hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
リカードウ経済学の普及と受容に関連したトレンズ経済学の理論的研究

(3)トレンズと「比較優位の原理」に関する研究(『国民経済雑誌』へ寄稿予定[研究代表者がもつ執筆枠(2016年7月1日締切)を利用する予定]):本研究では、トレンズがリカードウ国際貿易理論を受容し、彼がその普及にかかわっていたことが理論的分析を通じて明らかにされた。国際経済学の標準的な教科書において「リカードモデル」として知られる「比較優位の原理」は、リカードウの本来の理論とはかけ離れたものであったと現在では解釈されている。本研究では、リカードウの国際貿易理論が「リカードモデル」として変形して解釈されるに至った背景には、トレンズの関与があった可能性が指摘された。トレンズは、リカードウの諸理論を批判することもあったが、それらを受容し、自らの経済理論を提起していた。しかし彼のリカードウ解釈は、時おりその本来の意味からかけ離れていた。トレンズの言説は、J.S.ミルや20世紀の著名な経済学者たちの注目を集めたため、そのことがひとつの契機となり、誤ったリカードウ解釈が流布してきた可能性がある。とりわけ、国際経済学の教科書で「リカードモデル」として知られる比較優位の原理はリカードウ本人によって提示されたものであるとの誤った解釈の普及には、トレンズが間接的にかかわっていたと考えられる。25年度の遅れ(別の科研事業[分担者]との関連による;詳細は前年度に既述)により、大幅な研究計画の見直しを余儀なくされたため、「おおむね順調」という自己評価にとどまっている。しかしながら、申請時に予定していた通りの希少文献についての研究をマルサス学会第24回大会で報告することができた。その成果は、2015年の『マルサス学会年報』(24)において掲載受理され、「ロバート・トレンズとマルサス人口論ー1817年論文と1829年補論における理論と政策ー」として公刊される予定である(トレンズとマルサス人口論との関係についての研究であるが、マルサス人口論がリカードウ体系の重要な柱をなしていたことを考慮すれば、間接的にトレンズとリカードウとの関係性も見出される。また当該研究論文では、1829年補論に見出されるトレンズの経済成長理論がリカードウの動学的成長理論と類似している、リカードウよりも明確な理論であることが結論で述べられた)。また、リカードウを含む古典派経済学者とトレンズとの知的交流をまとめた「古典派経済学者の知的交流ーロバート・トレンズの生涯とその著作ー」が『国民経済雑誌』210(5)に掲載された。さらに、2014年9月に開催されたリカードウ国際会議では、ヴァンダービルト大学名誉教授のアンドレア・マネスキ氏による貿易理論をめぐるトレンズとリカードウの関係性を研究した報告に対して討論を行うことができ、本研究に必要となるであろう国際情報交換をなしえた。経済学史[1] 1819年論文を含む研究成果を、27年度に英文校閲に出し、DPとしてまとめる予定である。その後、海外の査読付きジャーナルへ投稿する予定である。[2] Maneschiとの研究討論の結果を踏まえ、リカードウ貿易論のトレンズへの影響に関する研究をまとめる予定である。[3] 1817年論文とも関連する、トレンズの南オーストラリア植民論についての研究を行う。
酵母ミトコンドリアを巡るプロテインフラックス

ミトコンドリアは外膜,膜間部,内膜,マトリクスの4つの区画から構成され,サイトゾルで合成されたタンパク質は外膜のTOM,内膜の少なくとも2種類のTIMとよばれるタンパク質複合体の働きによりミトコンドリアに移行し,適切なミトコンドリア内区画に配置される。取り込まれたタンパク質は,マトリクスの分子シャペロンHsp70,Hsp60の働きで機能化する。本研究では,以上のプロセスの全体像を,全ミトコンドリアタンパク質の流れ(プロテインフラックス)として網羅的に解析し,フラックスの大きさと分岐を制御する因子とメカニズムの解明の突破口を開くことをめざした。具体的にはまず5001000種類存在すると考えられるミトコンドリアタンパク質の同定のために,(1)酵母細胞からNycodenz密度勾配遠心を用いて高純度のミトコンドリアを単離精製し,さらに大量のミトコンドリアを可溶性膜間部,塩溶出性膜間部,マトリクス,膜画分に分画する方法を確立した。アフィニティタグをミトコンドリア表面に付け,磁気ビーズで高純度ミトコンドリアを単離・精製する方法も検討中である。(2)分画したミトコンドリアの各画分について二次元電気泳動を行い,CBB染色した各スポットを限定分解→質量スペクトルで同定することを試みた(現在データ解析中)。(3)酵母細胞から全mRNAを単離,in vitroで翻訳しRI標識タンパク質を合成した。これを基質として,in vitroで単離ミトコンドリアへの取り込み実験を行い,内膜の膜電位のある場合とない場合,プロテアーゼでミトコンドリア内に取り込まれなかったタンパク質を消化した場合としない場合の各々について,ミトコンドリアを回収して二次元電気泳動を行い,標識タンパク質のスポットを検出した。得られたスポットについて(2)のスポットとの対応付けを試みた。
分子生物学的手法を用いた生体部分小腸移植におけるグラフト採取部位に関する研究

生体小腸移植および脳死小腸移植の両者を前提として、部分小腸移植を行う場合、グラフトとしてどの部分が優れるかを、分子生物学的観点から、移植腸管のadaptationの面からImmediate early geneの制御する蛋白であるc-Focとc-Junの発現をWestern blottingにより測定し、移植後の旱期の適応能力について調べた。その結果、c-Fosは採取時、再灌流直後、30分後では空腸も回腸も発現がみられなかったが、4時間後は両者とも発現がみられ、回腸のほうが空腸よりも強かった。24時間後でも発現がみられたが強さは4時間後よりも弱く、部位別では空腸のほうが回腸よりもやや強かった。72時間後では空腸と回腸といずれも発現がみられなかった。したがって回腸のほうが発現が強く、旱い傾向がみられた。c-Junは4時間後のみ発現がみられ、強さは回腸のほうが空腸よりも強かった。この結果から回腸のほうが急性期におけるadaptation capacityが強い可能性が示唆された。さらにRT-PCRにてc-fosおよびc-junのmRNAの測定系を確立し、移植の場合虚血再灌流障害の影響があるので、c-fosおよびc-junの虚血再灌流障害の影響について測定した。その結果、虚血再灌流モデルでは、c-fos再灌流後1時間前後にmRNAへの発現のピークがあり、4時間後では発現がすでに低下していた。それに対してc-junでは4時間後も高値を維持していた。この所見と病理像におけるmitosisとapoptosisの関係について検討をすすめたところ、小腸も肝臓と同様に、はじめ両者が発現しているとproliferationになるがc-fosの発現が低下しc-junが優位になるとapoptosisが誘導された。一方、ブタ小腸移植では脳死移植モデルでは空腸移植モデルも回腸移植モデルも可能であるが、生体小腸移植モデルでは回腸移植のみモデルとして可能であることが判明。このモデルにおいてFK506 0.1mg/kg/dayおよび0.05mg/kg/dayの投与量で生着している。われわれは、部分小腸移植を実施する際に、空腸と回腸のどちらがグラフトとして優れているかについて、研究を推進している。移植後の免疫反応において、抗原提示細胞からシグナル伝達をうけたT細胞からIL-2が産生され、さらに活性化されたマクロファージからTNFやIL-1が産生されて組織破壊や炎症反応を惹起することが知られている。本年度は、ラット部分小腸移植モデルを用いて、サイトカインの血中レベルを測定することにより、移植後早期の免疫反応の強さを空腸グラフトと回腸グラフトで比較検討した。方法は、ラット小腸移植は手術用顕微鏡下に血管吻合を行った。ラットの組み合わせは、同系移植(コントロール)Lewis(RT1^l)-Lewis(RT1^l)、異系移植WKAM(RT1^u)-Lewis(RT1^l)とし、ドナーの空腸起始部または回腸終末部20cmを動脈はSMA+Aorta、静脈は門脈本幹の血管付グラフトとして採取し、動脈はレシピエントの腎下部大動脈、静脈はレシピエントの下大動脈に端側吻合し、グラフト腸管はThiry-Vella loopとして両端をstomaとした。移植後1・4・7日目にレシピエントから採血を行い、IL-2,TNF-α,IL-1βの血中レベルをELISA法にて測定し、空腸移植群と回腸移植群で比較検討した。その結果、まだnが少なくて有意差検定はできていないが、空腸群のほうが回腸群よりもIL-2とIL-1βがそれぞれ術後1日目、術後7日目において低値を示しており、空腸の方が免疫反応が軽度である可能性を示唆している。今後、nを増やして有意差検定するとともに、コントロールとして同系移植によるデータを追加する。またmRNAレベルでの発現を調べる予定である。それに対してc-

junでは4時間後も高値を維持していた。この所見と病理像におけるmitosisとapoptosisの関係について検討をすすめたところ、小腸も肝臓と同様に、はじめ両者が発現しているとproliferationになるがc-fosの発現が低下しc-junが優位になるとapoptosisが誘導された。一方、ブタ小腸移植では脳死移植モデルでは空腸移植モデルも回腸移植モデルも可能であるが、生体小腸移植モデルでは回腸移植のみモデルとして可能であることが判明。このモデルにおいてFK506 0.1mg/kg/dayおよび0.05mg/kg/dayの投与量で生着している。部分小腸移植を実施する際に、空腸と回腸のどちらが優れるかについて、研究を推進している。本年度はブタを用いた生体小腸移植を前提とした部分小腸移植モデルを確立した。ブタは体重15Kg前後家畜ブタを用い、麻酔はケタラール筋注およびネンブタール静注麻酔下に気管内挿管を行い、ハロセンの吸入麻酔で維持した。術中のモニターは心電図、パルスオキシメーター、観血的動脈圧測定、観血的体温測定を行った。グラフトはドナーのブタの前腸間膜動脈および静脈を、結腸枝がでる場所より末梢で切断し、冷リンゲル液にて灌流する。つぎにレシピエントは腎下部の大動脈および下大静脈を剥離し、グラフトの動脈と大動脈、静脈と下大静脈を7-0 nylonの結節縫合にて端側吻合を行い、血流再開。グラフト腸管とレシピエント腸管は端々吻合を行った。この方法により回腸グラフト約3mを生体小腸移植のグラフトとして採取できる。現在この方法により自家移植を行い手技の向上をはかっている。現在まで9例行い、麻酔合併症2例、静脈血栓症1例、腸管穿孔2例あったが他は長期生存している。今後、空腸部分小腸移植モデルの確立も行い、空腸グラフトと回腸グラフトでのブタモデルでの比較を行いたい。ラットモデルではwestern blottingによりc-FOS、c-JUNの発現の面から空腸と回腸グラフトの比較を行い、術後4時間の発現が回腸のほうが強い傾向がみられた。回腸の方がadaptationが優れる可能性が示唆された。生体小腸移植および脳死小腸移植の両者を前提として、部分小腸移植を行う場合、グラフトとしてどの部分が優れるかを、分子生物学的観点から、移植腸管のadaptationの面からImmediate early geneの制御する蛋白であるc-Focとc-Junの発現をWestern blottingにより測定し、移植後の早期適応能力について調べた。その結果、c-Fosは採取時、再灌流直後、30分後では空腸も発現がみられなかったが、4時間後は両者とも発現がみられ、回腸のほうが空腸よりも強かった。24時間後でも発現がみられたが強さは4時間後よりも弱く、部位別では空腸のほうが回腸よりもやや強かった。72時間後では空腸と回腸といずれも発現がみられなかった。したがって回腸のほうが発現が強く、早い傾向がみられた。c-Junは4時間後のみ発現がみられ、強さは回腸のほうが空腸よりも強かった。この結果から回腸のほうが急性期におけるadaptation capacityが強い可能性が示唆された。
顎運動に調和した咬合面形態の確立と臨床応用

本研究は顎運動との調和という観点から望ましい咬合面形態を究明することを目的とし,以下の成果を得た.1.「顎運動路に沿った面同士で咬合接触を与えれば,偏心位においてもよく咬み干渉のない咬合面形態が得られる」という美馬の提唱した咬合参照面の概念を,一運動方向だけでなく各運動方向についも当てはまることを示した.2.作業側および非作業側の側方滑走運動路と後方および前方滑走運動路から設定される作業側および非作業側の咬合参照面は咬合小面を評価するときの運動論的な基準となることを示した.すなわち,咬合参照面に一致する作業側および非作業側の「顎運動に調和した」咬合小面は,滑走運動のみならず,咀嚼の第4,5相においても干渉のない堅密な咬合接触を与え得ることを示した.3.咬合小面を定量的に評価するために,面の傾斜と面の向く前後的方向を表すM(D)度を用いることを提唱した.4.歯列上の各部位において顎運動路から設定される咬合参照面と実際の咬合小面の傾斜およびM(D)度を比較検討した.5.犬歯部にM型とD型のガイドを試験的に与えて顎運動を測定し,側方滑走運動のガイド面の向きが顎運動に及ぼす影響について検討した.その結果,D型ガイドは作業側顆頭を後方寄りに誘導し顎関節への負荷要因となり得ることが明らかになった.今後,被検例を増やすなどして更なる検討が必要であるが,本研究は顎運動に調和した咬合面形態の解明と咬合を客観的に評価するための基準づくりへの具体的な展望を呈示したといえる.本研究は顎運動との調和という観点から望ましい咬合面形態を究明することを目的とし,以下の成果を得た.1.「顎運動路に沿った面同士で咬合接触を与えれば,偏心位においてもよく咬み干渉のない咬合面形態が得られる」という美馬の提唱した咬合参照面の概念を,一運動方向だけでなく各運動方向についも当てはまることを示した.2.作業側および非作業側の側方滑走運動路と後方および前方滑走運動路から設定される作業側および非作業側の咬合参照面は咬合小面を評価するときの運動論的な基準となることを示した.すなわち,咬合参照面に一致する作業側および非作業側の「顎運動に調和した」咬合小面は,滑走運動のみならず,咀嚼の第4,5相においても干渉のない堅密な咬合接触を与え得ることを示した.3.咬合小面を定量的に評価するために,面の傾斜と面の向く前後的方向を表すM(D)度を用いることを提唱した.4.歯列上の各部位において顎運動路から設定される咬合参照面と実際の咬合小面の傾斜およびM(D)度を比較検討した.5.犬歯部にM型とD型のガイドを試験的に与えて顎運動を測定し,側方滑走運動のガイド面の向きが顎運動に及ぼす影響について検討した.その結果,D型ガイドは作業側顆頭を後方寄りに誘導し顎関節への負荷要因となり得ることが明らかになった.今後,被検例を増やすなどして更なる検討が必要であるが,本研究は顎運動に調和した咬合面形態の解明と咬合を客観的に評価するための基準づくりへの具体的な展望を呈示したといえる.顎運動に調和した咬合面形態を理論的に解明するために,本年度は基準となる咬合面形態のシミュレーションモデルの作製という基礎的研究を行い,以下の成果を得た.1)半調節性咬合器の運動を参考にして,生体の顎運動を単純化したモデルを84個作製し,それぞれのモデルにおいて,各種下顎滑走運動経路に沿った顎運動面を構築した.2)この顎運動面に一致させ,咬頭嵌合位において全面で接触する上下顎の咬合小面を設定し,滑走運動時の咬合接触関係を解析した.3)上下顎咬合小面が互いに干渉しないとき,顎運動面は咬合面形態決定のための基準,すなわち咬合参照面となりうるとして,その成立条件を検討した.その結果,84個の顎運動モデルのうち,29個で干渉がなく,咬合参照面が得られた.4)咬合参照面が得られないモデルにおいて,滑走運動時の干渉量は最大約30μmであった.本年度後半に,ワークステーション(Aophastation 2004/166)および3次元画像解析ソフトが納入され,高速画像処理が可能な研究システムの整備を行っているところである.次年度以降は,さらに多くのモデルについて検討するとともに,理論的な解析を行う.さらに,生体の顎運動および咬合面形態を比較検討して,咬合面形態決定のための基準を確立し,臨床応用を目指す予定である.顎運動に調和した咬合面形態を解明するために,本年度は顎機能健常者の実際に滑走運動データから,大臼歯咬合面に与える作業側咬合小面と非作業側咬合小面について,咬合参照面を基準として与えた「顎運動に調和した」咬合小面の場合と咬合参照面に一致させない,すなわち,「顎運動に調和しない」咬合小面の場合を種々設定し,偏心位における咬合接触状態を検討し,以下の結果を得た.1.作業側側方滑走運動路と後方滑走運動路からできる咬合参照面に一致した作業側咬合小面の場合は,滑走運動のみならず咀嚼運動の第4相においても干渉のない緊密な咬合接触を与え得ることが示された.

2.前方滑走運動路と非作業側側方滑走運動路でできる非作業側咬合小面の場合は,咀嚼運動の第5相においても緊密な咬合接触を与え得ることが示された.3.咬合参照面よりも傾斜の緩い咬合小面を両者に設定した場合は,いずれの運動においても偏心位で数十数百μm程度のクリアランスが生じた.4.咬合参照面よりも急な咬合小面を与えた場合には,偏心位では必ず干渉となった.以上により,顎運動経路(咬合参照面)を基準に上下顎の咬合小面を与えれば,咬頭嵌合位のみならず偏心位においても干渉のない適切な咬頭接触を与え得ることが示された.しかしながら,咬合参照面よりも急な咬合小面同士で噛ませると偏心位では干渉となり,さらにまた咬合調整によってこの偏心位での干渉を取り除くと,咬頭嵌合位ではほとんど噛まないクラウンが装着されることが示された.本年度は顎機能健常者の歯列模型を3次元座標測定器で計測して得た形態データを用いて,実際の咬合小面を定量的に評価した.さらに,この咬合小面と顎運動路から設定した咬合参照面を比較し,顎運動と顎合面形態の関係について検討を加えた.また,側方滑走運動のガイド面の向きが顎運動に及ぼす影響について検討を行った.以下は成果の概要である.1.顎機能健常者3名の咬合小面をM型およびD型の咬合小面に分類した.2.咬合小面を定量的に評価するために,面の傾斜と面の向く前後的方向を表すM(D)度を用いることを提唱した.3.歯列上の各部位において顎運動路から設定される咬合参照面と実際の咬合小面の傾斜およびM(D)度を比較した.4.顎運動データから設定した上下顎の作業側M型咬合参照面では,傾斜角は後方ほど緩く,M度も後方ほど小さくなる傾向であった.5.非作業側M型咬合参照面では,後方ほど傾斜が緩くなる傾向であるが,作業側ほどは顕著ではなかった.M度については後方ほど小さくなる傾向であった.6.実際の咬合小面の場合,傾斜角および面の向く前後的方向(MおよびD度)のいずれにおいても咬合参照面より小さくなる傾向がみられたが,両者が一致することは少なかった.7.側方滑走運動のガイド面の向きが顎運動に及ぼす影響について検討するために,犬歯部にM型およびD型のガイドを試験的に与え顎運動を測定した.その結果,D型ガイドは作業側顆頭を後方寄りに誘導し顎関節への負荷要因になり得ることが示された.
迷走神経刺激による致死性不整脈耐性機序の解明

研究代表者の所属するグループは,これまでに,心筋梗塞モデル動物を用いた実験で迷走神経刺激がその生命予後を劇的に改善することを見出した。本研究は,心臓副交感神経である迷走神経の電気刺激により心筋梗塞急性期に誘発される致死性不整脈の発生頻度が劇的に抑えられることに着目し実験を開始し,以下の研究成果を得た。ラット左冠状動脈起始部の結紮により急性心筋虚血動物を作製し,迷走神経刺激群,偽刺激群,コントロール群に分け,不整脈の発生頻度と膜輸送タンパク質の発現を調べた。その結果,急性心筋虚血時に誘発される致死性不整脈の発生が迷走神経刺激により抑制されること,迷走神経刺激の有無とギャップ結合タンパク質の一つであるコネキシン43(Cx43)の発現量が連動していること,を明らかにした。迷走神経刺激の抗不整脈作用はアトロピンで阻害されることから,一連の情報伝達はアセチルコリン(ACh)のムスカリニック受容体を介することが示唆された。AChにより活性化される情報伝達系を明らかにするために心筋細胞初代培養系を用いて解析した。AChの培養上清への添加により細胞生存シグナルの一つと考えられているAkt (protein kinase B)のリン酸化(P-Akt)が誘導されること,低酸素条件負荷によりCx43の発現量は著しく低下したがAChの存在下ではCx43の分解系が抑制されることによりその発現量が維持されること,を明らかにした。AChにより心筋細胞の虚血耐性が増強すると考えられる。また,AChの投与により心筋細胞から一酸化窒素が産生され血管内皮成長因子(VEGF)が誘導されることから,AChにより血管新生が誘導される可能性が示唆された。一連の研究成果により,迷走神経刺激およびAChにより,心筋細胞の電気的な連絡が保持されること,細胞生存シグナルが増強されること,血管新生が促進されること,が判明した。本年度は,心臓副交感神経である迷走神経の電気刺激により心筋梗塞急性期に誘発される致死性不整脈の発生頻度が劇的に抑えられることに着目し実験を開始し,以下の研究成果を得た。ラット左冠状動脈起始部の結紮により,急性心筋虚血(MI)動物を作製し,迷走神経刺激群(MI-VS),偽刺激群(MI-SS),コントロール群(偽手術-偽刺激,SO-SS)に分け,不整脈の発生頻度と膜輸送タンパク質の発現を調べた。その結果,急性心筋虚血時に誘発される致死性不整脈の発生が迷走神経刺激により抑制されること,迷走神経刺激の有無とギャップ結合タンパク質の一つであるコネキシン43(Cx43)の発現量が連動していること,が判明した。迷走神経刺激の有無とCx43の局在との関連を調べたところ,MI-SS群では,虚血部位に限局してCx43の陽性シグナルが減弱しているのに対して,MI-VS群ではSO-SS群と同様に介在板に局在して陽性シグナルが観察された。また,迷走神経刺激の抗不整脈作用はアトロピンでブロックされることから,迷走神経の電気刺激に始まる一連の情報伝達はアセチルコリン(ACh)のムスカリニック受容体を介することが示唆された。

そこで,AChにより活性化される一連の細胞内情報伝達系を明らかにするために心筋細胞初代培養系を用いて解析をおこなったところ,AChの培養上清への添加により細胞生存シグナルの一つと考えられているAkt(protein kinase B)のリン酸化(P-Akt)が誘導されることがわかった。次年度は,本年度の研究で明らかとなった迷走神経刺激による抗不整脈作用や細胞保護作用にかかわる活性化分子のシグナルカスケードを詳細に明らかにする必要がある。初年度の研究成果として,心臓副交感神経である迷走神経の電気刺激により心筋梗塞急性期に誘発される致死性不整脈の発生頻度が劇的に抑えられること,迷走神経刺激によりギャップ結合タンパク質のリン酸化が厳密に制御されていること,を明らかにした.今年度は,初年度の研究で明らかとなった迷走神経刺激による抗不整脈作用や細胞保護作用にかかわる活性化分子のシグナルカスケードを明らかにすることを目標とした.迷走神経の電気刺激に始まる一連の情報伝達はアセチルコリンのムスカリニック受容体を介することが示唆された。そこで,心筋細胞初代培養系および心筋由来の培養細胞系を用いて,アセチルコリンおよび低酸素刺激により誘導される活性分子を調べ,以下の知見を得た.培養心筋細胞に低酸素条件を負荷したところ,ギャップ結合タンパク質(コネキシン43)の発現量は著しく低下したが,アセチルコリンの存在下では低酸素条件下にもかかわらずコネキシン43の分解系が抑制されることによりその発現量が維持されることが判明した.アセチルコリンが低酸素負荷によるコネキシン43の機能不全を防ぐと考えられた.また,培養心筋細胞にアセチルコリンを添加することにより,細胞生存シグナルが誘導されることがわかった.一時的に心筋細胞の虚血耐性を増強するものと考えられた.さらに,アセチルコリンの投与により,心筋細胞から直接一酸化窒素が産生されること,それにより血管内皮成長因子(VEGF)が誘導されることを明らかにした.アセチルコリンにより血管新生が誘導される可能性が示唆された.一連の研究成果により,迷走神経刺激およびアセチルコリンにより,心筋細胞どうしの電気的な連絡が保持されること,細胞生存シグナルが増強されること,血管新生が促進されること,が判明した.
ヒストンアセチル化酵素KAT2Aによるエネルギー代謝調節機構の解明

肝臓のアセチル化酵素KAT2Aの代謝調節における役割を機能欠損実験等により検討した。肝細胞においてKAT2Aは、絶食時に転写coregulator CITED2とPKAと共にモジュールを形成し、絶食応答遺伝子の転写を制御していた。その分子機構として、本モジュール内でPKAによりリン酸化されたKAT2Aが、その基質を転写共役因子PGC-1αからヒストンH3にスイッチさせ、PGC-1αの活性化と遺伝子プロモーターのエピゲノム変化とが起こり、転写活性化が起こることを見いだした。本研究より、KAT2Aは肝臓における遺伝子転写を介した絶食応答に必須のcAMP応答性のアセチル化酵素であることが示唆された。KAT2Afloxマウスと肝臓あるいは脂肪細胞特異的Creリコンビナーゼトランスジェニックマウスとの交配により、肝臓特異的KAT2A欠損マウス(L-2AKO)ならびに脂肪細胞特異的KAT2A欠損マウス(adipo-2AKO)を作製し、通常食飼育において代謝表現型解析を行った。L-KAT2AKOは対照マウスと比べて、体重、血糖値、血中インスリン値に差を認めず、各種負荷試験にて評価した耐糖能、インスリン感受性、肝糖新生能のいずれも対照と差を認めなかった。現在、肝遺伝子発現に対するKAT2A欠損の影響を明らかにするため、cDNAマイクロアレイを用いた解析を行っている。初代培養肝細胞における検討では、L-2AKO肝細胞で糖新生系酵素をはじめとする絶食応答遺伝子の発現が減弱していた。KAT2Aに対するショートヘアピンRNA (shRNA)を用いた肝細胞における急性のノックダウンでは、これらの遺伝子の発現はより強く抑制されていた。これらの結果からL-2AKOでの肝臓における代謝変化は、慢性的な欠損による代償機転ないしKAT2A paralogであるKAT2Bによる代償などのため顕在化しない可能性が示唆された。そこでKAT2Afloxマウスの肝臓へのCreリコンビナーゼの導入や、shRNAを用いたKAT2Aの急性欠損の実験系での表現型解析に着手した。またKAT2Bによる代償も想定し、全身性KAT2B欠損・肝臓特異的KAT2A欠損マウスの作製に着手した。またKAT2Aの絶食時の活性化機構の解析として、質量分析によりPKA依存的なリン酸化部位を5カ所同定した。adipo-2AKOも通常食飼育下では対照マウスと比し、代謝表現型に差を認めなかった。現在高脂肪食負荷による肥満・糖尿病の進展に対する影響、ならびに低温飼育での褐色脂肪組織や白色脂肪組織の褐色化への影響も検討中である。エネルギー代謝調節における肝臓・脂肪細胞におけるKAT2Aの役割を明らかにするため、研究計画に基づき実験を実施した。以下に進捗を報告する。肝臓特異的KAT2A欠損マウスを作製し、通常食飼育下で代謝表現型解析を実施したが、対照と比し差を認めなかった。そのため、肝臓での絶食ー摂食サイクルにおける遺伝子発現の変化にKAT2A欠損が及ぼす影響の検討、ならびに高脂肪食飼育下での解析に着手した。表現型に差が認められない理由として、慢性的なKAT2AないしはKAT2Bによる代償機転が示唆された。このためshRNAによるノックダウンやCreリコンビナーゼアデノウイルスを用いた急性の遺伝子欠損の実験系を構築し、解析を行っている。またKAT2Bによる代償機転に対しては、全身性KAT2B欠損・肝臓特異的KAT2A欠損マウスの作製に着手した。KAT2Aの標的遺伝子探索に関しては、本酵素のノックダウン肝細胞における網羅的遺伝子プロファイリングを行い、多数の候補分子を得ている。またKAT2Aの活性化機構に関しては、質量分析を用いてPKA依存的なリン酸化部位を同定した。各部位の変異体を作製し、活性化の責任部位を決定するための解析を行っている。脂肪細胞特異的KAT2A欠損マウスを作製し、通常食飼育下で代謝表現型解析を実施した。対照と比し差を認めなかったため、高脂肪食飼育下での代謝表現型解析に着手した。また肝臓特異的KAT2A欠損マウスと同様の代償機転を想定し、全身性KAT2B欠損・脂肪細胞特異的KAT2A欠損マウスの作製も開始した。培養脂肪細胞を用いたKAT2Aの機能解析として、3T3-L1脂肪細胞におけるKAT2Aノックダウンの影響を遺伝子発現の変化を中心に解析を行った。対照と差を認めなかったため、KAT2A/2Bダブルノックアウト脂肪細胞での解析を進めている。肝細胞ならびに肝臓におけるKat2aの代謝調節における役割をin vivoおよびin vitroの急性の機能欠損実験/獲得実験、Kat2aとの分子間相互作用解析などにより検討した。Kat2aは絶食時の肝臓においてCITED2、PKAと共に3者複合体を形成し、これはcAMPによる糖新生系酵素遺伝子の発現誘導に必須のモジュールとして機能することを見いだした。本モジュールがcAMPを受容すると、活性化PKAによりKat2aがリン酸化され、アセチル化基質がPGC-1αからヒストンH3にスイッチした。この結果、PGC-1αの活性化と共に、転写活性化に必須のエピゲノム変化が誘導された。この統合的変化が糖新生系酵素遺伝子の転写を強く誘導すると考えられた。また糖尿病モデルマウスの肝臓における本複合体の形成阻害により高血糖が軽減したことから、本複合体は糖尿病の治療標的であることが示唆された。本成果はNature Communications 7:13147, 2016に掲載された。

また、肝臓特異的Kat2a/全身性Kat2b二重欠損マウスを作製し、個体および初代培養肝細胞での表現型解析に着手した。脂肪細胞におけるKat2aの役割を、脂肪細胞特異的欠損マウスを高脂肪食飼育下ならびに寒冷条件飼育下の代謝表現型解析により検討した。高脂肪食飼育下では通常食飼育下と同様、代謝表現型に対照と差を認めなかった。寒冷条件飼育下では、Kat2a欠損マウスの皮下脂肪組織におけるUCP-1の発現の減弱を認めた。同様の所見は脂肪細胞においてKat2a/2bを共に欠損するマウスでも認められたため、培養Kat2a欠損脂肪細胞等を用いてKat2aが皮下脂肪組織の褐色化に与える影響の解析に着手した。肝臓特異的Kat2a欠損マウスは対照と代謝表現型に差を認めず、Kat2bもしくは慢性的欠損による代償機転が想定された。そこで肝臓特異的Kat2a /全身性Kat2b二重欠損マウスを作製し、個体および初代培養肝細胞での表現型解析に着手した。また、ショートヘアピンRNA(shRNA)を用いて肝細胞における急性のKat2a欠損の影響等の検討を進めた。Kat2aの機能欠損・機能獲得実験、分子間相互作用の解析から、cAMPによる糖新生系酵素遺伝子の転写誘導にKat2a-CITED2複合体の形成とKat2aのアセチル化酵素活性が不可欠であることが明らかとなった。本複合体の作用機序を分子細胞生物学的手法により解析したところ、絶食時の肝臓でKat2a、CITED2、PKAは3者複合体を形成していた。本複合体がcAMPを受容すると、活性化PKAによりKat2aがリン酸化され、アセチル化基質がPGC-1αからヒストンH3にスイッチした。この結果、PGC-1αの活性化と共に、転写活性化に必須のエピゲノム変化が誘導された。この統合的変化が糖新生系酵素遺伝子の転写を強く誘導すると考えられた。また糖尿病モデルマウスの肝臓における本複合体の形成阻害により高血糖が軽減したことから、本複合体は糖尿病の治療標的であることが示唆された。本成果はNature Communications 7:13147, 2016に掲載された。高脂肪食飼育下では対照と同様の表現型であったが、寒冷条件飼育下では、欠損マウスの皮下脂肪組織においてUCP-1の発現は減少していた。現在、培養Kat2a欠損脂肪細胞等においてKat2aのbrowningへの影響を解析中である。本研究は、肝臓・脂肪組織においてアセチル化酵素KAT2Aがエネルギー代謝調節に果たす生理的役割と肥満症や糖尿病の病態における関与を明らかにすることを目指した。肝臓では糖新生・脂肪酸酸化などの絶食応答、白色脂肪細胞では脂肪蓄積・アディポカイン産生や寒冷暴露時のベージュ細胞の誘導、褐色脂肪細胞では熱産生・エネルギー消費との関連に焦点を合わせて解析を行った。脂肪細胞特異的KAT2A欠損(ad2AKO)
骨再生バイオマテリアルに応じた骨カップリング現象の細胞学的解明

骨再生バイオマテリアルのうちβ-TCPは吸収置換型骨補填材といわれているが、その吸収・骨形成過程について詳細に報告したものは少ない。そこでラット頭蓋骨に規格化した骨窩洞を形成しβ-TCP顆粒を充填して、同部位を組織的に解析した。術後初期では窩洞底付近のβ-TCP顆粒表層にTRAP陽性破骨細胞が局在し、隣接するALP陽性骨芽細胞直下に線維性骨を認めた。経時的にβ-TCP顆粒は吸収され、緻密な新生骨に置換された。以上より、β-TCPは破骨細胞による吸収が先行し、その後に骨芽細胞の定着、骨形成が誘導されるカップリングのプロセスを経て緻密な新生骨が形成されると推測された。【研究内容】骨再生バイオマテリアルにはハイドロキシアパタイト(HA)、α-TCP、β-TCPなどが存在するが、これまでの研究において、合成型ハイドロキシアパタイト(Kojima et al; J Bone Miner Metab 2007)、自己硬化型α-TCP (Hao et al; Biomaterials 2004)、熱処理ウシ骨(Tapety et al; Clin Oral Implants Res 2004)について検索を行ってきた。そこで平成20年度の研究では、これまでの実験系と同様の骨欠損を作製し、同部位にβ-TCP顆粒(オリンパスバイオマテリアル社・オスフェリオン)を補填した場合の破骨細胞と骨芽細胞の組織学的動向を経時的に観察し評価した。【具体的な実験方法について】正常ラットの頭蓋骨に、歯科用切削バーで人工的な骨欠損を形成し、その骨欠損部に各種補填剤を充填する。顆粒の流出を防止し骨欠損部に維持するために、同部を熱可塑性プレートで被覆する。術後1,2,4,8,12,24週目に灌流固定を行い、骨新生についてアルカリ性ホスファターゼ、酒石酸抵抗性酸性ホスファターゼ、ならびにオステオポンチンといった骨基質蛋白における組織化学的、免疫組織化学的に検討を行った。その結果、β-TCPは破骨細胞による吸収が先行し、その後に骨芽細胞の定着、骨形成が誘導されるカップリングのプロセスを経て新生骨が形成されると推測された。また、その後の骨リモデリングにより徐々に新生骨に置換されることで、緻密な骨基質形成を可能にすることが示唆された。(平成20年度の研究結果については、平成21年4/16-17に開催された第63回日本口腔科学会学術集会(浜松)で発表した。)【研究目的】本研究の目的は、バイオマテリアルを用いて骨再生を図った場合に、どのような破骨細胞と骨芽細胞のカップリングが成立するか細胞学的に解析することである。さらには、誘導される再生骨の「骨質」についても評価を行う。【研究結果】平成20年度の研究では、これまでの実験系(Kojima et al ; J Bone Miner Metab 2007)と同様の骨欠損を作製し、同部位にβ-TCP顆粒(オリンパスバイオマテリアル社・オスフェリオン)を補填した場合の破骨細胞と骨芽細胞の組織学的動向を経時的に観察し評価した。平成21年度の研究では、上記プロセスで生じた再生骨の「骨質」について、組織化学的観察、電子顕微鏡観察ならびにEPMAによる元素マッピングにより評価を行った。その結果、新生骨内の骨細胞・骨細管系ネットワークの構築が経時的に整然と進行することがわかった。また、電子顕微鏡観察により新生骨のコラーゲン線維が整然と密に走行していることが確認できた。さらには、EPMAによるCa、Pの元素マッピングでは、新生骨と既存骨が同程度のCa、P濃度を示すことが明らかとなった。したがって、β-TCPによって誘導される新生骨は、既存骨同様の骨質を有する緻密骨であることが確認でき、臨床における有用性が示唆された。
音楽におけるストリーム・セグリゲーション技術の開発

本研究は,対象を調性音楽に限定し,音楽におけるストリーム・セグリゲーション(音脈分凝)のための基礎技術を開発することが目的であった.音脈分凝は,複数の音源からの音が同時に聞こえてくる音環境中で,それら個々の音を分離・同定して聞くこと,あるいはその機能を計算機上で実現することである.音脈分凝には,音色・音高・時間情報・音の到来方向など,種々の要因が関係しているが,本研究ではその中でも特に音楽と関係した事項について検討した.具体的には,多重奏の自動採譜のために必要な,各声部音の分離,音高判定,調の判定,楽曲の構造解析,などである.本研究は,多重奏(特に弦楽4重奏)の自動採譜を目指して,それに目処がつくレベルにまで漕ぎ着くことが目標であったが,最終年度でそれに手が届くところまで到達できたので,目標は達成できたと考える.ただし,最終成果は,学生の卒業研究が終了した段階で,まだ外部発表していない.以下,4年の研究期間における研究の概略を内容別に述べる.I.音高・ピッチ知覚音列(継時的な音)を聞いた場合の音高知覚について検討し,音高の知覚し易さを表す指標CPFを提案した.さらに高音域歌唱におけるビブラートによる音韻性向上を検討した.II.音高知覚と方向定位先行音効果を利用した2chステレオの実現可能性を検討した.また,高域成分だけからなるミッシング・ファンダメンタル音を用いた実験から,聴覚系では音高知覚が方向定位よりも先に処理されることを示唆する実験結果が得られた.生理学との整合性は今後の検討課題.III.和声理論のインプリメンテーションバス課題に対する許容解を深さ優先探索によって全数列挙するバス課題システム"BDS"を開発し,その出力の中で規範的な美の統計的基準に基づいた選別を行うシステムを開発し,かつ対象をソプラノ課題に拡張したソプラノ課題システム"SDS"も開発した.IV.音楽全般調の判定と楽曲の構造解析から,音楽美の規範を統計的に検討した.また,音楽における普遍性に関して認知科学の観点から検討し,調性崩壊後の音楽の発展を如何に捉えるかを論じた.V.自動採譜Gestalt原理に基づくヴァイオリン3重奏の採譜から始めて,「多重調波構造モデル」に基づく基本波成分の抽出によって,ギターの6重音から弦楽4重奏も採譜できる目処が立った.まだ,音楽知識と統合した採譜にまでは至っていないが,弦楽4重奏の自動採譜はこれまで例がない.本研究は,対象を調性音楽に限定し,音楽におけるストリーム・セグリゲーション(音脈分凝)のための基礎技術を開発することが目的であった.音脈分凝は,複数の音源からの音が同時に聞こえてくる音環境中で,それら個々の音を分離・同定して聞くこと,あるいはその機能を計算機上で実現することである.音脈分凝には,音色・音高・時間情報・音の到来方向など,種々の要因が関係しているが,本研究ではその中でも特に音楽と関係した事項について検討した.具体的には,多重奏の自動採譜のために必要な,各声部音の分離,音高判定,調の判定,楽曲の構造解析,などである.本研究は,多重奏(特に弦楽4重奏)の自動採譜を目指して,それに目処がつくレベルにまで漕ぎ着くことが目標であったが,最終年度でそれに手が届くところまで到達できたので,目標は達成できたと考える.ただし,最終成果は,学生の卒業研究が終了した段階で,まだ外部発表していない.以下,4年の研究期間における研究の概略を内容別に述べる.I.音高・ピッチ知覚音列(継時的な音)を聞いた場合の音高知覚について検討し,音高の知覚し易さを表す指標CPFを提案した.さらに高音域歌唱におけるビブラートによる音韻性向上を検討した.II.音高知覚と方向定位先行音効果を利用した2chステレオの実現可能性を検討した.また,高域成分だけからなるミッシング・ファンダメンタル音を用いた実験から,聴覚系では音高知覚が方向定位よりも先に処理されることを示唆する実験結果が得られた.生理学との整合性は今後の検討課題.III.和声理論のインプリメンテーションバス課題に対する許容解を深さ優先探索によって全数列挙するバス課題システム"BDS"を開発し,その出力の中で規範的な美の統計的基準に基づいた選別を行うシステムを開発し,かつ対象をソプラノ課題に拡張したソプラノ課題システム"SDS"も開発した.IV.音楽全般調の判定と楽曲の構造解析から,音楽美の規範を統計的に検討した.また,音楽における普遍性に関して認知科学の観点から検討し,調性崩壊後の音楽の発展を如何に捉えるかを論じた.V.自動採譜Gestalt原理に基づくヴァイオリン3重奏の採譜から始めて,「多重調波構造モデル」に基づく基本波成分の抽出によって,ギターの6重音から弦楽4重奏も採譜できる目処が立った.まだ,音楽知識と統合した採譜にまでは至っていないが,弦楽4重奏の自動採譜はこれまで例がない.1.ストリーム・セグリゲーションにおける音程はずれ検知能力の影響ストリーム・セグリゲーション(音脈分凝)のための基本要素としての音高知覚に関して,継時的な音列に対する音程はずれの検知限の事前情報依存性(現在の音高と次の音高の音程を知らせておくことが,音程はずれの判断にどのように影響するか)をまとめた.事前情報を与えられた場合は音程はずれの検知がより範疇的になることを明らかにした.2. 2重奏の分離のための基本周波数の分離抽出

2重奏の分離について,その基礎技術である基本周波数の分離抽出を,ヴァイオリン2重奏,フルート2重奏,ピアノ2重音について検討し,調波的関係にある2重奏に対しても6090%の精度で音名を同定できるアルゴリズムを開発した.この手法は,対象とする楽器固有の音響特性やアドホックなパラメータを使っていないので,適用範囲が広い.3.時間差ステレオの実現可能性に関する実験的検討音像定位を決定する要因として,両耳に到達する音のレベル差と時間差とがある.同じ信号が時間差をもって両耳に到達する場合,先に到達した音がくる方向に音像を定位する現象を先行音効果という.ここでは,先行音効果を利用したステレオを「」時間差ステレオ」と呼び,その実現可能性を実験的に検討し,4.518ms程度の遅延を与えればステレオ感が得られることがわかった.また,従来のレベル差ステレオとのステレオ感の比較を行うとともに,音色によるステレオ感の違いについても検討した.1.音高知覚に対する音脈の影響音高知覚に関して,同時的/継時的に提示された複数の音列中の特定の音の高さの弁別閾を比較した結果,音脈の影響は小さいことが明らかになった.2.多重奏の分離のための基本周波数の分離抽出「多重調波横造モデル」を提案し,多重奏の分離への有効性を,ギターの6重奏音について検討し,和音関係にある6重奏音に対しても80%程度同定できることを確認した.3.ステレオ感を生じさせる音響ストリームの実現可能性に関する実験的検討先行音効果を利用したステレオの実現可能性をMIDI音源を用いた5重奏音について,実験的に検討した.また,周期音に対する方向定位感についても検討した.4.音楽ストリームとしての和音進行のアルゴリズム表現自然な和音進行感を与える和声学の規則群をアルゴリズムの形で計算機上にインプリメントし,それを和声の学習システムに応用する可能性を検討した.5.楽曲中の関係調旋律の抽出スタンダードMIDIファイル形式で与えられた旋律情報を音程列情報に変換し,それに基づいて関係調旋律を抽出して,局所調の判定によって動作を確認する方式を開発した.本年度は,次のテーマについて研究を進めた.1.ストリーム・セグリゲーション(音脈分凝)の観点から見た純音のピッチ知覚セグリゲーション技術の開発のための基礎研究として,多重奏の状況を想定したピッチ知覚に関する実験を行った.一つは,合奏時の各奏者間の立ち上がりのバラツキ程度の時間差をもって呈示される2つの純音のピッチ知覚を音脈分凝の観点から検討し,ピッチ知覚が時間差の影響を受けることを明らかにした.この成果は研究会に発表し,論文誌に投稿し,採録決定になっている.さらに,このピッチ知覚の弁別力を表す指標を提案し,その有効性を確認して,研究会で発表した.2.和声学におけるバス課題回答のソプラノラインに関する評価バス課題は和声学の基礎であり,その課題に対する全許容解を網羅するBasse Donnee System(BDS)を開発し,研究会・国際会議に発表後,論文誌に投稿し,採録決定になっている.さらに,多数の許容解に対する音楽的な評価基準を和音進行ならびにソプラノラインに関する条件から導き,研究会に発表した.3.時間差に基づいた複数音源の同時方向定位多重奏を聞いて各楽器の方向定位をするのも音脈分凝の一種である.
概均質ベクトル空間と超局所解析の研究

1.対称行列の空間上の不変微分方程式の群による不変な超関数解を考察し,ホロノミック系の理論の応用によって,その解を構成することができることがわかった.すなわち,概均質ベクトル空間上の不変微分方程式の解の構成において,相対不変式の複素べきを考え,それをパラメータについてローラン展開することによって得られる超関数によって書けることを証明し,それによって具体的な解を構成するアルゴリズムを与えることに成功した.2.不変微分方程式の不変超関数解の構成においては,b_P-関数の理論が重要である.不変微分方程式の不変超関数解の構成において,このb_P-関数の具体的な計算法を求めることは重要な問題になっきた.これを完全に求めた公式はもとめるべくもないが,コンピュータによってこれを計算するアルゴリズムを与えることができることを発見した.このアルゴリズムにはグレブナ基底の理論が使われ,数式処理システムを使って実際にアルゴリズムをコンピュータに実装することができる.3.計算的な代数幾何・代数解析のアルゴリズムには「グレブナ基底」の方法がある.しかし,この理論を初心者にもわかりやすく説明した入門書は少なく,特に邦文では皆無と言ってよい状態であった.このたび「イデアル・多様体・アルゴリズム」と題した英文書の翻訳に参加し,2000年に刊行することができた.これは,邦書のグレブナ基底に関する最良の入門書と言ってよい.1.対称行列の空間上の不変微分方程式の群による不変な超関数解を考察し,ホロノミック系の理論の応用によって,その解を構成することができることがわかった.すなわち,概均質ベクトル空間上の不変微分方程式の解の構成において,相対不変式の複素べきを考え,それをパラメータについてローラン展開することによって得られる超関数によって書けることを証明し,それによって具体的な解を構成するアルゴリズムを与えることに成功した.2.不変微分方程式の不変超関数解の構成においては,b_P-関数の理論が重要である.不変微分方程式の不変超関数解の構成において,このb_P-関数の具体的な計算法を求めることは重要な問題になっきた.これを完全に求めた公式はもとめるべくもないが,コンピュータによってこれを計算するアルゴリズムを与えることができることを発見した.このアルゴリズムにはグレブナ基底の理論が使われ,数式処理システムを使って実際にアルゴリズムをコンピュータに実装することができる.3.計算的な代数幾何・代数解析のアルゴリズムには「グレブナ基底」の方法がある.しかし,この理論を初心者にもわかりやすく説明した入門書は少なく,特に邦文では皆無と言ってよい状態であった.このたび「イデアル・多様体・アルゴリズム」と題した英文書の翻訳に参加し,2000年に刊行することができた.これは,邦書のグレブナ基底に関する最良の入門書と言ってよい.1.かならずしも放物型とは限らない概均質ベクトル空間について,特異な不変超関数を一部決定し,その結果をシンポジウムの記録として発表した.2.放物型の概均質ベクトル空間については,実対称行列,複素エルミート行列とならんで,四元素エルミート行列に対しても完全な結果を論文として発表した.3.グレブナ基底の計算は,近年の計算代数幾何をはじめとする(理論構成数学に対する)結果計算数学において重要な役割を果たし始めているが,その基本的な教科書「イデアル・多様体・アルゴリズム」の翻訳を完成した(2000年4月出版予定).1.対称行列の空間上の不変微分方程式の群による不変な超関数解を考察し,ホロノミック系の理論の応用によって,その解を構成することができることがわかった.すなわち,概均質ベクトル空間上の不変微分方程式の解の構成において,相対不変式の複素べきを考え,それをパラメータについてローラン展開することによって得られる超関数によって書けることを証明し,それによって具体的な解を構成するアルゴリズムを与えることに成功した.2.不変微分方程式の不変超関数解の構成においては,b_P-関数の理論が重要である.不変微分方程式の不変超関数解の構成において,このb_P-関数の具体的な計算法を求めることは重要な問題になっきた.これを完全に求めた公式はもとめるべくもないが,コンピュータによってこれを計算するアルゴリズムを与えることができることを発見した.このアルゴリズムにはグレブナ基底の理論が使われ,数式処理システムを使って実際にアルゴリズムをコンピュータに実装することができる.3.計算的な代数幾何・代数解析のアルゴリズムには「グレブナ基底」の方法がある.しかし,この理論を初心者にもわかりやすく説明した入門書は少なく,特に邦文では皆無と言ってよい状態であった.このたび「イデアル・多様体・アルゴリズム」と題した英文書の翻訳に参加し,2000年に刊行することができた.これは,邦書のグレブナ基底に関する最良の入門書と言ってよい.
代数幾何符号の一般理論の研究

誤り訂正符号の技術は現代の情報通信に於いては不可欠である。その中でも有限体上の代数多様体の幾何学を用いて構成される代数幾何符号は優れた漸近的性質を備えている。当課題ではこれまで知られている全ての代数幾何符号を統一する一般理論を確立することを提唱し、その基本的性質に関して研究を行った。その結果、関数体上の代数多様体や算術的多様体上のベクトル束を用いて新しいタイプの代数幾何符号を構成し、それらのパラメーターを決定することに成功した。当課題は、一般代数幾何符号、即ち代数多様体の幾何学を用いて構成される関数体上のベクトル空間の部分空間の性質を研究する事を目的としている。一方、関数体と代数体の間のアナロジーの思想に基づくArakelov幾何学に於いては多くの代数幾何の結果が算術的多様体でも成立する事が知られている。そこで当年度では、一般代数幾何符号の算術的類似に関する研究を行い、以下に述べる様な結果を得た。第一に、算術的曲線(即ち代数体の整数環のSpec)上のエルミートベクトル束の算術的切断の評価写像を用いて新しいタイプの誤り訂正符号を構成し、これをArakelov符号と名づけた。この符号は有限体上の曲線から定義されるGoppa符号の算術的類似と見做せるが、異なる標数の有限体上のベクトル空間の直和の部分集合となるため必然的に非線形符号である。GuruswamiとLenstraによって導入された代数体符号は自明な直線束から定義されるArakelov符号の特殊な場合である事が分かる。また高階のベクトル束から定義されるArakelov符号は代数体符号のインターリーブ化と解釈できる事を明らかにした。第二に、Arakelov符号のパラメーターについての評価式を得る事が出来た。より具体的には、エルミートベクトル束が半安定という条件の下で符号の次元を決定し、更に最小距離の下からの評価式を得た。これらの結果の証明には、算術的Riemann-Rochの公式及びBostによって得られたスロープ不等式が用いられる。更に我々はBostとChenによる半安定なエルミートベクトル束の存在に関する結果を用いてArakelov符号の具体例を構成した。我々の導入したArakelov符号は従来考察されて来なかった全く新しいタイプの非線形符号であり、今後の研究の進展が期待される。当年度に於いては一般代数幾何符号の基本的性質について研究を行い、以下の様な成果を挙げた。まず、我々は有限体上有限生成の体Kの上で定義された射影代数多様体Xとその上のベクトル束Eが与えられたときに、Eの切断をXの有限個のK-有理点で評価して定まる自然な写像の像として一般代数幾何符号C(X,E)の概念を導入した。これによって現在知られている全てのタイプの代数幾何符号を同時に一般化する符号が代数幾何学的方法によって定義された事になる。次に、我々はKがある代数曲線Cの関数体でXがK上定義された曲線の場合に符号C(X,E)のパラメーターの計算を行った。その為にXのモデルとしてC上のファイブレーションをもつ曲面Y→Cを取り、EがY上のベクトル束FのXへの制限となる状況に限定して考察を行った。その結果、Fの全ての閉ファイバーへの制限が半安定であるという仮定の下でC(X,E)の次元を計算する事に成功した。また、この条件を満たすベクトル束Fが実際に存在する事をXが楕円曲線の場合に証明した。この結果は、Friedman-Morgan-Wittenによる楕円曲面上のベクトル束の分類に関する結果を用いる事によって証明される。最後に、Eとして直線束Lを取った場合にLのn回テンソル積nLから得られる符号C(X,nL)達の作る無限列の漸近的性質に関する考察を行なった。特にLのモデルMに適当な正値性の条件を仮定すると、符号の次元の漸近的挙動はMの体積vol(M)によって記述される事が分かった。現代社会では様々な場面で誤り訂正符号の技術が用いられている。当課題は、代数多様体の幾何学を用いて構成される新しいタイプの誤り訂正符号(一般代数幾何符号)の研究を行うことを目的としている。今年度に於いては以下に述べる様な成果を得た。第一に、前年度の研究に於いて我々が定義したArakelov符号の高次元化についての結果を得た。我々は任意の算術的多様体上のエルミートベクトル束の算術的切断とArakelov幾何学を用いることにより、新しいタイプの符号を定義することに成功した。この符号は前年度に我々が導入した算術的曲線(即ち代数体の整数環のSpec)上のArakelov符号を高次元の場合に一般化するものである。第二に、上記の高次元Arakelov符号の有限体上での類似物を定義し、そのパラメーターに関する評価式を得た。通常の代数幾何符号は有限体上定義された代数多様体の有理点に於いて直線束の切断を評価するが、我々はより一般に任意次元の閉部分スキームへベクトル束の切断を制限することによって新しい符号を定義した。特に因子(即ち余次元1の部分スキーム)の場合には、ベクトル束が弱安定性と呼ばれる条件を満たすという仮定の下で符号の最小距離に対する下からの評価式が得られることが分かった。この結果は代数曲線の場合にV.Savinが得た結果の高次元への拡張になっている。特に、我々は幾つかの有理曲面上の弱安定ベクトル束から得られる符号に対してパラメーターの性質を調べることが出来た。