hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
TPP協定が日本の外国人労働者問題に及ぼす影響の国際労働経済学的分析

TPP協定は、本科研申請時には12か国で交渉が行われていたが、トランプ大統領就任によって中心メンバーたるアメリカが脱退することになり、根幹的フレームワークが揺らいだ。このため、本研究のフレームワークの確定にかなりの時間を要することとなったが、平成30年12月30日にアメリカを除く11か国で発効し新体制が成立した。こうした経緯にかんがみ、本研究は、「新体制」におけるTPP協定が環太平洋地域の国際労働力移動(ヒトの移動)、特に日本における外国人労働者問題にどのようなインパクトを与えるかに関し、労働経済学と国際経済学とを融合させた国際労働経済学の視点から厳密な理論的・実証的分析を行うとともに、その成果をわかりやすいかたちで社会に提供し、政策決定についての議論に資することを目的として実施している。平成30年度には、産官学の専門家へのヒヤリング・意見交換を重ね、分析の具体像を探るとともに、国際経済学的観点から厳密な分析を試みてきた。しかし、上述のように、トランプ政権の誕生で、分析のパラダイムの変更を余儀なくされることとなり、これへの対応に追われていたことも事実である。つまり、本科研申請時には、TPPというのはアメリカを含むTPP12を当然のものとして分析のフレームワークを構築しようと考えていた。しかし、平成29年1月のトランプ政権発足にともない、それまでTPP推進役だったアメリカ合衆国が離脱することとなった。そして、平成30年12月30日には、TPPはアメリカを除く11か国で発効し新体制が成立したわけである。こうした、基本的フレームワークが流動的であるという困難な状況のなかで研究を進め、アメリカを除く11カ国でのTPP協定は、その経済的効果は限定的なものにとどまるのではないかという暫定的知見を得た。本研究は、TPP協定が環太平洋地域の国際労働力移動(ヒトの移動)、特に日本における外国人労働者問題にどのようなインパクトを与えるかに関し、労働経済学と国際経済学とを融合させた国際労働経済学の視点から厳密な理論的・実証的分析を行うとともに、その成果をわかりやすいかたちで社会に提供し、政策決定についての議論に資することを目的とする。具体的には、応募申請書に記載した4つの段階に分けたスケジュールに基づいて実施している。こうした、基本的フレームワークが流動的であるという困難な状況のなかでで研究を進め、アメリカを除く11カ国でのTPP協定は、その経済的効果は限定的なものにとどまるのではないかという暫定的知見を得た。平成30年12月に11カ国で発足したTTPの今後の動向(新規加盟やトランプ政権の動向など)に注視しつつ、国際経済学的観点からの分析を行う予定である。つまり、平成31年度の研究では、基本的パラダイムが流動的という困難のなかで、TPPが、環太平洋地域の国際労働力移動(ヒトの移動)、特に日本における外国人労働者問題にどのようなインパクトを与えるかに関する研究を行うとともにその成果の普及に努める予定である。そのため、本研究は次の4つの段階に分けたスケジュールに基づいて実施する。(第1段階)文献サーベイ、関係者ヒヤリング等を通じての定式化事実(stylized facts)の抽出、および本格的な研究の基礎となるデータベースの構築、(第2段階)内外の研究者・実務家と討議しながら予備的仮説形成・暫定的検証、(第3段階)CGEモデルを構築しての総合的な理論的・実証的分析、(第4段階)研究成果のとりまとめと普及、政策提言。平成28年度には、このうち第1段階をほぼ完成させた。具体的に言えば、以下のようになる。まず、本テーマに関するこれまでの内外の研究を文献サーベイして基本的方向性を定め、TPPおよび国際労働力移動(ヒトの移動)に関するわが国および諸外国におけるデータを収集・検討した。また、本テーマが極めて政策志向的であることにかんがみ、文献やデータに基づく座学にとどまらず、政労使などに対し積極的にヒヤリング・意見交換を行った。ただ、平成29年1月のトランプ政権発足にともない、それまでTPP推進役だったアメリカ合衆国が離脱することとなったため、本研究の前提となるTPPの構図が一変することとなった。したがって、今後は「TPPにアメリカが含まれ場合」と「アメリカ抜きでのTPPの場合」の2本立てで、これが、環太平洋地域の国際労働力移動(ヒトの移動)、特に日本における外国人労働者問題にどのようなインパクトを与えるかを分析する予定である。平成28年度には、研究スケジュール4段階のうち第1段階をほぼ完成させた。

また、本テーマが極めて政策志向的であることにかんがみ、文献やデータに基づく座学にとどまらず、政労使などに対し積極的にヒヤリング・意見交換を行った。本研究は、TPP協定が環太平洋地域の国際労働力移動(ヒトの移動)、特に日本における外国人労働者問題にどのようなインパクトを与えるかに関し、労働経済学と国際経済学とを融合させた国際労働経済学の視点から厳密な理論的・実証的分析を行うとともに、その成果をわかりやすいかたちで社会に提供し、政策決定についての議論に資することを目的とする。具体的には、応募申請書に記載した4つの段階に分けたスケジュールに基づいて実施している。平成29年度には、このうち第2段階および第3段階を中心に研究を行った。すなわち産官学の専門家へのヒヤリング・意見交換を重ねて分析の具体像を探るとともにモデル化することを試みた。しかし、トランプ政権の誕生にともなうアメリカの通商政策の変貌によって、分析のパラダイムの変更を余儀なくされることとなり、これへの対応に追われていたことも事実である。つまり、本科研申請時には、TPPというのはアメリカを含むTPP12を当然のものとして分析のフレームワークを構築しようと考えていた。しかし、平成29年1月のトランプ政権発足にともない、それまでTPP推進役だったアメリカ合衆国が離脱することとなった。平成30年4月には、トランプ政権がアメリカにとって大幅に良い条件であれば交渉に復帰する可能性に言及している。このように、TPPには世界最大の経済大国であるアメリカが含まれるのか否かが流動的な状況が続いている。平成29年度の研究では、こうした基本的パラダイムを見極める努力を重ねながら、TPPが環太平洋地域の国際労働力移動(ヒトの移動)、特に日本における外国人労働者問題にどのようなインパクトを与えるかに関する研究を行うという困難な作業を強いられた。平成29年度には、研究スケジュール4段階のうち、第2段階および第3段階を中心に研究を実施した。産官学の専門家へのヒヤリング・意見交換を重ね、分析の具体像を探ってきた。しかし、トランプ政権によるTTPからの離脱および最近における復帰可能性への言及で、分析の基本的フレームワークが定まらず、これへの対応に追われているのも事実である。TPP協定は、本科研申請時には12か国で交渉が行われていたが、トランプ大統領就任によって中心メンバーたるアメリカが脱退することになり、根幹的フレームワークが揺らいだ。このため、本研究のフレームワークの確定にかなりの時間を要することとなったが、平成30年12月30日にアメリカを除く11か国で発効し新体制が成立した。こうした経緯にかんがみ、本研究は、「新体制」におけるTPP協定が環太平洋地域の国際労働力移動(ヒトの移動)、特に日本における外国人労働者問題にどのようなインパクトを与えるかに関し、労働経済学と国際経済学とを融合させた国際労働経済学の視点から厳密な理論的・実証的分析を行うとともに、その成果をわかりやすいかたちで社会に提供し、政策決定についての議論に資することを目的として実施している。平成30年度には、産官学の専門家へのヒヤリング・意見交換を重ね、分析の具体像を探るとともに、国際経済学的観点から厳密な分析を試みてきた。
マカクザルTEO野は形態知覚に必須の領野か-その行動学的研究

マカクザル下部側頭回TEO野は、その摘除により重篤な図形弁別障害が生じる事から、形態弁別に必須の領野と考えられてきた。本研究の目的はこの概念の再検討である。実験の動機は、最近の電気生理学的研究で、TEO野がこれまでのTEO野摘除域のうち隣接上側頭溝域を含まない事がわかったことによる。被験体として日本ザルを用い、脳回TEO野摘除と隣接上側頭溝領域摘除の効果を調べ、当研究室で得られた正常ザルと従来型TEO野摘除ザルの結果と比較した。テスト装置としてウィスコンシン式一般テスト装置(WGTA)を用いた。脳回TEO野摘除ザルは図形弁別術後保持テスト及び術後初学習課題で正常ザルに比べ成績が悪かったが、障害の程度は従来型TEO野摘除群に比べ極めて軽かった。一方隣接上側頭溝領域摘除ザルの術後保持における成績は正常ザルとかわらず障害は見られなかった。次に図形寸法のみが順次縮小される図形縮小刺激系列と図形と背景カード共に縮小される図形・背景縮小刺激系列で、下降および上昇系列法で弁別閾値を調べた。脳回TEO野摘除ザルはいずれの課題でも正常ザルに比べ弁別閾値の上昇を示した。従来型TEO野摘除ザルに比べると図形縮小刺激系列での弁別閾値はより低く、図形・背景縮小刺激系列での閾値は同程度であった。これらの知見は、脳回TEO野摘除ザルの図形知覚が正常ではないにしても障害の程度は従来型TEO野摘除ザルに比べはるかに軽微であること、従来型TEO野摘除による重篤な図形弁別障害は脳回TEO野と隣接上側頭溝領域の同時摘除によるものであった事を明らかにしている。実験の動機は、最近の解剖学的研究で、TEO野がこれまでのTEO野摘除域のうち隣接上側頭溝域を含まない事がわかったことによる。本年度は、それぞれ脳回TEO野、隣接上側頭溝域に限局した摘除の効果を、図形弁別術後保持について調べ、その結果を従来型TEO野摘除ザル及び正常ザルの結果と比較し上記概念の検討をした。被験体として8頭の日本ザルを用いた。実験群として4頭のサルに脳回TEO野摘除を行い、手術統制群として4頭のサルに隣接上側頭溝腹側壁+溝底摘除を行った。皮質摘除はネンブタール麻酔下で、吸引法により、無菌的に、両側性に行った。テスト装置として、ウィスコンシン式一般テスト装置(WGTA)を用いた。テスト課題として+対□図形弁別課題を用いた。同課題を手術前にサルに学習させ、手術後の保持テスト成績を調べた。脳回TEO野摘除ザル4頭の+対□図形弁別の術後保持テストにおける基準達成平均試行数は105試行で、これまで得られた正常ザルの平均3試行に比べ有意に多かったが、従来型TEO野摘除ザルの平均2215試行に比べて極めて少なかった。一方隣接上側頭溝領域摘除ザルの平均試行数は23試行で、正常ザルとの間に有意差はなかった。本知見は、脳回TEO野あるいは隣接上側頭溝領域に限局した摘除では、図形弁別が殆どあるいは全く障害されず、従来型TEO野摘除による重篤な図形弁別障害は両領域の同時摘除によるものであった事を明らかにしている。

マカクザル下部側頭回TEO野は、その摘除により重篤な図形弁別障害が生じる事から、形態弁別に必須の領野と考えられてきた。本研究の目的はこの概念の再検討である。実験の動機は、最近の解剖学的研究及び電気生理学的研究で、TEO野がこれまでのTEO野摘除域のうち隣接上側頭溝域を含まない事がわかったことによる。本年度は、6年度の実験において軽微ながら図形弁別術後保持テストで障害を示した脳回TEO野摘除ザルで、以下の変図形弁別課題での行動を調べ、その結果を従来型TEO野摘除ザル及び正常ザルの結果と比較し上記概念の検討をした。学習及び保持テストで使用された基本図形につき、図形縮小課題と背景カード・図形縮小課題を用い、弁別閾値を調べた。図形縮小課題では、背景カード寸法は当研究室における基本課題と同じで、図形寸法のみ基本図形の7/8、6/8、5/8、4/8、3/8、2/8、1/8、1/10に縮小されていた。ちなみに本研究では学習と保持テストには基本図形の7/8サイズの図形を使っている。背景カード・図形縮小課題では背景カードと図形寸法いずれもが、上記の縮小率で縮小されていた。両課題につき下降系列および上昇系列法で弁別可能閾値を調べた。脳回TEO野摘除ザルはいずれの課題でも正常ザルに比べ弁別可能閾値の上昇を示した。従来型TEO野摘除ザルに比べると、図形縮小課題での弁別閾値はより低く、背景カード・図形縮小課題での閾値は同程度であった。これらの知見は、脳回TEO野摘除ザルの図形知覚は正常ではないにしても障害の程度は従来型TEO野摘除ザルに比べ軽微であることを示している。
ピロリ菌由来発がん性足場タンパク質CagAが脱制御する細胞内シグナルの統合的理解

ピロリ菌CagAの発がん標的であるSHP2の細胞内局在が、HippoエフェクターTAZ/YAPとの複合体形成により調節されることを見出した。また、SHP2の脱リン酸化基質parafibrominがモルフォゲンシグナルを集積・統合し、適切な遺伝子発現へと情報変換する分子であることを明らかにした。EPIYAモチーフを脱リン酸化することでCagA活性を抑制するホスファターゼとしてSHP1を同定した。一方、ヒトEPIYA含有タンパク質プラグミンがEPIYAリン酸化特異的にCskと結合・活性化することを見出した。CagAはPragmin-Csk相互作用を競合阻害し、細胞悪性化を促す可能性が示唆された。ピロリ菌がんタンパク質CagAの主要細胞内標的分子であるチロシンホスファターゼSHP2は細胞密度に依存した細胞内局在変化を示す。低細胞密度下ではSHP2は主に核内に分布する一方、高細胞密度下では細胞質に分布する。SHP2の核内移行はRhoAの特異的阻害薬であるC3トランスフェラーゼにより阻止され、非特的キナーゼインヒビターであるstaurosporinにより増強された。これらの結果から、SHP2の細胞質ー核間移行に細胞密度を感知するがん抑制シグナル経路として知られるHippoシグナル経路が関与している可能性が強く示唆された。とりわけ、SHP2の細胞内分布はHippo経路のエフェクター分子である転写ホアクチベーターTAZ/YAPの挙動ときわめて類似することから、SHP2はTAZ/YAPと複合体を作ることによりその分布が制御されるとの仮説のもと両者の相互作用を検討した。その結果、SHP2はそのC末端領域に存在するproline-rich配列を介してTAZ/YAPのWWドメインと会合することが明らかになった。TAZ/YAPの発現を抑制することでSHP2の核内移行は阻害される一方、SHP2の発現抑制ではTAZ/YAPの細胞質ー核移行に変化は認められなかった。このことから、複合体形成を介してTAZ/YAPがSHPの核内移行を担うと結論づけられた。Hippoシグナルの活性化によりTAZ/YAPは細胞質内にとどめ置かれ、その結果SHP2も細胞質に停留する。Hippoシグナル依存的な細胞増殖の抑制にはTAZ/YAP依存的な転写の阻害に加えて、核内SHP2の機能に依存したWnt標的遺伝子の活性化阻止が関与する可能性が示唆された。YAPには複数のスプライスバリアントの存在が知られているが、興味深いことにSHP2と結合できるのは一部のバリアント分子であることが明らかとなった。ピロリ菌CagAは胃上皮細胞内に侵入後チロシンリン酸化され、SHP2ホスファターゼと複合体を結合する。SHP2はがんタンパク質として知られ、その機能は多くのヒトがんにおいて脱制御されている。ピロリ菌CagAは複合体形成を介してSHP2の活性を脱制御し、胃がん発症を促すと考えられている。チロシンリン酸化依存的にSHP2との結合に関わるCagA部位として、東アジア型CagAのEPIYA-Dセグメントならびに欧米型CagAのEPIYA-Cセグメントが同定されている。欧米型CagAでは、EPIYA-Cセグメント数は1ー3と変動する。近年の臨床疫学調査から、EPIYA-Cセグメントを2つ以上保有するCagAは、1つしか保有しないCagAに比べて有意に発がんリスクを高めることが示された。そこで、チロシンリン酸化依存的なCAGA-SHP2相互作用と胃がん発症リスクを繋ぐ分子機構を明らかにするため、様々なEPIYA-Cセグメント数を持つ組換え型チロシンリン酸化CagAを作成し、SPR法を用いてSHP2との結合活性を測定した。その結果、EPIYA-Cセグメント数が1から2に増大することにより、SHP2に対するCagAの結合親和性が約100倍増大することが明らかとなった。この劇的なSHP2結合活性の増大は、CagA-SHP2相互作用がmonovalent結合からbivalent結合に変化することに起因する。さらに、EPIYA-Cセグメントを複数個保有するCagA発現細胞は細胞外マトリクスへの浸潤能を獲得し、SHP2脱制御を介した発がん関連の細胞機能変化と考えられた。以上の結果から、EPIYA-Cセグメント数はSHP2がんタンパク質の脱制御の規模を規定する重要な因子であることが明らかとなった。cagA陽性ヘリコバクター・ピロリは胃上皮細胞に付着した後、IV型分泌装置を用いて発がんタンパク質CagAを細胞内に注入する。細胞内に侵入したCagAは宿主細胞キナーゼによりチロシンリン酸化を受けた後、発がん性ホスファターゼSHP2と特異的に結合・脱制御し、がん化を促す増殖・運動異常を引き起こす。1.ピロリ菌CagAを脱リン酸化/不活化する宿主細胞内ホスファターゼの単離・同定今年度の研究から、SHP2ホモログであるSHP1もCagAと結合することが明らかとなった。しかしながら、CagA-SHP2相互作用とは異なり,CagA-SHP1相互作用はCagAのチロシンリン酸化を必要としなかった。In vitroホスファターゼアッセイにより、SHP1はCagAホスファターゼであることが直接示され、さらにCagAとの複合体形成によりSHP1の触媒活性が誘導されることを見出した。

CagAとSHP1を共発現させた細胞では、CagAのチロシンリン酸化レベルが著しく低下するともに、チロシンリン酸化依存的なCagAの発がん生物活性が抑制された。2. CagAの分子多型と発がん活性の連関欧米型CagAはEPIYA-Cセグメントの繰り返しで特徴付けられる分子多型を有する。最近の臨床疫学的調査から、EPIYA-Cを2個以上有するCagA産生ピロリ菌感染は胃がんリスクを増大させることが示されている。今年度の研究により、欧米型CagAのEPIYA-Cセグメント数が1から2に増えることで、SHP2結合親和性が100倍以上増強することを見出した。このSHP2結合能の著しい増強を反映し、EPIYA-Cセグメントを2個以上保有するCagA発現胃上皮細胞は単一のEPIYA-Cセグメントを保有するCagA発現細胞に比較してはるかに強力な組織浸潤能を示した。CagAを脱リン酸化する宿主細胞由来ホスファターゼの同定はCagAの発がん活性抑制の観点からもきわめて重要な意義を持つ。しかしながら、CagA脱リン酸化酵素に関する手掛かりは、その存在の有無を含め、これまで全く得られていなかった。平成27年度の研究により、ピロリ菌CagAを脱リン酸化/不活化する宿主細胞内ホスファターゼとしてSHP1を同定することに成功した。この事実から、胃上皮細胞内におけるSHP1とSHP2の相対的な発現レベルがピロリ菌CagAの発がん活性を規定すると考えられる。CagAタンパク質のSHP2結合部位は多様な形をとることが知られており、中でもEPIYA-Cセグメントと呼ばれる構造の数が胃がんの発症に関与している可能性が分子疫学調査から示されていた。しかしながら、CagA EPIYA-Cセグメント数と胃がんをつなぐ分子基盤はこれまで不明であった。平成27年度の研究成果から、EPIYA-Cセグメントの重複によってCagAのSHP2へ結合する強度が飛躍的に増強することが明らかにされ、ピロリ菌CagAが胃発がんの明確なリスク因子となる分子基盤が明らかにされた。ピロリ菌CagAの発がん標的であるSHP2の細胞内局在が、HippoエフェクターTAZ/YAPとの複合体形成により調節されることを見出した。また、SHP2の脱リン酸化基質parafibrominがモルフォゲンシグナルを集積・統合し、適切な遺伝子発現へと情報変換する分子であることを明らかにした。EPIYAモチーフを脱リン酸化することでCagA活性を抑制するホスファターゼとしてSHP1を同定した。一方、ヒトEPIYA含有タンパク質プラグミンがEPIYAリン酸化特異的にCskと結合・活性化することを見出した。CagAはPragmin-Csk相互作用を競合阻害し、細胞悪性化を促す可能性が示唆された。本年度の研究を通して、ピロリ菌CagAが示す多彩な分子多型が発がん活性の強弱を規定する分子機構を解明することに成功した。この成果は胃がん発症を予知・予防するためのオーダーメード医療を確立する上できわめて重要な研究の進展と考える。これまで、ポリグルタミン病やプリオン病において、原因タンパク質内にみられるペプチド構造の繰り返し数が疾患発症や病態形成と密接にリンクすることが明らかにされているが、ピロリ菌CagAのEPIYA-C繰り返し数も同様の医学的意義を有することが示されたと考える。
高血糖ハイリスクの歯根吸収への影響

糖尿病が矯正力による歯の移動と副作用の歯根吸収に及ぼす影響をラットを用いた実験で調べることを目的とした。Sprague-Dawleyラット(オス)を3つのグループ(コントロール、糖尿病、糖尿病ラット+インスリン投与)に分けた。糖尿病はストレプトゾトシンを投与して誘導した。10gのNiTiコイルスプリングを2週間、上顎左側第一臼歯と切歯の間に装着し、歯の移動量を測定した。また歯根吸収を測定した。歯の移動量は糖尿病群で有意に減少した。また、歯根吸収量も同様に減少した。一方、インスリンを投与した群の歯の移動量と歯根吸収量はコントロールレベルに近似した。糖尿病は感染症と炎症に対するリスクが非常に高いことは一般的によく知られ、歯科においても歯周病に関する論文は、総説だけでも100を超える。しかしながら、矯正治療に関してはまだまだ治験が少なく、結論づけるに至っていない。研究期間内の目標は、高血糖症ラットで、歯の移動量、歯槽骨の変化量、および歯根吸収量を定量し、健常ラットとの違いを明らかにすることである。さらに、骨吸収と骨添加の変調を調べるために、組織標本にて血管の増生、破骨細胞の出現および骨芽細胞の出現を調べ、組織レベルでのメカニズムを解明し、それと同時にマイクロCT画像の術前後の重ね合わせを行い、歯槽骨の増減を定量する。9週齢のラットにStreptozotocinを腹腔内注射し、高血糖を誘発させた。Streptozotocinの投与量は血糖値が300mg/dl以上になるように調整した。高血糖症が誘発された10週齢ラットに上顎の前歯から第1臼歯の間に超弾性クローズドコイルスプリング(10gと25g)を装着した(0日)。その後、経日的にマイクロCTを撮影した。14日に上顎第1臼歯の歯根を採取し、走査型顕微鏡の立体画像データを得た。歯の移動動態については糖尿病ラットにおいて、歯の移動量が少なく、歯根吸収量はあまり変わらないとの結論が導かれつつある。これらの結果から、歯の移動動態、歯槽骨骨密度の変化および歯根吸収量を解析している。現在、歯の移動動態については糖尿病ラットにおいて、歯の移動量が少なく、歯根吸収量はあまり変わらないとの結果を得ている。今後は被験数を増やして確証を得る予定である。その後、骨塩定量と組織変化を調べる予定である。27匹のSprague-Dawleyラット(オス)を3つのグループ(コントロール、糖尿尿、糖尿病ラットにインスリンを投与したもの)に分けた。糖尿病はストレプトゾトシンを腹腔内に1回投与して誘導した。血糖値が250 mg/dl以上になったものを糖尿病とした。インスリンは毎日投与した。10gのNiTiクローズドコイルスプリングを2週間、上顎左側第一臼歯と切歯の間に装着した。マイクロCTを用いて歯の移動量を測定した。また、歯根を摘出して難組織を除去後に走査型電子顕微鏡と走査型レーザー顕微鏡を用いて、歯根吸収を測定した。一方、インスリンを投与した群は血糖値と同様に歯の移動量と歯根吸収量はコントロールレベルに近似した。現在、上記の結果をまとめて投稿中である。27匹のSprague-Dawleyラット(オス)を3つのグループ(コントロール、糖尿病、糖尿病ラットにインスリンを投与したもの)に分けた。

また、歯根を摘出して難組織を除去後に走査型電子顕微鏡と走査型レーザー顕微鏡を用いて、歯根吸収を測定した。歯の移動量は糖尿病群で有意に減少した。また、歯根吸収量も同様に減少した。一方、インスリンを投与した群は血糖値と同様に歯の移動量と歯根吸収量はコントロールレベルに近似した。糖尿病が矯正力による歯の移動と副作用の歯根吸収に及ぼす影響をラットを用いた実験で調べることを目的とした。Sprague-Dawleyラット(オス)を3つのグループ(コントロール、糖尿病、糖尿病ラット+インスリン投与)に分けた。糖尿病はストレプトゾトシンを投与して誘導した。10gのNiTiコイルスプリングを2週間、上顎左側第一臼歯と切歯の間に装着し、歯の移動量を測定した。また歯根吸収を測定した。一方、インスリンを投与した群の歯の移動量と歯根吸収量はコントロールレベルに近似した。論文投稿受理までを達成目標にしていたが、まだ受理されていない。論文投稿の期間は雑誌社の査読と編集課程に大きく依存するために予定の遅れとなっている。歯科矯正学雑誌編集長には繰り返し査読編集の迅速化を依頼している。また、国際学会等でのアピールも行う予定である。さらに、今後の発展として歯槽骨の変化を骨形態計測手法を用いて調べているところである。実験の結論で確証を得るためのレスキューテストの前までは順調に進んでいる。糖尿病の動物実験モデルは文献的には確立されているが、動物種によってStreptozotocinの投与量に差がある。同一系統でも販売会社によって違うほどである。そのために、条件の確立に時間がかかった。また、糖尿病ラットの組織は硬組織も脆くなり、歯根の採取と処理の条件の確立にも時間がかかった。研究計画については予定通り遂行されて結果を得て、論文にし投稿中である。しかしながら、まだ受理されるに至っていない。終了までに十分時間を考えて、昨年10月には投稿したが、未だ受理されていない。査読編集の過程は雑誌編集者と査読者によるところで、私は催促しているところである。今後、インスリンを投与して糖尿病誘発ラットを回復させ、レスキューテストで確証を得る予定である。さらに骨塩定量と組織変化を調べる予定である。現在、歯の移動動態については糖尿病ラットにおいて、歯の移動量が少なく、歯根吸収量はあまり変わらないとの結果を得ている。今後は被験数を増やして確証を得る予定である。その後、骨塩定量と組織変化を調べる予定である。論文が受理後に発表予定であったが、遅れが生じたために発表を先延ばしにすることになった。また、論文掲載料も次年度に使用する予定となった。動物購入予定が次年度になったため。実験動物購入。ほぼ計画通りであり、大きく変更が必要なところはない。
次世代抗ヒスタミン薬の開発に役立つヒスタミン受容体の構造解析

抗ヒスタミン薬はヒスタミンH1受容体に結合して不活性化し、アレルギー症状を抑制するが副作用が多い。本研究では副作用が低く効果の高い新たな抗ヒスタミン薬の迅速な開発に役立てるため、第二世代抗ヒスタミン薬とヒスタミンH1受容体の複合体構造の結晶化に成功した。予備的なデータでは、基質結合部位はヒスタミンH1受容体に特有な構造を持つ細胞外領域まで達しており、受容体選択性の高い抗ヒスタミン薬の開発に役立つ知見が得られる目処がたった。抗ヒスタミン薬は、ヒスタミンH1受容体に結合し、不活性化状態に固定してアレルギー症状を抑える。抗ヒスタミン薬は、古くから有る第一世代と、その後に開発された第二世代に分類されるが,第一世代は副作用が多く、第二世代は副作用が少ない。われわれは既に、第一世代薬とヒスタミンH1受容体の立体構造を決定し、その高い親和性と低い結合選択性の理由を解明した。本年度は、第二世代抗ヒスタミン薬の高い結合選択性と低い親和性の理由を解明するため、第二世代抗ヒスタミン薬とヒスタミンH1受容体の複合体構造を決定することを目標に、研究を進めた。しかし、第二世代抗ヒスタミン薬はヒスタミンH1受容体への親和性が低いため複合体構造の安定化が難しい。そこで各種の第二世代抗ヒスタミン薬と、1種のアロステリックリガンド候補化合物について、それぞれの結合に最適なT4Lの挿入位置を検討した。最適化に際し、コンストラクトの単分散性と、各薬剤との複合体での熱安定性を評価した。単分散性は、ヒスタミンH1受容体と緑色蛍光タンパク質(GFP)の融合タンパク質発現系を発現させ、サンプルを精製せずに調べることができた。熱安定性は、熱変性で露出したシステイン残基に特異的に結合する蛍光色素との反応性で評価した。その結果、どの薬剤との複合体も、現在用いているものが最も成績が良かった。次年度、このコンストラクトを用いて結晶化を行う。われわれは既に、第一世代薬とヒスタミンH1受容体の複合体の立体構造を決定し、その高い親和性と低い結合選択性の理由を解明した。本計画の目標は、第二世代薬とヒスタミンH1受容体の複合体の立体構造を決定し、第二世代抗薬の高い結合選択性と低い親和性の理由を解明することである。本年度は、昨年度までに選定していた安定なコンストラクトを用いて、第二世代薬とヒスタミンH1受容体の複合体の結晶化及び構造解析を行った。複合体作製を試みた第二世代薬は、分子内にカルボキシル基を持つオロパタジン、レボセチリジン、フェキソフェナジンなどである。これらの薬剤を可溶化の段階からヒスタミンH1受容体に結合させ、精製し、キュービックフェーズ法で結晶化した。その結果、結晶化を試みた全ての第二世代薬ーヒスタミンH1受容体複合体で、微小結晶を得ることに成功した。結晶サイズの改良を目指し、結晶化条件を検討した結果、レボセチリジンとの複合体で結晶サイズが大きくなった。そこで、レボセチリジンとの複合体の結晶をSPring-8で測定したところ、3オングストローム程度の反射が出ることを確認できた。アレルギー症状を抑える抗ヒスタミン薬は、ヒスタミンH1受容体の拮抗薬である。抗ヒスタミン薬は、古くから使用されている第一世代薬と、最近になり開発された第二世代薬に分けられるが、前者は後者に比べて副作用が多い。この副作用は、第一世代抗薬が高い中枢移行性と低い受容体選択性を示すことに起因する。我々は既に第一世代薬とヒスタミンH1受容体の複合体構造を決定し、第一世代薬の低い受容体選択性の原因を解明した。本研究では、第二世代薬とヒスタミンH1受容体の複合体構造を決定し、なぜ第二世代薬の高い受容体選択性の原因を解明し、副作用の少ない新薬の開発に役立つ情報を得ることが目的である。第二世代薬はヒスタミンH1受容体への親和性が第一世代薬よりも低く、複合体の結晶化は難しかった。本年度は、これまでの研究により作製した第二世代薬を結合して安定化できるコンストラクトを利用し、複合体の結晶化を行った。その結果、複数の第二世代薬とヒスタミンH1受容体の複合体の構造を決定することに成功した。これらの構造では、第二世代薬に特徴的なカルボキシル基が細胞外側に伸びて結合していた。これらの領域は、ヒスタミンH1受容体に固有の構造を有しており、これにより第二世代薬の受容体選択性が高まっていることが明らかになった。

26年度が最終年度であるため、記入しない。構造生物学26年度が最終年度であるため、記入しない。結晶化に使用するためのコンストラクトの選定が終了し、次年度は結晶化に進むことが可能になったため。親和性の低い第二世代薬との複合体の結晶化・データ収集にまで成功し、次年度は、構造解析や結果発表を行える目処がたったため。初年度に選定できたコンストラクトを用いて、各種第二世代抗ヒスタミン薬について複合体を作製し、キュービックフェーズ法により結晶化を行う。測定は大型放射光施設で行う。結晶化条件の改良の後、データが取得できれば解析を行う。データ収集を完了させ、構造解析を完了させる。その後は、構造情報を用いてin silicoスクリーニング等を試みるほか、速やかに結果を発表する。また、他の第二世代薬との複合体の結晶化、結晶化条件の改良も行う。入手可能な第二世代抗ヒスタミン薬の種類が増加した結果、計画より少数のコンストラクトの作製により、安定化を達成できた。そのため当初予定より使用金額を抑制できたが、今後は、抑制できた分も利用し、計画より多くの各薬剤に対して結晶化条件を調べる。入手可能な第二世代薬の種類が当初の予定より増え、より多くの薬剤を検討することが可能となった結果、計画より少数のコンストラクトの作製により安定化を達成できた。さらに、結晶化ロボットやクロマトグラフィーシステムの導入により、結晶化条件や結晶を大きくするための条件検討も効率良く行うことができ、精製や結晶化に必要な消耗品類を大幅に節約できた。更に多くの薬剤との複合体の結晶化・構造解析を試みるとともに、市販されていない化合物の合成も行い、より多くの知見を得るための検討を行う。
原子間力顕微鏡による微生物観察に必要なシステムの開発

生物試料をAFMにて観察する際、走査プローブによる試料の損傷を押さえ、安定した観察をするための手段の開発が当面の急務である。本年度の研究の重点はこれに置かれた。我は、試料の安定化の方策として、試料全体を可能な限り薄い膜状の物で覆ってしまい、これによりプローブによる物理的な損傷から保護しようというアイデアで研究を進めた。その目的に叶ったものとして、他の研究者により開発されたプラズマ重合装置の応用を試みた。この装置は、有機物の薄膜を生物試料の表面に自由に任意の厚さで作ることができる装置であり、日本レーザ電子(株)の田中昭博士の考案によるものである。我々は博士の好意により、この装置を利用できることになった。試料はT4ファージで、薄膜は、メタン、ブタンの重合膜を用いた。いずれの有機ガスも観察に耐えうる膜を形成した。厚さはできるだけ薄い方が良いが、通常は1mm以下になるように作製した。観察は、高分解能ステージを用い、スタンダードのプローブで行った。その結果、非被覆試料では2回の走査でファージの形が著しく変形破損し、観察不可能に陥ったにもかかわらず、薄膜で覆った試料は、8回の同じ視野の走査観察に耐えうることが証明された。AFMの特徴である、高分解能もこの方法で生かされることが重要であるがファージの微細構造までは観察できなかった。これは、まだ被覆の条件が定まっていないことによるものと考える。観察試料としてファージT4、細菌鞭毛、植物葉の表面などを選び、次の方法で観察を試みた。(1)生のまま、雲母片に乗せて観察する。(2)グルタールアルデヒド、オスミウムでの固定の後、雲母片に乗せて観察する。(3)(2)の試料に金属あるいはカーボンを蒸着して観察する。観察に使用するプローブは、ノーマルチップ、ハイリゾルションの両者を使用する。結果(1)3つの試料とも形の観察は可能であるが、それぞれの試料の持つ、微細な構造は、観察出来なかった。また、走査の度に試料の位置のずれ、形の変形が起こった。(2)固定しても、上記の状況を改善するには至らなかった。(3)蒸着により、試料の変形、ずれを改善できたが、微細構造の観察は出来なかった。次年度の計画への展望:本年度の成果から、生物試料のように柔らかいものを見るにはそのままの観察は無理と思われるので何らかの方法で、試料に強度を与えなければならない。いかにして強度を且つどの程度に与えらばよいかが重要な研究科課題として浮上してきた。その硬さの程度は、ゴムでは軟らかすぎ、プラスチック程度の硬さが最低限であろう。本年度の研究の目的は、生物試料の安定化であり、その方策として他の目的に利用されていた、プラスマ重合という方法を利用して、有機物の薄膜で試料表面を覆う事により安定化させることを試みることである。有機物薄膜として、メタン、ブタン、オスミウムメタンが利用された。薄膜を作成する装置は、日本レサ-電子社の装置を田中博士の好意により利用させていただいた。この装置により、メタン、ブタンの薄膜を試料表面にほぼ一様に厚さ約1nmで作ることが出来た。このようにして薄膜で被覆した試料は、AFMでの走査に耐え、8回以上の同一視野の観察に充分耐えうる性能を示した。薄膜が充分に薄いので高分解能でも微細構造には影響しないものと思える。今後は、使用する有機物の種類の検討、より薄い膜の形成を試みる事とする。
中学校・高等学校生徒の進学準備と人間形成の関係-実態と問題解決に関する調査研究

1.有識者意見調査次項のシンポジウムにおいて討議された問題点を素材として、調査計画を立案した。調査の実効を考慮して、調査対象は東京都内の国・公・私立の中学校・高等学校計1,000校の進路指導主事とした。方法は質問紙法で郵便によった。調査内容は進学準備のための受験勉強に関する次の諸事項とした。【◯!1】学力形成、学習や体験、社会観、自己確立との関係、【◯!2】人間形成への悪影響、【◯!3】友人との競争、【◯!4】自己評価との関係、【◯!5】その他。また、8府県の県教育委員会事務局、中学校、高校を訪問調査して実態に関する情報を収集した。2.関係者による実態と問題点の検討次のとおりシンポジウムを3回実施した。【◯!1】中学校・高校関係者3名を招き、進学準備と人間形成の実態を討論、【◯!2】心理学者2名をかこみ、学力構造と進学準備の関係等を討論、【◯!3】国立・私立の大学生4名を招き、中・高校時の進学準備等の体験と人間形成の関連を討論。そのうち第1回の内容を中間報告書として印刷した。3.国立・私立の中学校・高校の入試問題の検討国語,社会,算数,数学,理科,英語の各教科について、中学校入試問題4教科、高校入試5教科の昭和60年度入試問題を検討した。各教科ごとに、小・中・高校・大学・研究所の専門家各23名ずつ計12名前後の検討委員会を組織し、各委員に分析を依頼した。主として首都圏所在の中・高校を対象に、入試問題の内容・目標及び難易の水準の妥当性を検討した。4.学校経歴・職歴の追跡研究のための資料収集次年度における本格的な追跡調査の準備として、秋田県・愛知県等の県教育委員会事務局・中学校・高校を訪問して、資料を収集した。
音声生成系のMRI計測に基づく3次元音響モデルによる自然な音色の音声合成

本研究では、音声の生成器官の一つである鼻の音響的性質を、従来より実際に近い形態によって解明するため、人間の発音時の鼻腔をMRIで観測した形状のデータに基づいて幾種類かの3次元構造を有する音響管モデルを作成し、その内部の音波伝搬について分析、検討を行った。作成したモデルは、軟口蓋から鼻孔まで、鼻道のみの断面積とその周囲長をもとに楕円で近似したモデル、MR画像を基に鼻道形状を忠実に再現したモデル、および、これら2つのモデルを基にした各種変形モデルである。これらのモデルを、有限要素法を用いて計算した。計算結果から、伝達特性等を求め、解析した。その結果、鼻道の音響特性は、その断面形状、分岐、非対称性、鼻道の曲がりに影響を受けることが確かめられ、従来の単純な直管形のモデルの限界が明らかにされた。また鼻腔の非対称分岐は、出力特性に極零対を発生させる。複雑な形状や、鼻道の曲がりは、鼻道内部で音響インテンシティが渦を巻き零点を生じさせる。副鼻腔の効果については左右一対づつの上顎洞と前頭洞が、それぞれ単独あるいは同時に存在する場合について解析した。これらは、左右の非対称性によって複雑になるがそれぞれでは単純なHelmholtz共鳴器として作用し、各副鼻腔の共鳴周波数付近で鼻道伝達特性に極と零点を発生させる。これら極・零点は、伝達特性の第一共振周波数に影響する。2000Hz以上の高い周波数には影響を与えない。鼻道の断面積を変化させ、あるいは一部分を閉鎖した場合の影響も調べた。本研究は,人間的で自然な音色を持つ音声の特徴を解明するため,複雑な形態の声道音響管の音響特性を詳細に検討している.平成7年度の研究成果は次の6つに要約される.1.磁気共鳴映像法(MRI)を用いて声道と鼻腔の立体像を計測し,FEMによる3次元音響管モデルを構築し,その音響特性を検討した.2.従来の音声器官モデルでは,声道は真っすぐな管で,管壁は剛体と仮定し,断面形状は無視していた.実際の声道は咽喉部でほぼ直角に曲がっており,柔体壁で,断面は複雑な形状をしている.それらが声の音色にどのような影響を与えるかを,音響管内の3次元波動を有限要素法(FEM)を用いて解析する事により評価した.3.鼻腔と口腔は軟口蓋部で分岐接続している.軟口蓋の開口面積の大小による音色の変化を検討した.4.唇から出た音の一部は鼻孔に入るので,軟口蓋が閉じた純母音でも鼻腔は音色に影響する.本研究では唇と鼻孔との音響的結合を考慮に入れたシミュレーションを行い,マスクをかけたときのように口と鼻との音響的結合の強い場合の音声への影響を明らかにした.5.鼻腔は途中から左右の鼻道に分かれて鼻孔に達する.左右の鼻道の対称・非対称性の影響を解明した.鼻づまりなどの症状の音声の音響特性を明らかにした.これらは,一部を除き国内外の学会・研究会で発表し,その独自性と有効性が国際的に認められつつある.平成7年度は,本補助金によりワークステーションHP9000/715を設置した.また別途学内予算により,3次元音響の有限要素法と境界要素法のソルバとプリポスト処理のプログラムとワークステーションHP9000/735を設置し,本研究のために使用している.本研究では、音声の生成器官の一つである鼻の音響的性質を、従来より実際に近い形態によって解明するため、人間の発声時の鼻腔をMRIで観測した形状のデータに基づいて幾種類かの3次元構造を有する音響管モデルを作成し、その内部の音波伝搬について分析、検討を行った。

作成したモデルは、軟口蓋から鼻孔まで、鼻道のみの断面積とその周囲長をもとに楕円で近似したモデル、MR画像を基に鼻道形状を忠実に再現したモデル、および、これら2つのモデルを基にした各種変形モデルである。これらのモデルを、有限要素法を用いて計算した。計算結果から、伝達特性等を求め、解析した。その結果、鼻道の音響特性は、その断面形状、分岐、非対称性、鼻道の曲がりに影響を受けることが確かめられ,従来の単純な直管形のモデルの限界が明らかにされた。また鼻腔の非対称分岐は、出力特性に極零対を発生させる。複雑な形状や、鼻道の曲がりは、鼻道内部で音響インテンシティが渦を巻き零点を生じさせる。副鼻腔の効果については左右一対づつの上顎洞と前頭洞が、それぞれ単独あるいは同時に存在する場合について解析した。これらは、左右の非対称性によって複雑になるがそれぞれでは単純なHelmholtz共鳴器として作用し、各副鼻腔の共鳴周波数付近で鼻道伝達特性に極と零点を発生させる。これら極・零点は、伝達特性の第一共振周波数に影響する。2000Hz以上の高い周波数には影響を与えない。鼻道の断面積を変化させ、あるいは一部分を閉鎖した場合の影響も調べた。
独の都市計画分野における都市マネジメント論と実践に関する研究

本研究は、独の都市計画分野におけるマネジメント論の展開と実践面での成果・課題を明らかにすることを研究の目的とした。本研究のまとめとして、1.2016年2月時点では、BIDは6連邦州、18都市、35地区で導入されている(HIDは、1都市1地区のみ)。2.BIDとHIDは法制度上類似しているが実施数は大きく異なり、HIDはいまだ実験段階といえうる。3.事例調査からは、HID単体では当該住宅地の構造的課題を解決することは困難である。4.BID・HIDとも公共サービスの上乗せでしかないが、新たな地区マネジメントのあり方を示している。本研究は、平成28年度からの2か年計画でドイツの都市計画分野におけるマネジメント論の歴史的発展経緯や現状での議論の構図の理解、具体的事例としてBIDとHIDの制度体系・整備状況の解明、ハンブルク市におけるBIDとHIDの実践成果と課題の分析を通して、ドイツの都市計画分野におけるマネジメント論の展開と実践面での成果・課題を明らかにすることを目的としている。平成28年度は、調査課題A「都市マネジメント論の展開」及びB「BID/HIDの制度体系・制度整備」に取り組み、本研究におけるマクロ調査を実施することを目的とした。ドイツの当該分野に関する既往研究やドイツ商工会議所のDBを整理する文献調査を行った結果、以下の成果を得た。1.ドイツの都市を巡る社会経済環境は再統一後、急激に変化している。大都市では、ジェントリフィケーションと呼ばれるような時に従前の居住者を排除するような現象も生じており、その対策が主要4大都市では実施されている。このような状況も踏まえ、ドイツでは都市マネジメント論がマクロ・ミクロの空間スケールで公民共から議論されている。2.ドイツでは、BIDとHIDが多様な目的を持ち設置されている。これを大別すれば、都心地区でのハード・ソフト整備の追加的拡充、サブセンターでのいわゆる商店街活性化、に類型化できる。このうち、ハンブルク市では既に25のBIDが設置され、HIDもドイツで唯一設置されている。3.ベルリンなどのこれまでBIDの設置には消極的であった都市でも制度設計のみならず、実践に向けた検討が進められており、今後も拡大傾向と理解できる。4.BIDとHIDの実際の運営には任務受託者と呼ばれうる、コンサルタント会社の存在が重要であり、BIDの発展と共に一つの市場を形成している。平成28年度は、現地調査の予定がつかず、平成29年度に延期したこともあり、現地での詳細な調査は行えていない。また、これに関連して、研究成果の学術論文等での公表にも至っていない。一方で、マクロ調査の基礎的部分は十分に行えたと判断でき、かつドイツの大都市をめぐる社会経済環境の変化に関する論文の執筆は実施した。そのため、当初計画からは「やや遅れている」と判断できる。平成29年度は、本研究が取り組む具体的な3つの調査課題である調査課題A「都市マネジメント論の展開」、調査課題B「BID/HIDの制度体系・制度整備」、調査課題C「ハンブルク市のBID/HIDの実態」のうち、特に調査課題Cに取り組み、前年度のBIDの網羅的整理を踏まえてHIDの制度調査・事例調査を行った。この際に、ドイツで唯一実現化されているハンブルク市のHIDの実施地区での現地調査やヒアリング調査を含めて、以下の結果を得た。1.HIDは不動産所有者や地権者による自助的行為を促すものであり、一般的な行政サービスの上乗せを自ら行える点で地区の実情に迅速に対応できうる仕組みである。2.一定区域内の負担金の強制的徴収を行える点で既存の地区再生制度とは異なるが、地区の共有財産とみなされうる公共空間整備が主であり個々の建物が抱える課題は解決することができない。3.時限的な仕組みであるがゆえに、HIDを更新しない場合は、持続的に地区マネジメントを行うことが困難であるとも考えられ、担い手の育成は一つの課題といえる。なお、H29年度には、研究成果を査読付き紀要論文と書籍(1章分)として公表し、前年度の研究成果も査読付き学術論文及び学会発表を行っている。平成29年度は、平成28年度に実施できなかった現地調査を2回予定している。9月に予定の現地調査では、ハンブルク市担当者のみならず、他州の政策担当者にもヒアリング調査を行い、制度的側面を拡充したい。これをベースに学術論文を執筆し、関連学会でのマクロ調査としての投稿を予定している。

その上で、冬に予定の現地調査ではハンブルク市を念頭にBID・HIDの事例調査を行い、研究の成果をとりまとめたい。都市計画・まちづくり当初計画では平成28年度にドイツに現地調査を1回、平成29年度に1回としていたが、大学異動という個人的事情も含め、平成28年度に現地調査ができなかったため。平成29年度に2度の現地調査を予定している。
格子上の核子系有効場理論による低温高密度系の研究

核子系有効場理論を格子上に定式化し、数値シミュレーションを実行することによって低温・高密度の核子系の物理を探索することを目的として研究を実施している。特に低温・高密度の系の典型である中性子星をターゲットして、その状態方程式を定量的に理解することが目標である。この領域は格子QCDでは現時点ではアクセスできないので、核子系有効場理論によって理解することができれば大きな発展となる。昨年度に引き続き、核子系有効場理論を格子上でシミュレーションする際に生じる(格子QCDとは別の種類の)「符号問題」についての研究を行った。化学ポテンシャルが大きくなっていくに従って再加重因子の標準偏差が拡大拡大してしまう問題を解決することはできなかった。おそらく、従来の理解の範囲内では解決できず、繰り込み群での解析を考えなおす必要があるかも知れない。現在までのところ、参考となる文献は見つからない。有限格子間隔による誤差を小さくする定式化と、より高エネルギー・高密度での計算を可能にするパイオンを含んだ核子系有効場理論の定式化については、基本的なことは既に理解されている。しかし、上述の問題の解決にはならないと思われるので、現在はその方向の研究は進めていない。中性子星の冷却過程を理解する上で、現状でも重要な計算が出来る可能性については、実際にどのような量を計算すればいいのかについて議論の途中の段階である。今後、この方面の研究が最も有望だと思われる。核子系有効場理論を格子上でシミュレーションを行うことによって、低温高密度の核子系の物理を探り、中性子星の状態方程式を定量的に理解することが本研究計画の目標である。そのための準備として、今年度は主に2つのことを行った。第1に、核子系有効場理論を格子上に乗せてシミュレーションを実際に行うための手順についての一般的な考察を行った。第2に格子上での理論の振る舞いを理解し、実際のシミュレーションを効果的に行うための繰り込み群の解析を行なった。まず、第1の点として、格子上での非相対論的フェルミオンの振る舞いについて理解を深めた。通常の格子理論では相対論的フェルミオンのみ扱うので、非相対論的フェルミオンの振る舞いについてはよく理解されていないことが多い。特に、温度方向の反周期性の影響が大きく、それをコントロールする方法を理解するのに時間がかかった。第2に、格子シミュレーションをする際には、格子上での非自明固定点、繰り込み群のフローについての知識が必要になるので、そのための計算を行った。非自明固定点の位置、フローの詳細は、普遍的なものではなく、正則化の方法によって変わってしまうものである。それゆえ、物理系がどのような格子パラメタによって記述されているのかを理解するためには、格子上での計算を行わなくてはならない。有限のカットオフがある理論ではパイオンの効果は摂動論的であることを知っているので、パイオンを含まない理論に対して、数値的なハミルトニアンの対角化によって繰り込み群のフローを求め、非自明固定点の位置を特定した。一般に、格子上では散乱状態の解析が難しいことが知られているが、我々はその難しさを避け、基底状態のエネルギー固有値の有限体積効果を調べることによって、強結合相と弱結合相の相境界を特定した。また、格子上でのrelevant operatorを求めた。元々の計画では本年度にはreweightingの方法の良し悪しを定量的に評価することを目標としていた。しかし、そのためには次の問題を解決する必要があることが明らかになってきた。(1)非相対論的フェルミオンでは、ゼロ温度ではその伝播関数は遅延グリーン関数となる。しかし、温度方向の半周期性から、この境界条件は近似的にしか成立しない。予想以上に境界条件の影響は大きく、それをコントロールする方法を理解する必要がある。(2)核子系有効場理論のくりこみ群の性質について知られていることは主に連続理論によるものであって、正則化の異なる格子上では、普遍的でない性質、すなわち、肘名固定点の位置、relevant operatorの具体的な形などは知られていない。これらはreweightingの方法で重要になるので、シミュレーションを行う前に知っておく必要がある。(3)フェルミオンの局所相互作用を表す結合定数の符号は、連続理論と格子理論では符号が異なる可能性が生じた。補助場を用いてフェルミオンの局所相互作用を書き換える際、結合定数の符号に関わらず、フェルミオン行列式が正定値となるのか。これらに対し、(1)および(2)については「研究実績の概要」欄に述べたような研究を行い問題は解決された。(3)についても、問題がないことが明らかになった。繰り込み群の計算を行った際に、計算結果に、よく理解できない振る舞いがあったため、時間がかかってしまった。パイオンを非線形シグマ模型の形で格子上に乗せて核子の場と結合させることについては、予備的な研究を行った範囲では特に問題がない。核子系有効場理論を格子上で定義し、数値シミュレーションを行うことによって、低温高密度の核子系の物理を探り、中性子星の状態方程式を定量的に理解することが本研究計画の目標である。昨年度に行われた格子上で定義された核子のみからなる有効場理論の繰り込み群の解析に基づき、今年度は再加重法による計算法を提案し、その有効性を確認した。

核子のみからなる有効場理論を格子上で定義し、数値シミュレーションするためには、核子同士の接触相互作用を補助場を用いて書き直し、核子の双一次形式を経路積分して得られるフェルミオン行列式を含むギブス因子を確率分布関数とみなして「重点サンプリング法」によって計算する必要がある。しかし、核子間相互作用の結合定数の符号によってはこのフェルミオン行列式が複素数となり、確率分布関数とみなすことはできない。この種の「符号問題」を解決するために、確率分布関数の一部と見なされるべき正定値の「参照フェルミオン行列式」を導入する再加重法を用いる。我々の研究の要点は、この「参照フェルミオン行列式」を系の繰り込み群的振る舞いに基づき選ぶところにある。この系の繰り込み群変換には非自明特異点があり、現実の2核子系はその非自明特異点の近傍のフローに対応している。この非自明特異点には拡大的(relevant)な方向と、非拡大的(irrelevant)な方向がある。現実の2核子系に対応する結合定数の値を、非自明固定点からの拡大的方向への変位と非拡大的方向への変位に分解し、拡大的方向の変位のみを含む「参照フェルミオン行列式」を導入した。この「参照フェルミオン行列式」によって生成された配位を用いた計算は、他の「参照フェルミオン行列式」の定義による計算よりも、再加重因子の標準偏差の違いが小さいことが示された。現在、研究成果を発表するための論文を執筆中である。昨年度の遅れが尾を引いて、今年度も遅れを取り戻せなかった。今年度は昨年度のハミルトニアンの対角化の計算から、本格的なモンテカルロ法による数値計算へと切り替えたが、その事自体は予備的な計算を行っていたので問題はなかった。しかし、相対論的な場の量子論の場合の化学ポテンシャルの振る舞いと、非相対論的な理論での化学ポテンシャルの振る舞いの違いを正しく理解していなかったため、計算結果の解釈についてわからなかったことがあり、時間がかかってしまった。また、始めのうちは再加重因子そのものを見ていたが、これの振る舞いが非常に悪かった。実際は、再加重因子そのものよりも、その標準偏差の方に注目すべきだということがわかり、再加重因子の大きさ自体は「参照フェルミオン行列式」の中の化学ポテンシャルの値を少しずらすことによって調節することにした。核子系有効場理論を格子上に定式化し、数値シミュレーションを実行することによって低温・高密度の核子系の物理を探索することを目的として研究を実施している。特にターゲットして考えているのは中性子星の状態方程式を定量的に理解することである。有効場理論では核子相互作用は接触相互作用として表されるので、格子シミュレーションを実施するためには核子の双1次形式に書き換えることが必要となり、その際にQCDの格子シミュレーションで出会うものとは違う種類の「符号問題」が存在する。このことが、計算を安定的に実施することを妨げている。昨年度に繰り込み群の解析に基づいた「参照フェルミオン行列式」を用いる再加重法を提案し、これに基づいた計算を行い、この方法の有効性を確認した。しかし、化学ポテンシャルが大きくなるに従って、予想以上に再加重因子の標準偏差が大きくなってしまうこと、また、分配関数の化学ポテンシャルへの依存性についての繰り込み群の影響について、十分に理解ができていないことから、研究成果を論文として発表することを遅らせている。