hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
経済時系列における高次モーメント長期従属性の研究

当該研究期間の研究において、経済時系列データにおける高次モーメントの従属特性の統計的推測を実行するために必要とされる理論的枠組みを構築した。また数値計算のための、アルゴリズムを開発した。開発した接近法は、対象時系列とその二乗系列から構成される多変量時系列にたいして2次定常過程の統計的推測理論を適用するものである。この方法により、時系列の2,3,4次の時間的従属性をモデル化することが可能となる。長期従属性をモデル化するためには、時系列の周波数表現にもとづくWhittle尤度関数を用いた。またWhittle尤度関数にもとづく漸近的統計的推定・検定理論を修正して適用した。非定常長期従属多変量過程にたいしては、Johansen誤差修正モデルを拡張した分数共和分モデルと、その性質を考察した。この接近法により、これまでの単位根過程の漸近理論を拡張した。とくに、分数ブラウン運動の関数中心極限定理を導出し、それにもとづく共和分ランクのWhittle尤度比検定の漸近的分布を導出することができた。実データへの適用にかんしては、東北大学シナジー・センターのSX-4/128H4を用いて大規模なコンピュータ・シミュレーションを実行して、Whittle尤度関数にもとづく共和分ARMA推定・検定の小標本数での効率性を調査しつつ、数値的に実行可能なアルゴリズムを開発した。高次モーメントにおける従属性は、対象となる時系列の非ガウス性と密接に関連するが、当該研究期間の研究においてはさらに、この非ガウス性の除去を目的として、従来のBox-Cox法を修正した非線形データ変換法(修正Box-Cox法)を開発し、そのWhittle尤度にもとづく推定・検定の漸近理論をあたえたともに、小標本での特性をモンテカルロ法により調査した。本研究では、経済時系列分析のための統計的推測に資する基礎的研究として、をおこなう、そして従来の時系列解析理論を拡張し、資産価格・為替レート変動などの広範囲の経済時系列データについて、その変動特性を分析可能とする方法の開発に取り組んでいる。平成15年度の研究では、高次キュミュラントの時間的長期従属性を取り込んだ周波数領域表現による近似尤度関数を、多変量の時系列原系列および2乗系列の有限フーリェ変換の近似同時密度関数から構成した。同時に高次キュミュラントの従属性を含む時系列について、関数中心極限定理を含む漸近理論の研究をおこなった。本研究では長期従属性、非線形性を明示的に母数モデル化することにより、準尤度関数に高次キュムラント項に長期従属性を導入し、データからその存在を推定・検定すること理論的枠組みを開発した。具体的には、原系列・2乗系列のベクトル過程にたいして分数共和分ARMAモデルの周波数領域表現を与えることで、Whittle型準尤度関数を構成した。統計的推定・検定の手法を最尤法・尤度比検定を中心に開発した。さらに実データへの適用を考慮して、東北大学シナジー・センターのSX-4/128H4を用いて大規模なコンピュータ・シミュレーションを実行して、Whittle尤度関数にもとづく共和分ARMA推定・検定の小標本数での効率性を調査しつつ、数値的に実行可能なアルゴリズムを開発した。次年度も引き続いて、多変量時系列の系列高次モーメントにあらわれる長期従属性の推定・検定・長期従属共和分性の検出、因果牲の検定等の包括的理論を開発するとともに、その実データへの応用をおこなう。平成16年度の研究において、時系列データにおける高次モーメントの従属特性の統計的推測を行うための理論的概念枠組みを構築した。

また数値計算のための、アルゴリズムを開発した。基本的接近法は、対象時系列とその二乗系列からなる多変量時系列にたいして2次定常過程の統計的推測理論を適用するものである。この方法により、時系列の2,3,4次の時間的従属性をモデル化することが可能となる。長期従属性をモデル化するためには、時系列の周波数表現にもとづくWhittle尤度関数を用いた。またWhittle尤度関数にもとづく漸近的統計的推定・検定理論を修正して適用した。非定常長期従属多変量過程にたいしては、Johansen誤差修正モデルを拡張した分数共和分モデルと、その性質を考察した。この接近法により、これまでの単位根過程の漸近理論を拡張した。とくに、分数ブラウン運動の関数中心極限を導出し、それにもとづく共和分ランクのWhittle尤度比検定の漸近的分布を導出することができた。実データへの適用にかんしては、東北大学シナジー・センターのSX-4/128H4を用いて大規模なコンピュータ・シミュレーションを実行して、Whittle尤度関数にもとづく共和分ARMA推定・検定の小標本数での効率性を調査しつつ、数値的に実行可能なアルゴリズムを開発した。高次モーメントにおける従属性は、対象となる時系列の非ガウス性と密接に関連するが、平成16年の研究においてはさらに、この非ガウス性の除去を目的として、従来のBox-Cox法を修正した非線形データ変換法(修正Box-Cox法)を開発し、そのWhittle尤度にもとづく推定・検定の漸近理論をあたえたともに、小標本での特性をモンテカルロ法により調査した。
中東・ヨーロッパ諸国間の国際政策協調と移民／難民の移動に関する研究

本研究は、中東地域からヨーロッパ諸国へ移動した20世紀半ば以降のアラブ系移民/難民を対象に、彼らの移動と国際的な政策協調の相関関係を明らかにすることを目的とする。中東地域とヨーロッパ諸国の双方で調査を行ない、移動の実態と政策が互いに与える影響に着目するのが特色である。研究代表者は本年度、本研究課題を基課題とする国際共同研究加速基金(国際共同研究強化)により、ドイツでの長期在外研究を行ったが、その期間中に並行して、本課題にかかわる研究にも取り組んだ。ドイツを中心とした国際政策協調については、代表者がドイツでの研究拠点とするベルリンのフンボルト大学移民統合研究所(BIM)の研究者らと意見交換を行いながら、資料調査を継続的に実施した。今年度はドイツを含めたEU諸国全般で、「難民危機」後の移民/難民受け入れについて批判的な動きが高まり、政権支持に影響を及ぼすなどしたため、政策協調をめぐる重要な転換期を観察することができた。またベルリン市内では、パレスチナやシリア出身の移民/難民の移住および適応過程について、研究分担者らとともに現地調査を行った。ドイツ在住のアラブ系移民/難民は、経由地として紛争地の周辺アラブ諸国を通過して来るのが通例である。こうした移動の過程や移動後の状況に、国際政策協調が与える影響については、通過国であるトルコおよびレバノンでの受け入れ状況を詳細に把握することが必要である。そのため本年度は、トルコ国内各都市とレバノンのベイルート市内でも現地調査を行った。これらの地域では、集住地区に住む難民の調査のほかに、支援に携わるNGO関係者への聞き取り調査を行った。調査には研究代表者だけでなく、研究分担者および研究協力者も参加し、それぞれの専門性を生かした充実した共同研究を遂行することができた。本年度は研究代表者が長期在外研究に出ていたため、日本国内での研究会は開催していない。それに代わり、中長期的な現地調査をドイツ、レバノン、トルコで実施することができた。またこうした研究の進捗状況を踏まえ、本年度は活発に研究報告も既に進めている。ドイツでは9月に所属先のフンボルト大学で、研究代表者が企画責任者となり、日本から3名の研究者を招聘して国際ワークショップを開催した。またレバノンでは11月に、研究代表者の所属先である東京外国語大学アジア・アフリカ言語文化研究所の海外研究拠点JaCMES(中東研究日本センター)において、移民/難民に関するラウンドテーブルを開催した。さらに大宮で11月に開催された国際政治学会年次大会では、研究分担者および昨年度本研究課題で開催した研究会に参加した研究者が報告者となり、研究代表者がコメンテーターを務める分科会を企画し、研究成果に基づく報告と議論を行った。またオーストラリアのブリスベンで7月に開催された世界政治学会(IPSA)では、研究代表者は司会兼コメンテーターとして、研究分担者は報告者として参加し、これまでの研究成果を他の参加者との間で共有し、議論を深めることができた。これらの公式な研究成果公開の機会の他に、研究代表者は本年度、移民/難民の受け入れ状況や関連した政治状況について、各国で関係者との意見交換も行っている。7月にタイで日本大使館関係者と面談した他、23月にはイスタンブールやパリ、ブリュッセルで大学関係者と研究交流を進め、各国の状況についての理解を深め、比較の視点から発展的考察のための知見を得た。これらの成果を上げたことにより、本研究は本年度、予定以上の進展を遂げたといえる。本年度は研究代表者の帰国を受けて、国内研究会の開催を再開する。研究分担者とこれまでの研究成果を持ち寄り、研究内容を共有するための研究会と、成果物の公刊に向けた打ち合わせを行う。また研究成果の公開と、研究内容に関する議論の場として、既に複数の国際学会およびワークショップの開催・報告を予定している。6月には東京大学で開催される第10回スラブ・ユーラシア研究東アジア大会において、移民/難民をめぐる政策と市民の関わりという側面に焦点を当てたパネルを組織し、カナダおよびセルビアから報告者を招聘する。本大会では研究代表者も報告するほか、司会を務める。また9月にはアルメニアのエレバンで、シリア難民の受け入れ政策の比較研究をテーマとした国際ワークショップを開催予定である。10月にはトルコのガジアンテップ大学が主催のシリア難民のエンパワーメントに関する国際会議に参加し、報告する予定である。これら研究報告の場を通して、これまでの研究で不足する面を把握し、議論を洗練させながら最終的な成果のまとめへ結び付けていくことを計画している。初年度は、研究分担者間での問題関心と専門知識を共有することを重視し、東京で7月、10月、12月、2月に計4回の研究会を開催した。また主要な研究対象地域であるドイツ、トルコおよび移民/難民の経由地であるレバノン、ギリシア、イタリアなどで現地調査を行った。ドイツでは首都ベルリンで2週間の調査を行い、シリア難民の受け入れの受け入れ状況について調査した。その結果、彼らが当初は市の中心部にある大規模施設の跡地に収容されていたこと、昨今では施設の郊外移転が進んでいることが分かった。続いてポーランドのワルシャワでFRONTEX(EU国境管理局)本部を訪問し、地中海を中心とした移民/難民の救援をめぐる国際協調体制の現状について話を伺った。

そこでは、2015年の難民危機を受けて移動を保護するための国際協調体制が拡充されていることが確認された。その後、ギリシアのレスボス島、イタリア南端のランペドゥーザ島においても、ドイツへ至る移民/難民の移動過程と現状について調査を行った。調査には難民の送り出し国であるリビア、スーダンの研究者も研究協力者として参加した。この他に今年度は、中東からの移民/難民の移動の比較参照例として、イランでも調査を行った。さらに長期化する難民問題とその地域社会での受容について考察を深めるため、パレスチナ/イスラエルにおける第三次中東戦争40周年の記念講演会を広島で開催した。これら多様なアプローチによる調査の結果、中東における移民/難民問題がどのように地域外に転嫁されているのか、その一端が明らかになりつつある。今年度は国内研究会を定期的に開催することができ、中東地域研究者とヨーロッパ政治・社会学研究者との間での知見の交換を予定以上に進めることができた。研究会では研究代表者・分担者の間での研究知見の交換だけでなく、近接地域のイタリアやギリシアが専門で同様に移民/難民問題に関心を抱く研究者も招き、豊富な知識と近年の状況についての情報を交換することができた。これらの交流を踏まえ、翌年度(2018年度)には日本国際政治学会にて共同報告の分科会を組織する予定である。ドイツでの調査では2015年の難民危機後の受け入れ状況の変化を、当時から支援活動に関わる関係者から聞くことができた。また関連する研究の状況について、フンボルト大学移民統合研究所(BIM)の研究員から説明を受け、意見交換をすることができた。さらにドイツ在住のパレスチナ難民、シリア難民数名とも直接話をする機会があり、就業や言語習得をめぐる課題、ドイツ在住のアラブ・コミュニティ内での軋轢などについても知ることができた。調査は多方面において予定以上に前進しており、これらの成果は来年度以降の長期現地研究への大きな足掛かりとなる。研究分担者今井宏平氏の協力により、ポーランドおよびギリシアではFRONTEX(EU国境管理局)の本部および支部を訪ね、移民/難民支援をめぐる国際協調体制の構築過程とその協力実施状況について、詳しく話を聞くことができた。レスボス島では実際にパトロールに出る難民救助艇に同乗することができ、国境管理と救援の状況を観察することができた。さらに8月にはポーランドのクラクフで開催された国際学会(IUAES)に参加し、本共同研究メンバーのこれまでの調査経験と、本研究でも用いる方法論に基づき学会報告を行った。その他にも研究成果の報告・執筆は各自で既に進めており、予定以上のペースでの進展がみられる。本研究は、中東地域からヨーロッパ諸国へ移動した20世紀半ば以降のアラブ系移民/難民を対象に、彼らの移動と国際的な政策協調の相関関係を明らかにすることを目的とする。中東地域とヨーロッパ諸国の双方で調査を行ない、移動の実態と政策が互いに与える影響に着目するのが特色である。
骨粗鬆症発症にかかわる遺伝子の同定

平成9年度までの結果で、SAMP6のlow peak bone massに連鎖するQTL(quantitative trait loci)が第11、13、X各染色体に存在することが示された。そこで、平成10年度は、最大のlod scoreを示す第11染色体上のcandidate geneの一つであるG-CSFのgenomeの塩基配列を決定したが、差は見られなかった。現在、同染色体上のchondroadherinのcDNA塩基配列をシークエンス中である。今のところ決定的な異常は認められていない。原因遺伝子が既知のものでない可能性も考え、その場合の遺伝子単離に必要なpositional cloningの前段階として、polygene系の遺伝形式であるSAMのシステムをsingle gene系の遺伝形式に変換するために、各々の染色体について変異のあるQTLを一つずつ持つinterval-specific congenic mouse各系統の作製を開始した。SAMP6と高骨量系マウスSAMP2のF1交雑マウスから、QTL領域の3つのマーカー(約20cMのinterval)による選択を行いながら、連続7回親系統にbackcross交配して、第11、13、X各染色体で一つのQTLを含むSAMP2のbackgroundをもつ系統、SAMP6のbackgroundをもつ系統の2系統、合計6系統を作製中である。現在、ヘテロになっているN7同士を交配させて作った、マーカーの対立遺伝子がホモであるN7F1が数匹完成した。さらに匹数が増えたところで、各系統骨量測定を行うことで先の連鎖解析の結果を再確認し、原因遺伝子がinterval内に存在することを証明する。そこで、平成10年度は、最大のlod scoreを示す第11染色体上のcandidategeneの一つであるG-CSFのgenomeの塩基配列を決定したが、差は見られなかった。原因遺伝子が既知のものでない可能性も考え、その場合の遺伝子単離に必要なpositional cloningの前段階として、polygene系の遺伝形式であるSAMのシステムをsingle gene系の遺伝形式に変換するために、各々の染色体について変異のあるQTLを一つずつ持つinterval-specificcongenicmouse各系統の作製を開始した。
超臨界流体の構造、物性、機能に関する理論的研究

超臨界流体は、基礎研究の対象としても、応用科学の側面からも最近大いに注目されている。前者の観点からは、臨界温度以下で存在する熱力学的特異性が、臨界点を超えたときにどのような形で残るのか、あるいは消失していくのかという点に興味が持たれ、本研究でも理論的な検討を行ってきた(平成15年度報告書等)。一方後者の観点では、超臨界流体は物質を合成あるいは分解するための場として捉えられる。本研究では、グリセルアルデヒド(GLA)という物質に着目し、臨界温度前後の水溶液中などの条件下で、凝集、鏡像体間の異性化、立体特異的相互作用が相互に影響しあってキラル対称性の破れに関する興味深い振舞いが見られる可能性を検討している。これまでの研究の概要を以下に記す。GLAには次のような特異な性質がある。(1)ホモキラル系(鏡像異性体の一方から成る純成分系)の方がラセミ系よりも融点が高く、他の物質とは逆であること、(2)分子の異性化のエネルギー障壁が小さいと考えられること、(3)水に対する溶解度が比較的小さいこと。最近Toxvaerdによって指摘されているように、これらの性質はGLAが液相あるいは水溶液中でキラル対称性を自発的に破る可能性があることを示している。本研究では、プログラム・パッケージCHARMmを利用して凝縮相にあるGLAの分子動力学シミュレーションを行い、静的および動的構造、熱力学的性質について調べた。予備的な計算結果の一つとしては、温度と等積比熱の関係がある。その結果から、ホモキラル系の方がラセミ系よりも融解温度がわずかに高く、安定であると予測している。この他さまざまな研究結果を詳細に検討し、GLA凝縮相でキラル対称性の破れが起こる可能性とその機構について検討を遂行中である。当初の計画通り、超臨界流体とこれに関係する研究対象について、分子シミュレーションのためのコンピューター・プログラムの作成とテスト、情報収集を行った。コンピューター・プログラムは次のような作業に用いるためのものをそれぞれ作成した:(1)超臨界流体そのものの一般的な性質を解析する;(2)超臨界流体中での分子合成および分解を研究する;(3)形状が非線形な分子の性質を調べる;(4)密度汎関数法によって流体の電子構造とその変化を調べる。これらのプログラムは主にモンテカルロ法、分子動力学法に基づいており、目的に応じて各種の統計集団についてシミュレーションできるよう考慮し、超臨界流体特有の密度揺らぎをはじめとする様々な物理量を解析できるようにした。例えば(3)のプログラムでは、温度一定の分子動力学シミュレーションを行い、動径分布関数と構造因子の計算、分子の配向秩序の測定、クラスター解析ができるように設計されている。アラニン分子を想定したテスト・シミュレーションの結果は、Cannらの結果(J. Chem. Phys. 113, 2369 (2000))と定性的に一致することが確かめられた。(4)のプログラムは現在テスト中であるが、有機分子についても適用できるようにし、超臨界流体中での合成・分解の研究に利用する予定である。情報収集については、国際会議ではSIXTH LIBLICE CONFERENCE on the Statistical Mechanics of Liquids、国内会議では日本物理学会2002年秋季大会、IBMライフサイエンス・天城セミナーに出席し、コンピューター・シミュレーションの方法論、臨界現象などに関する情報を収集した。また、二次元超臨界流体に関する論文を、雑誌J. Non-cryst. Solidsに発表した。前年度に作成したコンピューター・プログラムを用いて超臨界流体に関する分子シミュレーションを行い、得られた分子の座標から静的構造因子を計算して長距離揺らぎについて検討した。Ornstein-Zernike型の関数形を用いて解析を行い、波数q=0での構造因子の値S(0)と相関長ξを得た。これらを温度-圧力の相図上に示すとS(0)とξの尾根が一致せず、ξの尾根は臨界等密度線付近に位置付けられるが、S(0)の尾根はカーブを描いてこれらの線よりも低圧側に位置付けられることを示した。この結果は、二酸化炭素、水、ベンゼンなどの超臨界流体を用いて行われた最近の実験の結果と一致しており、理論的な裏づけを与えている。この結果はまた、超臨界流体の構造変化についての定性的な説明を可能にする。臨界温度以上で系を十分低圧にしておいて徐々に加圧してゆくと、まず緩やかな分子の集まり(クラスター)が形成される。クラスターの密度と広がりは圧力とともに大きくなるが、S(0)の尾根がξの尾根よりも低圧側に位置付けられるということは、クラスターの内外の密度差がその広がりよりも早く最大に達するということを意味している。クラスター内外の密度差が最大となった後さらに圧力を加えると、密度差が減少し始めるのと同時にクラスターは間隙が埋まって融合し、高密度領域と低密度領域の大きさが同程度になったときξの大きさが最大となる。このことに対するより強い確証を得るため、現在、様々な熱力学量などを計算中である。

一方後者の観点では、超臨界流体は物質を合成あるいは分解するための場として捉えられる。本研究では、グリセルアルデヒド(GLA)という物質に着目し、臨界温度前後の水溶液中などの条件下で、凝集、鏡像体間の異性化、立体特異的相互作用が相互に影響しあってキラル対称性の破れに関する興味深い振舞いが見られる可能性を検討している。これまでの研究の概要を以下に記す。GLAには次のような特異な性質がある。(1)ホモキラル系(鏡像異性体の一方から成る純成分系)の方がラセミ系よりも融点が高く、他の物質とは逆であること、(2)分子の異性化のエネルギー障壁が小さいと考えられること、(3)水に対する溶解度が比較的小さいこと。最近Toxvaerdによって指摘されているように、これらの性質はGLAが液相あるいは水溶液中でキラル対称性を自発的に破る可能性があることを示している。本研究では、プログラム・パッケージCHARMmを利用して凝縮相にあるGLAの分子動力学シミュレーションを行い、静的および動的構造、熱力学的性質について調べた。予備的な計算結果の一つとしては、温度と等積比熱の関係がある。その結果から、ホモキラル系の方がラセミ系よりも融解温度がわずかに高く、安定であると予測している。この他さまざまな研究結果を詳細に検討し、GLA凝縮相でキラル対称性の破れが起こる可能性とその機構について検討を遂行中である。
単一磁束量子回路による高信頼性セルライブラリの生成支援に関する研究

大規模な単一磁束量子(SFQ)ディジタル集積回路の設計において必要不可欠な、基本要素回路(セル)の集まりであるセルライブラリの構築に関する研究を行った。信頼性の高いセルを作るため、電源供給方法や性能と消費電力とのトレードオフを含めた種々の検討を行い、従来よりも優れたセル設計指針を見いだした。また、レイアウト設計支援ツールを開発し、セルライブラリ内で多数を占める配線要素セルの設計自動化を試みた。本研究は、高速・低消費電力を特徴とする次世代LSI技術である、単一磁束量子(SFQ)回路の設計において必要不可欠な、基本的な要素回路(セル)の集まりであるセルライブラリの構築を自動化することを目的としている。平成21年度は、信頼性の高いセルライブラリを構築するための、設計指針を得るための調査や実を進めた。まず、既存のセルライブラリに含まれる60以上のセルについて、テスト回路を試作し、歩留まりや電源電圧に対する動作マージンを詳細に調査した。その結果、歩留まりや動作マージンが不十分と思われるセルを特定した。既存のセルは、熟練設計者の経験に頼りながら試行錯誤の上、開発が進められてきた経緯があり、回路パラメータが十分最適化されていなかったり、作製パラメータの経年変化の影響を受けていたりする可能性がある。これらのセルの設計を見直すことで、有効な設計指針のためのヒントが得られると考えられるため、引き続き検討を進める予定であり、次年度以降も評価のための回路試作を継続する。また、設計課題の一つであった、グランド面を流れるリターン電流の影響についても調査を行い、セル設計時に対策を行うことで十分な効果があることを確認した。また、超電導工学研究所の試作ラインを使って作製されたSFQ回路の評価結果を収集し、情報共有するためのデータベースを強化した(備考欄参照)。超電導工学研究所の試作ラインを利用している国内の他の研究機関に協力を呼びかけ、今年度は約1800件の実験結果を収集した。セルの歩留まりは、収集した情報を解析することで抽出した。各研究者個人で測定・評価できる回路の数は限られていることから、構築したデータベースは、SFQ回路設計にかかわる研究者同士で課題や対策方法などの意見交換を行う上で、有意義な役割を果たすと期待している。本研究は、高速・低消費電力な次世代LSI技術である、単一磁束量子(SFQ)回路の設計において必要不可欠な、基本要素回路(セル)の集まりであるセルライブラリ構築の自動化を目的としている。平成22年度は、昨年度に続き、信頼性の高いセルライブラリを構築するための設計指針を得るための調査と実験を進めたほか、レイアウト設計の自動化に向け、支援プログラムの開発に着手した。まず、電源電圧を変えることで回路の動作速度と消費電力を調節することができると明らかになったので、設計指針に反映させることを目的とし、テスト回路を試作して歩留まりや電源電圧に対する動作マージンを調査した。その結果、電源電圧を現在の1/10から10倍程度まで変化させても、歩留まりや動作マージンに大きな劣化がないことがわかった。SFQ回路の静的な消費電力は電源電圧に比例するため、回路の低消費電力化に向け有益な指針が得られたと考えるが、一方、セルのレイアウト自動設計の観点からは、実用には微少な抵抗を適切に配置するためのアルゴリズムを工夫する必要がある。この検討は、次年度プログラムの高度化の際に行う予定とした。また、昨年度構築したSFQ回路の評価結果を収集するためのデータベースを活用し、国内の他の研究機関と協力して今年度は約1000件の実験結果を収集した。解析の結果、回路の動作マージンは以前と変わらないものの、今年度の試作では数千接合規模の回路において歩留まりが低下していることがわかった。この結果は、試作を依頼している超電導工学研究所に有益なフィードバックとなると考える。SFQ回路では、信号の分岐など配線要素にも能動素子を含む独自の回路が必要となるため、配線要素となるセルのレイアウトの自動生成を支援するプログラムの開発に着手した。一般的な配線アルゴリズムに、インダクタンス等の回路パラメータを調整する行程を加える指針を作成した。本研究は、高速・低消費電力な次世代LSI技術である、単一磁束量子(SFQ)回路の設計において必要不可欠な、基本要素回路(セル)の集まりであるセルライブラリ構築の設計支援を目的としている。平成23年度は、信頼性が高く性能の優れたセルを設計するための設計指針について引き続き検討と実験を進め、また、レイアウト設計の自動化に向け、セル設計支援ツールの作成を進めた。昨年度までの検討結果から、電源電圧を変えることでSFQ回路の動作速度と消費電力を調節することができることが明らかとなった。特に電源電圧を下げることが大幅な低消費電力化につながり、回路の高集積化に必須の技術となると期待されるため、数値計算と実験により低電圧駆動によるセルの特性を詳細に評価した。その結果、電源電圧を現在の設計の1/5から1/10程度となる、数百ミリボルトに設定した時に同程度の動作速度を維持しながらもっとも高いエネルギ効率を達成できることが分かった。

また、ジョセフソン接合の臨界電流値に関しても検討を行い、現在の1/4程度まで小さくしても十分な歩留まりをもつセルを作成することが可能であると分かった。レイアウト設計の観点からは、微少な抵抗が必要となるため、当初は電源電圧の低減化だけでは大幅な消費電力の削減は難しいと考えていたが、これらを組み合わせることにより、消費電力が従来よりも一桁以上小さなセルの設計指針を見いだすことができた。SFQ回路では、信号の分岐など配線要素にも能動素子を含む独自の回路が必要である。セルの設計自動化に関しては、配線要素セルをターゲットとし、レイアウトを自動生成支援プログラムの作成を試みた。配線要素セルは、柔軟な設計を可能とするため、形状の異なる多数のセルをライブラリに用意することが必要であり、セルライブラリ構築作業の効率化への貢献が期待される。
VR技術を用いた店舗内購買に関するパスデータの収集と店内販促の効果測定への応用

本研究の目的は、パスデータを融合した消費者行動モデルを構築し、店内販促の効果測定を通してその有用性を明らかにすることである。店舗実験では、購買行為に影響を与える要因を事前に把握することが容易ではない。そのため、既存研究では同じ調査対象であっても実験によって結果が異なるという問題が生じていた。本研究では、店舗実験における実験設計の困難さを軽減するために、バーチャルリアリティ(VR)技術を用いて顧客動線とアイトラッキングに関するパスデータを収集するシステムを開発する。このシステムを用いて収集したパスデータを融合したモデルを構築し、本提案の有用性を示す。
豚舎内のエアロゾル、空気中病原微生物濃度の動態解明とモニタリングに向けた基礎研究

畜舎内で発生するエアロゾルには臭気成分および病原体等の微生物が付着し、それらが畜舎内や畜舎外へ拡散する媒体となっている。本研究は、最も疾病の発生が課題となる離乳豚舎を対象にエアロゾル濃度と知見が少ない病原ウイルス濃度との関係を明らかにした。粒径2.0から5.0マイクロメートルのエアロゾル濃度が1立方メートル当たり10の6乗個以上となると豚サペロウイルス(PSV)が検出され、空気衛生ウイルスの指標となることを示した。また、上記を検出するためのLED素子等を用いた簡易エアロゾルセンサーの開発を検討した。畜舎内で発生するエアロゾルには臭気成分および病原体等の微生物が付着し、それらの畜舎内外へ拡散の媒体となっている。特にブタの死亡原因の約8割を占めている呼吸器疾患は、農場に常在する空気中病原微生物が関与し、これらを媒介するエアロゾルの発生低減を含めた飼養環境の改善が求められる。そこで本年度は1.離乳豚舎におけるエアロゾル濃度と空気中微生物濃度の関係を調査すること、2.病原細菌および病原ウイルス濃度のサンプル方法を決定すること、病原ウイルスの定量化法の検討、3.リアルタイムで測定可能なエアロゾル濃度を指標として、空中微生物濃度を推定するための安価な簡易エアロゾルセンサーの設計、実験を実施した。1.エアロゾルの動態解明:2農場の離乳豚舎を対象に入舎期間全体を通して、舎内環境およびエアロゾル濃度、空中微生物濃度の経時測定を行った。その結果、2農場とも0.5μm以上10μm未満のエアロゾル濃度と空中一般生菌、黄色ブドウ球菌に強い正の相関があることが分かった。大腸菌に関しては相関は認められなかった。2.病原細菌および病原ウイルス濃度の動態解明:1サンプリングは湿式法の液体サイクロン式エアサンプラーで毎分300Lで30分間吸引しリン酸緩衝生理食塩水10mLに捕集する方法に確定した。2ワクチンにより病気が抑えられていない空気中の衛生指標となりうる病原ウイルスとして豚サペロウイルスを標的とし、定量化法としてRNase処理法での検討をした。3豚繁殖・呼吸障害症候群ウイルスについては解析中である。3.エアロゾルを指標とした微生物濃度の検出:エアロゾルの光学的な特性を利用した光散乱および透過を検出原理としてLD素子あるいはLED素子と受光素子を組み合わせた簡易センサーの設計を行った。両素子の配置角度、投光側の波長を決定するための実験系を作成した。本研究を構成する3つの課題それぞれの平成27年度計画で掲げた内容がほぼ実施できた。また、粒径別のエアロゾル濃度と空中微生物濃度(一般生菌、黄色ブドウ球菌)の相関関係が明らかとなり、リアルタイムで測定可能なエアロゾル濃度を指標として空中微生物濃度を推定できる可能性が開けた。空気衛生の指標となりうる病原ウイルス候補として豚サぺロウイルスが見つかった。そこで本年度は1.昨年度と同様にデータを蓄積するために昨年度と異なる農場の離乳豚舎におけるエアロゾル濃度と空気中微生物濃度の関係を調査、2.昨年度で病原細菌および病原ウイルス濃度のサンプル方法が確立したので、病原ウイルスの定量化を行い、指標となるウイルスの検討、3.リアルタイムで測定可能なエアロゾル濃度を指標として、空中微生物濃度を推定するための安価な簡易エアロゾルセンサーの実験を実施した。1.エアロゾルの動態解明:離乳豚舎を対象に入舎期間全体を通して、夏季および冬季の舎内環境およびエアロゾル濃度、空中微生物濃度の経時測定を行った。その結果、1.0 μm以上10μm未満のエアロゾル濃度と空中一般生菌、黄色ブドウ球菌、今回は大腸菌にも強い正の相関があることが分かった。2.病原細菌および病原ウイルス濃度の動態解明: PCMV、PAdV、PRRSV、TGEV、PKV、PAstV、PEV-B、PSV,PTVの9種類のウイルスを解析し、検出率の高いウイルスはPSVであった。空気衛生環境のウイルス指標としてワクチンにも左右されない、PSVが適切であると考えられた。3.エアロゾルを指標とした微生物濃度の検出昨年度試作した実験系でベンチスケールの実験を行った。実際の豚舎内のエアロゾル濃度範囲に対して、減光法による測定は困難であることが判明した。その原因として濃度が薄いときの減光の検出感度が悪くノイズが大きいためであった。安価な簡易センサーを前提としているので、光散乱の原理によるセンサーを試作した。本研究を構成する3つの課題それぞれの平成28年度計画で掲げた内容がほぼ実施できた。PSVの定量系が確定できた。エアロゾル濃度検出簡易センサーの検出方法が確定でき、試作機が完成した。エアロゾル濃度を畜舎内で低減することによって、畜舎内や農場外への疾病の伝播のリスクを低減することが可能となる。本研究は、最も疾病の発生が課題となる離乳豚舎を対象に1)エアロゾル濃度と空気中微生物濃度との関係、特に知見が少ない病原ウイルス濃度との関係を明らかにすること、2)計測が迅速なエアロゾル濃度を指標として空気中ウイルス濃度を検出するための簡易センサーの開発をすることを目的とした。

1)エアロゾル濃度と空気中微生物濃度の関係離乳豚の豚舎内滞在時間の経過に伴い、空気中細菌濃度、昨年度に空気衛生ウイルスの指標に選定した豚サペロウイルス(PSV)濃度は増加する傾向を示した。空気中一般生菌濃度と粒径5.0-10.0マイクロメートルのエアロゾル濃度に最も強い相関が見られた(R=0.67, p < 0.01)。また、空気中ブドウ球菌濃度と粒径2.0-10.0マイクロメートルのエアロゾル濃度に最も強い相関が見られた(R=0.61, p < 0.01)が、空気中大腸菌濃度とエアロゾル濃度には相関が見られなかった。豚サペロウイルスの検出率が高くなるエアロゾル濃度の閾値は、粒径2.0-5.0マイクロメートルのエアロゾルにおいて濃度が10^6(個数/m^3)以上の時、PSV検出率が最も高かった(66.7%)。そのため、感染リスクを低減するには粒径2.0-5.0マイクロメートルのエアロゾル濃度が10^6 (個数/m^3)以上にならないように制御することが必要となる。2)簡易エアロゾルセンサーの開発光散乱の原理を適用してLED素子、LD素子を組み合わせた簡易エアロゾル濃度検出センサーを試作した。チャンバーを用いた試験では、光散乱径が1.0マイクロメートル以上の濃度が10^3から10^9個/m^3の範囲でエアロゾル濃度を検知することができた。畜舎内で発生するエアロゾルには臭気成分および病原体等の微生物が付着し、それらが畜舎内や畜舎外へ拡散する媒体となっている。本研究は、最も疾病の発生が課題となる離乳豚舎を対象にエアロゾル濃度と知見が少ない病原ウイルス濃度との関係を明らかにした。粒径2.0から5.0マイクロメートルのエアロゾル濃度が1立方メートル当たり10の6乗個以上となると豚サペロウイルス(PSV)が検出され、空気衛生ウイルスの指標となることを示した。また、上記を検出するためのLED素子等を用いた簡易エアロゾルセンサーの開発を検討した。H27年度とは異なる農場で同様の計測を行い、データの蓄積とサンプルの数を増やす。また、病原細菌の同定を行う。病原ウイルスに関しては引続き解析を行っていく。エアロゾル濃度検出簡易センサーに関しては、チャンバー試験を行い、最適な仕様を確定する。H28年度とは異なる農場で同様の計測を行い、データの蓄積とサンプルの数を増やす。また、PSVとエアロゾル濃度の関連を明らかにする。光散乱によるエアロゾル濃度検出簡易センサーのチャンバー試験を行い、最適な仕様を確定する。29年度が最終年度であるため、記入しない。農業環境工学29年度が最終年度であるため、記入しない。
抗EGFR抗体-蛍光法による転移リンパ節に対するリンパ管化学療法の開発

頭頸部扁平上皮癌の特性は95%以上にEGFR(epidermal growth factor receptor)を持つので抗EGFR抗体を利用したリンパ管化学療法は効率的にリンパ管経由で転移リンパ節に移動し、転移リンパ節と強固に結合し抗癌作用を発揮するDrug Delivery System(DDS)を可視化することで検証可能である。リンパ管を利用したDDSの確定のため抗EGFR抗体ーIRDye800CW蛍光剤抱合の作成を試みた。抗EGFR抗体とIRDye800CWに0.1 M Na2CO3.を加えてpH 8.5, 35°Cで2時間攪拌する。抗EGFR抗体とIRDye800CW比は110とし、未反応のIRDye800 CWを除去し、0.9%生食で溶出し調整した。しかし抗EGFR抗体とIRDye800CWの最適比が不安定で未だ確立できていません。この分野を担当している共同研究者が教室の都合で海外出張があったためこの分野研究が少し遅れてしまいました。同時に好転移性のVX2扁平上皮癌をNZWに移植し、頭頸部癌の転移モデルを作成しているが、早期に転移し死亡するため実験可能な時間が非常に限られる欠点があり治療のタイミングが確定されていません。予備実験として原発巣と転移リンパ節を採取し、免疫染色にて発現の有無は確認できています。EGFR発現を確認できているので最適比の抗EGFR抗体ーIRDye800CW結合体をリンパ管経由で転移リンパ節投与する実験系を確立しつつあります。現在、共同研究者が帰国し、研究の遅れを取り戻すための綿密な連絡と打ち合わせを終了し実験を再開しています。施設の移動があり研究体制の確立に時間がかかった。また、共同研究者が海外留学等重なり遅れました。現在、共同研究者も帰国し今後研究体制ができました。現在の研究施設では不足する部分があり新規の施設で早急に整備し、研究体制を確立する。共同研究者も出張より帰り研究時間が確保できるため、遅れを取り戻せる予定です。研究時間を多く確保し集中的に実験を行う予定である。抗EGFR抗体とIRDye800CW比は110とし、未反応のIRDye800CWを除去し、0.9%生食で溶出し調整した。施設の移動があり、研究体制の確立に時間がかかった。また、共同研究者が教室の都合で長期出張に行ったため、遅れています。また、研究時間が限られているため実験が予定どうりに進展していません。

現在、共同研究者が帰国し、研究の遅れを取り戻すための綿密な連絡と打ち合わせを行っています。施設の移動があり研究体制の確立に時間がかかった。また、共同研究者が海外留学等重なり遅れました。共同研究者も帰国し今後研究体制ができてきました。頭頸部扁平上皮癌の特性は95%以上にEGFR(epidermal growth factor receptor)を持つので抗EGFR抗体を利用したリンパ管化学療法は効率的にリンパ管経由で転移リンパ節に移動し、転移リンパ節と強固に結合し抗癌作用を発揮するDrug Delivery System(DDS)を可視化することで検証可能である。リンパ管を利用したDDSの確定のため抗EGFR抗体ーIRDye800CW蛍光剤抱合の作成を試みた。抗EGFR抗体とIRDye800CWに0.1 M Na2CO3.を加えてpH 8.5, 35°Cで2時間攪拌する。抗EGFR抗体とIRDye800CW比は110とし、未反応のIRDye800 CWを除去し、0.9%生食で溶出し調整した。しかし抗EGFR抗体とIRDye800CWの最適比が不安定で未だ確立できていません。この分野を担当している共同研究者が教室の都合で海外出張があったためこの分野研究が少し遅れてしまいました。同時に好転移性のVX2扁平上皮癌をNZWに移植し、頭頸部癌の転移モデルを作成しているが、早期に転移し死亡するため実験可能な時間が非常に限られる欠点があり治療のタイミングが確定されていません。予備実験として原発巣と転移リンパ節を採取し、免疫染色にて発現の有無は確認できています。EGFR発現を確認できているので最適比の抗EGFR抗体ーIRDye800CW結合体をリンパ管経由で転移リンパ節投与する実験系を確立しつつあります。現在、共同研究者が帰国し、研究の遅れを取り戻すための綿密な連絡と打ち合わせを終了し実験を再開しています。現在、共同研究者も帰国し今後研究体制ができました。移動先の施設を早急に整備し、研究体制を確立する。共同研究者も出張より帰り研究時間が確保できるため、遅れを取り戻せる予定です。研究時間を多く確保し集中的に実験を行う予定である。現在の研究施設では不足する部分があり新規の施設で早急に整備し、研究体制を確立する。基礎研究を担当していた共同研究者が海外出張となり本格的に研究ができていなかった。新規施設で研究体制が不十分であったので準備に時間がかかったことと、共同研究者が海外出張の為研究が中断するため、時間の確保できる次年度に研究費を使用するため。研究が予定より遅れたため1年間研究の継続を申請し、承認されましたので翌年度分の研究費として使用予定です。基礎研究を担当していた共同研究者が海外出張から帰り本格的に研究が可能となり、時間と労力確保し研究促進できるようにする。
高強度テラヘルツ光によるコロイド半導体ナノ粒子の発光明滅現象の解明と制御

本研究は、光電子デバイスへの応用が期待される半導体量子ドット・井戸試料に対し、THzパルスを用いた発光現象の解明および制御法の確立を目的としている。高密度励起状態において荷電励起子が生成されることを明らかにし、従来OFF状態の生成にはオージェ過程が必要とされる定説を覆す結果を得た。OFF状態は励起キャリアが不純物準位に束縛されることが原因の1つと考えられている。また、GaAs量子井戸における不純物準位に対しTHz非線形光学応答の観測を行い、従来の光学的手法では観測できなかった高品質GaAs量子井戸における束縛キャリアの存在を明らかにした。半導体量子ドットを光励起すると、発光する状態(オン状態)と発光しない状態(オフ状態)の間をランダムに転移する明滅現象が観測される。この現象には多励起子状態やチャージしたドットにおけるオージェ再結合といった多体効果、さらにはトラップ準位を介した非輻射緩和過程が関係していると考えられるがそのメカニズムは未解明である。本研究では、明滅現象を理解するために、単一のコアシェル型量子ドット(CdSe/ZnS、コア径8nm)の発光強度の時間変化を調べた。高い励起光強度下(92W/cm^2)で測定した場合は、オン状態のおよそ半分の発光強度を有する中間状態が現れることがわかった。また、単一ドットの発光スペクトルを観測することによって、この中間状態の発光のピークエネルギーはオン状態よりも10 meV程度低エネルギー側にシフトすることが観測された。これはトリオンの束縛エネルギーと同程度であり、光学的励起によるトリオン形成を示唆していることがわかった。特に、比較的コア径の大きな量子ドットでは、オージェ再結合が抑制され、中間状態が比較的高い発光強度を示すことがわかった。これによって、今回初めてON、OFF、中間状態のブリンキング現象を系統的に調べることができ、従来曖昧にされてきた中間(トリオン)状態とOFF状態の形成過程の違いを明確することができた(N. Yoshikawa, H. Hirori et al., Phys. Rev.B, 2013)。またGaAs/AlGaAs量子井戸においてTHzパルスが誘起する発光閃光強度のTHz強度依存性および時間発展ダイナミクスから、強いTHz電場がAlGaAs層に含まれる大量の束縛準位をイオン化して束縛キャリアを解放することを明らかにした(K. Shinokita, H. Hirori et al., Phys. Rev. Lett., 2013)。半導体量子ドットにおける光励起キャリアは、ナノスケールの空間に閉じ込められるために強いクーロン相互作用が働き、バルクや他の低次元系半導体と比べて多体効果が顕著に現れる。量子ドットを光励起すると、発光する状態(オン状態)と発光しない状態(オフ状態)の間をランダムに転移する明滅現象が観測される。この現象には多励起子状態やチャージしたドットにおけるオージェ再結合といった多体効果、さらにはトラップ準位を介した非輻射緩和過程が関係していると考えられるが、そのメカニズムは未解明である。本年度は、これらの多体効果の影響を理解するために、明滅現象の励起光強度依存性を調べた。単一のコアシェル型量子ドット(CdSe/ZnS,コア径8nm)の発光強度の時間変化を調べた結果、高い励起光強度下(92W/cm^2)で測定した場合は、オン状態のおよそ半分の発光強度を有する中間状態が現れることがわかった。また、単一ドットの発光スペクトルを観測することによって、この中間状態の発光のピークエネルギーはオン状態よりも10 meV程度低エネルギー側にシフトしていることが観測された。このシフト量はトリオンの束縛エネルギーと同程度であり、光学的励起によるトリオン形成を示唆していることがわかった。これによって、今回初めてON、OFF、中間状態のブリンキング現象を系統的に調べることができ、従来曖昧にされてきた中間状態とOFF状態の形成過程の違いを明確にすることができた(論文投稿中)。本研究では、高効率な発光素子・太陽電池材料さらには単一光子発生源への応用が期待される半導体量子ドットにおける発光明滅現象の解明および制御法の確立を目的としている。本年度は、単一量子ドットからの発光ブリンキング特性を調べる光学系を整備し、異なるコア径を持つ試料について測定を行った。そして単一のコアシェル型量子ドット(CdSe/ZnS,コア径8nm)の発光強度の時間変化を調べた結果、高い励起光強度下(92W/cm2)で測定した場合は、オン状態のおよそ半分の発光強度を有するトリオン状態が現れることがわかった。

これは高密度励起状態において、多量に生成されたバイエキシトンがオージェ再結合を引き起こし、その結果コアに生成された電子と電子ー正孔対によってトリオン(荷電励起子)が生成されたことを示唆している。本成果は、量子ドットにおける発光のブリンキング現象を解明する上で極めて重要であり、現在の研究の達成度は当初の予定通り進行していると言える。今後は、空間的な光パルス面制御による高強度テラヘルツ光発生法(10MV/cm以上の電場振幅)を開発し、発光明滅現象への照射効果を測定する。昨年度の研究成果によって、ブリンキング現象のテラヘルツ電場の照射効果の理解も進化することが期待される。単一発光のブリンキング現象を観測する装置とテラヘルツパルスの発生・照射装置を融合するための光学部品の購入に使用する予定である。
Bartonella henselae由来の内皮細胞増殖因子の分離とその作用機序

1.B. henselae増殖用液体培地の検討:ブルセラブロス培地にヘミンおよび鉄イオンを添加すると良好な増殖がみられ,増殖用培地における鉄イオンの重要性が示唆された。2.B. henselaeの培養上清から内皮細胞増殖因子の分離を試みた。増殖因子は分子量約3万前後の蛋白であると推定され,パーフュージョンクロマト法により比較的高い溶出塩濃度領域に活性画分を得たが,分画操作過程での失活が多く,十分なレベルの分離精製には至らなかった。3.B. henselaeは内皮細胞および末梢血単球からIL-8およびMCP-1の産生を誘導した。この効果は不活化菌でも認められ,菌体成分の煮沸処理や硫酸ポリミキシンB処理にても失活しなかった。4.B. henselae由来の内皮細胞増殖促進因子は菌体から分泌される易熱性蛋白であり,IL-8およびMCP-1の発現誘導は耐熱性の菌体成分によると考えられた。これらの,異なる菌体由来物質が相まって本菌による病巣形成が進行するものと考えられた。5.B. henselaeはヒト末梢血好中球のアポトーシスを抑制した。この活性は菌の培養上清中にも認められ,パーフュージョンクロマトによる分画の結果,強い活性を示す単独の画分が得られた。6.B. henselaeによる内皮細胞でのサイトカインおよび接着分子発現誘導の研究過程で,Porphyromonas gingivalisもIL-8, MCP-1,およびICAM-1の発現増強を誘導することを見出した。この発現増強は不活化菌でも認められ,菌体成分の煮沸処理や硫酸ポリミキシB処理によっても失活しなかった。7.B. henselaeによる内皮細胞増殖促進,炎症性サイトカインの発現誘導,および好中球のアポトーシス抑制作用のいずれについても線毛は全く関与していなかった。1.B.henselae増殖用液体培地の検討:本菌を発育させるための液体培地について検討した結果,ブルセラブロス培地にヘミンおよび鉄イオンを添加した場合,7日間の培養により10^8CFU/mlに達する増殖がみられた。これは,従来報告されているいずれの液体培地よりも優れた成績である。本菌の増殖に鉄イオンの重要性が示唆され,より単純な組成の合成培地を検索中である。2.内皮細胞増殖因子の分離・精製:大量培養したB.henselaeの培養上清から,限外濾過法,およびゲル濾過法を用いて内皮細胞増殖因子の分離を試みた。現在までのところ,内皮細胞増殖促進活性物質は分子量約3万前後の蛋白であると推定されている。現在さらに精製を継続中である。3.B.henselaeによる接着分子の発現誘発:今回の研究過程で,B.henselaeは内皮細胞の増殖促進反応を示すとともに,内皮細胞表面の接着分子(ICAM-1,VCAM-1,およびE-selectin)の発現を誘発することが明らかとなった。4.内皮細胞増殖因子および接着分子発現誘発因子の性状:UV,加熱,または超音波処理による不活化菌および線毛欠損株を用いた実験,並びに菌培養上清の加熱処理(100°C,15min)や硫酸ポリミキシンB処理による実験から,本菌による内皮細胞増殖促進作用には生菌から分泌される易熱性タンパクが関与しており,接着分子発現誘発には耐熱性の菌体構成成分が関与していると考えられた。

即ちB.henselaeによる内皮細胞増殖促進作用および接着分子発現誘発作用は,それぞれ異なった活性物質により発現されていると考えられた。Bartonellahenselae由来の腰帯静脈内皮細胞増殖因子,およびその関連事項について平成13年度には下記の結果を得た。1.B. henselae増殖に関する鉄イオンの影響について,brucella broth, brain heart infusionbroth, heartinfusion broth,およびM199培地を用いて調べた。いずれにおいても,添加物なしでは菌の増殖が認められなかったが,brucella brothにヘミン,またはFeSO_4を添加すると増殖が認められ,両者の同時添加によりさらに高度の増殖が認められた。2.内皮細胞増殖因子の精製について,パーフュージョンクロマトグラフィーを用いて分画し,精製を試みているが,分画操作の過程で活性が失われ,本年度中には精製の完了に至らなかった。分画操作の条件について現在検討中で,来年度早期に精製の達成を目指す事とした。3.昨年度から進行中の,B. henselaeによる内皮細胞の接着因子および炎症性サイトカインの発現誘導に関する実験の過程で,Porphyromonas gingivalisも内皮細胞のICAM-1,IL-8,およびMCP-1の発現増強を起こすことを見出し,その刺激因子の性状をB. henselaeのそれと比較した。その結果,ICAM-1,IL-8,およびMCP-1の発現はP. gingivalisにより添加菌濃度依存性に増強され,UVや加熱などによる不活化菌でも認められた。この効果は菌体成分の煮沸処理や硫酸ポリミキシンB処理にても失活しなかった。これらP. gingivalisの刺激因子の性状はB. henselaeのものと見かけ上完全に一致しており,両菌に共通の特異な病原因子の存在が示唆された。Bartonellahenselae由来の血管内皮細胞増殖因子,及び関連事項について平成14年度には下記の結果を得た。1.血管内皮細胞増殖因子の精製:B. henselaeを大量培養し,培養上清中に分泌される内皮細胞増殖活性物質をパーフュージョンクロマトを用いて分画した結果,増殖活性を示す画分を得てその性状を検討した。しかし,分画操作の過程で活性がかなり失われ,十分なレベルの精製には至らなかった。現在,さらに大量の試料を調製し精製を続行中である。2.B. henselaeによる炎症性サイトカインの発現誘導活性の検索:B. henselaeをヒト末梢血単球と混合培養し,単球から培養上清中に発現されるIL-8およびMCP-1など炎症性サイトカインについて検討した。その結果,単球からIL-8,およびMCP-1が添加菌濃度依存性に産生された。この効果はUVや加熱などによる不活化菌でも認められ,菌体成分の煮沸処理や硫酸ポリミキシンB処理にても失活しなかった。この現象は,本菌による血管増生性病変の形成機序の一端を担っていると考えられた。3.B. henselaeによるヒト抹消血好中球のアポトーシス抑制作用:B. henselaeを好中球と16時間作用させた場合,好中球のアポトーシスが抑制された。この活性は,菌を5%FBS添加M199培地で4日間培養した上清中にも認められ,パーフュージョンクロマトによる分画の結果,強い活性を示す単独の画分が得られた。
ミジンコ類の生態に関する分子生物学的研究

1.ミジンコ類の分子生物学的取り扱いを効率よく行うため、以下の実験法を確立した。(1)薬剤処理による変異誘起の最適条件の決定(2)成体から純度の高いDNA及びRNAを調製する方法(3)単為生殖卵をin vitro(マイクロタイタ-プレート上)で完全に発生させる方法2.ミジンコ成体よりmRNAを抽出し、ラムダ-ファージベクターを用いてcDNAライブラリーを作製した。3.ミジンコの環境応答機構を解析するために、飼育水の温度、塩濃度変化に応答して発現の誘導される遺伝子をディファレンシャルディスプレイ法により検索した。この結果3種類のcDNAを見いだし、その塩基配列を決定した。4.ミジンコはヘモグロビンを大量に生産して低酸素濃度水域に適応する。この機構の解析のためヘモグロビン遺伝子のcDNAを単離して、その部分的塩基配列を決定した。5.ミジンコは成育に適した環境条件下では単為生殖により個体数を急激に増加させるが、条件が悪化すると雄を産み出して両性生殖を行い、耐久卵を生ずる。このような生殖サイクルの転換の機構を解析するため、多数のホメオボックス遺伝子cDNAを単離して、その部分的塩基配列を決定した。6.単離した上記の種々のcDNAを用いてin situハイブリダイゼーションにより、その組織特異的発現について解析を行いつつある。またBacillus brevisを宿主とする蛋白質の分泌生産系に導入して、遺伝子産物の生産を試みつつある。7.ミジンコは水質の変化に特に敏感であることから、OECDにより環境指標生物に指定されているが、1(3)で確立した単為生殖卵のin vitro発生系を用いて薬剤の影響を個体レベルで定量的に解析する方法を開発した。