hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
縮減社会における地域環境の保全・再生に向けた地域マネジメントに関する研究

なお、平成23年度に予定していた海外調査については、フランスの事例について情報収集を行ったものの、あまり適切な事例でないと判断し、調査を延期した。平成24年度は、さらに幅広く地域環境に関わるマネージャー制度を整理し、その活動内容、位置づけ、役割等の仕組みを類型化する。また、自然再生に取り組んでいる八幡平市や真庭市等の現地調査、海外事例の情報収集と調査を行う予定である。東日本大震災の復興計画策定に地元の都市・地域計画の専門家として関わらざるを得なかったたため、平成23年度は大幅に遅れることとなった。その分、遅れているが、国内事例の分析と同時に海外事例についても詳細な調査を行うことができ、さらに現地でのヒアリング調査を通じて対照的な事例も抽出することができた。したがって、平成24年度だけではみれば当初の計画以上に進めることができたといえる。平成25年度は分担者となっている研究のエフォートを減らすことにしており、研究目的を達成する予定である。東日本大震災の復興計画策定への取り組みが始まった夏以降、岩手県の都市・地域計画の専門家として、複数の地域で復興に関わることが増え、研究環境に大きな変化が生じた。具体的には、頻繁に沿岸被災地へ調査・打合せに出かけなければならなかったことから、十分な現地調査の時間を確保することが困難であった。また、対象事例として想定していた岩泉町と釜石市も震災復興で手一杯だったため、研究への協力依頼をすることは極めて難しい状況にあった。そのため、現地調査を不要とする、情報収集および資料調査、整理を基本として取り組んだものの、非常に遅れた状況になっている。また、国内現地調査が困難であることから、効果的な調査研究とするために、海外事例については翌年度に取り組むこととして、特に着手しなかった。平成25年度は、7月頃までは国内事例の類型化を進める予定である。同時に平成24年度に協力を得た海外研究者と連絡・調整を図り、9月頃にオランダとベルギーの事例調査を行う予定である。平成25年2月に行った調査時に、9月頃の予定を確認して、調査意向を伝えてあるため、スケジュール調整さえ問題なく進めば、円滑に調査をすることが可能となると見込んでいる。なお、調査項目としては、NMの活動参加者の特徴、活動に対する意識、期待、負担等を予定している。ベルギーではNPに対してNMとの比較なるようにこれまで調査した項目についてヒアリング調査および資料集集を行う。秋以降には国内の代表事例へのヒアリング調査を行い、海外事例との比較分析を行う。上記成果を受けて、地域マネジメントの仕組みを考察し、成果としてまとめる予定である。
キラルセレン及びテルル化合物の不斉合成と不斉反応への展開

本研究では、2-エキソヒドロキシ-10-ボルニル基を不斉補助基として各種の新規なキラルセレン及びテルル化合物を不斉合成し、その化学的、物理的性質を検討し、更には新規な不斉場の構築、不斉反応開発へと展開することを目的として以下の研究を行ったa)キラルセレン化合物の不斉合成と物理、化学的性質の検討キラルセレノキシドの不斉合成に関しては、当該研究グループでは基本的な方法論を既に確立済みであるが、より広範囲のアルキル、アリール、ビニール基を有するセレニドを合成、その不斉酸化により光学活性セレノキシドを合成しその化学的、物理的性質の検討を行った。得られた各種セレノキシドから多数のキラルハロセレヌランを合成するとともに、ハロセレヌランの求核置換反応によりアルコキシ、アシルオキシ、アルキルセレヌランの不斉合成した。また、活性メチレン化合物とセレノキシド、ハロセレヌランとの反応により各種のキラルセレノニウムイリドを不斉合成した。b)キラルテルル化合物の不斉合成と物理、化学的性質の検討各種のキラルハロテルランの合成に成功し、これらを基礎として、各種のキラルテルロキシドおよびテルロニウムイリドの不斉合成を行った。また、キラルハロテルランと求核剤との反応の立体化学的研究を行いつつ、アシルオキシ、アルキルオキシ、アルキル置換テルランのキラル合成をも検討した。c)カルコゲン原子を含む不斉場を用いる不斉反応の開発上記で合成した各種化合物の内、アリールセレノキシドを用い、新規な不斉プロトン化反応開発へと展開、パラアニシルセレノキシドを不斉プロトン化剤とし、2-ベンジルシクロヘキサノンの亜鉛エノレートを基質とした場合に89%eeが得られた。
トロポニン分子突然変異による遺伝性心筋症の病態発現機構の解明

1.心筋トロポニンTΔK210拡張型心筋症ノックインマウスの解析心筋トロポニンTΔK210拡張型心筋症ノックインマウスの解析の結果、この変異のためにミオフィラメントのカルシウム感受性低下が起き、生体はそのために生じる心臓ポンプ機能の低下を心拡大と同時に様々なイオンチャネルやサルコメア蛋白質分子のリモデリングによって巧妙に代償しようとするが、皮肉なことにその結果致死的不整脈発生のリスクが著しく増加し突然死に至る確率が高くなることが明らかになった(Circ Res, in press)。このように、本研究室において世界で初めて作出に成功した拡張型心筋症ノックインマウスを使うことにより、心筋トロポニンTΔK210変異によって引き起こされるヒト拡張型心筋症の詳細な病態発現機構を解明するという当初の目標を達成することができた。2.新規ノックインマウスの作製肥大型および拡張型心筋症において実に多くの突然変異が心筋トロポニンTにおいて見つかっている。これまで肥大型あるいは拡張型心筋症という大別して2種類に分類されていたものが遺伝子変異から見ると実はかなり異なる病態をもつことが明らかになってきた。単一遺伝子病であってもその遺伝子の変異部位により予後や病態進行速度などがそれぞれ異なると考えられる。本年度の研究では、心筋トロポニンTミューテーションの中で肥大型心筋症を引き起こすI110FとS179F,拡張型心筋症を引き起こすR141WとA172Sに対するノックインマウスの作製に必要なターゲティングベクターすべての構築に成功した。S179Fに関してはさらにキメラマウスの作製まで完了することができ、肥大型心筋症ノックインマウスの作製に道を開くことができた。カルシウムイオンによる心筋収縮・弛緩の調節は、細いフィラメント上に存在する調節蛋白質"トロポニン"によってなされている。最近このトロポニンの遺伝子変異が肥大型、拡張型および拘束型心筋症の原因となっていることが次々と明らかにされている。本研究では、トロポニンT遺伝子変異による拡張型心筋症の病態発現メカニズムを最終的に解明し治療薬を探索することを目的に、最近本研究室において作製に成功したトロポニンT遺伝子変異のひとつ(ΔK210)を導入した拡張型心筋症ノックインモデルマウスの解析を行った。インタクト心筋線維収縮機能、単一心筋細胞Caトランジェント、心エコー図、心電図テレメトリーおよび摘出心臓ポンプ機能解析等により病態発生メカニズム、特に不整脈による突然死発生メカニズムの一端を明らかにすることができた。また、著名な心拡大と高頻度の突然死を示すホモ接合体ノックインマウスをもちいて、Caセンシタイザー、βブロッカー、PDE阻害剤をはじめ治療薬としての可能性が考えられる薬物の経口投与を行い、その効果を詳細に検討した。さらに、独自に開発したトロポニンサブユニット交換法(トロポニンT処理法)を用いて拘束型心筋症を引き起こす6種類のトロポニンI突然変異体を脱鞘心筋線維に組み込み、それらの突然変異が心筋の生理的収縮調節機能に対して与える影響を明らかにし論文として発表した(Yumoto et al.,BBRC,2005)。
咬合高径の変化が咀嚼筋活動に及ぼす影響

咀嚼筋活動と口腔周囲の環境との間には非常に密接な関係が存在する。今回の研究では、咬合高径の増加や、咬合部位、咬合領域の変化が咀嚼筋活動に及ぼす影響について検討した。被験者は、正常な咀嚼筋活動を有する成人男子10名である。1)終日筋電図採得分析システムを用いて、24時間の咀嚼筋電図の記録を行った。その際の咬合高径の設定は、それぞれ咬合挙上板を用いて2、4、8mm挙上したもの、挙上量Ommの挙上板装着、そして装置無装着(N)とした。2)それぞれの被験者について、デンタルプレスケールを用いて、最大咬合力、咬合接触面積を測定した。被験者は最大咬合力と左右の咬合バランスの違いから2群に分類した。上記の条件の咬合力のデータから、3種類の咬合挙上板を作成した。片側一歯のみに接触する局部咬合挙上板、両側同名歯に接触する両側局部咬合挙上板、それに全歯接触型咬合挙上板である。長時間筋電図採得分析システムを用いて、上記挙上板装着時の睡眠時の筋電図の記録を行った。得られた結果は次の通りであった。1)睡眠時の咬筋活動は、安静位空隙を大きく越える咬合挙上板を装着した時、明らかに減少した。またその筋活動は、咬合挙上以外の要因によっても減少し、個人差が大きかった。2)睡眠時の咬筋活動は、片側に咬合接触を与えると減少した。しかし、両側に咬合接触を与えた場合は、咬筋活動の減少は最大咬合力の大きさと咬合部位の違いに関連が見られたが、咬合接触面積の変化には関連が見られなかった。事前の研究で、咬合挙上板を用いて上下顎間距離を変化させた場合、咬筋活動が減少すること、また前歯部接触型咬合挙上板では、咬筋活動の低下が認められるものの、臼歯部接触型咬合挙上板では、上記の変化は認められないことが判明した。今回の研究では、無装置・0mm・2mm・4mm・8mmの、異なる高さの咬合挙上板を装置し、終日筋電図を用いて咬合筋活動を終日採得し、その結果を比較・検討した結果、以下の知見が得られた。1.咬合挙上板の装着によって、睡眠時の咬筋活動の低下が認められた。2.睡眠時咬筋活動は、挙上量8mmで最も低下した。3.覚醒時には条件間の有意差は認められなかった。即ち上下顎間距離の増大に応じて、睡眠時咬筋活動が減少し、また安静空隙を大きく越える挙上量を付与することで、咬筋活動は有意に減少することが判明した。以上のことから、実際に顎関節症の治療に用いられているスプリントに関して、以下の事が示唆された。1.咬筋活動の抑制は、睡眠時に有効である。2.安静空隙を大きく越える挙上量を付与することで、睡眠時咬筋活動抑制効果が期待できる。3.覚醒時には挙上量による効果の差はない。スプリントによる治療の効果として、咬合の影響を排除することが挙げられるが、同時に咬筋活動の低下、即ち噛まなくなることの影響が看過できないことが示唆された。事前の研究で、顎間距離の増大に応じて、睡眠時咬筋活動が減少し、安静空隙を大きく越える挙上量を付与することで、咬筋活動は有意に減少することが判明した。

今回の研究では、最大咬合力の大きさと咬合力負担の左右比率に基づき分類された8人の成人男子について、前歯部でオーバーバイトが-1mmになるように咬合高径を設定した、咬合接触領域の異なる3種類のバイトプレートを装着した上で、睡眠時咬筋活動を記録、分析を行った結果、以下の知見が得られた。1.最大咬合力と咬合接触面積との間に有意な相関が認められたが、最大噛み締め時咬筋活動電位との間には有意な相関は認められなかった。2.バイトプレートの種類の違いと、咬筋筋活動との間には有意な変化は認められなかった。3.最大咬合力の小さい群では、片側の一歯に咬合力を負担させた場合、装置無装着と金歯に咬合力を負担させた場合と比較して、咬筋筋活動の有意な減少が認められた。一方、最大咬合力の大きな群では、装置間の有意差はなく、装置の如何を問わず咬筋活動の有意な減少が認められた。4.咬合力負担比率が不均等な群では、装置間の有意差はなく、片側一歯に咬合力を負担させた場合、咬筋筋活動の減少が認められた。一方、咬合力負担比率が均等な群では、装置間の有意差はなく、装置によっては咬筋活動の減少が認められるものもあったが、規則性は認められなかった。以上のことから、本研究において検討した最大咬合力の大きさと、咬合力負担左右比率の違いという被験者の特性に関わらず、咬合力負担領域の片側化により咬筋活動は減少するが、両側に咬合接触が存在している場合は、被験者の持つ特性により変化の程度は異なるものの、咬合圧負担領域の面積の変化は咬筋活動に影響しないことが示された。
実効的な行政調査制度の構築――調査協力・証明責任・刑事法との連携

平成30年度は、行政処分の要件認定のための行政調査の仕組み及びそれを前提とする行政機関の調査義務のあり方が、特に国家賠償制度に対してどのような影響を与えるかを検討した。すなわち、最高裁判所平成5年3月11日判決・民集47巻4号2863頁は、納税義務者が税務署長の行う調査に協力せず、資料等によって申告書記載の必要経費が過少であることを明らかにしなかったため、税務署長が申告書記載の金額を採用して必要経費を認定し、更正をした事案で、「税務署長のする所得税の更正は、所得金額を過大に認定していたとしても、そのことから直ちに国家賠償法1条1項にいう違法があったとの評価を受けるものではなく、税務署長が資料を収集し、これに基づき課税要件事実を認定、判断する上において、職務上通常尽くすべき注意義務を尽くすことなく漫然と更正をしたと認め得るような事情がある場合に限り、右の評価を受ける」としている。この判決について、課税に関する決定過程を分節化し、それぞれの局面で税務署長や国税審判官や裁判官等々にそれぞれ違った役割を割り当て、全体として不適正な課税を抑止しつつ適正な課税を確保するという観点から理解する「重層的職務行為規範論」(小早川光郎教授)や、「国賠法1条の違法は、原則として、行政機関の公務員が法適用に当たり十分な調査・検討義務を尽くすことなく実体的真実に反する行政決定を行ったこと......を意味するが、実際にこれに該当するか否かは、調査・検討義務の完全な履行を公務員に課すことに困難な事情が存在していたか否かという観点から、判断される」とする見解(米田雅宏教授)等を分析し、行政機関の調査義務のあり方が国家賠償制度に与える影響について考察した。さらに、上記判決の射程や他の判例との整合性等を分析し、国家賠償法のコンメンタール(宇賀克也=小幡純子編著『条解国家賠償法』)において公表した。行政処分の要件認定のための行政調査の仕組み及びそれを前提とする行政機関の調査義務のあり方を検討する上で、重要なテーマである国家賠償制度との関係について考察し、その成果を公表することができたため。平成30年度の検討結果を踏まえ、平成31年3月12日に閣議決定された独占禁止法改正案における調査協力インセンティブを高めるための課徴金減免制度の見直し(協議制度等)についても、行政法的観点から検討を加え、本研究を推進していく。研究課題に係る資料収集のために使用した旅費が、計画よりも若干少なかったために次年度使用額が生じた。これについては、次年度に資料収集のための旅費として使用することを計画している。
自律神経終末と平滑筋の接合部における微細形態と分子構築

1、消化管、精管、虹彩の平滑筋組織中に分布する自律神経終末の形態学的特徴を電子顕微鏡を用いて解析した。消化管においては多くの終末がシュワン細胞を介して束ねられており、平滑筋と直接接することは少なく、それぞれが固有の基底膜を有していた。一方、精管や瞳孔括約筋では束ねられている神経線維は少なく、多くが単独のまたは少数の終末となって平滑筋と接していた。特に単独の終末は平滑筋と直接または共通の基底膜を介して接していた。消化管の神経に関してはモルモット結腸(論文発表)や十二指腸起始部(投稿予定)で観察を行った。2、血管壁や消化管壁においてシナプス小胞関連蛋白質を免疫組織化学的に検索し、その多くが神経終末に存在することを明らかにした。これらの蛋白質は基本的には神経終末に局在するが、シナプス前膜に分布すると言われるSNAP25は終末以外の神経線維全体にも分布し、末梢神経系全体の良いマーカーと成りうることが明らかとなった(投稿準備中)。更に例えば動脈血圧受容部において、求心性終末にもシナプス小胞関連蛋白質が見出され、これらの蛋白質が各種の求心性終末において何らかの働きを担っていることが示唆された。3、自律神経終末に比較的多量に分布する蛋白質としてカルシウム結合蛋白質の一つニューロカルシンを食道壁で同定した(論文発表)。この蛋白質は更に知覚神経系(論文発表)や骨格筋の遠心性・求心性終末(論文発表)においても発現していることが明らかとなった。またぐ神経終末に分布する蛋白質として癌抑制遺伝子産物であるAPC蛋白質(論文発表)や神経成長円錐に多量に含まれるNAP22(論文印刷中)と言った新規蛋白質を中枢神経系で同定した。1、十二指腸起始部の筋層を解析することで、シナプトブレビンやシナプトフィジン免疫陽性の神経終末が非常に多数分布する部位を見出した。これらの神経終末は筋層の最も粘膜下層よりに集まっており、特殊な神経叢を形成していると考えられる。ここの平滑筋細胞はまわりに多くの神経終末が分布するのと共に膠原線維や弾性線維に囲まれていた。これらの終末の免疫化学的な性質を解析すると、VIP,substance P,GRP,PHI,galanin,dynorphin,NOS陽性の終末が多く、一方TH,NPY,CGRP陽性の終末は少なかった。またこの領域に神経終末の近くまたは接してc-kit陽性の細胞が多数分布することも見出した(投稿予定)。これらの細胞は神経終末と平滑筋をつなぐ細胞とも考えられ、超微形態からの解析を必要とする。2、血管壁や消化管壁にカルシウム結合蛋白質ニューロカルシン陽性の神経終末を見出した。ニューロカルシンは神経終末においてシナプス小胞やその他の膜構造と関連がもたれると考えられ、今回見出したニューロカルシン陽性の神経終末においてもシナプス小胞、シナプス前膜に免疫活性が強く見られた。3、消化管、精管、虹彩の平滑筋組織中に分布する自律神経終末を電子顕微鏡的に解析した。精管や瞳孔括約筋の神経終末は、平滑筋に直接あるいは基底膜を介して接しているが、消化管においては直接に接することは非常に希で、1に書いたように間質性の細胞(線維芽細胞またはc-kit発現細胞)と密に接触していた。このことから自律神経終末と平滑筋細胞との間の接触様式は臓器によって異なることが考えられ、これらの接触様式及びそこに介在する分子については更に詳しく検討する予定である。
高性能沸騰伝熱面の伝熱促進機構

1.高性能伝熱面の基本特性試験(1)ALNスパッタリング面ALN粒子1層の電熱面をスパッタリング法で試作し、3種類の沸騰液体R113:R12及び液体窒素で試験を行って、我々の予測式[1]による計算値と比較検討した。この方法で製作できる粒子は直径がやや細かく、性能的には物足りないが、現状では最適粒子径と考えられる100[μm]程度の大きな粒子の層を作ることが困難である。(2)ブロンズ粒子焼結面層の厚さ約5層の最適に近いと考えられる条件で試作した粒子焼結面で大気圧の液体窒素及び高圧のR12で試験して予測値と比較するとともに伝熱促進特性の検討を行なった。(3)アルミニウム溶射面アルミニウム粉末を銅管に溶射することで伝熱面を試作し、液体窒素で試験を行なった。溶射は製法も容易で薄い粒子層のコ-ティングが可能であるが、粒子間の隙間を確保する事および100[μm]程度以上の大きな粒子の層を作ることが難しく、出来上りの当り外れが大きい欠点が有る。液体窒素に対しては最適粒子径が70[μm]程度と予測され、この方法で伝熱促進性能の優れた伝熱面を作製出来た。2.伝熱過程の解析と熱伝達整理式粒子焼結面における伝熱性能におよぼす粒子径の影響、および粒子層厚さの最適値の考察を行なった。さらに沸騰液体の熱輸送特性の尺度としてバ-ンアウト熱流束q。を使用し、焼結面の沸騰伝熱促進特性を考察するとともに整理式の定式化を試みた。文献[1]伊藤、田中、玉利、日本機械学会論文集(B編)、55-513(1989)。従来の伝熱促進の考え方と経験の整理核沸騰伝熱促進に関する内外の文献をデータベースファイルとして整理し、その中から多孔質面の実験データを選定して我々の焼結面の実験データと併せてファイルに作成し検討した。2.高性能伝熱面の基本特性試験(1)レーザ加工銅箔を巻き付れた伝熱面沸騰液体、大気圧のR113とエタノールで試験し、沸騰している面の最小の過熱度をリエントラントキャビティの理論と比較した。(2)ブロンズ粒子焼結面層の厚さ約10層の粒子層伝熱面で大気圧、大気圧以下および大気圧以上の3種の圧力条件で試験し、我々の予測式〔2〕による計算値と比較した。(3)ALNスパッタリング面1層の伝熱面を試作し、3種類の沸騰液体、R12、R113およびエタノールで試験して予測値と比較検嵐した。3.伝熱過程の解析と熱伝達整理式提案していた粒子層沸騰伝熱面における性能予測法〔1〕を部分的に修正して発表した〔2〕。4.今後の研究計画ALNスバッタリング面で試験液体に液体窒素を加えて伝熱性能試験を実施し、圧力の影響、経時特性などを検討する。〔1〕伊藤、田中、玉利、第25回日本伝熱シンポジウム講演論文集、Vol.1(1987)。1.高性能伝熱面の基本特性試験(1)ALNスパッタリング面昨年度に引続きALN粒子1層の伝熱面をスパッタリング法で試作し、沸騰液体液体窒素で試験を行なって、我々の予測式[1]による計算値と比較検討した。この方法で製作できる粒子は直径がやゝ細かく、性能的には物足りないが、現状では最適粒子径と考えられる100[μm]程度の大きな粒子の層を作ることが困難である。(2)アルミニウム溶射面アルミニウム粉末を銅管に溶射することで伝熱面を試作し、3種類の沸騰液体、R113、R12および液体窒素で試験を行なった。

溶射は製法も容易で薄い粒子層のコ-ティングが可能であるが、粒子間の隙間を確保する事が難しく、出来上りの当り外れが大きい欠点が有る。(3)ブロンズ粒子焼結面層の厚さ約5層の最適に近いと考えられる条件で試作した粒子焼結面で大気圧の液体窒素および高圧のR12で試験して予測値と比較するとともに伝熱促進特性の検討を行なった。2.伝熱過程の解析と熱伝達整理式粒子焼結面における伝熱性能におよぼす粒子径の影響、および粒子層厚さの最適値の考察を行なった。さらに沸騰液体に関してはその熱輪送特性としてバ-ンアウト熱流束q_0に注目して、焼結面の沸騰伝熱促進特性を考察するとともに定式化を試みた。文献[1]伊藤、田中、玉利、日本機械学会論文集(B編)、55ー513(1989)。
キャピラリー電気泳動反応器による生体分子間相互作用の総合的定量解析システム

本研究計画では,生体分子コンプレックスをはじめとする広い意味での錯体の結合能を総合的に定量評価するための新しい方法論の創出をその研究目標とした.キャピラリー電気泳動を反応場とした表記反応器を開発し,均一溶液中での金属錯体,生体分子複合体の解離反応速度定数の直接解析を可能とした.また反応場に配位子を添加することで錯体生成反応挙動を追跡できることを実証し,総合的定量解析システムたり得ることを実証した本研究計画では,生体分子コンプレックスをはじめとする広い意味での錯体の結合能を総合的に定量評価するための新しい方法論の創出をその研究目標とした.キャピラリー電気泳動を反応場とした表記反応器を開発し,均一溶液中での金属錯体,生体分子複合体の解離反応速度定数の直接解析を可能とした.また反応場に配位子を添加することで錯体生成反応挙動を追跡できることを実証し,総合的定量解析システムたり得ることを実証した本研究計画では,生体分子コンプレックスの結合能を総合的に定量評価するための新しい方法論を創出するために, 1,動的アプローチとして,キャピラリー電気泳動反応器(CER)による生体分子コンプレックスの解離反応速度論解析の方法論を確立し, 2,静的アプローチとして,キャピラリー電気泳動(CE)を用いた生体分子コンプレックスの熱力学的平衡定数の測定法の確立を目指す.平衡物性や構造,その機および諸物性に関する研究が進んでおり,それらの情報を入手しやすいこと,および,キャピラリー電気泳動への適合性の良さを勘案して, Zinc-finger系をモデル物質系としてその解離反応速度解析を検討した.Zinc-finger proteinを構成するZinc-fingerドメインは亜鉛と結合することによって立体構造が維持される金属タンパク(Zn(II)-Zinc-finger complex :[zfp-Zn(II)]と略)である.ここでは特に, CERによる[zfp-Zn(II)]の解離反応速度論について検討を行ったところ,予想以上に[zfp-Zn(II)]の解離反応が速く,キャビラリー電気泳動の時間スケールではその解離反応を追跡できないことが分かった.そこで,逆に[zfp-Zn(II)]の解離反応が速いことを利用して,アフィニティーCEの手法を用いて[zfp-Zn(II)]の熱力学的結合パラメーターである結合定数(K_b)を得ることに成功した.本研究計画では,生体分子コンプレックスの結合能を総合的に定量評価するための新しい方法論を創出するために,1,動的アプローチとして,キャピラリー電気泳動反応器(CER)による生体分子コンプレックスの解離反応速度論解析の方法論を確立し,2,静的アプローチとして,キャピラリー電気泳動(CE)を用いた生体分子コンプレックスの熱力学的平衡定数の測定法の確立を目指す.CERでは数分から数十分程度の時間スケールで進行する反応系の速度解析が可能であるが,これよりも早い数秒から数十秒の時間スケールで進行する生体分子コンプレックスの速度論解析を可能にする方法論の開発を試みた.大きさ数センチ角のマイクロチップ上でCERと伺様の原理に基づくキャピラリー電気泳動(CE)分離および解離反応速度解析をう行マイクロチップキャピラリー電気泳動反応器(μCER)の生体分子コンプレックス系への適用を試みた.μCERを用いてDNA結合タンパクの一種であるsingle-stranded DNA binding protein(SSB)と一本鎖DNA(ssDNA)との複合体[SSB-ssDNA]系の解離反応速度解析(半減期:数十秒)に成功し,その解離反応速度定数(k_d)を得ることに成功した.一方,これまで半減期が数時間程度という極めて長い時間スケールで進行する反応系の速度解析するための方法論は全く存在しなかった.我々はそれを可能とするための手段として,CERをベースに置換配位子による配位子交換反応をCE分離プロセスで行うことを原理とするLigand Substitution CER(LS-CER)を新たに考案し,これを用いて(置換配位子としてEDTAを使用)速度論的に極めて安定なTi(III)-カテキン錯体(半減期:3.8時間)の解離反応速度論解析に成功し,そのk_dを得ることに成功した.本研究計画では,生体分子コンプレックスをはじめとする広い意味での"錯体"の結合能を総合的に定量評価するための新しい方法論の創出をその研究目標としている.これまで,本研究では主としてキャピラリー電気泳動反応器(CER)を用いる"錯体"の解離反応挙動を追跡するための手法の開発に傾注してきた.これに対し,本年度はその逆反応,すなわち"錯体"の生成反応挙動を追跡するための新しい手法の創出を検討した.CERと同様,キャピラリー電気泳動(CE)分離プロセスを利用する広義の"錯体"の生成反応速度解析法を新たに考案した.試料の取り扱いの容易さやそのコスト,CEでの光学検出の容易さを勘案して,Fe(II)-1,10-フェナントロリン錯体([Fe(phen)_3]^<2+>)を解析モデルとして選択した.錯形成試薬(1,10-フェナントロリン,phen)を含む泳動緩衝液で満たしたキャピラリーに,サンプルプラグとしてFe(II)溶液を注入してCE分離を行い,このとき泳動時間の増加に伴うピークの増加として観察される[Fe(phen)_3]^<2+>のオンキャピラリー錯形成反応を解析して,その生成反応速度定数(k_1)を算出する方法を考案した.泳動緩衝溶液のpHを1.9として上述のようにCE分離を行ったところ,電気泳動図上に[Fe(phen)_3]^<2+>が現れたことから,予想通りキャピラリー内で錯形成反応が進行していることが分かった.

また,泳動時間の増加に伴い,[Fe(phen)_3]^<2+>のピーク高さの増加していることが分かった.さらに,これを擬一次反応として解析し,k_1の算出を試みたところ,その値として2.3M^<-1>s^<-1>を得る事に成功した.
アシルシランエノラートのアルドール反応による連続不斉中心の選択的生成

アシルシランシリルエノールエーテル(1)とキラルアルデヒドジメチルアセタール(2)の反応による三連続不斉中心を有するアルドール付加体の生成と、その求核試薬との反応による四連続不斉中心の立体選択的構築について検討した。これらのアルドール反応では、3連続不斉中心を有する4種類の異性体のうち、3、4位炭素の立体配置がsynに規制され、2、3位炭素のそれが異なる2,3-syn-3-メトキシ-1-シリル-1-ブタノン誘導体(3)または2,3-anti-3のいずれかが優先的に生じた。すなわち、ベンジルアシルシランから生成したE-またはZ-1Aとフェニルプロパナ-ルジメチルアセタール(2A)との塩素チタン触媒反応では、E-1Aから2,3-syn-体(3S)が、Z-1Aからは2,3-anti-異性体(3a)がそれぞれ高ジアステレオ選択的に生成した。一方、シリルトリフラート触媒反応では、E、Zいずれの1Aからも3aが優先的に生じた。また、その他のアルキルアシルシランエノールエーテル(1B)と2Aや2-メチルブタナ-ルジメチルアセタール(2B)との反応では、用いた1Bの立体化学と触媒に無関係に、2,3-syn-体(3s)の生成が優先した。本反応における2、3位炭素の立体規制は鎖状遷移状態モデルに、3、4位炭素のそれはCramモデルによって説明された。3にアルキルリチウムを反応させ、対応する4連続不斉中心をもつ3-メトキシ-1-シリル-1-ブタナ-ル誘導体(4)を定量的、かつ高ジアステレオ選択的に得た。4のフッ素アニオン試薬による脱シリルプロトン化は、定量的、かつ立体特異的に進み対応する1,2-anti-3-メトキシ-1-ブタナ-ル誘導体を生じた。3と求核剤での高立体選択性の発現は、3のカルボニル酸素とメトキシ酸素に金属イオンが配位した環状構造を経由して反応が進行したためと考えている。
肥満発症のメカニズムに関する分子生物学的研究

エストロゲンによる肥満抑制のメカニズムを解明することは、閉経後女性の肥満防止という観点からも重要な課題である。我々は、脂肪合成の律速酵素の1つであるlipoprotein lipase(LPL)の転写がエストロゲンでどのように制御されているのかという観点からこの課題に取り組んできた。LPL遺伝子の上流1980bpをCAT reporter遺伝子に接続し、これをCOS細胞に導入して、エストロゲンによるLPL遺伝子の転写制御を観察したところ、10^6Mのエストロゲンで約1/20もの転写抑制がみられた。このエストロゲンの転写抑制効果は用量依存的であった。次に、上記のLPL遺伝子のdeletion mutantsを作成し、エストロゲンによる転写抑制の責任領域を同定しようとした。-1980から-1573bpの約400bpを削除したmutant LPLが、他の部分を削除した場合と比べて最も強くエストロゲンによるLPL遺伝子の転写抑制を解除した。さらに、この-1980から-1573bpをLPL minimal promoter-CAT遺伝子に直接接続しても、エストロゲンの強い転写抑制効果が観察され、この約400bpにエストロゲンのLPL転写抑制の責任領域が存在するものと思われた。この部分をさらに詳細に検討したところ、-1625から-1573bpの53bpが責任領域であることが明らかとなった。さらに、gel mobility shift assayで検討したところ、この部分に結合する核蛋白も観察された。この遺伝子配列は、今までに報告されている種々の遺伝子とは相同性がみられず、新しいエストロゲン応答領域であろうと思われるが、COS細胞でなく本来の脂肪細胞での検討、さらにこの遺伝子配列に作用する転写因子の同定などが今後の重要な課題である。卵巣摘除マウスで観察される肥満をモデルとして、脂質代謝と(1)エストロゲンが欠乏することで2次的におこる上皮成長因子(EGF)の増加、(2)エストロゲン欠乏そのものの直接的な影響、の2点に注目して研究をすすめている。今回の研究はもっぱら、in vitroの系で脂肪細胞の細胞株である3T3-L1細胞を用いて研究を行っている。当初の予定通り実験は進行し、以下の点が明らかとなった。1)3T3-L1細胞を、インスリン等を培養系へ添加することによってin vitroで分化させ、その分化の種々の段階でEGFを添加した。細胞が未分化な段階でEGFを添加すると、3T3-L1細胞の分化は抑制され、脂肪合成の律速酵素であるlipoprotein lipase(LPL)やAcyl CoA synthetase(ACS)mRNAの細胞分化に伴う増加が抑制され、事実、細胞内に蓄積する脂肪量も減少した。2)ところが、3T3-L1細胞を十分に分化させて後EGFを添加すると、上記の場合とは逆に、EGFの添加によってLPLやACSmRNA量は増加し、さらに細胞内に蓄積する脂肪量も増加した。したがって、脂肪合成におけるEGFの作用はbiphasicで、未分化な脂肪細胞では分化を抑制し、十分に分化した脂肪細胞に対しては脂肪の蓄積を促進するものと思われる。今年度はさらにLPL遺伝子の上流の解析を(2)エストロゲン欠乏そのものの直接的な影響について検討する予定である。

LPL遺伝子の上流1980bpをCAT reporter遺伝子に接続し、これをCOS細胞に導入して、エストロゲンによるLPL遺伝子の転写制御を観察したところ、10^6Mのエストロゲンで約1/20もの転写抑制がみられた。このエストロゲンの転写抑制効果は用量依存的であった。次に、上記のLPL遺伝子のdeletion mutantsを作成し、エストロゲンによる転写抑制の責任領域を同定しようとした。-1980から-1573bpの約400bpを削除したmutant LPLが、他の部分を削除した場合と比べて最も強くエストロゲンによるLPL遺伝子の転写抑制を解除した。さらに、この-1980から-1573bpをLPL minimal promoter-CAT遺伝子に直接接続しても、エストロゲンの強い転写抑制効果が観察され、この約400bpにエストロゲンのLPL転写抑制の責任領域が存在するものと思われた。この部分をさらに詳細に検討したところ、-1625から-1573bpの53bpが責任領域であることが明らかとなった。さらに、gel mobility shift assayで検討したところ、この部分に結合する核蛋白も観察された。この遺伝子配列は、今までに報告されている種々の遺伝子とは相同性がみられず、新しいエストロゲン応答領域であろうと思われるが、COS細胞でなく本来の脂肪細胞での検討、さらにこの遺伝子配列に作用する転写因子の同定などが今後の重要な課題である。
酵母再構成系を用いたγセクレターゼの機能解析

γセクレターゼはプレセニリン(PS1またはPS2)、ニカストリン(NCT)、Aph1(Aph1-aL、-aS、または-b)、Pen2の4つから構成される複合体である。アルツハイマー病の原因とされるアミロイドβ(Aβ)はγセクレターゼによって前駆体タンパク質(APP)から産生される。またγセクレターゼはNotch受容体を切断することによって、細胞の分化・発生など細胞の運命決定に重要な役割を果たすNotchシグナリングも制御している。従って、Aβ産生抑制を目的としたγセクレターゼ阻害剤はNotchシグナリング阻害による副作用をも引き起こすことが知られている。私は、PSとAph1の組み合わせの違いによって生じる6つの異なるγセクレターゼを酵母に発現させ、レポーターアッセイによってAPPとNotchに対する切断活性を調べた。その結果、PS2/Aph1bのγセクレターゼがAPP切断を行う一方、Notch切断はほとんど行っていないことが示唆された。次に、HEK293細胞を用いたPSとAph1のダブルノックダウンによって、異なるγセクレターゼの機能の違いを明らかにすることを試みた。しかし、PS1のノックダウンが不十分であったため、それぞれのγセクレターゼの違いを明確に示すことはできなかった。そこで、海外の研究者らによって樹立されたshRNA安定発現HEK293細胞株を用いた解析を行うこととした。これらの細胞株はPS、Aph1がそれぞれほぼ1種類のみ発現しており、個別のγセクレターゼを評価するのに最適であると考えられた。現在、これらの細胞株にγセクレターゼの基質となるNotch受容体をトランスフェクションし、異なるγセクレターゼによるNotch切断に違いがみられるか検討している。さらに、産生されるAβ分子種の違いもELISAキットで調べる予定である。26年度が最終年度であるため、記入しない。そこで、私はヒト胎児腎細胞由来のHEK293細胞を用いて、PSとAph1のsiRNAによるダブルノックダウンを行い、異なるγセクレターゼのもつ機能について詳細な解析を行った。PS1とAphlaのノックダウンが確認できた細胞が培地中に放出するAβの分子種についてウェスタンブロット、ELISAで調べた結果、毒性が高いAβ42の産生比率が高いことがわかった。一方で、同細胞ライセート中のNotch切断によって産生されるNICDの量は低いことが確認された。つまり6種類のγセクレターゼのうちPS2/Aph1bのγセクレターゼを特異的に阻害することができれば、アルツハイマー病の発症と深い関連があるとされるAβ42の産生を低く抑え、さらにNotchシグナルの阻害による副作用を避けられる可能性があることが示唆された。これらの成果は国内学会で発表され、第18回日本病態プロテアーゼ学会学術集会における発表では学会奨励賞を受賞した。異なるγセクレターゼを発現させた酵母からそれぞれ膜画分を調製し、γセクレターゼによる基質切断のin-vitroアッセイを行うことを予定していたが、一部の形質転換体の膜画分からγセクレターゼ構成タンパク質が確認できず、予定していたアッセイを行うことができなかつた。しかし、培養細胞を用いたノックダウン実験を行うことで異なるγセクレターゼから産生されるAβ分子種の違いについて調べることができた。したがって、総合的におおむね順調に進展していると言える。

酵母に異なるγセクレターゼ複合体をそれぞれ発現させ、膜画分を調製しin-vitroアッセイを行う予定であったが、一部の形質転換体から活性のあるγセクレターゼを回収することができなかった。膜画分調製の条件検討を行い、繰り返し膜画分調製を試みたが、in-vitroアッセイを行うことができなかった。予定では酵母にすべてのγセクレターゼを発現させ、膜画分を調製後、免疫沈降法などによってどのγセクレターゼがどのくらい存在するのか、異なるγセクレターゼの存在する画分の違いを調べる予定であったが、これを変更し培養細胞を用いて免疫染色法などを用いることによって研究計画の一部については明らかにしていく予定である。
アカパンカビ生物時計の光による位相変化過程の解析

光による位相変化過程にRNA合成が必要であることを示した。これは5-アザシチジンを用いた薬理学て研究とmRNA量を測定した結果である。また他の類似薬剤の効果との比較から、この結果を確かめた。この結果は光による新たな遺伝子発現が考えられ、差分法を用いて光依存で発現する遺伝子の同定を試みたが、成功しなかった。その理由の一つは光によって分生子形成が促進され、位相変化過程に特有に発現する遺伝子を確認できないことがある。同時にこの位相変化過程がカルモデュリンアンタゴニストによって阻害されることを発見したので、この薬物に対して感受性の異なる変異株の分離を試みた。その結果、耐性株を8、高感受性株を3株分離することに成功した。この中にはカルモデュリンアンタゴニストによる光位相変化の阻害を起こさないものも数株含まれていた。また一つの遺伝子の変異によって、カルモデュリンアンタゴニストによる分生子形成リズムの周期の短縮、位相変化、また上に述べた光による位相変化の阻害の3種の阻害効果が完全に抑制される変異株も発見できた。生物時計の性質を決定するこれらの変数が、一つの遺伝子の機能によって制御を受けている可能性がある。またそのほかにも光による位相変化の阻害が抑制された変異株も数種同定できた。したがってこれら変異株をもたらす遺伝子の同定とその機能の解析を行えば、光による位相変化に関与している遺伝子の決定に役立つものと考えられる。このような観点から現在これらの変異株の解析を行っている。当初の差分法による遺伝子の同定は成功しなかったが、上に述べた変異株の解析は光受容系と生物時計を結ぶ過程の解析により有用な手法であると考えている。アカパンカビの光照射は、分生子形成を促進する。この現象は、我々の目的とする光による位相変化に関係するmRNAの同定には都合が悪い。なぜなら前期現象に関連して多くのmRNAの新たな合成が開始されるからである。そのため分生子形成が暗期でも十分起り、それと光照射菌糸のmRNA差分法で、目的とする位相変化過程に関与する遺伝子の同定のための条件設定を検討した。そのような実験条件下で、数回の実験を行なったが、数個の候補遺伝子の検索に成功したが、最終的にまだ特定遺伝子の同定までには至っていない。この実験は、まだくり返し検討することが必要である。この実験と同時に、光による位相変化過程にカルモデュリン系が関与していることを発見した。またカルモデュリンアンタゴニストによって影響を受けない変異株の同定にも成功した。この変異株は、時計に関するその他の感受性、例えば周期への効果や、この薬剤素のものに対する位相感受性なども同時に不感受性になっているが、生長はこの薬剤によって顕著に阻害される高感受性変異株であった。この興味ある変異株の解析を現在行なっており、これは1遺伝子突然変異株であるので、これを用いてこの遺伝子のクローニングを計画中である。光による位相変化過程の解析を昨年に引き続いて行ったが、差分法が十分に機能しないので、以下に述べるように別の手法を試みた。光による位相変化過程がカルモデュリンアンタゴニストによって阻害されることを発見したので、この薬物に対して感受性の異なる変異株の分離を試みた。

またそのほかにも光による位相変化の阻害が抑制された変異株も数種同定できた。したがってこれら変異株をもたらす遺伝子の同定とその機能の解析を行えば、光による位相変化に関与している遺伝子の決定に役立つものと考えられる。このような観点から現在これらの変異株の解析を行っている。当初の差分法による遺伝子の同定は成功しなかったが、上に述べた変異株の解析は、光受容系と生物時計を結ぶ過程の解析により有用な手法であると考えている。
患者中心の医療と患者満足度、アドヒアランス、そして健康アウトカムの関連

患者中心の医療が患者満足度を向上することが明らかになった。一方、満足度とアドヒアランスとは必ずしも関連がなく、アドヒアランスと関連がある健康アウトカムも疾患特異性があった。結局、患者中心の医療は脂質異常症や不眠症では正の相関があったが、患者中心の医療は高尿酸血症とは負の相関があるなど、疾患特異的な関連があることが明らかになった。しかしいずれにせよ、患者中心性のある医療は、患者満足度を向上させた。本研究は、これまで申請が行ってきた研究を基盤に、患者中心の医療が、患者満足度、アドヒアランス、そして健康アウトカム(血圧、コレステロール値、HbA1C値、尿酸値、不眠の度合いなどの改善度)に与える影響を、明らかにするのが目的である。平成22年度は、三重県の大学病院、総合病院、診療所などの559人の患者を対象にデータを集めることができた。患者満足度や主治医の患者中心度を調査票の回答によって、アドヒアランスは服薬する薬のピルカウントによって、また、血圧や血液検査データなどの健康アウトカムは診療録からデータを得た。これまでのデータで解析してみると、患者中心度の高い診療は、患者満足度を向上させるが、アドヒアランスには、これまで調べた範囲では影響を与えなかった。また、健康アウトカムについては、患者中心の医療を行っている医師のほうが、高尿酸血症の改善度は、予想に反して悪くなっていることが分かった。高尿酸血症の患者については、父権的な医師のほうが、尿酸値の改善に影響している可能性が示唆されている。その他の健康アウトカムについては、医師の患者中心度は寄与していなかった。さらに、アドヒアランスの良否は、脂質代謝異常症のみ正の相関があり、その他の健康アウトカムには有意な相関がなかった。脂質異常症の服薬指導の重要性が示唆された。上記の関連について、さらに対象数を増やしてパワーを増加し、次年度、これらの関係を明らかにする必要があろう。また、今年度、エンドポイントとして改善度を使用したが、これをさらに違った指標に変えてみることも考慮すべきと思われる。平成22年度に引き続き平成23年度も、大学病院、地域の病院、診療所等の患者から、アンケートによって医療の患者中心度と患者満足度、また診療録の調査から服薬コンプライアンスや血圧、LDLコレステロール、HbA1c、尿酸値などの健康アウトカムを調査した。さらに、睡眠に関してもピッツバーグ睡眠質問票によってその量や質を調査した。また、アウトカムに交絡すると考えられる様々な因子のうち、測定方向が存在していなかった医師の連携度を評価する調査票構築に向けて質的、量的な調査も行った。以上の結果、患者中心度の高い医師の診療を受けることによって、尿酸値など、一部の健康指標には陰性の影響が加わることが分かってきた。また、脂質異常症については、陽性の影響がある可能性も示唆された。これらの調査によって、印象としてよいと思われていた患者中心性の高い医師が診ている患者において、その患者の健康に与える影響は、疾患によって陰性にも陽性にもなることが明らかになってきた。ただし、医師の患者中心性は、常に患者満足度を向上することもわかってきた。以上のように、これまで、海外で有用性が認められていた患者中心の医療が、日本においては、疾患によって与える影響が異なることが分かり、患者中心の医療の今後の臨床への適応において、何を目的とするか、考える必要が出てきた点で、非常に意義深いと考えられる。この調査は、今後、日本のみならず、海外においても患者中心の医療の良否のエビデンスを与えるランドマーク研究となる可能性が高く、また今後のさらなる調査の必要性を増大させた点で、非常に重要性のある研究となったと考えられる。引き続き平成24度も、大学病院、地域の病院、診療所等の患者から、アンケートによって医療の患者中心度と患者満足度、また診療録の調査から服薬コンプライアンスや血圧、LDLコレステロール、HbA1c、尿酸値、睡眠などの健康アウトカムを調査した。コンプライアンスについては、客観的なものと主観的コンプライアンスも測定した。また、アウトカムに交絡すると考えられる様々な因子の調査も行った。以上の結果、患者中心の医療を多く行う医師に診てもらっている患者は、有意に患者満足度が高かった。しかし、患者満足度が高くてもアドヒアランスが必ずしも向上するわけはなかった。ただ、患者の主観的なアドヒアランスについては、患者満足度が高いと主観的アドヒアランスが有意に高かった。また、コンプライアンスが高いと脂質異常症の改善は、有意に高かった。さらに、患者中心度が高い医療を行っている医師に診てもらっている患者は、不眠については、そうでない医師に診てもらっているより、改善が大きかった。一方で、高尿酸血症においては、患者中心度が高い医師に診てもらっていると、有意に改善が低かった。にもかかわらず、このような患者においても、患者満足度が高いのはとても興味深いと思われた。

以上の結果をふまえ、患者中心の医療を教育するための方略と評価方法の開発を行った。ビデオによる振り返り方法、改訂版ポートフォリオ、患者からのフィードバック(患者への質問票)、そして指導医からの効果的なフィードバック方法を確立した。さらに、患者、医療従事者(研修医を含む)、そして学生(医学生、看護学生)とともに、タウンミーティングを実施して、患者中心性を実際に即した形式で、学生や研修医に学習させることができた。これらによって、患者中心の医療の学習(生涯学習を含む)を可能とするreflective practitionerの養成方法を開発できた。予定通り、さまざまな医療施設の外来患者から患者中心度、患者満足度、服薬コンプライアンス、健康アウトカム(血圧、LDLコレステロール、HbA1c、尿酸値、など)などのデータを得ることができた。さらにアウトカムに交絡する可能性のある因子のうち、測定ツールがなかった医師の連携度を調査するための調査票の開発も同時に行った。24年度が最終年度であるため、記入しない。現在、さらにデータをとりうる施設が数か所あり、来年度のはじめ数か月カ月間はこの調査を続行する予定。その後、この調査研究の結果をまとめて、論文作成にかかる。さらに本調査と関連する研究をおこなった研究者とともにこの調査結果にかかわるシンポジウムを開催して、広く全国の研究者とともに、この研究結果の共有を図る。
次世代フォトニックネットワークの実現を目指すノンブロッキング波長スイッチの研究

次世代フォトニックネットワークの実現に必要なヒットレスなROADM(Reconfigurable Optical Add/Drop Multiplexer)として2次直列結合マイクロリング共振器を用いたノンブロッキング(ヒットレス)波長スイッチを実証した.この素子は,直列結合マイクロリング共振器の各共振器の共振波長を個別にチューニングすることで,共振波長における経路切り替えのON/OFFと波長チューニングを一括で行ない,スイッチング中に他の波長チャネルを遮断しないヒットレスなROADMを実現することができる.まず,この素子をポリマー導波路により実証した.しかしながら,ドロップポート応答においては消光比20dBの良好なスイッチング動作を得ることができたが,スルーポート応答においてはON/OFFスイッチング動作を確認することができなかった.そこで,より効果的なヒットレス波長チューニングを実現するためにその設計理論を確立し,導波路間結合効率を最適化することで消光比が改善できることを確認した.これをもとに誘電体導波路を用いた2次直列結合マイクロリング共振器を設計,製作し,ヒットレス波長選択スイッチを実証した.ドロップポート応答において40dB,スルー応答において15dBの消光比を得ることができた.また,スイッチングにおける時間応答15μsとTO(熱光学)効果を用いた素子としては高速なスイッチングを実現することができた.次世代フォトニックネットワークの実現に必要なヒットレスなROADM(Reconfigurable Optical Add/Drop Multiplexer)として2次直列結合マイクロリング共振器を用いたノンブロッキング(ヒットレス)波長スイッチを実証した.この素子は,直列結合マイクロリング共振器の各共振器の共振波長を個別にチューニングすることで,共振波長における経路切り替えのON/OFFと波長チューニングを一括で行ない,スイッチング中に他の波長チャネルを遮断しないヒットレスなROADMを実現することができる.まず,この素子をポリマー導波路により実証した.しかしながら,ドロップポート応答においては消光比20dBの良好なスイッチング動作を得ることができたが,スルーポート応答においてはON/OFFスイッチング動作を確認することができなかった.そこで,より効果的なヒットレス波長チューニングを実現するためにその設計理論を確立し,導波路間結合効率を最適化することで消光比が改善できることを確認した.これをもとに誘電体導波路を用いた2次直列結合マイクロリング共振器を設計,製作し,ヒットレス波長選択スイッチを実証した.ドロップポート応答において40dB,スルー応答において15dBの消光比を得ることができた.また,スイッチングにおける時間応答15μsとTO(熱光学)効果を用いた素子としては高速なスイッチングを実現することができた.
金融市場に対するディーラー型標準モデルの構築とその実践的応用

本年度の研究では、確率論的ディーラーモデルのスプレッド(売り値と買い値の差)が時間的に変化する、Stretch Spread Modelを提案し、金融工学の代表的モデルであるARCH (AutoRegressive Conditional Heteroskedasticity)モデルとの関係を導き、価格変動の分布に見られるベキ関数のベキ指数とディーラーモデルのパラメータの関係を理論的に計算した。また、ディーラーモデルを用いた応用研究として、ディーラーに課せられるロスリミットと市場価格変動の関係の解析や、政府による介入のシミュレーションを行った。ARCHモデルは、1982年にノーベル経済学賞を受賞したEngleによって提案された自己回帰型の時系列モデルであり、大きな価格変動がかたまって出やすいボラティリティークラスタリングの性質や、価格変動の分布のベキ則を再現する、金融工学分野の代表的価格変動モデルである。また、ARCHモデルをベースに、より実務に適するように改良されたモデルは、GARCHモデルをはじめとして多数存在する。よって、個々のディーラーの行動をモデル化するディーラーモデルと、ディーラーの行動の集合として生成される価格変動をモデル化するARCHモデルを繋げることは、ディーラーの行動と市場の特性の因果関係を解明する上で大変重要である。ディーラーモデルを用いた応用研究は、始まってから日は浅いが、これまでは勘と経験により行われていた金融市場安定化の方法に関しても、ディーラーモデルを用いて科学的な視点から市場規制制度導入に対する議論を行うことや、政府による介入のシミュレーションなども行うことが可能なことから、研究成果の実社会への還元が期待される。金融市場で売買を行うディーラーをモデル化するエージェントベースモデルの一種である確率論的ディーラーモデルを用いて、外国為替市場の高頻度データから観測される、価格変動の確率分布に見られるべき則、市場価格から観測されるポテンシャル、そして、取引間隔の非ポアソン性などの経験則を全て再現する確率論的ディーラーモデルの構築に成功した.その結果、取引間隔の非ポアソン性はポアソンパラメータが過去数分間の平均取引間隔に依存する事に起因し、価格変動のベキ則、及び、価格時系列から観測されるポテンシャルの形状を決定するポテンシャル係数はディーラーの戦略パラメータに強く依存する事を明らかにした。また、モデルの理論解析も進め、ディーラーの順張り逆張りを決定する戦略パラメータと価格変動の確率分布におけるべき指数の関係を定量的に導くと共に、市場の不安定性を定量化するポテンシャル係数とディーラーの戦略パラメータの関係も理論的に示し、それらの結果は2010年度のPhysical Review Eに掲載された.この確率論的ディーラーモデルはシンプルな構造をもち理論解析が可能であると共に、市場の本質を捉えた効果が効率的に取り入れられているため、市場の特性を非常によく再現できていると考えられ、数理物理の観点から興味深い.また、これらの結果は昨今頻繁に議論されている金融市場の安定化の問題に対して示唆に富む内容であり、経済学者、日銀、財務省国際局為替市場課からも関心が寄せられており今後の発展が期待されている.本年度の研究では、確率論的ディーラーモデルのスプレッド(売り値と買い値の差)が時間的に変化する、Stretch Spread Modelを提案し、金融工学の代表的モデルであるARCH (AutoRegressive Conditional Heteroskedasticity)モデルとの関係を導き、価格変動の分布に見られるベキ関数のベキ指数とディーラーモデルのパラメータの関係を理論的に計算した。