hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
癌治療用リン注入ガラスの物性

ラザフォード後方散乱分光法より、900°Cで加熱したガラス中には、浸漬処理7日後にも、リンはほとんど留まっていることが示された。この方法により、放射線治療に適したガラスが得られると推論される。1.研究目的:化学的に安定なシリカガラスの直径2030μmの球粒子にリンをイオン注入すると、表面層に多量のリンを入れることができ、中性子照射により、リンのみが放射化されて半減期14.3dのβ線のみを放射する^<32>Pに変換する。この球粒子を血管内に通したカテーテルにより腫瘍部に注入すると、腫瘍部の毛細血管に留まり、患部を直接放射線照射する。β線はその到達距離が短いため、健康な組織まで照射することがない。本研究は、このような癌治療に適したリン注入ガラス、すなわち表面付近に多量のリンを含みしかも体内でリンを溶出し難いガラスを得る条件を明らかにすることを目的とする。2.研究成果:高純度シリカガラスの板状試料に、加速電圧20KeVで種々の量のP^+イオンを照射すると、1X10^<16>cm^<-2>迄は照射量と共にガラス中へのイオン注入量が増加するが、それ以上照射してもガラス中への注入量が増加しないことがラザフォード後方散乱(RBS)スペクトルからわかった。P^+イオンを注入しただけのシリカガラスは95°Cの温水中にかなりの量のSi及びPを溶出した。これはP^+イオンの注入により、ガラスの表面構造が損傷を受けたためであることが、フーリエ変換赤外(FTIR)スペクトルからわかった。P^+イオン注入シリカガラスを900°Cで加熱処理するとSi及びPの溶出量が減少したが、これはシリカガラス表面の構造損傷が癒されただけでなく、加熱処理中にP^+イオンのかなりの部分が昇華点(416°C)以上で昇華逃散したためであることがRBSとFT-IRからわかった。X線光電子(XPS)スペクトルによれば、ガラス中に注入しただけのP^+イオンはコロイドの形をとっていた。そこで、先ずP^+イオン注入ガラスを還元性の水素ガス雰囲気中で400°Cで1時間加熱すると、リンコロイドが大きく成長することがXPSにより確かめられた。次いでこれを酸化性の酸素ガス雰囲気中で900°Cで2時間加熱処理すると、リンをほとんど昇華逃散させることなく、シリカガラス表面の構造損傷を癒さすことができることが、RBS、XPS及びFT-IRスペクトルにより確かめられた。この2段階加熱処理ガラスは温水中にほとんどSiもPも溶出しないことが、ガラスのRBSスペクトル及び温水の高周波誘導結合プラズマ発光分析により確かめられた。よって、この方法により、癌の放射線治療に適したガラスが得られると考えられる。1.研究目的:化学的に安定なシリカガラスの直径2030μmの球粒子にリンをイオン注入すると、表面層に多量のリンを入れることができ、中性子を照射すると、リンのみを半減期14.3dのβ線のみを放射する^<32>Pに変換することができる。この球粒子を血管内に通したカテーテルにより腫瘍部に埋入すると、ガラス球は腫瘍部の毛細血管に留まり、患部を直接放射線照射する。本研究は、このような癌治療に適したリン注入ガラス、すなわち表面付近に多量のリンを含み、しかも体内でリンを溶出し難いガラスを得る条件を明らかにすることを目的とする。2.研究成果
走運動時のストレス反応は脳内のオレキシン作動性機構を介するか?

1998年に新たに視床下部摂食中枢から発見された神経性ペプチド,オレキシン(orexin)は,ストレス反応や循環調節,睡眠-覚醒調節に関与することが明らかとなってきた.しかし,運動時のストレス反応やそれに関連した循環・代謝応答への関与は不明である.本研究は走運動時のACTH分泌応答(ストレス反応)へのオレキシン作動性神経の関与について明らかにすることを目的とした.実験は,1)オレキシン含有神経の活性化が運動時のACTH分泌反応で増加するかどうか,さらに,2)オレキシン含有神経を欠落させる遺伝子導入マウスを用い,オレキシン機能のストレス反応への関与について併せて検討を試みた.走運動時のオレキシン神経の活性化は,運動後に摘出した脳の前額断切片(40μm)を作成し,免疫組織化学的染色によるオレキシン陽性ならびに神経興奮の分子マーカとなるc-Fosタンパクの二重染色を施し,オレキシン/c-Fos二重標識細胞数の割合をカウントすることにより求めた.その結果,オレキシン含有神経は,ACTH分泌が生じる閾値でもある乳酸性作業閾値(LT)を越える走速度時にc-Fosタンパクを多く発現させた.LT以下の走速度では変化はみられなかった.この傾向は,遊泳運動時にもみられた.これらの結果は,走運動を含む運動時のストレス反応とオレキシン作動性神経の活性化が同期することを示し,オレキシンが運動時のストレス反応に何らかの役割を演ずる可能性が示唆された.しかし,オレキシン欠落マウス(-/-)とその対照マウス(+/-)との間には有意差はなかったので,オレキシンのストレス反応への直接的関与を確認するには至らなかった.飼育上の問題で遺伝子導入マウスの引数が不十分(3匹)だったことなどいくつか原因が考えられる.今後,この結果をもとに,モデル動物の例数を増やし,運動の条件(速度や時間)を変えて詳細に検討する必要がある.1998年に新たに視床下部摂食中枢から発見された神経性ペプチド,オレキシン(orexin)は,ストレス反応や循環調節,睡眠-覚醒調節に関与することが明らかとなってきた.しかし,運動時のストレス反応やそれに関連した循環・代謝応答への関与は不明である.本研究は走運動時のACTH分泌応答(ストレス反応)へのオレキシン作動性神経の関与について明らかにすることを目的とした.実験は,1)オレキシン含有神経の活性化が運動時のACTH分泌反応で増加するかどうか,さらに,2)オレキシン含有神経を欠落させる遺伝子導入マウスを用い,オレキシン機能のストレス反応への関与について併せて検討を試みた.走運動時のオレキシン神経の活性化は,運動後に摘出した脳の前額断切片(40μm)を作成し,免疫組織化学的染色によるオレキシン陽性ならびに神経興奮の分子マーカとなるc-Fosタンパクの二重染色を施し,オレキシン/c-Fos二重標識細胞数の割合をカウントすることにより求めた.その結果,オレキシン含有神経は,ACTH分泌が生じる閾値でもある乳酸性作業閾値(LT)を越える走速度時にc-Fosタンパクを多く発現させた.LT以下の走速度では変化はみられなかった.この傾向は,遊泳運動時にもみられた.これらの結果は,走運動を含む運動時のストレス反応とオレキシン作動性神経の活性化が同期することを示し,オレキシンが運動時のストレス反応に何らかの役割を演ずる可能性が示唆された.しかし,オレキシン欠落マウス(-/-)とその対照マウス(+/-)との間には有意差はなかったので,オレキシンのストレス反応への直接的関与を確認するには至らなかった.飼育上の問題で遺伝子導入マウスの引数が不十分(3匹)だったことなどいくつか原因が考えられる.今後,この結果をもとに,モデル動物の例数を増やし,運動の条件(速度や時間)を変えて詳細に検討する必要がある.
プロスタノイド関連遺伝子操作マウスを用いたサイトカイン誘発睡眠の分子機構

感染性の病気は睡眠量の増加と関連しており、アラキドン酸からプロスタグランジン(PG)に転換させる酵素であるシクロオキシゲナーゼ-2(COX-2)を誘導する炎症誘発性のサイトカインの産生を起こす。PGD_2はPGsの中でもっとも強力な睡眠誘発作用を示す。また代表的な炎症性サイトカインであるIL-1βは睡眠を誘発するが、COX-2阻害剤の投与によりこれらの効果が阻害されるため、IL-1βによる睡眠誘発はPGsの生合成を介して起きると考えられてきた。我々は、PGD_2およびCOX-2に着目し、IL-1βによる睡眠誘発作用との関係を、PGD_2受容体遺伝子欠損マウスを用いて解析した。野生型マウスにIL-1βを投与すると、投与直後から6時間のノンレム睡眠量が約2倍まで増加した。PGD_2受容体遺伝子欠損マウスを用いて同様の実験を行ったところ、IL-1β投与によるノンレム睡眠誘発は野生型マウスとほぼ同程度に起こることが明らかになった。続いて、マウスにおけるIL-1βの睡眠誘発作用へのCOX-2の関与を調べるために、選択的COX-2阻害剤であるNS-398を用いて同様の実験を行った。野生型マウスにNS-398(10mg/kg体重)の投与を行ったところ自発睡眠は阻害されなかった。また、IL-1βを投与前にNS-398の前処置を行ったところ、NS-398はIL-1β誘発睡眠を阻害せず、投与後の6時間で、それぞれ、IL-1β投与群で59.4分、NS-398およびIL-1β投与群で54.7分のノンレム睡眠量の増加が観察された。これらの結果は、ラットで得られていた従来の結果と異なり、マウスではIL-1βによるノンレム睡眠量の増加にはPGD_2およびCOX-2が関与していないことを示している。以上より、マウスでは細菌あるいはウィルス感染時にラットとは異なる睡眠誘発機構が働いていることが示唆された。代表的な炎症性サイトカインであるIL-1βやTNF-αは、ラットの脳室内投与により睡眠を誘発する。そして、この睡眠誘発はプロスタグランジン(PG)阻害剤、特にシクロオキシゲナーゼ2(COX-2)に対する阻害剤の投与により消失することから、PGの生合成を介して起きると考えられてきた。我々は、PGの中で睡眠誘発作用の最も強力なPGD_2に注目して、IL-1βによる睡眠誘発作用との関係を、遺伝子操作マウスを用いて解析した。まず、正常マウスの腹腔内にIL-1βを投与すると、野生型マウスでは、1.7から5.0(μg/kg体重)の投与量に依存して、投与直後から6時間後まで行動量が低下し、ノンレム睡眠が約2倍まで増加した。この間、マウスの深部体温は僅かに低下しレム睡眠量は変化しなかった。PGD_2受容体遺伝子ノックアウトマウスを用いて同様の実験を行ったところ、予想外にも、IL-1βの腹腔内投与によるノンレム睡眠誘発は野生型マウスとほぼ同程度に起きる事が明らかになった。我々は既にPGD_2の脳内投与により誘発されるノンレム睡眠はPGD_2受容体遺伝子ノックアウトマウスでは完全に消失することを証明している。従って、以上の結果は、IL-1βによるノンレム睡眠の増加にはPGD_2は関与していない事を示唆している。これは、従来の予想を大きく覆す結果である。

そこで、新たにCOX-2欠損マウス、PGD合成酵素欠損マウス、アデノシンA_<2A>受容体欠損マウス等の遺伝子操作マウスを用いて、IL-1βやTNF-αによる睡眠誘発の有無を調べ、細菌あるいはウイルス感染時の睡眠調節機構の病理学的検討を行う必要がある。感染性の病気は睡眠量の増加と関連しており、アラキドン酸からプロスタグランジン(PGs)を転換させる酵素であるシクロオキシゲナーゼ-2(COX-2)を誘導する炎症誘発性のサイトカインの産生を起こす。PGD_2はPGsの中でもっとも強力な睡眠誘発作用を持っており、代表的な炎症性サイトカインであるIL-1βは睡眠を誘発するが、COX-2阻害剤の投与によりこれらの効果が阻害されるため、IL-1βによる睡眠誘発はPGsの生合成を介して起きると考えられてきた。我々は、PGD_2およびCOX-2に着目し、IL-1βによる睡眠誘発作用との関係を、PGD_2受容体遺伝子欠損マウスを用いて解析した。野生型マウスにIL-1βを投与すると、投与直後から6時間のノンレム睡眠が約2倍まで増加した。PGD_2受容体遺伝子欠損マウスを用いて同様の実験を行ったところ、IL-1β投与によるノンレム睡眠誘発は野生型マウスとほぼ同程度に起こることが明らかになった。続いて、マウスにおけるIL-1βの睡眠誘発作用へのCOX-2の関与を調べるために、選択的COX-2阻害剤であるNS-398を用いて同様の実験を行った。野生型マウスにNS-398(10mg/kg体重)の投与を行ったところ自発睡眠は阻害されなかった。また、IL-1βを投与前にNS-398の前処置を行ったところ、NS-398はIL-1β誘発睡眠を阻害せず、投与後の6時間で、それぞれ、IL-1β投与群で59.4分、NS-398およびIL-1β投与群で54.68分のノンレム睡眠量の増加が観察された。これらの結果は、ラットで得られていた従来の結果と異なり、マウスではIL-1βによるノンレム睡眠量の増加にはPGD_2およびCOX-2が関与していないことを示している。以上より、マウスでは細菌あるいはウィルス感染時にラットとは異なる睡眠誘発機構が働いていることが示唆された。
こころの健康問題を早期に発見するストレス表情検出システムの開発

人為的(短期的)ストレス実験(冷水刺激+認知課題試験),心理的(長期的)ストレス実験(アルバイトによる疲労,卒業論文・修士論文中間発表)を行い,各状態での表情変化をテクスチャ特徴・形状的特徴により評価を行った.その結果,人為的ストレスの場合は下瞼が変化する割合が大きい点,心理的なストレス(疲労)では上瞼が変化,心理的なストレス(発表)では,眉間・上瞼に変化が見られた.人為的(短期的)ストレス実験(冷水刺激+認知課題試験),心理的(長期的)ストレス実験(アルバイトによる疲労,卒業論文・修士論文中間発表)を行い,各状態での表情変化をテクスチャ特徴・形状的特徴により評価を行った.その結果,人為的ストレスの場合は下瞼が変化する割合が大きい点,心理的なストレス(疲労)では上瞼が変化,心理的なストレス(発表)では,眉間・上瞼に変化が見られた.「研究実施計画に基づきストレス負荷時における表情変化をWebカメラで撮影し解析を行った」・ストレス内容:冷水刺激(身体的:7°C)と認知課題負荷試験(精神的:2ケタの暗算)を同時に行う.・プロトコル:安静(5分),ストレス負荷(5分),安静(5分).終了時に表情撮影(30秒間)と唾液アミラーゼ濃度測定(濃度が高いほどストレスが高いと報告されている).・被験者(実験2時間前から飲食禁止):グループA(予備実験を含め複数回実施:6名),グループB(卒論提出前に1度だけ実施:10名).・対象領域の検出:色情報(L^*a^*b^*)と形状的情報を用いて,顔部品領域(唇,目)を検出する.その位置情報から,皺眉筋(眉間),眼輪筋(目元),口輪筋(頬)等の評価領域を決定する.次に,対象領域内のテクスチャ特徴(濃度レベル差分法:コントラスト)を用いて評価を行う.・結果:グループAではストレス負荷時にコントラスト値が変化し,安静時に元に戻る傾向が6名中4名でみられた.グループBでは,10名中7名に変化がみられた.・検討:表情変化が見られる部位,及び,その大きさ(コントラスト値の変化率)は,左目元に顕著な変化が見られる,もしくは,眉間に表れやすい等,個人差がある点が明らかになった.複数回実験を行った,グループAの評価結果から,特定の個人は,同じ部位での変化する傾向がある点が確認された.・唾液アミラーゼ濃度:コントロール実験と対比の結果,実験型(急性)のストレス負荷実験ではグループA,Bともにストレス負荷時に濃度上昇,安静時で減少といった明確な変化は見られず,濃度の高いグループと低いグループ(Aでは,高い3名,低い3名)に分かれた.グループBも同様であった.研究実施計画に基づきストレス負荷時における表情変化をWebカメラで撮影し解析を行った.・ストレス内容:冷水刺激(身体的:7°C)と認知課題負荷試験(精神的:2ケタの暗算)を同時に行う.・プロトコル:安静(5分),ストレス負荷(5分),安静(5分).終了時に表情撮影(30秒間)と唾液アミラーゼ濃度測定(濃度が高いほどストレスが高いと報告されている).・被験者(実験2時間前から飲食禁止):グループA(予備実験を含め複数回実施:7名),グループB(卒論提出前に1度だけ実施:9名).・対象領域の検出:色情報(L*a*b*)と形状的情報を用いて,顔部品領域(唇,目)を検出する.両目の重心座標を基準として,皺眉筋(眉間),眼輪筋(目元),口輪筋(頬)等の評価領域を決定する.・眉間,左右眼元,左右頬の5か所の領域(大きさはすべて80×40画素)を用いてストレス評価を行った.・領域を5×5画素に分割し,テクスチャ特徴(濃度レベル差分法:コントラスト)を計算する.従って,1つの領域は16×5次元の特徴として評価される.・安静時10枚,ストレス時10枚,安静時10枚の画像を選択し,コントラスト値の変化からストレス状態の検討を行った.・結果:グループAではストレス負荷時にコントラスト値が変化し,安静時にもとに戻る傾向が7名中4名でみられた.グループBでは9名中5名に変化がみられた.・検討:表情変化が表れる部位とその大きさは,個人差がある.複数回実験を行ったグループAの結果から,特定個人は,同じ部位で変化する傾向がある点が確認された,・唾液アミラーゼ濃度:コントロールとの対比の結果,実験型(急性)のストレス負荷実験では,グループA,Bともに,ストレス負荷時に濃度上昇,安静時で減少といった明確な変化は見られず,'唾液アミラーゼ濃度の高いグループと低いグループに分かれた.・現在,次年度行う実生活型(長期的)ストレスの実験方法について検討を行っている.研究実施計画に基づき,実生活型ストレス(長期)時における表情変化をWebカメラで撮影し解析を行った.1平常時と疲労時の表情変化:大学院生2名,期間1ヶ月間,平常時(十分な安静時)3回,疲労時(深夜アルバイトの後)7回撮影.2心理的ストレス時の表情変化:卒業研究中間

発表を控えた4年生2名,修士論文中間発表を控えた大学院生1名.発表の3週前・2週前は週3回撮影,発表週は発表当日まで毎日,及び,発表後の2日間撮影.・グループ1,2共に,ストレス状態の生理学的指標として,入室時,10分後,30分後,60分後に唾液アミラーゼ濃度の測定(濃度が高いほどストレスが高い).・対象領域の検出:色情報(L*a*b*)と形状的情報を用いて両目を検出,その後,両目の重心座標を基準として,皺眉筋(眉間),眼輪筋(目元),口輪筋(頬)等の評価領域を決定する.眉間,左右上瞼,左右下瞼,左右頬の7か所の領域について,スリットを配置し,その中点を基準に,濃度レベル差分法:コントラストの値を用いる.スリットラインの数は頬が5本,その他は10本(間隔は5pixelで,長さは上瞼が21pixel,その他は51pixel).それぞれの状態で10枚の画像を選択し,その平均値を用いた.同時に目の形状係数についても評価を行った.結果及び検討:1では,2名中2名に,上瞼のテクスチャ特徴,及び,目の形状に変化が見られた.2では3名中2名に眉間・上瞼に変化が見られ,発表終了後は変化の減少が見られた.唾液アミラーゼの濃度変化では,1の疲労時では明示的な変化は見られなかったが,2の心理的ストレス時では,発表の前に値が増加し発表後減少する傾向が見られた(3名中2名:表情変化が見られた2名と一致).以上の結果から,微小な表情変化の検出により,ストレス・疲労の評価が可能であると考えられる.平成22年度は,検出した領域(眉間,眼元等)全体についてテクスチャ特徴を計算し,ストレス応答評価を行っていた為,ストレス応答による皺の位置移動等の評価ができなかった.その為,平成23年度は,その領域(横80×縦40画素:ほぼ目の長径の大きさ)を,5×5画素ごとに細分化し,1つの領域を16×5次元の特徴として評価を行った.その結果,ストレス応答による皺等の位置変化の検出が可能となった.これにより,実験型(短期的)のストレス応答で,唾液アミラーゼの濃度変化が少ない,被験者のストレス応答評価が可能となった.次年度へ向け,評価領域の最適な次元数等の検討,同時に,長期的ストレス評価の実施計画についても検討を行っている.24年度が最終年度であるため、記入しない。平成22,23年度は,主に,短期的ストレス応答について実験を行い,その評価を行った.一方,長期的なストレス応答に関しては,例えば,卒業研究発表の前後1週間では,平常時と比較した場合,おおむね唾液アミラーゼ濃度の上昇が確認されている.その為,平成24年度は,実生活型(長期的)ストレス応答に主眼をおき実験を行う.ストレス内容としては学会発表である.対象は,大学院生2名,期間は発表の前1カ月を想定している.4,3,2,週間前までは,週に2回,入室時と退室時に定点撮影,及び,唾液アミラーゼ濃度の測定を行う.1週間前からは,発表修了時まで,毎日同様の測定を続ける.これにより,長期的なストレス負荷による表情評価の指標を得ることが期待される.同じ内容の実験を学部学生についても,卒論中間発表の前後で実施する予定である.24年度が最終年度であるため、記入しない。
腫瘍ストロマ細胞による腫瘍微小循環成立の分子基盤の解明

樹立した腫瘍ストロマ細胞株(WTストロマ細胞)、CD44ノックアウトマウス由来腫瘍ストロマ細胞(CD44KOストロマ細胞)と、WTストロマ細胞の膜タンパク質を免疫原として作製したラットモノクローナル抗体を用いて、昨年度に引き続き研究を実施した。1. CD44陽性腫瘍ストロマ細胞によるがん幹細胞の幹細胞性及び薬剤耐性能の維持がん幹細胞と、WTストロマ細胞、および、CD44KOストロマ細胞との共培養系を用いて、幹細胞性と薬剤耐性能の維持能を検討した。がん幹細胞単独培養、CD44KOストロマ細胞との共培養に比較し、WTストロマ細胞と共培養することによりがん幹細胞の指標が高くなり、spheroid形成能も有意に高くなった。また、WTマウスにおいては、薬剤投与により、薬剤耐性能を有すると考えられるがん幹細胞分画が増加するのに対して、CD44KOマウスにおいては、薬剤投与後もがん幹細胞分画の変化がみとめられなかった。2. CD44陽性腫瘍ストロマ細胞のがん幹細胞維持に関与する因子の同定1の結果より、腫瘍ストロマ細胞のCD44は、がん幹細胞の自己複製能の維持、及び、がん細胞の薬剤耐性に関与していることが示唆された。この詳細なメカニズムを探るべく、マイクロアレイ解析により、WTストロマ細胞とCD44KOストロマ細胞とを比較し、CD44に関連するがん幹細胞維持因子の同定を試みた。複数候補因子は得られたものの、決定的な因子同定に至ることはできなかった。3.がん幹細胞とストロマ細胞をin vivoで観察マウス生体内でのがん細胞、ストロマ細胞の挙動を観察したいと考え、米国Cold Spring Harbor Laboratoryへ行き、in vivo imagingの技術を習得し、マウス生体内での細胞を観察することができた。(抄録なし)本研究の準備としてすでに樹立していた腫瘍ストロマ細胞株と、その腫瘍ストロマ細胞の膜タンパク質を免疫原として作製したラットモノクローナル抗体を用いて研究を実施した。ラットモノクローナル抗体の抗原の一つがCD44であったため、CD44に着目した腫瘍ストロマ細胞の機能についても検討した。1.腫瘍ストロマ細胞とがん幹細胞の細胞間相互作用樹立した腫瘍ストロマ細胞株が、がん幹細胞の自己複製を維持する能力を持つか否かを検討するため、すでに報告のあるがん幹細胞の選択方法を用いて回収した細胞と腫瘍ストロマ細胞との共培養を試みた。腫瘍ストロマ細胞と共培養することによって、がん幹細胞の指標が高くなることを見出した。また腫瘍ストロマ細胞との共培養後に、がん細胞のみを回収しspheroid fomation assayを行った結果、がん細胞単独で培養していたものと比較し、優位にspheroid形成能が高くなった。2.CD44に着目した腫瘍ストロマ細胞の機能腫瘍ストロマ細胞に発現しているCD44が腫瘍に与える影響、特にがん幹細胞の維持にCD44が必須の因子であるか否かを検討した。CD44欠損不死化腫瘍ストロマ細胞を用いて上述1.と同様の方法で共培養を行った結果、邊伝子欠損のない腫瘍ストロマ細胞でみられたがん幹細胞の指標の上昇や、spheroid形成能の上昇がみられなかった。このことから、腫瘍ストロマ細胞によるがん幹細胞の自己複製能の維持にはCD44が関与していることが示唆された。以上より、腫瘍ストロマ細胞はがん幹細胞の自己複製を維持し得るということ、またそれにはCD44が必要であるということを明らかにした。樹立した腫瘍ストロマ細胞株(WTストロマ細胞)、CD44ノックアウトマウス由来腫瘍ストロマ細胞(CD44KOストロマ細胞)と、WTストロマ細胞の膜タンパク質を免疫原として作製したラットモノクローナル抗体を用いて研究を実施した。1.CD44陽性腫瘍ストロマ細胞によるがん幹細胞の幹細胞性維持能WTストロマ細胞、および、CD44KOストロマ細胞と、がん幹細胞とを共培養した結果、がん幹細胞単独培養、CD44KOストロマ細胞との共培養に比較し、WTストロマ細胞と共培養することによりがん幹細胞の指標が高くなること、また、それらの細胞はspheroid形成能も有意に高くなった。さらにCD44KOストロマ細胞においてCD44を発現させた安定細胞株を用いて同様に解析を行い、CD44を発現させることで、幹細胞性維持能をレスキューすることを確認した。2.CD44陽性腫瘍ストロマ細胞によるがん細胞の薬剤耐性能維持WTマウスにおいては、薬剤投与により、薬剤耐性能を有すると考えられるがん幹細胞分画が増加するのに対して、CD44KOマウスにおいては、薬剤投与後もがん幹細胞分画の変化がみとめられなかった。また、in vitroにおいても、WTストロマ細胞との共培養においてがん細胞の薬剤耐性因子の上昇が確認できた。さらに、両マウス由来がん細胞を用いたコロニーアッセイにおいても、薬剤投与によるコロニー形成への影響を検討した結果、WTマウス由来がん細胞において、CD44KOマウス由来がん細胞に比較して、'コロニー数の減少程度が低かった。以上の結果より、腫瘍ストロマ細胞のCD44は、がん幹細胞の自己複製能の維持、及び、がん細胞の薬剤耐性に関与していることが示唆された。1. CD44陽性腫瘍ストロマ細胞によるがん幹細胞の幹細胞性及び薬剤耐性能の維持

がん幹細胞と、WTストロマ細胞、および、CD44KOストロマ細胞との共培養系を用いて、幹細胞性と薬剤耐性能の維持能を検討した。がん幹細胞単独培養、CD44KOストロマ細胞との共培養に比較し、WTストロマ細胞と共培養することによりがん幹細胞の指標が高くなり、spheroid形成能も有意に高くなった。また、WTマウスにおいては、薬剤投与により、薬剤耐性能を有すると考えられるがん幹細胞分画が増加するのに対して、CD44KOマウスにおいては、薬剤投与後もがん幹細胞分画の変化がみとめられなかった。2. CD44陽性腫瘍ストロマ細胞のがん幹細胞維持に関与する因子の同定1の結果より、腫瘍ストロマ細胞のCD44は、がん幹細胞の自己複製能の維持、及び、がん細胞の薬剤耐性に関与していることが示唆された。この詳細なメカニズムを探るべく、マイクロアレイ解析により、WTストロマ細胞とCD44KOストロマ細胞とを比較し、CD44に関連するがん幹細胞維持因子の同定を試みた。複数候補因子は得られたものの、決定的な因子同定に至ることはできなかった。3.がん幹細胞とストロマ細胞をin vivoで観察マウス生体内でのがん細胞、ストロマ細胞の挙動を観察したいと考え、米国Cold Spring Harbor Laboratoryへ行き、in vivo imagingの技術を習得し、マウス生体内での細胞を観察することができた。本研究の「腫瘍組織中のがん幹細胞の生存を可能にする腫瘍ストロマ細胞が担う機能を明らかにする」という目的に対し、平成23年度において、腫瘍ストロマ細胞が発現するCD44ががん幹細胞の自己複製能の維持に関与するという結果が得られ、順調に研究が進展していると考えられる。本研究の「腫瘍組織中のがん(幹)細胞の生存を可能にする腫瘍ストロマ細胞が担う機能を明らかにする」という目的に対し、平成24年度において、腫瘍ストロマ細胞が発現するCD44ががん幹細胞の自己複製能の維持及び薬剤耐性に関与するという結果が得られ、順調に研究が進展していると考えられる。腫瘍ストロマ細胞においてCD44を中心に研究を進めており、腫瘍ストロマ細胞とがん幹細胞の細胞間相互作用において、がん幹細胞の幹細胞性を維持するというCD44の機能的役割を明らかにすることができた。引き続き、がんの転移におけるCD44の機能、あるいは、がんの再発におけるCD44の機能を明らかにしていく方針である。特に、研究計画の変更、研究を遂行する上での問題点はない。腫瘍ストロマ細胞においてCD44を中心に研究を進めており、腫瘍ストロマ細胞とがん幹細胞の細胞間相互作用において、がん幹細胞の幹細胞性の維持、および、薬剤耐性能におけるCD44の機能的役割を明らかにすることができた。
エイズ相談領域における援助要請の特徴に応じた周知策と検査相談体制の検討

本研究の目的は、援助要請スタイルに注目して、その特徴に応じた、効果的な体制周知策の検討と、検査相談体制の検討に注目することであった。エイズ検査・相談の「利用者増加」のための介入研究実施とその評価が大きな目的である。これまでの主な研究成果は、スタイルの違いに関わらず「援助要請実行への効力感」が最も援助要請意図に強く影響を与えていた。一方で、そのスタイルの違いによって、特徴は異なっていた。まず「援助要請自立型は、検査・相談利用時の情報開示に抵抗感を覚える人程、効力感が弱まる」。次に「援助要請過剰型は、HIV感染想定時、自身が社会的に隔絶された自己となると予測する人程、効力感が弱まる」、最後に、人に一貫して援助を求めようとしない、すなわち「援助要請回避型」は、HIV感染想定時の自己の変容を否定的に予期し、かつ情報開示に抵抗感を覚える人程効力感が弱まる。そして、援助要請を実行の良い面を強調する」ことが有効な可能性を示した。本年度は、上記の介入効果をより高めるために「利用への期待感」の向上、かつ「情報開示への抵抗感」を低める方略を検討した。研究1では、「既に利用者であるHIV陽性者をも含めた、アンケート調査の結果から「何らかの情報あるいはHIV陽性者との接触頻度」が多い程、「スティグマ認知」が弱める可能性を示した(調査1)。さらに、調査2では、これらの変数を加味した上で、再度、援助要請意図への規定因を検討した。詳細は解析中であるが、初期分析の段階では、概ね仮説通りの結果が得られつつある。2年目において「順調な進展」があった根拠として、調査研究において、一定数の、HIV陽性者(70名強)や検査・相談利用者からのデータを獲得できた点が挙げられよう。これによって、それ以外の者と利用行動(援助要請)の「意識比較」が可能となり、研究の最終的なアウトカムに向けて、大きな進展が得られた。次年度は、この成果に基づいて、引き続き事業を展開させていきたい。研究の全ての過程において、エイズ検査・相談の担当者との交流は続けており、3年目における介入実施に向けた環境は整いつつある。また、万が一、地域規模での介入研究が実現困難となった場合でも、一定の介入研究は行える状況にある。前年度の調査研究の成果の分析を6月を目処に進める。その上で、当年度の夏以降での介入実施に向けて準備していく。平成29年度は、20から60歳代の成人800名からの協力をえて、WEBでのアンケート調査(調査1)を行った。調査内容としては、ヘルビリーフモデルに基づいて、HIV感染生起確率認知、HIV自己イメージ尺度(飯田・いとう・井上, 2012)、エイズ検査・相談利用の利益性・障がい性認知尺度(未公刊, 2017)、保健所等のエイズ検査・相談体制認知、利用経験を尋ねて、エイズ検査・相談への援助要請実行への自己効力感および援助要請意図との関連を検討する調査を行った。なお、その際、援助要請スタイル尺度(永井, 2013)を用いて、各援助要請スタイル別に見た、変数間の関係を検討した。結果は、現在、統計解析中であるが、概ね、1)援助要請実行への自己効力感は、援助要請意図との間で有意に関連していること、2)援助要請実行への自己効力感と、ヘルスビリーモデルに基づいたいくつかの変数との間で有意に関連をしていることが明らかになっており、引き続き、詳細な解析を行っていく予定である。また、エイズ検査・相談の体制(無料・匿名)の存在認知は、知っていた者が50.8&であった。一方で、未利用者は、91.3%である。サンプルとして、インターネット調査ではあるが、諸外国と比べ低い値にあることが推察される。なお、当初計画書においては、調査1の質問紙を用いた保健所調査を実施する予定であった。そして、調査1の結果との比較を予定していた。今回、保健所調査は実施していない。しかしながら、調査1において、数は少ないが、一定の数で、利用者(3.6%)利用躊躇者(〝利用しようと思ったことはあるが利用したことはない)(5.1%)からの回答があった。これによって、利用経験による比較を行っていくことが可能となった。おおむね予定通りに研究を実施している。ただし、調査2で予定していた、保健所等のエイズ検査・相談の利用者を対象としたアンケート調査については、未実施である。これは、当初予定していた調査1の調査計画の若干の変更(および対象人数の増加)によって補ったためである。また本年度は、各種学会での発表やあるいは、関東圏内の保健所等担当者との打ち合わせが可能となった。次年度実施に向けて、学術交流および実践上の重要なフィールドを得た。以上から、成果としては、当初の予定通りの水準で、進展していると言える。

次に「援助要請過剰型は、HIV感染想定時、自身が社会的に隔絶された自己となると予測する人程、効力感が弱まる」、最後に、人に一貫して援助を求めようとしない、すなわち「援助要請回避型」は、HIV感染想定時の自己の変容を否定的に予期し、かつ情報開示に抵抗感を覚える人程効力感が弱まる。そして、援助要請を実行の良い面を強調する」ことが有効な可能性を示した。本年度は、上記の介入効果をより高めるために「利用への期待感」の向上、かつ「情報開示への抵抗感」を低める方略を検討した。研究1では、「既に利用者であるHIV陽性者をも含めた、アンケート調査の結果から「何らかの情報あるいはHIV陽性者との接触頻度」が多い程、「スティグマ認知」が弱める可能性を示した(調査1)。さらに、調査2では、これらの変数を加味した上で、再度、援助要請意図への規定因を検討した。詳細は解析中であるが、初期分析の段階では、概ね仮説通りの結果が得られつつある。2年目において「順調な進展」があった根拠として、調査研究において、一定数の、HIV陽性者(70名強)や検査・相談利用者からのデータを獲得できた点が挙げられよう。これによって、それ以外の者と利用行動(援助要請)の「意識比較」が可能となり、研究の最終的なアウトカムに向けて、大きな進展が得られた。次年度は、この成果に基づいて、引き続き事業を展開させていきたい。次年度は、前年度の解析を終え次第、保健所等での調査実施を検討する。また、調査1の解析に加え、新たな調査に進めることによって、より効果的な介入策を実施を行っていく。研究の全ての過程において、エイズ検査・相談の担当者との交流は続けており、3年目における介入実施に向けた環境は整いつつある。また、万が一、地域規模での介入研究が実現困難となった場合でも、一定の介入研究は行える状況にある。前年度の調査研究の成果の分析を6月を目処に進める。その上で、当年度の夏以降での介入実施に向けて準備していく。
モース理論に基づく脳型タッチセンサーの設計

本研究において開発を目指したのは、タッチする手の形状や位置に依存せずに、正しくタッチ回数を数えられるようなカウンターである。このために我々は、連続変形によって変わらない不変量を教えてくれるトポロジーの数学を用いた。その中でも特に、(1)ポアンカレ・ホップ指数、及び(2)オイラー積分、を利用したタッチカウンターを2つの柱として開発を行った。本年度においては、予定どおり、トポロジーに基づくタッチカウンターの開発を行った。特に、本研究において実現を目指すのは、タッチする手の形状や位置に依存せずに、正しくタッチ回数を数えられるようなカウンターである。従来のトポロジーでは、おはじきのようなかたまりの数(連結成分数)や穴の数に注目するのが慣習的であったが、これらはバイナリーな画像に対してのみ有効であり、あるピクセルのタッチ数が0か1とは限らず一般の自然数であるような場合に拡張する必要が出てくる。そこで、我々は、オイラー積分を用いた。マルチタッチと相性が良いオイラー標数の一般化であるオイラー積分を用いることで、タッチ回数を数学的に厳密に求めることができるアルゴリズムを設計することができた。我々はさらに、このアルゴリズムを並列化し、将来的に大規模なピクセル数に対しても高速に動作できるようにした。これは、ベクトル演算をニューラルネットワークとして実現することで、時間発展の末に不変量を出力する形で実現された。このアルゴリズムは工学的に有用であるばかりでなく、分散された神経細胞から大域的整合性のある不変量を取り出す脳の情報処理のモデルともなっている。基本的なアルゴリズムについては、科研費申請書にも書いた通り、既に採択前よりも開発を始めていたこともあり、初年度である本年度に論文が出版される成果を出すことができた。また、各種学会においても多数の発表を行うことができた。本年度においては、本研究課題の当初の目的どおり、トポロジー分野におけるモース理論に基づいたタッチセンサーを開発することができた。トポロジカルである事を目指して、すなわち、タッチする手の形状や位置に依存せずに、連続変形で不変な連結成分数や穴の数を認識できるセンサーを開発した。特に、モース理論を用いる事により、タッチされた画素の中でも、極値となる少数の点の数のみを数えるだけで計算できる並列アルゴリズムを開発した。これによりリアルタイムで演算できるようになり、実時間の手書き数字認識などへの応用が期待されるものである。またこのアルゴリズムは工学的に有用であるばかりでなく、分散された神経細胞から大域的整合性のある不変量を取り出す脳の情報処理のモデルともなっている。研究成果は、査読付き英語論文の他、各種学会においても発表した。本研究課題の目的を達成するような、モース理論に基づく定式化によるトポロジカルなタッチセンサーを、最終年度を待たずして、論文発表することができた。さらに、開発されたアルゴリズムは、並列実装によりリアルタイムで動作できるという特性を持たせる事ができたため、今後、実時間の手書き数字判別などへの応用が期待できるものとなった。本研究課題の目的は、タッチする手の形状や位置に依存せずに、正しくタッチ回数のみを数えられるようなカウンターである。このため、連続変形によって変わらない不変量を教えてくれるトポロジーの数学を用いる。特に、リアルタイムで素早く動作するタッチセンサーを設計するには、計算速度も重要となってくるため、モース理論に基づいた、画素の中でも極値となる少数の点のみを数えるアルゴリズムを用いる。本年度の研究においては、前年度までにアルゴリズムを完成させたタッチスクリーンを改良する形で、スクリーンの形状が必ずしも平面でなく、曲がった曲面状のタッチスクリーンに適用できるようにアルゴリズムを一般化することに成功した。このアルゴリズムは、任意の曲面状をしたタッチスクリーンに対して、連続変形で不変な特徴である塊の数や穴の数を数えることができる。特に、ペットボトルを想定した円筒型や、平面型スクリーンを周期境界にしたとも見なせるトーラス型、ボールの握りなどに応用が期待される正多面体型のスクリーンに対しては、具体的なプログラムをArduinoやProcessing上で開発して、デモンストレーションを成功させることができた。この曲面型タッチスクリーンへのアルゴリズムの改良は、幾何学を対象とするトポロジーの数学を本質的に役立てる形となっているが、例えば、手の握りが「ペットボトルを巻いている」ことの検出などを可能とするなど将来的な応用がおおいに期待される。なお、本研究課題では高度な数学を用いるため、成果を広く理解して貰うための助けとなるようなレビュー論文が必須であると思われたため、和文の解説記事にまとめた(日本神経回路学会誌, Vol.23, 2016)。本研究プロジェクトの核となるであろう基本的なタッチカウンターのアルゴリズムを開発し、論文として出版することができた。トポロジカルなセンサーのさらなる発展を目指して、ジェスチャーの運動軌跡の交点検出への応用も目指す。アルゴリズム開発だけでなく、物理的な実装も進める事で、デモ発表も行いたい。また、本研究課題は、新しい分野を切り開く研究であり、総説論文を執筆して広く本分野における成果を知ってもらうことも重要であると考えている。

計算論的神経科学、応用数学本年度に発表した論文は、モース理論に基づくアルゴリズムはまだ取り扱っていないため、今後は、モース理論に基づく定式化によるアルゴリズムの構築を目指す。また、アルゴリズムだけでなく、目に見える形でのタッチカウンターの物理的な実現を目指す。三浦が異動して専任教員となり、学生が配属される状況が未知数であるなどして、必要な物品を初年度には判断できなかったため。研究を補助してくれる学生用のPC購入費用に充てる予定である。
細胞への遺伝子導入の順序とタイミングの制御を可能にする遺伝子多重積層界面の作製

細胞を積層界面に播種するだけで、複数の遺伝子を様々なタイミングで細胞に取り込ませる事ができる遺伝子多重積層界面の作製法の開発を行った。カチオン性のPLL、アニオン性のヒアルロン酸、モデルとして蛍光タンパク質を発現するプラスミドを封入したカチオン性リポソーム複合体をガラス基板上に多重積層し、その表面上部に細胞を播種する事で、固相面から細胞に遺伝子を導入する事に成功し、またその導入のタイミングを20時間以上ずらすことに成功した。また、リポプレックスの構成を工夫する事で細胞に導入する遺伝子の種類を制御する界面の作製に成功した。本研究では、細胞を積層界面に播種するだけで、複数の遺伝子を様々なタイミングで細胞に取り込ませる事ができる手法の開発を進めた。H28年度は、遺伝子多重積層界面の構築と安定化および遺伝子導入効率と細胞毒性の評価を行い、多重積層からの遺伝子導入タイミングの評価を主として進めた。カチオン性リポプレックス(プラスミドDNAとカチオン性リポソームの複合体)の混合比と、固相面からの遺伝子導入効率の関係を評価した。カチオン性リポプレックスとヒアルロン酸を交互に積み上げる事で20層の遺伝子多重積層(LbL: Layer-by-Layer)を作製し、その遺伝子導入効率と細胞毒性を評価した。その結果、積層回数が10回程度までは、遺伝子導入効率が向上するが、積層数が増えるほど、細胞接着面が柔らかくなり、細胞の基板面への接着が低下した。それに伴い、遺伝子導入効率も低下する傾向が観察された。また、本技術を応用し、2種以上の遺伝子の発現を細胞毎で可視化する技術の開発を進めた。モデルとして、2種の遺伝子を個々に封入したリポプレックスを界面に固相化する際にその位置を制御する事で、1細胞毎に細胞に導入した遺伝子の種類を蛍光で検出する新たな手法の可能性を見出した。現在、遺伝子多重積層面からの遺伝子導入では、2種類の遺伝子の細胞への導入タイミングを24時間以上ずらす事に成功していない。よってH29年度は、遺伝子導入のタイミングをずらすためのLbL材料を複数検討する予定である。遺伝子導入の位置とタイミングを制御する技術を応用した実用化モデルの検討を今後進める。遺伝子を基板表面に積層固相化する条件の検討を行った。固相化するカチオン性リポプレックスの量と混合比を変化させ、リポプレックスの表面電位(ゼータ電位)と粒径を測定し、固相化に最適なリポプレックスの作成条件を検討した。ポリスチレン製ディッシュの表面を空気プラズマによりドーピングし、リポプレックスの濃度、DNAとリポソームの混合比を変化させながら、リポプレックスの固相化を行った。その上面に細胞を播種する事で細胞に遺伝子を導入し、細胞毒性と遺伝子導入効率を測定した。カチオン性リポプレックスとヒアルロン酸を交互に積み上げた遺伝子多重積層を作製し、その遺伝子導入効率と細胞毒性を評価した。その結果、積層回数が10回までは、遺伝子導入効率が向上するが、積層数が増えるほど、細胞の基板面への接着が弱くなり、遺伝子導入効率も低下する傾向が観察された。2種類の異なる蛍光レポータ遺伝子を封入したリポプレックスを作製し、様々な条件でこれを固相化した所、最適条件では70%以上の細胞で、細胞毎で異なる蛍光遺伝子の発現が見られた。この結果は、一細胞毎に異なる遺伝子を固相面から細胞に導入する新たな手法の可能性を示している。本研究開発では、細胞を積層界面に播種するだけで、複数の遺伝子を様々なタイミングで細胞に取り込ませる事ができる画期的な手法、「遺伝子導入の順序とタイミングの制御を可能にする遺伝子多重積層界面の作製法の開発」を行った。カチオン性のPLLおよびPDL、アニオン性のヒアルロン酸、モデルとして蛍光タンパク質を発現するプラスミドを封入したカチオン性リポソーム複合体を細胞培養用PSディッシュ上に多重積層し、その表面上部に細胞を播種する事で、固相面から細胞に遺伝子を導入する事に成功し、またその導入のタイミングを20時間以上ずらすことに成功した。また遺伝子多重積層上の細胞に導入される遺伝子を制御する技術の開発を行った。モデルとして(1)緑色蛍光を発現するプラスミドを封入したリポソーム複合体、(2)赤色蛍光を発現するプラスミドをを封入したリポソーム複合体、(3)緑色および赤色蛍光を発現する2種類のプラスミドを封入したリポソーム複合体を準備し、これらをいくつかのパターンで固相化した基板を作製し、基板から細胞に遺伝子の導入を行った。(1)(2)のリポソーム複合体を混合し、固相化した積層基板から遺伝子を導入した場合、多くの細胞は赤色、緑色のいずれかの遺伝子を発現(65%以上)したが、(3)のリポソーム複合体の場合、多くの細胞は赤色、緑色の両方の遺伝子を発現した(95%以上)。この結果は、遺伝子多重積層基板に積層するリポソーム複合体の制御により、細胞に導入される遺伝子発現を制御できる可能性を示した。

また、リポプレックスの構成を工夫する事で細胞に導入する遺伝子の種類を制御する界面の作製に成功した。リポプレックスの多重積層を行う事で、遺伝子導入の時空間制御技術の開発を進める。現在までの進捗結果を応用し、細胞のバーコード化技術等への応用を考える。プラスミドやsiRNAの断続導入による遺伝子のON/OFFモデルの構築を試みる。マイクロバイオプロセス工学H28年度に実施する予定だった「(III)多重積層からの遺伝子導入タイミングの評価」が遅延しているため、本検討に必要な研究費を繰り越した。1年目に行う予定だった「(III)多重積層からの遺伝子導入タイミングの評価」の項目に記載した内容を本年遂行する。具体的には切れ味よく送達タイミングのON/OFFを制御できるような材料の組合せを検討する。
全周パノラマ画像と地図情報を組み合わせた4次元情報流通コンテンツに関する研究

本研究の目的は、実写による全周パノラマ動画を用いて、地域の特定地点ないし特定地点間の移動軌跡に対応する3次元画像情報表示方法および装置により新しい臨場感のある情報コンテンツの構築法を確立することである。本年度は、先ず、室内を実写した全周パノラマ画像を用いて室内の証明条件であるグローバル照明情報を取りだし、インバースグローバル照明情報を用いて仮想現実環境での3次元仮想画像合成に関する研究を行った。その結果、従来の困難であった室内の照明条件を実写により容易に決定できることが明らかになった。しかし、複雑な照明条件を決定するためには様々な解析が必要であり今後十分に検討する必要があることも示した。次に、東京地域の特定地点間の移動軌跡に対応するパノラマ画像を実際に撮影し、移動軌跡に対応する地図情報上にリンクできるインターフェースを開発した。現在、1つの移動軌跡に対応するパノラマ画像のデータ量は1.5MB程度であり、表示時間や画像表示インターフェースも小さいが、パノラマレンズの特性を生かした360度方向の実画像をリアルタイムで表示可能になっている。また、レンズの撮影範囲を決める仰角においてもハレーションを少なくした52度パノラマレンズを用いて撮影したため、360度の水平方向より自由に制御できないが52度の範囲で画像を制御できることを示した。最後に、建物情報や説明情報などの既存情報メディアを全周パノラマ動画にリンクするために必要な、全周パノラマ動画像のインデキシング方法の提案ならびにブラウザリング手法の提案を行い、現在詳細なシミュレーションにより性能を評価している。これらの提案手法が実際の画像で応用できる基盤要素技術となれば、全周パノラマ動画と地図情報システムと統合して4次元情報流通コンテンツを構築する方法を研究開発できる。
ダイバージェンスに基づいたモデル評価規準の提案と考案

本年度の研究内容は大別すると二つである。一つ目は、頑健なダイバージェンスを用いた統計学的手法を意思決定分析に応用することで、二つ目は、モデル評価規準にとって従来より重要とされてきた選択の一致性と、当方の研究主題の一つである選択の頑健性に対する両立性に関する検討である。前者については、前年次から引き続き、社会調査等で頻用されるAHP(階層分析法)・ANP(ネットワーク分析法)の基盤を成す一対比較行列の分析に、回答者(被験者)の回答に沿った確率的モデル構造を導入し、それをダイバージェンス族により解析することで、統計的でない従来の手法並びに最尤法をベースにした手法よりも、様々なタイプの外れ値のある(個性的な回答や記入・集計時のミス等がこれに当たると考えられる)データに対して安定した分析が可能になることを示し、発表・投稿(in press)を行った。特に、この分野で度々問題になる「三竦み」の回答にも一定の対応力を発揮する結果を示した。後者は、標本数が増大するに従いモデル候補内で最良のモデルを選出出来る確率が1に収束するという選択一致性を、BICを頑健性の観点から拡張した形の規準族に対して示した。またその中で、初年次から検討を続けてきた、「モデル評価規準の異常混入による動き易さ」によって選択の頑健性を評価する研究に当たって、その定義を異常「値」から異常「分布」へ拡張し、然るべき条件下では異常分布の種類に依らない頑健性を示した。これにより、提案した手法は選択の一致性を有しつつ、異常混入によっての摂動を有限に留められることが分かり、一致性と頑健性の両立を示した格好となった。これらの内容の発表・投稿(under revision)も行っている。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。数学的モデルは、如何様にも構築することが可能であるが、闇雲に作ったモデルでは現象(例えば自然現象や人間の心理、行動等)を満足に説明することが出来ず、現在観測されているデータをなぞっただけのモデルでは今後の予測に役立ち難い。AIC、BIC、GIC等の情報量規準に代表されるモデル評価規準は、モデルの候補から最適なものを選択する為の尺度であり、特に殆どの情報量規準はKL-divergenceに基づいた、真の分布とモデルとの乖離度から導かれている。ところで現実の場面では、突発的な外乱や誤りによる異常な値(外れ値)が現れることを防ぐことは極めて困難であり、モデル選択に際しては、これらの混入によって大幅に精度を落とすことが無いこと(選択時のロバスト性)が望まれる。当年度の研究では、KL-divergenceを母数推定時のロバスト性に着目して拡張した研究(Basu, et al. (1998))に着目し、更にそれを独立異分布設定へと拡張したダイバージェンス(Ghosh and Basu (2013))に基づいたモデル評価規準を導出した。これはAICを選択時のロバスト性に特化する形で一般化した規準と言える。特に、当年度は多項式回帰モデルに関する理論面・実用面双方から検討を行った。提案規準(BHHJ-Cと呼ぶ)は、外れ値が無い場合にはAICの漸近性質を継承し、極端な外れ値が入った場合でも規準の値が比較的動き難いことを示した。加えて数値実験では、AIC、BIC、ロバスト推定を行ったGICが何れも外れ値の混入で精度を落とす一方、BHHJ-Cは外れ値が無い場合の精度をかなり保つ能力が確認された。更に当年度終盤には、BHHJ-Cをより様々なモデルに適用することを目指し、因果ダイアグラム(DAG)及び選好モデル(プロスペクト理論)への応用にも取り組んだ。これらは次年度にて継続する予定である。本研究の第一年度である当年度は、旧来のモデル評価規準AICをロバスト性に特化し、且つ独立異分布に対応した形へと拡張した提案規準の性質を検討し、数値実験と併せて論文として投稿することを一つの主たる到達点としており、その目標を達成することが出来た(論文については当該項目に記述)。理論面では、特に多項式回帰モデルの選択に焦点を当て、現在広く使われているAICの漸近性質を継承しつつ、異常値の混入によって不安定になる情報量規準(ここではKL-divergenceに基づいた規準、及び対数尤度を主要項として持つ規準の総称とする)の欠点を改良するという結果を得た。加えて、仮令ロバストな母数推定を行ったとしても、主要項が対数尤度の規準は満足に機能しなくなる場面も確認し、そのような状況でも提案規準は精度を保つことが観測された。猶、当初の計画では、当年度は主に基礎的な回帰モデルの枠組みの中で、漸近理論とロバストネスに関しての性質を検討し、数値実験で成果を示すことを中心に据えており、応用的な内容を扱う予定は無かったが、より広いモデルでの有用性を確認すべく、年度の後半では、因果推論(因果ダイアグラム)や選好モデル(期待効用理論、プロスペクト理論)への応用に一定の比重を置く運びとなった。その点に於いては、計画通りに全て事を運べたとは言えないが、回帰モデルよりも複雑な諸モデルでも有用性をある程度検証することが出来たという成果があった(うち、因果ダイアグラムに関して3月に学会発表を行った。選好モデルは次年度での発表を計画している)為、この自己評価とする。