hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
ホスファチジルセリンの生合成調節機構と細胞内輸送機構に関する研究

1.ホスファチジルセリン(PS)の生合成調節機構に関する研究CHO-K1細胞には、2種類のPS合成酵素(PSS IとPSS II)が存在する。本研究では、PSS IIの活性調節機構に関する研究を行い、以下のことを明らかにした。(1)PSS IIの活性は外因性のPSにより阻害される。(2)PSS IIを過剰に発現するとPSS IIの活性が外因性のPSにより正常に制御されなくなる。(3)過剰に発現されたPSS IIの活性は、正常な細胞内PSレベルを保つために外因性PSによる制御機構とは異なる制御機構でその活性が抑制されている。(4)PSS IIの97番目のアルギニン残基は、外因性PSによる活性阻害と過剰産生酵素活性の抑制の両者において非常に重要な役割を担うアミノ酸残基である。2.PSの細胞内輸送機構に関する研究哺乳動物細胞におけるPS脱炭酸によるホスファチジルエタノールアミン(PE)合成は、PSの小胞体からミトコンドリアへの輸送が必要である。セミインタクトCHO細胞における輸送に依存したPS脱炭酸は、牛脳の細胞質因子により促進された。その促進因子を精製し、精製タンパク質の内部アミノ酸配列を決定した。その配列はS100Bタンパク質のアミノ酸配列の一部に一致した。また大腸菌で発現、精製し組み換え型S100Bタンパク質は、セミインタクト細胞において輸送に依存したPS脱炭酸を著しく促進した。これらの結果とS100Bタンパク質がPS脱炭酸酵素活性を有しないことから、S100Bタンパク質がPSのミトコンドリアへの輸送に関与することが示唆された。PSは小胞体で生合成され、その多くがミトコンドリア内膜に輸送されミトコンドリア内膜酵素であるPS脱炭酸酵素によりホスファチジルエタノールアミン(PE)へと変換される。このPS脱炭酸経路は、細胞膜や細胞内の各オルガネラ膜のPEレベルを正常に保つために必須の経路であり、それら生体膜の機能発現に密接にかかわっているものと考えられる。しかしながら現在、この経路に関わる酵素に関しては多くのことが明らかにされているものの、PSの小胞体からミトコンドリアヘの輸送機構、及びミトコンドリア外膜から内膜への輸送機構はほとんど理解されていない。そこで、PSの小胞体からミトコンドリア内膜への輸送機構を明らかにすることを目的とし、以下の研究を行った。CHO-K1細胞株からPSのミトコンドリア外膜から内膜への輸送に損傷を有している変異株を分離することに成功した。同変異株の解析から、PSのミトコンドリア外膜から内膜への輸送にはPSに非常に特異的な輸送装置が関与していることが明らかにされた。セミインタクト細胞を用い、PSの小胞体からミトコンドリアヘの輸送に細胞質タンパク質が関与しているか否かを検討した。その結果、この輸送を促進するタンパク性の因子が複数、細胞質に存在することが判明した。さらにその因子の一つを精製することにも成功した。このPS脱炭酸経路は、細胞膜や細胞内の各オルガネラ膜のPEレベルを正常に保つために必須の経路であり、それら生体膜の機能発現に密接に関わっている。しかしながら現在、この経路に関わる酵素に関しては多くのことが明らかにされているものの、PSの小胞体からミトコンドリアへの輸送機構はほとんど理解されていない。今回我々は、セミインタクト細胞を用い、この輸送に依存したPSの脱炭酸を促進するタンパク質性因子を牛脳より精製した。精製タンパク質の内部アミノ酸配列を決定したところ、その配列はS100Bタンパク質のアミノ酸配列の一部に一致した。

また大腸菌で発現、精製した組み換え型S100Bタンパク質は、セミインタクト細胞において輸送に依存したPS脱炭酸を著しく促進した。これらの結果とS100Bタンパク質がPS脱炭酸酵素活性を有しないことから、S100Bタンパク質がPSのミトコンドリアへの輸送に関与することが示唆された。我々は以前に、動物細胞におけるホスファチジルセリン(PS)生合成がPSによるフィードバック制御を受けることを明らかにした。またCHO-K1細胞からPSの生合成調節に損傷を有する変異株(#29株)を分離し、その解析から、PSによるフィードバック制御は、PS合成酵素遺伝子の転写や翻訳の過程での制御ではなく、PSによるPS合成酵素の酵素活性制御が非常に重要であることを明らかにした。さらに、PSによるPS合成酵素の活性制御は、PSとPS合成酵素との直接の相互作用ではなく、制御を仲介する何らかの因子が存在することも明らかにした。本年度は、PSの生合成調節機構をさらに詳細に明らかにすることを目的に、PSの生合成調節に損傷を有する様々な変異株を簡便に分離する方法の開発を、#29株をモデル細胞に用いて試みた。#29株は、野生株CHO-K1と異なり、そのPS合成が外因性のPSにより制御されない。これまでに、種々のPS誘導体の#29株とCHO-K1株の細胞増殖に対する影響を調べたところ、PS誘導体の一つであるアルキルリゾPS(ALPS)が、野生株CHO-K1の増殖を停止させるが、#29株の細胞増殖には影響を及ぼさないことを見いだした。さらに、ALPSは、CHO-K1株のPS合成を著しく抑制するが、#29株は、ALPS存在下でも正常レベルのPSを合成することを見いだした。従って、PSの生合成調節に損傷を有する変異株を、ALPS耐性変異株として簡便に分離することが可能と思われた。現在、この簡便な方法を用い、様々な新たなPS生合成調節変異株を分離することを試みている。
角閃石系アスベスト(Tremolite)によるapoptosis誘導の検討

角閃石系アスベストは蛇紋岩のchrysotileより生体影響(発ガン性)が強いことが疫学調査により認められている。しかし、発ガンの原因は明らかではない。発ガンの原因と考えられているものに活性酸素の関与がある。申請者もこの考えに従って、種々のアスベストを用いてマクロファージの活性酸素産生反応を調べていたが、アスベストの発ガン性の強さは、活性酸素反応の強さと一致せず、細胞毒性の強さと一致した。発ガン性が強い角石系のTremoliteによる細胞死は活性酸素代謝酵素のカタラーゼやスパーオキサイドディスムターゼで抑制できなかった。つまり、申請者の実験では、アスベストによる発ガンが活性酸素によることを示唆する結果は得られなかった。従って、発ガン性が強いTremoliteによる細胞死の原因が発ガンと関わっているとするなら、その細胞死はapoptosisによる可能性が有ると考え(apoptosisにおいてプログラムがうまく作動せず、細胞死が起こらないと腫瘍などの異常増殖をもたらすと考えられている)、Tremoliteによりapoptosisが誘導されるかどうかを調べた。その結果、DNA断片量を測定するapoptosis検出方法では、細胞にTremoliteを加えた後、DNA断片は細胞培養上清より細胞室内の方が速く増加し、一見apoptosisが検出された状態だった。しかし、アスベスト投与量が高濃度になるに従い検出されるDNA断片量が低下した。つまり、DNA断片がアスベストに吸着された可能性があり明確にapoptosisが起きたと断言することはできなかった。現在DNA断片に依存しない検出方法で調べることを検討している。
二重共鳴型核四極共鳴吸収法における多核化に関する研究

二重共鳴法はNQR(核四極共鳴吸収)核と共存するNMR核との二重共鳴を利用する方法であり、在来のNQR測定法に比べ、著しく感度が高いがシステムが複雑で、その高性能化が遅れていた。NQRの適用が期待されている分野-例えば触媒や機能性セラミックスなど(これらには多くの場合水素が含まれていない)-には利用しづらかった。本研究では、二重共鳴法の適用範囲を拡大するため、NMR核として【^1H】以外の【^(19)F】,【^(23)Na】,【^(27)Al】等を利用する回路を設計,作製して、【^(19)F】と【^1H】をともに含む5-フルオロウラシルについて【^(19)F】をNMR核とした場合を【^(14)N】のNQRを【^1H】をNMR核とした場合と比較した。【^(19)F】をプローブとした場合も【^1H】と同様なNQRスペクトルが観測できた。【^(19)F】プローブによる測定を5-フルオロウラシルのいくつかの誘導体についても行い、満足すべき結果が得られている。NMR核が【^(19)F】のときと【^1H】のときとで、共鳴周波数や吸収の形状が微妙に異なっていることにから、分子内における窒素原子と水素原子,窒素原子とフッ素原子間の相互作用のちがいを反映しているのではないかと推定し、解析を急いでいる。新たな知見が得られる可能性がある。また、触媒に二重共鳴法NQRを適用するための予備実験として、酸化ビスマス-酸化モリブデン系触媒をその組成比を変化させながら発振器法によって【^(209)Bi】のNQRを測定した。その結果、核四極結合定数(【e^2】qQ/h)については変化はほとんど見られなかったが、非対称性定数(η)については変化が見られた。この系では組成の変化と触媒活性との間に密接な関係があることが知られており、NQRから得られるデータが、触媒活性の研究,触媒設計などに重要な知見を与えうることを示唆した。
電子スピン共鳴年代測定法による最近20万年間の自然環境復元の研究

更新世のサンゴ化石・貝化石試料共存層が認められている石川県能登半島および鹿児島県奄美大島笠利半島で試料採取を実施した。それぞれの地域で保存の良いサンゴ化石および貝化石試料が得られたが、能登半島平床貝層のサンゴ化石および奄美大島笠利半島の貝化石はそれぞれ極めて微量で、しかも堆積粘土が試料の細部にまで充填しており、現在そのクリーニングに手間取っている。しかし貝化石の年代を得るときに必要な試料堆積層の年間自然放射線量は測定できた。測定結果は以下の通りである。1石川県能登半島(1)平床貝層(石川県珠洲市正院町平床)長期測定の結果、水の多い場所で120.5mR/year、水の少ない場所で97.35mR/yearとなった。(2)宇治層(石川県珠洲市三崎町宇治本龍寺境内)周辺地域の土地改変(主に畑地化)により、露頭が埋没。試料の採取も自然放射線量の測定も不可能であった。2奄美大島笠利半島(鹿児島県大島郡笠利町)長期測定は斜面崩落により失敗。短期測定からの推定量は、2.390mSv/yearとなった。試料の迅速かつ簡便なクリーニングの方法については今後の課題としたい。今後、電子スピン共鳴(ESR)年代測定法により年代を算出し、さらに試料の同定からその種の卓越する当時の生息環境をとらえることにより、約20万年前の海岸環境の復元を試みたい。
食肉筋原線維構成蛋白質の化学的性質と食品特性:ゲル形成反応メカニズムの解析

本研究は食肉の機能特性として重要なゲル形成反応の発現因子である収縮性蛋白質、ミオシン及びアクチンを中心にゲル形成メカニズムを分子論的に解明することを目的として行なわれた。3ケ年間にえられた結果は以下の通りである。1.食肉の利用加工条件下でのFーアクチンの熱変性機構が示差熱分析を含む物理化学的手法により研究され、アクチンの熱変性は30°40°Cにおける凝集反応、45°50°C域の生物学的活性喪失の反応をへて、吸熱的な分子構造の崩壊にいたる三段階の変化過程をたどることが確認された。2.ミオシンを化学修飾しFーアクチンとの結合を完全に阻害すると、アクトミオシン複合体による加熱ゲル強度増強効果はみられなくなる。上記の結果はミオシンモノマーの熱ゲル化反応に及ぼすアクチンの影響を考える上で重要な鍵となる。3.ミオシンの熱ゲル化反応は材料となるミオシン分子種によって異なった挙動を示すことが明らかにされた。白色筋、心筋ミオシンはpH5.4付近で著しい加熱ゲル強度の増加を示すが、赤色筋ミオシンはこれを示さない。4.同様な現象は従来のモノマーミオシンをミオシンフィラメントに変換することによって惹起され、10^4dyn/cm^2以上の剛性率を示すゲル化反応はすべて、アクチンやCー蛋白質により阻害される。SH試薬はこのゲル形成に影響しない。5.以上3.、4.、の結果は加熱前のミオシンの形態変化と加熱ゲル強度との間に密接な関連があるらしいことを示唆している。各ミオシン分子種の頭部及び尾部断片を用いた研究により、分子種の異なるミオシンが示す熱ゲル化反応中の挙動は各ミオシンがそれぞれの条件下で示すフィラメント形成能の差異の反映であることが明らかにされた。6.環境pHを5.0以下にゆっくり下げると、被験ミオシン分子種はすべて強固な不可逆的ゲルを形成する。この現象も前記フィラメント形成とそれに対応して起こる変性反応を考えることによって統一的な解釈が可能となる。1.F-アクチンの熱変性:遊離ATPを除去したF-アクチンの熱変性挙動が明らかにされた。イオン強度0.6,pH6.0の熱ゲル化反応標準条件下で、ミオシン-【Mg^(2+)】-ATPase活性化能やF-アクチン-ATPase活性などの生物学的活性を示標とした研究、粘度及び濁度を目安とした流体力学,分光学的測定,示差熱分析実験による解析を総合的に検討した結果、F-アクチンは3040°Cにおけるフィラメント間の凝集反応、4550°C域における生物学的活性喪失の反応をへて、70°C附近で最終的な吸熱的変性反応にいたる三段階の変性過程をたどることが確認された。この系に調節蛋白質トロポミオシンを添加すると、熱凝集反応はみかけ上高温度側に、生物学的活性変化は低温度側にずれる現象がみられた。2.ミオシンSH基の化学修飾:ミオシン-アクチン相互作用(複合体形成)とミオシンの熱ゲル化反応との関連が、ミオシンの反応性にとむSH基(SH,及びS【H_2】)の【N_1】

【N^1】-p-phenylenedimaleimide(p-PTM)による不可逆的修飾、及び5.5 ́-dithiobis(2-nitrobenzoic acid)(DTNB)による可逆的修飾によって明らかとなった。すなわち、p-PTMによって不可逆的にF-アクチンとの結合能を失なったミオシンは、その熱ゲル化反応へのF-アクチンによる補強効果を一方的に失うが、可逆的修飾剤DTNBを用いた場合、修飾中はF-アクチン効果が抑制され可逆的な修飾解除に伴なって効果が復活する。この事実は、F-アクチンによるミオシンの熱ゲル化反応増強効果は、F-アクトミオシン複合体形成を必須条件とすることを示す。3.ミオシンフィラメントの熱ゲル化反応:ウサギ骨格筋ミオシンの熱ゲル化反応の至適条件は、われわれの研究によって、pH6.0,イオン強度0.6,加熱温度65°Cとされた。ミオシンはこの条件下でモノマーとして存在する。しかし、原料肉のイオン強度下(約0.2)でもミオシンは高いゲル形成反応を示す。ミオシンはこの条件下ではフィラメントとして存在するので、その機作を解明中である。I,ミオシンフィラメントの再構成と,筋原線維中に局在する微量調節蛋白質, Cー蛋白質の熱ゲル化反応に及す影響を調べた.ウサギ骨格筋ミオシンをpH6.0,0°C,0.6ー0.1MKClの条件下で濃度低下時間を変えて, Cー蛋白質共存及び非共存下でフィラメントを再構成し,加熱前のフィラメントの状態と加熱後のゲる形成能との関連を走査型(SEM)及び透過型(TEM)電子顕微鏡法を用いて精査した.得られた結果は次の通りである.(1)cー蛋白質の存否にかかわらず,塩濃度低下に要する時間が長い程,生ずるテァラメント長は長い.(2)cー蛋白質の存在は,フィラメント直径を小さくする.(3)フィラメント長の長いときの加熱ゲルは糸状で緻密である.(4)短いフィラメントは凝集連続型で粗い網目構造を示す.(5)したがって,長くかつ直径の太いフィラメントほどゲる強度が高い. II,ニワトリ胸筋(白色筋)と脚筋ブ赤色筋)を用いてミオシンを調製し,筋肉型によるミオシンの熱ゲル化反応の差を0.6MKCl中で検討した.その結果(1)胸筋ミオシンはpH5.2ー6.0の間で脚筋ミオシンより著しく高い加熱ゲル剛性率値(約20,000dyne/cm^2)を示した.(2)粘度及び濁度を測定すると,胸筋ミオシンは濁度がph6.0以下で増加し,粘度もそれに伴なって上昇する.(3)脚筋では濁度はpH5.7以下で著しい上昇を示すが粘度は逆に低下する.(4)加熱前のpH5.7及び5.4におけるミオシンの状態をTEMで観察するて,胸筋ミオシンは0.6MKCl,pH5.7でフィラメントを形成し,これが長く成長してpH5.4で最長となる.(5)これに反して,脚筋ミオシンはph5.7でほとんどフィラメントを形成せず,pH5.4で短い分散型フィラメントを形成する.以上I及びIIの実験事実から,ミオシンの筋肉型や種の相異による異常な熱ゲル化反応は,ミオシンアイソザイムのフィラメント形成能の差に由来するものとして,統一的な解釈が可能となった.この場合の加熱ゲル架橋結合は頭部間相互反応であることが示唆されている.1.ブタ心筋ミオシンとウサギ骨格筋ミオシンを開いて、その熱ゲル化反応に関する比較研究を行なった。0.6MKcl、pH6.0及びpH5.4の条件でミオシンのSH基、アクチンのε-NH_2基を化学修飾して反応させると、pH6.0におけるアクトミオシンの熱ゲル化反応は心筋、骨格筋のいずれの場合も抑制される。
化学・放射線療法で誘導される細胞老化応答を標的にした、乳がん補助療法の錬成

化学療法・放射線療法は、腫瘍細胞に、細胞死や細胞老化(治療誘導性細胞老化;以下、TIS)を誘導する。どちらも腫瘍の縮小や無憎悪につながるので、レスポンスとして同列に捉えられることも多いが、老化腫瘍細胞は生き残り、再発や耐性がんの出現につながる。この老化細胞を除去する治療の開発を狙いとして、下記に取り組んだ。前年度に引き続き、老化細胞にてNAD合成代謝が亢進していることに着目した検討を行った。NAD合成経路としては、サルベージ経路とde novo経路の大きく二つの経路が存在する。これら二つの経路のうち、原則的にはサルベージ回路が主たるNAD合成系として機能することを見出している。NADサルベージで基質となるPRPPが、グルコースに由来していることが、安定同位体グルコースを用いたトレーサー実験にて確認できた。老化細胞のNADサルベージ亢進には解糖系酵素PKM1の関与が示唆されていることから、遺伝子改変によって老化誘導前からPKM1を発現するよう施した細胞の遺伝子発現解析を行った。その結果、PKM1の発現のみで、SASP(senescence-associated secretory phenotype)様の現象が惹起されることが示唆された。一連の結果から、治療ストレスを受けた乳がん細胞では、PKM1発現が誘導されてグルコース代謝・NADサルベージが亢進し、炎症性サイトカインなどのの発現を介して治療抵抗性や再発を促進しているモデルが浮上してきた。一方、乳がんの一部では、de novo経路も考慮する必要があることが示唆された。TCGAデータセットでの検討から、乳がん症例の約10%において、de novo NAD合成経路遺伝子(NAPRT, NADSYN1, QPRT)の増幅がみとめられた。この老化細胞を除去する治療の開発に取り組んだ。化学療法後の乳がん組織について、免疫染色法とRNA解析の両方で検討を行うこととした。組織免疫染色に関しては、p53, p21, p16, gH2AX抗体を入手するとともに、染色条件の検討・最適化を行った。RNA解析については、TaqManプローブを用いたqRT-PCRアッセイをデザインし、期待通りに機能することを確認した。検体収集は概ね完了しており、現在、実際の解析をすすめている。細胞株を用いた解析では、化学療法に耐性の細胞株、細胞老化を起こしやすい細胞株、細胞死を起こしやすい細胞株、などの分類をすすめた。TIS関連表現型として、解糖系酵素ピルビン酸キナーゼM(Pkm)のスプライシングスイッチを見出した。このスイッチが、代謝のリプログラム化を介して、TIS細胞の生存に非常に重要であることを見出だした。TIS細胞にて、オートファジーやNAD代謝が亢進していることを示唆する知見を得た。これらのうち、少なくともNAD代謝の阻害が、化学療法の成績を著しく改善することを、マウス前臨床モデルで確認した。オートファジーについては、ATG遺伝子をノックアウトした細胞の作製や、オートファジーレポータープローブを導入するなどして、解析をすすめている。一部の抗体で、良好な免疫染色条件が決定できなかったりしたが、前臨床モデルでの検討が想定以上にすすんだこと等を踏まえ、概ね順調といえる。前年度において、老化細胞にてNAD合成代謝が亢進していることが示唆されたこと、海外にてNAD合成阻害剤を用いた臨床試験が開始されたことなどをふまえ、老化細胞におけるNAD代謝に着目した。NADは合成-分解のターンオーバーが著しく、絶対量の多寡が、必ずしも合成系の活性に一致しない。この点について、新たなアッセイ系を開発して評価することをこころみた。安定同位体NAD合成前駆体と質量分析を組み合わせたNAD合成のフラックス解析系の開発を行った。このうちまずサルベージ経路について、15N標識前駆体を用いた解析を行なった。前駆体添加後の培養時間の最適化を行い、異なる質量分析手法を用いた際の各種関連代謝産物の定量限界等を各々検討した。サルベージ経路とde novo経路をそれぞれ担う酵素の発現を抑制する網羅的なノックダウン実験を行い、腫瘍細胞のNADプールはサルベージ経路への依存が強い事、de novo経路の貢献は比較的少ないことを確認できた。サルベージ経路の基質であるPRPPはペントースリン酸経路から供給されることをふまえ、グルコース由来炭素がNAD骨格に取り込まれているかの検証をこころみた。臨床検体解析の進展が当初想定を若干下回ったが、培養細胞を用いた解析が想定以上に進展したため、全体としては概ね順調といえる。

この老化細胞を除去する治療の開発を狙いとして、下記に取り組んだ。前年度に引き続き、老化細胞にてNAD合成代謝が亢進していることに着目した検討を行った。NAD合成経路としては、サルベージ経路とde novo経路の大きく二つの経路が存在する。これら二つの経路のうち、原則的にはサルベージ回路が主たるNAD合成系として機能することを見出している。NADサルベージで基質となるPRPPが、グルコースに由来していることが、安定同位体グルコースを用いたトレーサー実験にて確認できた。老化細胞のNADサルベージ亢進には解糖系酵素PKM1の関与が示唆されていることから、遺伝子改変によって老化誘導前からPKM1を発現するよう施した細胞の遺伝子発現解析を行った。その結果、PKM1の発現のみで、SASP(senescence-associated secretory phenotype)様の現象が惹起されることが示唆された。一連の結果から、治療ストレスを受けた乳がん細胞では、PKM1発現が誘導されてグルコース代謝・NADサルベージが亢進し、炎症性サイトカインなどのの発現を介して治療抵抗性や再発を促進しているモデルが浮上してきた。一方、乳がんの一部では、de novo経路も考慮する必要があることが示唆された。TCGAデータセットでの検討から、乳がん症例の約10%において、de novo NAD合成経路遺伝子(NAPRT, NADSYN1, QPRT)の増幅がみとめられた。前年度の結果を踏まえつつ、引き続き、計画にしたがい、TISを新規治療標的として開発する。・消耗品費を当初想定よりも抑えられたため・次年度の消耗品費に上積みし、効率的に計画を進める。
MAP3Kにより制御される免疫細胞の分化と機能の解析

本研究では、自然免疫シグナルおよび獲得免疫の双方に寄与しているMAP3K、TAK1をmb1-Creを用いたB細胞特異的遺伝子欠損マウスの解析を行った。末梢では抗原刺激依存的なNF-κBの活性化、抗体産生、細胞増殖、細胞生存、細胞分化とこれに関わる遺伝子発現の全てがTAK1を必要とすることが明らかになった。骨髄においてもB細胞の一部の集団の分化が優位に阻害されていることからTAK1がB細胞分化に重要であることを明らかにした。転写因子であるNF-κBは細胞の機能、増殖、分化を決定するシグナルの中心的役割を担っている。NF-κB活性化に関わる分子の欠損は免疫不全になり、逆に過活性は自己免疫疾患、癌を誘導する。故に、特異的にNF-κBの活性化を誘導するシグナルの制御は重要な課題である。しかしながら、抗原受容体によって誘導されるシグナルにおいてNF-κBの活性化に必須である分子はどのようなComplexを形成し、何によって制御、修飾されているのか、またマウスを使ったin vivoの系ではどのような機能が見られるのかといった解析は不明な点が多く残されている。申請者は、自然免疫シグナルおよび獲得免疫の双方に寄与しているこの二つのセリンスレオニンキナーゼ、MAP3Kファミリー分子であるMAP3K3、MAP3K7の遺伝子欠損マウスを用意し、抗原受容体シグナルでNF-κBを活性化することにMAP3K3が必要な分子であることを見出し、T細胞特異的に遺伝子を欠損させたマウスを解析した。MAP3K3はT細胞の分化及びTCR刺激による細胞増殖、サイトカイン産生に重要な役割を担っていることをも明らかにし、報告した(Shinohara H.et al.,Internatinal Immunology,in press)。現在、遺伝子をB細胞特異的に欠落させるmb1-Cre (Igα-Cre)マウスと交配し、MAP3K3とMAP3K7それぞれの遺伝子欠損マウスを用意し、分化への影響、寄与を検証している。T細胞受容体(TCR)は、獲得免疫応答の最も中枢に位置する。TCRによる抗原認識は、複数の細胞内シグナル伝達経路を誘導する。そのうちの一つは、IKKを介して獲得免疫応答におけるT細胞の増殖や分化に重要である転写因子NF-κBを活性化する。プロテインキナーゼCθ(PKCθ)、足場蛋白であるCARMA1、CARD(caspase recruitment domain)をもつ蛋白Bc110、およびパラカスパーゼ(カスパーゼ関連プロテアーゼ)であるMALT1が関与しているシグナル伝達経路は、TCRとIKK複合体を結びつける必須の中間経路であることが明らかにされつつある。しかし、シグナル伝達経路の活性化を開始するTCR近傍の現象はほとんど明らかにされていない。このシグナル伝達経路の態様をさらに解明することにより、免疫調節薬開発等のための新たなターゲット分子を提供すること目的として研究を推進している。本課題では、MEKK3のコンディショナルノックアウトマウスにおいてT細胞の発生分化や機能が著しく障害され、獲得免疫応答が不全であることを見出した。さらにMEKK3が、CARMA1、Bc110およびMALT1からなるマクロ分子複合体、特にCARMA1と効率的に相互作用すること等から、MEKK3がT細胞受容体媒介シグナル伝達に欠くことができない分子であり、T細胞の発生分化及び機能を調節し得ること、免疫調節薬開発等のための新たなターゲット分子として有用であること等を見出した。現在、遺伝子をB細胞特異的に欠落させるmb1-Cre(Igα-Cre)マウスと交配し、MAP3K3の遺伝子欠損マウスを用意し、分化への影響、寄与を検証している。B細胞抗原受容体(BCR)が抗原を受け取ると細胞内にはB細胞の機能、増殖、分化を決定するシグナルが誘導され転写因子を活性化する。転写因子であるNF-κBはこの過程の中心的役割を担っている。BCRシグナルにおいてNF-κBの活性化に必須である分子はどのようなComplexを形成し、何によって制御、修飾されているのか、またマウスを使ったin vivoの系ではどのような機能が見られるのかといった解析は不明な点が多く残されている。末梢では抗原刺激依存的なNF-κBの活性化、抗体産生、細胞増殖、細胞生存とこれに関わる遺伝子発現の全てがTAK1を必要とすることが明らかになった。抗原依存的な反応のみならずBCRに依存すると考えられるトニックシグナルも著しく減少し、細胞分化に明らかな欠如が見られた。
模型としての結び目と多様体の構造の研究

研究目的・研究実施計画にもとずいて研究代表者は次のような成果を得た。1.結び目のAlexander不変量について、2 bridge knotsという幾何学的特徴を持つとき、係数の絶対値が中央に向かい増大するが、この係数の増大の仕方について評価式を与えた。2.渋谷により、非自明な結び目の非自明なユニオンは素である,と示された事実をより一般的な設定のもとでタングルによる幾何構造の分析により示した。また、このときの除外例を具体的に示した。これらの結果は出版された。3.交差数最小の正則射影図ならば適切な一回の結び目解消操作で結び目が解消数がより小さい結び目の正則射影図になるかとの予想に対して、unknotting number one,2 bridge knotsのときは正しいことを示した。5.偶数2nに対して、連続する2n個の交差の解消がAlexander不変量にどのような影響を与えるのかを究明することにより、Borromean ringsと成分数3の自明な絡み目がlink-homotopyと連続する4個の交差の解消の有限回の操作ではうつりあわないことを示すことに成功した。これらの結果は受理されている。また、研究分担者もそれぞれの役割に従い、結び目の構造を位相的・幾何的・解析的・組み合わせ的・代数的に、また他分野との関連において研究を行なった。2.渋谷により、非自明な結び目の非自明なユニオンは素である、と示された事実をより一般的な設定のもとでタングルによる幾何構造の分析により示した。3.交差数最小の正則射影図ならば適切な一回の結び目解消操作で結び目解消数がより小さい結び目の正則射影図になるかとの予想に対して、unknotting number one,2 bridge knotsのときは正しいことを示した。5.偶数2nに対して、連続する2n個の交差の解消がAlexander不変量にどうような影響を与えるのかを究明することにより、Borromean ringsと成分数3の自明な絡み目がlink-homotopyと連続する4個の解消の有限回の操作ではうつりあわないことを示すことに成功した。
断層画像走査法を利用した等張力曲面の形状計測

この研究は、大空間を薄膜を使用して架構する膜構造の設計に当たって必要となる原型曲面の形状を定量的に求めるための研究であり、大きく分けて以下の2つの柱からなっている。1)石鹸膜を利用して等張力曲面を作成し、その曲面形状をヘリウム・カドミウムレーザーを用いて可視化し、画像処理過程を経て定量化する。2)有限要素法を用いた極小曲面の解析法を開発する。1)に関して、ヘリウム・カドミウムレーザーを光源とするレーザービームスキャナーによって、石鹸膜にスキャニング照射を施し、その結果、蛍光発光させることにより可視化された石鹸膜の断層曲線群を、高速度ビデオカメラで撮影し、画像解析システムを用いて、採取したビデオ画像データをデジタル画像メモリーに取り込み、断層データ中のスケルトン部分の画素座標値データを数値的に発生するアルゴリズムを考案して、解析プログラムを作成し、目的の石鹸膜等張力曲面形状を定量的に復元する過程を開発した。2)に関して、膜構造物の設計に際しての原型曲面を理論的に求めるために、既に作成した有限要素法を用いた極小曲面の解析プログラムに複合変分汎関数を用いた大幅な改良を加えることにより、非線形計算過程の収束性能を向上させることに成功している。この解析過程は従来の曲面の内包体積を変分汎関数に付帯条件として導入し、制御変数として解析過程の安定を図ることに併せて、各有限要素の面積を制御するもので、制御の強さを外部から指定することによりインターラクティブな解析を可能にするものである。この改良によって従来の計算方法では得られなかった解を容易に得ることができるようになった。今後は、複数台の同期されたカメラ撮影による採取画像データをさらに高精度化することが検討課題である。
技術哲学の可能性と課題

今日、生命や環境に技術が多大な影響を及ぼす一方で、技術そのものの見方の変更が課題となっている。本研究では、技術を人間の活動を媒介し、新たな意味を付与する働きとみなす視点を基礎づけ、「技術哲学」を再構築する第一歩とすることができた。本研究で提示され「技術文化」「技術の解釈」という概念は、技術が状況の中で、また歴史的・社会的文脈に応じて柔軟で多義的なあり方を示すことを明確にするものである。これは、例えば、技術=道具説や技術=自立存立説をはじめとする従来の把握では看過されがちな点である。即ち、技術においては、一方で、機械と人間のインターフェースや身体的な熟練にみられる技術の身体論的次元や、どの技術が望まれるかに関する社会的な関連性体系などの<ミクロ>の次元があり、いま一方で、社会的構造における技術の意味、技術に関するガイドラインなどの<マクロ>の次元がある。「技術文化」や「技術の解釈」といった概念は、この両次元を媒介し、技術を人間と人間の間にあるものとして技術の人間学的意味を明らかにするものである。こうした研究は、技術を一面的に自然や社会との対立関係で捉える捉え方を退けるものであり、実践的には、技術に対するより実質的な取り組みを可能にするものである。例えば、技術がはらむ社会的・政治的な意味の把握,技術者のモラルに還元されない技術の評価がそれであり、これらは技術に対する公共的な意思決定の可能性を明らかにする(本研究ではこのことを技術の「ナラティブ」と呼んでおいた)。本年度の研究では現在の技術哲学の議論を踏まえ、技術的行為の現象学の基礎的視点の確立を目指した。これは次年度に行う予定の各論的研究に対する方法論的、総論的立場を確立するための作業と位置づけられる。その第一は、現象学やプラグマティズムの換骨奪胎を通じて構想力の視点から技術的行為の検討である。関連性、熟練、身体、創発性などのカテゴリーを再検討することをつうじて、技術が人間の活動を意味を媒介し、新たな形を付与することによりそれらを再構成するはたらきであることを明らかにし、また、この基本視座の上に立って、技術という活動を通じて自然・環境等の問題への接近の可能性を試みた。また、第二に、新展開がみられるアメリカの技術哲学との対質を通じ、科学の実践的基礎としての技術の再評価を目指した。これは従来のいわゆる技術決定論や技術=道具論の限界性を見据え、それを越えるべきアプローチとして、解釈学や権力論を取り入れた新たな哲学的、政治哲学的アプローチの可能性を明らかにし、技術と社会関係、技術と価値の関係に、新たな議論の方向性を見いだした。上記の成果の一部は、次頁の各公刊物に反映させられたほか、6月の『思想』での論文、翻訳の掲載を始め、4月以降逐次論文、共著、翻訳等の形で成果が公刊される予定になっている。本年度の研究では、現在の技術哲学の議論を展開し、技術倫理や技術社会論への応用を試みた。技術と社会の関係については、技術が社会を決定するのか、社会が技術を決定するのかという構図の議論がしばしばなされる。しかし、技術のあり方により仔細な検討を行うならば、技術を使いこなす身体の振る舞い、どの技術が望まれるかに関する社会的な関連性体系などが技術を取り巻いており、技術はそうした中で通常科学技術論でいわれるよりはるかに柔軟で多義的なあり方をしていることが明らかになる。こうした視点は、従来の所謂技術批判に比べて、はるかに技術の内的論理に立ち入った批判的検討を可能にし、その結果、技術を創りだし、使用する現場での微細な政治性を浮き上がらせるものである。本年度では、第一に、上記の視点に関する現象学的基礎づけを行ったが、それとともに、応用として、技術者倫理やリスク論の検討を試みた。

即ち、これらの領域の議論では、ともすれば科学的客観性と科学者のあるべき態度なり偏見をもった非科学者とのコミュニケーションなりの対立という図式をとることにより、議論が単純化される傾向がなしとはいえない。この困難に対し、技術哲学という幾分広い土俵を提示することにより、技術者の専門知のより複雑なあり方に立体的に光を当て、同時に専門知が公的領域に向けて開かれていかざるをえないことを立証した。こうした議論の方向は、技術倫理におけるナラティブとも呼ばれうるものである。本年度はこのほか、技術と環境の関係を論ずる基礎研究として、シェーラー他の環境論の意義の再評価を行った。
固溶体のゆらぎを利用した鉄鋼材料の均一微細組織形成法

昨年度までの研究により、固溶体中のゆらぎによりマルテンサイトラスの微細化ならびにそれにともなう硬度上昇が生じることなどが明らかとなった。しかし、固溶体中に存在する空孔量によってゆらぎの生成が異なるか否か、また、マルテンサイト形成にいかなる影響を及ぼすかは不明であり、その点について本年度は解析を行った。オーステナイト化温度を変えることによって、オーステナイト中の熱平衡空孔濃度を変えた後、フェライト生成温度域で保持してオーステナイト固溶体中にゆらぎを生成させ、その後に急冷してマルテンサイトを生成させた。その結果、固溶体中の空孔量が多いほどゆらぎは早期に生じ、さらにゆらぎの頻度もしくは大きさも大きくなることが明らかとなった。また、オーステナイト粒界からフェライトが析出し始めると、固溶体中のゆらぎは低減するため、結晶粒径が大きいほどゆらぎが生じている時間が長時間化する傾向となった。ゆらぎの形成は、マルテンサイト組織の微細化を招くため、オーステナイト化温度が高く、固溶体中の空孔量が多いほうが、ゆらぎ生成処理を行った後のマルテンサイトの微細化が生じ、マルテンサイトの硬度は上昇することが明らかとなった。ベイナイト変態についても、ゆらぎの生成はその変態を促進することが明らかとなった。つまり、ゆらぎ生成処理は、無拡散変態であるマルテンサイト変態のみならず、拡散が関与するベイナイト変態に対しても影響を及ぼし、組織の制御に役立つことが明らかとなった。H30年度に実施予定であった、その場TEM観察による固溶体中のゆらぎの直接観察は、TEM試料ホルダー装置の温度制御に問題があり、装置の動作検証だけで1年が過ぎてしまい、その実施に遅れが生じている。また、電気抵抗測定による固溶体中のゆらぎ解析も、試料を加熱する赤外線加熱装置に不具合が生じ修理を行っているところである。装置の不具合により遅れが生じているが、その分、チタン合金へのゆらぎ熱処理の応用やシミュレーションによるゆらぎの解析などを実施して、研究計画全体としては計画に沿うように進めている。ゆらぎ生成のシミュレーションを行うことによって、H31年度に実施予定のその場観察によるゆらぎの直接的ならびに間接的解明実験を効果的に進めることができると考えている。つまり、ゆらぎに関する実験ならびにゆらぎのシミュレーションを積極的に行う予定である。H28年度は、以前より我々の研究グループにて解析を進めてきたチタン合金系における固溶体のゆらぎを利用したマルテンサイト組織生成促進効果の解明をさらに進めるとともに、0.09C-1.8Mn-0.28Si-0.35Mo鋼を用いて固溶体のゆらぎによるマルテンサイト組織形成促進に関する研究を進めた。さらに、本研究で組織解析する予定としている2鋼種0.1C-3.0Mn鋼ならびに0.1C-1.5Mn-3Cr鋼の作製を行った。チタン合金系における固溶体のゆらぎを利用したマルテンサイト組織生成促進効果については、実験的に析出前駆段階においてα相を生成させようとする構造的な揺らぎがω相の生成を促進したことを示し、固溶体中に構造ゆらぎが存在することを示すとともに、結晶学的立場ならびにソフトモードと関連付けて理論的に説明した。また、0.09C-1.8Mn-0.28Si-0.35Mo鋼を用いて固溶体のゆらぎによるマルテンサイト組織形成促進に関する研究では、日本金属学会第160回秋期講演大会にて、「低炭素鋼マルテンサイト形成に及ぼすα相析出前駆段階熱処理の影響」と題して講演を行い、γ粒内の濃度もしくは構造のゆらぎが生じる条件で熱処理すると、α'マルテンサイト変態組織の硬度が上昇し、α'マルテンサイト変態組織の微細化が生じた。これはγ→α相変態を生じさせようとするγ粒内の濃度もしくは構造のゆらぎが氷塩水焼入れ時のα'マルテンサイトの核生成を促進し、その結果マルテンサイト組織が微細化したことが推測された。さらに、0.1C-3.0Mn鋼ならびに0.1C-1.5Mn-3Cr鋼の作製を行い、電気抵抗ならびにNMR測定を実施する準備が完了した。H28年度は、チタン合金や0.09C-1.8Mn-0.28Si-0.35Mo鋼を用いて固溶体のゆらぎによる組織微細化に関する研究を進めることができ、固溶体中のゆらぎの存在とその組織微細化への利用についての知見を得ることができた為、当初の目的は基本的に達成されているといえる。H28年度中に進める予定であった0.1C-3.0Mn鋼ならびに0.1C-1.5Mn-3Cr鋼における研究は、試料の作製が終了し等温変態曲線図を作成した段階であるが、H29年度にチタン合金や0.09C-1.8Mn-0.28Si-0.35Mo鋼の研究成果を元に0.1C-3.0Mn鋼ならびに0.1C-1.5Mn-3Cr鋼においても同様の研究を進めて行くことにより、研究計画全体としてはチタン合金や0.09C-1.8Mn-0.28Si-0.35Mo鋼の研究成果も加わるため、研究計画以上に進めて行っているといえる状態になるといえる。チタン合金系における固溶体のゆらぎを利用した相変態制御に関する研究においては、α相析出前駆段階における固溶体中の変化が、焼入れ時に生成するω相の生成を促進することを明らかにした。

そして、結晶学的立場からその固溶体中の変化は構造ゆらぎであることを推測するとともに、ソフトモードと関連付けて理論的に解析した。また、0.09C-1.8Mn-0.28Si-0.35Mo鋼を用いて固溶体のゆらぎによるマルテンサイト組織形成促進に関する研究では、日本金属学会第160回秋期講演大会にて、「低炭素鋼マルテンサイト形成に及ぼすα相析出前駆段階熱処理の影響」と題して講演を行い、γ粒内の濃度もしくは構造のゆらぎが生じる条件で熱処理すると、α'マルテンサイト変態組織の硬度が上昇し、α'マルテンサイト変態組織の微細化が生じることを明らかにした。これはγ→α相変態を生じさせようとするγ粒内の濃度もしくは構造のゆらぎが氷塩水焼入れ時のα'マルテンサイトの核生成を促進し、その結果マルテンサイト組織が微細化したことが推測された。そして、さらに0.1C-3.0Mn鋼ならびに0.1C-1.5Mn-3Cr鋼においても同様の実験を行い、0.09C-1.8Mn-0.28Si-0.35Mo鋼と同様の現象、すなわち固溶体のゆらぎを利用してα'マルテンサイトの微細化とそれにともなう硬度上昇を確認し、鋼種によらず普遍的に生じる現象であることを示した。0.1C-3.0Mn鋼ならびに0.1C-1.5Mn-3Cr鋼を用いた研究においては、TTT曲線図とゆらぎを利用した組織微細化との相関関係についても検討し、明らかな相関関係が存在することを突き止めた。H28年度は、チタン合金や0.09C-1.8Mn-0.28Si-0.35Mo鋼を用いて固溶体のゆらぎによる組織微細化に関する研究を進め、固溶体中のゆらぎの存在とその組織微細化への利用についての知見を得ることができた。H29年度は0.1C-3.0Mn鋼ならびに0.1C-1.5Mn-3Cr鋼を用いて等温変態曲線図(TTT図)を作成したのち、種々の温度で析出前駆段階熱処理を行い、固溶体中のゆらぎによってマルテンサイト組織の微細化が可能であることを明らかにした。H30年度は、その場観察による固溶体中のゆらぎの直接観察を実施するほか、電気抵抗測定による固溶体中のゆらぎと電気抵抗変化を関連付けて調査するとともに、NMRを用いた原子スケールでのクラスターに関する考察を進め、固溶体中のゆらぎの原子レベルの状況を解明していく。研究計画全体としては計画にほぼ沿って進めている状態である。昨年度までの研究により、固溶体中のゆらぎによりマルテンサイトラスの微細化ならびにそれにともなう硬度上昇が生じることなどが明らかとなった。しかし、固溶体中に存在する空孔量によってゆらぎの生成が異なるか否か、また、マルテンサイト形成にいかなる影響を及ぼすかは不明であり、その点について本年度は解析を行った。オーステナイト化温度を変えることによって、オーステナイト中の熱平衡空孔濃度を変えた後、フェライト生成温度域で保持してオーステナイト固溶体中にゆらぎを生成させ、その後に急冷してマルテンサイトを生成させた。その結果、固溶体中の空孔量が多いほどゆらぎは早期に生じ、さらにゆらぎの頻度もしくは大きさも大きくなることが明らかとなった。また、オーステナイト粒界からフェライトが析出し始めると、固溶体中のゆらぎは低減するため、結晶粒径が大きいほどゆらぎが生じている時間が長時間化する傾向となった。ゆらぎの形成は、マルテンサイト組織の微細化を招くため、オーステナイト化温度が高く、固溶体中の空孔量が多いほうが、ゆらぎ生成処理を行った後のマルテンサイトの微細化が生じ、マルテンサイトの硬度は上昇することが明らかとなった。ベイナイト変態についても、ゆらぎの生成はその変態を促進することが明らかとなった。
香蘇散の抗うつ様作用メカニズムー脳内オレキシンと神経新生との関連性ー

本研究課題で我々は、新たな生理的な活性として、OX-Aに海馬神経系前駆細胞の増殖促進作用を介した抗うつ様作用が存在する可能性を初めて示唆した。このことは新たな作用機序を有する抗うつ薬の開発に役立つものと考えられる。またこれまでに、漢方方剤である香蘇散が脳内OX-A発現挙動に対して作用を示した結果が得られていることから、本研究課題で得られた結果は、香蘇散の抗うつ様作用メカニズムの探索に役立つと考えられた。これまでに我々は、漢方方剤「香蘇散」が抗うつ様効果を有し、その作用メカニズムとして視床下部-下垂体一副腎系(HPAaxis)の正常化及び脳内神経新生(neurogenesis)の促進作用を示してきた。また同時に、摂食ホルモンとして発見された脳内orexin-A(OX-A)の発現の挙動にも香蘇散が影響を与えた結果が得られている。しかし、OX-AとHPA axisの関連性を示した報告は数多くあるが、OX-Aとneurogenesisの関連性に関しては全く報告がない。そこでOX-Aとneurogenesisの関連性を明らかにする目的で、本年度は(1)neurogenesis亢進状態として報告されている副腎摘出マウスにおけるOX-A発現挙動の解析及び(2)OX-A脳室内単回投与におけるneurogenesisへの影響を検討した。また(1)(2)において行動解析も併せて行った。(1)副腎摘出(ADX)マウスにおけるOX-A発現挙動の解析ADXマウス作製後8日目及び35日目において、BrdU(神経幹細胞の指標)陽性細胞数はsham群と比べて増加したが、視床下部外側野のOX-A陽性細胞数は変化しなかった。また、sham群と比べてADX群で強制水泳試験による無動時間の短縮が認められた。Saline投与群と比べて、OX-A140pmol投与群でBrdU陽性細胞数の増加が認められたと同時に、強制水泳試験による無動時間の短縮が認められた。しかし、OX-A投与が血中のコルチコステロン量及びオープンフィールド試験による自発運動量(総移動距離及び総移動時間)に与える影響は認められなかった。本年度の検討から、OX-Aは脳内neurogenesis亢進を介して、抗うつ様効果を発揮する可能性が示唆された。今後は、OX-Aが神経幹細胞の分化に与える影響及びOX-A脳室内反復投与における効果を検討することにより、OX-Aとneurogenesisの関連性についてより詳細な解析を行う予定である。本研究では、漢方薬「香蘇散」によって認められたorexin-A (OX-A)発現の変化が、香蘇散の抗うつ様効果及び脳内神経新生促進作用にいかに関与しているかを明らかとするために、OX-Aの抗うつ様効果に対する関与及びその作用メカニズムを詳細に検討した。前年度の検討では、モデル動物を用いてOX-Aの単回脳室内投与で抗うつ様効果が認められ、その効果は海馬の神経前駆細胞の増殖促進作用を介した作用である可能性が示唆された。一方、本年度ではOX-Aの反復脳室内投与による効果を検討する予定であったが、前年度のOX-Aの単回脳室内投与で得られた結果を踏まえた上で、さらにその作用メカニズムの詳細を検討することの方が先決かつ重要であると判断し、引き続き研究を行った。以下に本年度で得たれた結果を示す。・OX-Aの単回脳室内投与は、神経前駆細胞の分化過程には影響を与えなかった。・ラット胎児脳由来神経前駆細胞を用いた初代培養実験において、OX-Aの直接添加による細胞増殖は認められなかった。またこの実験で用いた神経前駆細胞には、OX-Aの受容体であるOXR1のタンパク発現は認められなかった。・OXR1阻害剤の前投与は、OX-A誘導抗うつ様効果及び海馬神経前駆細胞の増殖促進作用を完全にブロックした。・抗うつ様効果及び神経前駆細胞の増殖促進作用を有するOX-A関連神経ペプチドneuropeptide Y(NPY)の海馬における陽性細胞数は、OX-Aの単回脳室内投与によって増加し、またその増加はOXR1阻害剤の前投与によって阻害された。以上の結果から、OX-AはOXR1を介して抗うつ様効果及び神経前駆細胞の増殖促進作用を発揮しており、その作用メカニズムの一つとして、OX-AによるNPY神経系の調節作用が一部関与している可能性が示唆された。
作用素平均を用いた作用素不等式の研究とその量子情報理論への応用

本研究では,ヒルベルト空間上の有界線形作用素を扱う.その中でも,特に作用素不等式や作用素平均に関する研究,それらの応用としての量子情報理論や作用素エントロピーの性質に関する研究を行っている.2つの実数あるいは作用素の平均として相加平均,相乗平均,調和平均が知られており,これらの平均を含んだいくつかの拡張も知られている.作用素平均については,1980年に発表された久保-安藤による一般的な理論が知られており,その中で,作用素平均と作用素単調関数の対応関係が示されている.近年,作用素単調関数について調べることにより作用素平均の性質を得る研究が盛んに行われている.これまでの私の研究における成果として,power difference meanやLehmer meanをHeron meanで評価する不等式が得られている.平成30年度(2018年度)に実施した本研究の成果として,新たなに2つの実数あるいは作用素の重み付きpower meanを重み付きHeron meanで評価する不等式を得ることができた.この結果は,重みが付かない(均等な)場合のWu-Debnath (2011)による結果の拡張である.また,この結果を利用して,Alzer, da Fonseca, Kovacec (2015)やKhosravi (2016)の結果と関連した行列のトレースや行列式に関する不等式を得ることができた.これらの結果をまとめた論文は論文雑誌に掲載予定となっている.本研究内容について,海外での国際学会と国内での学会,研究集会において計3件の口頭発表を行った.本研究では,具体的な研究項目として次の3点を掲げている.1.作用素平均と関連した新たな作用素不等式の開発,2.作用素エントロピーの性質についての研究,3.量子情報理論の作用素論的基礎付け.平成30年度(2018年度)に得られた「重み付きpower meanを重み付きHeron meanで評価する不等式」は主に1に関する成果であるが,今後の研究でこれまでの1に関する成果を2,3の研究に利用することが可能であると考えている.よって,本研究はおおむね順調に進展していると考えられる.今後は,前年度に引き続き,異なる作用素平均の間の関係を調べること,作用素エントロピー,作用素ダイバージェンスやそれらと関連する量について調べることに取り組む.今年度は,これまでとは違った視点による考察も試みる予定である.本研究で得られた結果については,論文雑誌に投稿する.また,日本数学会年会・秋季総合分科会や京都大学数理解析研究所で行われる研究集会等で発表を行う.また,国際学会においても発表を行う.令和元年度(2019年度)は,リオデジャネイロで行われるILAS 2019(Conference of the International Linear Algebra Society)において発表を行うことを予定している.これらの研究活動の遂行のため,書籍の購入,論文掲載料,旅費等の経費を使用する.本研究では,ヒルベルト空間上の有界線形作用素を扱う.その中でも,特にフルタ不等式をはじめとする作用素平均と関連した作用素不等式の研究と作用素エントロピーの性質についての研究を行っている.そして,それらの意味を精査し,量子情報理論の作用素論的基礎付けを図ることを試みている.作用素平均については,1980年に発表された久保-安藤による一般的な理論が知られている.その中で,作用素平均と作用素単調関数の対応関係が示されている.近年は,この視点からの作用素平均の研究が盛んである.平成28年度に実施した本研究の成果として,以下の2つの新たな結果を得ることができた.1. 2つの実数の平均として知られるpower difference meanとHeron meanの間の関係として,power difference meanをHeron meanで評価する不等式を得た.また,久保-安藤の理論を適用することにより,作用素平均に関する同様の結果も得ることができた.この結果は,従来の結果と異なる手法により従来の結果を拡張したものとなっており,論文雑誌に掲載予定となっている.2.作用素エントロピーは,重み付き相乗平均の重みをパラメータとするpath上の点におけるvelocityとみなすことができる.この視点から,本研究ではvelocityとしての作用素エントロピーと対応する量としてaccelerationを導入し,accelerationがvelocityと対応した性質をもつことを示した.2の研究は,伊藤(研究代表者)と連携研究者の渡邉雅之氏,遠山宏明氏,伊佐浩史氏,研究協力者の亀井栄三郎氏との共同研究により行われ,この結果をまとめた論文は論文雑誌に掲載予定となっている.これらの研究成果について,国内での学会,研究集会において計7件の口頭発表を行った.本研究では,具体的な研究項目として次の3点を掲げている.1.作用素平均と関連した新たな作用素不等式の開発,2.作用素エントロピーの性質についての研究,3.量子情報理論の作用素論的基礎付け.平成28年度に得られた「power difference meanをHeron meanで評価する不等式」は主に1に関する成果であり,「作用素のaccelerationの性質」は主に2,3に関する成果である.よって,平成28年度は3点の研究項目全てに関する成果が得られており,その意味で,本研究はおおむね順調に進展していると考えられる.本研究では,ヒルベルト空間上の有界線形作用素を扱う.その中でも,特に作用素不等式や作用素平均に関する研究,それらの応用としての量子情報理論に関する研究を行っている.平成29年度に実施した本研究の成果として,以下の3つの新たな成果を得ることができた.1.昨年度の研究で得たpowerdifference meanのHeron meanによる評価と関連して,2つの実数あるいは作用素の平均であるLehmer meanをHeron meanで評価する不等式を得ることができた.