hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
ソフトウェアの安全性向上のための型理論の深化と応用

本研究では,ソフトウェアの信頼性向上のため,これまで研究代表者らが提案してきた型に基づくプログラム検証手法を実用レベルに引き上げるとともに,検証手法の開拓を目標としていた.前者の主な成果として, Cプログラムやセキュリティプロトコルの自動検証ツールの構築が挙げられる.また,後者の主な成果として,高階モデル検査のプログラム検証への応用を示すとともに,世界初の高階モデル検査器の構築に成功した.交通システムや金融システム・原子力発電など重要な社会基盤の多くがコンピュータによって制御されている今日の高度情報化社会においては,ソフトウェアの信頼性向上が極めて重要かつ緊急の課題である.本研究では型システムに基づくソフトウェア検証の理論をさらに発展させ,研究代表者らがこれまでに取り組んできた並行プログラムの通信や同期の整合性,計算資源へのアクセス順序,セキュリティプロトコルなどの検証のための型理論を実用レベルにまで引き上げることを目標とする.また,そのような実用化に向けた研究を通じて,(1)ポインタや例外,割り込みなどの現実のプログラムに存在する複雑な言語機構を扱うための拡張,(2)検証精度と速度の向上,(3)モデル検査や定理証明など他の検証手法との融合,などの技術的課題に取り組む本研究では,ソフトウェアの信頼性向上のため,これまで研究代表者らが提案してきた型に基づくプログラム検証手法を実用レベルに引き上げるとともに,検証手法の開拓を目標としていた.前者の主な成果として, Cプログラムやセキュリティプロトコルの自動検証ツールの構築が挙げられる.また,後者の主な成果として,高階モデル検査のプログラム検証への応用を示すとともに,世界初の高階モデル検査器の構築に成功した.本研究では、ソフトウェアの安全性向上のため、ソフトウェアを実行前に検証するための型理論の研究を行っている.本年度は、以下の成果が得られた.1.高階再帰スキームに基づく関数型プログラムの検証関数型プログラムの到達可能性検証(特定のプログラムポイントに制御が到達するか)や資源使用法の検証(ファイルやメモリが仕様どおりにアクセスされるか)などの問題が高階再帰スキームと呼ばれる無限木を記述するための文法のモデル検査の問題に還元できることを示した.これによって、再帰を含む単純型付き関数型プログラミング言語に対する健全かつ完全な検証手法が得られた.2.高階再帰スキームのモデル検査のための型理論上記1のプログラム検証手法のためには、高階再帰スキームのモデル検査のアルゴリズムが必要であるが、従来知られていたアルゴリズムは極めて複雑でかつ効率の悪いものだった.それに対し、型を用いることによって、ブッキ・オートマトンのある部分クラスで表される仕様については、文法のサイズに関して線形時間(ただし非終端記号の引数の数とオートマトンのサイズに対してはn-EXPTIME)でモデル検査を行うためのアルゴリズムが得られた.3.メモリの使用法の検証のための型理論C言語のようなfreeとmallocによって手動でメモリ管理をする言語において、freeとmallocが正しく使われていること(具体的には2重に解放がおきない、mallocされたメモリ領域はプログラム終了時までに解放されるなどの性質)を検証するための型システムを設計した.さらに、その型システムに基づき、Cプログラムにおけるfreeとmallocの使用法を自動検証するための検証器を作成した.4.単調ACツリーオートマトンの表現力の研究デッドロックの検証器TyPiCalの改良のために単調ACツリーオートマトンの表現力について研究を行い、単調ディオファンティン不等式とよばれる制約で表される言語はすべて単調ACツリーオートマトンによって表現できることを示した.本研究では、ソフトウェアの安全性向上のため、ソフトウェアを実行前に検証するための研究を行っている.本年度は、以下の成果が得られた.1.高階再帰スキームに基づく関数型プログラムの検証手法の拡張前年度に,関数型プログラムのさまざまな検証問題が高階再帰スキームと呼ばれる無限木を記述するための文法のモデル検査の問題に還元できることを示したが,このプログラム検証方式には,(1)プログラムが単純型システムで型付けされなければならない,(2)整数やリストなどの無限集合上のデータを扱えないという欠点があった.本年度は,リストや木構造処理プログラムの検証を可能にするために,高階木トランスデューサの一種であるHMTPを導入し,その検証問題を高階再帰スキームのモデル検査の問題に還元する手法を考案した.また,これによって、より広範囲の関数型プログラムの検証を行うための道筋が得られた.2.型理論に基づく高階再帰スキームのモデル検査アルゴリズムの構築と実装上記1のプログラム検証手法のためには、高階再帰スキームのモデル検査のアルゴリズムが必要であるが,従来知られていたアルゴリズムは極めて効率の悪く,実用には耐えないものだった.それに対し,本研究では典型的な入力に対しては効率よく動作するモデル検査アルゴリズムを考案,実装し,その有効性を示した.また,高階再帰スキームのモデル検査の計算量について,従来の結果よりも精密な結果を得た.例えば,高階再帰スキームの生成する木が様相μ計算の論理式で表される性質を満たすか否かの判定問題の計算量は,いくつかのパラメタが定数であるという仮定のもとで,高階再帰スキームのサイズに対して多項式時間であることを示した.3.メモリの使用法の検証のための型理論C言語のプログラムにおいてfreeとmallocが正しく使われていること(具体的には2重に解放がおきない、mallocされたメモリ領域はプログラム終了時までに解放されるなどの性質)を検査するための検証器を作成し,その有効性を示した.本研究では、ソフトウェアの安全性向上のため、ソフトウェアを実行前に検証するための研究を行っている.本年度は、以下の成果が得られた.1.高階モデル検査に基づく関数型プログラムの検証手法の拡張

高階モデル検査に基づく関数型言語の検証手法で整数などの無限集合上のデータを扱えるようにするため,述語抽象化と反例からの述語発見の手法を導入し,MLのごく小さなサブセットに対してプログラムを自動検証することができるツールMoCHiを作成した.また,前年度に考案した高階木トランスデューサHMTTの検証手法を拡張し,木構造データに関する不変条件による注釈が与えられているという条件つきで(HMTTという制限のない)任意の木構造処理プログラムの自動検証を可能にした.2.新しい高階モデル検査アルゴリズムの開発上記1のプログラム検証手法の基礎となっているのは高階モデル検査であるが,そのための新しいアルゴリズムを考案した.従来知られていたものは,(1)実験的には多くの入力に対して効率よく動作するが,最悪の場合には入力となる文法のサイズに対して多重指数関数時間がかかるもの,(2)理論的には文法のサイズに対して線形時間だが係数が大きすぎて現実には使えないもの,の2種類しかなかった.それに対し,新しいアルゴリズムは,(他のパラメタを固定するという条件の下で)入力文法のサイズに対して線形時間でかつ実験的にも効率よく動作することが確かめられた.3.メモリ使用法検証器FreeSafeTyの改良前年度までに構成したC言語のプログラムにおけるfreeとmallocの使用法を検証するためのツールFreeSafeTyではエイリアス情報に関する注釈が必要だったが,mustエイリアス解析を組み合わせることにより,全自動で検証できるようにした.
圧縮性流体方程式の解の安定性と分岐解析

圧縮流体方程式の分岐・安定性解析の数学理論の構築を目指して,層状領域や柱状領域における定常および時間周期的平行流解の安定解析を行い,平行流解のまわりの解の漸近挙動は,空間次元nが3以上の場合はn-1次元線形熱方程式で記述され,n=2のときは1次元粘性Burgers方程式で記述されることを示した.Poiseuille流の場合に線形化作用素のスペクトルを詳細に解析し,不安定性の十分条件をReynolds数とMach数によって与えた.不安定化に伴う時空周期的進行波解の分岐の証明を与えた.空間周期パターンの安定性解析の第一段階として周期的層状領域上の解の漸近挙動の解析をBloch変換を用いて行った.1.時間周期平行流解の線形化安定性解析を行った.線形化発展作用素の部分的フロケ表現を導出し,解の漸近挙動の詳細を解明した.成果を原著論文にまとめ投稿した.2.n次元周期的層状領域における圧縮性Navier-Stokes方程式の静止定常解のまわりの線形化半群の漸近挙動の研究を行い,線形化半群は時間無限大においてある(n-1)次元定係数2階楕円型作用素が生成する半群のごとく振る舞うことを示した.この方面の先行研究には,二つの平行な超平面に挟まれた層状領域に対する結果が知られていたが,それを単に拡張したばかりでなく,漸近挙動を記述する2階楕円型作用素を決める実対称行列が基本周期領域上のStokes方程式の一次独立な解を用いて表されるという性質を明らかにした.超平面に挟まれた層状領域においては無限に広がる方向に関するFourier変換を用いてスペクトル解析がなされたが,周期的層状領域の場合には単純にFourier変換を用いることができないため,新たにBloch分解を導入して,線形作用素の摂動論や非圧縮流体に対するStokes方程式の解の評価などを用いて解析を行った.その際,通常のStokes方程式の解の評価だけでは不十分であり,ある種の摂動項付Stokes方程式に対する評価を新たに導出して結果を得ることに成功した.3.全空間における圧縮性Navier-Stokes方程式の時間周期問題を考察し,空間次元が3以上の場合に,ある種の対称性をもつ十分小さな時間周期外力に対して時間周期解の存在と安定性を示して先行結果を改良した.先行研究では,空間次元が5以上の場合に十分小さい時間周期外力に対して時間周期解が存在し,その時間周期解は安定であるという結果が得られていた.この研究では空間次元に対する制限を物理的に意味のある3次元も含む範囲まで緩和した.この結果を証明するために新たに線形化方程式に対するモノドロミー作用素の重み付きSobolev空間におけるスペクトル解析を行った.1. n次元周期的層状領域における圧縮性Navier-Stokes方程式の静止定常解のまわりの線形化半群の漸近挙動について,前年度の研究で得られた線形化半群のスペクトル解析をもとに,線形化半群の空間微分の減衰評価を導出し,非線形問題の解析の土台を作った.2. 3次元周期的層状領域における圧縮性Navier-Stokes方程式に対して,外力が空間周期的な場合を考察した.外力が十分小さい場合に空間周期的定常解が存在することを示し,その線形化安定性解析を行った.静止定常解の場合と同様にBloch分解を導入して,線形作用素の摂動論や定常輸送方程式のスペクトル理論などを用いて解析を行い,線形化半群のBloch変数が小さい部分のスペクトルは静止定常解の周りの線形化半群の対応する部分からの摂動としてとらえることができるということを厳密に示し,線形化半群のBloch変数が小さい部分は時間無限大である2次元定係数2階楕円型作用素が生成する半群のごとく振る舞うことを示した.3.全空間における圧縮性Navier-Stokes方程式の時間周期問題について,前年度にある種の対称性をもつ十分小さな時間周期外力に対して時間周期解の存在と安定性を示したが,外力の対称性の仮定を外すために重み付きエネルギー評価を導出した.得られた重み付きエネルギー評価は必ずしも対称性を持たない外力に対する時間周期解の存在証明に有用である.4.平行流の安定性について,レイノルズ数とマッハ数が十分小さければ平行流は安定であることが知られていたが,平面ポアズイユ流に対して,線形化不安定性が起こるための一つの判定条件をレイノルズ数とマッハ数を用いて与えることに成功した.1. n次元周期的層状領域上の空間周期外力下の圧縮性Navier-Stokes方程式の空間周期的定常解のまわりの線形化半群のスペクトル解析を行い,前年度に得た半群の指数減衰部分の速度に対する平滑化評価を得た.2. 3次元柱状領域における圧縮性Navier-Stokes方程式の定常平行流解の安定性を考察した.まず柱状領域の無限に伸びる軸方向の変数に関するFourier変換を施して線形化半群のスペクトル解析を行い,レイノルズ数とマッハ数が十分小さい場合に次のような成果を得た.低周波部分のスペクトルはゼロ周波部分の作用素のスペクトルからの摂動として解析し,線形化半群の漸近挙動の主要部となる1次元熱方程式の解のごとく振る舞う部分と指数的に減衰する部分とに分解することを示した.さらに主要部へのスペクトル射影作用素の高階Sobolev空間における有界性の評価が導出し,非線形解析において有用な半群の主要部の部分に対する因数分解を与えた.

次いで,線形化半群のスペクトル解析にもとづいて非線形問題の解析を行い,レイノルズ数数とマッハ数が十分小さく,平行流の密度が定数状態に十分近ければ,定常平行流解は漸近安定であり,攪乱の時間無限大における漸近挙動の主要部は1次元粘性Burgers方程式の解と断面領域上のある関数との積の形で与えられることを証明した.3.時間振動境界条件化における半空間上の非圧縮性Navier-Stokes方程式の時間周期解の安定性を考察した.レイノルズ数が十分小さければ線形化発展作用素に対してLp-Lq評価が成り立つことを示し,それをもとにしてレイノルズ数が十分小さければ時間周期解は漸近安定性であることを強解と弱解の枠で示した.1. $n$次元周期的層状領域における圧縮性Navier-Stokes方程式の空間周期的定常解のまわりの線形化半群のスペクトル構造に関する論文を執筆した.2. 2次元層状領域における圧縮性Navier-Stokes方程式のPoiseuille流の安定性を考察した.前年度までの研究において,レイノルズ数およびマッハ数が十分小さければPoiseuille流は安定であり,マッハ数がある程度大きければ,レイノルズ数がある臨界値を超えるとPoiseuille流は不安定となることを証明していた.今年度の研究において,Poiseuille流の不安定化に伴って時空周期的進行波解の分岐の証明を完成させ,さらに分岐点近傍におけるPoiseuille流のまわりの線形化作用素のスペクトルの構造を詳細に調べた.3.人工圧縮系および非圧縮Navier-Stokes方程式の定常解のまわりの線形化作用素のスペクトルの関係を調べた.人工圧縮系は非圧縮Navier-Stokes方程式の連続の方程式に小さいパラメータ(人工的マッハ数)を乗じた圧力の時間微分を加えて得られる双曲-放物型方程式系であり,人工圧縮系と非圧縮Navier-Stokes方程式の定常解の集合は同一のものとなる.人工的マッハ数ゼロの極限で非圧縮Navier-Stokes方程式が得られるが,この極限は特異極限となっている.今年度の研究では,両者の定常解まわりの線形化作用素のスペクトルを考察し,人工的マッハ数が十分小さければ,人工圧縮系の安定な定常解は非圧縮Navier-Stokes方程式の定常解としても安定であることを示した.逆に,非圧縮Navier-Stokes方程式の安定な定常解は,その速度場がある意味で小さければ,十分小さい人工的マッハ数に対して人工圧縮系の定常解としても安定であることも示した.圧縮流体方程式の分岐・安定性解析の数学理論の構築を目指して,層状領域や柱状領域における定常および時間周期的平行流解の安定解析を行い,平行流解のまわりの解の漸近挙動は,空間次元nが3以上の場合はn-1次元線形熱方程式で記述され,n=2のときは1次元粘性Burgers方程式で記述されることを示した.Poiseuille流の場合に線形化作用素のスペクトルを詳細に解析し,不安定性の十分条件をReynolds数とMach数によって与えた.不安定化に伴う時空周期的進行波解の分岐の証明を与えた.空間周期パターンの安定性解析の第一段階として周期的層状領域上の解の漸近挙動の解析をBloch変換を用いて行った.n次元周期的層状領域における圧縮性Navier-Stokes方程式の空間周期的定常解のまわりの解の漸近挙動について,線形化半群のスペクトル解析を行い,非線形問題の解の漸近挙動の解析の土台を構築した.
日本初の院内感染症由来VRE株に存在する線状DNA分子の分子遺伝学的解析

線状DNA分子の分子生物学的解析のために、バンコマイシン耐性腸球菌(VRE)による院内感染事例(1999年)で分離されたP8065株(E.faecalis)を使用した。1.塩基配列データの解析P8065株には31,325bpと31,135bpの2種類のDNA分子の存在が確認された。これらは極めて似た塩基配列を示す領域を持つ一方、それぞれユニークな領域も存在した。ホモロジー解析の結果、Bacillus subtilisを宿主とするφ29phageと高い相同性が認められた。これらDNA分子を仮にφpVRE-1(31,325bp)とφpVRE-2(31,135bp)とした。2.病原性関連遺伝子および薬剤耐性遺伝子の解析該当する遺伝子は検索されなかった。3.線状DNA分子の菌株・菌種間での分布解析PFGEとサザンハイブリダイゼーションにより供試E.faecalis338株中99株(29.3%)からDNA分子が検出され、分離年度・場所による検出率の違いはなかった。同一PFGE泳動パターンの院内感染由来VRE19株中P8065株以外に3株にDNA分子が認められた。φpVRE-1、φpVRE-2各々に特異的なプライマーによるPCRの結果、検出されたDNA分子は少なくとも3種類のDNA分子(φpVRE-1、φpVRE-2、non-φpVRE-1/φpVRE-2)が存在した。これらのDNAサイズ(30-63kb)には多様性が見られた。E.faecalis以外のE.faeciumなどの菌種にDNA分子は認められなかった。4.線状DNA分子の誘発・感染実験DNA分子はファージとする仮定のもとに誘発・感染実験を試みた。培養液中にはφpVRE-1、φpVRE-2が存在し、染色体DNA由来遺伝子と異なりDNaseに対して耐性を示し、PCRにより増幅がみられた。マイトマイシ誘発・UV照射により非保有株への感染実験を行ったが、プラーク形成法およびPCRによる感染の確認は得られなかった。線状DNA分子の分子生物学的解析のために,パルスフィールドゲル電気泳動(PFGE)を用いた巨大DNAの解析と全塩基配列の決定とを基本的な解析手法とした.今回の解析には1999年7-8月にかけて長野県内の病院において日本で初めてのバンコマイシン耐性腸球菌(VRE)による院内感染事例において分離されたVRE株(Enterococcus faecalis)のうちP8065株を使用した.1.PFGEを用いたDNAの解析P8065株をPFGEにより分離し,切出したゲルを直接,あるいは抽出・精製したDNAをSalI, SpeI, BlnI, XhoI, EcoRI,EcoRVで処理した.制限酵素によりDNA分子の合計サイズに違いが見られた.制限酵素未処理のDNAサイズは約32kbであった.また,SalI, SpeI, BlnI, XhoIについて2種類の制限酵素の組み合わせ処理によるDNAサイズの算出を行った.これらPFGEによるDNA解析の結果は,P8065株に約32kbの線状DNA分子が2種類存在することを示唆するものであった.SalI, SpeI, BlnI, XhoIについて制限酵素地図を作成した.P8065株は非常に似た線状DNA分子が2種類存在するということを示唆するものであった.2.DNAのショットガンライブラリーの作成精製DNAを超音波処理により断片化したDNAのうち,1.2-1.5kbおよび3-4kbのものをpUC18ベクターにクローニングし,ショットガンライブラリーを構築した.3.塩基配列の決定2.で作成したライブラリーから,それぞれ300および100クローンについて両末端から塩基配列を決定した.その結果,PFGEによるDNA解析の結果と同様にP8065株中には2種類の極めて類似のDNA分子が存在すると考えられた.線状DNA分子の分子生物学的解析のために、バンコマイシン耐性腸球菌(VRE)による院内感染事例(1999年)で分離されたP8065株(E.faecalis)を使用した。

これらのDNAサイズ(30-63kb)には多様性が見られた。E.faecalis以外のE.faeciumなどの菌種にDNA分子は認められなかった。4.線状DNA分子の誘発・感染実験DNA分子はファージとする仮定のもとに誘発・感染実験を試みた。培養液中にはφpVRE-1、φpVRE-2が存在し、染色体DNA由来遺伝子と異なりDNaseに対して耐性を示し、PCRにより増幅がみられた。マイトマイシ誘発・UV照射により非保有株への感染実験を行ったが、プラーク形成法およびPCRによる感染の確認は得られなかった。
X線その場観察実験による沈み込んだ海洋プレートの下部マントルにおける密度の決定

今年度はおもにつぎのような成果があった。昨年度SPring-8に導入されたプレス揺動機構を有するKawai型装置、SPEED-Mk.IIを使用して、KAlSi_3O_8ホーランダイトの状態方程式および単斜晶系の高圧相への相境界を決定した。このKAlSi_3O_8におけるホーランダイト構造からさらなる高圧相への相転移は、東大物性研究所・八木教授との共同研究により初めて観察された相転移である。KAlSi_3O_8ホーランダイトは、沈み込んだ海洋地殻の一部である堆積物のマントル遷移層から下部マントル条件下における主要構成鉱物である。したがって、この鉱物のマントル遷移層、下部マントル条件下における状態方程式、さらなる高圧相への相転移は、沈み込んだ堆積物の地球深部における密度を見積もる上で不可欠である。沈み込んだ堆積物は、地球深部において、海洋島玄武岩に肥沃な(液相濃集元素に富んだ)成分を供給する地球化学的貯蔵庫を形成する可能性が、地球化学的研究から指摘されている。したがって、沈み込んだ堆積物の地球深部における密度を明らかにすることは、そのような地球化学的貯蔵庫が地球深部のどこに存在するのかを明らかにするうえで不可欠な情報である。実験の結果、圧力15-27万気圧、温度300-1800Kの範囲で、相境界および状態方程式に関するデータを得た。その結果、KAlSi_3O_8におけるホーランダイト構造から単斜晶系の高圧相への相境界は、P(GPa)=16.6+0.007T(K)で表されることが明らかになった。また、ホーランダイト構造の状態方程式パラメータを、その安定領域で収集したデータから算出した。本研究で得られた状態方程式パラメータを使って沈み込んだ堆積物の地球深部での密度を計算した結果は、それがマントル遷移層最下部に貯蔵される可能性が高いことを示唆している。今年度はおもに次のような成果があった。今年度SPring-8に導入されたKawai型装置、SPEED-MkIIの立ち上げ実験を行い、この装置を使ってNaClのB1-B2相境界の精密決定を行った。今年度より立ち上げ実験が開始されたSPEED-MkIIは焼結ダイヤモンドアンビルを用いた実験のために設計された高圧装置であり、シンクロトロン放射光と組み合わせることにより50GPa以上の圧力領域での精密なX線その場観察実験を可能にするものである。この装置の大きな特徴は、プレス揺動機構を有することである。この機構は回折条件を満たす結晶の数が少なくても、サンプルを揺動させることにより、その弊害を軽減し、質の高いX繰回折パターンの収集を可能にする機構である。50GPa以上の超高圧を発生させるためには試料体積を小さくする必要があり、従来までの装置では質の高いX線回折パターンの収集をするのは困難であった。そこで、この装置では世界で初めて高圧発生装置全体を揺動させる機構を設け、超高圧条件下で質の高いX線回折パターンを収集することを可能にした私はこの立ち上げ実験に参加するとともに、この装置を使用した最初の実験を行った。その結果、NaClのB1-B2相境界の精密決定を1150-2000Kの温度範囲で行った。相境界線は負の勾配をもち、P(GPa)=31.27-0.0057 T(K)で表されることが明らかになった。この圧力領域(20 GPa)ではNaClの融点は約2100Kであり、実験を行った2000K付近では急激に試料の結晶成長がおこり、良質なX線回折パターンを収集することが困難であった。本研究ではプレス揺動機構を活用することにより、この困難を克服した。今後、この装置を用いることにより、マントル物質の超高温高圧領域での実験が可能になると思われる。

その結果、KAlSi_3O_8におけるホーランダイト構造から単斜晶系の高圧相への相境界は、P(GPa)=16.6+0.007T(K)で表されることが明らかになった。また、ホーランダイト構造の状態方程式パラメータを、その安定領域で収集したデータから算出した。本研究で得られた状態方程式パラメータを使って沈み込んだ堆積物の地球深部での密度を計算した結果は、それがマントル遷移層最下部に貯蔵される可能性が高いことを示唆している。
ツツジ属植物と菌根共生する菌類の種多様性とその維持機構の解明

わが国に広く分布するツツジ属植物と菌根共生するOidiodendron属菌の種多様性の実態を明らかにした。局所スケールと地理的スケールの分布調査に加え、塩基配列に基づく分子系統解析、培養菌株を用いた生理生態学的実験を行った。その結果、わが国には未記載種14種を含む22種が分布し、いずれの種も菌根形成能力を有することが分かった。Oidiodendron maiusは気候帯によらず広く分布していた。本種と近縁な未記載種が相次いで発見されたことから、本種はツツジ属植物の多様化と共にアジア地域で分化した可能性がある。菌根共生は植物と菌類との相利共生的関係として知られ、多くの陸上生態系においてほぼ普遍的にみられる生物間相互作用である。この関係は、生態系機能に関与する重要な生物間相互作用として認識されており、菌根共生菌の生態研究は現在世界的に精力的に行われている。しかし、菌根共生菌の種多様性にどのような規則性があるかについて生態学的アプローチから実証的に示した研究は殆どない。本研究では、ツツジ属植物と菌根共生するOidiodendron属をモデル材料とし、本邦の異なる気候帯や植生帯における種多様性の分布パターンを実証的に明らかにする。さらに、そのパターンの制限要因を、環境要因、系統学的要因や生理生態的特性、種間の競争関係の点から解明することを目指す。得られた結果から本属菌の種多様性の維持機構を考察し、資源保全に対する一指針を提供することが本研究の最終的な目的である。本年度は、林レベルの局所的スケールと本邦全域にわたる広域的スケールという異なる空間的スケールでの本属菌の種多様性の評価を行った。ツツジ根は北海道と沖縄を含む約10地域で採取し、実験室内で菌根共生菌を分離・培養することにより各地域の菌類相を明らかにした。その結果、本邦には少なくとも8種の既知種と14種の未記載種が分布していることが分かった。広域的スケールの調査からは、O.maiusのような広域分布種と、O.chlamydosporicumやO.griseumに代表される分布域に偏りのある種の存在が明らかになった。局所スケールの調査では、菌類相が周辺植生に影響を受けて変化している可能性が示唆された。本年度は、まず昨年度取得菌株数が少なかった南西諸島を中心にツツジ根の採取、本属菌の分離・培養を進めた。獲得した54菌株に関して形態観察とrDNA ITS領域の塩基配列に種同定を行った。昨年度のデータを加えると、未記載種を含む27種の分布を確認することが出来た。広域的に分布するO.maius以外の数種では、分布が気候帯や植生帯等に影響を受けている可能性が示唆された。そこで、個々の種の生理生態学的特性を明らかにするため、まず菌根形成実験を行った。その結果、全ての種が菌根形成能力を有することが明らかになった。現在、これらの種の成長最適温度及びpHの評価と資源利用様式に関する実験を継続しているところである。菌根共生は植物と菌類との相利共生的関係として知られ、多くの陸上生態系においてほぼ普遍的にみられる生物問相互作用である。本研究では、ツツジ属植物と菌根共生するOidiodendron嘱をモデル材料とし、本邦の異なる気候帯や植生帯における種多様性の分布パターンを実証的に明らかにすることを目的とした。さらに、そのパターンの制限要因を、環境要因や生理生態的特性の点から解明することを目指した。本年度もまず、ツツジ根の採取、本属菌の分離・培養を昨年度に引き続き行った。

獲得した菌株に関して形態観察とrDNA ITS領域の塩基配列に種同定を行った。昨年度までのデータを加えると、本邦の100地点において921の培養株を確立し、未記載種を含む27種の分布を確認することが出来た。菌根形成実験の結果、これらの殆ど全ての種が菌根形成能力を有することが明らかになった。緯度や標高を問わず広域的に分布するO. maius以外の数種では、それらの分布が年平均気温や植生に影響を受けている可能性が示唆された。全ての種を対象に成長最適温度、至適pHの評価、資源利用様式に関する培養実験をおこなったところ、一部の種では成長最適温度と分布に対応関係がみられた。
上皮組織におけるがん原遺伝子Srcとその制御因子CSKの機能解析

本研究は上皮組織におけるSFKの生理的役割と、Cskの担うSFKの活性制御機構破綻によるがんの形成や悪性化促進の分子機序解明を目的としている。これまでに、Cskを表皮特異的にノックアウトしたK5 Csk-KOマウスにおいて表皮細胞の過剰増殖、分化の遅延、細胞間接着や細胞骨格の形成異常、MMPなどの発現上昇が確認されていた。さらに細胞骨格形成異常はRaclの恒常的活性化によるものであることが示され、表皮の肥厚化は表皮下での炎症誘導に伴うものであることが示唆された。これらの表現型はがんの形成・悪生化の過程で見られるものであることから、化学物質による多段階的発癌実験を試みた。その結果、Cskのヘテロノックアウトにおいても腫瘍の形成促進が認めちれた。SFKはがんのごく後期過程、特に浸潤・転移の過程に関与していると考えられているため、初期の段階にも関与しうるというこの結果はがんとCsk/SFKシグナルとの関係を理解する上で興味深い結果であると考えられる。また、Cskノックアウト細胞は極性形成にも異常が認められることがわかった。FRETによってRhoファミリーsmallGTPasesの細胞内活性変化を観察したところ、Cskノックアウト細胞では一方向での局所的な活性変化が認められず、細胞辺縁全体で活性化が認められた。これによってCskノックアウト細胞の運動性か低下したのではないかと考えられる。また、細胞間接着形成時、通常はRaclの活性低下が認められるが、Cskノックアウト細胞ではそれが認められず、細胞間接着形成異常の原因のひとつと考えられた。これらのことから、SFKの活性制御機構はRhoファミリーの局所的な活性化を生み出すために必要不可欠であることがわかった。本研究は上皮系組織におけるSrc family tyrosine kinases (SFK)の生理的役割と、SFKの活性制御機構破綻によるがんの発生や悪性化の分子機序解明を目的としている。昨年度までの研究により、SFKの活性制御因子Cskを上皮組織特異的にノックアウトしたマウス(K5 Csk-KOマウス)の上皮組織では細胞の過剰増殖、分化の遅延、細胞間接着や細胞骨格の形成に異常が生じること、表皮角化細胞(ケラチノサイト)初代培養系においてもほぼ同様の現象が再現されることが明らかになっていた。そこで、K5 Csk-KOマウスで観察された異常の発現機構を明らかにするために、ケラチノサイト初代培養系を用いて解析を行なった。まず、細胞間接着に関与するタンパク質のチロシンリン酸化や発現量の変化について検討したが、顕著に変化する分子は同定されなかった。また、細胞骨格の顕著な再編成が観察されることから細胞骨格を制御する分子についても検討を行なった。Srcのリン酸化ターゲット分子であるCortactinのミュータントタンパク質をインジェクションしたところ、Csk-KO細胞で顕著な変化は認められなかったことから、細胞骨格の再編成にはCortactin以外の分子のリン酸化が重要であることがわかった。一方、Cskノックアウトケラチノサイトにおいて遺伝子発現レベルで変化する分子の同定を試みたところ、上皮間葉変換に関与するTwistやSnail、癌の悪性化に関与するMatrix Metalloproteinase (MMP)などの発現上昇が認められた。さらに、物理的接触の多い食道上皮において間葉マーカーの発現や前癌症状である核異形が認められたことから、癌化機構へのCsk/SFKの関与が示された。また、K5 Csk-KOマウスでは表皮下に炎症やファイブロブラストの遊走が観察され、この過程にCsk/SFKが関与することが示唆された。本研究は上皮組織におけるSFKの生理的役割と、Cskの担うSFKの活性制御機構破綻によるがんの発生や悪性化の分子機序解明を目的としている。これまでに、Cskを表皮特異的にノックアウトしたK5Csk-KOマウスにおいて表皮細胞の過剰増殖、分化の遅延、細胞間接着や細胞骨格の形成異常、MMPなどの発現上昇が確認され、がん化とCsk/SFKとの関与が示唆されていたが、その機構は明らかではなかった。細胞骨格形成異常の発現機構としてRhoファミリーGタンパク質の関与が考えられる。そこでRhoA、Rac1、Cdc42の活性を調べたところ、Csk-KO細胞ではRhoAの活性低下とRac1の活性上昇が認められた。Csk-KO細胞では、ラメリポディアとラフリング膜の過剰形成が起こっており、これが細胞間接着形成を阻害しているように見える。そこで、WT細胞に活性型Rac1を、Csk-KO細胞に不活性型Rac1を発現させたところ、表現型が逆転し、後者においてアクチンや微小管の形成が正常化した。さらに、細胞間接着形成においても前者では阻害され、後者ではほぼ正常化した。以上より、K5 Csk-KO細胞で見られる細胞骨格や細胞間接着の形成異常はRac1の過剰な活性化によることがわかった。K5 Csk-KOマウスの皮膚では炎症が、そしてCsk-KO細胞ではMMPの他、TNF-αやIL-6など、炎症誘起に関与する遺伝子の発現上昇が認められる。そこで、免疫抑制剤のひとつFK506をマウス皮膚に塗布したところ、表皮の肥厚化が緩和された。また、Csk-KO細胞ではFK506の添加により剛P9とTNF-αの発現低下が認められた。以上のことから、K5 Csk-KOマウスで見られる表皮の肥厚化は、SFKの活性上昇に伴うMNmgやTNF-αの発現上昇によって起こる炎症によって誘導されることが示唆された。

本研究は上皮組織におけるSFKの生理的役割と、Cskの担うSFKの活性制御機構破綻によるがんの形成や悪性化促進の分子機序解明を目的としている。これまでに、Cskを表皮特異的にノックアウトしたK5 Csk-KOマウスにおいて表皮細胞の過剰増殖、分化の遅延、細胞間接着や細胞骨格の形成異常、MMPなどの発現上昇が確認されていた。さらに細胞骨格形成異常はRaclの恒常的活性化によるものであることが示され、表皮の肥厚化は表皮下での炎症誘導に伴うものであることが示唆された。これらの表現型はがんの形成・悪生化の過程で見られるものであることから、化学物質による多段階的発癌実験を試みた。その結果、Cskのヘテロノックアウトにおいても腫瘍の形成促進が認めちれた。SFKはがんのごく後期過程、特に浸潤・転移の過程に関与していると考えられているため、初期の段階にも関与しうるというこの結果はがんとCsk/SFKシグナルとの関係を理解する上で興味深い結果であると考えられる。また、Cskノックアウト細胞は極性形成にも異常が認められることがわかった。FRETによってRhoファミリーsmallGTPasesの細胞内活性変化を観察したところ、Cskノックアウト細胞では一方向での局所的な活性変化が認められず、細胞辺縁全体で活性化が認められた。これによってCskノックアウト細胞の運動性か低下したのではないかと考えられる。また、細胞間接着形成時、通常はRaclの活性低下が認められるが、Cskノックアウト細胞ではそれが認められず、細胞間接着形成異常の原因のひとつと考えられた。これらのことから、SFKの活性制御機構はRhoファミリーの局所的な活性化を生み出すために必要不可欠であることがわかった。
グルタミン酸トランスポーター欠損マウスを用いたグルタミン酸細胞死機序の解析

グルタミン酸は中枢神経系において主要な興奮性神経伝達物質として知られているが、興奮毒性と言う概念で表せれるように、過剰なグルタミン酸は神経細胞障害作用をもつ。細胞外グルタミン酸濃度を制御する最も重要な機能分子はグルタミン酸トランスポーターである。本年度はグリア型グルタミン酸トランスポーター(GLT-1,GLAST)の神経細胞死における役割を解析するためGLT-1,GLAST欠損マウスを作成し、その表現型を解析した。GLT1欠損マウスは生後3週齢頃から致死性のてんかん発作を示し、生後12週齢頃までに80%が死亡してしまう。更に、生後7週齢まで生存した欠損マウスの脳を調べると、海馬CA1錐対細胞の選択的変性像が観察された。また、外傷のモデルとしてcold-injury(液体窒素で冷却した金属棒を大脳および小脳周辺の頭蓋骨にあてる)による浮腫巣の広がりを調べると、欠損マウスでは野生型に比べ大脳の浮腫巣の広がりが大きくなっていた。対照的にGLAST欠損マウスは、小脳登状線維のPurkinje細胞多重支配による軽度の協調運動障害(rotarod testの異常)以外、知覚・運動・行動に異常は見いだされなかった。しかし、coldーinjuryによる小脳の梗塞巣の広がりは、欠損マウスでは大きくなっていた。以上のことより、GLT-1は大脳において、GLASTは小脳においてグルタミン酸の興奮毒性から神経細胞を保護するのに重要な役割を果たしていることが明らかになった。従って、GLT-1,GLASTを活性化する薬物は新しい神経保護薬として有望である。
細胞膜のドメイン構造の解明:膜裏打ちタンパク質とレセプター分子との相互作用

細胞膜の微小ドメイン構造が膜タンパク質の運動領域を制限する機構を解明するため、細胞膜上のトランスフェリン受容体のナノメートルレベルの運動を金コロイド(40nm)を標識とする一粒子追跡法で測定した。また、受容体を金コロイドやラテックス(210nm)の微粒子を介したレーザー光トラップで操作し、その応答を解析した。細胞骨格系を薬剤処理で破壊した細胞を用いた測定から、細胞骨格系タンパク質で構成された細胞膜裏打ち構造が受容体の運動を制御していることを示唆する結果を得た。細胞骨格系の膜裏打ち構造と、被覆ピット裏打ち構造であるアダプター複合体の関係を調べるため、受容体の野生型、アダプター結合部位の点変異体、細胞質部分の欠失型を強制発現させた細胞を用いて、受容体の運動と光トラップに対する応答を解析した。この細胞では、野生型分子のほとんどが形成途中のやや不安定な被覆構造に入っていることを示唆する結果を得た。串変異体についても、細胞膜裏打ち構造との相互作用が起こっているらしいことが分かった。欠失型は、細胞質側からの運動制御を受けないが、細胞外に拡散運動を遅くする要因が存在することが示された。細胞膜の微小ドメイン構造が膜タンパク質の運動領域を制限する機構を解明するため、細胞膜上のトランスフェリン受容体に結合した、金コロイド(40nm)またはラテックス(210nm)の微粒子を、レーザー光トラップ法で捕捉し、レーザー光を掃引することによって、受容体分子を細胞膜上で操作し、その応答を解析した。その結果、1.6ピコニュートンの補捉力において、2μm以上の距離を掃引できる受容体分子と、0.2μm以下しか掃引できない分子とが存在することがわかった。トラップしていない状態で、前者が1.5x10^<-10>cm^2/s以上の拡散係数と200nm以上の運動範囲を持つのに対し、後者は1.5×10^<-10>cm^21s以下の拡散係数で200nm以下の運動範囲を持つ。この結果は、前者の運動が以前に観察された膜ドメインの内部で自由拡散運動であるのに対し、後者の運動は膜裏打ちー細胞骨格系との相互作用によって運動が遅くなっているものと解釈される。さらに、掃引可能な受容体分子について、捕捉力を変化させて行くことにより、膜ドメインの性質について以下の結果を得た。1.細胞膜には受容体分子の運動に対する構造的な障壁が存在する。2.障壁を乗り越えるには1-0.5ピコニュートンの力を必要とする。3.障壁間の距離は受容体分子の運動範囲とほぼ等しい。4.受容体分子の拡散係数・運動範囲はトラップによる動かしやすさ(掃引開始時の加速度)と相関関係が無い。5.障壁は弾性を持つ。以上の結果は、細胞膜の裏打ちタンパク質ー細胞骨格系のネットワークが、膜タンバク質の拡散運動を制限するフェンスのように働き、このフェンスの網目によって細胞膜が微小ドメインに区切られているという我々の作業仮説ー膜骨格フェンスモデル(membrane skeleton fence model)を支持するものである。細胞骨格系の破壊が受容体の運動に及ぼす効果を明らかにするため、サイトカラシンDおよびビンブラスチンで処理した細胞(NRK)の細胞膜内のトランスフェリン受容体分子の運動を、金コロイド(40nm)標識によって追跡した。無処理の細胞では約80%の分子が1x10-9cm2/sの拡散係数を持った拡散運動をしているのに対し、上記の薬剤処理によって細胞骨格系の一部を破壊した細胞では、拡散係数が1/10-1/5に減少した。サイトカラシンDによる微小線維破壊の効果は、ビンブラスチンによる微小管破壊の効果に較べてより顕著であった。また、電子顕微鏡によって、NRK細胞の細胞膜直下に、主として微小線維からなるネットワーク状の膜裏打ち構造が観察された。以上の結果は、細胞骨格系タンパク質で構成された細胞膜裏打ち構造の破壊によって、受容体分子の凝集が起こったと解釈され裏打ち構造が受容体の運動を制御していることを示唆している。

次に、細胞骨格系の膜裏打ち構造と、被覆ピット裏打ち構造であるアダプター複合体の関係を調べるため、受容体の野性型、アダプター結合部位の点変異体、細胞質部分の欠失型のcDNAを作製し、CEF細胞に強制発現させて(Trowbridge博士より供与)を用いて、受容体の運動と光ピンセットによる掃引に対する応答を解析することにした。野性型受容体は、1x10^<-10>cm^2/s程度の拡散係数を持っているが、0.05pNの光ピンセットでは50nmしか掃引できなかった。この細胞では、野生型分子のほとんどが被覆構造にトラップされていることが示されており、光ピンセットの結果も、それと一致しているが、拡散係数は比較的大きく、野生型の多くが形成途中のやや不安定な被覆構造に入っていることを予想させる。点変異型、欠失型についても現在解析中である。
自己組香化されたナノ階層構造を持つ光機能系のデザイン

昨年までの検討で、メソポーラスシリカ(MPS)とチタニアナノシート(TNS)とのFTO電極上に順次積層した複合膜(MPS/TNS/FTO)は、それらの中に別々に取り込まれた有機色素(TMPyP)と電子受容体(MV2+)は、TNSの紫外光励起により、MPSとTNS界面を介して電荷分離が起こることをTMPyP1電子酸化体とMV2+の1電子還元体が同時に生成することからMPS中のTMPyPが界面を通過して、光励起TNSの価電帯に1電子を流すことを示している。本年度の研究成果は、この異種界面を介する光電流観測を行ったので報告する。従来通りの(MPS/TNS/シリカガラス)複合膜と同様に、F T O電極上に作成した(MPS/TNS/FTO)複合膜は、Pt対極、Ag/AgCl作用電極とともにCH3CN溶液中で紫外光照射すると、FTO電極に-0.4Vのバイアス電圧を印加することにより、カソード電流を観察した。また、電子受容体としてMV2+の代わりにFTO電極を用い、積層順をこれまでと逆にした(TNS//MPS/FTO)複合膜を作成し、MPS細孔内にTMPyPを組み込んだ複合膜をCH3CN溶液中で光電流測定を行うと、+0.3Vのバイアス電圧を印加した場合、約0.1μAの光電流を観察した。この光電流の発生に伴い、MPS中のTMPyPは、その約60%が1電子酸化されたことをその分光学的分析により確認した。すなわち、これらの検討により、これまで無機複合界面を介してTNS光励起により発生した電流は、FTO電極に流れ込むことを初めて観察できた。また、これらの複合膜での光誘発電荷分離は、室温、大気下で、数時間以上安定に存在し、脱気下では、数日以上も安定保持されることも明らかにした。今後、適切な励起レドックス電位を持つ有機色素を組み合わせて、可視光照射による色素増感電荷分離膜系を開発したい。ニオブ酸カリウム(K_4Nb_6O・17H_2O)はニオブ酸層を挟んで水和および非水和カリウムイオンを含む2種類の層間隙IとIIを持つことから層間へのゲストの取り込み挙動も異なることが知られている。そこで本研究では、可視光吸収剤としてポルフィリン誘導体(TMPyP^<4+>)と電子受容体(MV^<2+>)を層間隙IとIIに交互に吸着させ、可視光照射によって、各ニオブ酸層の両側に一電子酸化種と還元種電荷分離させ、再結合による反応効率を低下を抑制することを検討した。TMPyP^<4+>とMV^<2+>の交互複合体の合成は、堂面らのニオブ酸塩のプロトン化とプロピルアミン処理法により、層間隙IのみをTMPyP^<4+>で修飾し、層間隙IIは、MV^<2+>の前駆体(4,4-bipyridine)で中和による取り込みを行った所、約30%のインターカレーションが起こり、求める交互吸着がXRD分析から確認された。また、この階層構造のモデルとして、層状チタンニオブ酸カリウム(KTiNbO_5)の層間隙にTMPyP^<4+>とMV^<2+>を吸着した複合体を腹々に合成し、その複合体のキャスト法により積層した複合体の可視光増感電荷分離を検証した。

その結旺、シリカ基板上に、先ず、KTiNbO_5の全層間隙にMV^<2+>を吸着したTiNbO_5^-MV^<2+>複合体薄膜を形成させてからその上に、KTiNbO_5の全層間隙にTMPyP^<4+>を吸着した累積膜を可視光照射したときに、MV^<2+>の還元体の生成が観察され、そのアクションスペクトルから、TMPyP^<4+>の光励起が還元に係わっていることが明らかになった。我々は層状金属酸化物半導体(LMOS)であるチタニアナノシート(TN)/メチルビオロゲン(MV^<2+>)複合膜作成と光誘起電子移動について検討した。本計画では、カチオン性ポルフィリンであるテトラメチルピリジニウムポルフィリン(TMPyP)、以下に記すようなメソポーラスシリカ(MCM-MPS)、TN、MV^<2+>で構成される積層化複合体膜の作製を行い、TMPyPからMV^<2+>への光誘起電子移動について検討し、複合体としてMCM-MPS細孔内にTMPyPを担持した複合体の上にさらにTN-MV^<2+>を積層した複合体(系I)と、MCM-MPS細孔内にMV^<2+>を担持した複合体の上に重ねてTN-TMPyPを積層した複合体(系II)の2種を組み立て、両者のシステムでの光誘発電荷分離を比較した。なお、系Iも系IIのメソポーラスシリカの合成法は、いずれもキュービック構造を有するMCM-MPS薄膜を文献に従い合成し^<1)>、TMPyP, MV^<2+>水溶液中に浸積させることで、TMPyP, MV^<2+>の担持を行った。また、電気泳動またはキャスト法により、MCM-MPS薄膜上にTN薄膜を析出させ、MPS/TN複合膜を作成した。また、系Iを光照射すると、MV^<2+>還元体の生成とTMPyPの分解が同時に進行し、TNを介した光誘起電子移動が生じていることが確認された。一方、系IIに光照射を行うと、MV^<2+>還元体の生成は観測されなかったが、TMPyPの分解物が、等吸収点を持って生成した。これは、TMPyPがTN層間に存在するため、励起TNによるTMPyPの光誘発分解が効率良く進行したことが推定された。以上まとめると、系Iでは、可視光増感反応は起こらなかったが、直接光照射による電荷分離は確認された。新規の光機能性を有する材料・システムの創製を目的に、光機能性を有する分子集合体の光幾能について研究を行い、以下の研究成果を得ることが出来た。1.光機能性有機分子の集合構造を利用した新規光機能界面の構築分子サイズや官能器の異なる自己集合性光機能有機薄膜の合成を行った。これら分子集合体が形成する立体構造・微細環境が、光反応特性に大きく影響することを見いだした。(J.Mater.Chem.2004,14,196,Bull.Chem.Soc.Jpn.in press)2.無機層状化合物/ジアリールエテン誘導体(DA)複合体の光反応特性フォトクロミック分子の一種であるDA誘導体と層状構造を有する無機化合である粘土鉱物との複合化を行った。構造の異なる複数のDAと、複数の粘土鉱物を比較検討することで、層間に於けるフォトクロミック特性を明らかにした。(Chem.Lett.,2004,1116,Mol.Cryst.Liq.Cryst.in press)3.無機層状化合物(LDH)とポリジアセチレン誘導体(PDA)との複合化4.チタニアナノシート(TNS)による新規光機能界面の構築TNSは層状構造を有する光触媒である。TNSの層構造を用いて、光機能性有機分子との複合化を行い、光誘起電子移動系の構築を行った。特に、TNS膜とメソポーラスシリカ膜とを複合化した膜の構築と、膜界面での良好な光誘起電子移動はこれまでに報告が無く、新たなブレークスルーとして期待される。
Epstein-Barrウイルス関連リンパ腫発症における修飾要員の検討

本年度の研究は鼻腔リンパ腫(NL)および膿胸関連リンパ腫(PAL)を主な対象とした。NLについては(1)全国の50施設の協力を得てNLの発生の経時的変動を調べたところ、微減傾向を示した。韓国の延世大学では著しい減少傾向を示しており、その原因についての詳細な調査の必要性を示した。(2)NLの免疫学的性状に関しては従来より種々の意見があり、未定であった。免疫組織学、遺伝子再構成を用いたクローン性の検討を組み合わせることにより、本腫瘍はNK細胞性であることを確定した。PALは免疫不全のない患者に発生するにもかかわらず、CTLに認識される潜伏感染遺伝子(LMP-1,EBNA2)を発現している。従ってPAL細胞のCTLからの逸脱機構が問題となる。EBNA4のCTLエピトープ領域の核酸配列を6例のPAL例について末梢血およびPAL組織中のEBVゲノムについて比較したところ、5例において相違がみられた。このことはEBV感染Bリンパ球のうち、CTLの監視から逸脱するものの中からリンパ腫(PAL)が発生してくることを示唆している。鼻腔リンパ腫、とくにpolymorphic reticulosis(PR)の形態をとるリンパ腫はそのほとんどにEpstein-Barr virus(EBV)が潜伏感染していることから、その発症にEBVが強くかかわっていると考えられている。一方,我々はこれまでにこの疾患が東アジア地域で高率に発症していることを見いだした。また,これらの地域においても発症頻度に差がみられ,本邦に比し韓国では5倍頻度が高い。今回は、本邦および韓国の症例について病理疫学的調査を施行し臨床病理学的特徴と発症頻度の経時的変化について検討をおこなった。本邦の症例は1966年から96年に医学部、医科大学附属病院59施設において診断、治療された738例,韓国症例はYonsei大学において1977年から95年に診断治療された102例である。この結果1990年以前と以後では、PRの発症頻度は外来新患者100,000人あたり韓国例では20から10人と減少したのに対し、本邦例では7から6と大きな差を認めなかった。すなわち,韓国の発症頻度は本邦のそれに近づきつつあることが明らかとなった。また両国のPRにおけるEBVの潜伏感染頻度は地域および時期により変化がないことからPR発症にはEBV以外の要因が関与していることを示唆している。PRは現在、免疫組織学的にNatural Killer(NK)cellのmorkerであるCD56が陽性になること,T cell receptor(TCK)の再構成がみられないことからNK celleの腫瘍である可能性が報告されている。一方、T細胞性リンパ腫との報告もある。これらの報告では症例が少ないこと、組織型が一定していないことがその原因である可能性がある。そこで組織型を一定にしたPR症例21例を収集し、その免疫学的性状、EBV潜伏感染状態、さらにDenaturing gradient gell electrophoresis法によりTCRの再構成の有無について現在検討中である。本年度の研究は鼻腔リンパ腫(NL)および膿胸関連リンパ腫(PAL)主な対象とした。
エネルギー貯蔵機能を持つ生分解性高分子化合物の合成とその二次電池への応用

1.ジスルフィド結合を主鎖内に有する生分解性ポリアミドを3,3'-ジチオジプロピオン酸の酸塩化物と種々のアルキルジアミンを用いて界面重縮合法により合成を行った.合成物の構造については,NMR,1Rなどの各種分光法により確認を行った.2.1.で合成したポリアミドの有機電解液中における電気化学的性質を調べる為に,導電剤としてグラファイトを混練した電極を作製した.また,グラファイトの混練では十分な電極応答が得られないことが多かったために,グラファイトの分散性を高める処理を以下で行った.3.2.で発生した問題点を解決するために,合成時に高速攪拌機を用い,ジアミン水溶液に有機溶媒を混合しエマルジョンを形成させた後,これにグラファイトを加え,さらに有機溶媒に溶解させた酸塩化物溶液を加えることによりグラファイトの分散性を高めたポリアミド-グラファイト複合体を合成した.グラファイトの分散性が向上したことは,SEM観察などにより確認した.4.3.で合成したポリアミド-グラファイト複合体を電極に充填し,その有機電解液中における電気化学的挙動を検討したところ,2.の電極では,サイクル特性の低下が顕著であったのに対して,3.で調製した複合体電極では,グラファイトの分散性を高められたためサイクル特性の向上が見られた.5.1.で合成したポリアミドの生分解性を評価するための予備的な実験として,このポリアミドの加水分解性について検討を行った.ポリアミドをpH5,7および9の緩衝液に浸漬し,その重量減少を測定し,加水分解性を評価した.分解の程度はポリアミドの種類やpHに依存していたが,93日間,37°Cの分解で,約4050%の重量減少がみられた.6.5.で行った加水分解の分解生成物は,ポリアミドの合成原料であり,分解反応は単純な加水分解であることが明らかとなった.しかしながら,分解pHによっては,生成物が同定できないことも多く,反応機構についてはより一層の研究が必要と思われる.以上の結果は,第45回高分子年次大会(名古屋)にて発表予定である。