hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
フーリエ制限法による非線形分散型偏微分方程式の適切性の解明

特に,前年度に得たKdV方程式の大域適切性について,I-メソッドを用いて大域解を構成する部分の完全な証明を与えた.対応するCollianderら(2003年)の結果と基本的に同じ方針であるので論文では省略したが,計算の過程を完全に記述した文献は少ないと思われ,また詳細な計算の帰結として初期値空間における大域解の増大評価をより精密な形で得ることができた.今年度の研究では,ザハロフ方程式の周期境界条件下での初期値問題の適切性について著しい進展があった.ザハロフ方程式はプラズマ物理におけるラングミュア乱流のモデルとされ物理的にも重要な非線形分散型方程式の一つである.空間領域をユークリッド空間とした(周期境界条件を課さない)場合にはザハロフ方程式の適切性は非常によく研究されているが,周期境界条件を扱った結果は過去に空間1次元でしか知られていなかった.本研究では空間2次元以上の場合に,初期値をソボレフ空間にとり,フーリエ制限ノルムによる時間局所適切性の証明を与えた.特に2次元の場合にはエネルギー空間における適切性を示し,また得られた結果が逐次近似法を用いる限り最良であることもわかった.1次元では未知関数の周期が適切性の成り立つソボレフ指数に影響を与えることが知られていたが,2次元では周期による結果の差異がなくなるという興味深い事実も判明した.これは角度成分の存在による非線形相互作用の複雑化が原因であり,本研究の核心部分である非線形相互作用の精密な解析を行うことで初めて示されるものである.また,周期境界条件下ではユークリッド空間の場合に比べて平滑化効果が弱く,逐次近似項の適切な評価式を得ることが格段に困難となるが,方程式の幾何的性質を最大限に活用することによってそれを克服した.これらの結果は台湾の国立成功大学で開催された国際会議等で発表した.さらに,2次元の場合にI□メソッドを適用し,エネルギー空間より広いクラスでの小さい初期値に対する時間大域適切性も示した.2次元ユークリッド空間の場合には同様の結果が知られていたが,本研究ではI□メソッドにおいて中心的な役割を果たす「殆ど保存する修正エネルギー」の構成過程を見直すことでその結果を改善し,周期境界条件下の場合にも時間局所適切性のための評価式をうまく適用して同様の大域適切性を得た.
ヒト甲状腺濾胞培養系におけるToll様受容体(TLR)の内分泌・免疫学的な役割

一般に、われわれの体細胞に細菌やウイルスが感染すると、Toll-like receptor (TLR)系を介する自然免疫系が作動し、1型interferon系が活性化され、生体防御機構が発動する。これまで当研究室では、正常なヒト甲状腺細胞には2本鎖RNAを認識するTLR3が発現していることを、ヒトの全遺伝子を解析できるoligo-microarrayおよびreal-time PCR法にて立証してきた。さらに、ウイルス感染モデルとして用いられる2本鎖RNAを添加すると1型IFN系が迅速に活性化され、同時に甲状腺機能(^<125>Iの取り込み、および_<125>I-T3+^<125>I-T4の培養液中への分泌)が抑制されることを見いだし、日本甲状腺学会や米国甲状腺学会にて報告した。この研究は、1本鎖RNAまたは2本鎖DNAウイルスなど,どのようなウイルスでも甲状腺細胞内にウイルスが侵入すると、細胞内で2本鎖RNAが生じるので、甲状腺機能は障害され、また1型IFN系が活性化されて、細胞性免疫が活性され、亜急性甲状腺炎が生ずることを示唆している。これまで、亜急性甲状腺炎にはpathognomonicなウイルスが同定されていなかったことも、今回のin vitroの実験結果と矛盾しない。この仕事はENDOCRINOLOGY誌の審査員3名より臨床的意義があると高く評価されており、いずれも鋭いcriticismがあったが、3月17日にようやくacceptとの返信があった。なお、我々の開発したヒト甲状腺濾胞の浮遊培養系は、血中濃度のヒトTSHに反応して、^<125>Iを取り込み、1培養液中にde novoに合成された甲状腺ホルモン(^<125>I-T3+^<125>I-T4)を分泌できる。この理想的なバイオアッセイ系を用いて、大量の無機ヨードは,種々の血管内皮細胞増殖刺激因子(主としてVEGF-A)の産生を抑制し、血管内皮細胞の抑制因子を活性化することにより、血流量が減少するように作用することを見いだした。バセドウ病や橋本病では、ウイルス感染が契機となって発症するとの仮説があるが、実験系の確立が難しく、今日まで全く検討されていない。当研究室ではヒト甲状腺濾胞の浮遊培養系を確立し、これまでインターフェロン(IFN)や種々のサイトカインの甲状腺機能に及ぼす影響を検討している。そこで、この培養系にdouble stranded RNA(dsRNA)を添加して培養し(これはウイルス感染モデルと考えてよい)、1-5日後にtotal RNAを抽出し、ヒトの全遺伝子を解析できるmicroarrayを用いてdsRNAがどのように影響するかを検討した。これまで、(1)dsRNA添加により甲状腺機能が抑制される。(2)しかし、single stranded RNAやdouble stranded DNAは甲状腺機能を抑制しない。(3)dsRNA添加により、toll-like receptor(TLR)が活性化される。特に、ウイルスを認識するTLR3が活性化される。(4)dsRNA添加によりIFN-αやIFN-βが活性化される。(5)Real time PCRで解析すると、dsRNA添加後、IFN-βは迅速に反応し、1-2時間後にピークに達する。ことなどが判明している。現在、このdsRNAによる甲状腺機能抑制作用が細胞膜上に発現しているIFN受容体を介して生じるものか否かを抗TLR3抗体を用いて検討中である。

これらのin vitroのデータは、ウイルス感染が甲状腺に起こると、甲状腺機能は抑制され、橋本病や亜急性甲状腺炎の端緒となる可能性を示唆していると推測される(J Clin Endocrinol Metabに投稿中)。なお、この一連の実験中、甲状腺濾胞に余剰があるときには、TSHや無機ヨードや、薬剤の甲状腺機能に及ぼす影響も併せて検討している。このような仕事は、海外からも高い評価を受けており、microarrayの単行本の一章の執筆を依頼された。一般に、われわれの体細胞に細菌やウイルスが感染すると、Toll-like receptor (TLR)系を介する自然免疫系が作動し、1型interferon系が活性化され、生体防御機構が発動する。これまで当研究室では、正常なヒト甲状腺細胞には2本鎖RNAを認識するTLR3が発現していることを、ヒトの全遺伝子を解析できるoligo-microarrayおよびreal-time PCR法にて立証してきた。さらに、ウイルス感染モデルとして用いられる2本鎖RNAを添加すると、1型IFN系が活性化され、同時に甲状腺機能(^<125>Iの取り込み、および^<125>I-T3+^<125>I-T4の培養液中への分泌)が抑制されることを日本甲状腺学会や米国甲状腺学会にて報告した。この研究は、一本鎖RNAまたは2本鎖DNAウイルスなどのウイルスでも甲状腺細胞内にウイルスが侵入すると、細胞内で2本鎖RNAが生じるので、甲状腺機能は障害され、また1型IFN系が活性化されて、細胞性免疫が活性され、亜急性甲状腺炎が生ずることを示唆しており、臨床的意義が高く、米国の甲状腺専門医より高く評価されている。現在、専門誌(Endocrinology)に投稿中であり、より鮮明なTLR3の免疫染色写真を要求されている。最近、ようやく免疫組織化学的に鮮明な組織像を得ることができたので、確実にacceptされるものと思われる。なお、我々の開発したヒト甲状腺濾胞の浮遊培養系は、血中濃度のヒトTSHに反応して、^<125>Iを取り込み、培養液中にde novoに合成された甲状腺ホルモン(125I-T3+125I-T4)を分泌できる。この理想的なバイオアッセイ系を用いて、大量の無機ヨードは,種々の血管内皮細胞増殖刺激因子(主としてVEGF-A)の産生を抑制し、血管内皮細胞の抑制因子を活性化することにより、血流量が減少するように作用することを見いだした。
大次元問題高速解析法を用いたマルチ接合界面設計システムの開発

金属-セラミックス-高分子間の同材および異材間の新接合技術の効率的な開発のために有用なマルチ接合界面設計システムの開発を目的として、複雑現象を高速で解析可能な大次元問題高速解析法を開発し、本解析法を用いて、従来の構造解析ソフトでは困難あるいは不可能であった、発砲アルミニウムの力学特性や鋳造部品の熱変形の解析に成功するとともに、電磁シーム圧接法による鉄-アルミニウム合金接合体の接合性可否の主要因子を明らかにした金属-セラミックス-高分子間の同材および異材間の新接合技術の効率的な開発のために有用なマルチ接合界面設計システムの開発を目的として、複雑現象を高速で解析可能な大次元問題高速解析法を開発し、本解析法を用いて、従来の構造解析ソフトでは困難あるいは不可能であった、発砲アルミニウムの力学特性や鋳造部品の熱変形の解析に成功するとともに、電磁シーム圧接法による鉄-アルミニウム合金接合体の接合性可否の主要因子を明らかにした高度IT社会や先端医療分野においては、ナノおよびマイクロスケールの機器設計および開発が求められており、これまでは不可能とされていた金属-セラミックス-高分子間の同材および異材接合技術の開発が必要不可欠である。本研究では、これらの新接合技術の効率的な開発のために有用な、大次元問題高速解析法を用いたマルチ接合界面設計システムの開発を目指す。平成18年度においては、主に以下の研究を実施した。1.申請者らが発明した自己相似階層分散型演算法に基づいた、大次元問題高速解析法を用いて異材接合体の力学的特性を評価するため、新たな節点変位修正法を開発し、剛性率比が1:100の異材継手の変形解析が可能になった。2.三次元の力学的ならびに熱的問題を高速に解析するため、自己相似階層分散型演算法を、平板の曲げたわみ問題および立方体の非定常熱伝導問題に適用し、高速解析が可能なことを実証した。また、X線CTスキャン装置を用いて取得した発泡アルミニウムならびに溶接欠陥を含むアルミニウム合金継手の三次元映像を元に三次元構造モデルを構築し、自己相似階層分散型演算法を用いて、力学的特性(応力-ひずみ応答)が解析可能であることを実証した。3.自己相似階層分散型演算法の並列化を行い、二次元平板を対象にした力学的問題に適用し、合計5台(親機1台、子機4台)のパーソナルコンピュータを用いて、役4倍の高速化が可能なことを実証した。4.マルチ接合異材設計システムに対するニーズの調査を行い、本研究で開発する設計システムの評価の一つとして、磁性特性の異なる異材積層材(強磁性材と軟磁性材との積層材)の開発における熱・応力評価が適当であることが分かった。高度IT社会や先端医療分野においては、ナノおよびマイクロスケールの磯器設計および開発が求められており、これまでは不可能とされていた金属-セラミックス-高分子間の同材および異材接合技術の開発が必要不可欠である。平成19年度においては、主に以下の研究を実施した。1.構造物の破壊強度を、直接、数値解析により定量化する手法として開発してきた界面要素を、平成18年度において開発した二次元問題を対象とする大次元問題高速解析法に導入するため、4節点1要素の内部に、16節点を持ち、普通要素4要素と界面要素4要素から構成される仮想的マルチクラック要素を開発した。この仮想的マルチクラック要素を、大次元問題高速解析法における最下層要素に用いることにより、大次元問題高速解析法を用いて構造物の破壊強度を解析的に推定することが可能となった。2.界面要素を導入した大次元問題高速解析法を実証するため、円孔および亀裂を有する平板の破壊過程の解析に加えて、結晶における粒界三重点を模擬した簡易結晶モデルおよび介在物を模擬した簡易不均一モデルを対象に、二次元解析を実施し、解析可能であることが明らかにした。3.平成18年度、三次元の力学的ならびに熱的問題を高速に解析するために開発した、自己相似階層分散型演算法に基づいた、大次元問題高速解析法を並列化し、最新の4コアCPU(1CPUで4個のジョブを並列処理可能なCPU)を2個搭載したワークステーションを用いて、親機1台および子機8台に相当する形での解析を実施し、約6倍の高速化が可能なことを実証した。高度IT社会や先端医療分野においては、ナノおよびマイクロスケールの機器設計および開発が求められており、これまでは不可能とされていた金属-セラミックス-高分子間の同材および異材接合技術の開発が必要不可欠である。平成20年度においては、主に以下の研究を実施した。1.平成19年度までに開発を行ってきた自己相似階層分散型演算法に基づいた、大次元問題高速解析法を異材接合体の解析に適応するうえで認められた、解析の収束性の問題を改善するため、新たに階層型マルチグリッド法に基づいた、大次元問題高速解析法を開発した。また、空間的ならびに時間的に、居所的な剛性の異方性が発生する鋳造部品の熱変形問題を対象に解析を行い、汎用構造解析ソフトの57倍の高速化を、さらに汎用ソフトでは不可能なより高分解な解析が可能であることを実証した。

2.自己相似階層分散型演算法ならびに階層型マルチグリッド法のいずれにおいても生じる可能性がある、変位境界条件における解析の収束性の問題を改善した、改良型大次元問題高速解析法を開発し、複雑な境界条件問題を対象に、解析の有用性を実証した。3.異材接合体の接合性を解析的に検討する問題の一例として、電磁シーム圧接法による鉄-アルミニウム合金接合体を対象に、オイラー・ラグランジュ連成法による大次元解析を行い、実験における界面近傍の組織分布ならびに接合性との比較から、接合時に接合界面近傍に生成する局所的な塑性ひずみの分布形態が、接合性の可否を決定する主要な因子であると考えられることを実証した。
ウイルス耐病性責任遺伝子を用いた天然魚における遺伝子選抜育種技術の開発

(実験項目1)天然魚(ヒラメ稚魚)を用いたリンホシスチス耐病性遺伝子候補の相関解析京都大学舞鶴水産実験所において天然ヒラメ稚魚を約400尾を採捕した。最有力耐病性候補遺伝子の機能ドメイン内に存在するSNPと第2候補遺伝子内のSNPにより、遺伝子選抜を実施した。最有力耐病性候補遺伝子で耐病性系統と同じSNPを保持する個体は7尾(うち2尾は人為感染実験前に死亡)、第2候補遺伝子では8尾、最有力候補と第2候補の両方のSNPを保持する個体は3尾だった。人為感染実験には、上記16尾および陰性対象として上記2遺伝子のSNPを保有しない個体12尾を用いた。人為感染実験での発症個体、非発症個体と耐病性候補遺伝子内のSNPsとの関連性を解析したが、これまでのところ関連性は明らかにならなかった。最有力耐病性候補遺伝子内の他のSNPsは実験所でのDNA解析が困難で、今年度の遺伝子選抜には利用していなかった。そのため、今回の人為感染実験サンプル17尾について、全ゲノムリシーケンス解析による相関解析を行うとともに、最有力耐病性候補遺伝子内の他のSNPsとの関連性について解析を進めている。(実験項目2)リンホシスチス耐病性形質の候補責任遺伝子を用いて選抜された天然親魚の次世代集団を用いた連鎖解析(2-1)リンホシスチス耐病性形質の候補責任遺伝子を用いた天然親魚の選抜・・・・・千葉県館山市内で水揚げされる活ヒラメを購入し、最有力耐病性候補遺伝子および第2候補遺伝子について、耐病性系統と同じSNPを保持する個体を探索した。第2候補遺伝子で2尾得られ、精子の凍結保存を実施した。(2-2)遺伝子選抜された天然魚からの次世代集団の作出・・・・・神奈川県水産技術センターにおいては、昨年度に得られた親魚と感受性系統を交配し、解析家系を作出することが出来た。(実験項目1)天然魚(ヒラメ稚魚)を用いたリンホシスチス耐病性遺伝子候補の相関解析天然魚(ヒラメ稚魚)を採捕し、採捕したヒラメ稚魚を用いて耐病性候補遺伝子内のSNPsを用いて遺伝子選抜し、その後に人為感染実験および関連解析を実施したことから、研究の進捗はおおむね順調に進展していると判断した。今回の解析では、関連性をまだ明らかにすることは出来なかったが、天然魚を用いたリンホシスチス耐病性候補遺伝子の相関解析系を確立できた。今後は、耐病性候補遺伝子内の他のSNPsを用いて再度実験を行うことで、より正確な評価ができると考えている。(実験項目2)リンホシスチス耐病性形質の候補責任遺伝子を用いて選抜された天然親魚の次世代集団を用いた連鎖解析(2-1)リンホシスチス耐病性形質の候補責任遺伝子を用いた天然親魚の選抜・・・・・ヒラメ天然魚において、リンホシスチス耐病性候補遺伝子の該当SNPを保持する個体が得られたことは、非常に大きな進展であると考えている。また、採捕された天然ヒラメ(親魚候補)は減耗が大きいことから、解析個体が死亡する前に精子の凍結保存を実施した。精子の凍結保存により効率的に次世代作出を可能にしたことから、おおむね順調に進展していると判断した。(2-2)遺伝子選抜された天然魚からの次世代集団の作出・・・・・遺伝子選抜された天然魚から、次世代集団を作出することが出来たことから、おおむね順調に進展していると判断した。(実験項目1)天然魚(ヒラメ稚魚)を用いたリンホシスチス耐病性遺伝子候補の相関解析ヒラメ稚魚を用いたリンホシスチス耐病性候補遺伝子の相関解析を継続する。京都大学舞鶴水産実験所において天然魚(ヒラメ稚魚)を採捕し、最有力耐病性候補遺伝子内の他のSNPsも用いて遺伝子選抜を実施する予定である。また、人為感染実験個体については、全ゲノムリシーケンス解析による相関解析を行う。これまでの人為感染実験サンプルとともに、最有力耐病性候補遺伝子の塩基配列を詳細に解析し、耐病性形質とSNPsとの関連性を精査する予定である。(実験項目2)リンホシスチス耐病性形質の候補責任遺伝子を用いて選抜された天然親魚の次世代集団を用いた連鎖解析(2-1)リンホシスチス耐病性形質の候補責任遺伝子を用いた天然親魚の選抜・・・・・千葉県館山市内で水揚げされる活ヒラメを購入し、最有力耐病性候補遺伝子および第2候補遺伝子について、耐病性系統と同じSNPを保持する個体の探索を継続する。(2-2)遺伝子選抜された天然魚からの次世代集団の作出・・・・・これまでに凍結保存した精子を用いて、次世代集団の作出を試みる。現在、ヒラメ種苗生産施設の多くで、ウイルス病による種苗生産不良が起こっているため、研究連携機関において種苗生産が安定するまで種苗生産の実施を見送る場合がある(凍結保存精子に限りがあるため)。(2ー3)遺伝子選抜された天然魚から作出された次世代集団の人為感染実験および(2ー4)遺伝子選抜された天然魚から作出された次世代集団の人為感染実験サンプルの連鎖解析・・・・・これまでに作出した解析家系については人為感染実験を行い、耐病性形質の連鎖解析を実施する。(実験項目

1)天然魚(ヒラメ稚魚)を用いたリンホシスチス耐病性遺伝子候補の相関解析京都大学舞鶴水産実験所において天然魚(ヒラメ稚魚)をおよそ500ー600尾採捕した。これらの魚のうち、5cm以上の比較的大型の稚魚を約50尾、5cm以下の小型の稚魚約100尾を感染実験に供試した。感染実験初期に、小型の稚魚で無摂餌による死亡と考えられる個体や採捕時のスレや他疾病による影響と考えられる死亡個体があり、最終的に半数程度の感染実験となった。生残魚の中でリンホシスチス病発症の有無を解析した結果、未発症個体は1尾で、症状が極僅かの個体が3尾だった。これらの個体とリンホシスチス耐病性候補遺伝子のSNPを解析したが、耐病性との関連性は見られなかった。(実験項目2)リンホシスチス耐病性形質の候補責任遺伝子を用いて選抜された天然親魚の次世代集団を用いた連鎖解析(2ー1)リンホシスチス耐病性形質の候補責任遺伝子を用いた天然親魚の選抜候補責任遺伝子の機能ドメイン内に存在する耐病性系統と感受性系統との差異(SNP)について、神奈川県水産技術センターと千葉県水産総合研究センターが保有するヒラメ天然親魚を用いて、耐病性系統と同一の配列を保有する個体を探索した。また、神奈川県内で水揚げされる活ヒラメを購入し、耐病性系統と同一の配列を保有する個体を探索した。神奈川県水産技術センターおよび千葉県水産総合研究センターが保有するヒラメ天然親魚において、それぞれ1尾と2尾がリンホシスチス耐病性候補遺伝子の該当SNPを保持することが明らかとなった。神奈川県内で水揚げされる活ヒラメを購入し、耐病性系統と同一の配列を保有する個体を探索したが、該当する個体は得られなかった。リンホシスチス耐病性候補遺伝子の該当SNPを保持する個体から次世代を作出するため、飼育を継続している。(実験項目1)天然魚(ヒラメ稚魚)を用いたリンホシスチス耐病性遺伝子候補の相関解析天然魚(ヒラメ稚魚)を採捕し、採捕したヒラメ稚魚を用いて感染実験および関連解析を実施したことから、研究の進捗はおおむね順調に進展していると判断した。今回の解析では、関連性が得られなかったが、感染実験初期の減耗によるサンプル数の減少、および他疾病の影響の可能性を考慮し、再度実験を行うことで、より正確な評価ができると考えれる。(実験項目2)リンホシスチス耐病性形質の候補責任遺伝子を用いて選抜された天然親魚の次世代集団を用いた連鎖解析(2ー1)リンホシスチス耐病性形質の候補責任遺伝子を用いた天然親魚の選抜すでに大型となり、種苗生産に用いられるヒラメ天然親魚を用いて、耐病性系統と同一の配列を保有する個体を探索し、リンホシスチス耐病性候補遺伝子の該当SNPを保持する個体が得られたことは、非常に大きな進展であると考えている。それらの個体から、次世代を作出するための飼育を継続してることから、順調に進展していると判断した。(実験項目1)天然魚(ヒラメ稚魚)を用いたリンホシスチス耐病性遺伝子候補の相関解析京都大学舞鶴水産実験所において天然ヒラメ稚魚を約400尾を採捕した。最有力耐病性候補遺伝子の機能ドメイン内に存在するSNPと第2候補遺伝子内のSNPにより、遺伝子選抜を実施した。最有力耐病性候補遺伝子で耐病性系統と同じSNPを保持する個体は7尾(うち2尾は人為感染実験前に死亡)、第2候補遺伝子では8尾、最有力候補と第2候補の両方のSNPを保持する個体は3尾だった。
ゲーム意味論と交差型システムによるプログラム検証

本研究は関数型プログラミング言語のモデルであるλ計算について「ゲーム意味論と交差型システムの対応関係」を確立し、得られた知見を基に並行計算のモデルであるπ計算の交差型システムを設計した上で検証等へ応用するものであった。(1) λ計算のモデルについて、前年度に得られた結果をさらに発展させ、非決定性プログラム・確率的プログラム・量子的プログラムなどを一様に扱うことのできる意味論の枠組みを与えることに成功した。この枠組は、通常の交差型システムの一般化であること理解することができ、「型が付くか否か」という質的な情報だけではなく、「どの程度型が付くのか」という量的な情報を扱うことができるものである。量的な情報を交差型システムを利用して記述する手法については多くの先行研究があるが、本成果は扱える量的な情報のクラスを非常に一般的な代数構造に拡張したことが新しい。本結果はトップ国際会議であるLogic in Computer Scienceに採録された。(2) π計算のための交差型システムについては、前年度までに技術的な課題が明らかになっていた。本年度は、技術的困難の詳細な調査と解決を目指し、π計算の理論を代数的観点から見直す研究を行った。成果は国際会議European Symposium on Programmingに再録された。本結果が明らかにしたことは、π計算は線形論理という論理体系の特殊な形であると理解できるこいうことである。線形論理と交差型システムの関連は良く知られており、本結果はπ計算の交差型システムへの指針を与えることが期待できる。本研究の目的である「交差型システムとゲーム意味論の関わり」について,以下の成果をあげた.(1)λ計算における交差型とゲーム意味論の対応関係について,型システムの概念である「型」とゲーム意味論の概念である「プレイ」の間に多対一の対応が存在することを示した.加えて微分λ計算という別の分野との関わりも明らかとなった.この結果は,大雑把に言えば,交差型システム、微分λ計算、そしてゲーム意味論の3つが本質的に同じ対象を記述していることを示しており,例えば微分λ計算の問題を解くのにゲーム意味論の伝統的なアイデアが使えることを示した.この結果はプログラム意味論分野の主要国際会議であるACM/IEEE Symposium onLogic in Computer Science 2016に採録された.さらに,この結果を発展させ,微分λ計算やゲーム意味論が組み合わせ論的なアイデアと繋がっていることを示した.(2)並行計算における交差型とゲーム意味論の対応関係について,並行計算のモデルである非同期π計算にゲーム意味論を与え,そこから交差型システムを抽出した.得られた交差型システムは完全であったが,健全性は持たないことを示した.健全性を持たないのは,並行計算に特有うの現象であるデッドロックが原因であることを突き止め,(強い意味で)デッドロックの起きないプログラムについては,型システムが完全かつ健全であることを示した.以上の結果は論文にまとめられ,International Conference on Foundations of Software Science and Computation Structures 2017に採録が決定している.申請書の実施計画の平成28年度分を課題は,大きく二つに分けられた.(1)関数型プログラミング言語(またはλ計算)に関する部分については,当初の計画以上に進展していると言える.当初の計画であった「関数型プログラミング言語における交差型とゲーム意味論の対応」については、想定通りの結果を得ることができ、プログラミング言語意味論分野の主要国際会議である国際会議ACM/IEEE Symposium onLogic in Computer Science 2016に採録された.さらに当初の想定よりも深い結果が明らかとなり,組み合わせ論との繋がりまで明らかとなった.(2)並行計算に関する部分については,当初の計画以上に進展した面もあったが、一方で当初の予定よりも困難であると判明した部分もある.当初の計画では,初年度にCCSという比較的簡単な並行計算のモデルについて研究を行い,翌年度以降に難しいが応用的な意義の大きいπ計算の研究に移る予定であった.扱うモデルの複雑さの意味では,現在の進捗は当初の計画を超え,π計算についてゲーム意味論と交差型システムを与えることに成功している(International Conference on Foundations of Software Science and Computation Structures 2017に採録が決定).一方で,得られた交差型の性質については,当初の目論見とは異なり,完全性を持つが健全性を持たないことが分かった.ここには本質的な困難があり,どうやって乗り越えるかは翌年度以降の新しい課題として残った.本研究は関数型プログラミング言語もモデルであるλ計算について「ゲーム意味論と交差型システムの対応関係」を確立し、得られた知見を基に並行計算のモデルであるπ計算の交差型システムを設計した上で検証等へ応用するものであった。(1)λ計算については、前年の実施状況報告書で報告したように、当初の想定を超えた深い対応関係が明らかとなった。今回得られた結果は、当初想定していたものに比べ、次の2つの点で深い:(i)当初想定していた対応はproof-irrelevantと呼ばれる種類のものであったが、今回得られたものはさらに強いproof-relevantな対応関係である、(2)組み合わせ論という別の分野との繋がりをも与える。具体的には、組み合わせ論の概念であるJoyal's speciesを拡張したgeneralised speciesというものがあり、これが交差型システムのproof-relevantなものであるが、ゲーム意味論によるλ計算の解釈とgeneralised speciesによる解釈が一致することを示した。

この結果はトップ会議であるACM/IEEE Symposium on Logic in Computer Science 2017に採録された。(2)π計算については、前年の実施状況報告書で報告したように、交差型システムの設計には技術的な困難があることが明らかとなっていた。本年度は、この技術的困難を調査するためにπ計算そのものに関する研究を行った。具体的には、π計算の論理的な側面(=カリー・ハワード・ランベック対応)を明らかにし、"論理的に素直な" π計算の断片を得た。λ計算については、当初の計画を超えた結果を得ている。一方でπ計算については、当初の計画は素朴すぎたため困難に突き当たっているものの、困難を乗り越えるために実施したπ計算そのものに対する研究が、非常に興味深い重要な結果を与えた。当初の計画通りの進展ではないものの、予定していた程度かそれ以上の重要な結果を得ている。本研究は関数型プログラミング言語のモデルであるλ計算について「ゲーム意味論と交差型システムの対応関係」を確立し、得られた知見を基に並行計算のモデルであるπ計算の交差型システムを設計した上で検証等へ応用するものであった。(1) λ計算のモデルについて、前年度に得られた結果をさらに発展させ、非決定性プログラム・確率的プログラム・量子的プログラムなどを一様に扱うことのできる意味論の枠組みを与えることに成功した。この枠組は、通常の交差型システムの一般化であること理解することができ、「型が付くか否か」という質的な情報だけではなく、「どの程度型が付くのか」という量的な情報を扱うことができるものである。量的な情報を交差型システムを利用して記述する手法については多くの先行研究があるが、本成果は扱える量的な情報のクラスを非常に一般的な代数構造に拡張したことが新しい。本結果はトップ国際会議であるLogic in Computer Scienceに採録された。(2) π計算のための交差型システムについては、前年度までに技術的な課題が明らかになっていた。本年度は、技術的困難の詳細な調査と解決を目指し、π計算の理論を代数的観点から見直す研究を行った。成果は国際会議European Symposium on Programmingに再録された。本結果が明らかにしたことは、π計算は線形論理という論理体系の特殊な形であると理解できるこいうことである。線形論理と交差型システムの関連は良く知られており、本結果はπ計算の交差型システムへの指針を与えることが期待できる。
音読の機能に着目した読解の発達メカニズムの解明とその支援―眼球運動を指標としてー

音読は,聴解(話し言葉の理解)と読解(書き言葉の理解)の中間に位置する。本研究は聴解から読解への橋渡しする音読の役割を明らかにすることで,言語理解の発達プロセスについて,基礎的知見を提供することを目的とする。この目的を達成するために,読解時の眼球運動を測定して分析することで,通常では観察できない黙読時の認知過程のモデル化を行う。昨年度は,成人を対象に音読・黙読時の眼球運動を測定する実験室実験を行ない,成人の音読と黙読の読解活動においては,読解内容の理解度には差はないが,黙読では音読よりも読解時間が短く,さらに停留や読み戻りを多く行なうとの違いがあることが明らかとなった。本年度はこの実験の対象を児童に拡張し,読解能力の習得段階によって黙読と音読での理解度や眼球運動がどのように変化するのかの検討を行なった。小学2年生6年生の児童15人を対象に,説明的な文章を音読・黙読させ,文章の理解度と読解中の眼球運動を比較した。その結果,2,3,4年生の児童においては黙読よりも音読したほうが当該文章の理解度が促進された。また,これらの学年の児童においては,黙読と音読での読解時間に大きな差はなく,眼球運動も類似して,どちらの読み方でも文字を順に追っていた。一方,5,6年生の児童においては,黙読と音読での読解成績に差はなく,読解時間は黙読のほうがやや短かった。眼球運動を比較したところ,黙読では読み返しが観察されたが,音読では文字を一定の速度で順に追っていた。これらの学年の読解の様相は成人のものと類似しており,小学校高学年で成人と同じような読み方が可能になることが示唆された。また,音読は読解能力が発達しても同じように順に文字を追って読んでいくのに対し,黙読での読み方は年齢が上がるごとに変化し,小学校低学年では音読と同じように文字を順に追って読んでいくが,熟達すると注視回数の増加や読み戻り・読み飛ばしがみられ,より効率的な読解活動を達成することが考えられた。この目的を達成するために,読解時の眼球運動を測定して,通常では観察できない黙読時の心的活動を眼球運動という行動指標から分析を行う。本年度は,発達のゴール段階に位置する成人を対象に,音読・黙読時の眼球運動を測定する実験室実験を行った。実験1では,成人12名を対象に22字程度の再解釈の必要なガーデンパス文を音読もしくは黙読させ,文の理解度と読解中の眼球運動を比較した。その結果,黙読と音読での文の理解度には差がないことが明らかとなった。一方,読解中の眼球運動を分析したところ,黙読では音読よりも読解に費やす時間が短く,それにも関らず読み戻りの回数が黙読において多いことが明らかとなった。ただし,文中での注視回数や移動速度については,読み方による差が生起しなかった。この原因として,読解刺激が22字程度の文であったために,差が出にくかったことが考えられた。そこで実験2では,文字数が270字程度の小説やエッセイ,童話を成人12名に音読または黙読させ,これらの理解度と読解中の眼球運動を測定した。その結果,音読後と黙読後の文章の理解度には実験1と同様に差がなかったが,黙読のほうが音読よりも1つの文章を読むのに費やす時間が短いにもかかわらず,読解中の停留回数と読み戻り回数が多く,眼球の移動速度が速いことが示された。2つの実験から,成人の音読と黙読の読解活動においては,読解内容の理解度には差はないが,黙読では音読よりも読解時間が短く,さらに停留や読み戻りを多く行なうとの違いがあることが明らかとなった。読解活動に熟達した成人では,時間効率がよく読み戻りや停留など理解を補償する方略を利用しやすい黙読を使用することが考えられた。本年度の成果をもとに,次年度以降,読解活動の個人差を詳細に分析するとともに,児童の音読と黙読での読解活動の様相と比較し,発達に即したモデルを提案することが課題である。

小学2年生6年生の児童15人を対象に,説明的な文章を音読・黙読させ,文章の理解度と読解中の眼球運動を比較した。その結果,2,3,4年生の児童においては黙読よりも音読したほうが当該文章の理解度が促進された。また,これらの学年の児童においては,黙読と音読での読解時間に大きな差はなく,眼球運動も類似して,どちらの読み方でも文字を順に追っていた。一方,5,6年生の児童においては,黙読と音読での読解成績に差はなく,読解時間は黙読のほうがやや短かった。眼球運動を比較したところ,黙読では読み返しが観察されたが,音読では文字を一定の速度で順に追っていた。これらの学年の読解の様相は成人のものと類似しており,小学校高学年で成人と同じような読み方が可能になることが示唆された。また,音読は読解能力が発達しても同じように順に文字を追って読んでいくのに対し,黙読での読み方は年齢が上がるごとに変化し,小学校低学年では音読と同じように文字を順に追って読んでいくが,熟達すると注視回数の増加や読み戻り・読み飛ばしがみられ,より効率的な読解活動を達成することが考えられた。
海氷減少が北極陸域水循環に与える影響の実態解明

海氷減少が陸域の水循環に及ぼす影響を評価するために、起源追跡が可能になる同位体比に着目して観測とモデリングの研究手法を用いて、年度研究計画に従って分担者と連携して得られた研究成果を国内外の各種研究集会で発表し、論文公表を行った。・降水サンプリング:既存の観測点に加えて、極地研究所の協力を得てカナダのキャンブリッジベイとロシアのケープ・バラノバに観測点を新設して降水サンプリングをスタートした。また、国内外の研究機関の協力を得て、前年度と同様に研究船の北極航海時に降水サンプリングを実施した。特に、R/V MIRAIは10ー11月に北極海のを航海したため、普段難しい冬季の降水サンプリングができた。・水蒸気フラックスの解析:前年度までに研究船の北極航海や北極沿岸域で観測が実施された、主に夏季を中心に気象データ(大気再解析)による水蒸気フラックスの解析を行った。関連して、シベリア水循環についての研究結果を論文にまとめ、これまでの研究成果をもとに東シベリアの大気水循環に関する総論をまとめた。・モデル実験:10年以上の降水同位体比の観測データが有効であるシベリアのティクシにおいて全球同位体循環モデルが観測値の季節・経年変化をよく計算できていたことを確認した。そのモデルの結果を陸面過程モデルCHANGEの入力値として与えた結果、同位体比フラックスの季節・経年変動、及び土壌水分の同位体比プロファイルの観測値がモデルによってよく計算できたことを確認した。また、河川氷の融解時に発生するアイスジャムプロセスのモデル化のための室内実験テストを行った。CHANGEモデルとの融合のため、全球同位体循環モデルを用いて海氷の季節・経年変化を与えた実験を行った。全球同位体循環モデルが実施した同様の海氷変化の実験を大気循環モデルを用いて行い、両者の結果が類似していたことを確認した。アメリカの北極海プロジェクトであるNABOS-IIの北極海航海に参加して降水サンプリングを予定していたが、海外研究者の参加が認められなかったため観測ができなかった。しかし、その以外の海洋と陸域でのサンプリング、及び2ヶ所の北極海の島における観測点の新設による観測は計画通りに進んだ。前年度において、全球同位体循環モデルを用いた海氷変化の実験結果ではモデルの高温バイアスの問題が見られたが、そのモデルの結果が妥当であることを確認した。しかし、その結果を利用するのは困難であったため、新たなモデル実験デザインを工夫して多数のモデル実験を行った。また、陸面過程モデルCHANGEの同位体比フラックスの計算結果が観測値と一致していたことも確認した。このような進捗状況から当初の研究計画が概ね順調に進んでいると言える。本科研費で構築した降水の同位体比の観測点は、国際原子力機関や国際研究プロジェクトなどの降水同位体ネットワークの空白に位置しているため、そのデータの価値は高い。ここで得られた観測データは、現在フィンランドのOulu大学の研究チームが実施している環北極降水同位体ネットワーク(PAPIN)に参加して、PAPINの観測データと再解析データの解析を行い、海洋ー陸域間の水蒸気輸送のパタン及びその季節・経年変化を定量化する。海氷の季節・経年変化を与えた全球同位体循環モデルの計算結果をCHANGEモデルの入力値に与えて、陸域の水循環に対する海氷変化の影響を評価する。大気循環モデルの実験結果を用いて同様の評価を行う。これらを次年度の重点課題にして研究を実施する。年度研究計画に従い、分担者と連携で実施して得られた研究結果や関連する成果を第2回アジア永久凍土学会(札幌で開催)、第5回国際北極環境会議(東京で開催)等国内外で発表や論文公表に行うなど、多くの実績をあげた。1.降水サンプリングネットワークの構築:同位体比を用いて北極域の水循環の変化を評価するため、これまで東シベリアのティクシの研究サイトで実施してきた同様の降水サンプリングのシステムを、東シベリア域の3ヶ所、アラスカの1ヶ所に新たに展開し、観測を行った。8ー10月の間に北極航海を行なった国内外の研究船であるR/V MIRAI(海洋研究開発機構)、S.W. Laurier(カナダ漁業海洋省)、Araon(韓国極地研究所)において、陸域で行なった同様の降水サンプリングを実施した。採取した降水サンプルの水安定同位体比の分析を行った。2.水蒸気フラックスの解析:研究船が北極航海を行った同期間において、北極海ー陸域の間の低気圧の移動経路の追跡、および異なる再解析データを用いて水蒸気フラックスの変動量に関する事例解析を行った。3.同位体モデル実験:全球同位体循環モデルを用いて現気候下での海氷の有無のシナリオ実験を行い、気候に対する海氷の影響を解析した。陸面過程モデルCHANGEに同位体プロセスを装着し、モデルの検証を行った。また、全球同位体循環モデルの海氷実験結果を陸面過程モデルの入力データにして、陸域の水循環に対する海氷変動の影響を評価する実験を行った。ロシア北極南極研究所が計画していたNABOS-IIの北極航海の中止により当初予定していた降水サンプリングと海水の採取が実施できなかった。しかし、その以外の研究船の北極航海の時、及び陸域での観測網の構築による観測は順調に進んだ。北極水循環に対する海氷変化の影響を評価するために、全球同位体循環モデルを用いて海氷有無のシナリオ実験を行った。その結果、海氷無しの条件において気温に対するモデルの高温バイアスが大きく、モデルの実験デザインに関する新たな工夫が必要であることを確認した。

一方、陸面過程モデルへの同位体プロセスの装着が完了し、正常にモデルが動作していたことを確認した。このような進捗状況から判断した時、当初の研究計画が概ね順調に進んでいると言える。海氷減少が陸域の水循環に及ぼす影響を評価するために、起源追跡が可能になる同位体比に着目して観測とモデリングの研究手法を用いて、年度研究計画に従って分担者と連携して得られた研究成果を国内外の各種研究集会で発表し、論文公表を行った。・降水サンプリング:既存の観測点に加えて、極地研究所の協力を得てカナダのキャンブリッジベイとロシアのケープ・バラノバに観測点を新設して降水サンプリングをスタートした。また、国内外の研究機関の協力を得て、前年度と同様に研究船の北極航海時に降水サンプリングを実施した。特に、R/V MIRAIは10ー11月に北極海のを航海したため、普段難しい冬季の降水サンプリングができた。・水蒸気フラックスの解析:前年度までに研究船の北極航海や北極沿岸域で観測が実施された、主に夏季を中心に気象データ(大気再解析)による水蒸気フラックスの解析を行った。関連して、シベリア水循環についての研究結果を論文にまとめ、これまでの研究成果をもとに東シベリアの大気水循環に関する総論をまとめた。・モデル実験:10年以上の降水同位体比の観測データが有効であるシベリアのティクシにおいて全球同位体循環モデルが観測値の季節・経年変化をよく計算できていたことを確認した。そのモデルの結果を陸面過程モデルCHANGEの入力値として与えた結果、同位体比フラックスの季節・経年変動、及び土壌水分の同位体比プロファイルの観測値がモデルによってよく計算できたことを確認した。また、河川氷の融解時に発生するアイスジャムプロセスのモデル化のための室内実験テストを行った。CHANGEモデルとの融合のため、全球同位体循環モデルを用いて海氷の季節・経年変化を与えた実験を行った。全球同位体循環モデルが実施した同様の海氷変化の実験を大気循環モデルを用いて行い、両者の結果が類似していたことを確認した。アメリカの北極海プロジェクトであるNABOS-IIの北極海航海に参加して降水サンプリングを予定していたが、海外研究者の参加が認められなかったため観測ができなかった。しかし、その以外の海洋と陸域でのサンプリング、及び2ヶ所の北極海の島における観測点の新設による観測は計画通りに進んだ。前年度において、全球同位体循環モデルを用いた海氷変化の実験結果ではモデルの高温バイアスの問題が見られたが、そのモデルの結果が妥当であることを確認した。しかし、その結果を利用するのは困難であったため、新たなモデル実験デザインを工夫して多数のモデル実験を行った。また、陸面過程モデルCHANGEの同位体比フラックスの計算結果が観測値と一致していたことも確認した。このような進捗状況から当初の研究計画が概ね順調に進んでいると言える。降水サンプリングの観測網の密度を高めるために極地研究所の協力を得て、カナダとシベリアに新たな観測点を増設予定である。また、ドイツの砕氷船であるPOLARSTERNにおいても観測を図る。
結晶構造異方性を利用した高輝度蛍光体の開発

発光デバイスの多様化に伴い励起機構に応じた新しい発光物質が求められている。発光物質の代表である蛍光体では発光中心を母体にドープしているが、ドープ量が少なくドープ状態の制御が難しい。ドープを必要としない蛍光体として錯イオン蛍光体があるが、発光強度が弱いため用いられてこなかった。本研究では錯イオン蛍光体チタン酸塩Ba_2TiSi_2O_8に着目し、結晶構造の異方性に着目した合成を行い発光強度を増大させることを目的とした。Ba_2TiSi_2O_8は珍しいTiO_5ピラミッドを構造中に含み、TiO_5ピラミッドの底面に垂直な1本のTi-O原子間距離は他の4本のTi-O原子間距離にくらべると短い。このためBa_2TiSi_2O_8は比較的強い青色発光を示すと考えられる。TiO_5ピラミッドの異方性を元素置換などで増大させることができればさらに強い青色発光が期待できる。Baよりイオン半径の小さいSrを固溶した(Ba,Sr)_2TiSi_2O_8、Siよりイオン半径の大きなGeを固溶したBa_2Ti(Si,Ge)_2O8の合成を行い、TiO_5ピラミッドの構造変化と発光の関係を調べた。Srの固溶にともないTi-O原子間距離の差は小さくなり、発光強度は減少した。SiをGeで置換しても同様に発光強度は低下した。発光強度の増大のためにはBaを大きなイオン半径を持つ元素で置換する必要があると考えられた。Kなどさらに大きなアルカリ金属でのBa位置の置換を試みたところ、アルカリ金属化合物の融点が1000°C以下と低いためか、生成物は溶解し発光強度は減少した。発光物質の代表である蛍光体では、多くは発光中心を母体にドープしているが、ドープ状態の制御が難しい。Ba_2TiSi_2O_8は珍しいTiO_5ピラミッドを構造中に含み、TiO_5ピラミッドの底面に垂直な1本のTi-0原子間距離は他の4本のTi-O原子間距離にくらべると短い。まずBaよりイオン半径の小さいSrを固溶した(Ba, Sr)_2TiSi_2O_8の合成を行い、TiO_5ピラミッドの構造変化と発光の関係を調べた。そこで、Kなどアルカリ金属でのBa位置の置換を試みた。アルカリ金属化合物の融点が1000°C以下と低いためか、生成物は溶解していた。XRDではBa_2TiSi_2O_8相はほとんんど変化しておらず発光強度は減少していた。
鼻粘膜由来組織幹細胞による末梢神経再生の研究

嗅粘膜は神経幹細胞様の性質をもつ嗅粘膜幹細胞(OSC)を有し、様々な神経成長因子を分泌することが知られている。我々はマウス胎児の嗅粘膜よりOSCを分離培養した。OSCは神経幹細胞マーカーを発現した。分化誘導後は神経マーカーを発現した。また、この細胞は神経成長因子(NGF)を含む複数の神経伸長を助けるサイトカインを発現した。この細胞を徐放性ハイドロゲルであるMedgelと共にマウス顔面神経麻痺モデルマウスに移植した。OSC単独で麻痺の回復が促進されたが、OSCとMedgel0を併用することにより麻痺の回復が促進された。●組織幹細胞の摘出とセルラインの樹立妊娠20日のマウスを、ケタミン、ザイラジンにて麻酔後、腹部を切開し、胎児を摘出した。胎児の頭部を頸部より切離し、開頭して脳組織を摘出し、頭蓋底を明視下にした。嗅裂部分のみを残して、眼球や口腔などの部位を取り除き、アンピシリンを含有した生理食塩水にて洗浄した。その後、組織を分離させるため、0.25%トリプシンにて組織を37°Cで15分間静置し、その後骨組織や、その他の粘膜を取り除くため、ナイロンメッシュにて濾過した。回収した細胞を、EGF, basicFGFを含む培養液で37°Cにて培養した。翌日には、細胞塊を認め、組織幹細胞と考えられる浮遊細胞と、培養ディッシュに付着する、支持細胞と考えられる細胞を認めた。細胞塊を形成する浮遊細胞と、紡錘形の付着細胞をそれぞれ、継代培養し、浮遊細胞は球状なneuro-sphereを形成し、1年以上継代することが出来た。この浮遊細胞塊からRNAを抽出すると、RT-PCRにて、MUSASHI1、NESTINの発現を確認できた。これらの細胞を組織幹細胞と考え、以降の実験に使用した。胎児マウス鼻粘膜を採取し、血清不添加の培養液で培養したところ、細胞塊が認められた。細胞塊を採取し、RT-PCR、免疫組織学的に検討したところ、神経幹細胞マーカーであるNestin、Musashi-1、Nanog、Sox-2を発現していることが確認された。そのためこれらの細胞は嗅神経幹細胞(Olfactory stem cell)と考えられた。またこのOSCを血清添加の培養液で分化誘導したところ、b-tublin、GalC、GFAPを発現し、あらゆる神経細胞系に分化する能力を持っていることが免疫染色で示された。またOSCが分泌するサイトカインを抗体アレイで検討したところ、IGF-BP3、TWEAK、TWEAKRなど神経回復を促進しうるサイトカインが検出された。マウス顔面神経を本幹で圧迫し顔面神経麻痺モデルマウスを作成した。徐放性ハイドロゲルであるMedgelとともにOSCを損傷神経上に投与したところ、OSCとMedgelを用いた群で最も顔面神経麻痺からの回復が促進された。顔面神経麻痺スコアを検討したところ、OSC単独では1週間程度の促進効果が認められたが、OSCとMedgelを用いた群では2週間以上の促進効果が認められた。顔面神経本幹を露出して刺激し、頬筋の誘発筋電図を検討したところ、OSC+Medgelの促進効果が確認された。顔面神経の切片を作成し、有髄神経数を数えたところ、組織学的にもOSC+Medgelの促進効果が確認された。論文をまとめ欧文誌に投稿したところ、Major reviseとの返事があった。我々はこれまでの研究で、鼻粘膜より採取した組織幹細胞に着目し、神経再生を目指してきた。日齢0-1日マウスの嗅粘膜を採取し、洗浄、細断後にメッシュに通して単細胞とした。得られた細胞を上皮成長因子(EGF)、塩基性線維芽細胞成長因子(bFGF)、無血清サプリメントB27を添加した培養液で培養することにより、1-2週間で細胞塊が得られた。これらの細胞は神経幹細胞マーカーNestin、Musashi-1、Oct-4を発現すること、分化誘導で神経細胞マーカーGFAP、b-tublin、GalC、を発現すること、鼻粘膜マーカーOMPを発現することにより、鼻粘膜由来で神経幹細胞様の性質を持つ嗅粘膜由来幹細胞であると考えられた。次に、培養上清中の蛋白を網羅的に解析してこの細胞が発現する神経栄養因子、成長因子、サイトカインを探索した。EGF、bFGF、脳由来神経成長因子(BDNF)、グリア細胞由来神経成長因子(GDNF)の発現は認められなかったが、神経成長因子(NGF)、ガレクチン1 (galectin-1)、Growth-arrest specific 1、インスリン様成長因子結合蛋白2、インスリン様成長因子結合蛋白3 (IGF-BP2、IGF-BP3)等の発現が認められた。この細胞をマウスに移植するに当たって、足場として徐放性ハイドロゲル(Medgel)を用いた。マウス耳下腺の下層で顔面神経本幹を露出し、圧挫することにより顔面神経麻痺モデルマウスを作成した。マウスをコントロール群、Medgel群、幹細胞群、幹細胞+Medgel群の4群にわけ顔面神経麻痺の回復経過を観察した。顔面神経麻痺の回復は、幹細胞+Medgel群において最も顕著であった。

この細胞を徐放性ハイドロゲルであるMedgelと共にマウス顔面神経麻痺モデルマウスに移植した。OSC単独で麻痺の回復が促進されたが、OSCとMedgel0を併用することにより麻痺の回復が促進された。欧文誌に投稿したところ、鼻粘膜由来幹細胞の分泌するサイトカインにつき検討するように指示をうけたため、現在検討中である。組織由来多能幹細胞●顔面神経麻痺モデルマウスへの組織幹細胞の投与顔面神経麻痺に対する組織幹細胞の効果を確認するため、顔面神経麻痺モデルを作成した。愛媛大学にて確立された方法を利用した。マウスを麻酔後に、頬部を切開し、顔面神経を露出した。ペアンにて10分間クランプし、組織幹細胞を神経周囲に留置するグループと、培養液のみを留置するグループを作成した。いずれのグループでも、麻痺はクランプ後2週間程度でほぼ完治したが、組織幹細胞投与群では麻痺発症後、3日目から10日目で非投与群に比較し、優位に改善度が高かった。よって、組織幹細胞の有効性が示唆された。投稿雑誌の指示に従って、組織由来幹細胞の分泌するサイトカインを検討している。ELISAでGNDF、NGF、NT-3/4を測定する予定である。●嗅覚障害マウスへの組織幹細胞の投与嗅覚障害マウスは、外鼻腔にチップを挿入し、鼻呼吸を不能にすることにより作成した。2週間鼻腔呼吸を阻害したのちに、組織幹細胞を嗅裂の粘膜に投与した。その後、酢酸をゲージ内に留置し、その忌避行動を観察することで、嗅覚の改善度を推測した。結果は現在解析中である。顔面神経麻痺への幹細胞の投与は、治療効果を早めることが明らかになり、7割程度の達成度はあるものと評価している。嗅覚障害への治療効果はまだ検討中のところもあり、セルラインの確立までの成果として、5割程度と考える今後は、顔面神経麻痺の治療について、組織幹細胞を臨床効用を目指していく予定である。研究計画が遅れている為平成25年度に引き続き、外鼻腔にチップを挿入し、鼻呼吸を不能にすることにより嗅覚障害マウスを作成する。組織幹細胞を嗅裂の粘膜に投与した、その後、酢酸をゲージ内に留置し、その忌避行動を観察していく。また今後は嗅覚障害への理療効果の検討の為、顔面神経麻痺へ幹細胞の投与を行っていく予定である。