hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
エピジェネティック治療薬を活用した薬剤耐性の克服

本研究では腎細胞癌において多剤耐性(MDR)により継続治療が困難となるsunitinib(SU)の感受性を高める新たな化学療法薬の組み合わせを探ることを目的とした。併用薬物群に一つはエピジェネティック治療薬(sodium butyrate、TSA)、さらに一方でMDR改善薬(elacridar)の有用性が見出された。前者はSUの作用点であるRTKシグナルの相乗的抑制、腎細胞癌のがん抑制因子コネキシンの発現上昇、細胞周期の調整、後者は薬剤排出トランスポーター,P糖タンパク質の機能阻害を介して作用を発揮することが示唆された。またコネキシンを介するSUの感受性増強作用は悪性中皮腫においても示された。本研究では昨年度に引き続き、sunitinib(Su)の感受性を高める新たな化学療法薬の組み合わせを探ることを目的として、(1)併用薬にエピジェネティック治療薬を活用すること、(2)MDR克服の機序を探ること、(3)新しい治療薬の組み合わせが他のがん種へも応用が可能かどうか検討することを検討課題とした。(1)13いずれの組み合わせにおいてもSuの細胞増殖抑制作用が有意に増強された。(2)1NaBu+Su併用によりRTK signal下流に存在する増殖因子が抑制される傾向がみられた。さらにRCCのがん抑制因子として報告のある細胞間ギャップ結合(GJ)の構成因子、コネキシン(Cx)の発現がNaBuにより上昇した。2TSAとSuの組み合わせではCxの関与は認められず、TSAにより細胞周期がS, G2に停止する傾向が確認された。3Elac+Suの組み合わせでは、併用により特にP-gpがSuの細胞内取り込みに及ぼす影響が強い可能性が示された。(3)CxがSu感受性に影響すると考えられたため、悪性中皮種において悪性度への関与が示唆されるCx43発現とSu感受性の相関を検討した結果、Cx43発現回復によりSuの細胞増殖抑制作用は増強された。以上より、新たな併用薬物の効果的な組み合わせが見出され、それぞれの作用機序について一序が解明された。がん治療における実施臨床では併用治療が基本となるが、薬物耐性(MDR)が弊害となることが多い。本研究では、薬物抵抗性を示すがん種を用いて、感受性の高い新たな化学療法薬の組み合わせを探ることを目的としており、(1)併用薬としてエピジェネティック治療薬を活用すること、(2)MDR克服の機序を探ること、(3)新しい治療薬の組み合わせが他のがん種へも応用が可能かどうか検討すること、を具体的な検討課題としている。一方、作用機序の検討も開始した。NaBuとSuは共に受容体型チロシンキナーゼ(RTK)下流の血管新生経路を抑制することが報告されており、同一の作用点を有する。腫瘍内の条件を考慮した低酸素条件の検討において、NaBu+Su併用によりRTK signal下流に存在する増殖因子Erk、Aktの活性が抑制される傾向がみられた。以上より、NaBu+Su, Elac+Suという新たな併用薬物の効果的な組み合わせが見出され、前者については作用点の一序としてRTKsignalに対する共同抑制が示唆された。併用効果の得られる新たな薬物の組み合わせを見出し、またNaBu+Suに関しては一部の作用点の検討を進めることができた。一方2点めのElac+Suについては機序の検討に至らなかったので、次年度に引き続き評価を行う。H25年度には、前年度に立ち上げた基盤条件を活用し、以下の応用実験を行う。1.併用効果の作用点の検討:24年度に見出されたNaBu+Suの併用効果については、RTK signalに着目した検討を開始したが、両者の関与についても共通のターゲット因子、経路に的を絞って追究する。また各種阻害剤やRNAiを活用して細胞死に対するターゲットの寄与度、エピジェネティックな機序によるものであるか検証する。Elac+Suの併用効果については、ElacのターゲットがP-gpおよびABCG2のいずれに寄与が大きいのか、トランスポーター阻害によるSu細胞内取込の上昇以外の作用の可能性があるのか、確認する。2.生体モデルの検討および他のがん種への応用:生体内の環境で薬物の効果が発揮されるか確認するため、マウスに移植したRCCに対する抗腫瘍効果を検討する。さらに、選出した薬物の作用態度を考慮し、RCCの他に難治性がん種で患者数も増加傾向にあるものとして悪性中皮腫や乳癌を新たに対象に加え、作用が一般化できるか検証する。最終的にこれらをまとめて、有用な薬物の組み合わせを提言する。研究費の大部分は実験消耗品、試薬、実験動物費用等に充てる。その他は国内外への学会参加のための旅費、投稿論文作成のための諸経費に充填する。
臓器特異的癌制御法開発のための形態形成シグナル系の網羅的解析

胃癌、乳癌、膵癌および大腸癌では、それぞれ臓器に特徴的な形体形成シグナル系が再活性化しており、これが臓器特異的な治療標的となる可能性、すなわち、「癌腫別の治療法」という新しい治療法開発の手がかりが示された。さらに、各種癌の特徴的な形体形成シグナルネットワーク解析の結果、Hedgehogシグナルの標的遺伝子であり転写因子であるGli1が「癌腫を超えた広範囲の癌腫に対する治療標的」となる新たな可能性が示された。本年度の研究計画に沿って成果を記載する。1.各種癌細胞・癌組織における形態形成シグナルの網羅的解析について:2.各種癌細胞における形態形成シグナル系の生物学的機能の解析による治療標的シグナルの探索:3.臓器特異的形態形成シグナルを制御している二次的臓器特異的シグナル系の探索:膵癌におけるHhシグナル活性化を制御するシグナルとしてのNF-kB経路に加え、乳癌でのHhシグナル系を制御するEstrogen receptor系の関与を明らかにした(Koga, et. al.Anticancer Res,2008)。4.治療標的となる臓器特異的形態形成シグナルネットワークの探索:大腸がんにおけるHhシグナルとWntシグナルのクロストークに加え、胃癌におけるHhシグナル系とWntシグナル系のクロストークの存在を明らかにした(Yanai, et. al.Cancer Lett,in press)。主目的は、個々の臓器の癌組織に特徴的な形態形成シグナル系のネットワーク構築を見出し、「臓器特異的癌治療法」を開発することであり、本年度の当初計画は、細胞株の結果をもとに、in vitroの治療モデルを用いて、臓器特異的治療法開発の可能性を検証することである。本年度の、成果は次のようである。1)新鮮腫瘍細胞に対する治療効果の確認:手術時採取大腸癌組織より分離した新鮮癌細胞にGlil遺伝子を導入し、Wntシグナル系の抑制を確認した。また、癌部を含む大腸ポリープ切除症例において、ポリープ部でのGlil発現亢進とWntシグナルの抑制、癌部でのWntシグナル活性化とGlil発現抑制を確認し、両シグナル系の制御が大腸癌予防治療法開発へ発展する可能性を組織レベルで確認した。2)高次三次元癌組織類似モデルによる治療効果の確認:われわれは、間質細胞を含有するタイプIコラーゲン中で三次元増殖する癌組織類似モデルを開発している。本モデルにおいて、膵癌細胞へのGlil導入による浸潤能亢進、cyclopamineおよびMMP9 siRNAによる浸潤能抑制を確認した。3)その他の重要な成果:本年度は、乳癌においてERa経路とHedgehog(Hh系の連関(Anticancer Res28:731,2008)およびHh系はER陰性乳癌の治療標的となること(Anticancer Res,in press)、Hh系がEra陽性胃癌の治療標的となること、Hh系が乳癌や膵癌の浸潤抑制の標的となること(Cancer Sci,99:1377,2008)、さらに、本研究の結果の集積・解析の結果、予想しなかったGlilが広範囲の癌腫に対する治療標的となる可能性を見出した(平成21年度基盤B:広範囲癌腫に対する分子標的治療法開発のためのGlil分子の機能解析)。
病原細菌の薬剤耐性遺伝子の水平伝播における可動性遺伝因子の役割

近年,抗生物質などの抗菌剤に耐性を示す薬剤耐性菌が増加しており,医療現場で大きな問題となっている。本研究は,薬剤耐性遺伝子がインテグロンやトランスポゾンなどの可動性遺伝因子によって運ばれ伝播していくメカニズムやそれによって病原細菌が進化するメカニズムを明らかにすることを目的としている。今年度の研究では,広島市安佐動物公園の動物より単離したグラム陰性細菌の中から薬剤耐性菌の同定と耐性化機構の解析を行った。232株の分離株の中で49株が多剤耐性株であり,これらの菌株からインテグロン(クラス1,クラス2),β-ラクタマーゼ遺伝子,プラスミド性キノロン耐性遺伝子(qur, aac(6')-Ib-cr)などの種々の薬剤耐性遺伝子が検出された。aac(6')-Ib-crの検出は,おそらく日本で初めてであると考えられる。また,カケスより単離したKlebsiella oxytocaが新たなAmpCタイプのβ-ラクタマーゼであるCMY-26を保有していることを明らかにした。また,その他の研究として,パレスチナの入院患者より単離した細菌や食肉,水産食品由来の細菌の薬剤耐性化機構の解析も行った。特に食品に由来する細菌より種々の薬剤耐性遺伝子を検出したことは,食品が薬剤耐性遺伝子の潜在的なリザーバーとして公衆衛生上のリスクを持っていることを明らかにしており,興味深い。本研究では,パレスチナ(イスラエル)で糖尿病患者より分離された多剤耐性のProteus mirabilisの薬剤耐性化機構の解析を行った。この多剤耐性P.mirabilisは,多剤耐性Salmonella DT104と同じ耐性パターンを示したことから,Salmonella genomic island 1(SGI1)を保有しているのではないかと考えられた。そこで,クラス1インテグロンの検出を行ったところ,SGI1と共通のβ-lactamase遺伝子bla_<PSE-1>に加えてトリメトプリム耐性を付与するdfrA15遺伝子がSGI1のストレプトマイシン・スペクチノマイシン耐性を付与するaadA2遺伝子と置換していることがわかった。その他の領域は,SGI1と同じ遺伝子領域が保存されていたことから,このP.mirabilisはSGI1の亜型を含む多剤耐性株であることが明らかになった。このSGI1は,Salmonella以外で見つかった初めてのSGI1である。また,このSGI1は,容易に環状化して染色体DNAから抜け出すことが明らかになったことから,環状化したSGI1が異種細菌間を伝播し,多剤耐性化が広がっていくのではないかと考えられた。
下水道更生管きょの耐震設計法に関する研究

本研究では,既設管と更生部材を充填材で頑着させて更生する複合管の耐震設計法を検討するにあたり,複合構造となる嵌合部の挙動や既設管の表面粗さや更生材強度が既設管との付着強度に与える影響を実験で確認した.さらに,それらの実験結果に基づいて管軸方向と鉛直断面の管きょモデルを構築し,更生による効果や充填材特性の違いによる管路の耐震性能への影響について明らかにした.本研究では,既設管と更生部材を充填材で頑着させて更生する複合管の耐震設計法を検討するにあたり,複合構造となる嵌合部の挙動や既設管の表面粗さや更生材強度が既設管との付着強度に与える影響を実験で確認した.さらに,それらの実験結果に基づいて管軸方向と鉛直断面の管きょモデルを構築し,更生による効果や充填材特性の違いによる管路の耐震性能への影響について明らかにした.日本の経済成長期に整備された下水道管きょの多くは耐用期間に達し、老朽管の改築・修繕が急務とされている。管きょの改築・修繕方法については、既設管の中に新たな管路を挿入して改築する更生工法が日本下水道協会による「管更生の考え方」で示されており、さらに2008年には「管きょ更生工法の耐震設計の考え方(案)と計算例」が発刊された。しかし、更生工法に用いられる更生材は多種多様であり、更生管や充填材の強度、複合構造物としての継手構造特性などが明らかになっておらず、一般的な耐震設計法として規定するのが難しい。そこで、本研究では、管長手方向の検討として充填材の強度が異なる継手直下の更生部材要素を製作し、引張実験や付着強度実験を行い、充填材厚さや嵌合部材の形状・強度による力学的特性を実験によって明らかにした。さらに管きょの管長手方向と横断面方向の耐震性能を分析するために、実験結果から解析に用いるパラメータを設定する他、更生管きょを想定した解析モデルを構築して、FEM解析を実施できるように計算環境を整えた。そして、充填材特性の違いによる管路の耐震性能への影響について解析的に明らかにすることができた。実験結果を用いて解析でその耐震性能の評価ができたことは、有用な基礎データとともに解析技術における知見が得られたといえる。しかし、本研究では既設管を新管として設定しており、今後は既設管の劣化を解析の中に反映した分析が必要といえる。日本の経済成長期に整備された下水道管きょの多くは耐用期間に達し、老朽管の改築・修繕が急務とされている。本年度の研究では既設管と更生部材を充填材で頑着させて更生する複合管の充填材の材料強度のばらつきが更生管きょの鉛直断面の耐震性能に与える影響について検討した。まず、充填材の材料特性及びコンクリートとの付着性能を測定する実験を行い、材料強度間の関係について明らかにする。次に実験結果を用いて管きょをはり-ばね要素でモデル化し、FEM解析によって材料強度のばらつきを考慮した更生管きょの鉛直断面の耐震性能について評価を行った。充填材の材料強度試験によると、充填材のコンクリート平板との付着強度は一般のコンクリート管表面相当の粗度係数をもつものであれば付着強度は十分強いことが確認できた。さらに、複合管の鉛直断面の耐震性について既設管と充填材との付着を考慮して解析を行ったが、L2相当の外力に対しても既設管と充填材との界面の破断に対しては十分安全余裕があることを確認した。
超多次元拡張パラメータによる出芽酵母の表現型クラスターの解析

今まで研究代表者らは出芽酵母の細胞形態を主にして表現型を高次元で定量的に行うことにより、遺伝子欠損による表現型が似ていると遺伝子機能も類似することをゲノム規模で明らかにしてきた。本研究計画ではさらに超多次元の拡張パラメータを作製し、遺伝子産物の局在位置・形態情報を定量化するシステムの構築を行なった。さらに高速化した表現型計測システムを導入することで、標的未知の薬剤について、標的予想を行い、形態プロファイリングによる標的予想システムの有用性を実証した。他のモデル生物でも類をみないこの試みは、細胞システム全体を視野に入れた動作原理の理解につながり、多くの研究者や産業界にとって有用な知的資産になる。出芽酵母(Saccharomyces cerevisiae)の細胞外郭(細胞壁や細胞膜)、核DNA領域、アクチン、液胞、ミトコンドリア、微小管、微小管集合中心、セプチンリング、シスゴルジ、トランスゴルジ、オイル顆粒などからデジタル画像の抽出を行い、細胞構造体の定量解析を行える共通システムを構築した。(1)オルガネラ形状のカテゴリー膜で囲まれたオルガネラは、必ず細胞内である領域を占めるが、光学顕微鏡の解像度が0.2μmであることから、画像中では酵母の小さな顆粒やオルガネラはほぼ点として認識される。細胞骨格の場合には管ではなくて線として認識される。したがって、酵母の細胞内部のオルガネラの形状を「領域」、「点」、「線」のいずれかであると捉えることができた。(2)カテゴリーごとの画像抽出実際にオルガネラ画像を抽出する際には、画像抽出に使われるマセマティカル・モルフォロジーの一般的な手法全てが適応可能だった。画像中の細胞領域は、大津法などの二値化、セグメンテーションに必要な画像抽出法を使って行なった。その後芽の付け根部分を特定して、母細胞と娘細胞の部分に分割した。(3)液胞の酸性化液胞の酸性化は液胞加水分解酵素の活性の維持等に重要であり、液胞膜に存在しているプロトン輸送性ATP加水分解酵素(V-ATPase)が中心的な役割を果たしている。本研究では、V-ATPaseの活性を特異的に阻害するコンカナマイシンA (conCA)を用いて、酸性コンパートメントの酸性化を抑えた時に液胞タンパク質がどのように局在変化するのかを定量的に解析した。Huhら(2003)が作成したGFPコレクションを用い、液胞もしくは液胞膜に局在している73個のタンパク質について、conCA処理による局在変化をCalMorphを用いて定量的に解析したところ、19個のタンパク質で局在変化が確認された。前年度までに出芽酵母(Saccharomyces cerevisiae)の細胞外郭(細胞壁や細胞膜)、核DNA領域、アクチン、液胞、ミトコンドリア、微小管、微小管集合中心、セプチンリング、シスゴルジ、トランスゴルジ、オイル顆粒などからデジタル画像の抽出を行い、細胞構造体の定量解析を行える共通システムを構築したが、今年度は液胞画像の抽出データを基にして液泡の酸性化について解析を行った。酵母の液胞は酵母細胞のおよそ30%を占める単層の液胞膜によって囲まれたオルガネラである。このオルガネラは、細胞内で最も酸性化された動物細胞のリソソームに相当するオルガネラであり、タンパク質の分解やイオン・代謝物の貯蔵、解毒作用といったさまざまな生理的機能を果たしている。これらすべての生理的機能は液胞内腔の酸性pHと関係しており、液胞膜に存在するプロトン輸送性ATP加水分解酵素(V-ATPase)によって液胞の酸性化が引き起こされることが知られている。本年度は、液胞V-ATPaseの活性を特異的に阻害する薬剤を用いて液胞の酸性化を抑制し、その条件下での液胞タンパク質の挙動を網羅的に明かにすることを目的とした。選定した90の液胞局在タンパク質について、GFP融合タンパク質の局在を定量的に観察した。目視による局在分類とHuh et al., 2003の局在分類との一致度は73%、不一致19%、残り8%が不明確な局在であった。さらに阻害剤を用いた実験から液胞の酸性化は液胞局在タンパク質のおよそ23%の局在に影響を与えている事が明らかになった。またそれらの局在変化の内容は、細胞質に流出するものが大半を占めており、液胞局在タンパク質の9つの複合体のうち5つの複合体でそれらの構成因子が異なる挙動を示す事が明らかとなった。前年度までに作成した細胞情報定量化システムを利用して、出芽酵母の詳細な表現型解析を行った。パン酵母やワイン酵母、ビール酵母、一部の病原性Saccharomyces酵母等は近縁でありながら、生育温度や発酵特性、病原性等においてそれぞれ固有の特徴を持つ。

このような違いが細胞内機能のどのような差によって生じてくるかについては、分子育種、種分化研究、感染病予防等の観点から興味深い。申請者らは、ゲノム配列が解明されている酵母二株(実験株酵母とワイン醸造酵母)と、それらをかけ合わせた子孫の各株の形態情報を取得し、親株の形質の差の多くが遺伝子に由来すること、複数の遺伝子座が量的形質に影響を及ぼしていることなどを明らかにし、出芽酵母の細胞形態が比較ゲノム解析のよいモデル系となることを示した(Nogamiら(2007))。さらに地理的にも生育環境上も隔離された環境下で単離された野生酵母各種Saccharomycescerevisiae 36株を用いて表現型プロファイリングを行い、生物種の進化に深く関係すると考えられてきたノイズ表現型が野生酵母においてバリエーションを持っていることを明らかにし、実際に自然界の酵母の生存戦略にノイズ表現型が深く関与していることを見出していた(Yvertら(2013))。今年度は、野生酵母の形態表現型と遺伝子破壊株の表現型の広がり方を直接比較することにより、野生酵母では見られない形態を持つ遺伝子破壊株を特定し、その遺伝子破壊株を自然界では存在しない重要な遺伝子であると考えて、その遺伝子の性質、特性を明らかにした(Mingら(2014))。細胞増殖速度が通常の状況で悪くなる遺伝子破壊株だけでなく、さまざまな環境変化に堪えられない遺伝子破壊株が見られたことから、自然淘汰によって生き残ってきた出芽酵母の戦略の理解が深まった。26年度が最終年度であるため、記入しない。分子生物学26年度が最終年度であるため、記入しない。本年度当初から予定していたオルガネラ形状のカテゴリー分けとカテゴリーごとの画像抽出に加えて、液胞に局在するタンパク質が酸性化を抑制したときにどのように局在変化するかを追跡し、論文にまとめることができた。液泡の画像解析の結果から生物学的に意味のある情報をうまく取り出すことができるようになった。今年度の研究によって超多次元の拡張パラメータを新たに作製し、4,000以上の遺伝子産物の局在位置・形態情報を取得できるようになったため、今後は高速化した表現型定量計測システムを導入してハイスループットな解析システムを構築する。今後はハイスループット顕微鏡を用いてスピードアップした画像解析の方法を開発していく予定である。ハイスループットな画像取得システムを活用する場合にどの程度のSNが見込まれるか、温度感受性変異株の解析を行った時にどの程度信頼性があるかどうかなどの検討を行い、システムのフィージビリティスタディを行なう。顕微鏡画像取得とデータ解析に集中的な作業が必要になったため平成26年度に人件費として計上
造血幹細胞移植後のシクロスポリンによる腎障害の危険因子に関する研究

造血幹細胞移植後の腎障害は予後に影響する重大な合併症であり、また頻度が高いことも臨床上の大きな問題点となっている。移植後の腎障害の発生に関する報告はいくつかあるものの、その危険因子までは明確となっていない。そこで、本研究では造血幹細胞移植後のシクロスポリン投与による腎障害の危険因子について明らかにすることを目的とした。調査対象は、千葉大学医学部附属病院で造血幹細胞移植を受けた患者のうちCyAを24時間持続点滴で使用した患者(40名)とし、調査対象期間はCyA投与開始から内服に変更になるまで(およそ30-60日)の期間とした。腎障害の指標として最大Cre上昇率(=調査期間中の最大Cre値/bascline Cre値)とBeaman's scorc (Beaman SI, etal. J Clin Oncol. 1988 ; 6 : 1562-1568.)を用いて年齢、性別、疾患、移植の種類、併用薬剤などが造血幹細胞移植後のシクロスポリン投与による腎障害の危険因子となり得るか検討した。統計処理はJMP8.0を用いて行った。本研究により、骨髄破壊的前処置を伴う通常の移植とミニ移植患者の間で最大Cre上昇率に差を認め、他にも男性より女性の方が腎障害gradeおよび最大Cre上昇率が大きいという結果を得た。通常の移植とミニ移植では移植前処置に用いる薬剤が異なるため(通常の移植ではシクロホスファミドと全身放射線照射が主)、シクロボスファミド使用の有無による差も検討したが現時点では有意差を認めなかった。その他として年齢、疾患、併用する抗真菌剤との関連性についても検討を行ったが、有意差を認めなかった。以上の結果より、骨髄破壊的処置を伴う移植と女性であることが造血幹細胞移植後のシクロスポリンによる腎障害の危険因子となることが示唆された。
SUCLA2欠失によって生ずる代謝脆弱性を標的とする新規創薬研究

RBがん抑制遺伝子は、悪性化した前立腺がんの1520%においてホモ欠失する。我々は、RBの近傍に位置するSUCLA2という遺伝子がこの欠失に高頻度に巻き込まれることを見出した。SUCLA2は重要な代謝酵素をコードしており、この欠失は、がん細胞になんらかの代謝脆弱性を与えるはずである。本研究では、SUCLA2欠失と合成致死性になる遺伝子を探索する。また、SUCLA2欠失細胞を特異的に傷害する化合物を探索する。がんに特異的な代謝遺伝子ゲノム異常を標的とすれば、スペクトルが絞られ、副作用の無いがん治療薬の開発が可能になるかも知れない。
表面増強ラマン散乱法による神経ペプチドと金、銀表面との相互作用の研究

7種類の神経ペプチドBombesin(BN)6-14 c-terminal fragmentsと銀コロイド表面との相互作用を表面増強ラマン散乱(Surface-enhanced Raman scattering;SERS)を用いて調べた。得られた7種の試料のSERSスペクトルを詳細に解析して、"surface selection rules"を用いてBNのどの部分が銀表面に吸着しているか、配向はどのようになっているかについて調べた。次に、BNが粗い銀電極表面に吸着した場合と銀コロイド表面に吸着した場合では、その吸着部位や配向かどのように異なるのかについて検討した。昨年度実施した粗い電極表面の場合には、BNはTrp^8リングのπ電子系、このリングの窒素原子の孤立電子対、Trp^8のメチレン部分、C=O基、Gln^7とTrp^8の間のアミド結合によって銀表面と相互作用していることを明らかにした。今回の銀コロイド表面の場合は、cyclo[D-Phe^6,His^7,Leu^<14>]BN^<6-14>,[D-Phe^6,Leu-NHEt^<13>,des-Met^<14>]BN^<6-14>,[D-Phe^6,Leu^<13>-R-p-chloro-Phe^<14>]BN^<6-14>,[D-Phe^6,β-Ala^<11>,Phe^<13>,Nle^<14>]BN^<6-14>については粗い電極表面と同じような相互作用をしている事がわかった。しかしながら、[D-Cys^6,Asn^7、D-Ala^<11>,Cys^<14>]BN^<6-14>ではTrp^8のベンゼン環が、[D-Tyr^6,β-Ala^<11>,Phe^<13>,Nle^<14>]BN^<6-14>と[D-Tyr^6,β-Phe^<11>,Phe^<13>,Nle^<14>OH]BN^<6-14>とではD-Tyr^6が配向に重要な役割を果たしている事が分かった。このように、銀表面の違いが神経ペプチドの配向に大きな影響を与える事が分かった。上記の研究に続き、神経ペプチドのSERSの機構、配向についてより詳細に調べるために電磁場計算ソフトFDTD Solutionsを購入し、それを用いて神経ペプチドのモデル化合物について電磁場増強の程度を調べた。本年度の目的は、種々の神経ペプチドの金、銀表面への吸着、とくに吸着による構造変化、配向などについて調べることにあった。ペプチドの固体表面への吸着の研究(吸着のメカニズム、吸着に伴う構造変化、生体分子と固体表面との相互作用など)は基礎研究として重要なばかりでなく、医学生物学への応用の観点からも重要である。本研究では銀コロイド表面上と電気化学的に表面を荒くした銀表面上に吸着した神経ペプチドbombesin(BN)と六つの類似ペプチド({D-Phe12}BN,{Tyr4}BN,[Tyr4,D-Phe12]BN,{D-Phe12,Leu14}BN,{Leu13-R-Leu14}BN,[Lys3]BN)の表面ラマン散乱を測定し、銀表面への吸着のメカニズム、構造変化、配向などについて調べた。その結果、以下のようなことが明らかになった。1.異なった銀表面への吸着に伴うラマン散乱強度の増強の程度の変化やバンドのシフトの大きさの変化はBNとその類似体で基本的に同じであった。2.いずれの類似体の場合も銀ナノ粒子への配位はTrp8のインドール環のedge-on orientationを通して行なわれる。アミノ酸置換の種類により、このedge-on orientationの角度がいくらか異なる。

しかしながら、[D-Cys^6,Asn^7、D-Ala^<11>,Cys^<14>]BN^<6-14>ではTrp^8のベンゼン環が、[D-Tyr^6,β-Ala^<11>,Phe^<13>,Nle^<14>]BN^<6-14>と[D-Tyr^6,β-Phe^<11>,Phe^<13>,Nle^<14>OH]BN^<6-14>とではD-Tyr^6が配向に重要な役割を果たしている事が分かった。このように、銀表面の違いが神経ペプチドの配向に大きな影響を与える事が分かった。上記の研究に続き、神経ペプチドのSERSの機構、配向についてより詳細に調べるために電磁場計算ソフトFDTD Solutionsを購入し、それを用いて神経ペプチドのモデル化合物について電磁場増強の程度を調べた。
遷移金属錯体及びポルフィリン超分子を用いたCO2光還元系の開発

(1)2つの硫黄原子と2つのピリジン窒素を配位原子とする4座キレート配位子、bis(2-pyridylmetyl)-1,2-ethanedithiol (bpet)を有するNi(II)錯体(Ni(II)-bpet)を合成し、そのキャラクタリゼーションを行った。さらに、[Ru(bpy)3]2+を光増感剤、BIHを電子源、Ni(II)-bpetを触媒とする、ジメチルアセトアミド(DMA)-水混合溶媒中、可視光(450 nm)照射下でのCO2の光触媒的還元反応への応用を試みた。その結果、>99%の選択性でCOが生成し、H2の発生はほとんど認められなかった。また、450 nmにおけるCO生成の量子収率は1.42%で、これまでに報告されているNi錯体を触媒とする光CO2還元では最高の値を示した。また、CO生成速度のCO2濃度依存性に飽和挙動が認められ、CO2とNi-bept錯体との相互作用が平衡状態にあることが示唆された。加えて、水の同位体効果が1.2と決定され、CO生成過程の遷移状態に水分子の関与があることがわかった。現在、この成果については論文改訂中である。(2)ドデカフェニルポルフィリンの4つのメソフェニル基のパラ位にカルボキシル基を導入したポルフィリン(H2TCDPP)を合成し、そのNi(II)錯体(NiTCDPP)を合成した。NiTCDPPの結晶構造解析を行い、カルボキシル基間での水素結合ネットワークの形成と同時に、a軸及びb軸方向にナノサイズのチャンネル構造が認められた。また、その結晶のTGAを測定したところ、結晶溶媒分子が消失しても、その結晶構造は350°Cまでは安定であることがわかった。BET測定の結果、その結晶溶媒除去後の結晶内に、ミクロポアの存在が示唆された。28年度が最終年度であるため、記入しない。1.1,2-ビス(2ーピリジルメチルチオ)エタン(L1)及び1,3-ビス(2ーピリジルメチルチオ)プロパン(L2)を有するNi(II)錯体の合成とキャラクタリゼーションを行った。ジメチルアセトアミド(DMA)/水(8:2 v/v)中、それらの錯体を触媒とするCO2下での電解触媒反応を行ったところ、COは観測されず、水素が発生することがわかった。特に、L1を配位子とするNi(II)錯体を用いた場合、アスコルビン酸緩衝液中(pH 4)、-0.9 V (vs SCE)の印加電圧のもと、ファラデー効率96%で水素発生が進行することが明らかとなった。2.L1を配位子とするFe(II)錯体の合成とキャラクタリゼーションを行った。その錯体を作用電極のカーボンペーパー上に担持した電極を用いて、CO2雰囲気下、水1 Mを加えたDMA中、印加電圧-1.7 Vで15時間、定電位電解を行ったところ、水素の生成とともにCOの生成が確認された。15時間後の水素発生の触媒回転数(TON)は729、CO発生のTONは225だった。当初注目していたNi(II)錯体は、水素発生の優れた触媒であることが明らかになったものの、CO2の還元には有効ではないことが判明した。しかしながら、1,2-ビス(2ーピリジルメチルチオ)エタン(L1)を配位子とするFe(II)錯体が、CO2の光還元系の触媒となることが明らかとなった。今後は、この結果を踏まえて、Fe(II)錯体に注目し、反応条件や配位子の改良を含めて検討していく必要がある。

また、その結晶のTGAを測定したところ、結晶溶媒分子が消失しても、その結晶構造は350°Cまでは安定であることがわかった。BET測定の結果、その結晶溶媒除去後の結晶内に、ミクロポアの存在が示唆された。1.Fe(II)-L1錯体を用いた光触媒的CO2還元系の触媒効率を向上させるため、反応条件の最適化を目指す。同時に、現在進行中である、1,3-ビス(2ーピリジルメチルチオ)プロパン(L2)を配位子とするFe(II)錯体の合成とキャラクタリゼーションを進める。2.L1にプロトン受容部位としての非配位ピリジンペンダントを導入した、新規4座キレート配位子を合成し、そのFe(II)錯体の合成とキャラクタリゼーションを行う。また、その錯体の光触媒的CO2還元反応を行う。3.周辺部にカルボキシル基を導入した、サドル型ポルフィリンのCu(II)錯体を構成単位とする超分子系によるCO2の包接とその光還元反応については、CO2包接挙動は明らかになっているが、そのCO2包接結晶の作成と結晶構造の決定を行う予定である。さらに、その結晶を利用して、電子源存在下での光誘起電子移動に基づく、新規なCO2還元触媒系の構築を目指して、反応条件の策定を行う。さらに、ポルフィリンにルイス酸性点としての各種反磁性金属イオンを導入し、CO2の光還元を試みる。28年度が最終年度であるため、記入しない。
中国における地域戦略の策定過程に関する研究

1997年から中国の地域戦略策定過程に焦点を絞り、政府の意思決定メカニズムについて考察した。1997年度は、国、山東省、済南市の第九次五カ年計画を事例に地域総合計画策定過程の実態を明らかにした。今回の研究報告は、1999年度山東省東営市で行った黄河三角州総合開発に関する現地調査を通じて市から国への垂直的調査過程、2000年度泰安市建設銀行に対するインタビュー調査を通じて市と市および計画委員会と銀行の間の水平的調査を考察したものである。市から国への垂直的調整の目標は全国人大の審議を通じて国家五ヵ年計画に絞込み、国家大規模地域開発への昇格である。その調整過程は5段階によって行われる。また、市から国への垂直的調整機能の決め手は地方と国の共有できる開発目標の形成である。計画実施の自主的管理によって地方の計画能力に差異をもたらしている。それを縮小するために水平調整を行っている。計画委員会は地方財政を用いて公共政策、公共事業の計画策定と実施、プロジェクトの許認可を担い、銀行は地域住民と企業の貯蓄を用いて国有企業、民間企業、個人の各種プロジェクトに対する計画審理と投資を担う。本研究は、地方政府として省に焦点を絞り、中国における地域戦略策定過程の実態を明らかにすることを目的とし、山東省の黄河三角州総合開発計画策定についてケーススタディを行った。ケーススタディは、山東省計画委員会、国土管理局、並びに東栄市計画委員会黄河三角州開発弁公室の担当者に対するインタビューを中心に約1週間にわたる現地調査に基づいて行った。当初のもくろみである、非定型的な意思決定に影響力があると思われる共産党委員に対するインタビューは、再三の依頼にも関わらずうまくいかなかった。インタビューの結果、(1)参加主体の特定、(2)主要な決定事項、(3)イベントの特定、(4)関連法案の特定とその内容の把握を行った。その結果、最終的結論をまとめる段階にはきていないものの、以下の結果を得ている。(1)黄河三角州総合開発計画には、山東省と東栄市の管轄する実質的に二つのプロジェクトがあり、それらはあまり統合されていない。東栄市の計画が油田を中心にした工業団地を作ることを目的としているのに対して、山東省は東栄市の周辺町村の農業開発を目指している。両者の利害は、必ずしも一致していない。(2)その理由として、東栄市に立地する油田会社は国営であり、省の権限が及ばない上に、石油会社が道路等に関するインフラ整備に必要な資金を独自に負担できること、さらには石油会社から得られる税金のため東栄市は政治的にも財政的にも省に対して独立していることが挙げられる。(3)山東省における事例研究からは、次のことが明らかになった。事業の実施において直接的に参照されるのは、5か年計画と単年度計画であり、超長期計画である発展戦略と国土計画は、間接的にしか参照されていない。(4)東栄市の計画委員会は、豊富な財源をもとに、様々なプロジェクトの決定権を握っており、新規プロジェクトはほぼ完全に計画委員会が掌握している。改革開放政策が一層進む中で地方への分権化は進みつつあるが、地方政府の計画委員会の投資決定権を中止にした権限は、当分集中したままと予想される。これは、改革開放政策のもう一つの柱である、公営企業の民営化の妨げになるおそれがある。本研究は、地方政府として省に焦点を絞り、中国における地域戦略策定過程の実態を明らかにすることを目的とし、山東省東栄市の黄河三角州総合開発計画策定と同省泰山市の都市開発プロジェクトについてケーススタディを行った。ケーススタディは、山東省計画委員会、国土管理局、並びに東栄市計画委員会黄河三角州開発弁公室、泰山市建設銀行投資部門の担当者に対するインタビューを中心に計2回(約一週間づつ)にわたる現地調査に基づいて行った。その結果、以下の結果を得ている。(1)改革開放政策が一層進む中で、これまで地域開発戦略策定の中心的役割を担ってきた、省計画委員会の影響力は次第に、直接的なものではなく指導的になりつつある。

具体的には、同委員会の権限と人員規模の縮小が進んでいること。計画の中核である同省5カ年計画は、事業計画から方針と政策中心に変質してきていること。単年度計画は、予算措置の明確なもののみしか取り入れなくなってきていること、等の変化にその兆候を見ることができる。(2)一方市レベルでは、改革開放政策の影響は必ずしも市計画委員会の権限を縮小しているわけではないことが確認された。泰山市では、政府と銀行の分離及び銀行の商業化によって、計画委員会が支配できる資金が財政収入と交付金だけになり、計画賞の一意でプロジェクトの立案、実効する時代は終焉を迎えている。また、政府の役割は社会効果の高いプロジェクトに限定されるようになってきている。それに対して、東栄市の計画委員会は、油田からもたらされる豊富な財源をもとに、様々なプロジェクトの決定権を握っており、新規プロジェクトに関する投資決定権はほぼ完全に計画委員会が掌握している。
腫瘍血管床の特異性の動態及び代謝に及ぼす影響に関する検討

近年の画像診断の進歩と普及の臨床診断に果した役割は大きく、就中、癌の早期における存在診断とその進展度診断とが適確となり、その治療成績の向上が期待されている。次に問われるものとしては、治療法の選択とその効果の評価を適切に行う上で、存在・進展度などの形態的情報に加えて、代謝機能についての質的情報の抽出の工夫である。ところで臨床的に生体内に存在する腫瘍についていえば個々の腫瘍細胞の特殊性に加えて、まるごとの腫瘍細胞の集団の作る生理学的環境の検討がむしろ重要である。そこで非侵襲的に生体内の代謝環境を計測できるとされているMR Spectroscopy(MRS)にてヌ-ド・マウス移植腫瘍について検討を行ない、あわせてMR造影剤の投与、水素ガスクリアランス法とによって腫瘍の潅流状況についての検討を行ない、その生理学的環境の理解の手掛りとしたが、これらの検討は温熱療法、放射線療法及び両者の併用療法についても行ない、これらの治療侵襲の生理学的意義についても明らかとした。総じて、腫瘍においては、その増殖につれて亢進したエネルギ-代謝に適切な潅流が応じきれず、従って嫌気性エネルギ-代謝に陥るが、放射線治療によって、この状況が改善し、いわゆる従来から言われている再酸素化の効果に相応する所見が得られた。他方、温熱療法においては、虚血が招来され、エネルギ-代謝が低下し、このことによって殺腫瘍効果が期待される。両者の併用においては、この相反する効果が相加的に示され、両者の併用が有用であることが生理学的に証明できた。以上のことから生体の腫瘍は潅流状況の上とエネルギ-代謝の上で、生理学的に相異なる環境から成立ち、従って、治療については相異なる作用の沿療法の選択の組合せが必要であることが示唆された。腫瘍と腫瘍血管との関係はtumor cardの概念で注目されてきたが、臨床的検証はない。近年、画像診断の発達でin vivoの腫瘍についての形態的・生理的な計測及び映像化が可能になってきたので、腫瘍の血流と代謝との関係について主として磁気共鳴(MR)装置を使用しての検討を行った。1)MR映像(I)装置にて血流の映像化が可能でMRアンギオグラフィ-として知られているが、我々は、代謝と直接関連のある微小循環レベルの映像化の可能性を検討している。すなわち、微小循環は計測部分内(intravoxel)の位相の乱れ(incoherent)に起因する動き(motion)として足えられることが知られている。略して(IVIM)という。傾斜磁場勾配のかけかたで、色々なレベルの動きが、1mm^2程度の高解像度で映像化できることをヌ-ド・マウス移直人癌で立証した。2)^<31>P MRスペクトロスコピ-(MRS)にて燐酸高エネルギ-代謝、燐脂質についての代謝がin vivoで計測できることが知られているが、今回、ヌ-ド・マウス移直人癌モデルについて検討した。腫瘍においてはPME等の燐脂質成分が多く、クレアチニン(PCr)が消費され、無機燐(Pi)が増加しpHが低下し、嫌気性代謝が亢進していることが示された。放射線照射によってPcrは増加し、Piは低下し、pHは正常に復し、血流の需要・供給のアンバランスは改善され、いわゆるreoxygenationが計られたことが示唆された。腫瘍の代謝とその治療効果とは、血流の需要と供給のバランスに依存するものであることが明らかとなった。今後1)と2)の検討を併用して、in vivo腫瘍系の生理的状態を明らかとして診断、治瘍の指針としたい。

向腫瘍性放射性医薬品を開発するにあたって、腫瘍の機能・代謝の特殊性に注目して、これを有効に標識することが必要であるが、この際重要なことは腫瘍細胞そのものの特殊性もさることながら、生体母地において、腫瘍集団として存在するかたまりとしての腫瘍の作る腫瘍環境と、それの生体母地との相互作用としての悪性度といった観点で、その特殊性に着目することの方が臨床診断・治療との結びつきを考えた場合、より重要と考えられる。そこで生体における腫瘍環境を検索するために^<31>PーMRS、^1HーMRSを用いて、ヌ-ド・マウス移植人癌の検討を行なった。すなわち、腫瘍増殖と放射線照射・温熱加温などの治療侵襲における各種代謝産物の消長と観測し、他方において組織検索、及び造影剤による造影効果と対比した。一般に腫瘍においては燐脂質膜成分の代謝が盛んであり、腫瘍の増加につれて高エネルギ-燐酸代謝が嫌気性に陷り、放射線照射は嫌気的状況を好気的に改善し、温熱加温は嫌気的状況を助長し虚血壊死を招来する。いずれにせよ、このような腫瘍内代謝の変動は、腫瘍の組織構築と微小循環などの形態的・機能的環境によって修飾されることが明らかとなった。従って、今後の課題としては組織構築→微小循環→代謝環境とのつながりにおいての究明が必要と考えられ、他方において一つの腫瘍が種々の異質な代謝環境を含むという腫瘍のheterogeneityもあわせて知られる必要があると考えられた。そこで、この状況の画像化が求められるが、現在、2つの方向での検討を行っている。一つは、より高解像度の微小循環の画像化をMRによるIVM法によって行うことと、他は、生体内存在比の多い^1HーMRSで得られるクレアチン、乳酸などの代謝産物の腫瘍内分布のchemical shift imaging(CSI)としての画像化の検討である。近年の画像診断の進歩と普及の臨床診断に果した役割は大きく、就中、癌の早期における存在診断とその進展度診断とが適確となり、その治療成績の向上が期待されている。次に問われるものとしては、治療法の選択とその効果の評価を適切に行う上で、存在・進展度などの形態的情報に加えて、代謝機能についての質的情報の抽出の工夫である。ところで臨床的に生体内に存在する腫瘍についていえば個々の腫瘍細胞の特殊性に加えて、まるごとの腫瘍細胞の集団の作る生理学的環境の検討がむしろ重要である。そこで非侵襲的に生体内の代謝環境を計測できるとされているMR Spectroscopy(MRS)にてヌ-ド・マウス移植腫瘍について検討を行ない、あわせてMR造影剤の投与、水素ガスクリアランス法とによって腫瘍の潅流状況についての検討を行ない、その生理学的環境の理解の手掛りとしたが、これらの検討は温熱療法、放射線療法及び両者の併用療法についても行ない、これらの治療侵襲の生理学的意義についても明らかとした。総じて、腫瘍においては、その増殖につれて亢進したエネルギ-代謝に適切な潅流が応じきれず、従って嫌気性エネルギ-代謝に陥るが、放射線治療によって、この状況が改善し、いわゆる従来から言われている再酸素化の効果に相応する所見が得られた。他方、温熱療法においては、虚血が招来され、エネルギ-代謝が低下し、このことによって殺腫瘍効果が期待される。両者の併用においては、この相反する効果が相加的に示され、両者の併用が有用であることが生理学的に証明できた。以上のことから生体の腫瘍は潅流状況の上とエネルギ-代謝の上で、生理学的に相異なる環境から成立ち、従って、治療については相異なる作用の治療法の選択の組合せが必要であることが示唆された。
多様な磁性や逐次相転移を有する希土類マンガナイト系新物質の開発

本研究は申請者らが作り上げた酸素分圧制御装置を駆使して、さらにこれも申請者らが近年その合成に成功してきたいくつかの希土類マンガナイト系の新物質を基本にして、特異な磁気的性質や酸素八面体の傾き模型による相転移をもつ新しい物質の開発研究を4年計画で系統的に行ったものである。その結果極低酸素分圧下にて合成に成功したLn_2MnTiO_6があり、これらについて一連の希土類(Ln)についてしらべ、これらペロブスカイト型のものに希土類により3種類の結晶系が存在することや、磁性についても極めて遠く離れたイオン間での相互作用を有する反強磁性のものが見つかった。さらに貴金属元素をマンガンと置換した新しい物質相では高温で相転移をもつものをいくつか発見し、これらの磁性も反強磁性と強磁性の混じった系であることをしらべた。さらに層状ペロブスカイトBaLn_2Mn_2O_7や(Ca,Ln)_2MnO_4(Ln=希土類)でも高温および低温での極めて多様な相転移の存在をいくつか発見したが、これらは基本的にはペロブスカイト型関連構造をとるが、いずれも骨格の酸素八面体が少し歪んでいて、それらの互いの傾き方によりいろいろな結晶系をとることを一連の希土類について高温X線、低温X線回折や電子線回折および高分解能電子顕微鏡的研究でその相転移挙動を解明することができた。本研究の特色として、特に単結晶を試料として用いて相平衡を解明することが可能になったことがある。さらにパイロクロア型結晶構造をもつ物質についてもLn_2Mn_2O_7で表される基本物質でBサイトのMnの一部をTa,Nbなどと置換したものや、Wに置換したものについて一連のパイロクロア関連構造の新物質の開発に成功して、上記手法で解析をした。以上により物質合成やその安定性について新しい知見を得ることができた。これらの研究成果についてはいくつかの学術雑誌に発表している。本年度はMnとTiを組み合わせたペロブスカイト型構造をもつ物質についてGdなどの中希土類元素で合成を行い、その構造解析より単斜晶系に属する新しい物質を生成した。この物質は磁気的には反強磁性を有していて、ネール点に対応して熱測定で明らかなλ型ピークを観測することができた。またMnとRuとの組み合わせにより数種の希土類で新しい固溶体が生成でき、これらの磁性はいまのところ、一見スピングラス状に見えるが、結晶のひずみに伴うスピンの傾きで強磁性成分が残った状態のようにも考えられるので現在低温磁性を測定中である。さらに、構造解析に関しては基本のLnMnO_3についていくつかの希土類で単結晶による構造決定に成功した。また以下の層状物質に関連してSr-rich側の希土類マンガナイトについて先ずLaを少量固溶した新しい物質系の構造解析に電子線回折も取り入れて成功した。これらの構造解析の結果については近日出版予定となっている。一方ペロブスカイト関連の層状物質の合成ではBaGd_2Mn_2O_7で単斜晶系に属する新しい相を見つけたのでこの系について粉末X線回折法を用いて高温まで相挙動を集中的に実験をしているところである。またこの系についても一部の相について単結晶の合成に成功したのでその構造を決定しているところである。この単結晶は超格子をもつ正方晶系に属するようで、多結晶体でのデータとの整合性もある。複雑な相転移についてはDSCを用いての確認をしつつある。

このGdの系についてはデータがまとまりつつあり、もう少しの実験結果を得れば相関係が明らかになるものと思われる。以上のように今年度は合成実験が順調に進みいくつかの新しい相の解析結果が積みあがってきた。ペロブスカイト相のPrMnO_3やTbMnO_3相をはじめ、層状ペロブスカイト構造をとるBaLn_2Mn_2O_7の単結晶による構造解析に成功した。層状構造のものについてはこれら一連の化合物は、希土類(Ln)により、多くの相が存在することがわれわれの以前の研究で見つかっているが、そのうち特に低温安定相の正方晶相の単結晶育成に浮融帯法にて成功し、単結晶4軸X線回折法を用いて構造解析にいくつか成功した。その結果、希土類ついてはLn=Pr, Ndでは基本構造のI4/mmm空間群をとり、しかもA-サィトのBaとLnは1:2の位置に規則的に配列していることが分かった。さらに、Ln=Sm, Eu, Gdではこの基本構造以外に超格子を有する正方晶P4_2/mnm空間群もとることを見出した。これにより、いままで存在が報告されていなかった新しい相がSmやEuで見つかった。これらの超格子構造でもアルカリ元素と希土類元素とは規則的に配列していることが分かり、以後の高温相転移の実験結果の解析にも有用なデータを与えることとなった。この結果についてはいくつかの論文にまとめている。さらにこれらの結果を利用して、いくつかの希土類元素系に対して相変化を粉末高温X線回折法でしらべた。現在Gdの系などで見いだされている単斜晶系などの高温相転移を詳しく解析中である。いままで斜方晶系と考えられていた相に超格子線が明瞭に見られ、A2/mなどの空間群で解析可能なことが明らかになりつつある。これらの超格子線を有する相の生成条件についても比較的低温度からの急冷法や高温からの徐冷法により詳しく検討して、相の安定領域の決定を試みているところである。ペロブスヵイト関連構造を有する希土類マンガナイト系新物質の合成にいくつか成功し、それらの結晶構造や構造相転移ならびに電気的磁気的性質をしらべた。先ずペロブスカイト相については、Laはじめ各種の希土類元素についてLn(Mn,Rh)O_3(Ln=希土類元素)の固溶体の合成実験を行い、その固溶範囲をしらべ生成条件を明らかにした。特にランタンの系では高温相転移を有し、低温での斜方晶系から高温での菱面体晶系への相転移機構を高温X線回折法で確認した。さらにIrを含む固溶体の生成にも成功している。これら貴金属元素を含む固溶体系では低温で強磁性と反強磁性の入り混じった磁気挙動を示すことを見いだしている。さらに層状ペロブスカイトについてはSrLnMnO_4やBaLnMnO_4などの一段の酸素八面体を有する希土類マンガナイトの単結晶の育成に成功し、その結晶構造解析を4軸単結晶X線回折法により決定した。このなかでほとんどの希土類元素について基本形の体心正方晶系をとるが、一部に超格子をとる結晶系に属することを見いだしている。またBaLn_2Mn_2O_7の2段の酸素八面体からなる層状ペロブスカイトでは単結晶を用いて昨年の実験の続きを行い、超格子構造を有する正方晶系の出現条件を追求し、各種熱処理や熱分析の手法により、相平衡の条件を明らかにしつつある。さらにパイロクロア関連構造を有する希土類マンガナイトの結晶構造をX線、電子線、中性子線による回折法で決定した。これらより酸素八面体の積み上げ構造の違いによる各種相の生成と相変化、相平衡および磁性などについてより詳しく系統的にまとめつつある。
代数的手法を用いた二重既約分解に関する研究

本研究における研究実績は以下のとおり.(1)整域上にモデル化されたシステムに関する安定化補償器の構成方法をアルゴリズムにより示した.(2)二重既約分解を用いずに安定化補償器のパラメトリゼーションを行なう方法を開発した.この方法は,local-global principleを用いて,局所環上では,かならず二重既約分解が存在する性質を用いた.(3)上記の(2)の方法を改良して,パラメータ数を少なくする方法を開発した.(4)二重既約分解を用いた安定化補償器のパラメトリゼーションと二重既約分解を用いないものの中間のものとして,左または右既約分解だけをもつプラントに対する安定化補償器のパラメトリゼーションを行なう方法を開発した.上記,(2)(4)は,可換環上にモデル化されたシステムに対して適用できる手法であり,極めて汎用性が高い.本研究成果は,これからの代数的なアプローチを用いた信号処理・制御等の基礎理論の発展に多大な貢献を与えたと考えられる.なお,本研究により、4つの雑誌論文(受理・投稿中を含む)および,7つの査読付き国際会議論文(受理を含む)の発表を行なった.平成12年度は、多次元システムにおける安定化可能なシステムの二重既約分解が存在するか否かに関し検討を行なった。数式処理システムMathematicaを用いて多次元多項式システムについて研究を行ない、単位遅れ素子が存在出来ない場合には、その安定コーザル領域がHermite環で表わされることを明らかにした。このことより、このモデルについては、二重既約分解が一般には安定化可能にも係わらず存在しない場合があるが、二重既約分解が存在するならば、Youlaパラメトリゼーションが適用でき全ての安定化補償機を得ることを明らかにした。しかしながら、一般に、多次元システムが安定化可能であるならば二重既約分解を常に持つか否かについては、未だ解くことが出来なかった。多次元システムの構造安定を考えた場合、安定コーザル領域が一意分解整域となる。安定コーザル領域が一意分解整域である場合についても、安定化可能なシステムの二重既約分解が存在するか否かに関し検討を行なった。多項式により生成された射影加群はすべて自由であるという「Serreの予想」と呼ばれる結果を用い、多項式システムの場合(安定コーザル領域が一意分解整域)には、安定化可能なシステムは必ず二重既約分解が存在することが判明した。現在、引続き、「Serreの予想」を用いて、安定コーザル領域が一般的な一意分解整域であるケースについて検討を行なっている。特にいくつかの遅れ時間をもつことができない多次元システムが二重既約分解を持つ場合の特徴付けとSuslinの安定定理(Suslin's Stability Thoerem)との関連に注目をしている。本研究における研究実績は以下のとおり.(1)整域上にモデル化されたシステムに関する安定化補償器の構成方法をアルゴリズムにより示した.(2)二重既約分解を用いずに安定化補償器のパラメトリゼーションを行なう方法を開発した.この方法は,local-global principleを用いて,局所環上では,かならず二重既約分解が存在する性質を用いた.(3)上記の(2)の方法を改良して,パラメータ数を少なくする方法を開発した.(4)二重既約分解を用いた安定化補償器のパラメトリゼーションと二重既約分解を用いないものの中間のものとして,左または右既約分解だけをもつプラントに対する安定化補償器のパラメトリゼーションを行なう方法を開発した.上記,(2)(4)は,可換環上にモデル化されたシステムに対して適用できる手法であり,極めて汎用性が高い.本研究成果は,これからの代数的なアプローチを用いた信号処理・制御等の基礎理論の発展に多大な貢献を与えたと考えられる.なお,本研究により、4つの雑誌論文(受理・投稿中を含む)および,7つの査読付き国際会議論文(受理を含む)の発表を行なった.