hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
在欧州絵入版本・浮世絵のカタロギング

欧州の5か所の所蔵機関が所蔵する浮世絵・絵入版本のカタログを目標に開始したが、最終的に欧州9か国30機関の作品デジタル化とカタロギングを実施し、大部分の作品は、「ARC浮世絵ポータルDB」「ARC古典籍ポータルDB」にそれぞれ搭載され、許諾を得られた組織については、一般公開を行っている。また、自前のコレクション・オンラインDBを運用している機関は、そこからも本研究の成果が発信されている。対象国は以下の通り。チェコ共和国(3機関)、ギリシャ(1機関)ドイツ(4機関)、イタリア(6機関)、英国(7機関)、ベルギー(1機関)、スイス(6機関)、オランダ(1機関)、アイルランド(1機関)。1,チェコ・ナープルステク博物館、プラハ国立美術館所蔵の浮世絵(ナープルステク)・絵人版本(国立美術館)の調査・デジタル撮影を現地カレル大学院生三名の協力を得て実施し、それぞれ9脳の収蔵資料の調査を終えた。さらに西ボヘミア博物館所蔵浮世絵についても、プラハ国立美術館の斡旋により全収蔵品の撮影が完了した。なお、カレル大学では、全6回にわたる浮世絵・版本資料の研究方法に関するワークショップを実施した。また、データベースへの登載を完了した。2,ギリシャ・コルフ東洋博物館所蔵浮世絵・版本について、セインズベリー日本文化芸術研究所研究員2名、東洋博物館1名の協力を得て、調査・デジタル撮影を実施した。現収蔵品の調査は完了したが、調査機関中、本資料群の旧蔵者の子孫から100年の時を経て追加資料の寄贈があり、次回に持越された。3,ドイツ・ハンブルグ工芸博物館所蔵浮世絵の調査を90%実施し、それに対するデジタル撮影・データ処理も完了した。4,イタリア・サレジオ大学図書館、ヴェネチア東洋美術館、キォッソーネ東洋美術館の版本・浮世絵資料について、ヴェネチア大学研究員1名、院生3名、日本からの補助者2名により実施し、全体のサレジオ大学は70%、後者2件は、全作品のデジタル撮影を完了した。5,英国・ウェールズ国立博物館・大英博物館・スコットランド国立博物館の浮世絵・版本について、それぞれ調査撮影を実施し、ウェールズ・スコットランドは、全作品の撮影を完了した。ヴィクトリア&アルバート博物館の追加撮影分を完了し、全体の完成画像を納品した。6,ベルギー王立歴史美術館、王立図書館の浮世絵の調査・撮影を完了した。7,スイス・バウアーコレクション、ジュネーブ市立博物館浮世絵の調査・撮影を完了した。オランダ・ライデン民族学博物館所蔵浮世絵の撮影を開始し、約60%を完了した。1,2012年度は、予定以上に調査・デジタル化を進められたため、撮影デジタル画像の処理、データ化、データベースへの搭載を一年間を通じて進めた。2,新たに、ドイツ・ベルリン東洋美術館、ドレスデン州立美術館の浮世絵・摺物、イギリス・ケンブリッジ図書館の板本の調査・デジタル化を集中的に実施した。イギリス大英博物館、オランダ・ライデン民族学博物館、チェコ・プラハ国立美術館については、継続調査を実施した。ベルリン、ドレスデン、ライデンに関しては、それぞれ、3週間、2週間、2週間で、収蔵浮世絵・摺物の全収蔵品の調査・デジタル化を完了した。いずれも、古典籍絵入本を大量に収蔵しており、2014年度からの古典籍のデジタル撮影・調査について、打合せを行った。ケンブリッジ図書館については、海外ARCモデルを適用し、日本から博士課程の学生を同行し、現地の院生の協力のもと、撮影可能な板本について、2週間で91点の調査・撮影を行なった。なお、現地調査中に、多くの日本人研究者、ならびにフィッツウィリアム博物館の学芸員の見学があった。3,ケンブリッジ図書館については、日本の和綴本に堅い表紙をつけ、洋装本として収納しており、これをどのようにデジタル化するかについて、現地、ならびにケンブリッジ図書館司書に訪日してもらい、関東関西の数カ所で実態調査・方策を打ち合わせた。4,デジタル化したデータを使ってヴェネチア東洋美術館では、「北斎展」を開催、閲覧システムの構築に協力し、図録において詳細な報告をした。会場では、北斎絵入本の全ページを閲覧可能にするタッチパネル型展示を実施し、また、図録にもDVD書籍閲覧システムを添付した。大英博物館では、本プロジェクトの活動を評価して立命館アート・リサーチセンターと共同開催でシンポジウムを開催。現在のデジタルアーカイブ型調査の学術的な効果について、評価を受けた。1,引続き前年度までの撮影デジタル画像の処理、データ化、データベースへの搭載を一年間を通じて進めた。その内、ギリシャ・コルフ東洋美術館の浮世絵、ローマ・サレジオ大学マレガ文庫の書籍・浮世絵、スイス・ジュネーブ市立歴史美術博物館の浮世絵などは、メタデータの記述も一通り完了した。イタリア・キォッソーネ東洋美術館、チェコ・プラハ国立美術館、イギリス・ケンブリッジ図書館などはデジタル化の継続、メタデータ記述を永進めている。ライデン民族学博物館は、現地若手研究者への技術移転を行い、ARC国際モデルを使ったデジタル化を今年度から開始した。なお、イギリス大英博物館の古典籍については、本年度をもって、すべてのデジタル化が完了した。2,今年度、あらたにニューヨーク・メトロポリタン美術館の古典籍をこのプロジェクトの対象にするよう当該美術館の学芸員からの提案を受け、デジタル化を実施した。現在、このデジタル化画像は、メトロポリタン美術館のコレクションデータベースから既に閲覧できる。3,ケンブリッジ図書館の古典籍の洋装装丁改装については、作品サンプルを日本に移送し、専門業者と方策・手順について打合せを行い、修復のための補助金申請も実施した。4,デジタル化したデータを使ってヴェネチア東洋美術館においては、、「広重展」を開催し、図録にもはDVD書籍閲覧システムを添付した。

また、スイス・ジュネーブ市立歴史美術博物館では、役者絵を展覧会を実施し、図録編集にあたっては、本課題で作成したメタデータを使ってフランス語と英語への翻訳をチューリヒ大学との共同で実現した。5,各所蔵機関がARCのイメージDBを使って一般公開するように提案いる。その第一号として、サレジオ大学マレガ文庫が、ARC浮世絵閲覧システム、古典籍閲覧システムを通じて、一般公開を開始した。平成27年度までの調査を元に、データ整理、WEBデータベース化を引き続き推進した。WEBデータベースが完成した所蔵機関について、一般公開についての協議・契約手続について打合せた。ライデン民族学博物館では、相互リンクによって、日本語メタデータ・解説を本プロジェクが担当、オランダ語・英語のメタデータを、ライデン民博が公開という体制で公開する方向で協議が進んでいる。ニューヨーク公立図書館所蔵品については、Ukiyo-e.orgとのトライアングルリンクについて合意を得ており、メタデータの完成後に一般公開の予定である。その他の組織についても、協議を重ねている。調査・デジタル化を実施した機関は以下の通り。<8月>スイス・リートベルグ博物館絵入版本全135点(252冊)、ニューヨーク公立図書館浮世絵約3200点<3月>イタリア・キォッソーネ美術館浮世絵10点(追加撮影)、イタリア・ローマ東洋美術館浮世絵400点、版本5点、ドイツ・ヘンドリック・リュールコレクション浮世絵約1500点、オランダ・ライデン民族学博物館版本250点なお、研究協力者により同様の方法にて、イギリス・ケンブリッジ大学図書館の版本、ベルギー王立歴史博物館の版本、イギリス・メイドストーン博物館の浮世絵・版本を追加している。また、所蔵機関が本プロジェクトの調査・撮影したデジタル画像を、それぞれのWEBサイトから公開している場合に、画像やオリジナルDBの検索結果にリンクすることで画像を閲覧できるポータルデータベースを開発し、順次一般公開を開始している。海外ではないが、サンプルデータとして、国内では、早稲田大学図書館の古典籍総合データベースの内、約3000点をポータルデータベースに搭載し、外の海外データと合わせて閲覧可能とした。調査を行った組織については、浮世絵・版本の悉皆調査が完成しつつあり、イメージデータベースのへの搭載、メタデータの付与による検索可能状態も急ピッチで進んでいる。平成28年度までの調査箇所の資料について、データ整理、WEB上のイメージデータベース化を行った。WEBデータベースについては、平成28年度中に公開設定に切換えた組織がなかったのは、非常に残念であるが、ライデン民族学博物館は、3月に組織替えがあり、再度、一般公開について、システム部門の責任者と打合せを実施した。また、ニューヨーク公立図書館についても、継続的に協議を重ねている。
「その場」実験マイクロデバイスによるシングルセル・エピジェネティクス解析技術開発

本研究において、我々は個々の細胞から染色体/クロマチンを単離し、エピゲノム解析するための新たな手法を開発した。即ち、顕微鏡下で細胞から染色体/クロマチンを断片化させずに単離し、溶液条件を制御することで染色体/クロマチンを解きほぐしてクロマチンファイバーとし、これを展開して直線状の形態を取らせる事のできるマイクロ流体デバイスを開発した。このマイクロデバイス内では、取り出した染色体/クロマチンに対する免疫蛍光染色が可能となっている。ここで開発した手法は、個々の細胞中のゲノムに対する後天的修飾について直接調べるという1細胞エピゲノム解析への応用が期待される。本研究課題においては、顕微鏡下・マイクロ流体デバイス内で、狙った1個の細胞(シングルセル)からクロマチンファイバーを断片化させずに単離し、解析の空間分解能を上げるために微細操作技術によって展開させた後、「顕微鏡下・その場」で特定の修飾を受けたヒストンの蛍光ラベル及び位置情報取得を行うという、個々のクロマチンファイバーに対するエピジェネティクス解析手法の基盤技術確立を目指し、次いでこの解析手法をマウス繊維芽細胞およびES細胞に適用し、マイクロ流体デバイス内で脱分化/分化刺激を与えた際に細胞に引き起こされるエピジェネティクス情報変化を細胞毎に個別解析する実験を通し、本手法の有用性を実証することを最終目的としている。本年度は、これまで実験に用いてきた分裂酵母スフェロプラストに加え、動物細胞(HeLa細胞)を実験試料として用い、マイクロ流体デバイス内における個々の細胞からの染色体単離技術構築に取り組んだ。このため、より長大な動物細胞由来クロマチンファイバーを単離・操作可能なマイクロ流体デバイスを開発した。また、単離したクロマチンファイバーを個別操作するためのマイクロツールとしては、抗ヒストン抗体を修飾したマイクロビーズを新規に作製した。新規に設計・作製したマイクロ流体デバイス中でHeLa細胞をバーストさせて染色体を露出させ、これを抗ヒストン抗体を修飾したマイクロビーズで捕捉し、搬送する事を達成した。しかしながら、染色体単離の歩留まりが悪く、この問題解決が今後の課題として残された。一方、分裂酵母スフェロプラストからのクロマチンファイバー単離とマイクロツールによる捕捉・搬送・固定と免疫蛍光染色については、複数種の抗体について有効であることが確認できた。これらの結果を纏めた論文を発表すると共に、国際会議や講演会等でも発表を行った。本研究課題においては、顕微鏡下・マイクロ流体デバイス内で、狙った1個の細胞(シングルセル)からクロマチンファイバーを断片化させずに単離し、解析の空間分解能を上げるために微細操作技術によって展開させた後、「顕微鏡下・その場」で特定の修飾を受けたヒストンの蛍光ラベル及び位置情報取得を行うという、個々のクロマチンファイバーに対するエピジェネティクス解析手法の基盤技術を確立することを目的としている。そして、この解析手法をマウス繊維芽細胞およびES細胞に適用し、マイクロ流体デバイス内で脱分化/分化刺激を与えた際に細胞に引き起こされるエピジェネティクス情報変化を細胞毎に個別解析する実験を通し、本手法の有用性を実証することを最終目標としている。本年度は、これまで実験試料として用いていたHeLa細胞に加えマウス繊維芽細胞およびマウスES細胞を対象にし、マイクロ流体デバイス中における染色体単離に取り組んだ。前年度に問題となった、染色体取り出しの歩留まりが悪いという点については、アクチン重合阻害剤であるラトランキュリンの添加と細胞破壊時の界面活性剤の種類・濃度の検討により、HeLa細胞とマウス繊維芽細胞に対しては解決することが出来た。マウスES細胞からの染色体単離については、依然として低い歩留まりのままであった。マイクロ流体デバイス内で単離した染色体は、ヒトの場合46本であり、光駆動・抗体修飾マイクロビーズで個別に扱う作業を容易にするため、染色体を効率良く分散させる技術の必要性が明らかとなった。これらの研究成果は、国内外で開催された学会において発表を行った。本研究課題においては、顕微鏡下・マイクロ流体デバイス内で、狙った1個の細胞からクロマチンファイバーを断片化させずに単離し、解析の空間分解能を上げるために微細操作技術によって展開させた後、「顕微鏡下・その場」で特定の修飾を受けたヒストンの蛍光ラベル及び位置情報取得を行うという、個々のクロマチンファイバーに対するエピジェネティクス解析手法の基盤技術を確立することを目的としている。本年度は、マウス繊維芽細胞を主な対象とし、マイクロ流体デバイス中における染色体単離と、取り出した染色体の搬送・固定・高次構造制御に取り組んだ。マウス繊維芽細胞からの染色体取り出しについては、アクチン重合阻害剤であるラトランキュリンを添加する事に加え、予め、染色体を個別操作できそうな細胞(細胞内で、染色体が分散気味である細胞)を位相差顕微鏡観察により選別してマイクロ流体デバイス内のマイクロポケットに配置するという事を行った。これにより、細胞から染色体を取り出す際に、歩留まり良く個々の染色体を分散させた状態で得る事ができるようになった。マイクロポケット内で得た染色体をマイクロピラーアレイ領域まで搬送し、任意のマイクロピラーへ固定する操作については、これまでに分裂酵母から単離したクロマチンファイバーに対する手法が適用可能である事を実証した。これに引き続き、塩濃度の高い溶液に染色体を曝すことで、染色体に高次構造変化を引き起こさせ、その様子をリアルタイム観察した。染色体周囲の塩濃度を1 Mに上昇させるとセントロメア以外の領域が速やかに解れた。また、個々のクロマチンファイバーに対する、エピジェネティック解析の例として、ヘテロクロマチン結合性タンパク質に対する免疫蛍光染色を行い、クロマチンファイバーに沿って、クロマチンの凝縮が分布しているのと対応して、抗体によって免疫染色した部分の蛍光輝度が高いことが確認された。

本研究において、我々は個々の細胞から染色体/クロマチンを単離し、エピゲノム解析するための新たな手法を開発した。即ち、顕微鏡下で細胞から染色体/クロマチンを断片化させずに単離し、溶液条件を制御することで染色体/クロマチンを解きほぐしてクロマチンファイバーとし、これを展開して直線状の形態を取らせる事のできるマイクロ流体デバイスを開発した。このマイクロデバイス内では、取り出した染色体/クロマチンに対する免疫蛍光染色が可能となっている。ここで開発した手法は、個々の細胞中のゲノムに対する後天的修飾について直接調べるという1細胞エピゲノム解析への応用が期待される。マイクロ流体デバイス内で動物細胞から染色体を単離するためのマイクロ流体デバイス改良を行い、これと並行して単離の際の溶液条件を検討した結果、HeLa細胞(ヒト細胞)やマウス繊維芽細胞において、実験を行うのに十分な歩留まりで染色体を単離することが可能になった。しかしながら、マウスES細胞からの染色体単離については、十分な歩留まりを得る事が出来なかった。27年度が最終年度であるため、記入しない。ナノバイオテクノロジー,ソフトマター物理学今年度の研究により、染色体を効率良く分散させる技術の必要性が明らかとなった。次年度は、マイクロ流体デバイスについて、単離染色体分散化・伸張固定という要素技術の開発に取り組んでいきたいと考えている。この要素技術を、マイクロ流体デバイスの染色体単離部の後段に設置することで、単離した染色体同士が折り重なることを抑止し、効率良く免疫蛍光染色を行う手法を構築したいと考えている。マイクロ流体デバイス内における動物細胞からの染色体単離について、染色体取り出しの歩留まりが悪く、単離染色体の高次構造制御および形態制御について、十分な検討を行う事が出来なかった。染色体取り出しの歩留まり改善策として、単離の際に細胞骨格や核膜裏打ち構造をより積極的に破壊することが挙げられる。そこで、化学的および機械的な処理法についての検討を行う。染色体取り出しの歩留まりが改善するまでの間、単離染色体の高次構造制御および形態制御技術構築については、予めマイクロチューブ内で単離した染色体を実験試料として用いることで、研究を遂行していくことを予定している。
膀胱癌に対する再発予防がんワクチン療法の確立

アポトーシス抑制分子サバイビンを標的とした新規ロングペプチドワクチンを開発し、マウスモデルにおいて従来のMHCクラスI拘束性ショートペプチドワクチンよりも強力な免疫反応を誘導し、抗腫瘍効果が高いことが示された。さらに膀胱化学発癌を予防する効果も認められた。サバイビン2Bペプチドを用いた臨床試験を5例に実施し、解析が完了した4例中1例でエピトープ特異細胞傷害性T細胞を誘導し、2年以上の無再発生存期間を得た。1. MHC class I拘束性ペプチドを用いたワクチンを凌駕する新規がんワクチンの選定:当初はリポソーム内にサバイビン抗原ペプチドを包埋した新規ワクチンを合成し、動物実験にてその有効性を検討していた。しかし従来のペプチドワクチンを大きく上回る抗腫瘍効果を得られず、リポソーム合成業者の操業中止による試薬供給停止があり、別のワクチンを選定することになった。そこでMHC class Iエピトープとclass IIエピトープを含有するロングペプチドワクチンを開発し、実験を開始した。エピトープはヒトとマウスで共通のアミノ酸配列を有するサバイビンCとした。このロングペプチドワクチンは従来のMHC class I拘束性ショートペプチドワクチンと比較して免疫誘導および抗腫瘍効果に優れ、かつ重篤な有害事象は認めていない。2.ワクチンの免疫学的効果を最大限に生かすアジュバントの開発:サバイビンCロングペプチドは不完全フロイントアジュバント(IFA)のみで従来のMHC class I拘束性ペプチドを凌ぐ免疫誘導および抗腫瘍効果を示した。臨床応用を踏まえて安全性を考慮し、現時点ではアジュバント薬剤はIFAのみで研究を進めている。3.選定したワクチンの投与間隔および投与回数の至適プロトコールの決定:サバイビンCロングペプチド+IFAをワクチンとした動物実験を繰り返し、至適投与間隔と投与回数を明らかにした。4.基礎研究結果をもとにした臨床第I相試験の実施と安全性と免疫反応および再発予防効果の検討:現在ロングペプチドとMHCclass I拘束性ショートペプチドを組み合わせたワクチン投与法の動物実験を行っている。この結果をもとに臨床第I相試験への準備を開始する予定である。1. MHC class I拘束性ペプチドを用いたワクチンを凌駕する新規がんワクチンの選定:MHC class Iエピトープとclass IIエピトープを含有するロングペプチドワクチンを開発し、実験を開始した。4.基礎研究結果をもとにした臨床第I相試験の実施と安全性と免疫反応および再発予防効果の検討:ロングペプチドとMHC class I拘束性ショートペプチドを組み合わせたワクチン投与法の動物実験を行い、両者の併用療法がもっとも強力な免疫および抗腫瘍効果を誘導することを明らかにした。また既にサバイビン・ショートペプチドワクチンに関しては、再発予防目的とした臨床試験を開始し、現在までに5名に対して投与を行った。2例でエピトープ特異的な免疫誘導が認められ、1例で24ヶ月の無再発期間が得られた。特記すべき有害事象は認められなかった。1)基礎実験樹状細胞などのプロフェッショナル抗原提示細胞に効率的に取り込ませ、抗原提示させることによる免疫増強効果を誘導しうる新規がんワクチンとして、oligomannose liposome(OML)に着目した。OMLはマンノース受容体を介して抗原提示細胞に取り込まれ、OML包埋ペプチドワクチンは高い細胞傷害性Tリンパ球(CTL)誘導効果を示す。そこでsurvivin 2Bペプチドを封入したOMLを合成し、基礎実験を行った。HLA-A*2402/KbTgマウスにsurvivin 2B遺伝子導入腫瘍細胞を移植し、OML-survivin 2Bワクチンを接種したところ、survivin 2Bペプチド単独群と比較して、有意に腫瘍増殖抑制効果を認めた。しかし、本ワクチンを合成する企業の移転に伴い、ワクチンの供給が中止され、実験計画の変更を余儀なくされた。そこで、survivinのMHC class I拘束性ペプチドとMHCclass II拘束性ペプチドを併せ持つlong peptideを開発し、マウスでの免疫反応誘導効果を検証する実験を開始した。平成24年度はこのlong peptideによるエピトープ特異的免疫反応の検証と、腫瘍予防効果を検討する予定である。

2)臨床試験再発性の筋層非浸潤性膀胱癌で、BCGなどの膀胱内注入療法による再発効果が認められなかった患者に対する、survivin 2Bペプチドワクチン再発予防療法の臨床第I/II相試験を開始した。現在までに4名の患者が登録され、うち3名で免疫反応が解析された。3例中1例でsurvivin特異的CTLが誘導され、再発なく経過中である。平成24年度も症例登録を進めていく予定である。サバイビンCを標的としたロングペプチドワクチンを合成し、これを用いたがんワクチンの至適プロトコールがほぼ確立したため。ただし免疫学的データの裏付けや、臨床試験実施に向けての準備が必要であり、次年度も活発な研究活動が必要な状況である。1)基礎実験OMLが提供中止になったことにより、治療計画の変更を余儀なくされ、新規にlong peptideを用いた基礎実験を始めることになった。このため、現時点ではsurvivin long peptideによる免疫反応の誘導や腫瘍抑制効果に関する結果が出ておらず、当初の計画より遅れていることは否めない。しかしlong peptideは安定供給可能であり、平成24年度中には実験系を確立し、至適プロトコールの決定を見込んでいる。2)臨床試験既に症例登録および治療を開始しており、予定通りの達成度と考えられる。1.サバイビンCロングペプチドによるがんワクチンの動物実験を完遂する。具体的には、腫瘍移植モデルにおける抗腫瘍効果の再現性の確認、エピトープ特異的CD8+ T細胞やCD4+メモリーT細胞の持続性に関する検討、ロングペプチドとショートペプチドを組み合わせたプロトコールの検討、などが挙げられる。2.上記の動物実験結果を基に、臨床第I相試験に向けた準備を行う。Survivin long peptideの基礎実験を進める。既存のMHC class I拘束性survivin short peptideを凌ぐ免疫学的/抗腫瘍効果が得られた場合は問題ないが、予想を下回る効果の場合は、CpGやPolyI:CなどのToll like receptorリガンドによるアジュバントの併用を考慮する。臨床試験は引き続き症例登録を推進する。マウス購入および飼育費、ワクチン合成費、不完全フロイントアジュバント購入費、腫瘍移植実験に関わる試薬費、免疫学的解析に関わる試薬費、研究成果の学会発表に関わる費用今年度残額が生じた経緯は、リポソームワクチン合成費用を計上していたが業者の事情により発注できずに終わったこと、研究の中間経過を学会発表する予定であったが見合わせたこと、などによる。基礎研究:ワクチン合成費用、免疫学的モニタリングに関わる試薬費、マウス費用臨床試験:ワクチン購入費用
農業害虫の超音波音圧単位の検討

ヤガ類は、コウモリのエコーロケーション音を認識し、音源から遠ざかる回避行動をとる。この行動を誘発する効果的なパルスパターンを探索するために、蛾類の聴覚特性を調べた。蛾は、20kHz40kHzの周波数帯の音によく反応し、また特定のパルス長やパルス頻度の音によく反応した。パルス長とパルス頻度の積として表わされる値に注目した。その値がある一定の値のとき、回避行動を誘発することが示唆された。本研究は、昆虫の超音波反応性を調べることにより、昆虫の聴覚における感覚世界の理解を深めて、昆虫の聴覚特性に合う音量単位を検討することを目的にしている。25年度の研究計画は、ノシメマダラメイガの超音波反応特性の測定、および前年度のヨトウガの聴覚特性を知るための超音波反応特性の測定の補充実験を予定していた。まず、ノシメマダラメイガなどの飼育に関して温度勾配恒温器を導入することで、生育期間を調節できるようにして、飼育環境を良好にすることから始めた。温度勾配恒温器は乾燥に注意することが必要であったが、ノシメマダラメイガ、オオタバコガの生育期間を短縮または延長することで成虫の羽化を同調させるなど、飼育の労力を減らすことができた。ノシメマダラメイガの超音波反応性については、反応は見られるが、雄蛾のフェロモン誘引性、雌蛾の米ぬか誘引性に対して、超音波パルスの存在による忌避行動を誘発する傾向は限定的であった。ヨトウガでみられた、特定のパルス長・パルス頻度に対して反応閾値が低い現象、さらに慣れの現象が、胸部神経節ではなく、胸部縦連合を通って脳に送られ、そこで認識されていることがわかった。また、脳・食道下神経節を切除した個体でも、超音波反応が見られたことから、胸部神経節内にも超音波反射の神経回路があることが示唆された。このことから音響感覚の特性を、脳・食道下神経節と、胸部神経節に分けて検討することが必要となってきた。次年度、この視点で研究を進め、まとめて行きたい。当研究室は、果樹園に飛来し吸汁加害をするヤガ類を、果樹園に寄せ付けない超音波のパルスパターンを見いだし、さらに幼虫が食害を及ぼす蛾類についても超音波によって被害を少なくできることを明らかにしてきた。その研究過程で、昆虫の聴覚の判定に用いる音量の単位、デシベルが適当であるのかという視点に基づき、本研究では昆虫の聴覚の感覚世界の理解を進め、昆虫の聴覚特性に合う音量単位を検討することを目的とした。24年度の研究計画は、ヨトウガを用いた2つの超音波パルス間隔と反応閾値、パルス長と反応閾値、パルス頻度と反応閾値、慣れ抑制のための複合パターンの有効時間等を調べる予定であった。このために、まず刺激音を出す圧電素子に種々の9ボルト電圧を与える電気刺激装置の導入、音量測定のためのマイクロホン・アンプシステムの構築等を進めてきた。この中で、マイクロホン・アンプシステムにノイズの混入する問題が起こったため、この調整に時間がかかった。原因は、予算の都合でアンプの規格を変更せざるを得なかったこと等が考えられる。そのような中で一部の測定の実施をしたが、ヨトウガの聴覚特性を明らかにするところまでは、まだ至っていない。当面の材料としている、ヨトウガ、ノシメマダラメイガの研究室内での継代飼育は、飼育補助者を使うことで順調に継続できている。超音波音源の複数のシステム系を準備することができ、音量測定のための装置および材料昆虫の準備ができていることから、当初の実験予定は次年度中には遂行できると思われる。本研究は、昆虫の超音波反応性を調べることにより昆虫の聴覚世界への理解を深め、昆虫の聴覚特性を反映させた音量単位を検討することを目的としている。今年度は、ヨトウガで見られた超音波反応特性が作られる過程を明らかにするため、鼓膜器官から胸部神経節を経て食道下神経節・脳に至る音響情報伝達経路に沿って、それぞれの部位で超音波刺激に対応して記録される神経応答を調べた。胸部神経節内の神経応答に、音刺激のパルス長を変えると音刺激の開始からインパルスまでの遅延時間が変わる記録例があったり、前胸神経節内から音刺激のパルス長を変えるとインパルストレインが変化する記録が取れたりした。このことは、胸部神経節内での音響情報伝達経路中で、すでに音響パルス長に対する識別がされていることが示唆された。本研究の目的は、蛾類の聴覚特性を調べ、その仕組みを明らかにすることにある。ヤガ類はコウモリの発するエコーロケーション音を受容し音源から遠ざかる回避行動をとるが、この行動を誘発する効果的なパルスパターンを探索することが、農業害虫の防除法の開発につながる。ところが、コウモリは種ごとに異なるエコーロケーション音を出しており、種ごとに違うパルスパターンをどのような方法でヤガ類は認識しているか、解明する必要があった。最終年度では、特に蛾類が音を認識する時間幅がどのようになっているかに注目した。たとえば、パルス長5msecの音を10Hzで出した時と、パルス長100msecの音を0.5Hzで出した時、同様の反応閾値を示した。この仕組みは、これまでの成果である音を受容した後、その情報が胸部神経節から脳に送られる過程で、パルス長の長さによって興奮の起こるタイミングを変えるなどの情報処理過程を通して反応特性が作られていることが示唆された。

コウモリの種ごとに異なるエコーロケーション音に対して反応できたり、パルス長1msecの短いパルス音にも、パルス長100msec付近のパルス音にも反応できたりするのは、パルス長とパルス頻度の積として表す占有率が、ある一定の値に近いところで回避行動を誘発するという仕組みを考えることで理解することができる。蛾類の聴覚世界は、2秒くらいまでの時間幅内の積算で音を認識していることが示唆された。蛾類の防除装置を開発する場合に、電気回路設計上の制約の中で有効なパルスパターンを考えることになるが、ある占有率の範囲内でパルスパターンを選べることを提案することができた。ヤガ類は、コウモリのエコーロケーション音を認識し、音源から遠ざかる回避行動をとる。この行動を誘発する効果的なパルスパターンを探索するために、蛾類の聴覚特性を調べた。蛾は、20kHz40kHzの周波数帯の音によく反応し、また特定のパルス長やパルス頻度の音によく反応した。パルス長とパルス頻度の積として表わされる値に注目した。その値がある一定の値のとき、回避行動を誘発することが示唆された。ヨトウガを飼育していた恒温器2台が不調となっていたが、ともに冷却系に異常がみられ、メーカーから修理不能との連絡があり、恒温器2台を廃棄することになった。それにより夏季からヨトウガの飼育が予定どおりに進まなくなり、予定していた実験が十分にできなかった。神経行動学昆虫飼育用に恒温器を新規購入することができた。これに伴い飼育の温度管理ができたことで、ヨトウガの産卵も順調にみられ、材料供給の問題は解決できた。ヨトウガの音響情報伝達経路中の神経応答の記録例数を増やしていくことで、ヨトウガをモデル材料とした昆虫の聴覚世界を理解する試み、具体的には音響刺激のパターンの違いをどのように認識しているかという課題の解答に近づけると考えている。またヨトウガ以外の蛾類における音刺激応答性の比較も行い、昆虫の音響認識の特性を最終報告する予定である。夏以降、ヨトウガの受精卵が得にくくなった(特に雄に問題が発生したと思われる)。11月以降にヨトウガの飼育系は復活させたが、原因は飼育していた大型の恒温器2台の冷却装置の不調により、飼育環境温度が高くなったことが考えられる。材料供給の問題から、実験がやや遅れている。今回導入したマイクロホン・アンプシステムで細かな音量を測定をしようとしたとき、ノイズが混入することが起こったため、この調整に時間がかかった。予算の都合でアンプの規格を変更せざるを得なかったことが原因と思われたが、他のアンプを使うことで、音量測定システム構築することができた。そのような中で一部の測定の実施をしたが、ヨトウガの聴覚特性を明らかにするところまでは、まだ至っていないため、やや遅れているという点検結果となった。夏以降、恒温器の不具合からヨトウガの受精卵が得にくくなり、飼育補助を見送った。新たに恒温器が導入できたのが1月中旬であり、時期的に実験補助者を動員することが困難となり、次年度に使用することにした。また成果が中途半端な状況であったため、成果発表のための旅費も次年度に使用することにした。ヨトウガでの神経応答の測定方法も整っているので、脳・食道下神経節と胸部神経節を結ぶ胸部縦連合部域で神経応答を測定することと、頭部を切除した個体での胸部神経節の入出力での応答性に分けて測定をし直して、それぞれの音響に対する反応特性をまとめていく。
格子問題を解く量子アルゴリズムの耐量子暗号と量子人工知能への応用

研究課題1「格子暗号の解読方法の研究」、および研究課題2「DNNの学習に関する研究」それぞれについて、2018年度(平成30年度)の研究進捗は以下の通りだった。研究課題1に関しては、2017年度に発表した格子問題を解く量子アルゴリズムとは別の、量子コンピュータ上で実行しやすい量子アルゴリズムを新たに開発し、2019年3月15日に国内で特許出願した。また、この特許と、2017年度に出願済みの国内特許を合わせて、2018年10月23日にアメリカに国際特許出願した。並行して、格子暗号に関するベンチマーク問題(TU Darmstadt Lattice Challenge, https://www.latticechallenge.org/)の解決済み問題に対して、上記量子アルゴリズムのシミュレーション実験を行い、正しい答えが得られることを確認した。この研究成果を、2019年3月18-20日に内閣府、科学技術振興機構(JST)、革新的研究開発推進プログラム(ImPACT)、およびNTTが主催してNTT厚木研究開発センタで開催された国際会議Coherent Network Computing(CNC2019)で発表した。研究課題2に関しては、研究課題1で開発した量子アルゴリズムの深層ニューラルネットワークの教師あり学習に応用するアルゴリズムを開発し、2018年11月に東京大学駒場リサーチキャンパスで開催された第39回量子情報技術研究会(QIT39)で発表した。また、本学習アルゴリズムを、前述の国内特許と国際特許の一部として出願した。さらに、研究課題1で開発した量子アルゴリズムを、革新的研究開発推進プログラム(ImPACT)で開発されたQNN(量子ニューラルネットワーク)上に実装し、簡単な格子問題を解くことに成功した(未発表)。2017年度(平成29年度)に提出した実施状況報告書の項目8「今後の研究の推進方策」において、研究課題1に関する2018年度(平成30年度)の目標として「特定条件下での格子暗号の解読アルゴリズムの国際特許出願」「特定条件下での格子暗号の解読アルゴリズムに関する論文の国際会議への投稿」の2点を掲げ、TU Darmstadt Lattice Challengeの未解決問題への挑戦を、目標を達成するための方策としていた。一方、研究課題1に関する2018年度(平成30年度)の主な研究成果は、「解読アルゴリズムに関する国内特許および国際特許の出願」、および「解読アルゴリズムの古典コンピュータ上でのシミュレーション実験の国際会議での発表」である。目標として掲げた2項目を両方とも達成しており、研究進捗はおおむね順調だったと判断できる。また、2017年度(平成29年度)に提出した実施状況報告書の同項目における、研究課題2に関する2018年度(平成30年度)の目標は、「研究課題1で提案した量子アルゴリズムのQNN(量子ニューラルネットワーク)上での実装準備」だった。一方、研究課題2に関する2018年度(平成30年度)の主な研究成果は、「学習アルゴリズムに関する国内特許および国際特許の出願」、「学習アルゴリズムの国内研究会での発表」、「量子アルゴリズムのQNN上での実装」の3点である。未発表ではあるが、簡単な格子問題を解くことにも成功しており、研究課題2に関しても本年度の目標をほぼ達成したと考えてよい。研究課題1に関する2019年度(令和元年度)の目標を、「開発した量子アルゴリズムを用いたTU Darmstadt Lattice Challengeの未解決問題の解決」および「同成果をまとめた論文の海外雑誌への投稿」とする。目標達成の方策として、2018年度(平成30年度)に実施した、QNN上で実装した量子アルゴリズムを利用する。TU Darmstadt Lattice Challengeの未解決問題は、これまでどんな古典アルゴリズムを用いても古典コンピュータで解けなかった問題である。解決に成功すればQNNの古典コンピュータに対する超越性が主張でき、学術的な意義は非常に大きい。研究課題2に関する2019年度(令和元年度)の目標を、「開発した量子アルゴリズムを用いた深層ニューラルネットワークの学習システムの構築」とする。目標達成の方策として、QNN上で実装した量子アルゴリズムを深層ニューラルネットワークの学習システムに拡張し、簡単な学習実験を行うことにより、学習システムの有効性を実証する。研究課題1「格子暗号の解読方法の研究」、および研究課題2「DNNの学習に関する研究」それぞれについて、2017年度(平成29年度)の研究進捗は以下のとおりだった。研究課題1に関しては、2017年5月29日に立命館大学朱雀キャンパスで開催された第36回量子情報技術研究会(電子情報通信学会)にて、「格子問題を解く量子アルゴリズムについて」とのタイトルで発表を行い、特定の条件下で格子問題を効率的に解く量子アルゴリズムを示した上で、量子コンピュータを用いても解読不可能とされる格子暗号の安全性は、実際には疑わしいと結論した。2017年10月6日に開催された量子ICTフォーラムでも、同様の内容を発表した。この量子アルゴリズムを代表的な格子暗号として知られるLWE暗号の解読に応用し、特定の条件下でLWE暗号を解読する量子アルゴリズムを開発した。この結果を、2017年11月16日に埼玉大学で開催された第37回量子情報技術研究会(電子情報通信学会)にて、「格子暗号の安全性について」というタイトルで発表した。また、開発した量子アルゴリズムを、2017年10月23日に国内で特許出願した。その後、国際特許出願のため、国内特許の拡充と古典コンピュータを用いた実験データの取得を行った。研究課題2に関して、研究課題

1で提案した量子アルゴリズムを、科研費を用いて購入したGPU計算機(DELL PowerEdge R730)上に実装し、実験データを取得した。また、この量子アルゴリズムを、革新的研究開発推進プログラム(ImPACT)で開発されたQNN上(量子ニューラルネットワーク)上で実装するための準備を行った。研究計画では、研究課題1に関して、2017年度(平成29年度)と2018年度(平成30年度)に特定条件下での格子暗号の解読を目標としていた。2017年度の主な研究実績は「特定条件下での格子問題を解く量子アルゴリズムの発表」、「その量子アルゴリズムのLWE暗号解読への応用」、および「解読アルゴリズムに関する特許の出願」の3点であり、おおむね目標を達成したと考えられる。研究計画では、研究課題2に関して、2017年度後半から研究を開始し、2018年度末までに量子コンピュータを用いたDNN学習の高速化に関する理論提案を行うことを目標としていた。2017年度の主な研究実績は「古典コンピュータ上での量子アルゴリズムのシミュレーション実装」である。研究計画で目標としていた理論提案とは異なるが、理論提案後に行う予定だったシミュレーションの実装を、着想を得るために前倒しで実施したと考えれば、おおむね目標どおりに進捗したと思ってよい。研究課題1「格子暗号の解読方法の研究」、および研究課題2「DNNの学習に関する研究」それぞれについて、2018年度(平成30年度)の研究進捗は以下の通りだった。研究課題1に関しては、2017年度に発表した格子問題を解く量子アルゴリズムとは別の、量子コンピュータ上で実行しやすい量子アルゴリズムを新たに開発し、2019年3月15日に国内で特許出願した。また、この特許と、2017年度に出願済みの国内特許を合わせて、2018年10月23日にアメリカに国際特許出願した。並行して、格子暗号に関するベンチマーク問題(TU Darmstadt Lattice Challenge, https://www.latticechallenge.org/)の解決済み問題に対して、上記量子アルゴリズムのシミュレーション実験を行い、正しい答えが得られることを確認した。この研究成果を、2019年3月18-20日に内閣府、科学技術振興機構(JST)、革新的研究開発推進プログラム(ImPACT)、およびNTTが主催してNTT厚木研究開発センタで開催された国際会議Coherent Network Computing(CNC2019)で発表した。研究課題2に関しては、研究課題1で開発した量子アルゴリズムの深層ニューラルネットワークの教師あり学習に応用するアルゴリズムを開発し、2018年11月に東京大学駒場リサーチキャンパスで開催された第39回量子情報技術研究会(QIT39)で発表した。また、本学習アルゴリズムを、前述の国内特許と国際特許の一部として出願した。
スカンジウム酸素タングステン陰極の原子レベル高温キャラクタリゼーションと実用化

本研究の目的は,Sc-O/W(100)表面に対して高温表面キャラクタリゼーションを行うことで,Sc-O/W(100)表面上で起きるSc-O複合体の拡散及び表面偏析のカイネティクスを解明し,その知見をもとにSc-O/W(100)陰極実用化への提案を行うことでる.本年度の成果は以下の3点である.1.Sc-O/W(100)陰極の特性を大きく左右するSc-O/W(100)陰極表面の仕事関数を高温において計測するために,Sc-O/W(100)表面が形成されるW(100)ディスク試料が搭載されているホルダーの改良及び,測定条件の最適化を行った.その結果仕事関数の低い表面において,多量に放出される熱電子の影響を受ない仕事関数測定に成功した.高温仕事関数測定により,Sc-O/W(100)表面ではW(100)表面上でScO電気双極子が形成することで仕事関数が低下していることを明らかとした.2.前年度に試作したマイクロチャネルプレート(MCP)を搭載したMCP-LEED装置を用いることで,1900Kと非常に高い温度においてもLEEDスポットを観察することに成功し,高温LEED観察が行えることを確認した.MCP-LEED装置を用いて,高温におけるSc-O/W(100)表面の相転移中のLEEDパターンを観察し,前年度に明らかにした反応過程と同期して表面構造が変わり,その結果仕事関数が変化していること明らかとした.3.オージェ電子分光法,低速電子回折,仕事関数測定を用いた高温表面キャラクタリゼーションから得られた知見をもとに,Sc-O/W(100)表面で起きる表面現象を解明した.さらに得られた知見からSc-O/W(100)陰極実用化のためには,陰極動作温度と動作環境(真空度)が重要であり,1700Kでの前処理加熱後,超高真空中1500Kでの動作が最適な動作条件であることを明らかとした.本研究の目的は,高温においてSc-O/W(100)表面で起きているダイナミクスを原子レベル高温表面キャラクタリゼーションにより解明し,その知見をもとにSc-O/W(100)陰極を実用化することを目的とする.本年度の成果は以下の3点である.1.1700Kでのオージェ電子分光法(AES),低速電子回折(LEED)及び仕事関数測定による表面キャラクタリゼーションの実現に向けてまず,輻射光・熱電子の放出量を抑えるため試料サイズを小さくし効率よく試料を加熱できる試料ホルダーを試作した.輻射光・熱電子の低減量は現在評価中である.2.試作した試料ホルダーを用いて,15001700K中で(2×1)-(1×2)-と(1×1)-Sc-O/W(100)表面の間で起きる相転移において高温その場オージェ測定を行った.このことより,(1×1)から(2×1)-(1×2)表面への変化の際は,1500K中で酸素を暴露することにより表面に存在しているSc原子がSc_2O_3まで酸化された後,Sc-O複合体としてW(100)バルク内へ拡散していき,表面に残存しているSc原子はSc_2O_3であることを明らかとした.また(2×1)-(1×2)から(1×1)表面への変化の際は,W(100)バルク内に拡散しているSc-O複合体が表面へ偏析していくと共に,余分なSc-O複合体が脱離し,(1×1)に再配列することで仕事関数の低い(1×1)表面が形成していることを明らかとした.3.高温におけるLEED観察のためのマルチチャネルプレート(MCP)を搭載したLEED装置(MCP-LEED)の試作において,市販のLEED装置にMCPを搭載した.またMCP-LEED装置用の外部電源を作成した.本研究の目的は,Sc-O/W(100)表面に対して高温表面キャラクタリゼーションを行うことで,Sc-O/W(100)表面上で起きるSc-O複合体の拡散及び表面偏析のカイネティクスを解明し,その知見をもとにSc-O/W(100)陰極実用化への提案を行うことでる.本年度の成果は以下の3点である.1.Sc-O/W(100)陰極の特性を大きく左右するSc-O/W(100)陰極表面の仕事関数を高温において計測するために,Sc-O/W(100)表面が形成されるW(100)ディスク試料が搭載されているホルダーの改良及び,測定条件の最適化を行った.その結果仕事関数の低い表面において,多量に放出される熱電子の影響を受ない仕事関数測定に成功した.高温仕事関数測定により,Sc-O/W(100)表面ではW(100)表面上でScO電気双極子が形成することで仕事関数が低下していることを明らかとした.2.前年度に試作したマイクロチャネルプレート(MCP)を搭載したMCP-LEED装置を用いることで,1900Kと非常に高い温度においてもLEEDスポットを観察することに成功し,高温LEED観察が行えることを確認した.MCP-LEED装置を用いて,高温におけるSc-O/W(100)表面の相転移中のLEEDパターンを観察し,前年度に明らかにした反応過程と同期して表面構造が変わり,その結果仕事関数が変化していること明らかとした.

3.オージェ電子分光法,低速電子回折,仕事関数測定を用いた高温表面キャラクタリゼーションから得られた知見をもとに,Sc-O/W(100)表面で起きる表面現象を解明した.さらに得られた知見からSc-O/W(100)陰極実用化のためには,陰極動作温度と動作環境(真空度)が重要であり,1700Kでの前処理加熱後,超高真空中1500Kでの動作が最適な動作条件であることを明らかとした.
幼児の成育環境が運動能力に与える影響に関する研究

本研究は、建築環境学と体育学の観点から、体力運動能力の低下が危惧されている現代のこどもについて、環境の異なる保育所や幼稚園に園児の体力運動能力とその生育環境に相関関係を明らかにすることを目的とした6項目からなる調査を実施した。本研究を通して、保育所・幼稚園の保育形態や施設構造など環境的要素や立地している地域の環境などからの影響によってこどもの体力運動能力に違いが生じていることが分かった。このことから望ましい成育環境が備えるべき要因を抽出し、指摘した。昨年度の研究に加えて、過去に検査を行った園の記録も比較し、各競技の「学年間の記録の伸び率」からみた分類を行った。その結果、体力調査と同様に伸び率においてもバランス能力、筋持久力を使用した競技のみに差異が認められた。つまり幼児期においてバランス能力、筋持久力の能力を向上させる建築的要素が重要である事が推測できる。また、大半の競技で4歳児から5歳児への伸び率よりも、3歳児から4歳児への伸び率の方が、記録が高くなったことから、3歳児の成長に合わせた環境、さらに、5歳児まで遊びに飽きさせず環境が絶えず変化する建築環境が重要であると推測できた。検査項目のうち、体力調査における片足連続跳びの競技の成績に大きな差異が認められた。この競技の記録が、生活環境または、施設環境のどちらの影響から生じているのか、分析を行った結果、立体的地形環境の影響が大きいと考えられる3つの施設が施設内の環境による影響が大きい、この3園の特徴として、立体的地形に富んだ環境とと園外活動があげられる。このように、各競技から成長、筋肉の動き、遊び内容、生活環境から、各園の特徴を把握、改善し、十分に考慮し建築内外の環境を形成することが重要である。研究結果から各園の環境とプログラムが密接にこどもの体力と関わってくるのではないかと考える。また以下の点がこども体力向上の重要な要素ではないかと考える。i.地形的環境:園舎・園庭を含めての立体的環境ii.オープンスペース型:全年齢の園児が同じ場所で過ごす環境iii.園庭密度:こどもが十分にあそべる園庭密度および環境iv.プログラム:一斉保育と自由保育のバランスの良い割合v.回遊性:園舎・園庭を回遊できる様な環境また、運動量を上げている殆どの時間は自由時間であることが分かった。自由時間のあそびがこども達の運動量に大きく関わっている事から、時間、空間、内容、人数の4要素が全て絡み合いながら相互に影響し合うことで運動量の増加につながる。空間が立体化することで、人数を巻き込み内容が複雑化するなど、この4要素を考えながら保育施設の建築内外の環境を形成する必要があるという事が分かった。本研究を通して、数量・活動量を増加させている時間は自由保育時における活動だと分かった。また、自由時間において体力運動能力向上に必要な時間・空間・内容・人数の4要素が上手く絡み合うことでこどものあそびの運動量に変化をもたらすことができると考えられる。また、上記の4要素をふまえ、幼稚園・保育所の施設において空間構成を行う際に次の12項目が重要であると考える。バランス能力、筋持久力の能力を向上させる建築的要素が成長に差異を生むこと。各学年の成長に合わせた環境、並びに遊びが飽きず、変化する環境。園外の周辺環境の特性を使用した保育と園舎計画。立体的地形または立体的な動きを要す装置を利用した空間と保育。回遊性、循環機能がある園庭・園舎。多種多様な遊具の設置による運動能力増加、あそび内容、人数の変化。活動内容による運動時間の強弱。園舎または教室と園庭の接続方法、上下足の履き替え場の違いが体力運動能力の向上の差異に影響している。園庭の端部または境界部に集団が集中し遊びが発生する。平坦な園庭で、歩数量、活動量を増加させるのはかけっこの様な動作である。園での活動が降園後の生活環境に影響している。生活環境によって体力運動能力に差異が生じる。上肢、バランス能力の向上に繋がる建築的要素。自由保育時における遊具間の移動による遊びの持続。以上のことから、保育所・幼稚園の保育形態や施設構造など環境的要素や立地している地域の環境などからの影響によってこどもの体力運動能力に違いが生じていることが分かった。子ども学(子ども環境学)予想では保育施設内の各年代の成長の差である「学年間記録の伸び率」からこどもの体力・運動能力の向上に有効な要素を抽出する事で建築的空間要素を考察することが出来ると予想されたが、実際に調査を行ったところ、これを証明できるまでの調査結果が得られなかった。

これは、比較対象が個人ではなく各年齢ごとの比較に留まってしまったからであり、個人の成長の度合いを検査する必要があると考えられる。平成2223年度の仙田満(国士舘大学客員教授)の調査データと本年度行った調査と併せて比較・検討したところ、幼稚園・保育園のこどもの運動量向上に於いての立体的地形の優位性や、自由時間に於ける時間・空間・内容・人数のバランスが運動能力向上に大きく関係している事が分かった。また、保育園・幼稚園の構造に回遊性の有無によって運動能力の向上に関係している事が分かった。各検査項目の総合的な評価を行い、各検査項目の相対的な関係や有効な体力・運動能力向上に有効な要素の抽出を行うとともに、各保育施設の個人の成長の度合いを2013年度行った施設に対し再度調査を行うことで、既存の研究データの精度の向上を図る。前年度までの調査データにおいては、調査対象の幼稚園・保育園は、首都圏近郊または地方に立地しているところを選定し、おもに立体的地形環境や園舎構造の比較によって運動量を測定していた。加えて運動量向上の為に必要な園舎・園庭の規模が大きい事や、規模は大きくなくても運動量向上を狙った仕組みなどを取り入れた施設などをあらかじめ絞って選定していた。この事によって運動量向上に必要な要素を抽出する事が出来た。今後は、前年度までのデータの補完する為に同一の条件の幼稚園・保育園の調査を行う事と新たに、園庭の無い、または規模が小さかったり、都市部の中に立地する様な一般的にはこどもの成育環境に適していないといわれている幼稚園・保育園を選定基準とし、運動量に変化があるのか、またどのような要因で変化が生じたのかなどを調査・研究する。調査対象である幼保施設との調査日程との日程が合わず、当初の計画していた調査数よりも下回ってしまった。昨年度調査できなかった対象の施設への調査を再度依頼するとともに、昨年度調査を行った施設のこどもの成長度合いを調査する為に使用する予定である。幼保園の調査日程の都合が合わず、当初計画していたよりも少ない調査数であった為に助成金が余ってしまった。よって次年度の研究費の使用計画は、調査機材の修理補充及び実地調査においての旅費に使用する予定である。
iPS細胞樹立過程には組織ごとの特異的な指向性があるのか

初期化4因子(Oct3/4、Sox2、Klf4、Myc)を体細胞に遺伝子導入することで、分化の逆戻りともいえる人工多能性幹細胞(iPS細胞)の樹立が可能になった。しかし、iPS細胞樹立過程が単に分化過程の逆戻りかどうかは明らかにされていない。分化過程は組織ごとに特異性があり、iPS細胞樹立経路が単に分化過程の逆戻りであれば組織指向性が維持されている可能性がある。本研究では、組織特異的な組織幹細胞に焦点をあてることで、iPS細胞樹立過程における組織指向性の有無を明らかにすることを目的とした。対象臓器は毛包細胞とした。まず、毛包細胞からのiPS細胞樹立を試みた。レトロウイルスによって毛包細胞に初期化因子を遺伝子導入させたところ、iPS細胞樹立が可能であった。しかし、その効率は非常に低く、感染効率改善のための条件検討に時間を要した。次に、毛包細胞からのiPS細胞樹立過程と毛包幹細胞ステージの関係を検討した。毛包細胞からのiPS細胞樹立過程において、mRNAおよびタンパク質レベルで毛包幹細胞マーカーの一過性の上昇が認められた。さらに、lineage tracing解析の結果、毛包からのiPS細胞樹立過程において、毛包幹細胞ステージを通過してiPS細胞様コロニーになる集団が認められた。以上から、組織特異的な幹細胞ステージを通過しながらiPS細胞樹立経路を辿る細胞が存在することが明らかとなった。組織幹細胞とiPS細胞樹立経路の新たな関係性を示唆する結果だと考えられる。翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。