hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
対称関数,Schur関数の立場からみた結び目と3次元多様体の量子不変量の研究

3次元球面内の絡み目の不変量としてHomfly多項式とKauffman多項式の二つがよく知られている.3次元球面のかわりにアニュラス上で同じように絡み目の不変量が定義される.アニュラス上の絡み目全体の空間を考えるとpartitionでパラメトライズされたベクトル空間と同一視され,Homfly多項式はA型のSchur函数,Kauffman多項式はBCD型のSchur函数と対応させると,トポロジカルな意味で性質のよい基底が構成出来た.この性質を応用すると3次元球面内のグラフの位相不変量の構成でき,いくつかのグラフの不変量の計算を行った.(発表予定)3次元球面内の絡み目の補空間から,お互いにどれくらい絡みあっているかを量るその度数,すなわち絡み目数という量が定義できる。今回,その絡み目数を補空間の表現を通して再解釈を行った.今までの古典的な絡み目数は補空間の表現を自明な表現とした時に対応している.また計算結果により絡み目数が自明でも,自明でない表現を考えれば,non-trivialな量を引き出せることが分かった.3次元球面内の絡み目の不変量としてHomfly多項式がよく知られているが、ここでは3次元球面ではなく、アニュラス内の空間で考察を行った。つまりHomfly多項式に付随したアニュラス内の絡み目の空間Sの性質を調べた。その際、ベクトル空間としてのSの規定をうまく構成する必要がある。そこで、対称函数のなす空間の基底としてSchur函数がよく知られているが、このSchur函数の構成のアナローグをSに当てはめて、1つの基底を定義すると、これがトポロジカルな意味において様々なよい性質をもつことが示された。この1つの応用として3次元多様対の位相不変量を構成した。(発表済み)また3次元球面内の絡み目の不変量としてはもう1つ、Kauffman多項式というのもよく知られている。上と同じようなことをKauffman多項式に付随したアニュラス内の空間で考察した。この場合はHomfly多項式とは異なり、BCD型のSchur函数のアナローグ用いることで、トポロジカルな意味で性質のよい基底が構成出来た。これに対応する3次元多様体の不変量は現在構成中である。一方、HomflyとKauffman多項式に付随したアニュラス内の絡み目の空間の性質を応用すると、3次元球面内のグラフの位相不変量の構成でき、いくつかのグラフの不変量の計算を行った。(投稿中)3次元球面内の絡み目の補空間から、お互いにどれくらい絡み合っているかを量るその度数、すなわち絡み目数という量が定義できる。今回、その絡み目数を補空間の表現を通して再解釈を行った。今までの古典的な絡み目数は補空間の表現を自明な表現とした時に対応している。また計算結果により絡み目数が自明でも、自明でない表現を考えれば、non-trivialな量を引き出せることが分かった。この"絡み目数"などは現在も研究中である。(準備中)3次元球面内の絡み目の不変量としてHomfly多項式とKauffman多項式の二つがよく知られている.3次元球面のかわりにアニュラス上で同じように絡み目の不変量が定義される.アニュラス上の絡み目全体の空間を考えるとpartitionでパラメトライズされたベクトル空間と同一視され,Homfly多項式はA型のSchur函数,Kauffman多項式はBCD型のSchur函数と対応させると,トポロジカルな意味で性質のよい基底が構成出来た.この性質を応用すると3次元球面内のグラフの位相不変量の構成でき,いくつかのグラフの不変量の計算を行った.(発表予定)3次元球面内の絡み目の補空間から,お互いにどれくらい絡みあっているかを量るその度数,すなわち絡み目数という量が定義できる。今回,その絡み目数を補空間の表現を通して再解釈を行った.今までの古典的な絡み目数は補空間の表現を自明な表現とした時に対応している.また計算結果により絡み目数が自明でも,自明でない表現を考えれば,non-trivialな量を引き出せることが分かった.
C型慢性肝炎におけるミトコンドリア異常と肝炎・肝癌の病態

C型慢性肝炎における肝発がん機序はまだ完全には解明されていない。我々は、HCVコア遺伝子トランスジェニックマウスを用いて肝発がんの機序に迫った。コア遺伝子トランスジェニックマウスにおいては、ヒトC型肝炎における肝がんと同様にマウスの後半生において肝がんが発生する。コア蛋白の発現は、肝脂肪化と相まって、肝内におけるROSの発生を増強させて細胞DNA障害を促進する。ROS産生の結果、ミトコンドリアDNAの障害がコア遺伝子トランスジェニックマウスで有意に増加しており、コア蛋白による炎症不在下のROS産生は、肝発がんの大きな要因と推定される。ROS産生の機序としては、ミトコンドリア電子伝達系の障害が原因と考えられた。詳細な検討によると、電子伝達系のコンプレックスIの機能がコア蛋白によって阻害され、NADHからNAD+への変換が低下してNADHの蓄積が起こること、それが細胞質から小胞体へ達してROSの産生に到ると推定された。ミトコンドリアのプロテオーム解析では、細胞増殖への関与やミトコンドリアのシャペロンとして働くprohibitinの著明な発現亢進が明らかとなった。また、antioxidantに関わるMnSOD、電子伝達系を担うcomplex III、ATP synthaseなどの発現変化を見出した。これらの結果より、C型慢性肝炎における肝発がんにおいて、ミトコンドリアの障害が大きな役割を果たしている可能性が高まった。このミトコンドリア障害はHCVのウイルス蛋白によって引き起こされている点が、新しい観点からの肝発がん機序に迫るものとして、極めて重要と考えられる。さらに、ミトコンドリア保護作用をもつ薬剤を投与して、肝病変の改善をもたらすことを証明しつつある。慢性C型肝炎における肝発がん機序はまだ不明である。私達は、HCVコア遺伝子トランスジェニックマウス(以下、コアTgM)を用いて肝発がんの機序に迫った。コアTgMにおいては、若齢より脂肪肝が発生し、ヒトC型肝炎における肝がんと同様に、マウスのlife spanの後半において肝がんが発生する。重要なことに、このROS発生は組織学的な炎症像無しに起こっており、組織学的な炎症が存在しなくてもHCVが存在することで「生化学的な炎症」が存在しうることを示している。ROS産生の結果、ミトコンドリアDNAの障害がコアTgMで有意に増加しており、コア蛋白による炎症不在下のROS産生は、肝発がんの大きな要因と推定された。ROS産生の機序としては、ミトコンドリア電子伝達系の障害によってNADHの蓄積が起こることが原因と考えられた。さらに、ミトコンドリアのプロテオーム解析を行った。細胞増殖への関与やミトコンドリアシャペロンとして働くprohibitinのコア蛋白による発現亢進が明らかとなった。このミトコンドリ障害はHCVのウイルス蛋白によって引き起こされている点が、新しい観点からの肝発がん機序に迫るものとして、極めて重要と考えられる。

ROS産生の結果、ミトコンドリアDNAの障害がコア遺伝子トランスジェニックマウスで有意に増加しており、コア蛋白による炎症不在下のROS産生は、肝発がんの大きな要因と推定される。ROS産生の機序としては、ミトコンドリア電子伝達系の障害が原因と考えられた。詳細な検討によると、電子伝達系のコンプレックスIの機能がコア蛋白によって阻害され、NADHからNAD+への変換が低下してNADHの蓄積が起こること、それが細胞質から小胞体へ達してROSの産生に到ると推定された。ミトコンドリアのプロテオーム解析では、細胞増殖への関与やミトコンドリアのシャペロンとして働くprohibitinの著明な発現亢進が明らかとなった。また、antioxidantに関わるMnSOD、電子伝達系を担うcomplex III、ATP synthaseなどの発現変化を見出した。これらの結果より、C型慢性肝炎における肝発がんにおいて、ミトコンドリアの障害が大きな役割を果たしている可能性が高まった。このミトコンドリ障害はHCVのウイルス蛋白によって引き起こされている点が、新しい観点からの肝発がん機序に迫るものとして、極めて重要と考えられる。さらに、ミトコンドリア保護作用をもつ薬剤を投与して、肝病変の改善をもたらすことを証明しつつある。
肺炎における肥満パラドックスの微小循環生理学による病態解明への挑戦

肺炎は高齢者の死亡原因として常に上位に位置づけられ、死亡者数も増加の一途を辿っており、肺炎による死亡を減少させることは社会的なテーマとなっている。近年の研究によると、「BMI増加に伴い死亡率が低下する」といういわゆる「肥満パラドックス」が肺炎病態でも見られるというメタアナリシスの分析結果がある。申請者は本研究で、肥満マウスとコントロールマウスの肺炎病態下における微小循環レベルでの事象を「生体顕微鏡画像技術」を用いてin vivoで観察し、変化に富む生体肺血管内皮細胞の機能及び肺の組織学的変化の差を明らかにし、肺炎における肥満パラドックスの病態生理学的機序を解明したいと考えている。
MUK-JNK経路による新たな細胞内輸送制御分子機構の解明

MUK(DLK)は、主として神経組織に発現しているMAPKKKクラスのタンパク質リン酸化酵素でJNKを活性化する。線虫やショウジョウバエにおいてJNKは神経組織の構築や機能発現に関わっている事が報告されているが、哺乳類の神経組織発生における機能については充分な解析が行われていない。我々はMUK-JNK経路の神経組織発生における役割を明らかにする目的で、MUK遺伝子ノックアウトマウスを作成し、組織/細胞/生化学レベルでの解析を行った。その結果、MUK遺伝子ノックアウトによるJNK活性低下に伴い、胚大脳皮質のsubplate近傍でおこる神経細胞移動の加速が鈍ることが明かとなった他、大脳皮質投射神経の軸索形成も部分的に阻害されることが明らかとなった。これらの結果は、MUK-JNK経路が細胞移動や軸索形成を制御する新たなシグナル伝達因子として位置づけられることを示しており、この分子基盤を明らかにする事は神経細胞分化のメカニズムの理解に大きく貢献することが期待される。一方、細胞移動や軸索形成には細胞内の物質輸送が重要な役割を果たしていると考えられるが、その制御機構については不明な点が多い。我々は現在MUK-JNK経路の足場タンパク質であり、モーター分子であるキネシンと結合する事でも知られるJIPと呼ばれる分子に着目し、この分子を介した細胞内輸送の制御にMUK-JNK経路が関わっている可能性について検討を進めている。これまでに上記分子群の発現ベクターやMUKのRNAi用ベクターを作成すると共に、これらを用いた分子間相互作用の解析等により、MUK-JNKが細胞内輸送の制御に関与する可能性を示す結果を得ている。今後はこれを検証していくと共に、軸索形成や細胞移動との関連性について検討していきたい。MUK(DLK)は、主に神経組織に発現しているMAPKKKクラスのタンパク質リン酸化酵素でJNKを活性化する。線虫やショウジョウバエにおいてJNKは神経組織の構築や機能発現に関わっている事が報告されているが、哺乳類の神経においてはアポトーシスへの関与に関する報告が主で、その他の機能についての報告は極めて少ない。その結果、次にあげる3つについて明らかになった。1)MUK遺伝子を欠損したマウス胚脳におけるJNKの活性は正常胚と比べて約30%の減少が見られた。2)JNKの基質候補タンパク質のリン酸化レベルを分析した結果、MUK遺伝子を欠損したマウス胚脳においてはc-Junのリン酸化レベルが正常胚の半分以下に低下していた他、double cortinやMAP2のリン酸化レベルも1012%程度ではあるが有意に低下していた。3)脳組織構造の観察及びBrdUを用いた神経細胞のbirth date解析により、MUK遺伝子の欠損は神経細胞移動(radial migration)の遅延を引き起こすことが予想された。胚大脳脂質のスライス培養系を用いた細胞移動速度の測定によりこれを検証した結果、正常胚大脳皮質のsubplate近傍でおこる神経細胞移動の加速がMUK遺伝子の欠損もしくはJNK阻害剤処理により鈍ることが明かとなった。これらの結果は、これまでin vitro実験で報告されていたJNK周辺のシグナル伝達系が脳組織において実在することを示すと共に、MUK-JNK経路が細胞の方向性を持った移動を制御している可能性を示している。線虫やショウジョウバエにおいてJNKは神経組織の構築や機能発現に関わっている事が報告されているが、哺乳類の神経においてはアポトーシスヘの関与に関する報告が主で、その他の機能についての報告は極めて少ない。

我々はMUK-JNK経路の神経組織発生における役割を明らかにする目的で、MUK遺伝子ノックアウトマウスを作成し、組織/細胞/生化学レベルでの解析を行った。その結果、胚大脳皮質のsubplate近傍でおこる神経細胞移動の加速がMUK遺伝子の欠損もしくはJNK阻害剤処理により鈍ることが明かとなった他、大脳皮質投射神経の軸索形成もMUK遺伝子の欠損により部分的に阻害されることが明らかとなった。これらの結果は、MUK-JNK経路が細胞移動や軸索形成を制御する新たなシグナル伝達因子として位置づけられることを示しており、この分子基盤を明らかにする事は神経細胞分化のメカニズムの理解に大きく貢献することが期待される。一方、細胞移動や軸索形成には細胞内の物質輸送が重要な役割を果たしていると考えられるが、その制御機構については不明な点が多い。そこで我々は現在MUK-JNK経路の足場タンパク質であり、モーター分子であるキネシンと結合する事でも知られるJIPと呼ばれる分子に着目し、この分子を介した細胞内輸送の制御にMUK-JNK経路が関わっている可能性について検討を進めている。これまでに上記分子群の発現ベクターやMUKのRNAi用ベクターを作成すると共に、これらを用いた分子間相互作用の解析等により、MUK-JNKが細胞内輸送の制御に関与する可能性を示す結果を得ている。今後はこれを検証していくと共に、軸索形成や細胞移動との関連性について検討していきたい。
楕円量子群の表現による楕円Ruijsenaars模型の解析

面型楕円量子群U_q,p(gl_N)のL-作用素の量子行列式や小行列式を定式化し, L-作用素の量子行列式がU_q,p(gl_N)の中心元を与えることを明らかにするとともに, U_q,p(gl_N)のハーフカレントの量子小行列式による表示を導出した.また, U_q,p(gl_N)とFelderの楕円量子群の中心拡大E_q,p(gl_N)との同型の証明を完成した.さらに, U_q,p(sl_N)のレベル1表現の繋絡作用素を用いてその合成積のトレースを取ることにより面型楕円q-KZ方程式の形式的楕円超幾何積分解や重み関数を導出した.楕円量子代数U_{q,p}(g) (g:アフィンリー代数)と変形W代数との関係や楕円量子KZ方程式の解の積分表示式の導出に関して次の成果を得た。1)楕円量子代数U_{q,p}(g)と変形W代数との関係:楕円量子代数U_{q,p}(B(1)_N)のDrinfeld余積による余代数構造とレベル1表現に基づき、対応するタイプIIの繋絡作用素を導出し、そのフュージョン積として、B(1)_N型変形W代数の生成母関数の候補を導出した。これは、Fateev-LukyanovのWB_N代数の量子変形を与えることが期待されている。実際に生成母関数がU_{q,p}(B(1)_N)の楕円カレントから構成される遮蔽作用素と可換になることのチェックは現在進行中である。2)楕円量子KZ方程式の解の積分表示式の導出:楕円量子代数U_{q,p}(affine sl_2)のL-作用素による標準的余代数構造とレベル1表現に基づき、対応するタイプIの繋絡作用素を導出し、その2N個の合成積を表現空間上でトレースをとることによって、楕円量子KZ方程式の解の積分表示式を導出した。U_{q,p}(affine sl_2)の楕円カレントから構成される遮蔽作用素を差し込む位置の選び方により、2N_C_N通りの配位が考えられるが、それらを全て網羅する表示式を得た。この結果、積分表示式に現れる重率関数は、三町ー野海によって与えられている非対称Macdonald関数の積分表示に現れるそれの自然な楕円類似になっていることが判明した。それに対する楕円Hecke環の作用について現在考察中である。FelderによってRLL形式に基づいて定式化された楕円量子群E_{\tau,\eta}(gl_N)を楕円ノームpの形式的べき級数環上のトポロジカル代数E_{q,p}(gl_N)として再定式化した.これに基づいて, E_{q,p}(gl_N)は代表者らによってDrinfeld生成元を用いて定式化された楕円量子群U_{q,p}(gl_N)とH-ホップ亜代数として同型となることを示した.証明のポイントは,全射性においては, L-作用素のGauss分解とそのGauss成分が対角成分に近いものから漸化的に決まっていく構造であり,単射性においては,アフィン量子群U_{q}(gl_N)の表現を楕円量子群U_{q,p}(gl_N)の表現に持ち上げる準同型写像の構成とそれによって議論が三角関数型の場合へ帰着されることである.一方,楕円量子群に対する量子行列式を定式化し,量子小行列式やLaplace展開,逆行列の構成, L-作用素のGauss成分の量子小行列式による表示式の導出などを行った.これに基づいて, U_{q,p}(gl_N)のハーフカレントとL-作用素の量子小行列式との関係を与え,さらに, L-作用素の量子行列式がU_{q,p}(gl_N)の中心元を与えることを示した.結果は論文「Elliptic Quantum Groups U_{q,p}(gl_N) and E_{q,p}(gl_N)」にまとめ, Advanced Studies in Pure Mathematicsに投稿中である.一方,昨年に引き続き面型楕円量子KZ方程式の解の積分表示式について,その捩れde Rhamコホモロジー構造を調べ,基底の明示式や楕円R行列による変換式などを導いた.楕円量子代数U_{q,p}(gl_N)のL-作用素に対する量子行列式が定式化できたことで, U_{q,p}(gl_N)の中心の構造を調べる準備が整った.また,面型楕円量子KZ方程式の解の積分表示式について,その捩れde Rhamコホモロジーの基底の明示式や楕円R行列による変換式を得たことは,楕円Ruijsenaars模型の固有関数の構成に向けての足掛かりとなる.楕円量子群U_q,p(sl_N)のレベル1最高ウェイト既約表現の繋絡作用素の合成積のトレースとして面型楕円q-KZ方程式の形式的積分解を構成した.また,被積分関数を位相関数部分と重み関数部分に分離する明確なルールを見出して,重み関数の明示式を導出した.この重み関数は,三角関数型において既知のものの楕円関数的かつダイナミカルな類似を与える.さらに,繋絡作用素の交換関係に基づいて重み関数の変換式を導き,変換行列として正しくダイナミカルな楕円Rが現れることを示した.また,この変換式に基づいて,楕円ヘッケ環を関数空間上の作用素として定式化し,重み関数は,このヘッケ環の作用に関して表現の基底をなすことを示した.

現在,面型楕円q-KZ方程式の積分解への楕円アフィンヘッケ環の作用を考察中である.本研究は, KZ方程式の解とCalogero-Sutherland模型の固有関数であるJack多項式との対応を謳うCherednik-Matsuo対応を, q-差分かつ楕円関数的に拡張して,面型楕円q-KZ方程式の解に基づいて楕円Ruijsenaars模型の固有関数の明示式を導出し, q-差分三角関数型の場合に現れるMacdonald多項式の楕円関数類似を定式化することが目的であった.楕円量子群U_q,p(sl_N)の表現に基づいて,面型楕円q-KZ方程式の形式的積分解や重み関数が導出でき,さらにはそれへのアフィンヘッケ環の作用も議論できるようになったことは,研究の遂行に向けての大きな成果である.また, 2015年度の成果として,楕円量子群U_q,p(gl_N)のL-作用素の量子行列式や小行列式が定式化され,中心元が理解できたことで,今後,楕円量子群の表現に基づく楕円Ruijisenaars模型の調和解析的な研究が進展すると期待出来る.面型楕円量子群U_q,p(gl_N)のL-作用素の量子行列式や小行列式を定式化し, L-作用素の量子行列式がU_q,p(gl_N)の中心元を与えることを明らかにするとともに, U_q,p(gl_N)のハーフカレントの量子小行列式による表示を導出した.また, U_q,p(gl_N)とFelderの楕円量子群の中心拡大E_q,p(gl_N)との同型の証明を完成した.さらに, U_q,p(sl_N)のレベル1表現の繋絡作用素を用いてその合成積のトレースを取ることにより面型楕円q-KZ方程式の形式的楕円超幾何積分解や重み関数を導出した.26年度の実施計画のうち楕円量子代数U_{q,p}(g)と変形W代数の関係については、B(1)_N型の場合にほぼ導出が完成している。その他の計画については、むしろ27年度の実施計画を前倒しで実施している状況であり、楕円量子KZ方程式の解の積分表示式の導出やそれへの楕円Hecke環の作用の解明に対して既に足がかりを掴んでおり、順調に進展している。L-作用素の量子行列式や小行列式を用いて楕円量子群U_{q,p}(gl_N)の中心の構造を調べる.また,それと楕円Ruijsenaars模型の差分作用素との関係を明らかにする.一方,面型楕円量子KZ方程式の解の積分表示式について,その捩れde Rhamコホモロジーの基底の明示式や楕円R行列による変換式を手掛かりに,楕円Ruijsenaars模型の固有関数との関係(Cherednik-Matsuo対応の量子かつ楕円関数型への拡張)を明らかにしていく.数理物理学、表現論27年度の実施計画に従って、楕円量子KZ方程式の解の積分表示式への楕円Hecke環の作用を解明し、楕円Hecke環を用いて定式化可能な楕円Ruijsenaars模型の固有関数と楕円量子KZ方程式の解との対応(Cherednik-Matsuo対応の量子・楕円関数類似)の構造を明らかにしていく。その際、三角関数型の場合に野海-三町らによって解明されている構造を手がかりに研究を進めていく。年度末に発注した製品の納入が間に合わないことが判明し,キャンセルしたため.購入する製品は確定しており,金額も少額なので,今年度中に確実に使用する.
宇宙閉鎖環境の酸素供給システムの開発-所要エネルギー低減へのアプローチ-

藍藻類スピルリナの光合成を利用した酸素供給システムの開発を目的として、微小重力下において低遠心力を用いたスピルリナ培養環境の形成時の動力低減可能性について検討した。微小重力下及び地上1Gにおいて容器側壁近傍の気泡挙動を観察した。2000年度の結果では、材質表面,滑水面の形成,気泡径の制御の評価が最重要因子であることを明らかにした。地上1G実験接触角は液滴落下法で測定した。本研究において、接触角が気泡によって測定可能か試験した。この測定値を用いて様々な表面特性を評価し、テフロンよりも優れた新しい表面を用意した。微小重力実験北海道工業技術研究所における微小重力実験によって気泡径及びその発生頻度の制御方法を明らかにした。次に地下無重力実験センターに微小重力実験を行い、容器壁面近傍の気泡挙動を観察した。これにより、気泡挙動は次の3パターンに分類されることが分かった。(1)空気は水中に分散し、気泡は側壁に付着しない。(2)空気は水中に分散しないが、大気泡が側壁に付着する。(3)空気は水中に分散しないが、空気層が側壁上に形成される。各パターンは接触角の値に対応して決まる。(3)の場合について実験的に確認できたことから、本手法による動力低減の可能性が示唆された。スピルリナ(藍藻類)の二酸化炭素同化能力を利用した酸素供給システム開発の基礎研究として、微小重力下において低遠心力を利用するスピルリナ育成環境形成の所要エネルギー低減の可能性を追求する。このため、μG及び1G下における壁面近傍の気泡の挙動を観察した。1G下実験:落下によるμG下実験に先立ち、地上1G下実験を行った。水の入った容器側壁の細孔より内部へ空気を漏出し、漏出空気の挙動を観察した。側壁がアクリルの場合は、漏出空気は常に側壁よりはなれた気泡となった。一方、側壁がテフロンの場合は、漏出空気は気泡となり条件によってはテフロンに付着しつつ上昇した。これにより空気薄膜層創成の可能性が示唆された。μG下実験:実験方法としては、円筒容器内の水を回転し、μG下で中空回転液体層を形成させる。容器の外周部の1ヶの細孔から内部へ空気を漏出し、容器の上方向および側面よりビデオカメラで液の回転流動状態、漏出空気の挙動を観察・記録するまず、上記落下実験装置を製作した。上方よりビデオ撮影するため、「撹拌羽根により水を回転させる」当初の計画を「容器を回転して容器内の水を回転し、μGにする直前に容器の回転を停止する」方法に変更した。落下実験を実施し、漏出空気の挙動におよぼす漏出空気量、容器回転速度の影響を検討した。微小重力場を作るための落下実験は、北海道上砂川の(株)地下無重力実験センターで2回、北海道工業技術研究所で11回行った。気泡の大きさ、発生頻度が1G下実験の結果と大きく異なり所期通りのデータ量は得られなかった。スピルリナ(藍藻類)の二酸化炭素同化能力を利用した酸素供給システム開発の基礎研究として、μG下において低遠心力を利用するスピルリナ育成環境形成の所要エネルギー低減の可能性を追求する。平成11年度の研究結果は、材料表面の撥水性の適確な評価の重要性と強力な撥水面の創成の必要性を示唆した。また、μG下の気泡の大きさ、発生頻度の制御が課題となった。1G下実験:撥水性の指標の一つである接触角は、一般的に液滴を用いて測定される。本研究においては気泡を対象としていることから、気泡による接触角の測定を試みた。この測定値を用い、様々な表面の撥水性を評価し、テフロンをはるかにしのぐ撥水面(試作塗料による)を用意出来た。μG実験:北海道工業技術研究所でのμG実験により、気泡の大きさ、発生頻度の制御方法を確立した。

北海道上砂川の(株)地下無重力実験センターのμG実験(2回)により、中空回転液体層の壁面近傍の気泡の挙動を観察した。μG下で容器の外周部の1ヶの細孔から中空回転液体層へ漏出した空気の挙動は下記3つのパターンに大別された。(1)水中に分散し、壁面に付着しない。(2)水中に分散せず、壁面に気泡状に付着する。(3)水中に分散せず、壁面に薄層帯となり付着する。(1)、(2)、(3)のパターンは容器内面の接触角の測定値の大きさと対応した。上記パターン(3)が実験的に確認されたことにより、本法による所要エネルギー低減の可能性が実証された。今後、実用化に向けた課題として、安定した空気薄層面の創成方法と撥水面の経時劣化が著しいことから、安定で強力な撥水面の創成、開発が挙げられる。
可搬型の新しいタイプの希釈冷凍機の開発

本研究は、絶対温度0.01K以下までの低温を容易に室温から数時間で作り出し、また急速に室温まで戻すことができる、しかも必要とあれば長時日に及ぶ連続運転が可能な"運搬が容易にできる新しい型式の希釈冷凍機"を試作開発するものである。第2年度末までに、開発の第1段階である'室温に^3He回路のみを持つ^3He JーT希釈冷凍機'で32mKを安定に作ることに成功し、第2段階の' ^3Heを室温部のポンプや圧縮機を使わずに循環する低温^3He回路の開発'をスタ-トさせた。今年度はこれを更に推進するために(1)4.2K30Kで働く活性炭吸着ポンプー圧縮機の試作とその基本特性の測定、(2)低温^3He加圧回路に欠かせない低温バルブの試作と、性能試験を行い、所期の目的の100μmole/s程度の循環を可能とする条件を見いだした。この結果は1990年4月の低温工学国際会議ICEC13(北京)、および低温物理学国際会議LTー19(1990年8月Brighton)に於て発表した。しかしながら複数の低温バルブと複数の吸着ポンプとを組み合わせて低温^3He回路を自動運転するには未だ至っていない。我々は低温バルブにはインコネル製の"Cーリング"と呼ばれるシ-ルを用いているが繰り返し使用するバルブの閉りと信頼性を改善するために"Cーリング"の表面をみずからインジュウムメッキして使用している。信頼性の向上にはシ-ル面の工作精度も問題でありその試験に長時間を要する。一方分溜室の温度を下げ冷凍機の性能向上を計るために吸着ポンプも3*10ー2mb程度の圧力まで十分機能する必要がある。ポンプ内のコンダクタンスの改善が望まれる。これらの問題点を解決して総括報告が1年以内にできるものと考えている。本研究は、絶対温度0.01度以下までの低温度を容易に室温から数時間で作り出し、また急速に室温まで戻すことが出来、しかも必要とあれば長時日に及ぶ連続運転が可能な"運搬が容易にできる新しい形式の希釈冷凍機"を試作開発するものである。本度年は試作第1号クライオスタット、室温部に設置した外部ヘリウム3循環回路を用いてジュールトムソン膨張冷却を希釈冷凍機に応用した減圧ヘリウム4溜なしにヘリウム3を完全に液化、循環を安定に行わしめる条件を見いだすことに最大の重点があった。試作第1号クライオスタットの内部にフィルムフロー防止型分溜型、連続管式熱交換器、及び混合室を自作し、これに4.2Kからジュールトムソンインピーダンスと熱交換器を復数個作り、冷凍実験に臨んだ。外部ヘリウム3循環回路は気密ヘリウムポンプ類、真空配管部、自ら改造したヘリウム3圧縮機とオイルフィルター、液体窒素ートラップ等を製作しガス回路の清掃に努力を払った。8月以来それぞれ1週間ほどの冷凍実験を繰り返し幾多の経験と新しい知見を得た。特に混合気体の初期液化が当初の見込み以上に効率的で1mole/hour以上の速さが実現し、急速冷凍の見通しができた。またこれまでに200mK以下の温度を混合室で記録した。ジュールトムソン冷却を希釈冷凍機の循環ヘリウム3の液化過程に用いる問題点として流量の変化と温度、圧力の変化を制御する必要が有りこれを実現するため各部の温度及び圧力の同時測定を試みている。'89年5月には結果を報告する予定である。こうして各循環量に対応したインピーダンスシステムを工夫できよう。これらの経験を基に'89年度に予定している低温ヘリウム循環システムの設計を行う。初年度循環He3ガスそのものを加圧予冷、ジュ-ルトムソン膨張させ1K程度の温度を作ると共に分溜室で得られる寒冷とを合わせ、減圧ヘリウム溜なしに、自らを完全に液化さすことに成功。これをうけて本年度はHe3のエンタルピ-圧力(温度)線図上での最適予冷条件を探査すると共により低温度を実現することに努めた。1)分溜室からの排気パイプの内部に本格的熱交換器を設置すること、2)分溜室温度射シ-ルドを設置することにより80mK以下の温度を実現し最終的に32mKを連続的に得る事に成功した。この結果を小型冷凍機に関する日中セミナ-('89年10月)に発表した。(第1段階完了)。研究の第2段階である"He3を室温部のポンプや圧縮機を使わずに循環する低温He3回路の開発"については活性炭を用いた吸着ポンプの性能テスト及び低温バルブの開発テストが進行している。この結果は1990年4月北京で開かれる低温工学国際会議ICEC13にて発表予定である。第2年度末までに、開発の第1段階である'室温に^3He回路のみを持つ^

3He JーT希釈冷凍機'で32mKを安定に作ることに成功し、第2段階の' ^3Heを室温部のポンプや圧縮機を使わずに循環する低温^3He回路の開発'をスタ-トさせた。今年度はこれを更に推進するために(1)4.2K30Kで働く活性炭吸着ポンプー圧縮機の試作とその基本特性の測定、(2)低温^3He加圧回路に欠かせない低温バルブの試作と、性能試験を行い、所期の目的の100μmole/s程度の循環を可能とする条件を見いだした。この結果は1990年4月の低温工学国際会議ICEC13(北京)、および低温物理学国際会議LTー19(1990年8月Brighton)に於て発表した。しかしながら複数の低温バルブと複数の吸着ポンプとを組み合わせて低温^3He回路を自動運転するには未だ至っていない。我々は低温バルブにはインコネル製の"Cーリング"と呼ばれるシ-ルを用いているが繰り返し使用するバルブの閉りと信頼性を改善するために"Cーリング"の表面をみずからインジュウムメッキして使用している。信頼性の向上にはシ-ル面の工作精度も問題でありその試験に長時間を要する。一方分溜室の温度を下げ冷凍機の性能向上を計るために吸着ポンプも3*10ー2mb程度の圧力まで十分機能する必要がある。ポンプ内のコンダクタンスの改善が望まれる。これらの問題点を解決して総括報告が1年以内にできるものと考えている。
悪性神経膠腫における壊死原因遺伝子の解析

神経膠芽腫が摘出時多数の壊死巣が認められるという脳腫瘍病理学上の基本問題を分子生物学的に解明し、この機序を利用して治療に結び付けることをことを目指しており、壊死発現機構を壊死誘発因子と壊死原因遺伝子の解析をおこなった。(1)悪性神経膠腫の細胞株U87MG.T98Gに対して、生体内に極めて近い状態で壊死誘発因子となりうるもの、すなわち1)低酸素、2)低栄養状態の刺激を加えて細胞死の誘発が可能かどうかを調べた。この結果72時間の刺激では細胞死を誘発することができなかった。変わって抗癌剤では腫瘍細胞死を誘発することができた。抗癌剤の刺激のためかFas/Fas-ligand経路は腫瘍細胞死には関与しなかった。カスパーゼの中ではCaspase-3のみが抗癌剤による細胞死に関与し、U87MGおよびT98Gに対するCDDP刺激でpro-Caspase-3の増加と活性化が36時間後に得られ、24時間後からPARPの切断化が出現しアポトーシスが誘発された。(2)ヒト神経膠芽腫摘出材料11例に対して、壊死周辺細胞におけるFas,Fas-L,Casp-1.2.3の抗体で同定した。その結果、壊死巣周辺のみの腫瘍細胞に有意に発現していたものはFasとCaspase-3であった。さらに、Casepase-3の活性型をin situで同定した。このことから、壊死巣周辺では何らかの刺激に対してFasとCaspase.3の過剰発現さらに活性化が生じアボトーシスが誘発されることが示唆された。以上より、神経膠芽腫の壊死誘発遺伝子の最終経路として、Casepase-3の活性化が重要であり、今後はCasepase-3の活性化を誘発する治療の開発に取り組む予定である。悪性神経膠腫の細胞株にたいして低酸素状態では細胞死を誘発することができなかったため、抗癌剤による細胞死誘発をおこなった。CDDPとVP16、ACNUを使用した。細胞死誘発カスケードとしては、まずCPP32の蛋白レベルの過剰発現がみられ、次に活性化がおこり、PARPの切断、その後にアポトーシスをきたすことが同定できた。この経路はCDDPにおいて著名であり、p53の点突然変異の有無とは無関係であった。抗癌剤投与によるアポトーシス誘発においては、細胞株ではFas-FasL経路によるautocrine-paracrine suicide mechanismは機能しないこともわかった。一方、ICH-1はCDDP投与後から少し増加する傾向は示したものの有意差はみられなかった。手術摘出標本では活性型のCPP32が壊死巣周囲にみられたことにより、悪性神経膠腫の細胞死には、最終的にはCPP32の活性が生じ、その後PARPの切断などによるDNA修復蛋白の障害を生じ、アポトーシスが発生すること推定された。神経膠芽腫が摘出時多数の壊死巣が認められるという脳腫瘍病理学上の基本問題を分子生物学的に解明し、この機序を利用して治療に結び付けることを目指しており、壊死発現機構を壊死誘発因子と壊死原因遺伝子の解析をおこなった。(1)悪性神経膠腫の細胞株U252MG、T98G、U373MGに対して、生体内に極めて近い状態で壊死誘発因子となりうるもの、すなわち1)低酸素、2)低栄養状態の刺激を加えて細胞死の誘発が可能かどうかを調べた。しかし、この際、腫瘍細胞株や抗癌剤の種類によって細胞死はアポトーシスであったり、ネクローシスであったりと異なる死にかたを呈した。

抗癌剤の刺激のためかFas/Fas-ligand経路は腫瘍細胞死には関与しなかった。カスパーゼの中ではCasp-3のみが抗癌剤による細胞死に関与し、T98Gに対するVP-16刺激でpro-Casp-3の増加と活性化が得られ、アポトーシスが誘発された。このアポトーシスは、Casp-3の阻害剤で抑制された。(2)ヒト神経膠芽腫摘出材料20例に対して、壊死周辺細胞におけるFas、Fas-L、Casp-1、2、3のmRNAの発現をin situ hybridizationで同定した。さらに、抗体を使用し免疫組織化学的に発現細胞を同定した。その結果、壊死巣周辺のみの腫瘍細胞に有意に発現していたものはFasとCasp-3であった。このことから、壊死巣周辺では何らかの刺激に対してFasとCasp-3の過剰発現さらに活性化が生じアポトーシスが誘発されることが示唆された。
日本語教育におけるＤＩＦ分析の応用可能性について

本研究では,統計量“Index K"を中心としたDIF分析の応用事例を積み重ね,DIF分析が日本語教育の様々な研究場面に応用できるという知見を集積することを目的とした。Can do statements尺度の分析や,芝(1978)による語彙理解尺度の時系列変化を捉える分析などから,DIF分析の有用性を示すことができた。また,計算の安定性確保という研究課題に直面し,素点を利用したDIF分析という新たな手法の開発に取り組むことができた。平成25年度は,can do statements(学習者の言語行動を「できる」の形式で記述した自己評定尺度:CDS)に対するDIF分析の研究の一環として,当該研究を行っている研究者との共同研究を行い,その成果について「斉田智里・熊谷龍一・野口裕之2013英語プレイスメントテストの特異項目機能(DIF)分析:文系・理系・男子・女子に有利・不利な項目,第39回全国英語教育学会北海道研究大会発表予稿集,296-297.」として学会発表を行った。また,関係学会への参加を通して,DIF分析に関する情報交換を行うことができた。日本語を母語としない日本語学習者に対するCDSのDIF分析へ応用するために,この研究成果の知見が生かされることとなる。また,時系列的変化を捉えるためのDIF分析の応用的研究のために,芝(1978)による語彙理解尺度のデータ収集を行った。結果として,大学生260名程度のデータを収集することができた。平成26年度にさらに100名程度のデータ収集を行う予定である。この350名以上のデータ用いて,時系列変化のためのDIF分析を行なうことが次年度以降の研究テーマとなる。以上の研究実績により,平成25年度の研究目的は十分に達成されるものとなった。さらに,時系列的変化を捉えるためのDIF分析の応用研究のために,前年度に引き続きデータ収集を行ない,約70名の追加データを得た。このデータについて,現在DIF分析を実施している最中であり,この成果を平成27年度の研究過程で発表を行なう予定である。平成27年度は,前年度までに収集してきた時系列データのDIF分析に取り組むことを行なった。この分析を通じて,特に多値型および多母集団(3集団以上)のDIF分析において,サンプルサイズがそれほど大きくない場合に,従来申請者が提案してきた方法では,適切な計算結果が得られない場合があるという,新たな課題にたどり着くこととなった。そのため,まずこの課題の克服をなすことを優先し,素点を利用したDIF検出の方法という,新規分析方法の開発研究を行なうこととなった。この研究成果については,日本教育心理学会第57回総会にて「素点を用いたDIFの大きさを表す指標の提案」として発表を行なった。また,DIF研究の浸透について情報収集を行ない,特に28年1月にメルボルン大学の応用言語学者や数学教育者,そしてAssessment Research Centreの研究者らと情報交換を行なった。また同じくオーストラリアにあるテスト研究期間であるAustralian Council for Educational Research(ACER)を訪問し,情報交換を行なった。これらの情報交換を通じ,海外においてもDIF分析の重要性が十分に高いことを確認した。当初の計画通り,国際学会での発表を行なうことができた。また,データ収集も予定通りのデータ数を確保することが出来,DIF分析を実施することが可能となったため,研究は順調に進展していると言える。教育測定学平成27年度は,収集したデータを用いた時系列変化に対するDIF分析を行ない,その成果を発表することを予定している。当初,平成25年度に計画していた海外調査を平成26年度以降に行うこととしたものの,can do statementsに対するDIF分析に関する調査について,学会発表を1回行うことができ,さらに平成26年度の調査のためのデータ収集を先取りして行うことができたため,当初の計画以上に研究が進展していると言える。平成25年度からの繰越額相当が次年度使用額となっており,平成26年度予定額については計画通りに使用された。平成25年度に,時系列的変化にDIF分析を応用するための研究データの収集に入ることができた。平成26年度は,さらにデータの拡充を行い,実際の分析作業を行うことが予定される。平成27年度の研究の進捗状況を考慮しながら,国際学会での発表もしくは海外調査費にあてる予定である。次年度使用額が生じた大きな理由としては,海外調査について,次年度以降に行うこととしたためである。それ以外については,当初計画通りの使用となった。平成26年度には,国際学会での発表を予定しており,また同時に海外調査も行うことを予定している。次年度使用額は平成26年度請求額とあわせ,その経費に充てる予定である。
表面効果翼艇の安定性シミュレーション

表面効果翼艇の運動の支配パラメータは、通常航空機のものに加えて、高度、水面波波高、波長、スペクトル分布、速さ、方向等々が必要となり、艇の姿勢と水面波の関係によって最も注意を要する最低点位置が時々刻々変化する。さらに、代表的な空力配置だけでも飛行機タイプ,リピッシュ翼タイプ,ラム翼タイプ,タンデム翼タイプ,先尾翼タイプ等と数多く、どの配置がどの目的に最適であるか判っていないので、必要なシミュレーションの場合の数が極めて多い。本研究では、空気力学的特性の評価に漸近接合展開法による理論式を用いて最終的に非線形1階常微分方程式としたために、当初予定していた差分解法に比べて計算量の飛躍的減少を実現することができた。この流れの速度および圧力を用いて、翼に働く揚力、誘導抵抗とモーメントを計算することができ、粘性抵抗を加味して全体の抵抗を評価した。これらのカとモーメントは翼形状、浮揚高度、翼傾き角、端板形状等の関数として求まる。空気力学的特性がわかれば、機体の主要寸法・性能を定めて各種の表面効果翼艇の全機の性能と安定性を調べることができる。こうして得られた結果を「研究発表」欄に記載の国際ワークショップで発表し、各国の表面効果翼艇研究者と熱心に討論した。主要な結果は、S字型翼底面型の翼に比較的深い端板を付けた形状が性能的にも安定性からも総合的に最も好ましいものであることがわかった点である。この結果は従来の実験や実機試作において経験的にある程度予測されたものであるが、これを理論的に裏付けた意味は大きい。その結果、この方向の研究にさらに努力を続ける必要性が認識された。
細胞間認識機構の発現と制御に関する研究

これまでにヘテロサリックな株NC4(mat A)とHMI(mat a)の細胞融合に関わる分子として,gp70,gp138の二種類の膜タンパクを同定することができた。それらの解析を進めて,次のような結果が得られた。1.gp70,gp138の精製:gp70はNC4の膜タンパクを不動化したアフィニティカラムにCa^<2+>存在下でHM1細胞の膜成分を結合させ,EDTAで溶出するアフィニティクロマトグラフィ-によって約100倍に,gp138はWGAのアフィニティカラムで約50倍に精製した。gp138については,二次元電気泳動でさらに精製し,N末端の12アミノ酸の配列を既に決定している。2.単クロ-ン抗体の作製:抗gp138単クロ-ン抗体,抗gp70単クロ-ン抗体ともに,単一タンパクを認識するが細胞融合を阻害しないものと,細胞融合を阻害するがウエスタンブロッティングで多数のバンドを認識するもののみが得られた。後者のエピト-プは糖であり,実際に細胞融合に糖鎖が関与していることを示唆する実験結果が他にも得られている。今後は既に得られた抗体を用いての解析を進める一方で,両タンパク質の精製や除糖等を行なって,融合を阻害してかつ単一のタンパク質を認識する単クロ-ン抗体を得るつもりである。3.異なる交配様式間の異同の解析:ヘテロサリックな系で得られた結果の普遍性を検討する目的で,ホモサリツクな株AC4における細胞融合の解析を試みた。AC4は同調的に細胞融合を起こさせることに成功していないため,gp138,gp70の存在については結論が出ていない。しかし,AC4の培養上清中に有性的細胞融合を促進する因子を発見し,かつそれがヘテロサリックな系にも同様の効果を持つことを見いだした。このことから交配様式は異なっても細胞融合機構に類似点は多いことが推察される。
経済思想史・経済政策史における自由貿易・保護主義問題

所定の研究計画に従い,各自が分担領域とした主要思想家の著作の検討により,研究史上の新平面の開拓につとめた.すなわち,杉山はイギリス重商主義以降を対象としつつ,とりわけ19世紀前半の特異な思想家兼政治家たるベインズに着目した.津田はフランス18世紀の経済誌にみられる自由貿易主義思想に焦点をあて,自由重商主義派の諸雑誌と重農主義の機関誌2誌とが互に交流も対決もなきままに,穀物通商の自由の主張において符合を示したことを解明した.熊谷は19世紀後半のマンチェスター派の研究を進め,とくにファーラーとマレットを中心とする自由貿易論の流れを明かにすることに成功した.玉置は明治期日本の銀行家群がその対外経済政策観で,その多くが自由貿易を選んでいることを明かにすることができた.西沢は61年度にはマンチェスター派確立期におけるハーミンガム派の反マンチェスター派的国内市場重視論を, 62年度には降って「大不況」後の関税政策論にみられるような国内市場重視論を究明した.小林は保護貿易あるいはより広く国家による経済規制の問題をスコットランドのステュアートとドイツのリストとの研究で追求した.なお61年度には研究分担者として参加した杉原四郎は62年度前半に病臥を余儀なくされ,研究復帰に至るまでの数カ月間は研究離脱が続いた.同様に坂部正治は62年に海外留学に出発したため,参加者名からはずれた.両年度をつうじて,以上の作業のほか,自由主義と保護主義が経済学導入期の明治年間における高等教育機関の教育をどう性格づけたかの点にも目をくばった.また小林の研究に一例をみるように,経済思想の展開における国際交流の問題にも留意した.以上,個別的研究成果には一応見るべきものがあったが,共同成果の実現が今後の課題となるであろう.所定の研究計画に従い,各自が分担領域とした主要思想家の著作の検討により,研究史上の新平面の開拓につとめた.すなわち,杉山はイギリス重商主義以降を対象としつつ,とりわけ19世紀前半の特異な思想家兼政治家たるベインズに着目した.津田はフランス18世紀の経済誌にみられる自由貿易主義思想に焦点をあて,自由重商主義派の諸雑誌と重農主義の機関誌2誌とが互に交流も対決もなきままに,穀物通商の自由の主張において符合を示したことを解明した.熊谷は19世紀後半のマンチェスター派の研究を進め,とくにファーラーとマレットを中心とする自由貿易論の流れを明かにすることに成功した.玉置は明治期日本の銀行家群がその対外経済政策観で,その多くが自由貿易を選んでいることを明かにすることができた.西沢は61年度にはマンチェスター派確立期におけるハーミンガム派の反マンチェスター派的国内市場重視論を, 62年度には降って「大不況」後の関税政策論にみられるような国内市場重視論を究明した.小林は保護貿易あるいはより広く国家による経済規制の問題をスコットランドのステュアートとドイツのリストとの研究で追求した.なお61年度には研究分担者として参加した杉原四郎は62年度前半に病臥を余儀なくされ,研究復帰に至るまでの数カ月間は研究離脱が続いた.同様に坂部正治は62年に海外留学に出発したため,参加者名からはずれた.両年度をつうじて,以上の作業のほか,自由主義と保護主義が経済学導入期の明治年間における高等教育機関の教育をどう性格づけたかの点にも目をくばった.また小林の研究に一例をみるように,経済思想の展開における国際交流の問題にも留意した.以上,個別的研究成果には一応見るべきものがあったが,共同成果の実現が今後の課題となるであろう.本年度は所定の実施計画にもとづき、各自が役割分担に属する主要思想家の著作の研究を進め、その思想家ないし思想家群の主張を把握することにつとめた。その際、研究代表者を編者として公刊された『自由貿易と保護主義』(法政大学出版局,1985年)での各分担者の研究を前提として、それをいかに深化し、体系化するかが目標とされた。すなわち杉山は重商主義期を担当し、津田は18-19世紀の自由貿易問題の英仏間における諸相を究明し、杉原はミルやウェイクフィールドを中心に自由主義と自由貿易帝国主義との方向づけを試み、熊谷は生産力の圧倒的優位を基礎として展開されたマンチェスター学派の諸論を追求し、服部は農業利益が自由・保護問題にどう対応させねばならなかったかを課題とし、西沢は中小産業的バーミンガム派の保護主義指向を明かにし、玉置は自由貿易主義さらには自由貿易帝国主義とイギリス金融制度とがいかにかかわるかの特徴的性格ととりくみ、小林はステュアートにさかのぼりつつ、全体の方法論的経路の究明をも念頭におき、自由・保護貿易のほかに、国家と経済コントロールの問題、その財政論的推移の検討につとめた。かかる歴史的・資料的研究は即効的成果の結実を期待しがたいが、各自の研究を、全体的課題とのかかわりにおいて、相互認識によって、深化することを目的として、昭和61年11月24日に京都で全担当者出席のもとに研究会を開いた。その際西沢がイギリス歴史学派の主張を中間報告し、それを手がかりに討論がかわされた。ついで昭和62年2月1日には、東京で、同じく全担当者出席のもとに、研究会を開き、服部が貴族的土地所有と経済学、玉置が英仏銀行制度をモデルとした初期日本金融を試論的に展開し、これに依拠しつつ討論をかさね、各出席者それぞれ課題全体への関心と理解を深めることができた。その具体化は次期に譲られる。
重イオン反応における多重破砕反応の動的・統計的側面の研究

有限核子多体系での統計的性質と熱い原子核の多重破砕反応を調べるため、本年度は、次のような段階で研究を行った。(1)原子核の統計的性質の微視的シミュレーションによる研究ここでいう系の統計的性質とは、例えばある温度を与えた場合に平均の励起エネルギーがどのように振る舞うか、などを指している。本年度の研究で、12^C,40^<Ca>などの原子核の統計的な性質を反対称化分子動力学(AMD)、量子分子動力学(QMD)を用い、波動関数がHamiltonianの固有状態でない効果を取り入れて調べた。その結果、低温での量子的な振る舞いから、高温で古典的な振る舞いへの移り変わりが正しく記述できることを示した。(2)量子統計性を取り入れた微視的シミュレーションとその重イオン反応への応用上記の結果をもとに、量子統計的な性質をダイナミックスに取り入れる定式化を行い、重イオン反応へ適用した。定式化の結果得られる理論は、"量子的ランジュバン方程式"という新たな理論を示しており、微視的な理論-つまりあらわな熱浴がない理論-での温度・揺らぎ等の起源が扱っている波動関数の波束性(エネルギー固有状態でない)であることを示した。この結果は、Physical Review Letters誌に投稿されており、現在Refereeとの議論を行っている最中であるが、基本的には論文の価値が認められている。更に、この枠組み重イオン反応に適用した数値計算を現在行っている最中である。現在の研究段階はpreliminaryであるが、熱い原子核の多重破砕反応について非常に興味深い結果を得つつある。
脳血液関門を制御する脳微小血管内皮細胞内情報伝達機構の解析

グルコーストランスポーターをはじめとする輸送体の研究が大きく進歩するとともに、細胞内情報伝達機構の研究基盤が整備され、脳血液関門の制御機構をtight junctionの形成と輸送体制御の両面から研究することが可能となた。(1)in situ brain perfusion法をラット中大脳動脈閉塞モデルに適用して、in vivoにおける脳血管の糖輸送定数(Vmax,Kmax)の定量的解析を行い、虚血時における脳毛細血管内皮細胞のグルコーストランスポーターのdown regulationを生理学的に明らかにした。虚血時には神経細胞における糖代謝障害に加えて内皮細胞レベルでの輸送障害も存在することは、再還流障害の機序の理解にも重要な視点を与える。(2)ラットの培養脳微小血管内皮細胞培養系による共焦点レーザー走査顕微鏡を用いて、高浸透圧溶液付加による一過性の細胞内カルシウム濃度上昇と回復の時間的経過を明らかにした。また、回復過程における細胞内カルシウムイオンのくみ出しがNA/Ca exchangerに依存することを明らかにし、Na/Ca exchangerを阻害することによる持続的な脳血液関門のmodulationの可能性を開いた。(3)脳虚血・再還流による脳毛細血管内皮細胞障害は、脳血液関門の破綻を来すことによって血管原性脳浮腫をもたらす。脳血液関門の再酸素化による障害の主原因が内皮細胞自身から産生されるsuperoxideであること、また、内皮細胞により産生されるNOとsuperoxideにより形成されるperoxynitriteが再酸素化障害に関与することを明らかにした。この過程がカルシウムイオン依存性であることも併せて明らかにした。(1)ラット10匹の脳を2段階酵素処理をした後、バ-コール遠心密度勾配をもちいて脳微小血管内皮細胞を分離培養した(Audas変法)。培養内皮細胞を共焦点レザー走査顕微鏡システム(Acas570)下に移し、細胞内カルシウム試薬であるIndo-1AMにて細胞内カルシウム濃度の定量的測定系を確立した。Caionophore(A23187)および高浸透圧刺激を行ったときの細胞内カルシウム濃度の経度的変化を比較したところ、高浸透圧刺激によるカルシウム濃度の増加はCa ionophoreによるものに比して80secの遅れが観察され、刺激除去後のカルシウム濃度の低下も50sec遷延した。この結果から高浸透圧刺激によるカルシウム濃度の上昇には単なる物理的な変化のみならず細胞内の情報伝達系を介している可能性が示された。平成7年度は地震のため共焦点レザー走査顕微鏡が使用不能となったため(2)のモデルにて実験を進めた。現在、Acas570のシステムに移行して共焦点レザー走査顕微鏡による研究を再開している。グルコーストランスポーターをはじめとする輸送体の研究が大きく進歩するとともに、細胞内情報伝達機構の研究基盤が整備され、BBB制御機構をtight junctionの形成と輸送体制御の両面から研究することが可能となた。また、回復過程における細胞内カルシウムイオンのくみ出しがNa/Ca exchangerに依存することを明らかにし、Na/Ca exchangerを阻害することによる持続的な脳血液関門のmodulationの可能性を開いた。(1)ラットの培養脳微小血管内皮細胞を2段階酵素法を用いて分離培養した。