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非局所性を持つ非線形偏微分方程式の研究

本研究課題では,非局所性を伴う非線形偏微分方程式の数理解析的研究を行った.特に,非圧縮粘性流体を記述する非圧縮性Navier-Stokes方程式の解の正則性や漸近挙動およびある種の分数拡散方程式の基本解の性質等を研究し,新しい知見が得られた.また,これらの研究の中で幾つかの解析手法を提案した.これらの手法は今後の研究においての応用が期待される.本研究課題では,非局所性を伴う非線形偏微分方程式の数理解析的研究を行った.特に,非圧縮粘性流体を記述する非圧縮性Navier-Stokes方程式の解の正則性や漸近挙動およびある種の分数拡散方程式の基本解の性質等を研究し,新しい知見が得られた.また,これらの研究の中で幾つかの解析手法を提案した.これらの手法は今後の研究においての応用が期待される.今年度は,非圧縮Navier-Stokes方程式の特異点近傍における解の挙動について研究を行った.以下詳しい内容及び背景,意義等について述べたい.非圧縮Navier-Stokes方程式は非圧縮粘性流体の流速場と圧力場の関係を記述すると信じられている偏微分方程式であり,その(エネルギー有限な)解の時間大域的な滑らかさの問題は,1934年にJ.Lerayによって提案されて以来,多くの研究が行われているが,現在までのところ未解決である.この問題に対する一つのアプローチとして,ある点で解が特異にならないための十分条件を考察する特異点除去可能性の研究がある.1994年にP.ConstantinとC.Feffermanは渦度の方向が作るベクトル場が,ある点の近傍でLipshitz連続であれば,その点で解は特異にならないことを証明した.研究代表者は儀我美一氏(東京大学)と共同で,速度場の最大値の爆発のレートに対する制限(type Iとよばれる仮定)を課せば,前述の結果の渦度方向についての仮定を弱めることが出来て,一様連続で十分であることを示した.ここで,付加条件となるtype Iの仮定は,非圧縮Navier-Stokes方程式において発生し得る特異性の重要なクラスである自己相似解が満たすという意味で,自然な仮定と思われる.本結果の証明は,前述のConstantin-Feffermanの結果で導入された渦度方程式における渦度伸張項と渦度方向に対する特殊な関係を利用する方法と異なり,方程式のスケール不変性を利用したblow up解析及び,二次元渦度方程式に対するLiouville型定理を用いて行う.blow up解析による解の規格化により,解の特異点があったとすると,(渦度に対する仮定の下で)それは本質的には二次元的な構造を持つことを示すのが証明における重要なポイントである.今年度は,British Columbia大学(カナダ)のTai-PengTsai氏,Sungkyunkwan大学(韓国)のKyungkeunKang氏(現Yonsei大学)と共同で,非圧縮粘性流体の運動を記述する非圧縮Navier-Stokes方程式の外部問題について研究を行った,この問題については古くから多くの研究が行われているが,最近A.Korolev氏とV.Sverak氏によって,大きさに対する適当な条件下では定常解の空間遠方での挙動が,ある自己相似解の族によって特徴付けされることを証明された.この解の族はL.Landauらによって発見されたので,Landau解とも呼ばれている.以前から空間遠方での挙動についてはいくつかの結果が知られていたが,具体的な特殊解によって無限遠方での漸近形を与えた結果は彼らのものが初めてであった.我々は非定常問題におけるLandau解の役割について考察を行い,時間周期的な小さい解の空間遠方での挙動が,あるLandau解によって特徴付けされることを証明した.今回の結果は,Korolev-Sverakの結果の拡張となっているが,解が時間依存するものであっても,その無限遠方での漸近形は,ある一つの定常解によって与えられることを示しているところが興味深いと思われる。研究代表者の知る限り,他の方程式に対してもこの種の結果は知られていない.また,これに関連して外部問題の非斉次境界条件における可解性について研究を行い,時間周期的な条件を扱うことにできる自然な境界条件の仮定の下で,時間大域解が存在することを証明した.この際,境界条件が十分な正則性を持っていても,構成された解は通常の弱解になるかわからないため,より一般化された解のクラスの導入が必要となる.今年度は,神戸大学の前川泰則氏と,移流項のある分数拡散方程式の基本解の研究を行った.ここで分数拡散方程式とは,拡散項が二階楕円型作用素ではなくラプラシアンの分数幕のような作用素を含む非局所性をもつ拡散方程式のことである.Nashの方法およびその非局所拡散方程式に対する一般化である小松孝氏の結果等を考察することによって,移流項に現れる速度ベクトル場の発散が無い(湧き出しが無い)場合に,そのベクトル場に対する正則性に関して弱い条件下での基本解の存在,一意性及び連続性などの基本的性質を調べた,またその応用として,地球流体の非線形モデルである(消散項のある)準地衡近似方程式のsuitable weak solutionに対するCaffarelli-Vasseurの正則性定理に関連する幾つかの新しい知見を得ることができた.またBritish Columbia大学(カナダ)のTai-Peng Tsai氏,Sungkyunkwan大学(韓国)のKyungkeun Kang氏(現Yonsei大学)と共同で,非圧縮粘性流体の運動を記述する非圧縮Navier-Stokes方程式の外部問題について研究を行った,昨年度,外部問題の非斉

次壌界条件における初期値問題の可解性について塊界条件が時間周期的に変化するときに小さい時間大域解が存在することを証明しその解の漸近的性質を研究した.しかし投稿中の雑誌の査読者の指摘により,時間周期解の漸近形を求める部分において証明の評価に誤りが見つかったためその修正を行った.今年度は神戸大学の前川泰則氏と,ある種の楕円型境界値問題の研究を行った.本問題の可解性については,境界や係数に対する弱い仮定の下で様々な研究が行われてきた.その中で近年は実解析的方法により,エルミートとは限らない行列を係数とする発散形の楕円型作用素に対する境界値問題の可解性を論じる研究がAuscher, McIntosh, Rosen等により行われている.本研究では全空間または半空間で定義された,有界な係数をもつ,ある種の発散形の楕円型作用素について,対応するDirichlet-Neumann(DN)写像による分解公式を示した.またその応用として,半空間におけるDirichletおよびNeumann境界値問題をL2ベースのSobolev空間で解く方法を提案した.この方法により,Lipschitz領域上の楕円型境界値問題の可解性に対する幾つかの既存の結果に対し,別証明を与えることができた.また,エルミートではない行列を係数とする発散形の楕円型作用素に対する境界値問題の可解性についても新しい知見が得られた.これらの結果の証明には,Rellich identityとよばれるある種の積分等式(の一般化)や,半群論をはじめとする作用素解析が重要な役割を果たす.この結果は現在,論文としてまとめており,近く専門雑誌に投稿の予定である.また,British Columbia大学(カナダ)に滞在し同大学のTai-Peng Tsai氏,Yonsei大学(韓国)のKyungkeun Kang氏と共同で,非圧縮粘性流体の運動を記述する非圧縮Navier-Stokes方程式の研究を行った.昨年度までに得られた外部問題の非斉次境界条件における初期値問題の可解性についての研究に引き続き,外力が複数の特異性を持つ場合の定常解の存在について考察を行った.前述の前州氏との共同研究により当初の目的である分数拡散方程式の基本解の正則性等の性質について移流項に対する弱い条件下においてほぼ当初の計画通りの結果を得ることができたから.24年度が最終年度であるため、記入しない。今年度までに分数拡散方程式に対しては基本解の性質を得ることができた,最終年度となる来年度は非線形方程式への応用などを視野に研究を行いたい.また非圧縮Navier-Stokes方程式に対しては時間周期境界条件を課さない場合の解の漸近挙動について調べたい.24年度が最終年度であるため、記入しない。
閉鎖性水域における富栄養化・貧酸素化の予測・制御に関わる基礎的研究

本研究では,受熱期および多雨期における閉鎖性水域の密度流現象および水質輸送現象に着目し,富栄養化および貧酸素化と密接に関わる密度成層構造の発生条件を特定すること,さらに密度成層構造を解消する方法としての曝気装置および吹送流の効果を検証することを目的として,現地観測および水理実験を行い検討した.本研究成果から,強風帯での吹送流の成層解消効果が曝気装置稼働時と同様の程度であることが確認できた.また,吹送流の成層解消効果を水理実験により検討した結果,成層解消効果には吹送流による乱れエネルギーの供給と輸送が重要であることが明らかになった.本研究では,受熱期および多雨期における閉鎖性水域の密度流現象および水質輸送現象に着目し,富栄養化および貧酸素化と密接に関わる密度成層構造の発生条件を特定すること,さらに密度成層構造を解消する方法としての曝気装置および吹送流の効果を検証することを目的として,現地観測および水理実験を行い検討した.本研究成果から,強風帯での吹送流の成層解消効果が曝気装置稼働時と同様の程度であることが確認できた.また,吹送流の成層解消効果を水理実験により検討した結果,成層解消効果には吹送流による乱れエネルギーの供給と輸送が重要であることが明らかになった.本研究では,閉鎖性水域における富栄養化および貧酸素化に関わる水域環境条件を特定し,水質汚濁を予測する数理モデルを開発すること,さらに水質汚濁を制御するための手法を提案することを目的としている.以上の目的を達成するために,(1)多雨期および受熱期における水質成層形成過程,(2)吹送流による成層解消効果,(3)機械的撹拌(曝気装置:パドル曝気・エアレーションホース)による成層解消効果およびDO供給効果,以上の3点について水質および気象観測を行い,水質汚濁に強く影響を及ぼす水質成層の形成・消滅に関わるメカニズムを解明した.まず,多雨期における水質成層形成過程は,雨の発生により水温・塩分成層を形成することが明らかになった.この水質成層消滅に対しては,吹送流の効果は低く曝気装置の撹拌力を必要とすることが明らかになった.また,受熱期における水質成層形成過程は,日中の受熱および夜間の放熱を繰返すことにより水温および溶存酸素成層が発達することが明らかになった.水質成層消滅に対しては吹送流の効果が認められた.曝気装置の効果は夜間の稼働において成層消滅効果が大きいことが明らかになった.一方,曝気装置のDO供給効果については,パドル曝気を稼働することにより局所的なDO供給効果が認められたものの,水域全体に対するDO供給効果は認められなかった.一方,エアレーションホースの稼働については,水域全体のDOを一様化する作用が認められたものの,DO供給効果はほとんど見られなかった.以上の観測結果から,多雨期および受熱期でそれぞれ水質成層形成過程が異なるため,成層を消滅させるための擾乱の種類および規模が異なることが示唆された.今後はこれらの知見に基づき水質予測数理モデルを用いて,水質汚濁の制御手法を提言することを目指す.本研究では,富栄養化・貧酸素化と密接に関わる受熱期・多雨期の閉鎖性水域における密度流現象および水質輸送現象に着目し,(1)密度成層構造の形成特性および密度成層流体の水質輸送特性について解明すること,(2)吹送流および機械的撹拌(曝気)による成層解消効果および溶存酸素供給効果を解明することを目的として,閉鎖性水域における気象項目・水質項目の連続観測および閉鎖性水域を模擬した実験水槽による流体実験を行い検討した.気象項目および水質項目の現地連続観測結果から,受熱期の密度成層構造形成特性として,日サイクルの受熱および放熱の繰り返しによって,表層・底層間の水温差・溶存酸素差を発生させ密度成層が形成されることが明らかになった.成層を解消する吹送流の効果としては,風速8m/s以上で水温成層に有効であるが,溶存酸素成層に対しては効果が見られなかった.一方,多雨期の密度成層構造形成特性として,濁水を含んだ低温の降雨表面流出水が水域内に流入することにより,上下層間の密度差を生じ,特異的な密度成層を形成させることが明らかになった.密度成層流体中の水質輸送特性については,吹送流によって生じる乱れエネルギーとその輸送が重要であることを確認し,吹送流の水質輸送に対する寄与を理論的に定量化した.機械を用いた曝気の成層解消効果については,水温,溶存酸素成層ともに一様化する効果が見られたものの,溶存酸素供給効果はほとんど見られなかった.これは,機械による曝気を行った場合,底泥を巻き上げることにより水域内の酸素消費を促進するためであると推察される.以上の観測および実験結果に基づいて水質予測数理モデルを構築し,富栄養化・貧酸素化の予測・制御手法について提言した
鎌倉幕府の日本国家史・中世国家論上の位置・意義

本研究は、鎌倉幕府の中世国家論上の意義、さらには日本国家史上における位置を、「心性」や「非常時」などを分析視角に据えて、京都朝廷との比較・総合から究明しようとするものである。昨年度までは、故実や先例など鎌倉幕府における歴史意識・系譜認識の分析から、幕府の自己認識や朝廷を相対化しうるアイデンティティを検討してきた。本年度は、昨年度までの検討とも関連させつつ、前近代東アジア世界において「国家」に関わる統治イデオロギーである天人相関説・徳政思想の幕府における導入・展開について検討を行った。特に、三代将軍源実朝期の幕府における政治的志向性やイデオロギーを、後鳥羽院・順徳院という同時代の朝廷における権力の在り方=横軸と、初代将軍頼朝・二代将軍頼家という鎌倉幕府における政治的な系譜=縦軸の両面から関連付けて検討し、以下の諸点について考究した。すなわち、(1)実朝の学芸への関心は、同時代の朝廷における礼楽思想や諸道興隆の潮流と軌を一にするものであり、文化教養への逃避ではなく、統治意欲の顕現の一環である。(2)その中で、天人相関説や徳政思想など統治者としてのイデオロギーが積極的に移入され、天変地異など非常時においては、朝廷と同様、徳政と祈祷とによる対応が実践されるようになる。(3)こうした統治意識や学芸認識は、実朝においては、父の初代頼朝を先例として尊重する意識とも符合し、特に、兄の二代頼家が反頼朝的姿勢を表し、短期間に失脚したのとは対照的である。京都朝廷との関わりの中で鎌倉幕府におけるアイデンティティやイデオロギーを考究し、幕府の国家論上の評価を下すには、さらに、多様な観点からの検討が求められるが、本年度の検討から、特に実朝期を一つの画期として、幕府は天人相関説などの統治イデオロギーを移入・実践し、朝廷とは各別の中世日本における「国家」として展開していったと捉えうるものと展望するものである。本研究課題は、日本の中世に存在した鎌倉幕府という権力体が、日本の「国家」の歴史の中でいかに位置付くのかを、当時の人々が幕府をどのように捉えていたのか、という同時代の心性に着目することで追究するものである。中世国家には、近代国家のように主権や領土といった客観的な存立要件はない。そこで、人々の心性やイデオロギーといった主観的な要件から、幕府の位置を探るのである。今年度、具体的に以下の三点を検討した。1。幕府を創始した源頼朝が「大将軍」という官職を朝廷に要請したことについて。「大将軍」は武士社会で尊ばれる「将軍」に勝る権威として持ち出されたものであり、武士社会の統合という幕府成立期の政治的要請に基づくものであった。このことは、朝廷と異なる独自の秩序の創出を志向するが、その一方で、武士社会での権威が朝廷の官職によって補強されることも意味し、幕府の朝廷に対する従属性も見出される。幕府の心性としては、朝廷に対する自立と従属の両面が看取され、この二面性の具体的解明が鎌倉幕府の国家論的研究の重要な論点であることを確認した。2。鎌倉幕府と陰陽師との関係の解明。鎌倉幕府が京都の官人陰陽師を導入・編成した過程を再検討し、それが国家の統治イデオロギーにおいて重要な天文政策の鎌倉における自律的な実践を目的としていたことを指摘した。そして、天変や戦争に際しての幕府に専属した関東陰陽師の言動が、幕府における「関東」のアイデンティティや自立的統治意識の形成に重要な影響を与えたと考えた。3。鎌倉幕府における故実や先例の在り方の検討。中世においては過去の事例の吉凶や有無が現実の支配における正当性や正統性を規定したが、鎌倉幕府において重視された故実や先例を検討することで、幕府の権威・権力の特質と変遷を考究した。本研究は、同時代人の心性や、「国家」の本質が垣間見える非常時に注目するという独自の視角から、鎌倉幕府を日本国家史上に位置付けることを目的とする。特に、非常時における鎌倉幕府の自己認識に着目し、鎌倉幕府が当時の政治社会の中で、自己をいかに捉えていたのか、また、その自己認識の下にいかなる政治実践を行っていたのか、などを検討している。以下、本年度の検討結果を2点にまとめて記す。第一に、治承・寿永の戦争の実態と心性の両面を踏まえながら、鎌倉幕府における自己認識の特質を時系列的に分析し、幕府の性格とその変容を検討した。鎌倉幕府成立期において源頼朝は、歴代源氏父祖の故実や藤原秀郷の故実を重んじるが、これらは源氏統合・平氏追討の論理として持ち出されたものであり、成立期の鎌倉幕府については治承・寿永戦争期における一武装勢力としての性格が顕著である。これに対し、頼朝死後、承久の乱などを経験する中で、関東草創の記憶を随伴する頼朝時代を核に「関東」のアイデンティティが生起し、朝廷を相対化する志向が醸成される。こうした鎌倉幕府の自己認識は、当該期の「国家」における分節要因として重要である。第二に、鎌倉幕府不易法の適用年代に関する通説を再検討することで、鎌倉幕府政治の史的展開を検討した。鎌倉幕府不易法の適用年代の基準が将軍→執権→得宗と変遷することを指摘し、同時代人の心性に留意する立場から幕府の史的展開を将軍成敗期→執権成敗期→得宗成敗期の三段階として捉え直し、その際、時宗の評価が彼の死後に執権から得宗へと変化することに注意した。

本研究は、鎌倉幕府の中世国家論上の意義、さらには日本国家史上における位置を、「心性」や「非常時」などを分析視角に据えて、京都朝廷との比較・総合から究明しようとするものである。昨年度までは、故実や先例など鎌倉幕府における歴史意識・系譜認識の分析から、幕府の自己認識や朝廷を相対化しうるアイデンティティを検討してきた。本年度は、昨年度までの検討とも関連させつつ、前近代東アジア世界において「国家」に関わる統治イデオロギーである天人相関説・徳政思想の幕府における導入・展開について検討を行った。特に、三代将軍源実朝期の幕府における政治的志向性やイデオロギーを、後鳥羽院・順徳院という同時代の朝廷における権力の在り方=横軸と、初代将軍頼朝・二代将軍頼家という鎌倉幕府における政治的な系譜=縦軸の両面から関連付けて検討し、以下の諸点について考究した。すなわち、(1)実朝の学芸への関心は、同時代の朝廷における礼楽思想や諸道興隆の潮流と軌を一にするものであり、文化教養への逃避ではなく、統治意欲の顕現の一環である。(2)その中で、天人相関説や徳政思想など統治者としてのイデオロギーが積極的に移入され、天変地異など非常時においては、朝廷と同様、徳政と祈祷とによる対応が実践されるようになる。(3)こうした統治意識や学芸認識は、実朝においては、父の初代頼朝を先例として尊重する意識とも符合し、特に、兄の二代頼家が反頼朝的姿勢を表し、短期間に失脚したのとは対照的である。京都朝廷との関わりの中で鎌倉幕府におけるアイデンティティやイデオロギーを考究し、幕府の国家論上の評価を下すには、さらに、多様な観点からの検討が求められるが、本年度の検討から、特に実朝期を一つの画期として、幕府は天人相関説などの統治イデオロギーを移入・実践し、朝廷とは各別の中世日本における「国家」として展開していったと捉えうるものと展望するものである。
低ホスファターゼ症の分子病態機序の解明

致死性の低ホスファターゼ症に関連した組織非特異型アルカリホスファターゼ(TNSALP)遺伝子上の2例のミスセンス突然変異(N153D, D289V)を中心に解析を行った。COS-1細胞に発現させた両変異酵素について野生型酵素との比較を生化学的、形態学的に行った。1.両変異酵素の場合は全く酵素活性がなかった。2.いずれの変異酵素もジスルフィド結合による高分子凝集物を形成していた。3.野生型酵素が細胞表面に発現するのに対して、両変異酵素は細胞表面に全く到達できなことが判明した。4.細胞内ではD289V変異酵素が小胞体にほとんど局在しているのに対して、N153D変異体はシスゴルジ装置に存在していることが観察された。5.両変異酵素はいずれもプロテアソームにより分解を受けることが示されたが、その分解速度には違いが見られた。7.D289と同じくカルシウムの配位に関与する218番目のグルタミン酸をグリシンに置換した変異体を解析したところ、D289Vと非常に似た性状をしめすことから、カルシウムの結合はTNSALPの正常な立体構造の獲得に非常に重要であることが示唆された。以上の例はアミノ酸の置換がタンパク質の折り畳みに影響するフォールディング病と考えられる。低ホスファターゼ症患者で報告された組織非特異型アルカリホスファターゼ(TNSALP)の変異2例について細胞生物学的な解析を行い、遺伝子の変異が本タンパク質の生合成、活性に与える影響を検討した.特に変異酵素の細胞内の分解過程に注目した.289番目のアミノ酸のアスパラギン酸はTNSALPのカルシウム結合に関与することが推測されていた.TNSALP(D289V)は哺乳類細胞に発現させても全く活性を示さず、ホモ型の患者では血中のアルカリホスファターゼ活性が著しく低下しているという報告と一致した.詳細な生合成の解析により、TNSALP(D289V)は翻訳後にジスルフィド結合を介して高分子量の凝集物を生じるために、その細胞内輸送が著明に阻害された結果本来の局在部位である細胞膜表面に到達できないことが判明した.さらに、行き場を失った変異酵素はプロテアソームによって分解されることが特異的な阻害剤の影響から推定された.また、プロテアソームの阻害剤の存在下に、ポリユビキチン化されたTNSALP(D289V)の蓄積を認め、変異酵素が小胞体品質管理機構の働きで小胞体から細胞質へと輸送されるとともにユビキチン化を受け、それがプロテアソームの基質になると考えられた.218番目のグルタミン酸も上記の289番目のそれと同じくカルシウムの配位に直接に関係していると考えられている.解析の結果、本変異酵素はTNSALP(D289V)と非常に似ておりユビキチン化後に最終的にプロテアソームで分解される結果を得た.以上の事例より、TNSALPの適正な3次構造の形成と2量体化にカルシウムの結合が必須であることが明らかとなった.また、変異酵素の分解に際してユビキチン化が起こることを初めて示した.低ホスファターゼ患者で報告された2例の変異が組織非特異型アルカリホスファターゼ(TNSALP)に及ぼす影響を検討した。TNSALPの遺伝子の点突然変異(917A>T)により289番目のアスパラギン酸がバリンで置換されたミスセンス変異は重症の低ホスファターゼ症患者(ホモ型)で報告されたが、アスパラギン酸のカルボキシル基はカルシウムの結合に関与することが推定されていることから、バリンへの置換はTNSALPがカルシウムと結合できない可能性があった。ウサギの網状赤血球ライゼートからなるin vitroの転写/翻訳系と一過性に酵素を発現するCOS-1細胞を用いて解析を行った。その結果、1.TNSALP(D289V)は活性を示さなかった。2.TNSALP(D289V)は野生型とほぼ同じ効率で小胞体内へ透過できるが、小胞体内で正しい立体構造を形成できずに高分子量の凝集物を形成した。

3.野生型が細胞表面に局在するのに対して、変異酵素は小胞体にとどまった。4.変異型酵素はポリユビキチン化を受けた後に、プロテアソームにより分解された。以上から、カルシウムの結合はTNSALPの立体構造の獲得に重要であることが示唆され、患者の骨芽細胞では石灰化に必須なアルカリホスファターゼ活性が発現されないことが、本変異による重症低ホスファターゼ症発症の原因であると推定された(研究発表1)。
新規ステント・フィルターを用いた重症静脈血栓塞栓症に対するハイブリッドIVR治療

重症静脈血栓塞栓症に対するIVR(Interventional Radiology)への期待はきわめて大きいが、いまだ標準治療として評価されるには至っていない。申請者は、本領域におけるハイブリッドIVR治療システムを考案しこれまで研究を重ねてきたが、それに伴い新たな問題点も明らかになってきている。本研究の目的は、重症静脈血栓塞栓症に対する血栓溶解・破砕・吸引療法を併せたハイブリッドIVR治療システムの完成を目指すことにある。具体的には、ステント・フィルターを開発し、基礎的研究を行うことにより安全性を高め、最終的に治療成績を更に向上させる。昨年度・一昨年度は、安全性に特に留意した特注血管シースと、それに適合する大口径の特注血栓破砕・吸引デバイスを設計、作成した。そして、現有の血管ファントームを用い、実際に作成した血栓に対し、破砕・吸引実験を行った。これにより、重症静脈血栓塞栓症に対するハイブリッドIVR治療に最も適したデバイス・システムを決定することができた。それと同時に、重症静脈血栓塞栓症に対するIVRそのものが十分な評価を得ていない現状につき深く考察し、技術的標準化が進んでいない点、メタ解析が十分でない点、前向き研究がほとんどない点、超重症患者への治療成績が明らかでない点、長期成績が全く報告されていない点などが明らかになった。これらを鑑み、昨年度に引き続きは特に我々の施設における長期成績につきretrospectiveに解析することとした順調に研究が進み、10年生存率が外科的血栓摘除術に匹敵することを明らかにすることができた。そしてその内容につき、CIRSE2017、APSCVIR2018、JSIR&ISIR 2018、Progress in Radiology 2018などにて発表した。論文作成に関しては、現在進行中で、次年度への積み残しとなった。申請者は、本領域におけるハイブリッドIVR治療システムを考案しこれまで研究を重ねてきたが、新たな問題点も明らかになってきている。昨年度・一昨年度は、安全性に留意した特注血管シースと、適合する大口径特注血栓破砕・吸引デバイスを設計作成。現有血管ファントームを用い、実際に作成した血栓に対し、破砕・吸引実験を行った。これにより重症静脈血栓塞栓症に対するハイブリッドIVR治療に適したデバイス・システムを決定することができた。それと同時に重症静脈血栓塞栓症に対するIVRそのものが十分な評価を得ていない現状につき考察し、技術的標準化が進んでいない点、超重症患者への治療成績が明らかでない点、長期成績が全く報告されていない点などが明らかになった。これらを鑑み、昨年度に引き続きは特に我々の施設における長期成績につきretrospectiveに解析することとした順調に研究が進み、10年生存率が外科的血栓摘除術に匹敵することなどを明らかにした。そして、その内容につき、CIRSE2017、APSCVIR2018、JSIR&ISIR 2018、Progress in Radiology 2018などにて発表した。研究は順調に進行したが、予定の三年では終わらせることができず、論文作成などに関しては現在進行中ではあるが、次年度への積み残しとなった。また、本年度中には動物実験に進むことができなかった。昨年、一昨年は我々の施設における今までの治療の長期成績につきretrospectiveに解析することとし、成果を上げることができた。一部については、CIRSE2017、APSCVIR2018、JSIR&ISIR 2018、Progress in Radiology 2018などの学会で発表し議論を深めることができた。昨年はさらにサブ解析を追加するとともに、学会/研究会発表を継続し、一部論文も作成したが、本年は本格的に原著論文作成に入る。また、動物実験に関して、本学倫理委員会に本計画を提出し、承認を得る。動物実験は、動物実験棟にて行う。中型動物(ブタモデル)の使用が、最も適している。ブタはエックス線透視装置上で背臥位に固定し、全身麻酔により呼吸管理をおこなう。左右鼠蹊部をカットダウンし左大腿動脈にシースを挿入することにより全身血圧をモニターし、心電計とともに循環管理を行う。左大腿静脈に2本シースを挿入し、1本はSwan-Ganz catheterにより連続肺動脈圧測定と心拍出量計測に用いる。もう一本は、肺動脈まで8Fr.ロングシースを挿入し、肺動脈内に作成した血栓を送り込む。右大腿静脈より、もう一本肺動脈までロングシースを挿入・留置し、ハイブリッドIVR治療システム誘導に使用する。10頭は3群にわける。I群2頭は、肺動脈血栓塞栓症を生じうる有効血栓量の決定に用いる。II群4頭は、新規ステント型フィルターの性能評価に使用する。I II群4頭は新規ステント型フィルターに、血栓溶解薬をどの程度加えることにより治療効果が増強されるかにつき検討する。

動物実験により、システムの安全性と有効性が証明された場合、病院に搬入される重症静脈血栓塞栓症を対象として、十分なインフォームド・コンセントを得た後、細心の注意をもって、新しいハイブリッドIVR治療システムの臨床応用を開始する。重症静脈血栓塞栓症に対するIVR(Interventional Radiology)への期待はきわめて大きいが、いまだ標準治療として評価されるには至っていない。申請者は、本領域におけるハイブリッドIVR治療システムを考案しこれまで研究を重ねてきたが、それに伴い新たな問題点も明らかになってきている。本研究の目的は、重症静脈血栓塞栓症に対する血栓溶解・破砕・吸引療法を併せたハイブリッドIVR治療システムの完成を目指すことにある。具体的には、ステント・フィルターを開発し、基礎的研究を行うことにより安全性を高め、最終的に治療成績を更に向上させる。本年度はまず、安全性に特に留意した特注血管シースと、それに適合する大口径の特注血栓破砕・吸引デバイスを設計、作成した。具体的には、ステント型フィルターの広径化を計画した。左右主肺動脈ー中間肺動脈幹レベルの血管径から、デバイス径15mm、デバイス長70mmを基本とした。そして、現有の血管ファントームを用い、実際に作成した血栓に対し、破砕・吸引実験を行った。これにより、重症静脈血栓塞栓症に対するハイブリッドIVR治療に最も適したデバイス・システムを決定することができた。それと同時に、重症静脈血栓塞栓症に対するIVR(Interventional Radiology)そのものが十分な評価を得ていない現状につき深く考察した。技術的標準化が進んでいない点、メタ解析が十分でない点、前向き研究がほとんどない点、超重症患者への治療成績が明らかでない点、長期成績が全く報告されていない点などが挙げられた。これらを鑑み、本年度は特に我々の施設における長期成績につきretrospectiveに解析することとしたが、順調に研究が進み、10年生存率が外科的血栓摘除術に匹敵することを明らかにすることができた。申請者は、本領域におけるハイブリッドIVR治療システムを考案しこれまで研究を重ねてきた。
膜分離・吸着ハイブリッドシステムの最適化

粉末活性炭(PAC)を用いた吸着と限外ろ過(UF)を用いる膜分離を組み合わせたハイブリッドシステム(PAC-UFシステム)による浄水処理において,水中有機物の除去効率に影響する処理操作・運転条件について検討し,処理システムの最適化をはかることを目的として,PAC-UFシステムにおける有機化合物の除去性を予測するシミュレーションモデルを開発した.開発されたモデルは,デッドエンド方式とクロスフロー方式のいずれの方式の膜ろ過操作の場合にも良く適合し,活性炭粒子内拡散律速モデルと連続撹拌反応槽(CSTR)モデルを仮定した解析が有用であることが実証された.膜ろ過がクロスフロー方式で運転される場合であっても,注入添加された粉末活性炭が浮遊状態で再循環するのはほんの短時間に限られることが示された.クロスフロー方式の場合でもデッドエンド方式の場合と同様に粉末活性炭が中空糸膜モジュール内に留まっており,粉末活性炭が膜ろ過装置内をほとんど循環ないことから,有機化合物の吸着速度の観点からはクロスフロー方式の有利さはほとんどないことが明らかにされた.シミュレーションによれば,膜ろ過サイクルにおいて連続的に粉末活性炭(PAC)を注入する方式に比べて,膜ろ過サイクルの開始時にPACを全量注入するパルス注入方式のほうがPACの滞留時間が長くなり,有機化合物の除去性が高くなることが示された.粉末活性炭(PAC)を用いた吸着と限外ろ過(UF)を用いる膜分離を組み合わせたハイブリッドシステム(PAC-UFシステム)による浄水処理において,水中有機物の除去効率に影響する処理操作・運転条件について検討し,処理システムの最適化をはかることを目的として,PAC-UFシステムにおける有機化合物の除去性を予測するシミュレーションモデルを開発した.開発されたモデルは,デッドエンド方式とクロスフロー方式のいずれの方式の膜ろ過操作の場合にも良く適合し,活性炭粒子内拡散律速モデルと連続撹拌反応槽(CSTR)モデルを仮定した解析が有用であることが実証された.膜ろ過がクロスフロー方式で運転される場合であっても,注入添加された粉末活性炭が浮遊状態で再循環するのはほんの短時間に限られることが示された.クロスフロー方式の場合でもデッドエンド方式の場合と同様に粉末活性炭が中空糸膜モジュール内に留まっており,粉末活性炭が膜ろ過装置内をほとんど循環ないことから,有機化合物の吸着速度の観点からはクロスフロー方式の有利さはほとんどないことが明らかにされた.シミュレーションによれば,膜ろ過サイクルにおいて連続的に粉末活性炭(PAC)を注入する方式に比べて,膜ろ過サイクルの開始時にPACを全量注入するパルス注入方式のほうがPACの滞留時間が長くなり,有機化合物の除去性が高くなることが示された.簡易な方法によって高い水質の飲料水を生産することを目的として,膜分離プロセスが浄水処理へ適用されつつある.しかし,低圧操作で高い透過性能が可能なMFやUF膜は分離孔径以下の物質を除去できない.これらの物質を費用効果的に除去する方法として粉末活性炭/膜分離法(PAC-UF)がある.粉末活性炭は膜分離前に添加され,膜を通過するような物質を吸着した粉末活性炭は膜で分離される.本年度は,その除去のモデル化について検討した.UFループ前段の流入原水槽とマイクロストレーナーを1つの完全混合槽としてモデル化し,また,UFループを活性炭の蓄積を伴う完全混合槽としてモデル化し,各モデル槽における活性炭の滞留時間分布関数に基づいて吸着履歴を計算するための基礎方程式を立てた.吸着質として除去目標物質の他に,その物質と競合吸着する自然有機物質を考えた2成分系吸着としてモデル化した.このモデルにおける偏微分方程式を差分法と直交選点法によって解くことに成功した.モデル予測に必要なパラメーター値は室内回分実験にて独立に決定し,PAC-UF法における微量農薬シマジンの除去をシミュレーションした.その結果,UFループで活性炭が蓄積するため,UF通過水のシマジン濃度は,逆洗(60分間隔)後いったん上昇するが,その後UFループ内で活性炭が蓄積するため,濃度は徐々に低下する現象を再現・確認した.低圧操作で高い透過性能が可能なMF膜やUF膜を用いた固液分離プロセスが浄水処理へ適用されつつある.しかし,MF膜やUF膜は分離孔径以下の溶解性物質を除去できない.膜の閉塞の進行を抑止するために前凝集処理を併用する場合には,フミン質等の着色高分子有機物の一部も除去される.さらに溶存有機物質を効果的に除去するには,粉末活性炭を膜ろ過前に添加し,溶存有機物を吸着した粉末活性炭を膜で分離する方法が用いられる.本年度は,前凝集処理と粉末活性炭吸着を同時に併用するハイブリッド膜ろ過処理において,添加される粉末活性炭の物理的性状が水中溶存有機物の除去性に及ぼす影響について検討した.実験用原水は北海道の湖水と愛知県の河川水を使用した.総滞留時間810分の攪拌槽列型の処理装置に原水を連続通水し,アルミニウム系凝集剤(12mg/L as Al)と椰子殻系や木質系の粉末活性炭(250mgl)を添加して攪拌処理した後で,MF膜ろ過を行った.

その結果,溶存有機物(溶存有機炭素DOC,紫外部吸光度E_<260>)の除去率は活性炭の添加濃度に応じて1080%の範囲を示したが,粒径40μm程度の粉末活性炭に比べて粒径5μm程度の粉末活性炭の除去率が高い場合が多く,活性炭の粒径が溶存有機物除去性に大きく影響することが示された.活性炭をサブミクロンサイズまで微粒度化することによって除去速度を飛躍的に高め,膜ろ過法の長所である高速度処理と装置のコンパクト化の利点を損なわない処理フローの検討を行った.検討項目は,処理フローの最適化,活性炭の粒径の違いによる自然由来有機物(NOM)除去効果への影響,などである.また,平衡吸着量や吸着速度におよぼす活性炭の超微粒度化の効果を検討した.試料水として北海道釧路湿原の湖水と愛知県および大阪市の河川水を用い,粉末活性炭として国内産と外国産の計5種類を粉砕したものを実験に供した.膜処理フローの最適化として,凝集剤を添加してから活性炭を添加する方式よりも,活性炭を添加してから凝集剤を添加する方式の方が僅かに除去効率がよく,また接触時間もより短くてすむことが明らかにされた.回分式吸着実験で平均粒子径0.82〓mの超微小粒度活性炭を3mg/L添加したときと同じ除去率を得るためには,平均粒子径3.8〓mの活性炭では2.5倍以上の時間が必要であり,平均粒子径33〓mの活性炭では10倍以上の時間が必要であり,活性炭微粒化の著しい効果が示された.活性炭吸着とMF膜実験で平均粒子径0.82〓mの超微小粒度活性炭と同様の残存率を得るためには,平均粒子径3.8〓mの活性炭では2倍の添加量が必要であり,平均粒子径33〓mの活性炭では4倍の添加量が必要であり,活性炭微粒化の著しい効果が示された.微粒化活性炭ではフェノール(分子量94)の吸着量は増加しないが,とポリスチレンスルホン酸(分子量1800と4600の2種類)の吸着量が増加したことから,微粒化工程によってミクロ孔は増えないが,メソ孔は増加したことが示唆された.細孔径分布測定の結果,細孔半径が24Å以上の孔径の累積表面積が増加したことが示された.
本研究の目的は、歯質接着性モノマーをI型コラーゲンに作用させ、その石灰化を調査することにある。10MDPエタノール溶液ならびに10MDPを含有するセルフエッチングプライマーをブタ由来のI型コラーゲンスポンジに作用させた。作用期間1日間または10日間とし、pH5-5.5ならびにpH8-8.5の条件で、コントロール群を含めて石灰化溶液に作用させた。石灰化溶液に浸漬した後、沈着物のICP-AESによる定量分析と、XRDによる定性分析を行った。また、コラーゲンの石灰化物の形態をTEMにより観察した。結果、I型コラーゲンにMDPを作用させたところ、MDPがカルシウムを吸着することによってアモルファスな塩が沈着し、pH条件の違いによってDCPDやハイドロキシアパタイトに転化するものと考えられた。ブタ由来のI型コラーゲンスポンジを用い、接着性モノマーを作用させ、石灰化を試みた。3つの濃度のMDP溶液(1%、5%、20%)をスポンジ全体に作用させ、pH5-5.5とpH8-8.5の石灰化溶液に、実験期間1日間または10日間浸漬した。浸漬後、カルシウムとリンの定量をICP発光分光分析法により測定した。次に、沈着物の定性的分析として粉末X線回折(XRD)を行った。結果、コラーゲンに沈着するCaとPの量は、10日後に増加していた。pHによる影響を比較すると、1日後では、コントロール、MDP1%、MDP10%において、pH8-8.5のほうが多くのCaとPが沈着していた。10日間浸漬させた場合、pH8-8.5の条件では、MDP処理を行ったすべての群においてCaの沈着がpH5-5.5よりも有意に多かった。XRDパターンを観察すると、ハイドロキシアパタイト(HA)とDCPDの生成物がみられた。DCPDのピークはpH5-5.5において強くみられ、またpH8-8.5ではHAのピークのほうが強くみられた。またコラーゲンにMDPを作用させた場合、MDP-Caの生成物がpH5-5.5とpH8-8.5のどちらの条件においても確認できた。次に、牛歯エナメル質を脱灰し、POs-CaまたはPOs-Caと緑茶由来のフッ素(POs-Ca+F)を含有する再石灰化液に浸漬し、石灰化の様相を走査型光干渉断層計(SS-OCT)を用いて観察した。また、ナノインデンテーションテストによる超微小硬さの変化を計測し、比較した。結果、POs-CaならびにPOs-Ca+Fを作用させたエナメル質脱灰層において、石灰化が促進する様子が確認できた。また、SS-OCT画像の変化と超微小硬さの変化との間に、相関がみられた。I型コラーゲンスポンジを、歯質接着モノマーのMDPにて処理(1%、5%、20%)、またはメガボンドプライマー処理(MB)し、石灰化を試みた。24時間放置後、無処理(コントロール)のコラーゲンスポンジとともに石灰化溶液に浸漬した。石灰化液のpHは、pH5-5.5とpH8-8.5の2条件とし、10日間経過後コラーゲンスポンジを取り出し、ただちにアセトンに浸漬し反応を停止した。自然乾燥した後、コラーゲンの沈着物について、ICP発光分光分析によりCaとPの定量を試みた。また、コントロール、MDP20%、MBについてはXRDにより生成物の分析を行った。結果、すべてのコラーゲン処理において、Ca、PはpH5-5.5の条件のほうがpH8-8.5よりも多かった。またCa、Pの沈着は、pH5-5.5、pH8-8.5ともにMDP1%ではコントロールよりも少なかったが、MDP5%、MDP20%、MBでは多くみられた。XRD分析の結果、pH5-5.5ではDCPDのピークが、またpH8-8.5ではハイドロキシアパタイトのピークがみられた。またMDPまたはMB処理を行った場合、pH5-5.5、pH8-8.5ともにMDP-Caと思われる強いピークが確認された。したがって、MDPまたはMB処理によってコラーゲンに付着したMDPが、Caの吸着に関与しているものと考えられた。また、このような反応は、pH濃度による影響を受け、特にpH8-8.5ではハイドロキシアパタイトが、pH5-5.5ではDCPDが多く形成されることが判明した。以上より、至適濃度のMDPによる処理は、I型コラーゲンの石灰化誘導に有効である可能性が示唆された。
I型コラーゲンや脱灰象牙質またはエナメル質などに、リン酸基やカルボキシル基などを有するモノマー処理を行い、高度に石灰化させ、耐酸塩基性を有する象牙質またはエナメル質を作成する方法を、in vitroの条件で模索しすることを目的とし、研究を行った。平成23年度に得られたin vitro実験の結果は、二次う蝕予防ならびに知覚過敏抑制のためのモデル実験として適切なものと思われ、平成24年度においても成果が得られるものと思われるため。平成23年度に得られた研究成果から、平成24年度はさらに発展させ、次のような研究を計画している。(1)脱灰した象牙質の各種接着性モノマーを用いた石灰化(担当:田上順次、島田康史)。あらかじめ脱灰した象牙質に、リン酸基やカルボキシル基をもった接着性モノマーを作用させ、石灰化を試みる。接着性モノマーと、その濃度変化による影響を検討する。また、石灰化生成物の定性的分析、定量的分析、形態的観察を行う。(2)pH、温度による石灰化への影響(担当:島田康史)。同様に、接着性モノマーによって処理した象牙質の石灰化につき、pHならびに温度による影響を検討する。石灰化生成物の定性的分析、定量的分析、形態的観察を行う。(3)象牙質の石灰化の形態的観察と定量的観察(担当:田上順次)。主に健全な象牙質とコンポジットレジンとの接着界面において、接着性モノマー処理における石灰化生成物を観察し、その耐酸塩基性能につき、調査する。また、エッチング処理を行った象牙質面に接着性モノマー処理による石灰化沈着を行い、象牙細管の封鎖性につき検討する。ICP発光分光分析によるCaとPの定量評価、XRDによる定性評価に加え、透過型電子顕微鏡(TEM)による形態評価を行う。また、接着性モノマーによる再石灰化の様相を、光干渉断層計(OCT)やTMR法を取り入れて、観察を行う予定であり、これらの観察・分析機器の使用による経費を計画している。また、学会発表の旅費、学会誌に投稿するための英語論文の校正費、投稿費などを予定している。
日本占領下旧英領植民地におけるプロパガンダ:シンガポール及び香港を事例として

平成24年度は、研究成果の公表に重点をおいた。まず平成23年度より調査を行なってきた、日本占領下シンガポールにおいてプロパガンダ活動に携わった従軍「文化人」について、ソウル大学校におけるワークショップ、シンガポール国立大学アジア研究所主催のセミナー、アジア教育史学会大会において口頭発表を行った。さらに戦前にまで射程を広げ、図像によるプロパガンダの思想的起源を探る調査も行い、その成果の一部は日本植民地教育史研究会第27回定例研究会において口頭発表を行った。その内容については、研究報告書『日本植民地・占領地教科書と「新教育」に関する総合的研究』所収の論文にまとめた。第二に、音楽を用いたプロパガンダについても考察をさらに深め、第22回アジア歴史学者会議における口頭発表でその成果を発表した。同時に、音楽プロパガンダの思想的・政策的背景についての考察も進め、共著『グローバリゼーション再審:新しい公共性の獲得に向けて』(時潮社)所収の論文「「大東亜文化建設」と「日本音楽」-第二次世界大戦期における音楽プロパガンダ構想についての一考察-」においてその成果を発表した。その他の媒体によるプロパガンダについては、第9回国際日本語教育・日本研究シンポジウム(香港)における口頭発表において、「桃太郎」を題材とした演劇を取り上げた。以上の各論に加え、本研究の前提となる日本占領下シンガポールにおける教育事情について、学校リスト並びにその解題として研究報告書『旧外地の学校に関する研究-1945年を境とする連続・非連続-』にまとめた。平成24年度はシンガポールについての考察結果の公表に重点を置いたため、日本占領下香港についてはその研究結果を十分に世に問うことができなかったが、研究の前提となる香港における日本研究の動向について、『一橋大学国際教育センター紀要』にまとめた。本研究は、日本占領下のシンガポールおよび香港においてプロパガンダがどのように行われ、どのような意味を持ち、どのように認識されていたかについて明らかにすることを目的とする。平成23年度は、史料の収集および、第二次世界大戦中に陸軍に徴用され「南方」でプロパガンダ活動に従事した「文化人」にフォーカスを当てた研究を行った。史料については、国立国会図書館において「文化人」が徴用前後に著した図書・雑誌記事などの著作物を収集したほか、アメリカ合衆国国立公文書館所蔵のラジオ傍聴記録ならびに極東における諜報記録、シンガポール国立図書館所蔵の華字紙、シンガポール国立文書館所蔵のオーラルヒストリー資料、香港大学所蔵の日本軍政関係資料を中心に第二次世界大戦期の一次資料を多数収集した。史料収集の傍ら、徴用「文化人」についての調査とその成果の公表を国内外で行った。平成23年5月には韓国ソウルにおいて、7月にはアジア教育史学会において、シンガポールでプロパガンダ活動に携わった「文化人」を3人取り上げ、その足跡を明らかにした。その内容は修正を施した上で『植民地教育史研究年報』誌上に発表した。また、7月にはオーストラリア・メルボルンにおいて日本国内における当時の音楽プロパガンダに関する議論を整理した上で発表した。その内容は平成24年に刊行される共著に収録される予定である。さらに、11月にシンガポールにおいて、平成24年2月にはマレーシア・クアラルンプルにおいて、3月には日本植民地研究会において、日本占領下シンガポールで活動した日本人漫画家に関する報告を行った。この内容についてさらに分析を進め、現在投稿に向けた準備を行なっている。そのほか、平成23年9月から平成24年1月にかけてシンガポールに、平成24年2月から3月にかけて香港に滞在し、現地の研究者・文化行政担当者と面会し、今後の研究成果発表についての打診を受けた。平成23年度においては、若干の研究計画の変更はあったものの、予定されていた史料収集を遂行することができ、また、研究成果についても、国内外で発表し多くの研究者の関心を集めることができた。特に、国外の研究者との密接な連絡ができたことにより、国際的な研究活動の可能性が大いに広がったと考えられる。本研究課題

最終年度となる平成24年度は、平成23年度に収集した史料をもとに分析を進め、研究成果の発表と研究論文の執筆に重点を置く。研究成果の発表については、5月に韓国ソウルにおいて一橋大学・ソウル大学校・ブリティッシュコロンビア大学共催のワークショップのほか、7月にはインドネシアで開催されるアジア歴史学者会議およびシンガポール国立大学で開催されるアジア研究所主催のフォーラムでの口頭発表が予定されている。また、11月には香港において複数の若手研究者とともに帝国日本の文化について研究発表を行うことを計画している。これらの研究発表をもとに、研究論文をまとめ、その一部は国内外の学術雑誌への投稿を計画している。
スピンクロスオーバー錯体を利用した配位空間の能動的制御に関する基礎研究

配位空間は、その機能修飾された内部空間に小分子を収容できることから注目を集めており、この配位空間の機能や収容能を外場によって制御しようという試みがいろいろ検討されている。その多くは配位空間の静的な空孔サイズや形状を外場誘起構造変化によって変化させることを目指している。われわれは、配位空間の骨格構造そのものではなく、そのダイナミクスを外場によって制御するという観点から、配位空間を構成する要素として磁場による二状態間の切替が可能なMn(III)スピンクロスオーバー錯体に着目し、まず単核Mn(III)錯体の動的挙動を詳細に調べることを本研究における目的とした。スピンクロスオーバー錯体[Mn(taa)]については既にわれわれが複素誘電率から動的挙動を明らかにしているので、今回は[Mn(dmhp)_3]12H_2Oおよび[Mn(urea)_6](ClO_4)_3を対象として誘電測定ならびに磁気測定を行った。dmhp錯体、urea錯体ともにX線構造解析から、室温では分子が3回対称をもち、動的無秩序が存在すると報告されているが、これらの誘電応答は全く異なる挙動を示した。dmhp錯体では、動的Jahn-Teller効果により双極子モーメントの分子軸に垂直な成分が熱活性化型の擬回転運動をしていることを反映して、冷却とともに誘電率が増大する典型的なCurie的挙動が見られた。さらに20K以下の低温で、この擬回転運動の凍結に対応する誘電分散が観測された。ただし、この緩和は非Debye的な様相を示し、一種のクラスターグラスとなっていることが明らかとなった。一方、urea錯体においては、冷却とともにわずかに誘電率が減少するという、分子が動的無秩序状態にあるとは考えがたい結果となった。そこで熱容量を測定したところ、新たに310Kに高次相転移が見いだされた。この転移は3つの安定配向をホッピングしているJahn-Teller歪みが配向を揃えて秩序化する、協同的Jahn-Teller現象と考えられる。
炎症性腸疾患におけるWntシグナル制御と粘膜再性治療への応用

腸管上皮幹細胞においてWntシグナルが特異的に活性化していることを利用し,腸管上皮幹細胞の純化を試みた.具体的には,Wntにより活性化するTcf4の結合領域にGFPレポーターを過剰発現させたTOPGFPマウスを作成し,利用した.TOPGFP陽性細胞をフローサイトメトリーにより純化し,細胞表面抗原の発現,リアルタイムPCRによる発現遺伝子解析,gene chip arrayによる網羅的遺伝子解析を行った.TOPGFPは陰窩の幹細胞部位を中心に発現が認められ,活性化型β-catenin陽性細胞に強発現していた。フローサイトメトリーにてTOPGFP hi populationを純化したところ,musashi-1などの幹細胞マーカーが非常に多く発現していることを確認した.さらに,TOPGFPhi細胞は多臓器における幹細胞マーカーである,integrinβ1,CD24などの細胞表面抗原を高発現していた.また,GFP蛋白の長い半減期のため,GFPをキャリーオーバーした細胞が認められ,これらには4系統の上皮細胞(杯細胞,吸収上皮細胞,内分泌細胞,Paneth細胞)が含まれることから,TOPGFP陽性細胞は多分化能をもつことが示唆された.TOPGFPhi細胞に対して網羅的遺伝子解析を行い,複数の新規腸管上皮幹細胞マーカー,正常腸管上皮におけるWnt誘導遺伝子を同定した.網羅的遺伝子解析により得られた遺伝子はWntシグナル抑制因子や癌抑制遺伝子を多く含んでおり,腸管上皮幹細胞の恒常性に関与していると考えられた.また,APC変異マウスにおいて発現が亢進する遺伝子群も多く含まれており,これらの遺伝子は腸管上皮幹細胞から腺腫,癌化へのmolecular signatureになると考えられる.今後,ノックアウトマウス等を用いてこれらの遺伝子の機能解析を行う予定である.腸管上皮幹細胞においてWntシグナルが特異的に活性化していることを利用し,腸管上皮幹細胞の純化を試みた.具体的には,Wntにより活性化するTcf4の結合領域にGFPレポーターを過剰発現させたTOPGFPマウスを作成し,利用した.TOPGFP陽性細胞をフローサイトメトリーにより純化し,細胞表面抗原の発現,リアルタイムPCRによる発現遺伝子解析,gene chip arrayによる網羅的遺伝子解析を行った.TOPGFPは陰窩の幹細胞部位を中心に発現が認められ,活性化型β-catenin陽性細胞に強発現していた。フローサイトメトリーにてTOPGFP hi populationを純化したところ,musashi-1などの幹細胞マーカーが非常に多く発現していることを確認した.さらに,TOPGFPhi細胞は多臓器における幹細胞マーカーである,integrinβ1,CD24などの細胞表面抗原を高発現していた.また,GFP蛋白の長い半減期のため,GFPをキャリーオーバーした細胞が認められ,これらには4系統の上皮細胞(杯細胞,吸収上皮細胞,内分泌細胞,Paneth細胞)が含まれることから,TOPGFP陽性細胞は多分化能をもつことが示唆された.TOPGFPhi細胞に対して網羅的遺伝子解析を行い,複数の新規腸管上皮幹細胞マーカー,正常腸管上皮におけるWnt誘導遺伝子を同定した.網羅的遺伝子解析により得られた遺伝子はWntシグナル抑制因子や癌抑制遺伝子を多く含んでおり,腸管上皮幹細胞の恒常性に関与していると考えられた.また,APC変異マウスにおいて発現が亢進する遺伝子群も多く含まれており,これらの遺伝子は腸管上皮幹細胞から腺腫,癌化へのmolecular signatureになると考えられる.今後,ノックアウトマウス等を用いてこれらの遺伝子の機能解析を行う予定である.