hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
微細藻類の強光ストレス耐性向上のための分子機構の解明

本研究は、ユーグレナにおけるカロテノイド合成系の酵素遺伝子群の単離と機能解析を行い、それらの遺伝子やカロテノイド分子種と強光ストレス耐性との関連を明らかにすることを目指している。平成30年度には、主として前年度までにクローニングしてその機能を確認したフィトエンからリコペンまでを合成する経路に関与するフィトエン不飽和化酵素遺伝子(crtP1, crtP2)およびζ-カロテン不飽和化酵素遺伝子(crtQ)の発現が、強光照射や温度の影響をどのように受けるかを確認する実験を行った。ユーグレナは20°Cを低温と感知し、この温度では増殖を停止することがわかっている。20°C強光(240 μmol photon/m2s)で培養した場合には、フィトエン合成酵素(crtB)およびcrtP1とcrtP2の転写レベルは統計学的に有意に上昇した。しかし、20°C強光で培養した場合には、20°C中程度の光強度(55 μmol photon/m2s)の場合に比べて、細胞増殖や細胞内のクロロフィル含量や全カロテノイド含量は著しく減少した。そこで、温度や光強度を変化させた場合、カロテノイドの主要な分子種群のモル比が細胞内でどのように変化するかを比較した。その結果、強光でも中程度の光強度でも、20°Cで培養した場合にはβ-カロテン、ネオキサンチンおよびジアジノキサンチンの細胞内含比率は、25°Cの場合に比べて半分以下に減少した。しかし、ジアトキサンチンの含有比率は、20°C強光の場合も20°C中程度の光強度の場合も、25°C中程度の光強度に比べてさほどの低下を示さなかった。これらの結果から、ユーグレナの主要カロテノイド分子種のうち、ジアトキサンチンが低温や強光のストレス耐性に最も重要であることが示唆された(研究業績論文Kato et al., 2019)。平成30年度には、本研究課題の申請時に設定したの2つのサブテーマのうち、「テーマ1:カロテノイド合成酵素の遺伝子発現の調節による強光ストレス耐性の解析」において当初の計画以上の成果を得た。ユーグレナから比較的短期間にカロテノイド合成系酵素遺伝子群のうちとくに合成系上流域であるフィトエンからリコペンまでを合成する経路の酵素遺伝子群を新たにクローニングし機能解析が進んだことは、研究実績の概要に述べたとおりである。さらに、当初予想していなかった研究加速要因として、神戸大学の今石教授の研究チームがシトクロムP450酵素ファミリーをユーグレナから探索してCYP97の相同遺伝子配列を見出し、これらの機能解析を我々との共同研究により実施することになったことがあげられる。その結果、ユーグレナからクローニングされたEgCYP97H1およびEgCYP97F2のうち、少なくともEgCYP97H1に由来する酵素はβ-カロテンモノ水酸化酵素であることが分かった。ユーグレナのカロテノイド合成系遺伝子の転写調節を調べた結果、25°C強光照射下では25°C中程度の光強度に比べてカロテノイドが有意に蓄積するにもかかわらず、EgCYP97H1およびEgCYP97F2の転写レベルはほとんど変化しなかった。これらの結果およびその他のデータから、ユーグレナのカロテノイド合成は、転写調節ではなく転写後調節によって制御されることが強く示唆された(研究業績論文Tamaki et al., 2019)。これまでの進捗により、カロテノイド合成系遺伝子群のクローニングと機能解析が格段に進捗し、さらに、カロテノイド合成の制御機構や強光ストレスに強く作用するカロテノイド分子種が明らかになりつつあり、今後の研究推進への道筋がより明確になったと考えている。本研究課題の申請時に設定したの2つのサブテーマのうち、「テーマ1:カロテノイド合成酵素の遺伝子発現の調節による強光ストレス耐性の解析」において大きな進捗があり、さらに、クローニングしたカロテノイド合成系遺伝子のノックダウン系統をRNAiにより作出してその表現型を解析する実験において、強光下における傷害忌避応答としての光走性運動にカロテノイドが重要な機能を果たす可能性が示唆される予備実験結果を得ている(研究業績国際会議Kato et al., 2019)。さらに、ユーグレナのカロテノイド合成が、青色光照射により強光ストレスが緩和される可能性を示唆する予備実験結果も得られている(研究業績国内学会発表Tanno et al., 2019)。申請時に設定したのもう一つのサブテーマである「テーマ2:ジャスモン酸シグナルおよび光環境情報シグナルの強光ストレス耐性の関与の解析」に関しては、平成29年度から2年間かけて、ジャスモン酸合成系遺伝子の単離を試み、シロイヌナズナの12-オキソ-フィトジエン酸(OPDA、ジャスモン酸前駆体)還元酵素AtOPR3のアミノ酸配列と相同性のある配列を6個見出し、そのうちすくなくとも2種類の配列由来のタンパク質がOPDAからOPC-8:0への合成を触媒する酵素活性を持つことを確認した。現在、これらの遺伝子のノックダウン系統を作成し、その表現型を解析中であるが、いまのところ顕著な表現型は観察されていない。以上の経過を総合し、本研究課題の最終年度にあたる平成31年度(令和元年度)は、テーマ1にリソースを集約することで限られた年限で成果を最大化できると判断し、強光ストレス耐性とカロテノイド合成の関係を解明することに集中する。平成29年度には申請時に計画した「微細藻類の強光ストレス耐性向上のための分子機構の解明」に沿った研究を実施した。以下に主要な結果を記述する。

H29年度はこれまでに我々が強光ストレスとの関連で注目してきたユーグレナ細胞の「カロテノイド合成系」のうち、フィトエンからリコペンまでを合成する経路に関与すると考えられる遺伝子をクローニングし、EgcrtP1, EgcrtP2およびEgcrtQと名付けた。これらの遺伝子産物が実際にフィトエンからリコペンを合成する機能をもつことも、異種の既知遺伝子を大腸菌に導入し機能補完をするかどうかの実験により実証した。その結果、我々がクローニングしたEgcrtP1,およびEgcrtP2はフィトエン不飽和化酵素活性を持ち(即ちフィトエンからζ-カロテンの合成を触媒する)、およびEgcrtQはζ-カロテン不飽和化酵素酵素活性を持つ(即ちζ-カロテンからリコペンの合成を触媒する)という活性を確認した。現在、これらの遺伝子の発現解析やカロテノイド分子種の分析を実行中である。強光ストレス耐性への関与が示唆されているジャスモン酸シグナルに関連したテーマについては、H29年度は、ジャスモン酸合成系遺伝子の単離を試みた。その結果、ユーグレナのRNAseqデータを用い、シロイヌナズナの12-オキソ-フィトジエン酸(OPDA、ジャスモン酸前駆体)還元酵素AtOPR3の塩基配列を基に相同性検索(tblastn)を行ったところ、相同性のある配列を6個見出し、EgOPR1-6と命名した。それぞれのコード領域を含む配列のクローニングを完了した。現在これらの遺伝子のうちどれが実際にOPDAからOPC-8:0への合成を触媒する酵素活性を持つのかを確認する機能解析実験を行っている。平成29年度には、ほぼ申請時の計画に沿った実験に取り組んで前記の成果を得た。ユーグレナから比較的短期間にカロテノイド合成系酵素遺伝子群やジャスモン酸合成系遺伝子の全長クローニングを完了できたのは、学内外の共同研究者との連携のもとでESTデータを活用してゲノム情報が未公開のユーグレナを材料に効率よく遺伝子探索への手順を進めることができたからであると考えている。さらに、HPLCによる詳細なカロテノイドの分子種分析をこれまでに確立してきており、強光ストレスとカロテノイド分子種の組成変化などの興味深い予備知見が得られている。研究着手当初は、屋外太陽光の強光ストレスに相当する強光条件を人工気象機内に作り出す装置が最も優先的に導入すべき機器であると考えていたが、その後の研究の進捗に伴い、クローニングした遺伝子をRNAiなどの方法でノックダウンした細胞の強光応答を顕微鏡レベルで詳細に解析することの方がより重要であると考えるに至った。そのためには、コントロールとしての「光の照射されない状態からの細胞観察」が不可欠であり、赤外線を光源とする顕微鏡観察システムの構築が急務であると判断した。そこで、当初、H29年度に計画していた高輝度LED放射装置の導入を保留し、暗室に当該システムのセットアップの試作と実証を優先して行った。その結果、暗所で、「ユーグレナの感知できない赤外線を光源とする観察を行うことのできるシステム」が実現できることを確認した。以上により、これまで分子機構があきらかになっていなかったユーグレナの強光ストレス耐性を分子レベルで明確に理解するための基本的なツールを整備しつつあると考えており、今後の研究推進への道筋が明確になったと考えている。
近赤外光を利活用する機能性有機色素の開発とその応用研究

最終年度である本年度は、研究課題の最終目標の一つである、機能性近赤外色素を利用した分子イメージングへの応用研究に取り組んだ。まず生体イメージングに用いるために、側鎖に6つのトリエチレングリコールモノメチルエーテル基を導入し水溶性を向上させたモノヒドロキシベンジフタロシアニン1を合成し、物性を検討した。1は期待どおり、中性リン酸バッファー(pH 7.4)に10 mM以上と良好な溶解性を示した。さらに、790, 880 nmの近赤外領域にモル吸光係数5000程度の吸収ピークを示した。また、汎用されるシアニン系の近赤外色素であるインドシアニングリーンと比較し良好な光安定性を示した。一方で、近赤外蛍光・燐光は全く検出されず、光励起の後は熱的に速やかに無輻射失活していることが示唆された。そこでこの分子を、光熱変換を超音波として検出する近赤外光音響イメージングに応用することを目指した。保護基としてアシル基を選択し、1をチオ炭酸エステル化した化合物2、エステル化した化合物3を合成した。2, 3ともに700 nm以上の近赤外領域に吸収帯を有さないが、2は過酸化水素、3はエステラーゼを作用させると脱保護が進行し、1由来の近赤外吸収が発現することが明らかになった。この系を用いて880 nmの励起波長でin vitroの光音響イメージング測定を行ったところ、脱保護による活性化によって超音波シグナルが観測されることが確認された。800900 nmの領域の長波長の近赤外光を利用できる、生体分子により活性化可能な有機色素は報告例がほとんど存在しないため、モル吸光係数の小ささに課題は残るものの、互変異性ベンジフタロシアニン色素が近赤外生体イメージングに十分ポテンシャルを有することが示せた。29年度が最終年度であるため、記入しない。近赤外光を吸収・発光する安定な新規有機分子を創製すべく、フタロシアニン骨格に基づいた分子設計を行った。具体的には、フタロシアニンを構成するイソインドリンユニットをベンゼン環に置き換えた化合物であるヘミポルフィラジンやベンジフタロシアニンに着目し、縮環ダイマー化することで共役系の拡張を図った。理論計算による予測では、ダイマー化することにより100nmを超える吸収波長の長波長シフトが予期され、モノマーの実験値が800850nm付近であることを考慮するとダイマー化により9001000nm付近に吸収極大を有することが期待された。種々条件検討の結果、フタロシアニン縮環ダイマーの合成法と同様の方法を用いることで、目的のヘミポルフィラジン・ベンジフタロシアニンダイマーが低収率ながらも得られることが明らかになった。これらの縮環ダイマーの最長吸収波長はモノマーと比較して50nmほど長波長シフトすることが判明した。また、ベンジフタロシアニンの反応性を検討する段階で、予想外にもホルムアルデヒドとの反応を発見し、高収率でメチレン架橋されたダイマーを合成することに成功した。フタロシアニン類のダイマーとしては珍しく、X線構造解析に成功し、ハの字型の構造をとっていることが明らかになった。また励起子相互作用によって吸収波長・蛍光波長ともに30nmほど長波長シフトすることが確認された。これらのダイマー群は理論計算による予測よりはやや短波長であるものの、900nm付近の近赤外光を活用できる色素として期待できる。研究1年目である昨年度においては1000nm付近の近赤外領域に強い吸収を持つ分子の創製を目標としていた。ヘミポルフィラジン・ベンジフタロシアニンに着目して縮環ダイマー化した分子群は800nm1000nmに広がる吸収帯と発光帯を有するため、目標は概ね達成されたと言える。縮環様式を変化させることでスペクトルの形状を変化させることができ、近赤外領域の微妙な吸収波長をチューニングできることも見出している。一方、これらの縮環ダイマーはリンカー分子に過剰量の基質を混合して合成するため、低収率となってしまうのが問題点であった。その点、メチレン架橋されたダイマーは、リンカーであるホルムアルデヒドの高反応性を利用することによって高収率で合成できることを明らかにできた。メチレン架橋という様式のフタロシアニン系のダイマーの例はなく、新たな色素を合成する方法論として期待できる。また、この分子は酸性のフェノール性プロトンを有するため、酸塩基に応答して近赤外領域の光特性を制御できる機能性色素としてのポテンシャルを有すると考えられる。研究2年目は、近赤外色素に機能性を付与することを目標として研究を実施した。具体的には、N-オキシドを機能性部位として用いることを考案した。ピリジン-N-オキシドに代表されるヘテロ芳香環のN-オキシドは基本的な有機化合物群の一つである。N-オキシド化はヘテロ芳香環の求電子性、求核性ともに向上させ、環上に置換基を導入する方法として古くから用いられてきた。しかし、近赤外領域の光を利活用できる大環状ヘテロ芳香族化合物のN-オキシドは報告例がほぼ皆無であり、電子構造に与える影響は未知であった。そこで、モデル化合物として、18π芳香族性を有するテトラアザポルフィリン(TAP)に着目し、架橋メソ位を酸化したTAP-N-オキシドの合成した。

得られたTAP-N-オキシドの電子的性質を解析したところ、N-オキシドは18π芳香族性の強さが弱まっていることが判明した。これは、酸素原子の共鳴効果の影響に起因すると考察される。N-オキシドは元のTAPと比較して、近赤外領域のQ帯の強度、蛍光強度ともに大幅に弱まった一方で、一重項酸素量子収率がほぼ定量的な値まで増加することが明らかになった。分子軌道計算からこれらの変化は、酸素原子による誘起効果と共鳴効果の影響によってフロンティア軌道のエネルギー準位が大きく変化し、HOMO、LUMOともに偶然縮退するためであることがわかった。TAP-N-オキシドは、近赤外光照射下で還元剤を作用させることで元のTAPに定量的に還元されることがわかった。さらに、酸の添加によって酸素原子の共鳴効果を抑制することができ、TAPと同様の強い吸収、蛍光を示すことも明らかになった。以上のように、申請者が設計・合成したTAP-N-オキシドは、近赤外領域の吸収・蛍光を外部刺激(酸化還元・酸塩基)によりスイッチング可能な機能性色素であると言える。本研究課題の主たる目標は、近赤外領域に強い吸収・発光を有する新規機能性分子を理論に基づき計画的に設計・創出することである。1年目はフタロシアニン類縁体であるヘミポルフィラジン・ベンジフタロシアニンに着目した。ダイマー化することによって共役を拡張し近赤外色素とするというコンセプトに基づいて合成に取り組み、900nm前後の光を吸収できる分子群を開発した。2年目は、機能性部位としてN-オキシドに着目した。大きなπ共役系の性質をN-オキシドでチューニングすることを目指して、大環状ヘテロ芳香族化合物であるテトラアザポルフィリンをモデル基質として選択してN-オキシド化に取り組んだ。結果として、700nm付近の近赤外吸収・蛍光を酸化還元や酸塩基などの外部刺激によりスイッチング可能な分子を創製できた。この2年間の成果をまとめると、新たな分子構造を有する近赤外色素を論理的に設計・合成し、さらに外部環境に応答してその電子的性質を制御できる機能性を付与することも達成できた。このことから、本研究課題の主たる目標は達成されており、おおむね順調に進展していると評価した。生体内での光線力学療法やバイオイメージングへの応用を考慮すると、1000nmを超える領域が理想的である。今回合成した化合物群の吸収波長は700-900nmとやや短波長であるものの、今後機能性を維持しつつ吸収波長をより長波長シフトした分子を創出ことは十分に可能であると考えている。最終年度である本年度は、研究課題の最終目標の一つである、機能性近赤外色素を利用した分子イメージングへの応用研究に取り組んだ。まず生体イメージングに用いるために、側鎖に6つのトリエチレングリコールモノメチルエーテル基を導入し水溶性を向上させたモノヒドロキシベンジフタロシアニン1を合成し、物性を検討した。1は期待どおり、中性リン酸バッファー(pH 7.4)に10 mM以上と良好な溶解性を示した。さらに、790, 880 nmの近赤外領域にモル吸光係数5000程度の吸収ピークを示した。また、汎用されるシアニン系の近赤外色素であるインドシアニングリーンと比較し良好な光安定性を示した。一方で、近赤外蛍光・燐光は全く検出されず、光励起の後は熱的に速やかに無輻射失活していることが示唆された。そこでこの分子を、光熱変換を超音波として検出する近赤外光音響イメージングに応用することを目指した。
固体一流体系としての地殻の単色振動現象

火山に関わる減衰自由振動について解析を完了し、補足的データを加えて解析結果を定量的に説明するモデルを提出した。これらを2籥の論文にまとめ1籥は発表済み、もう1籥は投稿準備中である。一方、地下水に関わる減衰自由振動についても地震によって励起されたものに関しては完了し現在、論文を執筆中である。本計画で直接対象とする減衰自由励起と比較するため、遠地地震の表面波によって励起された水位変動についても解析を進め、こちらについては既に発表済みである。更に観測井に近い新井観測点に水位計をとりつけ、また3成分歪計に無障害で高速データロガーをとりつけられるよう電源・アンプ部分の大巾な改良を行い、現在観測を継続中である。本研究は火出と地下水で観測される単色振動現象を観測し、その記録を解析することにより、地殻における固体-流体系システムの応答関数と励起のメカニズムを明らかにするのが目的である。本年度は(1)伊東市のボアホール地下歪観測点の記録を高速サンプリングし研究室に電話伝送するシステムの建設、(2)伊豆大島の噴火時に観測された歪ステップとそれに伴う減衰振動の解析、(3)伊東市EDY観測井の歪ステップとそれに伴う減衰振動の解析を行った。(1)に関してはシステム設計、業者への発注、設計に基づく装置制作がほぼ終わり、取り付け作業が始まろうとしている段階である。(2)に関しては解析を終了し、現在2本の論文としてまとめつつあるが、これにより伊豆大島の火道-マグマ溜りのシステム応答はほぼ理解されたと考える。(3)に関しても解析をほぼ終了し、これから2本の論文としてまとめようとしている投階である。この解析により、EDYの井戸一帯水層のシステム応答及び地震との関係はほぼ解明されたといえる。更に観測井に近い新井観測点に水位計をとりつけ、また3成分歪計に無障害で高速データロガーをとりつけられるよう震源・アンプ部分の大巾な改良を行い、現在観測を継続中である。
点光源二方向照度差ステレオを利用した内視鏡画像からの三次元形状復元

透視投影モデルでの二つの点光源による照度差ステレオを確立することを目的として様々な光源条件のもとでの画像濃淡からの対象形状の推定に関する研究を行った。鏡面反射成分を持つテクスチャのあるカラー物体に対してガウス曲率の相対的な大きさを復元する手法やFMMとセルフキャリブレーションを用いて鏡面反射をもつ物体の形状復元を行う手法を提案した。また、内視鏡への応用を見据えて実物体の二光源による連続照射撮影が行える実験機材の構成を設計した。医療現場では内視鏡観察と同時に病理部の大きさや形状を知ることが重要であるとされている。ところが,内視鏡の光学的特性や構造の制約のために,その画像を目視しただけでは経験の浅い検査医も熟達した経験者でも観察時の計測誤差が常に大きいと痛感している。このような状況から,大きさや形状の正確な計測ができる内視鏡が必要とされている。内視鏡観察時に形状を取得することにより,信頼性や安全性の高い診断が可能となる。本研究では内視鏡画像の濃淡の変化を手がかりとして,胃や腸などの内壁の三次元形状をリアルタイムに復元する手法の確立を目指す。そのために本年度は四つの点光源による照度差ステレオおよび点光源による透視投影モデルでの解析に関する研究を行った。従来の照度差ステレオでは画像濃淡は対象表面の傾きのみに依存しているが,点光源および透視投影モデルを導入することで,局所的光源方法,視線方向および光源からの距離に依存することになる。そこでまずは,4つの点光源および透視投影モデルで観測した形状既知物体の画像から予め学習したニューラルネットワークを利用して,対象の表面の傾きおよび三次元位置を推定を試みた。それにより,物体表面の傾き,特に曲率は局所的光源方向,視線方向および光源からの距離に依存しており,1つの光源によって照らされた物体の画像においても推定できる形状情報が存在することが判明した。しかしながらそれらの透視投影画像におけるモデル化や解析は容易ではなく,現在はこれらの関係を予め学習したニューラルネットワークを利用して推定する方法の再検討をする段階に至っている。また,内視鏡への応用を見据えて次年度以降に実際の物体の二光源による連続照射撮影が行える機材の構成検討,購入およびそのシステムの調整を行った。ところが、内視鏡の光学的特性や構造の制約のために、その画像を目視しただけでは経験の浅い検査医も熟達した経験者でも観察時の計測誤差が常に大きいと痛感している。このような状況から、大きさや形状の正確な計測ができる内視鏡が必要とされている。内視鏡観察時に形状を取得することにより、信頼性や安全性の高い診断が可能となる。本研究では内視鏡画像の濃淡の変化を手がかりとして、胃や腸などの内壁の三次元形状をリアルタイムに復元する手法の確立を目指す。そのために本年度も昨年度に引き続き四つの点光源による照度差ステレオおよび点光源による透視投影モデルでの解析に関する研究を行った。従来の照度差ステレオでは画像濃淡は対象表面の傾きのみに依存しているが、点光源および透視投影モデルを導入することで、局所的光源方向、視線方向および光源からの距離に依存することになる。そこでまずは、4つの点光源および透視投影モデルで観測した形状既知物体の画像から予め学習したニューラルネットワークを利用して、対象の表面の傾きおよび三次元位置を推定を試みた。それにより、物体表面の傾き、特に曲率は局所的光源方向、視線方向および光源からの距離に依存しており、1つの光源によって照らされた物体の画像においても推定できる形状情報が存在することが判明した。しかしながらそれらの透視投影画像におけるモデル化や解析は容易ではなく、現在はこれらの関係を予め学習したニューラルネットワークを利用して推定する方法の再検討をする段階に至っている。また、内視鏡への応用を見据えて二光源による連続照射撮影が可能な機材の設計・製作およびそのシステムの調整を行った。

そこで2つの点光源および透視投影モデルで観測した形状既知物体の画像から予め学習したニューラルネットワークを利用して、対象の表面の傾きおよび三次元位置を推定を試みた。それにより、物体表面の傾き、特に曲率は局所的光源方向、視線方向および光源からの距離に依存しており、1つの光源によって照らされた物体の画像においても推定できる形状情報が存在することが判明した。しかしながらそれらの透視投影画像におけるモデル化や解析は容易ではなく、これらの関係の解析を二光源の照度差ステレオに応用する方向で進めたが思うように進捗できなかった。今後はこれまでに得られた研究成果を順次発表していくとともに二光源での反射特性分析に努める予定である。
前立腺癌細胞における新規遺伝子PCA-1の機能解析

興味深いことに,アンドロゲンに感受性のあるヒト前立腺癌細胞株,LNCaPを長期間に渡ってアンドロゲン枯渇培地で培養すると,PCA-1やその下流分子であるBcl-xL, DDR-1の発現が有意に上昇してホルモン抵抗性を獲得するとともに浸潤能などの悪性度が増加すること,そして,これらの現象がPCA-1遺伝子のノックダウンにより有意に抑制されることが分かった。さらに,全169症例の前立腺癌組織標本を用いた免疫組織化学的研究により,ホルモン抵抗性癌細胞では,ホルモンnaiveな癌細胞に比較して,PCA-1/Bc1-XL/DDR1の発現が有意に上昇することも判明した。以上の結果から,PCA-1遺伝子は前立腺癌細胞における細胞生存シグナルや浸潤メカニズムに重要な役割を担うだけでなく,ホルモン抵抗性の獲得やこれに伴う癌悪性度の上昇にも深く関与し,前立腺癌治療の有用なターゲットとなること,PCA-1/Bcl-xl/DDR1発現がホルモン抵抗性獲得を予測する上で有用な病理組織学的マーカーになると考えられた(Shimada K., Cancer Sci, 2008)。さらに、DDR1の発現をsiRNA導入により低下させると、Bcl-xlの発現低下、apoptosisの誘導や浸潤能の低下をきたした。以上より、PCA-1/DDR1シグナルは前立腺癌細胞の化学療法を含む細胞死抵抗性だけでなく、浸潤能の獲得にも重要な役割を担うと考えられた。他臓器腫瘍においては、DDR1受容体と癌浸潤との関連性がすでに指摘されているが、前立腺癌に関しては本研究がはじめての報告となる。今後、前立腺癌細胞や前立腺癌組織におけるDDR1発現やそのリン酸化状態(自己リン酸化を含む)、さらにBcl-xlを含むアポトーシス、癌浸潤に関連した下流シグナルについて検討する予定である。
所属性質問を用いた識別規則の追加学習

所属性質問を用いた区分的線形識別関数の追加学習法の開発を目的とした。本研究では先だって、従来提案されてきた区分的線形識別関数の構成法の見直しを行った。これにより、従来の構成法が特徴数が多い場合に有効な識別規則を構成し得ないことがわかり、識別性能を向上させる新しい手法を開発し、性能を計算機シミュレーションにより確認した。また、所属性質問を用いて区分的線形識別関数の性能を向上させるために、簡単な人工データの場合に人工サンプルを用いた追加学習を試み、提案方法の基本的有効性を検討した。今後は、新しく開発した区分的線形識別関数構成法に対して所属性質問を授用し、文字認識あるいは音声認識において効果的な追加学習法を検討する予定である。
協調学習を支える主要メタファ（理論）の数理モデル化に関する基礎研究

本研究の目的は,1)協調学習に関する主要メタファ(理論)を,複雑ネットワーク科学の知見を使って数理モデル化し,2)数理化が進む関連諸科学(特に認知科学)との接合の扉を開くことである.この目的のために研究初年度には,主要メタファの理論的構造と特徴をネットワーク科学と力学系の観点から数学的に抽出することを目指した文献研究を行うことが当初の予定であった.2018年度(研究初年度)はこの予定を一部修正し,次の3点に重点を置いた研究プランを実施した.(1)「関係性」を分析の中心に置く圏論(Category Theory)の学習科学理論への応用の検討,(2)研究計画作成時からさらに発展した複雑ネットワーク科学の最新の知見,特にネットワーク上で展開される情報ダイナミクス現象の理論モデルの協調学習理論への応用の検討,(3)国外の関連カンファレンスに参加し,最新の情報を収集するとともに知見を深めること.(1)については2019年度(研究次年度)も引き続き検討する予定である.(2)については(まだ未発表のためここには詳細は記さない)ある種の情報ダイナミクスを再現することに成功した複雑ネットワークモデルを協調学習の理論化へと応用することを現在検討している.この点は研究計画調書作成時点には想定していなかった重要な進展である.(3)については,2018年11月に数学教育関係のカンファレンス(ATCM2018),2018年12月Complex Networks Workshop 2018,そして2019年3月SITE2019に参加し,知見を深めた.特にComplex Networks Workshop 2019にでは理論モデルに関する発表を行った.「やや遅れている」と評価したのは,「研究実績」にも記載したように,研究計画調書作成時のプランを一部修正したためである.当初の予定からすれば一部修正によって実施していないプランがあり,この点において「やや遅れている」という評価を下すこととした.しかしながら,研究計画調書作成時には予定していなかったプランを実施することによって本研究は2017年度(研究計画調書作成時)には予想していなかった展開を研究初年度から進めることができており,この点においてわれわれは本研究が決定的に遅延しているとは考えていない.特に重要な展開だとわれわれが考えているのは,(1)圏論の応用の可能性,と(2)複雑ネットワーク上のある情報ダイナミクス現象モデルの応用,のふたつのアプローチに関するアイデアである(現段階ではそのアイデアの詳細は未発表であるためここには記さない).このふたつのアイデアは研究計画調書作成時には検討の対象外であったが,その後のこの分野での研究の進展を考慮し,研究初年度(2018年度)に本研究に導入することとした.2019年度と2020年度にはこの新しいアプローチを軸として研究を展開させる予定である.「現在までの進捗状況」で述べたように,研究初年度での若干の方向性の修正を行なった.今後は次のようなアプローチによって研究を進める予定である.1)研究計画作成時に予定していた,主要メタファ(主要理論)を学習共同体の時間的発展を記述する力学系によって表現するという方向性はこれまで通りである.2)当初考えていたこのアイデアの延長線上にMultiplex Networks上での情報ダイナミクスモデルを組み込むことを試みる.情報ダイナミクスモデルの候補の詳細はここには記さない.さらに,3)圏論を応用して「関係性」の表現を協調学習のモデル化に応用することを試みる.この第2点と第3点が,研究計画調書作成時にはなかった,新しいアイデアである.こうした理論研究を遂行する一方で,得られた成果は国内外の研究会,カンファレンスで発表する予定である.その候補として考えている,ないし参加予定の研究会,カンファレンスは次の通りである.International Conference on Web and Social Media 2019, Learning@ Scale 2019, International Conference on Computational Social Siences 2019, AIED2019, NetSci2020, Complex Networks 2019.その他の研究会にも積極的に参加し,学習理論の数理モデル化について参加者らと意見交換を行う予定である.本研究の目的は,1)協調学習に関する主要メタファ(理論)を,複雑ネットワーク科学の知見を使って数理モデル化し,2)数理化が進む関連諸科学(特に認知科学)との接合の扉を開くことである.この目的のために研究初年度には,主要メタファの理論的構造と特徴をネットワーク科学と力学系の観点から数学的に抽出することを目指した文献研究を行うことが当初の予定であった.2018年度(研究初年度)はこの予定を一部修正し,次の3点に重点を置いた研究プランを実施した.(1)「関係性」を分析の中心に置く圏論(Category Theory)の学習科学理論への応用の検討,(2)研究計画作成時からさらに発展した複雑ネットワーク科学の最新の知見,特にネットワーク上で展開される情報ダイナミクス現象の理論モデルの協調学習理論への応用の検討,(3)国外の関連カンファレンスに参加し,最新の情報を収集するとともに知見を深めること.(1)については2019年度(研究次年度)も引き続き検討する予定である.(2)については(まだ未発表のためここには詳細は記さない)ある種の情報ダイナミクスを再現することに成功した複雑ネットワークモデルを協調学習の理論化へと応用することを現在検討している.この点は研究計画

調書作成時点には想定していなかった重要な進展である.(3)については,2018年11月に数学教育関係のカンファレンス(ATCM2018),2018年12月Complex Networks Workshop 2018,そして2019年3月SITE2019に参加し,知見を深めた.特にComplex Networks Workshop 2019にでは理論モデルに関する発表を行った.「やや遅れている」と評価したのは,「研究実績」にも記載したように,研究計画調書作成時のプランを一部修正したためである.当初の予定からすれば一部修正によって実施していないプランがあり,この点において「やや遅れている」という評価を下すこととした.しかしながら,研究計画調書作成時には予定していなかったプランを実施することによって本研究は2017年度(研究計画調書作成時)には予想していなかった展開を研究初年度から進めることができており,この点においてわれわれは本研究が決定的に遅延しているとは考えていない.特に重要な展開だとわれわれが考えているのは,(1)圏論の応用の可能性,と(2)複雑ネットワーク上のある情報ダイナミクス現象モデルの応用,のふたつのアプローチに関するアイデアである(現段階ではそのアイデアの詳細は未発表であるためここには記さない).このふたつのアイデアは研究計画調書作成時には検討の対象外であったが,その後のこの分野での研究の進展を考慮し,研究初年度(2018年度)に本研究に導入することとした.2019年度と2020年度にはこの新しいアプローチを軸として研究を展開させる予定である.「現在までの進捗状況」で述べたように,研究初年度での若干の方向性の修正を行なった.今後は次のようなアプローチによって研究を進める予定である.1)研究計画作成時に予定していた,主要メタファ(主要理論)を学習共同体の時間的発展を記述する力学系によって表現するという方向性はこれまで通りである.2)当初考えていたこのアイデアの延長線上にMultiplex Networks上での情報ダイナミクスモデルを組み込むことを試みる.情報ダイナミクスモデルの候補の詳細はここには記さない.さらに,3)圏論を応用して「関係性」の表現を協調学習のモデル化に応用することを試みる.この第2点と第3点が,研究計画調書作成時にはなかった,新しいアイデアである.こうした理論研究を遂行する一方で,得られた成果は国内外の研究会,カンファレンスで発表する予定である.その候補として考えている,ないし参加予定の研究会,カンファレンスは次の通りである.International Conference on Web and Social Media 2019, Learning@ Scale 2019, International Conference on Computational Social Siences 2019, AIED2019, NetSci2020, Complex Networks 2019.その他の研究会にも積極的に参加し,学習理論の数理モデル化について参加者らと意見交換を行う予定である.
変形性膝関節症患者を対象とした理学療法診断に基づく客観的な臨床推論システムの構築

本研究の目的は、変形性膝関節症(膝OA)を有する患者を対象とした理学療法診断に基づく客観的な臨床推論システムを構築し、根拠に基づいた理学療法(EBPT)を推進するための研究基盤を確立することである。対象者の状態に応じた効果的な理学療法介入を提供するためには、膝OA患者に対する標準的な理学療法介入において、効果が期待できない症例を事前に判別することによって、異なる治療法を検討する必要があると考える。しかしながら、我が国における理学療法の治療効果に関する予後予測は、担当理学療法士の経験則により主観的に行われており、理学療法士の専門性が不透明になっているのが現状である。客観的な臨床推論を実践するためには、臨床現場で頻繁に用いられている理学療法評価のカットオフ値を設定し、一定の判別能力を持つ検査を複数組み合わせた臨床予測式(CPR)を抽出することにより、尤度比や検査後確率を高める必要があると考える。さらに、信頼性の高いCPRを抽出するためには、大規模調査により多くの症例数を集積する必要があると考える。以上のことから、本研究では多施設共同研究を実施することととした。2018年度は、「調査・測定マニュアルの作成」・「研究倫理委員会の承認」・「協力施設の募集と研究説明」を実施することができた。また、4施設からの協力が得られ、30名のデータを集積することができた。本年度の達成度は約70%である。計画通り「調査・測定マニュアルの作成」や「協力施設の募集」を行い、データ測定を開始することができた。一方で、協力施設の数はまだまだ少なく、サンプル数は予定より少ないのが現状である。今後は、より積極的に「協力施設の募集」を行う予定である。協力施設の募集については、研修会やホームページに加えて個人的な繋がりも利用し、より広く「協力施設の募集」を行う予定である。(理由)協力施設が予定より少ないこと、協力が得られている4施設では備品として筋力計があり、筋力計を購入する必要がなかったことから、差額が生じた。(使用計画)積極的な協力施設の募集により協力施設が増加すれば、筋力計を購入する必要性が増えると考える。
高校生のメンタルヘルスリテラシー教育の開発と効果評価

目的:精神的問題への早期介入を実現するために、高校生のメンタルヘルスリテラシー教育を開発する。方法:1教育プログラムの作成2教員のニーズ評価3高校生のニーズ調査4教育の実施と評価。成果:1新たに7つの内容を含め再構成した。2教員は【統合失調症】などの疾患に苦慮し、対応は個別対応が主であった。31年生、女子に悩みが多く、抑うつ傾向の割合が多かった。相談相手の有無は精神的健康を保つために重要であった。今後1年生から性差を考慮した介入が必要である。4開発した教育効果を評価した。介入群では援助希求態度が対照群と比較して肯定的に変化した。今後、教育効果の高い要素を短時間で取り入れる工夫が必要である。本研究の目的はメンタルな問題が好発する高校生の生徒を対象として“メンタルヘルスリテラシー"の向上を目的としたメンタルヘルス予防教育プログラムの開発と実践、縦断的効果評価を行うことにある。平成26年度は以下の手順の14を実施した。1実施チームの組織化:教育プログラム開発と教育の推進基盤の形成として、高校や中学校教諭や養護教諭を含む教育関係者、精神科看護師などの精神保健スタッフと意見を月一回のペースで交換し、最適なプログラムと実施についての助言を得た。2既存のメンタルへルス教育プログラムの再検討:国内2つの地域のメンタルへルスリテラシー教育を促進する地域で行われたシンポジウムにシンポジストとして参加し、メンタルへルス教育に関する情報交換を行った。また国際学会で行われた国内外の現状を調査し、プログラム内容や効果に関するエビデンスの整理を行った。3中学三年時の教育プログラム実施:中国地方の過疎地域にあるA中学校の全学年を対象として教育プログラム(中学生版)を実施し効果評価を行った。なお当該地域はすでにネットワークを有しており、今後の高校生に対する教育実施と効果測定への準備段階として行ったものである。4教育内容の選定と講師の選定:下記の教育プログラムの「テーマ」を基本として内容を検討している。「ストレスとこころの病」「こころの相談施設の紹介・説明」「思春期・青年期のこころの特徴」「こころの反応とストレスマネジメント」である。これらがより対象者に身近になるよう日常生活に起こりうる場面や具体的な事例を描写しているところである。本研究は高校生を対象にメンタルへルスリテラシー向上を目的とした教育プログラムの開発と実践、縦断評価を行う事を目的とする。平成27年度は主に5点を実施した。1高校教員対象の教育プログラムの実施評価:教育の実施時に参加者を対象にメンタルへルスのニーズを測定。参加30名全員から回答を得た。メンタルヘルス問題の経験では【統合失調症】【うつ病】【摂食障害】【パニック障害】【自傷行為】が苦慮する精神疾患・行為だった。対応は【個別に話をする】【カウンセリングなど受診を勧める】が中心だった。必要だと思う事は【周囲も含めて正確な知識により気づく】【連携により一人で抱え込まない】【相手の心に寄り添うこと】だった。実際の対応は教員自ら、もしくは他専門家に預けるといった個別対応が主だった。これらの結果から対象生徒の支援は保護者・上司・教員本人・生徒を含めた包括的・継続的な支援が必要であり、またその事を教員らが共通認識するといった内容を教育に含める必要があると見出された。2生徒対象の調査の実施評価:予防ニーズを明らかにするため調査を実施。東海地方私立高校一校の全学年814名の生徒を対象とした。現在分析中。3中学生対象の教育プログラム実施と評価:長期にわたる縦断的な教育プログラムを作成するため、中国地方の公立中学一校の全学年118名を対象として介入群と対照群に振り分け教育効果を短期的に測定した。現在分析中。同時に高校進学後の効果を測定するために中学三年生の調査協力を募った。4講師育成:東海地方の精神保健福祉センターにおいて、講師育成を目的とした研修会を実施し、教育関係者ら12名の講師育成とニーズを評価した。5プログラム開発:当事者および医療専門職者にインタビューを行い、妥当なプログラム内容の検討を行った。プログラムの実施校の選定と教育プログラム開発が途上にあるため。本研究の目的はメンタルへルス上の問題が好発する高校生の生徒を対象として“メンタルヘルスリテラシー"の向上を目的としたメンタルヘルス教育プログラムの開発と長期の縦断的効果評価を行うことにある。平成28年度は以下の2点を主に実施した。・高校生の教育プログラム開発と実施による効果評価:東海地方のA市内の私立B高校において、高校生版のメンタルへルス教育を開発して実施した。実施時期は平成29年1月から2月である。事前・事後に援助希求態度やその他の属性について評価した。また平成27年度に同じ対象校で実施した横断調査(N=814名)によるニーズ評価を教育内容に盛り込んでプログラム改訂を行った。改訂した教育プログラムを用いて一年次のある一クラスを介入群として講義を行った。二年次および一年次の介入群以外のクラスを対照群として評価を行い比較した。縦断的評価としては前年度に継続して行った評価項目との比較を行った。前年度からの縦断的評価の対象者は一年次313名、二年次319名である。・中学生に対する教育実施による効果評価:卒後の高校生の時期への中長期的な教育の効果評価を行うため、中国地方のC県にあるD中学校において教育介入の実施および前後の評価を行った。

最適な教育プログラムを開発するために平成26.27年度に引き続いて行った教育プログラムの改訂を行った。今年度は特に教育内容として生徒らの主体的なアクティブな学びを引き出すための手法としてグループワークを盛り込んだ。実施後、観察参加した教員からの評価を得た。対象者数は一年次49名、二年次50名、三年次46名である。・上記結果を国内外の学会(平成29年度)において成果発表を行う予定であり、そのデータの再分析を行った。研究デザイン、介入プログラムの選定地が決定しつつあり、調査、介入の実施校がほぼ確定しているため。高校生の性別や学年にあわせた適切な支援を検討することを目的に、最終年度は項目を追加して横断調査を実施した。東海地方の私立高等学校1校の全学年を対象とした。測定尺度は専門的心理的援助への態度尺度(ASPH)12項目とバールソン児童用抑うつ性尺度日本版(DSRS-C)18項目、自己肯定感尺度20項目である。分析はSPSS Statistics ver22を用いて行った。アンケートの有効回答数は832名中795名であった。学年比較では、悩みを抱えている者の割合が最も多かったのは1年生であった。ASPHの平均値では学年間に有意な差はみられなかった。DSRS-Cの平均値は1年生が最も高かった。自己肯定感尺度の平均値は、3年生が有意に高く、学年があがるごとに自己肯定感が高かった。ASPHの平均値には有意な差がなかったが、DSRS-Cの平均値では女子のほうが高く、抑うつ傾向がみられた。自己肯定感の平均値は男子のほうが高く肯定的であった。援助希求をみると、相談相手や相談場所の知識が高い者ほど、ASPHの平均値が高い傾向にあった。また相談相手がいない者は抑うつ傾向が強かった。相談相手がいる者は自己肯定感尺度の平均値が高かった。学年の傾向をみると、高校生は1年生が最も悩みを抱える時期であり、学年があがるにつれて自己肯定感が高くなり、精神的健康を保てるようになっていた。相談相手や場所を知っていることは相談に対して肯定的に捉えられるようになることから、相談相手の存在は高校生において精神的健康を保つために重要な存在であると示唆された。性差においては、女子の悩みが多く、抑うつ傾向の割合が多かったことから、1年生の段階からの予防的介入と性差に配慮した介入等が必要と考えられた。また相談相手がいることで、自己肯定感を高められるようになり、精神的健康を保つことにつながると考えられた。目的:精神的問題への早期介入を実現するために、高校生のメンタルヘルスリテラシー教育を開発する。方法:1教育プログラムの作成2教員のニーズ評価3高校生のニーズ調査4教育の実施と評価。成果:1新たに7つの内容を含め再構成した。2教員は【統合失調症】などの疾患に苦慮し、対応は個別対応が主であった。31年生、女子に悩みが多く、抑うつ傾向の割合が多かった。相談相手の有無は精神的健康を保つために重要であった。
発酵食品副産物の高度活用戦略:健康と環境を守る「イムノエコフィード」の基盤創成

本研究は、未活用資源としての乳酸菌発酵液の高度有効利用法について、特にイムノバイオティクスやイムノジェニクスに着目し、健康危害リスクの軽減に貢献する家畜飼料抗菌剤代替のための新たな「イムノエコフィード」としての活用基盤を構築した。具体的には、乳酸菌発酵液の安全性とブタ腸管細胞における免疫調節機能性を検討し、それらの研究成果を基礎として、インビボ実証試験と免疫調節機構の解明を推進した。本研究は、未活用資源としての乳酸菌発酵液の高度有効利用法について、特にイムノバイオティクスやイムノジェニクスに着目し、健康危害リスクの軽減に貢献する薬剤に頼らない新たな「イムノエコフィード」としての活用基盤を構築することを目的とした。具体的には、2年間の研究で乳酸菌発酵液の免疫機能性について、既に構築したブタ対応型分子免疫評価系を用いて検討し、野外における下痢予防を指標とした実証試験を行った。発酵液の免疫機能性を検討した結果、ブタ腸管関連免疫細胞の活性化能を見出した。この活性発現にはスターター乳酸菌および菌体外多糖が関与することが考えられた。さらに、ブタ腸管上皮細胞を用い、抗炎症作用を見出し、その調節機構の一端が解明できたことから、子豚の下痢症予防における抗菌剤使用軽減に貢献できる可能性が考えられた。さらに野外におけるインビボ実証試験により、発酵液の嗜好性は高く、8週齢以降の給与で有意な増体がみられ出荷適期が早まった。さらに、発酵液の給与で感染性炎症反応が抑制され、免疫能力向上への寄与も検証された。本研究成果は、これまで大量廃棄されていた乳酸菌発酵液を、「イムノエコフィード」として位置づけるための基礎となり、その先駆的実施研究として大変有意義である。さらに、発酵液は、加工せずに直接流通可能であるので、発酵食品名産地に密着したブタ産業の活性化を可能とする新たな「地域活性化プロジェクト」の発展的展開が見込まれる。【研究の目的】本研究は、未活用資源としての乳酸菌発酵液の高度有効利用法について、特にイムノバイオティクスやイムノジェニクスに着目し、健康危害リスクの軽減に貢献する家畜飼料抗菌剤代替のための新たな「イムノエコフィード」としての活用基盤を構築する。本年度は、乳酸菌発酵液の安全性とブタ腸管における免疫機能性について検討した。【研究成果】1.乳酸菌発酵液の成分分析および安全性試験1)乳酸菌発酵液中の乳酸菌の分離・同定:MRS寒天培地により乳酸桿菌を分離し、分離乳酸菌について、16srDNAによるホモロジー解析等により菌種を同定した。2)発酵液中の菌体以外の成分分析:一般成分分析を行い、機能性成分としての多糖体を分画した。3)安全性試験:発酵液の急性経口毒性について検討し、安全性が確認された。2.ブタ腸管免疫における機能性評価ブタ腸管リンパ球活性化:ブタパイエル板および腸間膜リンパ節由来の免疫担当細胞において、発酵液のリンパ球幼若化活性が認められた。さらに、炎症性、抗炎症性および調節性サイトカインの発現が解析できた。以上の結果から、乳酸菌発酵液の安全性とブタ免疫調節機能性が確認された。未活用資源としての乳酸菌発酵液の高度有効利用法を目指し、本年度は、乳酸菌発酵液の安全性とブタ腸管における免疫機能性について検討することを目的とした。震災の影響で、本格的な試験研究の開始が遅れたが、予定していた項目については、ほぼ終了することができた。さらに一部の成果については、学術論文として公表することができ、来年度の研究につながる基礎を築くことができた。本年度は、前年度の研究成果を基礎として、インビボ実証試験と免疫調節機構解明を行う。具体的には、以下の件研究を行う。1.インビボ実証試験(1)発酵液給与試験において、下痢発症程度を観察し、糞便中の下痢原性大腸菌の検出を行う。また、血液の各種検査(C反応性タンパク質濃度、抹消血免疫能評価)を合わせて、抗炎症性を総合的に評価する。(2)離乳時から出荷時までの増体量変化と出荷時枝肉成績において、背脂肪厚や枝肉格付け等から産肉性を評価する。(3)肉質向上について評価する。2.免疫調節機構解明(1)パターン認識受容体を介する活性発現:ブタToll様受容体2および4の強制発現細胞を用い、分離乳酸菌および多糖成分のパターン認識受容体を介する免疫活性について検討し、受容体とリガンドとの関係から、活性本体(イムノジェニクス)の特性化を行う。(2)抗炎症機構解明:ブタ腸管免疫における炎症調節に関わる機構を基礎として、分離乳酸菌および多糖成分の上皮細胞におけるパターン認識受容体を介する抗炎症機能とその機構解明を行う。以上の2年間の研究により、未利用の乳酸菌発酵液の「イムノエコフィード」としての開発基盤を構築する。昨年度は、震災の影響もあって、一部のインビトロ試験の繰り返し実験に制約が出たため、「次年度に使用する予定の研究費」生じた。従って、本年度は、免疫調節機構解明を行う上で、当該研究費を合わせて再現性試験を行い、研究計画を確実に遂行したい。

具体的な研究費の使用計画は以下の通りである。全体:物品費125万円(内訳:一般試薬10万円、生化学試薬20万円、免疫関連試薬35万円、分子生物関連試薬40万円、プラスチック製品20万円)、旅費20万円、謝金35万円、その他10万円研究項目内訳:1.インビボ実証試験(1)発酵液給与試験45万円、(2)産肉性評価試験15万円、(3)肉質向上評価試験25万円、2.免疫調節機構解明(1)パターン認識受容体を介する活性発現50万円、(2)抗炎症機構解明55万円
高エネルギー重イオン衝突における異常なJ/Ψサプレツションの研究

HERA(DESY)を中心に実験が行われている高エネルギーレプトン-核子回折散乱に着目し研究を行った。今年度はこれまで培ってきたチャーモニウム生成の回折散乱過程(電子-核子散乱)における摂動論的アプローチを応用して、あらたに高エネルギーニュートリノ-核子からJ/Ψ粒子とは異なる量子数をもつ擬スカラー粒子η_cやη_b粒子を生成する過程を主に研究した。ニュートリノ-核子散乱は途中s-チャンネルに重いZボソンを交換するため、電子-核子散乱に比べその断面積はかなり小さくなるが、これまで多く研究がなされてきたJ/Ψ粒子のようなベクトル中間子以外の擬スカラー中間子生成を可能にする。実際、計算結果により同過程から擬スカラー中間子(η_c)生成断面積はベクトル中間子(J/Ψ)生成断面積に比べ、約10倍大きくなることが分かった。このことは擬スカラー中間子の観測可能性を示唆しており、更に重いη_b粒子観測への希望を開くものである。これまでη_b粒子はその存在の可能性が様々な理論的モデルにより示唆されているものの、実験的同定の難しさのため未だ観測にいたっていない。本研究ではη_b粒子生成断面積についても理論的な予言を与えた。今後期待されるCERN、Fermilab等によるより高いエネルギーのニュートリノビーム出現にともなって、η_b粒子を同定する一つの可能性を摂動論的QCDの立場から示唆できたことは、本研究成果の一つである。(本研究は現在Physical Review Dに登校中(hep-ph/0212067)であり、本年度国際会議においても発表済みである。尚、その国際会議のプロシーディングに関しては投稿中(hep-ph/0212088)である。)前年度より研究してきた電子-核子回折散乱過程におけるJ/Ψ粒子生成の研究も、光円錐摂動理論を用いあらゆる角度から検討を行ってきた結果、ほぼ信頼のおける理論的結果を得るにいたった。新しく取り入れた点は、一つはJ/Ψ粒子の光円錐波動関数の1S成分のみを保証するための方法としての射影演算子をコバリアントな枠組みから導入した点、もう一つはこれまで理論的枠組みの欠点として残っていたクォークプロパゲータのoff-shell効果の取り組みを改良した点にある。これまでいずれも理論的不定性の要因であったが、今回この2つの不定性を理解することができ、信頼性のより高い理論的結果を得ることができた。(本研究の成果は今年度の国際会議で発表され、そのプロシーディングに関しては投稿中である。)媒質中でおこるカイラル対称性の回復を調べるため、原子核中のπ-π散乱へのρやσ-チャンネル依存性を上手く取り込んだN/D法を使って、複素平面状でのそれらのポール位置の変化を調べた。媒質密度を上げるとベクトル粒子やスカラー粒子はともにソフト化されることが示された。)

媒質中でおこるカイラル対称性の回復を調べるため、原子核中のπ-π散乱へのρやσ-チャンネル依存性を上手く取り込んだN/D法を使って、複素平面状でのそれらのポール位置の変化を調べた。媒質密度を上げるとベクトル粒子やスカラー粒子はともにソフト化されることが示された。