hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
合成オリゴペプチド抗体を用いたCキナ-ゼ電顕免疫組織化学に関する試験的研究

さらに電顕免疫組織化学的方法で各サブタイプの細胞内局在を検討した。γータイプはプルキンエ細胞において細胞質、細胞膜核軸索樹状突起さらに神経終末にも存在した。特に神経終末ではシナプス小胞に一致して高濃度に分布していた。またβIサブタイプは特定のニューロンで主に細胞膜直下に存在し、βIIサプタイプは主にゴルジ体周辺に存在した。これらの結果はプロテインキナーゼCの各サブタイプが特定のニューロン内で独自の情報伝達機能に関与していることを示唆している。ホルモンや神経伝達物質による生体情報の伝達機構の中でプロテインキナ-ゼCは主な細胞内情報系としてその普遍的な重要性が確立され、広汎な医学領域において病態解析への新しい方向を与えるものとして注目されている。プロテインキナ-ゼCは生化学的、分子生物学的解析により多数の遺伝子に由来する分子複合体であることが明らかになった。これらのプロテインキナ-ゼC群はそれぞれその活性化様式基質特異性に特徴があり、またこれらのサブタイプは明らかに組織細胞内局在を異にする発現特異性を示すことから、細胞はそれぞれ固有のプロテインキナ-ゼCを有し独自の情報伝達に関与する可能性がある。本研究ではプロテインキナ-ゼCを介する細胞内情報伝達系に焦点をあて、次の試験的研究を行うことを目的とした。プロテインキナ-ゼCの極めて類似する7種のサブタイプについて得その全構造を決定し、それらのアミノ酸構造を手掛かりにオリゴペプチドを合成し、サブタイプ特異抗体を作製した。これらのサブタイプの脳内分布を免疫組織化学的手法を用いて検討すると各サブタイプは各々異なった分布を示した。このサブタイプの分布はいかなる神経伝達物質、あるいは受容体の分布とも完全には一致しなかった。さらに電顕免疫組織化学的方法で各サブタイプの細胞内局在を大脳皮質および海馬で検討した。γタイプは大脳皮質の錐体細胞および海馬の錐体細胞の細胞質、核、細胞膜、樹状突起に多く存在し、神経終末には極少量しか存在しなかった。βIタイプは大脳皮質の非錐体細胞のうち主にGABA作動性ニュ-ロンの細胞膜直下に分布し、βIIサブタイプは大脳皮質及び海馬CAI領域の錐体細胞のゴルジ体周辺と樹状突起に存在した。これらの結果はプロテインキナ-ゼCの各サブタイプが、特定のニュ-ロン内での独自の情報伝達機構に関与していることを示唆している。
ヒトインスリン感受性サイクリックAMP分解酵素のcDNA及び遺伝子クローニング

本年度は主に膵B細胞及び肝に発現しているグルコースを燐酸化する酵素グルコキナーゼのNIDDMにおける遺伝子異常の有無につき検討した。NIDDM25例中1例にPCR-SSCP法で異常バンドが発見され、更に検討の結果、エクソン5にAla(GCT)→Thr(ACT)の点突然変異を認めた。発端者は68才女性で62才のとき糖尿病を指摘され、以後食事療法で加療、現在は境界型である。家系調査の結果、同じ変異を持つ症例が家系内に5例存在しそのいずれも糖尿病型あるいは境界型であった。75gOGTTの結果これらの症例のグルコースに対するインスリン分泌反応は低下しており、△IRI/△BSは正常コントロールに比し有意に低下していた。G.I.Bellとの共同研究で我々の発見したAla-188→Thr-188をE Coliに発現し検討したところ、wilclの酵素に比しVmaxは半減しKmは9倍に上昇した。この結果はiv GTT、グルカゴン負荷テスト等の比較的強い刺激ではインスリン分泌は保たれているがOGTTのような軽度の刺激では低下がみられた事と一致した。近年フランスのMODYの家系で多数のグルコキナーゼ遺伝子変異が同定された。我々の家系も1例が13才発症の症例でMODYの家系と思われたが、他の4例は成人発症であった。本症例のおうにグルコキナーゼ遺伝子異常の家系内に成人発症の糖尿病を認める例は他にもあり、NIDDMの一部にこのようなグルコキナーゼ遺伝子異常が存在する可能性が示唆された。インスリンの作用機構はいまだ不明であるが、その抗脂肪分解作用としてインスリン感受性サイクリックAMP分解酵素(PDE)の活性化によるサイクリックAMPの低下が考えられている。最近平良らによりラット脂肪組織PDEcDNAがクローニングされた。彼らの結果によるとこのPDEはノザンブロット法による検討で脂肪組織に特異的に発現しており、3T3L1細胞で脂肪細胞に分化後強く発現し、またE.Coliを用いた蛋白発現システムでPDE活性を認めたことよりこのPDEがラットのインスリン感受性サイクリックAMP分解酵素であることが確認された。そこで彼らとの共同研究でこのラットPDEcDNAをプローブとして用いヒト脂肪組織cDNAライブラリイをスクリーニングしヒトPDEcDNAのクローニングを行った。得られたポジテイブクローンの塩基配列を決定しヒトPDEcDNA全長を明かにした。ラットPDEcDNAとの塩基配列の比較検討を行った所かなりの相同性を認めた。ついでヒトPDEcDNAをプローブとし、ヒト遺伝子ライブラリイをスクリーニングしポジテイブクローンを得た。これらのクローンについて制限酵素部位を決定、制限酵素地図を作製しエクソンの配列部位を決定した。更にエクソン部位を中心に塩基配列を決定しエクソンイントロン部位を明かにした。その結果スプライス部位は多くの遺伝子のようにGT-AGルールに従っていることが明かとなった。今後イントロン内にプライマーを作製しPCR-SSCP法によりインスリン非依存型糖尿病のPDE遺伝子異常の有無につき検討する予定である。NIDDM25例中1例にPCR-SSCP法で異常バンドが発見され更に検討の結果、エクソン5にAla(GCT)→Thr(ACT)の点突然変異を認めた。75gOGTTの結果これらの症例のグルコースに対するインスリンに分泌反応は低下しており、△IRI/△BSは正常コントロールに比し有意に低下していた。

G.I.Bellらとの共同研究で我々の発見したAla-188→Thr-188をE.Coliに発見し検討したところ、wildの酵素に比しVmaxは半減しKmは9倍に上昇した。この結果はi.v.G.T.T.、グルカゴン負荷テスト等の比較的強い刺激ではインスリン分泌は保たれているがOGTTのような軽度の刺激では低下がみられた事と一致した。近年フランスのMODYの家系で多数のグルコキナーゼ遺伝子変異が同定された。我々の家系も1例が13才発症でMODYの家系と思われたが、他の4例は成人発症であった。本症例のようにグルコキナーゼ遺伝子異常症の家系内に成人発症の糖尿病を認める例は他にもあり、NIDDMの一部にこのようなグルコキナーゼ遺伝子異常が存在する可能性が示唆された。
南西諸島で発見された新興共生細菌はどんなカメムシとも共生可能か？

本研究課題の目的は、南西諸島で最近発見された新興共生細菌(Hosokawa et al. 2016 Nat. Microbiol. 1: 15011)がどのようなカメムシと共生でき、どのようなカメムシと共生できないのかを明らかにすること、および共生できないカメムシについてその原因を解明することである。カメムシ類の多くは重要な農業害虫であることから、新興共生細菌が今後どのようなカメムシと共生する可能性があるのかという情報は進化生物学だけでなく応用昆虫学の分野においても非常に重要な知見となる。本年度の最も重要な研究成果は、ツチカメムシMacroscytus japonensisの南西諸島集団における一部の個体が新興共生細菌(Cタイプ、Dタイプ、Eタイプ)と共生していることを発見したことである。本種はカメムシ上科では極めて例外的に共生細菌を垂直伝播ではなく環境獲得で維持している可能性が高い点で非常に興味深いカメムシである。共生細菌を垂直伝播で維持しているカメムシでの実験結果と比較することで、これまでにない切り口の研究が展開できることが期待される。本年度のもう一つの大きな成果は、このツチカメムシを新しいモデル実験系として確立するために累代飼育を試み、これに成功したことである。これらの研究成果は第63回日本応用動物昆虫学会大会で発表した。今後は国内各地のツチカメムシ集団から飼育系統を立ち上げ、それぞれにさまざまな細菌を接種して共生可能かどうかを調べる予定である。当初の予定にはなかったが、ツチカメムシMacroscytus japonensisの南西諸島集団における一部の個体が新興共生細菌(Cタイプ、Dタイプ、Eタイプ)と共生していることを発見し、なおかつ新たなモデル実験系としてこのカメムシの累代飼育方法の確立に成功した。本種はカメムシ上科に属するカメムシとしては極めて例外的に共生細菌を垂直伝播ではなく、環境獲得で維持している可能性がある。もしそうであれば、これまでにデータを得てきた垂直伝播の系との比較研究が可能となり、これまでにない新たな切り口での研究が展開できるようになる。新たに確立したモデル実験系であるツチカメムシMacroscytus japonensisにおける共生細菌の維持機構を明らかにしたのち、本種を研究の中心材料にして共生細菌CFの接種実験をおこない、これまでに得られている他のカメムシの結果との比較をおこなう。南西諸島の環境中にはカメムシ類の必須共生細菌と同等の生物機能を持った自由生活細菌が生息している(以下では細菌CFと記す)。この細菌がカメムシの体内に侵入し、本来の共生細菌と置き換わり、新しい共生細菌としてカメムシの野外集団中に維持されていることが、2科10種にもわたるカメムシで最近発見された。はたしてこの細菌はどんなカメムシとも共生可能なのだろうか?本研究課題では、この細菌がどのようなカメムシと共生でき、どのようなカメムシと共生できないのかを明らかにすること、および共生できないカメムシについてその原因を解明することを目的として、細菌CFのさまざまなカメムシへの実験的感染、比較ゲノム解析、遺伝子機能解析などを行う。多くのカメムシは重要な農業害虫であることから、細菌CFのような新興共生細菌が今後どのようなカメムシと共生する可能があるのかは応用昆虫学の分野において重要な知見となるであろう。また、細菌CFが共生できないカメムシについてその原因を明らかにすれば、カメムシと本来の共生細菌の間の特異的相互作用の実体解明にもつながり、共生の進化生物学においても意義深い発見となることは間違いない。重要な農業害虫であるミナミアオカメムシの無菌1齢幼虫に対して細菌CFを接種したところ、確率は低いものの、正常に成長する個体が見られた。これらの個体の共生器官内の細菌を分子生物学的に同定したところ、大半の個体では接種した細菌であることが確認された。しかし一部の個体では接種したものではない細菌が共生しており、これらは飼育時の餌等に混入(コンタミネーション)していた細菌である可能性が高い。これらの結果から、(1)細菌CFは共生器官への定着率が低いもののミナミアオカメムシと共生できる、(2)細菌CF以外にも潜在的な共生細菌が環境中に存在している、と考えられる。ミナミアオカメムシにおける飼育実験はおおむね順調に進んだと言える。しかし飼育実験において細菌CF以外の細菌の混入(コンタミネーション)という想定外の事態が起きたため、他の種のカメムシについては飼育の餌および滅菌方法を検討する必要が生じ、進捗がやや遅れている。

本年度のもう一つの大きな成果は、このツチカメムシを新しいモデル実験系として確立するために累代飼育を試み、これに成功したことである。これらの研究成果は第63回日本応用動物昆虫学会大会で発表した。今後は国内各地のツチカメムシ集団から飼育系統を立ち上げ、それぞれにさまざまな細菌を接種して共生可能かどうかを調べる予定である。当初の予定にはなかったが、ツチカメムシMacroscytus japonensisの南西諸島集団における一部の個体が新興共生細菌(Cタイプ、Dタイプ、Eタイプ)と共生していることを発見し、なおかつ新たなモデル実験系としてこのカメムシの累代飼育方法の確立に成功した。本種はカメムシ上科に属するカメムシとしては極めて例外的に共生細菌を垂直伝播ではなく、環境獲得で維持している可能性がある。もしそうであれば、これまでにデータを得てきた垂直伝播の系との比較研究が可能となり、これまでにない新たな切り口での研究が展開できるようになる。ミナミアオカメムシを重点的材料に設定して、当初の計画通り以下の実験を進める。1、細菌CFを接種したときに正常に成長する場合:CFは次世代に垂直伝播されるか?について調べる。2、細菌CFを接種したときに正常に成長しない場合:CFは共生器官に到達できているか?、CFは共生器官内で増殖できているか?について調べる。また、平成29年度の実験で発見した潜在的共生細菌は、ミナミアオカメムシの成長をサポートできるにもかかわらず野外ではカメムシと共生していないという興味深い環境細菌である。これらの細菌をカメムシに実験的に接種して上記1、2と同様の調査をおこない、細菌CFの結果と比較することで共生に関与する形質を探索する。新たに確立したモデル実験系であるツチカメムシMacroscytus japonensisにおける共生細菌の維持機構を明らかにしたのち、本種を研究の中心材料にして共生細菌CFの接種実験をおこない、これまでに得られている他のカメムシの結果との比較をおこなう。
生体安全性を考慮した口腔内シリカ薄膜コーティング法の開発と展開

齲蝕予防に主眼を置いた予防処置法として,シリカ薄膜で歯面をコーティングできれば,歯質の性状を変えることなく耐摩耗性や齲蝕予防効果を示す.本研究の目的は,シリカ前駆体としてペルヒドロポリシラザン(PHPS)を用い,歯質表面に口腔内でシリカ薄膜を形成し,さらに生体への為害作用が少ないシリカ転化方法を開発することである.歯面上に形成されたシリカ剥膜の耐摩耗性および耐酸性を分析し、その結果、優れた機械的強度および化学的耐久性が得られた。齲蝕は歯科における2大疾患の一つであり,これまでに齲蝕に対する治療法,齲蝕により除去された歯質を補うための素材の研究は数多くなされているが,齲蝕予防に主眼を置いた予防処置法,それに関わる素材の研究は少ない.シリカに代表される無機材料の特徴は物理的に堅固であり,化学的にも安定である.このような優れた特徴を有するシリカ薄膜で歯面をコーティングできれば,歯質の性状を変えることなく耐摩耗性や齲蝕予防効果を示す.本研究の目的は,シリカ前駆体としてペルヒドロポリシラザン(PHPS:perhydropolysilazane)を用い,歯質表面に口腔内でシリカ薄膜を形成し,さらに生体への為害作用が少ないシリカ転化方法を開発することであり,これにより広く口腔の健康維持,増進に寄与し,国民福祉の向上の一助とするためである.その結果,以下の成果を得た.(1)歯ブラシ摩耗試験を行い,シリカ薄膜の耐摩耗性の検討を行い,表面性状の観察および磨耗量の測定を行った。その結果,エナメル質上に塗布したPHPSにより形成されたシリカ剥膜は優れた耐摩耗性を有することが示された。(2)また,成膜されたシリカ薄膜によりエナメル質の耐酸性を評価するため0.1mM HCl溶液10ml中にサンプルを30分間浸漬し,溶液中に溶出したカルシウムを吸光光度法により測定した.その結果,シリカコーティングを施すことにより非処理エナメル質群と比較し,有意に低いカルシウムの溶出量を示し,優れた耐酸性を有することが示された.齲蝕予防に主眼を置いた予防処置法として,シリカ薄膜で歯面をコーティングできれば,歯質の性状を変えることなく耐摩耗性や齲蝕予防効果を示す.本研究の目的は,シリカ前駆体としてペルヒドロポリシラザン(PHPS)を用い,歯質表面に口腔内でシリカ薄膜を形成し,さらに生体への為害作用が少ないシリカ転化方法を開発することである.歯面上に形成されたシリカ剥膜の耐摩耗性および耐酸性を分析し、その結果、優れた機械的強度および化学的耐久性が得られた。コーティングは最も簡便なる表面処理技術であり,数μm数10μmの膜厚で基材自体の特性をも凌駕する性能を付与しコートされた製品自体の価値をも引き上げることがで工業的手法である。現在確立されているシリカコーティング法は、シリカ薄膜の成膜には数百度の焼成や、大掛かりな真空装置が必要など、臨床応用には困難な点が多いが、口腔内でシリカ薄膜を形成する方法としてセラミック前駆体であるperhydropolysilazane (以下PHPS)を歯や修復物、あるいは補綴装置表面に塗布して、炭酸ガスレーザーを照射あるいは3%の過酸化水素水の蒸気曝露することにより、生体安全性を考慮し体温領域で口腔内にシリカ薄膜を成膜することが可能であることを発表した。これらの有用性を踏まえ,齲蝕予防を目的として,エナメル質表面にガラス(シリカ)薄膜を成膜する方法を開発した。本年度は、歯面上に成膜されたシリカ薄膜の口腔内への臨床応用を想定し、シリカ膜の機械的な耐久性を歯ブラシ摩耗試験を行い、摩耗量や摩耗面の表面観察を共焦点レーザー顕微鏡やデジタルマイクロスコープ(現有設備)にて計測した。歯ブラシ摩耗10,000サイクル後の摩耗量は,シリカ膜摩耗面が0.17(0.13) μm,エナメル質研磨面が2.32(0.38) μmを示し,シリカ膜摩耗面はコントロールであるエナメル質研磨面に対し有意に低い摩耗量を示した.以上より,エナメル質上に成膜したシリカ薄膜は,10,000サイクルの歯ブラシ摩耗に対しても優れた耐摩耗性を有することが示された.平成24年度はシリカ薄膜の機械的性質を歯ブラシ摩耗試験にて評価する予定としており、本年度中に当計画が遂行されたことから以上の理由とした。シリカ膜の化学的性質を評価するため、シリカコーティング処理を施した試料を強酸の溶液に浸漬する耐酸性試験を行う。歯質から溶液中に溶出したカルシウムやリンの定量を吸光度計を用い計測する。耐酸性試験に必要な試薬、牛歯、消耗品の購入、および論文等での結果の発表に使用する予定である。
肺腺癌の集学的診断法確立のための 3 次元画像解析法とそのソフトウェアの開発

開発ソフトウェアは、肺腺癌の充実成分およびすりガラス成分を自動抽出でき、3次元ラインフィルター法を用いて血管成分を除去することが可能である。結果として、肺結節内の血管成分以外の充実成分を、その分布に拘わらず、3次元的に測定することが可能である。血管成分以外の充実成分の3次元的な割合(%solid)は、予後を予測するために有用であり、特に63%以上であれば、有意な予後不良因子である。本研究は、国際新病理分類が提唱されるにあたり、肺腺癌の3次元的な画像評価を行うためのソフトウェアを開発することを第一の目的とし、その結果と予後因子との相関性を統計解析ソフトを用いて検討することである。平成23年度に、抽出されたCT画像データに対して、開発ソフトウェアを用いた腫瘍検出の完全自動化、血管成分の抽出は可能になったが、最終年度(平成24年度)では胸壁直下型の肺腺癌に対しても、胸壁から抽出する為に、その方法(凸法)および、そのプログラミングをソフトウェアに追加した。縦隔と隣接した充実結節においては、上記の方法にて適切に抽出できない症例があったため、今後の検討課題の一つとなった(この点に関しては、今回検討した145例では解析上は問題がなかった)。一方、病理学的な血管浸潤、リンパ管浸潤、胸膜浸潤に関して、平成23年度に検討したHE染色のみならず、最終年度では、免疫染色法(血管マーカーとしてCD31、リンパ管マーカーとしてD2-40を使用)を加えて、その詳細な評価を当院病理医の協力を得て行った。しかしながら、国際新分類に則った分類化に関しては、病理診断がその途上であり、今後進めて行く予定である。尚、上記の病理学的浸潤の評価に、5年生存率、5年無病生存率のデータを加えたものを予後因子とし、開発ソフトウェアから得られた3次元解析の結果の中に予後予測因子がないかどうかをロジスティック回帰分析を用いて、また、生存時間分析に関してcox比例ハザードモデルを用いて、各々、単変量解析および多変量解析にて検討した。現在、上記のデータをまとめて、論文執筆中である。本研究は、国際新病理分類が提唱されるにあたり、肺腺癌の3次元的な画像評価を行うためのソフトウェアを開発することを第一の目的とし、最終的にその結果と予後因子との相関性を統計解析を用いて検討することである。1.CT画像データの抽出:当施設における2005年度から2010年度までの肺癌手術症例のうち、術後に肺腺癌の診断がついた症例の術前CTを見直し、各症例の0.625mm厚CT画像のDICOMデータを抽出することを行った結果、該当症例として145例の症例データの抽出に成功した。2.ORS visualを用いた検証:すりガラス成分の閾値の設定であるが、本研究では、申請者が行った先行研究(Lung Cancer.2010 Dec;70(3):286-94.)に基づき、大津の判別分析法を用いた閾値設定法を採用し、「すりガラス成分」と「濃いすりガラス成分」間の閾値を-547HU、「濃いすりガラス成分」と「充実成分」間の閾値を-291HUと定め、その基準値をプログラマーによりソフトウェアに反映させた。上述の145例とは別症例を使用して、病理学的非浸潤性肺腺癌(CT画像上は、視覚的に完全なすりガラス成分を呈する)に対してソフトウェアの性能評価を行った結果、すりガラス成分を3次元的に抽出することができた。ソフトウェアを用いた腫瘍検出の完全自動化を実現させるため、CT値のprofile curveを応用し、画像上で選択した腫瘍中心から360°方向にprofile curveを自動作成させるプログラムをソフトウェアに反映させた。これにより、腫瘍を選択するだけで、正常肺野から自動抽出させることが可能になった。更に、血管成分を除去するためのLine Filter(Med Image Anal 1998;2:143-168)法もソフトウェアに反映させ、評価実験症例にて、血管成分の抽出に成功した。まず、CT画像データの抽出であるが、対象とする肺腺癌の画像のDICOMデータを抽出することができたため、本研究の一番の目的でもあるソフトウェア開発およびその評価を円滑に行っていけると判断する。ただ、上記の肺腺癌抽出症例の病理診断に関しては、血管浸潤、リンパ管浸潤、胸膜浸潤においてヘマトキシリンエオジン(HE)染色での検討はできているが、国際新分類に則った分類化に関しては、その途上であり、今後進めて行く予定である。次に、ORS visualを用いた検証であるが、すりガラス成分の閾値の設定、腫瘍検出の完全自動化に関しては、予定通りソフトウェアのプログラミング化および評価実験を実施できたと判断する。また、当初、次年度の予定としていた血管成分の除去に関するプログラミングにも成功しており、この点に関しては、予定以上の進捗と判断する。

また、現時点で収集した145症例に対して、開発途上のソフトウェアではあるが、可能な限り、病変の抽出を行い、その評価結果(腫瘍体積ml、3次元的な充実成分の割合い3D%Solid、結節タイプ「限局性すりガラス結節、濃い限局性すりガラス結節、混在型、充実性結節」の自動分類)と病理学的予後因子(HE染色)との相関性について、探索的ではあるが統計的検討を施行済みである。以上より、本研究は、ほぼ順調に進行中と判断する。1.胸壁直下型の肺腺癌の検する為の方法およびそのプログラミング肺腺癌が、胸壁に接して存在する場合、腫瘍を自動検出する上で問題となるのは、腫瘍と胸壁の境界を決定する為の閾値設定である。腫瘍と胸壁のCT値は、類似した値を呈することも多く、胸壁に広く接する腫瘍であれば、上手く腫瘍のみを抽出できない恐れがある。このため、当初の予定どおり、胸壁に広く接した症例に関しては、胸郭全体から肺野部分をまず切り出し、その後、切り出した肺野に含まれる腫瘍部分において、昨年度に開発したソフトウェアで病変抽出を行えるかを検討する予定である。また、この研究計画を推進するにあたり、胸壁に接した症例の画像のDICOMデータを抽出することと、胸壁浸潤をきたしている症例の画像のDICOMデータ抽出が必要になると考えている。2.予後因子を含めたソフトウェアの検証最終的に使用する対象症例の病理学的な血管浸潤、リンパ管浸潤、胸膜浸潤に関して、HE染色のみならず、免疫染色法(血管マーカーとしてCD31、リンパ管マーカーとしてD2-40を使用することは決定済み)を加えて、その詳細な評価を行い(当院病理医の協力を得て行う)、上記のソフトウェアから得られた3次元解析の結果との相関性を多変量解析を用いて検討する。また、追加検討として考えているものは、5年生存率、5年無病生存率のデータが入手可能な症例においては、出来る限りその調査を行い、今回のソフトウェアによる画像解析データと生命予後との相関性も検討する予定である。尚、最終的には上記のデータをまとめ、論文化することを目標とする。【設備備品】昨年度と同様に、当施設でのCT画像はフィルムレスであり、全てサーバーに保存しているため、CTデータを抽出・保管用する為のハードディスク、USBストレージ、DVD等の記録メディアを必要とする。【国内旅費】本研究に関する国内学会(放射線学会、肺癌学会)での情報収集やコンピュータープログラマーとの打ち合わせ(東京)、および本研究の成果を発表する為の出張旅費を必要とする。【外国旅費】本研究に関する国際学会(北米放射線学会RSNAなど)での情報収集、および本研究の成果を発表する為の出張旅費を必要とする。尚、昨年度の繰り越し金に関しては、国内外旅費に割り当てる。【謝金など】本研究はコンピュータープログラマーおよび病理医の協力を必要とするため、その専門的知識の提供を受ける為、謝金を計上した。その他、印刷費や最終年度のまとめとして英語論文化する際の校閲費を必要とする。
遠隔医療通訳サービスコールセンターアプリを用いて行った医療通訳の有用性の検討

2018年の8月に群馬大学の人を対象とする医学系倫理審査委員会の審査を受けたが、研究の組織体制において指摘が入った。また夜間や救急に関しては、日中の介入が無事に行えることを確認してからのほうが対象者への安全がはかれるとし、日中の病棟での介入が無事に行え、データの収集が確認できてから改めて計画をすることにした。組織体制の整備においては、群馬大学と共同研究を締結し、介入先を群馬大学医学部附属病院に変更した。当初の予定であった北海道大学には、現在介入を行う予定はない。今後群馬大学医学部附属病院における介入の実施状況を見て、再度介入を行うか検討する予定である。その後群馬大学医学部附属病院の研究支援委員会の事前審査を受け、再度2019年の2月に群馬大学の人を対象とする医学系倫理審査委員会の審査を受け、承認を得た。現在介入先となる群馬大学医学部附属病院と調整を行っている。5月をめどに介入対象となっている病棟に対し研究実施の説明を行い、6月より介入を行う予定。介入病棟は過去に通訳の要請件数の多かった所から段階的に行っていく。その後3か月をかけ、準備対象の病棟を広げ、最終的には全病棟を介入の対象とすることとなっている。一方で、医療通訳者の募集を継続して行っている。ポルトガル語、スペイン語、中国語を中心に募集を行っているが、やや数が予定よりも少ない状況である。数が集まり次第、当番表などの作成を行い、介入を始められる態勢を整える予定。研究実施先施設との調整に時間がかかってしまった。6月より介入先の医療施設(群馬大学医学部附属病院)にて介入を行い、11月をめどにデータの収集を行う。本研究は新たに開発した遠隔医療通訳サービスコールセンターアプリを用いて、1派遣通訳との通訳効果の比較、2通訳利用による治療効果・患者満足度への影響、3人的資源の効果的活用、4急変・救急・夜間対応の際の有用性、5医療通訳養成のための実習形態としての応用の可能性を明らかにするものである。平成29年度は主に研究実施のための環境調整を行ってきた。具体的には、受け入れ病院との調整、在宅通訳者の確保、通訳効果を比較するためのアンケートの作成、患者満足度を測るためのアンケートの作成などである。受け入れ病院との調整においては、現在までに3つの病院から受け入れの内諾を得ている。これらの病院は、研究者が所属する機関の倫理審査を受け、許可が得た場合に受け入れが正式に許可される状況である。研究実施の都合上、当初予定していなかった新たな2病院に対し、現在研究協力の依頼を行っている段階である。在宅通訳者の確保は予定の4言語において概ね確保できている。実際に誰が通訳を担当するかは、通訳者の勤務の都合があり、研究実施期間によって変わってくるため、通訳者の決定はしていない。通訳効果を比較するためのアンケートは検討を重ね、原案は完成した。今後は所属の倫理委員会にかけ、倫理面での審議を受ける予定である。医療通訳を介入する事で、患者満足度にどのような影響を及ぼすかという点については、満足度やストレスの定義について現在検討を重ねている段階であり、アンケートにおいても作成途中の段階である。医療通訳が介入する事で患者満足度にどのような影響を及ぼすかという点において、満足度をどのように定義するか、またストレスをどのように定義するかという点において検討段階である。その為、どのような尺度を使ってそれぞれを測定するのかが決定できていない。アンケートがそろっていないため、倫理委員会に審議を申請することが出来ず、データの収集が遅れている。患者満足度やストレスの定義について現在でも検討を重ねており、5月上旬を目途に決定する予定である。どの尺度を用いて測定するのかも同時に検討を行っているため、定義が決まれば測定尺度も決定されてくる。

実施するアンケートもしくはスケール等が決定する事で所属の倫理委員会に審議を申請でき、許可がおり次第データの収集を開始する予定である。6月より介入先の医療施設(群馬大学医学部附属病院)にて介入を行い、11月をめどにデータの収集を行う。<助成金が生じた状況>研究開始(介入)が行えず、人件費として考えていた部分が未使用となった。代わりにパソコントラブルがあり、再購入をしなければならなくなったため、人件費として検討していた費用を物品購入に充てた。<使用計画>次年度の人件費に上乗せして使用を検討している。
半導体ウェ-ハの表面再結合速度の非接触評価技術開発に関する研究

初年度に於ては、Siウェ-ハの表面状態の評価を行なうのに、10GH_Z帯のμ波をプロ-ブとして、Siウェ-ハに波長633mmのHeーNeレ-ザ光でキャリアを注入するシステムを完成した。この方法は、マイクロ波系とSiウェ-ハのインピ-ダンス整合が取れる事が必要である。しかし、現実には注意深く実験を行うことにより、Siウェ-ハ表面の汚染や残留レジストの観測を可能にした。平成2年度には、HeーNeレ-ザ光源の他にもう一本のレ-ザ光(YAGレ-ザ、λ=1060nm)を並用することにより、μ^ー波系とSiウェ-ハ間の“インピ-ダンス不整合"を除去する方法を確立した。HeーNeレ-ザ光は、Siウェ-ハへの浸入深さが約3μm、YAGレ-ザ光は、Siウェ-ハへの浸入深さが約500μmとなり、HeーNeレ-ザ光では表面附近のキャリアの再結合過程が支配的であり、YAGレ-ザ光ではSiウェ-ハ内部でのキャリアの再結合過程が支配となる。Heー0Ne光及びYAG光照射時に得られる反射μ^ー波信号強度をそれぞれSRM1及びBRM1とした。また“BRM1ーSRM1"値を“RーSRM1"とすると、RーSRM1はSRM1及びBRM1に同じように含まれる“インピ-ダンス不整合"を除き得ることを示した。YAGレ-ザとHeーNeレ-ザを交互に照付することによって、LSIのウェ-ハ工程の中で次にかがげる様なきわめて夛岐にわたる評価が可能である。(a)受け入れSiウェ-ハのの検査、(b)Siウェ-ハ表面の汚染パタ-ンの評価(c)Siウェ-ハの酸化工程及ぴドライ・エッチング工程の評価、(d)イオン注入及び活性化工程、(e)不純物の拡散及びシリサイド形成工程の評価などである。これらの評価結果の一部分はIEEE国際会議マイクロエレクトロニックス部門で招待講演を行った。Siのデバイス製造のウェ-ハ工程を中心に、その表面状態の評価を非接触・非破壊法で行った。Siのウェ-ハ工程の基本である、ウェ-ハ表面の機械的なキズの検出を10GHzの集束マイクロ波と光学系を用いたビ-ム光を用いて評価した。その結果100μmの間隔のキズが非接触法で検出可能となった。洗浄後のSiのウェ-ハ表面に残留する部分的な汚染・残留するNa^+イオン・Siウェ-ハの直接ハンドリングによる汚染などの集束した10GHzμ波と集光レ-ザビ-ムを用いて試みた。光源のレ-ザ・ビ-ムには、950nmの半導体LEDよりも633nmのHeーNeレ-ザ・ビ-ムを用いた場合が高感度で表面状態を検出できる。HeーNeレ-ザ光は、Siの表面から約3μmが浸入深さであり、950nmのLEDの50μmの浸入深さと比較するとよりSiの表面付近のキャリアの再結合の状態でSiウェ-ハ内の注入キャリア濃度は左右される。Na^+イオンによる汚染の検出では、Siウェ-ハをNa^+の0.01ppmを含む溶液で汚染されても検出可能である。Siウェ-ハの表面に人体によるハンドリングの汚染についても極めて高感度で測定できることが明らかになった。この他にSiウェ-ハに関しては、最近特に問題となって来ている。表面に残留する有機溶剤・残留しているレジスト膜などがあるが、本研究の非接触評価技術で評価可能であることが明らかになりつつある。一方、GaAsについては、イオン注入工程の評価が可能性が大きいが、評価については更に実験を行う必要がある。GaAs以外のFeーdopeのInpについても検討の余地がでてきた。

(a)受け入れSiウェ-ハのの検査、(b)Siウェ-ハ表面の汚染パタ-ンの評価(c)Siウェ-ハの酸化工程及ぴドライ・エッチング工程の評価、(d)イオン注入及び活性化工程、(e)不純物の拡散及びシリサイド形成工程の評価などである。これらの評価結果の一部分はIEEE国際会議マイクロエレクトロニックス部門で招待講演を行った。LSI,VLSIなどの半導体デバイスのウェ-ハ工程の非接触評価に新たにYAGレ-ザの1060nmのビ-ム光を使用することにより、ウェ-ハ表面及び表面活性層の有効な評価方法を確立した。前年度に行ったHeーNe(λ=633nm,浸入深さ3μm)のレ-ザ光をライフタイムより十分に長いパルス巾でキャリアの注入を行った時の反射マイクロ波信号,SRM1(Surface Recombination Velocity related Microwave Intersity)を測定する方法は、マイクロ波葉とSiウェ-ハのインピダンス不整合が生じる様な場合は正確なSiウェ-ハの表面附近の汚染状態,イオン注入量による変化,部分酸化での信号の変化などの評価が困難である。HeーNeレ-ザ光の他に、第二の光としてYAG(λ=1060nm,浸入深さ500μm)レ-ザを照射することにより、反射μー波信号BRMI(Bulk related Microwave Intersity)を測定する。SRMI信号と同様に、BRMI信号の大きさもプロ-バ-としてのμ波系とSiウェ-ハの間で生ずるインピ-ダンス不整合が生ずる。従って、BRMI信号とSRMI信号のウェ-ハ表面の同一点での差を観測することにより、Siウェ-ハとμー波系との間に生ずる“インピ-ダンス不整合"を除くことが可能になる。YAGレ-ザとHeーNeレ-ザを交互に照射することによって、LSIのウェ-ハ工程の非接触評価を可能にし、Siウェ-ハ表面に残留しているNa^+による汚染パタ-ン,残留レジストパタ-ン,などが再現性よく測定出来た。
社会資本整備事業における遅延リスクの評価に関する研究

我が国の公共事業投資関連費が逼迫する中,効率的な事業投資が問われている.本研究では,将来発生する便益に不確実性があることを前提に,単一事業において,(1)より社会的厚生が高まる事業投資を行うための最適な供用タイミング,(2)需要の伸び等を考慮して二段階整備等整備形態を工夫できる場合の投資効果,(3)整備期間中の埋没コストが回収できない不可逆的な性質から現行の再評価制度に従って暫定供用や中止の効果,を分析した.(1)に対しては,福島空港の2500m滑走路を段階を経ずに投資するケースを想定して分析した.その結果,成長率やリスクが大きくなるほど,延期オプションの価値が大きくなるほか,B/Cが1付近の事業に対する現在投資については,事後的に期待便益に対して約55%もの損失が生じると評価された.(2)に対しては,2000mから2500mに拡張する二段階整備問題を対象に,考案した事前・再評価フレームワークを適用した.この時,最適供用タイミングから乖離することの損失を計算したところ,費用便益費が1.52.5程度の工事では,期待総便益に対して事後的に2.5%30.1%の損失が生じることが分かった.また,便益の下方修正に関する情報を再評価に組み込むと,2023年まで待つことが最適であると判断された.(3)に対しては,再評価時に事業を継続するか,中止するかの行使期限を整備期間とするオプション行使問題と捉えモデルを構築した.分析により,再評価を一度行う場合には,用地取得を完了した時点で行うことが最もオプション価値を高め,その効果は費用便益費1.5の事業に対して期待便益の15%となった.毎年再評価を行う場合には17%となったが,用地取得完了以降はその効果はないことが明らかになった.我が国の公共事業投資関連費が逼迫する中,効率的な事業投資が問われている.本研究では,将来発生する便益に不確実性があることを前提に,単一事業において,(1)より社会的厚生が高まる事業投資を行うための最適な供用タイミング,(2)需要の伸び等を考慮して二段階整備等整備形態を工夫できる場合の投資効果,(3)整備期間中の埋没コストが回収できない不可逆的な性質から現行の再評価制度に従って暫定供用や中止の効果,を分析した.(1)に対しては,福島空港の2500m滑走路を段階を経ずに投資するケースを想定して分析した.その結果,成長率やリスクが大きくなるほど,延期オプションの価値が大きくなるほか,B/Cが1付近の事業に対する現在投資については,事後的に期待便益に対して約55%もの損失が生じると評価された.(2)に対しては,2000mから2500mに拡張する二段階整備問題を対象に,考案した事前・再評価フレームワークを適用した.この時,最適供用タイミングから乖離することの損失を計算したところ,費用便益費が1.52.5程度の工事では,期待総便益に対して事後的に2.5%30.1%の損失が生じることが分かった.また,便益の下方修正に関する情報を再評価に組み込むと,2023年まで待つことが最適であると判断された.(3)に対しては,再評価時に事業を継続するか,中止するかの行使期限を整備期間とするオプション行使問題と捉えモデルを構築した.分析により,再評価を一度行う場合には,用地取得を完了した時点で行うことが最もオプション価値を高め,その効果は費用便益費1.5の事業に対して期待便益の15%となった.毎年再評価を行う場合には17%となったが,用地取得完了以降はその効果はないことが明らかになった.我が国の公共事業投資関連費が逼迫する中,効率的な事業投資が問われている.本年度は,将来発生する便益に不確実性があることを前提に,単一事業において,(1)より社会的厚生が高まる事業投資を行うための最適な供用タイミング,(2)需要の伸び等を考慮して二段階整備等整備形態を工夫できる場合の投資効果,(3)整備期間中の埋没コストが回収できない不可逆的な性質から現行の再評価制度に従って暫定供用や中止の効果,を分析した.(1)に対しては,福島空港の2500m滑走路を段階を経ずに投資するケースを想定して分析した.その結果,成長率やリスクが大きくなるほど,延期オプションの価値が大きくなるほか,B/Cが1付近の事業に対する現在投資については,事後的に期待便益に対して約55%もの損失が生じると評価された.(2)に対しては,2000mから2500mに拡張する二段階整備問題を対象に,考案した事前・再評価フレームワークを適用した.この時,最適供用タイミングから乖離することの損失を計算したところ,費用便益費が1.52.5程度の工事では,期待総便益に対して事後的に2.5%30.1%の損失が生じることが分かった.また,便益の下方修正に関する情報を再評価に組み込むと,2023年まで待つことが最適であると判断された.(3)に対しては,再評価時に事業を継続するか,中止するかの行使期限を整備期間とするオプション行使問題と捉えモデルを構築した.分析により,再評価を一度行う場合には,用地取得を完了した時点で行うことが最もオプション価値を高め,その効果は費用便益費1.5の事業に対して期待便益の15%となった.毎年再評価を行う場合には17%となったが,用地取得完了以降はその効果はないことが明らかになった.

我が国の公共事業投資関連費が逼迫する中,効率的な事業投資が問われている.昨年度は,将来発生する便益に不確実性があることを前提に,単一事業において,(1)より社会的厚生が高まる事業投資を行うための最適な供用タイミング,(2)需要の伸び等を考慮して二段階整備等整備形態を工夫できる場合の投資効果,(3)整備期間中の埋没コストが回収できない不可逆的な性質から現行の再評価制度に従って暫定供用や中止の効果,を分析した.本年度は需要の伸びが公共事業プロジェクトの財務状況に与える影響と,リスク軽減のための需要喚起方策に関して,フィリピンの都市鉄道プロジェクトを例に分析した.メトロマニラで1998年に開通したMRT3号線では,予測旅客数を実現した旅客数の倍以上に設定したこと,民間会社がインフラを保有し政府管理の運営会社が使用料を支払って運行する特殊な形式をとっていたこと,契約が米ドル建てで行われたためアジア通貨危機と連動したフィリピンベソの対米ドルレートの大幅な低下により使用料が2倍程度にふくれあがったこと,などの理由で使用路湯の支払いが滞っているという問題が生じている.このことが今後の鉄道プロジェクトの遂行に大きな影響を与えるため,早急の対策が必要となっている.その一つの方法として需要喚起方策に着目し,MRT3の存在自体やそのサービスレベルの認知時期と利用開始時期の関係を詳細に分析した結果,事前の広報活動等によりMRT3の認知レベルを向上させておけば初期の3カ年で10%程度の旅客数増加が可能であったが,このことがプロジェクトの財務状況を大幅に改善できる可能性は小さいことが分かった.
スーパー制限酵素による巨大ＤＮＡの遺伝子操作

我々が開発したスーパー制限酵素を使って、ヒトの全ゲノムDNA(30億塩基対)の中の1カ所を選択的に切断することに成功した。DNA切断はすべて天然酵素と同様にリン酸ジエステル結合の加水分解で進行するので、生成したDNA断片を用いて組換えDNAを調製し、これを細胞内で発現することが可能である。さらに、スーパー制限酵素で切断したDNAをヒト細胞内に入れると、この切断がDNA修復系により正確に認識され、所定の相同組換えが促進されることも明らかにした。申請者らが開発してきた"スーパー制限酵素(Artificial Restriction DNA CUTter; ARCUT)"を完成させ、さらにこれを用いた遺伝子操作法を確立する。また、「巨大DNAを所望の位置で選択的に切断できる」というARCUTの特長を生かし、天然酵素を使用する従来法では実施困難な遺伝子操作を実現し、ニュー・バイオテクノロジーを創成する。本年度までに、ARCUTに関する基礎的な知見を集積し、また、ARCUTのバイオへの応用を指向した様々な研究を開始した。具体的には、以下の通りである。得られた成果としては、(1)ギャップ近傍をリン酸系の新規な配位子で修飾することに成功し、これを用いて一本鎖DNAの目的部位を切断することに成功、(2)PNAの主鎖に正電荷を導入することにより、未修飾のPNAと比較して著しくインベージョン効率を向上させることに成功、(3)インベージョン効率の向上のための新たな手法として、二本のPNAをグルタルアルデヒドで架橋することが有用であることを発見、(4)PNA修飾用の糖鎖モノマーの合成に成功、(5)従来型のPNAを利用したARCUTについて、これをツール化するため必要な基礎情報(正確な切断位置の決定、リゲーション効率の向上など)の収集、(6)アデノウィルスベクターを一か所で切断することに成功、(7)ARCUTのバイオテクノロジー・ツールとしての有用性を、緑色蛍光タンパクから青色蛍光タンパクへの遺伝子変換実験を行うことで実証などが挙げられる。また、(8)大腸菌ゲノムDNAの所定の遺伝子の切り出しならびにクローニング、(9)ミトコンドリアDNAの遺伝子操作、(10)ARCUTを用いた新規タンパク質セレクション法の開発などに着手した。さらに、(11)BACベクターに導入された対象遺伝子領域のエンハンサーをARCUTで解析する手法の開発、(12)ARCUTでゲノムDNAを切断することによる相同組換えの効率化などについても共同研究を開始した。以上のように、本研究はきわめて順調に進んでおり、期間内に十分な成果を挙げられるものと考えている。ARCUTを用いて、λファージゲノムDNA(約4万8千塩基対)中の所定の位置を選択的に切断することに成功した。さらに、ARCUTを用いたアデノウィルスゲノム(約3万5千塩基対)の遺伝子組換えに着手した。また、モデル系(一本鎖DNAに対して、二本のDNAでギャップを形成し、これをCe(IV)錯体により選択的に切断する系)を用いてPNAの化学修飾による切断効率と選択性の向上についての検討を行った。その結果、系に添加する二本のDNAの末端を修飾してギャップ部位近傍に複数のリン酸基を配置するように設計すると、切断効率が著しく向上することを見出した。また、ARCUTのターゲット配列を拡張するためにターゲットDNAの認識部位についても種々の検討を加えた。その結果、ある特定の条件において一本のpseudo-complementary PNA(pcPNA)のみでも二本鎖DNA中にインベージョンし、ここに切断触媒であるCe(IV)/EDTA錯体を加えることにより、塩基配列選択的な二本鎖DNA切断が実現することが明らかになった。本系は、従来の二本のpcPNAを加える系と比較して単純な系であり、今後様々な応用が期待される。さらに、染色体の末端に存在し細胞の寿命時計として機能するテロメアをターゲットとした人工DNA切断酵素を構築することを意図して、G-カルテット構造を形成してヒトテロメア配列に結合する修飾核酸にCe(IV)と相互作用する配位子を導入した。さらに、これとCe(IV)錯体を用いることにより、ヒトテロメア配列を選択的に切断する人工DNAカッター系の開発に着手した。本年度は、スーパー制限酵素の構成要素であるペプチド核酸(PNA)を修飾することにより、スーパー制限酵素のさらなる高機能化を図った。また、スーパー制限酵素を用いて得られるDNA切断断片と容易に結合可能なDNA断片の新規な調製法を開発した。1.モデル系(一本鎖DNAに対して、二本のDNAを用いてギャップを形成し、これをCe(IV)錯体により選択的に切断する系)に関する詳細な検討を行った。その結果、加える二本のDNAの末端にポリリン酸系の配位子を修飾すると、Ce(IV)錯体がギャップ部位近傍に濃縮され、従来の系(モノリン酸修飾)と比較して低いCe(IV)錯体濃度においても、非常に選択的かっ効率的な切断が実現することを明らかにした。

2.スーパー制限酵素は、PNAによりターゲット部位の認識を行っている。ここで、二本のPNAを二本鎖DNAに効率的にインベージョンさせるためには、PNA中の核酸塩基のAおよびTに対して修飾を施す必要があることが知られている。しかし、これらの修飾PNAを用いても、G-C塩基対の含量が極端に高い部分にPNAをインベージョンさせることは困難であった。そこで、正電荷を有するPNAのモノマーを用いて、正電荷を導入したPNAを合成した。これらのPNAを用いると、静電的な効果によりPNA-PNA二本鎖は不安定化し、DNA-PNA二本鎖は安定化する。その結果、高いG-C塩基対含量の配列に対してもPNAが効率的にインベージョンすることを見出した。3.ワトソン・クリック塩基対形成の際に重要な核酸塩基Tの3位に光により脱保護可能な保護基を導入したDNAオリゴマーをプライマーとして、ポリメラーゼチェインリアクションを行うことにより、長い5'突出末端を持つDNA断片を調製することに成功した。さらに、これらのDNA断片は、スーパー制限酵素の切断断片と容易に再結合可能が可能であることが明らかになった。本年度は、前年度までに開発してきたスーパー制限酵素を用いてヒトゲノムDNAなどの巨大DNAの切断を試みた。また、スーパー制限酵素のDNA配列認識能についても詳細に検討した。さらに、これまでの知見を応用し、テロメアに部位を選択的に切断できる人工酵素の開発を行った。具体的には、以下の通りである。1.ヒト細胞から全ゲノムDNAを抽出して、これをスーパー制限酵素で処理した。切断部位をサザンブロッティングにより確認したところ、目的部位での選択的な切断が確認された。また、スーパー制限酵素を用いて調製したDNA断片と、ドナーとなるDNAをヒト細胞内に導入すると、相同組換えが効率的に起こることを明らかにした。これらの結果は、スーパー制限酵素を利用したジーンターゲッティングの可能性を示している。2.スーパー制限酵素は、ペプチド核酸(PNA)によってターゲット配列を認識している。PNAのインベージョンに際する正確性について詳細に検討したところ、最末端の塩基については認識能が従来考えられていたより低いことが明らかになった。また、得られた結果を総合すると、ゲノム切断等に用いているスーパー制限酵素では、約1416塩基対を認識していることが明らかになった。3.ヒトテロメアは、染色体末端に存在して重要な役割を担っている。このヒトテロメア配列(GGGTTAの繰り返し配列)を持つDNAに対して、末端にリン酸基を有する短鎖DNAを用いて四重鎖構造を形成し、ここにCe(IV)錯体を添加することにより選択的に切断することに成功した。4.一本のPNAだけでは、二本鎖DNA中へのインベージョンは通常起こらない。しかし、一本鎖DNA結合タンパク(SSB)を併用すると、一本のPNAでも二本鎖DNA中に効率的にインベージョンすることが見出された。また、PNAの核酸塩基AとTを修飾すると、インベージョンの効率が向上することも明らかになった。
舞踊を対象とする三次元モーションデータベースの開発

本研究は、情報組織化の理論と方法を更新することをめざし、人間の身体動作をデジタル化した3次元モーションデータの効率的な蓄積・検索システムの開発を中期的な目標とした。さらに、人間の身体動作のうちでも舞踊動作、なかんずくクラシックバレエの基本動作を対象とし、その3次元モーションデータベースの開発を短期的な目標とした。身体動作を組織化するためには、1次情報化、すなわち身体動作を操作可能な1次情報として取得・蓄積することと、2次情報化、すなわち1次情報化した身体動作を定型的に記述・記録することが必要である。クラシックバレエの基本動作の1次情報化に関しては、モーションキャプチャシステムを用いてモーションデータを採取し、これを舞踊技法の様式に従って時系列的に基本動作へ分節化し、さらにデータの標準化を行って蓄積することで、モーションアーカイブを構築する方法を提案した。クラシックバレエの基本動作の2次情報化に関しては、女性初級レッスン用で出現する基本的な身体動作に限定し、舞踊技法の様式に基づいて基本ポーズ84個、基本ステップ583個を網羅的に列挙し、階層的に分類した。さらにこれらすべてに助記性のある符号を与え、その符号を組み合わせてバレエの基本動作パターンとレッスン用振付を定型的に記述する手法を提案した。本研究で提案した身体動作の1次/2次情報化の手法が有用であることを実証するため、プロのクラシックバレエダンサーの実演動作をモーションキャプチャシステムで採取し、クラシックバレエの基本動作のモーションアーカイブを構築した。また、モーションアーカイブの応用システムとして、Webブラウザ上でレッスン用振付を対話的に創作し、3DCGアニメーションで再生できる振付シミュレーションシステム"Web3D Dance Composer"を開発した。その結果、本研究で提案した手法の有用性が実証された。クラシックバレエ(以下バレエ)の基本ステップを蓄積・検索の単位とする三次元モーションデータベースを開発するために、まず十分な性能のハードウェア、ソフトウェアをそろえて開発環境を整備した。次に,昨年度までの研究成果に基づいてシステムの仕様を検討し,大学院生の協力を得て開発に着手した。バレエの三次元モーションデータは、わらび座(角館)所有の磁気式モーションキャプチャシステムと同スタジオを借用し、プロのバレエダンサーの実演から採取した.一方、バレエの基本ステップを網羅的に収録するため、バレエ教師の協力のもとで独自に「バレエ・レッスン基本ステップ分類表」を作成した。その結果、クラシックバレエのステップをWeb上で選択でき、これを三次元CGアニメーションで再生するシステムを完成することができた。このシステムの評価会を行って、今後の研究課題と改良点を明らかにした。2001年度の研究成果に基づき、2002年度も、クラシックバレエ(以下バレエ)の基本ステップの三次元モーションを蓄積単位とするモーションデータベースの開発を進めた。まず、2001度までに採取済みの三次元モーションデータを加工、編集、標準化して、モーションデータベースの新たな要素として収録した。一方、未採取の基本ステップが多く残っていたので、追加データの採取も行った。追加データは、立命館大学アートリサーチセンターの光学式モーションキャプチャシステムを借用し、プロのバレエダンサーの実演から採取した。バレエの基本ステップに関しては、その動作構造の分析についての研究を進展させた。その成果として、独自の基本ステップ分類表を作成した。さらに、基本ステップそれぞれの属性を識別した上で、各属性ごとに属性値セットを作成し、独自の振付記述方法も提案した。また、開発中のモーションデータベースを効率的に活用できるようにするため、"Web3D Dance Composer"と名づけたシステムの開発を行った。このシステムの基本的な機能は、バレエ振付の三次元動画シミュレーションである。このシステムを用いれば、三次元モーションデータベースに収録されている基本ステップを組み合わせることによって、バレエの振付をウェブ(WWW)の環境で対話的に創作でき、さらにそれを三次元CGアニメーションでシミュレーションすることができる。このシステムの有用性を評価するため、10名のバレエ教師を被験者とする実験を行った。

2001-2002年度の研究成果に基づいて、2003年度もバレエの基本ステップの三次元モーションデータベースの開発を進めた。まず、2002年度に採取済みの三次元モーションデータのうち、まだ加工、編集、標準化が完了していない分について作業を進め、それらをモーションデータベースの新たな要素として収録した。一方、未採取の基本ステップが若干残っていたため、追加データの採取を行った。追加データは、立命館大学アートリサーチセンターの光学式モーションキャプチャシステムとスタジオを借用し、プロのバレエダンサーの実演から採取した。2002年度、開発中のモーションデータベースを効率的に活用できるようにするため、,"Web3D Dance Composer"と名づけたシステムの開発に着手した。2003年度は、このシステムの評価実験を、バレエ教師を被験者として行った。評価実験を行うことでシステムの実用性を厳しく吟味し、システムの機能拡充とユーザインタフェースの改良を行った。バレエの基本ステップ群に関しては、その動作構造の分析についての研究をさらに進展させ、2002年度に試作した独自の基本ステップ分類表の改訂と、振付記述手法の再検討を行った。その成果として、女性初級レッスン用で出現する基本的な身体動作に限定した基本ポーズ84個、基本ステップ583個を網羅的に列挙し、階層的に分類した。さらにこれらすべてに助記性のある符号を与え、その符号を組み合わせてバレエの基本動作パターンとレッスン用振付を定型的に記述する手法を考案した。