hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
顎関節内障の関節円板におけるプロテオグリカン生合成病態に関する細胞生物学的研究

これらの結果から顎関節症の滑膜よりも、滑膜骨軟骨腫症の滑膜のほうがより軟骨組織に近い蛋白のmRNAを発現していると考えられた。病的変性した滑膜から放出されるサイトカインと滑膜の軟骨化生の関係については解析中である。【目的と方法】我々は、これまで行った顎関節内障の研究結果から、顎関節に加わる過度のメカニカルストレスとそれによる関節包内の低酸素状態が、滑膜細胞や関節円板の軟骨細胞からのサイトカインの放出を誘導し、滑膜の増生と関節円板の変形という顎関節内障の病態を形成しているのではないかと考えた。この仮説をIn vitroで検証するため、家兔の顎関節円板を培養し、低酸素環境での関節円板の細胞の代謝を分析し、顎関節の細胞外基質、特にプロテオグリカンの合成や分解の動態について解析を計画した。まず、家免の顎関節円板を無菌的に切除し、トリプシン、コラゲナーゼによる酵素処理にて線維軟骨細胞を分離、低酸素濃度培養用CO_2インキュベーターを用いて低酸素環境下における細胞外基質の合成や分解の動態をRT-PCR法やELISA法等の解析法を用いて分析した。また、IL-1βを添加し、炎症性サイトカインによるNOやMMPの誘導と低酸素環境の関係を分析した。【結果】IL-1β(1ng/ml)存在下では低酸素環境でNOの合成酵素であるiNOSのmRNAの発現が増強すること、さらにMMP発現が増強し、TIMPの変化がないことがRT-PCRにて確認された。MMPとTIMPのバランスから、顎関節円板細胞は低酸素環境になると細胞外基質の分解に代謝が傾く可能性が示唆された。この結果は、これまで報告されている顎関節内障の臨床データ、in vivoでの実験データを支持し、顎関節内障の病態についての上記の仮説を裏付けるものであると考えられる。さらに、培養上清中のケラタン硫酸の定量をELISA法にて行ったところ、低酸素環境では常酸素に比較して培養上清中のケラタン硫酸が低下する傾向が認められた。この結果をさらに解析中である。
Nation Image:A School Textbook Study

20世紀、特に1922年から2001年のアイルランド教育政策とその実践に関する研究を下記の事項に焦点を当て遂行した。i)アイルランド自治領としての教育政策のイニシアティブと発展ii)全国の公立学校で使用する「本の推薦リスト」関連の教育省からの配布物iii)公立学校カリキュラム開発iv)分析用コーパスのアップロード完成上記研究の分析と成果の執筆と平行して海外への研究旅行(2005年8月、11月から12月にかけて、2006年3月)を行った。これらの旅行は教育省アーカイブ、アイルランド教師オーガニゼーション、ダブリン大学アーカイブ、ダブリン政府出版局、国立ゴールウェイ大学図書館入の訪問とその関係者とのミーティングを含むものであった。各研究旅行の際にスーパイバイザーである、オランダ、アムステル大学現代ヨーロッパ文学部教授であるLeerssen教授を訪問し、資料や研究経過等に関して、また次の研究ステップについて討論を重ねた。次の研究ステップは:i)ダブリン大学アーカイブに保存されている教科書に掲載されている資料をクロスチェックすることで、これまで収集した教科書掲載資料コーパスが正当性のあるものであることを確認する。これは、2005年-2006年の研究旅行で収集した「本の推薦リスト」関連の公立学校への教育省配布物と、収集した教科書リスト、タイトル、出版日を照らし合わせることで可能である。ii)コーパス分析と執筆を行う。2004年3月にアイルランドで行った調査を基に2004年4月から、1831年1924年をカバーする公立学校システムの初期段階及びその発展を分析した。同時に16世紀中期からの教育の発展と17世紀中期からの文学の発展も分析した。教育システムに大きな影響を与えた特定の人物、機関にも焦点をあてた。その研究を「1831年-1924年アイルランドの小学校教育」のタイトルで1章にまとめ、当プロジェクトのスーパーバイザーであるアムステルダム大学Leerssen教授に2004年8月17日に提出した。教授からのフィードバックを参考に編集し、その論文を日本アイルランド協会学術研究部に提出し、2004年12月4日に大阪学院大学で開催されたアイルランド研究年次大会で発表した。発表論文タイトルは「1831年-1924年アイルランドに置ける公立学校教育の発展・変遷」であった。19世紀に置ける教育の発展についての研究と執筆を行う一方、対象とする神話テキストのスキャニングに着手し、分析用コーパスの構築を開始した。この作業は現在も進行中である。資料は2回のアイルランドへの研究旅行において、アーカイブ、図書館、教師養成学校、個人から収集した。2004年12月からアイルランド国民セルフイメージについての執筆を開始し、現在も執筆中である。データ、資料収集と関係人物との会合を目的としたアイルランドへの研究旅行は2004年7月26日8月19日及び2005年3月7日25日で、2回ともアムステルダム大学でのLeerssen教授とのミーティングを含むものであった。
神経回路形成における新規RhoファミリーG蛋白質の役割

神経回路は、特異な細胞極性を有する神経細胞がその神経突起を介した接着により形成する複雑なネットワークシステムである。この神経突起形成に低分子量G蛋白質、Rhoファミリーが深く関与しており、細胞骨格の再構築により、RhoAは神経突起の退縮を、Rac1とCdc42は突起の伸長を引き起こすことが知られている。しかし、Rhoファミリーには他に多数のG蛋白質があり、それらの機能についてはほとんど不明である。そこで、我々は中枢神経系に特異的に発現しているRndサブファミリーの神経機能の解析をおこなった。酵母のtwo-hybrid法でクローニングしたRnd2の新規のエフェクター、Rapostlinの神経軸索分枝化機構を調べた。RapostlinはN末端のFCHドメインを含めた領域で直接微小管に結合した。この領域を欠損した変異Rapostlinは神経軸索の分枝化能を失い、この領域のみを持つ変異体は分枝化を強く抑制し、ドミナントネガティブ体として働いた。このことから、RapostlinはN末端で微小管に結合して軸索の分枝化を制御していることがわかった。一方、Rnd1の機能を調べるため、Rnd1に結合する分子を酵母のtwo-hybrid法でスクリーニングし、Plexin B1がRnd1に特異的に結合した。Plexinファミリーの中でRnd1はB1のみに結合し、その結合ドメインは細胞内領域の中央あたりであった。Rnd1はPlexin B1に結合し、COS-7細胞で細胞体退縮を引き起こした。この作用はRhoを活性化することにより引き起こされた。PlexinB1はそのC末端でRhoのGEF、PDZ-RhoGEFに結合することが知られているが、Rnd1はPlexin B1とPDZ-RhoGEFの結合を促進し、Rhoを活性化することがわかった。これらのことから、Rnd1はPlexin B1によるRho活性化を介した細胞体退縮作用に重要な役割を果たしているものと思われる。
肝細胞癌臨床検体におけるレチノイン酸標的遺伝子の発現解析

肝細胞癌の発生・進展に関連する遺伝子を同定することを目的とし、171例の癌部・非癌部を用いて定量的PCR解析を行い、レチノイン酸応答性遺伝子の発現解析を行った。統計学的解析の結果、OTUD7B遺伝子の癌部における発現が患者の生存期間に影響を与え、その発現低下は予後不良と有意に相関していた。肝癌細胞株を用いたin vitroでの機能解析により、OTUD7BはNF-kBシグナルの抑制制御に働いていることが示され肝癌細胞の生存に影響を与えた。これらの結果はOTUD7Bがレチノイン酸の抗腫瘍効果の実行因子のひとつであり、肝細胞癌の治療標的分子としての応用の可能性を示唆した。本応募課題は、我々が独自に選び出した26種類のレチノイン酸標的遺伝子について、ヒト肝細胞癌臨床検体における発現解析を行い、肝細胞癌病態との関連や臨床病理学的意義を調べることで、肝細胞癌の発生・進展に関連する遺伝子を同定することを目的としている。24年度において肝細胞癌切除検体171例の癌部・非癌部における遺伝子発現を解析した結果、生存期間と有意に関連する遺伝子としてOTUD7Bの癌部における発現が見出された。しかしその他の遺伝子については生存期間との有意な関連は見出せなかった。そこで、25年度は26遺伝子の中で肝細胞癌の発生・進展に影響を与える可能性のある遺伝子としてWnt/β-cateninシグナル受容体の一つであるFrrizled 4 (FZD4)に着目し、研究を進めた。FZD4はレチノイン酸処理により肝癌細胞において発現減少が認められた。siRNAによるFZD4発現抑制はWnt/β-cateninシグナルを抑制し、肝癌細胞の生存率減少が認められた。反対にアデノウイルスによるFZD4強制発現はWnt/β-cateninシグナルを促進し、肝癌細胞の生存率を増加が認められた。これらの結果は、レチノイン酸がFZD4を介しWnt/β-cateninシグナルを制御することにより抗腫瘍効果を発揮している可能性を示唆した。本研究成果は平成26年度第50回日本肝臓学会総会において発表予定である。またさらなるレチノイン酸の抗腫瘍効果の機構解明のため、レチノイン酸応答性miRNAの同定、肝細胞癌悪性化に関わるレチノイン酸シグナル制御因子の解析にも着手した。今後、再発や転移、上皮間葉系移行(EMT)、血管新生などを含めた肝細胞癌の悪性化機構に対するレチノイン酸の効果を多面的に解析していきたいと考えている。本応募課題は、我々が独自に選び出した26種類のレチノイン酸(RA)標的遺伝子について、ヒト肝細胞癌臨床検体における発現解析を行い、肝細胞癌病態との関連や臨床病理学的意義を調べることで、肝細胞癌の発生・進展に関連する遺伝子を同定することを目的としている。24年度においては、京都大学病院、鳥取大学病院より倫理委員会の承認を得てヒト肝細胞癌切除検体、またはそのRNAサンプル、および臨床データの提供を受けた。このうち171例の癌部・非癌部を用いてRNA抽出、cDNA作製、定量的PCR解析を行い、RA応答性遺伝子の発現解析を行った。解析値を臨床データとあわせたデータベースを作成し、統計ソフトを用いて生存期間などの臨床病理学的項目とあわせて統計学的解析を行った。単変量、多変量解析の結果、OTUD7B遺伝子の癌部における発現が患者の生存期間に影響を与える独立変数であることが示され、OTUD7Bの発現低下は予後不良と有意に相関していた。肝癌細胞株を用いたin vitroでの機能解析により、OTUD7BはNF-kBシグナルの抑制制御に働いていることが示された。siRNAによるOTUD7Bの発現抑制はNF-kBシグナルを促進し肝癌細胞の生存率を高め、反対にアデノウイルスによるOTUD7Bの強制発現はNF-kBシグナルを抑制し、肝癌細胞に細胞死を誘導することで生存率を低下させた。これらの結果はOTUD7BがRAの抗腫瘍効果の実行因子のひとつであり、肝細胞癌の治療標的分子としての応用の可能性を示唆した。以上の成果は、学術論文としてJounal of Hepatology誌に投稿し、掲載受理された。当初の研究計画では24年度において肝細胞癌臨床サンプルを収集し、mRNA抽出、cDNA合成、定量的PCR法による遺伝子発現解析を行うことを目標としていた。一部の臨床サンプルがtotal RNAの状態で入手できたこと等から、遺伝子発現解析が速やかに完了し、臨床データと合わせたデータベースの作成および統計解析に移行することができた。さらに肝細胞癌患者の生存予後と関連するOTUD7B遺伝子を見出すことに成功し、in vitro実験系において強制発現系、発現抑制系を確立し、その機能解析も行うことができた。

さらにこの研究成果を学術論文として査読付き学術雑誌に投稿し、現時点までに掲載受理されている。従って当初の計画以上の成果が上がっていると考えられる。25年度の研究内容としては、26遺伝子の遺伝子発現解析の結果を受け、興味深い遺伝子について臨床検体の免疫組織化学によりタンパク質発現を解析することを目標にしている。研究代表者は肝細胞癌臨床検体の遺伝子発現解析の結果から、癌部で有意に発現変化する遺伝子を複数見出している。また生存期間との関連を示す遺伝子も複数見出している。この中から、レチノイン酸シグナルによって顕著に発現調節される遺伝子を選び出し、100例以上の臨床検体の免疫組織化学解析を行うことによって、タンパクレベルでの発現と肝細胞癌との病態の関わりについて検討する予定である。また興味深い遺伝子については24年度と同様に、肝癌細胞株を用いたin vitro系により機能解析を進めることを予定している。またレチノイン酸シグナルと肝細胞癌との関わりをより詳しく調べるため、当初の26遺伝子のほか、レチノイン酸シグナルの転写調節因子や、レチノイン酸シグナル応答性のNon-coding RNA(miRNA等)、肝癌幹細胞マーカー分子等の発現、機能解析も含めて研究を展開していく予定である。25年度においては、組織切片作成、免疫組織化学を主に行う予定である。そのため、おもに一次抗体や二次抗体、検出用試薬の購入を予定している。また、遺伝子の機能解析に必要な細胞培養関連試薬、強制発現、発現抑制のための発現プラスミド、siRNA、遺伝子導入試薬なども必要に応じて購入する。旅費、成果発表に係る費用等は24年度と同様に使用予定である。また次年度使用額として1,101,834円が発生したが、これは肝臓臨床検体がRNAで入手でき、RNA抽出の費用が削減できたこと、384穴リアルタイムPCRの利用により効率的にサンプル測定が行えたこと、試薬のバルク購入等により費用が抑えられたこと、抗体等の免疫染色関連試薬の購入を次年度に持ち越したこと等により発生した。これらは当初の予定通り25年度において免疫染色に必要な抗体試薬等の購入に充てる。またレチノイン酸シグナルと肝細胞癌との関わりをより詳しく調べるため、当初の26遺伝子のほか、レチノイン酸シグナルの転写調節因子や、レチノイン酸シグナル応答性のNon-coding RNA(miRNA等)、肝癌幹細胞マーカー分子等の発現、機能解析も含めて研究を展開していく予定であり、それらの発現解析、機能解析に必要な試薬、消耗品の購入に使用する予定である。
ミナハサ、トンバトウにおけるトンサワン語の言語調査と記述

北スラウェシ州、ミナハサ地方では、それぞれの土地の言語とインドネシア語に加えて、メナド・マレー語がリンガ・フランカとして民族間の意思伝達に用いられる。トンバトウ郡においても3つの言語変種が併用されるポリグロッシャの状態であるが、母語であるトンサワン語が日常生活においていまだに常用され、また言語の純粋性が保たれている。ただし、トンサワン語に代わってメナド・マレー語を常用する若い世代が増え、地方語であるトンサワン語の衰退が徐々に進んでいる。今回の調査ではトンバトウ郡内2ヶ所の村落、すなはちカリ村および山間の村落トンサワン村においてトンサワン語使用の実態を調べた。「家族」、「職場」、「交わり」、「公の場」、「感情」、「精神思考」、「売り買い」等のそれぞれの領域における下位領域を複数設定して、カリ村住民187人およびトンサワン村住民248人に個別面接を行ない、選択されるコードを調べた。カリ村ではトンサワン語をもっとも得意と答えた住民は全体の62%におよんだ。若年層では37%、高年層では2.4倍の88%にも及ぶ。ただし若年層ではメナド・マレー語をもっとも得意と答えた被験者のほうが多く、49%に及んだ。トンサワン語が多用される下位領域は「祖父母」、「父母」、「きょうだい」で、6069%に及んだ。またトンサワン語とメナド・マレー語の混用もよく用いられ、「こども」では47%に及び、特に若年層において顕著である。混用によりトンサワン語の純粋性がおかされつつある。山間の村落トンサワン村では、トンサワン語をもっとも得意と答えた住民は全体の69%におよんだ。若年層でも61%にもおよぶ。トンサワン語の使用がより優位な状態にある。これに続くのがメナド・マレー語で22%の住民がこのコードをもっとも得意と答えた。メナド・マレー語の使用は「見知らぬ人」、「儀式の主宰者」、「執務中」、「なだめる」、「祈る」、「数を数える」および「売り買い」など、部外者との接触、儀式、公、精神・思考、売り買いなどにかかわる下位領域で顕著に確認された。音韻論、形態論および統語論記述のために言語データを集めた。音素の特定をほぼ完了し、形態論についてはおおまかな分析を行なった。トンサワン語の語構成は非常に複雑であり、緻密な分析・記述のためにはさらに多くの言語データを集めることが必要である。また、トンサワン語辞書の編纂のために、研究協力者の協力を得て基礎語彙を約3,750語確保し、説話テキスト集より約3,000語を採集した。
サイトカインシグナル伝達経路の可視化

我々は、細胞膜に多く局在する低分子量Gタンパク質H-Rasのシグナル伝達経路、下流のRafキナーゼ活性化の機構、シグナルの局在化機構の解明を目指している。本研究では、まず、生細胞中で、活性化されたH-RasをバルクのH-Rasと区別して1分子可視化する方法を開発した。それには、個々のH-Ras分子を可視化し、さらに、活性化しているH-Rasにだけ結合するRBD(Raf1のRas binding domain)の結合を見ることにした。このため、GFP-H-Rasを培養メラノサイトに発現させて1分子蛍光法によって可視化し、さらに、Alexaで蛍光標識したRBDを顕微注入し、YFPからAlexaへの1分子蛍光共鳴エネルギー移動(1分子FRET)を観察した。実際、リガンド刺激によって、生化学的解析でRasが活性化する事が示された時間帯に、FRETシグナルが顕著に増加した。さらに、FRETを起こしている分子は、FRETを起こしていない(あるいは刺激前の)分子に比べて運動性が1/100以下と劇的に減少し、ほとんど停止した(活性化していないH-Rasの拡散運動はリン脂質並に早い)。常時活性化型H-Ras変異体では、動いていない分子の割合が多かった。Rasの下流には増殖シグナルの他に、細胞骨格の再編成など空間的情報が重要な経路があり、Rasの運動停止にはシグナル入力の位置情報を保持する意味があると考えられる。またRasと結合してRafの活性化を阻害する分子Spredのクローニングに成功した。この分子はRafの膜移行を阻害せず、むしろRafの細胞膜からの遊離を抑制することを分子イメージングによって明らかにした。サイトカインシグナルを可視化するためにGFP標識したチロシンキナーゼ(JAK2)、基質となる転写因子STAT、阻害因子JAB、Cblなどを調整し、生きた細胞で観察を行った。現在までのところサイトカインの刺激による受容体とJAKの会合やSTATのダイマー化を可視化するには至っていない。これは発現量の問題、蛍光エネルギー移動(FRET)の効率の問題、検出する顕微鏡システムの問題が考えられ今後解決していきたい。またGFP標識分子を過剰発現しているためか、現実には起こっているはずの反応を追尾できない。発現させた分子のうち数パーセントしか反応に寄与しないとなるとこれを細胞全体のレベルで可視化することは難しいと思われる。この問題は発現量や刺激の強さなどの条件検討によって解決するしかないと思われる。また効率のよい反応系に対象を変更することも考える。またシグナルのアウトプットとしてチロシンりん酸化をうけるSTAP、サイクリンE、cdk阻害因子p21の結合分子Cizlを新たにクローニングし、標識を行い細胞内局在の可視化を行った。特にCizはp21の核外移行を促進することを見い出した。また最近クローニングに成功したRas-Raf-MAPキナーゼ系やアクチン重合に関与する膜局在分子WARSについてその機能解析を行っており、特にRas-Raf相互作用の一分子イメージングを使ってその作用機序を明らかにしたい。またアポトーシス反応を可視化するためにチトクロームCのGFP標識を行いミトコンドリアに局在することを明らかにした。本年度はEGF受容体からのシグナル伝達の可視化に取り組んだ。まず活性化型EGF受容体を蛍光ラベルしたEGFもしくは抗リン酸EGF受容体抗体で標識し、全反射を用いたエバネッセント照明法蛍光顕微鏡によって一分子レベルで観察した。その結果EGF受容体はEGF結合によって2量体化するが活性化はEGFが結合しない受容体にまで波及することが明かとなった。次にEGF刺激によって活性化されるRasの動きを一分子観察した。RasはN末端側にEGFPを付加した融合分子として発現させた。刺激に応じてRasの膜上での動きが一過性に制限される様子が観察された。現在統計的な解析を行っている。次にRasによって活性化されるRafの動きを可視化した。まずGFPをN末端側に融合した分子を作成し、野生型Rasとともに293細胞にトランスフェクションした。Time-Lapse蛍光顕微鏡を用いてRafの細胞内局在の変化を経時的に観察した。その結果EGF刺激に応じてRafは細胞膜へ一過性に移動した。その動きはRasの活性化の時間経過とほぼ一致した。この系を用いて我々が新たなチロシンキナーゼの基質としてクローニングしたSPREDの影響を観察した。我々はSPREDはRasおよびRafに会合してRafの活性化を抑制する性質があることを生化学的に明らかにしている。SPREDはRasの活性化は抑制しない。むしろRafの細胞膜への局在を固定する傾向がみられた。このことはRas-Raf-SPREDの複合体が膜上で安定に存在することを示唆するもので、抑制の分子機構を解明する上で重要な情報となるものと思われる。このシステムがEGF受容体からのシグナル伝達の分子機構の解明に有用であることが示された。

それには、個々のH-Ras分子を可視化し、さらに、活性化しているH-Rasにだけ結合するRBD(Raf1のRas binding domain)の結合を見ることにした。このため、GFP-H-Rasを培養メラノサイトに発現させて1分子蛍光法によって可視化し、さらに、Alexaで蛍光標識したRBDを顕微注入し、YFPからAlexaへの1分子蛍光共鳴エネルギー移動(1分子FRET)を観察した。実際、リガンド刺激によって、生化学的解析でRasが活性化する事が示された時間帯に、FRETシグナルが顕著に増加した。さらに、FRETを起こしている分子は、FRETを起こしていない(あるいは刺激前の)分子に比べて運動性が1/100以下と劇的に減少し、ほとんど停止した(活性化していないH-Rasの拡散運動はリン脂質並に早い)。常時活性化型H-Ras変異体では、動いていない分子の割合が多かった。Rasの下流には増殖シグナルの他に、細胞骨格の再編成など空間的情報が重要な経路があり、Rasの運動停止にはシグナル入力の位置情報を保持する意味があると考えられる。またRasと結合してRafの活性化を阻害する分子Spredのクローニングに成功した。この分子はRafの膜移行を阻害せず、むしろRafの細胞膜からの遊離を抑制することを分子イメージングによって明らかにした。
肝発癌過程のマ-カ-酵素の特異的発現機構と機能の解明

本研究班の本年度の研究成果の主なものは以下の通りである。1)GSTーPの活性酸素、SH基修飾剤による特異的活性調節機構が解明され、肝前癌細胞での薬剤耐性機構への関与が示唆された。2)GSTーPの特異的発現機構に係わる新しい機構として、サイレンサ-結合タンパク質がクロ-ニングされた。3)肝癌自然発症LECラットでγーGTP、GSTーPの発現がDNAの低メチル化と関連していることが判明した。4)ピルビン酸キナ-ゼL型(PKL)遺伝子のエンハンサ-領域(Lー1、ーII、ーIII)がユニットとして働くことが解明され、その結合タンパク質の1つとしてLFーB1が同定され、肝癌での低下が認められた。5)ラットプロティンホスファタ-ゼI型の活性ユニット(α)の一次構造がcDNAから解明され、肝癌でそのmRNAの上昇が認められた。6)細胞増殖制御に関与するとみなされる形質膜性シアリダ-ゼが精製された。7)肝細胞の増殖制御機構に関与するとみなされるrasp21類似低分子量GTP結合タンパク質(smgp21)の活性調節タンパク質(GOP/GTP交換反応促進タンパク質(<GDS>___ー))が精製され、一次構造がcDNAから解明された。8)タンパク質、核酸の代謝に関係するプロテアソ-ムの構成成分のクロ-ニングと構造解析が進められ、新種の遺伝子ファミリ-に属することが判明、またヒト白血病細胞ではプロテアソ-ムが異常に多く発現していることが認められた。いずれの研究も分子レベルで遺伝子発現や活性調節機構の解明が進められ、癌の基礎的研究として貢献するところ大とみなされるが、肝癌特異性(マ-カ-として)、癌化との本質的関連性、癌細胞での特異的機能の解明、発現の相互の関連性などが今後の研究課題と考えられる。
空中像形成技術を利用した遮蔽に頑健な３次元センシング

本研究では、空中像形成技術を利用することで、遮蔽に頑健な新しい3次元センシングを実現した。空中像形成技術では、あらゆる方向からの光が局在化することで3次元像を空中に形成する。このような光線空間を、能動光を照射する系と反射光を観測する系の両者に組み込んだセンシングシステムを新たに設計・構築し、遮蔽への頑健性が高まることを実験によって示した。さらに、従来は不可能であった応用機能をユーザインタフェースの分野で実証した。本研究では、遮蔽と3次元情報獲得の両者に対して頑健な新たな3次元センシングを目標として、A)基盤技術の確立とB)応用展開の2つのサブテーマに着手する。本年度は下記の通りに実施した。サブテーマAでは、システムの構築及び定量的な性能評価を実施した。提案するシステムでは、空中像提示技術を能動計測における投影光源として利用する。同提示技術の光線を多方向から集める特性によって遮蔽に頑健な3次元計測を実現することができると考えられる。本年度は、特に撮像系と投影系の両者が効率よく光線を扱えるようにするためのシステム構成を新たに設計・構築するとともに、遮蔽に対する頑健性を実験によって確認した。さらに、光線の集光位置周辺における光の分布も計測に利用できることに着目し、3次元位置の計測範囲拡大や、接触面の角度などが取得可能であることを確かめた。加えて、複数の点光源を用いることで、3次元位置を計測できる範囲が拡大可能であることも確かめた。点光源を多点化した場合は、撮像系の一部を回転させ、空間を立体的に走査することで計測を実施できることを示した。サブテーマBでは、テーブルトップ型のユーザインタフェースを想定したプロトタイプを構築した。具体的には、上記で開発した基本システムを作業机の下に収めたような構成のプロトタイプを開発した。このプロトタイプを用いたデモンストレーションによって、机上の作業スペースにものが置かれていても良く、センサを置く場所を別途確保する必要もなく、指が入り組んだ複雑なジェスチャや道具を把持した状況でのジェスチャも認識ができることを示した。2つのサブテーマに対して、当初計画していた以上の成果を順調に収めている。サブテーマAでは、当初の想定通り基本システムの構築が行えるとともに、定量評価によって遮蔽に頑健であることを示すことができた。また、光源の自由度について本年度は単一光源のみでのシステム構築を計画していたが、次年度に計画していた複数光源への拡張にも着手することができた。具体的には、複数の光源をキューブ状に細線によって配置することで遮蔽頑健性を維持したまま、形状取得の自由度を向上できることも示すことができた。サブテーマBでは、実際の応用を想起しやすいProof of Conceptを構築し、デモンストレーションできるレベルにまで到達することができた。本年度はセンシングシステムのより詳細な定量評価に向けて、サブテーマAを中心に取り組んだ。具体的には下記の通り実施した。前年度までに空中像形成技術を投影・撮像の両方に適用することで、遮蔽に頑健な3次元センシングが可能であることを実証した。ただし、ここで構築したシステムの構成には、計測精度の向上に向けて、最適化の余地があると考えられる。また、遮蔽の条件に応じて変化する誤差の影響のメカニズムを正確にとらえることができていなかった。そこで本年度は、提案する原理の下、最適なシステム構成を探るために、空中像形成技術を利用した3次元センシング用の光線追跡シミュレーション環境を構築した。同シミュレーションによって、空間にどのように光線が形成されるかを定量的に評価することができる。特に本シミュレーションでは、再帰性反射材の種類や、光学系の配置を変えたときに、3次元位置や姿勢の計測がどのような精度をもたらすか確認した。さらに、遮蔽の条件による光線場の変化も解析し、その頑健性に関する特性を確認した。加えて、本シミュレーションと実際に構築したシステムの2つによる計測結果を比較し、シミュレーションの妥当性を確認するとともに、2つの結果が異なる部分については、そのメカニズムを考察した。今後は本年度に開発した基盤技術の拡張を図る。まず、サブテーマAでは、連続的な光の分布を形成する機構の可能性を検討する。本年度に開発した多光源型の構成において、光源数をより多くできるかを確認する。また、このような多点光源を振動または回転させることで、疑似的に光源の分布を多密度化する機構や、透過型ディスプレイを振動させる機構案などの検討にも着手する。また、システムの大型化が可能かを確かめる。加えて、能動光を利用せずに、環境光の反射を本技術によって撮像空間に転送できる可能性についても検討する。サブテーマBの拡張では、光源が単一から多点・連続分布となったことを利用した応用展開を図る。

具体的には、より複雑なジェスチャUI応用や曲面形状計測応用などを想定している。加えて、大型化に伴い、人間の身体全体を計測するなどの応用範囲の拡大についても実現可能性を確かめる。知覚情報処理当初予定していたよりも少ない金額で想定していたシステムを構築することができたため、次年度使用額が生じた。成果の進捗状況は順調であり、予算計画の変更は大きな問題ではない予定である。次年度に予定している基盤技術の拡張において本残額を使用予定である。同案件は、予算額が大きいほどより性能の高い技術を構築できる可能性があるため、次年度使用額は有効に利用できる予定である。
膵臓癌のホルモン療法に関する基礎的研究

1.ヒト膵臓癌におけるEstradiol(E2)およびEstrogen Receptor(ER)の免疫組織学的検討:ヒト膵癌組織における免疫組織化学的検討ではE2は男性;83%、女性;75%に陽性であった。凍結標本を用いたERの生化学的測定および免疫染色は陰性であった。2.膵癌のmyc、cーerbBー2遺伝子産物およびEpidermal Growth Factor Receptor (EGFR)、Epidermal Growth Factor (EGF)の発現と悪性度:ヒト膵癌組織における免疫組織化学的検討ではEGFは72%、EGFRは36%、癌遺伝子蛋白では、cーerbBー2が28%、Nーmyc,cーmycがそれぞれ9%,39%に認められた。予後との関連が示唆される組織学的前方視膜浸潤(s)はEGF、EGFR、cーerbBー2の発現陽性のものは陰性のものに比して、有意に高率であった。生存期間については、EGF、EGFR、cerbBー2陽性症例(7.5±1.3ヶ月)、は陰性症例(11.7±1.9ヶ月)に比して、有意に短縮していた。Nーmyc,cーmycの発現と臨床病期とは有意の相関はみられなかった。3.ヒト膵癌におけるAgーNORs染色からみた腫瘍細胞増殖能の検討:Nucleolar Organizer Regions(NORs)は細胞増殖能を反映する。正常膵組織、慢性膵炎のAgーNORs指数はそれぞれ1.86±0.38,2.14±0.53で、膵癌の4.02±1.19はこれらに比し有意に高い値を示していた(P<0.01)。比較対象として用いた胃癌、大腸癌のAgーNORs指数はそれぞれ6.35±1.32,7.66±1.35で、膵癌はいずれと比べても有意に低い値であった(P<0.01)。1.ヒト膵癌におけるcーerbBー2,Nーmyc,cーmyc癌遺伝子産物に関する免疫組織化学的検討2.ハムスタ-実験膵癌同種継代移植系における細胞動態の検討5週齢の雌性シリアンゴ-ルデンハムスタ-に、Nーnitrosobis(2ーoxoprppyl)amine(BOP)10mg/kg・Bw/週を12週間皮下役与し、発生した膵管癌を同系ハムスタ-の皮下に継代移植し、bromodeoxyuridine(BrdU)によるLabeling Index(LI)の検討を行った。各継代腫瘍におけるLIは、初代:18.7%、2代:19.4%、3代:23.3%、4代:25.2%、5代:26.2%と増加する傾向を示し、今後性ホルモン関連物質の推移との関係を検索する予定である。3.ヒト、ハムスタ-および膵炎自然発症系ラット(WBN/Kob)の正常膵蔵組織におけるERの生化学的測定ヒト膵臓におけるERの存在が欧州で報告されているが、今回のわれわれの測定では検出されず、ハムスタ-、WBN/Kobラット(膵炎発症前、後とも)も同様であった。それぞれの腫瘍性病変においても検討中である。1.ヒト膵癌組織の生物学的特性の検討ヒト膵癌組織における免疫組織化学的検討ではEpidermal Growth Factor(EGF)は72%、Epidermal Growth Factor(EGFR)は36%、癌遺伝子蛋白では、cーerbBー2が28%、Nーmyc,cーmycがそれぞれ9%,39%に認められた。

予後との関連が示唆される組織学的前方被膜浸潤(S)はEGF、EGFR、cーerbBー2の発現陽性のものは陰性のものに比して、有意に高率であった。cーerbBー2のみの検討では、cーerbBー2陽性症例は後方浸潤(rp)が陰性であった1例を除き全例s(+),rp(+)であり、浸潤性の強さを示していた。腫瘍の大きさなど、他の因子とこれらの発現には明らかな関連は見られなかったが、腫瘍径が2cm以下の症例ではすべて陰性であった。生存期間については、EGF、EGFR、cーerbBー2陽性症例(7.5±1.3ヶ月)、は陰性症例(11.7±1.9ヶ月)に比して、有意に短縮していた。Nーmyc,cーmycはそれぞれ9%,35%に陽性で、肉眼的進行度との関連をみると、それぞれStage II群0%,40%,Stage III+IV群11%、33%であり、今回の検討では有意の相関はみられなかった。2.膵炎自然発症系ラット(WBN/Kob)による膵発癌実験
住民検診の結果から考察する脂肪酸結合タンパクのメタボリック症候群への臨床応用

田主丸検診に関して、平成30(2018)年5月から12月にかけて10年毎の住民検診を2009年度とほぼ同様に行った。既往歴調査、起床・就寝時間聴取、身体測定、握力測定、栄養調査、血圧測定、血液・尿検査(血計・肝腎機能の一般生化学検査の他、空腹時血糖値・空腹時インスリン値・HbA1c、脂質代謝、高感度CRP、A-FABP、フィブリノーゲン、尿中アルブミン、尿中ナトリウム排泄量など)、心電図検査、心エコー、頚動脈エコー、血管年齢、認知機能検査(MMSE)、ストレス調査などの検査を、検診を受診したすべての対象者1363名に施行した。このデータを一人ずつすべての項目についてコンピュータ管理し、データ保存を行った。検診受診者に各個人の結果および今後の方針(生活習慣の改善点や専門医受診の必要性など)について報告した。データ整理、サンプル数を増やすこと、データベース化することを目的に研究実績を行った。また、宇久町検診に関して、7月に16回目の検診を行った。既往歴調査、起床・就寝時間聴取、身体測定、握力測定、栄養調査、血圧測定、血液・尿検査(血計・肝腎機能の一般生化学検査の他、空腹時血糖値・空腹時インスリン値・HbA1c、脂質代謝、高感度CRP、A-FABP、フィブリノーゲン、尿中アルブミン、尿中ナトリウム排泄量など)、心電図検査、心エコー、頚動脈エコー、認知機能検査(MMSE)、ストレス調査などの検査を227名施行した。以上のように、検診を行うことによりサンプル数を増やし、データベース化していくことを行った。2018年は5月から12月まで田主丸検診を行い、その間である7月にも宇久町検診を実施した。2019年7月においても宇久町検診は実施する予定であり、サンプルサイズはさらに増える予定である。検診で得られた採血データや身体変量、認知機能、ストレス調査、栄養調査、フレイル調査などもすべてデータベース化を終え、解析が行える状態である。まず、横断研究を行う。サンプル数が2000名でのA-FABP値の分布、男女でのA-FABP値の違いを図式化する。A-FABPを目的変数とし、身体計測(血圧、身長体重、ウエスト周囲径、握力)、脂質、インスリン抵抗性、メタボリック症候群の有無、睡眠時間、認知機能、血管年齢、頸動脈内膜中膜厚などを従属変数として単および多変量解析を行う。A-FABPを規定する因子を検討する。また男女間の違いを検討する。インスリン抵抗性およびメタボリック症候群とA-FABP高値が関連するかロジスティック回帰分析を行う。次に縦断研究を行う。サンプル数2000名の中で2009年にメタボリック症候群でない対象者を抽出し、10年間にメタボリック症候群へ進展したかロジスティック回帰分析を行う。また、メタボリック症候群の結果発症する動脈硬化性疾患の発症の有無をCoxの比例ハザードモデルを用い、A-FABP値で群分けし、累積発症をみることで検討する。メタボリック症候群進展にいたるA-FABP値をROCカーブから求め、カットオフ値を設定し、臨床的に使用できるか検討する。

2019年7月においても宇久町検診は実施する予定であり、サンプルサイズはさらに増える予定である。検診で得られた採血データや身体変量、認知機能、ストレス調査、栄養調査、フレイル調査などもすべてデータベース化を終え、解析が行える状態である。まず、横断研究を行う。サンプル数が2000名でのA-FABP値の分布、男女でのA-FABP値の違いを図式化する。A-FABPを目的変数とし、身体計測(血圧、身長体重、ウエスト周囲径、握力)、脂質、インスリン抵抗性、メタボリック症候群の有無、睡眠時間、認知機能、血管年齢、頸動脈内膜中膜厚などを従属変数として単および多変量解析を行う。A-FABPを規定する因子を検討する。また男女間の違いを検討する。インスリン抵抗性およびメタボリック症候群とA-FABP高値が関連するかロジスティック回帰分析を行う。次に縦断研究を行う。サンプル数2000名の中で2009年にメタボリック症候群でない対象者を抽出し、10年間にメタボリック症候群へ進展したかロジスティック回帰分析を行う。また、メタボリック症候群の結果発症する動脈硬化性疾患の発症の有無をCoxの比例ハザードモデルを用い、A-FABP値で群分けし、累積発症をみることで検討する。メタボリック症候群進展にいたるA-FABP値をROCカーブから求め、カットオフ値を設定し、臨床的に使用できるか検討する。
同種写像暗号に対する数理的技法による解読法の探求と計算量評価

楕円曲線上の同種写像を利用した同種写像暗号は量子計算機に耐性のあるポスト量子暗号として近年注目されている.同種写像暗号の安全性は同種写像計算問題と呼ばれる数学問題の計算困難性に依存するが,解読アルゴリズムの開発・解読実験を含めた安全性解析が不十分で,今後の実用化に向けた最重要課題となっている.本研究では,同種写像が持つ代数的性質を利用した新しい解読法の探求を目指す.さらに,解読実験による計算量評価を行い,同種写像暗号の安全パラメータ選択の指針を示す.本研究により,既存方法よりも高速な解読アルゴリズムの開発を行うと共に,安全パラメータ選択法などの安全性解析法の確立を目指す.楕円曲線上の同種写像を利用した同種写像暗号は量子計算機に耐性のあるポスト量子暗号として近年注目されている.同種写像暗号の安全性は同種写像計算問題と呼ばれる数学問題の計算困難性に依存するが,解読アルゴリズムの開発・解読実験を含めた安全性解析が不十分で,今後の実用化に向けた最重要課題となっている.本研究では,同種写像が持つ代数的性質を利用した新しい解読法の探求を目指す.さらに,解読実験による計算量評価を行い,同種写像暗号の安全パラメータ選択の指針を示す.本研究により,既存方法よりも高速な解読アルゴリズムの開発を行うと共に,安全パラメータ選択法などの安全性解析法の確立を目指す.
新奇高強度中赤外光源の開発とDNA塩基の脱励起メカニズム

本研究はCdSe結晶中での差周波発生を利用し、10-18 μmの指紋領域の赤外分光を可能にする中赤外領域のコヒーレント光源の開発と気相孤立分子に対する応用を目的とした。可変3 μm光の出力およびモードの向上のため、色素レーザーを両面励起へと改造し、約20%の出力向上を達成した。しかし、CdSeを用いた差周波発生では、十分な強度の赤外光の発生を再現性を持って確認できなかった。想定していた光学配置だけでなく、様々な光学配置を試したが赤外光の安定的な発生は見出だせなかった気相分子クラスターの時間分解中赤外分光測定を実施し、100 nsまでの遅い遅延時間に対する時間分解中赤外分光測定に成功した。本研究はCdSe結晶中での差周波発生を利用し、1810 μm(5501000 cm-1)の指紋領域の赤外分光を可能にする新たな中赤外領域のコヒーレント光源の開発、およびその超音速ジェット冷却した分子に対する赤外分光への応用を目的としている。27年度は、光源開発を目的として赤外光発生に用いる非線形結晶、CdSe結晶の購入、および励起光源の改良を行なった。配当額が当初申請額よりもかなり減額されこと、および為替レートの変動によりCdSe結晶の購入に時間を要したため、結晶の入手が当初予定より遅れた。従って、27年度は主として、励起光源のビーム品質の向上に取り組んだ。また、中赤外分光に用いるZnSe製の光学部品の購入を進めた。なかでも、可変3μm光の出力およびビームモード向上のために、色素レーザーのメインアンプのキャピラリーセルを側方片面ポンプから両面ポンプへと改造を行なった。ポンプ光を分割し、キャピラリーセルを前後両面からの励起とし、色素濃度の調整などを行なった結果、波長可変3ミクロン光出力の約20%の上昇を達成できた。またビームモードも向上したと考えている。これらは、差周波発生の効率向上に重要である。一方で、もう一つの励起光である2ミクロン光の改良については、発振器部分のエタロンの調整などに一定の進歩は見られたが、出力の向上などはあまり順調には進捗せず、28年度の課題として残った。CdSe結晶の入手が遅れたことはあるが、当初、当該年度中に光源開発を終えたいと考えていたところで励起光源の一部の改良に止まったため上記の評価とした。本研究は、CdSe結晶中での差周波発生を利用し、1810 μm (5501000 cmー1)の指紋領域における赤外分光を可能にする新たな中赤外コヒーレント光源の開発、および超音速ジェット冷却された気相孤立分子、クラスターに対する赤外分光への応用を目的としている。28年度は、27年度の課題として残った2ミクロン光の改良、CdSe結晶を利用した中赤外分光へと進めることを予定していた。しかし、他のレーザー装置を利用する予定だった研究課題の一つが、本課題で利用する赤外レーザー光源を利用した測定を行わなければ研究を進められないことが明らかとなり、年度の大半をその測定、実験に充てることになった。この新たな課題への対応からは、100ナノ秒までの時間分解赤外分光に対する新たな経験と実績を得ることができた。この時間領域は、超音速ジェットを利用した気相分子、溶媒和クラスターの反応を実時間追跡するにはかなり遅い時間領域の測定であり、測定には多くの困難があった。しかし、本課題におけるこれまでの赤外光源の改良も功を奏し、新たな時間領域での時間分解赤外分光が実現できた。その結果、光励起に伴う溶媒再配向ダイナミクスが通常考えられているピコ秒オーダーよりも3桁以上も遅いナノ秒スケールになりえることを示すことに初めて成功した。一方で、本課題で計画していた開発に充てる時間の確保には困難が生じたため、29年度への課題の延長申請を行い、引き続き開発の継続を行うこととした。装置の使用計画が大幅に制限されたことに加えて、年度の最後平成29年3月からは、ドイツ、フンボルト財団の研究員としてドイツへ赴くことになったため、開発に充てる時間を十分確保することが困難であった。そのため上記の評価とした。本研究は、CdSe結晶中での差周波発生を利用し、1810 μm (5501000 cmー1)の指紋領域の赤外分光を可能にする新たな中赤外領域のコヒーレント光源の開発、および超音速ジェット冷却された気相孤立分子、分子クラスターに対する赤外分光への応用を目的とした。29年度は28年度からの延長として、CdSe結晶を利用した中赤光の発生と赤外分光へと進めることを課題としていた。しかし、CdSeを用いた差周波発生において十分な強度の赤外光の発生を再現性を持って確認することがどうしてもできなかった。想定していた光学配置だけでなく、様々な光学配置を試したが赤外光の安定的な発生は見出だせなかった。原因としてはいくつかの理由が考えられる。一つは、差周波発生効率が低く十分な強度の赤外光がそもそも発生できない可能性。しかしこれに関しては、これまでの研究での報告があること、また、いくつかの配置では、ある程度の赤外光の発生が見られたことから可能性は低いと考えられる。二つ目は、CdSe結晶の光学配置に想定しているものからずれがある可能性。

理論的に予測される光学配置周辺においても全く赤外光の発生が見られなかったため、もし結晶の光学配置がずれているとした場合、まったく異なってしまっている可能性が高い。その場合には、結晶光学配置の確認が必要となる。その他、ポンプ光源の強度、クオリティがいまだ不十分である可能性もないわけではないが、全く赤外光が発生できないとは思えないため可能性は低いと考えられる。本研究では、完全な赤外光の発生を達成することはできなかった。しかしその過程で、ポンプ光源の改良や非線形過程への理解が深めることができ、現有の赤外分光装置のポテンシャルの向上につながっている。このことは、実際の気相クラスターに対する赤外分光の安定的な実行という観点からは重要な意味がある。本研究はCdSe結晶中での差周波発生を利用し、10-18 μmの指紋領域の赤外分光を可能にする中赤外領域のコヒーレント光源の開発と気相孤立分子に対する応用を目的とした。可変3 μm光の出力およびモードの向上のため、色素レーザーを両面励起へと改造し、約20%の出力向上を達成した。しかし、CdSeを用いた差周波発生では、十分な強度の赤外光の発生を再現性を持って確認できなかった。想定していた光学配置だけでなく、様々な光学配置を試したが赤外光の安定的な発生は見出だせなかった気相分子クラスターの時間分解中赤外分光測定を実施し、100 nsまでの遅い遅延時間に対する時間分解中赤外分光測定に成功した。本年度は昨年度の進捗を補うために、早急に赤外光源の開発を進めたい。もう一つのポンプ光である2ミクロン光の改良を進めたうえで、CdSe結晶による中赤外光の差周波発生を行う。また結晶角度の制御プログラムの改良を進める。その後、超音速ジェット赤外分光への応用を目指す。本年度は、赤外光源の開発を進め、課題を完了させる必要がある。もう一つのポンプ光である2ミクロン光の改良を進めた上で、CdSe結晶による中赤外の差周波発生を行う。結晶角度の制御プログラムの改良を行い、測定システムとしての完成度を高める。そして、超音速ジェット冷却された分子、溶媒和クラスターの赤外分光への応用を目指す。分子分光学研究の進捗に遅れが見られたことから、次年度分の経費と併せて改めて利用する方が有効に経費を利用できると考えたため、繰り越しを行なった。28年度の予算額がさほど大きくないため、わずかであるとはいえ研究を進める上で有用であると考えられる。28年度は、他の課題への対応などから本課題の研究、開発を十分に進めることができなかった。そのため、次年度への研究課題の延長を申請し承認された。29年度は、延長繰り越しされた資金を利用し研究を進める。平成28年度における光源開発に必要とされる、光学部品などの購入に充てる予定である。課題の完了に向けて、29年度における光源開発に必要とされる、光学部品などの購入に充てる予定である。
近現代ドイツ文学における自己言及構造と「自己」概念の変貌に関する研究

本研究によって得られた成果・知見ならびに今後の展望を理論的視点からまとめると以下の4点になる。1.文学テクストにおける「自己」概念は、19世紀後半から今世紀にかけて著しい変貌を見せている。すなわち、古典派からロマン派のテクストにおける「自己」は自ら積極的に意味規定をする概念であったのに対し、リアリズム以降20世紀にかけては、社会システム・ネットワーク等によって対他的に規定される機能的な概念へと変化し、「自己」が相対比される傾向にある。(具体的には『ヴェルテル』や『ハインリッヒ・フォン・オフタ-ディンゲン』とムジルやカフカ等の作品比較において明か)2.これと連動するように、20世紀における「自己」概念は非常に可変的なものになっている。古典派、ロマン派における「自己」概念獲得の試みが普遍的あるいは固定的なものを模索する(その試みがいわゆる「ビルドゥングス・ロマン」とも考えられる)のに対し、今世紀にはそのような「自己」の放棄あるいは不可能性が前提となり、社会、言語、法などの動的システムとの関連において生産される可変的な「自己」が主流となっている。またこのことはル-マン等の社会システム理論ならびにオートポイエシス理論との著しい接近を見せている。3.一方ではそのような「自己」概念に対する忌避から来る新たな自己言及の試みも今世紀の重要な文学的主題として(特に「語りの原理の特権化」という文脈で)機能するようになっている。しかし、語りの場の自己否定などの形で生じる自己言及パラドクス等の問題を抱えている。(トーマス・マンの後期の作品やポスト・モダンの思想家たちのテクスト論)4.今後の展望として、以上のような問題性は現代免疫学における「自己」規定の問題や複雑系科学におけるカオス論ならびに「自己組織化」の構造ときわめて密接な関連があり、文系理系を問わぬより広い視点からのアプローチが望まれる。
強結合性と多バンド効果が生み出す新奇な磁場中超伝導現象の理論研究

強結合超伝導体の候補として注目されているFeSeでは、磁場中の熱力学的性質に特徴的なふるまいが観測されており、理論的考察が求められている。本年度は、前年度に考察した強結合超伝導体における低次元性の効果を、より詳しく調べた。また、強結合超伝導体における磁場温度相図を理論的に調べた。得られた成果は、以下のようにまとめられる。(1)前年度の研究で理論的に提案した、次元性の低下が引き起こす弱結合超伝導から強結合超伝導への変化(BCS-BECクロスオーバー)が、より改良された近似であるT行列近似の下でも生じることを示した。具体的には、格子上で引力相互作用する電子系のモデル(引力Hubbardモデル)を解析することで、次元性低下に伴ってペア形成温度とペア凝縮温度が分離していくことや、電子状態密度に擬ギャップが生じうることをGreen関数法に基づいて明らかにし、実験的には超格子構造や一軸性圧力を利用することで次元性誘起のBCS-BECクロスオーバーが実現できる可能性を提案した。(2)磁場中の超伝導状態相図が、強結合性によってどう変化しうるのかを調べるため、電子系のモデルから超伝導状態を記述するモデル(Ginzburg-Landauモデル)を導出した。このモデルにおいて超伝導ゆらぎを考慮することで、強結合域では特徴的な磁場スケール(ペア形成磁場、渦液体形成磁場、渦格子形成磁場)の分離が生じ、温度の降下とともに正常金属状態、非凝縮対状態、渦液体状態へとクロスオーバーし、最終的に渦格子状態への一次相転移が生じうることを明らかにした。また、相図の電子密度依存性を同じモデルに基づいて調べ、高密度になるほど渦液体領域が広がることを見出した。さらに、FeSeの実験結果と我々の計算結果を比較し、FeSeの磁場中相図は強結合性だけでは説明できないことを指摘した。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。最近の実験によると、鉄系超伝導体FeSeは、非常に強い電子間引力相互作用を内在する強結合域超伝導体である可能性があり、注目を浴びている。一方、FeSeでは磁場中の熱力学的性質に新奇なふるまいが観測されており、理論的考察が求められている。またFeSeが多バンド物質であることも考慮し、本研究課題では、強結合性や多バンド性が磁場中での超伝導現象に及ぼす影響を調べ、FeSeで観測された新奇なふるまいを解き明かすことを目的としている。本年度は、特に強結合性の効果に注目して研究を行い、以下の成果を得た。(1)単純な電子系のモデルを出発点に取り、冷却Fermi気体の研究で頻繁に使われる手法と、本研究員が開発した手法を組み合わせることで、超伝導ゆらぎに起因した反磁性応答と比熱を計算した。その結果、弱結合域の従来の超伝導体に比べ、強結合域の超伝導体では反磁性応答や比熱が増大することがわかった。この結果をFeSeの実験結果と比較することで、FeSeで観測された大きな反磁性応答は、強い引力相互作用の効果として定性的に説明できることを明らかにした。さらに、反磁性磁化の磁場依存性を調べると、強結合域では広い磁場域でクロッシング現象が現れることを発見し、FeSeの実験結果と整合的になっていることを示した。(2)格子上の電子系のモデルを出発点にとり、次元性を変えたときの転移温度やペア形成温度の計算を行った。その結果、次元性低下に伴って電子状態密度に擬ギャップが生じることを見出し、次元性低下により弱結合域と強結合域が移り変わるBCS-BECクロスオーバーが生じうることを明らかにした。また、超伝導体において超格子化や一軸性圧力印加を行うことによって実験的にBCS-BECクロスオーバーが引き起こせる可能性を提案した。本年度は、本研究課題で注目する効果の一つである多バンド性を考慮することはできなかったものの、今まで知られていなかった磁場中の超伝導ゆらぎ現象への強結合性の効果を明らかにすることができた。また、FeSeで観測されていた新奇現象が、強結合性により定性的に理解できることを初めて指摘した。さらに、FeSeが準二次元系であることに注目することで、次元性とBCS-BECクロスオーバーの関係を発見するに至り、当初の研究計画では予想されない成果を生み出した。(2)磁場中の超伝導状態

相図が、強結合性によってどう変化しうるのかを調べるため、電子系のモデルから超伝導状態を記述するモデル(Ginzburg-Landauモデル)を導出した。このモデルにおいて超伝導ゆらぎを考慮することで、強結合域では特徴的な磁場スケール(ペア形成磁場、渦液体形成磁場、渦格子形成磁場)の分離が生じ、温度の降下とともに正常金属状態、非凝縮対状態、渦液体状態へとクロスオーバーし、最終的に渦格子状態への一次相転移が生じうることを明らかにした。また、相図の電子密度依存性を同じモデルに基づいて調べ、高密度になるほど渦液体領域が広がることを見出した。さらに、FeSeの実験結果と我々の計算結果を比較し、FeSeの磁場中相図は強結合性だけでは説明できないことを指摘した。本研究の動機づけとなった超伝導体FeSeは多バンド物質であるため、実験結果との定量的な比較を行うためには多バンド性を取り入れる必要があると考えられる。また、多バンド物質におけるBCS-BECクロスオーバーの性質はほとんど知られていないため、多バンド物質を対象に本研究を拡張することによって新しい現象を発見できる可能性がある。そこで、今後の研究では、多バンド物質におけるBCS-BECクロスオーバーの性質の解明を行う予定である。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。