分画を濃縮し、腫瘍溶解性ウイルスの細胞標的化技術を用いて幹(起源)細胞標的医薬の開発することにある。造腫瘍性の亢進した骨肉腫細胞のサブラインを分離し、造腫瘍性を親株と比較検証した。肉腫の一種である消化管間質腫瘍の幹(起源)細胞が、CD133(Low/-)分画の腫瘍内低酸素領域に静止状態で存在し、イマチニブに不応答性である可能性を示した。ヒト肉腫型中皮腫細胞の幹(起源)細胞が、CD133(Low/-), CD44(+)の細胞分画に多く含まれることを明らかにした。研究代表者らが開発した腫瘍内低酸素微小環境を標的化し得るHSV-1腫瘍溶解性ウイルスd12ODDΔRRがこれらの肉腫、中皮腫幹(起源)細胞に対して腫瘍溶解作用をもつことを確認した。1、肉腫幹細胞の樹立と性状解析、研究分担者戸口田の京都大学グループは、既にNOD/SCIDマウス移植モデルを用いた方法で骨肉腫の5つの細胞株と滑膜肉腫の一部の細胞株について肉腫起源細胞(SICs)のサブラインの分離に成功しているので、この方法を用いてさらなるSICsの分離を試みた。具体的には、マトリゲルとNOD/SCIDマウスを用いた系で、in vivoでの選別により分離した造腫瘍性の亢進した骨肉腫細胞のサブラインを分離し、造腫瘍性を親株と比較検証した。研究代表者と研究分担者山村らの大阪府立成人病センターのグループは、肉腫の仲間である消化管間質腫瘍と平滑筋肉腫培養細胞について、フローサイトメトリーによりCD133、CD44等のがん幹細胞マーカーに陽性でSP分画に濃縮される細胞をソーティングし、マトリゲルとNOD/SCIDマウス移植モデルを用いた方法で生着の条件を検討した。レーザーキャプチャーマイクロダイセクション顕微鏡(Leica;LMD6000)を用いて、培養液中の単一の生細胞を分離・培養した。1、肉腫幹細胞の樹立と性状解析研究分担者戸口田の京都大学グループは、既にNOD/SCIDマウス移植モデルを用いた新規の方法で骨肉腫や滑膜肉腫細胞株について肉腫起源細胞(SICs)のさらなる分離を試みた。サブラインを分離し、造腫瘍性を親株と比較検証した。研究代表者と研究分担者山村らの大阪府立成人病センターのグループは、肉腫の仲間である消化管間質腫瘍と平滑筋肉腫培養細胞について、フローサイトメトリーによりCD133、CD44等のがん幹細胞マーカーに陽性でSP分画に濃縮される細胞をソーティングし、マトリゲルとNOD/SCIDマウス移植モデルを用いた方法で生着の条件を検討し、CD133低発現の細胞分画に腫瘍起源細胞が濃縮されることを明らかにした。2.肉腫幹細胞の遺伝子発現解析また、CD133低発現細胞は、腫瘍内低酸素環境に局在することを見出した、レーザーキャプチャーマイクロダイセクション顕微鏡(Leica : LMD6000)を用いて、低酸素領域と血管周囲の正常酸素領域を分別し、DNAマイクロアレーにより網羅的な遺伝子発現解析を行った。腫瘍内低酸素領域から分別した腫瘍細胞には、低酸素環境で高発現するGlut1, LDHなどが正常酸素領域より多く発現していることを確認した。FACSでヒト消化管間質腫瘍培養細胞のside population分画を分離し、その中のCD133(Low/-)が80個でNOD-SCIDマウスに腫瘍を形成できることを確認した。また、ヒト手術標本とSCIDマウス移植標本の免疫組織化学では、ともに、増殖細胞は血管周囲に分布するCD133(+)に多く、低酸素の微小環境にあるCD133(Low/-)はその多くが静止状態にあった。実際、CD133(+)細胞を含む領域とCD133(Low/-)細胞の領域をレーザーキャプチャーマイクロダイセクション(LCM)法で解析すると、CD133(Low/-)細胞の領域ではCD133(+)細胞を多く含む領域に比べて、低酸素で発現誘導される遺伝子群がより多く発現していることを確認した。さらに、CD133(Low/-)細胞から形成されたスフェロイドの成長は、低酸素条件で可逆的に停止することを明らかにした。以上の結果より、消化管間質腫瘍の幹(起源)細胞は、CD133(Low/-)分画の腫瘍内低酸素領域に静止状態で存在し、イマチニブに不応答性である可能性が示唆された。

ヒト胸膜悪性中皮腫の切除標本から樹立した肉腫型中皮腫細胞を幹細胞マーカーであるCD133とCD44の発現を指標にしてFACSで分画した後、NOD-SCIDマウスにおける造腫瘍性を比較し、CD133(Low/-),CD44(+)の細胞分画に中皮腫起源細胞が多く含まれる可能性を明らかにした。
うずら卵白オボムコイドの消化管内挙動とその膵液分泌刺激作用に関する研究

1.うずら卵白より、エタノ-ル分画、ゲルろ過、イオン交換クロマトグラフィ-にてオボムコイド(OM)を大量精製すると共に、精製OMをウサギに免疫し、その特異抗体を得た。本抗体を用い、OMの免疫拡散法による定量と電気泳動ブロッテング後の酵素免疫法によるOM分子の検出を確立し、ラット消化管内におけるOMの挙動追跡に使用した。2.ウシ、ブタ、ラット、ウサギ、ヒツジ、モルモット、ネコ、イヌ、ウマ、ヒトのトリプシンをアフィニティクロマトグラフィ-で精製し、OMによる阻害の有無を調べた。上記すべての酵素はOMにより阻害され、そのモル阻害当量はOM:トリプシン=1:11:2の範囲にあった。また、OMの安定性を検討し、本物質が熱やpHに対して非常に安定であることを確認した。3.ラットにオボアルブミン(OV)20%、グルコ-ス(Glu)78%、ポリエチレングリコ-ル(PEG)2%のコントロ-ル飼料とOV20%、Glu76%、PEG2%、OM2%から成るインヒビタ-食をそれぞれ30分間1g与えた後、一定時間ごとに胃と小腸を摘出し、内用物の分析と小腸内プロテア-ゼ活性の測定を行った。胃内における各食飼成分の滞留時間は皆同じで、OMの有無によっても変化は無かった。小腸内ではGluは認められず、TCA不溶蛋白質量はインヒビタ-食群において、より長時間大量に小腸下部に滞留していた。OMは蛋白質とほぼ同じ挙動を示した。小腸内トリプシン活性はコントロ-ル群の方がインヒビタ-群より高く、一方キモトリプシン活性はインヒビタ-群の方が高かった。4.以上の結果より、invitroにおける本OMの安定性と広い阻害特異性が示された。また、消化管内においてOMはほとんど分解されずに盲腸まで移送されること、小腸内において強くトリプシンを阻害すること、さらにそれに伴い膵液分泌を昂進させることが示された。
非対称性酸化物人工格子による空間反転対称性の破れと特異物性創出

機能性酸化物の多彩な物性とイオン結合の高い結晶歪許容性を生かし、第1期で検証したStrain-gradient(傾斜歪)特異構造が引き起こす、Flexsoelectrisityによる双極子とスピン結合による新規マルチフェロ物質創成をさらに推し進める。特に原子レベルでの特異構造制御を実現するため、結晶学的に空間反転対称性を破った“非対称人工格子"による、双極子ゆらぎ(リラクサー物性)誘起の新規磁気誘電体創成を狙う。
胆管細胞がんにおけるムチン発現の臨床的意義に関する研究

胆管細胞がん(Cholangiocarcinoma ; CC)は、肝細胞がん(Hepatocellular carcinoma ; HCC)との判別が難しい症例が多い上、HCCに比べ予後が著しく悪いため、早期診断や予後診断に有用な腫瘍マーカーの開発が課題となっている。一方、我々は、KL-6とよばれる抗体によって認識されるムチン(KL-6ムチン)の発現が、様々な消化器がんにおけるがんの病態に関与することを最近突き止めた。そこで本研究では、様々な手法を用いてCCにおけるKL-6ムチンの臨床的意義を明らかにすることを目的とし、まずCC患者、HCC患者およびCC/HCC混合型患者それぞれのがん組織を用いた組織化学的解析を行った。その結果、KL-6ムチンの発現はCC組織およびCC/HCC患者のCC領域のがん部のみで検出され、HCC組織および非がん部正常肝臓組織では確認されなかった。また、各患者の血清中のKL-6ムチン発現量を測定したところ、健常人、HCC患者、転移性肝がん患者と比較してCC患者で有意に高く(P<0.0001)、統計学的解析によりカットオフ値を設定することによりCC患者を他の肝臓がん患者から鑑別できる可能性が示された。以上の結果は、KL-6ムチンの組織学的検出や血清学的定量により、判別が困難とされているCC患者の鑑別を容易にできることを示唆する。また、転移性などといった性質が異なる複数の大腸がん培養細胞を用いた解析では、がん細胞の細胞質や細胞膜におけるKL-6ムチンの局在性が、がん細胞の接着性や悪性度に関係することが明らかとなった。従って、本研究の結果より、KL-6はCCの診断に関わる新規腫瘍マーカーや各種がん疾患の病態解明のツールとして利用できることが期待される。胆管細胞がん(CCC)は、画像診断の進歩による発見率の向上に伴い術後生存率も向上しつつあるが、肝細胞がん(HCC)との判別が容易でない症例が多いことや、その他のがんに比較して早期診断や予後診断に有用な腫瘍マーカーの開発に大きく立ち後れている。我々は、これまで、CCCおよびHCC組織における糖鎖分布を調べ、CCC組織において特異的に発現するムチン分子種を突き止めた。そこで本研究では、CCCにおけるこのムチン分子種の臨床的意義を、組織化学的および血清学的手法を用いて調べた。まず、CCC患者20例、HCC患者56例およびCCC/HCC混合型患者10例におけるがん部および非がん部組織におけるムチン分子種の発現を組織化学的に解析した結果、いずれの症例においても、このムチン分子種はCCCがん部で陽性、非がん部で陰性を示し、HCCではがん部、非がん部とも陰性を示した。対照的に、Hep-1はCCCがん部で陰性、非がん部で陽性を示し、HCCではがん部、非がん部とも陽性を示した。この結果は、このムチン分子種がCCCとHCCの組織化学的な識別に有用であることを示しており、実際、CCC/HCC混合型では、このムチン分子種がCCC領域の判定に有用であった。また、各患者の血清中レベルをELISAで測定したところ、このムチン分子種の血清中レベルは健常人およびHCC患者のそれと比較してCCC患者で有意に高く(p<0.0001)、CCCの検出に関するROC解析においても、AUCは健常人に対して0.947、HCC患者に対して0.929と高い値を示した。以上の結果は、このムチン分子種が、HCCとの判別が困難なCCCの検出において、組織化学的にも血清診断学的にも優れていることを示しており、CCCの診断に関わる新規腫瘍マーカーの候補として期待できることを示唆している。我々は、がん組織に高発現する複合糖質について研究を行い、KL-6とよばれる抗体によって認識されるムチン(KL-6ムチン)の発現が、乳頭部がんや大腸がんといった消化器がんにおけるがんの病態に関与することを明らかにした。

そこで、本研究では、予後が悪く、画像による診断も難しい胆管細胞がん(Cholangiocarcinoma ; CC)における早期診断や予後診断に有用な腫瘍マーカーの開発を目指し、様々な手法を用いたCCにおけるKL-6ムチンの臨床的意義を明らかにすることを目的としてきた。CC患者、肝細胞がん(Hepatocellular carcinoma ; HCC)患者およびCC/HCC混合型患者それぞれのがん組織や、CC患者およびHCC患者の血清を用いた昨年度の研究の結果、判別が困難なCCの組織学的な検出や血清学的診断によるCC患者の鑑別にKL-6ムチンが有効であることが示唆された。今年度の本研究では、転移性などといった性質が異なる複数の大腸がん培養細胞を用いて、KL-6ムチンに対するタンパク質レベルでの種々の生化学的解析を試みたところ、がん細胞の細胞質や細胞膜におけるKL-6ムチンの局在性が、がん細胞の接着性や悪性度に関係することが明らかとなった。また、過去に明らかにした大腸がん組織におけるKL-6ムチンの高発現の意義を解明する一環として、転移性肝がん組織に対して組織化学的な研究を行ったところ、発現性はCC組織と異なったが全症例においてKL-6ムチンの発現を検出した。さらに、最近の当科の研究では、膵臓に発生する種々の腫瘍におけるKL-6ムチンの高発現が明らかとなり、病態の進行との関連性が各種消化器がんと同様に示唆された。従って、本研究の結果より、KL-6はCCの診断に関わる新規腫瘍マーカーとなり得る可能性があるほか、各種がん疾患の病態解明のツールとして利用できることが期待される。
天然アミノ酸を素材とした不斉加水分解能を有する人工酵素のデザイン合成開発

以前われわれは、プロキラルな各種σ-対称ジカルボン酸にC4キラルな1,3-チアゾリジン-2-チオンを2分子導入したジアミド体のピペリジンを用いた非酵素的な高立体選択的なアミノリシスによる不斉誘導反応に成功している。また、プロキラルな各種σ-対称ジカルボン酸ジエステルの酵素加水分解による高エナンチオ選択的不斉誘導反応についても実施展開し多くの基質分子に関する情報を得ている。Bode及び勝沼らによってX線結晶解析を駆使してシステインプロテアーゼ・カテプシン-Bの分子全貌及び活性中心ドメインの三次元構造が解明されているが、最近われわれは、その特異的酵素阻害剤の開発に成功し、ペプチド結合開裂に関する情報を得ている。触媒抗体機能も参考に加水分解酵素の活性中心のドメインに類似の基質特異的な立体空間の構築(酵素モデル)を天然アミノ酸を用いて試みた。すなわち、先ずスペルミンと各種ジカルボン酸の1,3-チアゾリジン-2-チオンジアミド体とによる各種大環状ジアミド体の合成を確立した。合成した各種ジカルボン酸の大環状スペルミンジアミド体と保護基の付いたCys、His、Aspのチアゾリジンアミド体との各々のアミド化反応をモデル実験として行った。その結果、各々満足すべき収率で目的のテトラアミド体を得ることに成功した。現在、4個のフラグメント(Cys)_3-(Asp)_3、(His)_3-(Asp)_3、(Cys)_3-(Ala)_3、(Cys-Cys-基質類似分子-Cys-Cys-Cys-Cys)の合成を実施展開している。
日本産河川昆虫カワゲラの種多様性の系統発生学的再評価：ＤＮＡと形態に基づく種分類

本研究は、ヨーロッパ,北アメリカ,日本広域を網羅する東アジアから採取した成虫標本を用いて、カワゲラ目クロカワゲラ科の属ならびに種の定義を見直した。形態学的分析とDNA塩基配列に基づいて、(1)クロカワゲラ類の時間的,地理的な進化過程を明らかにすること,(2)クロカワゲラ類の属間の形態形質の進化パターンを明らかにすること,(3) DNAデータベースの充実化に向けクロカワゲラ類のCOI塩基配列とHistone H3塩基配列を解読し決定することを目的とした解析を行った.主な結論を以下にまとめる.(1)クロカワゲラ科224サンプルから形態同定により未記載属7属,未記載種15種が確認された.形態だけでなく分子系統樹においてもこれらの属の単系統が示されたことにより,形態同定の正確性が裏付けられた.なお,未記載属Aのアメリカ産と日本産は系統の異なる別属であることが示唆された.日本産クロカワゲラ科のいずれの種も,現在のCapnia属の狭義の形態学的定義には当てはまらないことが明らかになった。これらは我々が定義しようとしている新たな属に分類されるものと考えられる。(2)ベイズ推定法による分子系統樹からクロカワゲラ類の時間的,地理的な進化過程が推定された.日本産の属の多くが単系統群に当てはまり,日本産クロカワゲラは大きく分けて3つの系統から成ることが示された..(3)遺伝距離と形態形質の距離の間に正の相関があることが示された.クロカワゲラ科は遺伝的な差が大きくなるほど形態も異なっている.(4)クロカワゲラ科19属62種のCOI配列を220配列,Apteroperla(ハダカカワゲラ)属6種のHistone H3配列を28配列解読した.これらの配列データをDNAデータベースに登録し,DNAバーコーディングの精度向上に役立てられるものと考えられる.28年度が最終年度であるため、記入しない。28年度が最終年度であるため、記入しない。日本国内の北海道,東北,北陸,中部,近畿,中国,四国の広域でフィールド調査を行い,我が国のカワゲラの種体系の系統学的な再評価に必要な数多くの多様なカワゲラ標本(幼虫,成虫)を採取することができた。また,これと平行して,北米,欧州,東アジアの博物館や日本の博物館(主に琵琶湖博物館)に保管されている標本収集も行った。これらのカワゲラ標本を使って,生殖器や口器など体のパーツごとに形態学的特徴を描写して詳細に記録した。これまでのところ,日本から集めた約1/3の標本と海外から集めた約1/4の標本は形態学解析と記録が完了している。上記の形態学的解析の結果,日本のクロカワゲラ科から6つの未記載種,海外のクロカワゲラから分類体系の再定義が必要と考えられる4属が発見された。これらの種体系の見直しの必要性が高い標本群を対象として,DNA塩基配列の解読に着手した。これまで,形態学的解析が終わったカワゲラ標本のうち,約100個体のDNA抽出およびミトコンドリアDNAのcox1領域のPCR増幅が完了している。また,ゲノムワイドの塩基配列を次世代シークエンシングを活用して解読するためのRADシークエンシングライブラリーの作成にも一部着手し,良好なライブラリーを作成することができた。カワゲラ標本のDNAシークエンシング解析は完了していないものの,日本広域からのサンプリングや世界広域の博物館標本の収集は予想以上に進捗し,計画以上に多様で大量のカワゲラ標本を集めることができたため。(2)ベイズ推定法による分子系統樹からクロカワゲラ類の時間的,地理的な進化過程が推定された.日本産の属の多くが単系統群に当てはまり,日本産クロカワゲラは大きく分けて3つの系統から成ることが示された..(3)遺伝距離と形態形質の距離の間に正の相関があることが示された.クロカワゲラ科は遺伝的な差が大きくなるほど形態も異なっている.(4)クロカワゲラ科19属62種のCOI配列を220配列,Apteroperla(ハダカカワゲラ)属6種のHistone H3配列を28配列解読した.これらの配列データをDNAデータベースに登録し,DNAバーコーディングの精度向上に役立てられるものと考えられる.

DNA塩基配列の解読を継続し,進化系統樹を作成し,進化・絶滅モデル解析でDNA種の種間の境界を推定し,形態学的に推定される種の境界との整合性を評価する.また,海外の博物館からの標本の収集を継続し,外国産標本も含めて,日本産種の発生起源や海面変動年代と日本産種の進化パターンの関係などの系統地理的考察も行う。隠ぺい種の疑いなど更に高度な遺伝分析が必要な形態種を対象に,次世代シークエンサーを活用したRADシークエンシング解析でほぼ全ゲノムのDNAデータを取得する。そして,種固有と考えられた形態特徴と連関している遺伝領域をゲノム中から検索する。28年度が最終年度であるため、記入しない。
自発脳磁界の電流密度解析による非侵襲的タスク別言語野同定法の開発

当該年度は,聴覚および視覚による一次反応,二次反応の信号源と,聴覚性言語刺激および視覚性言語刺激による反応との違いに重点をおいた研究を行った.第1に,純音刺激聴覚誘発反応のN100m反応が,これまで一次聴覚野由来とされていたにも関わらず,実際には一次聴覚野よりもわずかに後方で,聴覚連合野にも由来する可能性をとらえ,これを発表した.これによって,聴覚誘発磁界の信号源における左右半球較差を,脳機能の左右差や解剖学的左右差とあわせて論じることが可能となった.第2に視覚誘発磁界においては,N75m反応,P100m反応のみならず,N145m反応さえも一次視覚野由来と考えられる知見を得,これを発表した.これらの比較的遅い潜時ではすでに言語に関する処理が始まっているとも考えられるが,それでもなおかつ一次視覚野が活発に活動している証拠をとらえたことになり,高次脳機能における一次感覚野の重要性を示唆する所見としてとらえられる.さらに当該年度では,広がりを有する脳磁図信号の解析アルゴリズムの開発として,フラクタル等の統計物理学的手法を導入したアルファ波解析と,頭部の解剖モデルに基づいた磁場源推定モデルの開発を行った.応用面では,脳磁図を用いた非侵襲的な脳機能マッピングに加えて,覚醒手術下における大脳皮質電気刺激による言語機能マッピング法を確立し,手術ナビゲーションシステムとの併用により,脳腫瘍の摘出術や,てんかん外科手術に応用した.初年度は,まず第一に,言語刺激を構成する要素である音節刺激による誘発磁界を計測した.これによって出現するN100m反応の潜時は,音節の種類によらずほぼ一定範囲内における潜時と振幅を持つことが確認された.これをもとに,音節を組み合わせた単語刺激等を現在構築中である.第二に,視覚刺激を用いた短い文章を構築し,意味のある文を提示した時の誘発磁界,意味を持たない文字群による誘発磁界,さらに読解不能な外国語文字群による誘発磁界を計測した.その結果,前者2群において刺激提示約400msにN400m反応と推定される誘発反応が計測できた.有意味文,無意味文のいずれの刺激でも,両側性の反応であったが,左半球の信号が右半球に対して振幅で大きく,言語に関連した反応と推測された.しかしながら,現時点では,意味文と無意味文の明確な識別や,詳細な信号源については確定できず,次年度への課題として持ち越された.これとは別に,アミタールテストや右半球損傷による交叉性失語から,右半球に言語野を有する事が判明した症例において,純音刺激聴覚誘発磁界を計測したところ,右利き健常被験者と同様に,右半球反応の潜時が短い傾向にある事が判明した.聴覚誘発反応の半球間較差が,言語優位側非優位側とは直接関係のないことが新たに示された.当該年度は,聴覚および視覚による一次反応,二次反応の信号源と,聴覚性言語刺激および視覚性言語刺激による反応との違いに重点をおいた研究を行った.第1に,純音刺激聴覚誘発反応のN100m反応が,これまで一次聴覚野由来とされていたにも関わらず,実際には一次聴覚野よりもわずかに後方で,聴覚連合野にも由来する可能性をとらえ,これを発表した.これによって,聴覚誘発磁界の信号源における左右半球較差を,脳機能の左右差や解剖学的左右差とあわせて論じることが可能となった.第2に視覚誘発磁界においては,N75m反応,P100m反応のみならず,N145m反応さえも一次視覚野由来と考えられる知見を得,これを発表した.これらの比較的遅い潜時ではすでに言語に関する処理が始まっているとも考えられるが,それでもなおかつ一次視覚野が活発に活動している証拠をとらえたことになり,高次脳機能における一次感覚野の重要性を示唆する所見としてとらえられる.さらに当該年度では,広がりを有する脳磁図信号の解析アルゴリズムの開発として,フラクタル等の統計物理学的手法を導入したアルファ波解析と,頭部の解剖モデルに基づいた磁場源推定モデルの開発を行った.応用面では,脳磁図を用いた非侵襲的な脳機能マッピングに加えて,覚醒手術下における大脳皮質電気刺激による言語機能マッピング法を確立し,手術ナビゲーションシステムとの併用により,脳腫瘍の摘出術や,てんかん外科手術に応用した.
骨代謝ライブイメージングによる植物由来ポリフェノール薬物動態評価

現在の骨粗鬆症治療薬は顎骨壊死などの副作用が強い。しかし、ポリフェノールには破骨細胞形成抑制効果を持ちながら、細胞毒性が低い物質が多く存在するため食品・治療薬として有用である。そこで本研究では、破骨細胞形成抑制効果のあるポリフェノール群を選出し、ライブイメージングによる薬効評価システムを新規に構築することを目的とした。本研究ではマウスマクロファージ細胞株RAW-Dおよびマウス骨髄マクロファージにRANKL添加により破骨細胞を形成した。TRAP染色法およびピットアッセイ法による骨吸収能を評価し、代表的なポリフェノールについてスクリーニングを行った。その結果からエラジタンニン類が細胞培養系において低濃度の添加量でも強力な破骨細胞形成阻害効果を有することを独自で見出した。中でもカスタラジンとプニカラジンは強力に破骨細胞を抑制するが、細胞毒性は極めて低かった。さらにウェスタンブロット法によって解析したところ、RANKL刺激によって誘導されるp38MAPK、IκB及びERKのリン酸化に関してどちらも顕著に抑制することが確認できた。プニカラジン、カスタラジンともに同様の抑制効果を示したが、低濃度における骨吸収やシグナル伝達経路においで、プニカラジン添加のほうがカスタラジン添加よりも比較的緩やかに抑制するため、強力な副作用を起こしにくいことが予想される。以上の結果からプニカラジンとカスタラジンは破骨細胞に直接作用し、破骨細胞形成を阻害することが明らかとなった。したがって、エラジタンニン類には有意な破骨細胞分化形成の抑制効果があり、新しい骨疾患治療薬の開発に繋がることが期待される。今後、骨粗鬆症モデルマウスを用いてエラジタンニン類の薬効評価を実施する。
簡単な不整脈検出装置の開発

器質的に心拍の不整脈を発生しない者でも、運動や緊張により不整脈が発生することがしばしばある。高齢者社会に移行しつつある現在、多発するであろうこれらの危険性を予め防止するため、Heart Rate Variability(HRV)心拍変動性に関する測定装置を開発試作することを本研究の目的としている。HRVのうち、自己回帰モデルを用いた新しい心拍変動性ARVは、不整脈の検出、特徴抽出に優れた分解能を示すので、まずARVについての詳細な検討を行った。また、心拍時系列から特定の周波数成分に分解し分解した成分と同一の統計的性質をもつ時系列をシュミレーション的に生成し、そのARVについて検討を加えた。その結果、分解した系列におけるARVあるいは変動係数CV_<R-R>が、系列全体から得たものより優れた情報が得られることが分かった。この結果を論文として電子情報通信学会誌に投稿、採録された。本研究の不整脈検出装置に上記の方式を組込むことを試みた。まず、大型計算機を用いての計算システムを、パーソナルコンピュータにベーシックで移設し、システムIとした。更に機械後によるシステムIIを構成し、大型計算機システムと比較し、システムIIが不整脈検出に対して有効であることを確かめた。また、システムIIIとして、ワンボードマイコンZ-80を利用した簡易型を組み込した。システムIIおよびシステムIIIを健常者ならびに不整脈をもつ患者を対象として使用し、これらのシステムの有効性について検討した。その結果、システムとしてほぼ満足できる結果を得ることができた。ただ、これらのシステムはいずれも心電計を介してデータの収録を行っている。装置を完全な携帯型にするためには、心電を直接検出することが不可欠である。これについて、各種検討を加えたが、満足できる検出センサは現時点では得られていない。従って、この心電検出センサを得ることが今後の課題となる。器質的に心拍の不整脈を発生しない者でも、運動や緊張により不整脈が発生することがしばしばあり、高齢化社会に移行しつつある現在、多発するであろうこれらの危険性を予め防止するためHeart rate variability(HRV)心拍変動性測定器を開発試作することを本研究では目的としている。HRVのうち、自己回帰モデルを用いた新しい心拍変動性ARVは、不整脈の検出、特徴抽出に優れた分解能を示すので、まずこれの詳細な検討を行った。すなわち、周波数領域で必要とする周波数成分だけを自己回帰モデルの特性方程式を用いて抽出分離する方式について検討を加え、この分離抽出した周波数におけるARVを計算することで、ARVの分解能を更に高めようとするものである。この理論的解明は終了し、目下学会誌に投稿準備中である。次に、ARVを用いた簡便な不整脈検出装置の開発製作は、まず、パーソナルコンピュータによってオフラインで実現した。100拍の心拍R-R間隔時系列を用いた場合の計算時間は約1.5分で、満足できるものとはいえない。しかし、ワンボードマイコンに移すための基礎的検討ができた。この研究結果をもとに、装置の簡易化,小形化,オンライン化を目指して、ワンボードマイコンZ80を用いて装置を作製した。この結果、一応初期の目的は達成することができた。すなわち、10秒に1回の割合でARVの値を表示することができた。ただし、この場合心拍の検出は、胸部双極誘導による心電計からの遠隔操作を行っている。従って、この装置をジョギング中の健康管理などに用いることを可能にするためには、脈拍からの心拍検出などについて検討しなければならない。

更に、オンラインで検出計算した結果の表示については、パーソナルコンピュータと接続して、ARV以外の各種データについても記録表示できるようにすることが望ましい。そこで来年度は検出記録面より装置を完全なものとしたい。昭和61年度の研究途上、心拍時系列に自己回帰モデルを適用し、そのスペクトルを特性方程式に基づいて成分分解し、任意の周波数に関与する変動成分を抽出する方式について一部検討し、62年度において更に詳細に検討を加え、理論的にはシミュレーションの結果、この方式の有効性が検証できたので、これを論文として電子情報通信学会論文誌に投稿した。その結果、62年4月号に掲載された。63年度においては従来、本研究において開発試作した不整脈検出装置にこの方式をハード的に組込むことを行った。その新システムにより、健常人に対して安静時と運動負荷時について測定したところ、所求の良好な成果が得られた。すなわち、全体の系列からでは得られない情報が、成分分解することにより得られることが分った。そこで、心疾患をもつ患者に対しても、このシステムを適用し、システムとしてほぼ満足する結果を得ることができた。従って、システムとしては一応の完成をみたわけである。しかしこのシステムは、心電計を通してデータを集録しているので、それを心電より直接データを検出、集録し、本システムに入力することが望ましい。そこで63年度は上記の実験と共に心電の簡単な検出法について種々検討を加えた。また、内外の文献についても詳細に検討を加えた。これは、運動時にも必要となるので、例えば、耳たぶからの光電的検出などでは不充分で、また、腕の動脈、静脈、頸動脈などからの検出など、諸種の方式について検討し、試作も試みたが、現時点において心電の直接簡易検出法は得られていない。従って、一応完成をみた簡易型不整脈検出装置も、今後、心電検出部を加えることによって完全な携帯型に改良することが必要である。しかし、この検出部を得ることは、技術的に相当の困難が伴うものと予想される。
中世仏教美術における霊性の発生と継承に関する基礎的研究

1)作品調査:1代表者及び分担者(加須屋、井並)・協力者(上野友愛)で、静嘉堂文庫所蔵「妙法蓮華経変相図」の調査を行った。その後、本研究課題に関する第1回研究会を行った(2018年7月6日)。また、同作品について、代表者が調査報告を行い、研究協力者(阿部美香、菅野龍磨)を交え、報告内容について検討した(山本「病苦図像の源流ー静嘉堂文庫蔵「妙法蓮華経変相図」について」東京文化財研究所2018年度第7回研究会、2018年12月27日)。2代表者及び連携研究者(藤原重雄)とで「壬生地蔵縁起」の諸本研究に着手した。3代表者及び協力者(阿部)が、米国・フリーア美術館にて絵巻・掛幅(「融通念仏縁起絵巻」「地蔵菩薩霊験記」「六道絵(畜生道・天道)」「鶴の草子」「うたたね」「源氏物語絵屏風」「槻峯寺建立修行縁起絵巻」他合計20点)の調査を行い、同館で開催された国際ワークショップにて研究報告を行った(2019年3月18日20日)。4その他、分担者(佐々木、井並)が計3件の調査を実施した。2)報告:1代表者が『看聞日記』に関する国際研究会に参加し、画中詞についての報告を行った(2018年9月15日19日、於ハイデルベルク大学)。2代表者及び協力者(阿部)と共同で国際シンポジウム「Borders, Performance, and Deities (境界,芸能、神仏)](2019年3月15日16日、於コロンビア大学)でパネル発表を行った。発表内容は、山本「蓮華王院宝蔵「六道絵」の新解釈ー阿修羅道としての「辟邪絵」」、阿部「女院は越境するー境界の宗教空間を生み出す宣陽門院」。報告を踏まえて、次年度は両名で『二十五三昧講式』の検討に取り組むという研究方針を定めた。3)成果の普及:一般向け講座を実施し研究成果の普及に取り組んだ(2018年10月18日、於宮崎県立門川町立図書館等)。作品調査と個別の研究成果報告は順調に進捗している。一方で、課題検討のための研究会等の開催が研究組織内での実施に留まっており、次年度以降はこの点の改善に取り組みたい。1.本研究組織のメンバーによる共同調査・研究会を継続する。特に、彫刻史と絵画史双方からの分析が必要な厨子絵に関する調査に着手する。2.共同研究である利点を生かし、公開形式の研究会やシンポジウム等の形で、本研究組織以外の研究者に対しても公開された議論の場を設ける。3.展覧会や公開講座、一般書の出版を通じた、研究成果の普及に取り組む。

3.展覧会や公開講座、一般書の出版を通じた、研究成果の普及に取り組む。代表者が予定していた調査(関西方面、1泊)を延期したためであり、当該作品調査は次年度に実施する。
想定外被害低減のための住民啓発に向けた簡易型避難シミュレーションシステムの開発

大震災時の避難行動をシミュレートする新しいシミュレーションシステムの構築のための萌芽的研究として,大きくは東日本大震災における避難行動のモデル化とそれに基づいたシミュレーションシステムの開発の二つの内容の研究を行った。その結果,児童や障害者など多様な人間の避難行動への配慮の必要性が明らかになったと共に,浸水被害想定や津波可視化などの課題に対して住民が簡易に利用できるシステムを構築することができた。平成25年度は,平成24年度に実施した大震災時の避難行動をシミュレートする新しいシミュレーションシステムの構築のための基礎研究に引き続いて,下記の内容の研究を遂行した。(1)シミュレーションシステムの開発:平成24年度中に行った避難行動のモデル化をもとに,パソコン上のエージェントシステム上に避難シミュレーションを実施できるようにした。さらに,本システムを用いて,東北部の避難シミュレーションを実行するのみならず,東南海地震が想定される地区におけるシミュレーションも実施した。(2)サブシステムの開発:開発したエージェントシミュレーションシステムは専門家が動作させることは比較的容易であるが,当初目的であった住民が気軽に動作せることまでは難しいことがわかった。そのために,住民が使えるシステムをサブシステムとして構築することを試みた。具体的には,インターネット上で公開されている水位変化シミュレータとフリーソフトとして公開されている各地区における眺望シミュレータを組み合わせることで,操作容易なサブシステムを構築することができた。それにより例えば,津波襲来が直前まで見えなかった地区での状況が再現でき,同様のことが東南海地震において想定地区でも起きうることが明瞭に示すことができた。(3)その他,さまざまなデータを整理するとともに,システムの概念整理も行うことにより,単なるシミュレーションの開発に終わらせない成果を示すことができたと思われる。以上のことから,2年目の研究内容をほぼ遂行することができたと判断される。平成24年度は,大震災時の避難行動をシミュレートする新しいシミュレーションシステムの構築のための基礎研究として下記の内容の研究を遂行した。(1)平成23年度中に収集した避難行動のモデル化:既に様々なメディアにおいて公開されている避難行動の実態に関する文献資料および我々が独自に収集したデータを整理し,モデル化を行った。加えて,a)高齢者・障がい者の行動(そもそも避難行動を取れない人々の課題),b)子供の行動(成人とは異なる状況下での避難行動),c)車避難での課題(車避難の成功例と失敗例の比較)の3点も重点的に考察した。(2)シミュレーションシステムを開発し,パイロットモデルを実行した。設備としてパイロットシステムの開発のために安価なシミュレーションシステム(artisoc)を購入し,当該システム上の人間行動の基礎的なシミュレーションが実行可能であることを確認した。(3)地区データの整備:生活に必要な施設,例えば商業店舗,各種公共施設などの地区データを収集した。もちろん,被災地ではそれらの施設が被災して仮設として再開している事例も多々ある。それらは,地図作成メーカーが順次出版する予定である住宅地図を用いてデータ整備を試行した。以上のことから,1年目の研究内容をほぼ遂行することができたと判断される。本研究の1年目は,シミュレーションシステムのパイロットモデルの構築とシミュレーションのためのデータ整備が主たる研究内容であった。これらの申請時に記載した1年目の内容をほぼ遂行したことから,本研究はおおむね順調に進展しているものと考える。平成25年度においては,以下の2点を重点的に進める予定である。(1)システムの拡充:平成24年度において構築したパイロットシステムを拡充し,さまざまな地区特性を有する地域に適用し,その状况を考察する。とくに想定外の状况になったケースの柔軟な対応策を検証できるようにシステムを拡充する。その際には,津波被害MAP(日本地理学会作成)のデータをGISの標高データを取り入れた3Dソフト上に表現して住民サイドでも充分利用ができるように拡充できるように改良する。(2)住民への啓発の可能性検証:平成25年度も,資料収集活動とシステム開発作業を平行して進める予定であるが,主として住民への説明がより効果的な簡易型のプレゼンテーション手法を開発することを考えている。その際にシミュレーションシステムおよびその結果を住民へ実際に提示した結果を検証する。その際には,大人と子供の対応の違いを探ることも重要と考える。今回の震災においても,大人が議論していて津波に巻き込まれ児童が多数亡くなった大川小学校の事例もあれば,児童がさっさと裏山奥まで避難してほぼ全員が無事であった釜石東小学校の事例もある。こうした教育効果への貢献の可能性を示すことができれば,さらにより良いと考える。次年度は今年度と同様の支出予定を考えている。すなわち,シミュレーション機器の充実としてコンピュータをwindows8の最新機器に更新することが設備費としての主な支出項目となる。さらに今年度と同様,東北地方への視察あるいは学会での発表のための旅費が主たる経費として予定している。したがって,いずれの項目も突出した割合を示すことなく,通常の研究過程で生じる調査や研究発表のための旅費,資料整理のための謝金,シミュレーション結果出力のためのプリンタートナー代・資料代などの消耗品費等,必要最低限の研究経費を計上したものである。
強相関酸化物３Dナノ構造スケーリング物性解明と電子相変化デバイス応用（国際共同研究強化）

研究代表者が2016年9月25日2017年5月13日の間Purdue大学Prof. Ramanathan研究室に滞在し共同研究を推進した。高温で金属ー絶縁体転移を発現するEuNiO3、SmNiO3薄膜において水素およびLiのドーピングにより56桁に及ぶ抵抗上昇が見られることを明らかにした。エピタキシャルVO2薄膜に対し水素ドーピング、Liドーピングを行い、従来の報告と異なる水素ドーピングによるり急激な抵抗上昇(4桁)を生じることを見出した。また水素ドープEuNiO3、SmNiO3マイクロパターンデバイスにおける電界印加不揮発性メモリ動作を確認を行った。内定年度:2015本国際共同研究では、申請者が開発したナノスケール2端子酸化物ナノワイヤ型デバイスを、Beyond -CMOSとして重要な3端子ナノワイヤデバイス(電界効果トランジスタ)へと展開し、電界印加ナノ構造増感効果により巨大なSteep (急峻) Slopスイッチグを実現することを目的とする。今年度は、研究代表者田中がProf. Ramanathan研究室(Purdue大)に滞在し、2016年9月25日にPurdue大学に滞在を開始し、共同研究を推進し以下の成果を得た。■高温で金属ー絶縁体転移を発現するEuNiO3、SmNiO3薄膜の合成を行い、および日本より送付した。TiO2(001)基板上に作成された室温で急峻な相転移を示すVO2エピタキシャル薄膜に対し水素ドーピング、Liドーピングによる相転移制御を行った。この結果、EuNiO3、SmNiO3薄膜においては、水素ドーピング、Liドーピングが可能であり56桁に及ぶ抵抗上昇が見られることを明らかにした。VO2エピタキシャル薄膜においては、従来の報告を異なる水素ドーピングにより急激な抵抗上昇(4桁)を生じることを見出した。一方Liのドーピングは困難であった。■Purdue大で作成されたEuNiO3、SmNiO3薄膜を大阪大学田中研究室へ送付し、フォトリソグラフィーによるマイクロパターンデバイスを形成し、再度Purdue大にて水素ドーピングを行い、位置制御ドーピングに成功した。また電界印加により不揮発性メモリ動作を確認した。当初計画において、3端子デバイス形成にあたりゲート層として、強力な電界を印加可能でありながらもフレキシブルな液体ゲートを利用することを想定していた。共同研究者のRamanathan教授とのディスカッションにより、より一層巨大な変化を引き起すことが可能な水素ドーピング、Liドーピングを介した強相関酸化物へ電子ドーピングを試みることとした。この結果、【研究実績の概要】に示すように56桁に及ぶ抵抗上昇を観測した。また水素ドーピングは温度・Pt触媒を利用し電界制御では無い点は電子デバイスとしては不適格であるが、一旦、試料中にドーピングされた水素は電界で容易に制御することが可能であり、実際にまた電界印加による不揮発性メモリ動作を確認し、3端子電界効果トランジスタデバイスに非常に有効なデータを得ることが出来た。このように新しい展開(水素イオンゲーティング)により一層の高性能デバイス創製の知見が得られ。また滞在先のSchool of Materials Engineeringのみならず、Purdue大学の全額組織であるBirck Nanotechnology Centerにおいても研究を遂行し、多角的な研究ネットワーク形成を実現しつつあり、当初の計画以上に進展していると判断される。水素による巨大な電子ドーピングが観測されたEuNiO3、SmNiO3薄膜、VO2エピタキシャル薄膜に対し、3端子ナノ構造デバイスを作製する。前年度までに水素ドーピングされた2端子デバイス試料に対して電界印加により不揮発性メモリ動作を確認している。3端子デバイスにおいてゲーティングによる電気伝導変調を行う。さらにマイクロサイズデバイスを、ナノインプリントリソグラフィーにおりナノスケールへと展開し、その一層の性能向上(変調率の構造、スイッチングスピードの向上)目指す。ナノ機能材料科学