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クラスレート水和物の結晶モルフォロジー多様性の解明

水とゲスト物質流体相との液・液,あるいは気・液界面におけるクラスレートハイドレートの結晶成長を視覚的に観測して,その結晶形態(結晶モルフォロジー)と結晶成長速度とを明らかにした.ハイドレートの形での天然ガス輸送・貯蔵技術,ハイドレート蓄熱技術への貢献を意図して,シクロペンタン,メタン,エタン,プロパン,メタン+エタン+プロパン混合ガスをゲスト物質として用いた.観測実験結果と結晶成長の駆動力の関係を整理する解析からハイドレート生成系における熱・物質移動現象と結晶成長との関係を明らかにした.水とゲスト物質流体相との液・液,あるいは気・液界面におけるクラスレートハイドレートの結晶成長を視覚的に観測して,その結晶形態(結晶モルフォロジー)と結晶成長速度とを明らかにした.ハイドレートの形での天然ガス輸送・貯蔵技術,ハイドレート蓄熱技術への貢献を意図して,シクロペンタン,メタン,エタン,プロパン,メタン+エタン+プロパン混合ガスをゲスト物質として用いた.観測実験結果と結晶成長の駆動力の関係を整理する解析からハイドレート生成系における熱・物質移動現象と結晶成長との関係を明らかにした.本年度はシクロペンタンをゲスト物質とするハイトレート生成系において,液・液界面に生成するハイトレート結晶の結晶モルフォロジー観測実験を実施した.シクロペンタン十水系では大気圧下.7.2°C以下の温度にてバイトレートが生成する.実験時の圧力は大気圧として,温度を0°C-6°Cの範囲に設定して複数の温度レベルでの顕微鏡観測実験を行い,温度に依存したハイトレート結晶モルフォロジーの多様性を明らかにする観測結果を得た.この液・液界面には生成するハイトレートは界面を覆い尽くす膜状の多結晶体を形成する.その個々の結晶の形態と大きさは温度に強く依存して変化する.0°C程度の温度条件では,結晶はくさび形でありその一辺の大きさは数十マイクロメートル程度である.系の温度が高くなるとここの結晶が大きくなる傾向が見られ, 3 °Cでは0.5 mm程度の辺長の平板状の多角形結晶となり, 5 °Cでは1mmオーダーのサイズとなった.これらの結果は系の熱力学的条件に依存した構造IハIイトレートの結晶モルフォロジーの多様性を明確に示した初めての例である.また,シクロペンタンハイトレートの大気圧・7.2°Cという平衡条件は空調用の蓄熱媒体に適したものであり,今回の観測結果は実用的な蓄熱システムをデザインするための最も基盤的な情報となる.ゲスト物質として二酸化炭素及びエタンを用いて,高圧(0.5-3MPa)における観測実験にも着手した.限られた温度・圧力条件ではあるが,これらの気体ゲストと水の気・液界面に生成するハイトレート結晶の観測に成功しており,次年度により広い条件での観測実験を行う準備は十分整ったと言える.本年度はメタン,エタンあるいはプロパンをゲスト物質とするハイドレート生成系において,気・液界面に生成するハイドレート結晶の結晶モルフォロジー観測実験を実施し,温度・圧力条件に依存した結晶成長速度と結晶モルフォロジーを整理した.各圧力におけるハイドレートの平衡温度と実験系の温度の差をサブクール度として定義し,ハイドレートの結晶成長の駆動力の指標として用いた.サブクール殿範囲は0.8K-6.5Kとして,ゲストガス雰囲気中の水滴表面に形成されるハイドレートの結晶成長を観察した.いずれの系においても,ハイドレートは水滴表面の任意の箇所にて核生成し,そこっから結晶が水滴表面を覆うように成長し,最終的には膜状のハイドレートの多結晶体が水滴表面全体を覆った.メタン,エタン,プロパンいずれの系においても気・液界面に形成されるハイドレートの結晶形態はサブクール度に依存して顕著に変化することが明らかとなった.サブクール度が3Kよりも大きな場合には剣状,これよりも小さなサブクール度では多角形の結晶が生成する.これは今回実験対象とした三つの炭化水素系すベてにおいて共通に見られ,サブクール度を共通の指標として結晶モルフォロジーを整理することができ,サブクール度を定めれば同様のモルフォロジーの結晶が得られることがわかった.また,ハイドレート結晶成長速度についてもサブクール度を共通の指標とする整理が可能であることがわかった.天然ガスを模擬した組成のメタン+エタン+プロパン混合ガスをゲスト物質に用いて,高圧条件にて水とこれらのガスとの気・液界面にハイドレートを生成させる実験を実施した.この混合ガス系では構造IIという結晶構造の水和物を生成することが平衡熱力学的には知られている.昨年度までと同様の高圧容器を用いた実験を行った.すなわち,一対のガラス窓を有する高圧容器内に設置した台座上に水滴を静置して,この水滴の周囲の空間を上記のガスで満たておき,この水滴上に形成される水和物結晶の成長過程を側方から顕微鏡観察して,その観察画像を解析することで結晶成長速度と結晶形態(モルフォロジー)を明らかにした.実験時の温度圧力条件の範囲は,273K-285K,1MPa-7MPaとして,この範囲内の異なる温度・圧力レベルでのハイドレート生成過程観察実験を実施して,結晶成長速度と結晶形態の多様性を実験的に明らかにした.実験時の温度圧力条件と水和物の平衡条件との隔たり(温度差)あるいは水中におけるゲスト物質の濃度差を結晶成長の駆動力と考え,結晶成長の駆動力結晶成長挙動との関係を整理した.結晶成長の駆動力と結晶成長挙動との関係については,昨年度までに実施した純メタン系についての結果も含めて,その一般性を検証した.この結果,温度差よりもゲスト物質濃度差を用いた整理の方がより良好に実験データを整理できることが示された.
5-置換ウラシルのパルスラジオリシス:ラジカル反応性に及ぼす置換基効果

放射線による生体損傷機構を化学反応性に基づいて理解することを目的とし、5-置換ウラシルの反応性に及ぼす置換基効果に関する実験的ならびに理論的研究を実施した。平成7年度は、放射線の間接作用に基づくピリミジン塩基損傷の化学反応様式を明らかにするために、水の放射線分解によって生成するヒドロキシルラジカルに対する5-置換ウラシルの反応性、およびそれらから誘導されるラジカル中間体の反応性について構造論的に研究した。また、平成8年度は放射線の直接作用に関連して5-置換ウラシルのラジカルカチオンの生成、およびそれらのラジカル種への変換過程の動的挙動を解析し、各種ラジカル中間体の構造と反応性の関係を明らかにした。主な研究成果は下記のとおりである。(1)5-置換ウラシルのC(5)-C(6)二重結合へのヒドロキシルラジカルの付加位置選択性は5-置換基の種類によって顕著に変化することを実験的に示し、付加位置選択性を定量評価した。(2)6-ylラジカル中間体からの5-置換基脱離反応を経て5-オキシルラジカル生成に至る反応機構を明らかにした。(3)パルスラジオリシスおよび定常照射実験で得られたデータに基づき、構造-反応性相関を検討し、5-置換ウラシルのラジカル反応性に及ぼす5-置換基効果を理論有機化学的に明らかにした。(4)5-置換ウラシルのラジカルカチオンおよびプロトン脱離を経て生成するアリルラジカル中間体の動的挙動と反応性を明らかにした。(5)アリルラジカル中間体の頭一尾結合によって生成するN(1)-C(5)結合二量体を定量し、生成のG値に及ぼす5-置換効果を明らかにした。本課題研究では、放射線による生体損傷機構を化学反応性に基づき理解することを目的として、5-置換ウラシルの反応性に及ぼす置換基効果に関する実験的ならびに理論的研究を実施している。平成7年度は、放射線の間接作用に基づくピリミジン塩基損傷の化学反応様式を明らかにするために、水の放射線分解によって生成するヒドロキシルラジカルに対する5-置換ウラシルの反応性、およびそれらから誘導されるラジカル中間体の反応性について構造論的に研究し、下記の知見を得た。(1)5-置換ウラシルのC(5)-C(6)二重結合へのヒドロキシルラジカルの付加反応について、付加位置選択性に及ぼす置換基効果を構造論的に明らかにするため、ヒドロキシルラジカルの付加によって生じる中間体ラジカルの過渡吸収スペクトルを測定し、それらの動的挙動を調べた。また、それぞれN,N,N′,N′-テトラメチル-p-フェニレンジアミンおよびテトラニトロメタンとの酸化還元反応を利用して、5-ylおよび6-ylラジカル中間体の生成G値を定量した。この結果、ヒドロキシルラジカルの付加位置選択性は5-置換基の種類によって顕著に変化することを実験的に示した。(2)6-ylラジカル中間体からの5-置換基(X)脱離反応を経て生成する5-オキシルラジカルの動的挙動をパルスラジオリシス法によって調べるとともに、最終生成物のイソバルビツール酸の生成G値を定量し、5-置換基脱離反応機構を明らかにした。放射線による生体損傷機構を化学反応性に基づき理解することを目的として、5-置換ウラシルの反応性に及ぼす置換基効果に関する実験的ならびに理論的研究を実施した。放射線の間接作用に注目した平成7年度の研究結果を踏まえ、平成8年度は放射線の直接作用に関連して5-置換ウラシルのラジカルカチオンの生成およびそれらのラジカル種への変換過程の動的挙動を解析し、各種ラジカル中間体の構造と反応性の関係を明らかにした。

主な研究成果は下記のとおりである。1.ラジカルカチオン中間体の生成にはS_20^<2->_4の一電子還元によって生成する酸化性のSO^-_4を利用し、ラジカルカチオンおよびプロトン脱離を経て生成するアリルラジカル中間体の動的挙動と反応性を明らかにした。2.チミンの一電子酸化による分解生物を分析した結果、5-ヒドロキシメチルウラシル、N(1)-C(5)結合二重体およびN(1)-C(6)結合二重体が主生成物として得られることを明らかにした。3.アリルラジカル中間体の頭一尾結合によって生成するN(1)-C(5)結合二重体を定量し、生成のG値が5-置換基の種類によって著しく変化することを明らかにした。4.5-置換ウラシルのラジカルカチオンおよびアリルラジカルの構造と反応性の相関について理論有機化学的立場から検討し、平成7年度に明らかにされたヒドロキシルラジカルに対する5-置換ウラシルの反応性、およびそれらから誘導されるラジカル中間体の反応性に関する研究結果と比較した。
糖尿病の病態改善に及ぼす治療・教育効果の総合評価：ネットワーク・メタアナリシス

本研究は、ネットワーク・メタアナリシス(NMA)の手法を用い、世界的に増加が懸念されている糖尿病ハイリスクの改善に及ぼす投薬・治療や生活習慣改善教育の効果について、RCT論文を対象として総合的に評価することを目的とした。介入期間6ヶ月以上で、対照群と比較したRCTを対象とした。結果変数はT2Dと2hPGのベースライン時点からの変化量で、多変量NMAにより検討した。解析対象52研究について分析したところ、Heterogeneity varianceは2hPGはT2Dに比べて大きいが、両者の関連は比較的強かった。生活習慣改善教育は、両者とも有意な効果を認めた。糖尿病は世界的に増加の途をたどり、その病態改善が希求されている。近年、エビデンスの質の向上という観点から治験では無作為化比較試験に基づく研究が多くなされているが、糖尿病の病態に及ぼす治療および生活習慣改善教育(食習慣を含む)の評価を総体として評価して求めたエビデンスはない。これは糖尿病の定義の変遷や生活習慣などが多様でありかつ個別に評価されていることがその一因となっている。本研究は、最近着目されつつあるネットワーク・メタアナリシスの手法を用い、糖尿病の病態改善に及ぼす治療および生活習慣改善教育の効果について、無作為化比較試験(RCT)を対象として総合的に評価することを目的とする。本研究は、申請者らがこれまでに行ってきた生活習慣病予防のための教育効果の評価に関するRCT研究およびメタアナリシス研究を、糖尿病の病態改善に焦点を当て、さらに深め発展させる。以上をふまえ、本年はネットワーク・メタアナリシスおよび多変量メタアナリシスの手法についての文献レビューと情報収集を行った。さらに、糖尿病の発症の有無という2値変数をoutcomeとしたRCT研究対象に文献レビューを行い、個別のoutcomesに対するメタアナリシスの実施と複数のoutcomesを用いたネットワーク・メタアナリシスを実施した。そして結果の一部を国際臨床統計学会において発表した。近年、エビデンスの質の向上という観点から治験では無作為化比較試験に基づく研究が多くなされているが、糖尿病の病態に及ぼす投薬および食事療法などの治療・教育の評価を相対的に評価して求めたエビデンスはない。これは糖尿病の定義の変遷や治療薬や食事療法などが多様でありかつ個別に評価されていることがその一因となっている。本研究は、最近着目されつつあるネットワーク・メタアナリシスの手法を取り入れ、糖尿病の病態改善に及ぼす投薬および食事療法の効果について、無作為化比較試験(RCT)を対象として総合的に評価することを目的とする。以上をふまえ、本年は多変量ネットワーク・メタアナリシスの手法について検討し、シミュレーションを用いたconsistency modelでの糖尿病の発症の有無および負荷後2時間血糖値の変化量という2つのoutcomeを用いた多変量ネットワーク・メタアナリシスを実施した。その結果の一部を国際臨床統計学会において口頭発表した。予定した内容についてほぼ達成でき、その成果も海外での学会にて口頭発表を行い、メタアナリシスの方法論に関する貴重なコメントが得られた。さらに改善点について検討し、論文作成の準備を進めている。以上からおおむね順調に進展していると判断した。近年、エビデンスの質の向上という観点から治験では無作為化比較試験(RCT)に基づく研究が多くなされているが、糖尿病の病態に及ぼす投薬及び食事療法などの治療・教育の評価を相対的に評価して求めたエビデンスは少ない。これは治療薬や食事療法などが多様であり、かつ個別に評価されていることがその一因となっている。本研究では、最近着目されつつあるネットワークメタアナリシスの手法を取り入れ、糖尿病の病態改善に及ぼす投薬及び食事療法効果について、RCTを対象として総合的に評価することを目的とする.対象とするRCT論文の発表数がまだ登録されていても未発表の論文があること、およびconsistency modelによる検討にはまだ不十分であることが現時点で考えられたこと、さらに、より精緻な結果を出すためには次年度に発表される論文まで含めて検討することが必要であると考えたことから、期間を平成29年度に延長した。糖尿病は世界的に増加の途をたどり、その病態改善への効果的教育が希求されている。近年、エビデンスの質の向上という観点から治験では無作為化比較試験(RCT)に基づく研究が多くなされているが、糖尿病ハイリスクに及ぼす投薬・治療および生活習慣改善教育(含む食習慣)の評価を総体として評価して求めたエビデンスは少ない。本研究は、最近着目されつつあるネットワーク・メタアナリシス(NMA)の手法を用い、糖尿病ハイリスクの改善に及ぼす投薬・治療および生活習慣改善教育の効果について、RCT論文を対象として総合的に評価することを目的とした。研究デザインはNMAで、研究対象は糖尿病ハイリスクで研究のタイプは6ヶ月以上の介入期間のあるRCTである。研究仮説は「生活習慣教育群・投薬・治療を行った群は、それを行わなかった対照群に比べて糖尿病罹患率(T2D)が低い、あるいは負荷後2時間血糖値(2hPG)のベースライン時点からの改善がみられる」とした。介入のタイプは投薬・治療、生活習慣の改善を目指した介入で、対照群と比較したものとした。結果変数はT2Dおよび2hPGのベースライン時点からの変化量とした。

解析方法は、統合値の計算では、多変量NMAにより検討した。データベースとハンドサーチ結果から詳細検討を行い、42研究を解析対象とした。介入は、ライフスタイル、ダイエット、運動、メトホルミン、漢方薬を標準のライフスタイル教育やプラセボをコントロールとして分析した。Heterogeneity varianceは2hPGはT2Dに比べて大きいが、両者の関連は比較的強かった。MONMAによる分析結果ではT2Dおよび2hPGの両者で有意な効果を認めたのはライフスタイルのみであった。今後、モデルの仮定も含めてさらに検討する必要がある。本研究は、ネットワーク・メタアナリシス(NMA)の手法を用い、世界的に増加が懸念されている糖尿病ハイリスクの改善に及ぼす投薬・治療や生活習慣改善教育の効果について、RCT論文を対象として総合的に評価することを目的とした。介入期間6ヶ月以上で、対照群と比較したRCTを対象とした。結果変数はT2Dと2hPGのベースライン時点からの変化量で、多変量NMAにより検討した。解析対象52研究について分析したところ、Heterogeneity varianceは2hPGはT2Dに比べて大きいが、両者の関連は比較的強かった。生活習慣改善教育は、両者とも有意な効果を認めた。予定した内容についてほぼ達成でき、その成果も論文発表する準備段階に至っていることから、おおむね順調に進展していると判断した。前半ではさらに新たに実践されたRCT研究を対象とした文献レビューを続けるとともに、多変量ネットワーク・メタアナリシスのinconsistencyモデルに関する方法論に関するレビューを行い、更なる適切な分析を図る。研究成果は国際臨床統計学会において発表し、論文化を図る。前半では、発表された論文まで含めたシステマティックレビューを再検討し、後半では国際誌への論文発表を図る。生物統計学前半ではRCT研究対象とした文献レビューを続けるとともに、多変量メタアナリシス、ネットワークメタアナリシスに関する方法論に関するレビューを継続し、一致制などの検討を取り入れた性質・特徴を分析することを図る。さらに階層的な構造を考慮したメタアナリシスの方法論を発展させるべき、検討を継続する。研究成果は国際学会などにおいて発表していく。物品費を大学からの研究費で賄え予定より少なかったため、差額が生じた。主として論文作成が次年度への継続事項としたため、英文校閲および論文掲載料が次年度の遂行事項となったため。物品費を大学からの研究費で賄え予定より少なかったため,差額が生じた.次年度では差額を有効に使用する予定である。英文校閲および論文掲載料を有効に使用する予定である。次年度では差額を有効に使用する予定である.
根粒菌による根粒形成過程にみられる菌株間競合能の発現機構

ダイズ根粒菌の競合的根粒形成能が菌体の表録疎水性に依存していることを確認し、また、表層疎水性の実体を明らかにするために研究を行い、その結果、次のような新しい知見が得られた。1.(1)前年度と異なるTn5供与株E.coliS17ー1(pSUP2021)を用いて、B.japonicum 138NRのTn5変異株を新たに得た。これらの中から、ポリスチレン平板レプリカ法によって15株の高疎水性変異株(HH変異株)を分離した。また、別のダイズ根粒菌株(143NR)からも同じ方法によって23株のHH変異株を分離した。(2)これらのHH変異株のゲノム上にTn5が挿入されていることを、pSUP2021をプロ-ブとしたハイブリダイゼ-ションによって確認した。(3)B.japonicum 123ETを競合菌としてHH変異株をダイズに接種したところ、親株と比較して高い根粒占有率を示した。これらのことから、Tn5変異とポリスチレン平板レプリカスクリ-ニングを組み合わせて、競合的根粒形成能の高い菌株を簡便に分離するための新しい方法を開発できると考えられた。(4)親株とHH変異株が共通して生成する200KDaの菌体外多糖(EPS)の構成糖はグルコ-ス、ガラクト-ス、マンノ-スで、HH変異株で生成量の低い2KDaのEPSの構成糖はグルコ-スだけであった。2.(1)B.japonicum 138NRのリポ多糖(LPS)を熱フェノ-ル法によって抽出したところ、これまでE.coliや他の根粒菌で報告された例と異なって、その大部分がフェノ-ル相に分配された。現在、前年度水相に分配されたLPSを分解する酵素を部分精製した方法にしたがって、フェノ-ル相LPSを基質とする分解酵素の精製を行っている。(2)ダイズ根浸出液が根粒菌の疎水性を高める活性は定常期の菌体に対して最大であること、また、至適pH7.0であることが明らかとなった。ダイズ根粒菌の競合的根粒形成能と菌体表層疎水性との関連を明らかにするために研究を行い、その結果、次のような新しい知見が得られた。2.B.japonicum 138NRおよびそのHH変異株の培養液から菌体外多糖(EPS)をエタノ-ル沈澱法によって分離した。BioーGel A1.5mを用いて粗EPSのゲルろ過を行った。その結果、138NRの粗EPSはおよそ2Kと200Kの2つの分子群より構成されていたが、HH変異株はいずれも2KのEPS画分が欠失ないし極めて低い含有量を示すことが明らかとなった。また、SDSーポリアクリルアミドゲル電気泳動パタ-ンから、HH変異株のリポ多糖は親株のリポ多糖と異なる鎖長のOー糖鎖を有することが示唆された。3.発芽4日目のダイズ幼植物根の0.9%NaCl抽出液から、硫安塩析、DEAEートヨパ-ル650Mによるイオン交換クロマト、BioーGel A1.5m、Sephadex Gー75によるゲルろ過によって、リポ多糖分解酵素を比活性で45倍まで精製した。しかし、SDSーポリアクリルアミドゲル電気泳動で4本のタンパクバンドが確認されるので、現在さらに精製を進めている。なお、この粗酵素でB.japonicum 138NRを処理すると、菌体LPSの変化および菌体疎水性の増加に伴って、菌体ダイズ根接着性が大きく増加した。

2.(1)B.japonicum 138NRのリポ多糖(LPS)を熱フェノ-ル法によって抽出したところ、これまでE.coliや他の根粒菌で報告された例と異なって、その大部分がフェノ-ル相に分配された。現在、前年度水相に分配されたLPSを分解する酵素を部分精製した方法にしたがって、フェノ-ル相LPSを基質とする分解酵素の精製を行っている。(2)ダイズ根浸出液が根粒菌の疎水性を高める活性は定常期の菌体に対して最大であること、また、至適pH7.0であることが明らかとなった。
X線1分子動態計測による温度依存性イオンチャネル開閉制御機構の動的解明

本研究では、大きな構造変化から1分子揺らぎまで計測できるX線1分子動態計測法を用いて温度依存性TRP(transient receptor potential)チャネルファミリー分子の1分子動態計測を行い、温度依存性の開閉機構を動的側面より解明することを目的とする。私たちははこれまでKcsAチャネルを用いて1分子の構造変化計測を行ってきた。X線1分子動態計測法を様々な蛋白質に利用可能な汎用性の高い計測法とするため、2008年以降慎重に開発を進め、高速観測システムの開発、温度ジャンプシステムの開発を行ってきた。本研究ではTRPチャネルに測定法を応用し、温度依存性の開閉制御機構を解明することを目指す。本年度はTRPチャネル発現・精製を行った。立体構造情報から、X線1分子動態計測に用いるための基盤との反応部位、金ナノ結晶の反応部位を仮に決定し、培養細胞での発現系の構築、機能評価システムの構築を行った。決定した部位の妥当性の評価のため、放射光実験施設で評価を行った。発現精製については研究協力者である小川治夫准教授、村山尚准教授の協力を得て行った。低ノイズ溶液置換観測チャンバー(X線照射による温度変化のないデバイス)については研究協力者として平井義和助教(京都大学)研究協力者として田畑修教授(京都大学)の協力を得て行った。また放射光施設での実験および1分子電流評価は岩本真幸助教(福井大学)の協力を得て行った。初年度はTRPチャネルファミリーのうちから観測に適する分子を選択することを目指していた。試験的に一つの分子を選択し、基板と反応部位、金ナノ結晶を特異的に取り付ける部位のデザインを行った。変異体の遺伝子を作製し、哺乳類の細胞で発現し、機能解析を行ったところ、基本的な分子の特性を保持していることを確認した。変異体分子を複数作製し、その機能への影響を測定し、1分子動態計測に用いる初期配列を決定した。放射光施設での実験のため、観測基板上への固定を行い、金ナノ結晶を取り付けて、1分子動態計測を試験的に行うことができた。これは想定を超えた進展であったため。昨年度作製した変異体分子の機能解析をすすめると共に、別の変異体も作製し、1分子動態計測を試みる。溶液条件を様々に変化させながら、1分子動態が変化するかどうかについての検証を行う。1分子電流計測も併せて行い、分子機能の妥当性を評価する。
修復象牙質形成における象牙芽細胞の分化、誘導に関する免疫組織化学的研究

修復象牙質形成における象牙芽細胞の分化誘導のメカニズムに関する基礎的研究の一環として、細胞分化に関連する様々な因子の局在について免疫組織化学的検索を行った。1.フィブロネクチンは象牙芽細胞分化のすべてのステージにわたって象牙芽細胞層に存在することが明らかにされ、象牙芽細胞の分化と象牙質形成に重要な役割を果たしている可能性が示唆された。デコリンは象牙芽細胞ならびに象牙質石灰化前線に沿った強い反応を示したが、象牙前質には観察されず、象牙質石灰化との関連性が示唆された。2.水酸化カルシウムによる直接覆髄後の被蓋硬組織形成過程において、フィブロネクチンは歯髄細胞が遊走、接着して象牙芽細胞へと分化するための足場の形成に関与するばかりではなく、細胞の形態発現に重要な役割を果たす可能性が示唆された。一方、う蝕に伴う修復象牙質や象牙芽細胞にデコリンの反応が観察されたが、う蝕象牙質基質には全く認められず、デコリンと結合した成長因子が脱灰により放出されることで、修復象牙質形成に関与する可能性が示唆された。3.ヒト象牙質における象牙芽細胞突起の分布を蛍光標識法とTEMにより観察した結果、歯髄側1/3にとどまることが示された。4.Class II主要組織適合複合体(MHC)抗原提示細胞(HLA-DR陽性細胞)は歯牙形成開始初期から象牙芽細胞層を中心にすでに局在し始め、感染とは無関係に存在することが明らかとなった。また、極めて初期のう蝕の時期から病巣直下にHLA-DR陽性細胞が集積し、象牙細管中に象牙芽細胞突起とHLA-DR陽性細胞とが共存して観察されることから、修復象牙質形成との関連性が示唆された。5.歯の発生過程において、基底膜成分ラミニン-5は発生時期特異的な発現パターンを示すこと、また細胞分化の過程で基底膜構成成分の変化が起こることが明らかにされた。歯髄組織が損傷を受けると、残存歯髄から新たな象牙芽細胞が分化し修復象牙質を形成する。しかしながら修復象牙質形成における象牙芽細胞の分化誘導のメカニズムに関しては不明の点が多い。そこで、細胞分化と細胞外基質との関連性に着目し、ヒト歯髄細胞における細胞外基質、特にフィブロネクチン(FN)の局在を免疫組織化学的に検索するとともに、直接覆髄後の修復象牙質における局在についても検討を行った。FNは、ヘルトビッヒ上皮鞘基底膜、歯乳頭細胞周囲に認められ、象牙芽細胞の伸長に伴い細胞間に局在するようになった。さらに成熟した象牙芽細胞においても、その細胞間にコルフの線維様に局在することから全てのステージにわたって存在することが示された。免疫電顕法によりFNは象牙芽細胞の分化の過程、特に伸長、極性化に重要な役割を演じているばかりでなく、このようなコルフの線維様の構造物は象牙芽細胞の特異的形態の維持、ならびに歯髄側への移動のための足場としての役割を果たしているものと考えられる。水酸化カルシウムを露出歯髄面に応用すると、術後早期に細胞の変性壊死に関連してdystrophic左石灰化層が形成され、この層に一致してFNの局在が認められた。7-10日後、この層に向かう細胞の遊走像やこれに接する紡錘形細胞が観察され、2週後になると、その歯髄側に象牙芽細胞様細胞の配列が認められた。

4週後、FN陽性の不規則な基層の下層に細管を有する象牙質が形成された。このようなFN陽性の石灰化層は歯髄細胞が遊走して接着するための足場としての役割を果たしており、歯牙形成における基底膜に相当するものと考えられる。直接覆髄後の修復象牙質形成過程においても、象牙芽細胞の分化誘導に細胞-細胞外基質間の相互作用が重要な役割を果たしている可能性が示唆された。修復象牙質形成における象牙芽細胞の分化誘導のメカニズムに関する基礎的研究の一環として、特に細胞分化と細胞外気質との関連性に着目し、その局在について免疫組織化学的検索を進めており、これまでにフィブロネクチンが修復象牙質形成の初期の段階で重要な役割を果たしている可能性を示してきた。今回さらに、TGF-β等の成長因子と結合して細胞の増殖に関連すると考えられている。プロテオグリカンの一種デコリンの局在について免疫組織化学的観察を行った。ヒト健全歯においては象牙芽細胞体ならびに象牙前質に位置する細胞突起に強いデコリンに対する反応が認められたが、象牙前質には全く反応が認められなかった。またデコリンの強い陽性反応は象牙質石灰化前線に沿って認められ、さらに象牙細管に連続して観察された。石灰化された象牙質基質ではび慢性の反応として観察された。一方、う蝕に伴う修復象牙質やそれに付随する象牙芽細胞においても、健全歯と同様な反応が観察されたが、う蝕象牙質基質にはデコリンの反応は全く認められなかった。以上の結果から、デコリンの象牙質形成、特に石灰化の調整因子としての役割が示唆された。さらに象牙質基質に存在する様々な成長因子がう蝕の脱灰により放出されることで、修復象牙質形成に何らかの役割を果たしている可能性が示唆されており、従って象牙質中に存在するデコリンのこの過程との関連性も示唆された。一方、象牙質における象牙芽細胞突起の分布を明らかにすることは、象牙質知覚メカニズムの解明ばかりでなく修復処置を行う上でも重要な課題である。従来から様々な手法によりその同定が試みられてきたが、未だ統一した見解が得られていない。そこでまずヒト健全歯における象牙芽細胞突起の象牙質内分布を検索するため、微細構造学的観察ならびに蛍光標識法(Di-I,F-actin)による観察を行った。その結果、象牙芽細胞突起は象牙質内側1/3程度にとどまることが示唆された。修復象牙質形成における象牙芽細胞の分化誘導のメカニズムに関する基礎的研究の一環として、特に細胞分化と細胞外基質との関連性に着目し、その局在について免疫組織化学的検索を進めている。歯の形態発生と細胞分化は上皮-間葉の相互作用により制御されており、この相互作用に基底膜が重要な役割を果たしている。歯の発生過程と修復象牙質形成過程における細胞分化のメカニズムと基底膜の機能を比較する目的で、歯の発生過程における基底膜構成成分ラミニン-5の発現と局在をin situハイブリダイゼーション法と免疫蛍光法を用いて検索した。その結果、ラミニン-5は発生時期特異的な発現パターンを示すこと、また細胞分化の家庭で基底膜構成成分の変化が起こることが明らかにされた。今後、歯髄細胞から象牙芽細胞への分化の過程で何らかの基底膜構成成分の発現とその変化があるか検索する必要がある。一方、う蝕による歯髄組織の免疫応答を把握することは保存修復処置を行う上で重要なことである。ヒト歯髄におけるClassII主要組織適合複合体(MHC)抗原提示細胞(HLA-DR陽性細胞)の局在を未萌出歯、萌出健全歯、さらにう蝕歯において免疫組織化学的に観察した。HLA-DR陽性細胞は歯牙形成開始初期から象牙芽細胞層を中心にすでに局在し始め、感染とは無関係に歯髄内に多く存在することが明らかとなった。
清朝乾隆年間以前における蒙古例の総合的研究

中国国家図書館所蔵蒙文版「崇徳三年軍律」を、台湾所蔵の漢文版、河内良弘氏訳注『内国史院満文档案』中の満文版と比較すると、三者は後年の法典類に比して言語間対応にばらつきが見える。康煕六年法典では5行分の別の軍律が存在し、康煕三五年法典ではその5行分の軍律の後に「崇徳三年軍律」が入る。この軍律が蒙古例中に入ったのは康煕三五年以降である。康煕三五年法典中に理藩院の官僚たちが「崇徳三年軍律」導入の説明文を書き込んでいることから、康煕三五年法典の「完成度の低さ」もわかる。乾隆五四年法典では説明文が削除され、5行分の軍律も適切な別条文へ移されている。法典が整備されていく過程がここからわかった。今年度の研究実施計画としては、まず、既に訳注をほぼ終えている康煕6年の蒙古例法典を修正しつつマッキントッシュコンピューターに入力していく作業を予定していた。新しいコンピューターでユニコードの文字が使用できるようになったため、特別なソフトも使用せずに、作業は、まずまずのペースで進んだ。しかし、なお正確な転写と翻訳に再検討すべき余地のある部分がかなり残っているため、完成というところまでは至らなかった。この点は、引き続いて、来年度に実施していく予定である。次に、以前1995年に『東洋学報』誌上で筆者が発表した中国・国家図書館所蔵の八旗兵用モンゴル文法規「崇徳三(1638)年軍律」の蒙古例への編入過程に関して、新発見の上記康煕6年の蒙古例法典や、康煕35年頃の蒙古例法典、乾隆年間以降の『蒙古律例』等と比較しつつ、より詳しく実証した文献学的な論文を東京外国語大学アジア・アフリカ言語文化研究所のジャーナルに発表するという予定があった。こちらに関しては、無事、最終的な修正を大量に加えつつ、現在、再校まで終了することができた。実際の出版は4月になると思われるが、日付の上では、今年度の3月末の日付で出版される予定である。この論文で新しく検討できた点は、まず、台湾・中央研究院の歴史語言研究所に所蔵されている漢文版「崇徳三年軍律」テキストや、河内良弘氏が訳注を出版された内国史院档に含まれる満文版「崇徳三年軍律」テキストと直接比較することによって、各条文の正確な意味を確定できたことである。次に、この法規の内容が康煕6年の蒙古例法典には収録されておらず、康煕35年の段階で初めて蒙古例法典に編入されたことが判明した。さらに、編入時の理藩院官僚による判断やその後の条文整理に関しても、発見が得られた。2011年度研究実施計画としては、まず、康煕6年の蒙古例法典について、転写と訳注をパソコンに打ち込んでいくという計画を予定していた。ところが、夏にウランバートルで研究発表をした際に、乾隆・光緒期の裁判文書を比較的長期間にわたって閲覧した結果、以前研究していた光緒期の「オドセルとナワーンの事件」のその後に関する新しい公文書を何通も発見できた。2006年に刊行した筆者の専門書では、裁判開始前に逃亡した殺人犯オドセルがどうなったのかを確定することができなかったのであるが、今回、彼が10年近く逃げ回ったあげく再捕縛されたことを確定できた。そのため、この事件の結末とともに乾隆期の別の二つの事件をも同時に整理発表しておくことが可能となった。康熈6年の法典を入力するだけでなく、乾隆期の蒙古例条文適用の結果を、誰かが発表する前に整理・発表しておく必要が出てきたのである。その結果、康煕6年法典の研究と乾隆期の蒙古例条文適用研究という二つの目標ができた。一方、2010年度末に執筆した、「崇徳3(1638)年軍律が康煕6年の蒙古例法典には入っておらず康煕35年の法典には編入されている」ことを実証した新研究を、国内外で口頭発表するというもう一つの計画は、完全に予定通り進めることができた。まず、5月20日に東京で開催された第56回国際東方学者会議で、英語とモンゴル語で発表し、ドイツや内モンゴルから来目したザガスター、チメトドルジ等の専門家と意見交換することが出来た。

次いで、8月10日にはウランバートルでの第10回国際モンゴル学者会議にてモンゴル語で発表した。ドイツのホイシェルトや内モンゴルのダリジャブ、モンゴル国のバヤルサイハンら法制史の専門家と意見交換でき大成功であった。文書館でも裁判文書を多数閲覧・発見できた。本年度は研究の最終年度であるため、本来ならば清朝初期の蒙古例集成法典各条文の比較検討作業を終える予定であったが、平成23-25年度に学内行政上の想定外の緊急業務が大量に入ってしまったことと、「オドセルとナワーンの事件」に関する喫緊の新史料を自ら発見したこととの二つの理由で、やむを得ず蒙古例研究の計画を一時的に縮小せざるを得なくなり、数年後の再開時に向けて基礎的な作業のみを完了しておくことになっていた。想定外の出来事が発生したとはいえ、研究計画を途中で縮小・変更せざるを得なくなったことに関しては、まことに遺憾に思う。数年後の蒙古例研究再開時には、スムーズに再着手出来るよう、計画をより慎重に練っておきたいと考えている。以上のような事情により、清朝初期の蒙古例法典の内、康煕6年法典に続いて、康煕36年法典のロシア語訳(ディリコフ氏が訳したもの)とドイツ語訳(ホイシェルト氏が訳したもの)とを比較検討しつつモンゴル文原文を訳していくという作業の最初の段階に入り、何とかその研究手法を確立することだけは出来た。また、ディリコフ氏の書籍の研究部分を読んでいって、蒙古例に対する氏の基本的な考え方を理解することが出来た。いずれも蒙古例研究の再開時には、すぐに役立つと思われる基礎部分の準備作業である。また、法制史学会からの依頼を受けて、日本国内で徐々に研究が進み始めた清代内モンゴルの裁判制度に関する研究の書評を2点執筆し、さらに、モンゴル法制史全体の研究動向をも執筆中である。いずれの作業も、裁判制度研究はもちろんのこと、今後の蒙古例研究にも直結する基礎的な準備作業となるので、研究計画に一区切りをつけるのにちょうど良い原稿となるはずである。本研究での平成24年度は、もともと崇徳3年の軍律、康煕6年の蒙古例法典、康煕35年頃の蒙古例法典という3種類のモンゴル文法典に関して各条文の和訳と比較検討を進める予定であった。しかし、平成23年度の夏期におけるウランバートルでの文書調査によって、かつて私が研究していた「オドセルとナワーンの事件」に関する新しい史料を大量に発見することができた。また、中国の内蒙古自治区から、裁判史料を含む大量の理藩院関連の史料集が出版された。以上、二点の史料が新たに出現したことによって、法典の条文研究よりも、とりあえず裁判制度の研究を優先させる必要が出てきた。先に研究しておかないと、誰か他の研究者がこのテーマを奪い取ってしまう可能性が出てきたのである。そこで、3種類の法典の比較研究と同時進行の形で、次の直近のテーマとなる裁判制度研究に向けた下準備をも進めておくことが、平成24年度の課題となった。結果的に、3種類の法典の訳注と比較は、少しずつではあるが着実に進み、平成25年度の研究を以て一定程度の段階にて一時中断できそうなぐらいの水準までは達した。この法典研究は、数年後に本格的に再開させるつもりである。また、本科研に続く次の科研テーマとして予定している裁判制度研究への準備も、平成24年度に着実に進めることができた。その学会等での活動の結果、学術雑誌『法制史研究』から、清代モンゴルにおける裁判制度研究の論文二点に関する書評の依頼と、同じくモンゴル法制史の研究動向執筆の依頼が来た。いずれも執筆は平成25年度、掲載は平成26年度となる予定であるが、ちょうど現在の本科研テーマと次期の科研テーマとを有機的に結びつけるという意味で、大いに意義ある研究となるであろう。2011年夏にウランバートルの公文書館にて、以前研究した「オドセルとナワーンの事件」のその後に関する公文書史料を多数発見できた結果、蒙古例の文献学的研究を行うとともに、誰も発表していない今のうちに、乾隆期の蒙古例条文適用に関する新しい研究を概説書のような形でも発表しておくという二つ目の目標が生じたため。
分光学的手法を用いた絶縁体-絶縁体界面における金属的電子状態の研究

SrTiO_3は通常最表面がTiO_2面からなる。この上にLaAlO_3を堆積させるとTiO_2-LaO界面ができる。この界面について、さまざまな成膜条件を調べたところ、SrTiO_3基板側に酸素欠損を生じさせていると思われる条件を見出した。一方、LaAlO_3を堆積させる前にSrOを一層堆積させることにより、SrO-AlO_2界面を作成することができる。この界面は絶縁体的であることが期待されるが、条件によっては金属的伝導を示すことがわかった。これら2種類の界面作成条件の検討から、LaAlO_3膜の成膜によりSrTiO_3基板側に酸素欠損を生じさせる条件は(1)低酸素分圧(2)高速成膜(3)大きなレーザースポットサイズであることがわかった。これら酸素欠損をできうるだけ避けた条件下で成膜した場合でも金属的伝導が見られることから、LaALO_3-SrTiO_3界面における金属的伝導の起源はSrTiO_3基板に生じた酸素欠損だけではないことを見出した。また、従来型放電管を用いた光電子分光測定をはじめた。これまでのところ、電気伝導の有無に対してLa5pの内殻準位について大きな変化は見られなかった。今後さらに詳細な測定を続けることにより、電子状態の立場から界面伝導の機構を明らかにしていきたい。
ハイブリッド型TCP輻輳制御の性能改善と実装評価

本研究では、高速・広帯域ネットワーク、無線ネットワーク、海中センサーネットワークそれぞれに適したトランスポートプロトコルに関する研究開発を進めた。それぞれについて、理論構築、シミュレーション実験、実装実験を併用して性能改善と評価を進め、既存方式を上回る新規な方式提案を実現した。また、将来的なトランスポートプロトコルの統合に向けた指針を得た。平成20年度は、当初の研究計画をほぼ順当に遂行し、以下の研究成果をもたらした。一部の研究成果はすでに平成20年度中に国内学会と国際学会での発表を行い、一部の研究成果は平成21年度の国際学会発表、ならびに論文誌への投稿を行っている。(1)新規アルゴリズムの検討:RTT公平、ならびにロス公平を実現する新奇なハイブリッドTCP輻輳制御手法の提案と評価を行った。また、ハイブリッド輻輳制御のTCPフレンドリレート制御拡張についても検討・評価を行い、新規提案手法の有効性を実証した。(2)実験環境の充実:申請機器(インタフェースボードとワークステーション)を購入し、超高速ネットワークのLinux実装実験環境を整備・活用し、超高速ネットワークのNS-2シミュレーション実験評価環境を整備し、さらには、無線ネットワークの実験評価環境の整備・活用を行った。(3)無線環境への拡張:無線環境特有の問題を考慮した輻輳制御アルゴリズム、ならびにその関連技術の提案と評価を行った。とりわけ輻輳制御・適応レート制御の実装評価を重視し、H.264/AVCによる圧縮映像のマルチホップ転送実験を行った。(4)研究成果のプロモーション:国際的にも著名なIEEE GLOBECOM2008などで、ハイブリッド輻輳制御とその関連技術に関する成果発表を行った。また、研究室ホームページ上で参照プログラムの公開を行ない(理論解析用MATLABコード、シミュレーション用NS-2コード、実装評価用Linuxコードのセット)、研究成果のプロモーションと情報共有を図った。平成21年度は以下の検討を行った。(1)ハイブリッド輻輳制御アルゴリズムの改善:a.RTT公平生を実現するハイブリッドTCP輻輳制御方式の成果発表を行うと共に、適応的なウィンドウ制御方式の改良に取り組んだ。b.Linux標準として組み込まれているCUBIC-TCPとの特性比較を行い、実装評価実験として、ハイブリッドTCP輻輳制御方式が、新規フローが追加された時の収束性に置いても優れた特性を示すことを示した。(2)無線環境への拡張:a.無線マルチホップ環境に適したTCP輻輳制御方式の検討を行い、新規な方式提案を行うと共に、有効性を実証した。b.a.のTCP方式にMAC層の優先制御方式を組み合わせることで、複数フローの公平性が改善されることを示した。c.実アプリケーションとして無線ネットワーク上の動画像配信実験を実施し、無線環境におけるハイブリッドTCP方式の課題(NICのバッファが巨大な時に従来方式に対する優位性が減少する点)を明らかにした。d.無線マルチホップネットワークにおけるTDMA/CSMAハイブリッドデータ転送方式の新規提案を行い、有効性の検証を行った。e.無線マルチホップネットワークにおけるノードの消費電力を抑えるクラスタリング方式の検討を個なった。(3)研究成果のプロモーション:国内学会・研究会にて成果発表を行い、提案方式のアピールを行った。また、国内論文誌への投稿を行った。一方、本年度は国際学会への採択率が低く、再投稿に向けた準備を進めている。平成22年度は特に無線環境に重点を置いた方式検討と実装評価実験、国際学会における研究成果のアピールに重点を置く。平成22年度は以下の検討を行った。(1)新規アルゴリズムの提案と改善:a.RTT公平性を実現するハイブリッドTCP輻輳制御方式として、前年度成果に基づく2件の国際学会発表を行うと共に、ルータのバッファサイズ推定とACK到着間隔の計測に基づく2件の新規提案を行ない、シミュレーション評価として有効性を確認した。b.実環境における動画像配信実験として、最近注目を集めているHTTPライブストリーミングを取り上げ、そのトランスポート層プロトコルとしての提案方式と既存方式の比較を行い、実装評価として、提案方式の有効性を明らかにした。c.提案方式を用いた上位層プロトコルとして、P2Pストリーミングに関する成果発表を行った。(2)無線環境への拡張:a.無線LAN環境において、アクセスポイントがフロー毎のTCP輻輳制御アルゴリズムを識別・差別化することで、複数フローのスループット不公平性を解決する方式について検討を行った。具体的なTCP輻輳制御アルゴリズムの識別手法としてタイムスタンプオプションを使う方式とパケット送信間隔を使う方式を検討し、シミュレーション評価として、それぞれの有効性を確認した。b.ハイブリッドTCPを基礎とするハイブリッドTFRC輻輳制御についても検討を進め、成果の国際学会発表を行うと共に、動画像ストリーミングの実装評価実験を行ない、提案方式の有効性を示した。c.無線マルチホップ接続に適したTCP輻輳制御方式の検討を継続し、パケットサイズの動的な制御を組み入れることで、シミュレーション評価として、提案方式の特性改善を実現した。また、この方式は海中センサーネットワークへの応用も想定しているが、海上における実機評価実験を含め、海中センサーネットワークに関わる各種の基礎的な検討を進めた。
非平衡クォーク・グルーオンプラズマの研究

クォーク・グルーオンプラズマ(QGP)や超新星内部(SN)等を対象とする非平衡量子場系を扱う摂動論の構築は、様々な反応の結果として系から放射される種々のシグナルの解析、及びそれらの反応の結果として生じる系の様相の時間・空間的変化を決定する目的でなされる。この研究では非平衡量子場系を扱う新しい摂動論の構成を行った。この摂動論は、従来の摂動論では現れたピンチ特異性が現れず、系の様相の変化を記述するポルツマン方程式が理論の枠組それ自体から導出されるという特徴をもっている。QGPを翅する量子色力学(QCD)のカイラル相転移を記述する有効理論であるO(N)線形シグマ模型(現実にはN=4)に支配される非平衡系を記述する摂動論を構成した。系内で起こる様々な過程の反応率を計算する摂動計算則を構成し、それらの反応の結果として相転移が如何に進行するかを記述する新しい枠組みを構成した。次いで、QCDのグルーオン等のゲージ粒子を含む非平衡系を扱い、ゲージ粒子の伝播子を構成することを通じて摂動論的枠組みを構成した。更に、QCDのクォーク等のフェルミ粒子を含む非平衡系を扱う摂動論を構成した。これらの研究により、標準理論(QCD、電弱理論)や量子電磁力学(QED)で記述される非平衡系の一貫した扱いが可能となった。構成された枠組みの応用として、超新星爆発環境下でのニュートリノの生成・崩壊を通じての転換を研究し、地球上で観測される可能性のあるニュートリノのスペクトルに特徴的なピーク構造が現れることを見いだした。クオーク・グルーオンプラズマは、クォーク、グルーオン、及びFPゴーストより成る系を記述する量子色力学(QCD)に支配される系である。QCDがもつ性質の一つであるカイラル相転移を模した有効理論の一つにO(N)線形シグマ模型があり、クォークの束縛状態であるパイ中間子とシグマ中間子が対称性の破れている相として記述される。この論文では、カイラル対称性の破れた相にある非平衡O(N)シグマ系を扱う摂動論の枠組みを第1原理から構成した。これにより、この系で生起する任意の過程の反応率の計算が可能になる。この枠組はギャップ方程式とボルツマン方程式を随伴した形で定式化されている。ギャップ方程式は、系の中でのパイ中間子、及びシグマ中間子の有効質量を決定するもので、ボルツマン方程式はパイ中間子、及びシグマ中間子の粒子数分布関数の時間・空間発展を記述するものである。この枠組みにより種々の反応率が計算され、それをもとにボルツマン方程式を解くことにより、粒子数分布の発展が決定されることにより、系の相転移の進行を理論的に追跡することが可能となる。クォーク・グルーオンプラズマを直接扱うにはQCDに支配される、クォーク、グルーオン、及びFPゴーストより成る非平衡系を扱う摂動論的枠組みを構築する必要がある。より具体的には、各粒子の非平衡伝播子を構成し、それらに随伴するボルツマン方程式を確定する必要がある。このような過程を経て摂動論の枠組みを既に構築しており、論文は現在投稿中である。上述の、非平衡O(N)線形シグマ系の場合と同様に、この枠組は、クォーク・グルーオンプラズマの時間空間発展を記述する基本的な枠組みとなる。クォーク・グルーオンプラズマ(QGP)や超新星内部(SN)等の非平衡量子場系の研究の最終目標は、系から放射される様々なシグナルの解析、及びそれを通じて系の様相の時間・空間的発展を決定することである。この目的めために非平衡量子場系を扱う新しい摂動論の構成を行った。これまでに知られていた標準的摂動論は次の2つの点で不満足なものであった。1)計算の途中段階でピンチ特異性による発散を含んでいる。2)系の様相の変化を記述するボルツマン方程式は理論の枠組みとは直接関連のない考察によって導入される。

摂動論で最も重要な量は系内に存在する種々のモードの伝播関数を決定することである。この日的に沿い、先ず、QGPのグルーオンやSNの光子等のゲージ粒子を含む場の量子論に従う非平衡系内のゲージ粒子の伝播関数を構成した。次いで、QGPのクォークやSNの電子、ニュートリノ等のフェルミ粒子の伝播関数を構成した。これらの伝播関数と有機的に関連した形で、非平衡量子場系を記述する摂動論を構成した。この摂動論では、これまでの標準的なものとは異なり、上述の2つの不満足な点が同時に克服されている。即ち、ピンチ特異性による発散がないため、系からのシグナル発生率等に対して確度の高い計算が可能になると同時にボルツマン方程式が内蔵されているため系の様相の変化が自動的に決定できる。上で構成した理論形式の応用として、超新星爆発下でのニュートリノの転換、及び崩壊の研究を行った。
大腸癌スクリーニング検査としての便中細胞における遺伝子学的検査

大腸癌スクリーニング検査として便から採取した細胞の遺伝子の変異を調べることによって信頼性の高い大腸癌スクリーニングが可能か検討する。そこで前年度では大腸癌関連遺伝子としてのK-ras(codon 12,13変異)、p-53の遺伝子2つを選択し、その遺伝子を測定することで大腸癌診断が可能であるかを検証した。18例の大腸癌手術症例について便中のK-ras(codon 12,13変異)、p-53の遺伝子2つについてを測定した。K-ras(codon 12,13変異)についての陽性率が11/18(61.1%)でありかなり有効であると考える。しかしp-53突然変異遺伝子の陽性率は2/18(11.1%)で低率であった。K-ras陽性率は33%100%であった。またp-53は直腸癌の2例のみ検出された。右側結腸では年齢、性別、壁深達度、分化型、リンパ管侵襲・静脈侵襲・Stageには有意な差は認めず。腫瘍最大径は陽性のものが大きかった。左側結腸・直腸では右側結腸より検出率が高く、男性に多かった。18例の最大腫瘍径では陽性と陰性の境界は3.0cmであった。1. p-53は直腸癌のみで検出され、11.0%と低率であった。2. K-ras陽性率は左側結腸癌(72.7%)で高率であった。3.男性(男87.5%:女40%)で高率であった。4.年齢・分化型・リンパ管侵襲・静脈侵襲・Stageには差は認められなかった。5.最大腫瘍径3.0cm以上の腫瘍でK-ras変異が検出された。以上のことから、K-ras単独では検出率がやや低率である。またp-53は不適である。他の遺伝子マーカー(APC、BAT-26など)を検索する必要がある。(この結果は第65回日本大腸肛門病学会(浜松)にて発表した。)今年度はK-ras(codon 12,13変異)の偽陽性率、それに加えAPC遺伝子との組み合わせの可能性について検証した。現在10例について解析中である。大腸癌スクリーニング検査としての便中における細胞遺伝子学的検査によって、大腸癌スクリーニングが可能かどうかを簡便性、正確性について検討し、早期発見に役立てたい。しかし、複数の遺伝子マーカーでの検査でありスクリーニング検査としては簡便性、費用面でいまだ十分なものではない。便から採取した細胞のRAS遺伝子の変異を調べることによって信頼性の高い大腸癌スクリーニングが可能との小規模の研究が報告されている。そこで本研究では手術前の大腸癌患者の便中の細胞を採取し、大腸癌関連遺伝子としてのK-ras(codon 12,13変異)、p-53の遺伝子2つを選択し、その遺伝子を測定することで大腸癌診断が可能であるかを検証した。試料採取として、当院外科において大腸癌と診断された手術前患者でンフォームドコンセントし同意得た症例を対象とした.大腸内視鏡検査施行中に直腸内の便を採取し、遠心分離したうえで沈殿物を-80°C冷凍保存する。今後はK-ras(codon 12.13変異)の偽陽性率、それに加えAPC遺伝子との組み合わせの可能性について検証を続ける予定である。

4.年齢・分化型・リンパ管侵襲・静脈侵襲・Stageには差は認められなかった。5.最大腫瘍径3.0cm以上の腫瘍でK-ras変異が検出された。以上のことから、K-ras単独では検出率がやや低率である。またp-53は不適である。他の遺伝子マーカー(APC、BAT-26など)を検索する必要がある。(この結果は第65回日本大腸肛門病学会(浜松)にて発表した。)今年度はK-ras(codon 12,13変異)の偽陽性率、それに加えAPC遺伝子との組み合わせの可能性について検証した。現在10例について解析中である。
応力レベルの相似性に着目した粒状材料の新しい縮尺模型実験手法の開発

本研究の目的は、安価で簡便な室内要素試験と小型模型実験結果から、原位置の挙動を予測し得る新しい縮尺実験手法を構築することである。すなわち、プロトタイプの挙動を、簡便な小型モデルで近似した模型実験を行い、荷重強度を初期平均主応力でノーマライズすることにより、縮尺スケールと応力レベルの相似性を同時に満たすような新しい縮尺模型実験手法の開発を行うものである。本年度は、スコリア、早川河口砂の2つの自然堆積砂礫試料に対して、不攪乱・攪乱試料の非排水・排水三軸圧縮試験を行い、steady-stateについて、粒子破砕域を含む広範な圧力下で検討し、さらに実験室内で調整した攪乱試料の結果との比較を行った。その結果、実地盤より採取した自然堆積のスコリア、早川河口砂のsteady-state lineは、排水条件、不攪乱・攪乱試料の違いによらず、粒子破砕域にまでおよぶ広い圧力範囲において、e-logp'平面上でそれぞれ同一な直線上に収束することが明らかにされた。また、得られたsteady-state lineを用いて、この線と平行となるような異なる2つの間隙比に調整した供試体で三軸試験を行い、得られた応力-ひずみ関係を初期圧密応力で正規化することにより、要素において相似則の成立することを確認することができた。来年度は、支持力問題について、相似則の確認を行う予定である。すなわち、steady-state lineを用いて、重力場の支持力実験結果を初期平均主応力で基準化し、スコリア、早川河口砂地盤で行ったプロトタイプスケールの支持力遠心実験結果と荷重-沈下挙動について比較を行う。そしてさらに、他の地盤工学の境界値問題(斜面安定、土圧等)や遠心模型実験での検証を行い、本手法の有効性と一般性を確認していく予定である。