hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
超音波とレーザー光線の併用による矯正学的歯の移動促進に関する研究

しかし振動が微細なため、充分な固定の不可能な生体での観察については不明である。半導体レーザーと超音波エネルギーによる歯の移動促進効果を検討するために、ウイスター系ラットの上顎第一臼歯の移動時に上記エネルギーを添加する実験を行った。まず平成3年度の反省から、矯正装置や超音波チップの改善を検討した。超音波チップは、チップ先端近くに給水開口部を設けた形状のチップを製作した。このチップの使用にあたっては、ラット上顎臼歯に超音波振動を与えたときの歯の振動を、レーザー発振部ならびCCD受光部からなる振動計測法により直接計測し、投与量を設定した。本チップ使用による実験中のラットの溺死は皆無となった。一方歯の移動は左右上顎第1臼歯を固定源とする矯正用弾線装置を用いて行ったが、装置脱落などの局所的障害やラットの体重減少が著しい例が多く、組織学的検討でも個体差が大きく、結果の評価が困難となった。そこで、再度Waldo法による上顎第一臼歯の近心移動で評価することとし、15日間の実験期間に、超音波実験群には1Wの出力の超音波振動を30秒間計3回加え、ソフト・レーザー実験群には、60mWの連続波を2分間計4回加えた。【結果】超音波エネルギー群において、歯の移動に伴う炎症変化の組織像に、対象群との差が認められた。歯周組織の炎症変化の個体差も大きかったが、実験方法の改善により充分な最終的評価数が得られたので、統計学的評価が出来た。現在、双方のエネルギーを併用した系での組織学的検討を行っており、日本歯科矯正学会に発表の予定である。またレーザーの生体組織到達度の検討については、平成3年度の2倍例数について、追加実験を行った。昨年度の結果を補強する成果が得られ、日本レーザー歯学会に投稿予定である。一方、生体での超音波エネルギーの組織内伝達について検討するため超小型レーザー変位計を応用した振動計測法を現在開発中である。半導体レーザーと超音波エネルギーによる歯の移動促進効果を検討するために、ウイスター系雄性ラット8群60匹の臼歯の移動時に上記エネルギーを添加する実験を前年度に続き行った。Waldo法による上顎第一臼歯の近心移動で評価することとし、15日間の実験期間に、超音波実験群には1Wの出力の超音波振動を30秒間計3回加え、ソフト・レーザー実験群には、60mWの連続波を2分間計4回加えた。【結果】超音波振動を与えたU群では、歯髄の変性に加え、歯根膜での炎症性変化の著しい増大・歯根吸収さらには著名な歯槽骨の吸収像を認めた。また骨の形成は多くの個体で認めなかった。一方レーザーを照射したL群を対象群と比較すると、歯根膜の修復過程が進行しており、歯槽骨の吸収も活発ではあるが、骨添加が同調していた。歯槽骨内部の血管増殖も多く、U群で認めた一方的な骨の破壊像とは大きく異なっていた。両者を共に投与したUL群では、U群より弱いものの歯髄の変化が生じていた。歯周組織における変化では、U群と比較し歯根膜の再生は順調であるが、L群より歯槽骨の添加は劣っていた。今回の結果からは、ソフト・レーザーの照射により矯正学的歯の移動に伴う歯根膜の再生や歯槽骨の添加が促進されることが充分に伺われた。また骨吸収系が励起されている可能性も否定できない。次に、超音波振動は矯正力により歯にたいては歯周組織のみならず歯髄にたいしても破壊的に作用し、その修復過程を著しく疎外することが判明した。
網羅的遺伝子解析による新規LDLコレステロール代謝関連分子Xの発見とその機能解析

新規の高LDLコレステロール血症を呈する家系に対して我々グループで独自に樹立した網羅的遺伝子解析(パネル解析)を行い、シトクロムP450関連分子の一種である新規責任候補「分子X」の希少有害遺伝子変異を検索した。その結果、残念ながら高LDLコレステロール血症を説明しうる分子Xの有害遺伝子変異は確認することができず、分子XとLDLコレステロールとの明確な関連を証明するには至らなかった。しかし、一方で、これらの解析の経過において、現時点では劣性遺伝性疾患の原因分子とされる有害遺伝子変異(ABCG5遺伝子、ABCG8遺伝子、アポE遺伝子、LDLRAP1遺伝子)の集積を確認し(約10%の症例)、これらの遺伝子変異の存在により、LDLコレステロール値上昇や冠動脈疾患のリスクが高まることを示すことができた。従って高LDLコレステロール血症を呈する場合には、家族性高コレステロール血症を念頭に、アキレス腱肥厚や家族歴などの臨床診断基準に照らし精査するとともに、現在家族性高コレステロール血症の原因遺伝子とされる、LDL受容体遺伝子、アポB遺伝子、PCSK9遺伝子に加えて、ABCG5遺伝子、ABCG8遺伝子、アポE遺伝子、LDLRAP1遺伝子の有害変異の存在を調査することにより、さらなる冠動脈疾患高リスク患者の抽出が可能であることを見出した。これらの成果については特許の出願に至った(特願2018- 23561)。さらに別の独立した集団に対して同様の解析を行いABCG5ないしはABCG8遺伝子に絞った状況でも同様の結果であり、日本人高LDLコレステロール血症における寄与を明確とした。高LDLコレステロール血症を呈する家系に対して網羅的な遺伝子解析を行い、シトクロムP450関連分子の一種に、新規責任候補「分子X」を同定し、分子XのLDLコレステロール代謝への関与を明確とすべく、高LDLコレステロール血症を呈する別の症例群(家族性高コレステロール血症が疑われた636例)に対して本分子変異を検索し、その関連を検討した。その結果、現時点では、明らかな有害変異は同定されず、関連を明確とすることはできなかった。一方で、これらの症例群に対しては、家族性高コレステロール血症の原因分子の検索も同時に行ったところ、約79%(502例)に責任変異が同定された。また、家族歴やアキレス腱肥厚などの臨床的家族性高コレステロール血症の診断基準を満たす症例は76%(482例)認められた。また、冠動脈疾患有病は29%(185例)であった。これらの情報を元に、家族性高コレステロール血症の臨床診断基準、遺伝子変異の有無により、全体を4群に分割し、古典的冠動脈危険因子(年齢、性別、高血圧、糖尿病、喫煙、LDLコレステロール)を調整したうえでの冠動脈疾患有病オッズを検討したところ、臨床診断基準・遺伝子変異を有する群は両者有さない群と比較し11倍以上の冠動脈疾患オッズを呈した。従って、高LDLコレステロール血症を呈する場合には、家族性高コレステロール血症を念頭に、臨床診断基準に照らし精査すること、さらには有害遺伝子変異の存在を検討することが臨床的に有用であることを示した。当初目的としていた、新規責任候補「分子X」のLDLコレステロール代謝への関与は現時点では明確とできていないが、高LDLコレステロール血症集団に対する遺伝子解析により、遺伝子変異の存在(解析)が、冠動脈疾患有病オッズと有意に関連することを見出した。このような情報は臨床的には極めて重要であり、今後このような高LDLコレステロール血症を呈する症例に対するマネジメントを考慮するうえで貴重なデータとなった。本内容は既に本分野での有力英文誌への報告を行った。昨年度に引き続き、新規の高LDLコレステロール血症を呈する家系(計500例)に対して我々グループで独自に樹立した網羅的遺伝子解析(パネル解析)を行い、シトクロムP450関連分子の一種である新規責任候補「分子X」の希少有害遺伝子変異を検索した。その結果、残念ながら高LDLコレステロール血症を説明しうる、分子Xの有害遺伝子変異は確認することができず、分子XとLDLコレステロールとの明確な関連を証明するには至らなかった。当初目的としていた、新規責任候補「分子X」のLDLコレステロール代謝への関与は現時点で明確とできていないが、新規高LDLコレステロール血症集団に対する網羅的遺伝子解析により、ABCG5、ABCG8、アポE、LDLRAP1遺伝子の希少有害変異の存在により、更なる病態の悪化を来し得ることを初めて示し、同スキームによる解析について、特許の出願を行った。

新規の高LDLコレステロール血症を呈する家系に対して我々グループで独自に樹立した網羅的遺伝子解析(パネル解析)を行い、シトクロムP450関連分子の一種である新規責任候補「分子X」の希少有害遺伝子変異を検索した。その結果、残念ながら高LDLコレステロール血症を説明しうる分子Xの有害遺伝子変異は確認することができず、分子XとLDLコレステロールとの明確な関連を証明するには至らなかった。しかし、一方で、これらの解析の経過において、現時点では劣性遺伝性疾患の原因分子とされる有害遺伝子変異(ABCG5遺伝子、ABCG8遺伝子、アポE遺伝子、LDLRAP1遺伝子)の集積を確認し(約10%の症例)、これらの遺伝子変異の存在により、LDLコレステロール値上昇や冠動脈疾患のリスクが高まることを示すことができた。従って高LDLコレステロール血症を呈する場合には、家族性高コレステロール血症を念頭に、アキレス腱肥厚や家族歴などの臨床診断基準に照らし精査するとともに、現在家族性高コレステロール血症の原因遺伝子とされる、LDL受容体遺伝子、アポB遺伝子、PCSK9遺伝子に加えて、ABCG5遺伝子、ABCG8遺伝子、アポE遺伝子、LDLRAP1遺伝子の有害変異の存在を調査することにより、さらなる冠動脈疾患高リスク患者の抽出が可能であることを見出した。これらの成果については特許の出願に至った(特願2018- 23561)。さらに別の独立した集団に対して同様の解析を行いABCG5ないしはABCG8遺伝子に絞った状況でも同様の結果であり、日本人高LDLコレステロール血症における寄与を明確とした。当初の計画に沿い、下記の基礎実験を予定する。1「分子X」遺伝子過剰発現・欠損マウスを樹立し、脂質値及び動脈硬化性病変を検討する。2安定同位体(2H3-ロイシン)を用いた代謝実験を行い、各リポ蛋白分画の生成率・異化率を算出し、「分子X」のコレステロール代謝への影響を明確にする。また、平行し、分子Xに関して希少有害変異の同定には至らなかったが、比較的高頻度かつ効果量の小さな遺伝子変異での解析を行う(関連解析)。当初の計画に沿い分子X遺伝子過剰発現・欠損マウスを樹立し脂質値及び動脈硬化性病変を検討する。さらには安定同位体を用いた代謝実験を行い分子Xのコレステロール代謝への寄与を明確とする。遺伝疫学的検索により分子X有害遺伝子変異を有する症例が認められなかったことにより、若干の使用額の差額が生じた。分子X変異に関するモデルマウスによる実験や安定同位体を用いた代謝実験を予定する。
免疫防御と制御機能のバランスによる慢性結核感染症の成立機構

IL-17はT細胞田来炎症性サイトカインであり、近年IL-17産生CD4ヘルパーT細胞サブセット(Th17)が自己免疫疾患に直接関わることが明らかとなり注目を浴びている。一方,正常な個体において存在するIL-17産生細胞は主にγδT細胞であり、肺、腹腔、腸管粘膜などの末梢組織に多く存在する。我々は膀胱癌に対するBCG療法の抗腫瘍効果において、このIL-17産生γδT細胞が重要であることを明らかにした。BCGを膀胱内に投与すると1日目から膀胱粘膜に好中球が浸潤してきた。BCGの1週間毎の繰り返し投与によって好中球のさらなる増加が認められた。次に膀胱粘膜でのIL-17の産生をELISAで調べたところ、IL-17の産生がBCG投与1日目から検出されるようになり、5日まで継続された。好中球浸潤におけるIL-17の重要性を確かめるために、IL-17ノックアウト(KO)マウスにBCGを膀胱内に投与して好中球の浸潤を調べると、IL-17KOマウスで有意に好中球の浸潤が低下していた。このことからBCGの膀胱接種により産生されるIL-17が好中球浸潤に重要な役割を担っていることが明らかになった。次にIL-17産生細胞を細胞内サイトカインFACSで解析した。BCGを1週間毎3回投与して22日の膀胱粘膜浸潤細胞をPMA/10Nで刺激して調べたところ、IL-17産生細胞の大部分がγδ型T細胞であった。さらにCδKOマウスにBCGを接種したところ、IL-17の産生と好中球の浸潤が著しく低下した.一方、抗CD4抗体処理マワスや抗NK1.1抗体処理マウスではBCG接種後のIL-17産生と好中球浸潤が減少しなかったことから、BCG接種によるIL-17産生と好中球浸潤はIL-17産生γδ型T細胞が重要であることが明らかとなった。次にMB49膀胱腫瘍を接種して、1,8,15,22日目にBCGを膀胱内に投与すると生存日数が有意に延長した。抗Gr1抗体ではその延長がなくなり、IL-17KOマウスでもBCGによる生存延長が認められなかった。CδKOマウスでもBCGの抗腫瘍効果が認められなかった.以上の結果からBCGの抗膀胱腫瘍効果はIL-17産生γδ型T細胞によって担われることが明らかとなった。1)結核感染防御機構結核菌の細胞壁成分であるTrehalose-6, 6'-dimycolate(TDM;コードファクター)の宿主レセプターがmacrophage inducible C-type lectin(Mincle)であることを世界で初めて見いだした.Mincle欠損マウス由来のマクロファージはTDMの刺激に対して炎症性サイトカインやNOの産生が減弱した。さらにTDMをMincle欠損マウスに投与しても肉芽腫の形成がみられなかった.結核菌を気道内に感染させると、Mincle欠損マウスで有意に肺での菌数が増加していた。以上の結果からMincleは結核菌の糖脂質を認識するパタンー認識レセプターの一つであり、結核感染防御に重要な役割をになうことが明らかとなった。2)結核感染制御機構インターロイキン15(IL-15)はエフェクターCD8T細胞の活性化誘導死を阻害してメモリーCD8T細胞の産生を促進することをリステリア細菌感染症モデルで明らかにしている。今回、BCGワクチンを接種して21日目から40日目にレコンビナントIL-15を投与することでメモリーCD8T細胞の産生を検討した。IL-15投与後の結核菌由来の抗原ペプチドTB-2およびMPT-64特異的CD8T細胞数は非投与群に比べで有意に多がった。BCG/IL-15免疫マウスで、M.tuberculosisの気道感染後の肺での菌数は、BCG免疫マウスに比べて有意差は認められなかった。以上の結果よりBCGワクチン投与後の収縮期でのIL-15の投与はマイコバクテリア抗原特的メモリーCD8+T細胞を有意に増加させたが、強い結核防御を誘導することにはまだ不十分であると考えられた。

このことからBCGの膀胱接種により産生されるIL-17が好中球浸潤に重要な役割を担っていることが明らかになった。次にIL-17産生細胞を細胞内サイトカインFACSで解析した。BCGを1週間毎3回投与して22日の膀胱粘膜浸潤細胞をPMA/10Nで刺激して調べたところ、IL-17産生細胞の大部分がγδ型T細胞であった。さらにCδKOマウスにBCGを接種したところ、IL-17の産生と好中球の浸潤が著しく低下した.一方、抗CD4抗体処理マワスや抗NK1.1抗体処理マウスではBCG接種後のIL-17産生と好中球浸潤が減少しなかったことから、BCG接種によるIL-17産生と好中球浸潤はIL-17産生γδ型T細胞が重要であることが明らかとなった。次にMB49膀胱腫瘍を接種して、1,8,15,22日目にBCGを膀胱内に投与すると生存日数が有意に延長した。抗Gr1抗体ではその延長がなくなり、IL-17KOマウスでもBCGによる生存延長が認められなかった。CδKOマウスでもBCGの抗腫瘍効果が認められなかった.以上の結果からBCGの抗膀胱腫瘍効果はIL-17産生γδ型T細胞によって担われることが明らかとなった。
ニジェール川大湾曲部諸文化の生態学的基盤及び共生関係の文化人類学的研究

62年度は前年度に行った第1回の現地調査の総括にあてられた.現地調査には,交付申請書に記した日本側4名,マリ側2名のほか,日本側2名(山口大学講師安渓遊地,東京大学教務補佐員中村雄祐),マリ側1名(マリ高等師範学校教授サンバ・ディアロ)が部分的に現地参加し,報告書作成にも加わった.現地調査第1年度の研究実積の概要は下記の通りである.1.物質文化の観点からみたニジェール川大湾曲部地方の特質(研究分担/川田順造):この地方は,古くから北アメリカのアラブ・イスラム文化とサハラ以南の黒人アフリカ文化の大接点の一つであり,両文化の相互交渉から数々の独自の文化が形成された.それらのうち文化史上重要な(1)騎馬文化,(2)織物と衣服の文化,(3)楽器,特に弦楽器の発達と専門化した世襲の楽師集団,(4)非焼成の練り土によるモスクなどの大建造物等について,系譜の解明と型式分類を試みた.2.身体技法と技術(研究分担/川田順造,真家和生):身体の形質的・生理学的特徴・自然条件,文化的条件に従って,地域・社会により異なる身体技法は,伝統的技術や物質文化と深いかかわりをもっている.本研究では,この地方に顕著に見いだされる身体技法のうち, (1)両足をのばしたままの深い前倒姿勢による作業の意義, (2)頭上運搬と歩容の関係, (3)作業台としての足の使用及び足の技巧的使用について分析した.3.牧畜民社会の生態学的基盤と階層分化(研究分担/嶋田義仁):この地域で有力な牛牧民フルベ族の社会は,氾濫原の稲作民などとの間に共生関係を作ってきた.その共生関係と自然条件との関わり,フルベ社会の階層分化のあり方を検討した.4.漁民・狩猟民と農耕民の共生関係(研究分担/安渓遊地):ニジェール川の大湾曲部には,漁労とともにカバなど水生動物の狩猟も行ってきたボゾ族という集団がいる.彼らと農耕民をはじめとする他の近隣集団との関係は,この地方の社会・文化を理解する一つの鍵となる.安渓がこれまで長期間の調査を行ったザイール東部の漁民社会の研究成果をふまえて,基本的な問題設定と検討を行った.5.市街地における小家畜飼育(研究分担/サンバ・ディアロ):この地域の都市に定着した牧畜民の中には,ヤギ,ヒツジなどの有蹄類小家畜を飼育するものが多い.この研究では,かつてのバンバラ王国の王都だったセグーにおける「都市的牧畜」の様相を,実態調査によって明らかにした.6.ニジェール川大湾曲部デルタにおける漁業の変遷(研究分担/ブーレイマ・カシーボ):この地域の漁業は, 19世紀末のフランスによる植民地以前から現在まで大きな変遷を経ている.かつての大規模な集団網漁から,原動機付き小型船,個別化した小型の漁具による漁法の個別化,漁業権の国有化,組合の形成,流通の組織化などがもたらした変化について具体的事例に基づいて分析した.7.漁民の技術的・社会的変化と宗教的変化(研究分担/竹沢尚一郎):この地域の漁民社会には,水の精霊の信仰と,その儀礼を司り,漁業権も掌握している「水の主」の制度があった.漁法の個別化と漁業水域の拡大,漁業権の国有化等によって,水の主の存在が無力化され,水の精霊への信仰も変化した.イスラムの侵透はこうした変化と呼応して,漁民ボゾ族の宗教・儀礼体系を変えつつある.8.バンバラ族における結社(研究分担/マキシマン・サマケ):ニジェール川大湾曲部西部地方の農耕民であるバンバラ族の社会には,入社式を伴うさまざまな結社が存在する.この研究ではその一つである「コテ」結社について宗教的側面とともに,社会の下部組織としての機能を,現地調査に基づいて分析した.9.村落社会における楽師の社会的位置(研究分担/中村雄祐):ニジェール川大湾曲部地方の社会には,専門化した世襲の楽師集団がある.この研究は,サン地方での調査に基づき,彼らの社会的役割,歌による賛美という職能と,社会によって彼らに公認されている物乞いとの関係を分析した.以上,今回の調査では,多面的な共生社会でありながら,従来その多面性が明らかにされていなかったニジェール川大湾曲部のとくに西部諸地方の社会について,いくつかの重要な側面を,まだその第一歩ながら解明することができ,国際学界の視野でも新しい貢献をなしえたと思われる.今後この方向での調査研究を深めるとともに,ニジェール川大湾曲部の中部・東部にも研究対象を拡大してゆく考えである.62年度は前年度に行った第1回の現地調査の総括にあてられた.現地調査には,交付申請書に記した日本側4名,マリ側2名のほか,日本側2名(山口大学講師安渓遊地,東京大学教務補佐員中村雄祐),マリ側1名(マリ高等師範学校教授サンバ・ディアロ)が部分的に現地参加し,報告書作成にも加わった.現地調査第1年度の研究実積の概要は下記の通りである.1.物質文化の観点からみたニジェール川大湾曲部地方の特質(研究分担/川田順造):この地方は,古くから北アメリカのアラブ・イスラム文化とサハラ以南の黒人アフリカ文化の大接点の一つであり,両文化の相互交渉から数々の独自の文化が形成された.それらのうち文化史上重要な(1)騎馬文化,(2)織物と衣服の文化,

(3)楽器,特に弦楽器の発達と専門化した世襲の楽師集団,(4)非焼成の練り土によるモスクなどの大建造物等について,系譜の解明と型式分類を試みた.2.身体技法と技術(研究分担/川田順造,真家和生):身体の形質的・生理学的特徴・自然条件,文化的条件に従って,地域・社会により異なる身体技法は,伝統的技術や物質文化と深いかかわりをもっている.本研究では,この地方に顕著に見いだされる身体技法のうち, (1)両足をのばしたままの深い前倒姿勢による作業の意義, (2)頭上運搬と歩容の関係, (3)作業台としての足の使用及び足の技巧的使用について分析した.3.牧畜民社会の生態学的基盤と階層分化(研究分担/嶋田義仁):この地域で有力な牛牧民フルベ族の社会は,氾濫原の稲作民などとの間に共生関係を作ってきた.その共生関係と自然条件との関わり,フルベ社会の階層分化のあり方を検討した.4.漁民・狩猟民と農耕民の共生関係(研究分担/安渓遊地):ニジェール川の大湾曲部には,漁労とともにカバなど水生動物の狩猟も行ってきたボゾ族という集団がいる.彼らと農耕民をはじめとする他の近隣集団との関係は,この地方の社会・文化を理解する一つの鍵となる.安渓がこれまで長期間の調査を行ったザイール東部の漁民社会の研究成果をふまえて,基本的な問題設定と検討を行った.5.市街地における小家畜飼育(研究分担/サンバ・ディアロ):この地域の都市に定着した牧畜民の中には,ヤギ,ヒツジなどの有蹄類小家畜を飼育するものが多い.この研究では,かつてのバンバラ王国の王都だったセグーにおける「都市的牧畜」の様相を,実態調査によって明らかにした.6.ニジェール川大湾曲部デルタにおける漁業の変遷(研究分担/ブーレイマ・カシーボ):この地域の漁業は, 19世紀末のフランスによる植民地以前から現在まで大きな変遷を経ている.かつての大規模な集団網漁から,原動機付き小型船,個別化した小型の漁具による漁法の個別化,漁業権の国有化,組合の形成,流通の組織化などがもたらした変化について具体的事例に基づいて分析した.7.漁民の技術的・社会的変化と宗教的変化(研究分担/竹沢尚一郎):この地域の漁民社会には,水の精霊の信仰と,その儀礼を司り,漁業権も掌握している「水の主」の制度があった.漁法の個別化と漁業水域の拡大,漁業権の国有化等によって,水の主の存在が無力化され,水の精霊への信仰も変化した.イスラムの侵透はこうした変化と呼応して,漁民ボゾ族の宗教・儀礼体系を変えつつある.8.バンバラ族における結社(研究分担/マキシマン・サマケ):ニジェール川大湾曲部西部地方の農耕民であるバンバラ族の社会には,入社式を伴うさまざまな結社が存在する.この研究ではその一つである「コテ」結社について宗教的側面とともに,社会の下部組織としての機能を,現地調査に基づいて分析した.9.村落社会における楽師の社会的位置(研究分担/中村雄祐):ニジェール川大湾曲部地方の社会には,専門化した世襲の楽師集団がある.この研究は,サン地方での調査に基づき,彼らの社会的役割,歌による賛美という職能と,社会によって彼らに公認されている物乞いとの関係を分析した.以上,今回の調査では,多面的な共生社会でありながら,従来その多面性が明らかにされていなかったニジェール川大湾曲部のとくに西部諸地方の社会について,いくつかの重要な側面を,まだその第一歩ながら解明することができ,国際学界の視野でも新しい貢献をなしえたと思われる.今後この方向での調査研究を深めるとともに,ニジェール川大湾曲部の中部・東部にも研究対象を拡大してゆく考えである.
骨髄幹細胞から分化・誘導される膵内分泌細胞の同定

今回、膵における骨髄由来細胞の分布と再生膵島への関与を経時的に検討した。骨髄由来細胞の動態を可視化し追跡するためにgreenfluorescent protein(以下,GFP)を遺伝子導入し全身臓器に発現させたグリーンマウスの骨髄細胞をドナーとして用いた。C57BL/6系マウスに12Gy致死放射後、1x10^6個の骨髄細胞を移植し、骨髄キメラ率とともに組織でのGFP陽性細胞を検討した。骨髄キメラ率は移植後1週、4週、12週にそれぞれ40±18.5%、82.6±23.4%、72±18%となり、GFP陽性細胞は肺、肝、小腸、腎、膵の網内系や間質に認められた。次に膵島再生モデルをもちいて検討した。上記キメラマウスに膵島の破壊、再生が誘導される200mg/kgのstreptozotocin (STZ)を投与し、その後1日目、3日目、7日目に膵臓を摘出し、凍結切片、蛍光顕微鏡下に検討した。投与後1日目の組織ではβ細胞は著しく障害され、膵島内に内分泌顆粒(インスリン)の放出像がみられたが、3日目には修復や再生像がみられ、一部の膵島では正常に近い形態を示した。しかし、膵島数は高血糖の影響か、著しく減少した。PCNA陽性細胞は1日目の膵島内および膵管上皮に多く認め、その後の3日目、7日目も陽性細胞を認めた。1日目には膵島内に多数のGFP陽性細胞を認めたが、形態的には浸潤した炎症細胞と思われた。3日目ではその数は減少した。しかし、インスリンの染色性を持つ細胞は同定できなかった。この再生誘導条件では充分な膵島の再生が誘導できないので、今後、高血糖の持続によるβ細胞の障害を除き膵島再生をさらに長期に継続できるモデルでの実験、すなわちSTZ投与後に血糖を正常化させる同系膵島移植モデルでの検討を計画している。
異方的な重い電子系の新奇な量子臨界性と超伝導の研究

価数揺動系α-, β-YbAlB4における重い電子形成の機構と、新奇な量子臨界性の起源を明らかにするため、これらの系の極めて大きな異方性に着目し、c軸方向に磁場をかけたときのみ、重い電子の振舞いが約3 T以上の磁場で抑制される詳細を調べた。また、非磁性結晶場基底状態を持つ籠状物質PrV2Al20において、電子軌道の量子揺らぎを起源とした新しい重い電子超伝導が実現していることを発見した。価数揺動系β-YbAlB4における“新奇な量子臨界性"と“イッテルビウム(Yb)系初の重い電子超伝導"について、その詳細と起源を明らかにするため、この系の“極めて大きな異方性"に着目した研究を進めている。初年度はまず、同じく価数揺動系で同様の異方性を持つ多形体α-YbAlB4について極低温度での比熱測定を行った。この物質はβ型と対照的に零磁場の基底状態がフェルミ液体である一方、c軸方向に約3 Tを印加するとメタ磁性的な異常を示す。緩和法による比熱測定から、c軸方向に磁場をかけたときのみ、約3 T以上で重い電子が抑制されること、さらに内部緩和の時定数から核スピン系(ここでは主にAlとBの核)の核スピン-格子緩和時間T1が見積られることを明らかにした。T1は印加磁場の方向に対して異方的に振舞い、c軸方向に磁場をかけた時のみ、約3 T以上の磁場で大きく減少することが分かった。また、磁場角度回転実験を行うためのピエゾローテータを購入し、これを希釈冷凍機に組み込み、既存のファンクションジェネレータ、パワーアンプと組み合わせて駆動することを試み、概ね成功した。また、希釈冷凍機にSQUIDを組み込み、約0.2 T以下の磁場下において20 mKに至る極低温でのAC・DC精密磁化測定が可能になった。また、20 mKに至る極低温度における極微試料の比熱測定に対応するため、比熱セルの改良を行った。これらの装置を用い、非磁性結晶場基底状態を持つ籠状物質PrTr2Al20(TrはTiおよびV)が多極子秩序相内で示す超伝導(転移温度はTi, Vに対して各々、200 mK, 45 mK)について、これらがバルクの重い電子超伝導であることを確認することに成功した。価数揺動系α-, β-YbAlB4における重い電子形成の機構と、新奇な量子臨界性の起源を明らかにするため、これらの系が示す極めて大きな異方性に着目した。α-YbAlB4がc軸方向の磁場中、約3 Tで示す異方的な非フェルミ液体状態の詳細を調べる為、極低温度での比熱測定を行った。その結果、比熱には顕著な非フェルミ液体性が現れないこと、しかしながらc軸方向に磁場をかけたときのみ、約3 T以上で重い電子が抑制されること、さらに緩和法比熱測定における内部緩和の時定数から、主にAl, B核の核スピン-格子緩和時間T1が、c軸方向に磁場をかけた時のみ、約3 T以上の磁場で大きく減少することを明らかにした。非磁性結晶場基底状態を持つ籠状物質PrTr2Al20(TrはTiおよびV)はPr原子の持つf電子と伝導電子の間の混成が強く、四極子近藤効果や軌道秩序の量子臨界点を研究する上で最適の系である。特に最終年度において我々は、これらの物質が多極子秩序相内で示す超伝導(転移温度はTi, Vに対して各々、200 mK, 50 mK)についてより詳細に実験を行い、これらがバルクの重い電子超伝導であることを明らかにした。特に、PrV2Al20の場合、上部臨界磁場曲線から見積もった準粒子有効質量がm*/m0 140まで増大し、電子比熱係数も0.9 J/K2mol、さらに超伝導転移に伴う比熱の飛びも0.3 J/K2molと非常に大きいことが分かった。この結果は、電子軌道の量子揺らぎを起源とした新しい重い電子超伝導が実現していることを示す。さらに、より純良な単結晶試料を用いた比熱測定により、PrV2Al20の多極子秩序が、0.75 Kと0.65 Kの2段転移になっていること、多極子転移温度より低温で比熱が温度の4乗に比例し、軌道揺らぎを反映した何らかのギャップレスモードが存在すること等を明らかにした。低温物性物理学ピエゾローテータを用いた磁場角度回転実験セットアップについては順調に準備が進んでいる。また、20 mKに至る極低温でのSQUID精密磁化測定装置が概ね立ち上がった。この装置を用いて、極低温域で超伝導転移を示す籠状物質PrTr2Al20(TrはTiおよびV)についてそのバルク性を示すことに成功するなど、概ね順調に研究が進んでいると思われる。立ち上げが概ね完了した極低温

SQUID精密磁化測定装置、および比熱測定セルを用いて、β-YbAlB4の超伝導性の詳細を調べる。また、ローテータを用いてまずは上部臨界磁場の磁場角度依存性を電気伝導度測定から明らかにする。これらの測定と並行して、SQUID磁化測定装置にローテータによる磁場回転機構を組み込むための準備を行い、その後、実際に測定を行う。
ガラスの天井を打ち破る理系の女子学生のエンパワーメント教育プログラムの開発

本研究の目的は、グローバルな視点を取り入れた理系の女子学生のエンパワーメント教育プログラムを開発することである。女子学生がより活躍するための学び(インプット)の機会を整備し、女子学生自らがロール・モデルとなり、次世代に理系の魅力を発信(アウトプット)する機会を数多く設けることを目標に研究を行っている。平成30年度に実施したのは、(1)女子学生がより活躍するための学びの機会として、(a)ロール・モデルから学ぶこととして、女性エンジニアの育成に賛同する企業において女性エンジニアによる講演や最新テクノロジーを学ぶ研修を企画した。(b)女子小・中学生対象の科学教室実施の際、大学院博士課程在籍の女性卒業生をメンターとした。また、(c)グローバルな視野を養い、女性リーダーとしての資質を養うために、2種類の短期海外研修の参加を支援した。オーストラリアのAustralian National大学のRobogals SINEに1名、英国Queen's大学とSouth Eastern Regional Collegeの研修に2名の女子学生が参加した。帰国後、より多くの学生への波及効果を狙い、発表会や研究会を開いて学びを共有した。(2)女子学生自らがロール・モデルとなり、理系の魅力を発信する機会として、(a)研究発表の支援を行った。理系の女子学生を増やすための世界的なプロジェクトであるRobogalsの会議(Robogals SINE)において1名が発表を行った。さらに、別の学生2名が英国の大学において発表を行った。(b)前述の研修に参加によって学んだことを生かして、工学分野のコンテストの一つであるETロボコンへの2名の女子学生の参加を支援した。最後に、(c)教育用ロボット等を用いてプログラミングを教える女子小・中学生対象の科学実験体験教室を機会ある毎に実施し、次世代への理系の魅力を発信した。研究2年度である平成30年度も、本研究の成果を最大限にするために鹿児島工業高等専門学校においてリーダーとなる女子学生を育てることに力を注いだ。具体的には、国内外において、彼女たちがより活躍するための学び(インプット)の機会を設け、日頃の研究成果をコンテスト参加や研究発表によって発信(アウトプット)することを支援した。さらに、次世代の女子小・中学生への波及効果を目指し、女子学生自らが身近なロール・モデルとなって理系の魅力を発信(アウトプット)する、教育用ロボットのプログラミン教育を中心とする科学実験体験教室を、年間を通して複数回開催した。本活動は、リーダーの女子学生の活躍によってより広がりを見せ、新しく海外の大学や他の国立高等専門学校にも波及した。また、女性エンジニアの育成に賛同する企業の支援や、県教育委員会との連携にもつながった。この2年間に育成した鹿児島工業高等専門学校における女子学生のリーダーを中心としながら、今後もより多くの女子学生へ教育効果を波及させ、さらに次世代の女子小・中学生の身近なロール・モデルとして、理系の魅力を発信する活動をより活発にしたい。研究代表者は、国内外の学会における口頭発表や論文投稿により研究成果を広く共有することに努めている。しかし、研究が予想以上の広がりを見せていることから、研究成果全体の取りまとめとそれを学会発表や論文投稿を通じて成果共有することにやや遅れがある。今後さらなる学会参加や論文投稿を行うことで、より多くの成果を上げることが期待されることから、補助事業の延長を行うに至っている。これまでの2年に引き続き、グローバルな視点を取り入れた理系の女子学生のエンパワーメント教育プログラムを日本の国内外で実施する。(1)女子学生がより活躍するための学びの機会を設ける。(a)ロール・モデルから学ぶこととして、鹿児島工業高等専門学校の女子学生全員を対象にキャリア・アップ支援の講演会を実施する。今後の課題として、学生と同じ分野のロール・モデルを示すために、女子の小・中学生を対象としたプログラミング教室の技術指導を兼ねて、女性の卒業生に協力を求める。また、(b)グローバルな視野を養うために、短期あるいは長期に渡って海外で学ぶためのプログラム応募を支援する。選考では語学力が必要となるため語学教育の充実も行う。また、鹿児島高専独自の海外研修プログラムやインターンシップを行う。(c)女性エンジニアの育成に賛同する企業との連携により、最新テクノロジーについて学ぶ研修を企画する。(2)女子学生自らがロール・モデルとなり、理系の魅力を発信する機会を数多く設ける。(a)日本国内・海外の学会で発表することを支援する。国内の学会に加えて、海外における女子学生のための支援事業に応募・参加する学生を育てる。(b)工学分野のコンテスト等へ参加することを支援する。例えば、高専ロボコン、ETロボコン、廃炉ロボコンへの女子学生の参加を推進する。技術指導に力を入れてコンテストへの参加と上位入賞を目指す。英語のスピーチ・コンテストについても、上位入賞を目指す。(c)次世代の女子小・中学生に理系の魅力を伝えるために、女子小・中学生を対象に教育用ロボットのプログラミング教室を実施する。特に、これまで参加することができなかった都市部から遠方の女子小・中学生に対して理系進路選択の機会につながる科学実験体験を届ける。女子学生がより活躍するための学び(インプット)の機会を整備し、女子学生自らがロール・モデルとなり、下の世代に理系の魅力を発信(アウトプット)する機会を数多く設けることを目標に研究を行っている。平成29年度に実施したのは以下の通りである。(1)女子学生がより活躍するための学び(インプット)の機会としては、

(a)ロール・モデルから学ぶこととして、キャリア・アップ支援の男女共同参画の講演会に、地域で活躍するグローバルな視点を持った女性実業家を講師として招聘した。また、(b)グローバルな視野を養い、女性リーダーとしての資質を養うために、2種類の短期の海外研修の参加を支援した。オーストラリアのニュー・サウス・ウェールズ大学におけるRobogals SINEに3名、ハワイ大学カウアイ・コミュニティ・カレッジのCognition Centerにおける研修に2名の女子学生が参加した。帰国後、より多くの学生への波及効果を狙い、発表会や研究会を開いて学びを共有した。(2)女子学生自らがロール・モデルとなり、理系の魅力を発信する機会として、(a)国内外にて研究発表の支援を行った。理系の女子学生を増やすための世界的なプロジェクトであるRobogalsの会議(Robogals SINE)において3名が発表を行い、努力賞を受賞した。さらに、別の学生2名による国内の大学における研究発表の支援も行った。(b)前述の研修に参加によって学んだことを生かして、工学分野のコンテストの一つであるETロボコンへの2名の女子学生の参加を支援した。最後に、(c)教育用ロボット等を用いてプログラミングを教える女子小・中学生対象の科学実験体験教室を機会ある毎に実施し、次世代への理系の魅力を発信した。本研究の目的は、グローバルな視点を取り入れた理系の女子学生のエンパワーメント教育プログラムを開発することであるが、研究初年度である平成29年度は、鹿児島工業高等専門学校において活動のリーダーとなる女子学生を育てることに重きを置いた。具体的には、彼女たちがより活躍するための学び(インプット)の機会を設け、国内外において日頃の研究成果をコンテスト参加や研究発表によって発信(アウトプット)することを支援した。さらに、次世代である女子小・中学生への波及効果を目指し、女子学生自らがロール・モデルとなって理系の魅力を発信(アウトプット)する教育用ロボットのプログラミング教室を複数回開催した。以上のことから、研究はおおむね順調に進展していると言えるのではないだろうか。鹿児島県は、女子の大学進学率が全国で最低であり、かつ男子の進学率との男女差が極めて高いというデータがある。また、平成27年度に全国的にも珍しい県立男子中高一貫校を開校し、そのエリート教育から女子を排斥したのは一例であるが、女子の教育を軽視し、女性の社会進出を阻んできた「ガラスの天井」がある地域と言えるかもしれない。このような地域における理系の鹿児島工業高等専門学校は、女子の在籍者数が一割弱であり、これは全国51校の国立高等専門学校の中でも一番少ない。理系の学校において少数派である女子学生に対するエンパワーメント教育を行うことは大変困難であり、乗り越えなければいけない障害が未だにたくさんある。
天然化合物の革新的標的分子同定法の確立とケミカルエピジェネティクス

本研究は新しい化合物-標的相互作用検出技術を開発し、それを用いて未解明の天然物の標的分子と作用機構を明らかにすることを目的とする。そのための遺伝学的相互作用の網羅的かつ迅速な検出法として、(1)酵母遺伝子破壊株を用いたケミカルゲノミクス系、および(2)バーコードつきプール型shRNAライブラリーによる増殖定量の多検体解析系が完成した。そこで、極めてユニークなチオアミド構造を有するチオビリダミドとその新規類縁化合物JBIR-140の作用機序解析に取り組んだ。これらの化合物は、アデノウイルスE1Aで形質転換された線維芽細胞に特異的にアポトーシスを誘導するが、その作用機構は不明であった。マイクロアレイによる遺伝子発現解析とバーコードつきshRNAライブラリーによる感受性遺伝子スクリーニングの結果、JBIR-140は統合ストレス応答経路の中のGCN2経路を活性化して転写因子ATF4の発現を上昇させることが判明した。また、ゲノムワイドのshRNAの中で、いくつかのミトコンドリア蛋白質のノックダウンが特異的にJBIR-140の効果を減弱させることから、呼吸活性との関連を調べた。その結果、JBIR-140は呼吸鎖複合体Vの蛋白質と直接結合して複合体Vを阻害することが判明した。同様の複合体Vの特異的阻害剤は、JBIR-140と同じようにE1Aで形質転換された細胞を特異的に抑制することから、ミトコンドリア呼吸系がJBIR-140およびチオビリダミドの標的であることが明らかになった。このように、本研究で構築された新しい化合物-標的相互作用検出技術は、様々な生理活性物質の作用機序研究に応用可能であることが示された。さらに、スプリットルシフェラーゼの一種であるNanoBiTを用いた細胞内化合物ー標的同定法もほぼ完成したので、化合物と標的タンパク質の細胞内物理的相互作用の探索を開始した。新技術の開発の部分については、改良を重ねて実用レベルに達したと考えている。その結果、長年にわたって作用機序が不明であったチオアミド系抗腫瘍活性物質の標的分子の解明に成功した。このことから当初目的の大部分をすでに達成したと考えている。一方、新規阻害剤の開発からエピジェネティクス関連因子の機能を解析するケミカルエピジェネティクスの課題においては、ヒストン脱アセチル化酵素SIRT2が脱アセチル化活性だけでなく、脱長鎖アシル化酵素活性を有するという当初の想定を超える発見があった。昨年度すでにSIRT2が脱長鎖アシル化酵素でもあること、さらに我々が発見したSIRT2の阻害剤は、脱アセチル化酵素活性を阻害するものの、SIRT2の脱長鎖アシル化酵素活性を阻害できないことを見いだしていた。そのメカニズムは、蛍光偏光測定と構造解析から長鎖アシル化基質による阻害剤のキックアウトであることもわかった。さらに脱長鎖アシル化反応によって生じるO-アシル-ADPリボースが酵素内にとどまることによって脱アセチル化反応を阻害し、長鎖アシル化リジンを含む基質がO-アシル-ADPリボースをキックアウトすることによって脱長鎖アシル化反応が進むという選択的阻害機構が示唆された。これらの結果は、当初の想定を超えた発見であり、エピジェネティクス分野における独創的研究に発展することが期待される。天然物は生理活性の宝庫であるが、これまで作用機構が分子レベルで解明された例はごくわずかであり、巨大な研究資源の鉱脈がまだ眠ったままになっていると言っても過言ではない。その原因として、化合物の標的分子を同定し、作用機構を解明する研究には確立した方法論がなく、多くの場合標的の同定はきわめて困難であることが考えられる。我々は遺伝学的相互作用と物理的相互作用の組合せが必須であると考えている。本研究では、すでに網羅的な遺伝学的相互作用解析法として、分裂酵母遺伝子破壊株ライブラリー、出芽酵母遺伝子破壊ライブラリー、動物細胞用Pooled shRNAライブラリーを用いたバーコードシークエンスによる増殖定量系を確立した。また、新しい物理的相互作用検出法としてNanoBiTを応用したスリーハイブリッド系を構築した。今回これらを用いて、きわめてユニークな化学構造を有するJBIR-140の作用機序を解明した。今後はさらに興味深い化合物を選抜し、作用機構解析を実施する予定である。また、予想外の発見となったSIRT2の脱アセチル化ー脱長鎖アシル化反応のスイッチ機構についても解析を進める予定である。本研究では、新しい化合物-標的相互作用検出技術を開発し、あらゆる化合物の標的分子を迅速、組織的に同定する系を構築することを目的とする。それを基盤に未解明の天然物の作用機構を解明すると同時に、標的分子の機能に迫る。また、合成致死の概念をもとに、疾患原因遺伝子から治療標的遺伝子を同定し、新しい治療戦略を確立することを第二の目的とする。そのため、(1)多剤超感受性分裂酵母を用いた標的分子同定技術の開発、(2)Pooled shRNAウイルスライブラリーを用いた標的分子同定技術の開発、(3)二分子蛍光補完法(BiFC)による相互作用因子同定技術の開発、および(4)新規活性物質の探索と作用機構解析を中心に研究を進めた。(1)では、分裂酵母遺伝子破壊株を用いたケミカルゲノミクスプロファイリングのための条件を確立するため、バーコードシークエンスによる増殖定量法の最適化を行った。(2)では、バーコード付きpooled shRNAライブラリーを用いてウイルスにパッケージングを完成させ、複数サンプルを1レーンで解析できるように、マルチプレックスバーコードシークエンス法の確立を行った。この方法を用いて、標的既知の化合物の感受性規定遺伝子のスクリーニングを行い、検証した。

(3)では、スクリーニングに用いる蛍光タンパク質を選択する目的で、Fos/Jun複合体形成およびrapamycin依存的なFKBP12/FRB複合体形成によるBiFCシグナルを評価した。その結果、良好なシグナルを示した変異型Venusを用いてライブラリーを作成することとした。(4)では、細胞膜ステロールに結合する抗生物質の作用にエンドサイトーシスとエキソサイトーシスによる膜の脂質輸送が重要であることを明らかにした。本研究では、新しい化合物-標的相互作用検出技術を開発することによって、あらゆる化合物の標的分子を迅速、組織的に同定する系を構築し、それを用いて未解明の天然物の標的分子と作用機構を明らかにすることを目的とする。(1)分裂酵母及び出芽酵母遺伝子破壊株を用いた作用機構の迅速解析系がほぼ完成したので、それを用いて理研の天然化合物バンクの約10,000化合物を解析したところ、1374化合物について標的経路を推定することができた。また、海洋天然物TheonellamideおよびTopsentinがそれぞれ脂質成分であるステロール、ホスファチジルコリンを特異的標的としていることを明らかにするとともに、化合物によるユニークな膜機能変化を観察した。(2)エピジェネティクスに作用する化合物としてAurilide Bの作用を解析した結果、H3K27やH4K5のアセチル化の減少とそれに続くH3K9やH3K27のトリメチル化の亢進が観察され、複数のヒストン修飾を段階的に変化させることが判明した。また、脱アセチル化酵素SIRT2がアクチン結合タンパク質Cortacinを活性化してがん細胞の転移・浸潤に関与することを明らかにしたので、転移抑制を目的にSIRT2阻害剤を探索した。得られたNPD11033の作用をX線結晶構造解析により調べた結果、SIRT2の機能不明な疎水空間に入り込むことがわかった。さらなる解析により、この疎水空間は長鎖アシル化リジンのアシル基のためのポケットであり、SIRT2が長鎖脱アシル化酵素活性を持つという驚くべき結果が得られた。(3)新しい天然物スクリーニングからニトロソ基、オキサゾール基、およびテトラミン酸骨格を同時に持つ新規物質としてJBIR-141および142を発見した。また、既知物質のMakaluvamine Aを単離同定した。そこでこれらの作用機構解析を開始した。バーコード標識化した分裂酵母遺伝子破壊株ライブラリー、出芽酵母遺伝子破壊ライブラリー、動物細胞用Pooled shRNAライブラリーのそれぞれにおいて、バーコードシークエンスによる増殖定量系のための条件検討が完了し、実際の化合物の標的経路の推定が可能になった。それを用いて、理研・天然化合物バンクの多数の化合物の作用経路を同時に推定することができたので、検証作業を開始した。また、これを天然由来の化合物の作用機構解析にも適用し、作用経路に関する貴重な情報が得られるようになった。
ハイパースペクトルデータを用いた地表面吸音境界条件の生成手法の確立

本研究は航空ハイパースペクトルデータを用いた地表面音響特性の推定手法の開発を目的としている。Itres社製のハイパースペクトラルイメージャCASI-3を用いて名古屋大学生命農学研究科附属フィールド科学研究センター東郷フィールドを対象に撮影を実施し、同時期に東郷フィールド内で地表面吸音率の実測調査を行った。それらのデータを基に、ハイパースペクトルデータを説明変数、地表面吸音率を目的変数とした重回帰モデルを構築した。モデルの吸音率推定精度を検証した結果、概ね良好なモデルを提案できたことを明らかにした。様々な音響数値シミュレーションの手法が確立される中、屋外音響伝搬予測の際に問題となるのが気象条件や境界条件といった入力条件の設定方法である。なかでも地表面吸音境界条件の設定は、データベースが存在しないことから非常に困難な状況にある。研究代表者らは、ハイパースペクトルデータを用いた高精細な地表面吸音特性データの生成手法の可能性について検討し、MED-SD法を用いてハイパースペクトルデータの各画素の地表面類型を推定した。その結果、ある程度の精度で推定できることを明らかにしたが、用いたハイパースペクトルデータが古く、地表面吸音特性の真値を把握できないという課題を得た。そこで、名古屋大学フィールド科学教育研究センター東郷フィールドを対象に航空機ハイパースペクトルデータの新規撮影を行った。同時に、測定対象地域において、アンサンブル平均を利用したEA法(アンビエントノイズを利用した2マイクロホンの伝達関数測定法)により伝達関数を測定し、そこから地表面の比音響インピーダンス比と吸音率を算出した。測定対象とした地表面種別は草地、牧草地、固い地面(砂利有・無)、畑地(乾燥・含水)、田んぼ(藁有・無)の計8条件である。各条件において、1m×1mの範囲内に作成した20cm×20cmの格子上の交点36点で実測調査を行った。結果として、相対的に吸音率の低い地表面で測定点間の吸音率の分散が大きくなる傾向があること、含水による地表面の吸音特性の変化を捉えること、を示した。計測した吸音率とハイパースペクトルデータの分光放射輝度の関係では、ハイパースペクトルデータの波長400700nmに対する700850nmの分光放射輝度の大小関係より、2kHz以下の周波数域における吸音の有無の対応付けが定性的に可能であることが伺われ、ハイパースペクトルデータを用いた地表面吸音特性の推定可能性を明らかにできた。なかでも地表面吸音境界条件の設定は、設定手法自体が未確立であることに加え、データベースが存在しないことから、非常に困難な状況にある。昨年度は、名古屋大学フィールド科学教育研究センター東郷フィールドを対象に航空機ハイパースペクトル画像の新規撮影を行った。同時に、撮影対象地域において、EA法により伝達関数を測定し、地表面の比音響インピーダンス比と吸音率を算出した。相対的に吸音率の低い地表面で測定点間の吸音率の分散が大きくなる傾向があること、含水による地表面の吸音特性の変化を捉えることを示し、ハイパースペクトル画像を用いた地表面吸音特性の推定可能性を明らかにした。今年度は、ハイパースペクトル画像を用いた地表面吸音特性の新たな推定手法と、推定した地表面吸音特性の音響シミュレーションへの適用方法について検討した。推定手法について、これまで検討してきた教師付き分類手法であるMED-SD法では、推定吸音特性は同種別と判断された地表面に対し一様に与えられるため、実際の地表面吸音特性とは異なる可能性がある。そこでハイパースペクトル画像から、直接的に地表面吸音特性を推定する手法について検討した。推定吸音特性の音響シミュレーションへの適用方法については、これまで検討してきた波動音響数値解析手法であるFDTD法に加え、未だ実務者等からの需要が大きいエンジニアリングモデルへの実装について検討した。対象騒音源を道路交通騒音とし、ASJ RTN-Modelを用いた検討を実施した。屋外音響数値シミュレーション手法について多くの研究が実施されてきているが、境界条件などの入力条件の生成・設定手法については、あまり研究されていない。そこで本研究では、地表面吸音境界条件に着目し、航空機リモートセンシングにより観測した地表面のハイパースペクトル画像から地表面の吸音率を推定する手法の確立を目的としている。最終年度は、前年度に引き続き、ハイパースペクトル画像を用いた地表面吸音境界条件の推定手法の改良を実施した。これまでの推計手法では吸音率をカテゴリカルな数値データ(名義尺度)としてASJ RTN-Model 2013で提案されている5段階値で捕らえていたが、現実空間ではカテゴリー間の中間値もとりうることから、比例尺度として捕らえることとし、重回帰分析を用いて導出した推定手法を提案した。重回帰分析を行うにあたり、目的変数を1/3オクターブバンドごとの地表面吸音率、説明変数を51バンドの分光反射率とし、変数増減法により寄与率の高い説明変数を3変数まで削減した。次に、異なる季節のハイパースペクトル画像を用いた上記推定手法の適用可能性についても検討した。提案した地表面吸音境界条件推定手法の実用性を検証するため、実在市街地における音響数値シミュレーションを行った。シミュレーションに必要な境界条件の生成手法についても検討した。シミュレーションに用いた予測手法は、時間領域有限差分法(リファレンスモデル)と、ASJ RTN-Model 2013およびHARMONOISE(いずれもエンジニアリングモデル)である。