hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
多核種in vivo NMRによる脳神経疾患の病態解析

NMRを単に画像診断の手法としてだけでなく、分析法として利用すべく、多核種in vivo NMRを用いて各種神経疾患の病態解析を行なった。[結果](1)脳虚血:虚血後【^(31)P】-MRSにてATP,PCrの急速な減少と、Piの増加及び、組織pHの低下が認められた。【^1H】-MRIでは著しい変化は認められなかった。虚血30分間後の再開通にてATP,PCr,Piは元のパターンに戻った。虚血1時間以上では、戻らなかった。PFC(perfluorochemicals)の投与にて、この可逆性変化を生ぜしめる時間を延長させることができた。(2)脳浮腫:凍結損傷,TET中毒モデルとも【^1H】-MRIで緩和時間(【T_1】,【T_2】)の延長を示す病巣が認められた。しかし【^(31)P】-MRSでは著しい変化は認められなかった。脳虚血及び脳浮腫のこれらの所見から【^1H】-MRIと【^(31)P】-MRSとは必ずしも同じ変化を示さないと言える。(3)脳腫瘍:脳組織と異なり、PCrは少く、Nucleotriphosphate(NTP),phosphomonoesters(PME)のピークが高く、代謝課程のちがいが示唆された。また、各種治療後(化学療法,photoradiation therapy,温熱療法など)に、NTP,PMEのピークが低下しPiピークが増加した。これら変化は組織学的変化よりも早く生じた。【^1H】-MRIでは【T_1】,【T_2】の延長を示す所見が認められた。【^(31)P】-MRSは、腫瘍に対する治療効果判定の有用な手段になり得る可能性がある。[結論]多核種in vivo NMRにて、病態解析上従来にない有用な情報が得られた。今後、臨床方面への適用をも可能であり、幅広い研究手段となると考えられた。
配置空間積分及びオペラッドの作用を用いた,埋め込みの空間のトポロジーの研究

平成22年度は,埋め込みのなす空間の(コ)ホモロジー群について,その代数構造を調べること,および非自明な元を見つけることを目標に研究を行った.(1)R^1からR^nへの"long embedding"のなす空間について,以前にn>3が奇数の場合に,配置空間積分とオペラッドの作用を利用することによって,従来知られていた三価グラフに付随するものとは異なるコホモロジー類を見つけていた.平成22年度に完成した論文においては,n=3のときに同じコホモロジー類を構成するときに生じる「アノマリー」と呼ばれる障害が消滅していることを証明した.同論文ではR^1からR^3への埋め込みの空間の1次コホモロジー類を初めて具体的に表示したことになるが,そのコホモロジー類と次数2のVassiliev不変量との関連も調べた.同論文は同年度末に専門誌へ掲載された.(2)埋め込みの空間のトポロジーは,様々な点でループ空間のトポロジーに類似している.平成22年度は,Chas-Sullivanの"stringトポロジー"と類似の構成をlong embeddingの空間に対して行い,ホモロジー群上にBV代数と呼ばれる構造を定義した.これはBudney-Salvatoreにより予想されていたものであり,framed little disks operadと呼ばれるオペラッドの作用をホモロジー群のレベルで実現したものになっている.この構成は幾何学的なものだが,一方で乗法を持つ巡回的オペラッドに付随するHochschildホモロジー上で,対応するホモロジー作用素を代数的に記述することもできた.後者はConnes作用素がBV代数構造を定めることを示したTradlerの仕事を次数つき加群に拡張したものである.平成22年度は,埋め込みのなす空間の(コ)ホモロジー群について,その代数構造を調べること,および非自明な元を見つけることを目標に研究を行った.(1)R^1からR^nへの"long embedding"のなす空間について,以前にn>3が奇数の場合に,配置空間積分とオペラッドの作用を利用することによって,従来知られていた三価グラフに付随するものとは異なるコホモロジー類を見つけていた.平成22年度に完成した論文においては,n=3のときに同じコホモロジー類を構成するときに生じる「アノマリー」と呼ばれる障害が消滅していることを証明した.同論文ではR^1からR^3への埋め込みの空間の1次コホモロジー類を初めて具体的に表示したことになるが,そのコホモロジー類と次数2のVassiliev不変量との関連も調べた.同論文は同年度末に専門誌へ掲載された.(2)埋め込みの空間のトポロジーは,様々な点でループ空間のトポロジーに類似している.平成22年度は,Chas-Sullivanの"stringトポロジー"と類似の構成をlong embeddingの空間に対して行い,ホモロジー群上にBV代数と呼ばれる構造を定義した.これはBudney-Salvatoreにより予想されていたものであり,framed little disks operadと呼ばれるオペラッドの作用をホモロジー群のレベルで実現したものになっている.この構成は幾何学的なものだが,一方で乗法を持つ巡回的オペラッドに付随するHochschildホモロジー上で,対応するホモロジー作用素を代数的に記述することもできた.後者はConnes作用素がBV代数構造を定めることを示したTradlerの仕事を次数つき加群に拡張したものである.
赤痢アメーバマイトソームの硫酸活性化経路の獲得と寄生適応・病原性との関連性の解明

寄生虫疾患は、発展途上国を中心に、地球規模で甚大な被害をもたらしている脅威の感染症である。未だに有効な治療法が確立していない疾患が多く存在しているのが現状である。寄生虫疾患の病原体、つまり寄生虫の多くで、ミトコンドリアが退化していることが知られている。退化したミトコンドリアは、ミトコンドリア関連オルガネラ(MRO)と総称され、その特殊性・重要性が徐々に解明されてきている。近年、申請者らは、寄生原虫の一種、赤痢アメーバ(Entamoeba histolytica)の“MRO"と“寄生適応"との密接な関係を明示した。具体的には、寄生性赤痢アメーバについて、1)赤痢アメーバが持つMROである“マイトソーム"の主たる機能の1つが硫酸活性化であり、赤痢アメーバの生存に必須であること。2)その最終代謝産物の1つがコレステロール硫酸(CS)であること。3) CSがEntamoebaの形態変化である感染嚢子(シスト)形成の制御分子であること。4) CS合成阻害はシスト形成阻害を引き起こすこと。を見出した。さらにマイトソーム内にある硫酸活性化経路と細胞質にある硫酸基転移酵素(コレステロール硫酸合成酵素を含む)とを結ぶ輸送体としてマイトソーム内膜上に存在するmitochondrialcarrier family (MCF)を同定した。以上のことから、赤痢アメーバのMROが真核生物のMROの例外では無く、必須オルガネラであること、さらにシスト形成という重要な生命現象に関わることを明らかにした。27年度が最終年度であるため、記入しない。赤痢アメーバ(Entamoeba histolytica)は、ヒトの大腸に感染し、アメーバ赤痢を引き起こす寄生原虫である。生活環は栄養型期とシスト期の2つに大きく分かれ、主な感染経路はシストの経口摂取である。赤痢アメーバのミトコンドリアは極端に退化しておりマイトソームと呼ばれている。これまでに我々は、マイトソームの主たる機能が硫酸活性化であること、最終代謝産物が未知の含硫脂質(6種類)であること、そのうちの1つが“コレステロール硫酸(CS)“であることを明らかにした。さらに、CSが、原虫のシスト形成の制御において重要な因子であることを見出している。CS合成能の役割を明らかにするため、シスト形成能を持つ近縁種の自由生活性アメーバMastigamoeba balamuthiiにCS合成能が保存されているのかを解析した。M. balamuthiiにおいても、ミトコンドリア関連オルガネラに硫酸活性化経路が局在している。しかしながら、M. balamuthiiはCSを含めた全ての含硫脂質の合成能がないことを明らかにした。M. balamuthiiには硫酸基転移酵素が無く、赤痢アメーバの硫酸基転移酵素は遺伝子水平伝播によって獲得したことが系統解析により明らかになった。以上のことから、コレステロール硫酸基転移酵素の獲得が赤痢アメーバの寄生適応に繋がった可能性を考えている。を見出した。シスト形成能を持つ自由生活性の近縁アメーバとの比較により、コレステロール硫酸によるシスト形成の制御が寄生性のアメーバに特異的であることを見出した。コレステロール硫酸はコレステロールから合成されることから、コレステロールが豊富な宿主体内に赤痢アメーバが適応した結果、コレステロール硫酸をシスト形成の制御分子に用いるようになったのではないかと考察することが出来る。このことから、ミトコンドリア関連オルガネラによる含硫脂質の合成能の獲得と寄生適応が結びつく可能性が考えられ、当初の目的1)コレステロール硫酸の機能の解明および3)近縁種の解析による寄生適応と“硫酸化経路の獲得“の関連性の明確化を既に達成できており、現在論文投稿中である。1)コレステロール硫酸によりシスト形成が制御されることを明らかにした。しかしながらその制御機構については未解明である。制御の分子機構を明らかにする。

2)近縁種の数を増やし、コレステロール硫酸合成能と寄生適応との関連をより明確化する。3)赤痢アメーバが合成する含硫脂質は7種類ある。そのうちの一種類がコレステロール硫酸、残り6種類については、3種類が構造は同定済みで機能未知、3種類は構造・機能共に未知である。これら6種類について機能解明をめざす。27年度が最終年度であるため、記入しない。
チェコにおける社会主義時代のプレハブ住宅開発地の居住史集成的再価値化

社会主義時代に開発されたプレハブ集合住宅開発地の現状と再生について、チェコ共和国での研究・活動を継続すると同時に、さらにチェコ以外の旧社会主義国にも視野を広げて研究を行うことで、博士号取得後の研究テーマ発展への新たな着眼点を得ることを目的として、ベルリン工科大学に客員研究員として滞在し、以下の研究活動を行った。1.チェコ共和国での研究活動...プラハで行われた国際会議で口頭発表を行った。さらに、市民参加型のガリバーマップ作成イベントを実施し、2日間の開催で123枚のコメントカードを得た。コメントからは、緑地や公園、道路の整備など、住民の住環境向上に対する希望や関心の対象の一端を知ることが出来た他、木を植えるのを手伝ってもよいなど、公共空間改善への自主的な貢献に対する前向きな意見もみられた。2.ベルリンにおける団地再生に関する研究...社会主義時代に旧東ベルリンに建設されたプレハブ集合住宅に住む機会を得、日々の生活を通じて、集合住宅自体の建築的な特徴及びその周辺環境との関係性について、長所、短所を実体験した。また、1960年代80年代に建設されたものを中心に、ベルリンに存在する35か所の団地における現地踏査、団地再生のための公共空間整備事業についての市民説明会への参加、公共施策報告書や既往研究論文などの資料分析を通して、ベルリンの団地開発、運営状況と現在の再生施策との関連性について理解を深めた。3.国際ワークショップへの参加...ワルシャワで開催された国際デザインワークショップ(デザイン対象地域に社会主義時代の集合住宅を含む)に参加し、ミニレクチャーを行った。また、京都伏見の市街化調整区域・風致地区内の土地を対象とした国際ワークショップには、ファシリテーターとして関わり、事前セミナーにおけるワークショップ対象地の解説、ドイツ人学生の現地調査・住民へのインタビューのサポート等を行った。29年度が最終年度であるため、記入しない。チェコ共和国における、社会主義時代のプレハブパネル住宅開発地は、これまで、画一的、灰色といったイメージとともに語られてきました。しかし、これらのプレハブ住宅の多くは取り壊されることなく、現在でも人口の約1/3の人々の生活の場となっています。そこで本研究は、地域開発に関わる資料分析と、行政、企業、住民へのインタビューを主に用いて、社会主義という現在とは異なる体制下で開発された地域が、その後の政治・経済的変化に対応しながら得てきた地域独自の歴史や魅力を、地域に関わる様々な主体の視点から丁寧に読み解き、蓄積された地域の価値の発見とその地域が行ってきた価値向上のための取り組みを集成することで、地域の再価値化を行うという目的で研究を進めました。調査の結果は、国際会議での発表1回と2本の査読論文(掲載済み1本、2017年6月掲載決定1本)にまとめ、年次計画において2年間かけて執筆する予定であった博士論文を1年間で執筆しました。博士論文「チェコ共和国における社会主義時代のプレハブ住宅開発地の居住史集成的再価値化に関する研究」に示した、研究から得られた知見を以下に要約します。チェコ共和国プラハ市の大規模住宅開発地イジュニームニェスト(JM)を中心とした事例調査より、社会主義時代の住宅開発地は、本来計画されていた地域の中心部や公園といった、住宅棟以外の住居環境が経済的理由などから実現しなかったことがイメージの悪さへと結びついたと考えられます。また一方で、公共交通の利便性や住宅設備の機能性など実用的な面においては、住民の評価を得ていることが分かりました。さらに民主化後、開発当初は不足していた商業施設や娯楽施設など、住宅棟以外の周辺環境が整備されてきているのに加え、開発当初から蓄積されてきた、住民の地域での思い出も価値として認識されており、今後も新たな価値が生じていくと考えられます。今年度の進捗として、6月にプラハ市で開催された国際会議で口頭発表を行った他、オストラヴァ市での住民インタビュー調査の結果とプラハ11区イジュニームニェストの開発の経緯に関するアーカイブ資料分析の結果をそれぞれ査読論文にまとめました。さらにその上で、年次計画において2年間かけて調査・分析を進め、執筆する予定であった博士論文を、1年間で執筆し、2017年3月に京都大学博士(工学)の学位を取得したことから、進捗は当初の計画以上であると考えています。また、研究計画の二年次に予定していた「現地協力者へ研究成果を報告し、今後の地域再生についての議論を行う。」に関しては、2017年度中にプラハ市・オストラヴァ市訪問を予定しており、現在関係者と日程調整を行っています。また、プラハ市プラハ11区で夏に行われている地域イベントへの2回目の参加も計画しており、地域行政の協力のもと、地域活動に直接関わる機会を継続させていきたいと考えています。

コメントからは、緑地や公園、道路の整備など、住民の住環境向上に対する希望や関心の対象の一端を知ることが出来た他、木を植えるのを手伝ってもよいなど、公共空間改善への自主的な貢献に対する前向きな意見もみられた。2.ベルリンにおける団地再生に関する研究...社会主義時代に旧東ベルリンに建設されたプレハブ集合住宅に住む機会を得、日々の生活を通じて、集合住宅自体の建築的な特徴及びその周辺環境との関係性について、長所、短所を実体験した。また、1960年代80年代に建設されたものを中心に、ベルリンに存在する35か所の団地における現地踏査、団地再生のための公共空間整備事業についての市民説明会への参加、公共施策報告書や既往研究論文などの資料分析を通して、ベルリンの団地開発、運営状況と現在の再生施策との関連性について理解を深めた。3.国際ワークショップへの参加...ワルシャワで開催された国際デザインワークショップ(デザイン対象地域に社会主義時代の集合住宅を含む)に参加し、ミニレクチャーを行った。また、京都伏見の市街化調整区域・風致地区内の土地を対象とした国際ワークショップには、ファシリテーターとして関わり、事前セミナーにおけるワークショップ対象地の解説、ドイツ人学生の現地調査・住民へのインタビューのサポート等を行った。2017年6月にはチェコ共和国プラハ市で行われる国際会議において、オストラヴァ調査の結果についての口頭発表を行うことを予定しています。また、それに合わせてプラハ市・オストラヴァ市を訪問し、調査関係者の方々に対して博士論文の内容について報告を行いたいと考えています。また、プラハ市に関しては、プラハ11区で夏に行われる地域イベントに参加する予定です。2015年には地域の面白い場所を書き込むガリバーマップ作成イベントを開催しましたが、今回は2回目として、1回目とは異なるプログラムを検討しており、プラハ11区役所担当者と調整を進めていく予定です。更に2017年度はチェコ共和国から更に関心・調査対象を広げるため、ベルリン工科大学の客員研究員としてベルリンに1年間滞在する予定です。現在世界遺産となっている住宅団地が存在するベルリンを拠点としながら、EU内の移動利便性を活かして旧社会主義国の住宅開発地の現状について現地調査を行い、国や地域ごとの特徴や共通点についても考察を行っていきたいと考えています。既往研究から得られる情報も踏まえながら、実際の現地の状況を自分で確かめ、関心の対象と調査の方法・実現性を精査することで、博士論文でまとめた研究内容を今後どの方向性で発展させていくのかについての基盤を作ると同時に、国際的な研究者ネットワークにより深く関わっていきたいと考えています。29年度が最終年度であるため、記入しない。
視神経軸索流のライブイメージングを用いた緑内障の神経保護治療評価の確立

2光子レーザー顕微鏡を用いてミトコンドリアが蛍光標識された遺伝子改変マウスの網膜神経節細胞の観察を行った。上強膜静脈をレーザーで焼灼して眼圧の上昇を促し緑内障のモデルとしたところ、網膜神経節細胞が細胞死を起こす前の段階で、網膜神経節細胞軸索内のミトコンドリアの軸索輸送が障害されていることを非侵襲的にリアルタイムに観察できた。網膜神経節細胞における軸索輸送異常は緑内障病態に関わっていると推測されたCFP蛍光標識されたミトコンドリアを有するマウスに2光子顕微鏡を用いて、網膜神経節細胞のミトコンドリア軸索輸送をin vivoでタイムラプス法で動画撮影を行った。得られた動画をkymographで解析することにより、ミトコンドリア軸索輸送の速度を定量した。さらに4ヶ月齢マウスの上強膜静脈をレーザー照射することで眼圧を上昇させ、緑内障モデルとして同様の観察を行った。緑内障モデルで、レーザー後3日目に網膜神経節細胞密度の有意な減少はなかったが、同密度はレーザー後14日目では有意に減少していた(P<0.0001)。対照群のミトコンドリア輸送数は、軸索1mmあたり、102±6個であったが、レーザー後3日目では65±7個へ減少した(P=0.0001)。ミトコンドリア長は、2.23±0.08μmから1.81±0.06μmへ短縮した(P<0.0001)。また、12ヶ月齢の老マウスのミトコンドリア長も4ヶ月齢マウスに比して、1.57±0.04μmへ短縮した(P<0.0001)が、輸送数は125±8個/mmと増加した(P=0.048)。以上のことより、緑内障モデルマウスにおいて、網膜神経節細胞の細胞死前にミトコンドリア軸索輸送が低下することをライブイメージで観察できた。加齢によってもミトコンドリア長は短縮するが、輸送数は減少しない点が緑内障性視神経症と異なっていることが分かった。網膜神経節細胞における軸索輸送異常は緑内障病態に関わっていると推測されたこれまでに、われわれはヒトの色素散布性緑内障のモデルである自然発症の緑内障マウスDBA/2Jを用いて、網膜神経節細胞が細胞死を起こす前に、神経線維層を走行する網膜神経節細胞の軸索内において、蛍光標識されたミトコンドリアの軸索輸送が順行性及び逆行性のいずれの方向でも停止していることをマウス眼球に侵襲を加えることなく、2光子レーザー顕微鏡を用いてリアルタイムに観察するシステムを確立していた。この手技を用いて、ヒトの開放隅角緑内障のモデルで観察を行うこととした。ミトコンドリアが蛍光標識されたトランスジェニックマウスの上強膜静脈をアルゴンレーザーで焼灼して房水流出抵抗を上昇させることで、眼圧の上昇を促し、開放隅角緑内障のモデルとした。術後一定期間飼育し、マウス用眼圧計(Tonolab)によって眼圧が有意な高値である30mmHg程度で維持されていることを確認し、このモデルマウスの眼球を摘出、固定して網膜切片を作成し、網膜神経節細胞が細胞死を起こす時期を特定した。次にこのモデルについて網膜神経節細胞が細胞死を起こす前の段階で2光子レーザー顕微鏡を用いて経強膜的にもうまく神経節細胞の観察を行った。この実験によって、神経線維層を走行する網膜神経節細胞の軸索内において、蛍光標識されたミトコンドリアの軸索輸送が順行性及び逆行性のいずれの方向でも障害されていることをマウス眼球に侵襲を加えることなく、2光子レーザー顕微鏡を用いてリアルタイムに観察できた。これらの結果から、網膜神経節細胞の軸索輸送の異常が複数の緑内障モデルで確認できたこととなり、この軸索輸送異常は高い眼圧によって普遍的に誘導される減少であることが示唆された。したがって、網膜神経節細胞における軸索輸送異常は緑内障病態と本質的に関わっていると推測された。目標とした、開放隅角緑内障モデルマウスでの軸索流の異常を確認、評価できたため、おおむね順調に進展していると考えた。実験試薬代と実験動物飼育代として、80万円を消耗品費の合計としている。実験試薬は培養細胞を用いた実験に要するものも含まれる。旅費に関しては、国内調査研究をおこなう目的で10万円と計算し、海外調査研究は、年20万円と計算した。また、研究論文を複数報まとめる予定であるため英文校閲料として5万円を予定し、論文投稿及び掲載料に必要な費用として15万円を計上する予定である。
食農リテラシーを高めるための幼児を対象とした家畜介在教育に関する研究

本研究は、幼稚園及び保育園の幼児を対象として、食農リテラシーを高め豊かな人間性を培うことができる家畜介在教育(Farm Animal Assisted Education for Children : FAAEC)の発展を目指す。食農リテラシーとは、人間生存の基本となる食とそれを可能とする農及び自然環境に関する認識、評価、実践を総合した能力のことであり、その能力を生命に対する認識とともに一体的に獲得するためには、畑作や稲作の体験だけではなく家畜介在教育が必要であると考える。ところが最近では食農についての教育力が社会全体で低下してきている。そこで本研究課題では、食農リテラシー向上のための幼児を対象とした家畜介在教育プログラムを実施するための基礎情報を収集することを目指した。全国の国立大学附属幼稚園21園に対して記述式アンケート調査表を郵送し回答を得た。アンケートでは「幼稚園における動物介在教育・食育・食農教育の実態」「保護者の食育及び食農に対する意識及び知識」「園児の生活習慣及び動物との関わり」について尋ねるとともに、保護者及び教諭に対する「食農リテラシーテスト」を実施した。保護者及び教諭の「食育」と「食農教育」に対する関心はそれぞれ85.4%と80.3%と高かったが、「食農教育」の意味を知っていた者はわずか27.6%にとどまった。また、「食農リテラシーテスト」の正答率は保護者62.8%、副園長45.6%、教諭50.6%と、特に副園長と教諭の食農リテラシーの水準が低い傾向にあった。保護者は食品を購入する際に鮮度や賞味期限、消費期限、添加物などの食品表示には気を遣っていたが、食品の生産地や無農薬、減農薬など「農」に対する意識は有意に低かった(p<0.01)。園児の生活習慣の調査では、家族全員で夕食を食べている園児は44.7%にとどまり孤食者も存在した。また学年が上がるにつれて園児の就寝時間が有意に遅くなり(p<0.01)、自分で起床出来ない園児が有意に増加した(p<0.05)。また就寝時間の遅い園児ほど朝食を抜く頻度も有意に高くなる傾向にあった(p<0.01)。94.1%の幼稚園が農業体験を、82.4%の幼稚園が園外の動物との触れ合いを教育に取り入れていたが、家畜と触れ合う機会を設けていた幼稚園は17.6%にとどまった。調査の結果、保護者と教諭の食農リテラシーは決して高くなく、また家庭における子供たちの食生活も望ましいものではなかった。今後は幼稚園児及び教諭向けの動物介在型食農教育プログラムを作成し啓蒙することで幼稚園における食農教育の場を整え、子供、保護者、教諭を一体として食農リテラシーを向上させていくことが必要である。本研究は、幼稚園及び保育園の幼児を対象として、食農リテラシーを高め豊かな人間性を培うことができる家畜介在教育(Farm Animal Assisted Education for Children:FAAEC)の発展を目指して行った。本研究では幼稚園における家畜介在教育のモデル動物としてウサギを取り上げ、広島県内200の幼稚園を対象としたアンケート調査により、ウサギ飼育率、飼育状態および、動物を介在させた教育への取り組み状況を明らかにした。その結果、適切な飼育法(繁殖コントロール、給餌内容、給餌回数、温度管理など)に関する理解が不足しており、近隣住民や保護者からの苦情を経験した幼稚園や、飼育に関して悩みや困ったことがあると回答した幼稚園も多かった。また、子どもたちを飼育に関わらせる以外の方法で教育に取り入れている幼稚園はなく、感染症を危惧し、どの程度触れ合わせてよいのか、といった悩みを持っている幼稚園もあり、飼育されている動物が十分に活用されているとはいえない現状であった。家畜介在教育(FAAEC)プログラム開発以前に、動物福祉及び幼児教育の両面から、これらの動物の飼育ガイドライン及び幼児のためのウサギを用いた動物介在教育プログラムの開発が急務であると考えられる。本研究は、幼稚園及び保育園の幼児を対象として、食農リテラシーを高め豊かな人間性を培うことができる家畜介在教育(Farm Animal Assisted Education for Children: FAAEC)の発展を目指している。食農リテラシーとは、人間生存の基本となる食とそれを可能とする農及び自然環境に関する認識、評価、実践を総合した能力のことであり、その能力を生命に対する認識とともに一体的に獲得するためには、畑作や稲作の体験だけではなく家畜介在教育が必要である。平成19年度の研究では幼稚園における家畜介在教育のモデル動物としてウサギを取り上げ、まず広島県内200の幼稚園を対象としたアンケート調査により、ウサギ飼育率、飼育状態および動物を介在させた教育への取り組みの状況を調べた。

その結果、家畜介在教育(FAAEC)プログラムの開発にあたっては、教員の動物飼育に関する知識の向上とウサギの飼育状況の改善(福祉の向上)が急務であることが明らかとなった。そこで平成20年度には、1)教員の動物飼育に関する意識の改善と知識の向上を目的とした動物介在教育情報提供プログラムの開発と2)ウサギの飼育状況の改善を目的とした環境エンリッチメント器具の開発を行った。その結果、定期的に動物飼育に関する情報提供を教員に行うことで、教員の意識の改善と知識の向上が認められた。また、本研究で新たに開発したエンリッチメント器具により、ウサギの飼育状況が改善され、ウサギ本来の自然な行動が認められようになった。今後は、これらの情報提供プログラムとエンリッチメント器具を一般に普及することで家畜介在教育の発展に貢献するものと考えられた。
モノクロナール抗体遺伝子を用いた耐性癌の基礎的な診断と治療に関する研究

1.lethal midiline granulomaを始めとする鼻腔原発`T'リンパ腫(NL)は予後不良とされているが、NL10例につきP糖蛋白(P-gp)発現を抗体と遺伝子発現から検討した。10例中9例で腫瘍細胞のUIC2陽性、9例中4例にMDR1遺伝子mRNAの発現を認め、通常の悪性リンパ腫に比べて高率であった。2.81例の原発ヒト大腸癌および61例の転移リンパ節を用いてテネイシン(TN)の発現、DNA ploidyおよびP-gp発現を検討した。異数体DNAパターンはTN^-の大腸癌組織(37/61)および転移リンパ節(44/52)に高頻度に認められ、二倍体DNAパターンはTN^+例(50/56)に主に認められ、P-gpの発現は原発TN^+およびTN^-大腸癌(9/81)に認められたが、P-gpとDNA異数体との間に有意な相関はなかった。3.P-gpが脳毛細血管内皮細胞に存在し、脳に移行しにくい抗癌剤VCRに対する血液脳関門として機能していることが、新しく樹立した脳毛細血管内皮細胞株を用いたモデル系により実証された。即ちマウス脳内皮細胞MBECのVCRの細胞内蓄積量をP-gp(+)細胞とP-gp(-)細胞で比較し、前者で抑制されており、P-gp阻害薬のVerapamil(VER)により蓄積量の増大のみ、MBECのP-gpも耐性細胞と同様の抗癌剤輸送機能をもつことが推測された。ヒト脳腫瘍(glioma)でもP-gp/MDR1遺伝子発現は腫瘍細胞自身ではなく、間質の血間内皮細胞の血間内腔側細胞膜上に局在し、脳腫瘍の脳内移植系のVCR,DOX自然耐性に関与していることが考えられた。4.多剤耐性(MDR)癌の免疫療法の上で抗P-gp抗体MRK16を介して単球/mφがMDR癌細胞を障害するが、P-gp阻害剤cyclosporin A(CsA)がMRK16と相乗的にMDR癌細胞の抗癌剤感受性を回復することが判明し、この際CsA誘導体PSC833およびFK-506も単球のADCC活性を増強させるがVERではこの作用はなく、MRK16とCsAとの併用時期の考慮により多剤耐性克服強化への可能性が示唆された。
太陽系小天体の表層構造および表面衝突進化の理解に関する実験的研究

小惑星などの小天体表層での衝突クレーター形成について調べるため、これまで模擬低重力下でのクレーター形成実験を行ってきた。前年度までには粒径140μmのシリカサンド標的に対して0.1-1 Gの範囲で低速度での衝突実験を行い、クレーター直径は重力の約-0.2乗に比例するという結果を得た。今年度では、前年度に行った実験結果を小惑星の表層環境に応用した。小惑星イトカワ上にはdimpleと呼ばれる内部に岩塊を伴う窪み地形が観察されているが、成因はわかっていない。窪み内部の岩塊がイトカワの脱出速度以下で衝突したと仮定した場合、実験結果から得たクレーターサイズスケーリング則をもとに形成されるクレーター直径を推定した結果、観察されているdimple直径程度の大きさのクレーターが形成され得ることがわかった。これは、外部天体の衝突で低速度で放出された大きい衝突破片がイトカワ表層に再落下しdimpleを形成したこと、つまりイトカワのdimple地形の成因が2次クレーターであることを支持する。また、今年度新たに行った実験として、より固着力の大きい粒子層を標的とした衝突実験を行った。粒径60μmのアルミナ粒子層を圧縮した標的を用いた結果、0.1-1 Gの範囲でクレーター直径の重力依存性は観察されなかった。この結果は、クレーターサイズ形成に対して重力の影響よりも粒子層の固着力の影響が卓越していることを示している。実際の小天体表層では微小な重力環境であるため、表面の粒子層の固着力の影響が大きいことが予想されているが、重力と固着力の影響の境界となる詳しい条件については理解されていない。今回の実験条件での粒子層の固着力を測定することにより、固着力と重力の影響の境界を定量的に制約することができた。28年度が最終年度であるため、記入しない。本研究では,小惑星などの小天体の衝突過程を通した表面進化の過程の解明を目標とする.小天体表層は衝突クレーターが主要な地形となっており,表面の大部分は粒子層によって覆われている.小天体表面の衝突クレーターから天体表層の物性や構造,表面年代などを推定することにより,小天体の熱進化・衝突進化の過程を理解することができると考えられる.これらの情報を得るためには,微小重力下・真空下における粉体層への衝突過程の理解が必要である.我々は,模擬低重力下で粉体標的に対して衝突実験を行うことで,微小重力が衝突クレーターサイズに与える影響を調べた.また,真空チャンバ内で粉体標的に対して衝突実験を行うことで,大気の存在が衝突クレーターサイズに与える影響を調べた.実験の結果,これまで衝突クレーター形成に関して未解決だった事象について,以下の新たな見地を得た.1大気下で0.01-1Gの範囲で重力を変化させたとき,クレーター直径は重力加速度のべき乗に比例することを確かめた.また,粉体標的の種類に関わらず同様の重力依存性を示すことを確かめた.2真空下(7Pa)で形成されるクレーター直径は大気下で形成されるものよりも大きくなるという結果を得た.この要因として,クレーターが掘削されているときに動く粒子にはたらくガス抵抗の減少であることを示唆した.減圧下でのガス抵抗はエプスタイン則に従うことがわかった.また,重力依存性は大気の影響を受けないということがわかった.3過去研究の高速度衝突実験(数km/s)ではクレーター直径は衝突エネルギーに依存しないが,本研究の低速度衝突実験(数m/s)では衝突エネルギー依存することがわかった.この結果の要因として,弾丸の潜り込み深さが関係している可能性が示唆される.上記の成果を国内・国際学会で発表した。また,論文にまとめ査読付英文専門誌に投稿する準備を行っている.予定していた重力範囲での実験を行い,その範囲でのクレーター直径の重力依存性を得ることができた.また,大気がクレーター形成に与える影響についても予定通り観察することができた.また,当初の予定ではなかったが,真空下でのクレーター形成実験を重ねた結果,真空度によって形成されるクレーター直径が異なる要因についても知見を得ることができた.さらに,高速度域と低速度域の結果をつなげることについても予定以上に進展した.しかし,小天体表層により近い極真空領域での粉体層のふるまいを調べる実験(空隙率や内部摩擦角の測定など)を予定していたが,極真空領域での実験を可能にする装置の開発が予定よりも進まず,今後の課題になっている.具体的な理由として,真空チャンバや真空ポンプの設置,チャンバ内で遠隔的に操作・測定を行う装置の開発に難航していることが挙げられる.小惑星などの小天体表層での衝突クレーター形成について調べるため、これまで模擬低重力下でのクレーター形成実験を行ってきた。

これは、外部天体の衝突で低速度で放出された大きい衝突破片がイトカワ表層に再落下しdimpleを形成したこと、つまりイトカワのdimple地形の成因が2次クレーターであることを支持する。また、今年度新たに行った実験として、より固着力の大きい粒子層を標的とした衝突実験を行った。粒径60μmのアルミナ粒子層を圧縮した標的を用いた結果、0.1-1 Gの範囲でクレーター直径の重力依存性は観察されなかった。この結果は、クレーターサイズ形成に対して重力の影響よりも粒子層の固着力の影響が卓越していることを示している。実際の小天体表層では微小な重力環境であるため、表面の粒子層の固着力の影響が大きいことが予想されているが、重力と固着力の影響の境界となる詳しい条件については理解されていない。今回の実験条件での粒子層の固着力を測定することにより、固着力と重力の影響の境界を定量的に制約することができた。現在の低重力を模擬する装置で実現できる重力加速度は0.01 G程度が下限値であるが,多くの小天体表面の重力加速度は0.001 G以下である.本研究の装置で得られた重力依存性がさらに微小な重力環境に外挿できるかどうかを確かめるため,北海道赤平市の50 m落下実験塔/植松電機(株)を使用する.同装置では0.0001 Gの微小重力を実現でき,また微小重力継続時間も3秒程度と長い.落下カプセル内に衝突装置一式を搭載するため,専用の実験装置を製作する. LED光源,電子部品,光学部品を用い,衝突装置に設置する光源を自作する.また,極真空領域での粉体層の空隙率や内部摩擦角の測定を行い,現在の実験条件(大気圧から数Paの範囲)での粉体層のふるまいと比較する.その結果をもとに,極真空領域でのクレーターサイズについて推測する.これは極真空領域でのクレーター形成実験が現実的に難しいためである.これまでのクレーター形成実験をもとに衝突クレーターサイズの重力依存性・真空度依存性・衝突速度依存性を定量化し,小天体表層の衝突進化について総合的な推定を行う.得られた成果を国内学会,国際学会で発表報告し,また博士論文にまとめ査読付英文専門誌に投稿する.28年度が最終年度であるため、記入しない。28年度が最終年度であるため、記入しない。
インフルエンザウイルスHAストーク糖鎖の役割に関する研究

ノックアウトマウスを用いたこれまでの研究でわれわれは、気道上皮に発現している宿主のプロテアーゼTMPRSS2が、A型インフルエンザウイルスのヘマグルチニン(HA)を開裂する必須酵素であることを証明してきた。本研究では、さらに(1)A型インフルエンザウイルスのH3亜型HAタンパクの8番目のアミノ酸には、N型糖鎖(8位N型糖鎖)が付加されている(他の亜型では、この糖鎖はない)。この糖鎖によってHAタンパク開裂(ウイルス活性化)のプロテアーゼ特異性が制御されていることを明らかにした。(2)H3亜型の8位N型糖鎖は、ヒト、鳥に由来するウイルス株では保存されているが、ブタに由来するウイルス株では、保存性が低いことを明らかにした。(3)他の亜型ウイルスでも、糖鎖の位置は異なるが、立体構造上、ストークに位置する糖鎖が、H3亜型と同様にプロテアーゼ特異性に関係していることを明らかにした。28年度が最終年度であるため、記入しない。HA開裂部位にmono-basicなアミノ酸配列を持つ低病原性の野生水禽分離株A/duck/Aomori/395/2004 (H7N1)を感染させたTMPRSS2 KOマウス肺内でのウイルスの活性化及び増殖性は、TMPRSS2遺伝子を発現している野生型マウスのそれに比べ非常に低く、HA開裂は認められなかった。また、野生型マウス50%致死量の1000倍量のウイルス感染に対しても、全く病原性を示さなかった。したがって、TMPRSS2が、HA開裂部位にmono-basicなアミノ酸配列を持つH7N1 IAVのマウス肺内でのウイルス活性化、増殖及び病原性発現を規定する必須の宿主因子であることと考えられた。更に、TMPRSS2 KOマウスで連続継代したところ、TMPRSS2非依存的なH7N1 IAVが得られた。現在までの解析では、TMPRSS2 KOマウス馴化H3N2 IAVのようなTMPRSS2 KOマウスでの致死性は認めらないが、肉眼での肺病変は認められている。TMPRSS2 KOマウス馴化H7N1 IAVが、TMPRSS2 KOマウス生体内でどのような機序でHA開裂能を獲得したかを塩基配列レベルで解析したところ、HAストークの糖鎖が一部欠失している変異株が出現していることが明らかになった。H7亜型のウイルスに関して、H3亜型のウイルスと類似して、HAストーク領域の糖鎖の欠失が、プロテアーゼ特異性の変化に関係することを示唆するデータを得た。この点に関して、順調に研究が進行しているといえる。一方、HAストーク糖鎖の欠失によるHAの抗原性変化に関する研究は、あまり進捗しておらず、研究は全体としてはやや遅れていると判断した。HAストーク糖鎖欠失によるTMPRSS2非依存性の獲得とは、すなわち別のプロテアーゼの利用能を獲得したと考えられる。今後、その新規プロテアーゼの同定をひとつの目標とする。また、HAストーク糖鎖の有無による抗原性の変化の解析を実施する。
ポリフェノールの新機能：ストレス蛋白質の機能調節に基づく生活習慣病予防効果の検討

1990年代初めにデザイナーフーズとしてがん予防効果があると考えられる食品が発表された.これらの食品成分の抗がん活性は抗酸化作用や,抗炎症作用によるものであることは明らかとなったが,当研究のターゲットであるストレス蛋白質の発現量に与える影響はほとんど解析されてこなかった.我々はこれまでにレスベラトロールやウコンの主成分であるクルクミン,トウガラシの辛味成分であるカプサイシン,柑橘系果実の果皮に多く含まれるヘスペレチンがヒト肺がん細胞とヒト大腸がん細胞でストレス蛋白質の発現を抑制することを見出した.さらに,このことが肺がん細胞に対して増殖抑制効果を発揮していることも明らかとした.細胞の持つ恒常性維持に重要な役割を担っている分子として,ストレス蛋白質が知られている.Hsp70, Hsp90を始めとする熱ショック蛋白質や14-3-3蛋白質に代表されるストレス蛋白質は,通常は熱などのストレスが加わった時や,ウイルス感染などに応じて細胞内でその発現が増強し,細胞を保護する働きを担っている.近年,ポリフェノールには,癌や心血管系疾患などの発症リスクを低下させる効果があることが報告されている.これらの効果は,ポリフェノールが有する抗酸化作用やコレステロール吸収阻害作用など基づくものであると考えられているが,その詳細はよく分かっていない.我々は,食成分のポリフェノールが強力なストレス蛋白質発現抑制作用を有していることを見出しており,ポリフェノール類による癌増殖抑制効果や心血管系疾患時の血管内皮細胞保護作用には,このストレス蛋白質に対する発現制御機能が重要ではないかと考えている.現在までに,当研究部門ではポリフェノール類のレスベラトロールとカプサイシンがストレス蛋白質Hsp70とHsp90の発現量を低下させることを見出している.27年度に実施した研究により,レスベラトロールはHsp90の発現量を抑制することで,A549細胞のp53-p21経路を活性化していることが明らかとなった.一方で,カプサイシンはHsp90だけではなく,同時にHsp70の発現も抑制することで,G2期の細胞周期関連蛋白質であるCDK1とCdc25cの発現を抑制し,細胞周期停止によるA549細胞の増殖を低下させていた.また他にもストレス蛋白質の発現抑制を介して,癌細胞の増殖を抑制する食成分を見出しており,学会等で報告するとともに,論文投稿に向けて準備中である.本研究の目的として,ポリフェノール類のレスベラトロールとカプサイシンがストレス蛋白質Hsp90とHsp70の発現を抑制することで,どのように癌細胞の増殖を抑制するか,その細胞内メカニズムを明らかにすることがある.現在までに,レスベラトロールとカプサイシンがストレス蛋白質Hsp70とHsp90の発現量を低下させることを見出しており,レスベラトロールはHsp90の発現量を抑制することで,そのクライアント蛋白質として報告されているがん抑制遺伝子p53の細胞内発現量を増加させていることを見出している.p53の発現増加は,その下流のp21経路を活性化していることも明らかとなった.この事は細胞周期をG2期で停止させる要因であり,レスベラトロールの癌細胞増殖抑制効果のメカニズムであると示唆された.一方でカプサイシンはHsp90だけではなく,同時にHsp70の発現も抑制することで,G2期の細胞周期関連蛋白質であるCDK1とCdc25cの発現抑制を惹起し,細胞周期停止によるA549細胞の増殖を抑制していた.また他にもストレス蛋白質の発現抑制を介して,癌細胞の増殖を抑制する食成分の知見も得ている.細胞の持つ恒常性を維持するために重要な役割を担っている分子として,ストレス蛋白質が知られている.ストレス蛋白質であるHsp70やHsp90や,14-3-3蛋白質は通常は熱やウイルス感染などの細胞死誘導ストレスよってその発現が増強して,細胞保護する働きが知られている.一方で癌細胞は正常細胞と比較してこれらストレス蛋白質の発現が増加しており,このことが癌細胞の著しい増殖能や,癌化学療法に対する耐性獲得の一因であると考えられている.一方で様々な食成分に抗癌活性あることが報告されているが,その詳細な分子メカニズムは明らかでない.我々はこれまでに肺癌細胞株A549を用いて,これらストレス蛋白質の発現を抑制することが癌細胞の増殖を抑制する重要なポイントであることを見出してきた.この事より,癌の発症を抑制することが報告されている食成分がストレス蛋白質の発現に影響を与えるのではないかと考えて研究を行った.その結果,ポリフェノール類のレスベラトロールはHsp90の発現を抑制することで,p53-p21経路を活性化して癌細胞の細胞周期を停止させている事や,カプサイシンはHsp70とHsp90の発現を抑制して,G2期に必須の細胞周期制御タンパク質であるCDK1の不活性化を引き起こしていることをなどを見出している.さらに過剰発現ベクターを用いたストレス蛋白質の過剰発現細胞を用いた解析を行うための,ベクターの入手とその増幅および生成を行った.これによりさらなるストレス蛋白質の癌細胞における増悪化作用の解析を行っている.

現在まで,以上のことについて学会報告を行い,論文投稿に向けて準備を行っている.本研究の目的として,抗腫瘍効果を有する食成分がどのような細胞内機序で癌細胞の増殖を抑制しているのかを,癌細胞で発現増加が注目されているストレス蛋白質に焦点を当てて解析すること,また,これら食成分の効果がマウスを用いた実験でも確認できるかを明らかにすることである.本年度までの研究で,レスベラトロールはHsp90の発現を抑制することで,通常プロテオソームで分解されていたp53が機能し,癌細胞周期停止を引き起こしていること.カプサイシンはHsp70とHsp90の発現を同時に抑制することでCDK1の核外移行と分解を惹起し,G2期での細胞周期停止を引き起こすこと.また,ヘスペレチンはBadやBaxのミトコンドリア移行を促進し,細胞死を引き起こしており,この時,その細胞死抑制因子であるHsp70の発現を抑制していることを見出した.これらの食成分の抗腫瘍活性をin vivoで検討するためのマウスを用いた実験系の立ち上げに着手している.1990年代初めに,アメリカ国立がん研究所はそれまでの研究報告を基にデザイナーフーズとしてがん予防効果があると考えられる食品を発表した.これらの食品成分の抗がん活性は抗酸化作用や,抗炎症作用によるものであることは明らかとなった.しかし,当研究のターゲットであるストレス蛋白質の発現量に与える影響はほとんど解析されてこなかった.我々はこれまでにウコンの主成分であるクルクミンや,トウガラシの辛味成分であるカプサイシン,柑橘系果実の果皮に多く含まれるヘスペレチンがヒト肺癌細胞A549とヒト大腸癌細胞Caco-2でストレス蛋白質の発現を変化させることを見出している.加えて,A549とCaco-2に対してクルクミンやカプサイシン,ヘスペレチンといったストレス蛋白質の発現を抑制する食成分による細胞死誘導効果と,細胞周期停止作用の詳細な細胞内メカニズムを明らかとしてきた.その結果については学会で報告し,論文投稿準備中である.また,ストレス蛋白質の発現を抑制する食成分を見出したことで,過去に我々が報告しているNSAIDsの一つであるイブプロフェンと同様に,抗がん剤シスプラチンの使用量を減らせる可能性も示唆された.最終年度は以上のことに加え,クルクミンやヘスペレチンは,がんの悪性化に重要な役割を担っている癌幹細胞に対しても抑制効果を示すことを新たに見出した.抗癌剤は癌幹細胞への抑制効果が低いことが知られており,このことは食成分の持つ新たな抗腫瘍活性の機序について新たな研究への可能性を有している.以上の事より,本研究結果はがんの発症はその人の生活習慣,特に食習慣への依存性が高く,食を用いたがんの予防に大きな意味を持つと考えられる.1990年代初めにデザイナーフーズとしてがん予防効果があると考えられる食品が発表された.これらの食品成分の抗がん活性は抗酸化作用や,抗炎症作用によるものであることは明らかとなったが,当研究のターゲットであるストレス蛋白質の発現量に与える影響はほとんど解析されてこなかった.我々はこれまでにレスベラトロールやウコンの主成分であるクルクミン,トウガラシの辛味成分であるカプサイシン,柑橘系果実の果皮に多く含まれるヘスペレチンがヒト肺がん細胞とヒト大腸がん細胞でストレス蛋白質の発現を抑制することを見出した.さらに,このことが肺がん細胞に対して増殖抑制効果を発揮していることも明らかとした.27年度の検討よりレスベラトロールとカプサイシンがストレス蛋白質Hsp70とHsp90の発現量を低下させることを見出している.当研究者はこれまでに培養肺癌細胞株でHsp70の発現を抑制することでミトコンドリア上流でBaxの移行を,下流ではアポトゾームの形成を促進して,細胞死誘導効果が増強されることを報告してきた.
微分方程式系の接触幾何学的研究

研究の目的は,微分方程式系をJet空間の部分多様体として,幾何学的対象ととらえて,接触同値問題を核に,微分幾何学および特異点論の手法で研究することにある。今年度は最終年であるので,当初に掲げたつぎの6つのテーマをそれぞれまとめる研究を行った。(1)二階一未知関数偏微分方程式系の接触同値問題,特にE.CartanによるG_2-modelを多変数に一般化したG_2-型偏微分方程式系の研究。(3)微分方程式系のsymbolより生じる階別Lie環の研究および高階有限型微分方程式系(完全積分可能系)の同値問題とその応用。(4)線形高階有限系微分方程式系の同値問題の射影部分多様体論とGauss-Schwarz理論への応用。(5)微分式系の種数の概念のWebb幾何による意味付け。(6)測地流が完全積分可能系となるRiemann多様体の構造解明。(1)の課題については、成果発表として,Duke大学Bryant教授,Columbia大学倉西教授,Minesota大学Olver教授を訪れ活発な討議と共同研究を行った。(2)の課題は、泉屋が,まとめを雑誌「数学」に発表した。(3),(4)の課題は、高階常微分方程式系の同値問題を含み、背足による線形可積分系の線形同値問題を接触同値問題に発展させる研究である。基本的な成果を今年,研究代表者が八ツ井とともに公表した。(4)については,背足の線形方程式系に対する剛性定理の射影幾何学的解釈を研究代表者が,Jun-Muk Hwang教授(KIAS)とともに,まとめた。(6)の課題は、Liouville曲面の一般化の研究であり、完全積分可能系の大局的理論である。清原が,今年はそのKahler版をまとめた。本研究は,微分方程式系をJet空間の部分多様体として,幾何学的対象ととらえて,接触同値問題を核に,微分幾何学および特異点論の手法で研究することにある。今年度は、つぎのテーマを中心に研究を進めた。(3)微分方程式系のsymbolより生じる階別Lie環の研究および高階有限型微分方程式系(完全積分可能系)の同値問題。(1)については、E.Cartanによって発見されたその典型モデルが例外単純Lie環G_2を全接触変換群としてもつ2つのクラスの1未知関数2独立変数に対する二階偏微分方程式系、すなわちGoursat型方程式(完全可積分Monge系をもつ放物型方程式)及びinvolutiveな過剰決定系、の持つ特性を追求して、研究代表者(山口)が、他の例外型単純Lie環に対応する(独立変数の多い)二階偏微分方程式系のクラスを明かにした。(2)については、泉屋が、これまでの一階偏微分方程式系の解の特異点についての考察を整理した。また、石川が、Lagrange Stabilityの立場で、解の特異点の現れかたを論じた。(3)については、高階常微分方程式系の同値問題を含み、背足による線形可積分系の線形同値問題を接触同値問題に発展させる研究であり、この可積分系の基本不変量の決定を問題として、山口、八ツ井が共同の研究を開始した。これには、高階有限型微分方程式系のsymbolが定める表象Lie環の構造について、深く研究する必要がある。

(4)については、佐々木が、線形高階有限系微分方程式系の同値問題と射影部分多様体論の関わりを整理した。また、「ソフイス・リー没後百年国際研究集会」を森本と共同で平成11年12月に京都、奈良で開催した。本研究の課題(1)、(3)、(4)はこの研究集会のテーマに密接に関係しているので、この機会を利用して国外の研究者との意見交換、討論ならびに、研究打ち合わせを行った。本研究は,微分方程式系をJet空間の部分多様体として,幾何学的対象ととらえて,接触同値問題を核に,微分幾何学および特異点論の手法で研究することにある。今年度は、昨年度に引き続いて、つぎのテーマを中心に研究を進めた。(2)微分方程式系のsymbolより生じる階別Lie環の研究および高階有限型微分方程式系(完全積分可能系)の同値問題。(3)線形高階有限系微分方程式系の同値問題の射影部分多様体論とGauss-Schwarz理論への応用。(4)調和写像ないし極小曲面構成への可積分系の応用。(4)が今年度、新たに取り上げたテーマである。(1)については、泉屋が、今年度はruled surfaceとの関連を議論した。また、石川が、森本とともに、tangent developableの現れ方をMonge-Ampere方程式との関わりで論じた。(2)については、昨年度、山口と八ツ井が、高階常微分方程式系の同値問題を含み、背足による線形可積分系の線形同値問題を接触同値問題に発展させる研究を、この可積分系の基本不変量の決定を問題として開始した。本年度は、これを「対称空間に附随した有限型高階微分方程式系の幾何」として草稿をまとめる段階に至っている。(3)については、昨年度の佐々木の研究を継いで佐藤が、小沢とともに、三階常微分方程式の接触同値問題を契機として、接触変換とSchwarz微分の関連をテーマとして取り上げた。(4)については、大仁田、宮岡が、最近の可積分系の研究成果を応用すべく取り組んだ。特に、第9回日本数学会国際研究集会(MSJ-IRI)として「微分幾何学と可積分系理論」が平成12年8月に東京大学で開催され、大仁田、宮岡が主催した。この機会を利用して国外の研究者との意見交換、討論ならびに、研究打ち合わせを行った。本研究は、微分方程式系をJet空間の部分多様体として、幾何学的対象ととらえて、接触同値問題を核に、微分幾何学および特異点論の手法で研究することにある。(5)測地流が完全積分可能系となるRiemann多様体の構造解明。(5)が今年度、新たに取り上げたテーマである。(1)については、今年度は、石川が、宮岡と共に、昨年度のtangent developableの研究を進めて球面内のGauss写像が退化した部分多様体を論じた。(2)については、昨年度、山口と八ツ井が開始した高階常微分方程式系の同値問題を含み、背足による線形可積分系の線形同値問題を接触同値問題に発展させる研究を、「対称空間に附随した有限型高階微分方程式系の幾何」として完成させた。