hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
骨髄間質細胞による造血微小環境統御の分子メカニズム

骨髄間質細胞による造血微小環境統御の分子メカニズムを解明することを目的として、昨年度においては、ヒト骨髄間質細胞株LP101から産生される分化誘導因子は、高分子量画分と低分子量画分の2つに分離されることを示し、高分子量画分に含まれる活性の主体はサイトカインTNF-alphaであることを明らかとした。本年度においては、低分子量画分に含まれる活性の分離・同定を試み、またTNF-alphaとの機能的相関に関して解析した。1.低分子量画分に関しては、顆粒球・単球系前駆細胞株HL-60に対する分化誘導活性を指標にして、カラムクロマトグラフィー、薄層クロマトグラフィー、有機溶媒抽出を用いて分離・同定を試みた。現在のところ同定するには至っていないが、低分子量画分に含まれる因子は、水溶性が高く、熱およびプロテアーゼに耐性を示すことが示された。2.低分子量画分は、それ単独では分化誘導活性を示さず、高分子量画分の活性を相乗的に促進することが示された。また、低分子量画分はTNF-alphaの活性に対しても、相乗的に促進することが示された。さらに、低分子量画分と高分子量画分が相乗効果を示すためには、それらが同時に存在することが必要であることも示された。以上のことから、LP101細胞はTNF-alphaを主体としたサイトカインと、低分子量の非タンパク質性因子を産生することにより、HL-60細胞の分化を誘導することが示された。これは、骨髄中においても骨髄間質細胞が、サイトカインだけでなく低分子量の非タンパク質性因子を介して造血細胞の分化を誘導していることを示唆している。今後この低分子量因子を同定することにより、分子メカニズムの解明が進むことが期待される。骨髄間質細胞による造血微小環境統御の分子メカニズムを解明することを目的として、本年度においては、ヒト骨髄間質細胞株LP101から産生される分化誘導因子の分離・同定を試みた。1.顆粒球・単球系前駆細胞株HL-60に対する分化誘導作用を指標にして、骨髄間質細胞株LP101の培養上清を分画した。分化誘導活性は、主としてHL-60におけるCD11bの発現量をフローサイトメトリーにより測定した。分画分子量1000のメンブレンを用いて限外濾過を行うことにより、分化誘導活性は、高分子量画分と低分子量画分の両方に分離された。高分子量画分は熱により失活するため、タンパク質性因子であり、低分子量画分は熱に耐性のため、非たんぱく質性因子であると考えられた。2.LP101の培養上清中に、種々のサイトカインに対する中和抗体を添加し、HL-60に対する分化誘導活性に与える影響を検討した。その結果、TNF-alphaに対する中和抗体は分化誘導活性に対して強い抑制効果を示した。また、IL-6およびGM-CSFに対する中和抗体は弱い抑制効果を示したが、G-CSFおよびM-CSFに対する中和抗体は全く影響を与えなかった。さらに、TNF-alpha,IL-6,GM-CSFの組み換えタンパク質のHL-60に対する分化誘導活性を検討し、TNF-alphaによる強い分化誘導活性と、IL-6およびGM-CSFによる弱い分化誘導活性が確認された。したがって、上記の高分子量画分に含まれるタンパク質性因子は、主としてTNF-alphaであり、IL-6およびGM-CSFも含まれることが考えられた。3.低分子量画分に関しては、カラムクロマトグラフィーによる分画を進行中である。
新たに分離されたニワトリ腫瘍ウイルス感染鶏の腫瘍病理学的研究

まず最初に新しい癌遺伝子mafの遺伝子産物(Maf)に対する抗体を作製これを用いて正常鶏胚,若齢雛の各臓器を免疫組織学的にしらべた。Maf陽性所見はすべて細胞核に認められた。孵卵10日の胚では脳で陽性細胞が多数観察され,とくに大脳皮質と視葉の顆粒細胞が顕著であった。さらに腎糸球体上皮,肺原基の間葉細胞,心,消化管,軟骨周囲の結合組織細胞が陽性であった。孵卵15日の胚から孵化後5日の雛で,ほぼ同様の分布が観察されたが,とくに肺では孵卵15日で間葉細胞が強陽性を示し,その後,上皮細胞の増数にともなって陽性細胞は減数した。40日の雛では大脳皮質,視葉,腎糸球体ばかりでなく小脳顆粒細胞も陽性であった。若齢雛臓器を用いたノ-ザンブロットの結果,脳,肺,腎でmaf RNAの発現がみられた。mafをもつ癌ウイルス(AS42)の鶏感染実験は進行中。次に癌遺伝子fos(正常鶏胚では神経系,間葉系の細胞に発現するという報告がすでにある)をもつ癌ウイルスNK24を新生雛に接種,発生する腫瘍を病理学的に観察した。腹腔内(ip)またはwing web(ww)接種後12カ月で半数以上の鶏に腫瘍の発生がみられた。ip接種では消化管漿膜,腸管膜に,ww接種では翼大腿部の皮下に米粒大雀卵大の白色硬質の腫瘤が多数形成された.腫瘍は組織学的には充実性の線維組織で,大型の多角形腫瘍細胞が散在していた。この細胞は異型度が高く,核分裂像も認められた。以上のことから、新しい核内癌遺伝子mafは正常のニワトリ発生,成長過程において,fosと同様に,おもに神経系,間葉系の細胞核に発現することがわかった。maf,fosをもつ癌ウイルスのニワトリにおける発癌実験は進行中であるが,fos(NK24)については腫瘍が高率に発生することが認められた。
ヒアルロン酸ーケモカインを基軸とした幹細胞ニッチ統合支配の分子機構

骨髄や腫瘍におけるストローマはニッチとして造血幹細胞の支持や動員に働く"場"を提供しているとされる。そこで、本研究では、Hasヒアルロン酸合成酵素の遺伝子改変マウスを駆使して、ストローマの形成するヒアルロン酸細胞外マトリックスが、ケモカインと連携して造血幹細胞の動員に働く分子機序について検討し、以下の結果を得た。1)ヒアルロン酸産生腫瘍における造血幹細胞の動員増加ヒアルロン酸合成酵素2(Has2)のコンディショナルトランスジェニックマウス(Has2 cTg)の解析から、乳がんにおけるヒアルロン酸の増加が、造血幹細胞と考えられるKSL(c-Kit^+Sca-1^+Lin^-)の乳がん組織への動員を増加することを明らかにした。2)ストローマヒアルロン酸の欠損による造血幹細胞動員の抑制Has2のコンディショナルノックアウトマウス(Has2 cKO)からヒアルロン酸欠損線維芽細胞を樹立して、乳がん細胞との共移植実験を施行し、ストローマヒアルロン酸の欠損により、KSL細胞のポピュレーションが移植がんにおいて有意に減少することを明らかにした。3)ヒアルロン酸欠損によるケモカイン産生の抑制線維芽細胞におけるヒアルロン酸合成の欠損がケモカイン産生に与える影響を抗体アレイにより検討し、ピアルロン酸合成の欠損により線維芽細胞のCXCL12産生が減少することを明らかにした。以上の結果は、間質ヒアルロン酸がケモカインの産生を増加して、腫瘍内への造血幹細胞の動員にニッチとして働くことを示唆している。骨髄ストローマの形成するヒアルロン酸細胞外マトリックスが幹細胞ニッチとして機能する分子機序を明らかにする目的で、ヒアルロン酸合成酵素(Has)遺伝子のコンディショナルノックアウト(cKO)マウスやコンディショナルトランスジェニック(cTg)マウスを用いて、インターフェロン誘導生にCre遺伝子組換え酵素を発現するMx-Creマウスと交配し、骨髄におけるヒアルロン酸産生の人為的な制御システムの確立を試みた。まだ、上記遺伝子改変マウス由来の骨髄ストローマ細胞と造血幹細胞を用いて、骨髄ストローマ細胞の形成するヒアルロン酸細胞外マトリックスが、幹細胞の未分化状態維持に働く機能について、細胞培養系により検証した。その結果、Has cKOあるいはcTgマウスの骨髄からストローマ細胞を単離・培養することに成功し、細胞周囲におけるヒアルロン酸マトリックスの形成や産生能、更にはHas遺伝子の発現を解析した。そして、これら遺伝子改変マウス由来の骨髄ストローマ細胞においてヒアルロン酸の産生制御が可能であることを明らかにした。また現在、対照の骨髄ストローマ細胞とHas遺伝子欠損あるいは強発現細胞との間で幹細胞のストローマ細胞に対する接着性や長期維持に対する作用を比較している。今後は、CD44やCXCR4欠損マウスから単離した幹細胞を用いて同様の解析を施行し、CD44やSDF-1/CXCR4基軸とヒアルロン酸との協調的、あるいは非依存的作用を検討する計画である。
コア間の空間冗長性を活用するメニーコアプロセッサアーキテクチャ

プロセッサのマルチコア化が進み2コア8コアのプロセッサが多く出荷され主流となっている.研究においては,数10数100といったコア数を搭載するメニーコアプロセッサが注目されている.一般にメニーコアプロセッサにおけるチップ上の通信は,スケーラビリティなどの優位性からNetwork-on-Chip(NoC)と呼ばれるオンチップのルータを介したパケット通信を用いて行われる.コア数の増加とともにコア間の通信も増加し,ネットワークの性能によりアプリケーションの性能向上が制限されることが懸念される.一方で,LSIの一層の微細化によりプロセッサにおけるソフトエラー率,ばらつきが増加し信頼性の低下が深刻化している.ソフトエラーは,メモリや論理回路などでランダムに発生する一時でキナ誤動作である.メニーコアプロセッサにおいても集積するトランジスタ数が増加するため信頼性の低下が懸念される.本研究では,上記の問題についてコア間の空間冗長性を活用するためにオンチップルータを高機能化し複数コアを協調動作させるアプローチをとっている.23年度は,昨年度に提案した信頼性向上を目的とした2コアを利用した2重冗長化手法について,提案手法による通信が発生させるネットワーク経路上でのデッドロックを解決した.また,それをふまえた高機能オンチップルータの詳細なアーキテクチャを決定した.2重冗長化に必要な機能である,(1)パケットの送信先変更,(2)パケットの複製,(3)パケットの比較,(4)タイムアウトを実現するハードウェアを決定し.ハードウェア規模の見積もりをおこなった.また,オンチップルータに関する研究として近年報告されたDistributed Shared Buffer Routerを改良し性能向上する手法を提案した.また,メニーコアに関する研究として,昨年度提案したDistributed Shared-Buffer Routerの改良手法を進歩させ,さらなる性能向上を達成した.プロセッサのマルチコア化が進み2コア8コアのプロセッサが多く出荷され主流となっている.研究においては,数10数100といったコア数を搭載するメニーコアプロセッサが注目されている.一般にメニーコアプロセッサは複数のコアがチップ内ネットワークにより結合された構成をとる.コア数の増加とともにコア間の通信も増加し,ネットワークの性能によりアプリケーションの性能向上が制限されることが懸念される.一方で,LSIの一層の微細化によりプロセッサにおけるソフトエラー率,ばらつきが増加し信頼性の低下が深刻化している.メニーコアプロセッサにおいても集積するトランジスタ数が増加するため信頼性の低下が懸念される.本研究では,上記の問題についてコア間の空間冗長性を活用するためにオンチップルータを高機能化し複数コアを協調動作させるアプローチをとっている.22年度は,信頼性向上を目的として,2コアを利用した冗長実行手法を提案した.提案手法では,冗長実行しているコアが送信するパケットをルータにおいて比較しエラー検出する.この手法をFPGAに実装し,意図的にエラーを注入し,それが検出されることを確認した.また,2コアを利用した冗長実行手法を拡張し,3コアを利用した冗長実行による多数決システムを実現する手法について検討した.また,オンチップルータに関する研究として近年報告されたDistributed Shared Buffer Routerを改良し性能向上する手法を提案した.プロセッサのマルチコア化が進み2コア8コアのプロセッサが多く出荷され主流となっている.研究においては,数10数100といったコア数を搭載するメニーコアプロセッサが注目されている.一般にメニーコアプロセッサにおけるチップ上の通信は,スケーラビリティなどの優位性からNetwork-on-Chip(NoC)と呼ばれるオンチップのルータを介したパケット通信を用いて行われる.コア数の増加とともにコア間の通信も増加し,ネットワークの性能によりアプリケーションの性能向上が制限されることが懸念される.一方で,LSIの一層の微細化によりプロセッサにおけるソフトエラー率,ばらつきが増加し信頼性の低下が深刻化している.ソフトエラーは,メモリや論理回路などでランダムに発生する一時でキナ誤動作である.メニーコアプロセッサにおいても集積するトランジスタ数が増加するため信頼性の低下が懸念される.本研究では,上記の問題についてコア間の空間冗長性を活用するためにオンチップルータを高機能化し複数コアを協調動作させるアプローチをとっている.23年度は,昨年度に提案した信頼性向上を目的とした2コアを利用した2重冗長化手法について,提案手法による通信が発生させるネットワーク経路上でのデッドロックを解決した.また,それをふまえた高機能オンチップルータの詳細なアーキテクチャを決定した.2重冗長化に必要な機能である,(1)パケットの送信先変更,(2)パケットの複製,(3)パケットの比較,(4)タイムアウトを実現するハードウェアを決定し.ハードウェア規模の見積もりをおこなった.また,オンチップルータに関する研究として近年報告されたDistributed Shared Buffer Routerを改良し性能向上する手法を提案した.また,メニーコアに関する研究として,昨年度提案したDistributed Shared-Buffer Routerの改良手法を進歩させ,さらなる性能向上を達成した.
インターネットを利用した周産期メンタルヘルスサポートプログラムの開発

文献検討や面接調査等を経て、周産期の女性、その家族や地域社会の人々、さらに産後の女性を取りまく看護職が利用できる「インターネットを利用した周産期メンタルヘルスサポートプログラム」が開発され、成果はWeb上に公開された。その有用性に関する質問紙調査では概ね肯定的な評価が得られた。さらにサポートプログラムに基づく教育研修に参加した看護職は援助態度と周産期うつ病を理解する能力が有意に向上していた。本研究の目的は、産後の女性と、産後の女性を取りまく専門職および家族や地域社会の人々が利用できる「インターネットを利用した周産期メンタルヘルスサポートプログラム」を開発し、その有用性を評価することである。ホームページは、「妊産婦用支援サイト」、「周産期メンタルヘルスに関する家族・一般向けページ」、「周産期メンタルヘルスに携わる看護専門職用ガイドライン」の3つから構成されるものとした。(1)ホームページの開発(1)それぞれのページについて筆者が行った先行研究および周産期メンタルヘルスに関する文献をもとに原案を作成し、(2)助産師、保健師、精神看護専門看護師、精神科医、産科医等の専門家および産後うつ病の体験を持つ一般女性に協力を得、妥当性を評価し、原案を修正してweb上に公開、さらに(3)周産期メンタルヘルスに関わっている助産師、保健師を対象に質問紙調査を行い、表面妥当性、有用性を評価する。その結果に基づいて修正版を精錬し、(4)webにアクセスし、かつ研究協力に同意した者を対象として内容妥当性、表面妥当性、有用性の調査を継続することとした。(2)周産期メンタルヘルスに携わる看護専門職用ガイドラインに基づいた教育プログラムの開発(1)周産期メンタルヘルスに関わる看護職が、それに関する知識・技術をより効果的に習得することを目的として、「看護専門職用ガイドライン」をもとに教育プログラムを作成する。(2)保健センターに勤務する保健師、助産師、および産科に所属する助産師、看護師で教育プログラムへの参加および調査協力に応じた人を対象として、教育プログラムを実施し、事前・事後調査、およびグループインタビューを通して教育プログラムを評価検討する。その結果をもとに教育プログラムを精錬することとした。産後の女性と女性を取りまく専門職および家族や地域社会の人々が利用できる「インターネットを利用した周産期メンタルヘルスサポートプログラム」を開発し、その有用性を評価することを目的として研究を行った。19年度は〔A.妊産婦用支援サイトの開発〕、および〔B.周産期メンタルヘルスに関する家族・一般向けページの開発〕に取り組んだ。まず、先行研究と周産期メンタルヘルスに関する文献を参考に、妊産婦用支援サイトおよび周産期メンタルヘルスに関する家族・一般向けページの原案を作成し、作成した原案の妥当性を検討するために、周産期メンタルヘルスに関わる保健師および助産師を対象にグループ・インタビューによる調査を行った。対象者は近畿圏内で周産期メンタルヘルスに関わっている保健師11名、助産師5名であった。対象者からは、原案の項目および内容は妥当であると評価されるとともに、以下のような周産期メンタルヘルスに関する実態等が明らかにされた。1)産後の女性の不安の高さ、2)うつ状態にある母親への関わりの困難さ、3)スクリーニング調査を利用した産後の母親のメンタルヘルス支援の有用性と課題、4)周産期メンタルヘルス支援システムの実態と問題点。以上の結果から、産後の女性自身に対するメンタルヘルス支援の必要性、特に女性自身が自ら精神状態をチェックし、また必要時適切に相談できるための情報、周囲の人がうつ状態の女性にどうかかわったらよいのかという具体的な情報の重要性があらためて確認された。さらに、周産期メンタルヘルスに関わる看護専門職も、日頃の支援の中で、必要時に活用できる専門的情報を求めており、専門職に対するWebサイトを用いた支援の重要性が示唆された。修正された原案のWeb上での公開については、情報学の専門家の協力を受け、準備中である。平成19年度の研究成果および文献検討から、周産期にある女性のメンタルヘルス支援を推進する上で産後の女性自らが精神状態をチェックし、また必要時に相談できるための適切な情報、周囲の人が産後うつ状態の女性にどうかかわったらよいかという具体的な情報の重要性があらためて示唆された。(1)19年度の結果をふまえ、「A.妊産婦用支援サイト」、「B.周産期メンタルヘルスに関する家族・一般向けページ」の原案を作成した。さらに作成した原案の内容妥当性や表面妥当性について研究協力者とともに検討し、修正をくわえた。(2)原案の内容妥当性について・周産期精神医学、精神看護学、母性看護学、地域看護学の専門家7名によって評価した。その結果、内容は妥当であること、しかし一部表現や構成を修正し、一般女性や家族が利用しやすくする必要があるとわかった。(3)(2)に基づいて原案を修正し、修正版を作成した。(4)修正版について、その内容および表現の妥当性を検討するために、周産期の女性に関わる保健師、助産師等30名に依頼し、質問紙調査を行った。14名から回答を得(回収率46.7%)、分析した。

その結果、項目、構成、内容の適切さについては、ほぼ全員から適切であるとの評価を得た。しかし内容のわかりやすさについては、やや難しい表現が含まれていたため、一般女性や家族にとってわかりやすいものにする工夫が必要であるとの意見が複数認められた。(5)(4)に基づいてガイドラインを修正した。(6)修正されたガイドラインをWeb上で公開した。1.「周産期メンタルヘルスに携わる看護専門職用ガイドライン」の開発20年度までに作成した「周産期メンタルヘルスに携わる看護専門職用ガイドライン」(周産期の女性に関わる保健師、助産師、看護師が周産期メンタルヘルスに関する理解を深め、女性の精神健康状態を正確に把握し、かつ精神健康状態に応じた援助方法を習得することを目的とするもの)の原案について、(1)ガイドライン原案の内容妥当性について、周産期精神医学、精神看護学、母性看護学、地域看護学の専門家7名によって評価した。その結果、内容は妥当であること、しかし各ページの構成、表現についての追加、修正が必要であるとわかった。(2)(1)に基づいて原案を修正し、修正版を作成した。(3)修正版について、その内容および表現の妥当性を検討するために、周産期の女性に関わる保健師、助産師等30名に依頼し、質問紙調査を行った。14名から回答を得(回収率46.7%)、分析した。その結果、項目、構成、表現の適切さおよびわかりやすさについては、ほぼ適切であるとの評価を得た。特に、うつ状態にある女性への関わり方が具体的であり、特に有用性が高いという意見が多かった。(4)(3)に基づいてガイドラインを修正した。(5)修正されたガイドラインをWeb上で公開した。2.「周産期メンタルヘルスに携わる看護専門職用ガイドラインに基づいた教育プログラムの開発」看護専門職を対象とした教育プログラムは、周産期メンタルヘルスに関わる看護職が、それに関する知識・技術をより効果的に習得することを目的とするものである。(1)上記1.で開発した「看護専門職用ガイドライン」に基づいた教育プログラムを開発した。(2)教育プログラムを用いた教育の効果を測定するためのツールについて、文献をもとに検討し決定した。22年度は21年度までに開発した周産期メンタルヘルスサポートプログラムをさらに精錬するとともに、「周産期メンタルヘルスに携わる看護専門職用ガイドラインに基づいた教育プログラム」を用いた教育を実施し、効果を検証した。1.周産期メンタルヘルスサポートプログラムの精錬前年度までに得られた結果をもとに、うつ状態の女性にも利用しやすいように動画を挿入するなどの工夫を行った。また最近のうつ病治療に関する情報をもとに内容を追加・修正した。2.ガイドラインに基づいた看護職を対象とした教育プログラムの効果検証看護職を対象として、ガイドラインに基づいた教育プログラムを作成・実施し、その効果を検証した。
Pathogenicな免疫記憶の形成と維持機構の解明

IL-33によって発現誘導される新規機能分子であるAmphiregulinに着目し、生体内におけるAmphiregulinによる病原性誘導機構の解析を行った。その結果、Amphiregulinを特異的に産生し、気道の線維化に深く関与する記憶型Th2細胞を同定し「線維化誘導-病原性記憶CD4 T細胞」と命名し論文発表を行った(Morimoto et al. Immunity 2018)。その後、プレスリリースで社会への発信を行い、NHKなどで報道され注目を浴びた。研究成果の概要としては、同細胞から産生されるAmphiregulinは、好酸球に発現するEGF受容体を介して、好酸球を活性化し、炎症性好酸球へリプログラムする。この結果、好酸球は、細胞外マトリックスの構成成分として重要なOsteopontinを産生し気道周囲の線維化を誘導する。これら、IL-33, Amphiregulin, Osteopontinのどの分子も好酸球性気道炎症における気道周囲の線維化に必須であることを明らかにした。さらに、同様のAmphiregulin産生記憶型CD4 T細胞およびOteopontin産生好酸球が、好酸球性副鼻腔炎患者由来のポリープ中にも多数認められることを明らかにした。以上のことからヒトの慢性好酸球性炎症疾患における組織線維化の病態形成においても“IL-33-Amphiregulin-EGFR-Osteopontin axis"が深く寄与している可能性が示唆された。さらに、ポリコーム及びトライソラックス分子群による記憶Th細胞の機能変換・維持機構に関する解析を行った。ヒストンのリジン4トリメチル化(H3K4me3)活性を有するトライソラックス複合体の中でもCOMPASS複合体の一員であるCxxc1タンパク質に着目し解析を進めている。論文発表を近々行うべく準備中である。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。2.ポリコーム及びトライソラックス分子群による記憶Th細胞の機能変換・維持機構に関する解析: ES細胞、B細胞、ナイーブT細胞、エフェクターT細胞を用いたChIP-Seq法によってT細胞の機能発揮に重要なBivalentな調整を受けている遺伝子群を同定した(Onodera et al.manuscriptunder revision)。3.記憶Th細胞の形成と維持を担う環境因子(場)の解明: iBALT中での記憶Th細胞の維持にIL-7産生リンパ管内皮細胞が必須であること、このリンパ管内皮細胞の新規マーカーとしてThy1がマウスおよびヒトで有用であることを明らかにした(Shinoda et al. manuscript under revision)。今後は、iBALTにおける抗体産生細胞の解析を含めた機能解析および機能分子の探索を引き続き行う。〔連携研究者〕千葉大学大学院医学研究院:小野寺淳Pathogenicityを担う機能分子を同定、遠藤裕介IL-33/ST2による記憶Th2細胞のPathogenicity誘導に関する解析、篠田健太・平原潔記憶Th細胞の形成と維持を担う環境因子(場)の解明1.Pathogenicityを担う機能分子を同定:アレルギー性気道炎症を起こす“Pathogenic記憶Th2細胞"のPathogenecityを担う新規機能候補分子を網羅的遺伝子発現解析の結果から複数同定した。それらのなかでも、Epidermal growth factorファミリーのAmphiregulinに特に注目し解析を行っている。現在、遺伝子改変マウスを入手し、詳細な解析を進めている。2.ポリコーム及びトライソラックス分子群による記憶Th細胞の機能変換・機能維持に関する解析:ES細胞、B細胞、ナイーブT細胞、エフェクターT細胞を用いたChIP-Seq法による解析によってT細胞の機能発現に重要な遺伝子群を同定した。さらに、T細胞におけるEzh2およびトライソラックス分子Meninのゲノムワイドな働きについて解析をすすめ、T細胞特異的な遺伝子発現制御機構を明らかにした(Onodera et al, Mol Cell Biol. 2015)(Onodera etal,TrendsMol.Med.2015)。〔連携研究者〕千葉大学大学院医学研究院:小野寺淳Pathogenicityを担う機能分子を同定、遠藤裕介IL-33/ST2による記憶Th2細胞のPathogenicity誘導に関する解析、平原潔記憶Th細胞の形成と維持を担う環境因子(場)の解明本申請研究では、免疫学領域で残されている一大テーマである免疫記憶(immunological memory)の形成と維持の分子機構に関するプリンシプルを明らかにする目的で研究を遂行している。特に「生体にとって有害な免疫記憶T細胞が分化し長期間維持される分子機構」をクロマチンレベルおよび生体レベルで解明するために、1アレルギー性気道炎症を起こす“Pathogenic記憶Th2細胞"をモデル細胞にして、その形成・機能転換の分子機構およびPathogenicityを担う新規機能分子の同定、2ポリコーム及びトライソラックス分子群による記憶T細胞の機能変換・維持機構、3記憶Th細胞微小環境の解析を分子・細胞・個体レベルで進めている。現在までに、(1)記憶Th2細胞の機能分子として全く報告のないEpidermal Growth FactorファミリーのAmphiregulinを新規候補分子を同定した。アレルギー性気道炎症におけるこれらの候補分子のPathogenicな機能について、遺伝子改変マウスを用いた解析を進めている。(2) T細胞におけるEzh2およびトライソラックス分子Meninのゲノムワイドな働きについて解析をすすめ、T細胞特異的な遺伝子発現制御機構を明らかにし、報告した(Onodera et al, Mol Cell Biol. 2015)(Onodera et al, Trends Mol. Med. 2015)。

(3)多重染色法と共焦点レーザー顕微鏡を用いてiBALT形成における作動メカニズムの観点から記憶Th細胞微小環境の組織学的解析を行い、記憶型Tpath2細胞の炎症局所における維持に、iBALT構造が必須であることを明らかにし、報告した(Shinoda et al. PNAS 2016 in press)。以上、着実な研究進展および研究成果の発表が認められており、おおむね順調に進展しているといえる。炎症局所への炎症細胞浸潤に重要な役割を果たすCD69分子のリガンドであるミオシン軽鎖9/12(Myl9/12)の同定に成功した(Science Immunology 2016)。Myl9/12は、肺などの炎症組織の血管の内側でネット様構造を形作り(Myl9 nets)、CD69を発現した病原性免疫細胞を炎症組織内へ誘導するプラットフォームとして働くと考えられる(CD69-Myl9/12システムと命名)。また、好酸球性副鼻腔炎の病態生理に記憶型Pathogenic Th2細胞が深く関与していることを、患者鼻腔内ポリープおよび末梢血を用いた解析から明らかにした(Science Immunology 2016)。これまでの研究成果をまとめて、「慢性のTh1/Th2病と呼ばれる病態は、Th1/Th2細胞のアンバランスで起こるのではなく、免疫記憶細胞が生体内でできる際に特別な環境下で出現する記憶型Pathogenic Th1/2/17細胞に因る」という新たなコンセプトを提唱した(Ann. Rev. Immunol 2017)。本申請研究では、免疫学領域で残されている一大テーマである免疫記憶(immunological memory)の形成と維持の分子機構に関するプリンシプルを明らかにする目的で研究を遂行している。今年度は、炎症局所への炎症細胞浸潤に重要な役割を果たすCD69分子のリガンドが不明であったため、骨髄の血管内皮細胞の溶出タンパク質を用いて、リコンビナントCD69によるプルダウン法とプロテオミクス解析で検索を行った。その結果、CD69リガンド分子であるミオシン軽鎖9/12(Myl9/12)の同定に成功した(Hayashizaki et al. Science Immunology 2016)。
酸化物ヘテロエピタシを用いる低温動作・極限高速光変調器の試作研究

本研究は、酸化物高温超伝導体の特徴を生かした極限高速動作素子の試作研究に関するものである。具体的な素子として特に光変調器を目的としている。この素子実現の鍵は、伝送線路となる超伝導体の高品質薄膜作製技術にかかっている。そのためには高温超伝導体YBaCuOのエピタキシャル成長を電気光学基板上に実現させることが必須である。この積層薄膜構造の実現が困難であり、酸化物高温超伝導体の素子応用の実現を拒んできた。本研究によって、電気光学基板としてYカットLiNbO_3を使用し、この基板上にバッファ層として使用可能なYSZをエピタキシャル成長させることを可能とした。さらに、このYSZ上にYBCOをエピタキシャル成長を実現させることができた。これは世界で初めての成果であった。これにより、全エピタクシャル形デバイスの実現の基盤技術が確立した。この要素技術をもとにマッハツェンダー位相変調方式の光変調器を組み上げて、その低温基礎特性の測定・評価を行った。200GHzまでの高周波特性とパルス光変調の実測を行い、現状試作デバイスの諸問題の抽出を行った。一方で、エピタクシャル成長技術のさらなる進展を見た。レーザー成膜の泣き所であったドロップレット発生の解決である。レーザー成膜におけるドロップレットの発生はレーザー成長技術に限界をもたらすかと、危惧されてた。本研究で開発したエクリプス法は、非常に簡便な方法ながら、このドロップレットの発生を劇的に押さえることができた。これによって、レーザー成長による酸化物薄膜の品質がさらに向上し、試作変調器の進行波電極となる高温超伝導体薄膜の臨界温度は実に93Kにも達した。酸化物ヘテロエピタキシを用いた低温動作・極限高速光変調器の試作のため、まず単体でヘテロエピタキシャル成長するかどうかの確認を行った。まず最初にLiNbO_3単結晶基板上へのYSZ薄膜の作製を行った。成膜にはダイオードスパッタリング装置を用いた。成膜条件を変えることにより最適条件を決定した。X線回折測定及びRHEED観察より、得られたYSZ薄膜はLiNbO_3基板にエピタキシャル成長していることが確認された。次にYSZ基板上にYBCOを成膜し、その成膜条件の最適化を行った。成膜には高圧マグネットロンスパッタリング法とエキシマレーザーアブレーション法の2通りを用いた。前者は我々が開発した方法で、作製したYBCOは常に8890Kの高い臨界温度が得られる。後者は近年酸化物に多く用いられるようになったものである。現有の装置は波長193nmのArFエキシマレーガーを用いており、4種類の異種材料がin-situで連続成膜可能である。得られたYBCO薄膜はいずれもエピタキシャル成長していることがX線回折、RHEED視察から確認された。また臨界温度もそれぞれ8890K,8688Kと高い値を示しており良好な超伝導エピタキシャル膜が作製されている。現在はYSZ薄膜とLiNboO_3薄膜の作製をエキシマレーザーアブレーション法により行っている。両者とも、細かい条件出しはまだであるが、エピタキシャル膜は得られている。今後は、上述の膜を連続成膜し、光変調器の素子形状を組み上げ、諸持性の測定を行う予定である。昨年度の成果を踏まえ、今年度は更に一層の薄膜エピタクシャル成長技術に進展を見た。具体的には、ArFエキシマレーザー成長において、新しいエクリプス法の開発が挙げられる。これは酸化物薄膜のエピタクシに想像以上の効果をもたらした。従来からドロップレットの発生によりエキシマレーザー成長には限界があるように案じられてきた。しかしながら、我々が本研究で開発したエクリプス法により、この問題は完全に解決できた。

進行波電極となる高温超伝導体薄膜の臨界温度は実に93Kにも達した。酸化物誘電体薄膜、電気光学結晶薄膜のエピタクシャル成長にも多大なる進展がみられた。実際の変調器応用を考えて、Y-カットLiNbO_3単結晶基板の上にYSZバッファー薄膜をエピタクシャル成長し、その上に更に高周波線路のためのYBCO層を連続エピタクシャル成長することに成功した。これは世界で初めての成果であった。そして、研究題目にも歌っている全エピタクシャル形デバイスの実現の基礎が整ったことになる。マッハツェンダー位相変調形式の光変調器を組み上げて、その低温基礎特性の測定・評価を行った。20GHzまでの高周波特性とパルス光変調特性の実測を行い、現状の試作デバイスに内在する諸問題の抽出を行った。
数学問題の理解に及ぼすコンピュータの影響についての研究

1.諸外国におけるコンピュータを利用した数学テスト問題作成の在り方と現状について,最新の情報を収集した。その結果,静止画ではなく動画で,日常生活での数学の活用場面を映像で,自然現象における数学的な事象を映像で提示し,数学問題の理解を深め数学的思考を高めようとするテスト問題開発は,わが国のみならず世界的にも,2010年2月の時点でいまだ挑戦的な試みであることが明らかになった。2.一方で,授業中に生徒が一人であるいはグループになって取り組み,数学的思考を高めるような,ICTを使った問題解決,数学的活動,数学的モデル化の教材開発に関しては,わが国よりはるかに先進的な事例が諸外国にみられた。そこで,イングランドにおける先進的な数学デジタル教材Bowland Maths(11歳から16歳を主な対象とした約20の教材)の教材開発の背景と概要,今後わが国においてコンピュータを用いた数学教材の在り方として示唆を与えると思われる「交通事故の削減」「暮らしの中の危険」について,教材,教師用指導書,ワークシート,などの翻訳を行った。3.わが国の中・高等学校の数学授業におけるコンピュータの利用率が極めて低い現状を少しでも改善するために,OECD PISA調査における今後のコンピュータ利用の方向性,及び,Bowland Mathsの教材についての情報を,研究代表者及び研究協力者で執筆した。(明治図書『数学教育』)1.本研究の目的はPISA2012年調査を視座に置きながら、(1)数学におけるコンピュータ利用の問題の開発の可能性、(2)開発した問題について、筆記式の場合と生徒の理解や問題に対する態度がどのように異なるかその影響、を試行的に検討するものである。そこでまず今年度はすでに結果の公表されているPISA2003年調査、PISA2000年調査の数学的リテラシーの枠組みや調査結果を再検討し、わが国の生徒の理解が足りない数学的リテラシー公開問題の原因は何だと思われるか、どの問題をコンピュータによって提示すると理解が深まりそうかについて検討を行った。例えばPISA2000年調査の「レーシングカーの速度に関する問題」では、カーブで減速する様子を映像で与え実感させること、PISA2003年調査の「インターネットでチャットの問題」では夏至の状態の地球を回転させるなど映像化しコンピュータで提示することの重要性など指摘した。2.わが国の生徒の筆記式の数学問題に対する理解の状況をより深く分析するための基礎的資料として、中学校数学の自由記述式問題に対する生徒の解答の一部について、テキスト化入力を行った。(中学校数学問題約40題×約350名分)3.日本数学教育学会数学教育論文発表会(東京理科大学、平成19年11月)、日本科学教育学会研究会(千葉大学、平成20年3月)に参加し、数学問題の理解に関連する資料の収集を行った。1.中・高等学校段階の数学テストにおけるコンピュータ利用の問題の可能性とその影響を検討するために、研究代表者及び研究協力者で、平成21年度高等学校数学入試問題、及び、日本数学検定協会の問題について情報を共有した。コンピュータ図形描画ソフトであるCabri II、GRAPESを活用し、筆記試験の場合とコンピュータ利用が可能な場合とで問題提示や生徒の解答にどのような利点や問題点があるか、及び、それらのテスト問題の特徴を検討した。2.中・高等学校段階の数学授業におけるコンピュータ利用の問題の可能性とその影響を検討するために、研究協力者がこれまで数学授業で行ってきたコンピュータやグラフ電卓等テクノロジーの活用事例(関数、図形、代数領域)の報告を行い、黒板や教科書だけを用いて授業を行った場合とコンピュータ等テクノロジーを利用した場合とで、生徒の数学問題の理解にどのような違いがあるかを検討した。4.日本数学教育学会全国大会(平成20年8月、福島大会)等に参加し、数学問題理解に関する資料の収集を行った。(明治図書『数学教育』)
高エネルギー・トランジェント天体観測実験

高エネルギー・トランジェント天体の研究のため日・米・仏・伊の国際共同研究を行ってきた。このため共同で小型の衛星を製作しX線,紫外線,ガンマ線で同時にトランジェント天体を観測する。日本の担当はX線観測装置を製作することであるが,紫外線観測装置(米国),ガンマ線観測装置(フランス)及び衛星全体のシステムと調整するため,米国で4回,日本で2回の会合をもった。会議の目的と成果は大きく分けて次の3つである。(1)高エネルギー・トランジェント天体の研究の現状の把握と共同研究で開発している衛星に反影させる。高エネルギー・トランジェント天体として最重要なものはガンマ線バーストである。このガンマ線バーストの空間分布,エネルギースペクトルを調整しこれからの衛星計画の観測精度,感度,ソフトウェア開発について討議した。この結果を現在進行中の共同開発の衛星に反影させた。(2)共同開発中の衛星に関するソフトウェアについて討議する。ソフトウェアは,衛星に搭載するソフトウェアとデータ受信した後に処理するソフトウェアである。これらを科学的成果が最大に引き出せるアルゴリズムを討議した。(3)各国が担当した衛星搭載装置のインターフェースを確認するための試験を行う。日・米・仏の各国が開発した衛星搭載装置を米国に持ちより,機械的及び電気的なインターフェース試験を行った。図面上で製作した装置は大きな間違いなく合わせることができた。本研究費の補助のためスムーズにすすめられたハードウェアの研究成果を以下に記す。(1)搭載用の回路の製作後,パルサーを使った試験を行い,16系統の信号処理回路について詳細なデータを取得した。更に,回路の温度試験は衛星環境の条件に從い遂行した。(2)搭載する位置検知型X線検出器の製作を行い,予備器も含め試験用X線ビームを使って詳細な試験を行った。この試験は搭載用の回路をとおし行った。この結果エネルギー分解能,位置分解能ともに初期の目的を達成できた。ただし,検出器の信頼性については引き続き試験し,スペア検出器の用意をすることとした。(3) HETE衛星のための日本側担当機器,X線観測装置の搭載機器を米国に持ち込み衛星全体の組み上げ試験を行った。電気的、機械的なインターフェースは若干の手直しを除き無事終えることができた。インターフェースのチェックは日・米・仏の協力で行った。(4)上記のような搭載機器の個々の試験は平成4年12月までにほぼ終え平成5年1-3月まではX線観測装置全体を組み上げ1気圧中での熱サイクル試験,振動・衝撃試験,熱真空試験を行っている。若干の手直しを行って3月末には完成する予定である。(5)宮崎大学での衛星データ受信のための基礎工事を行った。また,米国とのインターネットワークの試験を行っている。(6)トランジェント天体に関する国内外の権威者によるワークショップを米国とわが国で行った。ガンマ線バーストの起源の謎は深まるばかりである。一方国内の共同研究者とは,本研究に関連したシンポジウムを開催してガンマ線バーストの現状の把握とガンマ線バースト発生のモデルを討議した。シンポジウムは,(1)ガンマ線バーストの観測と理論,(2)軟ガンマ線バースト源の「あすか」衛星による観測結果,(3)ガンマ線バーストの空間分布の宇宙論的意義,(4)ガンマ線バーストのモデル,(5)暗黒物質とガンマ線バースト将来計画,などについて討議し,本研究計画に有効に反影させることができた。(3) HETE

衛星のための日本側担当機器,X線観測装置の搭載機器を米国に持ち込み衛星全体の組み上げ試験を行った。電気的、機械的なインターフェースは若干の手直しを除き無事終えることができた。インターフェースのチェックは日・米・仏の協力で行った。(4)上記のような搭載機器の個々の試験は平成4年12月までにほぼ終え平成5年1-3月まではX線観測装置全体を組み上げ1気圧中での熱サイクル試験,振動・衝撃試験,熱真空試験を行っている。若干の手直しを行って3月末には完成する予定である。(5)宮崎大学での衛星データ受信のための基礎工事を行った。また,米国とのインターネットワークの試験を行っている。(6)トランジェント天体に関する国内外の権威者によるワークショップを米国とわが国で行った。ガンマ線バーストの起源の謎は深まるばかりである。一方国内の共同研究者とは,本研究に関連したシンポジウムを開催してガンマ線バーストの現状の把握とガンマ線バースト発生のモデルを討議した。シンポジウムは,(1)ガンマ線バーストの観測と理論,(2)軟ガンマ線バースト源の「あすか」衛星による観測結果,(3)ガンマ線バーストの空間分布の宇宙論的意義,(4)ガンマ線バーストのモデル,(5)暗黒物質とガンマ線バースト将来計画,などについて討議し,本研究計画に有効に反影させることができた。高エネルギ-・トランジェント天体観測用衛星(HETE)の開発のため、米国MITやロスアラモス国立研究所(LANL)の研究者等と米国で4回、日本で2回の検討を行った。特に、米国のガンマ線天文台による最近の観測結果を参考にして、X線、紫外線領域の観測の重要性と天体の位置決定の精密化が必要であるとの結論に達した。このため、HETEのためのハ-ドウェアとソフトウェアについてMITとLANLと連絡を取りながら進めた。ハ-ドウェアついては、まずX線検出器の設計とプロトモデルの製作を進め、現在実験室で試験中である。X線検出器は新しく導入した炭素繊維を陽極に応用した荷電分割型一次元比例計数管を試作した。X線検出器からでる信号を処理する回路は、HETE衛星に搭載されるCPUに導入するために効率と信頼性を検討して設計・試作した。これも現在研究室で試験中である。HETE用のハ-ドウェアの試験は今年度から来年度にかけて米国との共同実験も含め進めることになっているが、本研究から発展したX線検出器で新しいマイクロ・ストリップ型比例計数管の基礎的な開発も手がけた。以上、高エネルギ-・トランジェント天体の米国との共同研究は当初の予定より12カ月遅れてはいるが、国際協力に関する連絡等はスム-ズに運んでいる。一方、国内の大学の共同研究者との検討会は平成3年9月に行い、それまでのHETEの進捗状況の検討と今後の改良点についての議論を行い報告書としてまとめた。また、国内の共同研究者のうち、宮崎大学と共同で宮崎大学でHETE衛星のデ-タを受信するためのアンテナの設置場所について調査を行った。
ダイオキシン「2378－TCDD」を標的とした、微生物による環境修復技術の創出

さらに、2,3,7,8-TCDD分子内ジアリールエーテル結合還元開裂活性の高感度検出系を開発した。ダイオキシンをはじめとする環境化学物質に関する研究において、通常の機器分析法では、繁雑な抽出操作を必要とするため分析誤差範囲が広く、信頼性のある情報を得る事が難しい場合があった。この問題を解決するために、高感度で簡便な、かつ人体に無害なアッセイ法を開発した。本研究で合成した蛍光アナログ基質は、ダイオキシン類似構造部分と4-methylumbelliferone(4MU)構造部分から構成される。G.thermodenitrificans UZO3株の細胞抽出液に含まれる2,3,7,8-TCDD分子内ジアリールエーテル結合還元開裂酵素が、蛍光アナログ基質の分子内ジアリールエーテル結合も還元的に開裂し、強力な蛍光を発する4MUを遊離したことが示された。
月の地殻熱流量の再解析:ルナプロスベクタによるデータを利用した熱モデルの構築

月の熱流量値はU, Thなどの難揮発性元素の月全体の存在度を推定する唯一の方法を与えるので、アポロ計画で得られた熱流量測定値を最近の月探査機によるグローバルなデータと比較し、新しい目で見直すことはきわめて重要である。このため本研究では、クレメンタイン衛星やルナ・プロスペクタ衛星による新しい地形、重力場、表面の元素組成などのデータを解析し、月の熱構造モデルの再検討をおこなった。最初にアポロ熱流量計測値における、地形とメガレゴリスの効果について調査した。熱伝導率の低いメガレコリスや地殻の厚さに水平的な不均質が存在すると月内部の温度分布が変化し、観測される熱流量値も変化することが明らかになった。特にアポロ15,17号着陸点の両方において、熱流量観側は海と高地の境界付近で行われたために、観測された熱流量値は平均的な海の値の1020%高めに測定されていることが明らかになった。プロスペクター衛星による重力と地形データから地殻の厚さ分布のグローバル地図を2種類のモデル(厚い地殻、薄い地殻モデル)において作成した。これとTh存在マップを組み合わせて、月全面における熱流量分布マッピングをおこなった。これらと観測データの比較から、月全体のUのハルク存在度は2030ppbの範囲にある事が判明した。これは地球の上部マントルのU存在度(21ppb)やコンドライト(19ppb)に近く、これまで考えられたいた程には、難揮発性元素のenrichmentは見られないことが明らかになった。これらの結論は月の組成全体の推定に大きな影響を与え、月の起源を考える上での大きな制約条件となる大きな結論である。ルナプロスペクタに搭載されたガンマ線スペクトロメーターによって月全面のTh存在度分布が明らかになってきた。Th存在度が分かれば、月岩石のU/Th比、K/U比、K同位体比(これらは月岩石の種類によってあまり変化しない一定値を取ることが分かっている)を使って、月の地殼に存在する放射性発熱元素存在度、U,Th、K40の分布を決めることが出来る。またクレメンタイン衛星によって得られた高度計データ、重力から月の起伏、地殻の厚さの分布を決めることができる。これらの最近の月探査のデータを使って、アポロ計画で得られた月熱流量を再解析することが本研究の目的であった。この目的のために、本年度は以下のような研究を実施した。最終的結果は次年度以降の研究に持ち越されているが、研究に必要な基本的な道具立てについて準備が終了したと考えている。(1)月地殻の厚さの推定:高度計データ、重力データを使って、月の地殻の厚さの分布を推定した。ここでは地殼の密度を一定としたこと、晴れの海の近傍の地殼厚さをアポロ月震観測データによって推定された60kmとするなどの仮定が含まれている。これらの仮定をゆるめた場合の地殼厚さ推定値の不確定度についても検討した。(2)数値計算プログラムの開発:地殻の厚さ、地形起伏データ、地殼内の放射性発熱元素分布を取り入れて、定常熱伝導方程式を解く有限要素法プログラムについて検討した。ノード数30000までのプログラムについては現実的な有限要素解析が可能である事を示した。しかしこれで月全面を表現するのは困難であるので、将来的にはさらに大規模な数値計算コードを開発する必要がある。本研究の時間的制約を考えると、小規模な数値シミュレーションを重ねて、月全面についての結果を求めていく手法が効率的であると考えられる。

1.ルナプロスペクタ搭載のγ線分光器によるデータを詳細に調査し、月表面全体のTh存在度の分布を推定し、それを基にして月岩石の化学分析データをもとに作られた各元素相関関係から、U存在度、K^<40>存在度分布を推定した。2.これらは雨の海近傍で放射性発熱元素の存在度が高いことを示しており、アポロ計画で採集されたKREEP岩石の多い地域を表していると思われる。3.前年度作成した重力値と地形データに基づく地殻構造モデルを組み合わせ、地殻内部の放射性発熱元素から放出されている熱流量を推定し、地殻寄与の熱流量分布の地図を作製した。4.この地図とアポロ計画で測定されたアポロ15号、17号着陸点における地殻熱流量測定値と比べると、放射性発熱性元素の地殻内分布が深さ方向に一様とすると、これらの元素による発熱が観測値を上回ることになることが分かった。5.以上の事から、放射性発熱性元素は地殻内で一様ではなく、上部地殻に濃集しており、その代表的深さは約2030kmであることが明らかになった。6.地殻内部放射性元素による発熱量分布から見ると、LUNAR-Aのペネトレータの着陸点2カ所では地殻寄与の発熱量が2地点で著しく異なっており、LUNAR-Aの熱流量観測値が得られると、放射性発熱元素の分化過程、月全体の放射性発熱元素存在度にも大きな制約条件が与えられることが明らかになった。7.しかしアポロ計画で推定された地殻熱流量値そのものは地形効果の取り扱いなど不十分な点があるので、本研究ではこれらの解析方法についても検討を加えている。来年度にはその成果がでると思われるので、さらに広範囲の地殻構造モデルと合わせて、最終的結論を得られる準備が進められている。月の熱流量値はU, Thなどの難揮発性元素の月全体の存在度を推定する唯一の方法を与えるので、アポロ計画で得られた熱流量測定値を最近の月探査機によるグローバルなデータと比較し、新しい目で見直すことはきわめて重要である。このため本研究では、クレメンタイン衛星やルナ・プロスペクタ衛星による新しい地形、重力場、表面の元素組成などのデータを解析し、月の熱構造モデルの再検討をおこなった。最初にアポロ熱流量計測値における、地形とメガレゴリスの効果について調査した。熱伝導率の低いメガレゴリスや地殻の厚さに水平的な不均質が存在すると月内部の温度分布が変化し、観測される熱流量値も変化することが明らかになった。特にアポロ15,17号着陸点の両方において、熱流量観測は海と高地の境界付近で行われたために、観測された熱流量値は平均的な海の値の1020%高めに測定されていることが明らかになった。プロスペクター衛星による重力と地形データから地殻の厚さ分布のグローバル地図を2種類のモデル(厚い地殻、薄い地殻モデル)において作成した。これとTh存在マップを組み合わせて、月全面における熱流量分布マッピングをおこなった。これらと観測データの比較から、月全体のUのバルク存在度は2030ppbの範囲にある事が判明した。これは地球の上部マントルのU存在度(21ppb)やコンドライト(19ppb)に近く、これまで考えられていた程には、難揮発性元素のenrichmentは見られないことが明らかになった。これらの結論は月の組成全体の推定に大きな影響を与え、月の起源を考える上での大きな制約条件となる大きな結論である。
2次元量子可積分系の代数解析

アフィン・リー環<sl>^^^^_Nおよびアフィン量子群U_q(<sl>^^^^_N)のある種の頂点作用素の跡が、それぞれJackおよびMacdonald多項式のアフィン版ともいうべき良い性質を持つテータ函数であることが、EtingofとKirillov Jr.により知られている。そこで今年度は、種々の共形場理論の相関函数の中でも特に、これらの函数をHecke環の表現論の枠組みで捉えることを試みた。その結果、古典Weyl群のもとで対称なテータ函数については退化アフィンHecke環または楕円Weyl群の表現論の枠組みで捉えられることが分かった。さらに、<sl>^^^^_Nの既約な支配的最高重み表現の指標を固有函数に持つような、楕円型の差分作用素の族を構成することに成功した。現在、この差分作用素を用いてアフィン・リー環の指標に対するPieri公式を計算中である。また昨年に引き続きU_q(<sl>^^^^_2)の場合に、上述した頂点作用素の跡を脇本表現を用いて実際に計算することも行い、脇本表現自体についても以下の結果を得た:これまでの脇本表現では、Verma表現をauxiliary spaceとする頂点作用素の自由場表示が、auxiliary spaceを有限次元表現にした場合にも正しい、ということが仮定されていた。これについて、頂点作用素がタイプIIの場合にauxiliary spaceが有限次元表現にとれることを証明した;これまでのアフィン量子群に対する脇本表現では遮蔽作用素の構成が暖味であったが、これを複素積分を用いて厳密に定式化した。この手法を用いて、昨年のtype Iに続きtype IIの場合にも頂点作用素に遮蔽カレントを組み込むことに成功した。これらの結果の一部は昨年行われた無限可積分系の研究会、表現論シンポジウムなどで発表した。今後、適宜論文としてまとめる予定である。今年度はアフィン・リー環<sl>^^^^_2のある種の頂点作用素の跡を、Jack多項式のアフィン化、トーハラス上の共形場理論の一点関数、<sl>^^^^_2の指標の拡張という三つの観点から徹底的に調べた。この跡に対して得られた結果は以下の通り:楕円型Selberg積分による積分表示、および幾つかの場合に対するテータ関数とモジュラー関数を用いた表示、モジュラー変換性の公式。これらは論文にまとめ投稿した(審査中)。同様の結果をアフィン量子群U_q(<sl>^^^^_2)に対して得るべく現在も計算中であるが、これまでのところでも以下の結果を得ている。頂点作用素の跡の積分表示は脇本表現を使って計算されるが、U_q(<sl>^^^^_2)の脇本表現についてはスクリーニング作用素(Fock空間の間の繋絡作用素)の議論がJackson積分を介しており不完全であった。そこで、これを複素積分を用いて厳密に定式化した。これにより頂点作用素の跡の計算だけでなく、Fock空間のコホモロジーとしてU_q(<sl>^^^^_2)の既約表現が得られることなども厳密に証明することができるようになった。さらにこれを用いて実際に跡も計算した。今後公式の簡素化、モジュラー変換性などを計算した後に発表したいと考えている。申請書に記した研究目的及び計画との関係を説明すると;このU_q(<sl>^^^^_2)の頂点作用素の跡は、申請書で述べた楕円量子群B_<q,λ>(<sl>^^^^_2)のL-operatorの固有関数である。またトーラス上のq-変形された共形場理論の相関関数でもある。申請書では何人かの研究者と議論の機会を持ちたいと書いたが、実際に4月にBerkeleyでKirillov Jr.氏と、8月に北京でEtingof氏とそのような機会を持つことができた。また、三町氏とは何回か東工大などで議論の機会を持つことができた。

この手法を用いて、昨年のtype Iに続きtype IIの場合にも頂点作用素に遮蔽カレントを組み込むことに成功した。これらの結果の一部は昨年行われた無限可積分系の研究会、表現論シンポジウムなどで発表した。今後、適宜論文としてまとめる予定である。