hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
初等・中等教育のユニバーサルデザイン化〜教員・児童生徒への福祉情報技術支援〜

本年度は,前年度の研究からまとめられた初等・中等教育に役立つ福祉情報技術に対するニーズを基に,それら技術を用いた支援方法の情報を効果的に提供できる体制の構築を目的に以下の通り実施した。(1)障害のある生徒,家族,教員とその他支援者を対象とした就学支援に関する会を開催し,その中で,教育に役立つ福祉情報技術利用と教育のユニバーサルデザイン化に関するセミナーを実施した。その中では,前年度の研究にて得られた結果を踏まえた福祉情報技術利用とその支援方法を説明した。具体的には,福祉情報技術と人的な支援方法をユニバーサルデザイン,バリアフリーの観点からとらえた表を基に,障害の枠を超えて役立つ多数の機器や,欧米において先行する学習障害・発達障害のある子どもに対する福祉情報技術の活用例を示した。(3)福祉情報技術に関する情報を提供する体制を設け,近隣の養護学校が実施した障害ある児童・生徒への遠隔授業に関する研究に対しての協力を行った。その中で,授業内容に加えて,利用できる福祉情報技術,遠隔授業に対するテレビ携帯電話やインターネットの有効性,認知面に関する負担について議論し,改善へ向けての支援を行った。本年度は,初等・中等教育に役立つ福祉情報技術に対するニーズを把握し,それら技術を用いた支援方法の情報を効果的に提供できるデータベースのプロトタイプを作成することを目的に以下の通り実施した。(1)障害のある児童・生徒,家族,教員を対象とした教育に役立つ福祉情報技術ワークショップを開催し,アンケート調査を実施した。また,広島大学に在学する障害のある学生に対して福祉情報技術の利用・支援に関するインタビュー調査を実施した。福祉情報技術へのニーズは初等・中等教育の場において非常に高いものの,その情報の入手方法や実際の機器の利用方法がわからないという現状が明らかになった。また,ある障害向けに開発された機器が,その障害を持っていても必ずしも便利でない場合があることが指摘され,支援を考える上で実際の利用に関するデータを収集することの重要性が示された。(2)教育のユニバーサルデザイン化に関する国内外における先行研究の文献資料を収集し,福祉情報技術利用について体系的に整理した。それら技術と人的な支援方法をユニバーサルデザイン,バリアフリーの観点から分類した表により,障害の枠を超えて便利な機器が存在すること,欧米において学習障害・発達障害のある子どもに対する福祉情報技術の先行した活用が見られることが示された。(3)福祉情報技術に関する情報をインターネット上で提供する際の映像の有効性ついて,認知の観点から実験を行った。また,以上で得られた結果を元に,福祉情報技術支援に関するデータベースのプロトタイプを作成し,障害のある生徒の福祉情報技術支援を試験的に開始した。以上の結果を踏まえ,最終年度となる来年度は,福祉情報技術支援に関するデータベースを完成させ,支援体制を充実できるようさらに検討を進めたい。
中世近世移行期における土豪と村落に関する研究

本研究では、日本の中・近世移行期社会の様相をより豊かにかつ具体的に解明していくために、村落ないし在地における政治的・経済的・軍事的代表者としての土豪層について総括的な研究をおこない、とりわけ土豪と村落の関係についての基本的考察をおこなった。具体的には、典型的とされてきた土豪が多く存在する関東地方の村落のうち、旧駿河国内浦地域獅子浜村・植松氏、旧伊豆国西浦地域三津村・大川氏、同長浜村・大川氏、旧武蔵国荒川村・持田氏、旧上野国三波川村・飯塚氏を対象として、I現地調査によって村落における耕地環境や住まい方、土豪の耕地所有の在り方を復元し、II戦国期から近世にかけて一貫して土豪家に伝来されている文書を中世史・近世史の両方から分析するという方法によって、土豪の経営形態の実態的把握、さらに村落における土豪の在り方を立体的に把握することをこころみた。分析は、全体的な論考、特徴的な史料分析、現地調査報告に分けて行った。それらを通じて、現地調査を中心とした土豪の実態把握を踏まえて、従来における論点について新たな視角からの追究をおこない、さらに戦国期から近世初期(およそ17世紀)を通じて、土豪の多様な機能を村落ないし在地社会との関連のなかで段階的・立体的に把握することによって、土豪を村落ないし在地社会のなかに位置づけ、中近世移行期における在地社会を総体的に把握することをこころみた。さらに調査成果の公表の一環として、撮影文書目録、未翻刻史料集を付した。今年度調査は静岡県沼津市静浦・内浦(旧駿河国内浦・伊豆国西浦)地域を対象とした。同地域には、戦国期以来の土豪の多くが現在まで存続しているとともに、伝来文書も多く現存している。伝来文書は大半は東京都品川区国立史料館、沼津市歴史民俗資料館・同明治資料館に所蔵・寄託されているほか、現地に存在するものもある。今年度については文書調査を中心とし、各史料所蔵機関所蔵分、現地ではこの地域における最も中心的な存在である旧長浜村大川氏・旧獅子浜村植松氏の所蔵史料について、およそ戦国期から17世紀末の元禄期までを対象に調査・撮影をおこなった。その数量は約1200点、フィルムにして150本に及ぶ膨大な分量にのぼった。撮影文書については目録を作成し、さらに17世紀半ばの寛永期までを対象に未刊文書についての翻刻作業をおこなった。このなかには戦国期のもの3点が存在することが特筆される。なお、調査対象となる史料数が予想以上に膨大な量にのぼることが判明し、そのため今年度調査では予定するものすべてを調査することはできず、いまだ相当数の要調査史料が残存するとともに、さらに現地にも未調査の史料群が存在するようであるので、次年度以降においても引き続き調査をおこなうことが必要である。また文書調査とともに若干の現地踏査をおこない、両地域についての景観、地域的な特徴の概要を把握したが、そのなかで戦国期内浦において植松氏に匹敵する土豪として存在していた町田氏について、江戸時代における存続を確認することができた。これは内浦諸村の関係の在り方を考察するための重要な素材と認識され、その本格的な調査の必要があり、次年度以降の課題とする。また、次年度には別に、旧武蔵国荒川村・持田氏を調査対象とすることを予定し、そのための準備調査をおこない、文書の伝来やこれまでの研究・調査成果についての把握をおこなった。今年度調査は、I静岡県沼津市静浦・内浦(旧駿河国内浦・伊豆国西浦)地域、II埼玉県花園町(旧武蔵荒川村・持田氏)を対象とした。Iについては、戦国期以来の土豪とその伝来文書が多く現存している。伝来文書の大半は東京都品川区国立史料館、沼津市歴史民俗資料館・同明治史料館に所蔵・寄託されているほか、現地にも多く存在している。

今年度については、(1)前年度に調査できなかった、各史料所蔵機関所蔵分、現地における旧長浜村大川氏・住本寺・旧重寺村秋山氏の所蔵史料について、およそ戦国期から17世紀末の元禄期までを対象に調査・撮影をおこなった。その数量は約500点、フィルム6本・CD6枚に及ぶ膨大な分量にのぼった。撮影文書については目録を作成し、さらに17世紀半ばの寛永期までを対象に未刊文書についての翻刻作業をおこなった。なお、いまだ現地には未調査の史料群が存在しているため、次年度以降においても引き続き調査をおこなうことが必要である。(2)文書調査とともに旧三津村について現地踏査をおこない、村落景観の復元のための地域的な特徴の概要を把握した。但し、寺院に残る過去帳・墓碑調査までは行えなかったので、次年度以降における調査課題としたい。IIについては、(1)持田氏の所蔵史料について、埼玉県立文書館所蔵分、現地所蔵分の調査を行った。その数量は約460点、フィルム34本・CD2枚に及んだ。なかでも現地所蔵分はほぼ新出史料であり、大きな成果を挙げることができた。なお、現地には文書を所蔵している持田氏がもう1家存在するが、その調査は先方の都合によって行えなかったので、次年度以降における調査課題としたい。(2)文書調査とともに、現地のフィールドワークを行い、ほぼ中世近世移行期における村落景観の復元を果たしうる成果を得ることができた。また、次年度には別に、旧上野国三波川村・飯塚氏を調査対象とすることを予定し、そのための準備調査をおこない、文書の伝来やこれまでの研究・調査成果についての把握をおこなった。今年度調査は、I静岡県沼津市静浦・内浦(旧駿河国内浦・伊豆国西浦)地域、II群馬県鬼石町三波川地区(旧上野国三波川村・飯塚氏)を対象とした。Iについては、戦国期以来の土豪とその伝来文書が多く現存している。伝来文書の大半は東京都品川区国立史料館、沼津市歴史民俗資料館・同明治資料館に所蔵・寄託されているほか、現地にも多く存在している。今年度については、(1)前年度までに調査できなかった、各史料所蔵機関所蔵分、現地における旧三津村海照寺・旧小海村敬願寺・旧重寺村秋山氏の所蔵史料について、およそ戦国期から17世紀末の元禄期までを対象に調査・撮影をおこなった。また内浦地区に隣接する伊豆長岡町役場所蔵の明治期地租改正関係史料についても調査・撮影を行った。撮影文書については目録を作成し、さらに17世紀半ばの寛永期までを対象に未刊文書についての翻刻作業を行った。なおいまだ現地には未調査の史料群が存在しているため、次年度以降においても引き続き調査をおこなうことが必要である。(2)文書調査とともに、前年度に引き続いて旧三津村を中心に現地踏査を行い、村落景観の復元のための地域的な特徴の概要を把握した。また旧三津村・小海村・重寺村の寺院の一部について過去帳・墓碑調査を行った。しかしすべての寺院については行えなかったので、次年度以降における調査課題としたい。IIについては、(1)飯塚氏の所蔵史料について、群馬県立文書館寄託分、現地所蔵分の調査を行った。その他、鬼石町役場所蔵の明治期地租改正関係史料についても調査・撮影を行った。来年度は、研究成果をまとめることに重点を置き、調査についてはそのための補充調査を中心とする予定である。
新概念コンポジットの航空・自動車軽量構造への実用化と多目的統合最適化

省資源化のため,石油を大量消費する自動車と航空機の構造軽量化は急務であり,軽量かつ強度に優れた炭素繊維強化複合材料(CFRP)の利用が最も実用性がある。このため平行繊維による従来のFRPから,「必要な場所に曲線状強化繊維を的確に導入して局所異方性を活用した新概念FRP構造」による構造機械特性の革新的な向上を目的とした。そこで主に,目的に応じて最適な繊維形状を実現する曲線繊維強化構造の解析法と最適設計を提案し効果を実証した。本年度は,新概念コンポジットの実用構造への適用を検討した。このため航空機では,中央翼や主翼リブなどの構造を分析して,それをより単純な形状にモデル化した積層平板や偏平シェル構造の解析モデルの解析を行った。とくに曲線繊維による局所異方性の利用とその最適化について研究した。自動車構造については,ルーフやボンネット,サイドパネル,車後部から中間部までの一体構造について,振動特性や外圧座屈に対する解析を行った。これら曲面モデルに曲線状の強化繊維を配向させた場合の力学挙動には大きな可能性があり,それを検討した。具体的な問題には,前述の航空機主翼の問題や自動車パネルの解析と最適設計について,研究を進めて国際会議で発表した。また局所異方性を有する繊維強化複合材料の座屈解析,一次せん断変形理論による積層平行四辺形板の振動解析と最適化,VGCF/Al積層円板の振動解析,積層ハイブリッド長方形厚板の振動解析と最適化,曲線状繊維によって強化された複合材積層板の座屈解析,曲線状繊維によって強化された複合材シェル構造の振動・座屈解析,ねじれ形状を持つ複合材料パネルの振動に対する積層構成最適化,不連続な短繊維複合材積層板の最適設計,積層偏平シェルの振動特性に対する積層構成と曲面形状の同時最適化,実験計画法を用いた複合材料構造の多目的最適化,二重円管の振動と弾性座屈解析と設計,熱効果を含んだVGCF/Al積層円板の温度傾斜下の解析,などについて国内外の講演会と専門誌に成果発表を行った。本研究の2年目は,新概念コンポジットの交通機械に対する実用的な適用を図った。このため航空機では,中央翼,主翼リブ,外側フラップ,主翼前縁,フラットトラックパネル,エンジンカウル,胴体尾部,水平尾翼,垂直尾翼,などの構造を分析した。これから単純な形状へのリダクションにより解析的な方法を適用する場合と,原型に近い解析モデルを作成してFEM解析を行う場合に分けた。自動車構造については,ルーフ,ボンネット,サイドパネルなどについて,新概念コンポジットの適用を検討した。とくに自動車用の曲面パネルでは,座屈に対する強度が重要であり,曲面モデルに曲線状の強化繊維を配向させた場合の力学挙動を検討した。航空機や自動車の交通機械構造は,いくつかの構造要素に分解できる。例えば平板や小さい曲率をもつ偏平シェル(パネル),はり,骨構造などである。新概念コンポジットからなるこうした構造要素は,構造の一部として,またはより大きな構造の近似モデルとして利用される。力学現象から見ると,静応力強度解析,振動解析,座屈解析,衝撃解析などがある。それらについて,従来から本研究室で蓄積してきた最適化手法(層別最適化法,数理計画法,遺伝的アルゴリズム,効率的反復大局解探索法)を適用して,それらの特性を最適化した。対象物は,可能なかぎり実用構造を用いて,新概念コンポジットの有利性を提示した。実験については,前年度に習熟した動き解析マイクロスコープを利用して,交通機械構造の実物に近いモデルについて,動特性に関する実験を行った。また減衰測定システムにより,振動と衝撃に対する減衰特性を調べた。高次モードについては,従来のレーザー変位計や動き解析マイクロスコープは使用できないため,このシステムを活用して実験的な成果を得た。航空機や自動車等の交通機械の構造は,いくつかの構造要素に分解できる。例えば平板や小さい曲率をもつ偏平シェル(パネル),はり構造などである。本テーマの新概念コンポジットからなる構造要素は,全体構造の一部として,またはより大きな構造の近似モデルとして利用された。力学問題から見ると,応力強度解析,振動解析,座屈解析などが扱われた。それら解析法を利用して,従来から本研究室で蓄積してきた最適化手法(層別最適化法,数理計画法,遺伝的アルゴリズム,効率的反復大局解探索法)を適用して,それらの特性を最適化した。対象物は,可能なかぎり実用構造を意識して,新概念コンポジットの有利性を提示した。実験については,モード解析装置を十分に活用して,後述の問題に対して,実験的に解析・最適設計の精度検証を与えた。動き解析マイクロスコープを利用して,実物に近いモデルについても動特性に関する実験を行った。具体的な成果としては,目的に応じて最適な曲線形状を与える曲線繊維強化平板について,その振動解析法と最適設計法を提案して,効果を実証した。その曲線状繊維を曲率のある偏平シェルに拡張した。

とくに位置ごとに曲率を変化させる任意曲面シェルの解析法を開発したが,その最適設計法は航空機や自動車の複合材料パネルに適用することが可能である。さらに最適化だけでなく,能動的に振動特性を制御するスマート材料に関する制御方法をまとめた。航空機やタービンブレードなどは加速度など物体力を受けることから,その簡易的な解析法を提案した。また目的関数は,単一目的と限らないことから,複数の目的関数の同時最適化の手法を提案した。この他に,レーザー加振を用いたスマートマイクロ複合材の振動制御性の評価や,熱可塑性CFRP積層板の成形モニタリングなど関連テーマについても成果報告をしている。
消化管ホルモンを介する臓器相関

昭和59-60年度における研究実施計画に対する研究成果を要約すると以下の通りである。(1):HerreraおよびThomasのカニューラを用いて、慢性膵胃瘻犬の作成にとりくんだ結果、手術手技の向上と術後の徹底したIVHによる管理により、常時45頭の慢性膵胃瘻犬を保育することができ、意識下における膵外分泌動態の検索が可能となった。(2):抗血清UT132を用いてCholecystokinin(CCK)のRadioimmunoassayに取りくんだ結果、高感度で特異的なCCKのRIAを確立することができた。本RIA系は血晉並びに十二指腸粘膜内のCCK-33を捉えており、StandardのID50は10fmol/tube,90%fallは1fmol/tubeとextractionをしないでなおかつ感度の高いRIAであるところに特色があり、国際的レベルにあると言える。(3):合成消化管ホルモンであるGastrin Releasing Peptide(GRP)、Neuromedin C,PYYおよびPHIの膵外分泌やCCK等の血中ホルモン動態に及ぼす影響、さらに膵血流への関与についても検索を進め、これらペプタイドの生物活性やその生理的意義に関する知見を得ることができた。(4):慢性膵胃瘻犬を用いて十二指腸内ヘオレイン酸注入を行って、血中CCKレベルと膵液蛋白分泌の同時観察を施行したところ、両者は密接に関連した動きを示し、内因性CCKの膵液蛋白放出に対する生理的意義が明きらかになった。さらに食餌刺激後に放出されるCCKの膵液蛋白分泌に対する生理的役割も明きらかになりつつある。(5):ヒトにおいて経口摂取後のホルモン動態を検索した結果、CCKは一相性のPPは2相性の放出反応を示した。現在消化器外科における臓器切除後の血中ホルモン変動を検索中であるが、胃切除後や膵頭十二指腸切除後において興味あるホルモン変動が観察されつつある。(6):酵素抗体法を用いて消化管ホルモン産生細胞の局在に関する検索を施行した結果、十二指腸粘膜におけるCCK細胞および膵臓におけるPP細胞の局在を明きらかにし得た。現在VIP,Secretin,GIP等の局在についても検討中である。
放置竹林は野生動物被害の温床か？野生動物による竹林の利用実態と食物資源量評価

石川県白山市坂尻の竹林でセンサーカメラによる動物相とその行動に関する調査を行った。竹林と隣接するスギ林に30mx30mの調査区A、B、Cを設けた。竹林のタケの稈密度は、Aで2690本/ha、Bで5490本/ha、Cで6120本/ha。Aでは草本が繁茂していたが、B、Cではほとんど無かった。スギ林は壮齢で、スギの密度は、Aで740本/ha、Bで440本/ha、Cで430本/ha。いずれも、下層植生が豊富であった。カメラ(Ltl-Acorn6310W)は、調査区内がほぼ撮影できるように7台ずつ設置した。2016年8月から、調査区AとCについては2018年8月まで、調査区Bについては2018年10月まで稼働させた。3905本の動画に15種類の哺乳類が撮影された。撮影本数上位4種は、カモシカ、イノシシ、ノウサギ、アナグマで、全体の74%を占めた。植物の地上部のみ食物として利用可能なカモシカ、ノウサギは竹林よりもスギ林を多く利用した。地下の食物も利用できるイノシシ、アナグマはスギ林よりも竹林を多く利用した。最も深刻な加害獣イノシシは、どの季節においても、スギ林よりも竹林で長く滞在した。タケノコの食痕数と滞在時間は、弱い正の相関を示したが、タケノコの発生数と滞在時間の間には相関が見られなかった。冬期から初春にかけてのタケの地中芽利用期においても、食痕数と滞在時間は弱い正の相関関係を示した。また、12月、4月、7月、10月に、調査区Bの竹林とスギ林で、土壌動物量を調べたところ、7月までは差がなかったが、10月にはスギ林が竹林の約9倍になった。しかし、イノシシの滞在時間は、スギ林より竹林で顕著に長く、土壌動物量と滞在時間は無関係と考えられた。イノシシの竹林での滞在時間には、食物量以外に、一か所に長く滞在せず、移動しながら食物を探索、摂取する行動特性が関係することが考えられた。野生動物による竹林の利用実態を解明するために、石川県白山市坂尻でセンサーカメラ(動画撮影)による動物相とその行動に関する調査を行った。調査区は、稈密度の異なる放置竹林3箇所(竹・スギ混交林A、竹林B、竹林C)と、隣接するスギ林3箇所(スギ林A、スギ林B、スギ林C)に設けた。各調査区は30x30m2の方形で、動物の採食場所や食物の位置を正確に記録するために、縦横5m毎に標識杭を設置した。タケの稈密度は、タケ・スギ混交林Aで2690本/ha、Bで5490本/ha、Cで6120本/haであった。Aの林床は、草本が繁茂していたが、B、Cは下層植生がほとんど無かった。スギ林におけるスギの平均胸高直径と密度はAで25cm、740本/ha、40cm、440本/ha、42cm、430本/haで、いずれも、広葉樹の幼木、草本など下層植生が豊富であった。カメラ(Ltl-Acorn6310W)は各調査区の4辺に1台ずつと、中央に3台、計7台、合計42台を設置した。2016年8月8日から2017年3月31日まで作動させたので、タケノコの生えていない時期の調査となった。1906本の動画に15種類の哺乳類が撮影された。撮影本数で上位4種の動物は、カモシカ、イノシシ、ノウサギ、アナグマで、全体の80%を占めた。15種類の内、73%の動物が竹林とスギ林の両方で撮影された。林内の地上部のみ利用可能な草食動物(カモシカ、ノウサギ)は竹林よりもスギ林を多く利用し、竹林は主に移動経路として利用した。林内の地下部も利用できる雑食動物(イノシシ、アナグマ)はスギ林よりも竹林を多く利用し、移動経路としてだけでなく土壌中のタケノコや無脊椎動物を採食した。放置竹林はタケノコが生えていない時期も林床の地下部の利用が可能な野生動物に採食場所としてよく利用されていることが明らかになった。平成28年度計画では、4月5月上旬に調査地を設定する予定であったが、適地の探索、土地所有者からの許可の取得に手間取り、6月に調査地を決定、7月に植生調査、標識杭の設置、8月にカメラの設置を行い、それ以降、動物の動画データを得た。また、計画には無かったが、竹林と対比するために隣接するスギ林も調査地に加えた。その後は、予定通り定期的に記録媒体(SDカード)を交換し、得られた画像をデータベースに入力整理するとともに、痕跡調査により野生動物の利用実態を把握した。年度末には、調査区、動物種、季節毎に、撮影頻度と画像から得られる行動を基に、隣接するスギ林と対比しながら動物種毎の竹林内環境選好性を予備的に分析した。また、7月に鹿児島大学で開催される日本霊長類学会大会、9月に筑波大学で開催された日本哺乳類学会に参加し、特に、野生動物の生息地利用、食物の栄養評価についての研究と解析法について情報を収集した。

上記のように、発筍期のデータは得られなかったが、約8ヶ月分の非発筍期の竹林と隣接するスギ林を利用する動物の画像データを得ることができ、研究はおおむね順調に進展したと考える。2016年度に引き続き石川県白山市坂尻でセンサーカメラ(動画撮影)による竹林の動物相とその行動に関する調査を行った。2016年度調査ができなかったタケノコの発生時期(発筍期)も含めて調査ができた。稈密度の異なる放置竹林3箇所(竹・スギ混交林A、竹林B、竹林C)と、隣接するスギ林3箇所(スギ林A、スギ林B、スギ林C)に30m四方の調査区を設け、カメラ(Ltl-Acorn6310W)を、各調査区に7台、合計42台設置し、2017年4月1日から2018年3月31日まで作動させた。1817本の動画に15種類の哺乳類が撮影された。カモシカ、イノシシ、ノウサギ、アナグマで、撮影総本数の76%を占めた。2年分のデータが得られた2016年8月2017年3月と2017年8月2018年3月の動物種毎、月毎の撮影頻度の変化パターンは類似していた。イノシシ、ノウサギ、アナグマについては、竹林、スギ林とも利用頻度の季節変化が大きかったが、カモシカの利用頻度は安定していた。また、カモシカは、採食の場として竹林よりもスギ林をよく利用していたが、イノシシは、スギ林よりも竹林を利用していた。4月、5月にタケノコの発生量を調べたところ竹林Aで最大511本/ha、竹林Bで222本/ha、竹林Cで56本/haで、イノシシの採食行動が撮影された割合と相関があった。また、12月に、土壌中の餌量(動物質)を調べるため、竹林Bとスギ林Bに1m四方の方形区を各8個配置し、腐葉層と深さ15cmまでの土壌中の体長1cm以上の動物を採取し、種類を同定、生重量を計測した。竹林B、スギ林Bの腐葉層では、それぞれ2.9±8.2g/m2、6.3±11.8g/m2、土壌層ではそれぞれ0.5±0.7g/m2、0.5±1.1g/m2となり、竹林とスギ林の間の母平均に有意差は無かった。2016年度から年変化も把握するために設定した調査地でのセンサーカメラによる動物相調査を継続している。定期的に記録媒体(SDカード)を交換し、得られた画像をデータベースに入力整理するとともに、痕跡調査により野生動物の利用実態を把握している。また、主にイノシシ、アナグマが竹林で利用していると考えられる土壌動物の現存量調査を冬季に行った。今後、春、夏秋の調査を計画している。また、タケノコの発生量と動物による竹林利用の関係を把握するために、3月6月にかけて、タケノコの発生本数と食害を記録した。また、3月に高知大学で開催された日本森林学会大会にて、「野生動物による竹林の利用実態について」という演題で本研究の成果の一部について発表を行い、参加者と結果と解析法について議論し、データ分析の参考にした。以上のように、野外調査、また、成果の公表について、予定通り進捗している。石川県白山市坂尻の竹林でセンサーカメラによる動物相とその行動に関する調査を行った。竹林と隣接するスギ林に30mx30mの調査区A、B、Cを設けた。竹林のタケの稈密度は、Aで2690本/ha、Bで5490本/ha、Cで6120本/ha。Aでは草本が繁茂していたが、B、Cではほとんど無かった。スギ林は壮齢で、スギの密度は、Aで740本/ha、Bで440本/ha、Cで430本/ha。いずれも、下層植生が豊富であった。カメラ(Ltl-Acorn6310W)は、調査区内がほぼ撮影できるように7台ずつ設置した。2016年8月から、調査区AとCについては2018年8月まで、調査区Bについては2018年10月まで稼働させた。3905本の動画に15種類の哺乳類が撮影された。撮影本数上位4種は、カモシカ、イノシシ、ノウサギ、アナグマで、全体の74%を占めた。植物の地上部のみ食物として利用可能なカモシカ、ノウサギは竹林よりもスギ林を多く利用した。
金属系製造プロセスを中心にした産業間プロセスリンクのためのデータベース構築

ゼロエミッションの実現には、異業種間における産業間プロセスリンクの構築が不可欠で、1)発生する副生物に関するデータ、2)それを受け入れるプロセスに関するデータ、3)それらの組み合わせを実現するネットワーク形成に関する情報の三位一体の検討が必要になる。本研究は、金属系プロセスを中心に、宮城県という地域を対象にして、このようなリンク形成の具体的検討を通じ、より普遍的な問題解決への課題を明らかにすることを目的とした。宮城県の副生物排出実態調査によれば、中間処理技術としては、焼却、乾燥による減量策が中心で、埋め立て率が高い。その主な理由は、副生物処理の大きな割合が中間処理業者に任され、現行の中間処理技術が、焼却、脱水、乾燥のレベルに止まっているためである。従って、副生物に関する現状のデータ収集法では、リンクのための有効なデータは得難いと考えられる。有効なデータとするには、事業者の側には、中間処理業者に依存する現行の埋め立てを前提と理体系の見直しが必要である。そこで、多量発生事業者を対象に、副生物の種類、量、性状に加え、事業者自身の判断による再生利用可能性を調査した。この調査における利用可能性には、過去に、事業者自身が試みた経験、現状の処理方法に満足できず、より有効な処理法への期待なども含めた。リンクのための対象プロセス探索の過程で、最終処理場には関東地域からも受け入れる一方で、中間処理は県外依存度が高いという、宮城県における副生物処理の特徴が明らかにされた。これは、県内に、副生物処理ネットワークの中心になり得る金属系やセメント産業の有力企業の集積が無い事情によるもので、従来の産業立地政策の反映にほかならない。今後の、ゼロエミッションを達成するための産業政策には、産業エコロジー的発想の必要性を示唆するものとも考えられる。
染色体構築と分離に異常を示す先天性疾患の症例収集と早期診断法の確立

今年度は新たに患者およびその家族17例と健常者3例からBリンパ芽球細胞株を樹立し、18年度からの合計は75株となった。そのうち48例の原因不明の発達障害児およびその家族と、13例の健常者のリンパ芽球について、モナストロール処理による単極性染色体整列異常の解析をDAPI染色法により行った。また、整列異常の検出感度を向上させるため、alpha-tubulin抗体を用いた免疫染色法を併用した。各検体について200細胞以上解析した結果、健常者の染色体整列異常頻度は約11%であった。一方、症例のうち整列異常が20%以上認められた検体に関しては、複数回分析を行った。その結果、2番染色体部分欠損や、9番染色体長腕末端の重複(10Mb)を伴う精神遅滞では、患児の整列異常は健常者の約2-4倍で、その家族はいずれも正常値を示した。他の症例では、保因者にも整列異常が20%以上と高い場合があり、凍結保存や培養の状態が影響する可能性が示唆された。これに関しては別ロットの細胞株の使用や、陽性の基準を30%以上と厳しくすることが必要と示された。本研究の解析により、モナストロールを用いた染色体整列異常検索法は、未知の発達障害の診断法として有用性が高いことが判明した。また、免疫染色法を併用することで、整列異常と紡錘糸の配列の乱れが強く関連していることが明らかになった。染色体サイクル、特に分裂中期の姉妹染色分体の整列と分配について、近年多くのタンパク質が関与していることが明らかになっており、知的障害を伴う未知の発達障害で、これらのタンパク質の異常が報告されている。今後も症例数を増やし、臨床症状と整列異常の関連を解析すること、姉妹染色分体の構築と分配に関わるタンパク質の異常の有無を調べることにより本方法の早期診断法としての有用性をさらに高めることができると考えられる。今年度は患者およびその家族から16例、対照群の健常者12例のリンパ芽球細胞株を樹立した。疾患群にはチャージ症候群、コルネリアデランゲ症候群、リソソーム病、脳障害を伴った染色体2番逆位、Mowot-Wilson症候群、原因不明の小頭症や低身長を示す発達障害などが含まれる。これらのなかで、染色体の構築や分配機構に関する遺伝子に異常が起こっている場合は、形態的な染色体異常は認められない症例であっても、染色体の中期赤道面への整列に異常を示す可能性がある。しかし、通常の細胞分裂における中期染色体の整列は10分程度と短いため、臨床的な検索は困難であった。そこで、我々はモナストロールを用いて、単極性に染色体を中期赤道面へ整列させた状態で分裂を停止させ(単極性染色体整列)、染色体の機能的異常を整列状態の異常として捉える検索法を考案した。この方法で、健常者由来のリンパ芽球では80%以上の細胞で完全な整列が観察されるが、コルネリアデランゲ症候群由来の細胞では完全な整列は55-65%に低下し、不完全な整列を示す細胞は正常群の約2倍の頻度となった。この不完全な整列は株化リンパ球だけでなく、通常の染色体検査を行うために培養された細胞においても同様の頻度で観察された。加えて、今回調べた患者の細胞では、染色体の形態的な異常は見られなかった。これらの結果は、コルネリアデランゲ症候群では、中期における染色体整列の失敗もしくは遅延が起こっていることが強く示唆されるが、通常の染色体検査では検出できないことを示している。今回の研究によって、典型的な染色体異常が見られない症候群のなかに、染色体分配システムの異常を原因とする疾患が存在する可能性が示めされた。さらに、これらの疾患の臨床的な検出方法として、単極性染色体整列による検索が有効であると考えられたので、今回収集した症例での整列検索を順次行っていく予定である。今年度は、新たに患者およびその家族の27例と健常者1例からBリンパ芽球細胞株を樹立し、昨年度からの樹立したリンパ芽球の合計は55株となった。その中の15例の原因不明の発達障害児と7名の健常者のリンパ芽球について、モナストロール処理による単極性染色体整列異常の解析をDAPI染色法により行った。各検体について250細胞以上解析した結果、健常者の染色体整列異常は12%であったが、臨床所見の異なる2例の小頭症(-5SD)には、整列異常が健常者の約23倍(23.4%と30.7%)と高率に見られた。さらに、他の未知の発達障害児のリンパ芽球の中にも、整列異常が健常者の2倍以上ものが存在した。以上のより、原因不明の発達障害(先天性疾患)の中には、染色体整列異常が見られる疾患が少なからず存在することが明らかになった。本年度の解析により、モナストロールを用いた染色体整列異常検索法は、未知の発達障害の診断法として有用性が高いことが判明した。近年、知的障害を伴う発達障害に、NIPBLなどの染色体サイクルに係わるタンパク質の異常が報告されている。従ってモナストロール処理を用いた本方法は、未知の発達障害が染色体サイクル(分裂中期の姉妹染色分体の整列)に関連するタンパク質の異常により発症した可能を示唆する1つの指標であると考えられる。

今後さらに症例数を増やし、臨床症状と整列異常の関連を解析することで、本方法の早期診断法としての有用性をさらに検証する予定である。今年度は新たに患者およびその家族17例と健常者3例からBリンパ芽球細胞株を樹立し、18年度からの合計は75株となった。そのうち48例の原因不明の発達障害児およびその家族と、13例の健常者のリンパ芽球について、モナストロール処理による単極性染色体整列異常の解析をDAPI染色法により行った。また、整列異常の検出感度を向上させるため、alpha-tubulin抗体を用いた免疫染色法を併用した。各検体について200細胞以上解析した結果、健常者の染色体整列異常頻度は約11%であった。一方、症例のうち整列異常が20%以上認められた検体に関しては、複数回分析を行った。その結果、2番染色体部分欠損や、9番染色体長腕末端の重複(10Mb)を伴う精神遅滞では、患児の整列異常は健常者の約2-4倍で、その家族はいずれも正常値を示した。他の症例では、保因者にも整列異常が20%以上と高い場合があり、凍結保存や培養の状態が影響する可能性が示唆された。これに関しては別ロットの細胞株の使用や、陽性の基準を30%以上と厳しくすることが必要と示された。本研究の解析により、モナストロールを用いた染色体整列異常検索法は、未知の発達障害の診断法として有用性が高いことが判明した。また、免疫染色法を併用することで、整列異常と紡錘糸の配列の乱れが強く関連していることが明らかになった。染色体サイクル、特に分裂中期の姉妹染色分体の整列と分配について、近年多くのタンパク質が関与していることが明らかになっており、知的障害を伴う未知の発達障害で、これらのタンパク質の異常が報告されている。今後も症例数を増やし、臨床症状と整列異常の関連を解析すること、姉妹染色分体の構築と分配に関わるタンパク質の異常の有無を調べることにより本方法の早期診断法としての有用性をさらに高めることができると考えられる。
微分幾何的性質に基づく曲線・曲面の生成

本研究は、両端点での位置、接線方向、曲率などが指定された状況において、曲線セグメントの曲率をできるだけ制御しようとするものである。そのため曲率と弧長の関係をexplicit Bezier曲線またはexplicit B-spline曲線によって指定し、それを積分することによって曲線を生成し、指定された位置や接線方向などの条件にあうように、explicit曲線の制御曲率を自動的に変化させるものである。本年度は、この曲線を空間曲線へと拡張し、対話的制御を行うための理論構築とその検討を主として行った。空間曲線は、曲率と捩率をexplicit曲線で表現し、初期条件のもと、Serret-Ferenetの式を用いて空間曲線を生成することができる。空間曲線においては、平面曲線と異なり方向角という概念がないため、平面曲線の理論をそのまま応用することができない。このため最適化の段階が増えてしまうが、両端点の位置、接線方向を指定して空間曲線セグメントを生成するアルゴリズムの構築を行った。曲線セグメントの生成に必要な2段階の最適化をより効率化できないかの検討を行ったが、現時点では良い手法は見つかっていない。今後も検討を続けていくが、良い方法が見つからない場合には2段階の最適化を用いて空間曲線生成のアルゴリズムが正しく動作するのかの検証を行う予定である。また、昨年度までに実装した平面曲線に関しても、曲線の性質を理解するために、様々な条件下でG^2 Hermite補間が可能な領域を可視化するなどのデータの取得を行った。これらのデータを元に、より広いG^2 Hermite補間が可能な曲線を生成できるための検討を行っていく。効率性については検討の余地は残されているが、当初の目的としていた空間曲線の対話的制御に関するアルゴリズムを理論的に構築することができたため、概ね順調に研究は進んでいる。平成31年度は、前年度までの研究結果を踏まえ、次の研究を行う予定である。(1)曲率変化の単調性を保ちながら曲線セグメントを生成する手法の考案:平面曲線に関して、両端点での位置、接線方向、曲率などをしてして曲線セグメントを生成する手法は構築できているが、曲率変化の単調性を保証することはできていない。理論的に可能な場合に、曲率変化の単調性を保証することができるようなアルゴリズムの構築を目指す。(2)空間曲線の生成のアルゴリズムの再検討・実装:作成した空間曲線の生成理論を実装し、理論に問題点がないか理論が正しく動作するのかの検証を行う。また、さらに効率化を行うことができないかの検討も行う。(3)曲線の印象評価へ向けた特性分析に関する研究:今後、曲線の印象評価の研究へ向けて、点群が与えられた際に人が引いた直線と人の特性の関連を調べる研究も行う。この研究を基礎とし、今後、曲線の印象評価に関する基礎としていく予定である。本年度は,デザイナにとって好ましい平面曲線を容易に生成することを目的として,曲率プロットを陽的多項式Bezier/B-spline曲線で指定し,それを積分することによって曲線を生成する多項式Bezier/B-spline弧長パラメータ曲線に関する研究を主として行った.Bezier/B-spline弧長パラメータ曲線は,対数美的曲線と比較して曲線自体の美しさ(曲率対数グラフの直線性が必ずしも維持されない場合があるという意味において)は劣る場合があるが,より広い範囲のユーザ指定条件(G2 Hermite補間など)に対応し,かつ曲率変化の単調性を維持することが可能である.本年度の主たる成果を次に述べる.・曲率プロットを陽的Bezier/B-spline曲線で指定し,G1およびG2 Hermite補間を行う基礎理論の構築を行ない,プログラムとして実装し,正しく動作することを確認した.・G1 Hermite補間の条件を満足させながら,曲線上のcurvature comb上に表示された制御曲率を直接操作することによって,曲率を制御する手法を考案し,プログラムとして実装した.・G2 Hermite補間に関しても,曲率変化の単調性を維持しながら,理論的に可能なG2 Hermite補間の様々な条件に満足する曲線を生成できることを確認した.・G2 Hermite補間に関して,与えられた補間条件のもとで,理論的に可能な範囲のうちどれだけの領域をカバーできるのかを調べる実験を行なった.また,曲線セグメントが与えられた条件の元で一意に求まるのかどうか,G2 Hermite補間の条件が与えられた時に曲率の単調性を維持するような制御曲率を自動的にどのように求めるのかなど,今後の課題を見出すことができた.本年度の主たる目的としていたB-spline曲率関数に基づく曲線生成について,理論を構築し,プログラムとして実装することができた.また,実験で確認した範囲では,(曲率の単調性を保ちながらも)非常に広い範囲のG2 Hermite補間を行うことができることなどが確認でき,概ね順調に進んでいる.本研究は、両端点での位置、接線方向、曲率などが指定された状況において、曲線セグメントの曲率をできるだけ制御しようとするものである。

空間曲線は、曲率と捩率をexplicit曲線で表現し、初期条件のもと、Serret-Ferenetの式を用いて空間曲線を生成することができる。空間曲線においては、平面曲線と異なり方向角という概念がないため、平面曲線の理論をそのまま応用することができない。このため最適化の段階が増えてしまうが、両端点の位置、接線方向を指定して空間曲線セグメントを生成するアルゴリズムの構築を行った。曲線セグメントの生成に必要な2段階の最適化をより効率化できないかの検討を行ったが、現時点では良い手法は見つかっていない。今後も検討を続けていくが、良い方法が見つからない場合には2段階の最適化を用いて空間曲線生成のアルゴリズムが正しく動作するのかの検証を行う予定である。また、昨年度までに実装した平面曲線に関しても、曲線の性質を理解するために、様々な条件下でG^2 Hermite補間が可能な領域を可視化するなどのデータの取得を行った。これらのデータを元に、より広いG^2 Hermite補間が可能な曲線を生成できるための検討を行っていく。効率性については検討の余地は残されているが、当初の目的としていた空間曲線の対話的制御に関するアルゴリズムを理論的に構築することができたため、概ね順調に研究は進んでいる。平成30年度は,弧長パラメータ曲線を平面曲線から空間曲線に拡張するともに,平成29年度に見出された今後の課題について解決できないかを検討する.研究代表者と研究分担者は,対数美的空間曲線を用いたG1 Hermite補間手法を提案しているが,曲率及び捩率に対する強い拘束から,両端点での曲率を指定するG2 Hermite補間には適用は困難であった.そこで,平成29年度の研究を曲率及び捩率を陽的多項式(B-spline)曲線で指定し,空間曲線を生成する手法に関する研究を行う.曲率および捩率を陽的多項式曲線で指定し,初期条件を与えれば,Frenet-Serretの式を用いて空間曲線を生成することは困難ではない.しかしながら,G1 (or G2) Hermite補間を行うには,2段階の最適化が必要であると現段階では予測している(対数美的曲線では1段階の最適化であった).より効率化できないかなどの理論的研究を行うとともに,理論の実装を行う予定である.また,曲面生成に関する研究も継続して行なって行く.平成31年度は、前年度までの研究結果を踏まえ、次の研究を行う予定である。(1)曲率変化の単調性を保ちながら曲線セグメントを生成する手法の考案:平面曲線に関して、両端点での位置、接線方向、曲率などをしてして曲線セグメントを生成する手法は構築できているが、曲率変化の単調性を保証することはできていない。理論的に可能な場合に、曲率変化の単調性を保証することができるようなアルゴリズムの構築を目指す。(2)空間曲線の生成のアルゴリズムの再検討・実装:作成した空間曲線の生成理論を実装し、理論に問題点がないか理論が正しく動作するのかの検証を行う。また、さらに効率化を行うことができないかの検討も行う。(3)曲線の印象評価へ向けた特性分析に関する研究:今後、曲線の印象評価の研究へ向けて、点群が与えられた際に人が引いた直線と人の特性の関連を調べる研究も行う。この研究を基礎とし、今後、曲線の印象評価に関する基礎としていく予定である。
広域陸面から対流圏への窒素酸化物鉛直輸送量の評価

仙台市内の代表的幹線道路である国道48号線(北四番町通り、幅員27m)において、都市キャニオン(道路)内の窒素酸化物濃度(NOとN02のモル和)の高度分布を測定し、その特徴を明らかにしていたが、さらに乱流輸送理論に基づいて、その法則を明らかにした。高度約1.5m以下では、濃度は高さに依らず、等濃度層を成している。それより上空では、窒素酸化物濃度は、高度zの対数1nzの一次関数で表される。即ち接地気層と同様の対数則が成立する。等濃度層は、発生源が地表面より数十cm高いところにあることと、走行する車両によって強制混合されることにより形成されるものである。対数則層の濃度の高度分布より、摩擦濃度が決定される。この摩擦濃度は、等濃度層上端の濃度の関数であることが、大気境界層理論および観測により明らかになり、定式化された。さらに、一般には大気の温度成層は中立ではなく不安定あるいは安定成層をなす。この効果を、接地気層の理論に基づいて取り入れ、窒素酸化物の鉛直輸送量の日変化および地域分布を計算することが可能になった。広域に渡って窒素酸化物の鉛直輸送量を計算するためには、地上付近での窒素酸化物濃度のデータの他に、大気安定度に関する情報が必要である。この問題に対して、従来から東北大学気象学研究室で開発されてきた熱収支モデルをさらに改良して用いた。特に、東北地方では冬季には積雪があるので、そのような場合に対する熱収支モデルも開発し、窒素酸化物の鉛直輸送モデルに組み込んだ。これらの理論体系から、窒素酸化物の鉛直輸送量が評価された。1991年1998年の8年間の平均では、発生源である道路の場合、幅27m・長さ100mの道路より、N02換算で、年間625kgの窒素酸化物が上空に輸送されている。道路から離れた地域では、ほぼその1/3であった。仙台市内の代表的幹線道路において、8高度で測定した都市キャノピー内の窒素酸化物(NOとNO2のモル和)の1日平均値の鉛直分布の特別観測18例を用いて、摩擦NOX濃度C*を計算した。その特別観測地の近くにある県の測定局「木町自動車排出ガス測定局」の1日平均のNOX濃度との関係を調べた。その結果、C*と木町自排局の一日平均濃度C(木町)はC*=0.0416C(木町)と表現され、相関係数は0.9以上であった。この関係を仙台市内の7カ所の自動車排出ガス測定局及び一般環境測定局4カ所について応用し、19911998年のNOX鉛直輸送量を計算した。C*とC(公的測定局濃度)の関係式は、温度成層が非中立の場合は成立しない。そこで、顕熱輸送量を計算し、大気安定度を計算に取り入れた。顕熱輸送量は東北大学気象学研究室で開発した接地境界層モデルを改良して計算した。その結果以下のようなことが分かった。晴天日の場合特に暖候期では、日中、NOX鉛直輸送量が非常に大きくなり、混合層上部にまで運ばれることが分かった。夜間は放射冷却のため、鉛直輸送量は非常に小さくなる。雲量が多い場合日中と夜間の鉛直輸送量の差が小さくなる。冬季北西の風が強い場合は、大気安定度が弱くても、強制混合のため鉛直フラックスは大きい。

自排局の8年間のNOX鉛直輸送量は、道路幅26.9m(7つの道路の代表的幅員)、道路長100mから年間平均NO2換算で625kgの窒素酸化物が対流圏中・上部に運ばれる結果を得た。一般環境測定局4地点の平均は、1/3以下で195kgであった。更に、宮城県郊外および福島県について計算中であり、同時に、海陸風や山谷風の影響を数値シミュレーションを用いて検討している。毎年1回宮城県全域のNO2測定値が10年間分あり、その利用を検討している。また微量気体の鉛直輸送の研究を行った。仙台市内の代表的幹線道路である国道48号線(北四番町通り、幅員27m)において、都市キャニオン(道路〉内の窒素酸化物濃度(NOとNO2のモル和)の高度分布を測定し、その特徴を明らかにしていたが、さらに乱流輸送理論に基づいて、その法則を明らかにした。高度約1.5m以下では、濃度は高さに依らず、等濃度層を成している。それより上空では、窒素酸化物濃度は、高度zの対数1nzの一次関数で表される。即ち接地気層と同様の対数則が成立する。等濃度層は、発生源が地表面より数十cm高いところにあることと、走行する車両によって強制混合されることにより形成されるものである。対数則層の濃度の高度分布より、摩擦濃度が決定される。この摩擦濃度は、等濃度層上端の濃度の関数であることが、大気境界層理論および観測により明らかになり、定式化された。さらに、一般には大気の温度成層は中立ではなく不安定あるいは安定成層をなす。この効果を、接地気層の理論に基づいて取り入れ、窒素酸化物の鉛直輸送量の日変化および地域分布を計算することが可能になった。広域に渡って窒素酸化物の鉛直輸送料を計算するためには、地上付近での窒素酸化物濃度のデータの他に、大気安定度に関する情報が必要である。この問題に対して、従来から東北大学気象学研究室で開発されてきた熱収支モデルをさらに改良して用いた。特に、東北地方では冬季には積雪があるので、そのような場合に対する熱収支モデルも開発し、窒素酸化物の鉛直輸送モデルに組み込んだ。これらの理論体系から、窒素酸化物の鉛直輸送量が評価された。1991年1998年の9年間では、発生源である道路長100mより、年間平均NO2換算で、625kg、道路から離れた地域では、ほぼその1/3であった。
肺癌所属リンパ節における制御性Ｔ細胞の意義と免疫抑制機構の解除

肺癌患者の所属リンパ節における制御性T細胞(Treg)のFoxp3発現を解析し、その臨床的意義を検討した。非小細胞肺癌の所属リンパ節において、Tregの増加は有意な予後不良因子であった。またTregによるCTL誘導の抑制にはTGF-βが関与しており、Tregを除去することで腫瘍特異的CTLの誘導効率が改善した。Tregに関連する免疫応答を明らかにすることは、肺癌の再発リスクの予測の上で有用である。制御性T細胞(Treg)は抗腫瘍免疫応答を抑制し、癌の進展、転移との関連性が指摘されている。肺癌の免疫逃避機構の解明を行うため、肺癌患者における所属リンパ節や、末梢血リンパ球の制御性T細胞(Treg)の発現を検出し、その臨床的意義を見い出すことを目的に研究を行っている。方法は、所属リンパ節および末梢血のリンパ球をモノクーロナル抗体にて、CD4、CD25、Foxp3を染色し、細胞内FACSにおいて解析し、CD4,CD25、Foxp3のいずれもが陽性であるリンパ球をTregとした。非小細胞肺癌176例の内、術前治療の行われていない、また免疫抑制剤の使用のない158例を対象とした。Tregの比率は、リンパ節において、末梢血リンパ球よりも有意に高頻度であった。病理病期別のリンパ節リンパ球では、IA期1.29%、IB期1.15%、II期1.31%、III期1.37%であった。リンパ節リンパ球においてCD4陽性細胞の中のTregの割合が、1%より低い群を低値群、1%以上を高値群とした場合、5年生存率は低値群で84.4%、高値群63.5%であり、有意に高値群の予後が不良であった。病理病期I期においても、5年生存率は低値群で91.4%、高値群84.8%であり、有意に高値群の予後が不良である事が明らかとなった。肺癌の免疫逃避機構の解明を行うため、肺癌患者における所属リンパ節や、末梢血リンパ球の制御性T細胞(Treg)の発現を解析し、その臨床的意義を見い出すことを目的に研究を行っている。今年度は、Tregに特異的に転写因子Foxp3を指標として、病理病期I期肺癌における肺癌所属リンパ節におけるTregの頻度および肺癌の微小転移との関連を検討した。方法は、外科切除された肺門縦隔リンパ節を混合し、mRNAを抽出、cDNAに変換した。Tregの指標としてFoxp3を用い、肺癌細胞の指標としてcytokeratin 19 (CK19)を用いて、それぞれの発現をreal-time PCRにて評価した。対象は、2005-07年に外科切除がなされた病理病期I期非小細胞肺癌131例。男性75例、女性56例、平均年齢71歳。組織型は、腺癌99例、扁平上皮癌21例、大細胞癌5例、その他6例であった。internal controlの基準としてはβ-actinを使用し、β-actinとの発現比で、Foxp3およびCK19の発現量を相対的に定量した。Foxp3の発現が、β-actinに比較して0.06より低い群を低値群、0.06以上を高値群とし、CK 19では0.011より低い群を低値群、0.011以上を高値群とした。5年生存率はFoxp3低値群で90.3%、高値群79.3%であり、低値群で有意に良好であった(p = 0.047)。また、CK19についての5年生存率は、低値群で88.9%、高値群83.6%であったが、有意差は認めなかった。肺癌所属リンパ節におけるCK19とFoxp3発現は、弱い相関関係を認めた。非小細胞肺癌の所属リンパ節において、Foxp3の高発現は有意な予後不良因子であった。非小細胞肺癌の所属リンパ節における宿主の抗腫瘍免疫応答を明らかにすることは、再発リスクの予測の上で有用であると考えられた。非小細胞肺癌患者の末梢血リンパ球および所属リンパ節リンパ球におけるTreg細胞の頻度の比較および臨床因子との相関を検討する。今年度は、細胞内FACSの手法を用いてFoxp3の発現をフローサイトメトリーにて解析した。2003年1月から、2004年3月までに当科にて手術した肺癌患者で所属リンパ節リンパ球および末梢血リンパ球が凍結保存できている症例84例について解析を行い、所属リンパ節リンパ球では4.4%、末梢血リンパ球では2.8%と所属リンパ節リンパ球にて有意に高い比率で制御性T細胞を認めた。腫瘍浸潤リンパ球においては10.4%とさらに有意に高い比率でTregを認めました。

現時点では、組織型および病理病期などの因子との関連は認められていない。次に、病理病期第1期非小細胞肺癌患者58例の所属リンパ節より、RNAを抽出し、cDNAに変換した。所属リンパ節におけるFoxp3の特異的Primerを設計し、発現解析をquantitive PCRにて行った。Stage IAが40例、Stage IB18例であった。Stage IA症例の所属リンパ節リンパ球におけるFoxp3遺伝子の発現は、&#61538;-actinに比べて0.088で、Stage IB症例では0.081であり、差を認めなかった。&#61538;-actinに比べて0.051をカットオフとして、高値群28例で低値群28例に分けたところ、5年生存率は、高値群81.2%低値群92.3%と、Foxp3遺伝子の発現が低い群が予後良好である傾向を示した(p = 0.268)。今後も、さらに症例を集積し、解析を続ける予定である。in vitroの実験系において、CTL誘導時にTGF-βを添加すると、CTL誘導が阻害され、制御性T細胞の増加を認めること、およびCTL誘導時に制御性T細胞を除去することで、CTLの誘導効率が上がることを明らかにし、論文発表した。肺癌所属リンパ節における制御性T細胞の割合をCD4・CD25・Foxp3を指標にフローサイトメトリーにより解析し、制御性T細胞の多寡が予後因子となることを明らかにしてきたため。Foxp3を指標とするフローサイトメトリReal time PCRの条件設定が終了し、検体の解析が予定通り進んでいるため。肺癌所属リンパ節における制御性Tリンパ球をCD4・CD25・Foxp3を指標にReal time PCRとフローサイトメトリの2つの手法にて評価し、どちらが優れているかを検討する。リンパ節リンパ球における制御性Tリンパ球の比率の臨床的意義について解析する。さらに、所属リンパ節への微小転移をサイトケラチンをマーカーとしてReal time PCRで評価し、制御性Tリンパ球の存在との相関性を検討する。細胞培養に関わる培地やディスポザブルのプラスティック製品や、細胞表面抗原の抗体の購入、また遺伝子解析に必要な種々の消耗品ならびにキット製剤や遺伝子増幅に必要な試薬の購入に対し物品費80万円の予算を計画している。また、旅費に関しては研究成果発表に要する国内旅費20万円、その他費にはRI購入費・動物購入費・検査料・雑誌投稿料とし10万円の予算を計画している。研究費は主にフローサイトメトリやReal time PCRの試薬費・ディスポ製品及び学会発表の経費に用いる予定である。4月に新たな試薬購入をするため次年度に繰り越している。