hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
アフリカ熱帯多雨林の伝統的利用と民族科学的知識に関する人類学的研究

流域では、ソンゴ-ラ及びオンボ等の焼畑農耕民、漁撈民について、熱帯多雨林における河川、スワンプ、森林などの多彩な環境利用脇の比較調査をおこない、物々交換を介した諸生業の相互依存関係のメカニズムやその生態学的、民族学的意義仰明らかにするとともに、同地域の植物や魚類、哺乳動物に関する民族科学的情報を収集した。コンゴ国北部のウエッソ州では、現地研究者とともに狩猟採集民のバカ族(バンベンガ族)の予備的な調査をおこない、スワンプを含む湿性林における人口分布や狩猟活動、植物利用について多くの資料を得ることができた。この地域における人類学的な調査はこれまでほとんどおこなわれていないので、これらの資料は、今後の調査を進める上で貴重な資料となる。平成3年度においては、ひきつづきザイ-ル国及びコンゴ国において現地調査を進める予定であったが、ザイ-ル入国直後に同国の政情が悪化し、国外退去を余儀なくされたために、日本人研究者5名全員がコンゴ国北部のリクアラ州において焼畑農耕民モンドンゴ族、及び狩猟採集民のアカ(バンベンガ)族の比較調査にあたった。まず、2名がウバンギ川支流のモタバ川流域における農耕民及び狩猟採集民の分布調査をおこなった後、最上流域において狩猟採集民のアカ族の狩猟活動、採集活動、動植物の認知に関する予備的な調査をおこなった。さらにザイ-ルより転進した3名及び現地研究者1名が、モタバ川中流域の焼畑農耕民の集落において、焼畑の開墾面積、作物、作付様式、収量、休閑期間、植生回復状況等に関する生態人類学的な予備調査をおこなったほか、スワンプにおける水位の変化を利用した漁撈活動や、各種のやし類を中心としたスワンプの植物利用、蛋白源としての動物の狩猟等に関する深い資料を収集した。また、モタバ川流域では合計400種余りの植物を採集し、それらの方名、利用法に関する情報を集めた。なお、コンゴ国北部の熱帯多雨林帯においては現在、USーAid(アメリカ政府の対外援助機関)や世界銀行などの援助により、自然保護の計画が進行中であるが、そのなかで長年この地域に住んできた住民の生活をどうするかが大きな問題となっている。本調査によって得られた資料は、これらの保護計画において、人間活動と共存できる自然保護を実現するための基礎資料として利用される予定である。アフリカの熱帯多雨林における伝統的生活と文化の特性を調べ、熱帯多雨林と人間との関係を明らかにするために,多様な現地調査を行ない,以下の結果をえた.1.ザイ-ル国イトゥリの森にて,エフェピグミ-とレッセ族にみられる環境利用の特性について民族植物学的観点から調査を行なった。約200点あまりの植物標本について,民俗知識,利用の聞込みを行ない,また,実際の植物利用を観察した.採集した植物標本は,ザイ-ル自然科学研究センタ-にて同定を行なった.レガ族の植物利用についても同様の現地調査を行ない,資料の収集と整理を行なった.また,生業システムについて,長期住込み参与観察を行ない,デ-タを収集した.2.ザイ-ル国マニエマ地方のソンゴ-ラおよびオンボの2集団について,哺乳類の名前をはじめとする自然認識の全体像の把握につとめた.さらに,ソンゴ-ラと同じ言語集団に属するレガ,オンボと同一の言語集団に属するゲンゲレについても比較のため哺乳類の名称を集めた.その結果,すべてのグル-プに共通する名称も見つかり,言語を異にする集団間でも地域的な共通性が大きくみられることが明らかになった.3.コンゴ国北部のピグミ-集団の一つ,バカ族(バンベンガ)の民族医学的調査を来ない,100余りの疾病と500種類の伝統的療法を収集し,また,400種の薬用植物を記録し,標本を採集した.
罹病植物の病態、その化学と生物活性

1.5員環セスキテルペノイドであるChokol類(DL)9種、Chokolic acid類2種とChokolalの単離、構造決定を行なった。上記化合物はいづれも文献未記載の化合物である。坑菌活性があることと罹病チモシ-に特異的に含まれることから誘導抵抗性に関与している可能性が高い。2.すでに坑菌性C_<18>-ハイドロキシ不飽和脂肪酸を得ているが、今回新たにその酸化開裂した脂肪酸類3種、および脂肪酸ラクトンを得た。これらはいづれも坑菌活性を有した上記セスキテルペノイド群と共に病害抵抗性に関与しているものと思われる。3.フェノ-ル類としては、坑菌性フェノ-ルラクトンのほか坑菌活性はみられないが、di-P-coumaroylglycerolやその2量体でありChokorinを単離した。また、B環が芳香族化したanthrasteroidも単離した。4.気菌糸形成誘導活性を示すPhytol類3種を得た。また、アミスギタケ発芽誘導活性を示すcyclooctasulfurも単離された。5.リグナンの酸化生成物が得られたことから、ガマの穂病菌によるフェノ-ル化合物の代謝について調べ、リグナン(pinoresinol)からは酸化生成物との-ribofuranoside、フラボン(diosmetin)からは7-0-α-ribofuranosideが生成し、ガマの穂病菌による特異なfuranosyl化が明らかになった。チモシーがまの穂病(Epichloe typhina)の侵入によって罹病したチモシーは顕著な形態異常をひきおこし、また他の病原菌による二次感染に対する抵抗性を獲得することが知られている。本年度はその抵抗性機作解明の目的で形態異常部位である子座(チョーク)からの抗菌物質の検索を行なった。その結果、セスキテルペン類チョコール酸(1、2)およびチョコール(35)、フェノール酸ラクトン(7)、脂肪酸ラクトン(8)等の文献末記載化合物7種の他、既知抗菌物質11種を単離しその化学構造を決定した。これら抗菌物質の罹病による含量変化や起源等はまだ明らかでないが、抵抗性に一部関与していると考えられる。さらに新規5員環セスキテルペンであるチョコール類の生合性について検討した。すなわち、チョークは形成初期の白色から形成後期は橙黄色へと変化することから両者のチョークに含有するチョコール類を比較した結果、前者のみにモノオール(6)が存在することが判明し、nerolidyl pyrophosphate pathwayにより6が生成し、その後高度に酸素化される生合成ルートが予想された。チモシ-がまの穂病(Epichloe typhina)の侵入によって罹病したチモシ-は顕著な形態異常をひきおこし、また他の病原菌による二次感染に対する抵抗性を獲得することが知られている。前年度はその抵抗性機作解明の目的で形態異常部位である子座(チョ-ク)からの抗菌物質の検索を行なった。本年度もさらに抗菌物質の検索を行ない、新規化合物チョコ-ルL(1__)、スフィンゴイド誘導体(2__)、リグナン(3__)を得た。さらに、リグナンの酸化生成物(3__)が得られたことからガマの穂病菌によるフェノ-ル化合物の代謝について調べた。リグナン(Pinoresinol)からは3__とα-ribofuranodside、フラホン(diosmetin)からは7-0-α-ribo-furanosideが生成し、ガマの穂病菌による特異的なfuranosyl化が明らかになった。フェニ-ルプロパノイド(ethyl ferulate)からはvanillyl alcoholとvanillic acidのみが得られた。
未検討資料を通してアヴェロンの野生児の実像を明らかにする試み

「アヴェロンの野生児」とは、1800年1月に南フランスのアヴェロン県で発見・保護された少年である。フランス内務省と人間観察家協会という学会の強い要請によって、同年の8月にパリに移送され、翌年の1801年1月から1805年半ばまで4年半にわたって、パリ国立聾学校の医師であったジャン=マルク=ガスパール・イタールの教育を受けた。最終年度にあたる2018年度は、「アヴェロンの野生児」に関する文献や文書の調査を、アヴェロン県立文書館、アヴェロン文芸・科学・芸術協会、およびパリ国立聾学校にて行なった。今回の調査では、発見・保護からそう日をおかずに発行されたと考えられるこの野生児のポスターを確認した。また、人間観察家協会の中心人物であったドジェランドがこの野生児をパリに呼び寄せる上でどのような役割を果たしたのか、そしてこの野生児が収容先のパリ国立聾学校でどのような扱われ方をしたのかも明らかにすることができた。2016年度から2018年度の調査からわかったのは、「アヴェロンの野生児」の発見・保護から教育の断念までの期間(1800年1月1805年前半)は、人間観察家協会という学会の設立と消滅(1799年12月1804年末)の時期と完全に符合するということである。この野生児の診断・教育にあたったのは、精神科医のピネル、聾唖教育者で聾学校校長のシカール神父、そして上記の医師のイタールだったが、彼らはみな人間観察家協会の会員であった。この時期的符合は、人間観察家協会の一大研究プロジェクトして、アヴェロンで見つかった少年が「野生児」という研究対象として仕立てられた(そして協会の消滅とともに、研究・教育が終了した)ことを意味する。アヴェロンの野生児とは、1800年1月に南フランスのアヴェロン県で発見・保護された推定年齢12歳の少年のことである。アヴェロン県の県庁所在地ロデスの中央学校で7カ月間保護下におかれたあと、8月にパリに移送され、その後1806年までパリの聾あ学校にて医師イタールによって教育が行なわれ、報告が残されている。その報告によると、少年には重度の発達障害があり、5年におよぶ言語訓練もほとんど成果をあげず、社会性も身につかなかった。このイタールの報告はアヴェロンの野生児に関する唯一重要な記録として位置づけられている。しかし、少年の発見・保護・移送された当時の記録や資料も残っている。本研究は、これら顧みられることのなかった資料にもとづいてアヴェロンの野生児の実像に迫ろうとするものである。パリへの移送までの間この少年の保護を担当したのは、ロデスの中央学校の教授ボナテールである。ボナテールは観察記録を残しているが、それによると、この少年は、ことばを発さず解さないものの、言語以外の手段でまわりの者に意思を伝え、模倣もでき、火も使え、食べ物の調理もできたことが記されている。地元の行政府委員サンテステーヴやギローがこの少年について記した手紙にも、少年が周囲の者と関わることができたことが述べられている。また、パリに移送中に逗留したリヨンの中央学校の教授ムートン=フォントニユも、この少年がことばはできないもののふつうの少年だったと記している。アヴェロンの野生児がきわめて重度の発達遅滞だという診断が下されるのは、パリ移送後3カ月経ってからのことである。なぜパリ移送前と移送後で少年の状態がこのように変化してしまったのか。今後はパリ移送直後の少年のおかれた状況について資料調査を行なう予定である。平成28年度に予定していたアヴェロン県文書館での資料の調査については、日程調整がうまくいかず、実施することができなかった。本年度は、「アヴェロンの野生児」に関する文献や文書の調査を、アヴェロン県文書館およびフランス国立図書館にて行なった。アヴェロンの野生児とは、1800年1月に南フランスの山中のアヴェロン県で発見・保護された少年で、フランス内務省と人間観察家協会という学会の強い要請によって、同年の8月にパリに移送され、同年の12月から1804年末まで国立聾唖学校の医師であったジャン=マルク=ガスパール・イタールの教育を受けた(教育はその後は続けられなかった)。今回の調査の結果、「野生児」とされた少年は、保護される以前には村の周辺の森のなかで単身で生活してはいたものの、村人と交渉があったという報告が当時に出されており、パリへの移送されるまえには、「野生児」とは言えないのではないかという議論があったことが明らかになった。また、アヴェロンの野生児の発見・保護から教育の断念までの期間(1800年1月1804年末)は、人間観察家協会という学会の設立と消滅(1799年12月1804年末)の時期と完全に符合する。この野生児の診断・教育にあたったのは、精神科医のフィリップ・ピネル、聾唖教育者で聾唖学校校長のシカール神父、そして上記の医師のイタールだったが、彼らはみな人間観察家協会の会員であった。この時期的符合は、人間観察家協会の一大研究プロジェクトして、アヴェロンで見つかった少年が「野生児」という研究対象として仕立てられた可能性を暗示する。計画書のなかで想定していた文献や文書の大半を確認できている。また、研究実績の概要に記したような新たな知見も得られている。

「アヴェロンの野生児」とは、1800年1月に南フランスのアヴェロン県で発見・保護された少年である。フランス内務省と人間観察家協会という学会の強い要請によって、同年の8月にパリに移送され、翌年の1801年1月から1805年半ばまで4年半にわたって、パリ国立聾学校の医師であったジャン=マルク=ガスパール・イタールの教育を受けた。最終年度にあたる2018年度は、「アヴェロンの野生児」に関する文献や文書の調査を、アヴェロン県立文書館、アヴェロン文芸・科学・芸術協会、およびパリ国立聾学校にて行なった。今回の調査では、発見・保護からそう日をおかずに発行されたと考えられるこの野生児のポスターを確認した。また、人間観察家協会の中心人物であったドジェランドがこの野生児をパリに呼び寄せる上でどのような役割を果たしたのか、そしてこの野生児が収容先のパリ国立聾学校でどのような扱われ方をしたのかも明らかにすることができた。2016年度から2018年度の調査からわかったのは、「アヴェロンの野生児」の発見・保護から教育の断念までの期間(1800年1月1805年前半)は、人間観察家協会という学会の設立と消滅(1799年12月1804年末)の時期と完全に符合するということである。この野生児の診断・教育にあたったのは、精神科医のピネル、聾唖教育者で聾学校校長のシカール神父、そして上記の医師のイタールだったが、彼らはみな人間観察家協会の会員であった。この時期的符合は、人間観察家協会の一大研究プロジェクトして、アヴェロンで見つかった少年が「野生児」という研究対象として仕立てられた(そして協会の消滅とともに、研究・教育が終了した)ことを意味する。アヴェロンの野生児のパリ移送直後の状況について、アヴェロン県文書館やフランス国立図書館、国立中央文書館等で資料調査を行なう予定である。平成30年度は、アヴェロン県文学・歴史・美術資料館所蔵の資料の調査を実施する予定である。平成30年度をもって本研究課題は終了となり、研究成果は単行本として出版の予定である。アヴェロン県文書館での資料の調査については、日程調整がうまくいかず、実施することができなかった。平成29年度中には、現地での調査スケジュールがうまく組めなかったため、平成29年度末から30年度初めにかけて、年度をまたいでの調査を実施した。前年度に実施できなかったアヴェロン県文書館での資料調査を、フランス国立図書館、国立中央文書館での資料調査とともに実施する予定である。
ラジオトレーサー法による樹木細胞壁多糖の分布および化学反応におけるその挙動の解明

1.ラジオトレーサー法によるクラフトパルプ化中のキシランの再吸着の解明鉢植えのコブシにmyo-イノシトール-[2-^3H]を投与した後、植物を数カ月間生育させることによって、完成した細胞壁中のキシランをほぼ選択的に放射標識することができた。非放射活性試料を放射活性試料と共にクラフト蒸解し、蒸解の様々な段階で得られるパルプおよび蒸解液の放射能を測定した。その結果、元は非放射活性であった試料に放射能が検出され、放射活性試料から一度蒸解液中に溶出した放射性キシランが、再吸着していることが示された。元は非放射活性であった試料に検出される放射能は、温度上昇期では僅かであり、蒸解温度が170°Cに達する頃から高くなった。したがって、キシランの再吸着は、蒸解初期から僅かに起こっており、蒸解後期において著しくなることがラジオトレーサー法によって示された。2.ラジオトレーサー法によるクラフトパルプ化中のキシランの挙動の解明放射活性試料をクラフト蒸解し、残留する全てのキシランが放射標識されたパルプ(パルプ1)を調製した。また、非放射活性試料を放射活性試料と共にクラフト蒸解した後、元は非放射活性であった試料を分別し、再吸着したキシランのみが放射標識されたパルプ(パルプ2)を調製した。得られた2種類のパルプをアルカリ、DMSOおよびキシラナーゼで処理し、可溶部と不溶部の放射能を測定した。その結果、各処理の可溶部と不溶部の放射能の割合が、パルプ1および2において異なった。したがって、蒸解中一度も溶出しなかったキシランの性質と蒸解中に再吸着したキシランの性質とが異なることが示された。再吸着キシランはアルカリで抽出され易く、DMSOでは抽出され難かった。また、キシラナーゼによって加水分解され難く、さらにキシラナーゼはパルプ表面のキシランばかりでなく、繊維内部に存在するキシランも加水分解した。
劣質石炭資源から化学原料、有用物質を回収する新規フラクショネーション技術の開発

本研究では、石炭を無極性溶剤流通下、石炭が分解しない350°C以下で抽出することで、石炭分子の凝集構造を熱により緩和し、凝集構造中に取り込まれていた多くの低分子成分を溶剤の溶解力で溶かし出すと同時に、溶剤の溶解力の温度依存性を利用して、抽出された低分子成分を石油の精製のように分離精製(フラクショネーション)する技術を開発した。本法により、石炭を分解することなく分子量や化学構造の異なる68種の成分に分離することに成功した。無極性溶剤を用いる高温溶剤抽出を利用した新規石炭フラクショネーション法を提案した。提案法は、350°Cまでの異なる温度において石炭を逐次的に抽出することによって、石油の精製のように石炭をより性状の均一な成分に分画する技術である。溶剤には無極性溶剤のテトラリンや1-メチルナフタレンを用い、まず150°Cにおいて溶剤を石炭層に流通させて抽出を実施した。この際抽出される成分は室温から150°Cの間で抽出される成分として回収し、次に抽出残渣を200°Cで抽出した。この操作を50°Cずつ温度を上昇させながら繰り返し、それぞれの温度域で抽出される成分を分離回収した。この方法を瀝青炭から褐炭までの異なるランクの石炭数種類に適用したところ、いずれの石炭においても石炭を分解することなく68種類の成分に分離することに成功した。瀝青炭のような高品位炭ではどの石炭でも、分離された成分間で化学組成は大きく変わらなかったが、分子量が大きく異なった。すなわち、瀝青炭はユニット構造は類似であるが分子量の大きく異なる成分から構成されており、提案法はそのような瀝青炭を分解することなく分子量の異なる成分に分離するのに有効であることが示された。一方、褐炭から分離回収した成分の間では、分子量分布は大きく変わらないが、化学組成が大きく異なることが明らかとなった。得られた成分を炭素材料源などとして応用する際に重要となる熱軟化溶融挙動を調べたところ、抽出成分はすべて顕著な溶融性を示すとともに、瀝青炭から得られた成分では、高温で得られた成分ほどより高温で溶融することが明らかとなった。褐炭のような最も低品位な石炭から得られた成分であっても顕著な熱軟化溶融性を示したが、瀝青炭のように成分間で溶融温度に差異が見られなかったため、固体として抽出された成分をさらに室温で溶剤分別し、溶融挙動の異なる成分に分離することに成功した。本研究では、石炭を無極性溶剤流通下、石炭が分解しない350°C以下で抽出することで、石炭分子の凝集構造を熱的に緩和し、凝集構造中に取り込まれていた多くの低分子成分を溶剤の溶解力で溶かし出すと同時に、溶剤の溶解力の温度依存性を利用して、抽出された低分子成分を石油の精製のように分離精製(フラクショネーション)する技術を開発した。フラクショネーション法を種々の石炭に適用したところ、瀝青炭では、抽出温度が高くなるほど、原炭中のより高分子量の成分が抽出されることがわかり、瀝青炭を分解することなく分子量の異なる68種の成分に分離できることが明らかとなった。抽出物は顕著な熱軟化溶融性を示し、また高温で抽出される成分ほど高温で溶融すると)とがわかった。抽出物のこのような性質を活かし、抽出物から高性能炭素材料の前駆体として重要なメソフェーズの調製を試みたところ、瀝青炭から得られた数種の成分においてメソフェーズの生成が確認された。一方、低品位な褐炭を、同法により、化学組成の大きく異なる成分に分離することに成功した。また、化学的に安定な1-メチルナフタレンと、水素化能を有するテトラリンを溶剤に用い、フラクショネーション挙動に及ぼす溶剤種の影響を検討したところ、瀝青炭ではその挙動にほとんど差はなかったが、褐炭では、テトラリンを用いた場合に、1-メチルナフタレンを用いた場合よりも、抽出率が向上し、350°C程度の比較的穏和な条件にもかかわらず溶剤からの水素移行が確認された。このことより、褐炭のような低品位炭に対しては、水素化改質と成分の分離を効率的に組み合わせた転換法を開発しうる可能性が示された。
知的支援情報処理システム構築のための人工脳型計算論の創出とその工学応用

従来のコンピュータ性能の限界を打破すべく天才の創造知を意識した計算論(人工脳型計算論)の創出が本研究の目的である。そこで、多元数値化や量子情報理論とソフトコンピューティングの融合を図って情報処理能力を精査した。その結果、量子描像計算知能の創出など、それらが人工脳型計算論として有望であることを示し得た。さらにそれらを基盤とする画像処理・パターン認識や診断支援などの知的支援情報処理システムを開発し得た。当該年度においては、前年度に引き続き、多元数値化や量子情報などの知見を取り入れたソフトコンピューティングの脳型計算論としての方法論の有望性・妥当性を探るとともに、医療情報処理システム応用についても研究を推進した。その結果、特に下記の研究成果13を得た。1.複素数ホップフィールドニューラルネットワークに複雑ネットワーク概念を取り入れ、その記銘想起能力の複雑ネットワークパラメータ依存性を調べることによって、想起能力向上を図りうるかを検討した。その結果、複雑ネットワーク概念導入が脳型計算論として効果的な手法になりうることを示した。2.四元数ニューラルネットワークにおける四元数の活性化関数については、実数や複素数の場合と異なり、その正則性や解析性が十分に調べられておらず、その適用制限なども明らかにされていない。そこで、四元数関数の局所解析性を精査して、四元数活性化関数の局所解析的特徴を検討した結果、四元数ニューラルネットワーク設計におけるその適用条件などを示唆し得た。これは今後の四元数ニューラルネットワーク研究において新たな発展をもたらし応用拡大も期待できるなど意義深い成果と考える。3.前年度は量子ビット遺伝アルゴリズムを中心にその有効性を精査してきたが、当該年度は粒子群最適化法に量子力学概念を取り入れた量子粒子群最適化法を新たに検討し、その手法の優越性を様々なだまし関数をベンチマークとして調べた。その結果、粒子群最適化法においても量子情報手法を取り入れることの優越性を確認し得た。さらに、これらの手法の有用な知的情報処理支援応用を模索するために、ソフトコンピューティングを基盤とした手法の医療支援システムへの応用研究なども行った。本課題では、各種のソフトコンピューティング手法を多元数値化した場合やこれらに量子情報の知見を取り入れた場合に、どのような情報処理効能が発現されうるかを精査し、それらの計算手法が人工脳型計算論として有望であることを示すこと、およびそれらの計算手法を効果的に用いた医療画像診断支援やパターン認識などの知的支援情報処理システムの開発を行うことが目的である。H25年度においては、前年度に引き続き、人工脳型計算論の有望性・妥当性を探るとともに、医療情報処理システム応用についても研究を推進した。その結果、特に以下の研究成果14を得た。1.四元数活性化関数を有する四元数値化ホップフィールドモデルの想起性能を明らかにするとともに、歩行者数計測システム応用を図って、その高次元データ学習の有効性を示し得た。2.量子粒子群最適化手法において導入したポテンシャルの違いが情報処理性能にどのような性能差異をもたらすかを、各種ベンチマーク関数を用いた数値実験により明らかにするとともに、これらのベンチマーク関数に対する最小値求解問題において、変数を100変数および500変数と高次元にした場合の最小化問題を精査し、提唱した量子粒子群最適化法が収束性と精度において従来の粒子群最適化法をはるかに凌駕する性能であることを示すことができた。3.確率共振を導入した複素数値化誤差逆伝搬学習法をメビウス変換学習問題などに適用し、確率共振導入による性能向上効果を明らかにした。4.画像識別処理システム構築のためのシナジェティックコンピュータの複素数値化デザイン法を検討し、その性能を精査し得た。さらにこれらの研究と並行して、眼科検査種決定医療支援システムへの応用研究やミツバチダンス行動の検出画像処理システム検討などを行い、これら知的情報処理支援システムに本課題で精査してきた計算論手法が有用であることを示唆し得た。本課題では、多元数値化や量子情報およびランダム行列理論などに学びそれらの知見を取り入れたソフトコンピューティングを構築して従来手法の情報処理性能にどのような効能をもたらすのかを精査し、それらが人工脳型計算論として有望な計算手法であることを示すこと、およびその計算手法を効果的に用いた医療画像診断支援やパターン認識などの知的支援情報処理システムを開発することを目指している。当該年度においては、下記研究項目1.ニューラルネットワーク(NN)の多元数化情報処理の再検討と拡大、2.シナジェティックコンピュータ(SC)やその他のマシンの多元数化、3.量子情報理論の検討などを中心にそれらの理論的基盤を固めるべく研究を遂行してきた。その結果、これら13に対し、主に以下の研究成果を得た。1.実数や複素数と異なり四元数の非可換性が四元数NNの特性であり、NN性能向上に寄与しているのであるが、実応用上、非可換な数は必ずしも便利であるとは言い難い。そこで可換四元数NNの開発を試み、ホップフィールド型可換四元数NNを構築した。それがNNの更新とともに単調減少しうるエネルギー関数を持つことを示し得た。

これは今後の四元数NN研究において新たな発展をもたらし応用拡大も期待できるなど意義深い成果と考える。2.複素数値化SC(CVSC)の試論はこれまでにも行っていたが、各種の画像パターン認識性能を実数型のそれと詳細に比較評価し、その効能をさらに明らかにした。これもまたCVSCの新たな発展をもたらす成果と考える。3.これまで複素数表示の量子ビットNN研究を主に行ってきたが、量子ビットを取り入れた遺伝アルゴリズムを新たに構築し、その手法の優越性をだまし関数や画像処理問題などで確認し得た。また有用な知的情報処理支援の検討のため、自己組織化特徴マップ(SOM)や画像処理などの応用研究も行った。シナジェティックコンピュータの四元数値化や連想記憶ニューラルネットワークへのランダム行列概念導入や量子ビットのブロッホ表示の考察によるニューラルネットワーク研究も当該年度に行う予定であったが、これについては課題として残った。しかしながら、これらに関する課題についての文献精査や知見の収集などは十分に行い得てそれを試論する端緒は見出し得たと考えている。それら以外の研究成果は、研究発表欄に記載したように、国内外に発表し得て当初の研究計画はおおむね達成できたものと考えている。シナジェティックコンピュータ以外の他のソフトコンピューティング手法、例えばサポートベクトルマシンの複素数値化・四元数値化や量子ビットのブロッホ表示の考察も当該年度に端緒を見出す予定であった。これらについては、関連文献の精査および基本概念の整理と検討に留まり、具体的な理論展開・検証は次年度以降の課題として残った。しかしながら、研究発表欄に記載したように、研究成果の一部を国内外に発表し得て、当初の研究計画はおおむね達成できたものと考えている。25年度の研究推進方策としては、以下の1および2の項目を中心として精力的に研究を遂行する。1.課題として残ったシナジェティックコンピュータの四元数値化や連想記憶ニューラルネットワークへのランダム行列概念導入や量子ビットのブロッホ表示の考察によるニューラルネットワークの構築およびその他のソフトコンピューティングの多元数値化や量子エンタングルメントとの融合研究を引き続き精力的に推し進める。2.上記1並びにこれまでの開発手法の有効性を確立する上でも人工脳型計算論として検証する意味においても、医療分野などへの知的支援情報処理システム応用や社会性昆虫のシマリング現象などの群知能現象のモデル化などを試み、これらを遂行する中で、問題点などを全体の課題にもフィードバックさせて研究を進める。平成23年度に着手できなかったその他のソフトコンピューティングの多元数値化研究、特に自己組織化マップ(SOM)やサポートベクトルマシンの複素数値化・四元数値化を精力的に推し進めるとともに、24年度は、以下の1.および2.を新たに展開する予定である。1.ランダム行列理論の検討:ランダム行列ニューラルネットワークの連想記憶性能などを近年の理論発展から検討する。
変異型TGF-βII型受容体遺伝子導入による心リモデリング(心肥大、線維化)の抑制

1)動物モデルの作成体重250-300gの雄Wistar Kyoto rat(WKY)を用いた。ラットを対照群(蒸留水投与)、一酸化窒素合成阻害剤+遺伝子治療群(L-NAME+TGF-TR-Fc群)、一酸化窒素合成阻害剤+saline群の3群に分けた(各群n=5)。一酸化窒素合成阻害剤はNω-nitro-L-arginine methyl ester(L-NAME)を使用した。L-NAMEは1mg/mlを飲水に混ぜて投与した。2)遺伝子の導入法の確立II型受容体を細胞膜直下で切断し細胞内ドメインを欠失した変異型TGF-βII型受容体遺伝子(TGF-TR)は、東レ原田氏より供与頂いた。遺伝子導入は大腿二頭筋に行なった。今回の遺伝子導入は一回500μgのnaked plasmidを大腿二頭筋に導入することにより行った。遺伝子の導入の3日前にratの大腿二頭筋を500μlのbupivacaineで前処置した。一回500μgのplasmid導入の3日後、2週後に導入部位の大腿二頭筋を採取しmRNAlevelをRT-PCR法で検討した。また、同一動物の心臓を灌流固定後摘出し病理学的検討を行った。3)結果遺伝子導入群は遺伝子導入3日より変位型TGF-βII型受容体遺伝子発現を認め少なくとも2週後まで発現することが確認できた(n=5)。対照群、一酸化窒素合成阻害剤+saline群は組織は変位型TGF-βII型受容体遺伝子発現は認められなかった(各群n=5)。灌流固定心筋標本を肥染色およびMason-Trichrome染色し、Imageanalyzerを用いて冠動脈中膜肥厚、線維化病変、心肥大を定量化した。しかし、3群間の線維化病変、心肥大に有意差は認めなかった。4)考察RT-PCR法では遺伝子導入3日より少なくとも2週後まで変位型TGF-βII型受容体遺伝子が発現することが分かったが、一酸化窒素合成阻害剤投与による心臓リモデリングは抑制できなかった。導入するnakedplasmid量は限界量と考えられたが、nakedplasmidによる遺伝子導入では本モデルにおいて十分量の蛋白を発現できない可能性が考えられた。
経管栄養剤の半固形化による高齢者の栄養改善・腸内環境改善効果の検討

咀嚼・嚥下機能の低下した高齢者に用いられている「経管栄養剤」の使用実態を明らかにした。また、経腸栄養剤の使用にあたっては、高齢者の身体状況、疾病などから投与栄養量を算出し、栄養剤を選択しているが、胃ろう造設高齢者では、経腸栄養剤投与によって体重が増加しやすいことも明らかになった。そこで、的確に適切な経管栄養剤を選択できるようにするため、経管栄養剤の疾患別、使用目的別の分類表を作成し、「早見表」を作成した。本研究ではまず、咀嚼・嚥下機能の低下した高齢者に用いられている「経管栄養剤」の使用実態を明らかにする。その後経管栄養剤を「半固形化」して投与した場合の、高齢者の栄養状態及び腸内環境改善効果を明らかにすることを最終目的に研究を遂行する。経管栄養剤は液体のため、固形食物を摂取した場合に比べ誤嚥、むせ、逆流などが起こりやすい上、腸管刺激が少ないことから便秘になりやすい。これらを防止するためには経管栄養剤を半固形化し投与する必要がある。研究計画に従い、平成19年度は、「経管栄養剤」の使用実態調査を行い、その使用方法や種類、対象高齢者の特徴などを明らかにした。1.実態調査方法山形県内の病院及び老人福祉施設250ヶ所、県外病院40ヶ所に調査用紙を送付し、FAXで回答してもらった。2.結果調査票回収率が70%近くと非常に高かった。経管栄養剤は、回答した病院・老人福祉施設の98%で使用されていた。使用数は1施設当り平均5.4±1.4種類で、病院は6.5±2.1種類、福祉施設は3.4±1.1種類であった。またその使用目的疾患は褥瘡が最も多く、糖尿病、腎臓病、高脂血症の順であった。しかし、同施設内で同一疾患であっても、同程度栄養価の異なる栄養剤を使用している施設が多くあり、経管栄養剤の使用について効率性が悪く、整合性がとれていないことも明らかになった。したがって、今後はまず、経管栄養剤の疾患別、使用目的別の分類表を作成し、施設などで活用できる「早見表」を至急作成したいと考えている。その後、経管栄養剤の半固形化の条件検討を行い、栄養状態及び腸内環境改善効果を検討する予定である。本研究ではまず、咀嚼・嚥下機能の低下した高齢者に用いられている「経管栄養剤」の使用実態を明らかにした。また、経腸栄養剤に使用にあたっては、高齢者の身体状況、疾病などから投与栄養量を算出し、栄養剤を選択しているが、胃ろう造設高齢者では、経腸栄養剤投与によって体重が増加しやすいことも明らかになった。1.経腸栄養剤使用実態調査経管栄養剤は、回答した病院・老人福祉施設の98%で使用されていた。2.胃ろう造設高齢者の体重管理および栄養管理経腸栄養剤は半消化体で吸収されやすい状態であることから、ハリス・ベネディクト式で算出した栄養量を投与した場合、体重が増加しやすく、QOLの低下を招きやすいことが明らかになった。そこで、Stress Factorを1.0以下にして算出した栄養量を投与すると、体重維持が可能でQOLの低下を防止できることが明らかになった。3.経腸栄養剤選択早見表の作成経管栄養剤の疾患別、使用目的別の分類表を作成し、「早見表」を作成した。
イモリを用いた四肢再生過程における関節形成機構の研究

カエルは、肢を切断されると、スパイクと呼ばれる尖頭様の軟骨が再生するのみで、関節を再生することはできないと言われてきた。しかし、昨年度に発表したイモリの肢の再生過程の研究で見出した知見を応用することで、カエルにおいても機能的な関節が再生できることを今回はじめて見出し、発表した。まず、イモリで行った実験と同様、カエルの肢を肘関節部で切断し、再生した組織の形態をEFIC(Episcopic Fluorescence Image Capture)と呼ばれる装置を用いて観察した。すると、再生したスパイク軟骨の基部には、残存部の上腕骨に残った肘関節の形状と相補的な関節形態が作られており、また、残存部の筋肉は腱を介してスパイクの軟骨に挿入されていることも確認できた。さらに、再生した肘関節は実際に動かすことのできる機能的なものであることもわかった。次に、カエルの関節の再生過程を組織切片で観察することで、再生の初期には残存部と再生部が部分的につながっているものの、それが関節腔によって再び分断され、もとの肘関節の噛み合わせ構造が再形成される様子が確認できた。また、関節の発生に重要な働きをもつGdf5の発現とWnt/β-cateninシグナルの活性を、それぞれin situ hybridizationとβ-cateninに対する免疫染色を行って解析した。その結果、関節の再生は、関節発生とは異なる分子、細胞メカニズムで起こることが示唆された。本研究の成果は、残存部と再生部の組織間相互作用に基づく形態形成の仕組み(=組織間調和のメカニズム)は、再生能力の高いイモリだけに見られるものではなく、再生能力の低い動物にも見られるより一般的な再生原理である可能性を示唆するもので、カエルと同様に関節を再生できない哺乳類においても機能的な関節再生を実現し、再生医療応用の可能性を切り開くものと期待される。27年度が最終年度であるため、記入しない。本研究では、イモリの肢を関節部で切断した場合の再生の様子を詳細に観察することで、残存部と再生部が調和する仕組みを明らかにすることを目指した。イモリの前肢を肘関節で切断すると、肘関節より先端側はまず元の前腕部のミニチュアとして再生し、のちに大きくなる。このとき、大きな残存部とミニチュアの再生部の間には機能的な肘関節が再生する。どのようにして、この大きさの不一致を乗り越えて機能的な関節が再生したかを調べるため、EFIC(Episcopic Fluorescence Image Capture)と呼ばれる装置を用いて再生した軟骨の形態を三次元的に観察し、定量評価した。その結果、再生した前腕部の軟骨は関節の周りが、残存した上腕骨の大きさに合わせて太くなっていることを示すことに成功した。この結果は、再生過程において残存部の組織が、再生部の軟骨の形態形成に影響を与えていることを示唆した。そこで、残存部の組織がどのように再生部の形態形成に影響を与えるかを調べるため、組織切片を作製し再生過程を観察した。その結果、再生過程で残存部の関節の軟骨の細胞外マトリクスが失われていることを見出した。これまで有尾両生類の再生過程において、再生部は基部-先端軸が決定したのちは残存部と独立に形態形成を行うと考えられてきたが、本研究の結果により、残存部と再生部の境界付近においては、残存部の組織が再生部の形態形成に大きく関与し、それにより残存部と再生部の構造が調和できることを見出した。さらに、イモリを用いた研究で見出された知見をもとに、これまで関節を再生できないと言われていたカエルにおいても、イモリと同様に肘関節で切断し、残存部と再生部の相互作用に基づく組織の調和を意図的に誘起することで、機能的な関節を再生できることをはじめて見出した。

本研究において、イモリの前肢を関節部で切断したのちの関節再生過程を観察することで、残存部と再生部の組織の構造が調和する仕組みを定量的に示し、その結果を二度の学会発表とともに、オープンアクセスジャーナル"Regeneration"誌において発表することができた。さらに、イモリを用いた研究で見出された知見をもとに、これまで関節を再生しないと言われていたカエルにおいても機能的な関節再生を引き起こすことができたことは、当初の予想以上の結果あった。イモリを用いた遺伝学的実験手法の開発は現在進められているところではあるが、カエルは発生生物学のモデル動物として扱われてきた長い歴史があり、すでに利用可能な遺伝学的実験手法や、遺伝情報の豊富さから非常に強力な実験動物である。そのため、カエルにおいて機能的な関節再生が可能であるという発見は、関節再生の分子・細胞機構を詳細に解析できる可能性を大きく切り開いた。さらに、この結果をもとに、残存部と再生部の組織間調和のメカニズムを用いることで、これまで関節の再生ができないと言われていた哺乳類においても関節再生を引き起こし、ひいては将来的に再生医療への応用の可能性を切り開くことも期待できるという点で、非常に重要な発見を得たと評価できる。27年度が最終年度であるため、記入しない。今後は、カエルを用いて、関節再生機構の分子・細胞基盤を明らかにすることを目指す。イモリ、及びカエルを用いた研究から、再生過程において残存部の組織の細胞外マトリクスが失われていることが見出されており、それに伴ってFGF2などの増殖因子の局在が変わり、残存部及び再生部の細胞におけるシグナル経路の活性に変化がみられる可能性が考えられる。そこで、カエルの関節再生過程においてERKおよびWntシグナル経路の活性を、免疫染色および、シグナル活性をライブイメージングすることが可能な遺伝子導入カエルを用いて観察する。また、関節再生過程における力学的作用の役割を明らかにするため、再生過程においてカエルの筋肉を麻痺させ、関節再生にどのような影響があるかを観察する。さらに、残存部と再生部の組織間相互作用に基づく組織の調和を起こさせることで、マウスにおいても関節を再生できるのではないかという可能性を検証する。
高分子・ゴム材料の構造非線形性:非線形プローブ・微分動的弾性率による評価と予測

二軸粘弾性測定装置および動的粘弾性測定装置を用い、次のような成果を得た。1)高分子濃厚系の非線形粘弾性発現機構の解明長いひも状分子が密に入り組んだ高分子濃厚系ではトポロジー的相互作用によるからみ合い網目が形成される。高分子材料の比強度が高いのはからみ合い網目の存在による。高分子濃厚系の非線形粘弾性発現機構が変形により伸長された高分子鎖の収縮にともなう平衡化過程でからみ合い密度の低下、およびからみ合い再形成がきわめて遅いことによるからみ合い網目変化の非可逆性によることを実験的に実証した。2)強相関ナノフィラー有機複合材料の非線形粘弾性発現機構の解明強相関ナノフィラー有機複合材料の高強度および非線形粘弾性はフィラー・フィラー間相互作用に基づくフィラー網目ならびに大変形によるフィラー網目の崩壊によるものとの推論の上で、フィラー有機複合材料の応力緩和/電気抵抗同時測定を行い、上記推論が正しいことを実証した。これにより、ナノフィラー有機複合材料の新しい設計指標が得られた。3)強相関ナノフィラー有機複合材料中のフィラー拘束相の弾性率評価超音波伝播速度解析により、強相関ナノフィラー有機複合材料の補強に役立つフィラー周囲の拘束相の弾性率を評価する方法を開発した。これにより、高補強性フィラーの新たな設計指針が得られた。以上の結果より、高分子・ゴム材料の構造非線形性発現機構を解明するとともに、材料設計・予測・品質管理に役立つ、新しい非線形プローブを開発した。高分子材料やゴム材料は、成形加工工程も含め、大変形(非線形条件下)で用いられるのが普通である。これらの材料を支えているのはからみ合い網目、非相溶高次構造による網目、結晶相の拘束による網目、架橋網目、あるいはフィラー網目などの網目構造であり、実用力学物性を支配するのは網目構造変化である。したがって、適切なプローブを用いて、大変形下における網目構造変化を観測することが重要である。そこで、大変形に重畳した微小振動歪に対する応答より得られる微分動的弾性率をプローブに採用する。構造非線形性で重要なのは大変形下での緩和強度と緩和時間分布がどのように変化し、脱変形時にどのように回復するかである。本研究の目的は、精密なレオロジー測定装置を用い、幅広い温度範囲で、繰り返し大変形あるいは大振幅振動変形などのさまざまな変形様式での非線形粘弾性応答と幅広い周波数に渡る微分動的弾性率を観測し、実使用条件下における力学物性を実験室で評価・予測する方法を開発することにある。すでに、測定に用いるフィラー充填未加硫ならびに加硫試料の調製、ならびに新規に導入した動的粘弾性測定装置RDA-HTで、外部制御により大変形に微小摂動振動変形を重畳できるように改良・粗調整・粗検定を終えた。今後、測定装置の微調整・最終検定後、フィラー充填未加硫ならびに加硫ゴム試料や結晶性高分子、高分子量線状高分子などを用いて詳細な測定を行い、標題の研究を進める。改良した動的粘弾性測定装置を用い、次のような点を明らかにした。1)高分子濃厚系の絡み合い構造変化の非可逆性高分子は長い鎖状分子であるため、それらが密に入り組んだ高分子濃厚系ではトポロジー的相互作用に基づく絡み合い網目が形成される。高分子材料の比強度が高いのは絡み合い網目の存在による。改良レオメーターを用い、高分子絡み合い系ならびに疎架橋絡み合い系の微分動的弾性率を精密測定し、高分子濃厚系に特有の複雑な非線形粘弾性が大変形下における絡み合い網目構造変化の非可逆性にあることを実験的に明らかにした。2)シリカ配合ゴム材料の構造非線形性シリカ配合タイヤは従来のカーボンブラック配合タイヤに比べ、特に濡れた路面での制動性能に優れていることが知られているが、変形回復後の損失正接を用いた実験室評価では実車走行試験の結果を再現できないという問題があった。

これは従来の測定が実車走行条件をシミュレートしていないことによるとの洞察の下に、改良レオメーターにより複合変形下の損失正接を測定することにより、実験室評価が可能であることを実証した。3)天然ゴム基グラフト共重合体によるナノマトリックス構造構築と高力学強度発現天然ゴムラテックスに僅か15%の高ガラス転移温度高分子をグラフト共重合させるだけで、グラフト相が連続相となるナノマトリックス構造を形成させることができ、そのハニカム構造に由来する極めて高い非線形力学強度を発現できることを見出した。最終年度には、複合大変形を与えることができる実験装置ならびに非線形応答解析手法を確立するとともに、高分子・ゴム材料の実際の成形加工条件ならびに実使用条件における非線形解析を進め、有機無機ハイブリッド材料の構造非線形性の評価・予測手法を開発する。改良した動的粘弾性測定装置を用い、次のような点を明らかにした。1)高分子濃厚系の非線形粘弾性発現機構の解明長いひも状分子が密に入り組んだ高分子濃厚系ではトポロジー的相互作用によるからみ合い網目が形成される。高分子材料の比強度が高いのはからみ合い網目の存在による。改良レオメーターを用い、高分子濃厚系の非線形粘弾性発現機構が変形により伸長された高分子鎖の収縮にともなう平衡化過程でからみ合い密度の低下によることを実験的に実証した。2)強相関ナノフィラー有機複合材料の非線形粘弾性発現機構の解明強相関ナノフィラー有機複合材料の高強度および非線形粘弾性はフィラー・フィラー問相互作用に基づくフィラー網目ならびに大変形によるフィラー網目の崩壊によるものとの推論の上で、改良レオメーターを用いたフィラー有機複合架橋材料の大圧縮・変形回復実験を行い、上記推論が正しいことを実証した。これにより、ナノフィラー有機複合材料の新しい設計指標が得られた。3)強相関ナノフィラー有機複合材料中のフィラー拘束相の弾性率評価超音波伝播速度解析により、強相関ナノフィラー有機複合材料の補強に役立つフィラー周囲の拘束相の弾性率を評価する方法を開発した。これにより、高補強性フィラーの新たな設計指針が得られた。以上の結果より、高分子・ゴム材料の構造非線形性発現機構を解明するとともに、材料設計・予測・品質管理に役立つ、新しい非線形プローブを開発した。
放射線によるがん関連線維芽細胞の形成と放射線発がんへの関与

東日本大震災における福島原子力発電所事故後の低線量放射線被ばくによる不安対策として、放射線の晩発影響である発がんの機構解明が求められている。発がんにおいては、がん細胞とその周辺部の結合組織(主に線維芽細胞)の相互作用(がんの微小環境)が重要な役割を果たしていると考えられている。がん組織の線維芽細胞は、がん関連線維芽細胞(Cancer Associated Fibroblasts: CAF)と呼ばれ、がん細胞の増殖や浸潤に関わることが報告されている。しかし、これまでの解析では、放射線発がんにおけるがん微小環境の役割について、十分に解析は実施されていなかった。我々は、ヒトの正常線維芽細胞を用いて、長期放射線照射により、ミトコンドリアのエネルギー産生が増加し、その副産物として発生する活性酸素の酸化ストレスがCAFの誘導に関与することを明らかにした。さらに、我々は、マウスを用いた動物実験により、がん細胞のみ、がん細胞+非照射繊維芽細胞を混合して作成した腫瘍と比較し、がん細胞と放射線誘発CAFを混合して作成した腫瘍では、がんの増殖能が亢進することを明らかにした。以上の成果をまとめた論文を投稿し、アメリカ癌学会の学会誌Molecular cancer researchに掲載された(2018; 16(11), 1676-1686)。本研究の成果により、放射線発がんにおいて観察される変化を捉え、放射線発がんリスク評価の根拠となる科学的知見の蓄積が期待される。本研究では、がんの微小環境の変化が放射線発がんに関与するかどうかを放射線誘発がん関連線維芽細胞の形成と発がんへの影響を検討し、ミトコンドリア酸化ストレスがCAFの形成を介して放射線発がんに関与することを明らかにした。研究は、計画通りに順調に進んでいる。本研究で得られた成果を英語論文としてまとめ、現在国際誌に投稿中である。審査結果によっては、追加実験や投稿先の変更が必要であることから、研究期間の1年間延長する。本研究では、放射線発がんにおけるがん微小環境の役割について、がん細胞とがんの周辺の細胞の相互作用で、特に、ミトコンドリアの酸化ストレスに着目して、解析を進めている。また、放射線高感受性のヒト遺伝子欠損細胞を用いて、ミトコンドリア損傷を指標に、低線量放射線影響の高感度検出に取り組んだ。本年度は、ヒト胎児肺由来正常二倍体線維芽細胞MRC-5、TIG-3やヒトATM遺伝子欠損細胞(AT5VIBA)を用いて、細胞レベルでの解析を進めた。放射線は核DNAと同様に、ミトコンドリアに損傷を与えることから、細胞核に加えて、ミトコンドリアは放射線の主な標的器官であることを明らかにした。放射線照射後のミトコンドリアのエネルギー生産の過程で副産物として発生する活性酸素は、発生源のミトコンドリアを攻撃し、酸化損傷を与えることを明らかにした。ミトコンドリア損傷は、急性照射、慢性照射、分割照射など照射条件と細胞の分化度、放射線感受性別に、線量依存的に誘導されることを明らかにした。DNA損傷のセンサーであるATMは、放射線による核DNA損傷のシグナルをミトコンドリアに伝え、放射線応答における核とミトコンドリア間のクロストークに重要な働きを持つことを明らかにした。ミトコンドリアの機能不全は、発がんに深く関与していることが知られている。ミトコンドリア損傷の解析は、単に放射線の被ばく線量の把握だけでなく、放射線影響の高感度検出という点においても重要であり、今後も継続した解析が必要である。当初の計画通りに、初年度は細胞での解析を進め、放射線によるミトコンドリア損傷を検出する実験系を確立した。また、長期低線量放射線照射後に、平べったい形態を持つ大きな細胞が出現することを明らかにした。この細胞は、がん組織に含まれる、がん関連線維芽細胞と形態がにており、今後さらなる正常解析が必要であることを明らかにした。

今年度は、前年度までの培養細胞の解析で得られた知見から、ミトコンドリア損傷が、腫瘍微小環境を構成するがん関連線維芽細胞(筋線維芽細胞:CAF)の形成に関与するかどうかを検討する。がん細胞とCAFの相互作用について、CAFが放出する液性因子、血管内皮細胞増殖因子(VEGF)や線維芽細胞増殖因子(FGF)が放射線照射による増加するかどうかを検討する。生体内で、放射線がCAFの形成を促進し、がんになりやすい環境を誘導するかどうかを、放射線照射後、正常二倍体線維芽細胞に放射線を1月間照射した後、CAFの指標として用いられる平滑筋用のアクチンalpha-smooth muscle actin (alpha-SMA)やplatelet derived growth factor receptor(PDGFR)の発現をフローサイトメーター、ウエスタンブロッティングで定量する。CAFによる生体内のがん細胞の増殖促進効果を観察するため、ヒト子宮頚部がん細胞株HeLaと正常繊維芽細胞を混合し、ヌードマウス脊部皮下に移植する。コントロール(がん細胞のみ)、がん細胞+非照射繊維芽細胞、がん細胞+放射線照射繊維芽細胞を同一のマウスに移植し、移植後、31日間腫瘍体積を測定する。腫瘍の増殖曲線から、CAFによるがん細胞の増殖能の亢進を評価する。腫瘍を摘出し、組織切片を作成する。CAFの指標の発現とHE染色により腫瘍組織の形態を観察する。抗酸化剤N-アセチルシステインと放射線の併用によりCAFの形成が抑制されるかどうかを検討し、抗酸化剤による放射線防護効果を明らかにする。本研究で得られた成果を英語論文としてまとめ、現在国際誌に投稿中である。審査結果によっては、追加実験や投稿先の変更が必要であることから、研究期間の1年間延長する。本年度は、当初予定していた人件費が必要なくなったため、次年度使用額が生じた。次年度に、人件費として使用する予定である。本研究は計画通りに進み、研究成果を英語論文としてまとめた。論文はの掲載が決定するまで、次年度まで研究期間を延長する。