hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
ブタの時間栄養学ことはじめ　―「飼料摂取と消化吸収」の日内変動の解明―

4週齢の去勢雄豚を不断給餌条件下で3週間飼育した。飼育室は7時に照明を点灯し、19時に消灯した。飼育期間中、7時13時、13時19時、19時7時の3つの時間帯の1時間あたりの飼料摂取量を測定したところ、それぞれの時間帯の摂食量は49g/h、75g/h、25g/hとなり、明期の後半に活発に飼料を摂取していた。小腸の2糖類分解酵素活性とアミノペプチダーゼ活性の日内変動を明らかにするために、3時、9時、15時、21時に空腸と回腸を採取しスクラーゼ、マルターゼ、ラクターゼ、アミノペプチダーゼNの活性を測定した。試料タンパク質1mgあたりの比活性は、空腸ではいずれの酵素も9時がもっとも高く、次いで21時が高かった。回腸ではスクラーゼとマルターゼの活性は9時にもっとも高かったが、ラクターゼとアミノペプチダーゼNの活性には明確な日内変動は観察できなかった。空腸でいずれの酵素も9時の活性がもっとも高かったのは、明期の始まりで酵素活性のスイッチが入ったこと、次いで21時の活性が高かったのは摂食量が明記の後半に高かったことと関係があるのかもしれない。また、測定したいずれの酵素の活性も回腸のほうが空腸よりも高かったことから、二糖類とペプチドはおもに空腸で消化されていると考えられた。育成豚は明期の後半に活発に飼料を摂取していることを明らかにした。さらに、空腸の2糖類分解酵素とアミノペプチダーゼNの活性に日内変動があることを示唆するデータを得たことから、当初の計画どおりおおむね順調に進展していると評価する。現在4反復実施したところなので、さらに12反復実施して、2糖類分解酵素とアミノペプチダーゼの活性の日内変動について結論を得る。これらの消化酵素の活性の日内変動の作用機作について検討するために、空腸と回腸の時計遺伝子の発現量を測定する。さらに、小腸のアミノ酸輸送タンパク質の遺伝子の発現量を測定する。2018年度は予定していた4反復の飼養試験を実施し、空腸と回腸の消化酵素活性についても予定していた分析を実施することがきた。2019年度は遺伝子発現の分析など、試薬に係る経費が多くなることが予想されたため、余裕をもって分析を進める必要があった。加えて、2019年度にInternational Symposium on Energy and Protein Metabolism and Nutritionがブラジルで開催され、このシンポジウムで2018年度の成果を発表するための渡航費も必要となった。これらの理由から、2018年度の予算額の一部を2019年度に使用することとした。
皮膚樹状細胞の定常状態・各刺激時におけるリアルタイム動態解析

皮膚における免疫応答の多様性を決定する因子については未だ不明な点が多く、特に外的刺激に対する免役応答に関与する分子の同定とその役割の解明を当研究の目的とした。申請者らは、定常状態、tape stripなどの比較的弱い刺激、蛍光標識ハプテン塗布時の経時的な皮膚樹状細胞の動態をLangerin-eGFPマウスを用いて観察し、in vivoリアルタイムイメージング法を確立した。またTh1・Th2型に分化培養したT細胞を静脈内に投与することで皮膚免疫細胞の動態評価を可能にし、皮膚における細胞遊走を可視化し検討することに成功した。(Egawa et al JID 2011 Apr)。更に、細胞骨格制御分子Rhoファミリーの1つであるmDia1が、皮膚樹状細胞の貪食、遊走、接着、免疫シナプスの形成に必須の役割を果たすことを示し、さらに、本システムを障害させると接触皮膚炎反応の形成が成立しないことを見出し、報告した(tanizaki et al Blood 2010 Dec)。皮膚は様々な外的刺激に対して、Th1, Th2, Th17型免疫反応や、免疫寛容などの様々な免疫応答を誘導することのできる免疫臓器の一つである。ところが、皮膚における免疫応答の多様性を決定する因子については不明な点が多い。そこで、外的刺激に対する免役応答に関与する分子の同定とその役割の解明が当研究の目的である。申請者らは、Langerin-eGFPマウスを用いて定常状態、tape stripなどの比較的弱い刺激に加え、蛍光標識された様々な分子量のハプテン塗布後から経時的に皮膚樹状細胞の動態を観察し、皮膚免疫におけるin vivoリアルタイムイメージングを行うための基盤づくりを行った。また、皮膚免疫と全身免疫のクロストークの可能性を検証するため、Th1・Th2型に分化培養したT細胞をadaptive transferすることで皮膚免疫細胞の動態評価を可能にし、定常状態における皮膚内細胞遊走・細胞浸潤を可視化し評価した。また、細胞骨格制御分子Rhoファミリーの1つであるmDia1が、皮膚樹状細胞の貪食、遊走、接着、免疫シナプスの形成に必須の役割を果たすことを示し、さらに、本システムを障害させると接触皮膚炎反応の形成が成立しないことを見出し、ランゲルハンス細胞の皮膚免疫における制御機構の一端について報告した(tanizaki et al Blood 2010 Dec)皮膚は様々な外的刺激に対して、Th1,Th2,Th17型免疫反応や、免疫寛容などの様々な免疫応答を誘導することのできる免疫臓器の一つである。また、細胞骨格制御分子Rhoファミリーの1つであるmDia1が、皮膚樹状細胞の貪食、遊走、接着、免疫シナプスの形成に必須の役割を果たすことを示し、さらに、本システムを障害させると接触皮膚炎反応の形成が成立しないことを見出し、ランゲルハンス細胞の皮膚免疫における制御機構の一端について報告した(tanizaki et al Blood 2010 Dec)。以上のように、皮膚免疫応答の多様性獲得の機序において皮膚樹状細胞に関する新たな知見を見出し、さらに、皮膚免疫と全身免疫のクロストークの可能性を示唆する所見を得た。
構成的逆ガロア問題の数論

本研究では,与えられた有限群をガロア群としてもつような多項式族で数論的乗法を豊富に含むものを構成することを目標にした.一番目の課題であった代数的トーラスに付随するクンマー拡大の数論については,低次元のトーラスの場合に具体的な計算を通じて分岐,分解法則などの考察を行い,一般化への見通しがつきつつある.またこれまで扱ってこなかったタイプのトーラスを使うことにより,新しい単純な巡回多項式族を得ることができた.これについては,論文にまとめ投稿中である.二面体群をガロア群としてもつ拡大体についても,その構成を虚数乗法との関連を念頭に研究をすすめた.本研究の目的は与えられた有限群をガロア群としてもつような拡大をすべて与えるような多項式,生成多項式の数論的な性質を探求することであった.この目的を達成するために,本年度は二面体群を実現する多項式と4次対称群を実現する方程式にターゲットをしぼり,その数論的な性質,特に分岐や分解法則の研究を行った.これらの群をガロア群にもつ拡大に対しては,Artin L関数の解析接続がSerre予想の解決からしたがい,保型形式の理論との関連からも興味深い対象である.本年度は関連論文の精読,セミナーを通じての討議等を通じて,この問題に関する知見を深めた.特に有理数体上の二面体群をガロア群としてもつ拡大については,それが環類体として実現されれば分解法則等がわかるという結果が古くから知られているが,一般にそうならない場合について考察を進めた.この場合も二次形式やそれに付随するテータ関数と分解法則等が深く関連することが計算を通じてわかってきているが,一般的な原理を発見するにはいたっていない.4次対称群の場合にはいくつかの実例計算をもとに,既存の研究と比較を行いながら現象の分析を行っている.研究発表の点では,7月にはフランスで開かれた国際研究集会で,前年度から研究をすすめてきた直交多項式などに関する結果の発表を行なった.また本年度もいくつかの研究集会に参加したが,特に12月に大阪大学で開かれた"Modular functions and Quadratic forms --- Number theoretic delights"には世話人の一人として参加し,研究課題に関する討議などを行った.本研究では,与えられた有限群をガロア群としてもつような多項式族で数論的乗法を豊富に含むものを構成することを目標にした.一番目の課題であった代数的トーラスに付随するクンマー拡大の数論については,低次元のトーラスの場合に具体的な計算を通じて分岐,分解法則などの考察を行い,一般化への見通しがつきつつある.またこれまで扱ってこなかったタイプのトーラスを使うことにより,新しい単純な巡回多項式族を得ることができた.これについては,論文にまとめ投稿中である.二面体群をガロア群としてもつ拡大体についても,その構成を虚数乗法との関連を念頭に研究をすすめた.本年度は研究実施計画に従い,二つの課題について研究を行った.第一の課題は代数的トーラスに付随するクンマー理論のガロア加群としての構造の研究である.最も基本的であると考えられる基礎体が標数0の局所体の場合に,ヒルベルト記号との関連を調べた.基礎体上tamely ramifiedのときは,ヒルベルト記号のペアリングがトーラスのクンマー理論と局所類体論のペアリングを誘導しないことがわかった.wildly ramifiedなときは,ヒルベルト記号の明示公式との関連がありそうなことがわかってきたが,まだ成果と呼べるものにはいたっていない.もう一つの課題は生成多項式の数論的な性質の研究である.こちらはLehmerの五次多項式について研究を進めた.この五次多項式が既約になるための条件を,実数解の分布から導くことを研究した.弱い条件は得られたが,まだ改良の余地のある結果である.この課題の数論幾何学的な側面を考察するために何度かセミナーを行った.これらとは別に巡回拡大や二面体群をガロア群をもつ拡大の構成に使われるチェビシェフ多項式の研究も行い,新しい線形漸化式を見つけることができた.他の直交多項式とガロア拡大の関連についても研究を進めた.また計算代数ソフトウェアであるMagmaに関する研究集会を共同で開催し,計算機を活用した研究についての知見を深めた.本研究の目標は与えられた有限群をガロア群としてもつような多項式の族で,数論的な情報が豊富に含まれるものを構成することであった.本年度は前年度に研究した二面体群をガロア群に持つ拡大から,少し条件を緩めて,射影的な2次元ガロア表現の像が二面体群となるようなガロア拡大について研究をおこなった,このような2次元射影ガロア表現を持つための群論的,表現論的,数論的な条件(特に分岐に関する条件)を文献の精読を通して考察し,あまり大きくない位数の群については,計算群論の成果を活用することにより具体的な計算ができることがわかった.また,そのような群に関しては,重さ1の保型形式との関連を念頭に,具体的な体をいくつか構成し,二次形式やそれに付随するテータ級数の研究を虚数乗法との関連で実験的な計算を行った.具体的な計算を重ねることにより,得られた知見を今後の研究の発展につなげたい.その一方で,巡回拡大の族を与えるトーラスのクンマー理論に関して,相対ノルムの核となっている代数的トーラスの族を使うことにより,パラメータ数の少ない生成多項式の構成に成功した.特に5次拡大に対しては,ここで得られた多項式がパラメータの個数の最も少ない多項式であることがわかる.この結果に関しては,2015年1月に名古屋でのセミナーにおいて研究発表をおこなった.

またこの結果については英文論文にまとめ,現在専門誌に投稿中である.数論的性質についても,少しずつ研究が進み,この巡回拡大の構成については将来より複雑なガロア群をもつ体の族を構成する際の重要なツールになることが期待される.整数論2013年の4月に大学を移籍した関係で,研究室の整備,新しい教育環境への適応等に時間が取られたため,年度の前半は十分な研究時間の確保が難しく,研究の進捗が遅れ気味になった.しかしながら,9月以降,研究室の整備も進み,研究課題に関するセミナーも開始し,現在,この遅れを取り戻せるよう鋭意努力をしている.計算代数ソフトウェアであるMagmaに関する研究集会の開催などに関しては,予定通りに進めることができた.しかし,当初の予定では,新規に高速な計算機を導入して,さまざまな計算実験をおこないつつ研究を進める予定であったが,年度の途中で別の大学に移籍することが決まり,新年度に研究がスムーズにつながることを重視し,備品等の購入を抑制することになった.この移籍の準備や,仕事の引き継ぎなど,研究以外の仕事に多くの時間を割かなくてはいけない状況になり,研究集会などの参加も当初予定した通りにはできなかった.これらの要因により,当初の予定より研究の進捗は若干遅れ気味である.現状,研究は若干遅れ気味であるが,今後はセミナー,研究打ち合わせ,研究集会への参加等を積極的に行い,当初の研究計画の目的に従った研究を推進することとしたい.初年度の遅れを取り戻すために,移籍先の大学での研究環境を早期に整備することを最優先事項とする.計算機の購入や,移管できなかった図書の整備などがこれにあたる.今年度,研究した二つの課題については研究方針を詳細化することによって,公表できる結果にまで改良したいと考えている.そのために,国内外の研究集会に参加し,研究発表や研究打ち合わせ,情報収集,ディスカッションなどを積極的に行う.またできるだけ早い時期にセミナー等を開催することによって,周辺の研究者との交流,共同研究も立ち上げていきたいと考えている.予定していた出張が都合で中止になったため.不足している文献の購入等にあてる.上にも書いたように,移転先の大学での研究環境を早期に整備することが必要である.そのために計算機,図書などの購入に研究費を使用する.また部分的に得られた結果をフランスで開催される研究集会で発表する予定である.その旅費として本研究費を使用する.国内だけでなく外国の研究者との交流により研究への新しい視点が得られることを目指している.その他に国内の研究集会,学会等への参加のため,京都大学,九州大学,金沢大学などへの出張を予定している.それに加え,情報交換やディスカッションのために,周辺の研究者の招聘などにも本研究費を使用する.
二光子吸収発光・フォトクロミズム反応のための大面積近接場光源の実現

金属ナノ粒子に発生する近接場点光源を、金属ナノ粒子の集積化により大面積化し、デバイス化が可能な大面積近接場光源を実現しました。具体的には、透明電極ITO上に金銀コアシェルナノ粒子を二次元集積化した構造を作製しました。大面積近接場光源の実現により、局在表面プラズモンの共鳴を利用した非線型的光励起を利用して、二光子吸収励起による化学反応を実証しました。二光子吸収現象は今まではレーザ等の強力な光源が必要でした。又、作製した基板は表面増強ラマン効果分光用としても有用である事も実証しました。昨年度確立した技術を用いて、2cm×2cmのITO基板上に、金ナノ粒子を配列化した、大面積近接場光源を用いて、二光子吸収によるフォトクロミック反応を実証した。反応には、<400nmで閉環反応が生じ、400-700nmで開環反応が生じるHFDE (1,2-Bis[2-methyl-benzo[b]thiophene-3-yl]-3,3,4,4,5,5-hexafluoro-1-cyclo-pentane)色素を用いた。金ナノ粒子は、15, 38, 56, 74nmの粒径のものを調整し、局在表面プラズモンの共鳴波長が622, 665, 704, 905nmになり、この波長の半分が400-700nmの範囲に入っている粒径74nmの配列を用いて開環反応を試したところ強い反応が生じ、2次の入射光パワー依存性を示したことから二光子吸収が実現したと結論付けた。昨年度試作が上手く行かなかった銀ナノ粒子に代わって、金を核粒子として、銀を殻層としたコアシェルナノ粒子を用いる方針に変更し、配列化することに成功した。今後は、このコアシェル粒子を積極的に用いて行く方針である。今年度の目標であった、ITO薄膜上の銀ナノ粒子配列(大面積近接場光源)は、以下の手順で作製に成功した。手順: (1) 1-hexane-, 1-dodecane-, 1-hexadecane-thiolで修飾した銀ナノ粒子はAgNO3からAg(OCO(CH2)10CH3)を中間体として合成し、温度80°CでNEt3と混ぜて合成。(2) 5mm×5mmの平坦石英基板上にRFスパッター蒸着法によりIn2O3ー10%SnO2をターゲットにして厚み10nmのITO膜を形成。このITO薄膜表面は1,6-hexanedithiolで表面修飾。(3)ヘキサン等の溶媒中に分散させた銀ナノ粒子は、修飾ITO薄膜をアノード、炭素電極をカソード、として電気泳動装置内にセットして、10 V/cm程度の電界を印加。(4)溶媒蒸発中に、電界により銀ナノ粒子コロイドがITO膜表面に到達し、過飽和になっている気液界面近傍で核形成をし易くなり配列化を起こす。配列化はアルカンチオール基同士の疎水相互作用に基づく。研究計画を立てた際に、ITO基板表面のラフネスで凹凸を無くす事と、我々が独自に開発した配列化手法の利用の、両方が重要と考えていた事は、実際にITO薄膜上の銀ナノ粒子配列(大面積近接場光源)作製上予想通りであった。但し、問題点が一つ明らかになった。走査電子顕微鏡により粒子配列の構造評価と、光吸収測定による光学評価より、銀ナノ粒子の酸化がアルカンチオール修飾によっても避けられない事が分かった。今年度の成果を活かして、ITO薄膜上の銀ナノ粒子配列が酸化されないように粒子構造を探索する方針です。最終年度の目標であった、ITO基板上の銀ナノ粒子2次元配列の作製技術の確立は、銀ナノ粒子に代えてAg@Auコアシェル型ナノ粒子の採用する事で達成する事ができた。Ag@Auコアシェル型ナノ粒子の採用の方が有利な点は、(1)粒子配列によるレッドシフトの効果(粒子径により600-1100nmの近赤外域までレッドシフト)と(2)Auを中心に考えるとAgシェル層の成長により共鳴波長はブルーシフトする、二つの効果を利用して、粒径と共鳴波長をある程度独立に決める事が可能になる。例えば、光学的断面積に有利な大粒径でも共鳴波長が600nm程度にすることなどが可能になる。又銀粒子に比べて、Ag@Auコアシェル型ナノ粒子の方が耐酸化性で有利である。上記Ag@Auコアシェル型ナノ粒子を大粒径でも配列化できるように、長さが異なる2種類のアルカンチオール分子の比率を変える事で凝集しやすさを制御する事に成功し、この技術の利用で80%以上の被覆率の粒子の2次元配列化に成功した。現在まで、10nm以下の粒子の2次元配列化は多く報告されているが、これ以上だと殆ど報告が無い。

本成果の論文を現在執筆中であるが、金属ナノ粒子配列を用いている研究としては大きなブレークスルーになるものである。本年度の成果により、ITO基板上にAg@Auコアシェル型ナノ粒子を大粒径でも配列化できる技術を確立する事に成功し、光学的に有利な基板上に、近接場光(局在表面プラズモン)を高輝度で発生させる技術に貢献することができた。光学、固体物理学、光化学昨年度は、銀ナノ粒子の酸化を防止できず、代替案として考えていた、ナノ粒子をコアシェルにすることでば問題は解決しました。目的としていた、二光子吸収によるフォトクロミック反応は金ナノ粒子で達成しましましたので、概ね順調に進展していると判断しました。本年度は、透明電極ITO上に銀ナノ粒子を二次元集積化(稠密配列)して、大面積近接場光源を作製に成功しました。ITO基板上での銀ナノ粒子配列は、酸化しない状態では、ラマン増強効果等で良い増強ファクターが出ています。問題点は、銀ナノ粒子の酸化を防止できなかった事です。銀の300-1,000nmで強い近接場光を発生するのを保ったまま酸化を防止するには、銀ナノ粒子表面を金により薄くコーティングする事などで可能と考えています。粒子の光学的な性質は、薄い表面層の金よりはバルク中の銀によって支配されると考えているからです。研究の目的は着実に達していますので、概ね順調に進展していると判断しました。基盤となる技術は既に確立していますので、今後は当初の研究計画通りに遂行していく方針です。本提案はナノテクノロジー分野に留まっていた近接場光を汎用性のある光デバイス(センサー等)や光化学分野へと発展させる事が目的です。当初は、透明電極ITO上に銀ナノ粒子を二次元集積化(稠密配列)して、大面積近接場光源を作製する予定でした。これは、銀ナノ粒子は、300-1,000nmで強い近接場光を発生できますが、酸化しやすいために利用が困難であったのを、表面修飾により避ける事が可能と考えたからです。しかし予想とは違って銀ナノ粒子の酸化を防止する事はできませんでした。方針を少し修正して、銀粒子表面の酸化を防止するために、銀ナノ粒子表面を薄く金でコーティングするコアシェル構造にする事で酸化を防止する方針です。ITO基板上で銀ナノ粒子の配列に成功していますので、ナノ粒子をコアシェルにすれば問題は解決すると考えています。銀ナノ粒子の酸化がアルカンチオール修飾によっても避けられない事が分かり、コーティング等で酸化を回避する手法を検討したが上手く行きませんでした。その為、研究目的はそのままで、研究計画を一部変更し、銀ナノ粒子作製からコアシェル粒子作製に切り替えたため、使用額に変更が生じました。物品費510千円:金ナノ粒子コロイド溶液200千円、銀シェル構造作製用試薬100千円、汎用溶媒・各種有機合成試薬100千円、基板・プロセス試薬・ガス類110千円物品費800千円:金ナノ粒子コロイド溶液200千円、汎用溶媒・各種有機合成試薬150千円、基板・プロセス試薬・ガス類150千円、光学フィルター300千円旅費420千円:研究旅費(京大ー物材機構間×6回、物材機構ースプリング8等)300千円、学会旅費(物材機構ー京都等)120千円謝金等100千円: TEM試料作製費100円その他160千円:論文投稿料、英文校正費等
小胞体品質管理に関わるジスルフィド結合還元カスケードおよびＥＲＡＤ経路の解明

小胞体における新生タンパク質の品質管理機構について研究を行った。小胞体における異常タンパク質の分解機構である小胞体関連分解(ERAD)の鍵と考えられている逆行輸送複合体(ERAD複合体)のユビキチン結合(E2)酵素UBC6e依存的な調節機構に着目し研究を実施した。UBC6eは小胞体膜に存在するテールアンカー型の膜タンパク質であり、ユビキチン結合酵素として働く。UBC6e欠損マウスを用いた解析からUBC6e欠損により、ERAD複合体のいくつかの因子のタンパク質量が増加するという現象を見出した。先ず、このタンパク質量の増加がUBC6e依存的に調節されている事をUBC6e欠損マウス由来の繊維芽(MEF)細胞に対する入れ戻し実験により確かめた。その後、その調節がUBC6eのE2活性依存的であるがリン酸化状態には依存しない事、また小胞体内における厳密な局在、複合体状態が活性発揮に必須である事を見出した。次にUBC6eによるERAD複合体の調節が既知の異常タンパク質に対する品質管理(quality control)とは異なり、機能を有しているタンパク質に対する選択的な量的制御(quantity control)である事を発見した。方法としてはUBC6e依存的に分解されているERAD複合体因子の機能に着目し、UBC6e欠損MEF細胞と野生型MEF細胞で活性に違いがあるのかを調べる事で確かめた。UBC6e依存的に分解されるERAD複合体因子の多くはERAD活性を促進する事が既知の因子であったため、UBC6e欠損MEF細胞によりEARDが超活性になるか否かを調べた。過剰発現させたERADのモデル基質はUBC6e欠損により野生型に比べ分解が優位に促進される事を見出した。このことはUBC6eにより調節される因子は機能を有していることを強く示唆するものである。このquantity controlという概念は小胞体品質管理では今までに例をみない全く新しいものである。現在は、これらの結果をまとめ、海外一流紙に投稿準備中である。26年度が最終年度であるため、記入しない。小胞体における新生タンパク質の品質管理機構とくに小胞体関連分解(ERAD)におけるレドックスカスケードに着目し細胞生化学的研究を展開している。小胞体で唯一ERADに関与する事が知られるジスルフィド還元酵素ERdj5がERAD基質を還元する際、ERdj5自身は酸化されるため、それを再還元する因子は必須である。そこでERdj5に結合する因子をLC/MS/MS解析により調べたところ、興味深い因子としてSep15が同定された。Sep15は小胞体に局在するセレノタンパク質の一つである。一般的にセレノシステインはシステインよりも高いレドックス活性を示し、またSep15はERdj5より還元的なレドックスポテンシャルを持つためERdj5を還元する可能性が強く示唆された。そこで、Sep15に着目し研究を行った。成果としてSep15をクローニングし、野生型、活性中心変異型のプラスミドを作成した。そのコンストラクトを用いた哺乳動物細胞発現系を構築した。また、Sep15のペプチド抗体作成を行った。作成した抗体は内在性および過剰発現したSep15を同定できることを確認した。更にSep15のノックダウン実験またノックダウン後の入れ戻し実験を行い、高効率でノックダウンおよび入れ戻し出来ることも確認済みである。in vivoの研究としてはこのノックダウンあるいは過剰発現した状態でERdj5のレドックス状態変化の検出およびERAD促進の有無を調べている。それによりSep15がERdj5の還元カスケード上流因子であるかを検証できる。in vitroでの解析として、Sep15の精製系確立を目指している。現在はSep15にFLAGタグを付けたコンストラクトをHKE293F細胞に発現させ、培地に分泌されたSep15をFLAGセファロースにより精製することを検討している。高純度で精製できればin vitroでの分析のみならず、最終的にはX船結晶構造解析にまで繋がると考えており、精製系の確立を急いでいる。小胞体における新規合成タンパク質の品質管理に興味を持ち研究を遂行している。今年度はPDIファミリーおよびPDIファミリーの酸化酵素に着目し、各タンパク質がどのように相互作用し基質のフォールディングを促進しているのかを調べた。PDIファミリータンパク質はジスルフィド結合の酸化・還元・異性化(以後、レドックスと呼ぶ)を担うチオレドキシン様ドメイン(以後Trxドメイン)を持ち、小胞体に局在するタンパク質の総称である。PDIファミリータンパク質の中でも特に研究が進んでいる5つのタンパク質PDI、ERp57、ERp72、ERp46、P5および、それらタンパク質の酸化を担う酵素PRK4に着目し、基質に対する反応性および特異性についてin vitroおよびin vivoの系を用いて研究を行った。本研究によりin vitroの系でERp46とP5はPRK4との結合性、反応性が高く、酸化反応に特化しており、基質に対しランダムであるが迅速にジスルフィド結合を導入することを明らかにした。更にはPRX4とP5とのX線結晶構造を解く事で2因子間での相互作用様式を明らかにした。一方でPDIは酸化反応はP5やERp46に比べ遅いものの、基質に対して正確にジスルフィド導入をし、また誤ったジスルフィド結合に対しては異性化反応により、その架け直しを行うことを明らかにした。

さらに細胞においてもPRX4に対してERp46とP5が優位に結合していることを明らかにした。ここまでのデータをまとめることで論文を1報国際誌に発表した。また、PDIファミリーによる基質の酸化反応と小胞体レドックス環境の関係性にも興味を持ち研究をすすめた。そのために小胞体レドックス環境をモニターできる改変型GFPであるeroGFPを導入した。現段階でeroGFPによる小胞体レドックス状態のモニターに関して最適化を行った。顕微鏡を用いたライブセルイメージングおよび生化学的手法での検出に関し最適化までを完了させた。小胞体における新生タンパク質の品質管理機構について研究を行った。小胞体における異常タンパク質の分解機構である小胞体関連分解(ERAD)の鍵と考えられている逆行輸送複合体(ERAD複合体)のユビキチン結合(E2)酵素UBC6e依存的な調節機構に着目し研究を実施した。UBC6eは小胞体膜に存在するテールアンカー型の膜タンパク質であり、ユビキチン結合酵素として働く。UBC6e欠損マウスを用いた解析からUBC6e欠損により、ERAD複合体のいくつかの因子のタンパク質量が増加するという現象を見出した。先ず、このタンパク質量の増加がUBC6e依存的に調節されている事をUBC6e欠損マウス由来の繊維芽(MEF)細胞に対する入れ戻し実験により確かめた。その後、その調節がUBC6eのE2活性依存的であるがリン酸化状態には依存しない事、また小胞体内における厳密な局在、複合体状態が活性発揮に必須である事を見出した。次にUBC6eによるERAD複合体の調節が既知の異常タンパク質に対する品質管理(quality control)とは異なり、機能を有しているタンパク質に対する選択的な量的制御(quantity control)である事を発見した。方法としてはUBC6e依存的に分解されているERAD複合体因子の機能に着目し、UBC6e欠損MEF細胞と野生型MEF細胞で活性に違いがあるのかを調べる事で確かめた。UBC6e依存的に分解されるERAD複合体因子の多くはERAD活性を促進する事が既知の因子であったため、UBC6e欠損MEF細胞によりEARDが超活性になるか否かを調べた。過剰発現させたERADのモデル基質はUBC6e欠損により野生型に比べ分解が優位に促進される事を見出した。このことはUBC6eにより調節される因子は機能を有していることを強く示唆するものである。このquantity controlという概念は小胞体品質管理では今までに例をみない全く新しいものである。現在は、これらの結果をまとめ、海外一流紙に投稿準備中である。26年度が最終年度であるため、記入しない。研究計画ではin vivoとin vitroでの系の確立および確立した系を用いたアッセイを行うところまでを記載していた。現段階では系の確立は順調に進んでいる。しかし、現状は系の確立段階でとどまっており、最も興味のある、それを用いての解析結果までは至っていないため、この評価とした。
欧州中央銀行のマクロプルーデンスと金融政策の政策調整に関する理論および実証的研究

本研究ではEUならびにECBによるマクロプルーデンス政策と金融政策との関係を理論および実証的に明らかにするのが目的である。EUではECBが金融政策とマクロプルーデンス政策を担うことになり、それらの間の相互関係に関する見解は定まっていない。そこで、本研究では二つの政策の最適な調整政策を理論的に考察する。さらにはデータを用いた実証研究をおこなうことを通して、EUでの現実的なマクロプルーデンス政策と金融政策との間での調整の有効性を検証し、調整の最適なあり方に関して提言することを目的としている。本年度は最終年度であるため、研究をとりまとめて提言する準備を行った。具体的には、ECBの金融政策とマクロプルーデンシャル政策の調整を考察するため、ECBのマイナス金利政策を理論的に考察した。金融安定性関数を独自に定義した上で、銀行行動を明示した簡単なマクロ経済モデルを構築し、それによって金利水準と、マクロ経済、そして金融安定性の最適な関係を導出した。それにより、総需要関数の金利の弾力性の高い経済ほど、そして銀行収益の金利弾力性が小さい経済ほど、マイナス金利政策はマクロ経済を安定させることになるものの、それらの条件が満たされなければ金融安定性が損なわれる可能性が高いことを示した。また、その理論的知見を実証的に確認するため、欧州の銀行データを用いて実証研究を行った。ECBのマイナス金利政策導入後に、いくつかの銀行財務指標(ROE, ROA,自己資本比率)の推移を観察すると、顕著な影響はみられていないものの、概ね負の影響を与えていることが推察される。したがって、マイナス金利政策を長期間、継続することは今後、欧州の銀行経営に負の影響を与え、金融システム全体にマイナスの影響を与える可能性がある。これらの得られた知見をもとに、ECBが出口戦略を進めるタイミングについて提言を行う。金融政策とマクロプルーデンス政策との間の相互関係に関しての定まった理論的な見解はいまだないのが現状である。そのような金融政策理論の現状の中で、本研究では二つの政策の最適な調整政策を理論的に考察するのが目的である。本年度は、申請テーマであるマクロプルーデンス政策の理論的研究を進めるために関連する論文をサーベイした。それらは一般的な理論であるものの、今後、欧州のマクロプルーデンス政策に応用する際の重要な視点となる。特にシステミック・リスクの抑制を目的とした政策手段に関して、欧州金融市場の現状にあわせてどのような手段が最適なのかを考案するための研究を蓄積できた。また本研究と関連して、欧州中央銀行の非標準的政策の実証研究も行い、それを日本金融学会で発表し、さらに「世界経済評論」に掲載した。その研究内容は、次のようなものである。欧州中央銀行が行ってきた非標準的政策は、金融市場の安定化に寄与した。特に長期リファイナンシング・オペは金融機関の抱えるリスクを低下させることに寄与し、それが欧州全体の金融市場のリスクオフに寄与したといえる。ただし、実体経済への効果が明確には出ていない。したがって、現時点で非標準的政策の効果が限定的といわざるをえないとの結果を得た。これらの結果をうけ、マクロプルーデンスとの政策調整をどのように行うのかを検討している。本年度の研究予定は、(1)欧州中央銀行の公式文書の整理と重要な政策決定過程の抽出、(2)マクロプルーデンス政策に関する理論のサーベイ、ならびにEU、欧州中央銀行によるマクロプルーデンス政策への応用の検討、(3)マクロプルーデンスの政策効果に関する計量分析を行うための計量経済理論のサーベイと、欧州中央銀行の金融政策への影響の計量分析のモデル構築と金融政策ルール構築の準備であった。実際には、(1)の公式文書の整理と(2)の研究サーベイ、および欧州金融市場、欧州マクロ経済データの収集を行っており、さらに(3)の計量経済理論のサーベイと、欧州中央銀行の金融政策への影響の計量分析のモデルも検討してきた。とくにベイジアン推計を新たに検討しており、これまでのその研究蓄積をサーベイしている。また国内ではあるが金融市場関係者との意見交換を行い、市場から見た金融政策の評価も聴取している。以上より、初年度の課題はほぼ順調に実施しているものといえる。当年度では、欧州中央銀行の非標準的金融政策の効果に関する実証研究の実施と、マクロプルーデンス政策の理論的な整理、そして欧州の財政政策と金融政策とのポリシーミックスに関する研究を行った。最初の研究に関して、量的緩和政策の効果に関しては、すでに実施しているため、欧州中央銀行のマイナス金利政策に焦点を当てて、マイナス金利政策が与えた金融市場への影響ならびに実体経済への影響を時系列モデルを用いて、実証している。その結果、マイナス金利政策は資産価格を引き上げることには効果があり、生産には幾分かのプラスの効果、インフレ率には効果がないという結果を得た。これを「マイナス金利政策の経験-ユーロ圏と欧州小国の経験から学ぶ-」(ゆうちょ資産研究第24巻)として公刊した。また2番目のマクロプルーデンス政策の理論的な整理に関しては、公刊はしていないが、バーゼル規制等を中心にミクロプルーデンス政策のシステミックリスク予防への効果などを中心にまとめている。3番目の財政政策と金融政策とのポリシーミックスに関しては、非標準的金融緩和を前提に、緊縮財政政策がユーロ圏加盟各国に与える影響を検証している。その研究の一環として「EU財政ガバナンスの問題と新たな展開」(嶋田・高屋・棚池編著『危機の中のEU経済統合』所収)を公刊している。

これらの研究により、欧州中央銀行のマクロプルーデンス政策と金融政策の総合的な効果を検証することが可能となっている。概ね計画通りに進捗している。研究実績の概要に書いたように、3つの視点から欧州中央銀行のマクロプルーデンスと金融政策の効果を検討しており、総合的な検証ができるものと考える。また、最終年度に向けた準備も概ねできていることから、研究計画の変更はないものと考える。また海外での国際学会での報告を申し込み、それのアクセプトも完了している。マクロプルーデンスに関しては、国際決済銀行から出版されている関連レポートや専門論文の理解を進め、整理している。それにより、システミックリスクにさらされている欧州金融市場では、欧州中央銀行によるマクロプルーデンス政策は必要であることが確認されている。ただ、理論的に金融政策の出口を向かう途上で、金融機関の危機が発生すると、マクロプルーデンスと対立する可能性もある。その理論構築も進んでいる。本研究ではEUならびにECBによるマクロプルーデンス政策と金融政策との関係を理論および実証的に明らかにするのが目的である。EUではECBが金融政策とマクロプルーデンス政策を担うことになり、それらの間の相互関係に関する見解は定まっていない。そこで、本研究では二つの政策の最適な調整政策を理論的に考察する。さらにはデータを用いた実証研究をおこなうことを通して、EUでの現実的なマクロプルーデンス政策と金融政策との間での調整の有効性を検証し、調整の最適なあり方に関して提言することを目的としている。本年度は最終年度であるため、研究をとりまとめて提言する準備を行った。具体的には、ECBの金融政策とマクロプルーデンシャル政策の調整を考察するため、ECBのマイナス金利政策を理論的に考察した。金融安定性関数を独自に定義した上で、銀行行動を明示した簡単なマクロ経済モデルを構築し、それによって金利水準と、マクロ経済、そして金融安定性の最適な関係を導出した。それにより、総需要関数の金利の弾力性の高い経済ほど、そして銀行収益の金利弾力性が小さい経済ほど、マイナス金利政策はマクロ経済を安定させることになるものの、それらの条件が満たされなければ金融安定性が損なわれる可能性が高いことを示した。また、その理論的知見を実証的に確認するため、欧州の銀行データを用いて実証研究を行った。ECBのマイナス金利政策導入後に、いくつかの銀行財務指標(ROE, ROA,自己資本比率)の推移を観察すると、顕著な影響はみられていないものの、概ね負の影響を与えていることが推察される。したがって、マイナス金利政策を長期間、継続することは今後、欧州の銀行経営に負の影響を与え、金融システム全体にマイナスの影響を与える可能性がある。これらの得られた知見をもとに、ECBが出口戦略を進めるタイミングについて提言を行う。平成28年度の研究の一層の発展をめざすことに専念し、研究の完成をめざす。
スマートファクトリーを実現させる人－ロボット協調生産システムの設計

近年、人ーロボット協調生産システムが注目されている。人ーロボット協調生産システムにより、人とロボットの長所を兼ね備えた革新的な生産システムが実現され、少量多品種生産の生産性を大幅に改善することができる。一方、人ーロボット協調生産システムでは安全性の高い力覚制御が求められる。本研究課題では、最適共振比に基づく力覚制御アルゴリズムを用いて安全性の高い力覚制御を実現する。工場作業者にとって安全性の高い人ーロボット協調生産システムを実現することを目的として、本研究課題では最適共振比に基づく力覚制御アルゴリズムについて理論検討および実機検証を行う。この研究目的を達成するため、本年度は1産業用ロボットの関節構造を踏襲した実機検証用ロボットアームの製作、および2最適共振比に基づくロボットアームの力覚制御系についての検討を実施した。具体的には、まず一般的な産業用ロボットの関節構造を踏襲した実機検証用ロボットアームを設計・製作した。当初の計画では初年度は単軸のみ製作する予定であったが、金属フレームの加工外注費用を鑑みてロボットアーム全体の製作を行った。ただし、手首軸アクチュエータ部については研究計画との照会の上次年度に購入することとした。次に、実験装置製作と並行してロボットアームの力覚制御系の理論検討を実施した。理論検討では、ロボットと接触対象の接触モデルについて担当学生と共同で解析を進め、最適共振比に基づく力覚制御アルゴリズムの設計を完了した。また、提案手法の計算機シミュレーションを実施しその有効性を確認した。これらの実績を達成するにあたり、ロボットアームの製作費用、および関節部アクチュエータの購入費用、アルゴリズム実装用PCおよび周辺装置の購入費用を計上した。なお、評価用力覚センサの購入については本年度の研究実績を鑑みて翌年度に持ち越しとした。翌年度以降は、製作したロボットアームに提案する力覚制御アルゴリズムを実装することにより制御アルゴリズムの有効性を実証することを計画している。これにより、提案する力覚制御アルゴリズムが安全性の高い人ーロボット協調生産システムの実用化に有効であることを確認する。当初の計画では実機検証用ロボットアームの製作および物理パラメータ同定を実施し、提案する力覚制御アルゴリズムの実装まで完了させることを予定していた。しかしながら、ロボットアームの設計図面製作に当初想定していた以上の時間を費やしたため、ロボットアーム製作以降の計画である物理パラメータのモデリングおよび力覚制御アルゴリズムの実装は実施できていない。その一方で、実機検証用ロボットアームについては、加工外注費用の削減を主な目的として計画を前倒しして実施しており、手首軸アクチュエータ以外の製作については完了している。また、提案する力覚制御アルゴリズムの理論検討については、接触モデルの理論解析および最適共振比に基づく力覚制御系のシミュレーションが完了しており、こちらは計画通りに推移している。今後は、本年度中に実施することができなかった実機検証用ロボットアームの物理パラメータ同定を優先して実施する。さらに、物理パラメータ同定が完了し次第、提案する力覚制御アルゴリズムの実装を実施する。これらの内容を翌年度に実施するため、本来翌年度に実施する予定であった計画については遅れが発生することになる。しかしながら、実機検証用ロボットアームの製作がほぼ完了しているため、当初想定していた実機検証用ロボットアームの多軸拡張に費やす時間は必要なくなっている。従って、物理パラメータ同定以降の計画遅れ分については、実機検証用ロボットアーム製作にかかる計画を前倒した分で相殺することができる。そのため、翌年度は計画通りに研究計画を進められる見込みである。

これにより、提案する力覚制御アルゴリズムが安全性の高い人ーロボット協調生産システムの実用化に有効であることを確認する。当初の計画では実機検証用ロボットアームの製作および物理パラメータ同定を実施し、提案する力覚制御アルゴリズムの実装まで完了させることを予定していた。しかしながら、ロボットアームの設計図面製作に当初想定していた以上の時間を費やしたため、ロボットアーム製作以降の計画である物理パラメータのモデリングおよび力覚制御アルゴリズムの実装は実施できていない。その一方で、実機検証用ロボットアームについては、加工外注費用の削減を主な目的として計画を前倒しして実施しており、手首軸アクチュエータ以外の製作については完了している。また、提案する力覚制御アルゴリズムの理論検討については、接触モデルの理論解析および最適共振比に基づく力覚制御系のシミュレーションが完了しており、こちらは計画通りに推移している。今後は、本年度中に実施することができなかった実機検証用ロボットアームの物理パラメータ同定を優先して実施する。さらに、物理パラメータ同定が完了し次第、提案する力覚制御アルゴリズムの実装を実施する。これらの内容を翌年度に実施するため、本来翌年度に実施する予定であった計画については遅れが発生することになる。しかしながら、実機検証用ロボットアームの製作がほぼ完了しているため、当初想定していた実機検証用ロボットアームの多軸拡張に費やす時間は必要なくなっている。従って、物理パラメータ同定以降の計画遅れ分については、実機検証用ロボットアーム製作にかかる計画を前倒した分で相殺することができる。そのため、翌年度は計画通りに研究計画を進められる見込みである。
精巣・代謝ホルモンと精子結合蛋白質解析による和牛の精液不良の原因解明と改善法開発

平成30年度は不良精液と正常精液を持つ黒毛和種牛の血漿エストラジオール-17β、コルチゾールおよびインスリン濃度の測定して両者の比較を行った。またそれらのウシの栄養状態を比較するため、血液生化学検査を実施した。さらに12から15ヵ月齢まで1月に1回の頻度で精漿を採取して、精漿のINSL3、テストステロンおよびIGF-I濃度を測定した。加えて精子運動性の低下を示す精液にINSL3を添加して、運動性の改善がえられるか否かを検討した。その結果、新鮮精液異常を示した雄ウシの血漿コルチゾール濃度は正常精液を持つウシに比べて14・24ヵ月齢で有意に高い値を示した。また凍結融解後精液が低受胎を示す雄ウシの血漿エストラジオールおよびインスリン濃度濃度はそれぞれ1721ヵ月齢および11・20ヵ月齢で有意に低い値を示した。新鮮精液異常を示す雄ウシの血清Mgは正常雄ウシに比較して6・9ヵ月齢で有意に高い値を示した。新鮮精液異常を示す雄ウシの血清AST濃度は正常雄ウシに比較して9・12・15ヵ月齢で有意に高い値を示した。高精子奇形率のみを示す雄ウシの血漿クレアチニン濃度は正常精液を持つウシに比べて9・12・15ヵ月齢で有意に高い値を示した。雄ウシの精漿INSL3、テストステロンおよびIGF-I濃度は各月齢において新鮮精液異常と正常精液の間に有意な差はみられなかった。精子運動性の低下を示す精液にINSL3濃度を添加した結果、運動性の顕著な改善は観察されなかった。以上の成績から、性成熟期の黒毛和種牛の新鮮精液異常は肝酵素の血中のASTおよびストレスの指標であるコルチゾールの上昇と関連する可能性が示唆された。また凍結融解後精液が低受胎を示す雄ウシでは血中エストラジオール-17βとインスリンの低下が関与し、一方、高精子奇形率を示すウシでは血中クレアチニン増加と関連する可能性が示された。平成28年度は黒毛和種牛の精液性状不良の原因を解明することを目的として、精液性状の正常例と異常例について、性成熟前から性成熟後までの精巣ホルモンおよび代謝ホルモンの血中動態を解析し、両群間で比較した。実験には黒毛和種雄ウシ(n=66)を用いた。それらの雄ウシは12ヵ月齢から週12回の頻度で精液を採取し、一般精液性状検査を行って、正常(N)、新鮮精液の異常(A)、および精液の凍結融解後の低受胎(L)に分類した。さらに新鮮精液異常は精子奇形のみ(M)および精子奇形と運動性低下の合併したもの(M+L)に分類した。それらの雄ウシは4ヵ月齢から24ヵ月齢まで毎月1回の頻度で血液採取を行った。精巣ホルモンのインスリン様ペプチド3(INSL3)、テストステロンおよびインヒビン、代謝ホルモンのインスリン様成長因子-I(IGF-I)の血漿濃度を酵素免疫測定法もしくは時間分解蛍光免疫測定法で測定した。622ヵ月齢におけるM+L群の血漿INSL3濃度はN群に比べて低い値を示した(P<0.001)。血漿テストステロン濃度はN群、A群およびL群間で有意な差はみられなかった。813ヵ月、16ヵ月、19ヵ月および20ヵ月のA群の血漿インヒビン濃度はN群に比べて低く(P<0.05)、1012ヵ月齢および1621ヵ月齢のL群の同濃度はN群に比べて低い値を示した(P<0.05)。8ヵ月、9ヵ月、11ヵ月および1521ヵ月齢のL群の血漿IGF-I濃度はN群に比較して低値を示した(P<0.05)。以上の成績から、1)黒毛和種牛の血中INSL3濃度の減少は精子奇形と運動性低下の合併症の原因となりうること、2)血中インヒビン濃度の低下は新鮮精液異常と凍結融解後低受胎の一因となる可能性、また3)血中IGF-I濃度の低下は凍結融解後低受胎と関連する可能性が示唆された。平成28年度の研究実施計画として当初予定していた雄ウシの精液採取と新鮮精液一般検査、凍結精液査作成と融解後の検査、および凍結精液の受胎性検査、月1回の血液採取とホルモン測定は概ね遂行することができた。測定した精巣ホルモンはINSL3、テストステロンおよびインヒビンを測定し、代謝ホルモンはIGF-Iを測定した。また、一部の雄ウシについてはGnRH類似体を投与して投与前後血液採取を行って、血漿精巣ホルモンとLH濃度も測定した。したがって、概ね順調に進展しているといえる。本年度に計画していたが、未実施の項目については次年度以降に可能であれば実施する(詳細は以下の今後の推進方策に記載した)。黒毛和種牛の精液性状不良の原因を解明することを目的として、平成29年度は黒毛和種牛の精液性状と精漿中精子結合蛋白質BSP濃度およびホルモン濃度との関連性解析を行った。黒毛和種雄ウシ16頭(112才齢)を実験に用いた。週に2日の頻度で精液を採取し、新鮮精液の一般検査を行い、精液性状の正常なウシ(9頭)および不良なウシ(7頭)に分類した。精漿中の精巣ホルモン、代謝ホルモン、BSP1およびアルブミン濃度を測定し、正常精液と不良精液で比較した。

その結果、不良精液の精漿中テストステロン、INSL3およびIGF-I濃度は正常精液に比べて高い値を示した。不良精液の精漿中BSP1およびアルブミン濃度は正常精液に比べて有意な差はみられなかった。以上の成績から、新鮮精液の性状が不良な黒毛和種牛の精漿BSP1濃度には異常はみられなかった。一方、精液性状の不良な同牛の精漿の精巣ホルモンおよびIGF-I濃度は正常精液のそれよりも高い結果となった。今回用いたウシは年齢幅が大きく、例数も少なく、精液性状不良の内訳ができなかった。今後若いウシ(1218ヵ月齢)に限定して例数を増やして再検討する必要がある。また精液性状の不良な雄ウシにGnRH類似体を投与して、その前後のLHとテストステロン濃度の測定を行い、正常精液牛と比較した結果、不良精液と正常精液の間に顕著な差異はみられなかった。精液性状の不良な雄ウシと正常な雄ウシの陰嚢周囲長を比較した結果、不良精液のウシの陰嚢周囲長は性成熟後の20ヵ月齢および24ヵ月齢で有意な低下がみられた。また本年度は雄ウシの血漿中のエストラジオール-17βとコルチゾール濃度の測定を開始したが、まだ全てのサンプルの測定を終えていないため、来年度に発表する予定である。レプチンについては測定系の確立に取組んだが、良好な試薬が見つからないために、来年度も継続して検討する。平成29年度に研究実施計画として予定していた雄ウシの精漿採取、精液検査、精子結合蛋白質BSP1の抗体作成とEIA測定系の確立、アルブミンのEIA測定系の確立、および精漿中のBPS1、アルブミン、テストステロン、INSL3、IGF-Iおよびインヒビン濃度の測定を遂行することができた。また精液性状の不良な雄ウシと正常な雄ウシにGnRH類似体を投与して、血中LHとテストステロン濃度の変化を調べる実験も実施できた。さらに血漿中のエストラジオール-17βとコルチゾール濃度の測定を開始することもできた。一方、レプチンの測定系については検討したが、未だ確立できずにいるため、次年度も継続して確立を目指す。以上のことから、おおむね順調に進展していると考えている。平成30年度は不良精液と正常精液を持つ黒毛和種牛の血漿エストラジオール-17β、コルチゾールおよびインスリン濃度の測定して両者の比較を行った。またそれらのウシの栄養状態を比較するため、血液生化学検査を実施した。さらに12から15ヵ月齢まで1月に1回の頻度で精漿を採取して、精漿のINSL3、テストステロンおよびIGF-I濃度を測定した。加えて精子運動性の低下を示す精液にINSL3を添加して、運動性の改善がえられるか否かを検討した。その結果、新鮮精液異常を示した雄ウシの血漿コルチゾール濃度は正常精液を持つウシに比べて14・24ヵ月齢で有意に高い値を示した。また凍結融解後精液が低受胎を示す雄ウシの血漿エストラジオールおよびインスリン濃度濃度はそれぞれ1721ヵ月齢および11・20ヵ月齢で有意に低い値を示した。新鮮精液異常を示す雄ウシの血清Mgは正常雄ウシに比較して6・9ヵ月齢で有意に高い値を示した。新鮮精液異常を示す雄ウシの血清AST濃度は正常雄ウシに比較して9・12・15ヵ月齢で有意に高い値を示した。高精子奇形率のみを示す雄ウシの血漿クレアチニン濃度は正常精液を持つウシに比べて9・12・15ヵ月齢で有意に高い値を示した。雄ウシの精漿INSL3、テストステロンおよびIGF-I濃度は各月齢において新鮮精液異常と正常精液の間に有意な差はみられなかった。精子運動性の低下を示す精液にINSL3濃度を添加した結果、運動性の顕著な改善は観察されなかった。
診療ガイドラインの機械解釈可能形態の開発および病院情報システム応用に関する研究

本研究では、診療ガイドラインの機械可読形態の開発のために、病院情報システムにおける指示作成の原情報とする意図に基づく視点で診療ガイドラインの構造を分析し、機械解釈可能形態の開発を行い、この形態に基づく指示作成のための機能を暫定的に定め、病院情報システムの原型システムとの連携をおこなうことを、当該研究費申請当初の段階で計画していたが、これらの研究を実施し、機能実現が可能であることまでを示した。本研究においては、診療ガイドラインを医療機関固有の条件に合致した標準的診療として示すこと、これに基づき指示作成をおこなう方法論を実装し、検証した。この結果、診療ガイドラインを医療機関固有の条件に合致した標準的診療として示してもなお、個別の患者の診療履歴、検査結果に基づき個別化した具体的診療指針とするためには、データベースの検索にかかる応答時間と推論に要する時間が高速化される必要があると考えられ、かつ、検査結果と診療履歴の組み合わせや複数の検査結果に基づき別な指標を種々の論理により合成する必要があることが明らかとなった。今後は、標準的診療指針として一般化して記述として記される診療ガイドラインを、個々の患者の診療既往、診療計画、各種検査結果に基づいて、個々の患者に対する具体的な診療指針に自動的に変換し、かつ診療で用いられる病院情報システムの中で、実際の診療で耐える程度の応答速度を確保する技術的方法を見出し、実証することを目的として研究を推進する平成14年度の研究においては、(1)米国内英国内で出版されだ診療ガイドラインおよび国内で出版された診療ガイドラインを計30種収集した。この収集にあたっては、当初提出した研究計画では科学研究費を宛てる予定であったが、費用支弁の手続き上の事務的課題があり、校費より支払うこととした。(2)(1)で収集した診療ガイドラインにおけるデータ構造をガイドライン交換フォーマットの一つであるGLIF3と照合し、論理記述のうち確率付きの判断論理に対する記述においてGLIF3においては矛盾無い記述が困難であると考えられることが明らかになった。(3)診療ガイドラインマークアップの手法の標準化に関する調査、(4)診療ガイドラインの臨床判断支援システムへの統合の技術的標準に関する調査を、英国NHSで利用されている機械可読診療ガイドラインの開発運用を行っているニューキャッスル大学のSowerby Centre for Health Informatics atNewcastleなどにおいて調査する予定であったが、国際情勢の緊迫化のため訪問調査を中止せざるを得なかった。(5)病院情報システムにおける臨床判断支援機能を統合する手法については、筑波大学附属病院において開発がされたJava 2 Enterprise Edition(J2EE)ベースのオーダーエントリーシステム(CAFE : Clinician Assisting Front End)において、推論エンジンをEJBにカプセル化することで他の診療情報処理と同様に判断機能を開発・実装した。平成15年度は、診療ガイドラインマークアップの手法の標準化に関する調査、診療ガイドラインの臨床判断支援システムへの統合の技術的標準に関する調査を行い、クリニカルガイドラインの中のクリニカルプロトコルを確率つき判断論理を含め実装する手法の開発を行う予定である。今後は、標準的診療指針として一般化して記述として記される診療ガイドラインを、個々の患者の診療既往、診療計画、各種検査結果に基づいて、個々の患者に対する具体的な診療指針に自動的に変換し、かつ診療で用いられる病院情報システムの中で、実際の診療で耐える程度の応答速度を確保する技術的方法を見出し、実証することを目的として研究を推進する