hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
情報通信技術が雇用と社会的厚生に与える影響の政策シミュレーション

本研究の目的はクラウドコンピューティングの経済的影響を動学的確率的一般均衡モデルによって計測することである。最初にモデルの各パラメータに実証的基礎を与える作業を実施した。具体的には東京証券取引所上場企業を対象に郵送調査を実施して上場企業のうち10%が純粋な意味のクラウドコンピューティングを実施している事実を発見した。この発見を基礎に日本経済の動学的シミュレーションを実行した。この結果日本経済の全要素生産性は10%上昇することが判明した。またインパルス反応関数により、国民総生産は一旦上昇した後減少するが、総投資、資本ストック、労働供給は増加することが判明した。社会的厚生については不明確であった。本研究の目的は、クラウドコンピューティングの経済的影響を分析し、動学的一般均衡モデルを用いて、シミュレーションすることである。モデル構築の手法は3つに大別される。第1に生産関数に情報通信技術指標を導入する手法、第2に効用関数に情報通信技術の影響を導入する手法、第3にモデルの内生変数として企業の参入障壁低下指標を盛り込む手法である。平成23年度は、第1段階として、独自の動学的一般均衡モデルを構築するための準備作業を行った。6月から11月にかけて、鵜飼と竹村は、生産関数を設計するために、実務家に対する聞き取り調査を行った。その結果、クラウドコンピューティングにはパブリッククラウドコンピューティングとプライベートクラウドコンピューティングの2種類が存在することが判明した。パブリッククラウドコンピューティングは情報化関連固定費用を低下させる。これに対してプライベートクラウドコンピューティングは情報化関連可変費用を低下させるが、固定費用は上昇させる。また、渡邊は、理論的検討を行った結果、パブリッククラウドコンピューティングを導入した場合でもベンダーロックイン効果が働いた場合には中小企業への効果が限定的であることを発見した。さらに、鵜飼は労働所得格差に職場内PCの与える影響が劇的に低下し、職場外モバイルPCの影響が上昇していることを発見し、竹村は、労働者の情報セキュリティ意識が生産性に一定の効果を与えることを発見した。最後に、鵜飼は社会保障が生産性に与える効果について理論的・統計的確認を行った。これを受けて、榎原、千田、村田は日本経済の現状について把握するために「クラウド化調査票」を設計し、1月に東京証券取引所上場企業2284社に郵送し、回答があった416社について集計作業を行い、3月に集計結果の検討を行った結果、産業別によるクラウド化の差が非常に大きいことが判明した。本研究の目的はクラウドコンピューティングの経済的影響を動学的確率的一般均衡モデル(DSGE Model)によって計測することである。第1段階として、われわれはDSGEモデルを構成する10種類のパラメータに実証的基礎を与える作業を実施した。まず、英語論文Ukai (2013)は東京証券取引所上場企業を対象に実施した3次にわたる調査の結果、上場企業のうち10%だけが純粋な意味でのクラウドコンピューティング(通称・パブリッククラウド)を実施していることを発見した。次に、日本語論文鵜飼・稲垣(2014)は回答企業の財務諸表の統計学的検討を行った結果、企業内クラウドコンピューティングとパブリッククラウドを併用している企業の資産中央値は非クラウド化企業の資産中央値よりも大きいことを発見した。同時に、従業員数で調整を行うとこの格差が縮小することも発見した。さらに減価償却増分と利益剰余金の間の正の偏回帰係数がクラウド化によって低下することを、発見した。第2段階として、われわれはこれらの実証結果を10種類のパラメターに組み込んだDSGEモデルを構築した。このモデルでは生産部門はクラウド化された部門とクラウド化されていない部門に分割されている。当該の英語論文Tamegawa,Ukai and Chida (2014)におけるシミュレーションの結果、10%のクラウド化率により日本経済の全要素生産性は10%上昇したことが推計された。さらに全てのインパルスレスポンス関数を検討した結果、当初はクラウド化によって日本経済の全要素生産性が上昇しても、最終的には均斉成長経路に復帰することを発見した。第3段階として当該推計について経済協力開発機構、台湾政治大学院大学、シンガポール国立大学の経済学者と討論を重ねた結果「アジアと欧米ではクラウド化の経済的影響が異なる」という問題意識が参加者間で共有された。本研究の目的はクラウドコンピューティング(以下、クラウドと略する)の経済的影響を分析し、動学的一般均衡モデルによるシミュレーションを実施することである。クラウドにはパブリック(以下、Puと略)クラウドとプライベート(以下、Prと略)クラウドの2種類が存在することが既に判明している。平成24年度に、研究分担者の渡邊と研究代表者の鵜飼は第1回調査結果の統計分析を行い、「クラウドが経済成長に寄与する」と考える傾向が強い企業ほどPrクラウドを積極的に導入する事実を発見した。

従って生産関数に情報通信技術(以下、ICTと略する)を導入する場合にPrクラウドとPuクラウドの比率を導入することが必要である。同時に、所得と余暇を独立変数とする効用関数が職場におけるコンピュータの導入によって上方にシフトする事実を発見した。研究分担者の榎原と村田は各々WORLDCOMP'12とSC12(共に米国)に参加し、最新のICTについての資料収集を行った。研究分担者の千田は動学的一般均衡モデルにおいて政策変更の効果がどのように現れるのかという点を検討した。この結果、動学的一般均衡モデルでは財政政策などの政策よりも生産関数のシフト要因が影響を与えることが判明した。さらに、研究分担者の竹村と村田は新規調査項目を設計した。動学的一般均衡モデルを作成するためには、資本をICT資産と非ICT資産に分割する必要があるので調査項目に追加した。また、Prクラウドの差分とPuクラウドの差分をICT資産の割引率として追加した。これまでの研究成果について北米の研究者と討論を行った。「ICTを効用関数に組み込むことは妥当ではない」との意見が大半であった。この点について検討を進めるために平成25年2月に第2回クラウド調査(第1回調査未回答企業1,918社対象)および3月に第2回再調査(第1回調査回答企業418社対象)を実施した。実務家への聞き取り調査の結果、クラウドコンピューティングにパブリッククラウドコンピューティングとプライベートクラウドコンピューティングの2種類が存在することが判明した。この事実は、交付申請当初、モデル構築にパブリッククラウドコンピューティングのみを予想していた研究組織に理論的混乱をもたらした。したがって、日本企業に関して、当初予定していたよりも詳細なデータを必要とすることが判明し、第1次「クラウド化調査票」の設計や第2次「クラウド化調査票」の再設計について理論的検討を行う必要性が生じた。25年度が最終年度であるため、記入しない。平成24年度に予定していた中小企業対象の調査については、「東京証券取引所上場企業のパネルデータが整備されてから行うべきである」との結論が出た結果、実施を平成25年度に繰り下げた。しかしながら、すでに都道府県別に事前割り付けを行った中小企業4,501社(資本金5000万円以下)の本社所在地住所、産業分類、従業員数についてのリストを作成済である。従って平成25年5月に中小企業対象調査を実施する予定である。平成24年度に、中小企業対象のデータを収集するために第2次「クラウド化調査票」の設計および郵送アンケート調査を実施する。さらに平成23年度の調査結果の追跡調査のために第3次「クラウド化調査票」を設計し、Webアンケート調査を実施する。これによって、動学的一般均衡モデルによるシミュレーションを行うための各パラメーターの初期値を決定する。
動詞の情報量が古英語散文の語順に与える影響に関する統計を用いた実証研究

本研究では、古英語散文の語順を決定する要因のひとつは動詞であると仮説を立て、それを文末焦点の原理および文末重点の原理に基づき検証した。状態・非状態動詞の分類を非状態動詞の分析に応用し、非状態動詞を含む節内にも動詞による語順の違いがあるかを調査・考察した。動詞の重さを表現するために動詞の情報量という考え方を導入し、Hopper and Thompson(1980)による他動性の理論を用いて語順分布状況を分析し、統計処理を施した。調査の結果、以下の点が明らかになった。(1)語順決定要因として動詞を調査する目的においては、本研究が採用した方法が先行研究の方法よりも有効である。(2)古英語散文においては動詞によって語順に差があり、その差は動詞の重さに関連して状態動詞・非状態動詞内に連続して存在する。また、動詞の他動性を構成する構成要素においても語順との関係が認められ、動詞の状態・非状態以外の性質も語順に影響を与えている。(3)助動詞と動詞の位置関係と動詞の情報量との間には因果関係がない。(4)資料によって使用される動詞の性質に違いがある。同時に、動詞の情報量と語順との関係は特定分野の資料に限られることなく、古英語散文に広く見られる。(5)統計はデータの質と量に適した方法を用いる必要がある。よって、動詞は古英語散文における語順決定要因のひとつであり、語順の多様性や変化を説明する手がかりとなると考えられる。調査では、状態・非状態動詞の分類を非状態動詞の分析に応用し、非状態動詞を含む節内にも動詞による語順の違いがあるかを調査した。動詞の情報量という考え方を導入した上で、動詞の重さをHopperand Thompson(1980)の主張する他動性を用いて表現し、各資料の語順分布状況を分析した。分析にあたっては、言語データを処理するのにもっともふさわしい統計処理の方法を検討し、結果を総合的に考察した。(1)語順決定要因として動詞を調査する方法としては、先行研究におけるよりも本調査における方法のほうがより有効である。(2)古英語散文においては動詞によって語順に差がある。その差は状態動詞・非状態動詞間にとどまるものではなく、非状態動詞内にも連続して存在するものである。(3)資料によって使用される動詞の性質に違いがある。また、動詞の情報量と語順との関係は、特定の分野の資料に限定されるものではなく古英語散文に広く見られる。(4)他動性を構成する構成要素においても語順との関係が認められる。(5)言語データの分析にふさわしい統計処理のあり方は、データの収集方法や用例数、分布の状況などを検討して、言語使用状況にあった方法を選択することが必要である。また、母集団や標本の決定に際しては先行研究の成果を活かしテキストの個別性に配慮することが必要である。統計処理をすることにより、動詞の使用状況の各テキストに共通の特徴のみならず、テキストの成立年代やジャンルなどの違いによるテキストの個別性も明らかとなった。よって、動詞は古英語散文における語順決定要因のひとつであり、語順の多様性や変化を説明する手がかりとなると言える。
極低温ヘリウム原子用精密反射鏡の開発

本研究の研究期間は平成17年9月までである。下記のような実験を行った。1.表面構造を利用した反射型回折格子による原子波回折の研究:溝状構造のある領域と平面の領域が交互にピッチ0.5mmの格子状に加工されたシリコン表面の反射を測定した。正反射された原子の他に1次回折原子が観測されたが、平面部分で反射率が低いため利用できる原子数は少ない。溝のピッチが異なる領域を交互に並べる表面構造(位相格子)を作り反射を測定したが、回折効率は非常に低かった。理論的考察により、表面構造からの反射では振幅と位相を独立に変えることが難しいため、位相格子の実現は困難であることが判明した。2.シリコン表面に蒸着したニッケル薄膜による反射の研究:スピン偏極したヘリウム準安定状態ビームを微弱な磁場のプローブとして用いる可能性を探るため、回折格子状のニッケル薄膜パターンを作成し反射測定を行った。ピッチ254μmの回折格子状薄膜では、50%以上の反射率が得られ、高次回折ビームが観測された。速度の速い原子はラシダムに散乱されるが、低速ビームはコヒーレントに反射されることが示され、原子リソグラフィー用反射型ホログラムを実現する可能性を示すことが出来た。本研究は極低温準安定状態ヘリウム原子用の精密な反射鏡を開発することが目的である。この実験では、磁気光学トラップから原子を開放することにより、極低温準安定状態ヘリウム原子ビームを生成している。今年度は新しく2台の1083nmダイオードレーザーシステムを作成し、装置の性能向上を計った。下記の実験を行い、結果を理論的に説明することができた。(1)研磨した平面シリコン表面の量子反射を測定し、van der Waals表面ポテンシャルを仮定した計算結果とよい一致が得られた。電気伝導率と、酸化薄膜の影響を解析した。(2)回折格子状に加工したシリコン表面からの量子反射率を、原子の入射速度、表面への入射角を変えて測定し、ネオンのデータと比較した。非常に高い反射率が得られるが、これは格子のピッチなど格子構造に依存するが、材質にはよらず、格子構造からのフレネル回折モデルで説明できることを示した。(3)振幅格子による原子波の回折を高い次数まで測定した。位相格子やホログラムを実現する方法を検討した。(4)極低温ヘリウム原子ビームを微弱な磁場の変化を検出するプローブとして用いる可能性を探るため、単一の磁気サブレベルのヘリウム原子ビームの1次元収束、偏向実験を行った。(5)誘電率の低い物質表面では量子反射率が高くなることが予測されるため、シリカエアロジェル表面の反射率測定を試みたが、反射を観測することはできなかった。
グラフェンにおける良好なスピンコヒーレンスと単一スピン操作の実現

本年度において、博士課程最終年度ということで博士論文の執筆、学位審査に多くの努力を傾注した。私は単層グラフェンでのスピン蓄積と輸送についてスピン流のスピンコヒーレンスの温度依存性を精密に評価することを目指した。スピントロニクス研究、特に分子スピントロニクスにおいて、電気的スピン注入と非局所手法によるグラフェンの純スピン流の生成は最も注目されている。私は単層グラフェンにおける純スピン流の注入及び生成の新しい方法、つまり電気的スピン注入と電気的局所方法を使用せずに単層グラフェンで純スピン流を生成させるスピンポンピング法について検討した。スピンポンピング誘起スピン注入法は、強磁性体/単層グラフェン界面の電気抵抗不整合によるスピン注入効率低下の問題を解決でき、電気的方法に比べ、より純粋なスピン流が生成でき、かつ、従来法と異なり、スピン輸送の直接観測が可能である。この成果により、グラフェンでのスピン輸送の物理学的な研究において、新しいプラットフォームを確立できた。さらに純スピン流の観測にはグラフェン上のPdワイヤーにおける逆スピンホール効果による純スピン流=電流変換を用いるため、目標の達成にはPdの逆スピンホール効果の温度依存性を評価することが必須となる一方、従来Pdの逆スピンホール効果の温度依存性の報告がないため、NiFe/Pd二重層を作成し逆スピンホール効果の温度依存性を測定した。その結果Ptとは異なる温度依存性を示すことがわかり論文発表を行った(Applied Physics Express 6, 083001 (2013))他、応用物理学会における講演も行うなどの研究活動を行った。本年度は博士論文の執筆、学位審査に多くの努力を傾注した。スピン流のスピンコヒーレンスの温度依存性を精密に評価することを目指すので、目標の達成にはPdの逆スピンホール効果の温度依存性を評価することが必須となる一方、従来Pdの逆スピンホール効果の温度依存性の報告がないため、NiFe1Pd二重層を作成し逆スピンホール効果の温度依存性を測定した。本研究において下記の二つの課題が残されているため、今後下記の課題について追求していくと思っている。1単層グラフェンでのスピン輸送の輸送機構の解明現在単層グラフェンのスピン拡散長の温度依存性の測定研究を目指したが、その輸送機構については未だ明らかにされていない。そのため、今後の研究においては単層グラフェンでのスピン輸送機構について追求する予定である。スピン流のスピンコヒーレンスの温度依存性を精密に評価する予定である。2理論面の更なる理解の深化新たな物性物理学的知見を得だしているので、今後も引き続き効率よく研究を進め、理論面の更なる理解の深化と併せる予定である。本年度において、私はグラフェンにおける良好なスピンコヒーレンスと単一スピン操作の実現を目的として、スピンポンピングを用いた純スビン流を生成し、スビン輸送の直接観測に成功した。私は単層グラフェン(SLG)でのスピン偏極と蓄積について検討した。本研究において強磁性膜からのSLGへのスピン注入効率が最も重要なポイントである。しかし、今まで実験で得られたSLGのスピン拡散長は大凡1-2μm前後であり、理論値より短いことが知られ、グラフェン中のスピン輸送の詳細についても未だ明らかにされていない。そのため、グラフェンにおけるスピン注入と輸送の新しい技術と概念の確立、新しい視点からグラフェンへのスピン輸送現象を検討することが求められている。そこで、私はSLGにおける純スピン流の注入及び生成の新しい方法、つまり電気的スピン注入と電気的局所方法を使用せずにSLGで純スピン流を生成させるスピンポンピング法について検討した。スピンポンピング誘起スピン注入法は、強磁性体/SLG界面の電気抵抗不整合によるスピン注入効率低下の問題を解決でき、電気的方法に比べ、より純粋なスピン流が生成でき、かつ、従来法と異なり、スピン輸送の直接観測が可能である。また、本研究で用いるサンプルの構造は他種類のサンプルに比べよりシンプルである。本年度において、スピンポンピング法により、SLGの室温スピン輸送の直接観測と、スピン拡散長の直接測定に初めて成功した。本年度において、私は単層グラフェンでのスピン蓄積と輸送について検討した。単層グラフェンへの動力学的スピンポンピングおよび純スピン流の室温伝播に関する論文をPhysical Review B誌にRapid Communicationとして掲載することができた。スピントロニクス研究、特に分子スピントロニクスにおいて、電気的スピン注入と非局所手法によるグラフェンの純スピン流の生成は最も注目ざれている。しかし、今まで実験で得られた単層グラフェンのスピン拡散長は理論値より短いことが知られ、グラフェン中のスピン輸送の詳細についても未だ明らかにされていないです。そこで、私は単層グラフェンにおける純スピン流の注入及び生成の新しい方法、つまり電気的スピン注入と電気的局所方法を使用せずに単層グラフェンで純スピン流を生成させるスピンポンピング法について検討した。スピンポンピング

誘起スピン注入法は、強磁性体/単層グラフェン界面の電気抵抗不整合によるスピン注入効率低下の問題を解決でき、電気的方法に比べ、より純粋なスピン流が生成でき、かつ、従来法と異なり、スピン輸送の直接観測が可能である。この成果により、グラフェンでのスピン輸送の物理学的な研究において、新しいプラットフォームを確立できた。さらに掲載された論文は、Editors' Suggestionにも選定されるなどこの研究は高く評価されています。それも国際会議であるIUMRS-ICEM2012におけるYoung Scientist Awardを受賞された。本年度において、博士課程最終年度ということで博士論文の執筆、学位審査に多くの努力を傾注した。私は単層グラフェンでのスピン蓄積と輸送についてスピン流のスピンコヒーレンスの温度依存性を精密に評価することを目指した。スピントロニクス研究、特に分子スピントロニクスにおいて、電気的スピン注入と非局所手法によるグラフェンの純スピン流の生成は最も注目されている。私は単層グラフェンにおける純スピン流の注入及び生成の新しい方法、つまり電気的スピン注入と電気的局所方法を使用せずに単層グラフェンで純スピン流を生成させるスピンポンピング法について検討した。スピンポンピング誘起スピン注入法は、強磁性体/単層グラフェン界面の電気抵抗不整合によるスピン注入効率低下の問題を解決でき、電気的方法に比べ、より純粋なスピン流が生成でき、かつ、従来法と異なり、スピン輸送の直接観測が可能である。さらに純スピン流の観測にはグラフェン上のPdワイヤーにおける逆スピンホール効果による純スピン流=電流変換を用いるため、目標の達成にはPdの逆スピンホール効果の温度依存性を評価することが必須となる一方、従来Pdの逆スピンホール効果の温度依存性の報告がないため、NiFe/Pd二重層を作成し逆スピンホール効果の温度依存性を測定した。その結果Ptとは異なる温度依存性を示すことがわかり論文発表を行った(Applied Physics Express 6, 083001 (2013))他、応用物理学会における講演も行うなどの研究活動を行った。本年度は、単層グラフェンへのスピンポンピング誘起スピン注入の手法を確立した。また、この新しい実験方法を用いて、単層グラフェンでのスピン輸送を観測することができた。更に、本手法により作成したサンプルは従来法によるサンプルよりも簡単な構造にもかかわらず強磁性体/SLG界面の電気抵抗不整合によるスピン注入効率低下の問題を解決した。本年度研究では、単層グラフェンへの動力学的スピンポンピングおよび純スピン流の室温伝播に関する論文をPhysical Review B誌にRapid Communicarionとして掲載することができた。
IFN-β遺伝子治療による腫瘍抑制効果のメカニズム-CTL活性化経路の解明

腫瘍免疫についてこれまで多くの研究者が癌抗原の解析とそれに対する免疫応答の解明に努力してきた。また癌免疫の成立、あるいはそれを調節している液性因子であるサイトカインを治療へ応用する試み、すなわち癌免疫療法が動物実験のみならず臨床の場でも行われている。しかし癌免疫療法は必ずしも満足すべき臨床効果をあげるに至っていない。近年癌に対するサイトカイン遺伝子による遺伝子治療研究が活発に行われ、固形腫瘍に対する効果が報告されている。われわれはこれまでに固形悪性腫瘍に対する遺伝子治療研究を行ってきた。IFN-β遺伝子を導入したadenovirus(AdmuIFN-β)を用い、肺癌細胞、悪性中皮腫細胞による固形癌の腹腔内腫瘍モデルおよび皮下腫瘍モデルに対しAdmuIFN-β腹腔内投与、腫瘍直接注入による強い抗腫瘍効果と担癌マウスの生存期間の延長を示した(Cancer Res.2001Aug 15;61(16):6201-12.)。われわれの研究ではIFN-βによる抗腫瘍効果は生体の免疫を賦活することに起因し、CD8^+ T-cellがその中心的役割をはたすことを解明した。本研究の最終的な目的はAdIFN-βが賦活する免疫応答による抗腫瘍効果のメカニズムを解明することである。そのために腫瘍投与から始まる免疫反応の活性化経路を明らかにしなければならない。今年度、われわれはAdIFN-β投与により腫瘍細胞側ではIFN-β産生放出、MHC class-I, II発現増幅による腫瘍抗原活性の増大を引き起こし、生体側ではdendritic cellに代表されるantigen presenting cell(APC)活性増幅がT-cell maturationを促しCD4^+,CD8^+ T-cell clonal expansionを誘導すると仮定し、その活性化経路を証明したいと考える。近年癌に対するサイトカイン遺伝子による遺伝子治療研究が活発に行われ、固形腫瘍に対する効果か報告されている。IFN-β遺伝子を導入したadenovirus(AdmuIFN-β)を用い、肺癌細胞、悪性中皮腫細胞による固形癌の腹腔内腫瘍モデルおよび皮下腫瘍モデルに対しAdmuIFN-β腺腔内投与、腫瘍直接注入による強い抗腫瘍効果と担癌マウスの生存期間の延長を示した(Cancer Res.2001Aug15;61(16):6201-12.)。その強い抗腫瘍効果の中心はclonal expansionを呈した非常に強いCTL活性を有するCD8^+T-cellであること解明した。AdIFN-β投与はコントロールベクター投与に比べ実に約80倍のCD8^+T-cellを誘導した(Molecular Therapy 2002 Aug.6(2):210-218)。AdIFN-βは非常に強い免疫応答作用を示し大量のCTLを誘導する。このAdIFN-βが持つ腫瘍免疫誘導能を用いれば生体の免疫能を強く賦活し抗腫瘍作用を誘導できると確信している。今年度、われわれはAdIFN-β投与により腫瘍細胞側ではIFN-β産生放出を確認し、腫瘍細胞におけるMHC class-I, II発現増強を証明した。以上による腫瘍抗原活性の増大が生体側ではdendritic cellに代表されるantigen presenting cell(APC)活性増幅を促しT-cell maturationを増幅させる。この経路を介してCD4^+,CD8^+T-cell clonal expansionを誘導すると考える。
多核アルミニウム構造の分子レベル制御による新機能発現への挑戦

アルミニウムは、金属材料や触媒材料など様々な工業分野で利用されており、我々の生活になくてはならない元素のうちの一つである。本研究では、種々の欠損型ポリオキソメタレート骨格中にアルミニウムを組み込んだ新規化合物の合成・構造解析を行った。それらを水中でのアルコールの酸素酸化に応用することで、触媒活性がアルミニウムサイトの部分構造に著しい影響を受けていることが明らかとなった。また、アルミニウム部位にカチオン性の有機ジルコニウム種を担持させた新規化合物の合成・構造解析にも成功した。このことは、本担持法を用いることでアルミニウム部位の高機能化が可能であることも示唆した。また、地殻埋蔵量が多く安価なため、希少金属代替元素としても注目を集めている。しかしながら、固体状態で均一かつ安定なアルミニウム構造を設計・構築できないことが、その応用分野拡大の際の足枷となっている。そこで我々は、ケギン型三欠損ポリオキソメタレートおよびドーソン型-欠損ポリオキソメタレートにアルミニウム(III)イオンを組み込んだ2種類の新しい多核アルミニウム(III)錯体、K_6Na[(A-PW_9O_<34>)_2{W(OH)(OH_2)}{Al(OH)(OH_2)}{Al_2(μ-OH)_2(OH_2)_4}]・19H_2O(KNa-1)およびK_7[PW_<11>{Al(OH_2)}O_<61>]・12H_2O(K-2)の合成、構造解析を行った。キャラクタリゼーションは、単結晶X線構造解析、^31P NMR、元素分析、熱分析、FT-IR等で行った。得られた化合物KNa-1およびK-2の水溶液中でのpH依存性を検討したところ、硝酸アルミニウムでは容易に沈殿化してしまうpH4付近の弱酸性水溶液中でも多核アルミニウム構造は安定に保持できることを確認した。また、化合物KNa-1を触媒として用い、水/アルコール二相系でのベンジルアルコールの酸素酸化を行うと、100%の選択率でベンズアルデヒドが生成し、48時間後のターンオーバー数40は他のアルミニウム化合物や無置換ポリオキソメタレート(PW_<12>O_<40>^<3->)に比べ著しく高いことが分かった。我々は、昨年度合成に成功したK_6Na[(A-PW_9O_<34>)_2{W(OH)-(OH_2)}{Al(OH)(OH_2)}{Al_2(μ-OH)_2(OH_2)_4}]・<19>H_2O(KNa-1)やK_9[PW_<17>{Al(OH_2)}O_<61>]・<12>H_2O(K-2)に加えて、[(n-C_4H_9)_4N]_4H_3[α-PW_<11>{Al(OH_2)}O_<39>](TBA-3)の合成に成功した。キャラクタリゼーションは、^<31>PNMR、元素分析、熱分析、FT-IR等で行い、組成および純度を確定した。得られたTBA-3は、アルゴン雰囲気下でCp_2Zr(OSO_2CF_3)_2(THF)と反応させることで、ポリオキソメタレート骨格中の単核アルミニウムサイトとジルコニウム種との間に新たなAl-O-Zr結合を形成することが分かった。この反応で得られた新規化合物は、多量のメチルアルミノキサン(MAO)を助触媒として用いることでオレフィン重合に対して優れた活性を示すジルコノセン触媒の分子モデルとみなすことができ、反応メカニズムに対するMAOの役割の解明やMAOフリー条件下で機能する新触媒材料の開発への足掛かりとなる可能性がある。また、KNa-1やK-2は水中でのアルコールの酸素酸化に対して高選択的触媒作用を示すことも明らかにした。本年度は、昨年度合成に成功した[(n-C_4H_9)_4N]

_4[α-PW_<11>{Al(OH_2)}-O_<39>](TBA-1)について、単結晶X線構造解析および密度汎関数(DFT)法からその構造を決定した。その結果、本化合物中の単核アルミニウムサイトはポリ酸塩骨格中のリン原子側に引き寄せられたユニークな構造を構築しており、アルミニウムイオンに配位した水分子の2個のプロトンは塩基の添加により中和できることも明らかにした。さらに、TBA-1を分子担体として用い、アルゴン雰囲気下でCp_2Zr(OSO_2CF_3)_2・(THF)(Cp=C_5H_5^-)と反応させることで、新しいジルコノセン誘導体[(n-C_4H_9)_4N]_6[α-PW_<11>Al(OH)O_<39>ZrCp_2]_2の合成・構造解析に成功した。この化合物は、2個のポリオキソアニオンユニット間に2本のAl-O-Zr結合と2本のW-O-Zr結合が形成した二量体構造を構築していた。本化合物は、ポリ酸塩骨格中のアルミニウムサイトに有機金属種が担持した世界初の化合物と言える。一方、我々は、Cs_4[α-PW_<11>{Al(OH_2)}O_<39>](Cs-1)、K_6Na[(A-PW_9O_<34>)_2{W(OH)(OH_2)}{Al(OH)(OH_2)}{Al_2(μ-OH)_2(OH_2)_4}]・19H_2O(KNa-2)およびK_9[PW_<17>{Al-(OH_2)}O_<61>]・12H_2O(K-3)を触媒として用い、水中でのアルコールの酸素酸化を行った。その結果、いずれのアルミニウム化合物も高選択的に酸化生成物を生成したが、中でも単核アルミニウムサイトを有するCs-1が最も高いターンオーバー数を示すことを確認した。また、反応温度95°Cで288時間加熱撹拌後もポリオキソアニオン1の構造は保持されており、再利用も可能であることを確認した。本触媒反応結果より、アルミニウムサイトの部分構造が触媒活性に著しい影響を与えており、分子構造の精密制御によって優れた触媒材料の設計・構築が可能であることが示唆された。
ヒスタミンによる摂食抑制への口腔感覚・咀嚼運動の関与

昨年度は、チャネルロドプシン(ChR2)の遺伝情報を持つプラスミドpAAV1-EF1a-double-floxed-hChR2(H134R)-EYFPに感染したアデノ随伴ウィルスベクターをHDC-Creマウスの結節乳頭核に注入することでヒスタミンニューロンにChR2-EYFPを発現させる実験を行い、免疫染色によりその発現を確認した。その結果、結節乳頭核およびその周辺のニューロンにのみEYFPの発現を確認出来た。このことから、ウィルスベクターを用いてヒスタミンニューロン特異的にChR2を発現させる実験系を確立した。この結果を受けて、本年度は、ウィルスベクターを結節乳頭核に注入したマウスと注入していないコントロールマウスに、結節乳頭核へ光刺激用のカニューレを挿入し、光刺激によりヒスタミンニューロンを興奮させる実験を行った。また、これらのマウスに、筋電図用の電極を装着し、光刺激による咬筋および顎二腹筋活動への影響を調べた。5 Hz, 30秒の光刺激を5分間隔で繰り返し行い、ビデオ画像による行動の観察および筋電図の、実験群とコントロール群との比較を行った。しかしながら、実験群とコントロール群の間で、マウスの行動および咀嚼筋筋電図に顕著な差は見られなかった。光刺激条件等の試行錯誤が必要であると考えられるため、今後は、ヒスタミンニューロンの興奮により起こると考えられる摂食抑制を指標にして光刺激の条件決定をした後に、咀嚼運動に関する行動観察や筋電図記録をしてヒスタミンニューロンの咀嚼運動への関与を明らかにしていく。本研究で使用する予定のトランスジェニックマウスの繁殖が滞り、実験に使用する個体の確保が困難であったため。研究計画を見直し、ウィルスベクターにより遺伝子発現させる方針に切り替えたため。ウィルスベクターを用いて結節乳頭核のヒスタミンニューロンにChR2を発現させたマウスを用いて実験を行う。ヒスタミンニューロンの興奮により起こると考えられる摂食抑制を指標にして光刺激の条件決定をした後に、咀嚼運動に関する行動観察や筋電図記録をしてヒスタミンニューロンの咀嚼運動への関与を明らかにしていく。ヒスタミンによる摂食抑制に、口腔感覚や咀嚼運動がどのように関与しているのか調べるため、今年度の研究実施計画では、摂食行動によりヒスタミンの放出をもたらす神経経路についての実験を行うことになっていた。しかしながら、実験に使用するウィルスベクターの購入が遅れたため、ヒスタミンが咀嚼運動をどのように調節するのかを明らかにするための実験を先に行った。ヒスタミンニューロンに特異的にCre遺伝子を発現するHDC-Creマウスと、青色光を照射することによって陽イオンを細胞内に輸送するタンパクであるチャネルロドプシン2(ChR2)をもつloxP-ChR2マウスを掛け合わせることによって、光刺激によりヒスタミンニューロンを選択的に活動させるHDC-ChR2マウスを作成した。まず、このようなマウスで、ヒスタミンニューロンに光刺激をすることによって、細胞の興奮が見られるかどうかを調べた。生後1週齢のHDC-ChR2マウスを用いて、視床下部を含む前頭断スライス標本を作製した。ヒスタミンニューロンが局在する視床下部の結節乳頭隔を観察したところ、ChR2と同時に発現させているEYFPの蛍光が見られた。YFP陽性細胞でホールセルパッチクランプ記録を行い、青色LEDで光刺激を行ったところ、静止膜電位の上昇が見られ、活動電位が発生した。この結果、HDC-ChR2マウスへの光刺激により、ヒスタミンニューロンを興奮させることが出来ることが示唆された。次に、三叉神経運動ニューロンを含む前頭断スライス標本を作製した。三叉神経運動ニューロンからホールセルパッチクランプ法を用いて静止膜電位を記録し、青色LEDで光刺激を行った。その結果、光の強さ依存性に膜電位の上昇が起こり、活動電位の発生も見られた。これにより、ヒスタミンニューロンの興奮により放出されたヒスタミンが三叉神経運動ニューロンを興奮させることが示唆された。本研究で使用するトランスジェニックマウスの繁殖が軌道にのるまでに予定していた以上の時間がかかり、遅れが生じている。昨年度は、ヒスタミンニューロンに特異的にCre遺伝子を発現するHDC-Creマウスと、青色光を照射することによって陽イオンを細胞内に輸送する膜タンパクであるチャネルロドプシン2(ChR2)をもつloxP-ChR2マウスを掛け合わせることによって、光刺激によりヒスタミンニューロンを選択的に活動させるHDC-ChR2マウスを作成した。このマウスへの青色光照射により実際にヒスタミンニューロンが活動し、三叉神経運動ニューロンも活動することを確かめた。今年度は、このマウスを用いてヒスタミンが咀嚼運動をどのように調節するのかを明らかにする予定であった。しかしながら、2つの問題が発生した。一つ目はHDC-ChR2マウスが思うように繁殖せず、実験に使用する個体の確保が困難となったことである。二つ目は、HDC-ChR2マウスの脳の免疫染色を行ったところ、ニューロンのマーカーであるNeuN陽性細胞以外でも、ChR2と同時に発現させているEYFPの蛍光が見られ、肥満細胞、グリア細胞、血管内皮細胞などのヒスタミンニューロン以外のヒスタミン合成酵素(HDC)を持つ細胞もChR2を発現している可能性が示唆されたことである。そこで、

本年度の計画を変更し、ChR2の遺伝情報を持つプラスミドに感染したアデノ随伴ウィルスベクターをHDC-Creマウスの結節乳頭核に注入し、ヒスタミンニューロンにChR2を発現させることにした。ウィルスベクター注入から4週間後のマウスを用いて免疫染色を行ったところ、結節乳頭核およびその周辺でのみEYFP陽性細胞が見られ、これらの細胞はNeuN陽性であった。また、共焦点レーザー顕微鏡を用いて観察したところ、三叉神経中脳路核ニューロンおよび三叉神経運動ニューロンの周囲にEYFP陽性の軸索が投射していた。本研究で使用する予定のトランスジェニックマウスの繁殖が滞り、実験に使用する個体の確保が困難であったため。研究計画を見直し、ウィルスベクターにより遺伝子発現させる方針に切り替えた。昨年度は、チャネルロドプシン(ChR2)の遺伝情報を持つプラスミドpAAV1-EF1a-double-floxed-hChR2(H134R)-EYFPに感染したアデノ随伴ウィルスベクターをHDC-Creマウスの結節乳頭核に注入することでヒスタミンニューロンにChR2-EYFPを発現させる実験を行い、免疫染色によりその発現を確認した。その結果、結節乳頭核およびその周辺のニューロンにのみEYFPの発現を確認出来た。このことから、ウィルスベクターを用いてヒスタミンニューロン特異的にChR2を発現させる実験系を確立した。この結果を受けて、本年度は、ウィルスベクターを結節乳頭核に注入したマウスと注入していないコントロールマウスに、結節乳頭核へ光刺激用のカニューレを挿入し、光刺激によりヒスタミンニューロンを興奮させる実験を行った。また、これらのマウスに、筋電図用の電極を装着し、光刺激による咬筋および顎二腹筋活動への影響を調べた。5 Hz, 30秒の光刺激を5分間隔で繰り返し行い、ビデオ画像による行動の観察および筋電図の、実験群とコントロール群との比較を行った。しかしながら、実験群とコントロール群の間で、マウスの行動および咀嚼筋筋電図に顕著な差は見られなかった。光刺激条件等の試行錯誤が必要であると考えられるため、今後は、ヒスタミンニューロンの興奮により起こると考えられる摂食抑制を指標にして光刺激の条件決定をした後に、咀嚼運動に関する行動観察や筋電図記録をしてヒスタミンニューロンの咀嚼運動への関与を明らかにしていく。研究計画を見直し、ウィルスベクターにより遺伝子発現させる方針に切り替えたため。本年度行ったHDC-ChR2マウスのスライス標本を用いた実験を継続し、三叉神経運動ニューロンへのシナプス入力が、ヒスタミンニューロンの興奮によるどのように変化するのかを明らかにする。また、咀嚼運動へのヒスタミンの影響を明らかにするため、覚醒マウスでの光刺激の実験も行っていく。ウィルスベクターを用いて結節乳頭核のヒスタミンニューロンにChR2を発現させたマウスに、光刺激用のカニューレと咬筋、顎二腹筋からの筋電図記録用電極を装着し、ヒスタミンニューロンの活動が咀嚼運動に与える影響を明らかにする。ウィルスベクターを用いて結節乳頭核のヒスタミンニューロンにChR2を発現させたマウスを用いて実験を行う。
NASHにおける中鎖脂肪酸の治療応用と分子標的治療につながる関連遺伝子の検索

現在、マウスモデルは犠牲死させた。2、肝障害検討:採取した肝臓、血漿より、その肝障害度を比較検討するとHFD群、MCD群において、MCTによる肝障害の軽減を認めた。しかし、db/db群では逆にMCT過剰摂取によると思われる肝障害の増強を認めた。Stam群ではMCTの明らかな効果を認めなかった。現在、障害の詳細を比較検討中である。3、網羅的遺伝子検索:現在、次世代シークエンスを行うため、totalRNAを抽出中である。動物実験棟で、寄生虫の被害を認めたため、モデルマウス作成開始が寄生虫感染解除が出るまで遅れた。更なる、肝障害の詳細の解析・比較行うと同時に、次世代シークエンスを用いて、遺伝子発現の比較検討を行う予定である。
近赤外２周波ビート光による免疫の活性化と生体内分子励起の検証

自己免疫と物理エネルギーの融合した画期的な治療法(「がん細胞への攻撃が同時に自己免疫を活性化する」)の創出を狙いとし、免疫反応の始点である樹状細胞の物理的・生物学的特性に着目して、体表外からの非侵襲的な近赤外2周波光の照射による免疫反応の活性化と生体内分子励起によるがん治療の探索が目的である。このため本研究は(1)光パラメトリック2周波ビート光光源の開発とその光源を用いた(2)2周波ビート光による担癌マウスに及ぼす抗腫瘍効果の周波数特異性の解明、および(3)近赤外2周波光による生体内分子励起によるがん治療の端緒開拓、から成る。H29年度では、樹状細胞が多く分布する真皮(2mm深度)までコヒーレンスを保持したまま深達可能でより大きな効果が期待できる1μm帯において、2波長光を精密に制御可能な光パラメトリック光源を開発した。通常の光パラメトリック光源の結晶カット(わずかな結晶回転で大きな波長変化が得られる)とは真逆のXY面カット(大きな結晶回転で小さな波長変化)のKTPを新たに設計製作し、差周波500GHz10THzの2波長パラメトリック光源を実現した。H30年度では、開発した光パラメトリック光源を用い5THz変調光パルスと連続光パルスの抗腫瘍効果を比較した。その結果、5THz変調光パルスでは移植後14日目にControlに対し有意差が、18日目に有意傾向がみられた。一方連続波パルスでは18日目に有意傾向がみられた。変調光パルスと連続光パルスの差異の一端がうかがえた。今後実験回数増と変調周波数の探索が必要である。H29年度では、樹状細胞が多く分布する真皮(2mm深度)までコヒーレンスを保持したまま深達可能でより大きな効果が期待できる波長として1μm帯を設定し、2波長光を精密に制御可能な光パラメトリック光源を開発した。光パラメトリック光源の基本構成は、単一周波数Nd:YAG/SHGレーザーからの2ω0(532nm)をダイクロイックミラーを介して光共振器内のKTP結晶を往復励起する。この際2ω0は位相整合条件を満たすωsとωiに波長変換され(2ω0=ωs+ωi)、光共振器内で増幅され発振する。ωsとωiは2ω0の入射方向とKTP結晶光軸方位との角度θによって、ωs=ω0+Δω(θ)、ωi=ω0ーΔω(θ)となる。KTPの角度制御によりωsとωiは可変し、所望の2波長光が常に同一位相で同軸上に直交偏光2周波光として得られる。本研究では、差周波を500GHz10THzで精密制御するため、通常の光パラメトリック光源の結晶カット(わずかな結晶回転で大きな波長変化が得られる)とは真逆のXY面カット(大きな結晶回転で小さな波長変化)のKTPを新たに設計製作し、差周波500GHz10THzの2波長パラメトリック光源を実現した。XY面カットのKTP Type2 10mm×5mm×25mm、θ=90°、φ=18°を製作し、共振長110mm、出力ミラーPR=70%、全反射ミラーTR>99%で直線型共振器を構成した。この共振器に対し、ダイクロイックミラー(TR>99%@1000nm1200nm、R<3%@532nm)を介して532nm光(20mJ/pluse×45Hz、10ns)を導入して、1μm帯2周波光パラメトリック発振を確認した。以上から、2周波光の分離をスペクトル半値幅程度とるとすると、500GHz10THzの範囲での任意の2周波光の制御が可能であることが確認できた。

通常の光パラメトリック光源の結晶カット(わずかな結晶回転で大きな波長変化が得られる)とは真逆のXY面カット(大きな結晶回転で小さな波長変化)のKTPを新たに設計製作し、差周波500GHz10THzの2波長パラメトリック光源を実現した。H30年度では、開発した光パラメトリック光源を用い5THz変調光パルスと連続光パルスの抗腫瘍効果を比較した。その結果、5THz変調光パルスでは移植後14日目にControlに対し有意差が、18日目に有意傾向がみられた。一方連続波パルスでは18日目に有意傾向がみられた。変調光パルスと連続光パルスの差異の一端がうかがえた。今後実験回数増と変調周波数の探索が必要である。(1)2周波ビート光による担癌マウスに及ぼす抗腫瘍効果の周波数特性の解明H29年度に開発した光源を用い、2周波ビート光の周波数を500GHz10THzの範囲で制御することで、担癌マウスに対する抗腫瘍効果の周波数特性を明らかにする。樹状細胞は免疫賦活や寛容へのトリガーを引く。その細胞膜の物理サイズと電気特性から、数百GHz数THzに共鳴振動周波数が存在する。このため共鳴振動数に対応した光電磁放射により、樹状細胞膜上のイオン分極に共鳴的摂動が誘起され、細胞膜上の分子間の情報伝達が活性化されるとの作業仮説の下、光電磁波固有の抗腫瘍効果の周波数特異性を解明する。数百GHz10THzの電磁波は水の吸収が大きく、表皮下真皮層に多く存在する樹状細胞へは深達しない。そこで水の吸収が少なく生体組織での散乱の小さい、近赤外2周波の差周波ビート光により、樹状細胞膜へ電磁界振動を深達させ、差周波を可変させることで、抗腫瘍効果の周波数特性を明らかにする。免疫反応による抗腫瘍効果の評価は、LLC細胞移植のマウスでの腫瘍サイズとIL-12の産生量の経時変化の測定で行う。(2)2周波光励起によるin vitro生体組織モデル内蛍光色素励起の諸条件の検証免疫賦活化の2周波光が同時に生体内分子励起を通じてがん治療へ繋がる可能性を探索する。生体組織に対し透過性の高い近赤外光の2周波パルスを用い、2周波の差周波数δを制御することで、電子、振動、回転の各遷移励起を自在に制御できる可能性がある。これが可能となると、生体内分子の体表側からの操作により新たな治療技術への発展が望める。そこで生体内分子の2周波電子遷移励起の諸条件を検証するため、筋組織下に可視域に吸収帯があり650nm以上に蛍光帯を有する蛍光色素液層を設けたin vitro生体組織モデルを用い、2周波励起による蛍光測定から至適条件を探索する。期中に光スペアナに導入が必要になり、前倒し支払請求により導入を図った。次年度の消耗品費を動物実験の個体数を必要最小限とすることと、今年度の消耗品費の節約を行いこれを次年度へ繰り越すことで、全体計画が円滑に進むよう調整したため、次年度使用額が生じた。
エナメル質形成不全に関する実験的研究

症患や異常を理解する上で、それに類似した症状を示す動物実験モデルは極めて多くの情報を与えてくれる。本研究では歯の形成不全を示すラットの実験系を用いて、エナメル質形成不全の発現状態を観察すると同時に、その病態の分子レベルでの解析を試みた。ラットにHEBPを投与すると切歯形成端に形成不全型のエナメル質形成障害が発現する。エナメル質の形成はエナメル芽細胞からのアメロゲニンを主成分とする蛋白性基質が分泌されることから始まる。そこで先ず、このような形成障害ではアメロゲニンがどのような動態を示すか、分子レベルで解析した。その結果、エナメル芽細胞でのmRNAの合成は障害されないことが示された。さらに、アメロゲニン蛋白の合成も実際に行われている可能性が示唆された。ところが、エナメル基質の蓄積は生じていない。したがって、本実験系ではエナメル芽細胞の分泌機能が障害されているか、あるいは分泌されても会合できない様な異常な蛋白が合成されている可能性が考えられた。ところで、低石灰化型エナメル質形成不全症の患者の口腔内に崩出した歯のエナメル質が分析したところ、アメロゲニンが多量に含まれていることが示された。また、白血球を用いた遺伝子解析も試みたところ、アメロゲニン遺伝子の異常は確認されなかった。これらの事から、この症患ではアメロゲニンが分泌されてエナメル質は形成されるが、この後の石灰化の過程に障害が発生していることが示唆された。以上のことから、アメロゲニン遺伝子の発現に異常が無くても、形成不全型と低石灰化型の異なるエナメル質形成不全が発生する事が確認された。これらの結果は後天的な障害因子によって発生するエナメル質減形成症の発生機構を考える上で多くの情報を与えるものであった。本研究では、小児歯科臨床で多く遭遇するエナメル質形成不全の発生機構や病態を明らかにする目的で、実験動物(ラット)の歯の形成時期に合わせて種々の環境的障害因子を作用させ、ヒトのものに類似したエナメル質の形成障害を発生させる実験系の確立を計画した。本年度研究では、硬組織の代謝阻害剤として知られているビスホスホネイトのうち、1-Hydroxyethylidence-1,1-Bisphosphonate(HEBP)が切歯のエナメル質形成に与える影響を調べる目的で、生後5週齢の雄性ラットに1日1回、皮下注射により7日間連続投与した。最終投与後、一定時間をおいて屠殺し、上顎切歯部の組織標本を作製して光学顕微鏡およびCMR観察すると同時に、エナメル芽細胞でのエナメル蛋白質の遺伝子発現をin situ hybridization法を用いて検索した。その結果、切歯形成端ではエナメル質基質が周期的に分泌されない部分が出現し、いわゆる形成不全型のエナメル質形成障害が発生した。この部分のエナメル芽細胞でのアメロゲニンの遺伝子の発現を調べたところ、mRNAの存在が確認された。このことから、HEBPによるエナメル質形成不全ではアメロゲニン遺伝子からのmRNAの発現には問題がなく、その後の蛋白質の合成、もしくは分泌過程が障害されていることが示唆された。なお、エナメル基質が分泌されない部分では基底膜を介して接する象牙質にも石灰化障害が観察され、歯質形成における上皮-間葉系の相互作用の重要性が示唆された。このように、切歯でのエナメル質形成不全の誘発に成功したため、この条件を基に、現在臼歯での形成不全の誘発を試みている。本研究では実験動物(ラット)の歯の形成時期に合わせて、種々の環境的障害因子を作用させ、臨床の遭遇するヒトのものと類似したエナメル質形成障害を発生させる実験系の確立と、その病態の解析を目標にした。

平成6年度研究で、ラットにHEBPを投与すると切歯形成端において、いわゆる形成不全型のエナメル質形成障害が発生した。エナメル質の形成はエナメル芽細胞からアメロゲニンを主成分とする蛋白性基質が分泌されることから始まる。そこで、このような形成障害ではアメロゲニンがどの様な動態を示すか、先ず遺伝子の解析を行った。その結果、形成不全部のエナメル芽細胞にmRNAの発現が確認され、この障害が遺伝子発現の異常によるものでないことが示唆された。そこで、本年度は抗アメロゲニン抗体を用いた免疫組織化学によって、エナメル芽細胞が実際にアメロゲニン蛋白を合成しているか確認した。その結果、細胞内に抗体と反応する分泌顆粒状の構造物の存在が確認された。したがって、この障害ではアメロゲニンの合成は行われているものの、エナメル芽細胞はこれを分泌出来ないか、あるいは分泌されても会合して基質を作ることの出来ない異常な蛋白が合成されている可能性が考えられた。本研究の結果、アメロゲニン遺伝子に異常がなくとも、後天的に加えられた障害因子によって形成不全型のエナメル質形成障害が発生することが確認された。本研究の結果はウイルス感染症などの既往歴のあるエナメル質減形成症の発生機序を考える上で多くの情報を提供するものであった。本研究の目的の一つであるラット臼歯でのエナメル形成不全の発現に関する実験系の確立については、これまでの研究成果を応用しつつ、現在開発中である。
階層的コントロールの論理とプログラム抽出

プログラムの実行順序を制御するコントロールオペレータについて、必要呼び計算と並列計算の2つの設定で、論理的な側面の研究を行った。前者においては、論理型プログラミング言語のある種の探索機能と関数型プログラミング言語の限定継続コントロールオペレータが対応することを示した。後者においては、適切なコントロールのもとで、コントロールオペレータを持つ並列計算体系が透過的な意味論を持つことを証明した。本研究は、コントロール・オペレータとそれに対応する論理体系の関係を解明することを目指したものである。このためにコントロール・オペレータに対する型システムの構造の検討を行ってきたが、本研究を通じて、コントロール・オペレータの操作的意味に着目し、論理型プログラミングと関係付けることにより、新たな展開が得られる見通しが立ち、それについて研究を行った。具体的には、代表的なコントロール・オペレータであるshift/resetが、非決定性を表現することに着目し、これを論理型プログラミングや関数論理型プログラミング言語における複数解の探索の機能と関係付ける、という新たな対応関係を構築した。Curry-Howard対応が、関数型言語の型システムと論理体系を対応付けるのに対して、本研究で得られた対応関係は、関数型言語の制御機構と論理型言語における解の探索(収集)を対応付けるという点に特徴がある。この対応関係に基づき、関数論理型プログラミング言語Curryの非決定性の機能、非決定性のカプセル化機能を、コントロール・オペレータshift/resetで表現することを試み、「弱いカプセル化」について、この表現が適切であることを示した。同種の研究は、世界的にも知られておらず、関数型言語と論理型言語(あるいは関数論理型言語)を橋渡しする新たな可能性を切り開くことができた。上記の研究成果について、関数論理型言語の国際会議であるWFLPで発表を行い、この新し考え方について国際的に発信した。本研究の目的は、階層的な限定継続コントロールオペレータに対応する論理体系を構築し、それに基づいたプログラム抽出法を確立することである。この目的のため、本年度の研究では、まず、限定継続コントロールオペレータに対応する型システムとそれに対するプログラム変換(CPS変換)について、文献調査および研究を行った。その結果、限定継続コントロールオペレータに対するCPS変換は、二階の存在型を持つ型システムの体系に対するCPS変換と同じ形をしていることがわかり、後者についてさらに研究を深めた結果、二階存在型を持つ型システムにおける型検査問題は決定不能であること等をしめすことができた。これは従来の研究では解かれていなかった未解決問題であり、有意義な成果である。二階存在型はモジュールなどのデータ抽象に利用されるものである。このほか、階層的な限定継続コントロールオペレータに対するCPS変換について考察し、その型の構造についての知見を得た。これと並行して、プログラム抽出システムについて、現在利用可能なシステムについての文献調査を行うとともに、本研究代表者らによる証明システムの設計の見直しを行った。その結果、本研究で採用するシステムは、本研究代表者らによる既存システムの再設計版とすることになった。関連して、SMTソルバを用いたソフトウェア検証における検証エラーの効率的発見アルゴリズムの設計・実装を行った。本年度の目的は、現在の技術水準・研究水準を調査し、階層的限定継続コントロールオペレータの論理体系を構築することであり、そのための本質的道具となるCPS変換についての検討を深めた結果、CPS変換を型付けすることができたため、目的はおおむね達成できたと考える。また、本研究の副産物として、未解決問題を1つ解決することができた。来年度は2年計画の2年目であるため、本研究の目的をすべて達成することを目標とする。すなわち、論理体系を構築し、階層的コントロールオペレータを持つプログラムを抽出できるプログラム抽出システムを設計・実装する。このための障害となる課題は現在は見つかっていないが、本手法の有効性を示すための、具体的なプログラム抽出例題を考案する必要があるので、この点に注力していきたい。本研究では、プログラム抽出システムの作成等のため、プログラミング言語分野における研究実績のある外国人研究員を、平成24年2月から雇用している。平成23年度はその雇用日数が予定より少なくなった関係で若干の繰越額が出たが、平成24年度は、この繰越額を平成24年度予算と合わせて使用することにより、この研究員をさらに2か月程度雇用し、本研究の進展を加速する。また、国内外の他のプログラム抽出システムの実装方式との比較調査、また、本研究の成果発表のため、旅費を使用する。