hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
胎生期・発達早期のエタノール暴露と認知行動異常に関する研究

本研究の目的は、胎生期におけるエタノールへの暴露および発達早期のエタノール摂取と思春期以降に発現する認知行動異常との関連を明らかにすることであった。これらの認知行動異常の背景には胎生期及び発達早期の神経回路網の形成異常が想定される。さらにその背景には神経幹細胞の神経細胞への分化・増殖機能異常が神経回路網の維持・修復の過程に強い影響を与えている可能性がある。そこで我々はエタノールが神経幹細胞内のいかなる情報伝達系を変化させることによって細胞の機能異常を誘導しているかを詳細に検討し以下の知見を得た。1.エタノールは神経細胞の生存に影響を与える濃度よりもかなり低い濃度(20-100mM)において、神経幹細胞から神経細胞への分化を抑制することを見出した。2.低濃度のエタノールは濃度依存的に神経幹細胞からアストロサイトとオリゴデンドロサイトへの分化を促進した。3.エタノールによる神経幹細胞分化誘導抑制作用は脳由来神経栄養因子BDNFやインスリン様成長因子IGF-1といった栄養因子を同時に処置することによって減弱された。4.神経幹細胞の機能を制御するMAPKシグナル伝達経路に含まれるERKのリン酸化活性型分子の発現は低濃度のエタノール暴露により低下した。5.神経幹細胞から神経細胞への分化抑制に関わる負の転写因子NRSF/RESTの標的配列への結合活性がエタノールにより増強した。これらの知見は器官形成器および発達期に中枢において活発に分化誘導が行われている神経幹細胞に対して、生理的に生じうる濃度のエタノールが機能異常を引き起こし、神経回路網の形成異常をもたらす可能性を示唆するものである。妊娠中の多量のアルコール摂取が胎児の中枢に与える影響の機序解明に貢献するものと考える。胎生期におけるエタノールへの暴露および発達早期のエタノール摂取と思春期以降に発現する衝動コントロール障害を中心とした認知行動異常との関連を明らかにする目的で研究を進め,まず,神経回路網の発達に及ぼすエタノールの影響を神経分化の機能変異の観点から検討した。妊娠ラットに,ヒトにおける器官形成時期である妊娠48週に相当する妊娠10日目から14日目までの4日間,5g/kg/dayのエタノールを投与しました。エタノールは生理食塩水で希釈し,30%溶液を作成後ゾンデを用いて強制経口投与しました。その後,妊娠14日目に胎仔終脳を摘出し,5日間の一次培養期間中で神経幹細胞の増殖能について観察を行い,2次播き直し後,4日間エタノール存在・非存在下で培養を行い,神経幹細胞の分化能変化について観察・評価した。エタノール投与ラット胎仔脳より得た神経幹細胞は,培養2日目ぐらいからコントロールに比べ小さく丸いミクログリア様の細胞の増加が認められた。さらに培養5日目においては,コントロール群に神経幹細胞の増殖がはっきりと認められるのに対して,エタノール処置群では幹細胞に比べとグリア細胞の増殖が多く認められ,神経幹細胞のニューロンおよびグリアへの分化制御が影響を受けていることがうかがえた。また,bFGFによって選択的に増殖させた神経幹細胞の分化に対して,エタノールは20mMという低濃度から用量依存的な抑制作用を示した。われわれのこれまでの検討で,エタノールが分化後の神経細胞の生存に影響を及ぼす濃度は100mM以上であることから,エタノールは分化後神経細胞に影響を及ぼすよりかなり低濃度から,神経幹細胞の機能・特に分化機能に影響を及ぼしていることが示唆された。今回明らかになったエタノールによる幹細胞の増殖・分化機能変化がどのような分子メカニズムで生じているかを検索する目的で,BDNF・IGF-1などの栄養因子,および近年神経幹細胞の機能増強の報告が多くなされているリチウムの併用による影響について検討を加えた。栄養因子BDNFおよびIGF-1は,ともにエタノールによる神経幹細胞の分化抑制を減弱させた。また,リチウムの処置によっても,エタノールの神経幹細胞分化機能抑制が一部減弱することが明らかとなった。

これらのことから,エタノールの神経幹細胞機能異常に,栄養因子シグナル,あるいはリチウムで報告されてきているGSK-3bなどの分子を含むシグナル伝達メカニズムの変化が関連していることが考えられ,これらの知見を病態メカニズム解明の糸口としてさらに検討を進めていく予定である。本研究の目的は、胎生期におけるエタノールへの暴露および発達早期のエタノール摂取と思春期以降に発現する認知行動異常との関連を明らかにすることであった。これらの認知行動異常の背景には胎生期及び発達早期の神経回路網の形成異常が想定される。さらにその背景には神経幹細胞の神経細胞への分化・増殖機能異常が神経回路網の維持・修復の過程に強い影響を与えている可能性がある。そこで我々はエタノールが神経幹細胞内のいかなる情報伝達系を変化させることによって細胞の機能異常を誘導しているかを詳細に検討し以下の知見を得た。1.エタノールは神経細胞の生存に影響を与える濃度よりもかなり低い濃度(20-100mM)において、神経幹細胞から神経細胞への分化を抑制することを見出した。この作用は脳由来神経栄養因子BDNFやインスリン様成長因子IGF-1といった栄養因子を同時に処置することによって減弱された。2.低濃度のエタノールは濃度依存的に神経幹細胞からオリゴデンドロサイトへの分化を促進する傾向があった。3.神経幹細胞の機能を制御するPI3-K/Aktシグナル伝達経路とMAPKシグナル伝達経路に含まれるAktとERKのリン酸化活性型分子の発現は低濃度のエタノール暴露によりいずれも低下した。その抑制効果はリン酸化ERKにおいてより顕著であった。4.神経幹細胞から神経細胞への分化抑制に関わる負の転写因子NRSF/RESTの標的配列への結合活性がエタノールにより増強した。これらの知見は器官形成器および発達期に中枢において活発に分化誘導が行われている神経幹細胞に対して、生理的に生じうる濃度のエタノールが機能異常を引き起こし、神経回路網の形成異常をもたらす可能性を示唆するものである。妊娠中の多量のアルコール摂取が胎児の中枢に与える影響の機序解明に貢献するものと考える。
多発性硬化症による視神経炎の発症メカニズム解明と新規治療法の開発

本研究では多発性硬化症(Multiple Sclerosis:MS)の疾患モデルである実験的自己免疫性脳脊髄炎(EAE)の作製にあたりmyelin oligodendrocyte glycoprotein(MOG)ペプチドを用いる。MOG感作によるEAEは強い視神経脊髄炎を示すなど、日本におけるヒトMSのモデルに近いとされており、その有用性が指摘されている。我々はMSによる視神経炎の発症メカニズムを解明するため、まず神経細胞にアポトーシスを誘導するASK1遺伝子の欠損がEAEの重症度に与える影響を調べた。その結果、正常マウスのEAEよりもASK1欠損マウスのEAEの脊髄炎や視神経炎が軽減して、視機能が良好に保たれることがわかった。また新たに合成したASK1阻害剤が脊髄、視神経炎の症状緩和に有効であることを突きとめた(EMBO Molecular Medicine,2010)。以上からASK1の抑制がMS及び視神経炎の治療に有用な可能性が示された。またオリゴデントロサイトの発生に必要なOlig1遺伝子の欠損マウスでEAEを作製したところ、EAEの発症が遅れることが判明した。つまり発症初期におけるOlig1の抑制がMS及び視神経炎の治療に繋がることを示唆した(PLoS ONE,2010)。さらに抗酸化物質であるspermidineをEAEに投与したところ、視神経炎が軽症化することを見出した。Spermidineは大豆、茶葉やキノコに豊富に含まれているため、food factorによるMS及び視神経炎への治療の可能性が示された(Invest Ophthalmol Vis Sci, in press)。本年度ではMSにおける視神経炎の発症メカニズムの解明及び既存または新規薬剤を利用した視神経炎への治療研究を行った。治療効果については形態的な観察にとどまらず、多局所網膜電位の解析などを交え、総合的な視機能評価に基づいて判定を行った。既存薬剤にはエーザイが開発した胃潰瘍薬geranylgeranylacetone(GGA)を用い、視神経炎への治療効果があることを明らかにした。また細胞死誘導因子であるとともに、自然免疫に関与することが最近解明されたASK1については遺伝子欠損マウス(ASK1 KO)を活用し、ASK1 KO EAEマウスにおける視神経炎の重症度の緩和を組織病理学及び電気生理学的手法によって解明した。またアストロサイトおよびミクログリアではASK1と結合して自然免疫に関与することが知られるTLR4およびTLR9の発現量もEAE惹起によって増加していることがわかった。そして初代培養細胞を用いた研究から、ASK1 KOマウス由来のアストロサイトおよびミクログリアでは、MCP-1,RANTES,MIP-1αを含む複数のサイトカイン産生能が低下することが判明した。さらにMerck社との共同研究からASK1阻害剤による視神経炎への治療効果を明らかにした。我々の研究から視神経炎の治療におけるグリア活性の抑制の重要性を明らかにした。また、本年度ではオリゴデントロサイトの発生や成熟に必要な転写因子Olig1の欠損による視神経炎への影響も調べた。Ohg1欠損によりMOG、MBPやMAGなどミエリンタンパクの発現が低下し、EAEの発症が遅れ、視神経炎が軽減されたことを解明した。本研究では多発性硬化症(MS)の疾患モデルである実験的自己免疫性脳脊髄炎(EAE)の作製にあたりmyelin oligodendrocyte glycoprotein(MOG)ペプチドを用いる。

また新たに合成したASK1阻害剤が脊髄、視神経炎の症状緩和に有効であることを突きとめた(EMBO Molecular Medicine,2010)。以上からASK1の抑制がMS及び視神経炎の治療に有用な可能性が示された。またオリゴデントロサイトの発生に必要なOlig1遺伝子の欠損マウスでEAEを作製したところ、EAEの発症が遅れることが判明した。つまり発症初期におけるOlig1の抑制がMS及び視神経炎の治療に繋がることを示唆した(PLoS ONE,2010)。さらに抗酸化物質であるspermidineをEAEに投与したところ、視神経炎が軽症化することを見出した。Spermidineは大豆、茶葉やキノコに豊富に含まれているため、food factorによるMS及び視神経炎への治療の可能性が示された(Invest Ophthalmol Vis Sci, in press)。
流通システム変動メカニズムに関する包括的研究　－眼鏡流通動態の複雑性をめぐって－

眼鏡小売販売額が4000億円に落ち込み(ピーク時の6割)、中小眼鏡小売業や卸売業者数が減少し、眼鏡フレーム生産拠点である鯖江市の生産者数が激減するなど、日本の眼鏡流通システムは大きく変動している。本論は、この大変動の主原因となっている「新業態店」に注目し、その革新性の源泉を検討することを通じて、眼鏡流通システムの構造変化を流通主体間関係の相互依存性の視点から分析した。その結果、眼鏡の商品特性およびそれに起因する独特の取引様式・眼鏡販売者の技術力とそれを支援する眼鏡機器メーカーの技術革新・レンズおよびフレーム生産システムの変化・卸売業者の機能変化が複合的に作用していることが明らかになった。本研究は、眼鏡流通システムに発生している複雑性を、取引主体間関係の変化・主体の行動および機能の変化・眼鏡生産分業体制の変動・外国の眼鏡生産・流通システムの変化と国内流通システムとの関連性の視点から、明らかにすることを目的としている。本年度は研究実施計画に従って以下の通り研究を実施した。1.第1回研究会(2015.4.28)眼鏡小売業界の現状について周氏に報告を依頼し、業界の現状について共通認識を得た。2.第2回研究会(2015.7.24)本年度の具体的研究計画を策定し、調査計画を作成した。3.上海丹陽調査(2015.8.24-27)中国眼鏡主要産地である丹陽を視察し、眼鏡卸売市場・卸売業者・丹陽市の眼鏡産業担当官にインタビュー調査を実施した。中級クラスのフレーム生産については、丹陽が産業集積地として急速成長中であり、それが日本に輸入されることによって、眼鏡小売市場が大きな影響を受けている実態が把握できた。4.韓国大邱第1回調査(2015.10.30-11/1)韓国のフレーム産地にある韓国眼光学産業振興院のSon所長にインタビュー調査を行い、韓国フレーム産業が急速な衰退を経験したのちに、新たな技術開発によって近年再度成長軌道に乗ったことを確認した。5.韓国大邱第2回調査(2015.12.25-28)Son所長との共同研究実施のための打ち合わせを実施した。6.日本レンズ調査(2016.2.1)眼鏡流通システムに発生している大変動は、様々な要因から生み出されていると考えられる。その解明のためには、眼鏡レンズおよびフレーム生産システムの成長・変動の経緯、眼鏡流通システムの成長・変動の経緯、海外の眼鏡生産構造と特徴およびその成長の経緯、眼鏡レンズ・フレームの技術開発の経緯などを明らかにしなければならず、そのためには多様な角度から広く情報を収集分析する必要がある。初年度(2015年)は、このような必要性に基づいて、生産システム・流通システム・海外の実態把握に研究の力点を置いた。レンズ生産者へのインタビュー調査・中国上海および韓国大邱への調査は、眼鏡業界で発生している大変動の実態を把握するとともに、海外における眼鏡産業の成長と国内の流通システム変動とに密接な関係があることを、強く示唆するものであった。初年度のこの研究成果は、今後の研究計画具体化のためにきわめて有効であったといえる。本研究は、眼鏡流通システムに見られる複雑性を、取引主体間関係の変化・主体の行動及び機能の変化・眼鏡生産分業体制の変化・外国における眼鏡生産・流通システムの変化と国内流通システムとの関連性の視点から、明かにすることを目的としている。本年度は、研究実施計画に従って以下の通り研究を実施した。1.OWNDAYSインタビュー調査(2016.5.27)メガネ小売業の中で成長著しいOWNDAYS台湾への調査を実施し、そのビジネスモデルについて確認するとともに、海外戦略およびそれを重視する背景について調査した。2.日本眼鏡技術者協会インタビュー調査(2016.6.1)伝統的独立眼鏡店に対して近年の業界の現状と問題点について聞き取り、また眼鏡技術者資格認定制度について調査した。3.(株)すずきインタビュー調査(2016.6.28)北海道根室にある伝統的独立眼鏡店であるすずきに対して、創業以来のビジネス展開およびベトナムで展開する海外ビジネスについて調査した。4.第1回研究会2016.9.21)・第2回研究会(2016.9.28)スカイプを利用して留学中の共同研究者と海外における資料収集とインタビュー調査の可能性について調整した。5.第3回研究会(2016.10.6)スカイプを利用して、鯖江産地におけるリンケージ企業の機能の重要性および近年成長するイタリア産地におけるそれとの比較研究の視点について検討した。眼鏡流通システムにおける変動は、多様な要因の複雑な関連性の元で発生していると考えることができる。変動解明のためには、眼鏡レンズ・メガネフレーム生産システムの成長・変動の歴史と現状把握、眼鏡流通システム自体の成長と変動の歴史と現状把握、海外における眼鏡レンズ・メガネフレーム生産システムの変動の把握、眼鏡レンズ・フレームの技術的イノベーションの把握、などが不可欠である。本年度は、眼鏡小売業界における新業態としての専門量販店と伝統的眼鏡独立小売店を中心に調査を実施し、それぞれのビジネスモデルについて検討した。近年の新業態の急成長を可能にした要因として、眼鏡技術者が長年をかけて磨いてきた眼鏡づくりの技術(視力調整技術・フィッティング技術)を短期間で習得しマニュアル化するノウハウの存在があることが明らかになった。そしてそれを可能にしたのが眼鏡機器の機能向上であったことも確認できた。

さらにもう一つの発見は、家電・カメラ・家具・食品スーパー・酒などの業界においては大規模小売業の成長が伝統的独立小売店を淘汰することによって流通システム変動が発生したのに対し、眼鏡業界では革新的な新業態の成長だけが流通システム変動の原因ではなく、むしろより重要な他の要因が存在する可能性があることが示唆されたことである。すなわち、新業態の成長それ自体が、別の要因ーたとえば海外におけるレンズ・フレーム生産システム変動・眼鏡機器の機能向上ーによって可能になったのであり、いわば他律的に規定されてシステム変動が発生した可能性がある。眼鏡流通システム変動は複雑かつ多様な要因によってもたらされるという想定に立つ本研究は、まさにその多様な要因を一つ一つたどることによってのみ研究目的を達成することができると考えられる。その意味で、昨年度・本年度の研究はまさに想定通りの研究ステップを経つつあると判断できるであろう。本研究は、眼鏡流通システムに見られる複雑性を、取引主体間関係の変化・主体の行動及び機能の変化・眼鏡生産分業体制の変化・外国における眼鏡生産・流通システムの変化と国内流通システムとの関連性の多面的視点から明らかにすることを目的としている。本年度は、研究実施計画に従って、次のごとき研究を実施した。1.第1回研究会(2017.5.8)香川大学において今年度の調査計画及び調査方針を検討した。2.ニデックインタビュー調査(2017.6.20)眼鏡機器メーカーが眼鏡流通システムに対して与えた影響について聞き取りを実施した。3.三共社インタビュー調査(2017.7.3)関東最有力卸売業者に対してその歴史と戦略に関して調査した。4.台湾・高雄インタビュー調査(2017.7.23-26)台湾眼鏡業界が抱える課題について眼鏡組合理事長・眼鏡小売店等に聞き取り調査を実施した。5.第2回研究会(2017.9.6)今年度前半に実施した各インタビュー調査の内容を整理し、年度後半の調査計画を策定した。6.鯖江調査(2017.11.14-15)眼鏡産地鯖江の卸売業者・生産者・市役所へのインタビュー調査を実施した。7.学会報告(2017.11.27)これまでの調査をまとめて、日本学術振興会中小企業第118委員会にて報告した。8.韓国学会報告(2017.12.26-28)仁川で開催された学会において研究報告を行った。9.第3回研究会(2018.1.19)今年度の研究を整理するとともに、最終的な成果取りまとめ計画を検討した。眼鏡小売販売額が4000億円に落ち込み(ピーク時の6割)、中小眼鏡小売業や卸売業者数が減少し、眼鏡フレーム生産拠点である鯖江市の生産者数が激減するなど、日本の眼鏡流通システムは大きく変動している。本論は、この大変動の主原因となっている「新業態店」に注目し、その革新性の源泉を検討することを通じて、眼鏡流通システムの構造変化を流通主体間関係の相互依存性の視点から分析した。その結果、眼鏡の商品特性およびそれに起因する独特の取引様式・眼鏡販売者の技術力とそれを支援する眼鏡機器メーカーの技術革新・レンズおよびフレーム生産システムの変化・卸売業者の機能変化が複合的に作用していることが明らかになった。眼鏡業界の構造はきわめて複雑であり、怪奇であることが初年度研究の結果、明らかになった。たとえば、小売店における眼鏡価格の決定権は小売業者が握っている。
正期産新生児に対する呼吸循環機能の無拘束測定方法の信頼性と有用性に関する研究

本研究では、正期産新生児における生後1日目、2週間前後及び1ヶ月前後の計3回、無拘束で測定可能なスリープレコーダを用いて、呼吸・循環動態の変化について観察し、睡眠・覚醒状態との関連性を検討した。生後1ヶ月までの児は、SpO2が95%未満となる時間があることが明らかとなり、中でも睡眠時に多いことからSpO2の低下には睡眠が影響していることが考えられた。今後は呼吸状態や分娩時状況との関連等、さらなる詳細な検討の必要性が示唆された。新生児期は、出生後、呼吸循環動態において大きな変化が起こっている。これまで私たちが行ってきた研究によると、生後1週間目においてもSpO2が不安定な状態であることが確認されたが、SpO2が低下している時の呼吸状態との関連性については適当な測定機器がなく明らかにできなかった。本研究では、呼吸波形や呼吸数を寝たままで測定できる無拘束かつ簡便な機器(スリープレコーダ、デンソー社製)を用いることで、新生児の呼吸機能が測定できるか、その機器の信頼性ならびに有用性を検討し、正期産新生児に対する呼吸循環機能の変化を明らかにすることを目的とした。平成26年度は最新型小児用スリープレコーダ(以下、GD-ZERO)の信頼性について検討する予定であった。しかし、購入予定であったGD-ZEROが発売されない事態が生じた。また、比較検討を予定していたインピーダンス法を用いた生体モニタ機器(日本光電PVM-2701)では、呼吸数のデータ出力が難しく、出力可能な機器は高価であり本年度の研究費での購入は難しかった。そのため、今年度は小児用スリープレコーダのデモ機(以下、GD-103)を用いて新生児の呼吸状態の測定を行った。在胎週数40週、平均体重3,102gの正期産新生児5名に対して、日齢1に2時間程度のデータ測定を行った。GD-103での測定では、体動が激しい啼泣及び覚醒状態では呼吸波形にノイズが入るため正確に測定可能とは言い難いが、体動の少ない覚醒時及び睡眠時には測定可能であることが確認できた。目測での呼吸数とスリープレコーダでの解析結果を比較すると、睡眠時にはほぼ同値であることに比較して、体動があることによりデータの測定は困難であることが明らかとなった。この結果は、さらにインピーダンス法を用いた生体モニタ機器において、客観的なデータとの比較をすることにより、信頼性を検討できることと考える。平成27年度はスリープレコーダと比較検討を予定していたインピーダンス法を用いた生体モニタ機器(日本光電BSM-6701)から呼吸数等、研究用にデータ出力ができるように作成を依頼し購入した。さらに平成26年度に引き続いて小児用スリープレコーダのデモ機(以下、GD-103)を用いて新生児の呼吸状態の測定を行った。在胎週数39.8週、平均体重3,092.7gの正期産新生児11名に対して、日齢1に2時間程度のデータ測定を行った。デモ機の測定では、体動が激しい啼泣時及び覚醒している時には呼吸波形がわかりにくいものの、体動の少ない覚醒時及び睡眠時には測定可能であることが確認できた。今後は、インピーダンス法を用いた生体モニタ機器において、客観的なデータとの比較をすることにより、信頼性を検討できることと考える。現在、デモ機での測定では、体動が激しいときには呼吸波形がわかりにくいものの、睡眠時には測定可能であることが確認できている。研究が遅れている理由としては、購入予定であった小児用スリープレコーダが現時点では販売される予定がないこと、また生体モニタ機器(日本光電BSM-6701)から呼吸数等、研究用にデータ出力ができるように作成するまでに時間を要したため。平成28年度は、前年度までに小児用スリープレコーダを用いて新生児呼吸状態の測定したデータの解析を引き続いて行った。これまでに、計14名の正期産新生児に対して、1回23時間の測定を1名につき3回行ってきた。その結果、ほとんどの症例において、動脈血酸素飽和度が95%未満になることが確認された。また、生後日数を重ねることで動脈血酸素飽和度の平均値は上昇傾向に、対象の分析可能時間に占める動脈血酸素飽和度95%未満の低下時間の割合は減少傾向にあった。さらに解析を進めると、羊水混濁あり群では羊水混濁なし群に比べて生後1日目における平均動脈血酸素飽和度が有意に低く,対象の分析可能時間に占める動脈血酸素飽和度95%未満の低下時間の割合が有意に多かった。睡眠覚醒別にみると、睡眠群・覚醒群・活動的な覚醒群の全例で動脈血酸素飽和度が低下することが明らかとなった。症例別では、動脈血酸素飽和度の変化は個人による差が大きかったことから、今後は対象の症例数を集積し、さらなる研究と検討が必要であることが示唆された。

また、昨年度までは体動の少ない覚醒時および睡眠時には呼吸循環の測定可能であることが確認されているが、体動時にはノイズが入り正確な測定ができていない可能性があることが分かっている。目測での呼吸数とスリープレコーダでの解析結果を比較したところ、睡眠時にはほぼ同値であることに比較して、体動時の呼吸数は測定が難しい。現在、他の器機との比較検討に向けてプレテストを行っている。それと同時に、小児用スリープレコーダで測定したデータの新たな視点からの解析方法について検討している。新生児の呼吸循環機能を測定する機器の準備を進めているが、これまで測定したデータ解析について、睡眠覚醒別の呼吸循環状態の変化をみているため、連続データを測定しておりデータ数が多い時間を要した。さらに、データ測定のための準備にに時間がかかったため、研究期間の延長申請を行った。平成29年度は、前年度に引き続いてデータ収集・分析及び最終年度の総括を行った。正期産新生児を対象に、日齢1月齢2か月の間に計3回の呼吸循環機能の測定を行った。対象の条件は、経腟分娩で出生した正期産新生児を対象とし、代諾者である母親より承諾が得られた児を対象とした。また、1回の測定は原則哺乳次の哺乳までの23時間とし、動脈血酸素飽和度(以下、SpO2)、心拍数は連続測定、また呼吸数、体温は一定間隔の時間で測定し、加えて睡眠覚醒状態も確認した。データ収集は、1名につき13回実施し、1回目15名、2回目14名、3回目11名の延べ40名であった。在胎週数は39.8±0.9週(3841週)、出生体重は3,092.7±281.2g(2,7643,544g)、身長は48.7±1.3cm(4751cm)であった。全例がAFD児であり、アプガースコアは1分値7.6±1.0点(59点)、5分値9.2±0.6点(810点)であった。全例が日齢1から母児同室を開始した。SpO2の経過をみると、全例に95%未満に低下した時間が認められたが、チアノーゼや無呼吸は見られなかった。また、羊水混濁あり群では羊水混濁なし群に比較して、日齢1における平均SpO2が有意に低く,対象の総測定時間に占める95%未満の低下時間の割合が有意に多かった。日齢を追うごとに総測定時間に占める95%未満に低下時間が少なくなった。睡眠覚醒別にみると、95%未満に低下した時間が総測定時間に占める割合は、有意差はみられなかったものの、睡眠状態の時に多い傾向があった。このことから、正期産新生児であっても、日齢1から月齢1ヶ月までの期間ではSpO2が95%未満に低下することが明らかになった。本研究では、正期産新生児における生後1日目、2週間前後及び1ヶ月前後の計3回、無拘束で測定可能なスリープレコーダを用いて、呼吸・循環動態の変化について観察し、睡眠・覚醒状態との関連性を検討した。生後1ヶ月までの児は、SpO2が95%未満となる時間があることが明らかとなり、中でも睡眠時に多いことからSpO2の低下には睡眠が影響していることが考えられた。今後は呼吸状態や分娩時状況との関連等、さらなる詳細な検討の必要性が示唆された。現在は、比較検討に必要な生体モニタの機器選択及び購入が遅れていることから、最新型小児用スリープレコーダ(GD-ZERO)の正期産新生児に対する信頼性について客観的な検討を進められていない状況にある。しかし、デモ機での測定では、体動が激しいときには呼吸波形がわかりにくいものの、睡眠時には測定可能であることが確認できている。
高分子ゲルの表面状態と特異な一次相転移

今年度の研究実施経過と新たに得られた知見を、以下にまとめる。(1)ゲルのバルク物性の形状依存性の測定とその解析イオン化したNーisopropylacrylamideゲルの平衡膨潤度及び転移温度が、試料表面の極率半径に強く依存すると言う前年度の研究結果を受けて、本年度は、この特異な現象のミクロな機構の解明を目指した。電気化学的起源に基づく表面張力が主要な原因であると言うモデルと、ゲル化時点で凍結した構造欠陥が表面に存在すると言うモデルとが考えられる。ゲル化条件を種々変化して作製した試料を用いた測定により、後者のモデルは一応否定された。しかし、表面張力の直接測定は難しく未だ成功していないので、現段階では、前者のモデルが正しいとは結論出来ない。(2)イオン性ゲルの表面電位の測定AgーAgCl電極を用いて、ゲルの表面電位の測定を行った。中性ゲルでは表面電位はゼロであるが、イオン性ゲルでは網目に含まれるイオン量によって数十百mVの電位が観測できた。この事は、イオン性ゲルにおいて電気化学的起源による表面張力が存在することを強く支持するが、それが観測結果を完全に説明し得るほど大きいものであるかどうかと言う定量的問題については、今後更に測定を重ねる必要がある。(3)高分子網目の動的不均一性の測定当初予定した、ゲルの表面励起モ-ドの測定は、きわめて微妙な光学調整を要するため時間が掛かり、未だ有意義な結果を得るに到っていない。それとは別に、ゲルが非平衡状態から平衡を達成する過程において、大振幅で規則的な揺らぎモ-ドを示すことが明らかになった。これは、ゲルの動的不均一性と関連して興味深い問題であり、現在詳細な測定と解析を行っている。今年度の研究経過と新たに得られた知見とを、交付申請書に記載した研究実施計画に対応させて、以下に示す。ゲルの一次相転移の形状及びサイズ依存性の測定中性及びイオン化したNIPAゲルを用いて、一次相転移温度及び平衡膨潤度を測定した。試料ゲルは、円柱形、球形、立方体、板、等種々の形状と大きさのものを用い、試料の形状及びサイズによる転移温度、膨潤度の変化を定量的に調べた。その結果、イオン化したゲルでは、転移温度及び膨潤度が、著しい形状・サイズ依存性を示すことが確認された。この効果は、ゲル表面の曲率半径が小さいほど強く現れ、表面が平面の場合には消失することも明らかになった。一方、中性ゲルでは、イオン化ゲルとは対照的に、転移温度、平衡膨潤度共に、形状・サイズ依存性はほとんど存在しない事が分かった。以上の実験結果は、表面での対イオンの挙動を考慮したイオン化ゲル表面層構造の理論的考察と、弾性率及び膨潤度のイオン化度依存性の実験結果から推定される表面張力の数値とから、矛盾なく説明できることが示された。これらの結果は、平成2年秋の日本物理学会分科会(岐阜大学)・誘電体分科及び高分子分科でのシンポジウムで発表され、現在論文執筆中である。光散乱による表面励起モ-ドの測定上で述べた理論的説明の、より直接的な実験的証拠を得るために、光散乱によって表面揺らぎモ-ドの速度及び寿命を測定し、それから表面張力を決定する事を試みた。光子相関分光測定によって、表面モ-ドと思われる伝播モ-ドの存在が見出されたが、測定には非常に微妙な光学調整を要し、十分に再現生のある結果は、現在のところ得られていない。来年度には、実験技術の不十分な所を補い、より一層精密な実験を行う予定である。

(1)ゲルのバルク物性の状形依存性の測定とその解析イオン化したNーisopropylacrylamideゲルの平衡膨潤度及び転移温度が、試料表面の極率半径に強く依存すると言う前年度の研究結果を受けて、本年度は、この特異な現象のミクロな機構の解明を目指した。電気化学的起源に基づく表面張力が主要な原因であると言うモデルと、ゲル化時点で凍結した構造欠陥が表面に存在すると言うモデルとが考えられる。ゲル化条件を種々変化して作製した試料を用いた測定により、後者のモデルは一応否定された。しかし、表面張力の直接測定は難しく未だ成功していないので、現段階では、前者のモデルが正しいとは結論出来ない。(2)イオン性ゲルの表面電位の測定AgーAgCL電極を用いて、ゲルの表面電位の測定を行った。中性ゲルでは表面電位はゼロであるが、イオン性ゲルでは網目に含まれるイオン量によって数十百mVの電位が観測できた。この事は、イオン性ゲルにおいて電気化学的起源による表面張力が存在することを強く支持するが、それが観測結果を完全に説明し得るほど大きいものであるかどうかと言う定量的問題については、今後更に測定を重ねる必要がある。(3)高分子網目の動的不均一性の測定当初予定した、ゲルの表面励起モ-ドの測定は、きわめて微妙な光学調整を要するため時間が掛かり、未だ有意気な結果を得るに到っていない。それとは別に、ゲルが非平衡状態から平衡を達成する過程において、大振幅で規則的な揺らぎモ-ドを示すことが明らかになった。これは、ゲルの動的不均一性と関連して興味深い問題であり、現在詳細な測定と解析を行っている。
有機小員環化合物の開環反応におけるスピロ活性化効果の活用研究

パイ電子系とスピロ結合を介して共役しているシクロプロパン類が電子欠損オレフィンとの反応において容易に開環を伴った生成物を与えることを、スピロフルオレンにつづいてスピロインダン、スピロインデン、スピロヘプテン、スピロヘプタジェンについて明らかにした。基本的な反応経路は〔π2+2π〕、および〔π2+σ2〕環化付加反応であったが、基質上の置換基によっては、特異な反応生成物を与えた。特筆すべき結果の一つは、スピロ〔2.4〕ヘプター4,6ージェンにおいて3員環がさらに2つのペンダントシクロプロピル基によって置換されていると、DielsーAlder反応に競合して大幅な骨格の異性化を伴う特異な反応が起ってイミンが生成することを見いだしたことである。同様な反応はスピロインデン誘導体においても起こり、ビニルシクロプロバントTCNEの反応を検討するにあたって今後とも考慮に入れるべき興味深い反応である。特筆すべき成果の他の一つは、スピロヘプタン、スピロスプテン誘導体においてはその3員環上の置換基がそれらの酸化電位とイオン化ポテンシャルに対して電子効果を及ぼすのに対して、スピロヘプタジェンでは殆ど置換基効果が見られないことを見いだしたことである。これは不飽和5員環カチオンラジカルの構造との関連において興味深い結果である。その他、スピロフルオレン誘導体とTCNEの反応の立体化学的挙動、ジフェニル置換スピロフルオレンの反応挙動などをも検討した。これらの検討の結果は、シクロプロパンのスピロ活性化の要因に関する重要な基礎的知見を与えた。さらに、1,2ージシクロピルエチレンとTCNEとの熱反応、あるいはクロラニルとの光化学反応においても〔π2+σ2〕環化付加反応が起こることを見いだした。特に最後の結果は、シクロプロパンの開裂を伴う反応はカチオンラジカル種を経由していると考える従来の仮説に裏付けを与えている。本年度の研究実施計画のうち、(1)スピロ活性化基がインデン骨格をもつ3、およびインダン骨格をもつ4の合成を達成し、それらとTCNEの反応について検討したところ4(R=シクロプロピル)はいわゆるタイプII反応を行うのに対し、3(R=シクロプロピル)はそのパイ結合へのTCNEの攻撃によって開始される複雑な反応経路を経て、全て別種の環化付加体を生成することを見出した。さらにスピロ〔2.4〕ヘプター4,6ージエン誘導体を合成し、その共役二重結合の選択的1,2ー還元について検討したが、コバルト錯体触媒を用いる部分水素添加反応は不満足な結果を与えるに止まった。しかしジイミン還元は1,4ー還元を併発しないことを見出したので、これを用いてモノエンの合成が達成できることが明かとなった。このように本年度計画の(1)はほぼ達成した。次に(2)(3)に関連して、先ず化合物2について検討することとし、フマロニトリルやクロラニルとの反応について検討した。その結果、熱反応条件下では事実上反応が起こらないが紫外光を照射すると開環付加反応が起こることを見出した。また(4)については、1,2ージシクロプロピルエチレンが2置換オレフィンとしては始めてそのパイ結合系ではなく、シクロプロパン環のシグマ結合系でTCNEと反応することを見出した。この成果はタイプII反応の一般性を示唆するものであって価値が高い。最後に(5)との関連において先ずオキセタンの開環反応に対するスピロ活性化効果を検討することとし、反応基質の合成を試みたところジメチル置換体の合成は容易であるがジシクロプロピル置換体の合成においてはペンダントシクロプロピル基の開環反応が併発するので、その合成にはなお検討を要することが明かとなった。

以上の一連の研究に、本補助金で設置したキャピラリ-GC/FTIR/MSシステムを極めて有力な分析手段として活用した。(1)スピロ[2.4]ヘプトー4ーエン(1)とTCNEとの反応において、1の1位に2つのシクロプロピル基を導入すると大幅な転位を伴った双環性のイミンが生成することは平成元年度に明らかにしたが、本年度さらにシクロプロピル基とメチル基が置換した化合物においても同種の反応が起こることが明かとなった。しかし、メチル基2つの置換ではこの種の反応は起こらず、中間体の双性イオンにおける分子内プロトン移動が起こって新しい不飽和化合物物が生成した。なお、この反応はシクロプロピルーメチル置換体においてもイミン生成に併発し、反応経路の解明に貴重な知見を与えた。また、スピロ[2.4]ヘプター4,6ージエン(2)の1,1ージシクロプロピル置換体とTCNEの付加体も加熱によってイミンを生成したが、それはレトローディ-ルスアルダ-ー再反応経路をとっていることを明かにした。(2)1、2、およびスピロ[2.4]ヘプタン(3)の酸化電位、およびイオン化ポテンシャルの測定の結果、1、3は予期した置換基効果を示したが、2はほとんど置換基効果を示さなかった。これは興味深い事実であるが、その要因については今後の検討課題である。(3)1,2ージシクロプロピルエチレン(4)とクロラニルは熱反応条件下には反応しないが、光照射条件下には複数の[σ2+π2]型の環化付加体を与えることを見いだした。これは1、や4に見られるTCNEとのTypeII反応の機構との関連において価値の高い成果である。(4)我々がこれまでに明らかにしてきたビニルシクロプロパン類と電子欠損オレフィンとの反応におけるスピロ活性化に関して本年度に予定していた研究は全て一応の検討を終え、それなりの成果を得たが、スピロ活性化の本質の解明についてはまだ検討を要する点が多々残されており、今後の研究に待たねばならないことが明かとなった。
腎線維化に係わるマクロファージ群の多面的機能の解明と治療戦術

本研究の目的は、腎線維化部位に出現するマクロファージ群の機能的特性を明らかにし、難治疾患である腎線維化の進行を軽減する方策を追求することである。本年度においては、腎線維化の進行を軽減する方策を検討するために、シスプラチン誘発ラット慢性腎線維化モデルを用いて、抗炎症剤であるデキサメサゾンを投与する実験を行った。その結果、デキサメサゾン投与により、ED1陽性の浸潤マクロファージの出現が抑制され線維化が軽減された。しかし、ED2陽性固着マクロファージとOX6陽性抗原提示マクロファージの出現には影響が見られなかった。また、ラットの腎間質細胞株(NRK-49F)と未分化間葉系細胞株(MT-9)を用いて、筋線維芽細胞の誘導因子であるTGF-β1(線維原性因子)とデキサメサゾンを同時添加するin vitro実験を行ったところ、TGF-β1により増強される筋線維芽細胞の形質発現がデキサメサゾン投与で明らかに抑制された。デキサメサゾンは、腎線維化において、浸潤マクロファージの出現数の減少と筋線維芽細胞形成を抑制させることで、腎線維化の進行を抑えることが示された。また、シスプラチン誘発のラット急性腎線維化モデルに小豆の抽出物を与えたところ、ED1陽性浸潤マクロファージの反応が劇的に抑制され、線維化も軽減されることが示された。小豆には腎線維化の進行を抑制する物質が含まれていることが栄養科学的に示唆された。腎線維化と同様の機序により成り立つとされる肝線維化の軽減効果について、チオアセトアミド誘発ラット肝線維化モデルを用いて、クッパー細胞の機能を抑制するガドリニウムクロライドを投与する実験を行った。その結果、種々のマクロファー・ジ群の出現が抑制され、特に門脈野周囲の線維化が軽減することが分かった。この肝線維化のデータは腎線維化の病理発生におけるマクロファージ群の機能的役割を考察する上で参考になる。本研究の遂行により、腎線維化に出現するマクロファージ群の機能の一端とその有用な軽減法の開発の可能性を実験レベルで明らかにすることができた。本研究の目的は、腎線維化部位に出現するマクロファージ群の機能的特性を明らかにし、難治疾患である腎線維化の進行を軽減する方策を探索することにある。本年度においては、ラットの異なるマクロファージ群を特異的に認識する抗体を用いて、腎線維化部位に出現するマクロファージを免疫組織化学的に同定する方法を確立することを試みた。用いた抗体は、浸潤マクロファージを認識するED1、固着マクロファージを識別するED2、そして抗原提示能のある樹状細胞様マクロファージを識別するOX6である。これら抗体を用いて腎毒性を有するシスプラチンをラットに投与し実験的に作出した腎間質線維化におけるマクロファージ群の出現を解析した。その結果、これらマクロファージ群の出現動態と分布には違いがあることが明らかになった。ED1とED2陽性マクロファージは線維化初期に増加し高い貪食活性を示すことが分かった。一方、OX6陽性マクロファージは線維化後期に出現し抗原提示能を示すことでTリンパ球の誘導に係わっている可能性が示された。また、マクロファージは肝線維化(肝硬変)

においでも重要な役割を担うことから、ラットにチオアセトアミドを投与することにより肝線維化を誘導し、出現するマクロファージ群の動態を調べたところ、傷害された中心静脈周囲においてはED1とOX6陽性マクロファージが主に出現し、ED2陽性マクロファージ(肝ではクッパー細胞)は傷害部位周囲にのみ出現することが分かった。肝でのマクロファージの出現状況は腎線維化のそれと異なることが示された。さらに、本研究においてはマクロファージ機能を知るために海棲哺乳類である鯨におけるマクロファージの分布を調べたところ、鯨のマクロファージの同定にはAM-3KとSRA-E5などのヒトのマクロファージを抗原として作製された抗体が有用であることが分かった。現在、シスプラチン誘発ラット腎線維化モデルを用いて抗酸化効果のあるタウリンを投与する実験や、アンジオテンシン変換酵素阻害剤であるエナラプリルを投与する実験を試み、腎線維化の軽減法について研究を進めている。本研究の目的は、腎線維化部位に出現するマクロファージ群の機能的特性を明らかにし、難治疾患である腎線維化の進行を軽減する方策を探索することにある。本年度においては、腎線維化に出現するマクロファージ群の特性をより明確にするために、マクロファージ機能を亢進する因子であるリポポリサッカライド(LPS)を腎線維化モデルラットに投与し、出現するマクロファージ群と線維化の程度を評価した。用いた抗体は、浸潤マクロファージを認識するED1、固着マクロファージを識別するED2、活性化固着マクロファージを認識するED3、そして抗原提示能のある樹状細胞様マクロファージを識別するOX6である。用いた腎線維化モデルは、シスプラチンを単回投与することで誘発できる急性モデルである。その結果、LPS投与により、これら全てのマクロファージは増数し、特にED3とOX6陽性細胞はより著明に増加することが示された。また、LPS投与によりTGF-β1とTNF-αのmRNAが増加した。これらは線維原性因子として知られており、そのmRNA発現はマクロファージの増数と関連すると考えられた。しかし、LPS投与群と非投与群間では、形態計測で行った腎線維化の形成において違いはなく、LPSによるマクロファージの増加は腎線維化には深く係わらない可能性が示された。また、本年度においては、シスプラチンを反復投与する慢性腎線維化ラットモデルを用いて、アンジオテンシン変換酵素阻害剤であるエナラプリルを投与する実験を試みたところ、線維化部位に出現するマクロファージはその数が減じ、さらに腎線維化が軽減されることが示された。また、抗酸化剤であるタウリンをシスプラチンの急性ラットモデルに投与したところ、同様にマクロファージ数の減少と腎線維化が軽減されることが分かった。これらの成果は、マクロファージ機能を抑制することは腎線維化の軽減に繋がる可能性を示唆する。また、比較病理学的観点から薬物誘発性の肝線維化の病態と、鯨類のマクロファージに関しても解析を行った。本研究の目的は、腎線維化部位に出現するマクロファージ群の機能的特性を明らかにし、難治疾患である腎線維化の進行を軽減する方策を追求することである。本年度においては、腎線維化の進行を軽減する方策を検討するために、シスプラチン誘発ラット慢性腎線維化モデルを用いて、抗炎症剤であるデキサメサゾンを投与する実験を行った。その結果、デキサメサゾン投与により、ED1陽性の浸潤マクロファージの出現が抑制され線維化が軽減された。
消化器癌と正常上皮の連続境界微小病変部での遺伝子変異、発現変異と多段階発癌の解明

微小組織を採取する「マイクロダイセクション」の技術はこれまで、組織内の多様な細胞集団の中から固有の細胞集団を、純度を上げて採取するために多用されてきた。次なるステップは、組織内の異なる各細胞亜集団を個別に採取し、それらの細胞亜集団の持つ特性と、亜集団間の相互関係を明らかにしていくことである。この技術は臨床検体のみならず、動物モデルを用いた研究においても威力を発揮すると考えられ、応用範囲はきわめて広く、期待される技術である。この「マイクロダイセクション」の技術を用いて、大腸癌の病理形態・組織構造を分子生物学的に裏付けることを目標として、遺伝子プロファイルの解析を進めた。具体的には、同一症例の大腸癌外科切除標本に共存する、多様な病理形態をとる癌上皮を個別に採取して、それらの発現プロファイルを明らかにすることで、、1)大腸癌の分化度、固有の形態(乳頭状構造、篩状構造など)を規定する遺伝子群の解析、2)癌の表層部と比べてより分化度の低い形態をとる(budding, single cell infiltrationを含めて)癌先進部(invasive front)のプロファイルの解析、を進めた。更には、3)前がん病変から癌上皮に進展する連続病変での遺伝子変異と発現変異、4)大腸の腺腫内癌での多段階発癌を規定する要因を、臨床検体を用いて検討してきた。本課題は平成15年4月25日に、東北大学医学部倫理委員会により承認され、順調に軌道に乗せて進展した。今後の課題として、私たちが確立した手法を、他の消化器系腫瘍の解析にも適用し、腫瘍組織内の正常上皮、前がん病変、がん上皮、間質、脈管、リンパ濾胞などを個別に解析し、更にそれらの細胞亜集団の相互応答を明らかにしていく必要があると思われる。
超高圧高温下における鉄-軽元素系の融解関係の決定

本年度は、マルチアンビル高圧装置とエネルギー分散型X線回折の組み合わせにより、FeO液体の構造の温度圧化について研究を行った。実験は大型放射光施設SPring-8のビームラインBL04B1で行った。高温高圧発生はこのビームラインに設置されている大型Kawai型マルチアンビルプレスSPEED-1500で行った。アンビル先端サイズは7mm、圧力媒体サイズは14mmである。圧力媒体は5%のCr2O3含有MgO、ヒーターは硼素をドープしたグラファイト、断熱材はZrO2である。良いS/N比を得るため、断熱材・圧力媒体・ガスケットに穴を開け、ダイヤモンドまたは窒素化硼素からなるX線窓を置いた。圧力はKClのB2相の体積から見積もった。本実験では様々な困難に遭遇した。第一の問題は、試料が周辺の物質と反応することである。様々な物質を検討した結果KClを試料カプセル物質とすることで解決した。アルカリハライド類はFeO融体と不混和であり、FeO融体に溶け込まない。KClは例えばNaClと比較するとその融点は高く、高温の融解実験に適している。また、CsClと比較するとX線透過率が高く、X線その場観察に適している。第二はヒーター材である。超高温発生に適しているグラファイトは10GPa以上ではダイヤモンドに転移し、そのままではヒーターとして用いることは出来ない。しかし、今回、グラファイトにボロンをドープし、ダイヤモンドに転移してもヒーターとして機能するようにした。この技術開発は。既にShatskiy et al. [Rev. Sci. Instr., 2009]として発表済みである。残念なことに、本研究期間では予備的なX線回折パターンを取得できたのみであるが、本研究の技術的基礎を作ることは出来た。太陽系の惑星の核は珪素・硫黄・酸素・炭素・燐などを含む鉄合金で出来ている。(Allegre, et. al., 1995; Javoy, 1995)太陽系形成時の微惑星の分化は、中程度の圧力(15GPa以上)と高温(2000K以上)と言う熱力学的領域で起きた。(Greenwood, et. al., 2005).そのような温度圧力領域では、硫黄を含む3成分系には不混和領域が存在し、その結果、二つの液体相が存在する。これは、金属と珪酸塩間の地球科学的なバランスに影響を与える。我々は、マルチアンビル装置を用いて、Fe-S-Si・Fe-S-C・Fe-S-Pと言う三つの3成分系を圧力4GPaから15GPa、温度1900Kから2400Kで調べた。hBNまたはCsClのカプセルに、不混和領域中に広がる異なる組成を持つ6個の試料を詰めた。急冷凍結した試料は、電子線マイクロプローブで調べ、各相の組成を見積もった。ここで判ったことは、不混和領域は不連続的に閉じ、特にそれは12GPA以上の圧力で加速されることである。この変化は、Fe-S液の無秩序構造から高密度構造への構造相転移と関係がある可能性がある。これは、硫黄が3成分系の鉄合金の不混和領域が縮みをコントロールしている可能性があることを意味する。次に、酸素について調べた。Fe-FeO系の不混和は20GPa以上で閉じるが、これはFeO液体の構造相転移と関係している可能性がある。高圧下での液体の構造をその場X線回折によって調べるための高圧セルの開発を行っている。このセルではヒーター材として新しくBをドープしたグラファイトを用いている。これにより、20GPaを越す圧力でも、2500°Cを安定に数時間発生できる。このセルを用いて、次年度、SPring-8でX線その場回折実験を行う予定である。この技術開発は。

既にShatskiy et al. [Rev. Sci. Instr., 2009]として発表済みである。残念なことに、本研究期間では予備的なX線回折パターンを取得できたのみであるが、本研究の技術的基礎を作ることは出来た。
高次元カテゴリーとその応用

有限ポストニコフ空間から有限複体への写像空間が可縮であることを示した。この結果から、ホモトピー群とホモロジー群のいずれかはある次元以上で0になることはないことが示される。特にホモロジー群に自由成分のない有限複体のホモトピー群はある次元以上で0になることはないというSerreの予想が示された。本研究の目的は,楕円コホモロジー論やMorava K-理論のような高階のコホモロジー論を,通常のK-理論がベクトル空間のカテゴリーから構成されるように,高次元カテゴリーを用いて実現することである.平成19年度の研究では,有限群の表現が,可換あるいは巡回部分群たちと,共役準同型のなすカテゴリー上で決まってしまうことに注目し,このようなカテゴリーからのファンクターカテゴリーを考察した.これは群自体が1-カテゴリーであるのに対し,2-カテゴリーとなっている.このカテゴリーでは1-射の積は元の群において交換可能な元のみに対し定義され,ある種の量子群と考えることができる.また,完備な局所環R上で定義された形式群は可換なR-代数に対し幾何的点集合として可換群を定めるが,非可換なR-代数に対しも,上のような2-カテゴリーを定めることができる.特にR上の全行列環に対して得られる2-カテゴリー,あるいはその分類空間についてこれまでに得られた結果は,1)n次全行列環とm次全行列環の直和によって,この分類空間はG.Segalの特殊ガンマ空間であり,従ってその完備化は無限ループ空間である.2)形式群を用いてテンソル積が定義され,この無限ループ空間により定まる一般コホモロジー論は積を有する.3)形式群が乗法群のときは,この2-カテゴリーから定まる表現論は有理数体上一致する.以上の点からこの2-カテゴリーがMorava K-理論の分類空間の候補であると考えられる.今後の課題として,この分類空間のコホモロジー群の決定等があげられる.本研究の目的は,楕円コホモロジー論やMorava K-理論のような高階のコホモロジー論を,通常のK-理論がベクトル空間のカテゴリーから構成されるように,高次元カテゴリーを用いて実現することである.平成20年度の研究は,平成19年度の研究を引き続き,有限群の表現が,可換あるいは巡回部分群たちと,共役準同型のなすカテゴリー上で決まってしまうことに注目し,このようなカテゴリーからのファンクターカテゴリーを考察した.これは群自体が1-カテゴリーであるのに対し,2-カテゴリーとなっている.このカテゴリーでは1-射の積は元の群において交換可能な元のみに対し定義され,ある種の量子群と考えることができる.また,完備な局所環R上で定義された形式群は可換なR-代数に対し幾何的点集合として可換群を定めるが,非可換なR-代数に対しも,上のような2-カテゴリーを定めることができる.特にR上の全行列環に対して得られる2-カテゴリー,あるいはその分類空間についてこれまでに得られた結果は,1)n次全行列環とm次全行列環の直和によって,この分類空間はG.Segalの特殊ガンマ空間であり,従ってその完備化は無限ループ空間である.2)形式群を用いてテンソル積が定義され,この無限ループ空間により定まる一般コホモロジー論は積を有する.3)形式群が乗法群のときは,この2-カテゴリーから定まる表現論は有理数体上一致する.以上の点からこの2-カテゴリーがMorava K-理論の分類空間の候補であると考えられる.これらについて,平成20年度はシンガポール国立大学のBerrick教授とultimateコホモロジーについての共同研究を進めた.その成果として,有限群コホモロジーの無限大次元とその近傍についての挙動に関し,構造を明らかにした.本研究の目的は,楕円コホモロジー論やMorava K-理論のような高階のコホモロジー論を,通常のK-理論がベクトル空間のカテゴリーから構成されるように,高次元カテゴリーを用いて実現することである.平成21年度の研究で得られた結果は次のとおりである.高さが一般の形式群、例えばHonda形式群に基づく代数的K-理論の新しい構成を試みた.加法群や乗法群以外の形式群は非可換環上では通常の意味の代数群を与えないが、可換な元の組に対しては確定した積を定める。このような状況はSegalの定義したг-集合を定めていると見なせる。г-集合は単体集合であるからその幾何実現を考えることにより1つのホモトピー型を定める。ここで非可換環として局所体の整数環上の全行列環を取った場合に得られるホモトピー型についてQuillenの+構成を取ったものが代数的K-理論の候補である。この空間について最初に調べることは、そのコホモロジー群である。形式群が乗法群の場合、この空間は一般線形群の分類空間である。線形群の次数をnとすると、このような空間のコホモロジーは、極大トーラスのコホモロジーであるn変数多項式環のn次対称群による不変元たちであることはよく知られている。高さがhの形式群の場合は、極大トーラスに当たるものが、nh次元になり、そのコホモロジーはnh変数の多項式環である。

n次対称群はそこにh回テンソルの形で作用するが、求めるコホモロジーはその不変式たちであることが示された。この空間、あるいはг-集合についての表現論的考察を行うのが今後の課題である。特に、MoravaのK-理論を用いずに、適切なトレース写像を定義することによってHopkins-Kuhn-Ravenelの指標の群論的解釈を得ることも可能であると思われる。