hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
C型レクチン受容体(Mincle)を介したDAMPsによる創部炎症連鎖機構の解明

Mincleと創傷治癒の関連を解析した。C57BL/6マウスの正常皮膚,創作成後の皮膚のMincle発現をPCRと免疫染色で解析した。WTマウスとMincle遺伝子欠損(KO)マウスの背側に創を作成し,経時的に創閉鎖率,肉芽の厚さ,白血球集積数を解析した。MinclemRNA発現は,12時間をピークに発現が上昇しその後低下した。正常皮膚ではMincle陽性細胞はみられないが,受傷24時間後にMincle陽性細胞を認めた。Mincle KOでは創閉鎖率,肉芽の厚さ,白血球集積数が有意に増加した。以上より,Mincleは創傷治癒に関与する可能性が示唆された。マウスの背側皮膚に皮膚生検バイオプシーパンチで開放創を作成、DANPsを創部局所に投与し、湿潤環境を保ち、経日的組織を摘出し、以下の解析にもちいた。創作成時と摘出時に創部の肉眼所見をデジタルカメラで撮影し、PCソフトAxio Visionを用いて面積を算出し、創収縮率を評価した。また、パラフィン切片を用いて、創傷縮に係る筋線維芽細胞のマーカーである抗α-SMA抗体により免疫染色し、陽性細胞を同定評価した。同じようにパラフィン切片を用いて、血管内皮細胞のマーカーである抗CD31抗体により免疫染色し、陽性細胞を同定評価した。また、摘出創部をホモジナイズし、創部のヒドロキシプロリンを定量し、評価をおこなった。次に、Mincle NFAT-GFPレポーターアッセイによるリガンドの探索実験を行った。マウスの背側皮膚に皮膚生検バイオプシーパンチで回放送を作成、経日的に組織を摘出し、メディウム内でホモジネートし上清を得た。また、Mincle NFAT-GFT導入細胞(TLRの発言の低いT細胞株)を各タイムポイントで摘出した創部ホモジネート上清にて成樹、CO2インキュベーターで培養し、その後細胞を回収し、蛍光標識された抗体(CD3:T細胞マーカー、7-AAD:死細胞のマーカー、Hamster IgG:Isotype Control)で染色し、フローサイトメトリにてGFP陽成細胞の発言を解析した。平成28年度では、DANPs(SAP130)投与が治癒過程、増殖因子産生、炎症反応に与える影響について解析を行った。研究計画とほぼ同じように実験が進んでいる。近年、免疫学では、炎症誘導のイニシエーターとして、ダメージ関連分子パターン(DAMPs)が注目されている。DAMPsは感染を伴わない炎症に働くと考えられており、創傷の難治化、慢性創傷における不必要な炎症連鎖への中心的な関与が予想される。本研究では、創傷治癒過程におけるC型レクチン受容体(CLRs)を介したDAMPsの影響に注目し、解析を行った。本年度は、WT(C57BL/6)マウスを用いて正常皮膚、創作成後6、12時間、1、3、5日後の皮膚でのCLRsの発現をreal time-PCRを用いて解析した。また、回収した皮膚を免疫染色し、正常皮膚、24時間後の皮膚でのMincleとそのリガンドであるSAP130の発現を観察した。さらに、WTマウスとMincle遺伝子欠損(KO)マウスの背側に開放創を作成した後、閉鎖環境においた。経時的に創閉鎖率、肉芽の厚さ、フローサイトメトリーにより創部白血球集積数と分画の解析を行った。上記の解析により、WTマウスに創を作成後、MincleのmRNAの発現について解析した結果、12時間をピークに発現が上昇しその後低下した。また、免疫染色により、受傷前の正常皮膚ではMincle陽性細胞とSAP130の発現はみられないが、受傷24時間後にはMincle陽性細胞とその近傍にSAP130の発現を認めた。また、WTマウスに比べMincle KOマウスでは、受傷3、5、7日後の創閉鎖率が有意に増加し、受傷5日後の肉芽の厚さも有意に増加した。受傷12時間後の創部白血球集積数はWTマウスに比べMincle KOマウスで有意に増加、好中球数は増加傾向を示した。以上のことから、Mincleを介したシグナル伝達は好中球性の炎症反応を制御し、創傷治癒に関与する可能性が示唆された。平成28年度の結果を用いて平成29年度の研究計画であるMincle遺伝子欠損マウス、およびCLRsのアダプター分子CARD9遺伝子欠損マウスを用いたDAMPsの影響に関する解析を行って予定である。形成外科学当初計画していた実験を効率的に行うことができたため、次年度使用額が生じた。

次年度使用額には、今年度の研究を効率的に推進したことに伴い発生した未使用額であり、平成29年度請求額と合わせ、平成29年度の研究遂行に使用する予定である。
光テクノロジーを利用した血中微量物質の連続的定量法の開発

1)光ファイバー内蔵カテーテル用の光供給・光受容増幅装置の作成医療用光ファイバー内蔵カテーテルを介して,効率よく血液内に任意の波長の光を送り,その反射光を受光できる装置を作成した。光源には浜松フォトニクス社製キセノンショートアークランプを使用し220nmから2000nmまでの広い帯域の波長を安定して供給できるようにした。レンズで集光後,バンドパスフィルタを通して任意の波長を選択するが,本装置ではマイクロコンピュータで8枚の可動式バンドパスフィルタを制御し,任意のタイミングで時分割式に最大8波長の光を送光できるようにした。バンドパスフィルタを通過した光は,カテーテルの光ファイバーに効率よく集光される。アボット社製光ファイバー内蔵カテーテルのカプラと精密に結合できるよう本装置の接続部を作成した。カテーテル内の光ファイバーで血液中に供給された光の反射光を,受光側光ファイバーを介して本装置の検出部に導く。反射光の波長の選択も,コンピュータ制御の8枚の可動式バンドパスフぃルタで行う。選択された信号光は,浜松フォトニクス社製フォトダイオードS-6024で電流に変換され専用増幅装置(C5460)にて演算回路で処理できる0-1Vの電圧まで増幅される。本装置は任意の8波長の光を血液に供給し,その波長の吸収または蛍光を時分割式に検出できるので,複数の血液内物質濃度の比率を光ファイバー内蔵カテーテルを使用して求めることが可能になった。2)インドシアニングリーンの血中濃度測定632nmと800nmの2波長の光を上述の装置より試験管内の血液に送光し,反射光のエネルギーを測定した。インドシアニングリーン濃度により2波長の反射光強度の比率が変化することが明らかとなった。光ファイバー内蔵血管内カテーテルと最新の光テクノロジーを組み合わせることによって,さまざまな血液中微量物質を連続的に定量できる装置の開発を目的として本年度は以下の研究を行った。(1)光ファイバー内蔵カテーテル用の光供給,光受容増幅装置の作成アボット社製光ファイバー内蔵中心静脈カテーテルに任意の波長の光を供給し,受光する装置を作成した。白色光源とバンドパスフィルタで適当な波長の光を作成し,光学レンズにてカテーテルのカプラーに集光した。光ファイバー内蔵カテーテルから受光した,微弱な光を高感度光ダイオードにて電気信号に変換し,光の強さを定量できるようにした。(2)光により分析可能な物質の検索血中濃度の連続計測が有意義であると考えられる物質をキュベット内の抗凝固処理を行った血液に微量添加し,下記の光量子的変化を呈する検出可能な物質を検索した。1)吸光物質:インドシアニングリーン血液中で830nmに光吸収のピークを有し,ヘモグロビンや他の血液成分の吸収と重ならないので微量の血中濃度の測定が可能であることが確かめられた。ブドウ糖可視光領域には光吸収がなく,2000nm以上の近赤外領域に吸収を有した。この領域では水の光吸収が強いので高感度の血中濃度測定は困難であるが,経静脈投与後の血中濃度の推移を連続測定することは可能である。2)蛍光物質:プロポフォール水溶液中では紫外領域で蛍光を発するが,蛋白結合体は蛍光を出さなかった。血中プロポフォール濃度を蛍光現象で定量することは困難であることが明らかとなった。フラビンアデニンジヌクレオチド黄色のビタミンB2剤であるが,450nmの励起光にて530nmの蛍光を発し,微量血中濃度定量の可能性が示唆された。
理工系学士課程における課題解決能力の育成

本研究は、理工系分野固有の課題解決能力を実証的に明らかにする試みである。前半は、質的研究によって課題解決能力を構成する要素を検討した。後半は、理工系の学士課程教育で育成される課題解決能力の量的研究によってこの仮説を検証した。その結果、以下のことが明らかになった。状況認識力、困難に立ち向かう姿勢、失敗を次に活かす応用力など、課題解決能力の構成要素のうちどの項目が重要であるかという認識は学生の学習経験によって異なることが判明した。たとえば、研究室における企業の技術者との交流は、課題を解決する上においてコミュニケーション能力が重要だという学生の意識を向上させた。本研究の目的は、学士課程教育の学習成果としての課題解決能力について、理工学分野における具体的なケースを用いて内容分析を行い、そこから実践的で具体的な概念をあらたに構築することにある。分析は次の3つの角度から進める。(1)課題解決能力の育成方法、測定方法、改善方法という改革のサイクルに着目した分析。(2)政府、機関、教員、個別の課題解決という異なる組織レベルを橋渡しする概念形成に関する分析。(3)学習理論、組織理論、科学技術論、工学教育論という異なるディシプリンによる課題解決能力の批判的検討とそれらの統合。現在の課題解決能力の概念は抽象的過ぎるために、一見便利なこの用語は、じつは実践上及び研究上深刻な混乱を招いてきた。これを解消し、機関レベルの改革のサイクルを実質的に機能させるには、それぞれのケースによって異なる課題解決能力を、より具体的な概念へと細分化し、改革のサイクルの異なるプロセスあるいはガバナンスにおける異なる組織レベルで共有できるよう加工する必要がある。課題解決能力の概念の見直しには、さらに、大学教育に対する社会からの要請が変化している点を考慮する必要がある。そこで、学習理論、組織理論、科学技術論、工学教育論にみられるトレンドとその背景にある新しい教育要求を整理し、課題解決能力の定義にそれらを活用する。データは日米の大学から収集する。米国のケースではとくにリベラルアーツカレッジ等の小規模で大学院を持たない機関に着目する。教育内容が専門分化しておらず、幅広い知識と思考力を重視しているからである。つまり、米国のカレッジの教育は、学科主導のため早期に専門分化する日本の学士課程教育とは対照的である。変化に強い理工系人材の育成という点で、どちらにどういったアドバンテージがあるのか。国際比較によって日本の大学教育の特長と問題点を明らかにする。本研究は、学士課程教育における課題解決能力の習得を研究対象とする実証的及び理論的研究である。研究の目的は、アセスメント、レリバンス、マネジメントの観点から、理工系分野固有の課題解決能力の概念を構築することにある。調査と分析は、理工学分野のケーススタディによって進める。ケーススタディでは、まず、理工系分野が求める課題解決能力を特定する。データの分析は次の3つの角度から進める。すなわち、(1)学習成果の測定と評価、(2)教育改善の制度における政府、機関、カリキュラム、科目といった異なるレベル間の調整、(3)教育を運営するための大学の組織と戦略である。本年度は日米の大学からデータを収集した。米国のケースではとくにリベラルアーツカレッジ等の小規模で大学院を持たない機関に着目した。日本の学士課程教育は学科が主導しているため早期に専門分化する傾向が強い。これに対して、米国のカレッジでは幅広い知識と批判的思考力の習得を重視している。分析の結果、課題解決能力に関する日米のバリエーションとそれぞれの長所、短所が明らかになった。研究の目的は、アセスメント、レリバンス、マネジメントの観点から、理工系分野の課題解決能力の概念を構築することにある。調査と分析はケーススタディによって進める。ケーススタディでは、理工系分野固有の課題解決能力を構成している要素を明らかにする。すなわち、(1)学習成果の測定と評価、(2)政府と教育プログラムが意図する教育改革のギャップ、(3)大学組織による教育活動の運営と戦略である。本年度は主に日本の大学から量的データを収集した。とくに地方都市に立地する国立大学及び私立大学の工学部に焦点を当てた。課題解決能力の習得には研究室での卒業研究指導が大きく影響するが、1年生から4年生へと学年が高くなるにしたがって課題解決能力が向上するのは4機関中2機関にすぎず、教育プログラムによって研究室のインパクトが異なることがうかがわれた。また、4年生は他の学年に比べ課題解決に必要な能力として状況を正確に認識し、解決すべき課題を特定する能力を重視する傾向にあった。国内外のデータ収集とその分析が進み、一定の成果が得られたため。教育社会学エンジニア育成の指針、学生のコミットメント、深い学習をキーワードとした文献調査によって理論研究を推進する。

米国リベラルアーツカレッジでのデータ収集とその分析が進み、一定の成果が得られたため。国内の大学でデータ収集し、学習理論、組織理論、科学技術論、工学教育論の文献レビューで得た理論的枠組みをデータの解釈に用いる。
日本人原発性胆汁性肝硬変の病態形成に関わる遺伝因子同定のための網羅的遺伝子解析

近年,欧米人を対象としたゲノムワイド関連解析(GWAS)により,PBCの疾患感受性遺伝子としてHLA領域の他に計21の遺伝子多型が同定された.本研究では日本人PBC-GWAS共同研究を実施し,日本人PBCの新規疾患感受性遺伝子を2カ所(TNFSF15,POU2AF1)同定した.欧米人の疾患感受性遺伝子のうち約半数が日本人でも疾患感受性遺伝子であることが確認された.欧米人と日本人との間にはPBCの疾患感受性遺伝子に集団差を認めるものの,Tリンパ球のTh1/Th17への分化や,Bリンパ球の形質細胞への分化経路が,共通した疾患発症経路であることが示唆された.その後、PBCと健常人の検体を全国から収集し、計1200例のPBC症例と1300例の健常人のDNA検体を用いてGWASを施行した。また、全例のHLA-A,B,DP,DQ,DRの遺伝子型タイピングも行った。現在、患者の詳細な臨床情報を収集し、血清の自己抗体産生(抗ミトコンドリア抗体、抗gp210抗体,抗セントロメア抗体、抗SS-A抗体)、治療反応性、PBCの予後などを規定している遺伝的背景(SNPs)を明かにするために層別化解析を開始している。TNFSF15の遺伝子産物TL1Aは、PBC患者血中で健常人コントロールに比べて有意に増加しており、非進行症例においてはUDCA治療により血中濃度が有意に低下することから、TL1AはPBCの疾患活動性のマーカーとして有用であることが示唆された。また、PBC患者の肝内小型胆管はTL1Aを免疫組織化学的に強く発現していることから、肝内小型胆管から分泌されるTL1Aが胆管周囲のTh1/Th17環境の維持に関わり、PBC発症に重要な役割を果たしていることが示唆された。これらのことから、TL1AがPBCの新しい治療の分子標的となる可能性があり、さらに詳細な検討を行っている。近年,欧米人を対象としたゲノムワイド関連解析(GWAS)により,PBCの疾患感受性遺伝子としてHLA領域の他に計21の遺伝子多型が同定された.本研究では日本人PBC-GWAS共同研究を実施し,日本人PBCの新規疾患感受性遺伝子を2カ所(TNFSF15,POU2AF1)同定した.欧米人の疾患感受性遺伝子のうち約半数が日本人でも疾患感受性遺伝子であることが確認された.欧米人と日本人との間にはPBCの疾患感受性遺伝子に集団差を認めるものの,Tリンパ球のTh1/Th17への分化や,Bリンパ球の形質細胞への分化経路が,共通した疾患発症経路であることが示唆された.症例登録、遺伝子解析はほぼ予定通りに順調に進んでおり、達成率は90%を越えている。症例登録、遺伝子解析はほぼ予定通りに順調に進んでおり、達成率は90%を越えている。同定した日本人PBC疾患感受性遺伝子を基にして疾患発症のパスウェイの解析を行うとともに、PBCの新規疾患感受性遺伝子の遺伝子発現に関するin vitro機能解析を行う。同定した疾患感受性遺伝子産物の血中濃度や肝生検組織中のmRNAを定量をすることにより、疾患感受性遺伝子のPBCの病態形成に関わる役割を明らかにする。進行型(非進行、門脈圧亢進症型進行、肝不全型進行)や自己抗体(抗ミトコンドリア抗体、抗gp210抗体、抗セントロメア抗体、抗SS-A抗体)に基づくPBCの病型分類が遺伝子レベルでも裏付けられるか否かについて検討する。同定した新規疾患感受性遺伝子の肝生検組織のmRNAの発現やin vitroの発現実験からSNPの機能解析を行う。また、日本人PBCの進行や自己抗体産生(抗gp210抗体,抗セントロメア抗体)に関わる遺伝要因を明らかとするために、新たにPBC700症例のGWASを行い、total 1200症例の層別化解析を行う。HLA-A, HLA-B, HLA-DRB1, HLA-DPA1,HLA-DPB1の遺伝子型を全症例においてPCR-SBT法を用いて決定し、HLA遺伝子多型とPBCの発症、進行(非進行、門脈圧亢進症型進行、肝不全型進行)、自己抗体産生(抗ミトコンドリア抗体、抗gp210抗体、抗セントロメア抗体、抗SS-A抗体、抗sp100抗体)との関連を解析する。研究費の大半は、遺伝子の機能解析やGWASの結果の確認ためのSNP型決定キットなどの試薬の購入にあてる。研究費の大半は、GWASのためのキット、DNAの抽出、遺伝子増幅に必要な試薬の購入にあてる。
東アジアにおける家族写真の歴史民俗学的研究

日本の家族写真は1860年代の後半、幕末期に写真術が西洋から導入され、西洋の家族写真の直接的な影響を受けてきたが、独自の展開も見せていることを明らかにした。写真の構図・コンポジションにおいて、西洋風の家長を中心とする家父長制型家族写真が撮られてきたが、老齢の祖父母を中心として、儒教的な孝養・敬老の倫理を表象する儒教的孝養型家族写真が多く見られ、家族写真の主流を占めている。それは中国・台湾や韓国でも同様であり、東アジアの家族写真の大きな特徴として位置づけることができる日本の家族写真は1860年代の後半、幕末期に写真術が西洋から導入され、西洋の家族写真の直接的な影響を受けてきたが、独自の展開も見せていることを明らかにした。それは中国・台湾や韓国でも同様であり、東アジアの家族写真の大きな特徴として位置づけることができる本研究の目的は、日本・沖縄、韓国、台湾、中国を中心として、東アジアの家族写真を比較研究することによって、各地域に見られる家族写真の独自性・共通性を探究し、家族に関する意識や倫理的・思想的観念、文化的・民俗的・宗教的な慣習や行事における類似点や相違点を明らかにすることである。今年度は2回の研究会を行った。第1回は7月16日、大阪大学で五十嵐惠邦(研究協力者・バンダービルト大学歴史学部準教授)が写真における身体の表象に関して、丸山泰明(研究協力者・国立歴史民俗博物館特任助教)が渋沢敬三の還暦写真集『柏葉拾遺』に関して研究発表をした。第2回は8月8日、北九州市立大学で川村邦光が年賀状の家族写真に関して研究発表をした。9月10日から13日にかけて、韓国ソウルにおいて、全成坤(研究協力者・高麗大学校日本研究センター研究教授)、大阪大学大学院生、2名の協力のもとで、韓国の家族写真の調査を行った。ソウル写真博物館や国立民俗博物館、国立中央博物館では、朝鮮の植民地時代の写真に関する資料を収集することができた。朝鮮では、1870年代中頃に中国や日本を通じて、写真技術が導入され、1880年代初頭に写真館が開設されて、写真が次第に普及し始めている。また同じ頃、日本人で横浜の写真師が朝鮮へ移住して、写真館を開業している。この時期に撮影された写真は肖像写真が主であり、その後に外国人向けの観光土産用に名所や生活光景を撮った風俗写真が現れ、今日でも数多く残されている。家族写真が現れるのは、日本と同様にやや遅れている。肖像写真では、特に高宗皇帝の朝鮮式服や軍服姿の写真が残っているが、撮影年木明だとされている。以上のように、朝鮮における写真の誕生や普及の経緯・過程を少なからず明らかにすることができたところに、今年度の調査および研究の意義があったと考える。本研究の目的は、日本・沖縄、韓国、台湾、中国を中心として、東アジアの家族写真を比較研究することによって、各地域に見られる家族写真の独自性および共通性を探究し、家族や社会に関する意識や倫理的・思想的観念、文化的・民俗的・宗教的な慣習や行事における類似点や相違点を明らかにすることである。今年度は3回の研究会を行った。以下、研究発表者、および題名をあげる。第1回研究(5月28日:大阪大学)、小山有子(大阪大学非常勤講師)「華族の家族写真」。第2回研究会(7月16日),本多彩(兵庫大学専任講師)「写し出された日系人の諸相」。第3回研究会(8月23日:台湾・龍華科技大学)、宋秀環(龍華科技大学助理教授)「日本へのノスタルジア-台湾原住民の老人」、林暁淳(大阪大学大学院)「台湾の家庭アルバム」、竹原直道(九州歯科大学名誉教授)「遺棄されたアルバムのなかの家族写真」。台湾では、宋秀環などの協力のもとで、台湾の家族写真などの写真関連資料を調査し収集した。また、川村は6月に韓国・光州市の全南大学校におけるThe 2nd International Conference of Humanities Research on Emotion "Family and Emotion : Love, Image, and Desire"で「日本の家族写真の表象」の題で研究発表した。研究成果は、The Journal of Gamsung(3号、全南大学校湖南研究所、2011年)に川村邦光「日本の家族写真の表象」を掲載した。また、『日本学報』(31号、2012年6月刊行予定)の「特集:東アジアの家族写真の展開と表象」に、以下の論文が掲栽される。川村邦光「家族写真スタイルの展開と表象」、小山有子「華族の家族写真」、鳥集あすか「忘れられた記憶残された記録」、竹原直道「遺棄されたアルバムのなかの家族写真」、林暁淳「台湾の家庭アルバムの諸相に関する考察」、本多彩「写し出された日系人の諸相」。平成24年度は3回の研究会を行なった。以下、発表者、および題名をあげる。第1回研究会(4月2日:大阪大学)、張懐文(大阪大学大学院)「女性演劇としての歌仔戯の歴史:役者のライフヒストリーから」、曹容成(全南大学校大学院)「別府温泉の薬師如来

信仰:別府浜脇薬師祭りの事例を中心に」、竹原直道(九州歯科大学名誉教授)「妖怪ぬらりひょんの正体は医者だった:18世紀後半期の江戸における医師の社会的評価の一側面」、李恩敬(全南大学校大学院)「日本“四国遍路"の由来と変遷過程」、布山美慕(大阪大学大学院)「物語読書・読書の現象学:ヴォルフガング・イーザーから」、宋秀環(龍華科技大学)「台湾アミ族のアイデンティティ転換:日本へのノスタルジアから語る」。金容儀(全南大学校)「薄田残雲の<朝鮮漫画>に表われた朝鮮にんしき」。第2回研究会(5月25日:大阪大学)、五十嵐惠邦(ヴァンダービルト大学)「小野田寛郎と游撃戦士というフィクション」。7月7日から10日にかけて、韓国・釜山において、成惠珍(大阪大学大学院)の協力のもと、韓国の家族写真の調査を行なった。9月14日、韓国・釜山において、韓国・東西大学校の李元範教授の協力のもと、旧日本人街および韓国の家族写真の調査を行なった。川村は日本教育社会学会・第64回大会(同志社大学)で、「家族写真の展開と表象をめぐって」の題名で研究発表をした。第3回研究会(12月7日:大阪大学)、重信雪彦(国立歴史民俗博物館客員教授)「聴き耳について」。2013年1月に研究成果報告書として、『文化/批評』冬季臨時増刊号に「特集:東アジアの家族写真の展開と表象」と題して刊行した。東アジアでの家族写真に関する議論を深め、本研究の目的をかなり達成することができた。今年度は先に記したように、研究成果として『日本学報』(31号、2012年6月刊行予定)で「東アジアの家族写真の展開と表象」と題した特集を組み、6本の論文を掲載することができ、当初の計画を進展させることができたと考える。研究代表者の川村は論文「家族写真スタイルの展開と表象」を執筆し、おおむね今年度の研究目的を達成した。24年度が最終年度であるため、記入しない。現段階では、台湾の写真史に関しては林暁淳がかなり明らかにしているが、中国の写真史に関してはいまだ不十分であり今後の研究では中国の写真史研究を進めていくことが必要となる。中国人の研究協力者に援助を求め、中国の写真史の研究をするとともに、そのなかで家族写真がどのように展開していったのかについて明らかにしていく所存である。そして、最終年度には、日本・韓国・台湾・中国の写真史のなかでの家族写真の歴史的な展開に関して考察し、家族写真の表象に関して分析する報告書をまとめて、書籍として刊行することを目指していく。
矯正治療への応用を目指したWnt5aによる歯槽骨-骨代謝回転制御機構の解明

骨芽細胞から分泌されるWnt5aは、破骨細胞前駆細胞のRor2受容体に作用し、RANKの発現を上昇させる。これにより、Wnt5aはRANKLによる破骨細胞形成を亢進することを明らかにした。また、骨芽細胞分化において、自ら分泌されるWnt5aは、脂肪細胞への分化を抑制し、骨芽細胞への分化を促進する。すなわち歯槽骨リモデリングにおいて、Wnt5aは、破骨細胞と骨芽細胞の分化を調節する。1.加齢に伴うWnt5aの発現変化の解析:1週齢、4週齢、8週齢、16週齢の野生型マウスの骨よりRANを抽出し,Wnt5a mRNAの発現量を解析した。Wnt5a mRNAの発現は、8週ならびに16週齢で顕著に低下した。一方、血清中のアルカリホスファターゼ活性は、4週齢から低下した。2.OPG遺伝子欠損かつWnt5a遺伝子ヘテロ欠損マウスの骨代謝回転の解析:骨代謝回転におけるWnt5a遺伝子の関与を明確にするために、高骨代謝回転を呈するOPG欠損マウスにWnt5aヘテロ欠損を導入したマウス(OPG-/-:Wnt5a+/-)を作製した。OPG-/-と比較して、OPG-/-:Wnt5a+/-の血中アルカリホスファターゼ活性および骨吸収マーカー量は、変化しなかった。この結果から、OPG欠損ではなく、エストロゲン欠乏などの高骨代謝回転マウスモデルを用いる必要がある。3.Wnt5a floxマウスの作製:Wnt5a遺伝子を全身で欠損したマウスは、胎生致死である。そこで、骨芽細胞あるいは破骨細胞でWnt5a遺伝子を欠損したコンディショナルノックアウトマウスを作製するため、Wnt5a floxマウスの作製を行った。Wnt5a変異遺伝子を導入したES細胞を杯盤胞に移植し、仮親の子宮に移植した。仮親からF1マウスを得た。F1マウスのキメラ率は、高いもので80%以上であった。現在、変異遺伝子が次の世代に伝播されるかを確認している。加齢によって歯槽骨の骨代謝回転が低下する分子機構を明らかにするため、以下の研究を実施した。破骨細胞および前駆細胞特異的Ror2欠損マウスの骨代謝回転の解析:RANK-CreマウスあるいはCathepsinK-CreマウスとRor2floxマウスを交配し、破骨細胞前駆細胞特異的あるいは破骨細胞特異的にRor2遺伝子を欠損したマウス(Ror2ΔOCP、Ror2ΔOCマウス)を作製し、大腿骨における骨吸収と骨形成を解析した。その結果、Ror2ΔOCPは破骨細胞数が減少し、骨吸収が低下した。骨形成に変化は認められなかった。一方、Ror2ΔOCは、野生型マウスと比較して破骨細胞数の変化は認めなかったが、骨吸収は低下した。両変異マウスとも骨芽細胞数および血中アルカリホスファターゼ活性に異常を認めなかった。骨芽細胞ならびに破骨細胞特異的Wnt5a欠損マウスの骨代謝回転の解析:平成21年度に作製したWnt5afloxキメラマウスと野生型マウスを交配し、遺伝子変異が次世代に伝播することを確認した。次にCMV-Creマウスと交配し、全身性にWnt5a遺伝子を除去したマウス(Wnt5aΔ/+)を作出した。Wnt5aΔ/+同士の交配により得られるWnt5Δ/Δマウスの表現形がWnt5a遺伝子欠損マウスのそれと同様か確認している。さらに、Wnt5afloxマウスと骨芽細胞でCreを発現するOsterix-Creマウスを交配し、骨芽細胞特異的Wnt5a欠損マウスを作製中である。Ror2ΔOCPの骨組織における破骨細胞のマーカー遺伝子の発現をreal time-PCR法で解析した。その結果、RANKの遺伝子発現がRor2ΔOCPの骨組織では著しく低下していた。次に、RANKのプロモータ活性をレポーターアッセイを用いて解析した。Wnt5aはRor2に結合することで、JNKを活性化すること、JNKがc-Junを活性化しRANKの発現を増強することが明らかになった。この結果は、Wnt5a-Ror2シグナルが骨リモデリングを調節するための標的になり得ることを意味している。加齢により歯槽骨の骨代謝回転が低下する仕組みは明らかでない。Wntは、胎生期の組織改造が盛んな時期に働く。我々は、骨代謝におけるWntの役割を解析する過程で、Wnt5aが骨代謝回転を調節する可能性を示唆する結果を得ている。Wnt5aが歯槽骨の骨代謝回転を調節する分子機構を明らかにする。全身性にCreリ:コンビナーゼを発現するCMV-CreマウスとWnt5a floxマウスを交配し、Wnt5a(〓/〓)マウスを得た。

Wnt5a(〓/〓)マウスは、Wnt5a欠損マウスと同様の表現形を呈した。すなわち、Wnt5a floxマウスの作出を確認した。2.骨芽細胞特異的Wnt5a cKOマウスの作製および表現形の解析3.破骨細胞特異的Wnt5a cKOマウスの作製および表現形の解析Wnt5aは、Ror2のシステインリッチドメインに結合する。CRD領域をカバーする長さ20アミノ酸からなる21種類のペプチドを合成した。骨芽細胞と骨髄細胞を活性型ビタミンD3存在下で共存培養を行い、破骨細胞を形成した。この培養系に合成ペプチド添加し、形成された破骨細胞数を評価した。CRDのペプチドは、破骨細胞形成を抑制した。
地区組織活動に着目した、ソーシャル・キャピタルと健康の関連

本研究は、地域のソーシャル・キャピタル(人と人との関係性の蓄積を示す概念)として住民による地区組織活動(保健補導員や保健推進委員等の活動)に着目し、健康状態や健康行動との関連について検討した。群馬県および長野県内の3市町で主に65歳以上の住民を対象に実施された質問票調査等の結果の解析により、以下の点が示唆された:1地域の個人レベルの地域活動参加が将来のADL(日常生活動作)維持と関連する。2保健補導員を経験した女性はそうでない女性と比較して入院医療費が低く、ADLも良好である。3地域参加や保健推進委員との日常的な会話が血圧計の所有・使用と関連する。本研究は、地域のソーシャル・キャピタルと健康の関連について、とくに地域レベルの住民活動(地区組織活動)に焦点を当て、質問票調査の結果と行政情報を連結したうえでマルチレベル分析などの手法を用いて明らかにする疫学研究である。具体的には、個人レベルの要因を調整したうえでも、地区組織活動の盛んな地域の高齢者は、そうでない地域に住む高齢者より健康度が高いかを明らかにする。平成26年度は、長野県須坂市、群馬県高崎市倉渕町、長野県小海町の3市町において調査を実施した。須坂市は、65歳以上の住民13,846名を対象として、地区組織活動として、市で伝統的に実践されてきた保健補導員活動に着目し、その経験やソーシャル・キャピタル、および健康に関する質問票調査を実施している(回収率77.7%)。さらに、介護情報(要介護度および介護費)、健診結果(特定健診等)、医療費(国民健康保険のレセプトデータ等)の情報について、連結可能匿名化のうえで行政から提供を受け、現在、データ整備および連結作業を実施している。倉渕町については、地域の地区組織活動などのソーシャル・キャピタルに関するヒアリング調査を実施した。そのうえで、現在、ソーシャル・キャピタルとADLとの関連を分析すべく、2005年から実施されている、65歳以上の住民を対象としたコホート研究のデータセットについて、その整備および連結作業を実施している。小海町についても、倉渕町と同様に地区組織活動などのソーシャル・キャピタルに関するヒアリング調査を実施した。そのうえで、40歳以上の住民3,112人を対象として、質問票調査を新たに実施した(回収率67.6%)。今後、須坂市と同様に行政情報の提供を受ける予定である。本研究は、地域のソーシャル・キャピタルと健康の関連について、特に住民による地区組織活動に焦点を当て、質問票調査の結果と行政情報を連結したうえでマルチレベル分析などの手法を用いて明らかにする疫学研究である。平成27年度は、長野県須坂市、群馬県高崎市倉渕町、長野県小海町の3市町において、平成26年度までに実施した調査結果に関する分析を主に実施した。須坂市については、65歳以上の住民13,846名を対象として実施した、保健補導員活動に着目した質問票調査(回収率77.7%)の結果について、市から提供を受けた国保医療費、健診受診のデータ(連結可能匿名化データ)を連結した。分析の結果、保健補導員を経験した女性はそうでない女性と比較して、医療費が低く、健診受診率も高いこと、また、保健補導員と同居する男性は、そうでない男性よりも健康状態が良好であることなどが示された。さらに、これらの結果について、行政や保健補導員向けの報告会を実施するとともに、住民向けのリーフレットを作成して、行政を通して配布した。倉渕町については、2005年から実施されている、65歳以上の住民を対象としたコホート研究のデータセットを用いて、ソーシャル・キャピタルとADLとの関連を分析した。分析の結果、個人レベルの地域参加とADL維持の正の関連、地域レベルの信頼とADL維持の負の関連などが示された。現在、結果についての論文を投稿中である。小海町については、40歳以上の住民3,112人名を対象として実施した、市の保健推進員活動に着目した質問票調査(回収率67.6%)の結果について、基礎的な解析を終了し、行政や保健補導員向けの報告会を実施した。また、健診結果などの行政データ(連結可能匿名化データ)の提供を受けた。これらのデータについて調査結果と連結し、現在、解析を実施中である。須坂市において、予定通り、調査結果と行政データと連結した分析を実施できたため。また、小海町についても、調査結果について、行政データの連結による評価が可能となった。さらに、須坂市においては、分析結果をまとめた住民向けのリーフレットの作成を実現することができた。本研究は、住民による地区組織活動に着目して、地域のソーシャル・キャピタルと健康の関連について明らかにする疫学研究である。平成28年度は主に、長野県須坂市、群馬県高崎市倉渕町、長野県小海町の3市町において、前年度までに実施した調査結果の公表作業を実施した。須坂市については、平成26年に65歳以上の住民13,846名を対象として実施した、保健補導員活動に着目した質問票調査(回収率77.7%)の結果について、市から提供を受けた国保医療費等のデータ(連結可能匿名化データ)を連結した。分析の結果、保健補導員を経験した女性はそうでない女性と比較して、特に入院医療費が低いこと、さらに、ADLも良好であることが示された。これらの結果について、国際学会での発表、および論文発表を実施した。

倉渕町については、平成17年から実施されている、65歳以上の住民を対象としたコホート研究のデータセットを用いて、ソーシャル・キャピタルとADLとの関連を分析した。分析の結果、個人レベルの地域参加とADL維持の正の関連、地域レベルの信頼とADL維持の負の関連などが示された。この結果について論文発表を実施した。小海町については、平成27年度に40歳以上の住民3,112人名を対象として実施した、市の保健推進委員活動に着目した質問票調査(回収率67.6%)について分析をした結果、保健推進委員活動等の「つながり」と血圧計の所有・使用に概ね正の関連があることが示された。この結果について、国内学会で発表を実施した。さらに、福島県郡山市では、保健所が主体となって、地区組織活動の育成に関わる検討会を平成26年度から実施しており、検討会にアドバイザーとして参加している。これまで、地区組織活動のPRパンフレットや、活動の手引きを作成し、関係者に配布した。これらの活動成果について、国内学会で発表を実施した。須坂市、倉渕町、小海町それぞれについて、当初の研究計画が概ね実現し、調査結果を論文や学会発表等で公表することができたため。本研究は、住民による地区組織活動(保健補導員活動等)に着目して、地域のソーシャル・キャピタルと健康の関連について明らかにする疫学研究である。平成29年度は主に、長野県S市において実施した調査結果の追加分析を実施した。S市では平成26年に、65歳以上の住民13,846名を対象として、保健補導員活動に着目した質問票調査を実施した(回収率77.7%)。調査の結果について、これまでは、保健補導員の経験の有無による女性の健康状態の違いを検証してきた。平成29年度は、保健補導員の経験による、男性家族への健康との関連を検証した結果についての精査を行った。分析の結果、同じ既婚男性においても、世帯内に保健補導員を経験した女性がいると、抑うつ傾向が少ないという関連がみられた。この内容について、論文作成を実施した。また、福島県K市では、保健所が主体となって、地区組織活動の育成に関わる検討会を平成26年度から実施しており、検討会にアドバイザーとして参加している。平成29年度は、食生活改善推進員が自主活動を行うための方法や資料をまとめた手引きを作成・配布した。さらに、地区の推進員活動の現状や課題について検討し、今後、推進員が地域のソーシャル・キャピタルを醸成しながら健康づくりを推進するために必要な事項を整理した。本研究は、地域のソーシャル・キャピタル(人と人との関係性の蓄積を示す概念)として住民による地区組織活動(保健補導員や保健推進委員等の活動)に着目し、健康状態や健康行動との関連について検討した。群馬県および長野県内の3市町で主に65歳以上の住民を対象に実施された質問票調査等の結果の解析により、以下の点が示唆された:1地域の個人レベルの地域活動参加が将来のADL(日常生活動作)維持と関連する。2保健補導員を経験した女性はそうでない女性と比較して入院医療費が低く、ADLも良好である。3地域参加や保健推進委員との日常的な会話が血圧計の所有・使用と関連する。当初予定していた須坂市に加え、倉渕町、小海町でも調査を実施することができたため。
脊髄圧迫の三次元有限要素解析モデルによるメカニズム研究

(目的)脊髄三次元モデルの構築を行なって、有限要素解析法を適用し脊髄圧迫に対する精髄内部での応力・変形発生を検討した。特に、白質、灰白質の材料係数を区別した場合と白質の材料係数に統一した場合との差について検討した。(方法)人屍体頚椎をCT、MRI撮影し、画像をフィルムデジタイザVXRで取り込み、これに、脊髄割面の所見より白質、灰白質の形状を加えて、3次元モデルを作成した。モデルは、DecStation3000上でセイコ-電子社製CADソフトUnigraphicsを用いて3次元メッシュを作成した。要素数4200接点数3864とし、白質、灰白質のに2種類の要素を用いた。拘束条件は脊髄の後面とし、圧迫は脊髄前外側部より後方への1mmの変位変位を5×5mmの範囲で加えた。有限要素解析ソフトGFEMPlusにより線形解析を行なった後、von Mieses応力、変位について検討した。(結果)圧迫モデルにおける脊髄内部の応力の及ぶ範囲は白質の材料係数に統一したモデル(均一モデル)では灰白質・白質の材料係数を変えたモデル(複合モデル)にくらべ、応力が一様に脊髄後方に広がっており、これに対し、複合モデルは脊髄前角部での応力の分散と後角部分での応力の減少が認められた。また、頭尾側方向への応力の生じた範囲は複合モデルで約5%の増加が見られ、特に灰白質部分ではその範囲が拡大していた。(考察)今回の実験モデルでは、過去に報告されたような均一な脊髄内部の応力分散は認められず、複雑な分布を示し、更に、白質・灰白質の力学的特性の差が解析結果に影響すると考えられた。今回の圧迫モデルで脊髄中心部に複合モデルで灰白質に広い応力分散が認められたことは、圧迫性脊髄症のモデルとしてより妥当性の高いものであることが示唆された。今後さらに解析の妥当性、圧迫条件、拘束条件等についての検討により、より優れた解析モデルが可能であると考えられた。
新規共役七員環化合物の生物生産に向けた、ヒノキチオール生合成経路解明とその利用

平成24年度は、ヒノキチオール生合成経路解明に向け、Cupressus lusitanica培養細胞で、主にヒノキチオール生成の制御について検討した。これまで、細胞から抽出した粗酵素により、テルピノレンから5-isopropyridene-2-methylcyclohex-2-enol(以下IME)、IMEから1,6-epoxy-4(8)-p-menthen-2-ol(以下EMO)が生成することを証明した。これらは、ヒノキチオール生成の初期段階の経路と予想している。この二段階の酸化反応(水酸化とエポキシ化)を触媒する酵素の活性の経時変化、ならびにEMOとヒノキチオールの蓄積量変化を調べた。細胞に酵母抽出物由来のエリシターを加え、その後の酵素活性、生成物蓄積量の経時変化を比較した。酵素活性は、どちらも3日目にかけてやや増加し、5日目で大きく増加、7日目で減少した。細胞内に蓄積するEMOは、7日目まで直線的に増加した。また、ヒノキチオールは3日目までは生成せず、5日目にかけて大きく増加し、7日目にかけてやや増加した。この結果から、3日目まではEMOを生成する酵素に対して、その後の代謝を担う酵素の誘導が遅いためEMOの蓄積が見られ、5日目にかけてはEMO生成酵素とヒノキチオール生成酵素の両方の活性が上昇するため、EMOの増加とヒノキチオールの急激な蓄積が見られたと考えられる。この結果から、極性が高いEMOはテルピノレンより細胞内蓄積に適している一方、ヒノキチオールは極性が低く細胞毒性があることから蓄積には適さないため、EMOもしくはその後の代謝物を一旦プールしている可能性が示唆された。すなわち、ヒノキチオール生合成において、IMEとEMOの生合成酵素活性を制御することにより、その代謝物を蓄積することでヒノキチオール生成の制御を行っていると予想された。これまでに、テルピノレンから細胞由来の粗酵素反応によって1,6-epoxy-4(8)-p-menthen-2-ol(以下EMO)が生成することを証明している。この二段階の酸化反応を行うそれぞれの酵素について、活性の経時変化を調べた。ヒノキチオール生成に先立って活性が大きくなることから、これらの反応がヒノキチオール生成に関与すること示唆した。EMOの次の中間体として予想している4(8)-p-menthen-1,2,3-triol(以下トリオール)について、合成方法と精製条件の検討を行い、これを標品として細胞抽出物中でトリオールの探索を行った。ヒノキチオール生産条件下でC.lusitanica培養細胞がトリオールを生成していることが示され、これまで予想のみだった生合成中間体が、実際に細胞内で生成することを証明した。さらに、EMO以降の経路について粗酵素反応実験を行った。チロクロムP450酵素での反応を行ったが、トリオールもしくはEMOの酸化物は検出されなかった。以上から、EMOはチトクロムP450酵素と反応しないことが示され、今後は、異なる種類の酵素(エポキシド加水分解酵素を想定している)での実験を行なう。また、立体制御について検討を行なうため、EMOの化学合成を行った。立体構造の制御が可能なシャープレス・香月法で合成を行い、EMOの生成に成功したが、単離条件は検討中である。研究計画中のEMOの合成と粗酵素反応については検討中であり、トリオール以降の中間体について、ヒノキチオール生産前後で生成量が変化する物質の中から探索を行なっている。予想物質の合成と共に、標的物質の単離、分析条件について検討を行なっている。当初の計画である予想

生合成経路証明について、粗酵素反応での証明には至らなかったが、未証明中間体の検出を行なうなどの進展が見られた。また、当初計画していなかった酵素活性の経時変化についても成果が得られたことから、おおむね順調である。粗酵素を用いて、4(8)-p-menthen-1,2,3-triol(以下トリオール)の生成、さらにトリオールから七員環化合物への反応を試みる。これまでに報告のない物質の生成を予想していることから、中間体の検出、基質と生成物の標品取得が課題である。標品の取得は、細胞からの抽出あるいは合成での取得を想定している。トリオールの酸化による環開裂を予想していることから、酸化型酵素のアッセイ法を中心に検討する。細胞中での中間体の探索は、HPLC/MSを用いて行う。
渦の3次元非線形不安定性理論のためのラグランジュ的流体力学の構築

非粘性非圧縮流体中の円柱渦は中立安定であるが,対称性を破る摂動を受けると不安定化する.オイラー的扱いでは,波が非線形的に誘起する平均流の計算が困難である.ラグランジュ変数を用いて平均流をあいまいさなく計算する方法を開発し,振幅方程式の係数を振幅について3次まですべて決定した.従属変数の規格化によって正準ハミルトン方程式に帰着できた.また, WKB法を用いて渦流の短波長安定性を調べ,ノーマルモード解析の補完を行った.非粘性非圧縮流体中の円柱渦は中立安定であるが,対称性を破る摂動を受けると不安定化する.オイラー的扱いでは,波が非線形的に誘起する平均流の計算が困難である.ラグランジュ変数を用いて平均流をあいまいさなく計算する方法を開発し,振幅方程式の係数を振幅について3次まですべて決定した.従属変数の規格化によって正準ハミルトン方程式に帰着できた.また, WKB法を用いて渦流の短波長安定性を調べ,ノーマルモード解析の補完を行った.ひずみ流中の渦管の線形不安定性は,ハミルトン力学系のKrein理論の観点からは,エネルギーの符号が異なる,あるいは,両方ともエネルギーがゼロの2個のKelvin波同士のパラメータ共鳴として記述できる.この楕円型不安定性の弱非線形発展を調べた.一般の軸対称渦度分布をもつ渦管の上に立つKelvin波のエネルギーを1次のラグランジュ変位のみで表現することに成功し,それが分散関係の微分で与えられることを証明した.連続スペクトルの特異モードに対しても,エネルギーと一般化された分散関係の微分を対応づけることができた.副産物として,回転方向と軸方向に関して,Kelvin波の自己非線形相互作用によって誘導される振幅について2次の平均流が得られ,これらを擬運動量として特徴づけた.この平均流を用いると,3次まで振幅方程式がハミルトン的標準形の形に直接導かれ,その係数をすべて決定した.その結果,従来のオイラー的記述の枠組みで得られた振幅方程式が不完全であることを明らかにした.空間座標に線形的な流れの3次元短波長撹乱に対する安定性を調べるのに適したWKB法を用いて,回転軸自身がそれに垂直な軸まわりに回転する2つの歳差回転流(Mahalov流とKerswe11流)に対して,コリオリカと線形ずり流が剛体回転流の線形安定性におよぼす影響を数値計算と漸近理論の両面から調べ,歳差周波数が極めて大きい領域での状況を初めて明らかにした.Mahalov流では,歳差回転角速度無限大の極限で増幅率は剛体回転流の角速度に漸近する.同じ歳差周波数で比べると,Kerswe11流の方が増幅率は大きい.Kerswe11流に対して,歳差周波数が無限大の極限で,増幅率が撹乱波数に含まれるパラメータについて特異的に振る舞う新しいタイプの不安定性を発見した.定常剛体回転流は、軸対称性と並進対称性のおかげで中立安定であるが、対称性を破る摂動を加えると不安定化する。楕円形にひずんだ流線をもつ回転流の線形不安定性は縮退する2個のケルヴィン波同士のパラメータ共鳴として普遍的にとらえることができる。これらは、Kreinによるハミルトニアン力学系の分岐理論の枠組みで記述できるが、弱非線形段階を取り扱う理論は未整備であった。従来のオイラー的記述の枠組みではケルヴィン波の自己相互作用によって誘導される平均流を直接計算することができず、未定パラメータが残されたままであること、この結果、撹乱振幅の弱非線形連立常微分方程式系の係数を完全には決定できていないこと、そして、その解の振る舞いが数学的に矛盾することを指摘した。最近、われわれは、ラグランジュ変位を基本変数にとって撹乱を等循環面(iso-vortical sheet)に拘束することによって、撹乱振幅について2次オーダーの平均流を計算する方法を与えた。さらにこれを高次に進めて、撹乱振幅について3次までの振幅方程式の係数をすべて決定する弱非線形安定性理論の新しい枠組みを構築した。振幅方程式がハミルトンの標準形の形で得られる。断面が楕円形の筒状容器内の定常回転流に対して、左・右巻き定常らせん波同士の共鳴によるハミルトン的ピッチフォーク分岐を詳しく調べた。軸対称渦輪の低レイノルズ数での運動においては、渦度分布はストークス方程式から定まるが、渦核の形がほぼ円形のガウス型渦度分布で、実験や数値計算と合わない。進行方向に長軸をもつ楕円形の渦度分布に変形し、これをHelmholtz-Lambの公式に代入して、低レイノルズ数での渦輪の運動速度の時間変化を計算した。レイノルズ数1400での数値計算の結果とよく合う。回転流や立つ3次元波をケルヴィン波といい、軸対称性や並進対称性を破る摂動を加えると2個のケルヴィン波が共鳴不安定を起こす。ハミルトン力学系のスペクトル理論によると、ケルヴィン波のエネルギーの符号が不安定化の鍵を握る。ラグランジュ変位を基本変数にとって撹乱を渦なしに限定することによって、波のエネルギーの一般的な表示を4通り得た。さらに、分散関係の周波数による微分と波のエネルギーとの間に成り立つ関係を証明した。その副産物として、波の非線形相互作用によって誘起される振幅について2次の平均流を計算できる。渦なし撹乱の定義を循環保存と関係づけることによって、擬運動量が平均流とストークスドリフトの和と等しく、円筒容器中では後者が消えるので、擬運動量と平均流が等しいことを証明した。

これらを利用することによって、軸対称波と楕円変形波との共鳴のからのハミルトン的ホップ分岐の成長をあらわす弱非線形振幅方程式の係数を3次まであいまいさなく求めることができた。これらはハミルトンの正準方程式であり、4自由度系に対し第一積分が3個しかないので、解はカオス的振る舞いをする。また、左・右らせん波の定常共鳴からハミルトン的ピッチフォーク分岐を起こした波が、3,4角形波との三波相互作用よって2次不安定を起こすことを見出した。歳差運動する回転流の短波長線形安定性をWKB法によって調べた。コリオリカが摂動を与える。基本流として平面回転流をとった。歳差回転角速度をある臨界値より大きくすると、波数の主回転軸方向成分が0を時間周期的にとるようになる。この瞬間ごとに撹乱振幅が異常増幅するという特異な振る舞いを発見した。さらに、渦度界面のラグランジュ的扱いによって、プラズマ中におけるトロイダル磁場をもつ軸対称渦輪の定常運動速度に対するホール効果を計算することに成功した。
異種高分子の競争吸着の研究

高分子溶液から固体表面に高分子が吸着する現象は高分子セグメントと表面との相互作用力の大きさによって支配される。したがって、異なる分子量間および異なる化学種間の吸着挙動に競争が生じ、表面に吸着した吸着高分子の組成は溶液中とは異なる。さらにその原理に基づいて、既に吸着している高分子をより吸着力の強い高分子が置き換えることが予想される。本研究ではこれらの競争および置き換え吸着現象を種々の高分子の組合せを用いて集中的に行なった。1.分子量の異なるポリスチレン(PS)の白金金板への吸着を【○!H】条件下でエリプソメトリーによって測定した。平衡吸着層厚さの測定結果から、低分子量物は高分子量物によって置き換えられるが、良溶媒系とは異なって、低分子量物のわずかな残存が認められる。2.PSとポリエチレンオキシド(PEO)およびPSとポリメチルメタクリレート(PMMA)のシリカ表面への競争および置き換え吸着を良溶媒中にて測定したところ、PSはPEOおよびPMMAによって完全に置き換えられ、PEOとPMMAはシリカ表面にそれぞれ優先吸着することが明らかになった。また、PEOおよびPMMAが固体表面を十分に被覆しきれない場合に限り、表面にPS吸着鎖が共存しているが、PEOとPMMAの濃度が増加すると、それらの平衡平坦域吸着量に到達する以前にPSは完全に脱着されている。3.高分子電解質であるポリ-4-ビニル、N、n、ブチルピリジニウムブロミド(PVP)とPEOとの水溶液中の競争および置き換え吸着では、シリカ表面からPEOによりPVPが完全に脱着されることが判明した。以上の結果から、吸着力の強い化学種は優先吸着したり、先に吸着したより吸着力の低い化学種を完全に脱着できる。
準周期的及びランダムシュレーディンガー方程式

(1)ポアソンモデルのスペクトルの決定ポアソン分布に従ってランダムに配置した粒子の作るポテンシャルの下での電子の運動を記述するポアソンモデルの、確率1で定まるスペクトルを決定した。予想は、シングルサイトポテンシャルが非負であればスペクトルは正の実軸に、そうでなければスペクトルは実数全体と一致する、というものであったが、2次元以外ではこれが正しいことがわかった。しかし、2次元では、シングルサイトポテンシャルがある特別な条件を満たすときに、スペクトルに1つギャップが現われる可能性を否定できない。(2)ライングラフ上のランダムシュレーディンガー作用素ライングラフ上におけるランダムシュレーディンガー作用素を考え、そのスペクトル下端近傍での状態密度、対応する一般化固有関数の性質を調べた。スペクトル下端における状態密度は、ランダムボテンシャルの分布の特異性の有無に依り、異なる挙動を示す。また、対応する固有関数は(正方格子の場合とは異なり)有限個のサイト上でのみ0でない値をとることがあるが、この性質についてもポテンシャルがランダムな場合とそうでない場合とでは相違が見られる。(3)ランダムシュレーディンガー作用素のスペグトルの揺らぎ2次元正方格子上のランダムな磁場を持つシュレーディンガー作用素について、対応する有限系の固有値をその体積の分だけ引き延ばして得られる点過程の体積無限大極限での挙動を調べた。収束部分列が常に存在すること、その弱収束先は無限分解可能な点過程であることがわかった。目標はこの収束先がポアソン点過程であることを示すことであるが、このことは証明できなかった.準周期ポテンシャルを持つ1次元シュレーディンガー方程式について、その久保伝導度の評価のために必要となる、一般化固有関数の漸近挙動を調べた。レイモンド氏のプレプリントの結果を応用することにより、どの場合にその上極限が発散し、下極限が0になるかを調べた。この2つが同時に起こるような状況も実現できる。さらにポテンシャルのカップリング係数を大きくしたときのスペクトルの挙動について、前年度に得られていた結果をより拡張して精密に調べることができた。また、1次元ハバードモデルにおいて、粒子数が奇数の時にその基底エネルギーを最小にする磁場(optimal flux)の値を求めた。粒子数が偶数のときにはすでに3年前に結果を得ているが、その場合とは異なり、粒子数が奇数の時には、potential disorderがoptimal fluxを変えることがあること、また有限温度ではOptimal fluxが異なることをも示した。さらに、optimal fluxと基底状態のスピンとの関係を調べ、特別な場合に基底状態のスピンがfluxに依存して大きく変わること、基底状態のスピンについての情報から対応する1体ハミルトニアンの固有値の和についての評価が得られることを発見した。さらに、高次元格子において一様分布に従うランダムなベクトルポテンシャルを持つシュレーディンガー方程式を考え、そのスペクトルの端において、アンダーソン局在が現れることを示した。このためにはWegner estimateと呼ばれる評価を得ることが本質的であるが、これを格子上のループを持たない経路の数を数える問題に帰着し、このような経路の評価を行った。目標はこの収束先がポアソン点過程であることを示すことであるが、このことは証明できなかった.