hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
アダプティブアレー信号処理による周波数共用

そこで,意図的に信号の性質を改変する処理として時間領域シンボル拡散の適用を提案した.任意の拡散行列を送信する希望信号にのみ乗算し,受信側においては希望信号と干渉信号が畳された受信信号に対して逆拡散処理を施すことで干渉信号のみを拡散することが出来る.拡散処理は信号の性質をガウス分布へと近づけることから,希望/干渉信号のレベルに関わらず適切に希望信号のみを捕捉し,干渉を抑圧可能となる.シミュレーションにより,提案方式の基本的な有効性を確認した.当初の計画通り検討を進める.(1)については,フェージング環境を想定した,より詳細な特性評価を実施する.(3)についてはQPSKでの有効性検証にとどまっているため,16QAM以上の多値信号導入時の性能評価を実施する.(4)については若干の性能改善検討にとどまったため,今後は異なる無線通信システム間での周波数共用時の特性評価についての評価を進める.また,ここまでの他の検討で得た知見をもとにさらなる性能改善の着想に至っており,併せて検討を進める予定である.ハードウェア実験のための環境整備も含めて検討を進める.平成30年度が最終年度であるため、記入しない。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
腫瘍内不均一性を可視化する次世代癌イメージングを用いた薬剤感受性の予測モデル構築

腎がん治療における分子標的薬は血管新生阻害薬を主として、mTOR阻害薬、免疫チェックポイント阻害薬(免疫治療)に大別されるが、現状の問題は1)副作用に伴う患者QOLの低下、2)医療財源を切迫する高額な治療費である。本研究は、次世代イメージング「ライトシート顕微鏡・膨張顕微鏡法」が立体視する腫瘍内不均一性に基づく、腎がん分子標的治療(特に免疫治療:抗PD-1/PD-L1療法)の感受性予測モデルを、世界で初めて提唱する。多様な細胞が同時に混在する腫瘍組織において、高解像度な3次元画像をハイスループットで撮影できるライトシート顕微鏡は、不可欠な第一の研究基盤である。第二の研究基盤である膨張顕微鏡法は、通常の光学顕微鏡で、超解像顕微鏡並みの20nmレベルの物体識別を可能にし、細胞内小器官における立体構造やタンパク質の移動がナノスケールで可視化される。2018年度は本研究の実装基盤として、当教室の腎癌組織データベースに由来する腎癌組織マイクロアレイの作成、腫瘍塊への免疫染色または/およびin situ hybridizationと組織透明化プロトコールの確立を試みた。世界的な我々の腎癌組織データベースは淡明細胞癌の原発・転移巣に加えて、非淡明細胞癌や特殊な腎癌組織が含まれる。更に血管新生阻害後に摘出を行った腎癌組織も多数保有含まれ、血管新生阻害後の再燃症例では免疫治療が行われる点で、臨床の時間軸に沿う解析結果が期待される。また本研究で試みる腎癌組織への3次元免疫染色・in situ hybridization併用は、世界に先駆ける成果が期待される。我々はライトシート顕微鏡で腫瘍塊に存在する血管網を免疫染色により3次元で可視化し、癌幹細胞マーカーをRNAレベルで検出する事で、癌幹細胞ニッチの立体的な不均一性を1細胞レベルで再現することに成功した。2018年度は、まずがん免疫微小環境を網羅的に評価するため、腎癌組織マイクロアレイの作成を行った。倫理委員会での研究承認後、当教室の腎癌組織データベースから淡明細胞癌の原発・転移巣、非淡明細胞癌、特殊腎癌(肉腫様腎癌・転座型腎癌・透析腎癌)に加えて、血管新生阻害後に摘出を行った腎癌組織を抽出した。癌組織は泌尿器科病理医と共同で、腫瘍中心や対応するinvasive marginを全症例で検証した。本マイクロアレイの作成は、その後のライトシート顕微鏡・膨張顕微鏡法の研究を円滑に行う症例の抽出や基礎データの収集に不可欠である。次に腎癌組織への免疫染色・組織透明化プロトコールの最適化を行い、特に血管内皮マーカーを用いて3次元で血管網を免疫染色することで、腎腫瘍塊の不均一な血管の立体構造をスライドフリーで可視化した。腎腫瘍内に存在する立体的なhyper-vascular及びhypo-vascular領域がハイスループットで検出された。一方、特異的な抗体の存在や組織深部への浸透等、3次元イメージングでは必ずしも全ての標的分子が免疫染色で可視化できるとは限らない。そのため我々は、腫瘍塊へのin situ hybridization単独や免疫染色・in situ hybridization併用プロトコール作成にも着手した。特に免疫染色・in situ hybridization併用では、腫瘍塊に存在する血管網は免疫染色、癌幹細胞マーカーはRNAレベルで可視化し、癌幹細胞が存在する不均一なニッチ構造の詳細を3次元で明らかにすることに成功した。腎癌組織への膨張顕微鏡法の適応に備えて、組織膨張化プロトコールの作成・最適化も順次開始している。腎がんは分子標的治療の先駆けであり、同治療に関する知見は、全ての癌研究に波及効果を持つ。腎がん分子標的治療の重大な関心は、免疫治療(抗PD-1抗体:オポジーボは2014年から保険適用)の感受性予測である。分子標的治療は有意な腫瘍縮小効果を認めるが、強い副作用が必発である。また免疫治療(抗PD-1療法)の治療費は1人当たり年額数千万円に及ぶ。1)新規イメージングプラットフォームから免疫応答関連遺伝子の腎がん腫瘍内不均一性を正確に可視化する、2)解析結果から分子標的治療感受性の予測モデルを構築する、この到達目標はがん治療・医療経済の観点から、喫緊の社会的関心と考える。次世代イメージング「ライトシート顕微鏡・膨張顕微鏡法」は、ヒト癌研究への適用自体が革新的であり、国内外に類似研究は存在しない。2018年度の成果は当教室の腎癌組織データベースに由来する腎癌組織マイクロアレイの作成、腫瘍塊への免疫染色または/およびin situ hybridizationと組織透明化プロトコールの確立に多くを割いた。我々の腎癌組織データベースは淡明細胞癌の原発・転移巣に加えて、非淡明細胞癌や特殊な腎癌組織(肉腫様腎癌・転座型腎癌・透析腎癌)が含まれる。また血管新生阻害後に摘出を行った腎癌組織も多数保有し、この世界的規模の研究基盤は、社会への波及効果を担保する。本研究で試みる免疫染色・in situ hybridization併用の3次元イメージングも、世界に先駆けた成果が期待できる。次年度はこれら研究基盤を駆使し、特に免疫チェックポイント阻害薬の感受性予測を可能にするモデル構築を推進したいと考える。一方、本研究で期待されるナノスケールな膨張顕微鏡法による細胞内不均一性の解明や薬剤感受性の予測は、腎細胞癌に最適化されたイメージングプロトコールを準備中であり、順次実装に移す予定である。

腎がん治療における分子標的薬は血管新生阻害薬を主として、mTOR阻害薬、免疫チェックポイント阻害薬(免疫治療)に大別されるが、現状の問題は1)副作用に伴う患者QOLの低下、2)医療財源を切迫する高額な治療費である。本研究は、次世代イメージング「ライトシート顕微鏡・膨張顕微鏡法」が立体視する腫瘍内不均一性に基づく、腎がん分子標的治療(特に免疫治療:抗PD-1/PD-L1療法)の感受性予測モデルを、世界で初めて提唱する。多様な細胞が同時に混在する腫瘍組織において、高解像度な3次元画像をハイスループットで撮影できるライトシート顕微鏡は、不可欠な第一の研究基盤である。第二の研究基盤である膨張顕微鏡法は、通常の光学顕微鏡で、超解像顕微鏡並みの20nmレベルの物体識別を可能にし、細胞内小器官における立体構造やタンパク質の移動がナノスケールで可視化される。2018年度は本研究の実装基盤として、当教室の腎癌組織データベースに由来する腎癌組織マイクロアレイの作成、腫瘍塊への免疫染色または/およびin situ hybridizationと組織透明化プロトコールの確立を試みた。世界的な我々の腎癌組織データベースは淡明細胞癌の原発・転移巣に加えて、非淡明細胞癌や特殊な腎癌組織が含まれる。更に血管新生阻害後に摘出を行った腎癌組織も多数保有含まれ、血管新生阻害後の再燃症例では免疫治療が行われる点で、臨床の時間軸に沿う解析結果が期待される。また本研究で試みる腎癌組織への3次元免疫染色・in situ hybridization併用は、世界に先駆ける成果が期待される。我々はライトシート顕微鏡で腫瘍塊に存在する血管網を免疫染色により3次元で可視化し、癌幹細胞マーカーをRNAレベルで検出する事で、癌幹細胞ニッチの立体的な不均一性を1細胞レベルで再現することに成功した。2018年度は、まずがん免疫微小環境を網羅的に評価するため、腎癌組織マイクロアレイの作成を行った。倫理委員会での研究承認後、当教室の腎癌組織データベースから淡明細胞癌の原発・転移巣、非淡明細胞癌、特殊腎癌(肉腫様腎癌・転座型腎癌・透析腎癌)に加えて、血管新生阻害後に摘出を行った腎癌組織を抽出した。癌組織は泌尿器科病理医と共同で、腫瘍中心や対応するinvasive marginを全症例で検証した。本マイクロアレイの作成は、その後のライトシート顕微鏡・膨張顕微鏡法の研究を円滑に行う症例の抽出や基礎データの収集に不可欠である。次に腎癌組織への免疫染色・組織透明化プロトコールの最適化を行い、特に血管内皮マーカーを用いて3次元で血管網を免疫染色することで、腎腫瘍塊の不均一な血管の立体構造をスライドフリーで可視化した。腎腫瘍内に存在する立体的なhyper-vascular及びhypo-vascular領域がハイスループットで検出された。一方、特異的な抗体の存在や組織深部への浸透等、3次元イメージングでは必ずしも全ての標的分子が免疫染色で可視化できるとは限らない。そのため我々は、腫瘍塊へのin situ hybridization単独や免疫染色・in situ hybridization併用プロトコール作成にも着手した。
酵母におけるシアン耐性末端酸化酵素遺伝子の発現調節機構に関する研究

ほとんどの高等植物や多くの真菌類のミトコンドリアにはシアン耐性呼吸系が存在する。コエンザイムQと酸素間の電子伝達を触媒するシアン耐性末端酸化酵(A1ternativeoxidase)はこの呼吸系の構成成分である。本研究では、酵母Hansenula anomalaにおいてシアン耐性呼吸活性の調節には、核ゲノムに存在するシアン耐性末端酸化酵素遺伝子の発現とそれによって合成される酵素量が重要であることをまず明らかにした。さらに、酵素量以外にも、ヌクレオチドによって呼吸系自体の活性が調節されているという興味深い現象を見出した。すなわち、アンチマイシンA処理によりシアン耐性呼吸を誘導した酵母からミトコンドリアを単離し活性を測定したところ、シアン耐性呼吸活性はアデノシン5′-一リン酸(AMP)やグアノシン5′-一リン酸(GMP)の添加によって促進されることが判った。なお、アデノシン5′-三リン酸(ATP)には活性促進作用は観察されなかった。また、この活性上昇はコハク酸とNADHのいずれを呼吸基質にした場合でも認められたことから、コエンザイムQ以降の電子伝達が促進されたものと考えられた。これらの結果からシアン耐性末端酸化酵素自身がヌクレオチドによって活性化されることが示唆された。シアン耐性呼吸系は酸化的リン酸化と共役していないため生体内エネルギーの無駄になると考えられてきた。しかし、その活性がアデノシン5′-一リン酸により促進されることから、この呼吸系もエネルギー代謝に何らかの関係があるのではないかと推察される。今後の詳細な解析が必要ではあるが、シアン耐性呼吸系が作用することにより基質レベルでのリン酸化が促進される可能性も考えられる。
モロッコ産ゴニアタイト化石の分類学的研究と教材開発

モロッコ、エルフード周辺のゴニアタイト化石産地を調査した。その中で実物化石を用いた示準化石教材として適した化石産地を選定した。また化石を採集し、化石の産状を視聴覚資料として作成した。これらの化石から、クリメニア亜目、アゴニアタイト亜目の化石を教材として選定した。実物化石、化石の産状と地層の様子、化石図鑑、レンジチャートによって教材セットを作成した。この実物化石を用いて化石種の特定から産出した地層の年代がデボン紀であることを決定することができる、示準化石教材を作成した。平成26年度は、モロッコの南東部エルフード周辺地域で、古生代ゴニタタイト化石を産出する地層について野外調査と、産出する化石採取を行った。10数箇所の露頭において地層および、化石の産状を調べ、代表的な化石について採取することができた。また露頭のGPSによる位置データなど基礎的なデータについても確保することができた。各産地では採取した化石について形態の保存状態、サイズ、種類などを検討し、示準化石の学習用教材として適した化石および産地を絞り込むことができた。古生代ゴニアタイト化石を使った示準化石の学習用教材については、すでに作成した中生代アンモナイト化石を使った示準化石の学習教材とあわせて使用することで、より幅広い学習内容について活用が見込まれるものであり、中生代アンモナイト化石教材の形態保存やサイズといったものに近いものを選定する必要があるが、いくつかのゴニアタイト化石の産地において化石の形態の保存状態、サイズなどが類似するものを得ることができた。一方で、中生代のアンモナイト化石と比べると、表面の殻が失われているもの、断片化したものも多く、教材として数をそろえるためにはより多くの化石試料からの選別が必要であることがわかった。また、各産地では、地層の様子、化石の産状などについて写真を撮影し整理するとともに、さらに露頭前での解説の動画なども撮影し、視聴覚教材についても重要な素材を確保することができた。幅広い産地を実際に調査し、教材に適した化石産地を絞り込むことという最も重要な課題がクリアできたことが本年度の大きな研究成果である。平成27年度は、前年度の現地調査、および採取した試料を検討し、教材に適した試料と露頭を絞り込んだ。本研究で開発する古生代の示準化石の教材の条件として、地層からの産状の観察ができること、化石試料の同定から地層の時代が特定できること、同定が容易な特徴を持っていること、また中生代のアンモナイトを使った教材とサイズが似ていて、合わせた授業展開が可能なことを設定している。古生代のアンモナイト亜綱の化石であるゴニアタイト目は三つの亜目に分けられるが、このうちクリメニア亜目はデボン紀の地層に産出が限られるため、示準化石の教材として向いている。また前年度に調査した複数の露頭の中から、デボン紀の地層で層理が発達し、化石の産状の観察にも適した露頭を発見し、クリメニア亜目の化石を多数産出することを確認した。化石試料のサイズも数cm程度の大きさで、中生代のアンモナイトを使った教材に近い。平成27年度はこの露頭についてより詳細な調査および化石試料の採取を行った。さらに本年度の調査によって、デボン紀の地層でクリメニア亜目の化石を多産する露頭を別に発見した。この露頭も教材化に適した露頭であるとともに、昨年度絞り込んだ露頭と対比が可能であると考えている。採取した化石試料から教材に向いたものを絞り込み、教材の開発を行っている。また現地調査の様子や露頭、化石の産状についての画像について整理を行った。視聴覚教材や化石試料、図鑑、レンジチャートなど教材開発を進めた。またモロッコ、マラケシュにある大学(Cadi Ayyad University)のKhadija El Hariri氏と会い現地での化石調査について協力をいただけることになった。これまでの現地調査によって、教材として適した露頭、化石試料を絞り込み教材の製作に着手することができた。調査によって、これらの条件に合う露頭、化石試料が見つかり、これを使うと、クリメニア亜目の化石同定によって地層の形成時代をデボン紀と特定する、示準化石の教材の製作が可能である。この方針に沿って、予定通り現地調査の様子や露頭、化石の産状についての画像について整理を行うとともに、視聴覚教材や化石試料、図鑑、レンジチャートなど教材開発を進めている。またモロッコ、マラケシュにある大学(Cadi Ayyad University)のKhadija El Hariri氏と、現地調査を進める中で知り合い、現地での化石調査について協力をいただけることになったことは、当初予定していなかった大きな成果である。平成28年度は、前年度の調査において、教材に適した分類群の化石を産出する露頭として絞り込んだ地域で、教材用の化石試料の採集を集中的に行った。調査を行ったモロッコ、エルフード周辺の露頭では、頁岩の中からデボン紀のゴニアタイト化石が多数産出し、3次元形態の保存が非常に良く教材に適したものから、圧密を受け割れ目を伴ってつぶれたもの、完全に平たい形状までつぶれているものなど、さまざまな保存状態の化石がほぼ同一層準から産出することがわかった。

さらに実物化石を用いた示準化石の学習教材として、ゴニアタイト同定のための図鑑や化石が生きていた時代を示すレンジチャート、化石が産出する地層の視聴覚教材等の作成を行った。また平成28年度のモロッコにおける海外調査では、化石産地エルフード周辺での化石産地調査を行っただけでなく、マラケシュにある大学(Cadi Ayyad University)のKhadija El Hariri氏やラバトにあるエネルギー鉱山省のSaid Ismail氏と教材開発について協力をいただくことができたことも大きな成果である。モロッコから産出する化石は、脊椎動物化石だけでなく、ゴニアタイトなどの無脊椎動物化石についても量によっては海外への持ち出しが禁止されている。今回、実物化石教材用試料として採集したものについては、問題なく教材に使用してよいことを確認するとともに、現在モロッコ、ラバトで建設中の自然史博物館での教材を使用した教育活動などについて話をすることができた。また、それとは別に平成29年度オープン予定のエネルギー鉱山省内に建設された自然史博物館の視察もさせていただいた。今後には、モロッコで採集した実物化石を用いた示準化石の教材について、国内外の自然史博物館や小中学校での活用を展開していきたい。モロッコ、エルフード周辺のゴニアタイト化石産地を調査した。その中で実物化石を用いた示準化石教材として適した化石産地を選定した。また化石を採集し、化石の産状を視聴覚資料として作成した。これらの化石から、クリメニア亜目、アゴニアタイト亜目の化石を教材として選定した。実物化石、化石の産状と地層の様子、化石図鑑、レンジチャートによって教材セットを作成した。この実物化石を用いて化石種の特定から産出した地層の年代がデボン紀であることを決定することができる、示準化石教材を作成した。当初の予定通りに、モロッコにおいて野外調査を行うことができ、さらに化石試料の確保をすることができた。エルフード周辺で10数箇所について実際に露頭を確認し、教材として良好な産地を選定することができたことは非常に大きな成果である。これについて今後さらに詳細な調査を展開することで教材化が見えてくるからである。化石試料は断片化したものも多いが、教材として利用する数を確保が可能と見積もっている。実際に採取した試料から保存状態の良いものを振り分け、種の同定を進めるなど、2年目以降に予定していた作業もある程度すすめることができた。また、視聴覚教材として、露頭の地層や化石の画像や動画を撮影することも予定されていたが、これも予定通り行うことができた。平成28年度は、研究実施計画にあるとおり、これまでの製作を進めてきた教材を用いて実践授業を行い、問題点などについて修正確認を行い最終的な教材セットの完成を目指す。これまでに絞り込んだ化石試料について、教材として標本セットを作成し、露頭・化石の産状についての視聴覚教材、図鑑、レンジチャートなどの完成させて実践授業を展開していく。また複数の自然史博物館の協力も得て、博物館でのワークショップの実践として活用し、古生代の学習の導入としして幅広い活用について検討を行う。
電解質溶液のモル電気伝導度極小に対するFuoss-Krausモデルの再検討

低誘電率溶媒中の電解質のモル電気伝導度の濃度依存性にしばしば見られる極小の存在が、イオン会合を考慮しなくても、モード結合理論により動的な機構で説明されうることを理論的に明らかにし、ブラウン動力学シミュレーションにより、理論で示された機構に従ってモル電気伝導度極小が現れることを示した。また、本研究で提案した機構に特徴的な、濃度増加に伴う電気伝導度分散の緩和周波数の増加が、実際の系でも見られることを、マイクロ波反射法により実験的に示した。分子性液体の積分方程式理論であるRISM理論を基礎として、会合性電解質溶液の構造を計算する手法を開発した。既存のWertheim理論と比較すると、近距離構造、会合定数は同程度であり、Wertheim理論に存在していた、非物理的な長波長極限を改善することができた。本手法で計算した液体構造を入力パラメータとして、モード結合理論を用いて、モデル電解質系でのモル電気伝導度の濃度依存性を計算した。イオン間の静電相互作用が強い場合には、イオン間の会合の強さに関わらず、モル電気伝導度の濃度依存性に極小が見られた。解析の結果、会合が強い場合のモル電気伝導度極小は、FuossとKrausにより提案されたトリプルイオンモデルで説明されるが、会合が弱い場合には、これまでは考慮されていなかった、長波長での電荷揺らぎによる協同運動が、モル電気伝導度極小の原因となっていることが明らかとなった。また、両者の機構の違いを実験的に明らかにするためには、NMRによる拡散係数測定が適切であることを理論的に示した。モル電気伝導度極小が報告されている、トリフルオロメタンスルホン酸リチウム(LiTf)、および、トリフルオロメタンスルホン酸テトラブチルアンモニウム(TBATf)のテトラヒドロフラン溶液で、マイクロ波反射法により、50MHz20GHzの電気伝導度分散を測定した。両溶液ともに、1GHz近傍に緩和が見られたが、その緩和時間の濃度依存性は,LiTfとTBATfとで異なっており、両者のモル電気伝導度極小の機構が異なっている可能性が示唆された。次年度は、拡散係数測定及び理論的解析による更なる検討が必要と考えられる。・前年度のモード結合理論(MCT)による計算でモル電気伝導度極小が見られた系に対応するソフトコアポテンシャルの系で、ブラウン動力学シミュレーションを行い、MCTで得られたモル電気伝導度極小が、理論の近似によるものではないことを確認した。また、シミュレーションで見られた極小が、MCTで示されていた通り、イオン雰囲気の緩和に関連した動的な機構によるものであることも示した。・モル電気伝導度極小が見られ、電気伝導度分散の緩和周波数が濃度と共に増加するという、理論とシミュレーションに対応する実験結果が得られている、テトラフルオロメタンスルホン酸テトラブチルアンモニウムのテトラヒドロフラン溶液について、パルス磁場核磁気共鳴法で各イオンの自己拡散係数の濃度依存性を測定した。自己拡散係数は濃度の単調減少関数であり、Nernst-Einstein式で自己拡散係数から計算されるモル電気伝導度は、実測のものより一桁以上大きかった。これらの結果はMCT計算およびシミュレーションの結果とは対応しておらず、斥力コア+クーロンカで相互作用するモデルでは、実在の電解質溶液の動的性質の特徴を捉え切れていない。・モデルの改良のため、溶媒の排除体積に起因する平均力ポテンシャルを模した実効二体ポテンシャルを異種イオン間相互作用に加算した系を構築し、ブラウン動力学シミュレーションを行った。自己拡散係数の濃度依存性に見られていた極小は消失し、モル電気伝導度は自己拡散係数と比較して大きく減少し、現実系の特徴により近い計算結果が得られた。このことは、電解質溶液の動的物性を考える上で、溶媒を分子として取り扱うことが本質的に重要であることを示している。
糖尿病性血管障害の新規発症因子解明とその防御

糖尿病性血管障害の新規メカニズムを解明するために、血管内皮細胞のグルタチオンレドックスサイクルに焦点を絞り検討を行った。生きた状態の培養ヒト血管内皮細胞の糖尿病モデル細胞において、グルタチオン依存系による過酸化水素消去能が著しく低下していることを発見し、その原因物質の合成を行ってきた。合成化合物は当初不安定であったが、最終的に安定な化合物を高純度で得ることができた。本化合物が過酸化水素消去酵素を阻害することも見出だした。また防御因子として、ミリセチンが糖尿病モデル細胞におけるアポトーシスを抑制することも発見した。これらの物質は高血糖から血管障害発症に至る新規メカニズムに直接関わる可能性がある。本研究の目的は、糖尿病の合併症である血管障害の発症に関わる未知の機構を解明し、防御に役立てることである。平成25年度には、培養ヒト臍帯静脈内皮細胞(HUVEC)における平成24年度に確立した糖尿病性血管障害モデル細胞系を用いて、研究を行った。平成24年度に、糖尿病性血管障害モデル生細胞において、グルタチオン依存系の抗酸化能が顕著に抑制されていることを見出だし、その原因に関わる可能性をもつ新規候補化合物を合成することができたので、今年度は論文投稿および追加実験を行っている。また新たに、合成したグルタチオンのN位糖化物が、グルタチオンペルオキシダーゼとグルタチオン還元酵素の活性を顕著に阻害することも見いだした。さらに、糖尿病性血管障害モデルHUVECを用いて、食品成分であるミリセチン(Myr)が、高濃度グルコースによるHUVECのアポトーシスを抑制する防御因子として働くことを見いだした。(0.025 mMの添加で回復)また、すでに糖尿病患者の血管内で増加することで知られるジカルボニル化合物であるメチルグリオキサール(MG)を用いて、本研究代表者が発見した新規候補化合物との比較実験を行うため、まずはMG添加培養実験を行った。MGを添加した培養HUVECでは、糖尿病性血管障害モデル細胞と同等な形状(アポトーシス)を示し細胞死に至った。さらにこれまでの報告と異なり、より低濃度でのMGの添加で培養血管内皮細胞の障害が初めて認められた。(1.0 mMで細胞死が起こらないとされるこれまでの報告よりも低濃度である0.5 mMのMG処理でも約87%の細胞死が起こっていることを認め、0.2 mMにて初めて耐性を認めた。)現在、本研究にて発見した新規候補化合物とMGとの細胞毒性の比較実験を進めているところである。これまでにグルタチオンの糖化が糖尿病性血管障害の発症に関わるという報告は皆無であり、本研究において新規な側面が解明される可能性がある。糖尿病性血管障害の発症に関わる未知の機構を解明し防御に役立てることを目的とした本研究において、初年度である平成24年度には、まず培養ヒト臍帯静脈内皮細胞(HUVEC)および培養ヒト腎メサンギウム細胞(HRMC)を用いて、糖尿病モデルとしての高濃度グルコースによる細胞障害の安定的な培養系を確立した。培養HUVECを用いた糖尿病性血管障害の研究は、高グルコース毒性の発現を再現できないことが大きな障害となっていたが、研究代表者は既にその原因を発見して来ており、今年度は継代培養HUVEC・HRMCを用いて高グルコースによる細胞障害を安定的に再現することに成功した。その系を用いて、高グルコース障害が引き起こされている生細胞において、グルタチオン依存系の抗酸化能が顕著に抑制されていることを見出だし(投稿準備中)、その原因に関わる可能性をもつ新規候補化合物について、実験に使用可能なグレードを有する産物の合成を行った(投稿準備中)。予備実験にてすでにグルタチオンのN位が糖化されたN-1-deoxy-fructos-1-yl-glutathioneとS位が糖化されたS-fructos linkedglutathioneの合成は試みてあったが、とくにS-fructos linked glutathioneにおけては実際に実験に使用するには不安定で、後続実験に使用可能である産物はこれまで得られてこなかった。今回、受託企業との相談で新たな合成経路により候補化合物を得て、実際にグルタチオン系抗酸化酵素活性を抑制することを見出だした(投稿準備中)。これまでに、本候補化合物が糖尿病生血管障害の発症に関わるという報告は全くない。本研究において糖尿病の発症機序の新規な側面が解明される可能性があり、そのインパクトは基礎的にも臨床的にも大きいものと期待される。本研究は、糖尿病性血管障害の発症に関わる未知のメカニズムを解明し、防御に役立てることを目的として行った。

H25年度には、糖尿病性血管障害の発症原因に関わる新規候補化合物として合成したグルタチオンのN位糖化物が、グルタチオンペルオキシダーゼ(GPx)とグルタチオン還元酵素(GR)の活性を顕著に阻害することを見出だした。H26年度には、新たに、もうひとつの新規候補化合物として考えており、これまで合成が困難であったS位糖化のグルタチオンを合成・精製することができた。S位糖化グルタチオンも抗酸化酵素GPxとGRの活性を著しく阻害することを見出だした。これら一連の結果については、すでに論文を作成し、国際誌へ投稿するところである。さらに現在、グルタチオンのN位糖化物とS位糖化物を用いて、培養ヒト血管内皮細胞に取り込ませることで細胞障害の発生を検討している。また、H25年度に食品成分であるミリセチン(Myr)が糖尿病性血管障害モデル培養細胞の生存率を回復させることを見出だしたため、H26年度はさらに様々な濃度で検討を行った。その結果、Myr濃度0.025 mMの添加で、実験を行った全ての濃度(0.0052.0 mM)の中で最も糖尿病モデルの細胞生存率を回復させた。正常血管内皮細胞に比べ、糖尿病モデル細胞の48時間後の生存率は53.9%であったが、Myr 0.025 mM添加で98.6%まで生存率を回復させた。Myrはブルーベリー、クランベリー、カシス、ビルベリー等に最大142 mg/kg程度含まれる。体内で100%吸収されたと仮定した場合、Myrの分子量より、それらの果実を280 g摂取することで一時的にでも効果的な血中Myr濃度を得ることができると計算された。本研究では、このようにこれまで未発表の糖尿病性血管障害発に関わる原因候補因子および防御因子を挙げることができた。今後さらにそのメカニズム等検討を深めていきたい。生化学、基礎栄養学、栄養機能学、病態生化学本研究は、培養細胞を用いた実験であるが、平成25年度より赴任した大学には培養施設が存在せず、常勤先だけではなく学外共同研究先の施設も利用する努力や、常勤先の大学へできるだけ早く実験施設導入がされるための努力を続け、不便な中でも目標が達成できるよう懸命に研究を行ってきた。平成26年度4月にやっと培養設備が完全に揃い、次年度からはさらに実験を行いやすくなる。本研究は、これまでに全く報告のない物質についての研究で、大変新規性が高く、また実験方法についても非常に独創的な独自の実験系を用いている。正確を期すため何度も再現性を確認しながら研究を遂行してきており、時間はかかっているが、次年度はさらに計画以上に進展させたいと望んでいる。本研究は、これまでに全く報告のない物質についての研究で、また実験方法についても研究代表者が開発した独自の実験系を用いており、非常に独創的である。そのため、大変新規性が高く、正確を期すため再現性を確認しながら研究を遂行しており、時間はかかっている。と同時に、その新規性のため、研究代表者は早急な結果取得/論文公表をと考えている。客観的にはおおむね順調に進展していると思うが、研究代表者としては次年度はさらに計画以上に進展させたいと望んでいる。平成25年度に赴任した新しい勤務先において、平成26年度4月に培養設備が導入されたことから、平成26年度は実験環境が整い、前年度以上に研究活動が行いやすくなる。本研究にて合成した糖尿病性血管障害の新規原因候補化合物について、培養ヒト血管内皮細胞を用いて詳しくバイオアッセイを行う予定である。
酸化鉄をベースとする循環型新規ナノデバイスの開発

本研究では、環境に優しいスピントロニクス材料の実現をめざし、まず、α-Fe_2O_3-FeTiO_3固溶体の中でも最も高い飽和磁化を示すFe_<1.2>Ti_<0.8>O_3組成の薄膜化を実施した。薄膜作製は、FeTi合金ターゲットを出発原料とする反応性スパッタ法により行なった。フェリ磁性を示す固溶体薄膜の実現には、結晶格子中でc軸方向にFe-rich層とTi-rich層が交互に積層した秩序相(空間群R3)の生成が必須であり、そのためには、成膜時の基板温度ならびに酸素分圧を厳密に制御する必要があることを明らかにした。次に、Fe_<1.2>Ti_<0.8>O_3薄膜の強磁性転移温度(T_C)を向上させることを目的に、高い反強磁性転移温度(T_N)をもつα-Fe_2O_3層をFe_<1.2>Ti_<0.8>O_3層と積層させた二層膜を作製し、層間の交換結合がFe_<1.2>Ti_<0.8>O_3層のT_Cに及ぼす影響を検討した。作製した二層膜は、基板温度550°Cと高温であるにもかかわらず、非常にシャープな界面構造を有していた。また、二層膜のT_Cは約220Kであり、単相膜のT_C=約210Kと比較して、約10Kほど上昇させることに成功した。ところでFeTiO_3中の金属イオンは、Fe^<2+>とTi^<4+>の化学状態にあると考えられてきた。しかし、高分解能蛍光X線分析を実施したところ、FeTiO_3中のTiイオンの特性X線は、Ti^<3+>のものと非常に近いピーク形状を示しており、Ti^<3+>に近い化学状態にあることを明らかにした。また、XPSスペクトルからも、FeTiO_3は価電子帯のフェルミ端近傍に小さな状態密度を持っており、局在化したTi3d電子が存在する可能性を示した。よってα-Fe_2O_3-FeTiO_3固溶体の電子状態を正しく理解し、その磁性半導体として特質を明らかにするためには、より詳細な分光学的研究が必要であることを示した。新規な磁性半導体として期待されるヘマタイト-イルメナイト固溶体(Fe_<2-x>Ti_xO_3)は,Fe^<3+>とFe^<2+>の混合原子価状態にあり,その固溶体薄膜が優れた磁性半導体特性を示すためには,Fe/Ti配置の規則化によるフェリ磁性状態の実現と同時に,厳密な酸素量制御によるFeイオンの原子価制御が必要である。そのため,固溶体薄膜の作製にあたっては,成膜時の酸素分圧の厳密な制御が要求されている。そこで本研究では,まず超高真空仕様(到達真空度10^<-7>Pa以下)のヘリコンスパッタ装置を使用し,FeTiO_3焼結体ターゲットと純Arガスの組み合せでスパッタ成膜を行ったところ,同一条件(基板温度・真空度・RF出力)下で成膜したにもかかわらず,成長した薄膜の構造や酸素量に大きなばらつきが見られた。

質量分析計を使用し,成膜時の雰囲気ガス成分を詳細に分析した結果,その原因は,FeTiO_3焼結体ターゲットに含まれる酸素量がスパッタを繰り返すことにより変化し,成膜中の酸素分圧が一定しないためであることが判明した。次に,FeTi合金ターゲットを使用し,成膜時に微量のO_2ガスを導入する反応性スパッタ法をもちいて,α-Al_2O_3(001)単結晶基板上にFe_<2-x>Ti_xO_3薄膜を作製することを試みた。その結果,基板温度600°C以上,酸素濃度1.42.0%の雰囲気下において,結晶性,化学量論性に優れたエピタキシャルFe_<2-x>Ti_xO_3薄膜を再現性良く作製することに成功し,その薄膜はフェリ磁性半導体となった。しかし,Fe/Ti配置の規則化はまだ不十分であり,完全な規則構造,すなわち磁性半導体伝導電子の完全スピン偏極を実現する目的で,現在,FeとFeTiの人工格子化によるFe_<2-x>Ti_xO_3薄膜の完全規則構造化をめざしている。ヘマタイト-イルメナイト固溶体(Fe_<2-x>Ti_xO_3)は,その両端組成α-Fe_2O_3とFeTiO_3がいずれも反強磁性絶縁体であるにもかかわらず中間組成領域でフェリ磁性半導体となることから,新規かつ環境に優しい磁性半導体材料として期待されている。固溶体がフェリ磁性を示す組成範囲は0.4<x<1.0であり,x=0.8の組成において飽和磁化は極大値約600emu/cm^3をとることが知られている。しかし,固溶体のキュリー温度(Tc)はxの増加とともに単調に減少し,x=0.4で600Kと室温以上であったTcは,x=0.8では230Kと室温以下に低下してしまう。そこで本研究では,高いネール温度をもったα-Fe_2O_3からの交換結合を利用してフェリ磁性相Fe_<1.8>Ti_<0.2>O_3のTcを上昇させることを試み,すぐれた磁気特性を示す室温磁性半導体の実現をはかった。α-Fe_2O_3/Fe_<1.8>Ti_<0.2>O_3二層膜作製は,Fe金属ターゲット及びFeTi合金ターゲットを使用した2元反応性スパッタ法により,α-Al_2O_3(001)単結晶基板上で実施した。α-Fe_2O_3相とFe_<1.8>Ti_<0.2>O_3相では,成膜時の最適酸素分圧が大きく異なっている。そこで基板温度を550°Cに固定し,まず,それぞれの相の最適酸素分圧を決定した。得られた最適成膜条件を用いてα-Fe_2O_3/Fe_<1.8>Ti_<0.2>O_3二層膜の作製し,X線回折測定を行なったところ期待通りの構造をもつ二層膜が生成していることが確認でき,またその薄膜の磁化測定を実施したところ,室温でフェリ磁性を示した。しかし,その磁化の大きさは,期待された値より非常に小さく,固溶体層におけるFe/Ti規則構造の発達が不十分であることがわかった。現在,その規則度を向上させるべく,成膜条件のさらなる最適化を試みている。ヘマタイトーイルメナイト固溶体(Fe_<2-x>Ti_xO_3)には、FeイオンとTiイオンが規則的に配列した秩序相と、不規則に分布した無秩序相が存在する。なかでも固溶体秩序相は、両端組成α-Fe_2O_3とFeTiO_3がいずれも反強磁性絶縁体であるにもかかわらず、フェリ磁性半導体となることから、新規かつ環境に優しい磁性半導体材料として期待されている。平衡状態図上で秩序相が生成する組成範囲は0.4<x<1.0であり、組成x=0.8において飽和磁化は極大値約600emu/cm^3を示す。しかし・そのキュリー温度(Tc)はxの増加とともに単調に減少し、x=0.4で600KのTcは、x=0.8では230Kと室温以下に低下してしまう。
アルツハイマー病におけるアストロサイトを介した神経変性メカニズムの解明

初代培養細胞を用いて、アストロサイトアミロイドで処置されたアストロサイトでは、カルシウム流入を介してカルシニューリンの活性化が起こり、その結果IGFBPの放出が起こることを示した。IGFBPは成長因子であるIGFと結合し、その活性を阻害することが知られている。さらにIGFは神経細胞におけるタウのリン酸化を抑制し、IGFBPは促進する働きがあることを培養細胞系にて示した。これらの実験結果は、アミロイドの影響が直接神経細胞に働きかけるのみならずグリア細胞を介したメカニズムでも神経変性を引き起こしうることを示したものであり、治療のターゲットとしてアストロサイトも念頭に置く必要があると考えられた。平成26年度は、Aβ負荷へのApoE3、ApoE4陽性アストロサイトの応答の違いを明らかにした。APOE ε3およびε4ノックインマウス初代アストロサイトにAβペプチドを負荷し、上清中に分泌量が増加する「因子A」をELISA法、Immunoblotting法、定量的PCR法で定量比較した。申請者らのグループが保有するAPPトランスジェニックマウス(J20マウス)とAPOE ε3およびε4ノックインマウスの交配を開始し、次に「因子A」の局在をAPP/ APOE ε3およびAPP/ APOEε4マウス間で比較検討した。AD患者脳サンプルを用いてAPOE ε3およびε4を保有する患者の脳切片における「因子A」の局在の違いも検討した。結果、ApoE4陽性アストロサイトでは、アミロイド負荷に応答して「因子A」の放出が促進されることを示した。平成27年度までの研究によって、アミロイド刺激によって、アストロサイトから放出される因子を複数同定した。これらの因子の中で最も我々が注目したのはIGFBPと呼ばれる分子である。IGFBPは、本来栄養因子であるIGFのシグナル調節を担うタンパク質である。アミロイドの刺激によってアストロサイトから放出されたIGFBPは、IGFの神経細胞に対する栄養因子としての働きを抑制する。さらに、IGFに依存しない分子機構によって、神経細胞内のタウリン酸化を促進する。実際に、アルツハイマー病の剖検脳においても、IGFBPの増加が認められ、病態に関与していることが示唆される。我々の実験結果からは、アストロサイトからのIGFBPの放出は、アルツハイマー病の発症に関わる有力な仮説である「アミロイド仮説」において、アミロイドの産生、蓄積(老人斑形成)とタウのリン酸化(神経原線維変化)の間を繋ぐ新たなメカニズムであると考えられた。本研究は、ニューロンの中で起こる病的な変化に、アストロサイトからの放出因子が関与し、ニューロン(アミロイド産生)→アストロサイト(IGFBPの放出)→ニューロン(タウのリン酸化、神経原線維変化)のクロストークの中で、アルツハイマー病の病理像が進展していき、最終的に神経細胞死へと繋がっていくことを示している。本研究の内容はMolecular Brain誌(2015 Dec 4; 8(1) 82)に英文原著論文として投稿し、無事に掲載された。IGFBPのタウリン酸化にきたす影響について、アルツハイマー病のリスク因子であるApoEジェノタイプがどのように関与しているかを現在細胞培養実験により検討中であり、こちらは順調に進行している。一方、ApoEノックインマウスとAPPマウスの掛け合わせ実験,IGFBPトランスジェニックマウスの掛け合わせ実験を予定しているが、マウスの取得に時間を要しており、このためやや遅れている。アルツハイマー病において、アミロイドの産生、蓄積は、発症の20年近く前から始まっていることが知られている。しかしながら、アミロイドの産生がアルツハイマー病における神経変性、タウリン酸化を引き起こすメカニズムはいまだ明らかになっていない。我々はグリア細胞、特にアストロサイトに着目して、このメカニズムを解明することを本研究課題とした。アミロイドペプチドをアストロサイトに作用させることによって、放出される分子が、神経細胞に作用することで神経変性が引き起こされるという仮説のもとに、サイトカインアレイを用いて、アミロイド処置後に培地中にアストロサイトから放出される分子を網羅的に解析した。結果、IGFBPという分子が増加することを見出した。興味深いことにIGFBP陽性のアストロサイトはアルツハイマー病剖検脳にて老人斑周囲に多数みられ、病態との関与が示唆された。アミロイドで処置されたアストロサイトでは、カルシウム流入を介して、カルシニューリンの活性化が起こり、その結果IGFBPの放出が起こること、さらにIGFBPは成長因子であるIGFと結合し、その活性を阻害することが知られているが、脳内においてはIGFが神経細胞におけるタウのリン酸化を抑制し、IGFBPは促進する働きがあることを培養細胞系にて示した。これらの実験結果は、アミロイドの影響が直接神経細胞に働きかける神経毒性だけではなく、グリア細胞を介したメカニズムでも神経変性を引き起こしうることを示したものであり、治療のターゲットとしてアストロサイトも念頭に置く必要があると考えられた。

当初の計画にある通り、アミロイド負荷に応じた「因子A」の放出が、アストロサイトのApoEジェノタイプによって変化することをin vitro, in vivoで観察することができた。ヒト脳においても、アルツハイマー病の脳で『因子A」の増加を既に観察している。引き続きアストロサイトとニューロンのクロストーク機構の解明を目的とする。初代神経細胞へ精製したIGFBPに加えAPOE ε3およびε4ノックインマウス初代アストロサイトの上清を負荷し、タウのリン酸化の程度をImmunoblotting法、蛍光免疫染色法で検討する。その際、詳細なタウのリン酸化誘導機序の同定も行う。IGFBPのトランスジェニックマウスとAPOE ε3およびε4ノックインマウスを交配し、リン酸化タウへの影響を検討する。さらに、確証実験としてAPP/ APOE ε3およびAPP/ APOEε4マウスを用いて老人班近傍のニューロンに着目しリン酸化タウ量を免疫組織染色法で検討する。医歯薬学平成27年度はアストロサイトとニューロンのクロストーク機構の解明を目的とする。初代神経細胞へ精製した「因子A」およびAPOE ε3およびε4ノックインマウス初代アストロサイトの上清を負荷し、タウのリン酸化の程度をImmunoblotting法、蛍光免疫染色法で検討する。「因子A」のトランスジェニックマウスとAPOE ε3およびε4ノックインマウスを交配し、リン酸化タウへの影響を検討する。さらには、APOE ε3およびε4保有患者脳切片を用いて同様の解析を行う。平成27年度行なう予定であった実験がやや遅れており、一部、平成28年度に持ち越すことになったため。本年度使う予定の実験を一部次年度に移行したため、研究予算の繰越を行なった。平成28年度は前年度より引き続く実験を行ない、総括を行なうため、抗体や実験消耗品を購入する予定である。次年度早々に使用して、抗体を購入する予定である。
破砕過程における量子論的揺らぎの効果

様々な温度・密度での核物質の相とその転移の研究は重イオン物理の最大の目的のひとつである。こうした相の研究は、それぞれの温度・密度領域における有効な自由度、相互作用、状態の記述、統計的性質、動力学という様々な要素の理解を必要とする。本研究はこれらのうち、系の平衡状態での統計的性質、あるいは物質の相転移(核物質の液相・気相相転移)の性質がフラグメント生成過程に与える影響に注目したものである。本研究において、我々は波束の統計力学を記述する方法を開発し、これを発展させて量子揺らぎを取り入れて系の量子平衡状態への緩和を動的に記述し得る分子動力学(量子ランジュバン法)を提案した。また、量子ランジュバン法を適用して、「重イオン反応での多重破砕」、「マイクロクラスターの生成」、「静止Ξ^-粒子からのハイパー核破片生成」、などの現象の理解を進め、この特徴をモデル化し、「高エネルギー陽子入射反応における異常なフラグメント角分布」についての分析も行った。これと並行して、核物質の相転移に関連する研究として、ハイパー核物理・相対論的重イオン反応についての研究も進めることができた。破砕過程における量子揺らぎの効果の研究を通じて、(1)量子論的な揺らぎを取り入れることにより、輸送模型の範囲内での系の統計的性質が劇的に改善されること、(2)このような改善により、輸送模型の範囲内で広いエネルギー領域の核反応での低励起状態のフラグメント生成が動的に記述可能となること、(3)動的なフラグメント生成は、通常の統計的な過程と比較すると早い時点で起こる、(4)このため複雑な統計過程で生成されるフラグメントにも残留核(あるいは複合核)の静止系での角分布に異方性が起こりうる、などの点が明らかになった。これらの成果は12編の原著論文(投稿中1編を含む)と15編の国際会議報告として発表されており、また博士論文(平田雄一、2001年3月学位取得)としてまとめられた内容についても投稿準備中である。このうち重イオン反応でみられる核物質の液相・気相(LG)相転移は、古典統計性をもつ気相から量子統計性の強い液相への転移が動的に起こることにより多重破砕を引き起こすと考えられている。しかしながら、分子動力学などのシミュレーションは多くの場合、模型自体の持つ統計性が古典的であるため、核物質のLG相転移を記述するには不十分である。我々は波束がもつエネルギーの揺らぎを考慮にいれた波束の量子統計力学を構築し、非平衡状態では動的に量子統計平衡に近付くべし、という要請に基づいた揺らぎを含む分子動力学(量子ランジュバン法)を提案している。本年度は、この量子ランジュバン法に基づき、次のような課題についての研究を行ってきた。これらの研究において、(1)低温でE^*∝T^2、高温でE^*=3T/2+bという原子核の望ましいカロリー曲線が得られること、(2)LG相転移が平衡状態ではフラグメントの質量数分布に、重イオン反応では低励起フラグメントの増加として現れ、多重破砕の記述を大きく改善すること、などを示してきた。また、(3)、(4)などの異なるエネルギー領域にもこの量子ランジュバン法を適用し、量子揺らぎが臨界的性質の変化や軽いハイパー核のfissionなどに大きく影響する可能性があることを示した。

なお、上述の論文以外にストレンジネス核の物理についての論文が2編、本年度口頭発表の国際会議報告が8編ある。様々な温度・密度での核物質の相とその転移の研究は重イオン物理の最大の目的のひとつである。こうした相の研究は、それぞれの温度(エネルギー)・密度領域における自由度(粒子の種類、クラスター、集団運動)、相互作用(平均場、衝突断面積)、状態の記述(多体問題)、平衡状態(統計的性質)、動力学(動的な多体問題)という様々な要素の理解を必要とする。昨年度までに我々は、「量子統計平衡状態」の記述に必要な量子力学的な揺らぎが「動力学」の記述に与える効果を調べることを主たる目的として、波束のエネルギーの揺らぎを取り入れた量子平衡状態への緩和を動的に記述し得る分子動力学(量子ランジュバン法)を提案した。またこれを、(1)波束動力学の統計的性質、(2)重イオン反応での多重破砕、(3)マイクロクラスターの生成、などの現象に適用し、成果を発表してきた。本年度は、このような成果に基づき、(1)静止Ξ^-粒子からのハイパ核破片生成、(2)Λ-Λ運動量相関とΛ-Λ相互作用、(3)高エネルギー量イオン反応におけるハドロン自由度の役割、などの課題について研究を行った。(1)は昨年から引続き研究を継続している課題であり、量子ランジュバン法を静止Ξ^-反応に直接適用したものである(Y.Hirata eta al.,submitted)。(2)の課題は、代表的な「統計的でない量子的相関・揺らぎ」である終状態相互作用による運動量相関を逆に用いて、Λ-Λ相互作用の決定を試みたものである。このような量子力学的相関は、偶然に近い運動量をもつ粒子が終状態相互作用でフラグメントを作る(Coalescence)という機構を核反応の記述に動的に取り入れる必要性も示している。例えば(3)の研究で、バイオンの励起状態(相関をもつ核子-中間子と結合する)が核反応中に伝搬することの重要性が明らかになりつつある。このような「量子統計的揺らぎ」と「相互作用による相関」を統合した動力学の構築が今後の大きな課題である。様々な温度・密度での核物質の相とその転移の研究は高エネルギー核反応研究の最大の目的のひとつである。本研究では、破砕過程での量子統計力学的揺らぎの効果を明かにし、核物質の低密度領域での相について理解を深めることを目標としており、この観点から昨年度までに我々は、量子統計力学的な揺らぎを取り入れた分子動力学(量子ランジュバン法)を提案し、またこの模型を(1)波束動力学の統計的性質、(2)重イオン反応での多重破砕、(3)マイクロクラスターの生成、(4)静止Ξ^-粒子からのハイパー核破片生成、などの現象に適用し、成果を発表してきた。本年度は、このような成果に基づき、(1)高エネルギー陽子入射反応でのフラグメント生成、(2)Λ-Λ運動量相関とΛ-Λ相互作用、(3)高エネルギー重イオン反応におけるハドロン自由度の役割、などの課題について研究を行った。(1)は本研究計画当初から予定していた研究課題である。軽イオン入射でのフラグメント生成は、(大きな集団運動流を伴う)重イオン反応とは異なった自発的なフラグメント生成の機構が必要となる可能性がある。