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ビスマスチオホスフェート材料の光電気化学および光触媒特性の研究

MgがTaに置換することにより吸収端が640nmから600nmへとブルーシフトするこが確認された。これは生成物中のN/O比が減少したことによると考えられ、価電子帯の上端が少し正の電位側にシフトし、水の酸化能力が向上すると期待できる。合成したLaMg_<1/3>Ta_2/^3O_2Nを水素生成助触媒であるRhCrOで表面修飾し、さらに非晶質TiO2を光電着法により被覆すると、水素と酸素が2:1の割合で生成することが確認された。異元素置換した材料の合成に成功し、また、光触媒反応の評価も行うことが出来た。バンドギャップが小さい化合物において可視光で水分解を行うことは、最も困難であり、挑戦的な課題である。当研究者は、当初の予定より難易度の高い課題を設定し、それを当該年度の研究で、ほぼ解決する段階まで進展させた。この進展によって近いうちに大きなブレークスルーが期待できる。材料の精密調製に加えて表面修飾を行う。特にRh-Cr複合酸化物等を担持することにより、可視光照射下で水素と酸素が同時に生成することを目指す。また、光触媒反応の精密評価も合わせて行う、本課題を効率的に進めるために、光触媒による水分解に関して十分な知見を有する以前からの共同研究者のもとに客員研究者として配置させ、密なディスカッションの基に充実した研究を進める環境にした。そこでは、一人あたりの実験装置やスペースが多いために、短期間で効率よく成果が出せると期待できる。1年以内に研究成果を国内外に広く発表していく予定である。(抄録なし)
NMR化学シフトテンソルを基礎としたポリぺプチドの固体構造解析

固体高分解能NMRによる合成ポリぺプチドの固体構造研究はタンパク質の生体中における構造研究に有効な手段となりえると考えられる.本研究課題では,^<13>Cと^<15>N核の化学シフトテンソル主値(δ_<11>,δ_<22>、δ_<33>)に着目し,化学シフトテンソルとポリぺプチド固体構造(アミノ酸残基の種類・アミノ酸配列・コンホメーションなど)との相関を解明することを目的とした,次のような研究成果を得た.(1)「固体高分解能^<15>NNMRによるポリぺプチドの隣接アミノ酸配列効果の研究:^<15>N化学シフトテンソルと隣接アミノ酸配列との相関」^<13>C,^<15>N,標識アミノ酸を含むアミノ酸配列の異なるαヘリックス形ポリぺプチド(18量体)を合成し,アミド^<15>N化学シフトテンソルからポリぺプチドの隣接アミノ酸配列効果を評価できることを明らかにした。従って,^<15>N化学シフトテンソルからタンパク質の特定部位の構造解析が可能となった.(2)「固体高分解能^<15>N NMRによるポリぺプチドの固体構造と^<15>N化学シフトテンソルとの相関」^<15>N標識L-アスパラギン酸含有コポリぺプチド,^<15>N標識L-リシン含有コポリぺプチドを合成し,^<15>N化学シフトテンソルと固体構造との相関を調べた結果,^<15>N化学シフトテンソルは極性側鎖の性質を反映したアミノ酸残基に特徴的なコンホメーション依存化学シフト挙動を示すことが明らかになった.(3)「固体高分解能^<13>C NMRによるポリぺプチドの固体構造と^<13>C化学シフトテンソルとの相関」固体高分解能^<13>C化学シフトテンソルと固体構造との相関を調べた.その結果,^<13C>C化学シフトテンソルはコンホメーション依存のほか,特定部位との相互作用を反映することが明らかになった.本研究では化学シフトテンソル主値とポリぺプチドの固体構造との相関を究明することができた.本研究課題では,固体高分解能NMRスペクトルの実測により得られる^<13>Cと^<15>N核の化学シフトテンソル主値(σ_<11>,σ_<22>,σ_<33>)に着目し,化学シフトテンソル主値とポリペプチドの固体構造(アミノ酸残基の種類・アミノ酸配列・立体構造など)との関係を調べた。このため,本年度は選択的に安定同位体(^<13>C叉は^<15>N)標識したモデルポリペプチドの合成と,着目するアミノ酸残基の化学シフト値の実験データの解析を中心に行った。次に本年度の研究実績をまとめる。(1)^<13>C標識アミノ酸(L-アラニン-1-^<13>C,L-フェニルアラニン-1-^<13>C.L-ロイシン-1-^<13>Cなど)残基および^<15>N標識アミノ酸(L-アラニン-^<15>Nなど)残基をそれぞれ1割含むアミノ酸配列順序の明確なα-ヘリックス形単分散ポリペプチド(18量体)を全自動ペプチド固相合成装置を用いて合成し,分離精製を行った。(2)上記合成試料について赤外吸収スペクトル,固体高分解能^<13>C-スペクトルを測定し,これらの試料がα-ヘリックス構造をとることを確認した。更に,固体高分解能^<15>N化学シフトの解析より^<15>N化学シフトがアミノ酸配列順序(特にN端隣接アミノ酸残基)の影響を大きく受けることを明らかにした[第45回高分子学会年次大会にて研究発表会予定]。(3)合成試料の^<15>N化学シフトテンソル主値を得るため,現在パウダーパターンスペクトルの測定と解析を進行中である。これについては次年度も継続する。従って,^<15>N化学シフトテンソルからタンパク質の特定部位の構造解析が可能となった.(2)「固体高分解能^<15>N NMRによるポリぺプチドの固体構造と^<15>N化学シフトテンソルとの相関」^<15>N標識L-アスパラギン酸含有

コポリぺプチド,^<15>N標識L-リシン含有コポリぺプチドを合成し,^<15>N化学シフトテンソルと固体構造との相関を調べた結果,^<15>N化学シフトテンソルは極性側鎖の性質を反映したアミノ酸残基に特徴的なコンホメーション依存化学シフト挙動を示すことが明らかになった.(3)「固体高分解能^<13>C NMRによるポリぺプチドの固体構造と^<13>C化学シフトテンソルとの相関」固体高分解能^<13>C化学シフトテンソルと固体構造との相関を調べた.その結果,^<13C>C化学シフトテンソルはコンホメーション依存のほか,特定部位との相互作用を反映することが明らかになった.本研究では化学シフトテンソル主値とポリぺプチドの固体構造との相関を究明することができた.本研究課題では,前年度に引き続き、固体高分解能NMRスペクトルの実測により得られる^<13>Cと^<15>N核の化学シフトテンソル主値(δ_<11>,δ_<22>,δ_<33>)とポリペプチドの固体構造(アミノ酸残基の種類・アミノ酸配列・立体構造など)との関係を調べた。次に本年度の研究実績をまとめる。(1)昨年度合成した安定同位体(^<13>Cおよび^<15>N)選択標識ポリペプチド試料の^<15>N化学シフトテンソルの結果を受けて、本年度は新たに^<15>N標識アミノ酸残基のN端側の隣接アミノ酸残基のみを置換した18量体ポリペプチドを新たに合成した。(2)(1)の試料に関して、^<15>N化学シフトテンソルのデータを得た。その結果、^<15>N化学シフトテンソル(特にδ_<22>)は隣接アミノ酸残基の影響を大きく受け、そのアミノ酸残基によって決まった値をとることをを見いだした。従って、δ_<22>はポリペプチドのコンホメーション解析と隣接アミノ酸残基の決定に有効であることが明らかになった。従って、δ_<22>の測定から天然タンパク質の特定部位の構造(一次構造・二次構造)の解明が可能となった[第35回NMR討論会発表、第46回高分子学会年次大会発表予定]。(3)(1)と同じ試料についてカルボニル炭素の^<13>C化学シフトテンソルを求め調べた結果、δ_<22>は特異的な隣接アミノ酸残基効果の情報を提供することが明らかになった。この成果はポリペプチドの立体構造を精密に知るうえで今後極めて重要な手掛かりとなり、今後の展開に繁がるものと期待できる[第36回NMR討論会発表予定]。
夜間光衛星画像解析による地域クラスターと環境経済に関する研究

地方の経済圏では、高度成長期から1990年頃にかけては、大都市に本社を置く大企業の支店や分工場の新設や大都市圏からの移転が相次ぎ、外観的には東京経済圏へのキャッチアップと産業構造の高度化が進んだかに見られた。しかしながら、1990年代に入って大企業の経営不振とリストラの影響を直接的に受けて、それらの分工場や支店の廃止縮小、海外移転が相次いでおり、当時語られた産業構造の高度化が底の浅いものであったことが明らかになってきた。本研究は、地域クラスターを複雑な人工物と捉え、その入出力関係、内部構造を情報工学の手法、リモートセンシングを用い、工学的にモデル化し、基本構造を同定することである。昨年度の研究では、夜間光衛星画像を解析することで、地域の経済活動・エネルギー使用量の推定を行った。本年度の研究では、地域経済に関する現状をより深く分析し、理解するために、地域内の大学・企業・産業支援機関の間の共同研究、協力、取引関係のデータを入手し、それらの間のネットワーク構造を分析した。現在、多くの地方都市では中央からの補助金なしには運営が成り立たなくなっている。ところが、京都、浜松など力強い競争力を誇る地域も少ないながら存在する。本年度は、地域間の産業構造の比較分析を行い、高いパフォーマンスを誇る地域はその他の地域と比べ、大学、産学支援機関、企業間の密なネットワークが特徴的であることを実証的に示した。この結果は、大学から企業への知の移転、企業によるシーズの発掘、又、企業から大学への資金の移転が地域経済の復興のために極めて重要な役割を果たしていることを示唆している。地方が自立回転できるために、産学の効果的な連携を促す施策が必要であることを実証的に示唆できた。地方が自立回転をするための経済モデルとして、地域クラスターが近年注目されている。効果的なクラスター育成が行われれば、地方が独自に競争力を発揮するようになり、地域経済の復興につながる。そのようなクラスター育成を企図して、様々な政策が実施されてきたものの、評価指標の欠如から、政策実施効果を評価するには至っていない。今年度の研究では、空間分析、ネットワーク分析をツールに用い、クラスターの成功要因の抽出を行った。具体的には、代表的なクラスター成功事例である京都、浜松と、発展途上であるとされる、広島、新潟の比較分析を行った。クラスター衛星画像、地理情報システムを用いた空間分析から、成功クラスターでは、・クラスターの地理的な中心から半径10km圏内に集積している・その中心が中核となるクラスター促進機関である・その圏内に大学、地域の中核企業などの中核機関が存在していることが分かった。又、個別企業の取引情報を用いた、ネットワーク分析の結果から、成功クラスターにおいて、・複数の強いハブが存在する・そのハブが地域の中核機関であり、かつ大学、クラスター促進機関、民間企業の全てを網羅している・地域全体を1つの系と見たときのネットワーク密度が高い・異業種間の連携割合が高い・大学、促進機関が産業と密なネットワークを形成していることが分かった。これら知見は、新規クラスターを設計する上で重要であると考えられる。

昨年度の研究では、夜間光衛星画像を解析することで、地域の経済活動・エネルギー使用量の推定を行った。本年度の研究では、地域経済に関する現状をより深く分析し、理解するために、地域内の大学・企業・産業支援機関の間の共同研究、協力、取引関係のデータを入手し、それらの間のネットワーク構造を分析した。現在、多くの地方都市では中央からの補助金なしには運営が成り立たなくなっている。ところが、京都、浜松など力強い競争力を誇る地域も少ないながら存在する。本年度は、地域間の産業構造の比較分析を行い、高いパフォーマンスを誇る地域はその他の地域と比べ、大学、産学支援機関、企業間の密なネットワークが特徴的であることを実証的に示した。この結果は、大学から企業への知の移転、企業によるシーズの発掘、又、企業から大学への資金の移転が地域経済の復興のために極めて重要な役割を果たしていることを示唆している。地方が自立回転できるために、産学の効果的な連携を促す施策が必要であることを実証的に示唆できた。
実世界センシングを用いた実世界情報検索基盤の構築

本研究では、申請者がこれまで提案したリアルタイム性を考慮した実世界情報の検索をより一般化することで、日常生活空間で起きた出来事(いつ・誰が・どこで・何を見て・何をしたか)に対して質問応答できる実世界情報検索システムを構築する。この実世界情報検索システムが実現できれば、「山田さんはいまどの部屋にいるの?」「(さっき失くした)スマートフォンは今どこにあるの?」「(私は)昨晩何を食べたっけ?」「田中さんは食事の後に薬を飲みましたか?」といった実世界の内容を問う質問に解答できるようになり、人・物探しや記憶補助や見守りシステムに役立てることができる。この情報基盤を実現するため、研究期間全体を通じて以下の研究項目に取り組んできた。1日常生活行動をセンシングしたデータをその内容を表す言語データへ変換する手法の開発、2日常生活を表す言語データに対して自然言語による質問を受けつけその解答を返すことができる質問応答システムの作成、3シミュレーターを用いた実世界質問応答データセットの作成。昨年度まで取り組んできたニューラル質問応答モデルは高精度な実世界質問応答が可能であるものの、モデルが性能を発揮するためには大量の学習データが必要になる。しかし、実世界のデータのラベリングはプライバシーを侵害する恐れがあるため、実世界の質問応答データを作成することは困難である。そこで、プライバシーを侵害せずに質問応答モデルの学習データを作るため、本年度はシミュレーターを用いた学習データの作成について取り組んだ。シミュレーターとして人の日常生活を模倣するゲームを使い3家屋・9世帯分の日常生活に関する質問応答データセットを作成した。本研究では、申請者がこれまで提案したリアルタイム性を考慮した実世界情報の検索をより一般化することで、実環境中のセンサーデータから取得した「いつ・誰が・どこで・何を見て・行動し・どのように感じたか」といった実世界の情報を言語化して、日常生活空間での出来事を検索する実世界情報検索システムを構築する。この目標達成のため、本年度は以下の項目を特に重点的に実施した。1.センサーデータから実世界の意味を表すコンセプトの作成:ウェアラブルカメラや加速度センサーから行動・物体・場所といった実世界の意味を表すコンセプトをリカレントニューラルネットワーク(RNN)によるマルチラベリングで予測した。2.センサーデータの内容を言語化:外部の言語資源を用いて単語の並びを学習する言語モデルをRNNで作成し、RNNの尤度を用いて言語的に尤もらしいコンセプトの組み合わせを抽出した。3.実環境でのセンサーデータの収集:被験者に視線計測用のウェアラブルカメラ・モーションセンサ・服型の生体情報計測センサーを装着してもらい、実環境で日常生活動作をシミュレートして「いつ・どこで・誰が・何をしているか」に関するセンサーデータを収集した。4.センサーデータのラベリング:日常生活動作のセンサーデータに対して「いつ・どこで・誰が・何をしているか」についてのラベリングとその内容を説明する文をクラウドソーシングサービスなどを利用して人手で作成した。実世界で起きた出来事を自然言語で検索するためには、実世界の意味情報を言語化する必要がある。本年度は、センサーデータの言語化アルゴリズムを完成させ、提案手法を被験者実験で収集したセンサーデータによって評価を行った結果、良好な結果を得ており、結果をまとめた論文を現在投稿中であるため大きな進展があったと考えている。また、公開可能なセンサーデータの収集(被験者4人分)と正解データのラベリングについても順調に進んでいる。以上の実績と課題の観点において、「(2)おおむね順調に進展している」の評価が妥当と考える。本研究では,申請者がこれまで提案したリアルタイム性を考慮した実世界情報の検索をより一般化することで,実環境中のセンサーデータから取得した「いつ・誰が・どこで・何を見て・行動し・どのように感じたか」といった実世界の情報を言語化して,日常生活空間での出来事を検索する実世界情報検索システムを構築する.本年度は,実世界から収集したセンサーデータの言語化と,実世界の内容を表す時系列に並んだ説明文に対する質問応答システムを作成し,昨年度に集めた日常生活行動を表すセンサーデータとその説明文から成るデータセットを用いて評価を行い,実験結果を論文としてまとめた.本研究課題では,現実世界の状況を言語によって問い合わせ,実世界のログデータから推論して適切な解答を返す実世界情報検索の問題に取り組んでいる.この枠組みを実現するため,今年度は,1現実世界からセンシングした内容の言語データへの変換と,2現実世界の出来事を表す言語データに対して質問応答するシステムの研究開発を行った.両者の研究結果をまとめた論文が人工知能の国際会議AAAI 2018とIJCAI 2018にそれぞれ採択された.以上の実績と課題の観点において、「(2)おおむね順調に進展している」の評価が妥当と考える。

1日常生活行動をセンシングしたデータをその内容を表す言語データへ変換する手法の開発、2日常生活を表す言語データに対して自然言語による質問を受けつけその解答を返すことができる質問応答システムの作成、3シミュレーターを用いた実世界質問応答データセットの作成。昨年度まで取り組んできたニューラル質問応答モデルは高精度な実世界質問応答が可能であるものの、モデルが性能を発揮するためには大量の学習データが必要になる。しかし、実世界のデータのラベリングはプライバシーを侵害する恐れがあるため、実世界の質問応答データを作成することは困難である。そこで、プライバシーを侵害せずに質問応答モデルの学習データを作るため、本年度はシミュレーターを用いた学習データの作成について取り組んだ。シミュレーターとして人の日常生活を模倣するゲームを使い3家屋・9世帯分の日常生活に関する質問応答データセットを作成した。今年度作成した日常生活動作のセンサーデータの収集とラベリングをさらに進めていき、10名ほどの実験データセットを作成する予定である。これらのデータをもとにして、次年度ではセンサーデータの言語化アルゴリズムの改良、言語化したセンサーデータの検索手法の開発ならびに次年度中での論文投稿を目標とする。私はこれまでニューラル質問応答モデルを用いて学習可能な実世界情報検索システムの研究を行ってきた.ニューラル質問応答モデルは高精度に実世界の質問応答が可能であるものの,モデルの性能を発揮するためには,質問文・実世界のログデータ・解答文から成る大量の3つ組のデータで学習する必要がある.しかし,ラベリングコストやプライバシーの問題から,実世界の学習データを大量に集めることは困難である.今後は,大量にデータを生成できかつプライバシーの問題がない仮想世界のシミュレーションデータを用いて質問応答の学習データを作成する.さらに,仮想世界のデータで学習したニューラル質問応答モデルを現実世界のデータにドメイン適応させることで,高精度な実世界情報検索を可能にする.当初、本年度の購入を予定していたGPUを搭載したワークステーション型計算機とアリゴリズム開発用ノートPCを購入しなかったため。本年度の購入しなかったGPUを搭載したワークステーション型計算機とアリゴリズム開発用ノートPCを次年度に購入する。
舞台芸術施設の時系列変化に関する研究-過去20年間の運営動向の比較-

本研究は1986年(昭和61年)度、1990年(平成2年)度、1995年(平成7年)度と過去3度に渡り行われてきたアンケート調査に基づく舞台芸術施設の運営に関する研究の系譜上にある。今回、2000年(平成12年)度に実施したアンケート調査結果について、過去3回調査のデータと比較することを通して、舞台芸術施設の運営動向の変化を明らかにした。2000年(平成12年)度調査は、本研究の一環として更新した「舞台芸術施設データベース」に基づき、民間のものを含めた全国の舞台芸術施設と考えられる全ての施設を対象として行い、発送数3405に対して1021(回答率30.0%)の回答を得た。過去のデータとの比較については、全4回調査全てに回答のあった111施設(156ホール)を対象とする20年間の動向に関する分析に加え、2000年(平成12年)度調査データと1995年(平成7年)度データを用いた最新の動向に関する分析を行った。なお、後者については両調査における全回答施設間の比較を行っている。20年間の動向に関する分析は、全4回のアンケート項目で共通している「組織種別」「職員数と外部委託業務」「利用状況」「自主事業の内容」「運営経理」等の項目について行った。一方、最新の動向に関する分析としては運営に関する項目にとどまらず、「施設の機能」「床面積」「併設施設」「ホール数」「ホール客席数」等の「施設の概要」に関するものを扱った、なお、本研究においては舞台芸術施設の立地分析についても合わせて分析を行っている。本研究は、わが国における舞台芸術施設について1986年、1990年、1995年と行ってきている調査研究の一連の流れの中に位置づけられる。今年度は、1990年の調査において作成した「舞台芸術施設データベース」の改訂版をまとめた。「舞台芸術施設データベース」は1995年調査においても改訂を行っているものの、予算の不足等の要因が重なることにより十分に利用に共するだけのデータを収録することができなかった。今年度において不明部分の補完と、新設された施設の追加等を行って、最新のデータベースとしてまとめた。公共、民間全て合わせて4229の劇場・ホール(1施設に複数ホールある場合はそれぞれをカウント)が確認されている。従前のデータベースで不明が多かった項目としては「施設の設計者」が挙げられるが、その多くの部分が今回明らかとなった。またデータの変更が多くみられた項目として「施設運営者」があり、これまで県・市であったものが財団法人となっている事例が多かった。データベースの作成に加えて、次年度に行うデータベースに収録された施設に対するアンケート調査票の設計を行った。新たな調査項目として「参加型事業の実施状況」を加えた。舞台芸術団体・個人・一般住民の参加による文化祭事業・創造型事業の実施、劇団・楽団の設置、鑑賞会・友の会の設置等について設問を設けた。来年度頭にそのアンケートの実施を行う予定である。昨年度に設計を行った調査票(「舞台芸術施設の運営-施設別アンケート-」)を用いアンケート調査を実施した。アンケート送付数は3405、有効回答数1010(有効回答率29.7%)であった。データについてはコンピュータへの入力を行い単純集計を行った。そこで明らかになった主な内容としては、組織の種別として「財団・社団法人」(390施設)、次いで「自治体の教育委員会」(366施設)が多くなっていることがまず挙げられる。3回にわたり約5年毎に実施してきた従前のアンケート調査の結果から、すでに財団・社団法人の増加傾向がみられたが、それがさらに進んでいることが確認された。また、今回の調査で新たに設けた「住民・芸術家などとのパートナーシップ」に関する設問から、現状におけるわが国の舞台芸術施設の運営状況の一端が明らかになった。

住民との連携については、「地域のさまざまな舞台芸術活動団体や個人が参加できるような文化祭事業」(380施設)、「稽古や制作段階から住民が参加できる演劇・オペラなどの創造型事業」(177施設)をはじめとし、全般的にみれば住民の幅広い参加意識に応えるように様々な事業が試みられている。NPOとの連携事業についても25施設が現状において実施しており、今後連携を予定している施設も24施設あり、時代の流れを感じさせる。芸術家との連携についても各種試みられている。芸術の専門家を「館長」「芸術監督」「プロデューサー」として雇用している施設はそれぞれ37、19,23施設である。そうしたポストの有無に関わらない連携としては、「講座・ワークショップの企画・実施を連携して行っている」との回答が91施設と最も多くみられた。本研究は1986年(昭和61年)度、1990年(平成2年)度、1995年(平成7年)度と過去3度に渡り行われてきたアンケート調査に基づく舞台芸術施設の運営に関する研究の系譜上にある。今回、2000年(平成12年)度に実施したアンケート調査結果について、過去3回調査のデータと比較することを通して、舞台芸術施設の運営動向の変化を明らかにした。2000年(平成12年)度調査は、本研究の一環として更新した「舞台芸術施設データベース」に基づき、民間のものを含めた全国の舞台芸術施設と考えられる全ての施設を対象として行い、発送数3405に対して1021(回答率30.0%)の回答を得た。過去のデータとの比較については、全4回調査全てに回答のあった111施設(156ホール)を対象とする20年間の動向に関する分析に加え、2000年(平成12年)度調査データと1995年(平成7年)度データを用いた最新の動向に関する分析を行った。なお、後者については両調査における全回答施設間の比較を行っている。20年間の動向に関する分析は、全4回のアンケート項目で共通している「組織種別」「職員数と外部委託業務」「利用状況」「自主事業の内容」「運営経理」等の項目について行った。一方、最新の動向に関する分析としては運営に関する項目にとどまらず、「施設の機能」「床面積」「併設施設」「ホール数」「ホール客席数」等の「施設の概要」に関するものを扱った。なお、本研究においては舞台芸術施設の立地分析についても合わせて分析を行っている。
秩序渦近傍の乱流微細渦構造の動力学と統計的性質

本研究では、直接数値計算を用いて大規模秩序渦と乱流場との相互作用を調べた。一様等方性乱流場(Re_λ=126)を減衰乱流の数値計算で用意し(計算領域4π^3、解像度256^3)、循環T(2種類)の秩序渦(Lamb-Oscen渦)を一様等方性乱流場に埋め込み、数値計算を再スタートした。計算データから渦度・速度場を可視化し、秩序渦と乱流場との相互作用のメカニズムを解明した。秩序渦が46回転する間に初期乱流場の微細渦が巻き収られ、ほぼ軸対称的な渦輪構造が形成される過程が示された。また、乱流場との相互作用により、秩序渦の渦核内に負のω、の値が生じる軸対称変形や、渦軸の傾き(屈曲変形)、さらには渦断面の歪み(楕円変形)など、各種の渦波(Kelvin波)が励起されることも分かった。統計的性質を調べるために乱流場を20種類用意し、集合平均を取って統計解析を行った。その結果、軸対称な軸方向速度相関Φ_<rr>(m=0)では渦中心に軸対称波が確認できた。循環が大きな秩序渦の表面より少し外側の領域で相関が成長する領域(Blocking effect)が存在するが、循環が小さな場合にはこのBlocking effectは見られなかった。m=Oの軸対称半径方向速度相関Φ_<rr>は乱流場のworm状の渦が秩序渦周りに巻きつく領域で、およそt^2に比例する相関の増加が見られ、線形理論の予測と一致した。渦核内では非軸対称軸方向速度相関(m=1)の値が時間に対して激しく変動するが、これは屈曲変形に対応するものであり、Blocking effectの解消とともに秩序渦の崩壊がもたらされる主因となることが見出された。大規模秩序渦と乱流場との相互作用の性質を直接数値計算(DNS)を用いて調べた。初期一様等方性乱流(Re_λ=126)を減衰乱流の数値計算でつくるとともに(計算領域4π^3、解像度256^3)、秩序渦(Lamb-Oseen渦)の循環Γと乱流強度の比に着目し、秩序渦循環を2種類用意する。秩序渦挿入後に数値計算を再スタートし、渦度場を可視化し、秩序渦と乱流場との相互作用のメカニズムを解明した。初期乱流場のworm状の微細渦は秩序渦に巻き取られ、ほぼ周回方向に向く。巻きとられた渦は秩序渦が46回転する間に成長する。また、秩序渦自身が乱流場との相互作用により変形する。秩序渦内部のω_zは中心をピークとした同心円状には分布せず、歪な楕円や所々に負のω_zの値も見られ、軸対称、屈曲、楕円変形など各種の渦波(Kelvin波)が励起される。流れ場の統計的性質を調べるために乱流場を20種類用意し,アンサンブル平均を取り統計解析を行った。軸対称な軸方向速度相関Φ_<zz>(m=0)では渦中心に軸対称波が確認できた。渦表面より少し外側の領域で相関が成長する領域(Blocking effect)が確認できる。秩序渦の循環が小さな場合にはBlocking effectは見られない。半径方向速度相関Φ_<rr>では、m=0の軸対称相関では乱流場のworm状の渦が秩序渦周りに巻きつく領域で、およそt^2に比例する相関の増加が見られる。

渦核内の相関は非軸対称の相関m=1,2の値が時間に対して激しく変化する。特にm=1のbendingを引き起こすモードが顕著に現れ、大規模渦の崩壊をもたらす。本研究では、直接数値計算を用いて大規模秩序希渦と乱流場との相互作用を調べた。一様等方性乱流場(R_<eλ>=126)を減衰乱流の数値計算で用意し(計算領域4_π^3、解像度256^3)、循環Γ(2種類)の秩序渦(Lamb-Oseen)渦)を一様等方性乱流場に埋め込み、数値計算を再スタートした。計算データから渦度・速度場を可視化し、秩序渦と乱流場との相互作用のメカニズムを解明した。秩序渦が46回転する間に初期乱流場の微細渦が巻き取られ、ほぼ軸対称的な渦輪構造が形成される過程が示された。また、乱流場との相互作用により、秩序渦の渦核内に負のω【di-substituted right】の値が生じる軸対称変形や、渦軸の傾き(屈曲変形)、さらには渦断面の歪み(楕円変形)など、各種の渦波(Kelvin波)が励起されることも分かった。統計的性質を調べるために乱流場を20種類用意し,集合平均を取って統計解析を行った。その結果、軸対称な軸方向速度相関Φ_<【di-substituted right】【di-substituted right】>(m=0)では渦中心に軸対称波が確認できた。循環が大きな秩序渦の表面より少し外側の領域で相関が成長する領域(Blocking effect)が存在するが、循環が小さな場合にはこのBlocking effectは見られなかった。m=0の軸対称半径方向速度相関Φ_<rr>は乱流場のWorm状の渦が秩序渦周りに巻きつく領域で、およそt2に比例する相関の増加が見られ、線形理論の予測と一致した。渦核内では非軸対称軸方向速度相関(m=1)の値が時間に対して激しく変動するが、これは屈曲変形に対応するものであり、Blocking effectの解消とともに秩序渦の崩壊がもたらされる主因となることが見出された。
南西諸島における家族の構造と変容に関する調査研究

本研究は日本の南海上に展開した文化のなかから,南西諸島を構成する5つの地域,すなわちトカラ,奄美,沖縄,宮古,八重山の家族を比較研究して,その構造類型を明らかにし,さらに日本全体の家族における位置を明らかにしようとしたものである.本研究はこのうち奄美,沖縄,八重山の三つの地域について集中的な家族を中心とする調査を実施した.奄美大島宇検村,瀬戸内町,沖永良部島和泊町,沖縄本島奥武島,八重山波照間島である.これらの調査研究によって,次のような成果が得られた.第一は南西諸島の家族が極めて顕著な多様性を保持していることである.奄美の家族は形態的には夫婦と未婚の子供で構成される夫婦家族である.こうした奄美の小家族的傾向は奄美に伝統的なものである.この家族の祖先祭祀をみると,父方の先祖の祭祀を基本としながらも,妻=母方の先祖の祭祀を合わせて行っている例がしばしば認められる.この妻=母方の先祖が客仏としてではなく,自家の父方の先祖と同様に祀られていることが注目される.こうした事実からみて,奄美の家族は小家族的な双性家族とみなすことができる.これに対して沖縄本島や八重山の家族の基本形態は三世代の直系家族であり,先祖祭祀は父方の先祖のみに厳しく限定されていることである.この意味において,沖縄や八重山の家族は基本的に父性的な直系型家族であるといえる.第二にこうした家族構造の差異は最近の社会変容によって,ますます顕著になりつつあることである.奄美の家族はますます小家族化し,また妻方や母方の先祖の祭祀がますます活発に行なわれている.これに対して沖縄の家族はシジタダシに代表されるように父系の先祖以外の先祖を排除する傾向が顕著である.第三は南西諸島の家族の多様性は今後もさまざまな側面から研究される必要があることである.本研究は日本の南海上に展開した文化のなかから,南西諸島を構成する5つの地域,すなわちトカラ,奄美,沖縄,宮古,八重山の家族を比較研究して,その構造類型を明らかにし,さらに日本全体の家族における位置を明らかにしようとしたものである.本研究はこのうち奄美,沖縄,八重山の三つの地域について集中的な家族を中心とする調査を実施した.奄美大島宇検村,瀬戸内町,沖永良部島和泊町,沖縄本島奥武島,八重山波照間島である.これらの調査研究によって,次のような成果が得られた.第一は南西諸島の家族が極めて顕著な多様性を保持していることである.奄美の家族は形態的には夫婦と未婚の子供で構成される夫婦家族である.こうした奄美の小家族的傾向は奄美に伝統的なものである.この家族の祖先祭祀をみると,父方の先祖の祭祀を基本としながらも,妻=母方の先祖の祭祀を合わせて行っている例がしばしば認められる.この妻=母方の先祖が客仏としてではなく,自家の父方の先祖と同様に祀られていることが注目される.こうした事実からみて,奄美の家族は小家族的な双性家族とみなすことができる.これに対して沖縄本島や八重山の家族の基本形態は三世代の直系家族であり,先祖祭祀は父方の先祖のみに厳しく限定されていることである.この意味において,沖縄や八重山の家族は基本的に父性的な直系型家族であるといえる.第二にこうした家族構造の差異は最近の社会変容によって,ますます顕著になりつつあることである.奄美の家族はますます小家族化し,また妻方や母方の先祖の祭祀がますます活発に行なわれている.これに対して沖縄の家族はシジタダシに代表されるように父系の先祖以外の先祖を排除する傾向が顕著である.第三は南西諸島の家族の多様性は今後もさまざまな側面から研究される必要があることである.本研究は南西諸島(沖縄,奄美)における家族の構造的特質とその変容を、南西諸島の各地域の家族の比較研究を通じて実証的に明らかにすることを目的とする。昭和61年度は昨年度にひきつづいて、文献の収集,現地調査,研究会を中心として研究を実施した。まず文献の収集においては、今年度は奄美地域の家族に関連する文献の収集を中心に行った。今年度収集した文献は約250件に達した。昭和61年度の現地調査は昨年に引きつづいて八重山地域で実施するとともに新たに沖縄本島の二ケ所で調査を行った。八重山地域の調査は竹富町波照間島北地区(約45戸)を対象とした先祖祭祀と家族の調査であって、今年度の調査で全戸調査を完了した。その結果明らかになったことは、波照間の家族が直系型家族の構造を基本的にもちながらも、極めて「個人主義的特質」が濃厚に認められることである。このことはとくにオガンとよばられ祭祀対象との関わり方によくあらわれている。すなわち夫と妻とでは異なるオガンに関わる例が極めて多いのである。本島での調査地区のひとつは東部の奥武島であり、ここでは漁業を中心とした生業システムと家族の関連をテーマとして調査を実施した。いまひとつは中部の宣野湾地域であり、ここではユタと呼ばれるシャーマンとクライアント及びその家族との関連をテーマとして調査を実施した。研究会は今年度、計5回開催して調査結果を報告と討議を行った。本研究では過去2年間の研究成果を報告書作成に向けて集約するために、来年度は補充調査と調査結果の整理を行う予定である。
次世代の細胞競合研究者養成のための「細胞競合国際ネットワーク」構築

平成30年度は、11月29日に分子生物学会にて細胞競合をトピックとしたシンポジウムを開催し、Imperial College LondonのTristan Rodriguez博士とUniversity College LondonのGuillaume Charras博士を招聘した。さらに、2月24日から3月1日まで行われた細胞競合を冠したKeystone Symposiaにおいても多くの班員が参加し、口頭、ポスター発表を行い、研究成果を発表するとともに、国際共同研究についても積極的にディスカッションを行なった。これらの国際シンポジウムにおいて、我が国において細胞競合研究が領域班結成によって著しく進展していることを世界に向けて強く発信する貴重な場になった。本研究活動においては、世界的にも発展途上である細胞競合研究をさらに持続的に強く推進し、我が国の細胞競合研究の国際競争力を強化するために、1)次世代の細胞競合研究を担う若手研究者の養成、2)海外トップクラスの研究者との共同研究、3)領域で得られた知見を世界的に発信・共有、4)海外の研究動向の分析と本領域を中心とした国際的研究ネットワークの構築などの活動を行う。平成27年度は、5カ国、10名の海外で世界トップレベルの細胞競合研究者と細胞競合国際共同研究ネットワークを構築することができた。さらに、国際交流活動全体を統括する国際交流連携本部を北海道大学に設置した後、相互派遣企画委員会と国際共同研究推進委員会を設置・開催し、今後4年間の活動について綿密なディスカッションを行った。また今後の海外国際共同研究を促進するための準備として、領域班内のグループ間での共同研究を促進し、複数の研究グループを包含した国際共同研究を開始する足がかりを築いた。さらに、ドレスデン工大のMasatoshi Nishikawa博士、トロント大学のRazq Hakem教授、米国クリーブランドクリニックのTakuya F. Sakaguchi博士など海外研究者を招聘し、細胞競合についての国際共同研究を開始した。それに加えて、博士課程1年の川元悠平(UC Davisに研修留学)など3名の若手研究者が海外の研究室に赴き、共同研究のための実験、あるいはディスカッションを行った。細胞競合国際共同研究ネットワークの設立、国際交流連携本部の設置、相互派遣企画委員会と国際共同研究推進委員会を設置・開催など、国際共同研究を推進するための準備は滞りなく完了した。また、海外研究者の招聘、若手研究者の海外への派遣もすでに複数行われており、海外共同研究スキームの構築はこれまで予定通り順調に進んでいる。平成28年度以降のさらなる国際共同研究の推進への礎を築くことができたと自負している。平成28年10月25ー26日にマドリッドにて新学術領域とスペインのRamon Areces財団との共催にて第2回細胞競合国際シンポジウムを開催した。世界中の細胞競合研究者を招聘するとともに、領域班の5名も口頭発表を行い、最新の研究成果を発表し合うとともに、国際共同研究の推進などについてディスカッションを深め、国際交流を推進した。我が国において細胞競合研究が領域班結成によって著しく進展していることを世界に向けて強く発信する貴重な場になった。さらに平成28年度は、領域班内のグループ間での共同研究を促進し、複数の研究グループを包含した国際共同研究を開始した。海外への派遣としては、神山美樹(特別研究員)が共同研究の打ち合わせでETH Zurich, Dr. Detmarやdkfz Dr. Augustinを訪問するなど、多くの研究代表者や若手研究者が海外へ赴き、技術取得や共同研究の打ち合わせを行った。さらに、トロント大のRazq Hakem教授、Hubrecht InstituteのHenner F Farin博士など海外研究者を招聘し、細胞競合についての国際共同研究を推進した。また、海外研究者の招聘、若手研究者の海外への派遣もすでに数多く行われており、海外共同研究スキームの構築はこれまで予定通り順調に進んでいる。さらに、平成27年度は第1回細胞競合国際シンポジウムを京都で、平成28年度は第2回細胞競合国際シンポジウムをマドリッドで開催するなど、我が領域班が中心となって世界の細胞競合研究者の交流を進めるとともに、海外共同研究の進展に大きく貢献することができた。このように平成29年度以降のさらなる国際共同研究の推進への礎を築くことができたと自負している。平成29年8月29日に札幌にて第3回細胞競合国際シンポジウムを開催した。9名の海外細胞競合研究者を招聘するとともに、領域班の5名も口頭発表を行い、最新の研究成果を発表し合うとともに、国際共同研究の推進などについてディスカッションを深め、国際交流を推進した。さらに、平成30年2月14日に英国の研究者と共催で、細胞競合を冠したUK-Japan symposiumを開催し、領域班の4名が口頭発表を行った。さらに平成29年度は、領域班内のグループ間での共同研究を促進し、複数の研究グループを包含した国際共同研究を開始した。

海外への派遣としては、神山美樹(特別研究員)が共同研究の打ち合わせでETH Zurich, Dr. Detmarやdkfz Dr. Augustinを訪問、中村麻衣(研究員)、中野吏洋助(D1)が共同研究の打ち合わせでUniversity College Londonを訪問、加藤稚子(D3)が共同研究のためIMBAに滞在するなど、多くの研究代表者や若手研究者が海外へ赴き、技術取得や共同研究の打ち合わせを行った。さらに、Imperial College LondonのTristan Rodriguez博士、Stowers Institute for Medical ResearchのTakuya Akiyama博士、University of TorontoのTak Mak博士、IMBAのJosef Martin Penninger博士など海外研究者を招聘し、細胞競合についての国際共同研究を推進した。細胞競合国際共同研究ネットワークの設立、国際交流連携本部の設置、相互派遣企画委員会と国際共同研究推進委員会を設置・開催など、国際共同研究を推進するための準備は滞りなく完了した。また、海外研究者の招聘、若手研究者の海外への派遣もすでに数多く行われており、海外共同研究スキームの構築はこれまで予定通り順調に進んでいる。さらに、平成27年度に第1回細胞競合国際シンポジウムを京都で、平成28年度に第2回細胞競合国際シンポジウムをマドリッドで、そして平成29年度に第3回細胞競合国際シンポジウムを札幌で、さらに細胞競合を冠したUK-Japan symposiumをロンドンで開催するなど、我が領域班が中心となって世界の細胞競合研究者の交流を進めるとともに、海外共同研究の進展に大きく貢献することができた。このように平成30年度以降のさらなる国際共同研究の推進への礎を築くことができたと自負している。平成30年度は、11月29日に分子生物学会にて細胞競合をトピックとしたシンポジウムを開催し、Imperial College LondonのTristan Rodriguez博士とUniversity College LondonのGuillaume Charras博士を招聘した。さらに、2月24日から3月1日まで行われた細胞競合を冠したKeystone Symposiaにおいても多くの班員が参加し、口頭、ポスター発表を行い、研究成果を発表するとともに、国際共同研究についても積極的にディスカッションを行なった。これらの国際シンポジウムにおいて、我が国において細胞競合研究が領域班結成によって著しく進展していることを世界に向けて強く発信する貴重な場になった。平成28年度は、スペインのfunding bodyと新学術領域細胞競合班との共催で、マドリッドにおいて国際シンポジウムを10月に開催する運びとなった。国際シンポジウムでは、我が領域班と海外研究者との共同研究についても活発にディスカッションする予定となっており、今後の国際交流活動への大きな弾みとなることが期待できる。
派生証券取引の拡大が経済へもたらす影響の理論的・実証的分析

デリバティブの中で最も基本的なものの一つである先物について、そのぺイオフを複製する投資戦略を考えて、その理論価格を導出し、それを用いてユーロ円金利先物市場の価格形成を実証的に検討した。先物の対象資産と金利のボラティリティーが時間のみの関数であるときには、先物のペイオフが原資産と割引債とのポートフォリオで複製できることを示し、投資戦略を具体的に導出した。これを用いてユーロ円金利先物市場の価格形成を分析し、ユーロ円の先物価格には、将来のフォワードレートに関する情報が反映されていること、実際の先物価格と複製戦略の価値は、期間を5-7日とるとかなりの程度連動しており、しかも短期的な両者の乖離のかなりの部分は1日で調整されることが分かった。また、異質な投資家が存在し、しかも投資機会が変動する場合の資産市場を明示的に含む一般均衡モデルを構築し分析を行なった。まず、投資のホライゾンが近視眼的な投資家と長期的な投資家の2種類が存在する経済を分析した。ただし、この場合において長期的な投資家は家計から資産運用を委託されている機関投資家であると考え、自分自身の資産のみではなく、個人の総資産に対してべき乗型効用関数が定義されている。そして、短期金利のボラティリティが同質的な主体が存在する場合より必ず大きくなるという結果が得られた。次に、投資の平均収益率が平均回帰に従い、対数型効用関数とべき乗型効用関数の投資家で構成される非同質的な経済を分析した。まず、べき乗型効用関数の投資家のみで構成される同質的経済を考え、均衡を解析的に導出し、次に、対数型効用関数とべき乗型効用関数の投資家で構成される非同質的な経済の均衡を数値解析的に調べた。そして、デリバティブのような新たな金融資産の導入と解釈できる資産の種類の増加が資産価格等にどのような影響をもたらすかについて数値解析的に調べた。本年度は、以下の3点を中心に総合的・補完的に研究を進め、派生証券取引の拡大が経済に与える影響について多角的に考察するための基盤づくりの成果を挙げることに焦点を合わせた。(1)派生証券の価格形成に関わる従来の理論的蓄積を統合的に整理すること、およびその展開をめざした理論的分析、(2)それら理論的分析を基にした日本の派生証券市場を対象とする現実データの実証分析、(3)金融機関などへの聞き取りを基にした市場参加者の意思決定や派生証券取引、新金融商品開発の「実態調査」、を進めた。とりわけ、金利先物市場における価格形成の実態およびその効率性の評価、資産価格形成理論に対する派生証券理論の実証的な応用において論文をとりまとめ、得られた新しい知見を発表した。また、転換社債を対象としてその発行がどのような要因を基礎になされ、一方その発行は、金融市場にいかなるリパ-カッションをもたらすのかについて実証的分析を行った。この分析は、派生証券の存在が金融市場に与えるインパクトを評価する上でその情報構造面の特質に着目したものであり、金融市場の効率性と派生証券の存在の相互関連を考察していく上での出発点の1つとなるものである。さらに、以上の実証分析と並行して、派生証券分析の技術的基礎となる動学的最適化手法の開発や派生証券の市場モデルの構築にも一定の進捗をみつつある現状である。最後の点については、今後シミュレーッション分析などの方法を取り入れ、理論の現実応用可能性についてより詳細な検討を行っていく予定である。本年度は、デリバティブの一つである金利先物市場における価格形成について、理論的および実証的研究を行った。具体的な成果は以下の通りである。

(1)Heath=Jarrow=Mortonのモデルに基づき、ユーロ円金利とそれに対する先物の理論的な関係を導き、その結果を用いてフォワード・レートのボラティリティ関数を推定し、併せて金利先物市場のミスプライシングについて検討を行った。まず、フォワード・レート・モデルにおいては、単純な1ファクター・モデルでもかなりの説明力が明らかとなった。さらに、金利先物市場は概して効率的ではあるが、ボラティリティが季節的に大きな変動を示し、季節的には大きな裁定の機会が存在することが示された。このようなミスプライスの動きは、金利先物中心限月の交代に伴う短期の大量のポジションの移動によって引き起こされている現象である可能性が考えらる。(2)金利が確定的でないときには、先物のペイオフを複製する戦略は知られていなかったが、各満期の割引債と現資産の価格変動のボラティリティが確定的な時間のみの関数であるとの想定の下で、極めて簡単な戦略によって先物のペイオフが複製されることを示した。この結果を用いて、ユーロ金利先物市場を対象として裁定機会の存在に関して実証分析を行った。それにより、金利先物価格は金利先渡価格と必ずしも一致しないこと、先物の変化がフォワードカーブの変化に関して一定の予測力を持つこと、先物価格と複製価格のかい離のかなりの部分は1日のラグで調整され、5-7日をとると両者はかなり連動することがわかった。デリバティブの中で最も基本的なものの一つである先物について、そのペイオフを複製する投資戦略を考えて、その理論価格を導出し、それを用いてユーロ円金利先物市場の価格形成を実証的に検討した。先物の対象資産と金利のボラティリティーが時間のみの関数であるときには、先物のペイオフが原資産と割引債とのポートフォリオで複製できることを示し、投資戦略を具体的に導出した。これを用いてユーロ円金利先物市場の価格形成を分析し、ユーロ円の先物価格には、将来のフォワードレートに関する情報が反映されていること、実際の先物価格と複製戦略の価値は、期間を5-7日とるとかなりの程度連動しており、しかも短期的な両者の乖離のかなりの部分は1日で調整されることが分かった。また、異質な投資家が存在し、しかも投資機会が変動する場合の資産市場を明示的に含む一般均衡モデルを構築し分析を行なった。まず、投資のホライゾンが近視眼的な投資家と長期的な投資家の2種類が存在する経済を分析した。ただし、この場合において長期的な投資家は家計から資産運用を委託されている機関投資家であると考え、自分自身の資産のみではなく、個人の総資産に対してべき乗型効用関数が定義されている。そして、短期金利のボラティリティが同質的な主体が存在する場合より必ず大きくなるという結果が得られた。次に、均衡実物投資の平均成長率が平均回帰に従い、対数型効用関数とべき乗型効用関数の投資家で構成される非同質的な経済を分析した。まず、べき乗型効用関数の投資家のみで構成される同質的経済を考え、均衡を解析的に導出し、次に、対数型効用関数とべき乗型効用関数の投資家で構成される非同質的な経済の均衡を数値解析的に調べた。そして、デリパティブのような新たな金融資産の導入と解釈できる資産の種類の増加が資産価格等にどのような影響をもたらすかについて数値解析的に調べた。
膵細胞の分化機序の解明(Notchシグナル)と慢性膵炎の新たなる治療法に向けて

本研究では、膵発生・分化におけるNotchリガンド:Jagged1の役割について検討した。週齢マウス膵臓では、膵管上皮細胞上に強い発現が認められ、また、外分泌細胞の一部にも弱い発現が検出できた。またE15.5膵組織でも、上皮細胞での発現が認められるJagged1の発現を、抗Jagged1抗体を用いた免疫組織染色により検討した。Jagged1誘導型遺伝子欠損マウス(Jagged1-floxed)を膵特異的かつTamoxifen(TAM)誘導型Cre発現マウス(Pdx-Cre/ER)と交配し、生後にTAMを、i.p.することにより膵特異的遺伝子欠失を誘導した。遺伝子欠失に伴い、膵管上皮および外分泌細胞でのJagged1分子の発現が消失した。遺伝子欠失を誘導4週後に、膵臓を採取し、膵各系列細胞の存在を、抗インシュリン抗体(ベータ細胞)、抗グルカゴン抗体(アルファ細胞)および抗アミラーゼ(腺房泌細胞)抗体を用いた免疫組織染色により調べた。Jagged1欠失膵臓では、外分泌様の形態を示す細胞の一部に、インシュリン、グルカゴン両方発現する細胞が認められた。対照マウスではこうした細胞はまったく認められなかった。TAM投与をE9.5にて親マウスに行い、Jagged1遺伝子欠失を誘導した際にも、生後の膵臓にて上記と同様な形質を認めている。また、一部のマウスで、外分泌組織が完全に脂肪組織に置き換わり、内分泌細胞にて構成されるランゲルハンス島のみが存在することを見出した。これまで、種々の未分化細胞の系列決定期に機能することが知られるNotchシステムの中で、分化促進要因としてのNotchリガンド(NotchL)の役割について解明するために、2つのNotchL、Dll1とJagged1の誘導型遺伝子欠損(floxed)マウスを樹立し、解析してきた。本研究では、膵臓での細胞系列決定おけるNotchLの役割を解明することを目的とした。本年度の研究では、膵幹細胞活性を有することが知られる膵管細胞にJagged1が発現することを見出した。そこで、膵細胞でのCre分子の特異的発現を誘導できるPdx-Cre/ERマウスとJagged1-floxedマウスを交配し、生後にタモキシフェンを投与することによりJagged1の遺伝子欠失を誘導した。その結果、外分泌細胞の形態を示す細胞の一部に、内分泌ホルモン(インスリン、グルカゴン)を産生する異常な細胞が認められた。このことから、膵未分化細胞から外分泌細胞の系列へと分化する過程でJagged1を介するNotchシグナルが機能して、内分泌細胞系列への分化を抑制している可能性が考えられた。一方、胎生期においても同様のJagged1の発現を認めたが、膵実質細胞に分化する上皮細胞の集団を取り巻く間葉系細胞にもJagged1が発現することから、上皮・間葉系細胞を分離したうえで再構築するような培養系を確立し、それぞれの遺伝子欠失の影響を検討することが重要と考えられた。Notchリガンド:Dll1、Jagged1の誘導型遺伝子欠損マウスを独自に樹立し、種々の組織の細胞系列決定におけるNotchリガンドの役割について解析している。平成18年度から平成19年度にわたり膵発生・分化におけるNotchリガンド:Jagged1の役割について検討した。Jagged1の発現を、抗Jagged1抗体を用いた免疫組織染色により検討した(図3A)。4週齢マウス膵臓では、膵管上皮細胞上に強い発現が認められ、また、外分泌細胞の一部にも弱い発現が検出できた。またE15.5膵組織でも、上皮細胞での発現が認められた。Jagged1誘導型遺伝子欠損マウス(Jagged1-floxed)を、膵特異的かつTamoxifen(TM)誘導型Cre発現マウス(Pdx-Cre/ER)と交配し、生後にTMをi.p.することにより膵特異的遺伝子欠失を誘導した。

遺伝子欠失を誘導4週後に、膵臓を採取し、膵各系列細胞の存在を、抗インシュリン(ベータ細胞)、抗グルカゴン(アルファ細胞)および抗アミラーゼ(外分泌細胞)抗体を用いた免疫組織染色により調べた。Jaggea1欠失膵臓では、外分泌様の形態を示す細胞の一部に、インシュリン、グルカゴン両発現細胞が認められた。対照マウスではこうした細胞はまったく認められなかった。TM投与をE9.5にて親マウスに行い、Jagged1遺伝子欠失を誘導した際にも、生後の膵臓にて上記と同様な形質を認めている。また、一部のマウスで、外分泌組織が完全に脂肪組織に置き換わり、内分泌細胞にて構成されるランゲルハンス島のみが存在することを見出した。