hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
細胞内レドックス制御機構におけるヘム結合蛋白質HBP23の機能解析

ヘム結合蛋白質HBP23(Heme Binding Protein, Mr:23,000)は、ヘムに強い結合能を有するラット可溶性蛋白質であり、peroxiredoxinファミリーに属する。本ファミリー蛋白質は、システイン残基を活性中心とする新しいタイプのperoxidaseであり、thioredoxin依存性にその活性をしめす。52位および173位のシステイン残基をセリンに変換した変異体(Cys52Ser、Cys173Ser、Cys52-173Ser)は83位のシステイン残基をセリンに変換した変異体(Cys83Ser)とは異なり、peroxidase活性を消失した。変異体(Cys83Ser)のX線による結晶構造解析から、酸化型2量体は2つのサブユニットからそれぞれ提供されたCys-52とCys-173によりジスルフィド結合が形成されている。またこのジスルフィド結合の近傍には2つのアルギニン残基、Arg-123およびArg-151、が存在する。これら残基に変異を導入するとperoxidase活性は減小した。酸化型結晶にみられたジスルフィド結合はperoxidase反応における1つの反応中間体であると推察される.またアルギニン残基はCys-52のpK値を下げることによりその反応性を増加させていると推察される。HBP23は1:1の割合でヘムに結合する。HBP23におけるthioredoxin依存性peroxidase活性は、ヘムにより部分的に阻害された。共鳴ラマンスペクトルによる解析から、ヘムはHBP23のアミノ酸に配位していると推定された。細胞内のヘムの濃度が上昇するとHBP23の発現は促進され、HBP23におけるヘムの生理的意義についてはさらに検討が必要である。ウエスタンブロット法による解析から、ラット肝可溶性画分にはHBP23分子種として2種(2量体および10量体)存在するとの示唆を得た。ヘム結合蛋白質HBP23(Heme Binding Protein,Mr:23,000)は、ヘムに強い結合能を有するラット由来の蛋白質である。本蛋白質はその一次構造からperoxiredoxinファミリーに属する。peroxiredoxinファミリー蛋白質は、システイン残基を活性中心とする新しいタイプのperoxidaseである。本ファミリー蛋白質は細胞内過酸化水素量の調節のみならず、細胞増殖・分化、アポトーシス、免疫等への関与、c-ABL tyrosine kinase(可溶性チロシンキナーゼ)との相互作用等種々の蛋白質との相互作用を示唆する生化学的知見が得られていることから、細胞内レドックス制御機構において中枢的な機能をはたしていることが示唆される。本年度我々は次の結果を得た。1)遺伝子組み替え技術を用い、HBP23、大腸菌thioredoxin(Txn)および大腸菌thioredoxin reductase(TR)を大腸菌系で発現させた。HBP23は、大腸菌Txn-TR系に依存したperoxidase活性をしめした。その活性はラット由来Txn-TR系と同程度であった。2)既に得ている三次構造解析結果をもとに、遺伝子組み替え技術を用い、活性中心近傍のアミノ酸残基に変異を導入した変異型蛋白質を大腸菌系で発現させた。活性中心近傍に2個のアルギニン残基が存在する。発現蛋白質をもちい解析した結果、これらは活性中心を形成している2個のシステイン残基同様、本蛋白質のperoxidase活性発現に重要であることがわかった。

ヘム結合蛋白質HBP23(Heme Binding Protein,Mr : 23,000)は、ヘムに強い結合能を有するラット由来の蛋白質である。本蛋白質はその一次構造からperoxiredoxinファミリーに属する。本ファミリー蛋白質は、システイン残基を活性中心とする新しいタイプのperoxidaseである。本ファミリー蛋白質は細胞内過酸化水素量の調節のみならず、細胞増殖・分化、アポトーシス、免疫等への関与、可溶性チロシンキナーゼとの相互作用等種々の蛋白質との相互作用を示唆する生化学的知見が得られていることから、細胞内レドックス制御機構において中枢的な機能をはたしていると考えられる。本研究期間において、遺伝子組み替え技術を用いて得たHBP23、thioredoxin(Txn)およびthioredoxin reductase(TR)の野生型および変異型をもちい、次の結果を得た。1)変異型HBP23の結晶化を試み、その結晶を得ることができた。現在その構造のx-線解析を行っている。2)HBP23は、ヘムとの複合体を形成する。HBP23はTxn-TR系依存性のperoxidase活性を有するが、ヘムとの複合体形成によりその活性は部分的に阻害された。しかしながら、このperoxidase活性は過酸化水素処理により活性化された。現在、これらの機構についての解析を試みている。3)野生型HBP23に対する抗体をもちい検討した結果、ラット肝可溶性画分にはHBP23分子種として2種(2量体および10量体)存在するとの示唆を得た。
イネの収量形質に関わる耐塩性機構と関連遺伝子座の解析

イネは耐塩性が低いことが知られており,耐塩性の向上が求められているが,収量向上に重要な耐塩性機構や遺伝子については十分に調べられていない.本研究では,まず,(1)塩感受性品種コシヒカリの遺伝背景に耐塩性品種Nona Bokraの染色体断片が部分置換された系統と,(2)コシヒカリの遺伝背景に耐塩性が中程度のIR64の染色体断片が部分置換された系統の2集団を用い,長期の塩処理を行った.その結果,コシヒカリ/Nona Bokra系統群から5つの耐塩性系統を見いだされ,コシヒカリ/IR64系統群からは,コシヒカリ/Nona Bokra系統群とは異なる領域が置換された2系統を見いだされた.そこで,それらの系統の内,特に耐塩性が高い4つの耐塩性系統をコシヒカリと交配して得られたF2集団を用いて,栄養成長期から収穫期までの長期塩処理を行い,収量と収量構成要素を調査するとともに,各系統のDNA抽出し,SSRマーカーを用いて遺伝子型を調査し,収量に関わるQTL解析を行った.その結果.染色体上の4箇所にNona BokraあるいはIR64に由来する収量あるいは個体乾物重の向上に関わるQTLが見いだされた.さらに,IR64を遺伝背景にコシヒカリの染色体が部分置換された系統群についても同様に長期塩条件で生育させ,収量と収量構成要素を調査した.その結果,IR64よりも耐塩性を示す3つの系統が見いだされた.このことは,感受性品種コシヒカリにも耐塩性に関わる領域があることを示した.さらに,長期塩条件におけるイネの収量低下に関与するイオンストレスを検討したところ,NaストレスではなくClストレスが収量低下に密接に関係することが示唆された.イネは耐塩性が低いことが知られており,耐塩性の向上が求められているが,収量向上に重要な耐塩性機構や遺伝子については十分に調べられていない.そこで本年度では,長期塩条件での耐塩性に関わる染色体領域の特定と耐塩性機構を検討するため,(1)塩感受性品種コシヒカリの遺伝背景に耐塩性品種Nona Bokraの染色体断片が部分置換された系統と(2)コシヒカリの遺伝背景にIR64の染色体断片が部分置換された系統の2集団を用い,親品種とともに栄養成長期から収穫期まで塩処理を行い,さらにそれらの系統の器官別イオン含有率を調べた.その結果,コシヒカリ/Nona Bokra系統群から長期塩条件下における穂揃い期の個体乾物重の向上を示す5つの系統を見いだし,その内,2系統は穂数の増加,1系統は登熟歩合の向上を通じて,精籾重の向上にも関与していた.さらにこれらの系統の個体乾物重,精籾重および穂数は,穂揃い期の個体のNa+,Cl-含有率と負の相関が認められ,Na+,Cl-の吸収抑制能が塩条件における乾物生産と収量向上に重要と考えられた.さらに,コシヒカリ/IR64系統群からは,コシヒカリ/Nona Bokra系統群とは異なる領域が置換された2系統で,個体乾物重と精籾重が向上する系統が見いだされ,Na+,Cl-の吸収抑制能が乾物生産と収量向上に関与すると考えられた,コシヒカリ/IR64系統群で耐塩性を示す系統が少なかったことは,IR64がNona Bokraよりも耐塩性程度が低いことが関係すると考えられたが,IR64にはNona Bokraとは異なる耐塩性機構が存在すると考えられ,注目された.長期塩処理条件下で収量形質において耐塩性の向上を示す系統が複数見いだされ,それらが穂揃い期のイオン含有率と密接に関係することを見いだしており,耐塩性に関わる染色体がほぼ同定され,さらに,それに関わる機構が明らかになった.また,耐塩性を示した系統のF2集団を作成し,QTL解析の準備を進めた.イネは耐塩性が低いことが知られており,耐塩性の向上が求められているが,収量向上に重要な耐塩性機構や遺伝子については十分に調べられていない.1年目には,(1)塩感受性品種コシヒカリの遺伝背景に耐塩性品種Nona Bokraの染色体断片が部分置換された系統と,(2)コシヒカリの遺伝背景に耐塩性が中程度のIR64の染色体断片が部分置換された系統の2集団を用い,長期の塩処理を行った結果,コシヒカリ/Nona Bokra系統群から5つの耐塩性系統を見いだされ,コシヒカリ/IR64系統群からは,コシヒカリ/Nona Bokra系統群とは異なる領域が置換された2系統を見いだされた.そこで,それらの系統の内,特に耐塩性が高い4つの耐塩性系統をコシヒカリと交配して得られたF2集団を用いて,栄養成長期から収穫期までの長期塩処理を行い,収量と収量構成要素を調査するとともに,各系統のDNA抽出し,SSRマーカーを用いて遺伝子型を調査し,収量に関わるQTL解析を行った.その結果.染色体上の4箇所にNona BokraあるいはIR64に由来する収量あるいは個体乾物重の向上に関わるQTLが見いだされた.さらに,IR64を遺伝背景にコシヒカリの染色体が部分置換された系統群についても同様に長期塩条件で生育させ,収量と収量構成要素を調査した.その結果,IR64よりも耐塩性を示す3つの系統が見いだされた.このことは,感受性品種コシヒカリにも耐塩性に関わる領域があることを示した.

また,IR64は熱帯地方で多く栽培される重要な品種であり,本研究の結果はIR64の耐塩性向上の可能性を示した点においても注目された.長期の塩条件下で収量形質に関わる耐塩性を示した4つの系統からF2集団を作成し,QTL解析を行い,Nona BokraとIR64の耐塩性に関わる4つのQTLが見いだされた.さらに感受性であるコシヒカリにも耐塩性に関わる領域があることが示された.また,次年度に耐塩性に関わる領域を絞り込むため,F3集団またはF4集団の作成を進めた.イネは耐塩性が低いことが知られており,耐塩性の向上が求められているが,収量向上に重要な耐塩性機構や遺伝子については十分に調べられていない.本研究では,まず,(1)塩感受性品種コシヒカリの遺伝背景に耐塩性品種Nona Bokraの染色体断片が部分置換された系統と,(2)コシヒカリの遺伝背景に耐塩性が中程度のIR64の染色体断片が部分置換された系統の2集団を用い,長期の塩処理を行った.その結果,コシヒカリ/Nona Bokra系統群から5つの耐塩性系統を見いだされ,コシヒカリ/IR64系統群からは,コシヒカリ/Nona Bokra系統群とは異なる領域が置換された2系統を見いだされた.そこで,それらの系統の内,特に耐塩性が高い4つの耐塩性系統をコシヒカリと交配して得られたF2集団を用いて,栄養成長期から収穫期までの長期塩処理を行い,収量と収量構成要素を調査するとともに,各系統のDNA抽出し,SSRマーカーを用いて遺伝子型を調査し,収量に関わるQTL解析を行った.その結果.染色体上の4箇所にNona BokraあるいはIR64に由来する収量あるいは個体乾物重の向上に関わるQTLが見いだされた.さらに,IR64を遺伝背景にコシヒカリの染色体が部分置換された系統群についても同様に長期塩条件で生育させ,収量と収量構成要素を調査した.その結果,IR64よりも耐塩性を示す3つの系統が見いだされた.このことは,感受性品種コシヒカリにも耐塩性に関わる領域があることを示した.さらに,長期塩条件におけるイネの収量低下に関与するイオンストレスを検討したところ,NaストレスではなくClストレスが収量低下に密接に関係することが示唆された.耐塩性が示された系統のうち,特に耐塩性が強い4系統について,長期塩処理を行い収量に関するQTL解析を行う.さらに,それらの系統から,準同質遺伝子系統の作出を進める.コシヒカリの遺伝背景を有するF3集団またはF4集団を用いて,耐塩性に関わる領域の絞り込みを行う.さらに,IR64の遺伝背景を有する耐塩性系統の内,1つの系統については,F2集団のQTL解析を行い,2つの系統についてはIR64との交配から,F2集団を作成する.ほぼ計画通りの経費を使用し,一部を本年度より物品費の少ない次年度に繰り越すことにした.試薬等の消耗品の購入に使用する.
モーメントの存在の検定方法の開発

2018年度は前年度までの逐次的なサンプリングのもとでの単位根検定の応用として、逐次的なサンプリングのもとでの和分次数の探索方法を研究した。x(t)をAR(p)過程とすると、x(t)に存在する単位根の数がゼロの場合をI(0)過程、1つの場合をI(1)過程、2つの場合をI(2)過程と呼ぶ。本年度の結果であるAR(p)過程の単位根検定を利用してI(0)対I(1)の検定を行なうことができ、また1階の階差を取ったものでI(0)対I(1)の検定を行なうことでI(1)対I(2)の検定を行なうことができる。しかし、I(0)が真の場合は停止時が非常に長くなるために停止時の分布を使った検定を併用して短期間で探索が行える方法を開発した。また操作変数モデルの関数型の検定方法も研究した。経済データの場合は、変数の内生性の問題から操作変数を用いてパラメータを識別することが多い。そのために操作変数モデルで、モデルの特定化(関数の特定化)が正しいかどうかの検定が必要になる。Ingster (1993)のAsymptotic minimax hypothesistestのアプローチを使い、帰無仮説からの距離が同じであれば一定以上の検出力を持つ検定の中で検出できる局所対立仮説の帰無仮説へ収束する速度が最も速い検定(minimax rate optimal test)を構築した。またこの検定は実証研究で政策の効果を測定するのによく使われるようになったRegression discontinuity design (回帰不連続)にも適用できるように正しい関数型が不連続な関数であっても検出できるようになっている。昨年度までに以下の研究を行ないある程度結果をまとめることができた。時系列データが1次の自己回帰モデル、つまりx(t)=αx(t-1)+ε(t)、である場合の自己回帰係数αの推定と、その係数が単位根を持つかどうかの検定である。この論文では単位根を持つ場合と、定常な場合の係数と停止時刻の同時分布を求め、それを使って検定を行なっている。そのために帰無仮定のもとでデータをD[0,∞)上でのブラウン運動で近似して、Dambis, Dubins-Schwarzの時間変更を使って分布を導出するという手法を確立した。また、定常な場合は誤差項の分散が未知の場合の方が停止時の分散が小さいという逆説的な現象も発見した。上記の逐次解析の結果をp次の自己回帰モデル(AR(p)モデル)への拡張を行なう。モデルは複雑になるが基本的に同じような手法を使うことで自己回帰係数と停止時の同時分布を導出できると思われる。また、AR(p)への拡張を行なうことで実際のデータへの応用の可能性を高めることができるだろう。まだ研究途中であるが、時系列データの和分次数を逐次解析の方法を使ってできるだけ速く検出するや資産市場のバブルの発生をできるだけ速く検出する検定方法に関する研究も行なう。昨年度の研究実績は計量経済学でよく使われる操作変数を使って識別するモデル(操作変数モデル)の関数型の検定を開発したことである。説明変数の内生性が問題になる経済データ、経済モデルの場合、通常の回帰分析はバイアスを発生させるために操作変数モデルを使うのが一般的な手法になっている。通常はパラメトリックに特定化した回帰関数をGMM等の操作変数を使った推定方法を用いてパラメータを推定する。しかし、回帰関数の形は想定したパラメトリックモデルが正しいとは限らない。そのために本当の回帰関数がどのような形であっても、ある滑らかな関数の集合に入っていれば検出できる検定を考察した。ただし、関数型に関するある種の検定は対立仮説によっては検出力がサイズと同じになるために、最低限の検出力の場合でも一定以上の検出力を持つminimax検定を考察の対象にした。具体的には説明変数に内生性がある操作変数を識別に使う状況で回帰関数の関数型が正しいかどうかの検定を以下のような仮定のもとで考察した。回帰関数は帰無仮説、対立仮説の両方で滑らかさをコントロールされた関数の集合に属していることを仮定し、対立仮説がその集合に含まれているなら検出できる局所対立仮説のminimax速度を導出し、そのminimax速度で近づいてくる局所対立仮説を検出できる検定を導出した。またこの検定はモデルが正しいという仮定のもとで、使っている操作変数が妥当かどうかの検定としても利用できる。この研究課題はモーメントの検定方法の探求であるが、昨年度はその一段階として操作変数法で識別されるモデルの関数型のminimax検定を考察し、研究成果をまとめることができた。本年度は逐次解析を用いた単位根検定の考察をする予定である。

また操作変数モデルの関数型の検定方法も研究した。経済データの場合は、変数の内生性の問題から操作変数を用いてパラメータを識別することが多い。そのために操作変数モデルで、モデルの特定化(関数の特定化)が正しいかどうかの検定が必要になる。Ingster (1993)のAsymptotic minimax hypothesistestのアプローチを使い、帰無仮説からの距離が同じであれば一定以上の検出力を持つ検定の中で検出できる局所対立仮説の帰無仮説へ収束する速度が最も速い検定(minimax rate optimal test)を構築した。またこの検定は実証研究で政策の効果を測定するのによく使われるようになったRegression discontinuity design (回帰不連続)にも適用できるように正しい関数型が不連続な関数であっても検出できるようになっている。昨年度までに以下の研究を行ないある程度結果をまとめることができた。時系列データが1次の自己回帰モデル、つまりx(t)=αx(t-1)+ε(t)、である場合の自己回帰係数αの推定と、その係数が単位根を持つかどうかの検定である。この論文では単位根を持つ場合と、定常な場合の係数と停止時刻の同時分布を求め、それを使って検定を行なっている。そのために帰無仮定のもとでデータをD[0,∞)上でのブラウン運動で近似して、Dambis, Dubins-Schwarzの時間変更を使って分布を導出するという手法を確立した。また、定常な場合は誤差項の分散が未知の場合の方が停止時の分散が小さいという逆説的な現象も発見した。本年度は逐次解析を使った単位根の検定の研究を計画している。すでに一定量のデータが蓄積している状態ではなく、毎日データが集まってくる状況でできるだけ速く単位根が存在するかどうかを検出する検定を考察する。例えば、毎日株価を観察する状況でできるだけ速く株式市場にバブルが発生している、またはバブルが崩壊しようとしていることを検出することは非常に重要な問題である。このような検出を行うために逐次解析の状況でのまず単位根の検出を考察し、その後株価のリターンが従う確率過程が単位根よりも速く発散するようになったらバブルとしてできるだけ速く検出する検定を開発することを計画している。上記の逐次解析の結果をp次の自己回帰モデル(AR(p)モデル)への拡張を行なう。モデルは複雑になるが基本的に同じような手法を使うことで自己回帰係数と停止時の同時分布を導出できると思われる。また、AR(p)への拡張を行なうことで実際のデータへの応用の可能性を高めることができるだろう。まだ研究途中であるが、時系列データの和分次数を逐次解析の方法を使ってできるだけ速く検出するや資産市場のバブルの発生をできるだけ速く検出する検定方法に関する研究も行なう。北海道での研究会への出張費が予定していたよりも安い飛行機が利用できたので次年度使用額5400円が生じた。この5400円は次年度でのトナー等の消耗品の購入に当てることを予定している。
立体選択的アセタール開裂反応に基づくポリオールの実践的不斉合成

meso-ジオールより合成されるσ対称性環状アセタールのプロキラルなC-0結合の一方をエナンチオ選択的に切断できればmeso-ジオールの不斉非対称化誘導体が得られる。したがって、対称性アセタールのエナンチオ選択的開裂反応はキラルシントンの合成や潜在的な対称構造を有するポリオールの効率的合成に有用な手段を提供すると期待される。我々は、L-フェニルアラニンより容易に調製できるフェニルホウ素錯体を用いることにより、ジオキソランアセタールのエナンチオ選択的開裂反応に成功し、本反応をmeso-1,2-ジオールの不斉非対称化反応へと展開した。さらに、上記のエナンチオ選択的アセタール開裂反応がラセミ体1,3-アルカンジオールの光学分割に有効であること見いだし、それをmeso-1,3-テトラオールのビスアセタール誘導体に適用することで、不斉非対称化に基づいたポリオールの新規不斉合成法を開発した。また、meso-1,3-ジオールの不斉非対称化を目的に、ジオキサンアセタールの開裂反応を種々の条件で検討した。実用レベルのエナンチオ選択性には至らなかったが、その過程で、アセタール開裂反応の機構ならびに不斉誘起のメカニズム関して、イオン対中間体の関与やルイス酸によるキラル識別などの重要な事実が明らかとなった。
サブリーマン幾何学の視覚モデルへの応用

接触構造を用いた視覚機能に関する幾何学理論を発展させた.特に高次化したグルサ系制御の基礎理論を確立し,モデルに反映させる研究を行った.また,サブリーマン幾何に関わる写像の特異点論に関して,本研究課題で派生しフィードバックされたルジャンドル特異点,異常測地線,零測地線,エンゲル構造,G_2構造, (2, 3, 5)分布の問題について研究を行った.研究課題の研究によって得られた知見を含む結果として国際的学術雑誌に論文を発表し国際研究集会で成果発表を行っている.接触構造の延長であるグルサ微分式系のサブリーマン幾何の特異性・対称性を明らかにし,グルサ・サブリーマン幾何における成果を,視覚理論への接触サブリーマン幾何の応用に基づき,高次視覚モデルの研究に応用する.さらに,応用により得られる知見を,グルサ系の一般化に反映させることを目的とする.具体的な研究目標は,グルサ・サブリーマン構造を利用した視覚モデル理論の高次化,グルサ・サブリーマン変分問題の特異解の視覚モデルへの適用,一般グルサ構造の対称性・特異性理論の構築と視覚モデルへの応用,である.おおむね順調に研究課題に関する研究が進展している.従来の視覚モデル従来の視覚モデルに関する理論・実験結果の収集を行った.マンフォールドによるエラスティカの理論を精密化した視覚モデル理論,とくに脳の視覚野V1等の機能解明のモデルとして平面接触要素の作る3次元接触多様体上の接触構造および,その上のサブリーマン変分問題,平面曲線の変分問題をルジャンドル持ち上げに関する変分問題として考える「かざぐるま理論」などに関する情報収集を行い,知見の再確認を行った.ただし,高次視覚モデルを創出するためには,まだ先行研究に関する情報が足りないことが判明している.接触構造の延長であるグルサ微分式系のサブリーマン幾何の特異性・対称性を明らかにし,グルサ・サブリーマン幾何における成果を,視覚理論への接触サブリーマン幾何の応用に基づき,高次視覚モデルの研究に応用する.さらに,応用により得られる知見を,グルサ系の一般化に反映させることを目的とする.具体的な研究目標は,グルサ・サブリーマン構造を利用した視覚モデル理論の高次化,グルサ・サブリーマン変分問題の特異解の視覚モデルへの適用,一般グルサ構造の対称性・特異性理論の構築と視覚モデルへの応用,である.概ね順調に研究が進展している.視覚機能に関する理論を基に,高次化したグルサ・サブリーマン幾何の基礎理論を確立する部分は順調に研究が進んでいる.また,サブリーマン幾何に関わる写像の特異点論に関して,本研究課題で派生しフィードバックされたルジャンドル特異点論の問題について研究も進んでいる.従来の視覚モデルおよびモデルに関する理論・実験結果の収集を行い,マンフォードによるエラスティカの理論を精密化した視覚モデル理論,特に脳の視覚の視覚野V1等の機能解明のモデルとして,平面接触要素の作る3次元接触多様体上の接触構造および,その上のサブリーマン変分問題平面曲線の変分問題を,そのLegendre持ち上げに関する変分問題として考える「かざぐるま理論」などに関する情報収集を行い,さらに先行研究に関する情報収集を行っているが,理論をモデルに適切に反映させる研究については,さらに新しい知見が必要であることが判明している.接触構造の延長であるグルサ微分式系のサブリーマン幾何の特異性・対称性を明らかにし,グルサ・サブリーマン幾何における成果を,視覚理論への接触サブリーマン幾何の応用に基づいて,高次視覚モデルの研究に応用することを目指した.さらに,応用により得られる知見を,グルサ系の一般化に反映させることを目的とした.具体的な研究目標は,グルサ・サブリーマン構造を利用した視覚モデル理論の高次化,グルサ・サブリーマン変分問題の特異解の視覚モデルへの適用,一般グルサ構造の対称性・特異性理論の構築と視覚モデルへの応用,である.視覚機能に関する理論を基に,高次化したグルサ・サブリーマン幾何の基礎理論を確立し,モデルに反映させる研究を行った.また,サブリーマン幾何に関わる写像の特異点論に関して,本研究課題で派生しフィードバックされたルジャンドル特異点論の問題について研究を行った.課題研究によって得られた知見を含む結果として国際的学術雑誌に論文を発表している.特に,平成29年9月にポーランド科学アカデミーのバナッハ研究所(ベドレボ)において,代数的幾何的特異点研究会を開催し,本研究課題に基づいて関連する研究者と研究連絡をおこなうことができた.その中で,分布の延長の概念を,接触構造ではなく,いわゆる(2,3,5)分布に適用することにより,(2,3,5)分布とラグランジュ錐構造の双対性をG_2型の擬直積構造を経由して,明確に記述・解析することに成功している.接触構造からエンゲル構造に延長することの類似として,(2,3,5)分布の延長を研究したが,さらにその延長,高次グルサ構造の解析を開始したが,これは先鞭をつけるに止まったことは残念である.今後は,本課題研究の成果である基礎研究を発展させ,視覚の理論へ応用することを試みていく計画である.接触構造を用いた視覚機能に関する幾何学理論を発展させた.特に高次化したグルサ系制御の基礎理論を確立し,モデルに反映させる研究を行った.また,サブリーマン幾何に関わる写像の特異点論に関して,本研究課題で派生しフィードバックされたルジャンドル特異点,異常測地線,零測地線,エンゲル構造,G_2構造, (2, 3, 5)分布の問題について研究を行った.研究課題の研究によって得られた知見を含む結果として国際的学術雑誌に論文を発表し国際研究集会で成果発表を行っている.

27年度に得た知見,国内,海外での高次視覚モデルの理論研究・実験研究,およびそれらと関係する研究の現状確認を行い,視覚機能に関する理論・実験結果のリスト化をさらに薦めながら,高次化したグルサ・サブリーマン幾何の基礎理論を確立し,モデルに反映させる.高次視覚モデルを創出するためには,まだ先行研究に関する情報が足りないことが判明しているので,そこを補強して進展させる.さらに,グルサ・サブリーマン構造の隠れた対称性に注目し,変分問題の特異解を明示し,高次視覚モデルへ適用する.研究の途中経過にかんする成果発表をおこない,関連研究者との討論を行う.グルサ・サブリーマン幾何とその対称性,不変量の基礎理論と高次視覚機能への応用に関する論文執筆を行う.28年度年度に得た知見,基礎理論をもとに,研究の軌道修正も視野に入れながら,モデル化を進め,さらに,展開した応用研究に基づき,応用上必要となる理論をサブリーマン幾何学およぶ関連する特異点論にフィードバックする.関連した応用研究の情報を再確認すると共に,関連研究者との討論を行う.グルサ・サブリーマン構造の正常・異常曲線と視覚理論への応用に関する論文の執筆を行い,さらに報告書を作成する.微分式系の特異点論今年度に購入した消耗品を想定より低い価格で購入できたため.28年度に実施予定だった研究成果発表および研究連絡のための海外出張が次年度に変更になったため.次年度に必要となる消耗品を購入する.28年度に実施予定だった海外出張を29年度に実施し,その旅費として使用する.
大容量メモリを高度に活用しシステム性能のディペンダビリティを向上する技術の研究

本研究では、メモリデータが保全されないメモリ領域をアプリケーションから利用するための基本的なプログラミングモデルの開発および基本的な機能の実装を行った。また、それらを連携動作させ、実際にシステム上において人工的なワークロードを用いて、メモリ不足時にもページングを発生させず、安定した性能を維持するための各種パラメータの設定を調査した。さらには、本研究で得られた知見を元に、クラウドコンピューティング環境をターゲットとして、急激なメモリ利用状況の変化にも耐えうるメモリ管理のフレームワークを提案した。本研究の目的は、OSのメモリ管理の基盤であるページングの性能に対するペナルティを軽減するメモリ管理手法を開発することである。具体的には、ページングによる二次記憶へのメモリデータの保全が不要となる新しいメモリ管理手法を提案する。本手法により、複数のゲストOS環境が動作したり、多様なサービスがホスト上に展開されたりするクラウド環境において、メモリ利用方法が高度化されることが期待される。今年度は、メモリデータが保全されないメモリ領域をアプリケーションから利用するための基本的なプログラミングモデルの開発および基本的な機能の実装を行った。具体的には、次の三つの機能となる。1.保全されないメモリ領域を安全に使うための基本的なAPIの設計本APIは、メモリ領域の状態遷移を暗黙的に管理することで、非同期的に解放されてしまったメモリ領域へのアクセスに対して安全にエラーを返すことが出来る。2.保全されないメモリ領域を実現するための基本的なシステム機能本機能は、割り当てたメモリ領域のページングを抑制し、かつメモリ割り当ておよび解放に対してそれぞれ確実に物理ページの割り当ておよび解放を実現する。3.アプリケーションプロセスと非同期的にメモリを解放するメモリマネージャスレッドメモリマネージャスレッドはアプリケーションプロセス内で独立して動作し、システムのメモリ使用状況をモニタリングし、必要に応じて非同期的にメモリ領域を開放する。これらの実装により、メモリが余っている時にはキャッシュ的にメモリを活用してサービス性能を最大化する一方で、システムでメモリ不足が発生した際にはページングが与える性能へのペナルティを最少化する、基本的な要素技術が確立された。今年度は、昨年度に開発した(1)保全されないメモリ領域を安全に使うための基本的なAPI、(2)保全されないメモリ領域を実現するための基本的なシステム機能、(3)アプリケーションプロセスと非同期的にメモリを解放するメモリマネージャスレッド、を連携動作させ、実際にシステム上において人工的なワークロードを用い、メモリ不足時にもページングを発生させず、安定した性能を維持するための各種パラメータの設定を調査した。最終的には、非常に大量のメモリを急激に使用してもページングを引き起こさないための設定が可能となった。これらの技術を用いると、特に大規模クラスタ上を用いたボランティアコンピューティングのように、システムの負荷状況に応じて振る舞いを変化させることが求められる環境において、高性能とサービスの頑健性を両立することが期待できる。
ナンヨウスギ科の分子系統と化石による形態進化の解明

ナンヨウスギ科2属の分子系統および球果形態の解析、およびその結果に元ずく化石球果化石の再調査を行った。DNAの精製はCTAB法の前に、0.1M HEPES溶液で洗浄を加えることにより、組織中に含まれる多糖類を極力排除した。遺伝子領域は標準的なmatk遺伝子のプライマーと、針葉樹のクロマツの葉緑体遺伝子の全塩基配列を比較して、裸子植物用のmatk遺伝子用プライマーとして設計し、実験を行った。しかしこのプライマーはナンヨウスギへの適合性が低かったようであり、目的とする遺伝子の充分な増幅は得られなかった。そこでmatk遺伝子の上流と下流500bp程の位置にそれぞれ存在する保存性の非常に高いtrnk領域を用いてプライマーを設計し、増幅を行った。その結果サンプルのうち14種について有効な増幅が得られ、上流側から順次読み進めている。そのためまだ長さ的にも、質的にも系統解析を行うのに充分な情報が得られていない。形態解析の結果、種鱗複合体の組織、維管束の並び方、種皮の構造、珠心への維管束の供給方法などについて、節や属ごとにそれぞれ特徴的な形態構造を有していることがわかった。特に種子に入る維管束はナンヨウスギ属Arucaria節は左右2カ所から種子にはいり、Eutacta節はカラザ付近の背軸側に大きな穴からはいるという顕著な差が認められた。ナンヨウナギ属は種鱗複合体のに断面で多角形の厚壁細胞からなる厚い下皮を有する点が特徴的である。これらの情報を元に現在千葉大学に保管されている日本産のナンヨウスギ属の球果化石2種類に関して比較を行った。いずれもAraucaria節のの様に種子への維管束の供給は種子のカラザ側の末端近くの左右から2本であるが、他の形質は一致しない。とくにAraucaria nipponensisの下皮の構造がナンヨウナギ属に極めてよく似ることがわかった。
小児・AYA世代がん患者の晩期合併症に対する先制医療開発

小児がんおよび若年がんの治療後には原疾患および治療の影響により、全身の臓器障害(晩期合併症)や二次がんを発症するリスクがあり、とりわけ内分泌異常の合併頻度が高いことが報告されている。小児がん経験者(childhood cancer survivor:CCS)およびAYA(adolescent and young adult)世代がん患者の晩期合併症は治療後の生活のQOLに関わる重要な問題である。しかしフォローアップが途切れてしまうことにより適切な医療サービスが享受できていない患者が多数存在し、本邦における晩期合併症の実態が把握されていないのが現状である。そこで小児診療科から成人診療科への円滑な移行(トランジション)の重要性が注目されるようになってきた。申請者は小児・AYA世代がん患者の長期フォローアップにおける包括的な診療体制構築と適切な移行期医療の提供を目的として、以下の研究を行った。2018年度(初年度)は小児科と成人診療科の緊密な連携構築に向けて、小児内分泌医の移行期に対する考えや移行期医療の現状を明らかにするためのアンケート調査を行った。対象は日本小児内分泌学会評議員(137施設、183人)、調査期間は2018年10月から2018年12月までとした。自記式記名式質問紙を全評議員に郵送し、複数の評議員が所属する場合は施設単位で代表者1名が回答した。回答数131部、回答評議員数(同一施設内の評議員数を足し合わせた数)174名、回収率95.1%(174/183)となり、大多数の評議員の協力が得られた。本調査により日本の小児内分泌診療における小児・AYA世代がん患者の移行期の診療実態や医療者のニーズを把握することができた。次年度はこれらの解析結果をもとに、成人内分泌医を含むヘルスケアプロバイダーへの啓蒙活動をすすめる予定である。2018年度に予定していた日本小児内分泌学会評議員対象の小児・若年がん患者の移行期医療に関するアンケート調査を当該年度内に実施することができた。次年度以降は2018年度に実施した小児内分泌学会評議員対象の<小児・AYA世代がん患者の内分泌診療における移行期に関するアンケート調査>の解析結果を踏まえて、国内学会および国際学会での発表を通じて、成人内分泌医を含むヘルスケアプロバイダーへの啓蒙活動を進めていく予定である。
過重労働者に対するiCBTの有効性とNIRSを用いたCBTの神経基盤の検討

過重労働のためにうつ病を発症した患者に対して復職のためのリハビリプログラムであるリワークプログラムを行い、有効性について検討した。リワークプログラムは、認知行動療法をベースにしたプログラムで行った。和歌山県立医科大学附属病院のリワークプログラムに参加した21人の患者において、リワークプログラム前後12ヵ月の就労期間について比較検討した。プログラム後に復職した患者は76%であり、復職した患者の90%以上が12ヵ月の間、再休職しなかった。プログラム後の就労期間はプログラム前の就労期間よりも有意に長かった。認知行動療法をベースにしたリワークプログラムにおける復職と再休職予防の有効性が示唆された。平成25年5月に和歌山県立医科大学付属病院神経精神科外来にてうつ病患者に対する復職支援プログラムであるリワークプログラムを立ち上げた。患者をリクルートし、集団認知行動療法を含む様々なプログラムを行っている。また、認知行動療法専門外来を開設し、うつ病患者に対する認知行動療法の経験を重ねている。リワークプログラム導入時には、概念化を行った上で、WAIS、AQやPFスタディ、TCI、TEG、MMPI、クレペリンなど様々な心理検査を施行し、次年度以降の研究において行う心理評価尺度の選択の指標とすることができた。またプログラムの中で復職に至った経緯を振り返るにことで、過重労働となるに至った思考・行動パターンについて振り返ることができた。概念化と振り返りを行うことで、集団認知行動療法において自身がどのスキルを使用するのがよいかについての気づきにつながり、より効果的にセッションを行うことができた。症例数を増やしていく過程の中で、心理学的評価として回避や反芻などを評価する尺度を用いるという新たな視点につながった。また、生物学的指標として、拡散テンソル画像と安静時機能的MRIのデータを蓄積している。平成25年8月に行われた第13回認知療法学会にて「患者の強みを活かした概念化を行うことの重要性についての考察」として認知行動療法を行った成果について発表を行った。和歌山県立医科大学神経精神科外来にてうつ病患者に対する復職支援プログラム(リワークプログラム)を継続して行っている。導入時には、WAIS、AQ、PFスタディ、TCI、TEG、MMPI、クレペリンなどを心理尺度として用いている。プログラムでは、集団認知行動療法を行っており、他のプログラムでも患者が自分の感情や思考を認知-行動モデルで捉えられるような働きを行っている。症例の概念化とプログラム中で行われる振り返りによって、過重労働の結果として休職に至った自分の認知-行動パターンが把握でき、内省が深まった。対処行動として自分が認知行動療法のどのスキルをどのように使うのかの理解、実践に繋がった。プログラムでは集団認知行動療法を行っており、他のプログラムにおいても一貫して認知行動療法患者が自分の認知行動パターンを把握し、自己の脆弱性に対する対処法を立案し、実践していけるような関わりを意識的に行っている。リワークプログラムを疑似職場と捉えることで、過重労働の結果として休職に至った認知ー行動パターンが再現された。復職に当たっては再発予防のために、認知再構成や行動変容が必要であることを実感した結果、自己の脆弱性に対して立案した認知行動療法のスキルを用いた対策が、効果的なものかどうか確認でき、対処行動がとれたと実感できたことが、自己効力感の向上にもつながったと考えている。リワークプログラムの成果については、平成27年12月に第19回日本精神保健・予防学会にて「和歌山県立医科大学附属病院におけるリワークプログラムの効果と再発予防性の検討」として発表した。リワークに参加した症例が少なかったことが要因として考えられる。うつ病患者の病休は、長期間になる傾向があり、長期間休職した労働者は、将来的な再休職のハイリスク群であると言われている。休職した患者の復職準備性、再発予防性を高めるために、集団プログラムを中心としたリハビリテーションプログラムが開発され、リワークプログラムと呼ばれている。患者と社会のニーズに応じてリワークプログラムは急速に普及して複数の施設で実施されるようになったが、標準化されたプログラムは存在せず、効果の科学的根拠も不十分だという問題がある。今回、我々は、和歌山県立医科大学附属病院のリワークプログラムによる介入前後12ヵ月の就労期間を比較することにより、プログラムの復職と再発予防への効果を検討した。当院のリワークプログラムは認知行動療法をベースとしており、アセスメントも認知行動パターンで行い、スタッフ間、患者本人とも共有している。今回我々は、2013年5月から2016年1月までに当院のリワークプログラムに参加した21名(大うつ病性障害19名、双極性障害II型1名、気分変調症1名)において、プログラムによる復職後の再発予防効果を調査するために、介入12ヵ月の就労期間をWilcoxonの符号付順位検定を用いて比較検討した。プログラム参加者の76%は復職し、12ヵ月のフォロー期間中に復職者の90%以上が再休職せずに就労を継続することができた。プログラムの就労期間は、平均8.0ヶ月であり、プログラム前の平均3.4ヶ月よりも有意に長かった(p=0.02)プログラム介入前後12ヵ月において、プログラム後の就労期間が有意にながかったことから、復職、復職後の再発予防の点において、リワークプログラムが有効であるという結果を示した。

リワークプログラムは、認知行動療法をベースにしたプログラムで行った。和歌山県立医科大学附属病院のリワークプログラムに参加した21人の患者において、リワークプログラム前後12ヵ月の就労期間について比較検討した。プログラム後に復職した患者は76%であり、復職した患者の90%以上が12ヵ月の間、再休職しなかった。プログラム後の就労期間はプログラム前の就労期間よりも有意に長かった。認知行動療法をベースにしたリワークプログラムにおける復職と再休職予防の有効性が示唆された。回避や反芻を評価する心理尺度を実際に用いることが困難であったこと、リワークを利用した症例数が少なかったことが要因として挙げられる。研究を1年間延長し、近隣のクリニック等と緊密に連携をはかり、対象者の人数を増やして、研究を進めていく。認知行動療法さらに継続して、対象者の人数を追加して研究を進めていく。認知行動療法を行い、前後で様々な心理学的尺度による評価を行っており、概ね順調であると言える。成果発表を国内の学会で行ったため、海外渡航経費を用いる必要がなかった。症例数が少なかったため、CBT用のパーソナルコンピューターの購入台数が予定より少なかった。成果発表等に経費を使用する。さらに継続して、対象者の人数を追加して研究を進めていく。今後、症例数の数を増加する予定であるため、パーソナルコンピューターを購入する予定である。初年度はpreliminaryな研究であったため、CBT用のパーソナルコンピューターの購入台数が予定より少なかった。今後、症例数が増加するため、パーソナルコンピューターを購入する予定である。
異言語間障壁通過のための化身話技法の開発と国際通信規格化への基礎研究

言語の壁を越えた新しい非言語コミュニケーション技法を化身話(avatar language)という概念に沿って開発し、将来このようなコミュニケーション方式の国際標準化が行われる場合に備えての知見を得ておくことを目的として基礎的研究を行った。化身話の基本となる動作や顔の表情をCG技法で制作する技法を開発し、これらの技法を用いた化身話チャッティングの有効性を検証した。開発技法を異言語間でのコミュニケーションに利用するため、日韓の化身話コミュニケーションを対象に選んでモデル実験を行い、化身話チャッティングの基礎的な知見を得た。電子メール等に使用されている顔文字と表情を結びつけるシステムを表情作成エディターと共に開発した。このシステムでは、笑っている表情の顔文字に+や++の記号を付け加えることで、漫画的に表現した顔における笑いの度合いを、目や口等の部品の形状に反映させて表情を量的に制御できるシステムの開発に成功した。その際、漫画的表情を表す部品をどのように変化させるかに関して制作方式を考案し、これをComic Action Unitと呼ぶことにして、一種の標準化の基礎にできる点を明らかにした。さらに、化身話入力システム、つまり人間の動作の入力インターフェースについても研究成果を得ている。これは、動作の際に生じる加速度を感知する加速度センサーとその信号処理を行うCPUを組み込んだものであり、空間に円や三角形を描く違いを認識して、そのような動作により表現される化身話の素動作の認識に成功している。インターネットを介した遠隔教育での化身話利用を考え、そのモデルを想定し検討を行った。化身話を携帯電話やモバイルPCで用いるために、携帯電話による通信等で化身話でのコミュニケーションが行える環境を構築し、シミュレーションにより、実用化に向けてのデータを得ることに成功した。化身話(avatar language)という新しい非言語通信に関する概念を、インターネット等での国際通信に適用しようとしており、そのための基礎的データを得ることを目指して研究を行った。言語や文化が異なる国の間において、言語によらない共通の感情伝達手段の一つとしては顔の表情があり、化身話の基本となる表情をいかに制作していくかの技法の開発を行って成果を得た。これは顔を表現する目、口、眉毛等の部品を変形させ、CGで作成した顔にこれらの部品貼り付けるる顔画像表示システムと、これらの顔部品の変形を記述するテキストデータ検索システムを組み合わせ、顔画像とその表情を作っていく顔画像生成システムの初期段階のものを試作した。試作システムによる表情作成実験では、表情を漫画的に表現する技法で、かなりの程度の表情が表示される点を確かめ、評価実験も行った。このシステムは日韓での共同開発と行われており、次年度以降もシステムの改良を目指して研究を遂行する計画である。さらに、本研究は言語の障壁を通過する非言語コミュニケーションの実現を目的としており、その具体的な例としてインターネットで行われているテキストによるチャッテングを化身話での実現を試み、初期段階の化身話チャッテングシステムを構築して、シミュレーション実験を行った。その結果としては、単純なものであれば実現の可能性を見出すことができている。しかし、ここで化身(アバタ)の動作は各国で現在用いられている手話を基礎にしているため、同じ動作をどのように表現するか、という本研究のテーマである共通規格化の問題が現れてきて、この点はさらに多くの化身話単語についての実験検討が必要で、次年度以降のテーマとして残された。インターネット時代に、言語の壁を越えた新しい非言語コミュニケーション技法を化身話(avatar language)という概念に沿って開発していくことを目指している。そのための化身話制作に関する基礎技法を開発して、データを蓄積しながら、将来の国際通信に適用できるものを作り出そうと研究を行った。

言語によらないコミュニケーションでは、顔の表情による感情伝達が重要であり、化身話の基本となる顔や表情をいかに制作していくかの技法の開発を行い、リアリステックな顔の立体CG画像を動かせるシステムを構築した。口や目、顔の筋肉を動かして表情を作り出す部分は、次年度の研究の仕上げ段階で行う予定である。インターネットで行われているテキストによるチャッテングを表情で行う場合、リアリステックな3次元CG画像を利用するのは現時点の技術では通信負荷が大きすぎるので、表情の漫画化による方式、そのための絵文字入力方式等のアイディアを検討して、その可能性の大きな点を明らかにした。化身話でのチャッテングの実現を試み、初期段階の化身話チャッテングシステムを構築して、シミュレーション実験を行った。前年度に行った顔を表現する目、口、眉毛等の部品を変形させ、組み合わせていく顔画像とその表情を作っていく顔画像生成システムについては、研究をさらに発展させ、MPEG4の規格に準拠する方式の検討を行った。このような化身話コミュニケーションの応用も研究対象で、遠隔教育への応用を想定した検討を行い、実用的なシステム構築のための知見を得た。その検討過程で、化身話辞書に利用する化身話データベースの構築の必要性も明らかになって来ており、データベース構築のための基礎的検討とシミューレーション実験を行い、成果を得ている。言語の壁を越えた新しい非言語コミュニケーション技法を化身話(avatar language)という概念に沿って開発していくことを目指して、化身話技法の開発、その非言語通信への応用、規格化に向けた基礎的研究を行った。前年度までの研究実績である、化身話の基本となる顔や表情をいかに制作していくかの技法の開発成果を発展させ、実際に携帯電話等を利用した化身話通信のシミュレーション実験を行った。これは、PC内で携帯電話による通話を再現するシステムを導入し、化身話での通信が行える環境を設定して行った。携帯電話からの表情入力を容易にするため、メール等に使用されている顔文字と表情を結びつけるシステムを表情作成エディターと共に開発している。このシステムでは、笑っている表情の顔文字に+や++の記号を付け加えることで、漫画的に表現した顔における笑いの度合いを目や口等の部品の形状に反映させて、表情を量的に制御できるようにしている。その際、漫画的表情を表す部品をどのように変化させるかに関して制作方式を考案した。これをComic Action Unitと呼ぶことにして、一種の標準化の基礎にできる点を明らかにした。さらに、化身話入力システム、つまり人間の動作の入力インターフェースについても研究成果を得ている。これは、動作の際に生じる加速度を感知する加速度センサーとその信号処理を行うCPUを組み込んだものであり、空間に円や三角形を描く違いを認識して、そのような動作により表現される化身話の素動作の認識に成功している。
高齢者筋層浸潤性膀胱癌に対するMMC+UFTを用いた化学放射線療法の臨床研究

転移のない進行膀胱癌に対して,わが国で認められている治療(膀胱全摘術,シスプラチン併用放射線治療)は体の負担が大きく,脆弱な高齢者の多くへは実施できていない。膀胱癌患者の8割が70歳以上の高齢者となっている現在,高齢者治療の改善が重要である。欧米ではマイトマイシンC,フルオロウラシルというより副作用の少ない抗がん剤を併用した放射線治療が標準治療のひとつとされているが,我が国では薬が保険適応となっていない。本研究では,負担が大きな標準治療が実施できない高齢患者を対象に,副作用の少ない上記薬剤と放射線療法を組み合わせた治療を行う。日本人における安全性・有効性を検討し,適応拡大の根拠作りを目指す。
生活環境中の化学物質とその生体毒性の高感度検知に関する研究

本研究では、生活環境中に存在する化学物質の中から、生体影響が大きく緊急な対策が望まれるものを主な対象として、高感度で高選択的な定量法と共に、新しい視点からの毒性・活性評価法を開発するための調査研究を行ない、その結果について、討論・打ち合わせを行った。対象となる化合物は、1.農薬、2.食品成分、3.食品添加物、4.大気浮遊粉塵吸着物質、5.乱用薬物の5つのグループからそれぞれ選び、先ず対象化合物の分析法及び毒性評価法について(1)選択性・感度、(2)特徴・有用性、(3)今後の展開性の点に着目して調査を行った結果、対象化合部のほとんどについて、一斉分析が困難、光学活性物質では光学分割が困難、感度が不十分、精度が悪い、共存物質の影響を受ける、実用的でない、のいずれかの問題点があることが明らかになった。そこで、これらの調査の成果を基に、「生活環境中の化学物質とその生体毒性の高感度検知」と題した公開シンポジウムを開催したところ、産官学の各領域から一線の研究者40名余の参加者があった。シンポジウムでは、発癌性ニトロアレーンの高感度分析法開発と大気内挙動、食品中に残留する農薬の分析と諸問題、水域環境中の基準改正の考え方とその化学物質の分析法、のテーマについて本研究の調査結果の発表と、発表内容に関する活発な討論・意見交換が行われ、問題解決に向けて極めて有意義な知見・意見が得られた。以上の本年度の調査研究で明らかになった分析法・毒性評価法の問題点について、改善・解決する方法または現行の方法に代わる新しい方法の開発を目的として、すでに本研究班員を中心に研究を行っている。
げっ歯類における前庭頚反射の測定

現在、実験動物として、遺伝子改変動物モデル、障害モデル等のモデル動物がよく用いられているが、そのほとんどがマウス、ラット、モルモットである。そこで、それらの前庭機能を簡便にはかるには、これまでの眼球運動をみることは難しく、前庭頚反射に関与する大きい頭部の運動をはかることにより測定可能であると考えた。前庭頚反射とは、胴体の動きに対する頭部保持の機構をいい、これまでの研究では、胴体に対する頭部保持の機構には前庭頚反射とともに頚頚反射が関与していることが報告されている。そこで本研究では、頭部運動の測定により、前庭頚反射における前庭機能測定を行った。実験動物として、ハートレー系有色モルモット、体重300グラム前後のものとCB6F1マウス、体重2030グラムのものを使用。頭部運動をはかるため、動物固定の方法について検討を行った。本研究では動物固定の際、胴体のみ固定し頭部は運動可能にする必要がある。今回、拘束しすぎると頭部運動にまで影響を及ぼし、緩くすると逃げてしまうため、マウス、モルモットの固定には難渋した。数種類の固定を試み、頭部運動の妨げにならないような固定器を作成した。また、その固定器により、毎回同じ刺激が行われるように刺激装置を開発した。高速ビデオカメラで撮影を行い、カメラ、ファイル容量に対する撮影アングル、誤差等の検証を行った。高速ビデオカメラからコンピューターへのデータ転送を可能とし、画像解析の検討を行った。それと平衡して耳毒性薬物であるカナマイシン、エタクリン酸による内耳障害モデル動物を作成し、その行動から平衡障害について検討した。またその固定器により、毎回同じ刺激が行われるように刺激装置を開発した。研究実績現在、めまいの研究において前庭眼反射を用いた研究が行われている。眼球運動の測定には、電磁コイル、ビデオ撮影による測定が行われており、これらの方法では齧歯類等の小さい動物に対して手技的に困難な点が多い。本研究では、前庭眼反射によく似た反射である前庭頚反射の測定を行う事により、鰯歯類、マウス、モルモットでの前庭機能評価が可能と考えられる。そこで本研究では、耳毒物性薬物の内耳局所投与により、前庭障害動物を作成し、前庭機能を評価することができると思われる。また、前庭障害の中枢における代償機能について検討することにより、前庭の末梢から頚部筋群への伝達経路の解明にも役立つと思われる。刺激装置である小動物回転台は、まず、動物固定の方法について検討を行った。マウス、モルモットの胴体の型取りを行ったあと、頚部以下での固定器を作製した。ビデオカメラでの撮影を行い、コンピューターへの転送方法の検討を行った。また、ビデオカメラでの撮影速度、コマ数の検討を行った。MATLABプログラムにより、抽出されたデーターから、反応の数値化を行うため、プログラミングの検討を行った。動画データよりスムーズにデーターの時系列処理を行うため、プログラミングの検討を行った。