hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
日本産淡水コケムシ(外肛動物門・被喉綱)の分子系統解析

淡水コケムシは休芽の形態によって主に分類が行われているが、この休芽には多くの形態変異が報告されている。また休芽の詳細な観察を行わないと同定の難しい種の存在も知られており、現在の休芽に基づく分類基準の信頼性について検討するため、形態変異を示すグループ間において遺伝的解析を行った。ハネコケムシ(Plumatella repens)の休芽を秋田、宮城、茨城、栃木、埼玉、群馬、滋賀、和歌山で採集し、休芽の6点について計測を行ったところ、全長、全幅について、3地点でふた山型の分布が観察された。このサイズの異なる2タイプの形態変異が、種内変異に収まりうるのかどうかを検討するため分析をおこなった。計測した6点を用いて判別分析を行った結果、大休芽のみ、小休芽のみの2つのグループに分かれた。よって今回採集した休芽には明らかに2つのタイプ(大休芽、小休芽)が存在することがわかった。しかしこれらの2タイプについて、CO1遺伝子配列を用いて分子系統解析を行ったところ、両者は分岐することなく、一つのクレードを形成した。したがって、大休芽と小休芽の間には遺伝的分化は進んでおらず、両者の示した形態変異は種内変異の一部と考えられる。よって現在、分類基準として用いられている休芽の形態形質は、種内変異を示すものの、分類基準として有効だと思われる。今回採集された大休芽はなんらかの環境要因によって形成されたものと思われるが、大休芽の分布した地点間についてのみ共通するような環境要因は見いだすことができなかったため、大休芽の形成を誘導する要因については飼育などを通じて検討する必要がある。日本産淡水コケムシの系統関係については、休芽の種類・形態に基づき2つの系統関係(Toriumi,1956とMukai,1998)が唱えられている。本研究では形態学的研究から構築された系統関係が、分子系統学的研究によってどのように評価されるのかを明らかにすることを目的としているため、まず異なる科に所属する4種について18SrDNAによる系統解析を行った。しかし4種の18SrDNA塩基配列に大きな遺伝的相違が存在しないことが判明したため、次に同種の16SrDNA、12SrDNAについての解析を行った。その結果これらの遺伝子では配列に種間の相違が観察されたため、これらの遺伝子を用いて系統解析を行った。野外から入手できた淡水コケムシ8種の休芽、データベースから得た1種の16SrDNA配列、および外群として海産コケムシ群体を材料として解析を行ったが、2説ともが完全には支持されないという結果が得られた。2説ともハネコケムシ科の中から直接ヒメテンコケムシ科が派生したと仮定しているが、両者は別のクレードに所属するという結果が得られたため、その近縁性は支持されなかった。また2説はアユミコケムシ科の近縁分類群として、それぞれハネコケムシ科(Mukai)とヒメテンコケムシ科(Toriumi)を提唱していたが、結果からはアユミコケムシ科はハネコケムシ科と同一クレードを形成し、ヒメテンコケムシ科とは別のクレードを形成した。これは部分的にはMukai(1998)の仮説が支持されることを意味すると思われる。また、このことからToriumiがアユミコケムシ科とヒメテンコケムシ科の共有形質と考えた、休芽の外縁部に分布する棘は収斂によってそれぞれの科で独立に獲得された形質である可能性が示唆される。そのほかの休芽の形態形質の進化過程についても、得られた分子系統樹に基づき検討を行っている。和歌山、滋賀、茨城、秋田、北海道において淡水コケムシの休芽を採集し分布調査を行った結果、地域特異的な種の分布が見られた。オオマリコケムシは北米原産で、近年になって日本に移入し徐々に分布を拡大していることが知られている。今回採集した地域でも和歌山を除いた全ての地域で確認できたが、和歌山南部では観察されなかったことから、本種の和歌山県南部への移入はまだ起こっていないと思われる。一方、ハネコケムシの休芽はどの県でも観察できたため、本種を対象に各地域における形態形質の比較を行った。採集されたハネコケムシの休芽の形状およびサイズには、地域ごとに相違が観察された。この相違は主に水温によって影響を受けたものだと考えられる。またこれらの相違が遺伝的な相違をどの程度反映しているのかを検討するために、各地域ごとにcytbの塩基配列を解析し、比較検討を行うことを予定している。ハネコケムシ科には、休芽から出芽した初虫どうしが接触すると癒合するという性質が知られている。同種どうしの接触では癒合が起こるが、異種どうしの接触では癒合が観察されないため、種の判別に有効な形質である可能性が示唆されている。しかし日本産の休芽とアメリカ産の休芽について、同種どうしを接触させた場合にも癒合しなかったことが報告されている。また同一県内の異なる池で採集された同種の休芽どうしは癒合することが報告されているが、別の地域に由来する休芽を接触させた場合については報告がない。そこで本形質が地域変異をどの程度反映するのか、また種の判別に有効な形質であるのかどうかを検討するために、日本国内で採集してきたハネコケムシの休芽を出芽させ飼育し、初虫の癒合性について実験を行っているが、詳細なデータはまだ得られていない。また各地域の休芽について塩基配列の比較も行う予定である。

淡水コケムシの種内変異について検討するため、ハネコケムシ(Plumatella repens)の休芽を秋田、宮城、茨城、滋賀、和歌山で採集、サイズを計測し地域間比較を行った。宮城、茨城、滋賀では長径の異なる3グループ(大休芽、中休芽、小休芽)に分かれたが、秋田、和歌山では顕著なサイズ変異は見られず、1グループのみが観察された。各サイズグループおよび秋田、和歌山の1グループについて、相違の有無を検討するため分散分析を行った結果、秋田、和歌山の休芽サイズ分布は、宮城、茨城、滋賀の中休芽のものと有意差が見られず、一方、大休芽、小休芽も地域間の有意差は見られなかった。よってハネコケムシには3つのサイズグループの存在が示唆される。休芽のサイズは採集地点や水温によって変異する形質であることが知られているが、今回のような一採集地点において3グループに分けることのできるようなサイズの変異は報告されていない。この休芽のサイズ変異が種内変異の範囲内なのか、もしくは別種なのかという疑問を明らかにする必要があるが、淡水コケムシは交雑実験が難しく生物学的種概念を検討しにくい動物である。そこで各グループのCO1遺伝子の配列を決定し、各個体群間の遺伝的関係についての検討をおこなったところ、大休芽は一つのクレードを形成したが、このクレードは中休芽のクレード内に含まれた。したがって遺伝子解析からは、休芽の長径サイズの変異は種内変異である可能性が示唆された。また同一の地点で採集された休芽がサイズによって、それぞれ別のクレードに含まれたことから、本種には複数の系統の存在が示唆される。淡水コケムシは休芽の形態によって主に分類が行われているが、この休芽には多くの形態変異が報告されている。また休芽の詳細な観察を行わないと同定の難しい種の存在も知られており、現在の休芽に基づく分類基準の信頼性について検討するため、形態変異を示すグループ間において遺伝的解析を行った。ハネコケムシ(Plumatella repens)の休芽を秋田、宮城、茨城、栃木、埼玉、群馬、滋賀、和歌山で採集し、休芽の6点について計測を行ったところ、全長、全幅について、3地点でふた山型の分布が観察された。このサイズの異なる2タイプの形態変異が、種内変異に収まりうるのかどうかを検討するため分析をおこなった。計測した6点を用いて判別分析を行った結果、大休芽のみ、小休芽のみの2つのグループに分かれた。よって今回採集した休芽には明らかに2つのタイプ(大休芽、小休芽)が存在することがわかった。しかしこれらの2タイプについて、CO1遺伝子配列を用いて分子系統解析を行ったところ、両者は分岐することなく、一つのクレードを形成した。したがって、大休芽と小休芽の間には遺伝的分化は進んでおらず、両者の示した形態変異は種内変異の一部と考えられる。よって現在、分類基準として用いられている休芽の形態形質は、種内変異を示すものの、分類基準として有効だと思われる。今回採集された大休芽はなんらかの環境要因によって形成されたものと思われるが、大休芽の分布した地点間についてのみ共通するような環境要因は見いだすことができなかったため、大休芽の形成を誘導する要因については飼育などを通じて検討する必要がある。
免震・制震技術による液体貯蔵タンクの地震時スロッシングの低減手法に関する研究

本研究は、液体貯蔵タンクに対する免震・制震技術の適用による地震時性能の向上策に関する開発と検討を行ったものである。まず第一に、液体貯蔵タンクに対するセミアクティブ手法を含む制震システムの数値的検討を行い、新しい構造物セミアクティブアルゴリズムとして、摩擦型免震システムを用いた構造物と同様に最大復元力の値を一定値に制限する、負剛性付加摩擦力型制御法を開発した。その有効性を実験的に検証するため、制御アルゴリズムを実装した可変ダンパーシステムを構築した上で、慣性力駆動型ダンパー試験装置を用いた試験により、ダンパーシステムの動的応答特性を検討した。その結果、負剛性付加摩擦力型制御を実装した可変ダンパーは、制御アルゴリズムにおいて指定された特性を十分な精度で発揮していることを実験的に確認した。また、その応答制御効果は数値シミュレーションによる予測値と対応したものとなっており、提案手法の適用効果を実証する結果となった。第二に、免震・制震技術を用いた新しい液体貯蔵タンクの実験的検証法を確立することを目的として、構造要素の加振実験と数値応答解析を実時間で連動して実行する実時間ハイブリッド実験手法において、新たに振動台とアクチュエータの同時制御を用いる手法を提案し、汎用性の高い実験システムを構築した。こうした実験システムの基本的な特性を調査するため、伝達関数を用いて加振装置や実験モデルの特性が実験システムの安定性に及ぼす影響について解析を行うとともに、振動台による液体貯蔵タンクの加振と動的アクチュエータによる油圧ダンパー供試体の動的載荷を同時に取り入れたハイブリッド実験システムを構築し、実験供試体の非線形性を適切に反映した実験結果を得られることを実証した。相似則を考慮して縮小模型供試体を想定した実験を行い、提案する実験手法が実液体貯蔵タンクの応答評価に適用しうることを示した。地震により生じる液体貯蔵タンクの被害を防止するため、免震液体貯蔵タンクにおける免震支承の弾塑性履歴復元力特性とダンパーのエネルギー吸収性能を利用して液体貯蔵タンクの地震時スロッシング応答を低減する手法を検討した。特に、セミアクティブダンパーに対する新たなセミアクティブ制御手法を開発し、これを適用した場合のスロッシング低減効果を数値的に検討した。また、開発したセミアクティブ制御技術の実験的検証のための実験システムの整備を行った。開発したセミアクティブ制御手法は、Bouc-Wenモデルを利用して算出される履歴型復元力と擬似的な負剛性、および速度反転時の推移項を組み合わせたアルゴリズムであり、小振幅応答時にも制御性能が確保されること、大振幅時における最大加速度と最大荷重を制限することが可能であること、残留変位の問題を生じないことなどの利点を有している。このセミアクティブ制御手法を用いた免震液体貯蔵タンクモデルの地震時応答を、数値モデルを用いて検証した結果、特に長周期成分によりスロッシングを生じさせやすい入力地震動の場合に効果が大きく、従来型のパッシブダンパーのみの場合よりも優れたスロッシング低減効果を発揮することが示された。さらに、可変サーボバルブを有するバリアブルダンパーを用いたセミアクティブ制御システム、および動的応答制御計測実験システムを構築し、予備実験により本制御アルゴリズムの性能の実験的検証が可能であることを示す結果が得られた。前年度の液体貯蔵タンクに対するセミアクティブ手法を含む制震システムの数値的検討の結果を踏まえ、従来の構造物のセミアクティブ擬似負剛性制御制御法の欠点を解消する新しいアルゴリズムに関する検討を行い、新たに考案した摩擦型免震システムを用いた構造物と同様に最大復元力の値を一定値に制限する簡易セミアクティブ制御法(負剛性付加摩擦力型制御法)の有効性を実験的に検証した。制御アルゴリズムを可変ダンパーを用いて実装したシステムを構築した上で、慣性力駆動型ダンパー試験装置を用いて正弦波載荷試験を行い、実装セミアクティブダンパシステムの動的応答特性を検討した。

その結果、負剛性付加摩擦力型制御を実装した実際の可変ダンパーは、制御アルゴリズムにおいて指定された特性を十分な精度で発揮していることを実験的に確認した。また、その応答制御効果は数値シミュレーションによる予測値と対応したものとなっていることから、単純な正弦波応答の条件下においては、その適用効果を示すことに成功したものと言える。さらに、振動台による液体貯蔵タンクの加振と動的アクチュエータによるダンパー供試体の動的載荷を同時に取り入れたハイブリッド実験システムを構築し、提案する液体貯蔵タンクに対する免震・制震装置の適用法の検証が可能であることを確認した。
良好な就学への移行をもたらす保育の質の解明

平成30年度は,下記の(1)と(2)について,国内学会シンポジウムにおいて発表した。(1)本研究課題に関連する研究の概観就学前教育・保育施設の利用が子どもの発達に与える影響については、発達心理学や経済学の分野で多くの研究がなされている。ただし、各分野で重視しているところは、必ずしも一致しない。経済学では主に、就学前教育・保育の因果効果の識別を重視し研究を進めてきたが、就学前教育・保育の質や子どもの発達を多面的にとらえることなどができていない。一方,発達心理学では保育環境評価スケール(ITERS,ECERS)などを用いた質の多面的な評価や、子どもの発達に関するさまざまな測定を行ってきた。しかし、同分野における先行研究は,就学前教育・保育の利用による因果効果の識別には課題を残している。これらの点について指摘し,発達心理学と経済学の研究者が共働することにより両分野の知見を補完しながら研究フロンティアを大きく広げていくことができる可能性があることを示した。(2)1年目に収集した保育環境評価スケール(ITERS-R/ECERS3)の記述統計の確認と探索的分析ITERS-R及びECERS3ともに,評価スコアは園によるばらつきが大きいことが分かった。両スケールを用いた海外における先行研究と本研究課題のスコアをサブスケールレベルで比較したところ,「相互関係」に関しては相対的に高いことが見られた。しかし,全体的に,ITERS-R及びECERS3が提示しているサブスケールの内的一貫性が低いことが分かった。この現象は,両スケールが開発されたアメリカとは異なる保育観や基準,ガイドラインを有する国(スイスなど)において実施された研究でも指摘されていることである。この点については,ITERS-R及びECERS3を保育の質の指標として使用する上での課題として引き続き検討を続ける。平成30年度は,ご協力いただいている自治体担当部局との調整を重ね,初年度に実施した保育環境評価スケールの調査結果について,研究協力園へフィードバックする内容を確定させた。具体的には,調査員の所見コメントのほか,研究協力園全体のスコアの状況と自園のスコアの両方を相対的に理解できるフィードバック票を作成し,送付できた。さらに,施設長会議の場において,保育環境評価スケールの内容の説明や海外における同スケールを用いた研究の紹介などをおこない,自治体や研究協力園との関係維持に努めた。また,初年度に実施したコホートとは異なるコホートとなる1,3,5歳児クラスでの保育環境評価スケールを用いた調査,保護者調査,保育士調査をトラブルなく実施し,データ収集を終えることができた。さらに,初年度に5歳児クラスに在籍した児童の追跡調査として,自治体内小学校にご協力を得て小学校1年生の保護者を対象とした質問紙調査を実施することができ,95%以上の高い回収率で保護者からのご協力を得ることができた。今後も,ご協力いただいている自治体担当部局や研究協力園,小学校との関係維持に努め,研究計画通りに調査を進める。ご協力いただく園や小学校に対するフィードバック内容の改善も引き続き行う。研究成果のアウトリーチも進める。

また,初年度に実施したコホートとは異なるコホートとなる1,3,5歳児クラスでの保育環境評価スケールを用いた調査,保護者調査,保育士調査をトラブルなく実施し,データ収集を終えることができた。さらに,初年度に5歳児クラスに在籍した児童の追跡調査として,自治体内小学校にご協力を得て小学校1年生の保護者を対象とした質問紙調査を実施することができ,95%以上の高い回収率で保護者からのご協力を得ることができた。今後も,ご協力いただいている自治体担当部局や研究協力園,小学校との関係維持に努め,研究計画通りに調査を進める。ご協力いただく園や小学校に対するフィードバック内容の改善も引き続き行う。研究成果のアウトリーチも進める。
公共施設の設置・管理法制の日韓比較研究

本研究においては、公共施設の設置及び管理に関する法制度を、PFI制度(韓国では、民間投資制度)を中心とて比較研究を行った。日本に比べ、韓国では、民間投資事業が活発に行われており、一定程度の成果を上げていると評価されていると同時に、多くの問題点が指摘されている。本研究では、まず、両国のPFI制度を比較検討した後、韓国の民間投資制度における問題点や課題を抽出することによって、日本のPFI事業の実施に当たっての示唆を得ることができたと思われる。本年度においては、PFI制度を中心に、日韓両国における「公物・公共施設法制」の相違についての研究を重点的に行った。「公物・公共施設法制」に関する文献・資料を収集し検討を進めるとともに、調査・研究のため出張(国内2回、海外(韓国・ソウル)1回)を行った。その結果、日韓両国の「公物・公共施設法制」の意義や仕組みに関する理解を深めることができたと思われる。特に、韓国出張においては、公正取引調整院や法制研究院を訪問し、ヒアリングや意見交換を行うなど、「韓国における公益事業規制とPFI法制に関する研究調査」を重点的に行ったことから、今後の公益事業分野におけるPFI制度の比較研究に役立つことが予想される。そして、その間、183回国会において、「民間の能力を活用した国管理空港等の運営等に関する法律」が制定され、日本における、空港の管理・運営に関するPFI制度が大きく変わることとなった。具体的・実証的研究として、空港の管理・運営に関するPFI制度の比較研究を予定していることから、急遽、改正内容に関する検討を進め、「空港の管理運営に関するPFI制度」を研究会において報告を行った。(2014年4月17日、公益財団法人地方自治総合研究所)当該年度においては、韓国における実際のPFI事業(民間投資事業)の現地調査及びインタビューを行うなどの実証的研究を行うと同時に、関連する研究機関(法制研究院、韓国開発院、ソウル大学公益産業法センター、大学の研究者、所管官庁など)を訪問し資料収集やヒアリングを行った。また、韓国においては、すでにPFI事業の実施をめぐって様々な類型の法的紛争が発生しており、これらの法的紛争を実際の裁判例を中心に事例研究を行った。今後、日本におけるPFI事業の実施においても同様の法的紛争が発生することが予想され、これらの研究はPFI事業の実施と関連してどのような法的紛争が発生され、どのような解決プロセスを取るべきかについて大いに参考となるものと思われる。そして、これまでの研究成果の中間発表として、「韓国におけるPFI制度の現状と課題」(愛媛法学会雑誌第41巻第3・4号、平成27年3月、55頁89頁)という論説を公表した。具体的内容としては、日本のPFI制度の沿革及び実施状況並びに課題を検討した後、韓国におけるPFI制度の沿革や実施状況、仕組み及び特徴並びに課題を取り上げ日本と比較することによって、両国の制度や社会的・経済的背景の相違に留意しつつ、日本のPFIの実施に当たっての示唆点を抽出することを目的とするものである。PFI事業の積極的な実施の面においても、コンセッション方式や民間提案制度などの新しい制度導入の面においても、日本に先行していると言われている韓国のPFI制度の実態を明確にすることは、適切なPFI事業の推進だけでなく、公共施設の利用者である国民の権利利益をどのような保障するかに関しても重要な示唆を与えるものと考えられる。当該年度においては、過年度に続き、韓国おける民間投資事業の実地調査及びインタビューを行うとともに、研究者や法実務家(法律事務所)へのヒアリングと資料収集を行った。実地調査の主な内容は、釜山のスヨン湾ヨット競技場再開発事業(民間投資事業)に関する調査及び関係者へのヒアリングである。そして、韓国の民間投資と財政投資の比較分析に関する資料の収集、経済規制パラダイムの変化と行政法学の対応についてインタービュー、民間投資事業をめぐる法的紛争に関する資料収集やインタービューなどを実施した。研究成果の発表に関しては、中間成果として発表した「韓国におけるPFI制度の現状と課題」(愛媛法学会雑誌41巻第3・4号、平成27年3月)に続き、本研究の研究成果の総括として、「PFI実施における法律問題-日韓比較を中心に-」という題の論文を執筆中であり、近日公表する予定である。研究出張の際の先方とのスケジュール調整がうまく行かず当初の計画通りの調査・研究が行われないなどの理由で少し遅れているということができる。また、研究成果の公表においても、執筆の遅れや掲載を考えている雑誌との調整などが原因で少し遅れていると評価される。行政法、公物法今後の研究の推進方策としては、PFI事業の実施をめぐって発生する法的紛争に関する調査・研究やセミナーに参加するための出張を2回ほど予定している。そして、今年度中にこれらの内容をまとめた研究成果を研究会で発表し、論文として公表する予定である。そして、最終的には、これまでの理論的・実証的研究を踏まえ、PFI法をはじめとする公共サービス提供体制や公共施設管理法制のあり方に関する研究成果をまとめたいと思っている。

2年研究の1年目の研究は、「公物・公共施設法制」に関する日韓比較研究の基盤に関する研究を重点的に行うことを目的とするものであった。当初の実施計画と比べると、回数や時期が異なる面もありものの、全体的には、概ね計画通りに研究を進めてきたと言える。文献研究を通じて両国の「公物・公共施設法制」の意義や仕組みの相違を理解することができ、また、調査・ヒアリングを通じたPFIの運用の現状を把握することができた。これは、2年目研究目的である、具体的・実証的研究を行うための基盤を形成することができたと評価することができる。研究出張の際、先方との調整がつかず次年度に延期されたことが主な理由である。2年目の研究は、これまでの研究実績を公表する作業を行うと同時に、1年目の研究をベースにして、より実証的研究を行うことに重点を置く。まずは、これまで進めてきた、日韓のPFI制度の法的仕組みに関する比較研究を論文としてまとめる作業に取り掛かり、速やかに公表する。実証的研究としては、両国とも空港の管理・運営へのPFI制度の導入を進めており、良い比較研究が期待できると思われることから、主に空港の管理・運営におけるPFI制度を題材にして比較研究を行い、研究会報告や論文公表を通じて、研究成果を発表する。最終的に、「公共施設の設置・管理法制の日韓比較」の研究成果をまとめ、公表する作業を行う。次年度中に研究調査及びセミナー参加のための出張を2回予定しており、書籍や物品の購入に使用する予定である。物品費と旅費の支出が予定より少なかったことが主な理由である。公物・公共施設法に関する図書の購入及び、PFIに関する最新の図書・資料の購入を計画している。また、実地調査のための比較的長期の海外出張を予定しており、また学会・研究会参加や研究成果報告のための出張を積極的に行う予定であり、そのためお旅費に使用する計画である。
超高速三次元計測小型カメラによる高精度放射線治療位置認識システムの開発

放射線治療の位置ずれを検出するための超高速三次元計測小型カメラを開発した。本システムは、MEMSミラーを使ったレーザー投光部およびCCDカメラより成る。MEMSミラーに直線上のレーザー光を投影、超高速に走査し、CCDカメラを通して対象物の三次元形状に合わせたパターンを取得する。取得された縞模様のパターンは3次元計測ソフトウェアに送られ、対象物の三次元形状を計測する。本システムの位置認識精度は1mm以内の誤差であり、放射線治療の実臨床で、患者セットアップの位置ずれの確認に用いるために必要な精度を有することが明らかとなった。高精度に放射線治療を実施するためには、治療計画時と治療直前の位置ずれを正確に検出、補正することが重要となる。本研究の目的は、高精度放射線治療での位置ずれをより安全かつ正確に実施するために、MEMS(Micro Electro Mechanical Systems)ミラーを利用した超高速三次元計測小型カメラによる新しい位置認識システムを開発することである。本システムの完成により、X線による被ばくがなく、短時間にセットアップが可能で、リアルタイムに治療中の動きの検出が可能な、新しい位置認識システムとして高精度放射線治療の位置合わせ精度を大きく改善することが期待される。平成26年度は、まず、放射線治療の位置ずれを検出するための超高速三次元計測小型カメラを試作した。超高速三次元計測小型カメラは、MEMSミラーを使ったレーザー投光部およびCCDカメラで構成される。MEMSミラーに直線上のレーザー光を投影、超高速に走査し(500Hz, scanning angle 40°)、CCDカメラを通して対象物の三次元形状に合わせたパターンを取得する。取得された縞模様のパターンは、コンピュータ上の3次元計測ソフトウェアに送られ、対象物の三次元形状を計測する。本三次元計測カメラを用いて、頭部ファントムの表面の三次元形状を計測、取得できることを確認した。次に、頭部ファントムをX方向(左右方向)、Z方向(上下方向)に1-5mm移動、またはローリング(前後を軸としての回転)させ、そのずれ幅をGOM Inspect V7 SR2を用いてマッチングさせて計測した。計測誤差は、0.3mm以内であった。平成26年度には、放射線治療の位置ずれを検出するための超高速三次元計測小型カメラを試作した。平成27年度には実物大のヒト頭部ファントムを用い、高精度放射線治療システムノバリスSTxの画像誘導位置認識システムでの位置認識結果と本システムの位置認識結果を比較、検証した。ノバリスSTxはX線透視から得られた画像から対象物の6軸方向のずれを正確に計測する位置認識システムを有する。具体的には、ノバリスシステムの寝台上に頭部ファントムを設置し、X軸、Y軸、Z軸方向に、±1, ±2, ±3 mm動かし、ノバリスシステム上の赤外線マーカー、およびX線位置認識システムにて移動距離を計測した。同時に、超高速三次元計測小型カメラで画像を取得し、移動距離を計測した。赤外線を使った方法では2-3mmの誤差が見られたが、本システムでは1mm以内の誤差であった。超高速三次元計測小型カメラの試作、および三次元画像化のソフトウェアはほぼ予定通りに終了した。また、三次元画像化が実現でき、位置計測に用いることができることを確認した。本システムでは1mm以内の誤差であり、試作した超高速三次元計測小型カメラは放射線治療の実臨床で、患者セットアップの位置ずれの確認に用いるために必要な精度を有することが明らかとなった。平成28年度は実際に臨床でマッチングを行うためのシステム開発の検討を行った。本開発には、1治療計画用に取得したCT画像の取得、2治療計画CT画像(DICOMデータ)からのsurface renderingの作成、3surface renderingされた画像と本システムで取得された表面三次元形状とのマッチングおよび位置のずれ幅の計測、の手順で実施する。実際の放射線治療への応用には専用のソフトウェア開発が必要で、現在検討中である。

取得された縞模様のパターンは3次元計測ソフトウェアに送られ、対象物の三次元形状を計測する。本システムの位置認識精度は1mm以内の誤差であり、放射線治療の実臨床で、患者セットアップの位置ずれの確認に用いるために必要な精度を有することが明らかとなった。申請時に予定していた、超高速三次元計測小型カメラの試作、およびソフトウェアの作成がほぼ予定通りに終了した。本位置認識システムを実臨床にスムーズに応用するためには、三次元画像化したデータのマッチングソフトウェアの開発が必要となる。最終年度では、企業の研究協力を仰ぎながら開発を進める予定である。放射線腫瘍学平成26年度に得られた結果を基にして、平成27年度以降は、実際頭部ファントムを用いて、本システムの精度を検証する。実物大のヒト頭部ファントムを用い、高精度放射線治療システムノバリスSTxの画像誘導位置認識システムでの位置認識結果と本システムの位置認識結果を比較、検証する。また、通常リニアック(Varian iX)に付属する画像誘導位置認識システムについても同様の検討を行う。当初予定していた電子部品、PC関連消耗品の支出が少なくて済んだため。予定していたPC関連消耗品の購入が安価に実施できたため。ソフトウェアの開発を行う必要があり、それに対する支出を予定している。海外にて研究についての情報収集、研究成果の発表を行う。
インビーム・メスバウアー分光法を応用した鉄水素化物の電子状態と化学結合の研究

インビーム・メスバウアー実験を、放医研重粒子ガン治療装置HIMACの二次ビームコースSB2で行なった。58Feで富化したフェロセンをECRイオン源でイオン化し、LINAC加速器によって58Feビームを前段加速して、これをシンクロトロンに入射して核子あたり500 MeVまで再加速後、Be標的に照射して、入射核破砕反応によりメスバウアープローブ核57Mnを得た。58Feから陽子1個が剥ぎ取られた短寿命核57Mn(半減期1.45分)を、二段の質量分析器を用いて電磁的に他の破砕片から分離して最適化した。57Mnをインビーム・メスバウアー分光スペクトロメータに導き、Pb板とAl板のエネルギー減速材を通過させ、ガスマトリックス試料に直接イオン注入した。プローブ核の停止位置は、くさび形アクリル板で微調整した。メスバウアーガンマ線の検出は、ガスフロー型平行平板電子なだれ型検出器(PPAC)を用いた。PPACをメスバウアー駆動装置に取り付け、57Mnのイオン注入をしながらメスバウアースペクトルをオンライン測定した。実験で得られたスペクトルのパラメータ(異性体シフト・四極分裂・線幅・共鳴面積強度)と密度関数計算の結果と合わせて、固体窒素中の孤立Fe原子の電子状態と化学状態を考察した。30年度は、ヘリウム循環型クライオスタットに保持した代表的な水素化合物である水素化アルミニウムリチウム(LiAlH4)と氷を試料にインビーム・メスバウアー分光実験を行なった。並行して、最終目的である固体水素を作製するためのガスラインの設計や試料セルと熱シールドの作製を行なった。安全性の確認を確かめた後に、31年7月のビームタイムで固体水素実験を遂行する。短寿命不安定核57Mn(半減期1.45分)を直接測定試料に導入した後、β壊変で生成した57Feの第一励起準位から放出される14.4 keVのγ線をオンライン測定する手法をインビーム・メスバウアー分光法という。この手法は、申請者らが独自で開発したもので、極端な希薄濃度で孤立した57Fe原子であっても、その電子状態や配位環境を高感度で測定することができる。本研究は、固体水素をマトリックス試料として57Mnのβ壊変で生成する57Feの電子状態とその配位環境を明らかにし、未だ明らかにされていないFe水素化物の電子ダイナミクスの知見を得ることを最終目標としている。平成28年度は、エチレン(C2H4)とアセチレン(C2H2)の低温マトリックスを試料に57Mnをイオン注入した57Feインビーム・メスバウアースペクトルを観測した。実験は、放医研重イオン加速器HIMACの二次ビーム照射室で行なった。高純度エチレンあるいはアセチレンを、18 Kに冷却保持した金属基板上に凝集させて低温マトリックス試料を作製した。核子あたり500 MeVで加速した58Feビームをベリリウム板に照射して、核破砕反応で生成する57Mnをこれらのマトリックス試料に直接注入した。β壊変後生成した57Feから放出されるメスバウアーγ線を自作の平行平板電子なだれ型検出器を用いてメスバウアースペクトルを得た。得られたメスバウアーパラメータと分子軌道計算から、Fe電子状態と配位環境を考察した。エチレン・マトリックスでは、Fe(C2H4)の分子構造をもつ2つの異性体が生成したことが示唆された。一方、アセチレン・マトリックスでは、3成分からのFe化学種の生成が観測され、それらの化学種のキャラクタリゼーションを進めている。短寿命不安定核57Mnを用いた本実験は、従来の長寿命57Coの発光メスバウアー実験や57Feのレーザー蒸発マトリックス単離法では得られなかった結果を示した。57Coの電子捕獲壊変とは異なる壊変様式とそれに伴うオージェ過程の影響を受け、レーザー蒸発法と比べると57Feプローブ核の数が1万倍以上少ないことが起因していると考えられる。完全に孤立したFe原子とガス・マトリックスの反応を観察するには、本手法がより本質的な理解に役立つと考える。気相反応の生成物に見られるFeクラスターや分子が熱エネルギーで解離した原子状元素との反応物とは異なり、結合が解離せずにC=CやCーH結合を保持したままの化学種の割合が多い。高励起イオンを固体中に注入すると、格子欠陥が多くアモルファスとなり、プローブ核周囲は乱れた欠陥だらけと考えられてきたが、実験結果は分子内の化学結合を保持した構造が多く観測され、57Feの最終占有位置の周りの環境はほとんど乱れておらず、マトリックス分子の反応性が初期生成物の構造を決定することを示唆している。現在、アセチレンの実験結果を理論計算と合わせて詳細に検討しているところである。本年度得られた実験結果は、第2回メスバウアー効果の応用に関する地中海会議(MECAME2016,Cavtat,Croatia)で口頭発表し、Hyperfine Interaction誌に報告した。2016日本放射化学会・第60回放射化学討論会(9月,新潟)において発表し、講演をした大学院学生は優秀発表賞を受賞した。放医研HIMAC課題審査委員会からは、これらの研究実績に対して高評価をいただいている。(1)放医研HIMACにクライオスタットを設置し、窒素マトリックスを用いた実験を行なった。

これは、最終目的である水素固体マトリックス実験を行うための、予備実験である。(2)得られたメスバウアースペクトルの解析と分子軌道計算結果から、窒素マトリックス中のFe原子の占有位置とFe-N化合物の同定をした。インビーム・メスバウアー実験を、放医研重粒子ガン治療装置HIMACの二次ビームコースSB2で行なった。58Feで富化したフェロセンをECRイオン源でイオン化し、LINAC加速器によって58Feビームを前段加速して、これをシンクロトロンに入射して核子あたり500 MeVまで再加速後、Be標的に照射して、入射核破砕反応によりメスバウアープローブ核57Mnを得た。58Feから陽子1個が剥ぎ取られた57Mnを、二段の質量分析器を用いて電磁的に他の破砕片から分離し、最適化した。これをインビーム・メスバウアー分光スペクトロメータに導き、Pb板とAl板のエネルギー減速材を通過させ、固体窒素試料に直接イオン注入した。プローブ核の停止位置は、くさび形アクリル板で微調整した。メスバウアーガンマ線の検出は、ガスフロー型平行平板電子なだれ型検出器(PPAC)を用いた。PPACをメスバウアー駆動装置に取り付け、57Mnのイオン注入をしながらメスバウアースペクトルをオンライン測定した。実験で得られたスペクトルのパラメータ(異性体シフト・四極分裂・線幅・共鳴面積強度)と密度関数計算の結果と合わせて、固体窒素中の孤立Fe原子の電子状態と化学状態を考察した。今回の結果から、従来のガスマトリックス単離法では得られていない新規Fe-N化学種が合成できた。詳細については、現在解析中である。短寿命不安定核57Mnを用いた本実験は、従来の長寿命57Coの発光メスバウアー実験や57Feのレーザー蒸発マトリックス単離法では得られなかった結果を示した。57Coの電子捕獲壊変とは異なる壊変様式とそれに伴うオージェ過程の影響を受け、レーザー蒸発法と比べると57Feプローブ核の数が1万倍以上少ないことが起因していると考えられる。完全に孤立したFe原子とガス・マトリックスの反応を観察するには、本手法がより本質的な理解に役立つと考える。反応性が高くない窒素マトリックスであるが、新規のFe-N化合物が得られたことから、気相反応の生成物に見られるFeクラスターや分子が熱エネルギーで解離した原子状元素との反応物とは異なる反応プロセスが示唆される。N-N間の化学結合を保持したままの化学種ができたことは興味深い結果である。高励起イオンを固体中に注入すると、格子欠陥が多くアモルファスとなり、プローブ核周囲は乱れた欠陥だらけと考えられてきたが、実験結果は分子内の化学結合を保持した構造が多く観測され、57Feの最終占有位置の周りの環境はほとんど乱れておらず、マトリックス分子の反応性が初期生成物の構造を決定することを示唆している。現在、実験結果を理論計算と合わせて詳細に検討しているところである。本年度得られた研究成果は、2018年7月のアイソトープ研究発表会(日本アイソトープ協会主催)で口演発表する予定である。放医研HIMAC課題審査委員会からは、これらの研究実績に対して高評価をいただいている。
談話の構造化に関する研究

談話構造の認識が指示詞の解釈にもたらす影響をモデル化することは本研究の課題のひとつである.談話中で用いられる指示詞の指示領域を同定するためには様々な要因を考慮しなければならないが,その中でも,特に重要な要因として,以下の2つの要因があげられる.ひとつは,談話進行にともなう注意の変化であり,もうひとつは,談話セグメント間の関係の認識がいかに行われるかということである.以上の点を踏まえ,本年度は,談話構造の認識と指示詞の解釈の相互作用をモデル化するため,Grosz & Sidner(1986)の理論(以下,GS理論)に基づいて,談話の進行にともなう主体の注意状態の推移をフォーカス・スタックにより動的に把握し,指示詞の指示領域をいかに同定するかを課題とした.このようなモデルの構築にはRSTに基づくフォーカス・スタックの定式化が必要であった.そこで,RST構造をフォーカス・スタックにマッピングする際の問題点を明らかにし,指示領域の同定の観点から妥当なフォーカス・スタックの定式化を提案した.また,モデルをデータに適用した結果から,談話中における中心的な情報が指示詞を用いて参照されやすいという性質があることがわかった.この研究成果は電子情報通信学会・思考と言語研究会において発表し,「指示詞の解釈からみた談話セグメントの構造化」として『電子情報通信学会技術研究報告,TL2004-121』に掲載されている.本研究の目的は,人間が言語を用いてコミュニケーションを行う際に前提となる知識や条件を「談話の構造化」(Segmentation)という観点から捉え,対話の成立過程をモデル化する談話モデルを構築することである.談話セグメントの認定に関わる本研究の課題は次の通り.(1)談話セグメントの認識合図句の使用や韻律情報などの表層の言語情報が談話セグメントの境界やセグメント間の包含関係の同定にどのように貢献するかを明らかにした.(2)言語現象との関わり談話セグメントが指示表現や照応表現の解釈をいかに制限するかを明らかにすることによって,談話セグメントの定義を明確にした.本研究のアプローチでは,談話セグメントは基本的に談話参与者の意図により規定されるが,表層の言語情報が談話セグメントの境界やセグメント間の包含関係の同定に役立つ場合も多い.合図句の使用や,韻律情報などがその例である.特に,談話構造認識の手がかりを与える要素となる談話中の言語表現,すなわち,「わかりました」,「たとえば」,「最初に」,「いずれにせよ」,「といえば」,「すみません」などのような合図句は談話参与者の注意状態に変化を及ぼすとともに,発話者の意図が反映されており,セグメント間の関係を規定する要素となる.本年度はこのような合図句やそれに類似した言語表現による情報が談話セグメントの認定にどのように貢献するかを明らかにした.談話構造の認識が指示詞の解釈にもたらす影響をモデル化することは本研究の課題のひとつである.談話中で用いられる指示詞の指示領域を同定するためには様々な要因を考慮しなければならないが,その中でも,特に重要な要因として,以下の2つの要因があげられる.ひとつは,談話進行にともなう注意の変化であり,もうひとつは,談話セグメント間の関係の認識がいかに行われるかということである.以上の点を踏まえ,本年度は,談話構造の認識と指示詞の解釈の相互作用をモデル化するため,Grosz & Sidner(1986)の理論(以下,GS理論)に基づいて,談話の進行にともなう主体の注意状態の推移をフォーカス・スタックにより動的に把握し,指示詞の指示領域をいかに同定するかを課題とした.このようなモデルの構築にはRSTに基づくフォーカス・スタックの定式化が必要であった.そこで,RST構造をフォーカス・スタックにマッピングする際の問題点を明らかにし,指示領域の同定の観点から妥当なフォーカス・スタックの定式化を提案した.また,モデルをデータに適用した結果から,談話中における中心的な情報が指示詞を用いて参照されやすいという性質があることがわかった.この研究成果は電子情報通信学会・思考と言語研究会において発表し,「指示詞の解釈からみた談話セグメントの構造化」として『電子情報通信学会技術研究報告,TL2004-121』に掲載されている.
Wntシグナルによる破骨細胞ニッチ制御機構の解明

破骨細胞ニッチの形成におけるWntシグナルの役割の解明を目指し、以下の実験を行なった。(1)破骨細胞ニッチの解析した。破骨細胞前駆細胞の性質を明らかにした。(2)QOP特異的にRor2欠損を導入したマウスの骨組織の解析し、破骨細胞の分化をWnt5a-Ror2シグナルが促進することを明らかにした。(3)QOPにおけるWnt古典経路と非古典経路の解析し、Wnt古典経路よりも非古典経路が重要であることを証明した。(4)GeneChipを用いたQOPが特異的に発現するマーカーの同定を試みたが、新しいマーカーは見出せなかった。一方破骨細胞を解析し、破骨細胞は特異的にWnt5aを発現することを明らかにした。(5)IL-34が破骨細胞ニッチを校正するサイトカインであることを明らかにした。活性型ビタミンDは破骨細胞ニッチを抑制することを明らかにした。(6)歯周病モデルとしてOPG欠損マウスを解析し、OPG欠損マウスが歯周病モデルとなり得ることを証明した。(7)II型ラーゲン誘導性リウマチモデル(CIA)を用いて、可溶性Ror2が骨吸収を効率よく抑制することを見出した。(1)破骨細胞ニッチの解析:破骨細胞が末梢血中を循環していることが判明した。Wnt5aヘテロ欠損マウスの骨芽細胞は、破骨細胞形成支持能が低下していることを明らかにした。(2) QOP特異的Ror2欠損マウスの解析:QOP特異的Ror2欠損マウスは年度内に作製できなかった。RANK-Creマウスを繁殖中である。(3) Wntシグナルの解析:破骨前駆細胞QOPにβcateninを強制的させても破骨細胞への分化に異常は認められなかった。このことより、破骨細胞前駆細胞ではβcateninは重要な作用を有しないと想定された。(4) GeneChipを用いた遺伝子解析:GeneChip解析より、QOPは破骨細胞の分化マーカーがわずかに発現した細胞であることが示された。この知見は、QOPは破骨細胞への分化が決定した細胞であるという仮説をよく反映していると考えたられた。(5) OPG欠損マウスを用いた解析:RANKLのデコイ受容体であるOPG欠損マウスは歯周病に近い骨吸収の亢進した歯槽骨を呈することを見出した。OPG欠損マウスは歯周病のモデルとなりえる可能性がされた。破骨細胞の前駆細胞は、分裂した後に細胞周期が停止した前駆細胞QOP(cell cycle-arrested quiescent osteoclast precursor)へ分化する。QOPは骨吸収刺激を受け、破骨細胞に分化する。骨芽細胞はQOPを長期間保持するため、我々はこの保持機構を破骨細胞ニッチと名付けた(J Cell Biol 184:541, 2009)。更に我々は、骨芽細胞が産生するWnt5aは、Frizzledの共受容体であるRor2(Wnt非古典経路)を介して、QOPから破骨細胞への分化を促進することを明らかにした。本研究では、破骨細胞ニッチを制御するWntシグナルを解明すること、および歯周病におけるWntシグナルを標的とした新しい治療法の確立を目指すことを目的とした。(1)破骨細胞ニッチの解析:フローサイトメーターにて循環性QOPを同定した。循環性QOPが破骨細胞ニッチにホーミングすることを確認した。循環性QOはRANKを発現しており、骨吸収因子の刺激で細胞周期を回すことなく破骨細胞に分化した。また、樹状細胞への分化能はなかった。c-Fosは破骨細胞ニッチにおけるQOPのRANK発現上昇に重要であることが判明した。(2)QOP特異的Ror2欠損マウスの解析:RANK-Creマウスを用いてQOP特異的Ror2欠損マウスを作製した。Ror2欠損マウスと同様にQOP特異的Ror2欠損マウスの骨量は減少していた。(3)Wntシグナルの解析:βcateninが作用する場合その標的遺伝子を同定する予定であったが、βcateninが破骨前駆細胞で重要な役割を果していないことが判明した。そのため、この研究は行わなかった。

一方、βcatenin非依存性シグナル((Wnt非古典経路)を解析し、JMKシグナルがRAMK発現上昇に重要であることを明らかにした。破骨細胞ニッチの形成におけるWntシグナルの役割の解明を目指し、以下の実験を行なった。(2) QOP特異的にRor2欠損を導入したマウスの骨組織の解析し、破骨細胞の分化をWnt5a-Ror2シグナルが促進することを明らかにした(Nature Med 18:405, 2012)。(4)GeneChipを用いたQOPが特異的に発現するマーカーの同定を試みたが、新しいマーカーは見出せなかった。一方破骨細胞を解析し、破骨細胞は特異的にWnt5aを発現することを明らかにした。(5)歯周病モデルとしてOPG欠損マウスを解析し、OPG欠損マウスが歯周病モデルとなり得ることを証明した(Endocrinology 154:773, 2013)。循環性QOPを同定できたこと、および破骨細胞ニッチとコンディショナル欠損マウスの解析より、破骨細胞ニッチの形成にWnt-Ro2シグナルの重要性が証明できたことより、ほぼ順調に進展している。24年度が最終年度であるため、記入しない。Wnt5-Ror2シグナルが破骨細胞の機構を調節していることが判明した。そのこめ、今後破骨細胞ニッチのけるWnt5-Ror2シグナルの骨吸収調節機構を解析する予定である。
血小板と免疫細胞との相互作用の分子論的解析

1)いわゆる炎症性サイトカインと呼ばれるインターロイキン1やインターフェロンγを低濃度のトロンビンと組み合わせて血小板に作用させると、血小板活性化の一つの指標であるセロトニンの放出反応が上昇し、また同時に白血球との接着反応も増強されることが判明した。この白血球-血小板接着反応は抗P-セレクチン抗体で阻害されること、および血小板表面のP-セレクチンの表出量が増加していることから、P-セレクチンを介するものであると考えられた。このことは、血小板が炎症局所では活性化されやすい状況にあることを示唆している。2)P-セレクチンを介した血小板の好中球や単球への白血球機能にどのように影響するか検討した。その結果、活性化血小板が好中球や単球に接着するとこれらの白血球における活性酸素の産生が亢進することがわかった。この亢進は、抗P-セレクチン抗体あるいはリガンド分子であると考えられている糖鎖構造シアリルルイスXに対する抗体によって阻害されることから、P-セレクチンを介した接着によって誘導されたものと考えられた。この結果から、この接着反応は白血球を炎症局所に集積させることに寄与しているばかりでなく、接着によって白血球細胞内にシグナルを伝達し、白血球機能を調節していると考えられる。この発見は、活性化血小板や血管内皮細胞が白血球に接着することによって白血球機能が修飾されることを初めて示した点で画期的なものと考えられる。好中球や単球の産生する活性酸素は、外界から侵入した細菌などを殺傷するための実効分子として重要であるが、一方では動脈硬化や虚血再灌流に伴う血管損傷の原因物質の一つであると考えられており、産生の調節機構を明らかにすることは、血管系の病態の解明のための重要な鍵を握ると考えられる。1.血小板ー白血球相互作用における白血球側の分子構造に関して、糖鎖を識別するモノクロ-ン抗体やヒト白血病細胞膜およびヒト初乳由来のオリゴ糖鎖を用い、活性化血小板による白血球凝集の阻止試験により検討を加えたところ、シアル酸とフコ-スを含むルイスX型構造に類似した糖鎖構造が主要なものであることが示された。この構造が活性化血小板とよく接着を示す好中球や単球に豊富に存在し、接着を示さないリンパ球にはほとんど存在しないこととよく相関していた。2.血小板ー白血球相互作用に及ぼす各種炎症性サイトカインの効果について検討を加えた結果、インタ-ロイキンー1(ILー1)およびインタ-フェロンγ(IFNーγ)が血小板ー白血球相互作用を増強することが判明した。この接着反応の増強の原因について、抗GMPー140モノクロ-ン抗体を用いた阻害実験およびフロ-サイトメトリ-により調べたところ、血小板表面へのGMPー140分子の表出が増加したためであることが推定された。また、この反応はカルシウムイオン依存性のものでEDTAにより阻止された。これらのサイトカインの効果は接着反応のみならず血小板からのセロトニン放出反応をも増強することがわかった。このことにより炎症性サイトカインが血小板活性化を制御している可能性を示し、血小板炎症過程において重要な役割を演じていることを示唆するものであった。昨年度の研究で、炎症性サイトカインが血小板の糖結合性接着分子P-セレクチンの発現を上昇させ白血球との接着反応を増強することを明らかにし、炎症局所において血小板が活性化されやすい状況にあることを示した。

このことは、血小板が炎症免疫反応に関与していることを予想させるが、今年度の研究において、これを直接に証明するためP-セレクチンを介した血小板の好中球や単球への接着が白血球機能をどのように影響するか検討した。その結果、活性化血小板が好中球や単球に接着するとこれらの白血球における活性酸素の産生が亢進することがわかった。この亢進は、抗P-セレクチン抗体あるいはリガンド分子であると考えられている糖鎖構造シアリルルイスXに対する抗体によって阻害されることから、P-セレクチンを介した接着によって誘導されたものと考えられた。この結果から、この接着反応は白血球を炎症局所に集積させることに寄与しているばかりでなく、接着によって白血球細胞内にシグナルを伝達し、白血球機能を調節していると考えられる。この発見は、活性化血小板や血管内皮細胞が白血球に接着することによって白血球機能が修飾されることを初めて示した点で画期的なものと考えられる。好中球や単球の産生する活性酸素は、外界から浸入した細菌などを殺傷するための実効分子として重要であるが、一方では動脈硬化を伴う血管損傷の原因物質の一つであると考えられている。最近では、血栓溶解後の再潅流の際にも組織の傷害をもたらす要因で、血管系の病変に深く関わっている物質であると考えられている。それゆえ活性酸素の産生および遊離の調節機構を明らかにすることが、これらの病態の解明のための重要な鍵を握るものと思われる。
食品中の褐色色素の特異的定量と呈味特性

メラノイジン(MEL)はグルコース-グリシン(Glc-Gly)およびグルコース-バリン(Glc-Val)系反応溶液よりそれぞれのメラノイジン(GG-MEL,GV-MEL)を調製した。GG-MELを近赤外分光計によりGlc-Gly系反応時間による吸収スペクトルの差異を分析したところ、1620nmの吸収が反応時間とともに増加した。この吸収によるMELの定量が可能となることが示唆された。GG-MELおよびGV-MEL単独とGlc-Gly,Glc-Val低分子量画分をKLH(Keyhole Limpets Hemocyanin)にカップリングさせた抗原をそれぞれ調製した。これらをマウスに免疫し、抗体価はELISAにより検定した。MEL特異的抗体はGV-MELのみに弱いながらも認められた。以上より、疎水性度の高いアミノ酸を用いることによってMEL特異的抗体の作成の可能性が示唆された。次に、MELの呈味特性について検討を加えた。GG-MEL自身は検知閾値が0.05%であり、酸味を呈する。GG-GMELが酸味、苦味、甘味、塩味、うま味にどのような影響を与えるかについて官能検査を試みたところ、うま味に対して影響を及ぼした。うま味を呈するグルタミン酸モノナトリウム(MSG)0.1%水溶液を対照に、MELを0.01%および0.05%添加し、シェッフェの対比較法による3群の組み合わせと順序を変えて官能検査(うまさ、まろやかさ)を行った。3群の主効果について検定を行ったところ、組み合わせと順序効果には有意差は認められず、主効果は5%有意となり、3群の水溶液には有意な差が認められた。また、分散分析よって検定したところ0.01%MEL添加群は無添加群に比較し、5%有意でまろやかであると判定された。以上の結果よりMELはMSGのうま味をまろやかにする呈味特性を有すると結論づけられる。