hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
ナノスケールで構造制御した多元素複合クラスタービーム形成技術の研究

ナノ構造を持つ多元素複合クラスターの生成方法を開発し、それを用いたナノ構造材料創成技術を開発することを目的として、ガスクラスターを出発点として金属や有機物など異種の材料を周囲に被覆し、イオン化・加速するナノ構造多元素複合クラスター蒸着装置の開発を行った。Arガスクラスターに金属Inを被覆する試験を行った結果、ArとInの複合クラスターが生成され、このガス-金属複合クラスターをSi基板上に蒸着することで、ナノサイズの金属ドット形成が可能であることを示した。ナノ構造を持つ多元素複合クラスターの生成方法を開発し、それを用いたナノ構造材料創成技術を開発することを目的として、初年度であるH18年度は層状クラスター作成を行うためのシステムの構築、核となる初期クラスター生成技術の開発、及び多元素複合クラスターに関する情報収集を中心に研究を行った。ガスクラスターを出発点として、金属や有機物など異種の材料を周囲に被覆するために初期クラスター生成装置及び金属材料被覆装置を開発した。これらの装置は、既存のクラスターイオンビーム照射装置に連結し、層状クラスター作成システムを構築した。出発点となるガスクラスターとしてはノズルから真空中への高圧ガスジェット噴流を用いてArガス材料のクラスターを生成した。初期クラスター生成装置には大型の試作ノズルが取り付けられるようになっており、形状の異なる大型のノズルを試作し、それらを用いてノズル形状や生成条件の探査を行うことで、層状クラスター形成に必要と考えられる強度の強いガスクラスターの生成を行った。金属材料被覆装置はクラスターイオンビーム照射装置内でのるつぼ加熱試験を行い、金属材料被覆に必要な温度までのるつぼ加熱を行うとともに、当該温度における照射装置内の真空度への影響を評価した。また、国内外の学会等において、クラスターの生成や輸送、及び応用に関する研究発表を行い、国内外研究者と意見交換するとともに、多元素複合クラスター形成とその応用に関する情報収集を行った。ナノ構造を持つ多元素複合クラスターの生成方法を開発し、それを用いたナノ構造材料創成技術を開発することを目的として、ナノ構造多元素複合クラスター蒸着装置の開発、反応性クラスター生成技術の開発、及び多元素複合クラスターに関する情報収集を中心に研究を行った。H19年度は、前年度に構築したガスクラスターを出発点として金属や有機物など異種の材料を周囲に被覆するための装置により生成される層状クラスターに、さらに異種の材料を周囲に被覆し、イオン化・加速するためのナノ構造クラスタービーム装置を開発した。これを用いて、ガスクラスターへの金属材料の被覆を試験し、ガスと金属の異種材料多層構造クラスターが生成できるかを検証した。生成した多層構造クラスターは、イオン化・加速を行い、飛行時間型質量分析装置などを用いてそのサイズを測定し、金属被覆セル内の蒸気圧との関係を評価した。出発点となるガスクラスターについては、前年に引き続きノズル形状や生成条件の探査を行い、層状クラスター形成に最適なサイズのガスクラスター生成を行うとともに、塩素ガスクラスターなどの反応性クラスター生成条件探査も行い、多層構造クラスター形成に最適なガス種のクラスター生成の検討も行った。ナノ構造を持つ多元素複合クラスターの生成方法を開発し、それを用いたナノ構造材料創成技術を開発することを目的として、H20年度は、ナノ構造材料創成技術の開発、ナノ構造粒子薄膜形成技術の開発、及び多元素複合クラスターに関する情報収集を中心に研究を行った。前年度までに構築したガスクラスターを出発点として金属や有機物など異種の材料を周囲に被覆し、イオン化・加速するためのナノ構造クラスタービーム装置を用いて、ガスクラスターへの金属材料の被覆を試験した。出発点となるガスクラスターにはArガスクラスターを用い、被覆金属材料にはInを用いた。生成したクラスター粒子は、イオン化・加速を行い、飛行時間型質量分析装置を用いてそのサイズ分布を測定し、金属被覆セル内の蒸気圧とクラスターサイズの関係を評価すると共に、生成したクラスター粒子をSi基板上に蒸着し、蒸着レートの測定を行った。蒸着レートとクラスターサイズの関係から生成されたクラスター粒子は、ガスと金属の複合クラスターであることを示した。さらに、このガスー金属複合クラスターをSi基板上に蒸着して得られた薄膜の評価を走査型電子顕微鏡を用いて行い、Si基板上にナノサイズのドット形成が可能であることを示した。
グルタミン酸による網膜神経節細胞死にかかわる細胞内ジグナル伝達に関する研究

チモロールは、交感神経β遮断作用をもつ眼圧下降薬として約30年前より緑内障患者に使用されている。どのような病型の緑内障でも眼圧下降効果が得られる有効な薬剤である。近年、一部の抗緑内障薬に眼圧下降作用のみならず神経保護効果が認められることが報告されている。そこで、今回チモロールに眼圧下降作用以外に神経保護効果があるかどうかを検討するためラット網膜培養細胞系および虚血再灌流モデルを用いて検討した。方法は、1)Wistar系胎児ラットから単離した網膜神経細胞を1mMグルタミン酸(10分間)または血清除去(24時間)により細胞死を誘発させ、生存率をトリパンブルー色素除去法で算出した。2)Wistar系ラット(生後68日齢)から単離した網膜神経節細胞を25μMグルタミン酸含有無血清培地中で72時間培養することにより細胞死を誘発させ、生存細胞数をcalcein染色により算出した。3)ハロセン麻酔下でSprague-Dawley系雄性ラットの眼球に130mmHgの水圧負荷により網膜虚血状態を惹起し、45分後に再潅流した。再潅流後3日目に暗順応下におけるElectroretinogram(ERG)測定および網膜の組織学的解析を行った。0.5%チモロールは虚血3日前から3日後まで1日4回点眼した。チモロールは、網膜神経細胞(主にアマクリン細胞)および網膜神経節細胞を用いた培養系でグルタミン酸または血清除去により誘発される神経細胞死に対して、それぞれ10^<-7>M以上の濃度で細胞死抑制効果を示した。また、0.5%チモロール点眼はラット網膜虚血再潅流モデルでERGのa波及びb波の振幅減少および網膜神経節細胞数の減少を有意に抑制した。以上より、チモロールは、ラット網膜において神経保護効果を示すことが明らかとなった。(1)グルタミン酸により培養網膜神経節細胞がアポトーシスを誘導するかを検討した。網膜神経節細胞の純粋培養を行い、グルタミン酸暴露によりアポトーシスが誘導されているかをみるためTUNEL法を用いて検討した。グルタミン酸によるアポトーシス誘導率は以下のような計算式を用いた。((TUNEL陽性細胞(glutamate群)-TUNEL陽性細胞(control群)TUNEL陽性細胞(DNase群)-TUNEL陽性細胞(control群))×100(%)gultamate25μM投与群のアポトーシス誘導率は1530%で、glutamate500μM投与群のそれは約50%と濃度依存性にアポトーシスが誘導された。(2)カルシウムチャンネルブロッカー、ニルバジピンのグルタミン酸神経細胞死抑制効果を検討した。カルシウムチャンネルブロッカーは正常眼圧緑内障の治療薬として有効である報告と無効である報告があり、現在のところ一致した見解が得られていない。カルシウムチャンネルブロッカーが有効とする作用機序には眼血流量増加が考えられており、実際にニルバジピンは視神経乳頭血流を増加させることが知られている。現時点では、カルシウムチャンネルブロッカーそのものに神経保護作用があるかどうかは不明である。そこで、我々は培養網膜神経節細胞を用いてニルバジピンがグルタミン酸神経細胞死を抑制するか、またアポトーシスを抑制するかを検討した。ニルバジピンは濃度依存性に(1100nM)グルタミン酸神経細胞死を抑制し(生存率:Glu単独群vs.Glu+Nid(100nM),46.2±5.9%vs.68.5±4.9%,mean±s.d.)、アポトーシス誘導率も有意に抑制された(33.6±7.8%vs.17.3±4.8%,p<0.001)。また、この抑制効果はニフェジピンでは見られなかった。以上より、培養網膜神経節細胞においてニルバジピンがグルラミン酸により神経細胞死(アポトーシス)を抑制することが明らかになった。

チモロールは、網膜神経細胞(主にアマクリン細胞)および網膜神経節細胞を用いた培養系でグルタミン酸または血清除去により誘発される神経細胞死に対して、それぞれ10^<-7>M以上の濃度で細胞死抑制効果を示した。また、0.5%チモロール点眼はラット網膜虚血再潅流モデルでERGのa波及びb波の振幅減少および網膜神経節細胞数の減少を有意に抑制した。以上より、チモロールは、ラット網膜において神経保護効果を示すことが明らかとなった。
整数論と調和解析

1.Riemannゼ-タ関数のゼロ点の分布についての研究がさらに精密化された。ゼロ点の和に関する数論的性質がしらべられた。ゼロ点の指数和に関するLanlan型の定理がさらに精密化された。2.Jacobi群に付随する実解析的Eisenstein級数の解析接続と関数等式を証明した。meightの低い一変数の一般的保型形式の空間の次元とある種のSelheryゼ-タ関数のゼロ点の位数との密接な関係を示す次元公式をえた。3.概均質ベクトル空間のゼ-タ関数を保型形式関数ゼ-タ関数に拡張しKεー型対称空間に関連する場合に,その関数等式を示した。又裏返し変換によって関数等式がどう変化するかを記述するShintariの公式の証明を厳密に与え,さらに〓変数ゼ-タ関数(P近体上の場合をふくむ)に拡張した。Relnctiveな代数群の有限次元有理表限の制限の分岐定数がhighent meightか十分大きくなると球志現をmodnesとして一定になることを証明。LittleruorlーRichordson係数やKotsho係数などのくみあわせ論的量の間の等式の証明に応用した。2次形式論におけるSiegelの主定理の測反論的な新らしい〓式化を与え強近似佐理をみたす平等純代数群の〓〓空間に一般化した。その結果もともとの2次形式に関する場合でも合同条件付スピノ-ル〓上の平均値の場合,RagharonーAndricnsrの双対性などのSiegelの主定値の一般化が極めてみとおしよく導けるようになった。
磁気浮上電動車用磁気車輪の開発研究

本磁気車輪は,永久磁石を偏い式あるいは傾斜式と呼ぶ方式で導体板上で回転させることによって、誘導反発型の磁気浮上力と誘導型の推力を同時に発生させる電磁機器である。本研究によって以下のことを明らかにした。磁気車輪の設計に関して:1.磁石体積当たりの浮上力は,磁石磁界分布の基本波成分の大きさにほぼ比例するため,磁気車輪のポールピッチに対する磁極長さの割合は2/3から5/6の範囲が適切である。2.ギャップ長に対して20倍程度のポールピッチが確保できる場合には極数が多い方が有利である。磁気車輪外形20cm,ギャップが5mm程度の場合には,4極が最適である。3.永久磁石の磁化方向の厚さに関しては,その変化によって磁石表面近くにおける磁束密度はあまり変化しないため,単位体積当たりの浮上力の見地からは2cm厚程度が最適である。導体板について:4.駆動電力対浮上力比はほぼ導体板の体積抵抗率に厚みを掛けた表面導電率だけに比例する。すなわち,駆動電力対浮上力比は磁石寸法や配置法,回転速度,機械的ギャップ,偏い式における重なり割合,傾斜式における傾斜角に対してはほとんど変化せずに,導体板の抵抗のみに依存する。自己回転型磁気車輪ユニットについて:5.永久磁石裏面の電機子用としての継鉄は,重量が増加する不利よりも回転駆動力や浮上力を増大させる効果が大きい。6.駆動用に別モータを用いる場合と比べて大幅に小型軽量化できる。7.誘導反発型磁気浮上にもかかわらず,駆動電力をほぼ力率1にできる。自己回転型ユニットを4個を装着した偏い式磁気車輪方式磁気浮上車について:8.自重を十分上回る浮上力を発生できるうえに、浮上に要する駆動電力の半分程度を推力として利用できる。9.トルク成分を完全に打ち消すことができる。振動もほとんどなく安定した浮上が得られる。磁気車輪の高性能化および設計に関して以下の基礎データを得た。(1)磁石体積当たりの浮上力は,磁石磁界分布の基本波成分の大きさにほぼ比例することを確認した。したがって,磁気車輪のポールピッチに対する磁極長さの割合は2/3から5/6の範囲が適切であり,取り付け構造も考慮してこの鞄囲内から最適値を決定する。(2)ギャップ長に対して20倍程度のポールピッチが確保できる場合には極数が多い方が有利である。また,ポールピッチが大きい場合,長いギャップに対しても大きな発生力を得ることができるが,多極数では磁気車輪直径が大きくなる。したがって,磁気車輪外形を20cm程度に規定すると5mm程度のギャップでは4極が最適である。(3)永久磁石の磁化方向の厚さを変更しても,磁石表面近くにおける磁束密度はあまり変化しないために,小ギャップでの使用であれば磁石厚さは薄くできる.また,本磁気車輪の場合,二次側は非磁性の導体板だけであり磁路の大部分は磁気抵抗が大きいために,磁石の厚さの増加に対して浮上力は飽和しにくいが,単位体積当たりの浮上力の見地からは2cm厚程度が最適である。(4)磁気車輪の鉄心ヨ-クは,ヨ-ク裏側への磁気シールド効果は大きいが,エアギャップ磁束密度はヨ-クなしでも8割程度を得ることができる。特に極数が小さいとき鉄心ヨ-クは厚くなり,磁気車輪の重量の大きな割合を占めることに成る。したがって,ペイロード向上策として鉄心ヨ-クは使用しないことが得策と考えられる。(5)磁気車輪の駆動を内臓の電機子巻線で行う場合,駆動に必要な電機子巻線の重量は浮上力に対して十分小さくできるため,ギヤを用いない電機子巻線組込型の磁気車輪が得策と考えられる。

研究代表者らは,導体板上で永久磁石を機械的に回転させる簡単な方法で自己安定性を有する誘導反発型磁気浮上と推力を同時に発生できる「磁気車輪」を提案している。本研究は応用上重要な小型化と軽量化のために,自己回転機構を内蔵したモジュール型磁気車輪を設計,製作してその性能や能力を調べることを目的としている。これに関して,以下のことを明らかにした。1.駆動電力対浮上力比はぼ導体板の体積抵抗率に厚みを掛けた表面導電率だけに比例することを明らかにした。すなわち,駆動電力対浮上力比は磁石寸法や配置法,回転速度,機械的ギャップ,偏い式における重なり割合,傾斜式における傾斜角に対してはほとんど変化せずに,導体板の抵抗のみに依存することがわかった。これによって磁気車輪の設計を非常に簡単にした。2.磁気車輪の強力な永久磁石をモータの界磁極として利用し,電機子巻線を付加するだけで同期電動機を形成する自己回転型磁気車輪を設計,製作した。設計において,永久磁石裏面の電機子用としての継鉄は,重量が増加する短所よりも回転駆動力や浮上力を増大させる効果が大きいことを明らかにした。電機子用鉄心は軽量化のために継鉄のみでスロットを有しない巻鉄心とし,電機子巻線は三相集中巻で鉄心表面に取りつける構造とした。3.試作機によって,駆動用に別モータを用いる場合と比べて大幅に小型軽量化できることを実証した。具体的数値としては,15mmの大きなメカニカルクリアランスに対して,浮上力からモジュール全体の自重を引いた1モジュール当りのペイロードとして,約10kgという大きな値が得られた。4.一般の交流巻線を用いる誘導反発型磁気浮上方式では入力力率が極端に低いという大きな欠点を有するが,本方式では入力力率がほぼ1の理想的な動作ができることを実証した。本磁気車輪は,永久磁石を偏い式あるいは傾斜式と呼ぶ方式で導体板上で回転させることによって,誘導反発型の磁気浮上力と誘導型の推力を同時に発生させる電磁機器である。また,磁気車輪ユニットとは,永久磁石とヨーク間に三相の電機子巻線を挿入して同期電動機を構成し,回転駆動能力を持たせたものである。この自己回転型ユニットを偏い式磁気車輪として用いた試験結果から次のことが明らかになった。1.自己回転型磁気車輪ユニットによって,誘導反発型磁気浮上にもかかわらず,駆動電力をほぼ力率1にできることが実証された。2.磁気車輪ユニット4個を装着した車両の浮上実験により,本磁気車輪は,自重を十分上回る浮上力を発生できるうえに,浮上に要する渦電流の半分程度を推力として利用可能なことが実証された。3.4個の磁気車輪を同時に使用することにより,トルク成分を完全に打ち消すことができること,また浮上力や推力値は単体での値の単純な総和に等しいことが確認された。さらに,振動もほとんどなく安定した浮上が得られたことが確認された。なお,塵を嫌う場所では,長ギャップでの浮上走行が可能なため,適当な間隔で床に設置した磁石回転体側をケースで覆い,導体板を装着した可動子のみをケースの外側で浮上駆動する方式も考えられる。また,本構造のままでは案内力は得られないが,浮上力を浮上と案内の双方に利用する方法により,浮上・案内・推進が可能であると考えられる。
人工リンパ節を用いた免疫記憶細胞の解析と応用

我々は世界で初めて、自然のリンパ節と類似の構造を持ち、強力な免疫機能を発揮できる移植可能な人工のリンパ節を構築したが、本研究では我々の作製した人工リンパ節において自然のリンパ節では到達し得ないほどの爆発的な二次免疫反応が効率的に誘導されてくることがわかった。我々の人工リンパ節を応用することで非常に高い親和性を持つ治療用モノクローナル抗体の作出が容易に可能となる。我々の作製した人工リンパ節では抗原特異的な記憶ヘルパーT細胞、記憶B細胞が高率に集積してくること、抗原刺激後には濾胞性ヘルパーT(TFH)細胞が高率に人工リンパ節内で分化、増殖してくること、増殖したTFHヘルパーT細胞からのサイトカインIL-21により、抗原刺激を受けたB細胞あるいはCD8陽性キラーT細胞の爆発的な増殖、分化が誘導されることがわかった。しかしながら、抗原特異的なIgGクラスの抗体が大量に産生されてくるにも拘らず、人工リンパ節においては自己抗体の産生は全く見られない。我々の人工リンパ節はヒト免疫系の修復、強化、再生など臨床応用に発展する可能性がある。リンパ節組織の人工的構築を行い、その構造が自然のリンパ節に類似した抗原特異的抗体産生能を有する組織を構築する方法を確立した。この人工リンパ節を非免疫状態の個体、あるいは免疫不全症(SCID)の個体に移植し抗原で免疫すると、抗原特異的抗体産生系において、正常リンパ節では到達し得ないほどの強い二次免疫反応を誘導出来た。このような高効率の免疫機能をもった人工リンパ節の成功は世界で初めてである。また、T細胞の記憶細胞、B細胞の記憶細胞が人工リンパ節内に濃縮されるという結果が得られた。このことは、人工リンパ節において強い二次免疫反応が急速に引き起こされる理由の一つと考えられた。ヘルパーT細胞を解析するため、人工リンパ節内に高度に集積されてくるCD4+CD44hiCD62LloヘルパーT細胞集団をセルソーターにて分離精製して、(1)マイクロアレイ法による遺伝子発現パターンの解析、(2)FACSによる表面マーカー(ICOS,OX40,CXCR5など)の解析、(3)抗TCR抗体刺激後のサイトカイン産生パターンの解析を行った。その結果、人工リンパ節内に、エッフェクター型メモリーT細胞、B細胞濾胞内ヘルパーT細胞が高度に濃縮されていることが明確となった。さらに抗原特異的記憶B細胞も高度に濃縮されてくることがわかった。我々の作製した人工リンパ節には抗原特異的な免疫記憶T細胞、記憶B細胞が効率よく濃縮されてくることがわかった。このような組織を生体に移植することにより、速やかに抗原特異的に二次免疫反応を誘導して病原体を排除出来ることが期待される。現在、その免疫細胞系がほぼ100%ヒト由来の細胞から構成されているヒト化マウスを用いて、ヒト型の人工リンパ節、リンパ組織の構築についても研究を開始した。我々は免疫反応誘導活性を持つ免疫組織を人工的に作成することを試み、抗原特異的に正常リンパ節では到達し得ないほどの強い二次免疫反応を誘導できる人工リンパ節の構築に成功した。このような高効率の免疫機能をもった人工リンパ節の構築は世界で初めてである。その高効率の免疫誘導機能の機構を解析したところ、抗原特異的記憶T細胞、および抗原特異的記憶B細胞が人工リンパ節内に濃縮されるという結果が得られた。さらに、人工リンパ節内に高度に集積されてくるCD4+CD44hiCD62LloヘルパーT細胞集団をセルソーターにて分離精製して、(1)マイクロアレイ法による遺伝子発現パターンの解析、(2)FACSによる表面マーカー(ICOS, OX40, CXCR5など)の解析、(3)抗TCR抗体刺激後のサイトカイン産生パターンの解析を行った。その結果、人工リンパ節内に、エフェクター型メモリーT細胞のみならず濾胞性ヘルパーT細胞(Follicular helper T cells)が高度に濃縮されてくることが明確となった。我々の作製した人工リンパ節では、その詳細な機構はまだ不明であるが、抗原特異的な免疫記憶T細胞、記憶B細胞が効率よく濃縮されてくることがわかった。

理由の一つとして、我々が用いているストローマ細胞の特性にあると考えている。現在、人工リンパ節に集積するメモリー細胞の機能、発現分子の解析を行い、免疫記憶細胞の本態を明らかにするとともに、より効率よくメモリーTおよびB細胞が濃縮される人工リンパ節の構築を計画している。このような組織を生体に移植することにより、速やかに抗原特異的に二次免疫反応を誘導して病原体を排除出来ることが期待され、今後はヒトに応用出来る人工リンパ節の構築を目指す
ノックアウトマウスを用いた大腸癌発生に関与するプロスタノイド受容体の同定

家族性大腸ポリポ-シスや散発性の大腸癌の80%以上に癌抑制遺伝子であるAPCの突然変異が見い出されており、その発症に大きな役割を果たしている。また、家族性大腸ポリポ-シスの進展を、プロスタノイドの生合成における律速酵素であるサイクロオキシゲナーゼを阻害する非ステロイド系抗炎症薬が抑制することが報告されている。また、東大薬学部の武藤らは、APCと2型サイクロオキシゲナーゼのダブル・ノックアウトマウスを作成し、サイクロオキシゲナーゼの欠失により腸管のポリ-プの発生が10%以下に抑えられることを示した。これらの結果は大腸癌の発生にはAPC遺伝子の変異に加え、プロスタノイドが大きな役割をもつことを示唆している。また、国立がんセンターの若林らは、アゾキシメタンによるaberrant crypt foci誘発モデル等の化学発癌の系においてもプロスタノイドが関与することを示唆している。本研究は既に作製した8種類のプロスタノイド受容体欠損マウスとAPCノックアウトマウスとの交配やプロスタノイド受容体欠損マウスでの化学発癌の解析によって、大腸癌の発生に関与するプロスタノイド受容体を同定し、その作用横構を解明することを目的としている。そこで、プロスタノイド受容体欠損マウスのC57BL/6マウスヘの戻し交配を進め、8種類の全ての受容体欠揖マウスのAPC欠損マウスとの交配準備を整えた。また、APC欠損ヘテロマウスでのプロスタノイド受容体の発現の解析を行い、数種類の受容体の発現を確認した。一方、C57BL/6を用いてアゾキシメタンのaberrant crypt foci誘発を解析し、化学発癌での基礎検討を完了した。
遺伝子増幅法を用いたHelicobacter pyroriの口腔内検出法の開発

本研究では、口腔内サンプルのよりHelicobacter pyroriを検出するために、先ずH.pyloriの病原遺伝子と考えられているvacAの塩基配列を基にして、PCR法で612bp特異的遺伝子断片が検出可能なPrimerを設計した。次に、このPrimerを用いて、94°C30秒間、50°C30秒間、72°C30秒間で30サイクル反応を繰り返すことで、特異的遺伝子断片の判定量的な検出を試みた。過去に消化器疾患の既往や自覚症状のない、全身的に健康な成人では、唾液サンプル中からは1割程度に僅かなH.pyloriが検出され、デンタルプラークサンプル中からは検出されなかった。当科外来患者のうち過去に消化器疾患の既往を持つ者では、唾液サンプル中からは3割程度にH.pyloriが検出され、デンタルプラークサンプル中からは1割程度で検出された。本研究の結果より口腔内サンプルよりのH.pyloriの検出率と消化器疾患の既往の若干の相関がみられた。現在はこれらの結果を踏まえて、サイクル数その他におけるPCRの臨床応用上の至適条件や、口腔内サンプルのより効果的なサンプリング法について検討を重ねているところである。今後は再設定された条件の基で、消化器疾患を持たない健常者間でのH.pyloriの分布状況や、消化器疾患の臨床症状の違いや治療前後でノH.pylokiの検出率および量における差、さらには齲蝕、歯周病、口内炎などの口腔疾患や口腔衛生状況とH.pyloriの検出率との関連などを調査して行く予定である。
アインシュタイン計量の熱方程式による研究

アインシュタインの方程式、ヤンーミルズの方程式は共に物理学に由来し、変分原理によって定義されている。本研究は、変分原理に対応する非線型熱方程式の解の極限としてアインシュタイン計量とヤンーミルズ場をとらえ、解の存在や不安定な解の存在を示すことを目的とした。数学的には、2つの方程式は極めて類似性が高いが、ヤンーミルズの方程式の方がやや取り扱いが容易であるので、まずそれについて研究した。アインシュタインの方程式については、引き続き研究を行なう。まず、考える対象をリ-群が推移的に作用しているものに限定する。その時、熱方程式は常微分方程式に帰着し、実解折的な理論を用いることができる。(1)ヤンーミルズ場の存在については、完全に解決した。即ち、非コンパクトの場合を含む等質空間上の等質ベクトル束について、熱方程式の解は任意の等質接続を初期値としてヤンーミルズ場に収束することを示した。(2)上記の証明を用いることにより、弱い意味で安定な2つの等質ヤンーミルズ場で、等質ヤンーミルズ場全体の空間のなかで異なる連結成分に属するものが存在すれば、第3の、不安定なヤンーミルズ場が存在することを示した。(3)特に、等質空間がト-ラスの成分を持たない時、作用関数の挙動から、等質ヤンーミルズ場全体の空間がコンパクトになることが示せた。以上の結果は、既に複数のシンポジウムで発表しており、また現在投稿中である。
HIF-1α依存的脈管新生を介した胃癌腹膜播種形成機序の証明と新規治療法の開発

マイクロアレイ解析にて抽出した低酸素誘導遺伝子ANGPTL4を9種の胃癌細胞株を用いて発現解析を行った。ANGPTL4はスキルス胃癌58As9, 44As3のみで低酸素誘導発現していた。Stable ANGPTL4ノックダウン株58As9-KDおよび44As3-KD株を樹立後、monolayer culture解析した結果、58As9-KDおよび44As3-KD株はコントロール(SC)に比しG1arrestを呈した。suspension cultureでは強いアノイキスを示した。さらにKD株において、TGF-βシグナル活性化とFAK/Src/AKTシグナル不活性化が惹起されていた。研究代表者らは、HIF-1α発現を欠失させたスキルス胃癌細胞株58As9KDを樹立し、マウス同所移植・腹腔内注入モデルを用い、胃癌腹膜播種成立におけるHIF-1αの重要性を証明し、さらに脈管系を介する新たな腹膜播種形成機序を示した。本研究は1スキルス胃癌株58As9および44As3株において、胃癌原発巣のリンパ管新生・浸潤を亢進させ、腹膜播種形成を促進するHIF-1α下流遺伝子を同定する。2HIF-1α阻害薬を用いた胃癌腹膜播種治療モデルを確立する3マウスES細胞との共培養による胃癌の腫瘍新生脈管誘導系の確立を目的とした。(平成25年度)158As9, 44As3および非スキルス胃癌株MKN45, MKN74をヌードマウス胃に同所性移植し、胃癌組織を形成させた。約28日目までに犠牲死させ、胃癌組織をリンパ管マーカーLYVE-1にて免疫染色し、原発胃癌内でのリンパ管新生・浸潤を比較検討した。その結果、スキルス胃癌株58As9, 44As3は、MKN45, MKN74移植胃癌に比し、著明な腫瘍周囲のリンパ管新生・浸潤がみられた。この結果は、スキルス胃癌の腹膜播種形成がリンパ管新生に引き続く癌細胞のリンパ管浸潤を契機に惹起される経リンパ管経由の遠隔転移である可能性を示唆した。さらに、発現マイクロアレイ解析にて58As9, 44As3においてMKN45, MKN74には発現がみられない低酸素誘導遺伝子ANGPTNL4およびLOXL2を抽出した。いずれも分泌因子であり、ANGPTNL4は癌浸潤能亢進作用が、LOXL2は細胞外マトリックス改築機能が報告されており、スキルス胃癌の原発巣におけるリンパ管浸潤を亢進させる候補遺伝子である可能性が示唆された。現在、ANGPTNL4およびLOXL2の機能解析のため、特異抗体の選出さらにsiRNAによるノックダウン解析系を確立している。研究代表者はヌードマウス同所性移植モデルを用いて、スキルス胃癌腹膜播種形成において低酸素誘導因子(HIF-1α)が必須であり、さらに形成機序が従来言われてきた腹腔内直接散布ではなく、血管・リンパ管を介した遠隔転移である可能性を報告した。本研究はこの機序解明をさらに推し進めるべく、低酸素誘導遺伝子マイクロアレイ解析を行い、スキルス胃癌細胞株58As9, 44As3株に特異的に低酸素誘導発現されるANGPTL4, LOXL2遺伝子を抽出した。その後、ANGPTL4に焦点を絞りsiRNA plasmidを構築し58As9, 44As3株にtransfection後、薬剤選択にてANGPTL4がノックダウンされたstable transfectantsを作成した(58As9-KD4, 44As3-KD3)。これらのノックダウン株を用いて細胞増殖能、アノイキス、造腫瘍性につき解析したところ、それぞれのKD株は低酸素環境下においてcell cycleがG1 arrest、anoikis感受性、造腫瘍性の消失を示した。さらに驚くべきことにKD株ではTGF-βシグナルが活性化を示すsmad2/3のリン酸化認められた。これらの結果は、スキルス胃癌ではTGF-βの腫瘍抑制効果をANGPTL4が遮断していることが示唆された。おそらくスキルス胃癌ではANGPTL4発現を介してアノイキス耐性を獲得し、脈管内転移を可能とし、腹膜播種形成を促進すると推測された。現在、それぞれのKD株をヌードマウス胃壁に同所性移植し腹膜播種形成能を解析中である。研究代表者は、3年間の研究を通して低酸素環境→HIF-1α→ANGPTL4シグナルによる新たな腹膜播種形成機序を明らかにした。現在、論文投稿に向け準備を進めている。ANGPTL4およびLOXL2の低酸素誘導発現がHIF-1a&HIF-2a両者によって制御されていることを明らかにしただけでなく、58As9株にANGPTL4およびLOXL2がノックダウンされたstable transfectantを樹立できたこと。

胃癌の分子生物学#2ヌードマウス同所性移植にてそれぞれのsiRNAtransfectantが腹膜播種形成を抑制するかにつきin vivo解析する。ヌードマウス同所性移植にて腹膜播種を形成する2種類の細胞株58As9, 44As3において移植胃癌組織内のリンパ管新生、リンパ管浸潤が亢進されることを証明することができた。さらに、発現マイクロアレイ解析においてリンパ管浸潤能を亢進させる可能性のあるHIF-1a下流遺伝子候補ANGPTNL4, LOXL2遺伝子を選出することができた。【平成26年度】1ANGPTNL4, LOXL2遺伝子のリンパ管浸潤能をsiRNA導入法を用いて、in vitroさらにはin vivo(ヌードマウス移植)にて解析・証明する。2ES細胞+スキルス胃癌細胞の共培養によって、癌細胞におけるHIF-1α発現→ES細胞のリンパ管への分化誘導能を解析・検討する。
タンパク間相互作用による電位依存性NaおよびCaチャネルの集積機構の解明

細胞膜での膜電位信号が細胞内の化学情報に変換される分子機構を担うイオンチャネル分子複合体の構成と制御を明らかにすることを目的とし,神経軸索に局在し興奮の伝搬に関わるイオンチャネル分子である電位依存性NavチャネルNavl.6の機能制御機構を解析した.電位依存性Navチャネルは,軸索node of Ranvierやinitial segmentにAnkyrin-G蛋白による細胞内側からの裏打ちによって集積することが知られてきた.Ankyrinは一般的に様々な膜蛋白を集積させることで,生理的文脈に必要な機能的細胞膜ドメインを形成する役割があると考えられている.しかし,Ankyrinが直接相互作用する膜蛋白の分子機能を制御するかどうかは明らかでなかった.今回我々はtsA201細胞を用いて強制発現実験を行い,Navl.6電流をwhole cell patch recordingにより計測する系を立ち上げた.この系を用いてAnkyrin-Gの共発現を行った結果,Ankyrin-GがNavチャネルの持続性電流を著明に減少させることを見出した.これまでもっぱら膜蛋白分子の集積に関わるとされてきたAnkyrin分子が結合する膜蛋白質の機能をも制御することが初めて示されたことになる.更に,電位依存性チャネルの発現制御を明らかにするアプローチとして尾索動物ホヤのゲノム情報からの検索を行い,膜電位によって酵素活性を変化させる電位依存性ボスファターゼ分子Ci-VSPを発見した.単一の分子で電気信号を化学信号に変換することが示された最初の例となった.細胞膜での膜電位信号が細胞内の化学情報に変換される分子機構を担うイオンチャネル分子複合体の構成と制御を明らかにすることを目的とし,神経軸索に局在し興奮の伝搬に関わるイオンチャネル分子である電位依存性NavチャネルNavl.6の機能制御機構を解析した.電位依存性Navチャネルは,軸索node of Ranvierやinitial segmentにAnkyrin-G蛋白による細胞内側からの裏打ちによって集積することが知られてきた.Ankyrinは一般的に様々な膜蛋白を集積させることで,生理的文脈に必要な機能的細胞膜ドメインを形成する役割があると考えられている.しかし,Ankyrinが直接相互作用する膜蛋白の分子機能を制御するかどうかは明らかでなかった.今回我々はtsA201細胞を用いて強制発現実験を行い,Navl.6電流をwhole cell patch recordingにより計測する系を立ち上げた.この系を用いてAnkyrin-Gの共発現を行った結果,Ankyrin-GがNavチャネルの持続性電流を著明に減少させることを見出した.これまでもっぱら膜蛋白分子の集積に関わるとされてきたAnkyrin分子が結合する膜蛋白質の機能をも制御することが初めて示されたことになる.更に,電位依存性チャネルの発現制御を明らかにするアプローチとして尾索動物ホヤのゲノム情報からの検索を行い,膜電位によって酵素活性を変化させる電位依存性ボスファターゼ分子Ci-VSPを発見した.単一の分子で電気信号を化学信号に変換することが示された最初の例となった.イオンチャネルタンパク相互作用による機能制御機構について、以下の解析をおこなった。(1)Navチャネル不完全長タンパクによる発現抑制機構についてtsA201細胞への強制発現実験を行い、Nav1.6のドメインI-IIのみからなるcDNAと全長のNav1.6のcDNAを共発現させたところ、電流量の有為な減少は確認されなかった。この結果は、ツメガエル卵母細胞における結果と異なっており、理由として、(1)発現系による違い(温度、cDNAとcRNAの違い)または、(2)発現量による違い(Nav1.6は培養細胞では電流量が極めて少ない、が考えられたため、現在これらの可能性を検討するための実験を試みている。(2)アンキリンGによるNavチャネル機能の修飾機構の解明アンキリンGはNav1.6と軸索に共局在し、チャネル分子の密度の維持に必須なタンパクである。これまでに、アンキリンGがチャネル分子の局在化に関わるだけではなく、Navチャネルの持続性電流を抑制する機能を有することを明らかにしてきた。今年度は、持続性電流の抑制過程を定量的に記載するために、持続性電流量をTTXのサブトラクションにより厳密に測定し、アンキリンGの効果を検討した。アンキリンGは、持続性電流を有為に減少させたが、他のアイソフォームであるアンキリンBには抑制効果が見られなかった。また、アンキリンGと結合することが知られているNav1.6細胞内リンカー部分に変異を導入したプラスミドを作成し、電流計測をおこなったところ、アンキリンGの有無により持続性電流量に変化が見られなくなった。このことは、アンキリンGが直接Nav1.6チャネルに結合することによってチャネルの集積と同時にチャネル機能を制御していることを示唆する(第82回日本生理学会発表)。(1)前年度に見出したアンキリンGによるNav1.6の持続性電流の制御が、直接の結合によることを確認する目的で、Nav1.6のII-III linkerを欠失させた分子の持続性電流の計測を行った。予想に反して、アンキリン結合部位を欠失させただけで持続性電流が減少することがわかりこのコンストラクトではアンキリンによる持続性電流の制御を調べることができないことがわかった。更にII-IIIだけにしたプラスミドを全長のNav1.6とともに発現させたところ、有意に持続性電流が抑制されることがわかった。HEK細胞にはアンキリンのどのアイソフォームも発現していないことからII-III linkerに結合する因子でアンキリンとは別のタンパクがHEK細胞に存在する可能性が示唆された。

(2)岩崎助手がUC DavisのJames Trimmerの研究室へ行き、Nav1.6の抗体のプールの中から免疫沈降できる抗体のスクリーニングを行った。残念ながら10以上の抗体の中で免疫沈降に使える抗体は得られなかったがNavfamily共通に認識する単クローン抗体が免疫沈降に使える可能性が見出されたためこれを用いてアンキリンとNavl.6の結合を検討している。(3)Beta4がresurgent電流の形成に関わるとの報告があることから、Navl.6とBeta4をtsA201細胞に共発現させ、resurgent電流が再構成できるかどうかを検討した。Beta4の発現により電流量が有意に減少するため解析が難航しているが今のところresurgent電流は見られず、Beta4以外の因子がresurgent電流の形成に必要であると考えられる。(4)ゲノムの解析から電位センサーをもつ二つのタンパクを同定した。発現系での解析を行いひとつはホスファターゼを膜電位依存的に制御するタンパク(Nature,2005)で、もうひとつはポア領域をもたず水素イオン選択的に透過させる電位依存性プロトンチャネルである(Science,2006,in press)ことを見出した。
麻酔薬のオレキシン細胞活動に及ぼす影響-オレキシン系は麻酔薬の標的か-

脳弓下視床下部(PFH)および外側視床下部(LH)領域のオレキシン(ORX)細胞の電気生理学的特徴は活動電位の幅が広く、周囲細胞と異なる波形(2相性)を示し、睡眠時に比較して覚醒時に発火頻度が増大することが明らかになった。意識下自由行動下の状態でラットに各種麻酔薬(セボフルラン、プロポフォール、デクスメデトミジン、ケタミン、ムシモール)を投与するとPFHおよびLHのORX細胞は麻酔薬の種類によって異なる反応を示すことが明らかになった。麻酔薬投与に伴うORX細胞活動の変化は、脳波上の変化と一致した。意識下のラットで、脳波、筋電図、血圧および心拍数を記録しながら刺激電極を腹側被蓋野(VTA ; Br=-5.6mm, L=0.5mm, H=8.5mm)あるいは同側の青斑核(LC ; Br=-9.8mm, L=1.3mm, H=7.4mm)に留置し、定電流矩形波を刺激装置で与えた。その刺激にたいする反応を脳弓周囲視床下部(PFH)あるいは外側視床下部(LH)領域の細胞で誘発活動電位および自発活動電位として記録した。VTAを1mA 2Hzで刺激してPFHで記録するとsignal/noise比(SN比)が7:1以上のよく単離された活動電位が記録できた。記録可能だった細胞は12個でそのうちオレキシン抗体の結合を認めたのは3個だった。オレキシン抗体陽性細胞(ORX細胞)の特徴はburst and suppression patternを認めたが、覚醒時には睡眠時に比較して有意に発火頻度が増大し、活動電位の振幅も大きかった。LCを刺激してPFHで記録した細胞のうちオレキシン抗体の結合を認めたのは11個だった。VTAあるいはLC刺激によって逆行性に刺激されたPFHおよびLHのORX細胞は、隣接した細胞(非ORX細胞)と異なる特徴的な発火様式や活動電位を示した。ORX細胞は活動電位の幅が広く周囲細胞と異なる波形(2相性)を示した。ORX細胞は安静時には発火頻度は小さいが、周囲刺激に対して発火頻度の増大を示した。ORX細胞活動が小さい時は脳波上徐派が認められた。覚醒時にORX細胞の発火頻度は有意に増大した(147±25% ; P=0.003)。ラットが麻酔から覚醒した意識下自由行動下の状態でORX細胞の単一活動電位を記録した。脳弓周囲視床下部(Perifornical hypothalamus ; PFH)および外側視床下部(Lateral hypothalamus ; LH)のORX細胞活動を記録した。ORX細胞の特徴は活動電位の幅が広く、活動電位の後半にpositive deflectionを有し、周辺細胞と明らかに異なる特徴を有する。自由行動下で記録するとORX細胞は安静時には活動性は低く、刺激すると一過性に活動性が増した。脳波との関連を調べると、徐波睡眠期にはsilentでREM睡眠期はtonicとなり時にburst dischargeを示した。このORX細胞の発火頻度の変化は脳波の変化と相関した。ORX細胞の活動性が減少すると、筋電図上の筋緊張は減少し、脳波は徐波化しδ波の発現が認められるようになった。ORX細胞の発火頻度の変化は、脳波や筋電図変化より早かった。ORX細胞の発火頻度と筋電図変化に相関関係は認めなかった。同じORX細胞でもPFHとLH領域で必ずしも反応が同一ではなかった。意識下自由行動状態のラットを専用の密閉ケージに入れて吸入麻酔薬のセボフルラン(2-5%)に暴露するとPFHあるいはLHのORX細胞の自発発火頻度は、有意に抑制された(25±12%)。濃度依存性は認められなかった。LHよりもPFHの細胞がより強く抑制(発火頻度:35±17%)された。静脈麻酔薬であるプロポフォール(200-1000μg/kg/min)を投与するとLHのORX細胞は影響を受けなかった。PFHの細胞活動は抑制された。この反応に濃度依存性は認めなかった。
mafおよびfos.jun遺伝子群の細胞分化への役割

ロイシンジッパー構造を有する核内がん遺伝子産物Mafの正常組織での機能を明らかにする目的で、特に転写因子としての機能の解析、発現の組織特異性、その標的遺伝子の同定などを中心に検討した。標的遺伝子の検討はMafの認識するDNA配列と類似の配列をDNAデーターベースより検索することによって作成した候補遺伝子のリストを基にした。その結果、mafがん遺伝子とその関連遺伝子の産物がこれまで分かっていた血球系細胞の他、眼(retina,lens)などで組織特異的発現の制御を担っていることなどが明らかになった。さらにいくつかの標的遺伝子の候補で検討が進行中である。またMafの機能ドメインを解析し、アミノ酸配列から予想されていたように、Maf蛋白のN末端3分の2が転写活性化ドメインとして機能しうることが確認された。らに転写活性化能の検討の過程でかなり広範な細胞にMafと認識配列の類似したおそらく未知の転写因子が存在していることが示唆された。MafやFos,Junなどの核内がん遺伝子産物およびNF-E2p45などCNCファミリーのbZip蛋白は非常に複雑な相互作用ネットワークを形成している。このネットワークはおそらく未知の因子を含むような、さらに大きな拡がりを持っていると予想され、このネットワークの中での各因子間のバランスが各種の2量体の存在比率を決定し、ひいては様々な標的遺伝子の発現を決定づける役割を担っているものと考えられた。
単数の性質とレオポルド予想

Leopoldt予想についていくつかの方向から調べた中で,A.Brumerの定理の代数的別証明については,次の事が成果として挙げられる.アーベル拡大Κ/κにおいて,κでLeopoldt予想が成り立ち,更にΚ/κのすべての巡回的中間体でLeopoldt予想が成り立てばΚにおいても成立する事は既知であった.この結果は,相対アーベル拡大におけるLeopoldt予想をその巡回中間体の予想に帰着させるものであり,代数的別証明という観点からは重要なものである.本研究において私は相対単数を用いる別証明を得た(Tokyo Metropolitan Univ.Preprint Series 2004:No.9).ガロア群の構造をできるだけ用いない,という問題意識での一つの試みから得た別証明である.また,κが有理数体で,Κが素数q次の巡回拡大のとき,pがqを法として原始根ならばLeopoldt予想が成立する事は証明されている.これ以外の条件での予想の成立にっいて調べq=3の場合に結果を得,それによりΚが有理数体上(3,...,3)型アーベル拡大のときにすべての素数p(>3)についてLeopoldt予想の成立を示す事ができた.証明には単数のフェルマー商を用いる.現在,一般のqの場合を調べている.尚,最も基本的なアーベル体である二次体について調べる中で,虚二次体の類数に関する公式について一つの拡張を得た.これは,いわゆるOno's Numberの拡張である.同様のものを実二次体で考察した.Leopoldt予想についていくつかの方向から調べた中で,A.Brumerの定理の代数的別証明については,次の事が成果として挙げられる.アーベル拡大Κ/κにおいて,κでLeopoldt予想が成り立ち,更にΚ/κのすべての巡回的中間体でLeopoldt予想が成り立てばΚにおいても成立する事は既知であった.この結果は,相対アーベル拡大におけるLeopoldt予想をその巡回中間体の予想に帰着させるものであり,代数的別証明という観点からは重要なものである.本研究において私は相対単数を用いる別証明を得た(Tokyo Metropolitan Univ.Preprint Series 2004:No.9).ガロア群の構造をできるだけ用いない,という問題意識での一つの試みから得た別証明である.また,κが有理数体で,Κが素数q次の巡回拡大のとき,pがqを法として原始根ならばLeopoldt予想が成立する事は証明されている.これ以外の条件での予想の成立にっいて調べq=3の場合に結果を得,それによりΚが有理数体上(3,...,3)型アーベル拡大のときにすべての素数p(>3)についてLeopoldt予想の成立を示す事ができた.証明には単数のフェルマー商を用いる.現在,一般のqの場合を調べている.尚,最も基本的なアーベル体である二次体について調べる中で,虚二次体の類数に関する公式について一つの拡張を得た.これは,いわゆるOno's Numberの拡張である.同様のものを実二次体で考察した.Q,Zはそれぞれ有理数体,有理整数環とする.K=Q(√<m>)を虚二次体(mは平方因数のない負の有理整数)とし,d_Kをその判別式,O_Kを整数環,h_Kを類数とする.m≡1 mod 4のときω=(1+√<m>)/2,m≡2,3 mod 4のときω=√<m>とおく.NをKからQへのノルムとするとき,Kによって定まる定数証明には次の補題を用いる,補題イデアル[a,b+ω]が単項であるためには,方程式X^2-d_KY^2=4aが次の条件を満たす整数解X=s,Y=tを持つことが必要十分である.(I)円分体有理数体Qに1の原始p^r乗根を添加した円分体の類数について,それがpと異なる奇素数lで割り切れるか否かについて調べた.必要十分条件はYoshino (Abh. Math. Sem. Univ. Hamburg 69,1999)により与えられているが,実際の判定は計算機を用いなければならない.この必要十分条件を導く過程で円単数のフェルマー商が用いられている.このフェルマー商は私(Abh. Math. Sem. Univ. Hamburg 67,1997)が以前に調べたものと同一のものである.私はフェルマー商の性質を用いて類数がlで割り切れないための十分条件を調べた.(II)虚二次体虚二次体の類数について,私はOnoが定義したinvariantを改良し,Moller-Sasaki型の不等式を証明したが,この結果のさらなる改良を調べた.(III)実二次体奇素数pと自然数nが与えられたとき,pが分解し,pを割る素イデアルが属すイデアル類の位数がnであるような実二次体が存在するか否かについては,一般には(abc予想などの仮定がなければ)nが2のべきの場合のIchimuraの結果が知られているだけである.私は,nが奇素数のべきの場合について調べた.Leopoldt予想は,有理数体Qあるいは虚二次体上のアーベル拡大体については証明されているが,その証明は解析的な方法によるものである.純粋に代数的な方法よる証明が実現すれば,それは単数群に関する新たな知見を与えるものになると思われる.

この方向の研究はいろいろと行われているが,私は円単数のフェルマー商,岩澤によるLeopoldt予想の言い換え,シュバレーの定理などを用いて十分条件を調べた.円分体については,Qに1の原始p^r乗根を添加した円分体の類数について,それがpと異なる奇素数lで割り切れるか否かについて調べた.必要十分条件はYoshino(Abh.Math.Sem.Univ.Hamburg 69,1999)により与えられているが,実際の判定は計算機を用いなければならない.この必要十分条件を導く過程で円単数のフェマー商が用いられている.このフェルマー商は私(Abh.Math.Sem.Univ.Hamburg 67,1997)が以前に調べたものと同一のものである.私はフェルマー商の性質を用いて類数がlで割り切れないための十分条件を調べた.実二次体については,奇素数pと自然数nが与えられたとき,pが分解し,pを割る素イデアルが属すイデアル類の位数がnであるような実二次体が存在するか否かについては,一般には(abc予想などの仮定がなければ)nが2のべきの揚合のIchimuraの結果が知られているだけである.私は,nが奇素数のべきの場合について調べた.Leopoldt予想についてこれまで得られている結果の中で最も重要なものはA.Brumerの定理である,それは高度に解析的な方法によって得られたものである。この定理を純粋に代数的な手法で証明することは代数的方法の大きな進展を伴うはずであるので,多くの研究者が取り組んできた。私の研究においては,次の事が成果として挙げられる.アーベル拡大K/kにおいて,kでLeopoldt予想が成り立ち,更にK/kのすべての巡回的中間体でLeopoldt予想が成り立てばKにおいても成立する事は既知であったが,私は相対単数を用いる別証明を得た(Tokyo Metropolitan Univ. Preprint Series 2004:No.9).kが有理数体で,Kが素数q次の巡回拡大のとき,pがqを法として原始根ならばLeopoldt予想が成立する事は証明されている.これ以外の条件での予想の成立について調べq=3の場合に結果を得,それによりKが有理数体上(3,...,3)型アーベル拡大のときにすべての素数p(>3)についてLeopoldt予想の成立を示す事ができた.現在,一般の素数qの場合を調べている.本研究においては,単数のZp上の独立性を扱う上でそのフェルマー商を用いる.これを詳細に調べる事は非常に難しいが,円単数のフェルマー商については私の論文(Acta Arithmetica vol.76 (1996)及びAbh.Math.Sem.Hamburg 67 (1997))によってある程度分かっている.また,それらを用いる事によってLeopoldt予想以外の成果を得る事もできた(Abh.Math.Sem.Hamburg 71 (2001)).これらを準備とし,その成果をモデルに円分拡大とは異なるアーベル拡大体について研究を進めた.
巨大スピンを有するMn12系単一次元鎖磁石の開発とその物性

(1)Mn12-ac-dppに対して、架橋配位子として、種々の架橋配位子を用いて、合成することにより、溶解度の低いポリマーが得られたが、単結晶化には現在のところ成功していない。磁気測定を行ったところ、いずれもMn12核錯体より劣るものの、単一分子磁性を示した。(2)平面性配位子としてSchiff塩基系配位子H_2L1およびH_2L2を選び、Mn(III)との錯体を形成し一次元鎖磁石の形成を目指して実験をおこなった。用いたMn原料の違いや操作の違いにより1-3(L1^<2->)および4,5(L2^<2->)の結晶性固体が得られ、1-4について構造解析に成功した。これらはいずれも平面性の配位子がMnイオンを取り囲み、その上下から対アニオン(PhCO_2^-、あるいはN_3^-)と水が配位した単核錯体であった。拡張π系を通した相互作用により一次元的なつながりを持つ構造を有することが明らかとなった。磁気測定の結果、1,3,4では反強磁性的な相互作用が観測されたが、2,5において、50K以下の低温域でχ_MT値が上昇する強磁性的な相互作用が観測された。磁化率の解析から、2は二量体を形成し、二量体内では強磁性的な相互作用を有することがわかった。3K以下で、複素成分の立ち上がりが観測され、これは単一分子磁石であることを強く示唆するものである。5でも同様に交流磁化率の周波数依存性が確認できた。これらは、単核錯体の強磁性二量体が単一分子磁石の性質を示した最初の例である。平面性単核錯体を積層させて単一次元鎖磁石を形成するには、新たな配位子設計が必要であると考えられる。