hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
強度変調陽子線治療のためのフル３次元線量分布測定システムの開発

強度変調陽子線治療の品質管理のためのフル3次元線量分布測定システムの開発を行った。直径500 μmのシンチレーションファイバー約18000本を積層し、90 mm x 62 mm x 107 mmのブロック形状とした検出器を作成した。照射実験は名古屋陽子線治療センターの陽子線ビームを用いて行った。放射線検出器としての基礎特性を測定した後、検出器を10°ピッチで回転駆動させスポットスキャニング法で形成する照射野を測定した。コンピュータ断層撮影法で用いられるML-EM法による線量分布の再構成プログラムを開発し、1 mmピッチでの線量分布を再構成した。前年度に作成したファイバーブロック検出器を用いて、陽子線の照射実験を行った。回転駆動は治療用ベッドの回転を利用し、3次元線量分布測定を目的として-90°から+90°まで30°ごとに角度を変えて全7角度からの回転照射を行った。ビームは名古屋陽子線治療センターの治療用陽子線ビームを使用し、マルチリーフコリメータおよびボーラスを装着したブロードビーム照射野を形成した。簡易的な解析プログラムを作成し、測定データから線量の投影積分値を算出し、さらに治療計画装置の計算にも同様の処理を行い、両者を比較した。測定データと計算結果はよく一致しており、その結果を第106回日本医学物理学会学術大会にて「陽子線ビームの3次元線量分布測定のためのシンチレーティングファイバー検出器」というタイトルで口頭発表した。飛程の末端付近の分布に不一致がみられ、測定値の方がぼやける傾向が見られた。ファイバー検出器の構造が原因であると考えている。さらに検出器中の線量分布を検出器の構造を考慮しながらモンテカルロシミュレーションの手法で計算するためのプログラムの開発に着手した。そのためにGeant4モンテカルロシミュレーションツールキットを利用した。現在、ブロードビーム用およびスキャニング用の両方のノズル中のジオメトリーの構築まで完了しており、水ファントム中の測定結果とよく一致していることを確認した。モンテカルロシミュレーションの計算を使うことで測定値との詳細な比較が可能になると考えている。フル3次元線量分布測定システムの検出器として、シンチレーションファイバーブロックを作成した。シンチレーションファイバーは20年近く前にニュートリノ実験(CERN WA75 CHORUS実験)で使用したものを分解、再利用したものである。材料の調達と組み立ては名古屋大学大学院理学研究科の担当であり、直径500μmのファイバーを長さ11 cmに切断したものを積層して8 cm×6 cm×11 cmのブロック形状とした。名古屋陽子線治療センターにおいては平成24年12月より最大エネルギー250 MeVの陽子線ビームが使用可能となり、本研究のための照射実験の体制が整っている。平成25年5月までにマシンタイムを2回確保し、シンチレーションファイバーブロックに陽子線を照射し、ファイバーブロックが発光するようすを冷却CCDカメラを用いて撮影した。シンチレーションファイバーブロックを粒子線治療の線量分布の測定に用いるという前例のない試みであったが、シンチレーションファイバーは治療に用いる線量の1/10程度の線量(0.2Gy)であっても十分な発光量があり、また撮影した画像も個々のファイバーの発光量を測定するために十分な解像度をもっており、粒子線に特徴的なブラッグピークや照射装置で形成した拡大ブラッグピークも鮮明にとらえることができた。これらの成果は、作成したファイバーブロックがフル3次元線量分布測定システムの検出器として十分な性能を持つことを示している。名古屋陽子線治療センターにおいてスポットスキャニング照射のクリニカルコミッショニングが完了した。スポットスキャニング照射用ノズルには頭頸部治療用のオプションとしてエネルギー吸収体とコリメータを装着することが可能である。これにより本研究で必要となる強度変調陽子線治療用のビームを生成することが可能になった。本センターのスキャニング照射装置を中心に、ブロードビーム法を含めた治療装置全体について論文にまとめて投稿した。ファイバーブロック検出器システムの実臨床での性能試験を行うために、エネルギー吸収体とコリメータを用いたスポットスキャニング照射について模擬プランを作成し、ビーム照射実験、データ収集を行った。回転駆動は治療用ベッドの回転を利用し、3次元線量分布再構成のために-90°から+90°まで10°ごとに検出器の角度を変化させて全19角度での画像収集を行った。他方、検出器としての性能検証をモンテカルロシミュレーションの手法で行うために、Geant4を使ったシミュレーションプログラムを開発した。エネルギー吸収体とコリメータを含めたスキャニング照射ノズルのジオメトリーの構築と、スキャニング照射用のビーム生成モジュールを作り上げることで、装置として可能な任意のビームパターンについての線量計算ができるようにした。モンテカルロシミュレーションについては実臨床での線量分布計算の検証にも利用し、その結果を日本医学物理学会で発表した。

検出器システムから取得した画像データから3次元線量分布を再構成するアルゴリズムについて検討をすすめ、ファイバー中の減衰の効果を取り入れやすい逐次近似法の一種であるML-EM法をベースとした再構成法を採用することとした。医学物理学当初の予定どおり回転条件での照射まで完了しており。おおむね順調に進んでいると考えている。平成24年度の計画は、シンチレーションファイバー検出器組み立て、冷却CCDカメラによる画像読み出し系の製作、ビーム試験、モンテカルロシミュレーションと簡易3次元線量分布再構成プログラムの作成である。このうち本研究の要となるシンチレーションファイバー検出器の組み立てが予定通りすすみ、冷却CCDカメラの光学系の設計およびノートパソコンとの組み合わせによるリモートでの操作が可能な画像読み出し系の開発が完了している。名古屋陽子線治療センターでは昨年末よりシンクロトロンから生成する最大エネルギー250 MeVの陽子線ビームが利用可能となり、ビーム試験も随時行うことができる。またビームラインを模擬したモンテカルロシミュレーションプログラムの開発もほぼ完了している。汎用モンテカルロシミュレーションツールキットであるGeant4を使用し、108コアのLinuxクラスタで計算可能なシステムとなっており、現在、電離箱での測定データをもとにして細かなチューニングをすすめている。ビーム試験データの解析および簡易3次元線量分布再構成プログラムの作成は少し遅れているが、シンチレーションファイバーの発光量および画像の解像度が十分であり、このままフル3次元線量分布測定システムに使用できる見通しがついたこと、また平成25年度に予定のファイバーブロック回転駆動系の設計、製作については治療用ベッドの回転駆動機構を活用することで期間短縮を見込んでいるため、全体としては順調に進展していると考えている。本研究の最終目的である、3次元線量分布再構成プログラムを開発する。名古屋陽子線治療センターでは2014年1月よりスポットスキャニング照射の治療が開始され、将来の強度変調陽子線治療(IMPT)の実現に向けて整備がすすんでいる。開発したシステムをIMPTの品質保証に用いることを想定した条件での照射実験と解析をすすめていく。ビーム試験データの解析をすすめ、シンチレーションファイバーの発行量、ファイバー中の光減衰、発光量のdE/dx(LET)依存性といった基礎特性を明らかする。さらにこの特性をモンテカルロシミュレーションソフトウェアに組み込み、検出器の特性も含めてシミュレーションができるようにし、システムの最適化に活用する。ファイバーブロック回転駆動系の設計、製作を行う。ステッピングモータを使った駆動装置により検出器をビーム軸の周りに回転させる装置を設計、製作する。治療用ベッドのアイソセントリック回転機構も利用する。駆動のタイミングは陽子線ビーム照射装置のタイミングに合わせて外部のPCから制御できるものとする。
含窒素廃棄物の資源化

7研究者が本研究を分担して行ったが、基礎から応用に渡って有用な結果、(1)(7)、を得た。得られた結果はコンポスト製造と普及・利用に広く利用できる。(1)未知であった下水汚泥コンポスト化の微生物相は、好気性中度好熱細菌を主とする比較的単純なことを明らかした。これらの細菌は下水汚泥中の有機物を消化、無機化する耐熱性酵素を分泌することから複雑なコンポスト化の初期機構を明らかにした。(2)通常のコンポスト過程で生成、揮散する悪臭性含窒素低分子化合物を生成しないコンポスト菌を発見した。この菌の使用により、悪臭の発生防止と同時に肥料価値の高いコンポストの製造に成功した。(3)施用時に植物病原菌抑制作用を持つコンポスト菌を発見し、この菌の植物病原菌抑制原因物質の精製、同定に成功した。この物質の使用により病害は1/4に減少した。(4)地力窒素を維持するバイオマス窒素がコンポスト施用により多く生成し、コンポストは窒素肥料として有効なことを証明した。(5)一部のコンポスト原料に含まれる植物生育阻害物質の分離、精製、同定に成功し、同時にこの物質を分解、無害化するコンポスト菌の獲得に成功した。(6)コンポスト化過程で酸素の役割を追跡し、有機物分解が周囲雰囲気の酸素濃度が高いほど効率的に有機物分解、無機化が行われることを証明した。(7)肥効に持続性を持たせ、利便性を増すことで付加価値を高めるため、コンポストをペレット化する機械装置の開発に成功した。この際化学合成肥料をバインダーとして使用することで、コンポストの肥料価値を一段と高めることが出来た。
急性心不全患者における初回立位のアセスメントシートの開発ー信頼性と妥当性の検証ー

本研究は、急性心不全患者に対する初回立位の可否をスクリーニングするアセスメントシートの信頼性と妥当性の検証を行うことを目的とし、研究者が所属する大学および研究施設において、研究倫理審査委員会の審査を受け承認を得てデータ収集を開始した。研究は2施設に協力をいただいている。平成30年度は、本アセスメントシートの信頼性と妥当性を検証するために、アセスメント項目の信頼性と妥当性を検討するためのデータ収集を行った。データ収集は、集中治療室に入室した急性心不全患者が初回立位を実施する時に担当した看護師を対象に行った。データ収集の方法は、急性心不全患者が初回立位を実施する際、看護師が立位可能あるいは困難とアセスメントする際に用いた項目をアセスメントシートにチェックしてもらい、アセスメントシート以外の項目を用いた場合は、その他の欄に記入してもらった。また、医療カルテより患者の基本情報を得た。本研究の症例数は120例を予定しており、現段階において38例のデータ収集を行った。平成30年度の研究の進捗を上記のように評価した理由は、計画していたデータ収集方法の精選を行い、必要部署における研究倫理審査委員会の承認を得て、データ収集を開始することができたためである。現段階における症例数は、予定症例数の約1/3であり、まずまず進捗状況であると考える。本年度は、昨年度に引き続き目標症例数に達するまでデータ収集を継続する予定としている。現段階において症例数は得られているものの、協力していただいている研究施設のうち1施設において症例数が少ないため、今後はもう1施設増やしデータ収集を行う予定である。平成30年度は、国内の学会に参加し新たな知見を得ることはしたが、海外の学会に参加することが出来なかったが、本年度は国内で開催される国際学会に参加する予定としている。また、本年度はデータ収集が主となり研究施設も増えることから、翌年度分として助成金を請求した。
演技の動画像記録の自動解析および検索

本年度の主たる成果は以下の2点である.・バレエを題材とした動画像記録の演技の解析と検索昨年の研究の適用範囲は固定カメラ限られたものであった.そこで今年度の研究では題材としてバレエを扱いパンを行うカメラにより撮影された題材の解析を行った.とくにバレエでは動作の記述に関する語彙が豊富であり,また記譜法の研究などについても歴史がある.今年度は時間的制約のため演技者の重心の追跡に重点を置いた.実験の結果,本研究で題材としたバレエコンク-ルの例に関しては,動作の区分,識別は十分可能であるという結論を得た.・人の動作のメカニズムを推定する手法--動画像の因子分解法--我々のグループの今年度のもうひとつの成果は,kanadeらの因子分解による分離法を拡張して,動画像の中から関節メカニズムの物体を自動的に検出するための計算方法である.実験では人体表面の特徴点を追跡し,人間の腕の関節構造が自動的に推定できることがあきらかになった.これについては,原著論文として現在電子情報通信学会に投稿中である.この手法では,正射影変換の枠組みの上で構造が未知の多関節物体の運動を観測し,各剛体の形状の推定および,各剛体間の拘束関係の有無および種類の判別を行うことができる.本手法を演技の解析に用いる場合の留意点は,関節間の剛体部分の特徴点の個数と,構造の複雑さと画素の精度のトレードオフの問題である.本手法に演技の解析をすべて依存することは困難だと考えるが,あらかじめ人体モデルをもっている解析システムで,モデルを画像に当てはめるためのラフな推定を本手法で行うことはできる.次年度以降の課題として,上述の点の制限を軽減する方法を現在検討している.本年度の主たる成果は以下の2点である.・バレエを題材とした動画像記録の演技の解析と検索昨年の研究の適用範囲は固定カメラ限られたものであった.そこで今年度の研究では題材としてバレエを扱いパンを行うカメラにより撮影された題材の解析を行った.とくにバレエでは動作の記述に関する語彙が豊富であり,また記譜法の研究などについても歴史がある.今年度は時間的制約のため演技者の重心の追跡に重点を置いた.実験の結果,本研究で題材としたバレエコンク-ルの例に関しては,動作の区分,識別は十分可能であるという結論を得た.・人の動作のメカニズムを推定する手法--動画像の因子分解法--我々のグループの今年度のもうひとつの成果は,kanadeらの因子分解による分離法を拡張して,動画像の中から関節メカニズムの物体を自動的に検出するための計算方法である.実験では人体表面の特徴点を追跡し,人間の腕の関節構造が自動的に推定できることがあきらかになった.これについては,原著論文として現在電子情報通信学会に投稿中である.この手法では,正射影変換の枠組みの上で構造が未知の多関節物体の運動を観測し,各剛体の形状の推定および,各剛体間の拘束関係の有無および種類の判別を行うことができる.本手法を演技の解析に用いる場合の留意点は,関節間の剛体部分の特徴点の個数と,構造の複雑さと画素の精度のトレードオフの問題である.本手法に演技の解析をすべて依存することは困難だと考えるが,あらかじめ人体モデルをもっている解析システムで,モデルを画像に当てはめるためのラフな推定を本手法で行うことはできる.次年度以降の課題として,上述の点の制限を軽減する方法を現在検討している.
国際研究集会「東ゴンドワナにおける原生代事件」の企画調査

国内で研究会やテーマ委員会を3回実施し、国際シンポジウムのテーマ等について研究発表、討議を行った。また、国外の国際シンポジウム開催に協力したほか、国際シンポジウム等に研究分担者、協力者らを派遣し、関連分野の研究動向や、国外研究者らの意見を収集した。ゴンドワナにおける原生代事件に関連した最近の研究動向につい以下にその重要な諸点をまとめる。1. 1990年代から認められ始めた超大陸ロディニアは、最近は学界でほぼ完全に定着したが、その先カンブリア代の再構成については、かなり重要なところで次々と修正が加えられつつある。また、南極と北米大陸の接合というロディニア再構成の中核像についても、その存在期間について10-7億年前という一般的理解(例えばPowellら,1993,Geology,21)に対して重大な異議がだされている(例えばVeeversら,1997,J.Geol.,105)。2.ロディニア分裂に引き続くゴンドワナ形成事件は、従来の理解では、既存の東ゴンドワナに対して西ゴンドワナの各陸片がパンアフリカ期に集合したとするものであったが、この8-4億年前のパンアフリカ事件が、じつは、東ゴンドワナの基本的な集合事件も含むのではないかという考えが南極研究者を中心として強く出されてきた(例えばHensen & Zhou,1997,The Antarctic Region)。3.以上の問題点の解決に関しては、日本グループが研究を続けてきている東南極と、その対岸にあたる東ガート帯を含むインド中央構造帯や、南西オーストラリアの原生代変動帯の研究が鍵を握っていると考えられる。以上の研究成果は、研究動向のレビューなどの学術論文等16編、英文論文集や学術誌、研究連絡誌などの編著書11冊、国際シンポジウムの講演3題と、参加報告など7編として公表された。
超臨界流体中における生理活性物質の相互拡散係数の精密測定

超臨界流体中における有機物の相互拡散係数についての報告が増えてはきたが未だ実測値は少なく、測定されている溶質は非常に限られている。また、その相互拡散係数の有効な推算法は確立されていない。従って、本研究は(1)超臨界流体中での各種溶質の相互拡散係数D_<12>を測定すること、(2)この測定データを用いて従来提案されている推算式の有効性を検討することを目的とした。相互拡散係数の測定はトレーサー応答法を用いた。超臨界溶媒としてSF_6(328.2K、10-20MPa)、液相(303.2-333.2K、16.0MPa)溶媒にはシクロヘキサン、n-ヘキサン、n-ドデカンを用い、各種有機化合物の相互拡散係数を測定した。また、本測定による超臨界SF_6中と超臨界CO_2中のD_<12>の文献値を用いて各種推算式((1)溶媒自由体積による相関式、(2)本研究で新たに提案したSchmidt数による相関式、(3)Wilke-Chang式等のStokes-Einstein式に基づく各種実験式、(4)D_<12>/TAη^<-B>の経験式)の有効性を検討した。また、あわせて本年度測定の液体有機溶媒中のD_<12>データにもこれら推算式が適用できるか検討した。その結果Schmidt数による相関式が超臨界SF_6、CO_2中のD_<12>だけでなく、液相n-ヘキサン、n-ドデカン、シクロヘキサン中のD_<12>推算にも有効であることがわかった。購入した備品のデジタルデータレコーダーはTaylor法によるトレーサー濃度応答の収録に、加圧リザーバーは溶媒送液用に用い、電子天秤はトレーサー溶質の秤量に用いた。
新規酸素活性化分子触媒の開発と生体型燃料電池への展開

生体内ミトコンドリア中において酸素の4電子、4プロトンによる水への還元反応を行うチトクロムc酸化酵素(CcO)における酸素活性化機序の解明を中心に研究を進めて来た。1.CcO酵素活性部位に存在する、全ての要素を含む化学モデル錯体の還元型錯体を用いて低温における酸素との反応を検討した結果、当初、銅-鉄イオン間にμ-η^2:η^1あるいはμ-1,2-型のペルオキソ錯体[Fe^<III>-O_2-Cu^<II>]が生成し、速やかに対応する鉄スーパーオキソ錯体[Fe^<III>-O_2・Cu^I]へと変換した。この反応は系中に存在する水が加速した。また、ペルオキソ錯体からスーパーオキソ錯体への変換例は新規であり、チロシン等価体から水一分子を経由して配位している酸素分子の末端酸素原子へ水素結合することによる安定化がこの反応の駆動力となっていると結論づけた。また、本モデルは酵素の混合原子価型[Cu_A^<II>Fe_a^<II>Fe_<a3>^<II>Cu_B^I]に相当するが、酵素の混合原子価型がO-O結合を開裂してFe^<IV>=O体を与えるのに対して、モデルでは銅は電子供与体として働かないこと点、今後の課題として残った。2.CcO活性部位に存在するヒスチジン(His)と交差縮合したチロシン(Tyr)が酸素活性化反応中に電子供与体として働くか否かを検証するためにクレゾール結合イミダゾールを配位子の一部に含むトリス(イミダゾリルメチル)アミン銅(II)錯体を合成し、その紫外光照射によりフェノキシラジカルを発生させその紫外共鳴ラマン、ESR、過渡吸収等の測定を行った。その結果、配位子のみ、および比較対照とした亜鉛(II)錯体ではフェノキシラジカルが明瞭に観測されたが銅(II)錯体においては対応するラジカルはごく単寿命であることが明らかとなり、銅(II)錯体においてはフェノキシラジカルの生成効率が極端に低いか、あるいは銅イオンとの強い相互作用が有るかいずれかであると結論づけた。生体内燃料電池の酸素極における反応と同等の機能を有する酵素としてシトクロムc酸化酵素が挙げられる。この酵素反応では過酸化水素やスーパーオキシドなど活性酸素中間体を副成することなく酸素から水への四電子還元を高効率で実現している。その活性中心には銅-トリヒスチジン錯体と鉄ポルフィリン、シロシンが存在しているが、これらの酸素活性化における機能やその反応機構については統一的な理解に至っていない。そこで、銅錯体を鉄ポルフィリン上に共有結合により固定したモデル分子を合成し、その酸素との反応を検討した。これまで本研究グループにおいて核種スペクトル法により同定されていたCu(II)-(O_2)-Fe(III)錯体は熱的に不安定であったが、新たに立体保護をしたモデル分子を用いることによりその半減期は室温で20日にまで伸ばすことが出来、これにより低温での結晶化が達成された。単離された固体のペルオキシドは再溶解しても分解せず結晶化前と同様の特徴あるスペクトルを示した。

注意深く結晶化を行うことにより単結晶の生成に成功し、そのX線結晶構造解析より酸素配位子はside-on型で鉄に配位ており、このペルオキソ基の一方の酸素原子に銅(II)が配位した特有の構造を持つことが明らかとなった。またその詳細な構造を明らかにすることが出来た。これは異核の二核ペルオキソ錯体としては世界で始めて構造解析に成功した例となった。さらに、酵素の活性中心に存在する全ての残基を備えたモデル錯体の合成にも成功し、次年度以降にその二核錯体の酸素との反応を検討する基盤が確立した。チトクロムc酸化酵素に見られる酸素分子の4電子還元反応の機構解明は、その早い反応速度のために今なお決着していない。この課題においては中間に生成する酸素錯体の挙動についての基礎科学的な興味の他に、O_2^<-・>や過酸化水素などの酸素活性種を副生することなく低い過電圧で酸素の完全四電子還元を行うことから、燃料電池の酸素極触媒としての興味も持たれている。そこで化学モデルを用いて酸素活性化過程を解明することを主眼に本研究を進めた結果、次の2点において大きな成果が得られた。1.鉄ポルフィリンに銅トリス(2-ピリジルメチル)アミノ基を化学結合させた還元型錯体と酸素よりペルオキソ錯体が得られることはこれまで報告してきたが、その結晶構造解析に成功し、ペルオキソ基は鉄に対して'side-on'で配位したμ-η^2:η^2型構造を取ることが明かとなった。この構造解析により、その他の酸素錯体の構造の議論のみならず、その後の活性化反応の経路の議論が可能となった。この報告はドイツ化学会論文誌であるAngew.Chem.にVIPとして掲載された他、米国化学会のC&E Newsに注目すべきトピックスとして採り上げられた。2.この酵素の活性中心近傍には銅イオンヘの配位子、ヒスチジンと共有結合した特異なチロシン残基が存在している。この水酸基は活性点に配位した酸素の活性化に寄与していると考えられてきている。しかしその実験的な根拠はこれまで報告されていなかった。本研究において、酵素と類似した、クレゾール基結合を有するモデル錯体を合成し、その酸素との反応経過を追跡した。水酸基保護した錯体においてはその他のフェノール部位を持たない錯体と同様μ-オキソ錯体を与えたが、水酸基をもつ錯体では銅(II)-鉄(III)(OH)の酸化体を選択的に与える事が明らかとなり、水酸基の酸素活性化への関与を立証した。生体内ミトコンドリア中において酸素の4電子、4プロトンによる水への還元反応を行うチトクロムc酸化酵素(CcO)における酸素活性化機序の解明を中心に研究を進めて来た。本年度は次の研究成果が得られた。1.前年度、構造決定に成功したN4配位子の5-MeTPA-銅錯体を結合した鉄ポルフィリン(FeTMP)と酸素より生成するμ-η2:η1錯体の一般性を確認する為、メチル置換基の無いより単純な構造のTPACu^I-Fe-<II>TPPより生成するペルオキシ錯体についても構造決定に成功し、O-O間距離等にかなりの相違が見られることを明らかにした。2.5-MeTPACu-O_2-FeTMP錯体は対応するμ-オキソ錯体(5-MeTPACu-O-FeTMP)へと分解して行く。一方、μ-オキソ錯体は等モル量の過酸化水素と反応させることにより定量的にペルオキソ錯体(5-MeTPACu-O_2-FeTMP)を再生することを見出した。これは、異核二核錯体においては初めての反応である。3.CcO活性部位にはヒスチジン(His)と交差縮合したチロシン(Tyr)が存在している。この機能と反応性を解明するために、そのモデルとしてクレゾール結合イミダゾールを配位子の一部に含むトリイミダゾリルメチルアミン銅(II)錯体を含成し、塩基性水溶液中、その紫外光照射によりフェノキシラジカルを発生させその紫外共鳴ラマンの測定を行った。
口腔内生理情報のマルチセンシングシステムと体調・健康管理システムの構築

本研究では、日常生活を送りながら、作業中、運動中あるいは睡眠中に種々の生理情報を簡便かつ非侵襲的に精度よく検出する方法として、口腔内から脈波、血中酸素飽和度、体温、唾液pHなどの生体信号を直接取得するマウスピース型(義歯型)マルチセンシングシステムを開発し、その有効性を検証した。光電脈波測定用の光センサにはLEDとホトダイオードの組み合わせ、口腔内温・呼吸センサにはサーミスタブリッジ、唾液pHセンサには酸化イリジウム電極を用い、それぞれ口蓋動脈近傍と上顎唾液腺近傍に密着するように歯科用レジンで作製されたマウスピースに埋め込まれている。2波長脈波(パルスオキシメータ)センサからの光電脈波信号をフィルタリング処理により心拍変動成分と呼吸変動成分に分離している。各センサは、口唇部からリード線を介して腰部に装着した外部電源と増幅・処理回路およびテレメータに接続される有線式であるが、これらの生体信号はPFM-FM方式の無線テレメータにより10数m四方の近距離で受信した後、コンピュータに取り込まれる。小型・軽量のテレメータ化をはかったことにより、作業時、運動時、睡眠時などの生理情報の取得が軽拘束で連続的に可能となり、パソコンへのデータ転送・蓄積、ネットワークへのデータ転送を可能にした。得られた生理情報の経時変化を連続モニタリングし、トレンド解析、リズム解析、スペクトル解析を行い、体調・健康状態に関する情報とその時間推移を表示することが可能である。開発したパソコンベースの体調・健康管理解析システムは、若年者から高齢者に至る幅広い層に対して作業中、睡眠中、運動中など種々の生活面でその身体状態に応じた生理情報を提供するのに有効である。本研究では,日常生活を送りながら生理情報を簡便かつ非侵襲に精度よく検出する方法として口腔内からの情報を直接取得するマルチセンシングシステムを開発した.また,得られた生理情報をデータ処理し,健康・体調を把握できる生理パラメータの抽出とその時間推移を蓄積・表示できる解析システムすなわち在宅健康・体調モニタリングシステムの構築をはかった.口腔内からは,体温,呼吸,脈波(脈拍),血流,酸素飽和度などの生理情報と唾液中のpH,電解質(イオン)などの化学量が測定可能である.マウスピース型マルチセンサに組み込まれたセンシング素子として、光電脈波測定用の光センサにLEDとホトダイオードの組み合わせ,温度(体温,呼吸)センサにサーミスタ,pHセンサに酸化イリジウム電極を用い,口蓋動脈近傍,上顎唾液腺近傍にそれぞれが密着するように歯科用レジンで作製されたマウスピースに埋め込まれている.2波長脈波(パルスオキシメータ)センサからの光電脈波信号をフィルタリングにより心拍変動成分,呼吸変動成分に分離する.いずれのセンサも口唇部からリ-ド線を介して外部電源,処理回路に接続される有線式であるが,口腔外でPFM-FM変調テレメータにより生理信号を無線伝送している.小型・軽量のテレメータ化をはかったことにより,睡眠時、作業時、運動時の生理情報の取得が無拘束で連続的に可能となり、パソコンへのデータ転送・蓄積,ネットワークへのデータ転送を可能にした.得られた生理情報の経時変化を連続計測し,トレンド解析,リズム解析,イベント解析を行い,ストレス・疲労感・体調変化に関連する自律神経調節系の影響を把握することができることを明らかにしている.本研究では、日常生活を送りながら、作業中、運動中あるいは睡眠中に種々の生理情報を簡便かつ非侵襲的に精度よく検出する方法として、口腔内から脈波、血中酸素飽和度、体温、唾液pHなどの生体信号を直接取得するマウスピース型(義歯型)マルチセンシングシステムを開発し、その有効性を検証した。

2波長脈波(パルスオキシメータ)センサからの光電脈波信号をフィルタリング処理により心拍変動成分と呼吸変動成分に分離している。各センサは、口唇部からリード線を介して腰部に装着した外部電源と増幅・処理回路およびテレメータに接続される有線式であるが、これらの生体信号はPFM-FM方式の無線テレメータにより10数m四方の近距離で受信した後、コンピュータに取り込まれる。小型・軽量のテレメータ化をはかったことにより、作業時、運動時、睡眠時などの生理情報の取得が軽拘束で連続的に可能となり、パソコンへのデータ転送・蓄積、ネットワークへのデータ転送を可能にした。得られた生理情報の経時変化を連続モニタリングし、トレンド解析、リズム解析、スペクトル解析を行い、体調・健康状態に関する情報とその時間推移を表示することが可能である。開発したパソコンベースの体調・健康管理解析システムは、若年者から高齢者に至る幅広い層に対して作業中、睡眠中、運動中など種々の生活面でその身体状態に応じた生理情報を提供するのに有効である。
アルギニンのメチル化と翻訳による新たな細胞分裂制御機構の解析

細胞分裂の異常は細胞死や細胞の癌化を起こすため、細胞分裂は様々な緻密なシステムにより制御されている。これまでに多くの研究が行われたが、いまだその解明にはほど遠い。我々は新たな細胞分裂因子を同定するスクリーニングにおいて、PRMT1というアルギニンメチル化酵素が細胞分裂の進行に重要であることを見出した。さらにPRMT1がUBAP2Lというタンパク質のアルギニンをメチル化することが分裂時における染色体の均等な分配に必須であることが分かった。更なる詳細な解析により、UBAP2LはG3BPやFXR1という翻訳制御因子や核小体RNAと複合体を形成し、分裂に関与する可能性を見出した。UBAP2Lはユビキチン結合領域とアルギニンとグリシンに富む配列を有する分子量約130kDaのタンパク質である。このタンパク質の発現を抑制すると、細胞は正常に分裂することができず、多くの細胞は分裂時に細胞死を起こす。私たちはUBAP2Lが細胞内でどのような生理的役割を担っているか検討をおこなった。UBAP2Lの機能を明らかにするため、UBAP2Lと複合体を形成するタンパク質を網羅的に解析した。その結果、PRMT1というアルギニンのメチル化酵素、及びFMR1、G3BP1、CAPRINというRNA結合タンパク質が複合体を形成することが判明した。そこでまず、UBAP2LのアルギニンがPRMT1によりメチル化されるか特異的抗体を用いて検討した。UBAP2LのN末にはアルギニンとグリシンに富む配列があるが、その領域の複数のアルギニンがPRMT1によりメチル化されることが判明した。また、in vitroの反応においても、UBAP2LのN末がPRMT1により直接メチル化されることが確認できた。メチル化されるアルギニンをすべてアラニンに変えたUABP2Lを細胞内に発現したところ、細胞分裂の進行は顕著に阻害された。アルギニンとグリシンに富む領域はRNAに結合する性質をもつことから、UBAP2LはRNAに結合し、タンパク質の発現に関係していると考えた。そこでUBAP2Lがどのような細胞分裂に関わるタンパク質の発現を制御するか検討したところ、UBAP2Lの発現を抑えるとCENPEというタンパク質の発現が低下することが分かった。メチル化されたUBAP2LはCENPEなどの分裂因子の発現を介して細胞分裂を制御すると考えられる。以上の結果を2016年1月にFASEB Journalに報告した。計画した内容で論文を一報発表している。細胞分裂の異常は細胞死や細胞の癌化を誘導するため、細胞分裂の進行は様々な巧妙なシステムにより制御されている。これまでに多くの研究が行われたが、その詳細はいまだ明らかでない部分が多い。申請者らは以前の研究でアルギニンメチル化酵素であるPRMT1の発現を抑制すると細胞分裂が顕著に抑制されることを見出した。PRMT1の結合タンパク質を網羅的に解析したところ、多くの翻訳制御因子が同定された。これらの中でUBAP2Lという機能不明なタンパク質の発現抑制は細胞分裂を顕著に抑制した。UBAP2Lの機能をさらに詳細に検討したところ、UBAP2Lは細胞分裂中時に紡錘体に局在することが分かった。また、その発現を抑制すると、染色体が分裂中期に赤道面に並ばず、染色体の分配の異常が起こり、多核細胞が多く生じることが分かった。詳細な検討の結果、UBAP2Lの発現抑制は分裂時に染色体と微小管の接着を抑制することが判明した。また、UBAP2LはPRMT1によりアルギニンがメチル化され、そのメチル化が分裂の進行に必須であった。更にUBAP2Lの結合するRNAやタンパク質を検討した結果、UBAP2Lは核小体RNA、及びG3BPやFXR1というタンパク質をRNAータンパク質複合体を形成することが判明した。興味深いことに、これらのタンパク質はグリシンとアルギニンに富む配列を有し、それらのアルギニンがメチル化されていた。また、UBAP2LとG3BPやFXR1との結合は、核小体RNAを介していた。G3BPやFXR1の発現抑制は分裂を阻害した。G3BPやFXR1は翻訳に関与していることから、これらのタンパク質のアルギニンのメチル化による翻訳制御が細胞分裂の進行に関与している可能性がある。UBAP2Lと結合するタンパク質のいくつかはストレス顆粒に局在することが知られている。ストレス顆粒は、細胞が熱や酸化などの刺激を受けた時に形成される直径5マイクロメートルほどのRNAとタンパク質からなる構造体である。ストレス顆粒の生理的役割は不明であるが、ストレス下における細胞の生存に関与していると考えられている。免疫染色を行ったところ、UBAP2Lはヒ素、過酸化水素、熱、浸透圧などのストレスにより、ストレス顆粒に局在することが明らかとなった。

また、UBAP2Lの発現を抑制するとストレス顆粒の形成は阻害され、細胞がストレスによる細胞死により感受性となった。UBAP2Lと他のタンパク質の結合を検討したところ、FXR1とは直接結合し、G3BP1とはsmall RNAを介して結合していることがわかった。UBAP2LはsmallRNAや他のRNA結合タンパク質と複合体を形成し、RNAの修飾を行っていると考えられる。今後はUBAP2Lがストレス顆粒の形成にどのように関与しているか、またUBAP2L複合体がどのようなRNAの修飾を行っているか検討をしていく。腫瘍医学
手術動作の定量的評価に基づくロボット手術支援システムに関する研究

本研究では,ロボットを用いた顕微鏡下微細手術において良好な手術成績が得られるシステムの構築を目的としている.本年度は,顕微鏡下微細手術の動作の中でも難度が高い吻合動作を対象とし,最も臓器に負荷をかける恐れのある運針動作において,臓器にかける負荷を抑制するようなマスタ・スレーブ型手術支援ロボットの制御手法の研究を行った.運針動作では,縫合糸を臓器にかけるために縫合針を臓器に対して刺入する.このとき,縫合針と臓器の接触点となる針穴に力がかかると臓器を損傷する恐れがある.そこで,提案手法では運針動作中に縫合針が針穴から遠ざかりにくくなるように,医師がロボットに入力した動作を自動的に調整することで,針穴の位置の変位を抑制する.なお,支援の強度はパラメータにより変更が可能である.また,このような支援を利用する場合のマスタ・スレーブの姿勢の制御手法の検討も行った.具体的には,マスタ・マニピュレータとスレーブ・マニピュレータの姿勢を一致させる絶対制御で姿勢の制御を行う場合と,動作量のみを反映させる相対制御に切り替えを行う場合で針穴の変位に変化があるかを検証した.評価実験は,当初研究室で開発を行っている手術支援ロボットを用いて,センサ等を用いた評価系を構築する予定であったが,手術支援ロボットの自重によるたわみ等に起因する機構学誤差により正しく評価を行うことができない可能性があったため,コンピュータ上で動作する運針用のシミュレータを構築して実験を行った.その結果,絶対制御のみを用いた場合には完全に動作に拘束をかけるような支援以外では効果が得られない一方で,切り替えを行った場合は支援の強度を強くすることで針穴の変位を抑制可能であることが確認された.本年度は,上記の運針支援に関する研究に加えて初年度に行った顕微鏡画像に基づく術具の状態推定手法に関しても,手法の改善を行いその効果を確認した.27年度が最終年度であるため、記入しない。27年度が最終年度であるため、記入しない。研究プロジェクトの初期段階においては,医師の手技を解析することでロボット制御に役立つ熟練動作を明らかにすることを計画していた.しかしながら,ロボットによる手術と手技による手術は術具の自由度の違いから,得られる動作も大きく異なることが考えられる.そこで,手技からではなくロボット手術から動作を解析することとした.手術動作を解析するためには,術具の位置,組織の位置を正確に計測する必要があるが,微細手術に於いては対象が小さいという制約のため位置センサを取り付けることが出来ない.そのため,これらを計測するためには手術中に得られる映像から画像処理を用いて術具位置,組織位置を認識する必要がある.そこで本年度は,手術動作の取得を目的とし,画像処理による術具位置および,周辺環境認識手法の開発に取り組んだ.術具位置の認識においては,術具の三次元モデルおよび色のモデルを用いて映像中における位置・姿勢を推定する手法を開発した.また,画像から得た位置・姿勢の情報をロボットにフィードバックすることで,画像の座標系とロボットの座標系の間の関連をオンラインで推定する手法の開発も行った.また,開発したロボット手術の有効性を定量的に評価するための評価モデルの開発も行った.従来,ロボット手術の評価は外部のセンサを用いた精度等の基礎評価のあと,生体(動物)を用いた実験により有効性の評価を行ってきた.しかしながら,これらの評価では臨床における手術動作をした場合にどのような効果が得られるかを定量的に評価することができない.そこで,開発した評価モデルにおいては実際の手術動作を再現しつつ,定量的な評価指標が得られるようになっている.本研究の目的は,微細な組織を対象とした顕微鏡下微細手術において,安定して最良の手術成績を収めることができるロボット支援システムの開発である.このような支援システムは,手術器具の動かし方や組織への力のかけ方が理想的なものとなるように,医師の動作を自動的に修正することにより実現できると考えられ,そのためには医師がどのような動作を行っているかを,ロボット側が認識している必要がある.そこで,本年度は医師の手術動作において,どのタスクを行っているかを自動的に認識する手法の開発に取り組んだ.本研究では,顕微鏡下微細手術の中でも特に複雑な動作を要求される血管の吻合動作におけるタスク認識を行った.タスクの認識は,どのようにタスクが遷移するかに関するタスク遷移のモデルおよび,各タスクにおいて術具がどのように動作するかという動作モデルの2つを構築することにより行った.タスク遷移のモデルは,機械学習により状態遷移のモデルを行うことができる隠れマルコフモデルによりモデル化を行った.動作のモデル化に関しては,時間変化するデータのモデル化を行うことができるベクトル自己回帰モデル,あるいはデータの分類が可能なRandom Forestによりモデル化を行った.学生1名を被験者とした実験より,15回の吻合動作に対して7080%の平均認識率が得られ,提案手法の有効性が示唆された.本研究では,ロボットを用いた顕微鏡下微細手術において良好な手術成績が得られるシステムの構築を目的としている.本年度は,顕微鏡下微細手術の動作の中でも難度が高い吻合動作を対象とし,最も臓器に負荷をかける恐れのある運針動作において,臓器にかける負荷を抑制するようなマスタ・スレーブ型手術支援ロボットの制御手法の研究を行った.運針動作では,縫合糸を臓器にかけるために縫合針を臓器に対して刺入する.このとき,縫合針と臓器の接触点となる針穴に力がかかると臓器を損傷する恐れがある.

そこで,提案手法では運針動作中に縫合針が針穴から遠ざかりにくくなるように,医師がロボットに入力した動作を自動的に調整することで,針穴の位置の変位を抑制する.なお,支援の強度はパラメータにより変更が可能である.また,このような支援を利用する場合のマスタ・スレーブの姿勢の制御手法の検討も行った.具体的には,マスタ・マニピュレータとスレーブ・マニピュレータの姿勢を一致させる絶対制御で姿勢の制御を行う場合と,動作量のみを反映させる相対制御に切り替えを行う場合で針穴の変位に変化があるかを検証した.評価実験は,当初研究室で開発を行っている手術支援ロボットを用いて,センサ等を用いた評価系を構築する予定であったが,手術支援ロボットの自重によるたわみ等に起因する機構学誤差により正しく評価を行うことができない可能性があったため,コンピュータ上で動作する運針用のシミュレータを構築して実験を行った.その結果,絶対制御のみを用いた場合には完全に動作に拘束をかけるような支援以外では効果が得られない一方で,切り替えを行った場合は支援の強度を強くすることで針穴の変位を抑制可能であることが確認された.本年度は,上記の運針支援に関する研究に加えて初年度に行った顕微鏡画像に基づく術具の状態推定手法に関しても,手法の改善を行いその効果を確認した.本年度の当初の予定では,血管吻合動作におけるタスク認識を行う予定であった.それに対し,タスク認識手法の提案を行い,工学部学生1名による実験を通して提案手法の有効性を確認することができた.27年度が最終年度であるため、記入しない。本年度は,タスク認識手法を提案し実験を行ったが,現在被験者の数が1名であるため被験者数を増やすことで個人間のばらつきが認識率に与える影響の調査を行う.また,本手法および昨年度提案した術具認識手法に,ロボットの制御を組み合わせることで目標とする手術支援システムの構築に取り組む予定である.手術動作の取得は当初,位置センサ等の外部センサを用いて行う予定であったが,実際は組織との相対関係が非常に重要であることから,手術映像から状態を取得することが必要となった.手術映像からの術具・組織位置の取得は術具の反射や背景の複雑さ等から容易ではなく,そのため予定よりも時間がかかる結果となっている.27年度が最終年度であるため、記入しない。引き続き,手術動作を獲得するための環境認識を進めるとともに,取得した手術動作を動作の種類にもとづいて分類する手法を研究する.分類された動作から,熟練度や手術成績に直接的に関連する動作のみを抽出し,該当動作において安定して最適な動作を行うことができるロボット制御技術の研究を行う.
血小板膜小胞体による造血幹細胞の分化・動員と末梢血管病変に及ぼす影響に関する研究

造血幹細胞は血球以外の細脚にも分化する能力を備えており、動脈硬化病変の再生医療の手段として注目されている。本研究では、活性化血小板から放出されるマイクロパーティクル(PDMP)の幹細胞年対する作用を検討した。CD34陽性細胞(幹細胞)は健常人から磁器ビーズ細胞分離装置を用いて精製した。CD34陽性細胞表面の抗原の解析はフローサイトメトリーを用いて行った。CD34陽性細胞をPDMPで処理した時、PSGL-1(CD162)、Mac-1(CD11b/CD18)、CD62、CXCR4、PAR-1に対する各抗体の結合性は、有意な増加を示した。PDMPは内皮細胞の接着分子ICAM-1の発現を増強し、この際プロテインキナーゼCの活性化とCOX-2の誘導が観察された。さらにCD34陽性細胞におけるp42/p44およびp38MAPキナーゼ、JNKの活性化が認められた。一方、PDMPで刺激されたCD34陽性細胞は、フィブリノゲン・フィブロネクチン・ラミニン・フォンビルブランド因子の各接着蛋白を固層化したタイタープレートにPDMP濃度依存性に結合した。PDMPのCD34陽性細胞と内皮細胞に対する作用は、炎症性のサイトカインやケモカインの存在下で増強された。以上より、PDMPはサイトカイン・ケモカインの影響を受けながら、CD34陽性細胞と内皮細胞における接着分子発現をプロテインキナーゼC・MAPキナーゼ依存性に増強し、これらの細胞間における相互作用に影響を及ぼしていることが示唆された。PDMPは造血幹細胞移植後の幹細胞の骨髄への生着や末梢血への動因に関与している可能性があると考えられる。
対人コミュニケーション能力教育を導入した新しい英語教授法の構築

平成22年度は、平成20年度、平成21年度に引き続き、本研究の第一課題である「外国語(英語)習得・運用と対人コミュニケーション能力との関係性の理論的・実証的考察」のうち、日本人の対人コミュニケーション能力の測定方法に関する理論的検証、実際の測定方法(質問紙調査票)の開発、実施、その結果の分析を行った。具体的には、構成主義コミュニケーション論の対人コミュニケーション能力に関する理論的枠組みを日本人話者において検証するため、対人コミュニケーション認知構造の構成要素である「認知的複雑性」と個人的なメッセージ産出・解釈傾向である「メッセージデザインの理論(MDL)」に着目し、この二つの変数が日本人話においてどのように相関するのかを観察した。これまでの調査に加え、新たに関西の4つの大学から日本大学生およそ150名(女性100、男性50)を対象に、RCQ(Role Category Questionnaire)と呼ばれる自由記述式質問紙票(日本語版)による「認知的複雑性」の計測と、Ehcitation法(質問紙)による「MDL」の計測を行い、日本人と英語話者のMDLの分布の違い、および日本人における認知的複雑性とMDLの相関を分析した結果、コミュニケーション能力(認知的複雑性)とメッセージデザイン(MDL)の間に汎文化的傾向を示唆する結果となった。また、第二課題である、「コミュニケーション能力」と「英語能力」もしくは「英語学習能力」との関連については、研究者の所属する機関において3年間でおよそ250名の学生から上記「コミュニケーション能力」と「英語能力(TOEIC得点、および授業等における評価)」のデータを平成23年3月をもって収集を終了し、共分散構造分析による分析に着手した。現在、対人コミュニケーション能力と外国語(英語)習得・運用との関連を詳細に検証し、教育学的な示唆を探求している。コミュニケーション能力そのものに関するデータ収集を含めた基礎研究に研究期間の大部分が費やされる結果となり、この結果を応用した英語教育法の構築には着手した段階で指定された研究機関が終了することになったが、現在引き続きこの構築を行っている。平成20年度は、本研究の第一課題である「外国語(英語)習得・運用と対人コミュニケーション能力との関係性の理論的・実証的考察」のうち、日本人の対人コミュニケーション能力の測定方法に関する理論的検証、実際の測定方法(質問紙調査票)の開発、実施、その結果の分析を行った。日本大学生220名(女性150、男性70)を対象に、RCQ (Role Category Questionnaire)と呼ばれる自由記述式質問紙票(日本語版)による「認知的複雑性」の計測と、Elicitation法(質問紙)による「MDL」の計測を行い、日本人と英語話者のMDLの分布の違い、および日本人における認知的複雑性とMDLの相関を分析した。結果は、コミュニケーション能力(認知的複雑性)とメッセージデザイン(MDL)の関の汎文化的傾向の可能性を示唆するものとなった。過去の異文化コミュニケーション研究の成果から導かれる理論的な予想(e.g.,日本の文化規範要因を考慮すれば、能力の高い話者でも慣習型理論を用いる)に反し、修辞型理論を持つ話者の認知的複雑性が際立って高いことが明らかとなり、日本人の中でもコミュニケーション能力に秀でた話者は、「間接的で社会的に適切な言葉遣い」に固執することなく、目的を達成するためにメッセージを操作する傾向にあることが分かった。この結果を受け、平成21年度には、対人コミュニケーション能力と外国語(英語)習得・運用との関連を検証し、第二課題である教育学的な示唆を探求する予定である。平成21年度は、前年度に引き続き、本研究の第一課題である「外国語(英語)習得・運用と対人コミュニケーション能力との関係性の理論的・実証的考察」のうち、日本人の対人コミュニケーション能力の測定方法に関する理論的検証、実際の測定方法(質問紙調査票)の開発、実施、その結果の分析を行った。具体的には、構成主義コミュニケーション論の対人コミュニケーション能力に関する理論的枠組みを日本人話者において検証するため、対人コミュニケーション認知構造の構成要素である「認知的複雑性」と個人的なメッセージ産出・解釈傾向である「メッセージデザインの理論(MDL)」に着目し、この二つの変数が日本人話者においてどのように相関するのかを観察した。昨年度の調査に加え、新たに日本人大学生約100名(女性75、男性25)を対象に、RCQ(ROLE Category Questionnaire)と呼ばれる自由記述式質問紙票(日本語版)による「認知的複雑性」の計測と、Elicitation法(質問紙)による「MDL」の計測を行い、日本人と英語話者のMDLの分布の違い、および日本人における認知的複雑性とMDLの相関を分析した。結果は、前年とほぼ同様、コミュニケーション能力(認知的複雑性)とメッセージデザイン(MDL)の関の汎文化的傾向の可能性を示唆するものとなった。この結果を受け、第二課題である「コミュニケーション能力」と「英語能力」もしくは「英語学習能力」との関連について分析方法を検討し、共分散構造分析による分析に着手したところである。最終年度の平成22年度には、対人コミュニケーション能力と外国語(英語)習得・運用との関連を詳細に検証し、教育学的な示唆を探究する予定である。

平成22年度は、平成20年度、平成21年度に引き続き、本研究の第一課題である「外国語(英語)習得・運用と対人コミュニケーション能力との関係性の理論的・実証的考察」のうち、日本人の対人コミュニケーション能力の測定方法に関する理論的検証、実際の測定方法(質問紙調査票)の開発、実施、その結果の分析を行った。具体的には、構成主義コミュニケーション論の対人コミュニケーション能力に関する理論的枠組みを日本人話者において検証するため、対人コミュニケーション認知構造の構成要素である「認知的複雑性」と個人的なメッセージ産出・解釈傾向である「メッセージデザインの理論(MDL)」に着目し、この二つの変数が日本人話においてどのように相関するのかを観察した。これまでの調査に加え、新たに関西の4つの大学から日本大学生およそ150名(女性100、男性50)を対象に、RCQ(Role Category Questionnaire)と呼ばれる自由記述式質問紙票(日本語版)による「認知的複雑性」の計測と、Ehcitation法(質問紙)による「MDL」の計測を行い、日本人と英語話者のMDLの分布の違い、および日本人における認知的複雑性とMDLの相関を分析した結果、コミュニケーション能力(認知的複雑性)とメッセージデザイン(MDL)の間に汎文化的傾向を示唆する結果となった。また、第二課題である、「コミュニケーション能力」と「英語能力」もしくは「英語学習能力」との関連については、研究者の所属する機関において3年間でおよそ250名の学生から上記「コミュニケーション能力」と「英語能力(TOEIC得点、および授業等における評価)」のデータを平成23年3月をもって収集を終了し、共分散構造分析による分析に着手した。現在、対人コミュニケーション能力と外国語(英語)習得・運用との関連を詳細に検証し、教育学的な示唆を探求している。コミュニケーション能力そのものに関するデータ収集を含めた基礎研究に研究期間の大部分が費やされる結果となり、この結果を応用した英語教育法の構築には着手した段階で指定された研究機関が終了することになったが、現在引き続きこの構築を行っている。
ヒト上皮細胞の分化に特異的に反応するHPV-16型転写制御領域の同定

研究の成果:1.HPV-16LCRの5'側から種々制限酵素で削ったDNA断片-CAT遺伝子プラスミド3種,LCR上に変異のあるDNA-CATプラスミド2種の計5種を得た.2.HPV-16不死化ヒト上皮細胞(HPV-16HK)に成果1で作製したプラスミド及び全LCR-CATをneo遺伝子と共に導入し,培養環境下でCAT陰性-G418耐性(1種),CAT陽性/G418耐性(2種,内1つは全LCR-CAT;16LCRHK)の細胞群を分離し確認中である.今後の展開:2.各種作製(成果2)した細胞で,分化勾配に伴うCAT活性を解析し,16型LCR上にあるヒト上皮細胞分化に特異的な転写制御領域を絞っていく.研究によって得られた新たな知見:1.HPV-16HKのNMSCでの分化過程で,分化関連細胞蛋白の発現変化の基本像と多様性がわかった(11.研究発表).2.HaCaTがMMSCでほぼ正常の分化を示すことがわかった.3.16LCRHKをNMSCで分化させた場合,CAT活性は,未分化(基底)細胞に強い事がわかった.研究の成果:1.HPV-16LCRの5'側から種々制限酵素で削ったDNA断片-CAT遺伝子プラスミド3種,LCR上に変異のあるDNA-CATプラスミド2種の計5種を得た.2.HPV-16不死化ヒト上皮細胞(HPV-16HK)に成果1で作製したプラスミド及び全LCR-CATをneo遺伝子と共に導入し,培養環境下でCAT陰性-G418耐性(1種),CAT陽性/G418耐性(2種,内1つは全LCR-CAT;16LCRHK)の細胞群を分離し確認中である.今後の展開:2.各種作製(成果2)した細胞で,分化勾配に伴うCAT活性を解析し,16型LCR上にあるヒト上皮細胞分化に特異的な転写制御領域を絞っていく.研究によって得られた新たな知見:1.HPV-16HKのNMSCでの分化過程で,分化関連細胞蛋白の発現変化の基本像と多様性がわかった(11.研究発表).2.HaCaTがMMSCでほぼ正常の分化を示すことがわかった.3.16LCRHKをNMSCで分化させた場合,CAT活性は,未分化(基底)細胞に強い事がわかった.