hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
マイクロウェルによる微小分割を用いた細胞単離に基づく一細胞PCR用ディスクの開発

診療現場での癌など各種疾患の早期診断を目指して、既存の大型で高価なセルソーターを利用せず、小型化が容易な遠心力による送液と簡便な微小分割による細胞単離を組み合わせ、正常細胞群に僅かに混在する病変細胞を高感度に検出可能な一細胞PCR用ディスクの開発を行った。ヒトTリンパ腫細胞を対象としたリアルタイムPCR法を用いて、開発したディスク上で細胞単離後、そのままマイクロウェル中でPCRすることにより、個々のマイクロウェルの蛍光強度変化から標的遺伝子を有する細胞数を定量可能とした。微小分割を用いた細胞単離の条件検討のため、ディスク中央から外周部に向かってジグザグ状に形成した微小流路に沿って、400μm幅、300μm深さのマイクロウェルを約2,700個、周期的に外周側に配置させた構造のマイクロウェルアレイを作製した。微小分割において細胞を単離する場合、その分配はポアソン分布に従うため、細胞懸濁液に含まれる細胞が全てのウェルに均等に分配されるためには、微小流路の上流と下流にて細胞の濃度が一定でなければならない。そのため、マイクロウェルの形状を楕円形状とすることにより、上流から下流まで細胞がスムーズに流れることにより、上流側で細胞が過剰にトラップされず、一定の密度で流路出口まで流れる細胞単離に最適なデザインを実現した。これにより、大腸菌やサルモネラ菌について、遠心制御のみで多数の細胞を同時に単離出来ることを顕微鏡観察により確認するとともに、その分布がポアソン分布に従うことを確認した。また、ディスクの材質の検討を図り、シリコン/ガラス系と樹脂系の2種類のディスクを開発し、比較検討を行ったところ、樹脂系材料を利用した場合には、物理的吸着やぬれ性に依存する溶液の残存が確認され、細胞単離に利用するには改良が必要であることが判明した。また、細胞単離の処理能力向上のため、サイズを拡張し集積度を上げたディスクのデザインについての見通しを得た。本研究では、診療現場での癌など各種疾患の早期診断を目指して、既存の大型で高価なセルソーターを利用せず、小型化が容易な遠心力による送液と簡便な微小分割による細胞単離を組み合わせ、正常細胞群に僅かに混在する病変細胞を高感度に検出可能な一細胞PCR用ディスクの開発を目的とする。平成22年度において最適化した流路デザインに基づき樹脂製のディスクの開発を行ったが、試料成分の流路表面への吸着により、PCRが阻害されることが判明していた。そこで、本年度は流路表面への試料の吸着抑制の方法の検討を進めた。その結果、タンパクを用いたコーティング技術を新たに開発することにより、PCRを阻害する非特異吸着を抑制し、樹脂製流路においてもPCRが可能となることを実現した。また、PCRのための各ウェルのサイズを微小化していった場合、50pL以下のレベルまで微小化すると界面効果の影響によりPCRが困難となるが、それ以上のボリュームであれば、今回の新規コーティング技術により問題なくPCR可能であることが確認された。これにより、樹脂製PCR用ディスクを用いて、in situ PCR用サーマルサイクラーによりリアルタイムPCRを行った場合、遺伝子増幅に伴う蛍光増加を確認した。診療現場での癌など各種疾患の早期診断を目指して、既存の大型で高価なセルソーターを利用せず、小型化が容易な遠心力による送液と簡便な微小分割による細胞単離を組み合わせ、正常細胞群に僅かに混在する病変細胞高感度に検出可能な一細胞PCR用ディスクの開発を行った。昨年度までの成果として、微小流路により全てのマイクロウェルを連結し、逐次、細胞懸濁液を分配していく構造を用いて、特に最後の1滴までとなる極微量の溶液量であっても送液可能な遠心力を利用することにより、試料中に含まれる細胞を高い収率で単離できるディスク型のマイクロデバイスを開発していた。そこで本年度は、個々に単離された細胞のアッセイには、変異配列等の標的遺伝子を高い選択性で検出できるリアルタイムPCR法を利用することとし、開発するディスク上で単離後、そのままマイクロウェル中でPCRすることで、個々のマイクロウェルの蛍光強度変化から標的遺伝子を有する細胞を定量可能とした。具体的には、ヒトTリンパ腫細胞であるJurkat cellの遺伝子を標的とし、リアルタイムPCRによる蛍光強度変化を、蛍光顕微鏡や蛍光イメージスキャナーにより計測することで、PCRにより18S rDNAを増幅できることを確認した。さらに、マイクロウェル集積化ディスク上で単離された細胞数と、リアルタイムPCR後の蛍光増幅したマイクロウェル数が同じポアソン分布に従うことを確認し、単一細胞からPCRされたことが明らかとなり、研究成果を国際誌に1件報告した。申請書および本年度当初計画に記載した内容通りの成果を達成し、概ね順調に進展している。24年度が最終年度であるため、記入しない。研究計画通り、ヒトTリンパ腫細胞であるJurkat cellの遺伝子を標的としたリアルタイムPCRにより、単一細胞からのPCRについて検証を行う。また、これまでに開発した成果の発表に努める。
乳癌における3β-HSD Type1発現の臨床的意義の解析

乳癌におけるHSD3B1発現の臨床的意義に関しては未だ十分に解析されておらず,今回の解析を行った.未治療の乳癌161検体を用いHSD3B1発現を免疫染色法にて評価,各種臨床病理学的因および予後との関連につき解析した.HSD3B1高発現群は低発現群と比較し,有意に若年傾向,腫瘍浸潤径が小さい,非浸潤癌が多い,リンパ管侵襲陰性例が多いなどの特徴を認めた.予後の解析ではHSD3B1高発現群は低発現群と比較して有意に良好で,多変量解析においてもHSD3B1発現は独立した予後因子であった.HSD3B1が乳癌における予後因子であることが初めて見いだされたのは大変興味深い.乳癌におけるHSD3B1発現の臨床的意義に関しては未だ十分に解析されておらず,今回の解析を行った.【方法】未治療の乳癌161検体を用いHSD3B1発現を免疫染色法にて評価,各種臨床病理学的因子(年齢,閉経状況,組織型,腫瘍浸潤径,リンパ管侵襲,リンパ節転移,組織学的悪性度,ER,PgR,HER2過剰発現)および予後(無再発生存率:DSF,疾患特異的生存率:DSS)との関連につき解析した.【結果】HSD3B1はER陽性例において有意に高発現である一方HER2過剰発現の有無では差を認めなかった.以降ER陽性乳癌130例に限った解析結果を示す.HSD3B1高発現群は低発現群と比較し,有意に若年傾向,腫瘍浸潤径が小さい,非浸潤癌が多い,リンパ管侵襲陰性例が多いなどの特徴を認めた(p<0.05).予後の解析ではHSD3B1高発現群は低発現群と比較してDFS,DSSいずれも有意に良好(DFS:p<0.01,DSS:p<0.01:Log rank検定)で,多変量解析においてもHSD3B1発現はDFS,DSS両者において独立した予後因子であった(DFS:p<0.05,RR=0.34,DSS:p<0.05, RR=0.09:Cox比例ハザード回帰).AI単独による術後補助療法がおこなわれた症例(n=44)に限った解析でもHSD3B1高発現群は有意にDFSが良好であった.【考察】AI耐性メカニズムに関与する分子の候補として注目したHSD3B1は少なくとも未治療の乳癌においては腫瘍抑制的に働いていることが示唆され,とりわけHSD3B1が乳癌における予後因子であることが初めて見いだされたのは大変興味深い.乳癌におけるHSD3B1発現の臨床的意義に関しては未だ十分に解析されておらず,今回の解析を行った.未治療の乳癌161検体を用いHSD3B1発現を免疫染色法にて評価,各種臨床病理学的因子(年齢,閉経状況,組織型,腫瘍浸潤径,リンパ管侵襲,リンパ節転移,組織学的悪性度,ER,PgR,HER2過剰発現)および予後(無再発生存率:DSF,疾患特異的生存率:DSS)との関連につき解析した.HSD3B1はER陽性例において有意に高発現である一方HER2過剰発現の有無では差を認めなかった.以降ER陽性乳癌130例に限った解析結果を示す.HSD3B1高発現群は低発現群と比較し,有意に若年傾向,腫瘍浸潤径が小さい,非浸潤癌が多い,リンパ管侵襲陰性例が多いなどの特徴を認めた(p<0.05).予後の解析ではHSD3B1高発現群は低発現群と比較してDFS,DSSいずれも有意に良好(DFS:p<0.01,DSS:p<0.01:Log rank検定)で,多変量解析においてもHSD3B1発現はDFS,DSS両者において独立した予後因子であった(DFS:p<0.05,RR=0.34,DSS:p<0.05, RR=0.09:Cox比例ハザード回帰).AI単独による術後補助療法がおこなわれた症例(n=44)に限った解析でもHSD3B1高発現群は有意にDFSが良好であった.AI耐性メカニズムに関与する分子の候補として注目したHSD3B1は少なくとも未治療の乳癌においては腫瘍抑制的に働いていることが示唆され,とりわけHSD3B1が乳癌における予後因子であることが初めて見いだされたのは大変興味深い.昨年度までに上述の解析をすべて終えており、本年度は研究成果を論文にまとめ報告した(Inpress)。乳癌におけるHSD3B1発現の臨床的意義に関しては未だ十分に解析されておらず,今回の解析を行った.未治療の乳癌161検体を用いHSD3B1発現を免疫染色法にて評価,各種臨床病理学的因および予後との関連につき解析した.HSD3B1高発現群は低発現群と比較し,有意に若年傾向,腫瘍浸潤径が小さい,非浸潤癌が多い,リンパ管侵襲陰性例が多いなどの特徴を認めた.予後の解析ではHSD3B1高発現群は低発現群と比較して有意に良好で,多変量解析においてもHSD3B1発現は独立した予後因子であった.HSD3B1が乳癌における予後因子であることが初めて見いだされたのは大変興味深い.予想以上に実験及び解析に割く時間が十分にとれたことで、当初の計画以上に進展している。癌の分子生物学来年度は本年度の研究成果を学会等で報告すると同時に論文として発表することを予定している。今後下記の点に関して研究を継続していきたい。

当初3β-HSD type 1をAI耐性メカニズムの候補の一つとして注目したが、今回の解析の結果少なくとも3β-HSD type 1はAI耐性マーカーとしては機能しておらず、かえって予後良好を示す因子であった。我々の過去の報告と、本研究の結果からは、未治療の乳癌と、AI耐性乳癌においてはそのホルモン環境の違いから3β-HSD type 1の果たす役割が異なっていると推測される。この点について今後さらに考察を行った上、今後の具体的なる研究計画を立てて行きたい。当初の計画よりも安価に研究を遂行できたため、次年度使用額が生じた。次年度使用額は平成27年度請求額に合わせて学会発表参加費、旅費、論文の英文校正や投稿費用に充てる。
放射線内部被ばくによる甲状腺がんの発症機構の解明

当初の研究計画に沿い、「放射線被ばくで生じたRET/PTCは内部被ばくの場合、継続的な被ばくにより活性酸素種(以下ROS)産生・レドックス反応が持続し、RET/PTCがさらに持続的に活性化される」という仮説を証明するために行った実験において、CHO細胞へのRET/PTC1遺伝子導入は成功し、CHO/RET PTC1細胞を作製することができた。しかし紫外線照射またはX線照射によるCHO/RET PTC1細胞の異常活性化については様々な検討を行ったが確認されず、この実験系を終了した。改めて、放射線照射がより持続的に、さらに多くのROSを産生する可能性がある動物を検討した結果、オートファジー不全マウス(甲状腺特異的ATG5ノックアウトマウス)を用いることとした。オートファジーを不全にすることで放射線照射により機能障害を起こしたミトコンドリアが細胞内で分解されず、高いROS産生を維持する。やがて持続的なROS産生がDNA損傷を起こし、結果としてゲノム不安定化に至ると考えた。胎生期から甲状腺特異的にオートファジーが不全となった生後12ヶ月のAtg5TPO-KOマウス(以下KO)では、コントロールと比較して濾胞細胞内に変性タンパクの蓄積がみられた。さらに、分解されないまま残った不良ミトコンドリアからのROSによると考えられるDNAの酸化損傷(8-OHdG)および二重鎖切断も増加した。これらの結果から生体内でのROSの持続的な産生とDNA損傷との関連を証明できた。現在、KOマウスに放射線外照射し、さらに高いROS産生が持続された状態での甲状腺機能および発がん頻度を観察する予定である。さらに放射線照射によりROSの発生源となるミトコンドリアの機能低下や染色体の異常がどの程度増加するか、初代培養を行い検討する。「放射線被ばくで生じたRET/PTCは内部被ばくの場合、継続的な被ばくによりROS産生・レドックス反応が持続し、RET/PTCがさらに持続的に活性化される」という仮説の証明本研究で用いる予定であったPCCL3細胞(ラット正常甲状腺細胞)よりも増殖が早く実験の効率がよいCHO(Chinese Hamster Ovary)細胞にレンチウイルスを用いてRET/PTC1遺伝子導入を試みたが上手くいかず、その後レトロウイルスに切り替えクローニング方法もIn-fusion法に変更した。この方法で遺伝子導入した細胞をG418(ネオマイシン)でセレクションを行い、ウエスタンブロットにてV5 tagの発現を確認できたことからRET/PTC1遺伝子導入完了とみなし、これをCHO/RETPTC1細胞とした。(2)放射線照射によるRET/PTC1の異常活性化の確認以前の報告でRET/PTC1の活性化を誘導した紫外線(UV)200J/cm2照射またはX線10Gy照射でCHO/RETPTC1細胞が異常活性化を起こすか否かを下流のMAPKの発現により確認した。基礎検討の結果としてCHO細胞へのUVあるいはX線照射60分後、p-ERKの発現の増加を認めたもののp-p38、p-JNKについては抗体の反応性の問題からか検出が不可能であったためCHO細胞を用いた検討を断念し、H-Tori(ヒト正常甲状腺)細胞を用いることにした。基礎検討の結果ではH-Tori細胞へのUVあるいはX線照射10分後、p-p38の発現の増加を認めた。遺伝子導入に用いるウイルスの選定やクローニング法の検討に時間を要したためCHO/RET PTC1細胞の作製完了までに遅れが生じた。また、基礎検討に用いた細胞の変更による遅れも大きい。さらに作製したCHO/RET PTC1細胞を用いた実験ではウエスタンブロットにおいていくつかの抗体の反応性の問題から検出が不可能であったために、細胞を変更して実験をやり直す結果となり、遅れが生じた。「放射線被ばくで生じたRET/PTCは内部被ばくの場合、継続的な被ばくによりROS産生・レドックス反応が持続し、RET/PTCがさらに持続的に活性化される」という仮説を証明するために行った実験において、CHO細胞へのRET/PTC1遺伝子導入は成功し、CHO/RET PTC1細胞を作製することが出来た。しかし紫外線照射またはX線照射によるCHO/RET PTC1細胞の異常活性化については確認されなかった。次に放射線照射により持続的に、さらに多くのROSを産生する可能性がある細胞および動物を検討した結果、オートファジー不全マウス(ATG5ノックアウトマウス)が考えられた。オートファジーを不全にすることで放射線照射により機能障害を起こしたミトコンドリアが細胞内で分解されず、ROSを通常よりも多く持続的に産生すると推測される。やがて高いROS産生を持続させることにより通常よりも多くのDNA損傷をひき起こし、結果としてゲノム不安定化、さらに癌化に至る可能性がある。このマウスを用いることで当初の目的であった放射線被ばくによる甲状腺がんの発症機構の解明に寄与できると考えられる。ATG5は全身でノックアウトすると生後早期に死亡してしまうため甲状腺特異的にATG5をノックアウトしたマウス(ATG5flox/flox;TPO-Cre)を作製し、実験に用いる。マウス作製後は今後の研究の推進方策に記したように基礎検討を行う。紫外線照射またはX線照射によりCHO/RETPTC1細胞の異常活性化の確認に時間を費やした。具体的には紫外線やX線の線量、細胞株の変更、ウエスタンブロットの実験条件や使用する抗体の変更などを行い繰り返し検討したため、そのための時間を要した。さらに現在の実験系に続く新たな実験系を検討することとなり、研究の遂行に遅れが生じた。

当初の研究計画に沿い、「放射線被ばくで生じたRET/PTCは内部被ばくの場合、継続的な被ばくにより活性酸素種(以下ROS)産生・レドックス反応が持続し、RET/PTCがさらに持続的に活性化される」という仮説を証明するために行った実験において、CHO細胞へのRET/PTC1遺伝子導入は成功し、CHO/RET PTC1細胞を作製することができた。しかし紫外線照射またはX線照射によるCHO/RET PTC1細胞の異常活性化については様々な検討を行ったが確認されず、この実験系を終了した。改めて、放射線照射がより持続的に、さらに多くのROSを産生する可能性がある動物を検討した結果、オートファジー不全マウス(甲状腺特異的ATG5ノックアウトマウス)を用いることとした。オートファジーを不全にすることで放射線照射により機能障害を起こしたミトコンドリアが細胞内で分解されず、高いROS産生を維持する。やがて持続的なROS産生がDNA損傷を起こし、結果としてゲノム不安定化に至ると考えた。胎生期から甲状腺特異的にオートファジーが不全となった生後12ヶ月のAtg5TPO-KOマウス(以下KO)では、コントロールと比較して濾胞細胞内に変性タンパクの蓄積がみられた。さらに、分解されないまま残った不良ミトコンドリアからのROSによると考えられるDNAの酸化損傷(8-OHdG)および二重鎖切断も増加した。これらの結果から生体内でのROSの持続的な産生とDNA損傷との関連を証明できた。現在、KOマウスに放射線外照射し、さらに高いROS産生が持続された状態での甲状腺機能および発がん頻度を観察する予定である。さらに放射線照射によりROSの発生源となるミトコンドリアの機能低下や染色体の異常がどの程度増加するか、初代培養を行い検討する。現在とCHO/RET PTC1細胞作製した際と同様の方法でH-Tori細胞へのRET/PTC1遺伝子の導入に着手している。今後はH-Tori/RETPTC1細胞を確立し、放射線内・外照射によるRET/PTC1のさらなる活性化を証明していきたい。また初年度の実験計画に大幅な遅れが生じたため、今後はin vitroの実験に的を絞って検討を行う予定である。放射線誘発性の甲状腺がん発症機構については不明な点が多い。我々は以前にin vitroのモデルを構築し、甲状腺の内部被ばく・外部被ばくの両方において被ばく時だけでなく被ばく後にも持続的で高いROS産生が起こり、この被ばく後のROSにより生じたDNA損傷や修復されずに残った染色体の異常が示された。この値はむしろ被ばく時の放射線自体の直接作用や瞬間的に生じたROSによる間接作用よりも高かった。実際に正常ラット甲状腺に外部被ばくさせた実験では、18ヶ月後に腫瘍が形成された。オートファジーの不全はROS産生が恒常的に起こることが考えられ、がんの形成や進展を加速させる可能性がある。今後は、胎生期から、あるいは生後から甲状腺特異的にオートファジー不全を起こしたマウスに放射線外照射を行い、甲状腺を経時的に解析することで細胞内のROS産生の増加が甲状腺の発がんに関与するかを解明することができる。
近世瀬戸内地域における遍歴職人の研究

(1)遍歴職人の一つ船大工について、拠点的地域だった倉橋島を素材に分析した。そのさい職人それだけをみるのではなく、造船業の資材の獲得から需要地にいたる一連の過程のなかに位置づける方法を提唱した。そしてとくに瀬戸内海地域にあっては船市や船入札とよばれる独自な販売ルートがあり、それとの関係で造船業の、市場も存在していたことに、地域的な特質をみいだした。(2)また一定の範囲を移動するという意味では遍歴職人と共通するはずの日用存在について、武家奉公としての需要から検討した。直接分析対象とした徳山藩にあっては武家奉公人市場の枯渇から、18世紀末に領内からの徴発に踏み切った。しかし都市域での雇用と競合してしまい、わずかな期間でこの政策は破綻してしまった。この一連の経緯から日用存在の展開のあり方を考察した。(3)さらに近年提唱されている身分的周縁論の研究史上の位置づけを考察する論考も発表した。80年代の身分論からの発展として身分的周縁論が90年代半ば以降提唱されているが、それは単に周縁的な存在への注目を喚起するにとどまらないで、近世社会全体をとらえる方法的な提言となっていることを述べた。(1)本年度は、史料収集を中心に行った。主な収集先は、(1)大阪商業大学・大阪市立図書館等に架蔵されている近世大坂の経済史関係史料、(2)岡山大学池田家文庫より岡山藩域の史料、(3)対馬宗家文書、などである。(2)そのなかで、大坂から瀬戸内海を経て対馬に向かう上方抱え下し者関係の史料をまとめて収集することができた。瀬戸内海が大坂と九州地区とを媒介する動脈の役割を果たしていたことが労働力の移動を通しても確認でき、とくに大坂の都市下層社会を遠隔地の労働市場と結びつけていたことは注目される。従来これは近世初頭の問題として捉えられてきたが、少なくとも18世紀半ばまで広汎に存在が確認できるのである。(3)またそうした移動の核となるのは、近世にあってはやはり大坂だった。その意味で大坂の都市下層社会の分析も不可欠な課題として浮上してきた。当面は日用存在としての仲仕の史料を収集しつつある。(4)こうして1年間の史料収集活動のなかから、近世の「遍歴職人」を分析するうええで、あれこれの事例を並べ立てるだけではなく、一定の視角を持つことの重要性が次第に浮き彫りになってきた。それは第一に瀬戸内海だけで完結するのではなく、大坂を核に九州地方まで含んだ、西日本一帯の問題として構造的に把握する必要、第二に職人だけにとどまらないで、日用存在も含めて意味づけを考察すべきこと、この2点であり、こうした観点から14年度は分析を進めてゆきたい。
国際標準ＳＮＰシステムの構築に基づくアジア在来家畜集団の遺伝的多様性解析と保全策

本課題では、国際標準となりうるSNPシステムをウシ、ブタ、ニワトリおよびヤギにおいて構築し、アジア在来家畜に対する遺伝的多様性解析を目的とした。最終的に、ウシでは121SNP、ブタでは101SNP、ニワトリでは76SNP、ヤギでは58SNPからなるSNPシステムを構築した。このSNPシステムを用いてアジア在来4家畜種の遺伝的多様性解析を行った結果、品種や地域分岐、遺伝的混在程度を明らかにし、アジア在来家畜の遺伝的多様性維持には、本研究で示したような遺伝的指標を用いて評価される地域・希少系統を保持することが重要であるとの結論を得た。アジアの在来家畜は近代品種の系譜や基盤的遺伝特性などを理解するために重要な上、多様な遺伝的背景からその評価と保全は急務である。本課題では、遺伝的多様性解析に恒久的な利用が可能で国際標準となる汎用性の高いSNPシステムをウシ、ブタ、ニワトリにおいて構築し、このSNPシステムを用いることにより、数十力国のアジア在来家畜に対し集団内外の遺伝的多様性解析を行い、地域家畜集団相互間の遺伝的分化と類縁関係、遺伝的構造を明らかにすることを目的とする。ウシにおける国際的な遺伝的多様性分析に適するSNPの選出:予定通り、アジア在来牛および近縁野生種の個体に対してウシ50K SNPアレイ分析の情報を得た。遺伝子頻度が0.10.5であり、連鎖がない(>10Mbp)SNP候補として約300のSNPを選出した。これらはアジア在来家畜集団において適度な遺伝子頻度を有するSNPを選出した。ブタにおける国際的な遺伝的多様性分析に適するSNPの選出:各国の約20の地域から代表的なアジア在来豚およびイノシシに対するブタ60K SNPアレイ分析の情報を得た。その中で遺伝子頻度が0.10.5であり、連鎖がないSNPを約300選出した。ニワトリにおける国際的な遺伝的多様性分析に適するSNPの選出:各国の約20の地域からニワトリの野生種である赤色野鶏とアジア在来鶏の個体に対するニワトリ50K SNPアレイ分析情報を得た。その中で遺伝子頻度が0.10.5であり、連鎖がない(>3Mbp)SNPを約300選出した。選出したSNPによる国際標準SNPシステムの構築:各家畜から選出したSNPの検出法としてDigiTag2法を適用した。DigiTag2法では、効率よく検出できるSNPを選択する必要があり、不適切SNPを除外したSNPパネルを検討し、ウシ、ブタ、ニワトリともに96 SNPによるシステムの構築を進めている。本課題では、遺伝的多様性解析に恒久的な利用が可能で国際標準となる汎用性の高いSNPシステムをウシ、ブタ、ニワトリおよびヤギにおいて構築し、アジア在来家畜に対する遺伝的多様性解析を目的とした。ウシ、ブタ、ニワトリに対して、候補SNPを検討した結果、ウシでは192 SNP、ブタでは177 SNP、ニワトリでは96 SNPによる基本システムの構築に成功した。さらに遺伝子頻度や検出精度を検討した結果、ウシでは121SNP、ブタでは101SNP、ニワトリでは76SNPが解析に適したSNPであることを示した。加えてゲノム情報が明らかでないヤギにおいても、58の候補SNPを選出した。構築したSNPパネルを用い、これらアジア在来家畜に対する解析を実施した。本SNPパネルを用いた解析から明らかとなった代表的な結果を以下に示す。1)北方系牛はインド系牛と比較して遺伝的多様性が高い。2)北方系牛とインド系牛の分岐、和牛品種の遺伝的位置関係、東南アジア在来牛における遺伝的斉一性。3)地域在来ウシの遺伝的混在や地域分化の推定。4)ニホンイノシシと各ブタ集団の独立した遺伝的類縁関係。5)欧米系集団とアジア系集団は遺伝的分岐。6)セキショクヤケイ、ブロイラー、薩摩鶏、ロードアイランドレッドで遺伝的多様性が高く、アローカナ、インギー鶏、レイヤーでは低く評価され、集団の近親交配。7)品種・集団の遺伝的類縁関係を明らかにし、セキショクヤケイとの遺伝的関係や選抜による効果による遺伝的分岐。8)アジア在来ヤギの遺伝情報と遺伝構造の示唆。これらの結果から、ウシ、ブタ、ニワトリ、ヤギのアジア在来家畜の品種や地域分岐、遺伝的混在程度を明らかにすることができた。アジア在来家畜全体における遺伝的多様性維持のためには、本研究で示した遺伝的指標を用いて評価される地域系統や希少系統を保持することが重要であるとの結論を得た。これまでにウシ、ブタ、ニワトリに対する国際的な遺伝的多様性分析に適するSNPを約300選出した。これらのSNPは遺伝子頻度が0.10.5であり、連鎖がないSNP候補であった。これらの候補からDigiTag2法で効率よく検出でき不適切SNPを除外した結果、ウシ、ブタ、ニワトリともに96 SNPによる基本システムの構築に成功した。

ウシは特に重要家畜種であり、閉鎖集団であり近交度の高い我国の黒毛和種に対しても十分な遺伝的多様性の情報が得られるようセカンドシステムの構築も試みた。上記候補96SNPに加え、これらSNPと連鎖の少ないSNPを選出した。DigiTag2法による遺伝子型判定の結果、最終的に128SNPが有用なSNPであることが明らかとなった。平均マーカー間距離25.45Mbp、最小マーカー間距離9.29Mbpであった。この多様性評価用SNPマーカーパネルの有効度を検証するためにBos taurus、Bos indicus各24個体に対して遺伝子型判定を行い、各SNPの遺伝子型頻度及び遺伝子頻度、マイナーアリル頻度(MAF)を算出した。128SNPのMAFの範囲は0.0100.500であり、そのうち70 SNPが0.300以上のMAFを有していた。研究実施計画どおり、ウシ、ブタ、ニワトリともに約300の候補SNPの選出に成功している。また、この選出SNPに対してDigiTag2法を適用したシステム構築も順調に進んでいる。25年度が最終年度であるため、記入しない。予定通りウシ、ブタ、ニワトリのすべての家畜種に対して国際的な遺伝的多様性分析に資する96SNPによる基本システムの構築に成功している。これらの各SNPは概ね遺伝子頻度が0.10.5であり、かつ連鎖がないSNPであることから遺伝的多様性解析に有用なSNPであることも明らかにしている。これに加え、ウシでは遺伝的多様性が低いと思われる我国の黒毛和種に対しても十分な遺伝情報が得られるようにセカンドシステムの構築も試みている。その結果、192SNPに対して検討を行い、最終的に128SNPが有用なSNPであることも明らかにしている。この2つのSNPシステムを用いてBos taurusおよびBos indicusに対する遺伝子型判定も行い、有効なSNPを検討するとともに、各SNPの遺伝情報を構築し一連の遺伝的類縁関係などの解析なども行っている。これらの結果に加え、ウシでは重要形質に関連するSNP多型のシステムへの導入も検討した。特にウシの不良形質7遺伝子に着目して検討したところ、これらの遺伝子型判定が本システム上で十分機能することを明らかにした。このように計画に沿って研究は滞りなく進捗しており、順調に進展していると判断した。継続してSNPシステムの構築を試み、第一次96 SNPシステムを用いた解析を進める。また、家畜の重要形質に関連するSNPの選出を行い、システムに取り入れることが可能か検討する。これは各家畜種に対して、現在・将来的な遺伝的多様性の理解・保持に有効であると考えられる遺伝子多型を選出する。さらに、構築が完成したウシ、ブタ、ニワトリのSNPシステムを用いて実際のアジア在来牛集団に対するSNP解析を試みる。ウシ、ブタ、ニワトリのそれぞれに対し、近縁野生種を含む約20力国の地域集団から各30個体、合計600個体のDNA試料に対しDigiTag2法によるSNP解析を行う。平成24年度までに、国際的な遺伝的多様性分析に適するウシ、ブタ、ニワトリのSNP選出に成功した。
画像処理を用いた固液混相流の流動解析

1.研究目的:固体粒子の水力輸送システムを設計する場合、輸送動力の算定は主として圧力損失を基に行われるが、これは粒子挙動と密接な関係がある。従って、粒子挙動の詳細な検討は安全なシステムを設計するためにも不可欠なものである。本研究は、画像処理を用いて大量のデ-タを収集処理し、これらの結果を基に固液混相流の流動解析を行うことを目的としたものである。2.研究計画:上述の研究目的を達成するために、以下の研究計画を立て実施した。1)ガラスビ-ズを用いて流送実験を行い、締切法により濃度分布を実測するとともに、画像処理により濃度分布の推定を行い、両者を比較する。2)トレ-サ-粒子を用いた流送実験を行い、画像処理により粒子の挙動の解析を行う。3)正確な圧力損失の推定に資するため、空気が混入した場合の圧力損失の測定を行う。3.研究成果:1)撮影された画像は二次元であるので、粒子の重なりを評価するために、粒子を0から12個重ねた状態をビデオ撮影し、この画像を解析することにより、n値化を行う際のしきい値を決定した。この値を用いて画像処理により濃度分布を推定した結果、推定値は実測値とよい一致を示すことが確かめられた。2)トレ-サ-粒子の挙動解析を行った結果、跳躍高さの確率密度関数は2つのピ-クを有し、これらはそれぞれ転動および跳躍粒子の軌跡に対応していることが分った。3)跳躍粒子の運動をモデル化し、粒子挙動のシミュレ-ションを行った結果、シミュレ-ション軌跡から得られる跳躍距離および跳躍高さの確率密度関数は、実験結果とほぼ一致することが確かめられた。4)空気が混入した場合の圧力損失を測定した結果、臨界速度付近の流速では圧力損失の低減が見られること、および圧力損失は分離流モデルでほぼ説明されることを示し得た。1.研究目的:固体粒子の水力輸送システムを設計する場合、輸送動力の算定は主として圧力損失を基に行われるが、この圧力損失と粒子挙動とは密接な関係がある。本研究は画像処理を用いて、撮影されたビデオ画像から粒子挙動に関する大量のデ-タを収集し、これにより固液混相流の流動を解析することを目的としている。2.研究計画:上記の目的を達成するために、本年度は下記の研究計画のもとで検討を行った。(1)管内の流動状態をビデオ撮影するため、透明アクリル管を用いて供試管を作製する。(2)ガラスビ-ズを用いて流送実験を行い、流動状態のビデオ撮影を行うとともに、締切法により固体粒子の濃度分布を測定する。(3)画像処理により、固体粒子の濃度分布の推定を行い、実験値と比較検討する。(4)移動計測ソフトウェアにより粒子速度を計測し、確率密度関数を求める。3.研究成果:画像処理により濃度分布の推定を行う場合、得られる画像は二次元であるので、奥行き方向の粒子の重なりを定量的に評価する必要がある。ガラスビ-ズを0から12個重ねた状態をビデオ撮影し、この画像を解析することにより、n値化を行う際の各重なりに対する最適しきい値を得た。次にこのしきい値を用いて、撮影されたビデオ画像をn値化し、奥行き方向の粒子の重なりの個数を考慮することにより、固体粒子の管内濃度分布の推定を行った。推定された濃度分布と実験により得られた濃度分布の比較検討を行った結果、両者はほぼ一致することから、画像処理の有効性が確かめられた。

また、移動計測ソフトウェアを用いて摺動層流れにおける粒子速度の確率密度関数を求めた結果、分布形状は非対称となり、平均値よりも高速度側に分布のピ-クが現れることが確かめられた。1.研究目的:固体粒子の水力輸送システムを設計する場合、輸送動力の算定は主として圧力損失を基に行われる。この圧力損失は粒子挙動と密接な関係があることから、近年、管内の粒子の挙動を捉えようとする試みが行われている。しかし、これらの解析は統計学的にみて不十分なデ-タ数を基に行われているため、粒子の挙動を情度よく推定するには至っていない。それゆえ、本研究はビデオ画像を処理することにより大量のデ-タを収集し、粒子挙動の解析を行うことを目的としている。2.研究計画:上記の目的を達成するために、本年度は下記の計画を立て実施した。1)管内の平均流速,吐出濃度等を変化させて流送実験を行い、流動状態のビデオ撮影を行う。2)画像処理を用いて粒子の流動軌跡速度ベクトル等を求め、確率論的検討を加える。3)正確な左力損失の推定に資するため、空気が混入した場合の圧力損失の測定を行う。3.研究成果:1)得られた流動軌跡のデ-タから跳躍距離、跳躍高さ、粒子速度等の確率密度関数を求めた結果、以下のことが明らかになった。すなわち、跳躍距離および跳躍高さについては、低流速域では2つのピ-クが見られたが、これらはそれぞれ転動および跳躍粒子の軌跡に対応していることが分かった。粒子速度の分布は、正規分布でほぼ近似し得ることが分った。2)跳躍粒子の運動をモデル化し、粒子間衝突機構を組み入れた粒子挙動のシミュレ-ションを行った結果、シミュレ-ション軌跡から得られる跳躍距離、跳躍高さ、粒子速度等の確率密度関数は、実験結果とほぼ一致することが確かめられた。3)搬送流体を非ニュ-トンスラリ-とし、さらに空気が混入した場合の圧力損失について検討した結果、臨界速度付近の流速では圧力損失の低減が見られること、および圧力損失は分離流モデルでほぼ説明されることを示し得た。
知的障害者における主観的QOL及びライフプランの構築に関する研究

主観的QOL評価に関しライフプランに関するアンケート調査票を作成し、調査を行った。対象者は知的障害のある成人143名(平均年齢40.8歳)、特別支援学校高等部生徒132名(平均年齢17.3歳)計276名。生活満足度は「とても満足」「少し満足」が併せて75.1%で、成人群が学生群より高かった。10年後に実現したい希望は貯蓄(28.7%)、恋愛結婚(15.7%)、仕事の充実(14.9%)が上位で、成人群で恋愛結婚、学生群で貯蓄の割合が高かった。実現への自信度は貯蓄、仕事の充実に比べ、恋愛結婚が低い傾向にあった。適応状況と支援状況の関係は、SISとVinelandII適応行動尺度を用い分析した。25年度は文献収集とともに、研究目的3(キャリアプランを含む人生設計に関する調査)を中心に研究を進めた。その一環として、主観的QOLを考える上で就労だけに限定されないキャリア教育の観点が必要と考え、生涯教育プログラム参加した知的障害者を対象に、10年後の自分を想定したライフプランに関するアンケート調査を行い実態把握を試み、日本発達障害支援システム学会第12回研究セミナー(東京学芸大学)において、「知的障害者のライフプランに関する調査(1)ー生涯教育プログラム受講者を対象とした10年後の自身を想定してのアンケート調査からー」の内容で発表した。主な結果として、将来への意見聴取に関して7割近くの者が「聞いてほしい」と回答しており、個別支援計画を策定していく上で改めてPerson-Centered Planning(本人主体の計画)の重要性が認識された。また6割以上が将来への不安を感じており、仕事に関しては加齢による影響が出たとしても働き続けられる多様な雇用形態が必要と考える。また援助者に関しては、複数の信頼できるキーパーソン・機関を持つことが必要と思われる。何故なら、悩み・不安の相談場所(多重回答)に関し、家族・親族が37名(37.0%、全調査対象者での回答割合は86%)と圧倒的で、この結果は家族の結びつきが信頼されている表れともいえるが、親が死亡した場合、他の親族との紐帯は不十分になりがちであること(島田他,2002)から、家族以外の相談対象を作っておくことが大切と思われた。10年後の希望に関しては、上位を占めた3項目中、「お金」「仕事」に関しては7割以上が実現可能性を高く考えているのに対し、1位の「恋愛結婚」は4割弱と低くなっている。同項目はライフキャリアの領域であり、この点からもキャリア教育の再考が必要と考える。研究目的(1)主観的(Subjective)QOL評価尺度の開発:先行研究に関する分析をもとに、データ収集を行う予定であるが未着手。研究目的(2)加齢や生活変化等による変化に関する縦断調査:国立コロニーのぞみの園など研究協力は得られる見込みだが未着手。研究目的(3)キャリアプランを含む人生設計に関する調査:、10年後の自分を想定したライフプランに関するアンケート調査による実態把握、昨年度、データ収集した生涯教育プログラム参加の成人知的障害者のデータに加え、特別支援学校高等部における調査を追加し、その結果を第52回特殊教育学会にて、「知的障害児者のライフキャリアプラン構築に関する研究ー成人知的障害者と特別支援学校高等部生徒を対象にー」、「成人期知的障害者のための公開講座「10年後の自分の夢を実現するために生活領域を考える」の2題で発表した。主な結果としては、現状に関しては満足を感じている者が多い一方で将来への不安を感じている者が多い。また10年後の希望に関しては、上位を占めた3項目中、「お金」「仕事」に関しては7割以上が実現可能性を高く考えているのに対し、1位の「恋愛結婚」は4割弱と低くなっている等の結果が得られた、また成人ー学生間の比較では、「余暇・趣味を楽しめる友達を増やしたい」、「学習しいろいろな知識を深める」は、学生>成人なのに対し「地域のサークル、ボランティアへの参加」、「良い環境に住む」は成人>学生であった。将来のQOL(生活の質)の高い地域生活を実現していくためには、キャリア教育においてワークキャリア(就労面)だけでなく、ライフキャリア(地域生活・余暇面)を重視していくべきことが、今回の調査から推察された。研究目的1:主観的生活の質(Subjective QOL)評価尺度の開発:先行研究、特にR.SchalockのSIL(知的障害のある人の支援尺度)を参考に、知的障害当事者が回答できる質問票を作成中研究目的2:加齢や生活変化等による心身の変化に係る縦断研究、国立コロニーのぞみの園など、12年前に調査を実施した施設で行う予定も未着手、今夏以降収集を検討研究目的3:昨年度に引き続き、特別支援学校高等部の生徒を対象に追加調査を実施、その結果の一部を第53回日本特殊教育学会(東北大学)で発表した。主な内容は、(1)10年後に向けての希望に関し「お金を増やしたい」、「仕事がうまくできるようになりたい」、「良い環境に住みたい」の諸項目は、両群共通して上位だが、成人群において、「恋人・結婚相手がほしい」が圧倒的な第1位を占めている、(2)「余暇・趣味を楽しめる友達を増やしたい」、「学習しいろいろな知識を深める」は、学生>成人なのに対し、「地域のサークル、ボランティアへの参加」、「良い環境に住む」は成人>学生であった(3)成人において第1位であった「恋人・結婚」に関し、希望の高さの割には、実現できると考えている割合は5割程度と低い。

その背景として、学校や家庭における教育の中でかつてはタブー視され、現在も必ずしも肯定的に伝えられない項目であり、それを知的障害当事者が意識している可能性もある等目的1:中高齢知的障害者の生活満足度を中心とした主観的QOL評価尺度の開発、作成、文献研究に加え、特にR.SchalockのSIL(知的障害のある人の支援尺度)を参考に知的障害当事者が回答できる質問票を作成中、いくつかの研究協力先で調査予定目的2:関係施設などと連絡調整し、今夏実施予定、目的3:二度の学会報告と追加データも整ったことを踏まえ、研究誌への投稿論文を執筆中、なお、前年度の報告書に記載した理由に基づき、補助機関延長願を申請し、受理された。研究計画(1)「主観的QOL評価尺度を用いた調査」に関しては、「10年後の自分を想定したライフプランに関するアンケート調査」を前年度に続き調査施設を加えデータ収集を行い、最終結果としてまとめた。対象者は成人群:知的障害のある成人143名(男85・女58)、平均年齢40.8歳(1884歳)、学生群:特別支援学校高等部生徒132名(男93・女39)、平均年齢17.3歳(1518歳)の計276名。諸項目に関し、全体及び成人群VS学生群の比較分析を行った。生活満足度に関し、全体では「とても満足」「少し満足」を併せ75.1%が高い傾向にあり、群間比較ではχ2検定で1%水準の有意差(χ2=8.28,df=3)が認められ、成人群における高満足度の割合が高かった。10年後までに実現したい希望の第1位割合は、全体では「お金」75名(28.7%)、「恋愛結婚」41名(15.7%)、「仕事」39名(14.9%)が上位だった。群間比較では成人群で「恋愛結婚」33名(25%)、学生群で「お金」56名(43.4%)の割合が高く1%水準の有意差(χ2=40.85,df=9)が認められた。研究目的(2)「中高齢知的障害者の適応状況に関する縦断的調査」に関しては、地域移行により、追跡できる対象者が少なかったことから、「適応状態と支援の状況と関係性」に関する横断的調査に切り替え、知的障害のある人の支援尺度(SIS)とvineland-ii適応行動尺度の評定を対象施設に依頼したが、データ回収が若干遅れ分析中である。研究計画(3)「知的障害者のキャリアプランを含む人生設計、自己選択、自己決定の支援に関する調査」に関しては、一部を研究計画(1)の分析に取り入れたものの、独立した形での調査は実施できなかった。文献研究に関しては共同研究者の高橋がまとめたものを含め、最終報告書に反映させる予定である。主観的QOL評価に関しライフプランに関するアンケート調査票を作成し、調査を行った。対象者は知的障害のある成人143名(平均年齢40.8歳)、特別支援学校高等部生徒132名(平均年齢17.3歳)計276名。生活満足度は「とても満足」「少し満足」が併せて75.1%で、成人群が学生群より高かった。10年後に実現したい希望は貯蓄(28.7%)、恋愛結婚(15.7%)、仕事の充実(14.9%)が上位で、成人群で恋愛結婚、学生群で貯蓄の割合が高かった。実現への自信度は貯蓄、仕事の充実に比べ、恋愛結婚が低い傾向にあった。適応状況と支援状況の関係は、SISとVinelandII適応行動尺度を用い分析した。
光ファイバを用いた睡眠時無呼吸症候群センサの研究開発

(1)光ファイバを用いた無侵襲性の睡眠時無呼吸センサによる測定方法の医学的意義確認本SASセンサによってスクリーニングされた被験者と、JR仙台病院健康管理センタ佐藤研所長の協力を頂いて、パルスオキシメータやポリソムノグラフィー(PSG)検査による測定結果(特にAHI指数)と、本研究で開発したPOFを用いたSASセンサでのAHI測定結果との対比を行った。その結果、本SASはPSGと良い一致を示し、特に低AHI領域での対応が極めて良いことが判明した。(2)本センサによる家庭での一次スクリーニングの有効性検証BMIが25以上(太り気味)の中高年のモニターの方に、本研究で開発したPOFを用いたSASセンサでの就寝時測定を自宅で行ってもらい、睡眠時無呼吸症候群の家庭での一次スクリーニングの有効性の検証を行った。本研究で開発したPOFを用いたSASセンサでAHIが5以上と判定された被験者4名には、JR仙台病院の健康管理センタで、佐藤研医師の研究協力のもとパルスオキシメータやポリソムノグラフィー検査による確定診断を行なって頂いた。その際に本光ファイバ型SASセンサとの同時測定も行い、閉塞性、中枢性,混合型の各SASが良く判別できることが実証された。(3)本センサによるSASのスクリーニングの有効性についての啓蒙上記の結果を医学会(第62回日本交通医学会総会、第49回日本人間ドック学会学術大会)等で佐藤研医学博士と共に連名で学会発表を行い、臨床的立場からの専門家のご意見を伺った。また、9^<th> World Congress on Sleep Apneaという睡眠時無呼吸症の国際会議で論文発表を行い、多くのSASの専門医に本光ファイバ型SASセンサのスクリーニングの有効性をアピールした。光ファイバを用いた睡眠時無呼吸症候群センサ試作1号機を完成(1)プラスチック光ファイバの中で市販品であるエスカ(CK-10、CK-20、CK-30、CK-40)を購入し、最適な光ファイバ材料として、CK-10を選択した。(2)ファイバシートの感度を確保しながら強度を保証できるSCコネクタ接続コード付きファイバシートを開発した。自由に屈曲し、一定の強度を保証するファイバコードと光コネクタを入射側と出射側に取り付けることが可能となった。(3)測定データ自動解析プログラム及び測定系を完成した。1)SASセンサ測定系:測定系については、医療機関仕様の場合光源のパワーレンジとJR仙台病院佐藤健医師の指導の下、医学的な無呼吸、低呼吸、正常呼吸の定義とを突合せ、SN比から光源の最適化を図り、高感度化に成功した。2)測定データ自動解析プログラム:(有)五用設計の斉藤昭仁社長並びに辻村博グループリーダの研究協力を得て、POF解析装置・設計・試作を行った。光センサ(数機種)を制御し、0.1秒程度間隔の計測値を表示及びコンピュータのファイルに保存機能と、通常呼吸、無呼吸及び低呼吸等の区間・回数等を解析を実現した。計測値は0.1秒程度(光パワーメータの機種に依存)の間隔でコンピュータに取り込み、取り込み間隔及び時間(最大12時間)は指定可能で、取り込んだ計測値は,時間軸方向、数値方向それぞれに拡大・縮小表示が可能。コンピュータのメモリに格納された計測値は、a.計測値の平滑化、b.通常呼吸/寝返りの検索、c.低呼吸の検索、d.無呼吸/離床の検索の手順にて、1秒以内で7時間の睡眠データが解析可能である。得られた解析結果は、コンピュータ画面に表示され、各低呼吸、無呼吸、寝返り等のグラフィック表示を画面にスクロール表示可能である。
クォークグルーオンプラズマ物性の非摂動的研究

本研究では、クォークグルーオンプラズマの非摂動性に基づく物性を非摂動的な方法を用いて研究した。具体的には、クォークグルーオンプラズマ中における輸送係数、有限運動量メソンスペクトル関数を格子ゲージ計算を用いて研究し、有限温度・密度における保存電荷の三次のモーメントを数学的方法と有効模型を用いて解析し、さらに高エネルギー原子核衝突における反応平面に関する電荷不均衡をアノマリー理論を用いて評価した。1.QCD相転移はゼロバリオン化学ポテンシャルにおいてはクロスオーバーであり、有限化学ポテンシャルにおいて臨界点が存在すると考えられている。そして、その存在を実験的に確認することは、現在の高エネルギー原子核衝突実験における中心的課題の一つとなっている。しかしながら、その事実を確かめるために提案されてきた実験的観測量の多くは臨界点が二次相転移であるという事実を利用したものであり、高エネルギー原子核衝突における有限時間性や終状態相互作用の効果などを無視した議論に基づいてきた。我々は、高エネルギー原子核衝突においてハドロンは一般に運動量の大きいものほど早くフリーズアウトするということと、臨界点は相図上における等エントロピー軌跡のアトラクターとして振舞うという事実を用いて、実験的に臨界点の存在を確かめるための新しい観測量を提案した。2.熱平衡状態におけるずれ粘性および体積粘性は、最近2つのグループにより、格子ゲージ理論を用いてゲージ場のエネルギー運動量テンソルのスペクトル関数の原点における傾きを求めることによって測定が行われたが、そのスペクトル関数の関数形が知られていないことや虚時間量から実時間量への解析接続の困難から、その値には未だに不定性があり、QCDにおけるそれらの値がAdS/CFT対応における強結合極限で期待される値に近いのかどうかという問題には決着がついていない。この問題を回避するため、我々は虚時間格子上で相関関数を計算することなしに直接粘性を計算する方法を考案し、その方法を実際の格子QCD計算に適用するための基礎研究を行った。1.高エネルギー原子核衝突における完全流体計算の成功により、相転移近傍におけるクォークグルーオンプラズマは強結合系であり、その粘性は非常に小さいことが知られるようになった。しかし、これから一歩進んで粘性を考慮した流体計算を相対論的に行う場合、ナビエ・ストークス方程式を単純に相対論化した方程式では不十分であり、イスラエル・ステュワート形式というエネルギー運動量テンソルの緩和を考慮した理論が必要となることが知られている。この理論には粘性をはじめ多くの輸送係数が現れるが、それらの非摂動的な理論的理解は全く手付かずの状態である。我々は、これらの輸送係数のあるものについて、それらの比が虚時間格子ゲージ計算によって解析接続の手続きを経ずに直接計算できることを見出し、さらに、その量を並列スーパーコンピューター上で数値計算を行うための基礎研究を行った。2.高エネルギー原子核衝突においては、さまざまな量の揺らぎが測定されてきた。その多くは、系が臨界終点の近傍を通過すると揺らぎが増大するという予測に基づいて行われてきた。そして、奇数次の揺らぎのモーメントは消えるという仮定に基づき、偶数次のモーメントが主として測定されてきた。我々は、この今までの暗黙の了解に反し、奇数次のモーメント、特に3次のモーメントは一般に消失せず、その符号は相転移の前後で変化するということをモデルに依らずに示した。そして、以前提案された保存量の揺らぎの理論と組み合わせることにより、保存量の奇数次のモーメントの符号は系が高エネルギー原子核衝突において生成された時の相の情報を担っているということを示した。これは、従来の偶数次のモーメントの理論ではその大きさからしか相についての議論が出来なかったのから比べると、格段に揺らぎという観測量の持つ可能性を拡げたものである。本年度には、まず格子ゲージ計算を前年度までに整備した計算コードを用いて行った。クエンチ近似を採用し、作用としてはプラケット作用を使用した。また、交付申請書に記載したように、虚時間方向に十分な数の格子点を確保するため、虚時間方向の格子間隔が空間方向の格子間隔よりも短い非等方格子を用いることにする。有限温度における中間子状態、緩和係数などの物理に対しては、赤外部からの非摂動的な寄与が重要と考えられるので、虚時間方向だけでなく、空間方向の格子サイズも十分に大きく取って計算を行った。実際の研究内容としては、まず相転移温度以上の温度における有限運動量をもったチャーム中間子のスペクトル関数を、最大エントロピー法を用いて求めた。その結果、有限運動量では、擬スカラーチャンネルにおけるスペクトル関数が抑圧される可能性があること、ベクトルチャンネルで可能な縦横二つのスペクトル関数が異なる可能性があることを見出した。さらに、高エネルギー原子核衝突の理解に必要な、相対論的要請を満たす速度の高階の微分を含むIsrael-Stewart形の流体方程式において導入される粘性と緩和時間を結ぶ比例係数を、Prattによって示唆された方法によって格子上でQCDの第一原理から計算することに成功した。

また、高エネルギー原子核衝突において生成される強い磁場のクォーク物質に対する効果が話題となっているが、我々はアノマリーによって誘導された有効相互作用に基づいて計算を行い、この効果によってつくられる反応平面に関する電荷不均衡は非常に小さく、STAR実験で観測されている異常は別の物理あるいは電荷不均衡ではない別の原因に起因するはずであることを議論した。