hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
保型形式の整数論、具体的構成の観点からの研究領域の拡張

私の研究対象である保型形式論は、ラングランズプログラムなどに象徴されるように整数論において重要な役割を果たしてきた。本研究は保型形式の具体的に構成に軸足をおいて研究を深めることを目指すものである。研究期間で得た成果としては2つあり、ラマヌジャン予想の反例を与える保型形式の具体例の構成、それからある保型形式に付随するL関数の、関数等式の中点での非消滅を、超幾何関数という整数論とは違う由来を持つものの特殊値による判定に関する結果である。1)例外型リー群G_2の四元数離散系列表現に対するハイゼンベルグ部分群に関するホウィッタカー関数の明示公式について、これまでに得た零関数になるという結果の矛盾についてその原因を突き止めようと研究を続けたがこの年度では進展が得られなかった。2)5次元双曲空間上のマースカスプ形式のリフティングによる構成については、大きな進展が得られたと言える。今年度はリフティングがヘッケ作用素に関する同時固有形式であることを証明することについて詳しい研究を行った。その結果、実際にすべての有限素点でそのようになることが証明できた。またリフティングが生成する保型カスプ表現についても調べることができ、それが次数4の一般線形群の大域的な放物型誘導表現とほとんどすべての有限素点で同型となる、つまりCAP表現であることが証明できた。そしてこの保型表現がラマヌジャン予想の反例を与えることも示すことができた。一般線形群の場合のラマヌジャン予想は強く信じられているが、我々はその内部形式である四元数環上の次数2の一般線形群の場合でラマヌジャン予想の反例を与えている.これは純粋に保型表現論的議論からも導かれると思われるが、保型形式という関数のレベルで反例を実現している点に我々の結果の意義がある。この成果はオクラホマ大学のアメヤピターレ氏との共同研究による。3)四元数環上の保型形式に付随するランキンL関数の中心値の非消滅を超幾何関数の特殊値を使って調べる問題について、九州大学の蛭子彰仁氏の指摘により、ヤコビ多項式を使った別証明があるとの指摘を受けた。それは有限個を除いたすべての場合で我々の関心のランキンL関数の中心値の非消滅を意味する。よって残った有限個の場合について計算すればよいということになり、計算機を使って残りの場合の処理を試みたが、実際には計算量が莫大で現実的には処理不可能と認識するに至っている。1.例外型リー群G_2の保型形式に関する研究については、ハイゼンベルグ放物型部分群に関する一般化ホウィッタカー関数の明示公式の研究を四元数離散系列表現の場合で行ったが、すべてのハイゼンベルグ群の指標の場合で0になるという結果が出た。しかしこれはノーラン・ワラック氏が与えた四元数離散系列表現の一般化ホウィッタカー関数の一般論と矛盾するものである。これについては、もっと一般の離散系列表現の場合に研究対象を広げることで、この矛盾の原因を突き止めることを考えている。2.楕円マースカスプ形式から5次元双曲空間上のマースカスプ形式へのリフティングの研究であるが、その構成ができたように思われる。楕円マースカスプ形式のフーリエ係数からリフティングのフーリエ係数を適切に定義し、それにより構成した5次元双曲空間上の関数によりリフティングを与え、マースの逆定理を使ってこれがマースカスプ形式であることを証明した。3.整数論に限定しない方向の研究については、定符号四元数環上の保型形式と2次のシンプレクティック群の非分裂で非コンパクトな内部形式へのテータリフトという2つの保型形式に対する、ランキン保型L関数の中心値の正値性を超幾何関数の特殊値で統制する研究を進めていた。当初は-1での特殊値について調べていたが-3での特殊値についてもこれらの保型L関数の中心値の正値性と関係することが分かった。具体的には今述べた超幾何関数の特殊値がある特定の値にならなければ、上記の保型L関数の中心値が正となる定符号四元数環上の保型形式ないしは上記のテータリフトの存在が言えるということである。これについては九州大学の蛭子彰仁氏が、この2つの超幾何関数の特殊値の問題を多くの場合について解決し、これによりこのランキンL関数の中心値が実際に正になる上述の保型形式が無限に存在することを証明できた。(1)例外型リー群G2上の保型形式の研究を動機とした一般化ホウィッタカー関数という球関数の明示公式の研究は、これまで得たすべて0になるという関連する一般論に矛盾する結果の原因究明を行ってきたが、結局今年度内の解決には至らなかった。方針としては研究対象としていた四元数離散系列表現の場合に限定せず一般の離散系列で考えることで観察を行っていた。現在は今一度四元数離散系列の場合に立ち返って原因究明を続けている。これについては引き続き研究を推進する意向である。

(2)前年度成果を得た、5次元双曲空間上のカスプ形式の複素上半平面上のカスプ形式からのリフティングによる構成に関する研究について、それが生成する保型表現の無限素点が緩増加であることを確かめた。これは解決しているレベル2のマース形式のセルバーグ予想の帰結として得られる。なお前年度の研究で、すべての有限素点では非緩増加であることが分かっていることを注意しておく。これはRamanujan予想の反例を与えるという我々の研究結果についてより詳細な情報を与えたものと言える。Ramanujan予想の反例を与える保型形式ないしは保型表現の研究は、保型表現の分類理論を構築する上で不可欠であり、与えた反例について詳しく調べることは有意義であると考える。(3)四元数環上の保型形式のRankin L関数の中心値の非消滅を超幾何級数の特殊値で統制する問題について、残った有限個の場合を扱う問題については今年度内の解決には至らなかった。有限個とは言うものの、その計算量は膨大である。昨年度の研究では計算機を使う手法を取ったがその計算量の膨大さが障害となり未解決で終わった。完全解決に向け、現在は今までの手法と違うアイデアが必要ではないかと認識するに至っている。代数学大体上の3つのテーマで研究してきたが、2つ目のマースカスプ形式のリフティングによる構成の研究は計画通りに進んだと言える。しかし、他の2つについては思うような進展が得られなかった。また上記の研究実績の概要には記さなかったが、実数値保型関数の研究もテーマとして挙げてきたが、現在のところよい研究手法が見つからず行き詰まりの状態と言わざるを得ない。以上の現状から、総合すると「やや遅れている」という評価が妥当であると思う。1.1つ目の例外型リー群G_2の四元数離散系列表現に対するホウィッタカー関数の研究については予定よりも遅れていると言わざるを得ない。この関数を特徴づける微分方程式を書き下すところまでは進んだが、その解の計算を何度も試みたものの、解がゼロになるという既存の一般論とは矛盾する結果が出てしまった。現在はこの矛盾の理由が十分はっきりしておらず、引き続き研究する必要があると考えている。2.リフティングの研究については、ほぼ予定通り進展が得られたと言えると思う。実際、24年度のこのテーマについての目標はリフティングの構成であった。3.3つ目の保型L関数の中心値と超幾何関数の特殊値の研究については、-1での特殊値だけでなく-3の特殊値との関係も分かり、且つそれにより保型L関数の中心値の正値性に関する結果を得たことは予定以上の進展と言える。また更に、最近この保型L関数の中心値の正値性については、国立台湾大学のミンルン・シェ氏と京都大学の千田雅隆氏による四元数環の保型L関数の中心値の素数pを法とした非消滅に関する結果を応用すると、かなり一般的な状況で私の関心の保型L関数の中心値の正値性が言えることが分かった。またこの方針の研究は研究実績の概要で述べたテータリフトの非消滅の必要十分条件が、持ち上げられる2つの四元数環上の保型形式のアトキン・レーナー対合の符号の一致のみで十分であるという強い結果を与えるものであることも分かった。以上を総合すると、3つの項目について進展に違いはあるものの全体的にはおおむね順調であると自己評価したいと考えている。
２大中枢関門の新規密着結合分子の寄与の解明と多発性硬化症の治療標的としての有用性

多発性硬化症は自己反応性リンパ球が中枢に浸潤し、神経を破壊する疾患である。中枢組織の関門の崩壊を阻止し、浸潤を食い止めることが重要な治療戦略である。このために、本研究では中枢関門の崩壊の分子メカニズムの解明を行った。Claudin-11が、複数の中枢関門の密着結合形成に重要であることがわかり、その発現低下が多発性硬化症における中枢関門の崩壊の原因の一つであることが本研究によってはじめて明らかとなった。多発性硬化症は中枢の神経障害性疾患である。発症は血液脳関門及び血液脳脊髄液関門の崩壊に起因し、病態の重篤度はこれら関門の崩壊の程度に比例する。多発性硬化症の分子メカニズム解明を目指して、本研究では、先ず中枢関門の密着結合に関わる新規分子を探索することを目的とした。脳毛細血管内皮細胞のタンパク試料をトリプシン消化し、LC-MS/MSを用いて密着結合関連分子の発現解析を行った結果、Claudin11を新規分子として発見した。一方で、免疫組織学的染色解析においてClaudin11の発現はげっ歯類の血液脳関門には観察されなかった。すなわち、これまでのげっ歯類中心の研究では発見できなかったヒト特異的な分子を発見することに成功した。また、siRNAによるknockdown解析によって、ヒト脳毛細血管内皮細胞株(hCMEC/D3細胞)においてClaudin11が密着結合の形成に寄与する傾向が示された。また、LC-MS/MSを用いたタンパク質絶対定量解析によって、ヒトの血液脳関門や血液脳脊髄液関門において他分子に比べてClaudin11タンパク質が高発現することを解明した。さらに、血液と脊髄液を隔てる関門組織におけるClaudin11のタンパク質発現を明らかにした。Accell siRNAの投与条件を検討することによって、ラットの脊髄液内にAccell siRNAを投与することで関門組織の一部のClaudin11の発現を低下させることができる条件を得ることができた。当初の研究計画通り、Claudin11の発現量と関与を示すことができ、Accell siRNAによるノックダウン条件の検討、を完了したため。本研究では「研究代表者が見出したClaudin-11タンパク質が中枢関門の密着結合形成に重要な役割を果たしており、多発性硬化症の中枢関門崩壊の原因分子である」という仮説を証明することを目的とした。ラットから脳毛細血管を単離し、独自の次世代型網羅的定量的プロテオミクス(改良型SWATH)によって網羅的探索を行った結果、全claudin familyの中でclaudin-5とclaudin-11のみのタンパク質発現が検出された。独自のQuantitative Targeted Absolute Proteomics (QTAP)法を適用した結果、claudin-11のタンパク質絶対発現量は、ラット及びヒト脳毛細血管において、claudin-5(従来から知られている血液脳関門の主要密着結合分子)と比較してそれぞれ1.0倍及び2.8倍多く、定量的な観点から(特にヒトで)claudin-11の重要性が示唆された。免疫組織学的解析によって、脳毛細血管内皮細胞だけでなく他の中枢関門を構成する脊髄毛細血管内皮細胞、脈絡叢上皮細胞およびクモ膜にも発現することが示された。Claudin-11発現の特異的ノックダウンによって、細胞膜非透過性物質であるFITC-dextranの細胞間透過性が上昇し、claudin-11が中枢の内皮系バリアー及び上皮系バリアーの両方の密着結合形成に寄与していることが示された。In vivoのヒトの血液脳関門におけるclaudin-11の寄与率はclaudin-5とほぼ同程度であると推定された。多発性硬化症の患者では脳毛細血管および脊髄毛細血管、多発性硬化症モデルマウスではそれらに加えてクモ膜において、claudin-11の発現低下が示された。結論として、claudin-11は複数の中枢関門の密着結合形成に重要な分子であり、その発現低下が多発性硬化症におけるそれら中枢関門の破綻の原因の一つであることが本研究によってはじめて明らかとなった。脊髄液関門におけるClaudin11の関与の有無を解析し、Claudin11と多発性硬化症の関係性を調査することによって本研究の目的達成を目指します。中枢関門科学
二酸化炭素を巧く利用したＴｉＯ２と太陽光による光触媒

有機物の部分酸化、すなわち基礎化学品合成が、太陽光照射下において、TiO2系光触媒によっても、反応をCO2雰囲気で行うことで選択的かつ高効率に進行することがわかった。一方、TiO2系光触媒による水中の有機化合物の完全酸化、すなわち光触媒による水質浄化が、太陽光照射下においても、反応容器気相にCO2吸着剤を設置することで高効率に進行することがわかった。昨年度に引き続き、CO2吸着材を設置した光触媒反応を調査した。TiO2によるフェノールの分解,Au微粒子担持CeO2(Au@CeO2)によるギ酸の分解など,水質汚染有機物のCO2への完全酸化を,太陽光照射下,密閉反応容器の気相にCO2吸着材を設置して行うと,分解速度が加速した。加速効果の機構は不明ではあるが,分解速度が吸着材の設置量やCO2吸着容量に依存したことから,吸着材によって気相CO2が減少し,CO2の溶解平衡を保つために水中からのCO2の発生が促進されたことが一因であると考えた。そこで,さらに高い加速効果を得るために,より高機能な新規CO2吸着材を合成した。層状ケイ酸塩マガディアイトをアミノプロピルシラン,オクタデシルシランと反応させることで,同一層間にアミノ基とオクタデシル基が固定された誘導体が得られた。同材料は,大量のN2およびH2Oを含む混合ガスから低濃度のCO2を効率的かつ選択的に吸着する材料えあり,Au@CeO2による水中のギ酸の分解に用いると,触媒だけを用いた場合に比べ分解速度は加速し,期待通り,既存のCO2吸着材を設置した場合に比べ高い分解速度が得られた。注目すべきことに,吸着材を用いずに反応容器を開放して行った場合に比べ,分解速度が相当早く,気相中のCO2を吸着材によって効率的に(作為的に)除去する本手法のメリットが示された。さらに新たな反応環境も開発した。フェノールを迅速,効率的かつ選択的に吸着できる層状ケイ酸塩,H+交換型マガディアイトを太陽光照射下でのTiO2による水中のベンゼンの酸化に供したところ,反応後吸着材にはフェノールのみがトラップされ,吸着材をエタノール水溶液で洗浄するだけで,非常に高い収率(回収量),選択率(純度)でフェノールを回収できた。層状ケイ酸塩を添加するだけで、TiO2による効率的かつグリーンな有機合成を達成した。期待通り、CO2雰囲気下では安価なTiO2系触媒でも高効率かつ選択的な有機物の部分酸化(有機合成)が実現した。ベンゼンの部分酸化と同様工業的に重要な反応であるシクロヘキサンの部分酸化も,CO2雰囲気下では,P25を鉄で修飾した材料上で効率的かつ選択的に進行した.安価な触媒であっても,反応をCO2雰囲気で行うだけで,太陽光エネルギーによる物質変換が可能であった.一方有機合成用だけでなく,有機化合物のCO2への完全酸化用,即ち環境浄化用の反応環境も開発した.ギ酸などの有機酸は,様々な有機化合物の分解過程で検出される水中汚染物質であるため,不均一系光触媒によるCO2への無害化は重要な課題である.Au微粒子担持CeO2は可視光照射により水中ギ酸を水とCO2へ完全分解することが報告されている.申請者は,同反応を密閉反応容器内の気相にCO2吸収剤として知られるアミン担持メソポーラスシリカを設置し,太陽光照射下で行うと,ギ酸の分解速度が劇的に加速することを見出した.この促進効果は,CO2吸収剤をソーダ石灰など他の吸収剤に変えても,またTiO2単体による太陽光照射下での水中フェノールの分解でも観察され,さらにCO2吸収剤の性能(CO2吸収速度,容量)や添加量に依存したことから,吸収剤によって気相CO2が減少し,CO2の溶解平衡を保つために水中からのCO2の発生,即ち水中有機化合物の完全酸化が促進されたためであると考えた。金属有機構造体(MOF)など固体CO2吸収剤の開発には目覚しい進歩があり,その性能次第では太陽光とTiO2による水質浄化が実現するかもしれない.二酸化炭素ガス充填により、通常では困難なTiO2系光触媒による有機物の部分酸化が、太陽光照射下で、高効率かつ高選択的に進行することを見出した。一方、水中の有機物の二酸化炭素への完全酸化が、反応容器気相中の二酸化炭素を二酸化炭素吸着剤で作為的に減少させることで、TiO2系光触媒によっても太陽光照射下で高効率に進行することも見出した。どちらの現象も、詳細な機構解明には至らなかったが、汎用性があることを確認した。最終年度は、これらの成果を様々な学会で発表した。無機工業材料当初提案した2種類の反応環境の他に、新たな有用反応環境を1種類提案できた。CO2雰囲気下での部分酸化(有機合成)、CO2吸収材存在下での完全酸化(環境浄化)ともに、安価なTiO2(もしくは表面修飾したTiO2)でも効率的、選択的に進行することを見出し、汎用性も確認できた。機構もある程度は解明できた。

CO2雰囲気下での部分酸化、CO2吸着材を設置した完全酸化に関して、様々な学会で発表し、機構に対する解釈を深め、研究を発展させる。新たに発見した反応環境については、活性の最適化、汎用性の確認を行う。さらな高活性化に向け、材料設計、反応装置設計を行う。さらに、新たな「反応環境」も開発し、「CO2雰囲気下」と「CO2吸収材存在下」と網羅的に組み合わせ、実用レベルの活性を目指す。設備備品に関しては予定通り購入し、期待以上の研究成果が得られた(主に論文、特許)。成果発表のために計上していた旅費等に関しては、重要な成果発表の場と考えられる学会等が事業期間末期および事業期間後に開催されるため、未使用額が生じた。本課題に関連したテーマで、既に2件の招待・依頼講演が決定、内定している。また本課題を発展させるのに有効な成果発表の場となる学会もいくつか開催される。未使用額はその経費に充てることとしたい。現在までに、前年度に購入したキセノンランプに、デモ機として装着しているモノクロメータを購入し、詳細な触媒活性の評価を行う。
吸収位相差顕微鏡の開発

本研究では、生体試料の観察の自由度を増すため微弱な吸収分布を高感度に計測する手法を考案し、吸収分布増感対物レンズの開発を目指した。従来より顕微鏡下での光学像観察には吸収・蛍光・位相差等の観察手法が用いられている。吸収(励起)波長または発光(蛍光)波長を選択することにより観察対象を識別できる。選択性を制御するため染色して観察する場合も多い。得られた光学像から吸光度または発光輝度を求めることにより定量計測が可能となる。吸収分布計測に用いる照明光強度は一般的に蛍光分布計測時よりも低く、試料に対する侵襲性を抑えた観測ができる。多くの場合吸収量は微量であり、吸収分布を高感度に計測する手法を実現することは、観測対象・機会の拡大に有意義である。非染色での観測の可能性も出てくる。吸収分布を高感度に計測するには、試料の吸光度を増幅して観測すれば良い。吸光度の増幅には大きく分けて、後処理にて電気的に増幅する手法と、リアルタイムに光学的に増幅する手法が考えられる。本年度は、観測系に工夫を加え光学的に増幅する手法を考案した。本手法を用いれば吸光度が増幅された光学像が得られる。検出に伴う雑音とは無関係に吸光度を増幅した観測ができる。後処理にてさらに増幅することも可能である。光学的に並列処理するため直接増幅像を目視にて観察することも可能である。実際の光学系は、コンデンサーレンズの前側焦点に位相差法と同様のリングスリットを挿入し、観察側は対物レンズの後側焦点面のリングスリットを通過した光の0次回折光が投影する領域にND膜を設置した。観察試料としては蛍光タンパク質を細胞核に発現する培養細胞を用いた。細胞核のみ吸収が増幅されて観測されることが期待されたが、位相情報による像形成が吸収情報を覆い隠してしまい、全く吸収像は観察されなかった。現在、位相情報を排除する光学系を考案中である。本研究は、振幅物体によって回折を受けた光(回折光)が回折を受けなかった光(直接光)よりも位相が1/2波長遅れる現象と、GFP(緑色蛍光タンパク質とその波長変異体)が振幅物体であることを組み合わせることにより、生細胞内のタンパク質やオルガネラなどの動態を高効率に可視化する全く新しい顕微技術を開発することを目的としている。本年度は対物レンズの2次開口部を利用した対物外位相観察顕微鏡を設計し組み立てた。具体的には照明光学系は従来の位相差顕微鏡を流用し、コンデンサのランプハウス側にバンドパスフィルタを設置、コンデンサ内開口部に輪帯照明用スリットを設置した。観察光学系は倒立顕微鏡のサイドポート外を利用し、対物レンズの1次開口部と共役な位置にリング状のneutral density filter (ND))と1/2波長板、および蛍光をカットするためのバンドパスフィルタをセットした。原理的には1/2波長板を使用した場合がポジティブコントラストに、使用しない場合はネガティブコントラストとなるので両者を検討した。標本はHeLaの核にGFPを発現させ、固定したものを利用した。結果は、GFPを発現していない細胞において、非常に強いコントラストが付き、ゼルニケ位相差法や微分干渉法とは"見え"の異なる画像を得ることが出来た。このコントラストの高さ故に、GFPを核に発現する細胞においても、核のみが高コントラストに染色されることはなく、周囲のコントラスト変化に覆い隠される画像になってしまった。1/2波長板の有無に関わらずコントラストが付いたが1/2波長板無しの方がより高いコントラストが得られた。
心房細動アップストリーム治療薬の探索:新規発作性心房細動モデル犬を用いて

イヌの慢性完全房室ブロックモデルを用い、うっ血性心不全に対するリモデリングを有する心房に対するアミオダロンとカンデサルタンの電気生理学的影響および抗心房細動作用を検討した。ビーグル犬の房室結節をカテーテルアブレーション法で焼灼し、心室補充調律が30-40bpmの完全房室ブロック犬を作製した。術後3ヶ月以降に、アミオダロン(200mg/body 1週間+100mg/body 3週間)および、カンデサルタン(12mg/body/day4週間)を連日経口投与した(各n=7)。心房拍動数、平均血圧、心房間伝導時間および心房有効不応期に対する作用を評価した。さらに右心房を刺激間隔60ms、60Vで10秒間電気刺激することにより心房細動を誘発した。心房細動の誘発を各測定点において10回繰り返し、心房細動の平均持続時間および興奮周期を計測した。カンデサルタン群では、アンジオテンシンIIを単回静脈内投与(30ng/kg)し、AT1受容体抑制の程度を評価した。また血液中の神経体液性因子を薬物投与前後に測定した。アミオダロンの血中濃度を投薬開始2週および4週後に測定した。薬物投与前値は、刺激周期300msにおける有効不応期および血漿アンジオテンシンII濃度を除き、両群間で有意差を認めなかった。アミオダロンの投与により平均血圧は減少し、心房有効不応期は延長し、心房細動持続時間は約1/10に短縮した。他の指標には有意な変化を認めなかった。神経体液性因子には有意な変化を認めなかった。一方、カンデサルタンの投与により、これらの指標に有意な変化を認めなかったが、血漿ノルエピネフリン濃度は低下し、アンジオテンシンII濃度は上昇した。臨床的に使用される血中濃度においては、アミオダロンはカンデサルタンに比べ、慢性代償性心不全患者での心房細動抑制作用においてより有効であると考えられた。慢性房室ブロック犬心房細動モデルにおける組織学的・電気生理学的特性ならびにアミオダロンによる抗心房細動作用を評価した。カテーテルアブレーション法によりビーグル犬の房室結節を焼灼し、心室補充調律が30-40bpmの完全房室ブロック犬を作成した。完全房室ブロック作製4週以降にアミオダロンの単回静脈内投与(3mg/kg)(n=4)により急性作用を評価した。さらに、アミオダロンを4週間連日経口投与することにより(200mg/body 1週間→100mg/body 3週間)(n=5)慢性効果を評価した。心房拍動数、平均血圧、心房間伝導時間、心房有効不応期、心房細動誘発率、心房細動持続時間を評価した。心房細動は右心房を刺激間隔60ms、出力60Vで10秒間電気刺激することにより誘発し、刺激を各測定点で10回繰り返すことで誘発率、平均持続時間を計算した。慢性期の完全房室ブロック犬では、MRI像で高度な心房拡大と、血漿中ANP、アンジオテンシンIIおよびカテコールアミン濃度の上昇を認めた。

薬物投与前の各指標の値は、心房拍動数161beats/min、平均血圧144mmHg、心房間伝導時間31ms(CL=400ms)、心房有効不応期133ms(CL=400ms)、心房細動誘発率0.9、心房細動持続時間7.2sであった。アミオダロンの静脈内投与で心房拍動数は減少したが、他の指標には有意な変化を認めなかった。一方、アミオダロンの慢性経口投与により平均血圧は減少、有効不応期は延長した。心房細動誘発率は0.5に減少し、心房細動持続時間は1/10以下に短縮した。アミオダロンの慢性投与は急性投与とは異なり心房細動に対して抑制的に作用することが証明された。イヌの慢性完全房室ブロックモデルを用い、うっ血性心不全に対するリモデリングを合併した心房に対する臨床用量のカンデサルタンによる電気生理学的影響および抗心房細動作用を検討した。ビーグル犬の房室結節をカテーテルアブレーション法により焼灼し、心室補充調律が30-40bpmの完全房室ブロック犬を作製した。リモデリングが完成した3ヶ月以降に、カンデサルタン(12mg/body/day 4週間)を連日経口投与し(各n=7)、心房拍動数、平均血圧、心房間伝導時間および心房有効不応期に対する作用を評価した。さらに右心房を刺激間隔60ms、60Vで10秒間電気刺激することにより心房細動を誘発した。心房細動の誘発を各測定点において10回繰り返し、心房細動の平均持続時間および興奮周期を計測した。アンジオテンシンIIを単回静脈内投与(30ng/kg)し、AT1受容体抑制の程度を評価した。また血液中の神経体液性因子を薬物投与前後に測定した。カンデサルタンの投与により、これらの指標に有意な変化を認めなかったが、血漿ノルエピネフリン濃度は低下し、アンジオテンシンII濃度は上昇した。カンデサルタンは、アンジオテンシンIIの静脈内投与による昇圧反応を完全に抑制したが、心房問伝導時間、心房有効不応期および心房細動持続時間に作用を認めなかった。Kumagai Kらは心房高頻度刺激モデル犬を用いた研究で、カンデサルタンは心房細動を抑制することを報告しているが、使用した評価モデルの病態やカンデサルタンの投与飛の差異が結果の違いの原因かもしれない。
アメバチ亜科寄生蜂の熱帯地域における夜間適応と種多様性の系統進化学的解明

本年度は、遺伝子実験及び系統解析に関する技術の習得や寄生蜂の日活動性の定量調査のための予備調査、ホシアメバチ属Enicospilusの分子系統学や生物地理学、未記載種の記載などに関する論文の準備などを進めてきた。一般に熱帯地域において高い多様性を示すアメバチ亜科の中で例外的に温帯地域に分布の中心を持つアメバチ属Ophionは、特に従来の形態形質による分類が困難であり、その多様性の解明が遅れてきた。本年度、主に日本産サンプルを用いて本属の形態形質及びミトコンドリアCO1領域に基づき整理を行った。その結果、従来日本からは10種のみが知られていたが、実際には、少なくとも60種が存在することが確認された。一部の種は形態形質により非常に容易に識別が可能であるが、多くの種は現段階では形態形質による分類が困難であり、有用判別形質を見出さなくてはならない。また、今回認められた種のほとんどが未記載種であるため、その記載も必要である。現在は、比較的明瞭に識別可能な種群に関しての新種記載を伴う系統と分類の論文の準備を進めている。日本産ホシアメバチ属の研究では、日本産種には非常に多くの誤記録やシノニムなどの分類学的問題点が存在し、また、複数の未記載種や未記録種が存在することが明らかとなった。更にミトコンドリア及び核の複数領域の配列情報に基づいた系統解析を行った。現在、これらの成果を公表するため論文の準備を行っており、2019年度夏ごろには投稿できる見込みである。寄生蜂の日活動性の定量調査のための予備調査は、新潟県の里山においてマレーゼトラップを用いて行った。その結果得られたサンプルは現在、ソーティングを行っている最中であるが、本調査に必要な課題を明らかにすることができた。本年度は、上記の通り、遺伝子実験及び系統解析に関する技術の習得や寄生蜂の日活動性の定量調査のための予備調査、ホシアメバチ属Enicospilusの分子系統学や生物地理学、未記載種の記載などに関する論文の準備などを進めてきたが、本課題はおおむね順調に進展していると判断した。遺伝子実験及び系統解析に関する技術は、主にアメバチ属とホシアメバチ属を用いた研究において習得でき、実用可能な状態にすることができた。日活動性の定量調査においても、本年度は予備調査であったが十分に意味のあるデータを得ることができた。その一方で、本年度に実施を計画していた、国際ハチ目学会での発表やロシアや北海道での標本調査は災害の影響があり実施できなかった。しかし、国際ハチ目学会では発表は出来なかったものの参加することができ、世界各地の研究者と有益な情本交換をすることができた。また、鏡紋の組織切片作成も実施できていないが、他分類群での研究手法のレビューや行動観察により、今後のより詳細かつ具体的な実験手法を見出すことができた。したがって、これらに関しても大幅な遅れはなく、本課題全体としてはおおむね順調に進展したと判断した。今後は、現在執筆中のホシアメバチ属及びアメバチ属の論文を早々に投稿することを目指す。また、鏡紋の機能を明らかにするため解剖、組織切片作成、μCTスキャンを行う予定である。加えて、行動実験や音響学的実験も実施予定である。また、野外において遺伝子実験用の新鮮なサンプルの確保、マレーゼトラップを用いた日活動性の定量調査を実施する。更に、下半期にはイギリス自然史博物館に調査に行く予定である。

本年度は、上記の通り、遺伝子実験及び系統解析に関する技術の習得や寄生蜂の日活動性の定量調査のための予備調査、ホシアメバチ属Enicospilusの分子系統学や生物地理学、未記載種の記載などに関する論文の準備などを進めてきたが、本課題はおおむね順調に進展していると判断した。遺伝子実験及び系統解析に関する技術は、主にアメバチ属とホシアメバチ属を用いた研究において習得でき、実用可能な状態にすることができた。日活動性の定量調査においても、本年度は予備調査であったが十分に意味のあるデータを得ることができた。その一方で、本年度に実施を計画していた、国際ハチ目学会での発表やロシアや北海道での標本調査は災害の影響があり実施できなかった。しかし、国際ハチ目学会では発表は出来なかったものの参加することができ、世界各地の研究者と有益な情本交換をすることができた。また、鏡紋の組織切片作成も実施できていないが、他分類群での研究手法のレビューや行動観察により、今後のより詳細かつ具体的な実験手法を見出すことができた。したがって、これらに関しても大幅な遅れはなく、本課題全体としてはおおむね順調に進展したと判断した。今後は、現在執筆中のホシアメバチ属及びアメバチ属の論文を早々に投稿することを目指す。また、鏡紋の機能を明らかにするため解剖、組織切片作成、μCTスキャンを行う予定である。加えて、行動実験や音響学的実験も実施予定である。また、野外において遺伝子実験用の新鮮なサンプルの確保、マレーゼトラップを用いた日活動性の定量調査を実施する。更に、下半期にはイギリス自然史博物館に調査に行く予定である。
量子トンネル過程と新手法

森田(阪大)は、超高真空原子間力/トンネル顕微鏡を開発して、従来の静電気力の感度10pNを0.1pNに空間分解能30nmを1.5nmに改善した。市ノ川(早稲田大)は、走査型オージェ電子顕微鏡(SAM)と走査型トンネル顕微鏡(STM)の複合化を行い、試料の同じ位置をSAMとSTMで同時観察可能にした。高柳(東工大)は、電子顕微鏡の中で、グラファイトのステップのSTM像観察を行い、STM像と探針先端形状の対応付けを行った。潮田(東北大)は、金微粒子やポーラスシリコンやHOPG上のR6G分子からのSTMトンネル発光を観測して、発光機構の研究を行った。魚住(青学大)は、平面上に微粒子が1次元的に配列した経路の一部が電界に逆行している場合、負性抵抗が生ずる事をモンテカルロ計算で見いだした。大津(東工大)は、フォトンSTMの性能を向上させて、近接場光発生・受光効率の30-1000倍の改善に成功した。板谷(東北大)は、電解溶液中で電極表面のSTM測定を行い、Au(111)清浄表面等とヨウ素吸着表面のSTS測定を電解質溶液中と超高真空中で行い、表面がヨウ素で被覆されると平均バリア高さが減少する事を見いだした。魚崎(北大)は、半導体/溶液界面の電気化学分光測定を行い、表面処理による表面準位の導入(ルテニウム処理)、除去(イオウ処理)を明確に示す事に成功した。武笠(北大)は、スピン偏極STMの開発で、エピタクシャルGaAs試料と遷移金属探針の組み合わせで大気中でスピン偏極が検出される事を示したが、更に高真空中に測定系を移しSTSも可能となった。尾崎(早稲田大)は、角度分解型トンネル分光法で、ネスティングが完全でCDWギャップの異方性が小さい1T-TaS_2のトンネルスペクトルの相対角依存性はTiSe_2と比較すると小さいことを見いだした。森田グループは、超高真空・高温走査型原子間力/トンネル顕微鏡(AFM/STM)のシステム設計と関連技術開発を行った。またSi酸化膜の接触帯電の空気中予備実験で、電荷の符号や帯電量の制御に初めて成功した。市ノ川グループは、走査型トンネル顕微鏡(STM)と走査型電子顕微鏡(SEM)を複合化するための超小型電子銃の開発と評価を行った。また、Si(100)2×1上にエピタキシャル成長する金属について、成長機構などを原子の分解能で研究した。高柳グループは、電子顕微鏡用の針-試料表面対置型の特殊ホルダーを用いて、電場をかけたときの探針と試料表面の双方の原子配置変化を高分解能観察する装置を開発して、調整中である。潮田グループは、STMトンネル発光の発光計測時間を短縮するた為に、発光検出系の感度向上をはかった。並行して、Au蒸着膜などを試料としてSTM発光実験とその発光機構の研究を行った。魚住グループは、高滋場測定可能な超高真空低温STMの開発・調整を行った。また、液体窒素温度でのPt島状薄膜の電流-電圧特性の測定などの予備実験を行った。大津グループは、フォトンSTMの性能を評価する為に、AFMと同時動作するシステムを開発した。また、分解能に関する理論的検討を行い、分解能を決める主要因は先端曲率半径であることを見いだし、実験結果と合致する事を確認した。

板谷グループは、電極表面構造と反応性の関係を解明するために、ヨウ素原子の吸着したAu(111)上でAgのUPD過程を詳細に検討した。その結果、複数の化学種が共吸着した複雑な糸においても、詳細な構造解析を行い得るに至っている。森田グループは、絶縁体のトンネル過程の研究のために、超高真空・高温走査型原子間力/トンネル顕微鏡(AFM/STM)と関連技術の開発を行った。また、シリコン酸化膜への空気中の高密度接触帯電で、負電荷の相転移現象を見いだした。市ノ川グループは、STMと走査型オージェ電子顕微鏡を複合化してmmからÅの領域の画像を同一視野で観測することに成功した。また、STMを使って、Si(100)とSi(111)上での金属エピタキシャル成長を調べた。高柳グループは、電子顕微鏡とSTMを複合化して、探針と試料表面を近づけたときの探針表面の原子の振る舞いを電子顕微鏡で高分解能観察することに成功した。また、W探針に電界をかけて、探針先端の形状変化の観察にも成功した。潮田グループは、STM発光の高感度受光システムにより、薄い酸化膜上の金蒸着膜の発光スペクトルを調べた結果、発光のカットオフエネルギーが、金微粒子の単電子チャージアップ効果により、低エネルギー側にシフトする現象を見いだした。魚住グループは、微粒子を経た電気伝導を調べて、電子のトンネル電極間に電界に逆行した経路がある時、負性微分抵抗が観察される事を示した。また、高磁場測定可能な超高真空低温STMを用いて、A1微粒子の酸化過程の観察を試みた。大津グループは、フォトンSTMの性能向上のために、ファイバープローブの先鋭化、微小開口作成を行った。また、改良した装置を用いて、バクテリア鞭毛、ニュウロン中の微小細管を観測し、10nm以内の分解能を得た。板谷グループは、電解質水溶液中での電極表面とSTM探針間のトンネル過程の解明のため、吸着種も含めた電極表面の状態を調べた。その結果、ヨウ素が前吸着したPt(111)電極に銀が吸着した共吸着表面で原子レベルの観察に成功した。森田グループは、超高真空走査型原子間力/トンネル顕微鏡(AFM/STM)の開発を行い、原子間力顕微鏡の非接触測定で真の原子分解能を初めて達成した。現在、STMとの複合化を行っている。また、負電荷の高密度帯電状態を調べ、帯電電荷の高密度限界の機構を明らかにした。市ノ川グループは、STMと走査形オージェ電子顕微鏡と複合化して、mmからÅの領域の画像を同一視野で観測できるようにし、STMの探針とSTM像の関連をSEM像の基礎に明らかにした。また、STMでSi(100)、(110)、(111)上のCuの再配列構造を決定した。高柳グループは、STM探針の正確な位置制御を行うことにより、原子レベルの探針-試料表面相互作用のTEM観察を行った。その結果、探針-試料表面間の距離や電圧や電流の変化に伴う表面形状の変化の観察に成功した。潮田グループは、ポーラスシリコン表面のSTM像計測と個々のSi微粒子からのSTM発光を観測した。その結果、発光スペクトルのピークエネルギーがSi微粒子のサイズに依存すること、その依存性が量子閉じ込め効果として理解できることを見いだした。魚住グループは、微粒子を経た電気伝導過程で、伝導に直接関与しない微粒子の帯電により負性微分抵抗が生ずる可能性を示した。また、磁場中測定可能な超高真空低温STMの調整を行い、Al微粒子の酸化に伴う電流電圧特性の変化を測定した。大津グループはフォトンSTMの装置性能を昨年にくらべさらに向上させ、金微粒子を標準試料として伝達関数を評価し、分解能0.8nmを得た。次に、液体ヘリウム温度で動作させ、半導体量子ドットの空間分解分光を行った。
マイクロ流体回路を用いた空気圧アクチュエータ制御による自律ロボット駆動系の開発

マイクロ流体回路を構成する素子として、スライドバルブを用いたノーマリークローズ型マイクロバルブを開発した。減圧弁機能としては、MEMS圧力センサを組み込み、フィードバック方式でスライドバルブを高速に切り替えることで圧力調節を実現した。流体回路を電子回路で用いられるデジタル回路として構成することで、演算機能を持たせることも実現した。電気信号によるシリアル入力を、マイクロ流体回路内をデマルチプレクサとして構成することで、並列的な動作を必要とする人工筋に対しパラレルな出力が可能となった。ロボット産業は少子高齢化による労働力の減少や作業負荷の増大への対応するため、サービス分野を始めとした新たな分野への発展が見込まれているが、産業ロボットとは異なり、サービス分野へ用いられる次世代型ロボットの特徴として、人の身近で働いても安全であること、軽量・小型・高トルク、低コスト・高耐久性、自然な挙動に近いこと必要となる。本研究では、従来モーターによって動作していたものから空気圧を用いた人工筋を用いたロボットを構成する駆動系を提案・実証した。上記のような次世代ロボットのと駆動系して、半導体微細加工技術により作製されるマイクロ流体回路によって駆動流体を制御するシステムを構築した。従来では空気圧駆動に用いられていた減圧弁(レギュレータ)、方向制御弁(バルブ)の機能を小型化・集積化したマイクロ流体回路によって、軽量・小型・高トルク・高耐久性が実現できる。これにより、従来では電磁バルブによって開閉を行っていた方向制御を小型化し、さらにノーマリークローズ型とすることで電磁バルブでは動作の維持に必要だった待機時の電力消費を無くすことができた。減圧弁機能としては、MEMS圧力センサを組み込み、フィードバック方式で上記のマイクロバルブを高速に切り替えることで圧力調節を実現した。これらのマイクロバルブを電子回路で用いられるデジタル回路として構成することで、演算機能を持たせることも実現した。電気信号によるシリアル入力を、マイクロ流体回路内をデマルチプレクサとして構成することで、並列的な動作を必要とする人工筋にたいしパラレルな出力が可能となった。その他にもランダムアクセスメモリのようなアドレス制御の構成も実証した。今後はこれらの研究成果を元に、軽量・高出力なロボットを作製・実証する。ロボット産業は少子高齢化による労働力の減少や作業負荷の増大への対応するため、サービス分野を始めとした新たな分野へと発展していくことが見込まれ、現在主流となっている製造分野だけでなく人にとって身近なサービス分野に領域を拡げると予測されている。このようなサービス分野へ用いられる次世代型ロボットの特徴として、人の身近で働いても安全であること、軽量・小型・高トルクであること、耐久性が高いこと、自然な挙動に近いことが挙げられる。現在ロボットに駆動力を与えるアクチュエータとしては主に電気モータ、油圧、空気圧の3種類が用いられているが、このうち空気圧駆動は従来の人型・動物型ロボットで多用されてきた電気モータに比べて重量に対する比出力に優れ、軽く、力強いロボットが実現できる。また、アクチュエータに伸縮性があるので動作異常時のロックがなく、フェイルセーフ性も高い。さらに部品が安価で交換・保守のメンテナンスも容易など、次世代型ロボットとして求められるロボットの駆動系として最適である。空気圧アクチュエータを制御するためのマイクロ流体回路用素子として、スライドバルブを用いたノーマリークローズマイクロバルブ素子と、方向制御弁とバネ機構を組み合わせることで空気圧アクチュエータへの圧力を制御する機構を持つレギュレータ素子を開発した。これにより、ノーマリーオープン型のマイクロバルブと比べて小型で低消費電力な方向制御を実現することができ、小型のロボットや小さなスペースにも空気圧制御素子を搭載できる。素子の作製には構造体を形成した樹脂を多層に積層する必要があるが、表面処理と加圧・加熱処理を組み合わせることで印加圧力に耐えうるマイクロ流体回路を実現した。計画では平成24年度は「減圧弁機能を実現するマイクロ流体素子の開発」、「ノーマリークローズマイクロバルブ素子の開発」、「マイクロ流体回路デバイス作製のための樹脂構造体の多層接合法の確立」を実現すべきコア技術として掲げ、多層からなるマイクロ流体回路の設計とMEMS微細加工技術を用いてこれらを実現した。このことから、研究はおおむね順調に進展していると言える。平成25年度の目標としては「マイクロ流体回路デバイスの構築」、「マイクロ流体回路制御システムの構築」、「小型ロボットの作製とデモンストレーション」を挙げており、マイクロ流体回路デバイスについては平成24年度に実現したコア技術を要素として設計・作製を進めている。マイクロ流体回路制御システムについてはFPGA(Field-Programmable Gate Array)を用いた組み込みプログラミングを行い、空気圧アクチュエータの動作を制御する予定である。小型ロボットに関しては3Dプリンタ等を用いて骨格・外装を作製した後、アクチュエータとしてマッキベン型ラバーマッスルを取り付け、デモンストレーションを行う。平成25年度の研究費は、消耗品としてマイクロ流体回路を作製するための各種部材、制御システムを構築するための電子部品を購入する。

設備備品としては3Dプリンタ、FPGA、プログラミング機器を購入する。研究成果を広く公表するため、国内学会、国際学会への参加費と、論文の投稿料を計上している。
ケープダンレー沖は南極底層水の主要な生成域か？

2008-09年に南極海インド洋セクターのケープダンレー沖の斜面域で取得した係留観測による海洋の時系列データを、人工衛星による海氷データ、測器を取り付けたアザラシによる海洋データと合わせて、この海域で沿岸ポリニヤでの高い海氷生産に起因したローカルな南極底層水の生成が起こっており、ウェッデル海、ロス海、アデリーランド沖に続く、第4の主要な南極底層水の生成域であること示した。特に、この海域が他の3つの生成域とは異なり、広い大陸棚、棚氷、大きな窪地の全てが存在しないにも関わらず、高い海氷生産のみによって主要な生成域となっていることは特筆に値する。南極海インド洋セクターのケープダンレー沖では、平成20-21年に斜面域で取得した係留観測データから、沿岸ポリニヤでの高い海氷生産に起因したローカルな南極底層水の生成が示唆されていた。このデータの解析を、衛星による海氷データの解析と合わせて進めることによって、この海域からの南極底層水の流出量が南極海全体での生成量の6-13%を占めることが明らかとなった。この事実は、この海域が、ウェッデル海、ロス海、アデリーランド沖に続く、第4の主要な南極底層水の生成域であることを強く示唆している。沿岸ポリニヤ内での海氷厚の直接観測は、氷山のリスクなどのために殆ど存在しなかったが、平成22-23年にケープダンレーポリニヤ内の陸棚域で、良好なデータを取得することに成功した。このデータの解析を、同時に取得した海洋データの解析と合わせて進めた結果、冬季における薄氷および高い海氷生産に起因すると考えられる非常に高い塩分の陸棚水の存在が確かめられた。また、この現場観測で得られた海氷厚は、これまでに我々の研究グループが作成した衛星マイクロ波放射計データから薄氷厚を見積もるアルゴリズムによって推定された値と概ね一致しており、衛星データを用いた手法の有用性を示唆している。日本南極観測地域観測隊の「しらせ」で実施する予定であったケープダンレーポリニヤ内での係留系の設置は、厚い海氷に阻まれた昭和基地への接近に予想以上の期間を要し、日程の遅れが出たために実現することが出来なかった。日本南極地域観測隊の「しらせ」によってケープダンレー沖の陸棚域に2013年2月に設置した3地点の係留系の回収を「しらせ」によって2014年2月に実施した。しかしながら、今シーズンは海氷域が例年になく大きく拡がっており、3地点のうちの1地点については回収作業を実施することが出来なかった。この航海では、XCTD観測や海底地形測量についても予定していたが、海氷状況とシップタイムによる制約のため、予定の3割程度の実施に留まった。この航海で実施出来なかった項目については、2015年2月の航海で実施予定である。2008-09年に南極海インド洋セクターのケープダンレー沖の斜面域で取得した係留観測による海洋の時系列データの解析結果をまとめ、人工衛星による海氷データ、ゾウアザラシのバイオロギングによる海洋データの解析結果と合わせて、この海域で沿岸ポリニヤでの高い海氷生産に起因したローカルな南極底層水の生成が起こっており、ウェッデル海、ロス海、アデリーランド沖に続く、第4の主要な南極底層水の生成域であること示し、論文を発表した(Ohshima, Fukamachi and Williams et al., 2013, Nature Geoscience)。特に、ケープダンレー沖の海域が他の3つの生成域とは異なり、広い大陸棚、棚氷、大きな窪地の全てが存在しないにも関わらず、高い海氷生産のみによって主要な生成域となっていることは特筆に値する。また、この成果は、極域科学シンポジウムにおいて招待講演としても発表した。2010-11年にケープダンレー沖の陸棚域で取得した係留観測による海氷の時系列データについては、海氷の厚さの精度を向上させるための様々な処理を実施した。2012年11月から2013年3月にかけて、第54次日本南極観測地域観測隊に研究代表者の深町と研究分担者の松村が参加し、砕氷艦「しらせ」により2012年3月に設置する予定であったもののシップタイム不足のためにキャンセルとなっていた陸棚域における海氷や高密度陸棚水をターゲットとした係留系(3系)の設置を実施した。また、この航海ではケープダンレー沖の斜面域におけるXCTD観測や海底地形測量についても実施した。平成20-21年に斜面域で取得した係留データの解析が進み、投稿論文の原稿が完成した。また、平成22-23年に陸棚域で取得した係留データの解析が進み、ポリニヤにおける海氷厚およびその直下での海水特性の変動についての新たな知見が得られた。25年度が最終年度であるため、記入しない。

2008-09年に取得した係留観測データについては、衛星観測による海氷データ、船舶およびバイオロギングよる海洋データと合わせて結果をまとめ、著名な国際誌(Nature Geoscience誌)に発表することが出来た。2010-11年にケープダンレーポリニヤ内の陸棚域で取得した海氷・海洋の係留観測データについては、その解析が着実に進んでいる。日本南極地域観測隊の航海では、陸棚域での係留系については予定通りに設置出来たが、2011年2月に設置した斜面域の係留系については水中切離装置の不具合のために回収が出来なかった。平成20-21年に斜面域で取得した係留データに基づく投稿論文の原稿については、国際誌へ投稿する。また、平成22-23年に陸棚域で取得したデータについては、更に解析を進め、国際誌への投稿論文の原稿を作成する。本年度に参加予定の日本南極地域観測隊の航海(平成24年11月から25年3月)では、平成23年2月にケープダンレーポリニヤの下流に当たる斜面域に設置した係留系(5地点)の回収作業に加えて、昨年度の航海で日程の遅れにより実施出来なかった陸棚域での係留系の設置作業(3地点)を実施する。25年度が最終年度であるため、記入しない。2008-09年に取得した斜面域での係留観測データについては、第1報は発表したものの、更に詳細な解析を行う必要があるので、その結果をまとめる作業を行う。また、2010-11年に取得した陸棚域での係留観測データについても、更なる解析を進め、結果をまとめて、国際誌への投稿論文の原稿を作成する。今年度の日本南極地域観測隊の航海(2013年11月から2014年3月)では、昨年度に陸棚域に設置した係留系を回収するとともに、昨年度は回収に至らなかった斜面域の係留系の回収作業についても再度実施する。更に、昨年度よりも大規模にXCTD観測を実施する予定である。
代数関数体の非有理次数の研究

体k上の代数多様体VあるいはVをモデルとする代数関数体Lに対する非有理次数dr(V)の研究を行なった。Vの次元が1のときはgonalityと一致し不十分ながらも成果はあるので2次元のときを研究した。まずVがC×P^1と双有理同値のときにはdr(V)=dr(C)が判るので,小平次元が0のクラスを調べることにし,まずアーベル曲面を取りあげた。dr(A)〓3となることはアーベル曲面Aに対して得られていたので,dr(A)=3となる例を探すことを試みた。その結果次の様な沢山の例を発見した:(イ)曲線のヤコビ多様体の2重被覆となるとき。(ロ)虚数乗法をもつ楕円曲線Eに対して,A=E×Eとなるとき。(ハ)種数2の曲線で位数3の自己同型をもつもののヤコビ多様体,などである。但し残念なことにdr(A)〓4となる例は見つけられず,今後の課題となっている。一方上記の研究に関連して,2変数アーベル関数体のすべてのガロワ部分体をガロワ群のホロノミー表現を用いて決定することを試みた。特に部分体が有理的のときにはガロワ群の位数がdr(A)以上ということである。この研究では特にエンリクス曲面の関数体になる新しい例も発見された。当然予想される事であるが,大部分の部分体は有理的となっている。なお小平次元0の他のクラスとして超楕円曲面Sに対しては3〓dr(S)〓12が得られ,エンリケス曲面についてはdr(S)=2も得られた。あと残ったK3曲面についてであるが,これは難しく,4次超曲面に対して判明しているにすぎない。但し楕円曲面の構造を持つときは比較的楽にdrを決定できそうであるが,これも今後の課題である。
口臭物質測定による全身疾患モニタリングの可能性の検討

口臭の原因は歯周病および舌苔によるものと考えられており、歯科医院での口臭測定は口腔ケア・治療の評価のためとしか認識されていないのが現状である。しかし、呼気中には、生体の代謝異常・疾患から来るさまざまな物質が含まれていると考えられ、それを全身疾患の指標として、早期診断、治療評価に適用することは、歯科医院においてまったく侵襲性なく行える口臭測定が、口腔領域の衛生状態だけではなく、全身の健康状態を鋭敏にモニターできる可能性が考えられる。そこで以下について検討を行った。なお、研究の遂行にあたっては、鶴見大学歯学部倫理審査委員会の承認の下、被験者にインフォームドロンセントを得て行った。1.被験者からの口腔内ガス成分測定と疾患との関連性の分析508名の呼気中ガスを採取し、各VSCレベル測定と官能検査との整合性について検討した。その結果、各VSCレベルと官能検査値との間にはp<0.0001と有意に相関していたが、相関係数は0.5未満と弱い正の相関であることが示された。したがって、口臭を形成しているガス成分には各VSC以外のものの存在が示唆された。次に疾患の有無と口臭の関連について、特に消化器系疾患と口臭との関係は慣習的に言われているため、その相関について検討したところ、肝疾患の患者にシステインを負荷させると鼻呼気中のメチルメルカプタン濃度が健康対照者に比べ高い傾向が示された。2.被験者血液・歯肉溝液サンプル中のバイオマーカー測定肝疾患ではバイオマーカーの一つとしてγGTPを測定することから、歯肉溝検査時の出血血液・歯肉溝液を採取し、におい成分に結びつく疾患特異的分子の候補としてγGTPを分析した。その結果、VSCのうちのメチルメルカプタンレベルと口腔内の局所血中γGTP濃度が弱く相関(0.220,p=0.09)する傾向にあった。したがって、疾患のマーカーとして口臭測定の有用性が示唆された。呼気中には、生体の代謝異常・疾患から来るさまざまな物質が含まれると考えられることから、口臭が全身疾患の指標として、早期診断、治療評価に適用できるかを検討することが本研究の目的である。そこで以下のような項目の検討を行った。1.本学付属病院専門外来における口臭外来での患者700名を対象とし、基礎疾患調査および病歴の把握をした上で、被験者の口腔内ガス官能試験値および成分測定値(簡易ガスクロマトグラフィーによる各揮発性硫化物:VSCレベル測定)のデータベース作成を行った。なお、平成19年度の内訳は、男性102名、平均年齢42.3±16.0歳、女性163名、平均年齢45.7±13.6歳であった。本データベースの平成19年度の集団において分析した結果では、官能検査とVSCガス成分量は相関し、メチルメルカプタン、硫化水素、ジメチルサルファイドの順で高い相関係数を示し、これら3成分の測定は口臭値として妥当であることが示された。また、口臭値は舌苔付着度とプロービングデプス値と相関し、対応として舌苔の除去と歯周治療が第一選択である根拠となった。全身状態との相関については引き続き分析中である。2.口臭における被験者口腔内のVSC産生細菌の関与の検討口腔内のVSC産生細菌は、メタボリックマーキングによる培養法で検出し、検出菌数と口臭レベルの相関性の検討を行った結果、VSCレベルを高度、中度、低度の3群に分けた場合、高い群ほど菌数との高い相関が認められた。以上の結果より、口腔疾患以外の疾患を捉えるにはVSC以外の成分の検索が必要なことが裏付けられ、次年度には候補物質の分析を予定している。

その結果、VSCのうちのメチルメルカプタンレベルと口腔内の局所血中γGTP濃度が弱く相関(0.220,p=0.09)する傾向にあった。したがって、疾患のマーカーとして口臭測定の有用性が示唆された。