hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
脂質メディエーター関連遺伝子のＳＮＰと疾患

福岡県久山町の一般住民を対象に,脂質メディエーターおよびその関連遺伝子と生活習慣病の関連を検討した.脂質メディエーター関連遺伝子と生活習慣病の関連を分析すると,PLA2G3遺伝子多型はHDLコレステロールレベルと,PA-PLA1遺伝子多型はbody mass indexとそれぞれ有意な正の関連を示した.また,久山町の追跡調査の成績を用いて脂質メディエーターと生活習慣病の関連を検討したところ,血清エイコサペンタエン酸/アラキドン酸の血中濃度比の低下は虚血性心疾患発症,悪性腫瘍死亡の,血清1,25-ジヒドロキシビタミンDレベルの低下は慢性腎臓病発症のそれぞれ有意な危険因子であった.福岡県久山町の一般住民を対象に,脂質メディエーターおよびその関連遺伝子と生活習慣病の関連を検討した.脂質メディエーター関連遺伝子と生活習慣病の関連を分析すると,PLA2G3遺伝子多型はHDLコレステロールレベルと,PA-PLA1遺伝子多型はbody mass indexとそれぞれ有意な正の関連を示した.また,久山町の追跡調査の成績を用いて脂質メディエーターと生活習慣病の関連を検討したところ,血清エイコサペンタエン酸/アラキドン酸の血中濃度比の低下は虚血性心疾患発症,悪性腫瘍死亡の,血清1,25-ジヒドロキシビタミンDレベルの低下は慢性腎臓病発症のそれぞれ有意な危険因子であった.(1)血中脂質メディエーターの測定(清原):2002年の久山町の集団3,298名において、血清中の脂肪酸分画、1,25(OH)_2ビタミンD、高感度C反応性蛋白(HS-CRP)の測定を行った。(2)対象集団の追跡調査およびデータベースの構築(清原):2002年の久山町の集団3,298名を7年間追跡し、死亡者およびその原死因、脳卒中および虚血性心疾患の発症者、糖尿病・胃癌・大腸癌の発症者の発症者をそれぞれ同定した。これらをもとに、2002年の健診項目と血中脂質メディエーターの値(血清脂肪酸分画、1,25(OH)_2ビタミンD、HS-CRP)、各疾患の死亡・発症情報を組み込んだデータベースを構築した。(3)追跡調査における脂肪酸分画と総死亡との関連(清原):構築されたデータベースをもとに、脂肪酸分画の中の血清エイコサペンタエン酸・アラキドン酸(EPA/AA)濃度比を算出した(中央値0.41(四分位範囲0.29-0.59))。この集団を7年間追跡すると、血清EPA/AA濃度比の低下は総死亡率および心血管病死亡率(性年齢調整後)の上昇と有意に関連し、血清EPA/AA濃度比が0.25未満の群では0.75以上の群に比べ、総死亡の相対危険(多変量調整後)が約2倍高いことを見出した。1.血L中脂肪酸の疫学(清原):(1)血清エイコサペンタエン酸(EPA)/アラキドン酸(AA)比と心血管病発症の関連を検討した。2002年の福岡県久山町の循環器健診を受診した心血管病の既往歴のない40歳以上の一般住民3,003名を5年間前向きに追跡した。追跡期間に191人が死亡し、127人が心血管病を発症した。血清EPA/AA比のレベルを0.25未満、0.25-049、0.50-0.74、0.75以上の4分位で4群に分けた。対象者におけるEPA/AA比の中央値は0.41(四分位範囲0.29-0.59)であった。EPA/AA比が0.75以上、0.50-0.74、0.25-0.49、0.25未満と低下するに伴い、性・年齢調整後の総死亡率(対千人年)は11.5、12.8、11.8、23.5と有意に上昇した(p=0.01)。さらにEPA/AA比と心血管病発症の関係を検討すると、集団全体では有意な関連を認めなかった。そこで、血清高感度C反応性蛋白(hs-CRP)値のレベル別に解析したところ、hs-CRP1.0mg/L以上の群において、EPA/AA比と心血管病の発症リスクの間には有意な負の直線関係を認めた(p=0.02)。この群における心血管病発症の相対危険(多変量調整)は、EPA/AA比が0.25低下する毎に1.66倍(95%CI 1.14-2.42)有意に上昇した。一方、hs-CRP1.0mg/L未満の群では、EPA/AA比と心血管病発症との間に有意な関連は認めなかった。(2)2002年に空腹で健診を受診した40歳以上の住民3,210名を対象として、エイコセン酸の血清脂肪酸分画に占める割合を重量%で求めた。エイコセン酸割合を0.13未満、0.14-0.16、0.17-0.20、0.21以上の4分位の4群に分類した。エイコセン酸割合と肥満・インスリン抵抗性の関連をみると、4分位のレベルが上昇すると、BMI、HOMA-IR、腹囲、hs-CRPの値、肥満およびメタボリックシンドロームの割合が有意に低下した(p<0.05)。2.脂質メディエーター関連遺伝子群のSNPs測定(久保):脂質メディエーターの関連遺伝子群118SNPsを選び、2002年に健診を受診した3,196名に対してSNPタイピングを行い、データベース化した。

1血中脂質メディエーターなどの測定と新規脂質メディエーターの同定:この新学術領域研究の領域代表者である横溝岳彦教授の依頼を受け、久山町住民のサンプルを用いてスフィンゴシン1リン酸受容体(S1P1)遺伝子上にある34か所の一塩基多型(SNP)の測定を行った。いずれのSNPもアリル頻度が極めて低く、生活習慣病との関連を検討することはできなかった。2対象集団の追跡調査およびデータベース構築: 2002年の久山町健診を受診した3298名の追跡調査を継続した。2012年までの10年間に発症した心血管病、認知症および死亡のイベントをデータベースに追加した。3脂肪酸分画および1,25(OH)2ビタミンDと生活習慣病との関連:昨年度までに検討した血清エイコサペンタエン酸(EPA)/アラキドン酸(AA)比と心血管病発症の関連について、その成果を英文誌(Atherosclerosis 2013; 231:261-267)に発表した。今年度の新たな研究として、2002年の健診を受診した40歳以上の久山町住民2417名を5年間追跡し、血清1,25(OH)2ビタミンD濃度と慢性腎臓病発症との関係を検討した。血清ビタミンD濃度で対象者を4群(4分位)に分けて検討すると、第4分位を基準とした慢性腎臓病発症のオッズ比(多変量調整後)は第1分位で1.90、第2分位で1.74と有意に上昇し、血清ビタミンDレベルの低下は慢性腎臓病発症の有意な独立した危険因子であった。さらに、血清ビタミンDレベルの低下に伴って、5年間の腎機能(推算糸球体濾過率)低下の程度がより急速であることが明らかとなった。以上の成果を英文誌(Circ J 2014; 78:732-737)に発表した。本年度は,2002年に福岡県久山町の循環器健診を受診した40歳以上の住民3,098名を10年間追跡した成績を用いて,必須脂肪酸であるエイコサペンタエン酸(EPA)とアラキドン酸(AA)の血中濃度比(EPA/AA比)が総死亡・死因別死亡におよぼす影響について検討した.対象者をEPA/AA比のレベルで4群(4分位)に分けて検討すると,EPA/AA比の第4分位(高値)群を基準とした総死亡のハザード比(多変量調整後)は,第1分位(低値)群で1.46と有意に上昇した.死因別にみると,悪性腫瘍による死亡のハザード比はEPA/AA比の第1分位で1.93と有意に高かったが,EPA/AA比は循環器疾患およびその他の疾患を原因とする死亡との間に明らかな関連がなかった.以上の成果を国際学会(6th International Conference on Phospholipase A2 and Lipid Mediators)にて発表した.本年度は、まず脂質メディエーターの関連遺伝子群118SNPsを選び、2002年の福岡県久山町の循環器病健診を受診した40歳以上の一般住民3,196名(受診率78%)から採取したDNA検体を用いて、SNPsタイピングを行った。SNPsタイピングにはインベーダー法を用いた。選出された118個のSNPsのうち、マイナーアレル頻度が1%以上であったSNPsは21個であった。続いて、21個の脂質メディエーター関連遺伝子と生活習慣病との関係を検討した。評価項目は、高血圧の有無、収縮期血圧値、拡張期血圧値、糸球体濾過値、心電図異常の有無、糖尿病の有無、空腹時血糖値、総コレステロール値、HDLコレステロール値、中性脂肪値、BMI、肥満の有無、メタボリック・シンドロームの有無とした。統計解析には、共分散分析またはロジスティック回帰分析を用いた。有意水準はp0.0024(ボンフェロニー補正後)とした。
好塩基球におけるシグナル伝達制御機構

近年、好塩基球は2型免疫応答において重要な役割を担っていることがわかってきたが、様々な刺激における細胞内シグナル伝達機構については未だ不明な点が多い。本研究課題では、2型サイトカイン産生に注目し、好塩基球特異的なIL-3刺激によるIL-4産生機構について、抗体受容体のサブユニットFcRγを介したシグナル伝達の制御機構を明らかにした。好塩基球にはサイトカイン産生を誘導する種々の受容体が発現している。本研究課題ではIL-3受容体と高親和性IgE受容体(FcεRI)に注目し、好塩基球の活性化状態に依存したシグナル伝達の変化とその制御分子について解析している。活性化した培養好塩基球はFcεRIの架橋による感受性が亢進し、IL-4産生能が上がり、逆に休止状態ではFcεRIの架橋によるIL-4産生は顕著に減少していた。一方、IL-3依存性のIL-4産生は、休止好塩基球でも観察され、逆に活性化好塩基球では抑制されていた。IL-3RもFcεRIも共にFcRγ-Syk経路を活性化することによってIL-4が産生されることが、これまでの成果によって示されてきたことから、細胞の活性化依存的なシグナル伝達には特異性が存在することが示唆された。現在は好塩基球の休止状態と活性化状態で発現に差がある分子に注目して解析を進行中である。その一つに活性化好塩基球では、ITIM配列を持ったPIR-B分子が高発現していることを見出した。PIR-Bを欠損する活性化状態の好塩基球ではIL-3依存的なIL-4産生シグナルが全く抑制されなかった。また、FcεRIの架橋によるIL-4産生に関しては、野生型とPIR-B欠損好塩基球で差は認められなかったことから、PIR-BによるIL-4産生抑制機能はIL-3受容体シグナルに特異的であることが分かった。これらの結果はIL-3RとFcεRIで、共にFcRγ-Syk経路を経由しているにも関わらず、そのシグナル制御機構は異なっていることを示しており、引き続き詳細なシグナル伝達の制御機構を解析していく。本研究課題を推し進めることで、好塩基球のシグナル伝達機構の解明のみならず、その生理的役割の検証を通じて、アレルギー疾患を含めた様々な免疫疾患の理解とその制御が本研究の成果として期待される。本研究課題ではIL-3受容体と高親和性IgE受容体(FcεRI)に注目し、好塩基球の活性化状態に依存したシグナル伝達の変化とその制御分子について解析する。IL-3で培養した活性化好塩基球はFcεRIの架橋による感受性が亢進しIL-4産生が上がる。逆に休止好塩基球では、IL-3依存性のIL-4産生は観察されるにもかかわらず、FcεRIの架橋によるIL-4産生は抑制されていた。IL-3もFcεRI架橋も共にFcRγ-Syk経路によってIL-4が産生されることが、これまでの成果によって明らかになっており、好塩基球では活性化状態に依存した複雑なシグナル伝達の調節機構が存在することが示唆された。本年度までに好塩基球の休止状態と活性化状態で発現に差がある分子群から候補分子の絞り込みと機能解析を行った。培養好塩基球では候補分子の一つであるPIR-B分子が高発現しており、PIR-B欠損好塩基球ではIL-3依存的なIL-4産生シグナルが全く抑制されなかった。また、FcεRIの架橋によるIL-4産生に関しては、野生型とPIR-B欠損好塩基球で差は認められなかったことから、PIR-BによるIL-4産生抑制はIL-3受容体シグナルに特異的であることが分かった。さらにPIR-Bは抑制機序に重要なITIMを持つことが知られているが、IL-3シグナルの制御はITIMに非依存的であることも明らかになった。これらの結果はIL-3受容体とFcεRIでは、共にFcRγ-Syk経路を経由しているにも関わらず、そのシグナル制御機構は異なっていることを示している。本研究課題はサイトカイン産生のシグナル伝達機構の解明のみならず、その生理的役割の検証を通じて、アレルギー疾患を含めた様々な免疫疾患の理解とその制御が本研究の成果として期待される。本研究課題ではIL-3受容体と高親和性IgE受容体(FcεRI)に注目し、好塩基球の活性化状態に依存したシグナル伝達の変化とその制御分子について解析することで、アレルギー疾患などの病態におけるシグナル変化の解析を行った。活性化好塩基球ではFcεRIの架橋や抗CD200R3抗体などの刺激による感受性が亢進し、IL-4やIL-6の産生が増加した。逆に休止好塩基球では、IL-3依存性のIL-4産生は観察されるにもかかわらず、FcεRIの架橋やCD200R3などの刺激によるサイトカイン産生は減弱していた。これらの結果から好塩基球では活性化状態に依存した複雑なFcRγ-Sykシグナル伝達の調節機構が存在することが示唆された。

遺伝子発現解析の結果、IL-3に依存的に誘導もしくは発現低下するシグナル制御分子が多数存在することを明らかにした。その分子群の中でFcRγ-Sykシグナル伝達の調節機構に関与する分子を詳細に解析している。また、末梢血においては樹状細胞やマクロファージで発現しているPIR-B分子が好塩基球ではほとんど発現しないことに注目した。興味深いことに培養好塩基球ではPIR-B分子が高発現し、PIR-B欠損好塩基球ではIL-3依存的なIL-4産生シグナルが全く抑制されなかったことから、PIR-BがIL-4産生を制御していると考えられる。さらにFcεRIの架橋や抗CD200R3抗体によるIL-4産生は、野生型とPIR-B欠損好塩基球で差は認められず、PIR-BはIL-3によるIL-4産生シグナルを特異的に抑制していることが分かった。さらにPIR-Bはその抑制機序に重要なITIMを持つことが知られているが、変異体の再構築実験により、IL-3シグナルの制御はITIMに非依存的であり、MHC class I以外の分子がそのリガンドとして機能していることが示唆された。
高性能交換結合複合型希土類系異方性磁石の開発

希土類永久磁石であるSm_2Fe_<17>N_xならびにHDDR法で作製したNd_2Fe_<14>Bは、優れた異方性磁気特性を有するため、高性能な永久磁石となり、OA、オーディオ機器等の高性能化、小型化に貢献するものと期待されている。さらに、これらは、ボンド磁石として高性能化できるため、成形加工性や寸法精度に優れた機能部品としても注目されている。以上の背景から本研究では、我々がこれまでに開発してきた表面被覆法、すなわち亜鉛金属蒸気収着法および有機ケイ素化合物(ヒドリドシラン)を用いた自己組織単分子膜被覆法を上記の粉末に適用し、まず高耐候性磁石粉末を調製した。その結果、亜鉛金属蒸気を収着したNd_2Fe_<14>B粉末では(BN)max=160170kJ/m^3の性能を有するボンド磁石を試作することに成功すると共に、Sm_2Fe_<17>N_xでは180kJ/m^3の値が観測された。これは、前者の場合、Nd_2Fe_<14>BHDDR粉末の内部に存在する微細なクラックの内表面まで亜鉛金属の蒸気が侵入し、磁石化合物自身と反応し、安定な金属間化合物層を表面層と共に存在するためと考えられる。他方、後者のSm_2Fe_<17>N_xの場合は、粉末表面に存在する-OH基とヒドリドシランの-SH基との間で脱水素反応が進行し、表面に有機ケイ素が導入され、この撥水効果により磁石粉末の耐候性が向上することになる。また、これらを用いてNd_2Fe_<14>BおよびSm_2Fe_<17>N_x粉末を混合しボンド磁石としたところ、200kJ/m^3の性能を有する交換結合複合型異方性磁石の開発に成功した。これは、粒子径の大きなNd_2Fe_<14>Bと粒子径の小さなSm_2Fe_<17>N_x粉末粒子間での擬支援相互作用によるもので、両者の粉末を単純に混合した場合の減磁曲線とは大いに異なっていたことからも支持される。なお、粒子同士の充填率の向上も大きな要因であり、実際にボンド磁石の密度は複合化により増大していた。希土類永久磁石材料であるSm_2Fe_<17>N_xならびにNd_2Fe_<14>Bは、優れた固有磁気特性を有することに加え、その固有磁気特性を十分に発揮できる異方性磁石としての応用がなされている。これらは、特に樹脂で粉末を固めるため成形加工性や寸法精度に優れるボンド磁石への応用が期待されている。しかし、これらの磁石材料は、単独で高性能ボンド磁石とするためには高密度化する必要があり、成形時に高圧が必要となること、また、使用に際して酸化ならびに熱による磁気特性の劣化が生じることなどの問題点を有しており、これらの問題点を克服することでより広範囲な応用が期待されるものと考えられる。そこで本研究では、Sm_2Fe_<17>N_x粉末ならびに異方性Nd_2Fe_<14>B粉末を混合した複合型異方性ボンド磁石の作製を試みた。

上記の混合粉末から作製した複合型ボンド磁石は、単独原料で作製したボンド磁石と比べ、高密度化すると共に、保磁力、残留磁束密度、ならびに最大エネルギー積が大幅に向上することが明らかとなった。一方、大気中での耐酸化性ならびに耐熱性の点においても改善することが可能であった。更に、本研究における複合型異方性ボンド磁石は、低い成形圧で作製したにも関わらず、高い成形体密度が得られ、これにより最大エネルギー積の密度依存性が小さいことが明らかとなり、低圧成形でも高性能ボンド磁石が作製できる可能性が示唆された。また、Sm_2Fe_<17>N_x粉末に対しては有機金属化合物の光分解を、Nd_2Fe_<14>B粉末に対しては金属蒸気収着法によりZn金属で表面被覆を施した粉末を混合し用いることで、高い磁気特性を有し、優れた耐酸化性を示す複合型異方性ボンド磁石を作製することが可能となった。希土類永久磁石であるSm_2Fe_<17>N_xならびにHDDR法で作製したNd_2Fe_<14>Bは、優れた異方性磁気特性を有するため、高性能な永久磁石となり、OA、オーディオ機器等の高性能化、小型化に貢献するものと期待されている。さらに、これらは、ボンド磁石として高性能化できるため、成形加工性や寸法精度に優れた機能部品として注目されている。以上の背景から本研究では、我々がこれまでに開発してきた表面被覆法、すなわち亜鉛金属蒸気収着法および有機ケイ素化合物(ヒドリドシラン)を用いた自己組織単分子膜被覆法を上記の粉末に適用し、まず高耐候性磁石粉末を調整した。その結果、亜鉛金属蒸気を収着したNd_2Fe_<14>B粉末では(BN)max=160170kJ/m^3の性能を有するボンド磁石を試作することに成功すると共に、Sm_2Fe_<17>N_xでは180kJ/m^3の値が観測された。これは、前者の場合、Nd_2Fe_<14>BHDDR粉末の内部に存在する微細なクラックの内表面まで亜鉛金属の蒸気が侵入し、磁石化合物自身と反応し、安定な金属間化合物層を表面層と共に存在するためと考えられる。他方、後者のSm_2Fe_<17>N_xの場合は、粉末表面に存在する-OH基とヒドリドシランの-SH基との間で脱水素反応が進行し、表面に有機ケイ素が導入され、この撥水効果により磁石粉末の耐候性が向上することになる。また、これらを用いてNd_2Fe_<14>BおよびSm_2Fe_<17>N_x粉末を混合しボンド磁石としたところ、200kJ/m^3の性能を有する交換結合複合型異方性磁石の開発に成功した。これは、粒子径の大きなNd_2Fe_<14>Bと粒子径の小さなSm_2Fe_<17>N_x粉末粒子間での擬支援相互作用によるもので、両者の粉末を単純に混合した場合の減磁曲線とは大いに異なっていたことからも支持される。なお、粒子同士の充填率の向上も大きな要因であり、実際にボンド磁石の密度は複合化により増大していた。
タキキニン拮抗作用による鎮痛・抗アレルギー薬開発の基礎的研究

タキキニン拮抗作用を持つ非ペプチド性薬物を開発するため、幼若ラット脊髄を用いたアッセイ系を開発し、分子モデリングシステムにより合成された化合物についてスクリーニングした。1)生後1-5日令のラットから脊髄に伏在神経を介して後肢皮膚の一部がつながった摘出脊髄・伏在神経・皮膚標本を開発した。CapsaicinやKClを皮膚の灌流槽に短時間適用すると前根から20-43秒間続く脱分極反応が記録され、この応答はタキキニン拮抗薬によって抑制された。電気生理的実験とほぼ同じ条件で、各種刺激により放出されるアミノ酸およびアセチルコリンをHPLCを用いて定量する系を開発した。タキキニンで刺激すると、アミノ酸やAChの放出量が増加したが、両者はその放出機構が著しく異なることが明らかになった。2)新生ラット脊髄中のタキキニン受容体は末梢組織のタキキニン受容体とは薬理学的性質が明らかに異なり、NKA及びseptideに感受性を持ち、NK-1アンタゴニストで拮抗されるような受容体サブタイプが存在することが示唆された。一方、SPによるGABA放出はSPによる肥満細胞からのヒスタミン遊離作用で見られる性質と著しく似通っていることがわかった。3)分子モデリング法で解析、設計し合成した化合物のいくつかは、スクリーニングの第一段階として用いた、ラット前脳、IM-9細胞株で高親和性を示し、サブスタンスPによるモルモット腸管収縮を抑制したが、ラット脊髄前根の脱分極には効果がなかった。以上のように現在の時点では、脊髄タキキニン受容体に対する特異性の高いアンタゴニストは見つかっていない。この理由の一つとして、先に述べたように、中枢に存在するタキキニン受容体が、末梢組織の受容体と薬理学的に性質を異にしている可能性がある。今後は組織特異性や種特異性を考慮して、さらにスクリーニングを進めたいと考えている。1.分子モデリング法によってタキキニン受容体に対するアゴニスト・アンタゴニストの構造を解析し、これを基に60種余りの非ペプチド性拮抗薬を分子設計・合成することができた。さらにこれら化合物を第1段階のスクリ-ニングにかけた。すなわち(1)モルモット腸管を用いたサブスタンスPによる収縮に対する抑制効果(2)ラット輸精管を用いたサブスタンスPによる収縮に対する抑制効果(3)新生ラット脊髄を用いたサブスタンスPによる前根の脱分極の抑制効果、について検討した。この方法で、十数個の薬物が抑制作用を示したため、再び上記の標本で、それぞれアセチルコリン、ノルアドレナリン、グルタミン酸を用いて拮抗作用の特異性を更に検討した。その結果、これらの薬物の作用は、カルシウム拮抗作用など非特異的な抑制作用であった。現時点ではタキキニンに対する特異的拮抗薬はまだ見出されておらず、従って研究実施計画の中の肥満細胞を用いたヒスタミン放出系での実験には入っていない。2.新生ラット摘出脊髄からのサブスタンスP刺激による伝達物質放出系を用いて、放出に関与する受容体の性質について検討した。この結果GABA放出に関与する受容体が、肥満細胞からのヒスタミン放出に関与する受容体と類似した性質を持つことが分かった。すなわち(1)サブスタンスPによる刺激にC末端が必ずしも必要ではない(2)ソマトスタチン、compound40/80で放出がおこる(3)[DーPro^4,DーTrp^<7,9,10>]SP(4ー11)が放出作用に拮抗する、などの性質を共有した。

平成3年度に引き続き今年度もタキキニン受容体に対するアゴニスト,アンタゴニストの構造をコンピュ-タ-を用いた分子モデリング法で解析し,これを基に20種の非ペプチド性タキキニン受容体拮抗薬候補を分子設計し,合成することが出来た。本年度は第一段階のスクリ-ニングテストに従来からのモルモット腸管法やラット輸精管法に加え,タキキニン受容体への親和性を検討するラット前脳を用いたラジオレセプタ-アッセイ法を新たに採用した。その結果,OT-68,70および74(化合物の通し番号)などがタキキニン受容体への親和性が高く,かつサブスタンスPやニュ-ロキニンAの作用を抑制することが示されたのでより詳細に検討した。OT-68(110μM)はサブスタンスPの前根脱分極ならびに伏在神経刺激により誘発されるC線維反射を一過性に抑制し,拮抗薬のリ-ド化合物として有望視されたが,アセチルコリンの収縮も抑制し特異性に欠けることが分った。一方,OT-70,OT-74(13μM)はサブスタンスPの腸管収縮を用量依存的に抑制したが,サブスタンスPの前根脱分極に対しては何の影響もおよぼさなかった。現時点でタキキニンの特異的拮抗薬はまだ創作されていない。既にファイザ-社で合成された非ペプチド性タキキニン拮抗薬(CP96345)は特異性の高い拮抗薬として多くの研究者が使用しているが,我々の行なったスクリ-ニングテストで抗ムスカリン作用があることが明らかにされ,タキキニン拮抗薬として満足できるものでないことが分った。最近ロンプ-ラン社からも非ペプチド性拮抗薬(RP-67580)が開発された。この化合物は全身投与でも有効でその鎮痛効果はモルヒネに匹適するといわれている。今後もこれらの化合物を参考に,またこれまで得られた成績を基に新たな化合物の合成を目指したいと考えている。タキキニン受容体に対するアンタゴニストの構造をコンピュータを用いた分子モデリング法で解析し、これを基に非ペプチド性タキキニン受容体拮抗薬を分子設計し合成した。スクリーニングの第一段階として、ラット前脳を用いたラジオレセプターアッセイ法で、タキキニン受容体に対する親和性の検討を行なった。さらに本年度からはヒトNK-1受容体を発現している細胞株であるIM-9を用いたラジオレセプターアッセイも加えて検討した。これらのスクリーニングから得られた親和性の高い化合物をモルモット腸管(NK-1)、ラット輸精管(NK-2)、ラット門脈(NK-3)を用いて、タキキニン拮抗作用を検討した。これらの結果を基に有望な化合物を新生ラット摘出脊髄を用いた第二段階のスクリーニングを行なった。いくつかの化合物はIM-9細胞で高親和性を示し、サブスタンスPによるモルモット腸管収縮を抑制した。しかしテトロドトキシン存在下において、サブスタンスPを適用したときに起きるラット脊髄前根の脱分極にはいずれの化合物も効果がなかった。以上のように現在の時点では、脊髄タキキニン受容体に対する特異性の高いアンタゴニストは見つかっていない。この理由の一つとして、中枢に存在するタキキニン受容体が、未梢組織の受容体と異なる可能性がある。そこでpolymerase chain reaction(PCR)を用いて検討したところ、新生ラっト脊髄内にNK-1及びNK-3受容体のフラグメントは存在するがNK-2受容体はほとんど存在しないことが示唆された。
新規合成キスぺプチンを用いた有用魚類の成熟制御に関する研究

我々はこれまでに,全生活史にわたる飼育実験系を整備しているマサバを用いて,マサバは2種のKiss分子(Kiss1およびKiss2)をもつこと,15アミノ酸残基よりなるKiss1-15および12アミノ酸残基よりなるKiss2-12のin vivo投与実験の結果,特に雄魚においてKiss1-15が顕著な成熟促進効果をもつことを明らかにした。しかし,アミノ酸配列情報よりマサバのKiss2はKiss2-12が産生されるが,Kiss1はKiss1-16が産生されることが予想された。本研究では,(1)マサバ脳内で産生され機能するKiss1およびKiss2それぞれの分子サイズを同定し,それらの受容体との結合特性を解析するとともに,(2)特にin vitro投与で成熟促進効果の顕著なKiss1を対象として,一部アミノ酸組成を置換し,native Kiss1より生物活性の高い合成Kiss1を開発する。(1)マサバ脳内におけるKiss分子種の同定:4種合成Kiss(Kiss1-16, Kiss1-15, pKiss1-15およびKiss2-12)の混合試料を逆相クロマトグラフィーで分離し,各ペプチドの溶出時間を求めスタンダードとしたは雌雄成魚およそ100尾の視床下部を氷冷4N AcOH中でホモジナイズした。モジュレートを超遠心し,上清はMW5000の限外ろ過膜をかけて除タンパクを行った。次に,スタンダードと同じ条件でマサバ脳抽出液をHPLCにより分離し,各ペプチドのフラクションを回収した。回収後のフラクションは凍結乾燥を行い保存している。今後は,更に精密な分離が可能なカラムを用いた2段目のHPLC分析を行い,回収した試料のnanoLC/IT-TOF-MSによるMS/MS分析を行い,ペプチドの同定を行う。(2)高活性アゴニストの開発:マサバ脳内におけるKiss分子種の同定が終了したのち,生体投与実験で成熟誘導に効果のあったKiss1を対象として,各アミノ酸残基を1個ずつアラニンに置換して生理活性を検討するアラニンスキャンを行い,活性発現に必須なアミノ酸を検討する予定である。活性はレポーターアッセイで測定する。研究期間内に,課題(1)のマサバ脳内におけるKiss分子種の同定が終了した後,高活性アゴニストの設計と活性評価を行う予定であったが,マサバの生鮮脳の入手・調整に手間取ったこと,各種クロマトグラフィーの条件検討に時間がかかったことなどから,nanoLC/IT-TOF-MSによるMS/MS分析にまでいたっておらず、Kiss分子種の同定が未だ終わっていない。本研究の実施期間は、平成27年度9月30日までであるが、研究を実施している外国人特別研究員のS. Selvaraj博士が、一身上の都合(父君の病状悪化)で、研究期間6か月を残し、平成27年3月31をもってインドに急遽帰国した。本研究は外国人特別研究員による奨励費によって遂行されているが,本人が帰国したため,翌年度の研究費は申請しない。しかし,研究はそのまま続行し,マサバの脳内Kiss分子種の同定を行うとともに,高活性アゴニストの設計・評価を行う予定である。キスペプチン(Kiss)は、脳と生殖腺を結ぶ生殖内分泌軸(BPG-axis)の最上流で配偶子形成を制御する神経ペプチドである。本研究では、Kissを用いた魚類の新しい初回成熟(春機発動)誘導法の開発を目的とする。これまでの研究代表者らによるマサバを用いた研究により, Kissは脳-脳下垂体系を介さない、脳以外でのKissの局所的生産および生殖腺への直接的作用のある可能性が示された。すなわち、合成Kissの筋肉内投与により、Kissが直接生殖腺に作用し、配偶子の発達を促進した。本年度は、このKissの新規作用機序を明かにするために、未熟マサバ雌雄の未熟期成魚の生殖腺を用いたinvitro培養実験により、Kissの添加効果をBrdUを用いた生殖細胞の増殖分裂・減数分裂促進能性ステロイド(精巣では11-ケトテストステロン; 11KT,卵巣ではエストラジオール-17β; E2)の産生能で評価する。材料:マサバ蓄養親魚(約50尾)方法: L15培地(1ml)に未熟生殖腺の組織片約200mgを入れ、Kiss1-15 (1-1000ng/ml), Kiss2-12 (1-1000 ng/ml), GnRHa (1-1000 ng/ml), HCG (1-100IU/ml), BrDU (3mg/ml)および生理食塩水添加の対象区を設け、24,48,96および120時間培養後、組織と培養液を回収し、BrDU用,免疫組織化学用、ステロイドホルモン濃度測定用および測A発現用のサンプルを調整し、それぞれ解析する。結果:現在、試料を解析中である。

本研究では,(1)マサバ脳内で産生され機能するKiss1およびKiss2それぞれの分子サイズを同定し,それらの受容体との結合特性を解析するとともに,(2)特にin vitro投与で成熟促進効果の顕著なKiss1を対象として,一部アミノ酸組成を置換し,native Kiss1より生物活性の高い合成Kiss1を開発する。(1)マサバ脳内におけるKiss分子種の同定:4種合成Kiss(Kiss1-16, Kiss1-15, pKiss1-15およびKiss2-12)の混合試料を逆相クロマトグラフィーで分離し,各ペプチドの溶出時間を求めスタンダードとしたは雌雄成魚およそ100尾の視床下部を氷冷4N AcOH中でホモジナイズした。モジュレートを超遠心し,上清はMW5000の限外ろ過膜をかけて除タンパクを行った。次に,スタンダードと同じ条件でマサバ脳抽出液をHPLCにより分離し,各ペプチドのフラクションを回収した。回収後のフラクションは凍結乾燥を行い保存している。今後は,更に精密な分離が可能なカラムを用いた2段目のHPLC分析を行い,回収した試料のnanoLC/IT-TOF-MSによるMS/MS分析を行い,ペプチドの同定を行う。(2)高活性アゴニストの開発:マサバ脳内におけるKiss分子種の同定が終了したのち,生体投与実験で成熟誘導に効果のあったKiss1を対象として,各アミノ酸残基を1個ずつアラニンに置換して生理活性を検討するアラニンスキャンを行い,活性発現に必須なアミノ酸を検討する予定である。活性はレポーターアッセイで測定する。研究期間内に,課題(1)のマサバ脳内におけるKiss分子種の同定が終了した後,高活性アゴニストの設計と活性評価を行う予定であったが,マサバの生鮮脳の入手・調整に手間取ったこと,各種クロマトグラフィーの条件検討に時間がかかったことなどから,nanoLC/IT-TOF-MSによるMS/MS分析にまでいたっておらず、Kiss分子種の同定が未だ終わっていない。本研究の実施期間は、平成27年度9月30日までであるが、研究を実施している外国人特別研究員のS. Selvaraj博士が、一身上の都合(父君の病状悪化)で、研究期間6か月を残し、平成27年3月31をもってインドに急遽帰国した。本研究は外国人特別研究員による奨励費によって遂行されているが,本人が帰国したため,翌年度の研究費は申請しない。しかし,研究はそのまま続行し,マサバの脳内Kiss分子種の同定を行うとともに,高活性アゴニストの設計・評価を行う予定である。マサバの産卵期は45月で、産卵期前の121月の材料を使って実験を行う必等がある。実験は12月に終え、現在、得られた試料を解析中である。おおむね順調に進展している。マサバKiss1-15およびKiss2-12のアミノ酸残基構成に基づいた,ベプチダーゼに分解されにくいようなアミノ酸残基置換の設計を行い(D型アミノ酸残基への置換やN末端のpyro化など),新規Kissアナログを作製する。合成ペプチドはすべて外注する。
電子機能性をもつ新しいセルロース誘導体の開発とその電気的特性に関する研究

この研究は電子機能性材料をセルロース誘導体から作り出し、同時にその機構を明らかにしようとして昭和62年度、63年度の2箇年で行なわれた。現在、研究はなお途中であり、続けて行なわれているが、これまでの成果の概要を述べる。1.関連文献の集録と冊子の刊行、それぞれの分野で行なわれてきた関連の文献を集め「電子機能性をもつ新しいセルロース誘導体の開発とその電気的特性に関する研究に関する既往の文献および書籍一覧」を刊行した。2.セルロース誘導体の合成シアノエチルセルロース、セルローストシレート、ポリジメチルシロキサンを側鎖にもつセルロース誘導体および含フッ素セルロース誘導体の合成を行なった。3.セルロース誘導体の結晶構造、電子線、X線回析により結晶性について検討した。セルロース誘導体の場合、結晶相、非晶相が混在するために精密な解析は難しい。今後、2糖類、3糖類等の誘導体の単結晶を作って検討する必要がある。4.セルロース誘導体の電気的性質、セルロース誘導体の電気的性質について圧電性を中心に検討を行なってきた。焦電性、強誘電性についての可能性を試みたがシアノエチルセルロースでは明らかでなかった。高圧電性のシアノエチルセルロースを得るには高延伸をする必要がある。熱延伸法よりも溶剤を用いた膨潤法が有効であった。5.力学特性、セルロースに起こる圧電現象を応用して木材のせん断弾性率の測定法を、また弾性の異方性を利用した新しい振動モードの検討を行なった。本研究ではそれぞれの分野の研究者が集まりセルロース誘導体の物性の検討を試みたもので、今後、この方面の研究の発展につながることになればと考えている。本年度は種々のセルロース誘導体を合成し,それらの微視的および巨視的構造をX線回折法により調べ,圧電,誘電さらに焦電,強誘電性等の電気物性および力学物性について検討する予定である.本年度はまずシアノエチルセルロース,トシルセルロースを合成し,物性の検討を始めている.フッ素系のセルロース誘導体についての検討は来年度に計画しており,現在合成グループでその合成方法について検討を始めている.合成グループがシアノエチルセルロース,トシルセルロースを合成し,それらの試料を各分担者に配り,各分担者が現在,それぞれの分担について検討を始めている.また十分な結果は得られていないが,シアノエチルセルロースは誘電率が非常に高く,その他の電気物性も期待できるものと考えられる.薄膜の作製後,延伸し,配向さらに結晶化もどの程度できるかが,圧電性を左右することになる.現在の段階では,約50%程度まで延伸させることができるようになっており,この試料で予想通り高圧電性を持つシアノエチルセルロースを得ることができた.これから種々の配向度での圧電特性を調べ,構造との関係を検討し,セルロース誘導体の電気物性の発現機構についても検討することにしている.またシアノエチルセルロースの合成では現在,置換度2.68, 2.02, 1.93の3種類の試料を得て,置換度と構造および物性との関係を検討し始めているところである.トシルセルロースではその置換度が大きいため,セルロースの第6位の一級の水酸基に入ることがわかっているが,可塑性に欠しく,延伸薄膜の作製に難行しており,現在適切な延伸薄膜の作製方法を検討している.この分野での研究状況の把握のために,各分担者が国内外のそれぞれの分野での文献調査を行ない,従来の研究の文献,書籍を一覧表にし,まとめて册子とし発行することにした.本年度は昨年度に引き続き研究を行なっている。概要を次に示す。1.セルロース誘導体の合成機能性材料として本年度は含フッ素セルロース誘導体の諸性質を検討することを計画していたが、合成に時間がかかり、諸性質の検討は今後続ける事にしている。

セルローストシレートを合成したがこれは置換基が大きく、セルロースの第6位の水産基に選択的に入ることが考えられ、置換基の位置と物質との関係を調べるのに都合がよい。また耐熱・耐酸化性が高く、表面エネルギーも小さい等の特性を示すポリチシロキサンを側鎖にもつセルロース誘導体の合成を行なった。2.セルロース誘導体の決勝構造ここで合成させたセルロース誘導体の結晶性はあまり良くなく、また結晶相と非晶相が混在するため解析が難しい。今後セルロースを分解し、2種類、3種類の誘導体の単結晶を作り構造解析をする必要がある。3.セルロース誘導体の電気的特性シアノエチルセルロースは誘電率も大きくまた圧電率も高延伸度の場合にかなり大きな値を示している。本年度では溶剤と水とを用いた膨潤法により、約100%程度の延伸率のフィルムを得ることができた。シアノエチルセルロースの低温領域での圧電分散は誘電や力学分散とは多少異なることが認められた。種々のセルロース誘導体の誘電分散のみかけの活性化エネルギーと置換基の分子量との関係を調べたところ、置換基の分子量の大きさが大きい程活性化エネルギーが大きかった。4.力学特性セルロースの圧電性を利用して木材のせん断弾性率の測定法の開発、また弾性率の異方性を利用して、新しい振動モードの検討を圧電性との関連で行なった。
近世初期日本における都市住民の職能形成と読み書き能力

本研究は、読み書きに関する基礎的能力が、日本においてどのように普及し大衆化していったのかということを、近世初期近世前期の都市に焦点をあてて解明しようとするものである。これまでの読み書き能力の普及に関する研究が、主として村落資料を中心として展開されてきたのに対し、本研究においては都市関係資料を主たる素材として位置づけた。京都・奈良などのような古代以来の歴史を有する都市にくわえ、越後村上町、長州山口など、いくつかの地方都市についても調査をおこなった。以上の結果、次のような資料を収集し分析の対象とすることができた。古代以来の歴史を有する京都町・奈良町などは、都市資料上もっとも注目すべき地域である。これらの都市には、中世末期・近世初期の文書が多数残存している。花押を有する宗門人別帳からは、当該町における識字状況をかなり詳細に復元することが可能となった。同じように花押を有する左官職人の連判からは、当時の職人の識字状況を知ることができた。その他「職業書き上げ」や町絵図から、手習師匠の存在を確認した。越後村上町には、膨大な町絵図が残っている。また18世紀前半から当地において手習塾を開業していた磯部順軒の門人帳(入門者台帳)が伝来している。この照合によって、18世紀の地方都市における読み書き教育の普及状況を克明に復元することができた。本研究の直接的な目的からははずれるが、山口県立文書館において、明治初期における同県内の識字率調査資料を発見した。これは、明治期のみならず、近世期における識字状況を知る上できわめて貴重な資料である。本研究は、読み書きに関する基礎的能力が、日本においてどのように普及し大衆化していったのかということを、17世紀から18世紀の都市に焦点をあてて解明しようとするものである。その際、都市住民の必要とした職能形成のなかに、読み書き能力がいかなる位置を占め、また役割を果たしたのかという視点から調査・研究をおこなうものである。本年においては、福島県、福井県、富山県などにおいて、職能形成、読み書き教育、都市における生活史などに焦点を当てながら、基本的な調査をおこなった。また、新潟県村上市における寺子屋資料をもとに、18世紀中葉の都市住民の読み書き教育の実態について詳細な検討をおこなった。前者の調査においては、福島県内の訴状文言の類似に着目しながら、訴状作成という主として村役人層の知識がどのように形成されるかの検討をおこなった。これは、論文「訴願する実力」としてまとめた。また福井県内の調査では、「仕事書上帳」という、農村における仕事の実態を解明し得る資料を発見した。残念ながらこれは、都市住民の職能に関するものではないが、これだけ詳細に1日ごとの仕事の実態がわかる資料はこれまで知られておらず、貴重なものである。今後、分析をおこなう予定である。新潟県村上市における調査では、18世紀中葉に同地域に存在した寺子屋の門人帳と、城下町であった村上町の町絵図とを照合する作業を行っている。その結果はすでに論文として発表済みであるが、さらに詳細な検討をおこなう予定である。本研究は、読み書きに関する基礎的能力が、日本においてどのように普及し大衆化していったのかと言うことを、17世紀から18世紀の都市に焦点をあてて解明しようとするものである。本年においでは、昨年につづいて、越後村上町における18世紀の寺子屋の入門帳の分析をおこない、これと、村上町の都市住民台帳との照合をおこなう予定であった。これまでの調査しでは、上における宗門人別帳などは発見されず、残念ながら、住民台帳との照合は行えていない。今後さらに調査をするとともに、寺院の過去帳などの探索をする必要がある。越後十日町(徳永家)における労働日誌を入手したので、これの分析をおこなった。

この日誌には、100名以上の人聞の労働が、1日ごとに記されており、これから、近世の人々が、具体的にどのような労働をおこなっていたかを確認することができる。きわめて貴重な資料である。地区内に、複数の宗門人別帳が存在することから、これらとの照合をおこなった。その結果、数名の子どもの存在を確認でき、近世期の子どもの労働を復元することに成功した。これらは、近世初期の都市には該当しないが、貴重な事例研究となり得るものである。今後は、対象を近世中後期や農村部にも拡大して、労働と職能形成の資料をさらに探索する必要がある。本研究は、読み書きに関する基礎的能力が、日本においてどのように普及し大衆化していったのかということを、17世紀から18世紀の都市に焦点をあてて解明しようとするものである。その際・都市住民の必要とした職能形成のなかに、読み書き能力がいかなる位置を占め、また役割を果たしたのかという視点から調査・研究をおこなうものである。本年においては、近畿地方における都市関係資料と識字関係資料の収集を行った。具体的には、京都市歴史資料館、大阪府中之島図書館、奈良県立図書館、奈良町歴史史料館において、近世期の都市住民書き上げ帳、中世末から近世初期にかけての起請文および宗門人別帳、手習師匠関連資料についての調査を行った。以上の調査の結果・大阪府、奈良市近隣地域においては職業書き上げ帳および手習師匠関連資料を、京都市においては中世末から近世初期にかけての起請文および宗門人別根等の資料を収集することができた。とくに、奈良県調査において明らかになった寛文期の手習師匠関連資料は、手習師匠の存在を示す文献資料としては最も古いもののひとつであり貴重である。この資料は都市住民の職業書き上げ帳のなかに見いだされるものであり、あわせて近世初期における都市住民の職業構成を明らかにすることが可能となる。次年度においては・さらに兵庫県・岡山県・東京都などにおける調査を行い、これまでの調査によって収集された資料を分析し報告書を作成する予定である。その際、都市住民の必要とした職能形成のなかに、読み書き能力がいかなる位置を占め、また役割を果たしたのかという視点から調査・研究をおこなうものである。本年においては、昨年に引き続き西日本における都市関係資料と識字関係資料の収集を行った。具体的には、京都市歴史資料館、京都府立総合資料館、大阪府中之島図書館、山口県立図書館、山口県立文書館において、近世期の都市住民書き上げ帳、中世末から近世初期にかけての起請文および宗門人別帳、手習師匠関連資料、その他識字関連資料についての調査を行った。時間の関係で、当初予定していた兵庫県・岡山県の調査は実施することができなかった。以上の調査の結果、大阪府、奈良市近隣地域においては職業書き上げ帳および手習師匠関連資料を、京都市においては中世末から近世初期にかけての起請文、宗門人別帳、その他の都市関係資料を収集することができた。
越境汚染と国際労働移動

海外での学会発表や国内での研究会での討議を経て改訂され完成した論文、"Trans-boundary Pollution and International Migration"は、Review of International Economicsに掲載されることが決定した。これはCopeland and Taylor(1999)の2国2財2要素モデルに越境汚染を加えた静学モデルで分析を行ったものである。汚染排出抑制技術のみが異なる先進国と発展途上国の2国間で途上国が汚染排出工業財に比較優位をもち、国際労働移動の送り出し国となる。移民労働者の送金活動の有無、送金する際に2財のどちらの財で行うかによって生じる、両国の経済厚生への影響の違いを分析した。これは報告書の第1章に当たるものである。さらに、先進工業国の工業財部門は不完全競争によって生産され、労使交渉により賃金と雇用が決定されるモデルに拡張して、新たな分析を加えた。(1)財の消費支出割合しだいでは、先進国から途上国への潜在的な労働移動の可能性があること、(2)途上国との技術格差が大きく、途上国から先進国に労働移動が生じれば、先進国の労働者の賃金は組合賃金、競争賃金いずれも上昇することなど、直感に反する面白い結論が導かれた。これは報告書の第2章に当たる。主な結論としては以下が得られた。(1)染排出抑制技術のみ異なる2国を想定すると、技術的に外国よりも優れた自国は、環境資本を生産に必要とする農業財に比較優位をもつが、実質賃金水準も高くなるため、国際労働移動が許容される場合に外国から自国へと労働移動が発生する。(2)貿易が存在しないとき、定住移民の送り出しは外国の経済厚生を引き上げるが、受け入れた自国の経済厚生の変化は技術格差や越境汚染の程度に依存する。(3)所得の全額を工業財で送金する越境労働者の場合には、定住移民の場合と同様だが効果が更に大きくなる。(4)所得の全額を農業財で送金する越境労働者の場合には、自国の厚生は不変だが、外国の厚生は上昇する。(5)自由貿易下でも工業品への需要が十分に小さいときには労働移動が生じ、それは貿易量と両国の汚染水準を引き上げる。平成15年度に完成し、Review of International Economicsに掲載が決定した論文、"Trans-boundary Pollution and International Migration"の成果を踏まえ、平成16年はそれをより現実的な視点から拡張して研究を深めることを行った。先進工業国と発展途上国との相違点を、単に汚染排出抑制技術にのみ求めるのではなく、先進国では工業財の生産がしばしば不完全競争下で行われ、労働組合との労使交渉に基づいて雇用と賃金が決定されるというメカニズムが存在する点にも注目し、それをモデルに取り込む研究を行った。得られた主な結論として、(1)財の消費支出割合しだいでは、先進国から発展途上国への潜在的な労働移動の可能性がありうること、(2)途上国との技術格差が大きいケースで、もし途上国から先進国に労働移動が生じれば、先進国の労働者の賃金は、組合賃金、競争賃金、いずれも上昇することになる、など直感に反する面白いものが含まれている。この研究は報告書に掲載されるとともに、今後さらに研究会等での発表と改訂を経て、海外の学術雑誌への投稿を検討している。
広ダイナミックレンジカラー画像の撮像と視知覚特性に基づく再現

最近,ますます高性能化が進むデジタルカメラによっても,撮影した画像と実際に我々が眼にする画像の違いは歴然としている.この原因の一つはデバイスの性能限界にあり,撮影されるシーンのダイナミックレンジが広い場合に情報が欠落してしまうことが挙げられる.また,仮にこうした問題を回避して全ての諧調情報を取得出来たとしても,撮影時とCRTを観察する際の観察条件が大きく異なるために,視覚特性が変化し,再現画像と知覚する画像は異なるものとなってしまう.特に自然画像はダイナミックレンジが広く,視覚特性の変化の影響が顕著に現われる場合が多い.そこで本研究ではデジタルカメラを用いた画像再現において,カラーイメージングの重要課題であるWYSWYGの実現を目的とし,特に,広ダイナミックレンジ画像の再現を目指す.まずカメラの撮影パラメータを変化させ撮影した複数画像から,自然画像の輝度情報を余すことなく取得した.さらに,観察条件によって明るさ知覚が変化する点に着目し,シーン内の明るい場所,暗い場所への適応によってコントラスト知覚がどの程度変化するのかを心理物理実験によって計測し,この結果に基づいて輝度補正を行う.最終的に輝度補正した複数画像を多重解像度表現に基づいて統合した.その結果,我々が知覚するような自然な画像再現が可能となった.視覚系においても,様々な視点の画像情報を統合しているのは明らかである.本研究で行った明るさマッチング実験の結果は,統合の際に順応レベルの異なる様々な画像が統合されていることを示唆するものである.現時点ではその詳細は明らかでないものの,多重解像度表現による統合がヒトにとって自然な画像を生成することは十分理由のあることと考える.現在,提案法はMatlab上でインプリメントされており,688×480のサイズの画像に対して10秒程度の処理時間であった.専用プログラムによれば極めて高速に実行可能であり,自然画像の再現のみならず,顕微鏡写真や医用画像など,広DRが問題となる様々な分野に応用できるものと考えている.本年度は,広ダイナミックレンジ画像の一種として,マルチスペクトル画像を対象とし,その可視化手法について検討を行った.近年、スペクトルに本来含まれる豊富な情報量に着目した計測、圧縮、評価など様々な研究が行なわれており、その中でも、最近各画素がスペクトル情報を持つマルチスペクトル画像が注目されている.しかしながら、こうしたマルチスペクトル画像が持つ情報を可視化するための有効な方法は今のところ存在しない、例えば、各画素や各周波数帯域に着目してスペクトル情報を可視化しても,それは直観的に理解しにくいものとなる.また,RGBの3チャネルから色表現を得た場合は、スペクトル情報を直観的に理解できるが,メタメリズムによって情報を損失する恐れがある.そこで,本研究では情報の損失を抑えつつ,人間にとって直観的に理解しやすい効率的なマルチスペクトル画像の可視化法を提案した.提案法は,各画素のスペクトル情報の相対的な距離関係,すなわち位相関係を保持することで情報の損失を抑え,かつRGB Scaleを基にした色表現を得ることで直観的に理解しやすい可視化を行うものである.位相関係の保持には,SOM(Self-Organizing Map)と呼ばれる学習アルゴリズムを用いた.SOMによって,スペクトル空間上に位相関係を保持するように特徴マップと呼ばれる非線形部分空間を張ることによって,情報の損失を抑えた表現を得ることができる.また,RGB Scaleを基にした色表現を得るために,SOMに対して制約条件を記述したルールを付加した.学習前にRGBに対応する線形部分空間を与え,特徴マップがその空間からあまり離れないような制約条件を用いた.このとき,線形部分空間を等色関数により定義することで,特徴マップからRGB Scaleを基にした色表現を得ることができる.実際に提案法をマルチスペクトル画像に適用し,通常のRGB Scaleによる色表現と比較したところ,提案法ではより明確にスペクトル情報の違いを識別することができることがわかった.来年度は輝度に関する広ダイナミックレンジ画像を対象とした可視化について検討を行う予定である.最近,ますます高性能化が進むデジタルカメラによっても,撮影した画像と実際に我々が眼にする画像の違いは歴然としている.この原因の一つはデバイスの性能限界にあり,撮影されるシーンのダイナミックレンジが広い場合に情報が欠落してしまうことが挙げられる.また,仮にこうした問題を回避して全ての諧調情報を取得出来たとしても,撮影時とCRTを観察する際の観察条件が大きく異なるために,視覚特性が変化し,再現画像と知覚する画像は異なるものとなってしまう.特に自然画像はダイナミックレンジが広く,視覚特性の変化の影響が顕著に現われる場合が多い.そこで本研究ではデジタルカメラを用いた画像再現において,カラーイメージングの重要課題であるWYSWYGの実現を目的とし,特に,広ダイナミックレンジ画像の再現を目指す.まずカメラの撮影パラメータを変化させ撮影した複数画像から,自然画像の輝度情報を余すことなく取得した.さらに,観察条件によって明るさ知覚が変化する点に着目し,シーン内の明るい場所,暗い場所への適応によってコントラスト知覚がどの程度変化するのかを心理物理実験によって計測し,この結果に基づいて輝度補正を行う.最終的に輝度補正した複数画像を多重解像度表現に基づいて統合した.その結果,我々が知覚するような自然な画像再現が可能となった.視覚系においても,様々な視点の画像情報を統合しているのは明らかである.本研究で行った明るさマッチング実験の結果は,統合の際に順応レベルの異なる様々な画像が統合されていることを示唆するものである.現時点ではその詳細は明らかでないものの,多重解像度表現による統合がヒトにとって自然な画像を生成することは十分理由のあることと考える.

現在,提案法はMatlab上でインプリメントされており,688×480のサイズの画像に対して10秒程度の処理時間であった.専用プログラムによれば極めて高速に実行可能であり,自然画像の再現のみならず,顕微鏡写真や医用画像など,広DRが問題となる様々な分野に応用できるものと考えている.