Anisotropic magnetic responses of topological crystalline superconductors

Majorana Kramers pairs emerged on surfaces of time-reversal-invariant topological crystalline superconductors show the Ising anisotropy to an applied magnetic field. We clarify that crystalline symmetry uniquely determines the direction of the Majorana Ising spin for given irreducible representations of pair potential, deriving constraints to topological invariants. Besides, necessary conditions for nontrivial topological invariants protected by the n-fold rotational symmetry are shown.Comment: Special Issue Topological Crystalline Insulators: Current Progress and Prospect

日常的な関わり方と人と猫の情緒的結びつきに関する研究

　人と動物の関係に関する研究は、人と動物の心的つながりや、動物からの恩恵など今日までに様々行われている。特にコンパニオンアニマルからもたらされる恩恵は人と動物の日常的な関係から生じると考えられている。適切な社会化、人との良い経験、身体的接触は人と動物の関係の基礎であり、人と動物の情緒的つながりである絆の形成に寄与する。社会性の高い犬と比較し、猫は単独行動をする動物であることから、人から自由気ままな動物で、人に対して社交性がないという印象を受けている。しかし、近年人と猫の相互作用に関する研究が発展し、猫も人に対する社交性があり、人と直接的に関わりをもつことが明らかとなってきた。例えば、大人は猫に話しかけ猫が近づいてくるのを待つが、子どもは積極的に猫に近づくため、猫は子どもよりも大人を好むことが示されており、人側の関わり方により猫の行動が変化することが示されている。また、シェルターから猫を譲渡された飼い主に猫を選んだ理由を調査した研究では、猫の活発で友好的な行動を理由に挙げた飼い主が多く、猫の行動が飼い主の猫との関わりの起点となっていることが示唆されている。これらのことから猫との直接的な関わり方が人と猫の双方に影響し、関係性を変化させていくことが考えられた。そして関わりの場面における両者の行動学的ならびに生理学的な評価を得ることが、人と猫の関係の理解に重要と考えた。そこで本研究は人と猫の日常的な関わり方、特に人が猫をなでるという行為に着目し、人が猫をなでることによる人と猫への影響を生理学的に明らかにすることを目的とした。1章　日常的な人と猫の関わり方の調査と人から猫への愛着に関与する関わり方の抽出　愛着は幼児と母親の間で形成される情緒的絆の起点であり、個体間の関係性の根本をなす。人と猫においては、猫への愛着が高い飼い主は飼育放棄することが少ないことが報告されており、人と猫の間においても愛着を介した絆が存在する可能性がある。このことから、人と猫の両者の関係の評価として愛着に着目した。猫と飼い主の交流時間や交流内容が、家族構成や飼育環境の違いにより異なることが明らかとなっているが、どのような日常的な関わり方が猫への愛着に関係するかを明らかにした研究はない。第1章では猫の飼い主と猫の日常的な関わり方の調査研究を行い、飼い主の猫に対する愛着に関与した関わり方を明らかにすることを目的とした。猫の飼い主を対象にウェブにてアンケート調査を行なった。調査項目は4部構成であり、第一部は年齢や性別などの猫に関する基本情報17問、第二部は「猫に話しかけるか」、「猫は近づいてくるか」などの猫と飼い主の普段の関わり方についての21問、第三部は飼い主の猫に対する愛着34問、第四部は年齢や性別などの飼い主自身の基本情報の10問の回答を得た。有効回答数は602部であり、最も多かった関わり方は飼い主が「猫に話しかけること」（97%）であり、次いで「猫は飼い主になでられることが好き」（90%）であった。「飼い主が猫の要求を受け入れること」は61%、「猫とコマンドによる交流をする」は14%であった。「猫をなでる」と「猫の要求を受け入れる」は飼い主の猫への愛着に強く関与していた。この他にも「交流時間」、「猫が飼い主の近くにいる」、「コマンドによる交流」が愛着に関与しており、全て正の関連があった。第2章　猫をなでることによる人のストレス緩衝作用　第1章で明らかにした人の猫への愛着形成に関与する日常的な関わり方のうち、「猫をなでる」に着目した。これまでの研究でペットをなでることを含んだ交流は、人の血圧と心拍数の減少をもたらすことが報告されている。この効果が心疾患のリスクの軽減に寄与していると示唆されており、心疾患リスクの軽減の要因としてストレスの緩衝作用が考えられる。このことから猫との「なでる」を介した交流が人のストレスを軽減させると仮説を立てた。そこで第2章では、猫との交流が人のストレス負荷に与える生理的影響を調べた。　心疾患と猫アレルギーのない大学生11名（男性8名、女性3名、平均年齢21.1±0.3歳）を対象にした。11名のうち6名は供試猫と、5名は供試犬と普段から関わりがあった。実験の流れは20分の安静（pre）ストレス負荷として暗算（MA）5分、猫との交流、犬との交流、交流なしのいずれかを行う20分間の交流（Int）、15分安静（post）であった。3つの交流の順序はランダムであり、全て異なる日に行なった。本研究室で飼育している猫と犬各1頭が実験に参加した。人は唾液中コルチゾール濃度と心拍変動（HRV）、心理尺度（POMS2）、猫と犬をなでた時間を評価指標とした。また、猫と犬の評価も行いHRVと人になでられた時間を評価指標とした。HRV解析では時間領域解析を行いRR間隔であるRRI、自律神経全体の指標であるSDNN、副交感神経活性の指標であるRMSSDを算出した。RRI、SDNN、RMSSDはすべてpre、Int、post、に比べMAが有意に小さくなった。交流20分間のSDNNは交流なしよりも猫との交流で有意に小さくなった。唾液中コルチゾール濃度に有意差はなかった。POMS2の活気スコアの変化量は交流なしと比較し猫と犬との交流後で有意に高くなった。猫は人になでられていない時よりなでられている時にRRIが長くなった。猫のSDNNとRMSSDは人になでられている時となでられていない時で有意差はなかった。猫とは反対に、犬はなでられていない時はなでられている時に比べRRI、SDNN、RMSSD全てで有意に大きくなった。人になでられている時間と猫のRMSSDに正の相関がありSDNNとの相関関係はなかった。　以上の結果から、ストレス負荷課題は人にとってストレスとなり自律神経系を活性化させた。交流なしに比べ猫との交流でSDNNが小さかったことは、副交感神経活性には差がなかったため交感神経活性が抑制されたことが考えられた。従って猫との交流はストレス軽減効果がある可能性が示された。さらに猫や犬との交流により活気が増加したことから、猫と犬の交流は人のポジティブな気分を増加させることが示された。猫はなでられている時間が長いほどリラックスする、またはリラックスしているほど猫は人になでられることを受け入れることが考えられた。猫にとって人になでられることは、猫同士で行う相互グルーミングの役割となる可能性が考えられた。一方犬では、人になでられている時にリラックスせず自律神経系が活性化した。これは普段行なっている遊びやコマンドによる交流を期待していたことが考えられた。第3章　猫をなでることによる人の情動中枢への影響　2章で猫をなでることを含んだ交流により人のポジティブな気分の増加が示された。人は猫をなでるとき、猫の様子や行動を読み、猫のリラックスした状態を感じ「柔らかくて気持ちいい」などの情動が付随して起こることが予想される。このことから、猫をなでることは人の社会的情動の中枢に影響する可能性がある。社会的情動に関連のある脳部位として下前頭回に着目した。3章では猫をなでることが人の情動制御中枢に与える影響を明らかにすることを目的とした。　右利きで猫アレルギーのない麻布大学に在籍中の学生30名（男性10名、女性20名、平均年齢20.0±1.6歳）を対象に実験を行なった。猫は2章と同じ猫を用いた。頭部前頭葉に16ヶ所の血流量を評価できるNIRSを装着し、同時に胸部に心拍計を装着した。6つの接触課題（猫のぬいぐるみの背中に手を置く（TP）、猫のぬいぐるみを一定の速さでなでる（SP）、猫のぬいぐるみを自由になでる（FP）、本物の猫の背中に手を置く（TC）、本物の猫を一定の速さでなでる（SC）、本物の猫を自由になでる（FC））をランダムに行なった。各課題後に感情評価を行い、心拍データは心拍変動解析に用いRMSSDとSDNNを算出し自律神経活性を評価した。その結果、女性の右下前頭回ではぬいぐるみよりも猫に接触したときに活性が高くなった。さらに女性の右下前頭回の活性は人のRMSSDと正の相関、SDNNと負の相関があり、感情価はぬいぐるみよりも猫に接触したときに高かった。右下前頭回は表情やジェスチャーを見たときに活性することが報告されており、猫に触れたことにより活性した可能性がある。女性にとって猫に触れること、猫をなでることは快情動とリラックスを伴うことが示唆された。総合考察　猫をなでることは日常的に多く行われており、人の猫への愛着に関与することが示された。さらに、猫のリラックス状態と人になでられる時間は正の関係があった。これより猫がリラックスしている時になでることは直接的な関わりを長くすることにつながること、またはなでる時間が長いほど猫はリラックスすることが考えられた。そして人は猫をなでると快感情とリラックスを伴うことが示され、相互に作用していることが明らかとなった。人との良い経験と身体的接触は人と動物の絆形成に寄与することがいわれており、リラックスを伴う猫をなでる関わり方を繰り返すことは、人と猫の情緒的結びつきを生じさせる要因となる可能性が示された。男性への影響は検討の余地があるが、日常的に猫をなでることは人と猫の友好的な関係構築に有用であると考察した。Various studies have revealed the relationship between human and animal have physiological, psychological and social benefits in humans. It is thought that benefits from companion animals come from daily interaction between owners and animals. Appropriate socialization and positive experiences and physical contacts with human are thought to be the basis of human-animal relationship, and contribute to build human-animal emotional bond. As compared to dogs with high sociality, cats have impression of solitary, freewheeling, and unsociable animals. However, recent studies show that cats have sociability with human. For example, cats prefer adult humans because adult wait for the proximity from cat unlike child who actively approach and/or chase cats. Many adopters of cat from shelters gave the reason that friendliness and playfulness are very important factor to select cat to adopt. These results indicate that reciprocal interaction affects the relationship between human and cat. In addition, physiological and behavioral analyze of both human and cat on the interaction situation are important for forming better relationship between human and cat. The aim of this study was to clarify the physiological effects of daily interaction between human and cat on both side, especially focusing on stroking cat.Chapter 1 Survey of the way of daily interaction between human and catAttachment is an essential component of emotional bonds between infants and their caregivers and contributes the basis for the relationship between individuals. It was shown that people become highly attached to cats. In this chapter, it was examined how and which the way of daily interaction were related to the attachment between human and cat.Questionnaire surveys on the web were conducted for cat owners. Surveys composed of four parts; (1) 17 items of basic information about cats including age and sex, (2) 21 items of information about the way of interaction with cat such as “you talk to cat” or “your cat approach to you”, (3) 34 items of the owner’s attachment to cat, and (4) 10 items of basic information about owner including age and sex.The number of valid responses was 602. The most common answers to the ways of interaction were “you talk to the cat” (97%) and “your cat like to be petted by you” (90%). 61% of the owner accepted the cat\u27s request, and 14% of the owner interacted with the cat using command. The way of interaction of "you stroke your cat", "accept your cat\u27s request", "interaction time", "your cat stay near you", "interaction using command" was positively related to the owner’s attachment to the cat.Chapter 2 Stress buffering effect of human by stroking catsPrevious studues showed that the interaction involving stroking pets have decreased blood pressure and heart rate of the owners. These effects, regarded as social buffering, suggested to reduce the risk factor of cardiac disease. In this chapter, we hypothesized that the interaction using “stroke” with cat have effects of reduction of human psychological stress, revealing stress buffering effects of stroking cats on humans.Eleven college students (8 males, 3 females, age 21.1 ± 0.3 yrs) without heart disease and allergy to cats were recruited. The procedure of the experiment is 20 minute rest before stress loading (pre), 5 minutes mental arithmetic (MA), 20 minute interaction with a cat, dog or no interaction (Int), 15 minutes rest (post). The order of the three interactions was random, all done on different days. Evaluation indices in humans were; salivary cortisol concentration, heart rate variability (HRV), psychological measure (POMS 2), duration and number of stroking cats or dogs: cats and dogs; HRV, duration of being stroked by the human subject. In the HRV analysis, RR interval (RRI) and time domain analysis, SDNN as an index of the entire autonomic nerve, and RMSSD as an indicator of parasympathetic activity, was calculated.RRI, SDNN, RMSSD significantly decreased at MA compared with pre, Int, and post. SDNN for 20 minutes of interaction became significantly smaller with interaction with cats than without interaction. There was no significant difference in the salivary cortisol concentration. The change in the vigor score of POMS 2 was significantly higher after interaction with cats and dogs compared to without interaction. RRI of cat was longer by being stroked. RRI, SDNN, and RMSSD of dog were significantly shorter by being stroked. There was a positive correlation between RMSSD of cat and duration of being stroked.Human’s SDNN during interaction with cat was smaller than without interaction. There was no difference in RMSSD, suggesting no change in parasympathetic nervous activity, so sympathetic nerve activity might be suppressed by interaction with cats. Furthermore, vigor has increased in interaction with a cat and a dog, this means that interaction with cats or dogs might increase the person\u27s positive mood. Because cats’ RRI was decreased by being stroked, it was considered that the longer time cat is stroked by human, the more the cat might relax. Alternatively, more cat relaxes, the cats were more acceptable for being stroked by human. It was possible that stroking by human would mimic allogrooming among cats. On the other hand in dogs, the autonomic nervous system was activated by being stroked. It was thought that the dog was expecting interaction of play and command because of usual situation with the human subjects.Chapter 3 The emotional effect on human by stroking a catDuring stroking a cat, human look at the cat and may perceive relaxed condition of the cat. Therefore, it is expected that stroking a cat is accompanied by emotions such as "soft and pleasant". There is a possibility that stroking a cat may affect the center of human’s emotions. Focusing on the lower frontal gyrus as a brain region regulating social emotions, the aim of this chapter was to clarify the influence of stroking a cat on the emotional center of human brain.30 students (10 males, 20 females, age 20.0 ± 1.6 yrs) were enrolled in Azabu University who are right-handed and do not have allergy to cat. The cat used the same cat as in Chapter 2. Near infra-red spectroscopy (NIRS) evaluated 16 blood flow rates in the forehead frontal lobe, a heart rate meter was also attached to the subject. Six contact tasks (putting hands on the back of a cat\u27s stuffed toy (TP), stroking a cat\u27s stuffed toy at a constant speed (SP), stroking a cat\u27s stuffed toy freely (FP), putting a hand on the back of a real cat (TC), stroking a real cat at a constant speed (SC), stroking real cats freely (FC)) was randomly performed. Emotion assessment was performed after each task, and heart rate data were used for heart rate variability analysis (RMSSD and SDNN to evaluate automatic nerve activity). As a result, the woman\u27s right lower frontal gyrus became more activated when they touched the real cat rather than the stuffed cat. Furthermore, the activity of the right lower frontal cortex of women was negatively correlated with human SDNN and the positive correlation with human RMSSD. In addition, the emotional value was higher when contact with the cat than the stuffed cat. The lower right frontal gyrus has been reported to be activated when looking at facial expressions and gestures, and there is a possibility that it was activated by contact with a cat. It was suggested that touching the cat and stroking the cat in women involved pleasant emotion and relaxation.Conclusion“Stroking” is most common daily interaction between companion cat and their owner and involved with attachment of owner to their cat. “Stroking” also result in positive emotion of owner and relaxation of cat. “Stroking” might be one of important factors to build the emotional bond between human and cat.博士(学術)麻布大

Exosomes in Cancer Diagnosis and Radiation Therapy

Exosomes are a subgroup of extracellular vesicles that are released by all types of cells, including tumor cells, and mediate intercellular communication via the transport of various intracellular components, including microRNAs, messenger RNAs, and proteins. Radiation produces reactive oxygen species and induces DNA double-strand break in cancer cells and normal cells. Cancer cells have severe damage and die by irradiation, but normal cells can keep proliferation with their high DNA repair ability. Irradiated cells generate communication signals and cause biological changes in neighboring or distant non-irradiated cells. This review outlines the role of exosomes in radiation therapy. In the tumor microenvironment, exosomes are considered to regulate cell survival, migration, and resistance to therapy by interacting with vascular endothelial cells and various types of immune cells. Nowadays, radiation therapy is typically combined with immunotherapy. Regulation of the activity of exosomes may overcome the problem of resistance to immunotherapy. Furthermore, exosomes can attenuate resistance to chemotherapy by transporting certain types of microRNA. The current evidence suggests that exosomes may be useful in the diagnosis and treatment of cancer in the future

Enhanced superconducting transition temperatures in the rocksalt-type superconductors In1-xSnxTe (x <= 0.5)

We investigate superconductivity in In1-xSnxTe (x <= 0.5) synthesized at high pressures of up to 2 GPa and observe an enhancement of the superconducting transition temperature T-c for increasing tin concentration x. These compounds have not been accessible in rocksalt structure via conventional ambient pressure synthesis. While the lattice constant smoothly increases with x, T-c saturates around x = 0.4. Electronic structure calculations indicate that the Tc modulation is brought on by the change of the density of states in the vicinity of the Fermi energy [N(E-F)]. However, differences between the calculated N(E-F) and the observed electronic specific-heat coefficient indicate that the phonon dispersion plays an important role in the system and that the mechanism of superconductivity may not be the same in the entire doping range

Monotone traveling wavefronts of the KPP-Fisher delayed equation

In the early 2000's, Gourley (2000), Wu et al. (2001), Ashwin et al. (2002) initiated the study of the positive wavefronts in the delayed Kolmogorov-Petrovskii-Piskunov-Fisher equation. Since then, this model has become one of the most popular objects in the studies of traveling waves for the monostable delayed reaction-diffusion equations. In this paper, we give a complete solution to the problem of existence and uniqueness of monotone waves in the KPP-Fisher equation. We show that each monotone traveling wave can be found via an iteration procedure. The proposed approach is based on the use of special monotone integral operators (which are different from the usual Wu-Zou operator) and appropriate upper and lower solutions associated to them. The analysis of the asymptotic expansions of the eventual traveling fronts at infinity is another key ingredient of our approach.Comment: 25 pages, 2 figures, submitte

The Downregulation of the Expression of CD147 by Tumor Suppressor REIC/Dkk-3, and Its Implication in Human Prostate Cancer Cell Growth Inhibition

The cluster of differentiation 147 (CD147), also known as EMMPRIN, is a key molecule that promotes cancer progression. We previously developed an adenoviral vector encoding a tumor suppressor REIC/Dkk-3 gene (Ad-REIC) for cancer gene therapy. The therapeutic effects are based on suppressing the growth of cancer cells, but, the underlying molecular mechanism has not been fully clarified. To elucidate this mechanism, we investigated the effects of Ad-REIC on the expression of CD147 in LNCaP prostate cancer cells. Western blotting revealed that the expression of CD147 was significantly suppressed by Ad-REIC. Ad-REIC also suppressed the cell growth of LNCaP cells. Since other researchers have demonstrated that phosphorylated mitogen-activated protein kinases (MAPKs) and c-Myc protein positively regulate the expression of CD147, we investigated the correlation between the CD147 level and the activation of MAPK and c-Myc expression. Unexpectedly, no positive correlation was observed between CD147 and its possible regulators, suggesting that another signaling pathway was involved in the downregulation of CD147. This is the first study to show the downregulation of CD147 by Ad-REIC in prostate cancer cells. At least some of the therapeutic effects of Ad-REIC may be due to the downregulation of the cancer-progression factor, CD147