hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
粘液細菌の生産するポリケチドーペプチド複合型抗生物質の生合成遺伝子の解析

遺伝子解析に先立って生合成前駆体を安定同位体標識化合物の取込み実験により調べた。その結果、イソ酪酸を開始点にしてジペプチド(Cys-Cys)、ポリケチド(酢酸-プロピオン酸-酢酸)の順で生合成されることを明らかにした。ジペプチド部分は環化して、本物質の特徴であるビチアゾールを形成する。この結果に基づき、まずC.fuscusのゲノムDNAを鋳型としたPCRによって, cystothiazole Aの生合成に関与するポリケチド生合成酵素(PKS)遺伝子の一部を増幅することを試みた。PKSの重要な領域の一つであるβ-ケト合成酵素(KS)領域を標的としたPCRプライマーを4種類構築し、全ての組み合わせでPCRを行った結果,ある組み合わせにおいて約700のPCR産物が得られた。これをベクターに結合し,大腸菌に形質転換、増殖してシークエンス解析した結果, KS遺伝子と相同性を示す6種のDNA断片が得られた。このうち1種はcystothiazole Aの既知類縁体のKSと90%近い相同性があった。現在このDNA断片含むベクターをC.fuscus菌に導入し、cystothiazole A生合成の阻害が見られるかを確認中である。Cystothiazole A生合成遺伝子の断片であることが判明したら、この断片を起点に遺伝子全長のシークエンスを達成し、生合成の全貌を解明する。粘液細菌Cystobacterfuscusから我々が発見したcystothiazole Aは、抗真菌性と癌細胞に対する細胞毒性を示し、ミトコンドリア呼吸阻害により活性を示す。Cystothiazole Aや新規類縁体の代謝工学的および遺伝子工学的生産を目指して、生合成経路および生合成遺伝子の解析を行った。まず安定同位体標識化合物の取込み実験により生合成前躯体を調べた結果、イソ酪酸を開始点にしてジペプチド(Cys-Cys)、ポリケチド(酢酸-プロピオン酸-酢酸)の順で生合成されることを明らかにした。ジペプチド部位は環化して、特徴的なビチアゾール環を形成する。このことより、本物質がポリケチドとペプチドのハイブリッド型代謝物であることが確認された。一方、類縁体cystothiazole B-Fはcystothiazole Aの酸化的代謝により生産されることを、cystothiazole Aの投与実験により解明した。推定生合成経路に基づき、ポリケチド生合成酵素PKSの高度保存領域の一つであるβ-ケト合成酵素(KS)領域を標的としたPCRプライマーを設計し、C.fuscusのゲノムDNAを鋳型としたPCRによってcystothiazole A生合成に関与するPKS遺伝子断片の増幅を試みた。その結果、約700bpのPCR産物が得られ、その塩基配列既知の類縁化合物のKSと約90%の相同性があった。
インフルエンザウイルスによるIFN-αシグナル伝達遮断のメカニズム

Influenza A/Aichi/2/68, H3N2亜型のみならず, H1N1型(PR8)、H2N2型(Okuda)インフルエンザウイルスの増殖・精製を行い,ヒト肺腺癌細胞株A549細胞と初代培養されたヒト正常気管支上皮細胞NHBE細胞を用いて, M. O. I. 10以上でin vitroの感染実験系を構築した.これにより流行株の全ての亜型ウイルスにおいて,正常呼吸上皮細胞おける宿主免疫応答の解析が可能となった.インフルエンザウイルスを感染させた8時間後,細胞をインターフェロン(IFN)-α1,000 U. mlで刺激すると, IFNシグナル伝達経路の最下流に位置するSTAT-1の701チロシン残基のリン酸化は,驚くべき事に消失していた.つまりインフルエンザウイルス感染細胞ではIFN-αのシグナル伝達は遮断されていた.IFN-γで刺激するとやはりSTAT-1のリン酸化は抑制されていたが, IFN-α程では無かった.この実験結果によって, IFNが持つ抗ウイルス作用はインフルエンザウイルスには無効であることが示唆された.即ち,インフルエンザウイルスはIFNが持つ抗ウイルス作用に拮抗すメカニズムを有することになる.このメカニズムを解明すれば, IFNが持つ抗ウイルス作用にインフルエンザウイルスを回帰させることも可能となり,新規治療法の開発に繋がるものと考えられた.次に,最初にIFN-γシグナル伝達経路構成分子である,(1) IFNGR1,(2) IFNGR2,(3) Jak1,(4) Jak2,(5) STAT-1の5つ分子についてmRNAと蛋白発現を検討した. PCRによるmRNA発現量の検討ではウイルス非感染細胞と感染細胞で顕著な差を見出せなかった.しかしウェスタン分析による蛋白発現量に関しIFNGR1とJak1がウイルス感染細胞では選択的に抑制されており、他の分子の発現量には有意差は認められなかった。次にこれらの分子の蛋白発現量の違いがウイルス感染細胞内で発現されるウイルス蛋白分子に起因するものか検討をおこなった.ウイルス感染細胞内ではHA, NA, M1, M2, NP, PB1, PB2, PA, NS1, NS2の10個のウイルス蛋白が作られる.この中でどのウイルス蛋白がIFNシグナル伝達を遮断する原因分子であるか検討した.最初, IFN antagonistとして知られるNS1蛋白がIFN刺激によるStat1チロシンリン酸化を抑制する原因分子と想定し, NS1蛋白発現プラスミド(pCAGGS-NS1)をA549細胞に導入を試みたが効率が悪く,ヒト胎児腎細胞HEK293細胞に導入し, NS1蛋白を十分量発現させ,その後IFNで刺激しStat1チロシンリン酸化を検討した.その結果, NS1蛋白はStat1チロシンリン酸化を抑制しなかった.即ち, NS1蛋白はIFNシグナル伝達遮断のメカニズムは関与しないことが証明された。次にこれらの分子の蛋白発現量の違いがウイルス感染細胞内で発現されるウイルス蛋白分子に起因するものか検討をおこなった.ウイルス感染細胞内ではHA, NA, M1, M2, NP, PB1, PB2, PA, NS1, NS2の10個のウイルス蛋白が作られる.この中でどのウイルス蛋白がIFNシグナル伝達を遮断する原因分子であるか検討した.最初, IFN antagonistとして知られるNS1蛋白がIFN刺激によるStat1チロシンリン酸化を抑制する原因分子と想定し, NS1蛋白発現プラスミド(pCAGGS-NS1)をA549細胞に導入を試みたが効率が悪く,ヒト胎児腎細胞HEK293細胞に導入し, NS1蛋白を十分量発現させ,その後IFNで刺激しStat1チロシンリン酸化を検討した.

その結果, NS1蛋白はStat1チロシンリン酸化を抑制しなかった.即ち, NS1蛋白はIFNシグナル伝達遮断のメカニズムは関与しないことが証明された。H3N2型亜型のみならず、H1N1型(PR8)、H2N2型(Okuda)インフルエンザウイルスの増殖・精製を行い、ヒト肺腺癌細胞株A549細胞と、初代培養されたヒト正常気管支上皮細胞NHBE細胞を用いて、M. O. I. 10以上でin vitroの感染実験系を構築した。これにより流行株の全ての亜型ウイルスにおいて、正常呼吸上皮細胞おける宿主免疫応答の解析が可能となった。癌細胞を用いた感染実験と比較し、より生理学的な状況で得られたデータは貴重である。インフルエンザウイルスを感染させた8時間後、細胞をインターフェロン(IFN)-α1,000U/mlで刺激すると、IFNシグナル伝達経路の最下流に位置するSTAT-1の701チロシン残基のリン酸化は、驚くべき事に消失していた。つまりインフルエンザウイルス感染細胞ではIFN-αのシグナル伝達は遮断されていた。IFN-γで刺激するとやはりSTAT-1のリン酸化は抑制されていたが、IFN-α程では無かった。この実験結果によって、IFNが持つ抗ウイルス作用はインフルエンザウイルスには無効であることが示唆された。即ち、インフルエンザウイルスはIFNが持つ抗ウイルス作用に拮抗すメカニズムを有することになる。このメカニズムを解明すれば、IFNが持つ抗ウイルス作用にインフルエンザウイルスを回帰させることも可能となり、新規治療法の開発に繋がるものと考えられる。次に、最初にIFN-γシグナル伝達経路構成分子である、(1) IFNGR1,(2) IFNGR2,(3) Jak1,(4) Jak2,(5) STAT-1の5つ分子についてmRNAと蛋白発現を検討した。PCRによるmRNA発現量の検討ではウイルス非感染細胞と感染細胞で顕著な差を見出せなかった。しかしウェスタン分析による蛋白発現量に関しIFNGR1とJak1がウイルス感染細胞では選択的に抑制されており、他の分子の発現量には有意差は認められなかった。今後これらの分子の蛋白発現量の違いがどのようなメカニズムによるものか検討する。インフルエンザウイルスH3N2型をヒト肺腺癌細胞株A549細胞に感染させ,8時間後インターフェロン(IFN)-α1,000U/mlで刺激すると,IFNシグナル伝達経路の最下流に位置するStat1の701チロシン残基のリン酸化は完全に消失していた.従ってIFNが持つ抗ウイルス作用はインフルエンザウイルスには無効であることが示唆された.その原因を探るためIFNシグナル伝達経路構成分子であるIFNGR1, IFNGR2, Jak1, Jak2, Stat1の5つ分子についてmRNAと蛋白発現を検討した。mRNA発現量はウイルス非感染細胞と感染細胞で顕著な差を見出せなかった.
後土御門天皇時代における禁裏文芸の総合的研究

本研究は、応仁の乱(1467-1477)の後の、後土御門天皇時代(在位:14641500)の禁裏における文芸について、以下の3点を明らかにした。(1)後土御門天皇の文芸御会において、天皇が文芸を遊戯として楽しむのみならず、文学性を高めようという意図を持っていたこと。(2)後土御門天皇が新機軸の文学的試みをする際には、近臣たちが参加した。(3)室町時代後期の女性歌人の具体的様相について。本発表で中心においた三条西実隆とは、『伊勢物語』注釈史において、『伊勢物語惟清抄』他の注釈書を残した人物であり、さらには当時の禁裏文芸の指導者的人物であった。三条西実隆と、後柏原天皇の和歌表現における『伊勢物語』受容の方法を分析し、前時代とは明らかに異なる視点から原典の詞に注目し、抽出していることを指摘し、それが注釈の場を経由したものであることを指摘した。注釈と和歌表現の創出との双方から考察した研究発表として、本発表は、室町時代の禁裏文芸のあり方を端的に示すものとなった。また、三条西実隆の書写を経た本である天理図書館蔵『俊成家集』に関する論文「天理図書館蔵『俊成家集』考」(『ビブリア』第140号、2013年10月)と、室町時代にも数多く襲用され、また連歌の賦物にも用いられた百首組題である『内裏名所百首』について、「藤原定『内裏名所百首』四季歌考ー伝統と独創性ー」(『京都大学国文学論叢』第30号、2013年9月)を発表した。平成26年度の成果としては、論文「『文明十六年二月和漢千句』考ー付、第五百韻・三つ物翻刻ー」(『京都大学国文学論叢』第32号、平成26年9月、pp;23-38)と「後土御門天皇の和漢聯句御会懐紙考」(『国語国文』第83巻第12号、平成26年12月、pp;24-42)を発表した。後土御門天皇禁裏における和漢聯句については、和漢聯句の画期となる時代であり、重要であることは認知されているものの、具体的な作品資料に基づいた考証は皆無といってよい状況であった。本年度に発表した二本の論文のうち、前者によって、後土御門天皇禁裏における和漢聯句御会の性質が小番衆を中核とし、実験的な催しを開く場も小番衆をメンバーとする内々御会であったことを指摘した。また後者によって、和漢聯句御会の懐紙には天皇自らの推敲が加わっており、遊戯性が強調される和漢聯句に文芸性を意識していることを指摘した。また、口頭発表「室町時代の女流歌人たち」(平成26年度中世文学会秋季大会、平成26年10月5日於金沢市文化センター)を行った。この口頭発表は、ほとんど研究がなされていない中世後期の女性歌人について、その個人の比定、職掌・立場の考察など基本的な研究を行った上で、後土御門天皇禁裏が女性歌人の活躍した最後の時代であったことを指摘した。後土御門天皇禁裏のみならず、中世後期の女性文学史の上でも、重要な指摘をなし得た。日本中世韻文学平成25年度で、関連資料の閲覧・調査・収集を進め、当該研究に関する口頭発表を全国学会で行うことができた。特に、関連学会である和歌文学会の全国大会で口頭発表を行い、現時点での研究に対する斯界の意見を得られた点は、今後の発展に大きな意義があったと考えている。但し、平成25年度内で論文発表まで至ることができなかった点は、やや遅れがある。25年度で収集した資料の中で、京都大学国文学研究室・中国文学研究室編『室町前期和漢聯句作品集成』(臨川書店、平成22年)に収載されていないものについて、翻刻・解題を発表する予定である。なお上記の書は、和漢聯句研究における基礎資料となるものであり、これの補遺を発表することは、基礎資料の補強として有益である。さらに、その資料に関連する論文を、現在執筆中である。また、本研究課題の重要な視点として、歌壇研究を挙げていた。この点について、新見が得られたので、今年度中に関連学会で口頭発表を行う予定である。資料の閲覧・調査・収集については、平成25年度に引き続き、続行してゆくこととする。平成25年4月から現在の所属先である国文学研究資料館に着任し、必要であると考え購入予定であった書籍が館内に揃っており、購入の必要が無かった。そのため、書籍代にあてる予定であった金額が残ることとなった。

さらに、資料調査のために国文学研究資料館に複写を依頼する予定であったマイクロフィルムの閲覧が館内でできるため、複写作成にあてていた予算が大幅に減額し、使用額との差異が生じた。平成26年度は、歴史書や漢籍などの書籍を購入する予定である。そのため、平成25年度とは異なり、書籍購入費が増額する。また、学会参加や資料閲覧・調査、成果発表にかかる諸費用が25年度以上にかかることが予想され、国文学研究資料館以外の諸機関への複写依頼を出す予定であるため、複写作成費が増額する。これらの用途に、平成25年度に未使用であった額をあてる計画を立てている。
遺伝子改変マウスを用いた骨肉腫発症メカニズムの解明

骨肉腫は代表的なヒト希少がんで、極めて解析が遅れている間葉系細胞由来の悪性腫瘍である。がん抑制遺伝子p53の不活性化が引き金になることが知られていて、骨芽細胞特異的p53遺伝子欠損マウス(p53f/f-Sp7Cre)は、ヒト骨肉腫の動物モデルとして広く利用されている。このマウスモデルおよびヒト骨肉腫臨床検体を用いた解析から、p53の不活性化に始まる骨肉腫の発症過程において発現が亢進するRUNX3/Runx3が、代表的ながん遺伝子の発現を異常に誘導させていることが判明した。RUNX3が「がん遺伝子」として関与する骨肉腫発症・進展の新規分子メカニズムの存在が明らかになった。骨肉腫はこれまで研究対象として扱われる機会が少なく、極めて解析が遅れている間葉系細胞由来の悪性腫瘍である。本研究はその骨肉腫を研究対象とし、臨床応用に結びつく、骨肉腫発症の基盤となる分子メカニズムを解明することを目的とする。1.これまでに、12種類のヒト骨肉腫細胞株および約40検体のヒト骨肉腫臨床検体を用いた解析から、正常骨芽細胞および骨髄間葉系幹細胞と比較して、骨肉腫細胞において顕著にRUNX3の発現が亢進することを見出した。2.RUNX3の腫瘍化促進機能をマウス生体レベルでより明確に検証するため、p53のコンディショナル・ノックアウトマウスを用意した。骨肉腫発症には「がん抑制遺伝子」p53の不活性化が必須で、間葉系細胞特異的にp53を不活性化したp53コンディショナル・ノックアウトマウスは、ヒト骨肉腫のモデルマウスとされている。そこで、Runx3のコンディショナル・ノックアウトマウスとp53コンディショナル・ノックアウトマウスとを交配し、双方を同時に未分化間葉系細胞特異的に不活性化したところ、p53のみをノックアウトしたマウスに比べて顕著に骨肉腫の発症が抑制された。骨肉腫の発症に広く関与するとされる「がん抑制遺伝子」p53であるが、そのp53の欠失による骨肉腫の発症が、研究代表者の見出した「がん遺伝子」RUNX3の機能欠失により抑制された。そこでこの知見をもとに、骨肉腫発症において拮抗する「がん抑制遺伝子」p53と「がん遺伝子」RUNX3の機能相関とその作用機序を、種々の遺伝子改変マウスを駆使することによって明らかにしたいと考えた。代表的なヒト「希少がん」である骨肉腫は,これまで研究対象として扱われる機会が少なく,極めて解析が遅れている間葉系細胞由来の悪性腫瘍である。本研究はその骨肉腫を研究対象とし,臨床応用に結びつく,骨肉腫発症の基盤となる分子メカニズムを解明することを目的とする。これまでの解析から,骨肉腫発症において転写因子RUNX3が新規「がん遺伝子」として機能していることが示唆された。RUNX3の腫瘍化促進機能をマウス生体レベルでより明確に検証するため,p53のコンディショナル・ノックアウトマウスを用いた。骨肉腫発症には「がん抑制遺伝子」p53の不活性化が必須で,骨芽細胞特異的にp53を不活性化したp53コンディショナル・ノックアウトマウスは,ヒト骨肉腫のモデルマウスとされている。そこでRunx3のコンディショナル・ノックアウトマウスとp53コンディショナル・ノックアウトマウスとを交配し,双方を同時に骨芽細胞特異的に不活性化すると,p53のみをノックアウトしたマウスに比べて顕著に骨肉腫の発症が抑制された。p53コンディショナル・ノックアウトマウスに発症した腫瘍細胞を単離し、詳細に分子メカニズムを解析したところ、Runx3はp53の機能が欠失している状況下で、がん遺伝子c-Mycの発現を過剰に誘導することを見出した。p53欠失骨肉腫細胞の造腫瘍性は、c-Mycの発現を低減することで明確に抑制されることをから、p53の不活性化による骨肉腫の発症は,RUNX3によるc-Mycの異常な発現誘導によるものであること判明した。「がん抑制遺伝子」p53と「がん遺伝子」Runx3の遺伝子改変マウス,そこに新たに「がん遺伝子」c-Mycの遺伝子改変マウスを加えて、これらを交配し造腫瘍性を検討することで,マウスレベルで肉腫発症機序を検証している。p53非存在下でRUNX3は,c-Mycのプロモーターに存在するRUNX結合部位を介して直接的に「がん遺伝子」c-Mycの異常な発現誘導をもたらす。これがp53の不活性化による骨肉腫発症の分子メカニズムの要であることが判明したので。骨芽細胞特異的p53遺伝子欠損マウス(p53f/fSp7Cre)は、ほぼ100%の個体で骨肉腫を発症し、その発症した骨肉腫の病理学的性状がヒト骨肉腫に酷似していることから、ヒト骨肉腫の動物モデルとして広く利用されている。そこでp53f/fRunx3f/+Sp7Creマウスを作出し、p53f/fSp7Creマウスと骨肉腫の発症を比較した。p53f/fSp7Creマウスと比較して、p53f/fRunx3f/+ Sp7Creマウスの寿命は延び、骨肉腫の発症も極めて効果的に抑制された。生後1年の時点での骨肉腫発症率は、p53f/fSp7Creマウスで76%、p53f/fRunx3f/+Sp7

Creマウスではたったの7.7%、最終的に前者はほぼ100%発症するのに比べ、後者は44%の個体でのみ発症し、半数以上が発症しなかった。同時にp53f/fRunx1f/+ Sp7Creとp53f/fRunx2f/+Sp7Creマウスを作出したが、p53f/fRunx1f/+Sp7Creマウスの骨肉腫発症率はp53f/fSp7Creマウスと変わらなかった。またp53f/fRunx2f/+Sp7Creマウスの生後1年までの生存率はきわめて低く、比較が不可能であった。これら一連の解析結果から、ヒトでもマウスでも骨肉腫の発症にはRunx3のoncogenicな機能が必須で、その機能阻害が骨肉腫制圧に有効であることが判明した。骨肉腫の抑制には、Runx3の量を抑えることが重要であるが、Runx3をゼロにしてしまうと(すなわp53f/fRunx3f/fSp7Creマウスは)、逆に骨分化の異常で早期に死亡することも判明した。骨肉腫は代表的なヒト希少がんで、極めて解析が遅れている間葉系細胞由来の悪性腫瘍である。がん抑制遺伝子p53の不活性化が引き金になることが知られていて、骨芽細胞特異的p53遺伝子欠損マウス(p53f/f-Sp7Cre)は、ヒト骨肉腫の動物モデルとして広く利用されている。このマウスモデルおよびヒト骨肉腫臨床検体を用いた解析から、p53の不活性化に始まる骨肉腫の発症過程において発現が亢進するRUNX3/Runx3が、代表的ながん遺伝子の発現を異常に誘導させていることが判明した。RUNX3が「がん遺伝子」として関与する骨肉腫発症・進展の新規分子メカニズムの存在が明らかになった。これまでの解析から明らかになった分子メカニズムをマウス生体レベルで検証することを目的に、種々の遺伝子改変マウスを作製してきた。現在は予定していたラインのほぼすべてが作出され、その交配をすすめながら骨肉腫発症を観察できる状態になっているため。骨肉腫の発症には,RUNX結合部位を介したRUNX3によるc-Mycの直接的な転写誘導が重要である。そこで,c-MycプロモーターのRUNX結合部位に変異を導入した遺伝子改変マウスを作出し,p53遺伝子欠損・骨肉腫発症マウスモデルと交配し,その造腫瘍性を検討することを計画している。その前段階として,p53欠失骨肉腫細胞にCRISPR/Cas9システムを用いて変異を導入したところ,p53欠失骨肉腫細胞の造腫瘍性が著しく減弱することを確認している。マウス実験では,オスとメス最低各15匹を用意し,1年から2年間飼育して,その間の骨肉腫発症頻度,発症時期,および寿命を比較検討する予定である。28年度が最終年度であるため、記入しない。分子腫瘍学26年度に作出された遺伝子改変マウスラインを既存のマウスラインと交配させることにより、数種類のマウスラインの骨肉腫発症を検討する。各ラインにおいて♂♀最低各15匹を用意し、1年から2年間飼育して、その間の骨肉腫発症頻度、発症時期、および寿命を観察し、p53コンディショナル・ノックアウトマウスの骨肉腫発症と比較検討する。
がん患者の精神免疫学的研究に関する国際共同研究の企画調査

がん患者の死に対する不安・恐怖、病名告知後の精神的動揺などへの精神医学的対応がQOL向上に重要であることは概念的に理解されているが、その化学的根拠は実証されていない。本研究では、がん患者への精神医学的介入が患者のQOL向上にどのように貢献しているかを科学的に実証するために、がん告知後にうつ状態を呈する患者、再発不安を呈する患者、終末期がん患者を対象として、精神医学的介入が及ぼすQOLへの効果を精神免疫学的に検討することを目的として、米国の研究者たちと国際共同研究を行うための企画調査を行った。米国で開発されたQOL、がんへの適応、せん妄などの評価尺度の日本語版を作成し、その妥当性について検討した。また、日本人用のコーピングプログラムを作成し、米国との比較検討を行った。がん患者の精神免疫マーカーについても検討したが、がん治療による影響があるため適切なマーカーを特定することはできなかった。今回の企画調査を通して、がん患者への精神医学的介入方法については、文化背景の違いを考慮する必要性が認識されたが、人種を越えた精神免疫学的マーカーの探索について、今後、日本の国際共同研究を推進していく予定である。
院政期社会の研究-『中右記』を通して-

院政期の社会を考察するにあたり、その前提として、院政という政治体制を実現させる結果となった後期摂関時代の諸様相を検討する必要を痛感。院政社会は上皇が政治的権力を握った政治形態をいうが、その形態を実質的に支えたのは、上皇(院)の近臣と呼ばれる下級官人層の活躍による面が強く、そうした意味から、まず下級官人の実態を捉えておく必要があった。そのために昨年度に「古記録にあらわれた下級官人の実態について-道長政権下を中心として-」を発表。門閥主義が固定された社会にあって、出世の見込みのない官人層は、強盗、放火、詐欺、愁訴、汚職などに走らざるを得ない実態について考えることができ、こうした不満を持った階層のエネルギーこそが、院政実現の大きな原動力となったことが端的に理解できたと思える。本年度は下級官人とはまったく異なった階層、つまり、摂関政治体制を積極的に支えた上級官人の生き方も見ておかなければ片手落ちであり、その意味から、帝王とまで呼ばれた藤原道長の側近として特異な生き方をした源俊賢を取り上げ、また同じ問題意識から、『大鏡』の時代に焦点を当て考察を試みた。その結果、人間は政治体制が如何に変わろうと、その基本的な類型は不変であるということが端的に理解できた。このように摂関期から院政期への過渡期である11世紀に焦点を当てることにより、より鮮明に院政期の社会を見る視点を持つことが可能になったように思えるのである。院政期の社会を考察するにあたり、その前提として、院政という政治体制を出現させる結果となった後期摂関時代の諸様相を検討する必要を痛感。院政社会は上皇が政治的権力を握った政治形態をいうが、その形態を実質的に支えたのは、上皇(院)の近臣と呼ばれる下級官人層の活躍による面が強く、そうした意味から、まず下級官人の実態をまず捉えておく必要があった。そのために「古記録にあらわれた下級官人の実態について-道長政権下を中心として-」を発表。門閥主義が固定され、「以富人為賢者」とか「人いたく正直なるまじきなり」といった考えが支配する社会にあって、出世の見込みのない官人層は、強盗、放火、詐欺、愁訴、汚職などに走らざるを得ない実態について考えることができ、こうした不満を持った階層のエネルギーこそが、院政実現の大きな原動力となっことが端的に理解できたと思える。また、下級官人とはまったく異なった階層、つまり、摂関政治体制を積極的に支えた上級官人の生き方も見ておかなければ片手落ちであり、その意味から、帝王とまで呼ばれた藤原道長の側近として特異な生き方をした源俊賢を取り上げ考察を試みた。これはまだ活字化されてはいないが、近く初校が出る手筈となっている。門閥主義が固定され、「以富人為賢者」とか「人いたく正直なるまじきなり」といった考えが支配する社会にあって、出世の見込みのない官人層は、強盗、放火、詐欺、愁訴、汚職などに走らざるを得ない実態について考えることができ、こうした不満を持った階層のエネルギーこそが、院政実現の大きな原動力となったことが端的に理解できたと思える。

また下級官人とはまったく異なった階層、つまり、摂関政治体制を積極的に支えた上級官人の生き方も見ておかなければ片手落ちであり、その意味から、帝王とまで呼ばれた藤原道長の側近として特異な生き方をした源俊賢を取り上げ、また同じ問題意識から、『大鏡』の時代に焦点を当て考察を試みた。このように摂関期から院政期への過渡期である11世紀に焦点を当てることにより、より鮮明に院政期の社会を見る視点を持つことが可能になったように思えるのである。
神経調節・伝達因子としての内因性PACAPの役割

本年度はPACAP38そのものをラットの側脳室に投与した際のPRL分泌およびドパミン産生ニューロンの指標としてチロシン水酸化酵素(TH)活性について検討を行った。また、PACAPはVIPと受容体を共有しているが、type I受容体がPACAP特異的といわれており、type I受容体のみを刺激するmaxadilanも用いて同様の検討を行った。実験動物としては血中PRL濃度の異なる雄ラットおよび泌乳ラットを、泌乳ラットについては吸乳刺激を負荷した群と負荷しない群を用いた。結果:PACAP38を側脳室に投与すると、雄ラットではPRL分泌が著しく抑制されTH活性は上昇したが、吸乳刺激を与えない泌乳ラットではPRL分泌、TH活性ともにPACAP投与による影響は認められなかった。吸乳刺激を負荷した泌乳ラットにPACAPを投与した場合は吸乳刺激に反応したPRL分泌がPACAPにより抑制されTH活性は上昇したが、その上昇の程度は雄ラットで認められた効果よりも低かった。Maxadilanを雄ラットの側脳室に投与すると、PACAPを投与した場合と同様の効果が認められた。また、PACAP6-38を雄ラットに投与し、急性効果を検討したが、PRL分泌、TH活性ともに効果は認められなかった。結論:PACAPの側脳室投与は主にドパミン産生ニューロンを活性化することによりPRL分泌を抑制するが、動物の生理学的条件によりその作用は異なることが明らかとなった。また、maxadilanを用いた研究からこの作用は主に、type I受容体を介するものであることが確認された。昨年まで行ってきたPACAP6-38の投与実験と逆の結果となったが、これは薬物投与直後に行ったアゴニスト投与実験と5時間後に行ったアンタゴニスト投与実験の実験モデルの相違に起因するものと考えられる。また、アンタゴニストを投与直後のPRL分泌には影響が認められないことから、アゴニスト投与実験で認められた効果は薬理学的作用である可能性が示唆された。本年度はPACAPのアンタゴニスト(A/PACAP)を側脳室に投与することにより、内因性のPACAPの作用を阻害したモデル動物(ラット)を用いて以下の実験を行った。1泌乳ラットにおけるプロラクチン(PRL)分泌調節泌乳7-8日目のラットを用い、乳子を隔離直後にA/PACAPを側脳室から投与した。A/PACAP投与5時間後に視床下部・正中隆起部、室傍核、視索上核を採取し、組織中の血管作動性腸管ペプチド(VIP)およびバソプレッシン含有量をRIA法にて測定した。これまでの研究から内因性のPACAPはPRL放出因子を介してPRL分泌調節に関与することが示唆されており、本実験ではPRL放出因子としてのVIPおよびバソプレッシンについて検討した。その結果、A/PACAP投与群では正中隆起部においてVIP、バソプレッシンともに含有量が低下していた。一方、室傍核および視索上核ではA/PACAP投与による影響は認められなかった。2拘束ストレス負荷に対するACTH分泌反応成熟雄ラットを用い、側脳室からA/PACAPを投与5時間後に拘束ストレスを負荷し、ACTH分泌反応について検討した。また、A/PACAP投与5時間後の視床下部中のバソプレッシン含有量をRIA法にて測定した。その結果、A/PACAP投与群では拘束ストレスに対するACTH分泌反応が低下し、正中隆起部においてバソプレッシン含有量が低下した。以上の結果から内因性のPACAPは視床下部内で神経伝達因子・調節因子として働き、PRL放出因子を介してPRL分泌調節を、少なくとも一部はパソプレッシンを介してACTH分泌調節を行っていることが示唆された。
FMS制御ソフトウェアの部品化および知能化に関する研究

本研究では、分散環境を構成する生産セルなどの要素を統合化する基盤技術としてのFA用ソフトウェア環境を試作し、分散協調型生産システムの実現やその知能化や高機能化のための統合的なFAソフトウェア開発規範を提案し、高い付加価値を持った生産管理や機器制御などの機能を持つFA用ソフトウェアの開発生産性を高め保守性の向上を図る事を目的とした。この目的の為に、本研究ではGlue Logicと命名したFA制御用基盤システムを実際に構築し、ネットワーク上に分散処理システムを実現した場合における、効率的なプログラミングの作成法、ソフトウェアの再利用を容易にするプログラミングの方法論、エージェント間の通信の確実かつ簡便な実現方法などを行ない、さらには実時間での知的機器制御の可能性の評価などを現在も継続中である。初年度には、まず将来のFMSを構成する核となる、製造セル制御用コンピュータのプロトタイプを作成した。また、基本的なアイデアやソースコードなどの成果物はInternet上で公開した。次年度には、本システムを用いて各種のアプリケーション開発を中心に行なった。生産システムの工程スケジューリングなどの組合せ最適化問題を、本構造をなす状態空間の内部をヒューリステイックな知識を用いて探索し、コストと勘案して受け入れられる性能を持った解を発見するシステムを、複数のエージェントの協調動作によって実現した。この時に、実際にプログラミングを行なった人達から吸い上げた要求項目を検討し、試作システムに反映させる項目を決定した。本研究は、分散環境を構成する生産セルなどの要素を統合化する基盤技術としてのFA用ソフトウェア環境を試作し、分散協調型生産システムの実現やその知能化や高機能化のための総合的なFAソフトウェア開発規範を提案し、高い付加価値を持った生産管理や機器制御などの機能を持つFA用ソフトウェアの開発生産性を高め保守性の向上を図る事を目的とする。本研究では、Glue Logicと命名したFA制御用基盤システムを実際に構築し、ネットワーク上に分散処理システムを実現した場合における、効率的なプログラミングの作成法、ソフトウェアの再利用を容易にするプログラミングの方法論、エージェント間の通信の確実かつ簡便な実現方法、さらには実時間での機器制御の限界の評価などを行なうことを主眼とした。本年度は、まず将来のFMSを構成する核となる、製造セル制御用コンピュータのプロトタイプを作成した。さらに、このようなシステムで稼働し、基本的なシーケンス制御、システム監視などを実現する、再利用の容易なアプリケーション・プログラム・モジュール群を開発し、Glue Logicに基づく生産制御システムが生産技術エンジニアのワークロードを低減できることを示した。また、基本的なアイデアやソースコードなどの成果物はInternet上で公開し、直接あるいは間接に潜在的な利用者からの要求も聞くことができた。次年度以降は、実際に利用する立場のエンジニア達から吸い上げた要求項目を検討し、試作システムに反映させると同時に、さらなる研究の方向づけを行なう予定である。本研究は、分散環境を構成する生産セルなどの要素を統合化する基盤技術としてのFA用ソフトウェア環境を試作し、分散協調型生産システムの現実やその知能化や高機能のための統合的なFAソフトウェア開発規範を提案し、高い付加価値を持った生産管理や機器制御などの機能を持つFAソフトウェアの開発生産性を高め保守性の向上を図る事を目的とする。本研究では、Glue Logicと命名したFA制御用基盤システムを実際に構築し、ネットワーク上に分散処理システムを実現した場合における、効率的なプログラミングの作成法、ソフトウェアの再利用を容易にするプログラミングの方法論、エージェント間の通信の確実かつ簡便な実現方法、さらには実時間での知的機器制御の可能性の評価などを行うことを主眼とした。初年度は、まず将来のFMSを構成する核となる、製造セル制御用コンピュータのプロタイプを作成した。本年度は、本システムを用いて各種のアプリケーション開発を中心に行なった。生産システムの工程スケジューリングなどの組合せ最適化問題を、木構造をなす状態空間の内部をヒューリティックな知識を用いて探索し、コストと勘案して受け入れられる性能を持った解を発見するシステムを、複数のエージェントの協調動作によって実現した。この時に、実際にプログラミングを行った人達から吸い上げた要求項目を検討し、試作システムに反映させる項目を決定した。
繊毛打3次元運動システムにおける軸糸ダイニンのトルク発生の役割

運動性繊毛の9+2構造と繊毛の根元付近にある基底小体構造は、原生動物から哺乳類に至るまで共通しており、真核細胞がつくりあげた細胞内運動器官として非常に複雑で精緻なものである。効果的に水流を引き起こすためには、9+2構造の縦列横列に多数配向しているダイニンが局所的に活性化され、繊毛内で周期的に伝播しているはずであるが、そのダイナミックな制御機構や繊毛打運動における基底小体の役割はわかっていない。これを明らかにするために、本研究では昨年度から開発を続けているテトラヒメナの繊毛打運動を3次元空間で計測する光学顕微システムにおいて、さらなる詳細な繊毛打運動の定量を行った。まず、繊毛にビーズを固定する条件を検討することで、効率よく繊毛をラベルすることが可能となり、1繊毛の運動計測が再現よく行えるようになった。繊毛打運動の観察には、ビーズの蛍光像のみを用いていたが、繊毛の位相差像を高速カメラによってイメージングすることにより、繊毛全体の形とビーズの3次元位置を同時に定量することができるようになった。さらに解析方法を改良し、周期的な繊毛打運動において、繊毛打運動速度にも周期性があることを明らかにした。加えて、繊毛と細胞体とをつなぐ領域にある基底小体微小管の配向を、光学顕微鏡によってダイニンやキネシンなどの微小管依存性モータータンパク質の運動計測によって決定し、基底小体に付属している構造体のかたちを電子顕微鏡による構造の解析により明らかにした。28年度が最終年度であるため、記入しない。繊毛の9+2構造は、原生動物から哺乳類に至るまで共通しており、真核細胞がつくりあげた細胞内運動器官として非常に複雑で精緻なものである。効果的に水流を引き起こすためには、9+2縦列横列に多数配向しているダイニンが局所的に活性化され、繊毛内で周期的に伝播しているはずであるが、そのダイナミックな制御機構はわかっていない。これを明らかにするために、本研究ではまず、テトラヒメナの繊毛打運動を3次元空間で詳細に計測する基盤を確立した。生きている状態のテトラヒメナをガラスキャピラリーを用いた吸引により細胞体を固定し、固定側と反対の細胞表面から出ている繊毛1本にビーズを結合させて、ビーズの運動を計測した。ビーズの位置を連続して3次元的に計測するために、連携研究者(矢島)が開発した光路の半分にプリズムを入れて位相をずらすことで、xy平面の位置計測に加えてz軸方向の変位を求めた。その結果、繊毛に結合したビーズの運動は、ほぼ円形に近い軌跡を示した。また、テトラヒメナの繊毛形成の起点となる基底小体(中心子)の構成分子であるセントリン分子に蛍光タンパク質を融合した組換え体を作製したところ、繊毛の基底部位が繊毛列線に沿って蛍光をもつことが確認できた。この両者を組み合わせることにより、繊毛の基部と繊毛に付着したビーズの相対的な位置を特定することで、繊毛の運動を定量的に計測する基盤を確立できた。繊毛の基部のマーカーを得ることができたので、基部からの距離がさまざまなところに結合させたビーズの運動を多数定量することにより、繊毛1本の長さに沿った位置情報を3次元的に解析する。これにより、繊毛1本の3次元の運動パターンを詳細に解析することが可能になる。
可視光領域SiCフォトニック結晶とその応用

近年、自在な光制御の可能性を秘めている光ナノ構造として、フォトニック結晶が世界的に関心を集めている。特にSi、InP、GaAs(バンドギャップ1.11.3eV、屈折率n=3.23.5)といった半導体材料を用いて光通信波長帯である1,550nmでのフォトニック結晶の研究が盛んに行われている。しかし、このような半導体材料フォトニック結晶は可視領域の光に対しては不透明であるため、バイオセンシングや高機能性ポリマーと融合、単一原子との結合などの可視光線を制御対象とする新たな光デバイスへの応用が困難である。そこで本研究はフォトニック結晶の新たな可能性を開くために、ワイドバンドギャプ半導体材料を用いて可視光領域フォトニック結晶を開発することを目指す。本研究では、ワイドバンドギャップ半導体材料の中でも比較的屈折率の高いシリコンカーバイド(SiC,n=2.52.7))という材料に新たに着目した。まず3次元有限差分時間領域法を用いて、SiCフォトニック結晶導波路や共振器の設計を行った。また、可視光フォトニック結晶を作製するためプラズマエッチングガスの組成比(SF6/02)や金属マスク厚みなどの最適化を行い、様々な格子定数(a=150225nm)をもつSiCフォトニック結晶の作製に成功した。各格子定数をもつSiCフォトニック結晶導波路に可視光を入射して共振器に光を結合させ、共振器からの放射光を観察したところ、格子定数に応じた550700nmの可視光領域における共振スペクトルが得られた。共振器のQ値はいずれも約600900で設計どおりの値である。この結果は可視光領域における超小型マルチ分波デバイスを世界で初めて示したものであり、その意義は極めて大きい。今後、可視域における様々な発光体やセンシングなどとフォトニック結晶との融合といったさらなる展開が期待できる。ワイドバンドギャップ半導体材料フォトニック結晶は赤外光のみならず可視光に対しても透明であるため,可視光領域を含めた広い波長帯域で動作する超小型可視光デバイスが期待できる.本研究ではワイドバンドギャップ半導体材料中で,SiCという材料に着目した.SiCはSiの約3倍程度の広いバンドギャップをもつ材料であり、機械的に丈夫かつ化学的にも安定な性質をもつため,可視光領域において安定したデバイスの動作が期待できる.しかし,このような新規の材料を用いたフォトニック結晶の研究は全くなく,フォトニック結晶スラブ構造の設計や作製技術の検討から始める必要がある。本年度では可視光領域2次元フォトニック結晶の設計や作製を行った.まず、3次元時間領域有限差分法(FDTD法)を用いてSiCフォトニック結晶スラブ構造のハンドギャップを計算したところ,0.340.4[c/a]周波数帯域におけるフォトニックハンドギャップが開くことが分かった.さらに線欠陥導波路や点欠陥共振器を導入することでバンドギャップ内に伝播モードや共振モードが形成できた.また,2次元SiCフォトニック結晶スラブ構造の作製に取り組み、電子ビーム描画やプラズマエッチングなどにより半径70nmという極めて小さい空気孔をもつSiCフォトニック結晶スラブ構造の作製に成功した.作製したSiCフォトニック結晶導波路の端面に白色光を入射し,共振器からのドロップ光を観察したところ,Siでは吸収する波長領域780nm付近で共撰スペクトルが得られた.これは可視光領域に対して透明なSiCの特長を反映したものであり、さらに微細な試料を作製すると500600nm波長帯域におけるSiCフォトニック結晶の実現が期待できる.フォトニック結晶は自在な光制御の可能性を秘めている光ナノ構造として世界的に関心を集めている。特にSiやGaAsを用いたフォトニック結晶の研究が最近盛んに行われている。一方、SiやGaAsは可視領域においては透明でないため、可視域を対象としたデバイスの応用は不可能である。ここで我々は、フォトニック結晶の材料としてワイドバンドキャップ材料であるSiCという材料に新たに着目した。SiCは赤外光のみならず可視光に対しても透明であるため、可視光に対する新たな展開が期待できる。例えば可視光SiCフォトニック結晶導波路や共振器を始めてとして、色素やコロイド量子の可視発光体との融合、単一原子との強結合、バイオセンシングなどの様々な展開が可能である。しかしながら、このような新規の材料を用いたフォトニック結晶の研究の前例は全くなくSiCフォトニック結晶構造の設計や作製技術の検討から始めなければならない。本研究ではこれまで赤外波長領域におけるSiCフォトニック結晶の設計や微細加工技術を活かして、可視光領域SiCフォトニック結晶の開発に取り組んだ。まず、可視光領域におけるSiCフォトニック結晶導波路(透過帯域:40nm以上)や光ナノ共振器(Q値:1,000以上)を設計した。また、可視光フォトニック結晶を実現するためには空気孔の直径を100nm以下にするなど、極めて微細な加工技術が必要である。プラズマエッチングガスの組成比や金属マスク厚みなどの最適化を行い、直径約90nmという極めて小さな空気孔をもつSiCフォトニック結晶の作製に成功した。作製したSiCフォトニック結晶共振器の光学特性を調べたところ、共振波長は約550nm、Q値は約600の結果が得られた。この結果は可視光領域SiCフォトニック結晶共振器の動作を世界で初めて示したものであり、その意義は極めて大きい。今後、さらなる可視光領域の応用や発展が期待できる。

近年、自在な光制御の可能性を秘めている光ナノ構造として、フォトニック結晶が世界的に関心を集めている。特にSi、InP、GaAs(バンドギャップ1.11.3eV、屈折率n=3.23.5)といった半導体材料を用いて光通信波長帯である1,550nmでのフォトニック結晶の研究が盛んに行われている。しかし、このような半導体材料フォトニック結晶は可視領域の光に対しては不透明であるため、バイオセンシングや高機能性ポリマーと融合、単一原子との結合などの可視光線を制御対象とする新たな光デバイスへの応用が困難である。そこで本研究はフォトニック結晶の新たな可能性を開くために、ワイドバンドギャプ半導体材料を用いて可視光領域フォトニック結晶を開発することを目指す。本研究では、ワイドバンドギャップ半導体材料の中でも比較的屈折率の高いシリコンカーバイド(SiC,n=2.52.7))という材料に新たに着目した。まず3次元有限差分時間領域法を用いて、SiCフォトニック結晶導波路や共振器の設計を行った。また、可視光フォトニック結晶を作製するためプラズマエッチングガスの組成比(SF6/02)や金属マスク厚みなどの最適化を行い、様々な格子定数(a=150225nm)をもつSiCフォトニック結晶の作製に成功した。各格子定数をもつSiCフォトニック結晶導波路に可視光を入射して共振器に光を結合させ、共振器からの放射光を観察したところ、格子定数に応じた550700nmの可視光領域における共振スペクトルが得られた。共振器のQ値はいずれも約600900で設計どおりの値である。この結果は可視光領域における超小型マルチ分波デバイスを世界で初めて示したものであり、その意義は極めて大きい。今後、可視域における様々な発光体やセンシングなどとフォトニック結晶との融合といったさらなる展開が期待できる。
ネットワークカメラによる監視制御システムに関する研究

ネットワークカメラにより送られて来る映像情報から、移動オブジェクトを抽出・追跡し、移動物体に関する情報を初期イベントとして、監視制御システムに転送する。監視制御システムは、イベントの時系列を表現するイベントグラフにより表現された危険状態を保持し、送られてきたイベントから危険状態を判定する。今年度は、移動物体抽出、イベント生成、監視制御システムを統合したプロトタイプシステムを試作し、駐車場監視システムを適用した。移動オブジェクトとしては、車、人間、その他とし、監視空間(駐車場)内の駐車スロットごとに危険領域を設定した。危険状態として、移動オブジェクト同士の衝突、駐車スロット内への人間の長時間滞在を設定した。ビデオ映像から移動オブジェクトのおよその3次元位置、大きさ、色情報を抽出し、<オブジェクトID、時刻、位置、高さ、幅、色>をイベントとして、監視制御システムに転送する。2次元画像処理では映像上で重なっている移動オブジェクトは衝突と判定されるが、3次元位置を検出することで、3次元空間で衝突していない場合を判定可能とした。監視制御システムでは、危険領域(駐車スロット)を20個、通常監視領域を1個設定した。駐車スロットに対しては、人間の滞在時間により警報を発生させることとした。危険領域、通常管理領域とも、移動オブジェクト同士の衝突を危険状態として設定した。通常監視領域には、さらに、車の長時間滞在を危険状態として設定した。移動オブジェクトが、いずれかの状態に陥った場合、警報を発生させるものとする。映像からの移動物体の検出では、長時間の監視を行うため、背景の緩やかな変化に対応できる差分方式を提案し、実験により有効性を示した。監視制御システムでは、移動オブジェクト同士の衝突、指定領域内に含まれるオブジェクトの効率的な検索を実行するために時空間データ構造であるPMD木を応用した。実験より3次元位置を使うことで車同士の衝突の検出、衝突なしのすれ違いの検出がほぼ可能であった。ビデオカメラの監視映像から移動物体を抽出し,単一カメラ画像からの3次元位置,大きさ,体積を推定する方式を提案した.一般に単一カメラから3次元位置を検出ことは難しいが,人間の持つ知識により,空間を人工物の内部(例えば,部屋,駐車場など)を仮定すれば,床は水平,壁は垂直と想定することができる.このような知識を利用することで,3次元位置の計測を可能にした.試作システムでは,1秒間に約10回の計測が可能であり,通常の人物の動きを検出することは十分可能であった.大きさの近い移動物体を追跡し(時刻,3次元位置,大きさ,体積)の情報を危険検知サーバに送り,危険判定を行った.危険判定は,あらかじめ指定しておいた危険領域での物体の滞在時間,物体の大きさ,物体の動作に基づいて判定される.すなわち,特定の大きさの移動物体が,指定の領域に入り,ある時間滞在し,その間に特定の動作をした場合,危険とみなし,警報を発する.現在,物体の動作は,物体の移動経路に基づき記述しているが,物体形状の変化をより詳しく解析することで,物体の判定と細かい動作抽出を行う予定である.危険検出サーバにおいては,1秒間に10回移動物体の情報が送られてくるため,複数カメラで複数の物体を追跡する場合,膨大な位置情報を管理しなければならない.また,物体の領域への侵入,物体間の距離,移動経路に基づく動作記述を得るために,近接性や包含関係などの空間的な検索を高速に実施する必要がある.このために,移動オブジェクトの軌跡を効率的に管理・検索できるデータ構造が求められている.本研究では,筆者らがこれまでに研究開発した時空間データ構造PMD木を応用することで,空間と時間を指定した時空間検索の高速化を図った.

ネットワークカメラにより送られて来る映像情報から,移動オブジェクトを抽出・追跡し,移動物体に関する情報を初期イベントとして,監視制御システムに転送する.監視制御システムは,イベントの時系列を表現するイベントグラフにより表現された危険状態を保持し,送られてきたイベントから危険状態を判定する.今年度は,移動物体抽出.イベント生成,監視制御システムを統合したプロトタイプシステムを試作し,駐車場監視システムに適用した.移動オブジェクトとしては,車,人間,その他とし,監視空間(駐車場)内の駐車スロットごとに危険領域を設定した.危険状態として,移動オブジェクト同士の衝突,駐車スロット内への人間の長寿間滞在を設定した.ビデオ映像から移動オブジェクトのおよその3次元位置,大きさ,色情報を抽出し,<オブジェクトID,時刻,位置,高さ,幅,色>をイベントとして,監視制御システムに転送する.2次元画像処理では映像上で重なっている移動オブジェクトは衝突と判定されるが,3次元位置を検出することで,3次元空間で衝突していない場合を判定可能とした.監視制御システムでは,危険領域(駐車スロット)を20個,通常監視領域を1個設定した.駐車スロットに対しては,人間の滞在時間により警報を発生させこととした.危険領域,通常管理領域とも,移動オブジェクト同士の衝突を危険状態として設定した.通常監視領域には,さらに,車の長時間滞在を危険状態として設定した.移動オブジェクトが,いずれかの状態に陥った場合,警報を発生させるものとする.映像からの移動物体の検出では,長時間の監視を行うため,背景の緩やかな変化に対応できる差分方式を提案し,実験により有効性を示した.監視制御システムでは,移動オブジェクト同士の衝突,指定領域内に含まれるオブジェクトの効率的な検索を実行するために時空間データ構造であるPMD木を応用した.実験より3次元位置を使うことで車同士の衝突の検出,衝突なしのすれ違いの検出がほぼ可能であった.
胃がん発症関連遺伝子のゲノム的解析と分子病態の解明

胃がん発症に関連する遺伝子を明らかにするために,連鎖解析と相関解析を実施し,21番染色体上に同定されたSTCH遺伝子の機能解析を行った。STCHが小胞体局在分子であること,細胞死に関連する分子であることを明らかにした。さらに胃がん細胞にSTCH遺伝子変異が生じていること,この変異が細胞死に抵抗性であることを明らかにした。また,胃がんにおけるゲノム構造異常を分析し,新しい胃がん関連遺伝子候補を複数明らかにした。我が国における胃がんは、罹患率・死亡率の減少を認めるものの、未だに死亡の主要原因疾患である。胃がんの発症には、複数の遺伝要因と環境要因の多段階にわたる相互作用が関与する。本申請課題では、これまでの罹患同胞対全ゲノムアプローチにより得られた胃がん発症に関連する候補染色体4領域の解析を推し進め、特に高いLOD値が得られた2番染色体に位置する遺伝子多型解析、既に相関検定が終了し胃がんとの関連が示唆された21番染色体に位置するSTCH遺伝子、そして候補遺伝子アプローチによって同定されたATM遺伝子アイソフォームの機能解析を実施している。(1)2q33-34領域約20Mbに存在する約200遺伝子の中から、がん発症との関連が示唆されるDNA修復酵素やがん遺伝子、がん抑制遺伝子などを選択し、遺伝子多型と患者群との相関解析を進めた。これまで23遺伝子について、遺伝子領域に位置するマーカーSNPおよびマイクロサテライトマーカーを用いた相関解析が終了し、DNA修復酵素であるXRCC5に有意な相関を認めた。(2)STCH安定発現細胞株を樹立すると同時に、酵母2ハイブリッドにより2種類の結合分子を同定した。またSTCH導入細胞ではDeath ReceptorやERストレスに対する細胞死感受性が亢進しており、細胞死のシグナル伝達におけるSTCH分子の関与が示唆された。(3)ATMアイソフォームがキネトコア形成分子と相互作用することを明らかにした。発がんには複数の遺伝要因と環境要因の多段階にわたる相互作用が関与する。我々はこれまでに、家系と集団を用いた連鎖・相関によって、HSP70ファミリーに属するSTCE遺伝子を発症感受性候補遺伝子として、統計遺伝学的に同定した。STCH遺伝子は5つのエクソンより構成され、それらについて胃がん50症例を対象に変異検索を行ったところ、2%と低頻度であったが、エクソン4に体細胞変異668del12bp(del223V-226L)を同定した。del223V-226Lは、STCH分子のATP結合ドメインのうち、HSP70ファミリー間で保存されたPhosphate2部位の4アミノ酸欠損である。変異STCHのATP結合能を検討したところ著しく低下していることが明らかとなり、分子機、能を損なう変異であることが示された。STCHはHSP70と異なり、C末側にペプチド結合ドメインを有さず、生物学的な分子機能はよく知られていないが、STCHを安定過剰発現した293細胞では、増殖は正常であるものの、TRAILやセラミド、Thapsigarginなどによって誘導される細胞死に対して高感受性を示すことから、細胞死のシグナル伝達に関与する分子と考えられた。del223V-226L変異STCHでは、この細胞死に対する感受性が明らかに低下しており、ATP結合ドメインの重要性が示された。また、胃がん細胞においてはSTCHの発現は低下している。以上のことから、遺伝子変異・多型によるSTCHの機能低下が発がんの一段階に関与する可能性が示唆される。また、個体レベルでのSTCHの分子機能を明らかにする目的でSTCH欠損マウスの作製に着手し、本年度末までにヘテロ欠損マウスを得ることができた。STCHの機能解析:発がんには複数の遺伝要因と環境要因の多段階にわたる相互作用が関与する。我々はこれまでに、家系と集団を用いた連鎖・相関によって、HSP70ファミリーに属するSTCH遺伝子を、発症感受性候補遺伝子として、統計遺伝学的に同定した。STCHが細胞死に関連する分子であることを細胞レベルで明らかにしたが、その個体レベルでの機能および発がんとの関わりを解析するためにSTCH欠損マウスを樹立した。STCHホモ欠損マウスは、胎生約15日に死亡することが判明し、ヘテロ欠損マウスは、約1年め自然観察においては、成長または死亡率などについて、野生型マウスと差を読めなかった。今後、MNU投与における発がん感受性、および欠損マウスより得た細胞の細胞学的実験により、STCH遺伝子の機能解析を進める。胃がんにおけるゲノム構造変化の解析:高密度SNPアレイによって、より解像度の高いゲノム構造変化を捉えることが可能となった。新規がん抑制遺伝子を最終的に同定する目的で、25組のTNペアDNAを対象として、イルミナ300KSNPチップを用いたゲノム構造異常解析を進めた。LOHや染色体コピー数の変化は、全染色体領域で認められた。染色体短腕または長腕全体に及ぶ染色体コピー数の変化は7p,8p,8qで高頻度に認められた(>25%)。限局的な狭い染色体領域のLOHやコピー数の変化は、3p14.2,4p