hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
大規模プログラムのためのプログラム解析の自動生成

近年、モデル検査の実装技術の発達とハードウェアの進歩により、「プログラム解析=抽象化+モデル検査」というパラダイムが現実的なものとなっている。たとえば、既存のモデル検査系SMVを、Javaを中間言語Jimpleへ変換する言語処理環境SOOTと組み合わせることで、簡単にプログラム解析を実装することが可能である。これは小中規模のプログラムに対して有効であるが、処理時間がサイズとともに急速に増大し、大規模プログラムの解析をどう行うかは、現在ホットな研究領域である。この処理時間増大の原因の一つは、モデル検査などで標準的なアルゴリズムが収束するまで何度も反復してプログラム全体を追跡するためである。本研究では、実際のプログラムのフローグラフは比較的良い構造をもっているという観察に基づき、モデル検査のアルゴリズムから見直しをはかることで、大規模なプログラムへの適用可能性を探ることを提案した。具体的には、(1)組み合わせ理論の成果を用いて、すでに提案してきたグラフの代数的データ構造(SP項)に基づき、反復がなく効率の良いアルゴリズムおよびその理論的基礎の確立、(2)実用的な問題におけるケーススタディによる問題点の明確化について研究を行った。本研究計画は,リーズナブルなコストでの大規模プログラムの信頼性向上を目的として,バグのもととなる様々な変則性を検出する複数のプログラム解析を自動生成し,漸近的にプログラムの信頼性を高める手法の提案を目指している.具体的には,(1)組み合わせ理論の成果を用いて,すでに提案してきたグラフの代数的データ構造(SP項)に基づき反復がなく効率の良いアルゴリズムおよびその理論的基礎の確立.(2)実用的な問題におけるケーススタディによる問題点の明確化.の2点の研究をすすめている.特に前者については「プログラム解析=抽象化+モデル検査」のパラダイムを想定しているが,標準的なモデル検査を超えたプッシュダウンモデル検査に焦点をおいている.H16年度は,(1)については,a.SP項の完全な公理化,およびb.SP項によるプログラム解析記述のケーススタディの二点について研究をすすめた.a.については,木幅を制限しないグラフの完全な公理化を提案した(この公理化は無限個の関数記号と公理からなる,国際会議FLOPS04採録・発表).現在,木幅を制限した場合の完全な公理化(有限個の関数記号と公理からなる)について研究を進めている.b.については,古典的なプログラム解析はほとんどネストしないUNTILオペレータで記述できることに注目して,不要引数・定数伝播・コードモーションを例としたUNTILオペレータのSP項による表現を提案した(ワークショップWNASC2004にて口頭発表).(2)については,a.NTTの開発する時刻認証(イベント順序証明)システムのセキュリティモデルの諸性質の形式的証明,b.グリッド計算におけるセキュリティモデルの提案,c.関数型プログラムの解析のプッシュダウンモデル検査による実装の検討を行った.a.は,Merkle木のインクリメンタルな構成法における完全化可能性とサンティ検査の正当性について定理照明系を用いて示した.b.はグリッド計算におけるdelegationなどを効率的に実行するためのセキュリティモデルを提案した(国内誌コンピュータソフトウェア採録,国際会議PDCAT04採録・発表).現在,モデル検査による検証法を検討中である.近年、モデル検査の実装技術の発達とハードウェアの進歩により、「プログラム解析=抽象化+モデル検査」というパラダイムが現実的なものとなっている。
ライダーロボットによる二輪車の運動安定性の研究

二輪車の運動を支配する大きな要因がライダーの挙動であり,人間という不確実性に富む要素の解明が難しいため,人間・二輪車系の運動は非常に複雑になるという問題があり,四輪車に比べて研究が遅れている原因になっている.本研究においては,これらの問題に対してロボティクスを応用し,ライダーロボットの研究から人間を含めた二輪車の運動解明を行うというアプローチを試みた.また研究対象も従来研究されてきたウィーブ,ウォブルなどの固有振動解析ではなく,ライダーにとって非常に危険であり自動二輪車教習でも指摘されているほど周知な現象であるにも関わらず,ほとんど研究されていないハイサイド転倒現象(旋回中の傾いた車体が鉛直方向に引き起こされ転倒する現象)に着目した.さらに研究手法についても,最近よく用いられているコンピュータによる複雑で大規模なマルチボディダイナミクス解析では運動方程式が陽に得られてないためパラメータサーベイによる数値解明に頼るところがあるので,本研究では現状で最も基礎となっているR.S.Sharpの運動力学理論式をもとにタイヤの断面形状を考慮しライダーのステアリング操作を組み込んで解析し,ステアリング操作特性や旋回運動における模型実験結果と検証することにより,本研究で用いた二輪車モデルの有効性を確認した.また後タイヤにかかる横力のパラメータを変化させることによってハイサイド転倒現象を再現し,車体が引き起こされることを解析した.さらに本年度はR.S.Sharpの運動力学理論式をもとに,新たにライダーの上体モデルにロール角とヨー角方向の動きと,ハンドルを把持する腕のモデルを組み込んで解析した.ステアリング基本特性・旋回運動における模型実験結果と検証することにより,本研究で用いた二輪車モデルの有効性を確認した.また後タイヤにかかる横力のパラメータを変化させることによってハイサイド転倒現象を解析し,上体モデルでのロール角方向の剛性を高くすることにより車体が引き起こされるのが低減できることを確認した.二輪車は簡便性,経済性,省スペースなどさまざまな利点から多くの人に利用されており,現在社会においてなくてはならない交通手段の一つになっている.しかし二輪車の研究は四輪車に比べると驚くほど少ない.その理由として,二輪車は四輪車と異なり「倒れる」という不安定要素を有し,人間が積極的に関与することによって車体姿勢を安定化し,目標経路を制御している.また二輪車の運動を支配する大きな要因がライダーの挙動であり,人間という不確実性に富む要素の解明が難しいため,人間・二輪車系の運動は非常に複雑になるという問題があり,四輪車に比べて研究が遅れている原因になっている.本研究においては,これらの問題に対してロボティクスを応用し,ライダーロボットの研究から人間を含めた二輪車の運動解明を行うというアプローチを試みた.また研究対象も従来研究されてきたウィーブ,ウォブルなどの固有振動解析ではなく,ライダーにとって非常に危険であり自動二輪車教習でも指摘されているほど周知な現象であるにも関わらず,ほとんど研究されていないハイサイド転倒現象(旋回中の傾いた車体が鉛直方向に引き起こされ転倒する現象)に着目した.さらに研究手法についても,最近よく用いられているコンピュータによる複雑で大規模なマルチボディダイナミクス解析では運動方程式が陽に得られてないためパラメータサーベイによる数値解明に頼るところがあるので,本研究では現状で最も基礎となっているR.S.Sharpの運動力学理論式をもとにタイヤの断面形状を考慮しライダーのステアリング操作を組み込んで解析し,ステアリング操作特性や旋回運動における模型実験結果と検証することにより,本研究で用いた二輪車モデルの有効性を確認した.また後タイヤにかかる横力のパラメータを変化させることによってハイサイド転倒現象を再現し,車体が引き起こされることを解析した.二輪車の運動を支配する大きな要因がライダーの挙動であり,人間という不確実性に富む要素の解明が難しいため,人間・二輪車系の運動は非常に複雑になるという問題があり,四輪車に比べて研究が遅れている原因になっている.本研究においては,これらの問題に対してロボティクスを応用し,ライダーロボットの研究から人間を含めた二輪車の運動解明を行うというアプローチを試みた.また研究対象も従来研究されてきたウィーブ,ウォブルなどの固有振動解析ではなく,ライダーにとって非常に危険であり自動二輪車教習でも指摘されているほど周知な現象であるにも関わらず,ほとんど研究されていないハイサイド転倒現象(旋回中の傾いた車体が鉛直方向に引き起こされ転倒する現象)に着目した.さらに研究手法についても,最近よく用いられているコンピュータによる複雑で大規模なマルチボディダイナミクス解析では運動方程式が陽に得られてないためパラメータサーベイによる数値解明に頼るところがあるので,本研究では現状で最も基礎となっているR.S.Sharpの運動力学理論式をもとにタイヤの断面形状を考慮しライダーのステアリング操作を組み込んで解析し,ステアリング操作特性や旋回運動における模型実験結果と検証することにより,本研究で用いた二輪車モデルの有効性を確認した.また後タイヤにかかる横力のパラメータを変化させることによってハイサイド転倒現象を再現し,車体が引き起こされることを解析した.さらに本年度はR.S.Sharpの運動力学理論式をもとに,新たにライダーの上体モデルにロール角とヨー角方向の動きと,ハンドルを把持する腕のモデルを組み込んで解析した.ステアリング基本特性・旋回運動における模型実験結果と検証することにより,本研究で用いた二輪車モデルの有効性を確認した.また後タイヤにかかる横力のパラメータを変化させることによってハイサイド転倒現象を解析し,上体モデルでのロール角方向の剛性を高くすることにより車体が引き起こされるのが低減できることを確認した.
長時間開腹手術に対する体幹部末梢神経ブロック二回注入法の検討

婦人科開腹手術において硬膜外麻酔と腹横筋面ブロック執刀前単回注入の術後鎮痛を比較した。術後72時間の安静時および咳をした時のVisual Analogue Scale (VAS)に有意差があるとはいえなかった。モルヒネ総使用量も有意差があるとはいえなかった。さらに執刀前にだけ腹横筋膜面ブロックをした場合(一回注入)と執刀前の腹横筋膜面ブロックに腹直筋鞘ブロックを手術終了時に追加した場合(二回注入)についても,術後鎮痛を比較した。また、ロピバカインの血中濃度を測定した。術後72時間の安静時および咳時のVASに有意差をいえなかった。ロピバカインの血漿濃度は一回注入、二回注入ともに、局所麻酔薬中毒域には達することはなかった。長時間の婦人科開腹術において、腹横筋膜面ブロック(執刀前に一回実施)と腹横筋膜面ブロック(執刀前)に腹直筋鞘ブロック(手術終了時に実施)を追加した場合の比較した。腹横筋膜面ブロックは0.3%ロピバカイン60mlで行い、腹直筋鞘ブロックは0.3%ロピバカイン40mlで行った。両群とも、術後鎮痛には、塩酸モルヒネ0.15mg/kgを手術終了30分前に静注し、塩酸モルヒネ静注による患者自己調節鎮痛法を行い、フルルビプロフェン1mg/kgを6時間毎に術後72時間まで行った。評価項目は、モルヒネ総使用量、術後2,4,6,24,48,72時間後の安静時および咳時の100mm - Visual analogue scales(VAS)、AUC of VAS、嘔気嘔吐の発生頻度とした。血漿ロピバカイン濃度をブロック後0, 15, 30, 45, 60, 120min、術後4, 24hの時点でで測定した。患者背景に有意差なし。手術時間はS群で277±59分、D群272 ±51分(P=0.73)。モルヒネ総使用量は有意差がなかった。安静時のAUC of VASも有意差がなかった(P = 0.23)。S,D群の安静時VASは交互作用がなく(P = 0.97)、群間にも有意差がなかった(P = 0.76)。咳時のAUC of VASはD群は有意差意差があるとはいえなかった(P = 0.76)。悪心嘔吐の発生率は有意差はなかった(P= 0.85)血漿ロピバカイン濃度の推移は、初回注入後から経時的に増加し、60分後に最高血漿濃度に達した。二回目の注入では増加しなかった。今回、手術時間が長くなった場合に、二回目の体幹の神経ブロックを行っても、長時間作用性ロピバカインの血漿濃度が局所麻酔薬中毒域に達することはなかった。しかし、痛みは執刀前に一回行う場合と同じ程度であることが明らかになった。初年度の臨床研究に関して,2段階にわけて行うことになった.まず,硬膜外ブロックを実施した群と腹横筋膜面ブロックを執刀前に行った群で比較した.これに関しては,腹横筋膜面ブロックを執刀前に行った群と硬膜外麻酔を行った群では,患者背景に有意差があるとはいえない状況で,術後鎮痛に関してモルヒネの使用量,AUC-VASも有意差があるとはいえなかった.現在,腹横筋膜面ブロックを執刀前に実施する群と腹横筋膜面ブロック(執刀前実施)と腹直筋鞘ブロック(手術終了時)の臨床研究を行って,10症例が終わった段階で結果を出せていない.初年度は,硬膜外麻酔と二回注入(執刀前に腹横筋膜面ブロック,手術終了時に腹直筋鞘ブロック)を行う予定であったが,硬膜外麻酔に依存の強い外科側の意見を取り入れ,臨床研究を二段階に分けて行うこととなった.また,臨床研究開始当初,臨床研究対象患者であることが,病棟で周知されていなかったことによって,研究途中で硬膜外カテーテルが抜去されたり,モルヒネの患者自己調節鎮痛が中止されることが起き,臨床研究対象から外れてしまうことが続いたため,思うように臨床研究が進まなかった.

初年度の臨床研究を二段階に分けたため,その分の遅れを取り戻し,引き続き,次年度の臨床研究,硬膜外麻酔をした群と腹横筋膜面ブロックと肋間神経ブロックを実施した群の比較を開始していく.局所麻酔薬ロピバカインの血漿濃度測定が今後増える.ロピバカイン血漿濃度は高速液化クロマトグラフィーで行っており,そのカラムに研究費を主に費やしていく予定である.また,当該臨床研究の結果が学会で報告する費用として使用していく.
犯罪被害防止のためのリスク認知とリスク・コミュニケーションに関する研究

本研究では、各種犯罪に対する一般市民のリスク認知特性を探るための構造的な質問紙調査、防犯対策を実施中の自治体住民を対象にした調査、各種条件を統制した防犯情報の提示実験の3研究を行った。その結果、リスク認知特性は2因子を有すること、住民パトロールによってリスク認知を高めることは可能だが、住み心地を下げるおそれがあること、一般市民に、犯罪の知識と、有効な対処方法を伝えることが、犯罪不安をあおらずに対処行動につながる可能性があることが示された。本研究の目的は、主観的確率と深刻度の双方に基づく犯罪リスク認知尺度の作成と実証、パネル調査による被害リスク認知と犯罪不安の因果関係の同定、犯罪不安を煽らないリスク・コミュニケーション手法の3つである。本年度は、予備的分析として、(1)小学生児童の保護者を対象にした質問紙調査(n=2,396)の再分析、(2)一般市民対象に2時点(1年間隔)で実施した質問紙調査(n=1,459)の再分析を行い、(3)専門家・一般市民間で比較可能な包括的な被害リスク認知調査を実施した。(1)では、小学生の保護者は犯罪、交通事故、疾病、けがなど子どもをとりまく8種類のリスク源の中で犯罪被害不安が最も高いことが示された。被害不安を被説明変数としたロジスティック回帰分析により、児童の性別(女>男)・学年(低>高)など児童の個人要因のほかに、被害の主観的確率が強く被害不安を予測することが示された(犯罪心理学会大会で報告)。(2)では、1.犯罪被害の主観的確率は個人内で安定していること.2.一方、調査時点間での新規の被害見聞により主観的確率が高まり犯罪不安につながること、3.居住地区の秩序びん乱が主観的確率を介して犯罪不安に影響することが示された(日本心理学会大会で報告)。次年度以降、被害の深刻度を含めたリスク認知を尋ねるパネル調査を実施し、被害リスク認知と犯罪不安の因果関係の同定を進める。(3)では、頻度が異なる犯罪18罪種の発生件数の推定課題と、同7罪種のリスク定性評価項目(Slovic(1987))からなる質問紙を作成し、専門家(職務経験15年程度の警察官)は集合調査で約240名、一般市民はインターネットで約550名のデータを得た。次年度以降、専門家・一般市民間のリスク認知の比較や、先行研究で示されている「恐ろしさ」「未知性」の2因子布置の犯罪場面での再現性を検討する。国内外の研究で、犯罪不安(Fear of crime)は被害リスク認知(Perceived risk of victimization)と強く関連することが明らかになってきたが、犯罪場面でのリスク認知研究は、これまで蓄積がある防災や原子力分野に比べて大きく立ち遅れている。そこで本研究では、I.犯罪に特化した被害リスク認知の定性分析、II.リスク認知の形成要因の分析、III.犯罪不安を煽らないリスク・コミュニケーション手法の開発の3つを目的とする。平成19年度は、研究目的I・IIのため実施したウェブによる一般市民調査(n=550,性・年齢層別クオータ)と警察官調査(n=263,集合調査)を分析した。また、研究目的II・IIIのため、地区単位で比較可能な一般市民調査を実施した。住民基本台帳から層化2段無作為抽出法で2000名を抽出し、1186名から回答を得た(回収率59.3%)。ウェブ調査と警察官調査の主な結果は以下の通りである。[被害リスク認知の定性分析]9罪種×9項目の評定結果に対して探索的因子分析(主因子法・バリマックス回転)をかけると、重大性-非重大性・流行的-古典的の2因子を得た。罪種別の因子得点平均を2次元上に布置すると、第1象限(重大で流行的)にストーカーや虐待児童殺人、第2象限(非重大で流行的)に振り込め詐欺、第3象限(非重大で流行的)に空き巣やひったくり、第4象限(重大で古典的)に傷害や身代金目的誘拐など、了解可能なリスク認知地図が得られた。[専門家・一般市民間の比較]恐ろしさ・新しさ各因子の因子得点を、群(一般市民、警察官)、罪種の違いで説明する2要因分散分析を行ったところ、群・罪種の主効果・交互作用とも有意だった。一般市民は警察官よりも傷害や空き巣をより恐ろしく、振り込め詐欺を平凡なものと感じ、ひったくりをより古く感じていた。この原因として(1)脆弱性認知、(2)犯罪の統制可能性の認知、(3)楽観バイアスが考えられ、次年度以降に分析を進める。国内外の研究で、犯罪不安(Fear of crime)は被害リスク認知(Perceived risk of victimization)と強く関連することが明らかになってきたが、犯罪場面でのリスク認知研究はこれまで蓄積がある防災や原子力分野に比べて大きく立ち遅れている。

そこで本研究では、I.犯罪に特化した被害リスク認知の定性分析、II.リスク認知の形成要因の分析、III.犯罪不安を煽らないリスク・コミュニケーション手法の開発の3つを目的とする。平成20年度は、(1)専門家(n=174)を対象にした犯罪リスク認知尺度の実証、(2)防犯広報やパトロールを実施中の首都圏1市での一般市民(n=2000)を対象とした社会調査データの分析、(3)防犯情報の提示実験を行った。(1)では、8罪種×15項目の評定課題の結果を因子分析にかけたところ、恐ろしさ、統制可能性、被害の偏在、新興性、可視性の5因子を得た。罪種を統制したところ、恐ろしさ、偏在、可視性が各罪種内の頻度推定に影響していた。(2)では、防犯活動を認知した回答者はそうでない回答者よりも、主観的確率が高まる一方、安全性評価や犯罪不安は悪化しておらず、その有効性が示唆された。これらの結果を踏まえて、(3)脅威の程度(3水準)と対処行動の有効性(2水準)をそれぞれ操作した防犯情報を用いた情報提示実験を実施し、防犯情報における脅威アピールと対処行動の有効性を検証した。
不自然なハイブリッドマシナリーがつくる新奇多彩なジテルペン

担子菌および麹菌に由来するシトクロムP450モノオキシゲナーゼ(P450)の潜在機能を活用し、植物型ジテルペノイドを例とするモノ創り新戦略を創発する。植物のジテルペン合成酵素と糸状菌のP450を組合わせた「不自然なハイブリッドマシナリー」を構築して「新奇多彩なジテルペノイド」の合成を達成し、多様な疑似天然物を獲得して生物活性を探る。さらに、糸状菌P450の機能強化・改変を達成してマシナリー性能の強化を図ることで、有用天然物の高効率生産を加速する。
光応答性UCST型高分子の構築とスフェロイド形成制御

生理的条件下において高温溶解型の相分離挙動を示すウレイド高分子を培養細胞に添加した際、相分離温度以下で細胞凝集塊を形成し、相分離温度以上で単層へと戻ることを見出した。本研究は細胞にとってストレスの高い温度刺激ではなく光刺激によって相分離を起こす光応答性ウレイド高分子を作製し、細胞形態制御を光刺激によって行うことを目的とした。前年度において37°C近辺に相分離温度を有するような光応答性官能基を有するウレイド高分子を設計した。また、培養皿底面にコアセルベートとして付着した高分子にフォトマスクを使って光照射を行うことで任意の場所でだけで相分離・相溶作用を引き起こさせた。その結果、底面に高分子がコアセルベートして存在するエリアと存在しないエリアを持つパターン化基板を作成することができた。本年度はこのパターン化基板上で細胞を培養することでどのような挙動を示すかを調べた。パターン化基板にNIH3T3細胞やHeLa細胞を播種し、培養を行った。光照射によって基板底面のコアセルベートが溶解したエリアにおいて、細胞は伸展・接着していている様子が観察された。一方で光未照射部位においては細胞凝集塊であるスフェロイドが形成していた。従来の温度変化によって培養形態を制御する場合、細胞の代謝等に影響を与える侵襲的問題点があったが、光応答性ウレイド高分子を使うことで、低侵襲的な光照射によって形態を制御できる可能性が示された。理的条件下において高温溶解型の相分離挙動を示すウレイド高分子は世界的にも珍しい高分子である。申請者らはウレイド高分子が細胞に与える影響を調べたところ、細胞は相分離温度以下で細胞凝集塊を形成し、相分離温度以上で単層へと戻ることを見出した。しかし、温度刺激による培養状態の制御は細胞にとってストレスが高いと考えられる。本申請では、細胞にとって低ストレスな光刺激によって相分離を起こす光応答性ウレイド高分子を作製し、光照射による細胞形態制御を行うことを目的とする。本年度はウレイド高分子の設計と光応答性官能基の導入を試み、光照射による高分子の相分離挙動の変化を評価した。様々なポリアミンに対して、シアン酸カリウムを添加することで、様々なウレイド高分子を合成した。これらのウレイド高分子に対して、光応答性官能基を導入した。光応答性官能基の導入によって、生理的pH及び塩濃度の緩衝液中において相分離温度が大きく上昇した。これは、光応答性官能基導入に伴う疎水性の上昇によるものであった。多くの光応答性官能基導入ウレイド高分子は相分離温度が高すぎるため、光照射に伴う、相分離挙動の変化は観察されなかったが、いくつかの光応答性官能基導入ウレイド高分子は紫外光の照射によって相溶し、可視光の照射によって相分離する様子が観察された。この結果は、それぞれの光照射によって、相分離温度が変化したことに起因していることがわかった。本年度はウレイド高分子の設計と光応答性の官能基の導入を目的としており、計画どおり進展している。ウレイド高分子は生理的条件下において高温溶解型の相分離挙動を示す珍しい高分子である。申請者らはウレイド高分子を培養細胞に添加した際相分離温度以下で細胞凝集塊を形成し、相分離温度以上で単層へと戻ることを見出した。前年度においてウレイド高分子の設計と光応答性官能基の導入を試み、、紫外光に応答する光応答性官能基導入ウレイド高分子を得た。本年度は細胞培養温度である37°C近辺に相分離温度を有するようなウレイド高分子を設計し、光応答性制御を試みた。具体的には光応答性官能基の導入率を様々に変え、光照射の有無で相分離温度を評価した。その結果、光応答性官能基の導入率が多くなるほど疎水性の上昇に伴う相分離温度の上昇が観察された。さらに、導入率の高い高分子ほど、光照射の有無によって相分離温度に大きな差異が示された。この大きな差異は一定温度において光照射によって相分離を制御する上で重要である。光照射の繰り返し性を評価したところ、少なくとも4回は繰り返し可能であることが分かった。また、細胞への展開を考えて、細胞培養溶液中において光照射によって相分離挙動が制御できるかを試みた。細胞培養液中において、相分離した高分子はコアセルベート滴として細胞培養皿の底面に付着していた。この付着したコアセルベートに対して光照射を行うことで速やかにコアセルベートは相溶した。また、光照射マスクを使うことで任意の場所でだけで相分離・相溶作用を引き起こさせることができた。光応答性の制御ができており、おおむね順調である。

本年度はこのパターン化基板上で細胞を培養することでどのような挙動を示すかを調べた。パターン化基板にNIH3T3細胞やHeLa細胞を播種し、培養を行った。光照射によって基板底面のコアセルベートが溶解したエリアにおいて、細胞は伸展・接着していている様子が観察された。一方で光未照射部位においては細胞凝集塊であるスフェロイドが形成していた。従来の温度変化によって培養形態を制御する場合、細胞の代謝等に影響を与える侵襲的問題点があったが、光応答性ウレイド高分子を使うことで、低侵襲的な光照射によって形態を制御できる可能性が示された。今後は、光応答性のチューニングを行う。また細胞に対する影響(毒性など)を調べ、光応答によって、スフェロイド培養-単層培養が制御できるかを確かめる。可視光応答性を持たせる分子設計ならびに細胞への展開を行う。光応答性高分子の主鎖骨格であるポリアミンを計上していたが、企業よりサンプル品として提供してもらうことができたため。分子設計が当初計画よりも上手くいったため、当初計画分よりも次年度使用額が生じた。翌年度は細胞培養関連の消耗品に充てる予定である。本年度に用いたポリアミンとは異なる主鎖骨格を有するポリアミンを購入し、評価することで、より優れた光応答性を示す光応答性ウレイド高分子の設計に充てる。
系列データマイニングと高次推論の統合による大規模テキスト時系列からの知識発見

本研究では,大規模テキスト系列データからの知識発見・抽出手法の確立を最終目的として,幾つかの高速なテキスト系列データマイニング技術を開発し,また抽出したデータの構造化と圧縮を行う手法も新しく提案した.更に潜在的な因子やルールの発見・抽出手法,および欠落情報の補完などを行うための高次推論法の開発も行った.これらに関して種々の理論考察,及び実証評価の両方の側面から研究を推進した.本研究では,大規模テキスト系列データからの知識発見・抽出手法の確立を最終目的として,幾つかの高速なテキスト系列データマイニング技術を開発し,また抽出したデータの構造化と圧縮を行う手法も新しく提案した.更に潜在的な因子やルールの発見・抽出手法,および欠落情報の補完などを行うための高次推論法の開発も行った.これらに関して種々の理論考察,及び実証評価の両方の側面から研究を推進した.平成22年度は以下の研究を行った.1.情報理論および統計学的尺度に基づく興味深い非同期・非周期パターンの高速フィルタリング・抽出法の開発:非同期パターンの抽出は,実世界のイベントの系列を抽出するためには重要である.また先行研究の.InfoMinerの情報量利得では,有用なイベント系列を大規模テキスト時系列から抽出することは困難であることが分かっている.それに代わる種々の情報量利得基準を導入し,更に統計学的評価尺度を導入し,より有効なイベント系列の抽出を試みた.2.圧縮と帰納推論に基づく抽出系列データの構造化と学習:抽出系列データの構造化と学習、欠落情報の補完を目的として、圧縮に基づく構造化手法を考察した。また一階論理上の帰納推論と仮説推論手法に基づく欠落情報の補間手法を考察した。実装した試作システムにより検証を行った。3.より大規模なテキスト時系列データの取り扱いを目的とした,頻出部分系列を抽出する高速なオンライン型近似アルゴリズムの開発:より大規模なテキスト時系列データを扱ってイベント系列コーパスを生成するために、従来のLossy Counting法の単純拡張手法を改良し、より空間計算量が少ない効果的な高速アルゴリズムを提案し、実験的評価を行った。平成23年度は主に以下の2つの課題に取り組んだ1.負のパターンの概念に基づく興味深い相関パターンの抽出:2.より実用的な時系列データの取り扱いを目的とした,多重頻出系列を抽出する高速オンライン型近似アルゴリズムの開発:まず課題1で取り組む負の相関パターンの抽出は種々の応用において極めて重要である.先行研究で提案された抽出アルゴリズムはどれも完全性が保証されない.また正と負の相関パターンを同時並行的に抽出することから,その過程で負の頻出アイテム集合を一部抽出し,効率が悪い.本研究では新たに完全かつ負の相関ルールを抽出しない高速アルゴリズムを開発提案し,予備的な評価実験を行い,その性能を確認した.次に課題2であるが大規模な単一系列データから効果的な系列マイニングを行うために、データのバースト的な出現を効果的に取り扱えるオンライン型近似アルゴリズムを開発した.具体的には,予想される莫大な空間計算量を大幅に縮減するために,蓄積データ交換型のメモリ制限機構を新しく開発し、提案アルゴリズムを実装の上で性能評価実験を行った.本研究ではまず,負の相関ルールマイニングに関して完全かつ効率的なアルゴリズムを新しく開発した。大規模データ中の隠れ因子・事象の間の共起規則,即ち潜在的相関ルールのマイニングは極めて重要な問題であるが,これまで殆ど研究されておらず,僅かに負の相関ルールマイニングの研究が幾つかある程度である。負の相関ルールのマイニングでは,非頻出アイテム集合を取り扱う必要があるため,計算量が膨大で効率化が難しい。2004年にはWuらが,正負の相関ルールを同時並行的に生成する手法を提案している。しかし,この手法も相関ルールの生成に関して不完全であることが明らかになっており,これまで完全かつ効果的な負の相関ルールの生成アルゴリズムは知られていなかった。これに対して,我々は新たに,負の相関ルールの生成に関して完全な手法を提案した。提案手法は既存手法とは異なり,負の相関ルールの台集合(非頻出アイテム集合の一種)は生成せずに,頻出集合だけを使って負の相関ルールを生成する.そのため基本的に非常に効率的なアルゴリズムとなっている。更に我々は接尾木上の極小性チェックに基づく高速化手法を開発し,実験的評価により100倍から1000倍の高速化性能を確認している。我々が提案した負の相関アルゴリズムは「頻出集合だけを使って負の相関ルールを抽出する」ことに特徴があるが,これは本質的にオンライン型の高速実行に適した性質である。このため,データストリーム上の頻出アイテム集合を抽出するオンライン型の高速アルゴリズムも開発した.我々が提案したオンライン型アルゴリズムでは誤差保証を与えることができるため,潜在的相関ルールマイニングに一定の誤差保証を与えることが可能となる。本手法により,巨大なテキスト時系列からも,潜在因子まで考慮した高次のイベント系列ーパスを実用時間で生成することが可能となったと考えられる。おおむね,当初の目的を達成するアルゴリズムを開発し,性能評価のための実証実験も予備的なものではあるが完了している.24年度が最終年度であるため、記入しない。研究課題を遂行する上では,特に大きな問題点は無く,研究計画の大きな変更は無い.24年度が最終年度であるため、記入しない。
高等植物細胞内に存在する様々なミオシンの機能解析

昨年度、タバコ培養細胞BY-2から生化学的に170-kDa重鎖(170-kDaミオシン)と175-kDa重鎖(175-kDaミオシン)からなる2種類のミオシンを同定したことを報告した。今年度は、これらのミオシンの重鎮サブユニットに対する抗体を作製して、それぞれのミオシンの細胞内における役割を解析した。まず、間接蛍光抗体法によってBY-2細胞内の局在を調べた。その結果、170-kDaミオシンはニチニチソウあるいはシロイヌナズナの培養細胞の場合と同様に、比較的大きなサイズの細胞内小器官の膜表面上と核の周辺に存在していた。一方175-kDaミオシンの抗体は、細胞質糸全体あるいは小さな小器官や細胞内顆粒を染色した。次に、BY-2細胞プロトプラストを破砕して遠心により細胞分画を行い、それぞれのミオシンが存在する画分をイムノブロット法を用いて同定した。l70-kdaミオシンは核や色素体を含む分画と細胞質分画に存在し、175-kDaミオシンは、滑面小胞体などの細胞内小器官や顆粒を含む分画と細胞質分画に存在していた。これらの結果から、BY-2細胞において170-kDaミオシンは色素体あるいは核などの運搬に関与するのに対して、175-kDaミオシンは滑面小胞体などの小器官や細胞内顆粒の運搬に関与していることが明らかになった。高等植物細胞内の原形質流動を担うミオシンは、1種類だけではなく複数種のミオシンがそれぞれ異なった細胞小器官あるいは細胞内顆粒に結合して機能していることが示唆される。また170-kDaミオシンの遺伝子を、抗体を用いてクローニングし、その一次構造を解析したところ、少なくとも3種類のアイソフォームが存在することがわかった。現在それぞれのアイソフォームに対する抗体を作製して、さらに詳しく170-kDaミオシンの機能を解析しているところである。ユリ花粉管から単離された170-kDaミオシンは、170-kDa重鎖とカルモジュリン軽鎖から構成されており、ユリ以外の他の高等植物(タバコ培養紬胞BY-2、ツユクサ花粉、ニチニチソウ培養細胞など)にも存在する。ところでタバコBY-2のF-アクチンとATP依存的に相互作用する成分中には、170-kDaミオシン以外の成分も含まれている。そこで今回、タバコBY-2から170-kDaミオシンとは異なるタイプのミオシンを単離精製した。各精製段階でのミオシン活性は、ミオシンの最も基本的なF-アクチンを滑走させる活性を運動再構成法を用いて測定した。その結果170-kDaミオシン重鎖とは免疫性が全く異なる分子量175-kDa重鎖からなるミオシンが単離された。また、このミオシン画分中にも、カルモジュリンが含まれており、F-アクチンを用いた共沈実験から、カルモジュリンは軽鎖サブユニットとして175-kDa重鎖に結合していることが示唆された。このミオシンのF-アクチンを滑走させる運動活性も、170-kDaミオシンと同様にマイクロモル程度のカルシウムイオンによって阻害された。これらの結果から、BY-2細胞から新しく同定された175-kDa重鎖からなるミオシンも、カルモジュリン軽鎖を介してその運動活性がカルシウムイオンによって制御されていることが明らかになった。次に175-kDa重鎖に対する抗体を作製しイムノブロット法を用いて、このミオシンのタンパク質レベルでの発現を解析したところ、タバコBY-2、タバコ茎、葉、根では発現が認められたが、タバコ花粉管では発現していなかった。それに対して、170-kDaミオシンは、上述した全ての器官、細胞で発現していた。従って175-kDaミオシンはタバコの生殖紬胞では、タンパク質レベルでは発現していないことが明らかになった。単離精製した175-kDaミオシンが運動再構成系においてF-アクチンを滑走させる速度は、8um/sec以上であり、この滑り速度はタバコBY-2紬胞内で観察される原形質流動の速度に相当する。従って175-kDaミオシンは原形質流動に関与したミオシンである可能性が大きい。一方170-kDaミオシンはBY-2細胞内の細胞小器官上に存在することから、原形質流動のモーター分子として機能している可能性を示してきた。現在、これら2種のミオシンに対する抗体を用いた間接蛍光抗体法により、細胞内での局在を調べることによって、それぞれのミオシンの原形質流動における役割を解析しているところである。

l70-kdaミオシンは核や色素体を含む分画と細胞質分画に存在し、175-kDaミオシンは、滑面小胞体などの細胞内小器官や顆粒を含む分画と細胞質分画に存在していた。これらの結果から、BY-2細胞において170-kDaミオシンは色素体あるいは核などの運搬に関与するのに対して、175-kDaミオシンは滑面小胞体などの小器官や細胞内顆粒の運搬に関与していることが明らかになった。高等植物細胞内の原形質流動を担うミオシンは、1種類だけではなく複数種のミオシンがそれぞれ異なった細胞小器官あるいは細胞内顆粒に結合して機能していることが示唆される。また170-kDaミオシンの遺伝子を、抗体を用いてクローニングし、その一次構造を解析したところ、少なくとも3種類のアイソフォームが存在することがわかった。現在それぞれのアイソフォームに対する抗体を作製して、さらに詳しく170-kDaミオシンの機能を解析しているところである。
乳管細胞の新規な抗病原体・抗害虫タンパク質遺伝子の網羅的単離と機能解析

本研究においては、植物の乳管細胞が、植物種・器官ごとに多様な抗病原体・殺虫タンパク質を高生産しているとのアイディアに基づき、乳管細胞が高生産する新規な抗病原体・殺虫タンパク質を、次世代DNAシーケンス技術とプロテオーム技術を駆使して網羅的に探索し、それらの機能を組み換え技術等を用いて生化学的・昆虫遺伝学的・植物生理学的に解明した。本研究の最終的なゴールは、Btトキシン組込みGM作物の抵抗性害虫出現に備えて、これに替わる抗病原体・抗害虫遺伝子として国際社会に提供することである。前年度までのクワの乳液の網羅的RNA分析に加えて、本年度はタンパク質の網羅的分析を試みた。生物ストレスに対する多くの防御タンパク質が主要タンパク質であることを突き止めた。特に、若い枝組織の乳液においては、すでに報告した殺虫タンパク質LA-aおよびLA-bに加えてレクチン、PR-1タンパク、グルカナーゼ、キチナーゼが多かった。一方、木化した組織の乳液においては、キチナーゼ、レクチン、グルカナーゼが多く、その量比は、若い枝組織の乳液とは異なっていた。これらの事実は、乳液が生物ストレスに対する防御機能に特化していること、部位により想定する敵の種類が異なることを示唆する。本研究成果は、Plant Biotechnologyに掲載予定である。乳液の機能的多様性を知るため、他の植物(イチジク、ミドリサンゴ)の乳液の網羅的RNA解析を試みた。mRNAを最新のilluminina HeSeq1000で解析しde novoアッセンブリを試みた。バイオインフォマティクス手法を駆使して、全長mRNAの再現を試みたが、内外の研究者も報告しているとおり、信頼性には疑問点があることが示唆されたので、次年度以降ウェット解析も併用して引き続きmRNA解析をすすめる。あわせてプロテオーム解析も進めて植物種間の乳液機能の多様性を明らかにする。本研究においては、植物の乳管細胞が、植物種・器官ごとに多様な抗病原体・殺虫タンパク質を高生産しているとのアイディアに基づき、乳管細胞が高生産する新規な抗病原体・殺虫タンパク質を、次世代DNAシーケンス技術を駆使して網羅的に探索し、それらの機能を生化学的・昆虫遺伝学的・植物生理学的に解明する。最終的には、Btトキシン組込みGM作物の抵抗性害虫出現に備えて、これに替わる抗病原体・抗害虫遺伝子として国際社会に提供することを目的とした。平成23年度には、前年度までにクワ乳液のmRNAより見出しだした高発現遺伝子の機能を明らかにすべく、それらの全長ORFをRT-PCRによりクローニングし、大腸菌および酵母での発現系を構築した。多くは大腸菌内で不溶化したが酵母の発現系を用いることにより生産量は低いが可溶性組換えタンパクの生産に成功した。平成24年度には、それら組換えタンパクを用いて、抗菌性、殺虫性、非生物ストレス耐性機能の検定をした。これらの検定の過程で、乳液におけるmRNAレベルの蓄積量とタンパクの蓄積量が必ずしも対応しないことを見出したため、クワ乳液のプロテオーム解析を実施した。殺虫性あるいは抗菌性タンパクが乳液中に多いとの特性は、mRNAレベルよりもタンパクレベルで特に顕著であった。また乳液の採取部位によりそれらの量比は多く異なっており、部位ごとに想定される外敵にうまく適応していることが分かった。他の2種の植物の乳液のmRNA-seq解析も実施し、EST配列データベースを構築した。平成25年度には、これら2種の植物の乳液に高蓄積するmRNAをクローニングし、合わせてプロテオーム解析も実施し、mRNAとタンパクの両面から発現解析を行った。機能未知で、かつドメイン構造により殺虫性あるいは抗菌性が期待される新規なタンパク質を複数種見出した。次年度以降、これらの機能解析を進める。本研究の目的は、植物の乳管細胞が、植物種・器官ごとに多様な抗病原体・殺虫タンパク質を高生産しているとのアイディアに基づき、乳管細胞が高生産する新規な抗病原体・殺虫タンパク質を、次世代DNAシーケンス技術を駆使して網羅的に探索し、それらの機能を生化学的・昆虫遺伝学的・植物生理学的に解明することである。最終的には、Btトキシン組込みGM作物の抵抗性害虫出現に備えて、これに替わる抗病原体・抗害虫遺伝子として国際社会に提供する。当該年度には、すでに見出したクワ乳液で高発現するmRNA群の機能を明らかにすべく、全長cDNAをクローニングし、さらに大腸菌・酵母での発現システムを構築した。得られた幾つかのcDNAについては、いずれかの微生物でのヘテロは発現を抗体で確認することができた。発現の認められなかったcDNAについては、有害な機能を持つことが推定されるので引き続きヘテロな発現を試みる。"P0005"と名付けたcDNAは、以前から他の植物にも類似のcDNAが見出されているものの生理・生化学的機能は不明である。乳液でこの遺伝子ファミリーが高発現することは、我々により初めて明らかになったので、この遺伝子ファミリーの機能に関して独自の研究展開が期待できる。

クワだけでなく、他の植物の乳液のmRNA解析を予定していたが、秋冬に野外からこれらの乳液を十分に採取することができなかったため、24年度に持越すこととなった。乳液が生物的ストレスに対する防御に特化することを、概ね想定通り示した。しかし、乳液試料を十分量入手することが困難のため、mRNA解析は1年程度遅れている。クワに引き続き、その他の2種の植物の乳液のmRNA解析を計画していたが、材料が屋外の植物のため、秋冬に十分な良質の乳液試料を採取することができなかった。当該の解析は次年度に実施する予定である。クワの乳液タンパク質の機能解析については、概ね目標を達成した。クワに加えてイチジクとミドリサンゴの乳液のmRNA解析を完了し、その成果を踏まえてプロテオーム解析をすすめる。最終的に3種の植物の乳液を比較して防御機能と種間差異を示す。いくつかの主要タンパク質については、精製標品もしくは組換タンパク質を用いてバイオアッセイを行い、抗菌・殺虫作用を実証する。○mRNA-seq解析で得られる塩基配列に基づき、候補遺伝子のcDNAをRT-PCRで単離して大腸菌・酵母で生産させる。これら組換えタンパク質をモデル生物に投与してその殺傷機能を検討する。使用するモデル生物は、入手と培養の容易さ並びに世代時間の短さに優れる、大腸菌(細菌)、トリコデルマ(カビ)、ショウジョウバエ(昆虫)とする。必要に応じて他のモデル生物も検討する。○クワに加えて乳液のmRNA-seq解析を実施する植物種を当初計画からガジュマル、ミドリサンゴに変更する。これらの乳液のmRNA-seqを実施し、新たな防御タンパク質候補を探索する。○ショウジョウバエ変異体に投与してその作用部位を遺伝学的に特定する。申請者らは、表1の候補遺伝子に多く見られる新規レクチンドメイン含有タンパク質に注目している。糖鎖は、昆虫の形態形成および自然免疫のシグナルとして働く。レクチンドメイン含有タンパク質が、腸から血中に侵入し、昆虫のこれらのシステムを撹乱する可能性を検討する。標的あるいは作用機構が予想できない新規殺虫タンパク質については、過剰発現系統(約3,000系統)あるいは突然変異系統(約20,000系統)のライブラリーをスクリーニングしての標的遺伝子の探索を行う(山口との共同研究)。ショウジョウバエは世代時間が10日間と短く、多数の個体を同時に取り扱うことができるので、本研究期間中に網羅的スクリーニングの完了は十分実現可能である。各種ショウジョウバエ変異体、過剰発現系統ライブラリー、突然変異系統ライブラリーは、京都工芸繊維大学ショウジョウバエ遺伝資源センターより入手する。○モデル生物に対する効果の見られた遺伝子を主体に、トウモロコシ、ダイズ等有用作物の各種病害虫に対する効果を検討する。別件で共同研究中の、ある米国企業との共同研究を見込む。乳液RNA分析に使用する試薬の購入が当初計画より少なくなったため、未使用額が生じた。
リカードウ・マルサス論争と古典派経済学の展開：その交錯と対抗および現代性の研究

1本研究の遂行に必要な文献や資料を収集するとともに、欧米をはじめアジアおよびラテンアメリカの研究者との共同研究のネットワークづくりに取り組んだ。2トマス・ロバート・マルサスの『人口論』および『経済学原理』の世界の各言語圏(英語圏・イタリア語圏・スペイン語圏・ポルトガル語圏とロシアおよび日本)への伝播と受容(拒絶)の特徴と異同を比較検討し明らかにする国際会議Sapporo Conference 2018 onMalthusを9月4日(午後)・5日(全日)に北海学園大学で開催した。イタリア、スペイン、ポルトガル、ブラジル、オーストラリア、アメリカ、ロシアの海外研究者をまじえ、欧米では、一般に、マルサスはその人口論と経済理論の両方がほぼ同時代に受容されていたのに対して、日本では、それから50年ほど遅れて1868年の明治維新以降に西欧経済学が一斉に導入される過程で受容されたこと、また、しばらくのあいだ人口論のみに注目が集まり、移民論や膨張主義などそのときどきの社会問題に関連づけられながら論じられた点に特徴があること、が明らかにされた。さらに、マルサスの人口論は、イギリスではディケンズ、フランスではゾラ、日本では柴四朗や坪内逍遙など、各国の代表的な文学にも登場し、多様な経路をとおして社会に浸透していたことが示された。こうした多面的で国際的な各言語圏へのマルサス受容史の研究は、初めての試みである。ただし、その対象範囲は多様で広範囲にわたるため、今後さらに研究をすすめることの重要性があわせて指摘された。3この国際会議の研究成果は、英文論集にまとめて次年度中に出版することを決め、具体的な作業をすすめた。3以上のことから、本研究はおおむね順調に進展していると言える。22020年3月に日本で初めて開催される国際アダム・スミス学会主催のInternational Adam Smith Conferenceに協力するとともに、これにあわせてスミス研究に取り組み、その成果を英語および日本語の論集にまとめて出版する準備をすすめる。<2017(平成29)年度>12017年はデイヴィド・リカードウの主著『経済学および課税の原理』の出版200周年にあたるため、国内外の共同研究者と協力し、国際会議Internatinal Ricardo Conference 'The 200th anniversary of Ricardo's Principles'を2017年9月16日・17日に明治大学で開催した。この国際会議では、イギリスとイタリアから参加した研究者をまじえ、『経済学および課税の原理』が、通貨や金融、国際貿易など広範囲にわたっていまなお現代の経済学に影響を与え続けている「古典」であることを明らかにした。2貧困の原因とその解決策をめぐるマルサスとリカードウおよびその後の歴史的論争を再検証し、古典派経済学の「福祉」(well-being)思想および救貧法論争が現代の貧困および福祉の理論と思想に与えた影響とその意義を明らかにすることを目的に、国際会議Kyoto Conference on Classical Political Economyを2018年3月7日・8日に同志社大学で開催した。イギリス、フランス、アメリカ、オーストラリアの研究者をまじえて、主要な古典派経済学者の多くが、「福祉」政策とともに、教育が貧困の克服に重要な役割を果たすことを強調した事実と、その現代社会との共通性が明らかとなった。3あわせて、これらの国際会議の研究成果を英文論集および日本語論集にまとめる作業をすすめた。<2018(平成30)年度への繰越分>12018年9月4日(午前)に開催された国際会議Sapporo Conference 2018 onMalthusのフランス語圏およびドイツ語圏のセッションにおいて、マルサス受容の同時代性を明らかにするとともに、2この研究成果を英文論集にまとめる作業をすすめた。<2017(平成29)年度>1「研究実績の概要」に記した研究の遂行は、おおむね順調に進展した。

22018年3月の国際会議において当初予定していたプログラムの一部が、このプログラムの共同企画者であり研究成果出版の共同編者である海外協力研究者の体調不良によって実施できなくなった。国際会議の一部プログラムの開催とその研究成果の出版には当該研究協力者の参画が不可欠であるため、あらためて国際会議を開催してその研究成果をとりまとめる必要が生じたが、今年度のプログラムの一部を次年度に予定していたプログラムの一部といれかえ、当初予定していたプログラムを次年度にもちこすこととした。その結果、当初予定していた研究の一部の遂行は困難になったものの、次年度に予定していた研究の一部を今年度遂行することにしたため、研究の遂行に大きな遅れをもたらすことは回避された。<2018(平成30)年度への繰越分>12018年3月の国際会議において当初予定していたプログラムの一部を2018年9月の国際会議へもちこし、フランス語圏およびドイツ語圏(ドイツ・オーストリア)へのマルサス受容をめぐるセッションとして実施した。2そのため、研究の遂行に大きな遅れをもたらすことなく、順調に進めることができた。22020年3月に日本で初めて開催される国際アダム・スミス学会主催のInternational Adam Smith Conferenceに協力するとともに、これにあわせてスミス研究に取り組み、その成果を英語および日本語の論集にまとめて出版する準備をすすめる。<2017(平成29)年度>1体調不良により国際会議に参加できなかった共同企画者であり研究成果出版の共同編者である海外協力研究者をまじえた共同研究の遂行は、そのための予算を次年度に繰越して、次年度にあらためて国際会議のセッションのひとつとして開催し、その共同研究の成果をとりまとめることとする。2そのための準備として、この国際的な共同研究のねらいと概要および研究成果の出版に関する企画書の作成について当該海外研究協力者と事前にうちわせ、出版社との交渉をすすめ、2017年度の研究成果を英文論集にまとめる作業をすすすめる。<2018(平成30)年度への繰越分>1体調不良により前年度の国際会議に参加できなかった共同企画者であり研究成果出版の共同編者である海外協力研究者をまじえて実施した繰越分による共同研究をふまえ、2その成果を英文論集にまとめて出版する具体的な準備をすすめる。
リンパ管内皮細胞の分子生物学的解析～プロスタノイドレセプターを巡って～

リンパ管-静脈吻合術中に切除されたリンパ管断端を対象とした。通常、血管の収縮・拡張機能に関与しているとされるプロスタノイドレセプター5種類(TP,IP,EP2,EP4,DP1)に対する抗体を用いてこれらの発現を組織学的に検討した。いずれのプロスタノイドレセプターもリンパ管における発現が認められた。発現様式は動脈と相同であった。プロスタノイドレセプターはこれまでに9種類が同定されており、そのうち今回検討を行った5種類は正常血管の収縮・拡張に関与しているとされている。リンパ管でも同様にこれらの発現が認められた。また動脈と同様の発現形態をしめした事より、プロスタノイドはリンパ管運動に影響する可能性が示唆された。がん治療・外科技術の進歩とともにリンパ浮腫患者は増加傾向にあり、患者の著しいQOLの低下を招く。これに対し、スーパーマイクロサージャリーの技術を応用し、リンパ管-静脈吻合術が行われるようになったが、リンパ管機能とその生理学についてはまだ不明な事象が多い。われわれは本研究を通し、リンパ管の生理機能を分子生物学的側面より評価し、また、その薬理学的挙動を解析し、疾患治療へ結び付けることを目指している。ます、われわれはプロスタノイド受容体に注目した。これは主に血管平滑筋細胞に存在するプロスタノイド受容体にプロスタノイドが作用することで血管が拡張し、血流の改善につながっている。同様の機序がリンパ管で行われると仮定するとプロスタノイドの投与により保存的にリンパ浮腫の治療を行うことができる可能性があるからである。実際にリンパ浮腫患者のリンパ管を採取し、抗SMA抗体で染色を行ったところ、平滑筋細胞の存在を認めた。次に、プロスタノイド受容体の存在をRT-PCRにより分子生物学的に解析するためにPCRプライマーの設計を行った。これまでに2種類のプロスタノイド受容体に対するプライマーの作成に成功した。次年度はプロスタノイド受容体の発現をRT-PCRおよび免疫染色により明らかにし、また、ワイヤーミオグラフシステムによりそのダイナミクスを解析する予定である。本年度はリンパ管-静脈吻合術中に切除されたヒトリンパ管断端をサンプリングし、プロスタノイドレセプター5種類(TP,IP,EP2,EP4,DP1)に対する抗体を用いてこれらの発現を組織学的に検討した。これらのプロスタノイドレセプターはそれぞれ動脈・静脈に発現していることが確認されており、いずれも血管の収縮・拡張機能に関与しているとされている。ヒトリンパ管ではプロスタノイドレセプターもリンパ管における発現が認められた。発現様式は動脈/静脈のいずれとも相同であった。以上より、プロスタノイドはリンパ管運動に影響する可能性が示唆された。ただし、本検討の対象となったのは病的リンパ管であり、昨年の研究で認められたように病的リンパ管では平滑筋の肥厚が認められ、血管様な組織学的特徴を持つ事から、今後、正常リンパ管での検討も行いたい。昨年までの研究で、われわれはリンパ管ー静脈吻合術中に切除されたヒトリンパ管断端をサンプリングし、プロスタノイドレセプター5種類(TP,IP,EP2,EP4,DP1)に対する抗体を用いてこれらの発現を組織学的に検討した。発現様式は動脈/静脈のいずれとも相同であることを明らかとした。この成果を受け、ワイヤーミオグラフシステムによりリンパ管の生理機能の解析および薬理学的機能解析を目指した。リンゲル液中にワイヤーミオグラフシステムにヒトリンパ管をフッキングし、0.5gの負荷をかけた。収縮弛緩の安定を待ったが攣縮様の波形が継続して得られたが、薬剤への反応を解析するにはいたらなかった。そこで、本システムの安定を求める為に、ラットより動脈を採取し、これを用いて実験モデルの構築を行う事とした。まず、ラットを深麻酔下に腹部大動脈および総頸動脈を採取した。これを約1mmの輪切りとし、リンゲル液中でワイヤーミオグラフシステムにフッキングした。

1gの負荷をかけた後、約30分で安定が得られたのでノルエピネフリンを添加したところ、速やかな収縮反応が認められた。収縮がプラトーに達した後、NOのキャリアであるニトロプルシドナトリウムを添加した所、弛緩反応が認められた。今後、動脈でもリンパ管と相同のプロスタノイド受容体の発現が認められているため、これらを添加し、モデルの確立を目指す。当初の目標としていたリンパ管におけるプロスタノイド受容体の発現の確認は達成できた。一方でPCRプライマーの構築に苦渋しており、来年度は確立を目指す。24年度が最終年度であるため、記入しない。発現が認められたプロスタグランディンを用いて、ワイヤーミオグラフシステムにより、これらの薬剤を投与した際のリンパ管の生理学的反応を検討する。また、プロスタノイド受容体の発現については免疫染色では確認できているが、PCRフラグメントの採取とともにin situハイブリダイゼーションを行い、mRNAレベルでの発現確認も行う。