hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
シンクロトロン放射光の偏光・位相精密測定による光の軌道角運動量の解明

ビーム物理2年目である平成27年度は、様々な次数の軌道角運動量量子数を持つアンジュレーター高次光と細いワイヤーとの干渉実験、あるいはダブルスリットを通過した光の干渉縞を系統的に観測することにより、円偏光アンジュレーター高次光の持つ新奇な性質の更なる解明を進める。分子研UVSORでの実験に必要なUV-CCDは本科研費で購入したが、その他の光学部品はUVSORにあるものを借りた他、広大放射光センターで予備実験に使用したレンズやダブルスリットは大学の運営費交付金で購入した。また旅費についても学会発表は大学の運営費交付金から支出したため次年度使用額が生じた。次年度には国際会議での発表を予定しており、そのための旅費に充当することを予定している。
高密度光束利用のための基礎手法

「高密度光束パルスを用いた分子ダイナミックスの研究」ではピコ秒可変波長レーザーと超高感度フラッシュホトリシス装置を製作し、分子の内部転換の直接測定にはじめて成功した。ペンゼンの【S_1】の振電バンドを励起してそれぞれの準位から内部転換によって生ずるホット分子の吸収を時間の凾数として測定することができた。「大光量レーザーを光源とする発光測定の基礎手法」の研究では、大光量レーザー光源としてエキシマーレーザーを用いて微弱発光を測定するに当り、同筒レンズを用いて試料が変化することのないように処置した。このようにして低圧0.5Torrまでのピリジン気体を有効に測定し、圧低下に伴ってりん光の寿命が長くなると同時に収率が減少することを見出した。「ピコ秒多光子レーザーホトリシス及び時間分解分光による反応ダイナミックスの定量的測定」ではシクロヘキサン等のアルカン純液体をピコ秒266nmパルスにより2光子イオン化し、再結合により生ずる【S_1】状態の吸収スペクトルをはじめて測定し、その寿命の測定結果を、SR光や電子線パルス励起光源とし、蛍光測定によって求めた結果と比較検討した。「レーザー光分解法による新反応プロセスの研究」では337nmのレーザーパルスによりベンゾフェノン三重項光増感により生じた三重項メトキシナフタレンはプロトン誘起光イオン化反応をおこし、高効率でメトキシナフタレンカチオンラジカルとペンゾフェノンケチルラジカルを生ずることを見出した。「多光子励起による新しい化学プロセスの開発」では【NO_2】の可視光吸収により【O_2】の高振動励起状態が生成することを見い出した。【O_2】の生成機構は【NO_2】が3光子吸収により【NO_2】+3hv→NO+【O(_2^≠)】+NO,【O(_2^≠)】を生成することがわかった。このプロセスは可視光によるO(【^1D】)の新しい発生法として、今後用いられるであろう。
抗がん剤によるＤＮＡ二本鎖切断の修復経路操作と細胞死誘導の解析

DNAの二本鎖切断(DSB)は非常に細胞毒性の強いDNA損傷であり、抗がん剤によっても誘導され、がん細胞を殺す目的で使用される。抗がん剤カンプトテシン(CPT)は、増殖している細胞においてDNAの複製を介してDSBを誘導する。しかし、DNA複製を介したDSB(RM-DSB)に対する細胞応答はよくわかっていなかった。本研究では、RM-DSBの修復経路の制御メカニズムを解析した結果、翻訳後修飾の一つであるユビキチン化を調節する因子であるUbcH5cがRM-DSBの修復経路に関与しており、染色体異常を引き起こすことを明らかにした。放射線や抗がん剤によるDNA二本鎖切断修復(DSB)は、非相同末端連結(NHEJ)と相同組換え(HR)の二経路で修復される事が知られている。申請者らは53BP1の解離におけるヒストンメチル化の影響とRPAのリン酸化に注目して、DNA複製を介したDSBに対する修復経路選択と細胞死との関連を明らかにする。また、NHEJ因子であるDNA-PKの活性化にも注目し、DNA複製とリンクしたDSBにおけるDNA-PK活性化因子についても明らかにする。53BP1の解離制御因子についてはsiRNAライブラリーを用いてヒストン脱メチル化因子に絞って探索を行う。スクリーニングの評価系構築のため、53BP1の核内fociおよびHR経路の責任因子であるRad51の核内fociについて、経時変化を解析したが、53BP1の解離を解析する為には、foci形成による観察では不十分と判断し、53BP1の解離異常の結果、DNA末端の削り込みが異常となる仮説を示す事がより重要である事から、DNAの削り込みマーカーである、RPAタンパク質のリン酸化でスクリーニングを行った。現在までに数個の遺伝子において影響が認められており、特にPHF8について検証を進めている。また、DNA-PKの活性化がユビキチンープロテアソーム系に依存している事から、ユビキチン化酵素に注目し、E2ユビキチン結合酵素に対するsiRNAライブラリーでDNA-PK活性化に対するスクリーニングを行った。その結果、UBE2D3がDNA複製とリンクしたDSB時にのみ、DNA-PK活性化に必要である事を示唆するデータを得ている。現在は、UBE2D3によるDNA-PK活性化メカニズムの解析を進めている。スクリーニングためのアッセイ系および評価系の構築のため、既に53BP1をDSB部位に留める事が知られているOTUB1および53BP1の解離に関与すると考えられているBRCA1をノックダウンし、DSB誘導薬剤であるネオカルチノスタチン(NCS)で短時間処理した後の53BP1の核内fociおよびHR経路の責任因子であるRad51の核内fociについて、経時変化を解析した。また、53BP1の集積・解離の影響のコントロールとして、53BP1自体のノックダウン細胞においても、Rad51 fociの解析を行った。OTUB1およびBRCA1ノックダウン細胞では、53BP1のfoci形成自体には影響は見られなかったが、コントロール細胞に比べ53BP1 fociの消失が遅く、DSB部位からの53BP1の解離が遅くなっていると考えられる。一方、53BP1のノックダウンでは、Rad51 fociがコントロール細胞と比べ非常に早く観察され、HRが亢進していると考えられる。これらのデータをコントロールとして用いて、脱メチル化酵素に対する検討を行う。また、RPAに関しては、N末に存在するリン酸化部位クラスターに対する変異体を作成した。これらの変異体を細胞に発現させ、NHEJ-HR経路への影響を解析する。放射線や抗がん剤によるDNA二本鎖切断(DSB)は、非相同末端連結(NHEJ)と相同組換え修復(HR)の2つの経路で修復されることが知られている。この2つの経路はDSBを修復し、細胞死を回避する上で重要であるが、DNA複製とカップルしたDSBでは状況が異なる。DNA複製によるDSBでは、HRが優位に働き、NHEJが関与することで染色体異常を引き起こし、細胞死を引き起こしうることが知られている。したがって、複製によるDSBに対し、修復経路の選択は、その後の細胞運命を決定づける重大なイベントとなる。本研究では、anti-HR因子である53BP1とNHEJ因子であるDNA-PKに注目し、修復経路選択と細胞死との関連を調べる。とくに、複製によるDSBは抗がん剤であるカンプトテシン(CPT)によって引き起こされるDNA損傷であり、CPTに対する細胞応答として解析を行う。これまでに、RNAiライブラリーによるスクリーニングから、DNA-PKの活性化制御因子としてE2ユビキチン結合酵素であるUBE2D3を同定している。そこで、パートナーE3ユビキチンリガーゼを同定するため、UBE2D3と相互作用することが知られているE3に対し、二次siRNAスクリーニングを行った。同定されたE3リガーゼはCPTによるDNA-PK活性化には必要であるが、他の薬剤によるDSBに対する活性化には影響しない。また、HR反応のためDNA末端構造の変化にも影響を受けないことを明らかとした。

さらに、NHEJを介した染色体異常を観察したところ、UBE2D3ノックダウン細胞では、DNA-PK阻害細胞と同様に染色体異常の発生が抑制された。現在は主に、E3リガーゼによるDNA-PK活性化制御機構の解析を進めている。DNAの二本鎖切断(DSB)は、相同組換え修復(HR)と非相同末端連結(NHEJ)の2つの経路で修復されることが知られており、両経路ともDSBが生じた際の細胞生存に重要である。抗がん剤であるカンプトテシン(CPT)は、DNA複製を介してDNA切断端を1つしか持たないone-ended DSBを生じさせる。これまでの解析から、one-ended DSBに対しては、HRが主な修復経路となり、NHEJは不適切な修復を行ってしまうため細胞死を誘導する考えられている。したがって、CPTによる抗腫瘍効果を考えた場合、修復経路をNHEJへと誘導できれば、効果的に細胞死を誘導できることが考えられる。そこで、one-ended DSBに対するNHEJ経路の制御機構の解明を本研究の目的としている。これまでに、siRNAスクリーニングから、CPTによるDNA-PK活性化因子としてE2ユビキチン結合酵素UbcH5cを同定している。さらなる解析から、E3ユビキチンリガーゼSIAH1が関与することも明らかにした。これらの因子によるDNA-PKの活性化制御は、DNA末端のプロセシング機構とは関係がなく、おそらくはKuタンパク質の制御であろうと考えられる。また、これらの因子を抑制した細胞では、DNA損傷マーカーであるヒストンH2AXのリン酸化が減弱することを明らかにした。さらに、上記H2AXリン酸化を指標にDNA修復を観察すると、HRおよびNHEJのいずれにもよらない修復経路の存在が示唆された。したがって、この新たな経路を標的にすることで、さらなる効率的な抗腫瘍効果が期待出来る。DNAの二本鎖切断(DSB)は非常に細胞毒性の強いDNA損傷であり、抗がん剤によっても誘導され、がん細胞を殺す目的で使用される。抗がん剤カンプトテシン(CPT)は、増殖している細胞においてDNAの複製を介してDSBを誘導する。しかし、DNA複製を介したDSB(RM-DSB)に対する細胞応答はよくわかっていなかった。本研究では、RM-DSBの修復経路の制御メカニズムを解析した結果、翻訳後修飾の一つであるユビキチン化を調節する因子であるUbcH5cがRM-DSBの修復経路に関与しており、染色体異常を引き起こすことを明らかにした。DNA-PK活性化機構と、anti-HR因子53BP1の局在制御に焦点を当てて研究を進めているが、DNA-PK活性化の解析をおおむね順調に進んでいる一方、53BP1の局在による修復経路選択の解析はあまり進展していない。ヒストン脱メチル化酵素(KDM)に対する53BP1に注目した解析からPHF8が候補因子として上がっていたが、精査の結果、実際の関与は認められなかった。また、他のグループからの報告で、53BP1と相互作用する因子がHR系に対し抑制的に働くことが報告され、実験系を見直す必要が生じている。
カラスによる希少野生鳥類の卵の卵の捕食を防ぐための基礎的研究

近年、都市部の造成地や浚藻土の上で営巣するコアジサシにとって、最大の脅威となっているのは卵を捕食するカラスである。そこでカラスの学習能力が高いことを逆手にとり、触れると電気ショックが与えられる擬卵を開発することで、卵の捕食を防ぐことを目指した。しかし、カラスの嘴は鞘をかぶっていて電気を通さず、ショックを与えるのが難しいため、湿った口の奥まで飲み込むことのできるように通電装置(基盤+コンデンサ+電池)をすべて擬卵の中に入れるよう開発を試みた。研究開発に際しては、様々な擬卵を作りカラスの反応を見ているが、残念ながらまだ技術的に確立した擬卵は完成していない。これまでの調査項目と現在までの進捗状況は以下の通りである。(1)基盤の小型化:20×15×11mmサイズの開発に成功。(2)コンデンサ容量と擬卵の大きさの決定:電気ショックによる忌避の学習を成立させるためには、47μF・350V以上の容量が必要であった。しかし、この容量の電解コンデンサはウズラ卵のサイズより大きいため、擬卵の大きさを大きめにすると共に、通電装置のうちの基盤と電池は擬卵の外に設置した。(3)殻の材質の決定:加工・彩色のしやすさと強度、通電しないという条件の素材を試した結果、プラスチック粘土とシリコンが特に適していた。(4)殻表面の通電方法:様々な通電素材を殻表面に目立たないように配置したが、素材と方法はまだ確立していない。現在成功してはいないものの、通電性塗料に可能性を感じており、その種類とそれぞれの特性、扱い方法について継続調査中である。(5)電気供給装置の設計:野外に設置した時、シロチドリやコチドリが間違えて抱卵してしまい、感電するのを防ぐ装置の開発を行った。
変異ミトコンドリアDNAの除去によるミトコンドリア脳筋症の遺伝子治療法の開発

ミトコンドリア脳筋症のようにミトコンドリアDNA変異が原因であるときは、核遺伝子の遺伝子治療のように正常遺伝子を導入しても治療効果をあげることは難しい。そこで、正常mtDNAを導入して遺伝子治療をおこなうというよりも、変異mtDNAが蓄積している細胞を除去することによってミトコンドリア脳筋症の治療することを考えた。変異mtDNAが蓄積して、酵素活性が低下する筋線維と正常mtDNAが比較的多い筋線維が混在している場合、その変異mtDNAが蓄積している筋線維のみを特異的に除去できれば補償的に他の正常ミトコンドリアに富む細胞の増殖が期待される。アポトーシスを介在する蛋白であるFasの遺伝子にミトコンドリア機能低下を感受する領域があることを見い出した。つぎに、Differential DisplayによってmtDNA欠失株で発現が増加する遺伝子を検索するとDNAリガーゼとDNA修復酵素の一種であることが判明した。さらに、新規遺伝子がクローニングされた。これらの遺伝子を解析することによって、ミトコンドリア機能低下のシグナルが判明すると思われる。アポトーシスを制御する因子にアミノ酸配列が類似したBcl-2ファミリー蛋白群があり、Bcl-xL蛋白の立体構造を決定し、その機能を類推した。また、アポトーシスを誘導しかつ他の因子にその効果を阻害されない蛋白ΔBaxの作成に成功した。MELASの原因である変異ヒトtRNALeu(UUR)をはじめて精製し、その塩基構造を決定した。正常tRNA遺伝子3243変異、3271変異とも共通にアンチコドンの第一文字の塩基が修飾されていないことを発見した。ミトコンドリア脳筋症治療のために変異ミトコンドリアDNA(mtDNA)が蓄積した筋細胞を死滅させる方法を提唱した。そのために、まずミトコンドリアの異常を関知する機構を解明することが第一段階である。ミトコンドリアの機能低下によってアポトーシス媒介蛋白Fasの誘導がおきた。その誘導はミトコンドリアの機能低下によるものか、アポトーシスが起こりやすい状態になったためか、は明らかではなかった。そこでmtDNAを完全に欠失した細胞にラットbcl-2遺伝子を導入してアポトーシスのおこりやすさとFasの発現誘導の関連を調べた。するとアポトーシスはBcl-2によって抑制されたにも関わらず、Fasの誘導は亢進していた。このFas遺伝子の転写制御領域をluciferase assayにより調べると、Fas遺伝子の5'上流1.5kbp以内にはミトコンドリア機能低下を感受して発現を促すエレメントは存在しないことが明らかとなった。さらに上流あるいはイントロン内のミトコンドリア機能低下感受性エレメントが存在することが推定される。次に細胞死を誘導する蛋白の作成をおこなった。アポトーシスを誘導するBaxの解析をおこない、BaxのC末端側だけでアポトーシスをおこす能力があることが判明した。この領域は他のBcl-2ファミリーと相互作用する領域を欠いているので、細胞死を誘導するには最適と思われた。現段階ではFas遺伝子のミトコンドリア機能低下感受性エレメントを同定すればBax蛋白のC末端側の遺伝子を接続して細胞に遺伝子を導入し、変異mtDNAが蓄積した細胞を選択的に死滅させることが可能であることが示された。異常ミトコンドリアを含む細胞を選択的に除去することにより、ミトコンドリア脳筋症の治療することを目的にしている。本年度は以下の結果を得た。ミトコンドリア異常を感知する遺伝子のfas遺伝子があることを前年度に明らかにしたが、このFasの作用とミトコンドリアの関連を明らかにした。すなわち、ミトコンドリア遺伝子を欠く細胞株ではミトコンドリア機能低下によってアポトーシスによって死滅しやすいが、ミトコンドリア蛋白であるBcl-2によって完全に細胞死に耐性となることが判明した。Bcl-2は一般にFasを経由するアポトーシスを完全に抑制できなかったので、この系は新しい系である。

そので、Bcl-2によって抑制できない因子を用いて細胞にアポトーシスを導入する系を構築した。Bcl-2ファミリー蛋白に属し、アポトーシスを誘導する活性があるBaxのN-端側を除去し、Bcl-2結合領域を失わせたBaxもアポトーシスを誘導できることを見い出した。この因子の作成によってミトコンドリア機能低下細胞にアポトーシスを誘導することがより可能になった。ミトコンドリアDNAの変異機構を解明するために微量な変異ミトコンドリアDNAを検出する方法を確立した。方法は、3'末端を変異塩基に相補的な塩基にしたプライマーを用いてPCRを行った。塩基番号3243の塩基については健常人の血液細胞にも大部分のひとには変異ミトコンドリアDNAが存在していることをしめした。更に、加齢にともない変異ミトコンドリアDNAが増加する群がみられたので、変異ミトコンドリアDNAは加齢とともに増加することが推測された。変異ミトコンドリアDNAを蓄積する細胞をアポトーシスによって排除するという実験計画の最終年度にあたって、以下の点を明確にして、適用可能性をさらに検討した。アポトーシスを誘導する蛋白として、Baxの解析を行った。N末端を欠く変異BaxはCaspase-3を活性化することなく正常Baxと同じようにアポトーシスを誘導することをみいだした。さらに、この変異Baxは他のBcl-2ファミリーメンバーとの相互作用に必要な領域を欠いているので、細胞の種類に関わらず利用できるアポトーシス誘導蛋白として有利である。ミトコンドリアDNA欠損株としてミトコンドリアDNAを完全に欠く細胞の性質を詳細にしらべ、3種類の蛋白の合成が増加していることをみいだした。2つはDNA修復酵素で、1つは新規の蛋白質であった。新規蛋白質のcDNAを分離し、塩基配列を決定した結果、新規蛋白質にはロイシンジッパー構造がみいだされ、他の蛋白質と相互作用することが予想された。ミトコンドリアの異常により発現誘導されるこれらの蛋白質が異常ミトコンドリアをもつ細胞の生死の制御をしている可能性が考えられた。ミトコンドリア脳筋症MELASはミトコンドリアtRNA遺伝子の変異によって発症する。ミトコンドリアtRNA遺伝子の変異によって何故MELSが生じるのかは不明であったので、MELAS患者細胞由来のmtDNAをもつサイブリド細胞からtRNAを大量に培養し、変異tRNAをカラムクロマトグラフィーと固相プローブ法によって変異tRNAを精製し、塩基配列を決定した。この結果より、変異mtDNAを排除することなしに、変異tRNAの塩基修飾を改善することによって、ミトコンドリア病の改善する可能性が開かれた。
遺伝性ペルオキシソーム欠損症の病因解明と遺伝子治療の基礎的検討に関する研究

遺伝子性ペルオキシソーム病は先天的なペルオキシソームの欠損に基づく常染色体劣性の代謝異常症で、臨床的には生後早期に死亡するZellweger症候群から成人まで生存する乳児型Refsum病まで多岐にわたる。遺伝的にも複数の相補性群に分類され、CHO細胞や酵母のペルオキシソーム欠損変異細胞を用いていくつかの群で病因遺伝子が解明されている。本研究では国内外の研究施設の協力を得てこの2年間にペルオキシソーム欠損症の成因ならびに発症機構の解明について以下の成果を挙げた。1.C群の病因であるヒトPAF-2cDNAをクローニングし、日本人患者解析にて1塩基挿入と3種類のexon skippingの変異を同定した。さらにPAF-2遺伝子のゲノム構造を明らかにするとともにヒト染色体上、6p21.1に座位することを明らかにした。2.欧州各地のペルオキシソーム欠損症患者の線維芽細胞を集積し、新たに2つの相補性群を同定し、ヒトペルオキシソーム欠損症がRhizomelic chondrodysplasia punctataを含めた13群に分類されることを明らかにした。3.新たにペルオキシソーム欠損CHO変異細胞を分離し、これまでに6つのヒト相補性群と同群のCHO変異細胞の存在を明らかにした。さらにこのCHO変異細胞を用いて2つの群の病因遺伝子(E群と3群)を機能的にクローニングして患者での遺伝子変異部位を明らかにした。4.軽症型のペルオキシソーム欠損症患者細胞において低温度培養下でペルオキシソーム機能が回復することを明らかにし、遺伝子レベルでも温度感受性変異が存在することを解明し、さらにこの現象が患者の重症度と相関することを明らかにした。遺伝性ペルオキシソーム病は先天的なペルオキシソームの欠損に基づく常染色体劣性の代謝異常症で脳肝腎に重篤な障害を来して生後早期に死亡するが、有効な治療法は存在しない。本症は10個の遺伝的相補性群に分類され、それぞれの病因遺伝子については1992年に本研究者らがCHO変異細胞から単離されたペルオキシソーム形成因子1(PAF-1)がF群の病因であることを明らかにして以来、いくつかの群で明らかになっている。本研究では姫路工業大学理学部大隅隆教授、九州大学理学部藤木幸夫教授との共同でペルオキシソーム欠損症の成因の解明について以下の成果を上げた。2.F群患者のうち重症のZellweger症候群では既にPAF-1上、2カ所のナンセンス変異を同定していたが、最も軽症の乳児型Refsum病患者の変異部位を同定し得た。患者は既知のナンセンス変異と新しいミスセンス変異のcompound heterozygoteであった。3.新しくペルオキシソーム欠損CHO変異細胞を分離し、これまでに5種類の人と同じ相補性群と数種類の人とは異なる群が存在することを明らかにしており現在、その相補遺伝子について検討中である。4.酵母のペルオキシソーム形成遺伝子は既に10数種類単離されており、その人homologをcDNAのdatabaseから単離して、病因遺伝子の可能性を検討している。遺伝性ペルオキシソーム病は先天的なペルオキシソームの欠損に基づく常染色体劣性の代謝異常症で臨床的には脳肝腎に重篤な障害を来して生後早期に死亡するZellweger症候群から成人まで生存する乳児型Refsum病まで多岐にわたる。遺伝的には複数の相補性群に分類されており、これまでにCHO細胞や酵母のペルオキシソーム欠損変異細胞を用いていくつかの群でその病因遺伝子が解明されている。

本研究では姫路工業大学理学部大隈隆教授、九州大学理学部藤木幸夫教授、アムステルダム大学RJA Wanders教授との共同でペルオキシソーム欠損症の成因ならびに発症機構の解明について以下の成果を挙げた。1.欧州各地のペルオキシソーム欠損症患者の線維芽細胞を集積し、新たに2つの相補性群を同定し、ヒトペルオキシソーム欠損症がRhizomelic chondrodysplasia punctataを含めて13群に分類されることを明らかにした。2.CHO変異細胞を用いて2つの群の病因遺伝子(E群と3群)を機能的にクローニングして患者での遺伝子変異部位を明らかにした。3.病因遺伝子が解明された6つの群ではペルオキシソーム蛋白の局在化に異常をきたしてペルオキシソームの形成が障害されると考えられているが、残りのうち3つの群ではペルオキシソーム膜蛋白の遺残物(ghost peroxisome)が存在しないことより膜蛋白の合成に異常をきたしている可能性を明らかにした。4.軽症型のペルオキシソーム欠損症患者細胞において低温度培養下でペルオキシソーム機能が回復することを明らかにし、遺伝子レベルでも温度感受性変異が存在することを解明し、さらにこの現象が患者の重症度と相関することを明らかにした。
口腔癌胞巣内とその周囲間質へ浸潤するリンパ球の性質の相違とその機能的役割の解明

口腔扁平上皮癌の癌胞巣内および癌間質それぞれに浸潤する免疫担当細胞の種類を同定し、その機能および役割について検討した。癌胞巣内では抑制系のCD8+ CTLが有意に存在した。癌胞巣内ではCD4+ T cellそのものが、ほとんど存在しなかった。癌周囲間質では、抑制系のCD8+ CTLは癌胞巣内よりも少なかった。癌間質では、活性型のCD8+ CTL、CD4+ T cellが多く存在した。ホルマリン固定パラフィン標本において、凍結標本による染色像を参考にして、パラフィン標本にても二重免疫染色を行った。抗原賦活法を駆使し、感度を向上させて凍結標本とほぼ同様な染色を行うことができた。NK cellが発現するNKG2Aの発現率は、癌周囲間質に比較して癌胞巣内で優位に高率であった。NKG2Dの発現は癌周囲間質で癌胞巣内よりも発現頻度が高かった。口腔癌の癌胞巣内および周囲間質にはさまざまな種類の免疫担当細胞が浸潤してきていることをこれまでに明らかにしてきた。本研究では、口腔癌へ浸潤してきている免疫担当細胞の存在と予後との関連を検討し、さらに免疫担当細胞の存在ばかりでなく、その性質との関連も検討していくことを目的としている。今年度は、口腔扁平上皮癌における制御性T細胞サブセットの役割に着目して研究を進めてきた。これまで制御性T細胞はCD4+CD25+CD69-Foxp3+で定義されてきたが、近年、制御性T細胞はケモカインレセプターの発現の違いにより、さらに複数の機能的に異なるサブセットに分類されることが明らかになった。今回われわれは、制御性T細胞が口腔扁平上皮癌の間質に存在すること、制御性T細胞全体の細胞密度は予後に影響しないこと、Th2ケモカインレセプターのひとつであるCCR4陽性の制御性T細胞サブセットにおいて、その細胞密度が増加すると予後が不良になることを明らかにした。現在は、癌胞巣内に浸潤しているCD8+T cell、NK cell、myeloiddendritic cell、plasmacytoid dendritic cellの数とその性質、癌周囲に浸潤してきているCD8+T cell、NK cell、myeloiddendritic cell、plasmacytoid dendritic cellの数とその性質を比較し検討している。さらにこれらの細胞の存在とその性質、および癌治療後の予後との関連を統計的に検討していく。口腔扁平上皮癌組織内には、数多くの免疫担当細胞の浸潤がみられ、癌免疫に関与することが知られている。そこで、口腔扁平上皮癌の癌胞巣内および癌間質それぞれに浸潤する免疫担当細胞の種類を同定し、その機能および役割、予後との関連について検討をすすめている。これまでに、初期の舌癌において、免疫担当細胞の浸潤を認め、癌実質および癌間質のそれぞれに浸潤する免疫担当細胞のサブセットが異なることを見出し、舌癌の癌胞巣内にPD-1陽性の抑制性CD8陽性T細胞やNK細胞の選択的浸潤がみられることを明らかにした。また、免疫抑制に関与する制御性T細胞の浸潤も認められ、CD4陽性CD25陽性CD69陰性Foxp3陽性制御性T細胞が癌間質に存在すること、制御性T細胞全体の細胞密度は予後に影響しないこと、Th2ケモカインレセプターのひとつであるCCR4陽性制御性T細胞サブセットにおいて、その細胞密度が増加すると予後が不良になることを明らかにした。現在は、癌胞巣内に浸潤しているCD8陽性T細胞、NK細胞、myeloiddendritic cell、plasmacytoid dendritic cellの数とその性質、癌周囲に浸潤してきているCD8陽性T細胞、NK細胞、myeloiddendritic cell、plasmacytoid dendritic cellの数とその性質を比較し、検討している。さらに、これらの細胞の存在とその性質、および癌治療後の予後との関連を統計的に検討している。
心筋細胞内Caイオンの動態に関する研究

1.ウシ心筋形質膜標品を各種のプロティンカイネースによりリン酸化した後に、カルモジュリンビーズあるいは抗Caポンプモノクローナル抗体を結合させた抗体ビーズを用いてCaポンプを分離して、Caポンプがリン酸化されているかどうか調べた。この方法では従来より報告されているA-カイネースによるリン酸化は確認されなかった。またC-カイネースによるリン酸化も検出されなかったが、新たにC-カイネースによるリン酸化が観察された。心筋形質膜標品をC-カイネースによりリン酸化すると、Caポンプの最大活性は変化しなかったが、Caに対する親和性が増加した。2.心筋リアノジンレセプターをイヌ心筋より調整した筋小胞体より、CHAPSを用いて可溶化後不連続しょ糖密度勾配遠心法及びヘパリンセファロースカラムクロマトグラフィーによって約60倍精製した。精製リアノジンレセプター標品は分子量約40万の単一蛋白質を含んでいた。精製リアノジンレセプターを抗原として用いてモノクローナル抗体の作成を行ない、6種類のモノクローナル抗体を得ることができた。これらモノクローナル抗体は心筋リアノジンレセプターをイムノドット及び免疫沈降反応において認識した。また、これら6種類のモノクローナル抗体のうち3種類は、ウェスタンブロットにおいて心筋小胞体及び精製リアノジンレセプター標品中の分子量約40万の蛋白質を確認したが、遅筋型及び速筋型骨格筋から調整した筋小胞体中のいかなる蛋白質も認識しなかった。遅筋型骨格筋より調整した筋小胞体への〔^3H〕リアノジンの結合を、心筋小胞体への結合と比較した。低イオン強度下(150mM KCl)での〔^3H〕リアノジンの結合に対するATP要求性、及び高イオン強度下(1M KCl)における〔^3H〕リアノジンに対する親和性(Kd)に関して大きな違いが存在することが明らかになった。
網膜中心静脈閉塞症に対する血管新生療法の基礎的研究

本年度の計画は以下のとおりであった。1.家兎硝子体切除術の施行および視神経乳頭切開部位へのリコンビナント蛋白の注入および同部位の脈絡膜新生血管形成の評価本年度は実際にVEGFを切開部位に注入することと、網膜循環の定量化を発展させ確立させた。1.家兎硝子体切除術は硝子体剥離および放射状視神経切開術の施行はともに合併症なく完遂できるようになった。視神経乳頭切開部位へのリコンビナントVEGF蛋白の注入は同部位にとどまらせるように注入することは非常に困難で、どどまらせるには網膜下や視神経乳頭内に注入する必要があった。血管内皮増殖因子(VEGF)注入後1か月では同部位に血管新生は認められなかった。網膜中心静脈閉塞症モデルを作製し、放射状視神経切開を加え、同部位にVEGFを注入するも、術後1か月で明らかな網脈絡膜静脈吻合は認められなかった。2.昨年度同様にSLOでの評価は中止しHeidelberg Retina Angiograph2(HRA2)での評価方法の確立を進めた。実験的網脈絡膜静吻合は形成されないため、ウサギの新生血管形成前後の網膜循環の評価は施行できなかった。しかし、実際に臨床において網膜中心静脈閉塞症、網膜静脈分枝閉塞症、糖尿病網膜症患者でも同様にHRA2での網膜循環の測定条件を決定できつつあり、実際に硝子体手術前後、抗VEGF薬であるavastin【○!R】の投与前後での網膜循環の変化を定量化できるようになった。実際に糖尿病黄斑浮腫に対するavastin【○!R】投与前後の網膜循環が悪化(もともと増加していたものが正常化)することが解明され、糖尿病眼学会のシンポジウムで報告した。研究の目的は、人工的に血管新生を形成させて網膜静脈閉塞性疾患の治療をすることである。1.ウサギ網膜中心静脈閉塞症モデルの作成2.ウサギVEGF, FGF発現ベクターへの導入3.ウサギVEGF, FGF,リコンビナント蛋白の精製その活性の確認本年度は網膜循環の定量化および手術手技の習得を中心に進めた。1.網膜循環の解析血管新生を形成させた場合、網膜循環の改善を数値化する必要がある。これまで、色素希釈法にて網膜循環を定量化してきたが、これまでの画像処理のプログラムはwindows NTでしか稼動しない。そこで、画像解析ソフトをwindows XPで稼動するようにプログラム変更した。また、これまでは網膜血管造影をscanning laser ophthalmoscopy(SLO)で検査していたが、現在はHeidelberg Retina Angiograph 2(HRA2)で検査することがスタンダードになったため、HRA2で得られる画像に対応できるようにもプログラム変換した。実際、造影検査で得られた動画を静止画に展開し、新しく変更したプログラムで色素希釈曲線を描くことが可能であることを確認した。2.ウサギ硝子体手術の確立トリアムシノロンを用いて人工的後部硝子体剥離を作成した後に、放射状視神経切開術が安全に施行可能であることを確認した。2週間後に眼球摘出しホルマリン固定後にH.E.染色したところ、切開部位に一致した瘢痕形成をきたしていたが、血管新生は形成されていなかった。つまり、血管閉塞がなくVEGF等を注入していない条件なら、同部位に血管新生は生じないことが分かった。3.ウサギ網膜中心静脈閉塞症モデルの作成硝子体切除後に眼内ジアテルミーで網膜静脈を凝固することで、外科的に網膜静脈閉塞症を形成できることを確認した。
早期発症型てんかんの新規責任遺伝子同定および発症機序の解明

申請者はてんかん発作を呈した症例に対して次世代シークエンサーを用いた全エクソーム解析を施行し、てんかん発作と重度の知的障害を呈した1家系から新規の責任遺伝子候補となる「SEMAXX (仮称)」を単離した。SEMAXX変異は3家系から3変異見出され、すべてde novoで生じたトランケート型変異(タンパク合成が途中で中断される変異)であった。SEMAXXは神経軸索ガイダンスの伸長抑制作用を持つため、抑制性シナプスの機能欠損による神経細胞の過活動が本疾患の原因であると考えられた。本研究では、てんかん発症の新規責任遺伝子としてSEMAXX遺伝子を同定し、本症の発症機構を解明することを目的とした。
次世代地震動予測式の構築

本研究では、確率論的地震動評価などに広く用いられている地震動予測式を高度化して、先進的で精度の高いものにすることを目的として検討を行い、地震動予測式における基本的な変数である距離に関して改善の余地があることを明らかにした。その上で、上盤効果などの見かけ上の現象を解消できるような、新たな距離の定義を提案するとともに、日本で発生した最新の地震を含む強震動データベースを用いて、この距離の定義に基づく基盤上の地震動予測式の構築を行った。本研究で得られた地震動予測式の知見は確率論的地震動評価などの高度化に寄与できるものと期待される。我が国の標準的な地震動ハザード地図である地震調査研究推進本部による「全国地震動予測地図」では,「確率論的地震動予測」と「震源断層を特定した地震動予測」が行われているが,後者では先進的な予測手法が考慮されているのに対して,前者では従来型の手法が用いられるにとどまっている.そこで本研究では,同地図の作成や審議を行った研究者で研究組織を作り,前者の予測手法の核心部である地震動予測式に対して,先進的で精度の高いものを構築することを研究目的とする.構築にあたっては,我が国における強震観測の先進的な状況を踏まえた新しいデータセットを作成するとともに,地震動予測式の構築では先進的な統計解析手法を用いる.2011年3月11日に発生したMw9.0の東北地方太平洋沖地震は,我が国において初めて観測されたM9クラスの超巨大地震であり,この地震では多数の高品質の強震記録が得られていることから,平成23年度は,東北地方太平洋沖地震について重点的に調査・研究を行った.そこで,当該地震の強震記録のデータベースを作成するとともに,既往の距離減衰式や過去に発生したMw8クラスの地震記録との比較検討により,東北地方太平洋沖地震の地震動最大値の強さはMw8.3の2003年十勝沖地震と同程度であることを見いだし(Si et al., 2011a;Koketsu, 2012),2010年チリ地震等のデータと合わせて,地震動最大値の強さはMw8.3を超える巨大地震ではマグニチュードに依存せず飽和する現象を明らかにした(司・ほか,2011;Si et al.,2011b).また,東北地方太平洋沖地震の距離減衰特性は,距離の定義によって傾向が異なることが確認され(Si et al., 2012;Midorikawa et al., 2012),距離減衰式の試作が行われた(Morikawa et al., 2012).平成23年度に行った2011年東北地方太平洋沖地震(M 9.0)に関する研究成果を踏まえて,地震動予測式の定式化とデータセットの作成の両面から研究を進めてきた.まず地震動予測式の定式化に関連して,既往の地震動予測式と2011年東北地方太平洋沖地震の観測記録の比較を行い,距離の定義が異なる場合,その結果も大きく変わることがわかってきた.また,上盤効果など距離の定義に由来する問題点も明らかになってきた.そこで,平成24年度には「中線距離」を新たに定義し,地震動予測式を作成した上で,その利点などの予備的な検討を行い,上盤効果の影響はある程度解消されるなどの有効性を確認した.一方,小地震の減衰特性は大地震に比べて高減衰率になっていることが多いことが観測記録から判明し,観測記録の分析と地震動シミュレーションの両面から検討を行った結果,その原因について地震波の透過に伴う損失によるものの可能性が高いことが示された.この結果から,地震動予測式の関数形の物理的な意味を改めて検討し直すことが可能になった.データセットの作成に関しては,平成23年度において収集したデータセットとともに,継続的に震源情報や観測記録の収集を行った.また,地震動予測式の作成において,地盤増幅特性の影響に関する検討は重要であり,特にやや長周期地震動においては深い地盤構造の影響を考慮する必要があるため,これらの周期帯域の地盤増幅特性に関する検討を時間をかけて行ってきた.まず地盤情報の十分でない観測点においても,スペクトル比と経験式を用いることにより簡易的に地盤特性の影響を評価できる方法を加速度応答スペクトルに対して実装した.さらには,観測記録や地震動シミュレーションの結果などを用いて,深い地盤構造による影響も評価できる,地震動の加速度応答スペクトルの増幅特性の評価手法を開発した.平成23年度、24年度の研究成果を基に、平成25年度は、2011年東北地方太平洋沖地震の距離減衰特性に関して引き続き検討を行うとともに、新たに定義した「中線距離」を用い、地震動予測式を開発するためのデータセットの作成と予測式の定式化の両方に関して研究を進めた。その結果、以下の成果が得られた。(1)東北地方太平洋沖地震に関して、断層最短距離を用いた場合、地震動強さのマグニチュードに対して飽和する現象を再確認した。また、異なる距離の定義により地震動距離減衰特性が変化することに注目して、詳細な検討を行った。(2)近年日本において発生した主な地震をターゲットに、震源情報のデータ、強震観測記録および強震観測点の地盤情報を収集して、データベースを構築した。また、地震動予測式の精度を高めるため、地盤増幅特性の簡易評価式を用いて観測記録を硬質岩盤に変換して、地震動予測式を作成するためのデータセットを作成した。(3)作成したデータセットを用いて、中線距離を用いた地震動予測式を試作した。

その際、中線距離を採用することにより、いわゆる上盤効果に起因する震源近傍における地震動のバラツキが減少していることを確認した。また、作成した地震動予測式について、予測式作成に用いていないデータにより妥当性の確認を行った。(4)地震動予測式に含まれる不確定性のモデル化に関して検討を行った。本年度は引き続き地震動予測式の定式化及びデータセットの作成を行い、地震動予測式や地震動継続時間の予測式などの開発を行った。本年度で得られた主な研究成果を下記のように簡略にまとめる。(1)地震動予測式の定式化において、地震動予測式が中規模な地震からマグニチュード9クラスの超巨大地震まで適用できるように、地震動の地震規模のスケーリングにおいて、バイリニアモデルなどで近似し、断層最短距離、中線距離、及び等価震源距離を用いた通常の地震動予測式や長周期地震動予測式の作成を行った。(2)地震動予測式に用いる距離のパラメータについて、中線距離の開発に続いて、より物理的意味の明瞭な距離計算法を新たに開発することにした。これにより、地震動予測式の定式化に関して、地震動予測精度を向上できること、予測式の物理的意味はより明確になることが期待される。(3)地震動の応答スペクトルから地震波を作成する際に重要な継続時間の予測式について検討を行い、地震動の累積パワーに基づく地震動継続時間の予測式を新たに作成した。(4)地震動データセットの作成において、比較的に硬い地盤に設置されるダム観測点による観測記録を追加的に整備した。これにより地震動予測式を作成する際により質の高いデータを利用できることを期待される。(5)2011年東北地方太平洋沖地震の観測記録のうち、地盤データの整備されていない観測点に対して、常時微動測定を行い、地盤増幅特性をNEHRPによる地盤分類ごとに定量的な評価を行った。上記の成果のうち、特に本研究で提案された新たな距離の定義は地震動予測式の定式化に関して最も基本的なパラメータの1つで、地震動予測式の高度化には寄与されるものと考えている。本研究では、確率論的地震動評価などに広く用いられている地震動予測式を高度化して、先進的で精度の高いものにすることを目的として検討を行い、地震動予測式における基本的な変数である距離に関して改善の余地があることを明らかにした。その上で、上盤効果などの見かけ上の現象を解消できるような、新たな距離の定義を提案するとともに、日本で発生した最新の地震を含む強震動データベースを用いて、この距離の定義に基づく基盤上の地震動予測式の構築を行った。本研究で得られた地震動予測式の知見は確率論的地震動評価などの高度化に寄与できるものと期待される。平成25年度の研究では、以下の進展があった。次世代地震動予測式の構築に向けて、基本的な部分が固まりつつあると考えている。(1)東北地方太平洋沖地震に関して、異なる距離の定義により地震動距離減衰特性が変化することに注目して、詳細な検討を行い、伝播特性の評価方法に関する理解を深めた。(2)近年日本において発生した主な地震について、中線距離を用いた地震動予測式を作成するためのデータセットを作成した。(3)作成したデータセットを用いて、中線距離を用いた地震動予測式を試作した。また、中線距離を採用することにより、震源近傍における地震動評価において重要な上盤効果に起因する地震動のバラツキが減少していることを確認した。さらに、予測式の妥当性についても確認を行った。
ストレス抵抗性を司る神経回路の同定と内側前頭前皮質神経細胞形態変化の役割

社会や環境から受ける長期的なストレスはうつや不安など情動変容を促す。一方、短期的なストレスはストレスへの抵抗性を増強するが、そのメカニズムには不明な点が多い。研究代表者らは、マウスの社会挫折ストレスを用い、短期的なストレスが内側前頭前皮質(mPFC)のドパミン受容体を介し、mPFCの興奮性神経細胞の樹状突起やスパインを造成することを示した。本研究では、mPFCのドパミン受容体により制御されるmPFCの入出力回路を調べ、その入出力回路の神経活動を操作してストレスによる情動変容への影響を調べることで、ストレス抵抗性増強を担うmPFCの入出力回路を同定する。並行して、mPFCのドパミン受容体により造成されるシナプスがストレス抵抗性増強に必須かを検証する。以上により、短期的なストレスがmPFCドパミン系を介しストレス抵抗性を増強する、回路機能シフトの実態とそのメカニズムを解明する。平成30年度は重複制限による事業廃止までに、社会挫折ストレスによるmPFCの組織学的変化を三次元電顕により解析し、神経細胞とグリア細胞の構造変化を同定しつつある。単回ストレスにより活性化される脳領域を組織学的マッピングにより同定し、この脳領域のストレス抵抗性制御への関与を化学遺伝学的に示しつつある。並行して、反復ストレスによるmPFC神経細胞の樹状突起退縮と情動変容に、自然免疫受容体TLR2/4を介したmPFCのミクログリアの活性化と炎症性サイトカインの放出が関与することを示した(Neuron 2018)。また、反復ストレスにより社会忌避行動が起こるマウス個体と不安亢進が起こるマウス個体は集団として異なること、後者のみ異性への嗜好性の増加を伴うことを示し、ストレス抵抗性を複数の行動指標により調べる重要性を提起した(Sci Rep 2018)。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。平成29年度には、単回ストレスによる樹状突起造成にはドパミンD1受容体が必要であるのに対し、反復ストレスによる樹状突起萎縮にはドパミンD1受容体が関与しないことを示し、単回ストレスによる樹状突起造成と反復ストレスによる樹状突起萎縮には別のメカニズムが関わることを示唆した(Shinohara et al. Molecular Psychiatry 2017)。単回ストレスやmPFCのドパミンD1受容体が共通して影響するmPFCの出力系を調べるため、単回ストレス後やmPFCにD1受容体アゴニストを投与したときの各脳領域の神経細胞応答をc-Fos発現により調べ、mPFCからの出力を受けるいくつかの候補脳領域を絞り込んだ。さらに、シナプス結合を正確に同定するため、共同研究により、ストレスによる神経細胞形態変化の三次元電顕解析を導入し、特異的な神経投射を標識し操作するためのプラスミドも構築している。本研究の主たる目的である、内側前頭前皮質のドパミン受容体によるストレス抵抗性増強に関わる脳領域について候補領域の選定が順調に進んでいる。また、短期的なストレスによるシナプス形態変化を可視化し操作するための技術として、神経回路選択的な三次元電顕技術や神経回路選択的な活動制御法も進んでいる。また、単回ストレスと反復ストレスの作用の違いが明確になることで、ストレスによる神経回路の機能的シフトの実態に迫る知見が得られている。

単回ストレスにより活性化される脳領域を組織学的マッピングにより同定し、この脳領域のストレス抵抗性制御への関与を化学遺伝学的に示しつつある。並行して、反復ストレスによるmPFC神経細胞の樹状突起退縮と情動変容に、自然免疫受容体TLR2/4を介したmPFCのミクログリアの活性化と炎症性サイトカインの放出が関与することを示した(Neuron 2018)。また、反復ストレスにより社会忌避行動が起こるマウス個体と不安亢進が起こるマウス個体は集団として異なること、後者のみ異性への嗜好性の増加を伴うことを示し、ストレス抵抗性を複数の行動指標により調べる重要性を提起した(Sci Rep 2018)。今後は、ドパミン関連神経投射を選択的に標識し、社会挫折ストレスによるmPFCの神経細胞形態変化を三次元電顕により解析する。単回ストレスやmPFCでのD1受容体刺激により共通して応答が変化したmPFCの出力先の脳領域を化学遺伝学的に操作して、社会挫折ストレスによる行動変化への影響を調べる。さらに、mPFCと当該脳領域の投射に選択的に化学遺伝学的操作を行い、同様の影響が得られるかを調べる。この方法によりストレス感受性に影響するmPFC出力経路が同定された場合には、その出力を有する神経細胞の形態変化やそれに伴う細胞内小器官等の変化を三次元電顕により調べ、ストレス感受性制御を司る神経回路の機能シフトと関わる細胞生物学的変化に迫る。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
地域コミュニティ課題の可視化による協調行動の誘発可能性

2016年度に実施したアンケート調査のデータを使って、地域公共財の非受益住民とまちづくりNPOメンバーおよび超利他主義を持つリーダーを除外した場合の地域公共財の金銭的評価をCVMによって導出した結果、非受益住民の金銭的評価はNPOやリーダーを除外した場合よりも低額であることを示した。次に、地域住民が自らの日常行動を通して地域コミュニティの課題を可視化するためのモデルおよびシステムの開発と社会実験を2018年6月から3ヶ月間実施した。具体的な可視化課題として、子ども見守り活動と地域の見所を挙げた。これまでに得たGPSデータと統合して分析した結果、子ども見守り活動のように共感を得やすい地域公共財の私的供給行動であれば、ICTを活用して可視化・共有化することでPure Altruismを喚起し非受益住民であっても協調行動をとるきっかけとなり得ることを明らかにした。個々の住民が明示的にコミュニティ活動に参加することで得た効用や日常行動を通して間接的に得た効用が社会全体でどのように働くのかを独自のギフト・サーキュレーションモデルによって分析した。その結果、間接的に得た効用を関係資産としてとらえ、Pure Altruismに基づいてこれを他者にギフトすると同時に可視化して社会全体に貯蔵し、個々人に再分配し社会全体で循環させることが重要であることが導かれた。地域コミュニティ活動への参加は持続可能性に課題がある。このため、システムダイナミクスを利用して、効用の再分配率に注目することにより、個々のインセンティブをみたしうる条件を示した。これらの成果を論文にまとめ、国際学会ならびに国内学会で報告し、学会誌に掲載された。社会への研究成果の還元として、2018年5月に広く一般に参加者を募り、成果発表会を実施した。加えて、2019年3月に社会実験参加者に向けて研究成果報告会を行った。本研究は、「住民自らが日常行動を通して地域コミュニティの課題を可視化すると、地域公共財の非受益住民であっても、地域公共財の自発的供給に協調行動をとる」といえるかを3つの課題に分けて検証する。2016年度は課題1および課題2に取り組んだ。これらの課題に取り組むため、まずはじめに同志社大学にて倫理審査を受け、承認を得ている。課題(1)地域住民の日常行動から地域課題を可視化する関係性の表現機構GPS搭載のスマートフォンから通信・位置情報を取得し、関係性指数(RI: Relationality Index)として定量化するアプリを開発した。実験用GPS搭載のスマートフォンにアプリを実装し、2016年12月に研究協力者向け説明会を実施した。現在、研究協力者からデータを収集中である。加えて、仮想データを用いてコミュニティ関係資産を可視化するプログラムの開発を行った。課題(2)地域公共財の自発的供給に対する支払意思額決定動機の解明2016年度上期に地域公共財の自発的供給のための支払意思額や支払動機との関連を中心に文献研究を行った。同時に調査票設計・プレテストを実施した。2016年10月11月を調査期間として本調査を実施した。調査結果をもとに、年間負担金よりも運賃による費用徴収が好まれていることやオプション価値を見いだす人が一定数存在することを明らかにした。また、運賃を引き上げたとしても需要量はそれほど減らないが、運賃を引き下げたときには需要量の増加が見込まれることがわかった。この成果を学術誌に投稿し、受理された。また、オプション価値を感じている方が年間負担金の支払意思額が高いが運賃には差がないことを学会報告した。成果の社会への還元として本調査の結果を住民の方に回覧板を通じて報告するとともに、当該地域の市役所交通政策課とも共有し、具体的な課題解決の資料として提供した。課題(1)については、2017年度前半に予定していた仮想データを用いたコミュニティ関係資産を可視化するプログラムの開発を行った。研究協力者から実データを収集するためのアプリ搭載用デバイスに不具合が生じたため、想定以上に時間を要した。このため、2017年1月からデータ収集を開始した。それに伴い、2016年度中にデータの解析、成果報告には至らなかった。しかし、現在は得られたデータの解析を行っており、成果を学会誌に投稿予定である。加えて2017年4月に現状把握と2017年度上半期に地域課題可視化システムの開発に取り組むための打ち合わせを同志社大学で行った。課題(2)については、当初予定よりも早く本調査を実施できたため、データ解析や成果報告および学会報告を行うことができた。課題(3)地域住民によるターゲットを絞った情報発信については、課題(1)から2016年度末にデータを得られたため、ターゲット選定がやや遅れている。早急にShiozu.et.al.(2015)と併せてターゲットとなる地点を特定化する予定である。本研究課題の目的は「住民自らが日常行動を通して地域コミュニティの課題を可視化すると、地域公共財の非受益住民であっても、地域公共財の自発的供給に協調行動をとる」といえるかを検証することである。2017年度は、住民の日常行動に焦点をあて、2016年度に収集したGPSデータとBluetoothデータを分析し、地域住民が日常的に集まる場所を推定する手法を検討した。開発手法によって、地域住民が日常行動のため、特に意識せずに集まっている場所を特定することができた。

これらの場所について、地域住民である研究協力者に確認したところ、確かによく集まる場所であることがヒアリング調査でも確認できた。さらに、実験と平行して仮説検証のためのシミュレーション分析を行うことを目的としたマルチエージェントモデルの開発に着手した。また、地域公共財の自発的供給への協調行動に至る動機を明らかにするため、2016年度に実施したアンケート調査から地域公共財供給への協力行動の動機として、超利他主義、将来の自己の利用を考慮したオプション価値の存在をCVMによって算出した。これまでの研究成果と比較して、非接触型ICカードを利用して多価格提示することでオプション価値を現在価値に割り引いた上で貯蔵できることを示した。本研究の事例では、地域公共財の自発的供給への参加行動は超利他主義を動機とする場合とそうでない場合には地域公共財の金銭的評価は統計的には差がないことを明らかにした。これらの成果を論文にまとめ、国際学会ならびに国内学会で報告し、学会誌に掲載された。研究課題1と2について、論文を執筆し、2017年5月、7月、9月および2018年1月に国際学会で、また11月には国内学会で報告を行った。研究課題1についても2017年前半に査読付き学会誌に投稿し、2018年3月に掲載された。研究課題1および研究課題3の地域課題の可視化、共有システム開発については遅れ気味であったが、電子会議システムを利用して2017年後半より週1回、定期的に進捗報告を行い、システムの開発を進めている。あわせて研究協力者の選定を行った。また、実験を推進するため、2018年度から分担研究者を追加することとした。2016年度に実施したアンケート調査のデータを使って、地域公共財の非受益住民とまちづくりNPOメンバーおよび超利他主義を持つリーダーを除外した場合の地域公共財の金銭的評価をCVMによって導出した結果、非受益住民の金銭的評価はNPOやリーダーを除外した場合よりも低額であることを示した。次に、地域住民が自らの日常行動を通して地域コミュニティの課題を可視化するためのモデルおよびシステムの開発と社会実験を2018年6月から3ヶ月間実施した。具体的な可視化課題として、子ども見守り活動と地域の見所を挙げた。これまでに得たGPSデータと統合して分析した結果、子ども見守り活動のように共感を得やすい地域公共財の私的供給行動であれば、ICTを活用して可視化・共有化することでPure Altruismを喚起し非受益住民であっても協調行動をとるきっかけとなり得ることを明らかにした。個々の住民が明示的にコミュニティ活動に参加することで得た効用や日常行動を通して間接的に得た効用が社会全体でどのように働くのかを独自のギフト・サーキュレーションモデルによって分析した。その結果、間接的に得た効用を関係資産としてとらえ、Pure Altruismに基づいてこれを他者にギフトすると同時に可視化して社会全体に貯蔵し、個々人に再分配し社会全体で循環させることが重要であることが導かれた。地域コミュニティ活動への参加は持続可能性に課題がある。このため、システムダイナミクスを利用して、効用の再分配率に注目することにより、個々のインセンティブをみたしうる条件を示した。