hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
ＧＰＵ指向の計算集約型統計アルゴリズムの高度化と実用ソフトウェアの開発

アルゴリズムの開発においては、計算機環境の変化にも常に注視しておくことが大切である。近年、プロセッサのマルチコア化が劇的に進んでおり、GPGPU (General Purpose computation on Graphical Processing Units)、マルチコア等の100を超えるスケールの並列プログラミング環境もデスクトップパソコンで実現されつつある。逐次モンテカルロ法やブートストラップ、ブースティング、クラスタリング等のアルゴリズムを高並列計算向きに進化させることで、次元の呪いにより従来は困難とされている問題を超並列計算機システムでシンプルに解決することを目指している。本年度は、ブートストラップ法のGPGPU向きアルゴリズムを研究開発した。GPGPUの潜在的能力を最大限に活用し、従来のBの値を1001万倍に可能にするとともに、ブートストラップ推定値を精度保証するアルゴリズムを構築できた。本年は、ベイズ統計にかかわる国際会議やそれにあわせたサテライト会議が開催されたので、GPGPUを利用した高効率ベイズ計算や、近年大流行しているABC(Approximate Bayesian computation)を研究している研究者と情報交換を行った。ABCは、計算機リソースを多く要するベイズ統計の中でも、際だってリソースを必要とするものである。同質の繰り返し計算の部分をうまくアクセラレータに埋め込むことが可能なら、ABCの持つポテンシャルは大きく飛躍することは明らかである。このアイデアの実現性について意見交換するとともに調査研究も行った。GPGPUを活用するためにはCUDA等のプログラミング言語を利用する必要があるが、言語知識以外のCPU利用に関する経験が実装上は相当ものをいうことがわかるまでやや時間がかかった。25年度が最終年度であるため、記入しない。前年度の逐次モンテカルロ法のGPGPU向きアルゴリズムの研究開発経験をもとに、ブートストラップ法のGPGPU向きアルゴリズムを研究開発した。各ブートストラップサンプルをもとに計算する一つの手続きが通常あまりメモリーを必要としないため、PE内にその手続きを概ね収めることができる。従って、GPGPUの並列台数効果が出ることを確認した。新規アルゴリズムの開発の観点からは、ブートストラップサンプル数Bに依存しないブートストラップ推定法の開発を試みた。GPGPUの潜在的能力を最大限に活用し、従来のBの値を1001万倍にもすることができた。このことは、Bの増加に伴う推定値の収束具合をモニターしながらBの値を問題毎にコントロールことが可能であることを示す。
自己弛緩が身体への気づき、姿勢制御および感情状態に及ぼす影響

1年目である本年度は、実験系の構築、予備実験の実施、及び、それに基づく実験系の調整を行い、本実験に向けての整備を行った。本研究では、臨床動作法を通して姿勢動作を自己調整する能力を獲得することにより立位姿勢と感情状態の変化の経過を明らかにすることを目的としている。姿勢動作の測定については、客観的指標として立位姿勢をとったときの水平方向、垂直方向へのズレ、重心動揺、脚の筋電位を測定し、それと並行してPOMSとSTAIにより感情状態と不安感情の変化を測定して、その対応関係を分析する計画である。6月には、学内の研究倫理委員会に本実験の倫理審査を申請し、重心動揺計の購入のため、業者に購入予定と同様のタイプの重心動揺計のデモンストレーションを依頼した。また、重心動揺研究の実績を持つ他大学の研究者を訪問し、重心動揺の計測に関する具体的な指導・助言を得た。それと並行して、重心動揺測定時の筋電位の測定部位について文献を参考に特定した。重心動揺計、衝立、ビデオカメラ等の実験機器や機材を購入し、立位姿勢の指標として立位姿勢の水平方向・垂直方向へのズレの測定、立位時の重心動揺と脚の筋電位の測定を行うための実験系を構築した。具体的には、水平線と垂直線が碁盤の目状に描かれた衝立を壁際に設置して立位姿勢のズレを測定するようにし、その横に重心動揺計を設置して立位姿勢の測定後、立位姿勢時の重心動揺と脚の筋電位が測定できるようにした。3名の実験協力者を募り、予備実験として、立位姿勢の測定と立位時の重心動揺と筋電位を測定した。その結果、いくつかの不備、改善点が明らかになり、それらを調整したところで1年目の終了となった。当初の計画では1年目から実験協力者数名を対象にデータの収集を開始する予定であったが、さまざまな事情により、計画から大幅な遅れとなってしまった。まず、前年度末に研究代表者と研究分担者が所属するいわき明星大学教養学部の学生募集停止が突然理事会で決定され、今後の見通しが不透明な状況のなか研究1年目を迎えた。7月頃、業者に重心動揺計のデモンストレーションを実施してもらい、その後購入の発注を行ったが、納入が9月に入ってからとなり、思いのほか時間がかかった。その頃から、募集停止となる教養学部に変わる新学部の計画が具体化し、研究代表者はその設置準備委員として多くの時間を割かれ、研究の時間を確保することが極めて難しくなった。その状況は3月末まで続き、当初計画していたとおりに研究を進行することが難しくなった。また、6月には学内の研究倫理審査委員会に本研究の実施に関して申請したが、その後連絡がないまま時間が経過し、結局、許可が下りたのが1月となり、それまでは研究協力者を募る活動ができなかった。これも研究が滞る1因であった。研究倫理審査委員会からの承認を得て、実験協力者を募り、一部の協力者を対象に予備実験を実施できたのが、2月に入ってからとなり、大幅な遅れとなった。2年目の本年度は、予備実験の結果に基づいて、実験系の不備を調整し、実験システムは構築されたため、実験協力者を対象に、本実験を実施してデータを収集し、解析を行う。その結果を学会で発表する予定である。本年度後半には新たな実験協力者を対象にデータ収集を行い、それを加えてサンプル数を増やしてデータ分析を行い、前半で得られた結果と比較する。サンプルが増えた段階で、サブグループの存在について検討し、可能性があれば、サブグループに分けて分析を行い、グループ間の違いを検討する。それを通して、立位動作の制御に関連する主体活動の一端を明らかにしたい。

当初の計画では1年目から実験協力者数名を対象にデータの収集を開始する予定であったが、さまざまな事情により、計画から大幅な遅れとなってしまった。まず、前年度末に研究代表者と研究分担者が所属するいわき明星大学教養学部の学生募集停止が突然理事会で決定され、今後の見通しが不透明な状況のなか研究1年目を迎えた。7月頃、業者に重心動揺計のデモンストレーションを実施してもらい、その後購入の発注を行ったが、納入が9月に入ってからとなり、思いのほか時間がかかった。その頃から、募集停止となる教養学部に変わる新学部の計画が具体化し、研究代表者はその設置準備委員として多くの時間を割かれ、研究の時間を確保することが極めて難しくなった。その状況は3月末まで続き、当初計画していたとおりに研究を進行することが難しくなった。また、6月には学内の研究倫理審査委員会に本研究の実施に関して申請したが、その後連絡がないまま時間が経過し、結局、許可が下りたのが1月となり、それまでは研究協力者を募る活動ができなかった。これも研究が滞る1因であった。研究倫理審査委員会からの承認を得て、実験協力者を募り、一部の協力者を対象に予備実験を実施できたのが、2月に入ってからとなり、大幅な遅れとなった。2年目の本年度は、予備実験の結果に基づいて、実験系の不備を調整し、実験システムは構築されたため、実験協力者を対象に、本実験を実施してデータを収集し、解析を行う。その結果を学会で発表する予定である。本年度後半には新たな実験協力者を対象にデータ収集を行い、それを加えてサンプル数を増やしてデータ分析を行い、前半で得られた結果と比較する。サンプルが増えた段階で、サブグループの存在について検討し、可能性があれば、サブグループに分けて分析を行い、グループ間の違いを検討する。それを通して、立位動作の制御に関連する主体活動の一端を明らかにしたい。購入を予定していた実験機器のうち中心となる重心動揺計について、予定していたモデルと同様の機能を持つものが予定していた金額より大幅に低い金額で購入できたことにより、予定していた研究費の使用が抑えられた大きな要因であった。また、実験の進行が予定していたより大幅に遅れたことにより、本格的なデータの収集が始められず、動作法の実施者及び収集したデータの整理補助者の雇用が発生しなかったため、予定していた費用が執行されず、次年度に持ち越される要因となった。2年目の今年度は、実験の準備が整い、データの収集を本格的に行うことになるため、動作法実施者を雇用してデータを収集し、収集したデータの逐語記録を作成するなどデータ解析のためのデータ整理補助者を雇用することになり、昨年度持ち越した分を使用する予定である。また、重心動揺計の購入に予定していた額と実際の購入金額との差によって生じた差額については、大量のデータ処理が必要となり、所有しているPCでは処理能力の不足が明らかになったため、データ処理のためのPCとデータ保管のためのUSBメモリの購入に当てる予定である。
オーキシンの酸化的代謝機構解明をめざした化学プローブの探索

インドール-3-酢酸(IAA)は、植物の生長制御に関わるホルモンであり、その濃度は代謝・輸送により厳密に調節されている。IAAの異化代謝においては、酸化代謝が中心的役割を果たしているが、その詳細なメカニズムはほとんど明らかにされていない。本研究では、IAAの酸化代謝反応を阻害する低分子化合物の探索を目的としたスクリーニング法の開発を行った。その結果、質量分析計を用いた酸化代謝物の迅〓測定法を活用することにより、効率的なIAA酸化反応阻害剤のスクリーニング法を確立できた。また、この手法を用いてイネにおける既知化合物によるIAA酸化反応に対する阻害効果を評価した。インドール-3-酢酸(IAAと略す)は、植物の生長制御に関わる植物ホルモン(オーキシン)の1種である。IAAの細胞あるいは組織内濃度は、異化代謝(代謝と略す)および植物体内の輸送のバランスによって調節される。IAAの代謝は主に酸化代謝・抱合体形成・脱炭酸反応によって行われている。研究代表者はこれまでに、シロイヌナズナやイネなどに含まれるIAA代謝物の同定ならびに定量を行った結果、酸化代謝物が最も多く存在し、酸化代謝が植物におけるIAA代謝の中心的役割を果たしていることを明らかにした。酸化代謝は不可逆的であり、代謝物はオーキシン活性を失うことから、この代謝反応はIAAの不活性化に関わるものと考えられている。このように、酸化代謝はIAAの濃度調節にとって重要な役割を担っているにもかかわらず、酸化反応に関与する酵素など、詳細なメカニズムについてはほとんど明らかにされていない。そこで本研究では、IAAの酸化代謝反応に関わる酵素の同定を目的として、この反応を阻害する低分子化合物をスクリーニングによって見出し、それを化学プローブとして酵素同定に活用することを目指した。本年度においては、効率的スクリーニング法の確立を行った。質量分析によるIAA代謝物の定量法はこれまでの研究によって確立されており、1サンプルあたり約20-30分で行うことが可能であった。しかしながら、この分析法を阻害剤スクリーニングに応用する場合、さらなる分析時間の短縮化が必要である。そこで近年開発されたコアシェル型HPLCカラム(高流速で高分離能を有する)を用いてIAA代謝物の分析を行ったところ、1分析あたり10分程度へと短縮できることが明らかとなった。この分析法とともに、抽出法を工夫することで効率的なスクリーニング法の確立することができた。インドールー3-酢酸(IAAと略す)は、植物の生長制御に関わる植物ホルモン(オーキシン)の1種である。本年度においては、IAAとは異なるオーキシンであるインドール3-酪酸(IBAと略す)の植物体内での代謝反応に注目し、IAAと同様にIBAも酸化代謝が主要な経路となるかについて調べ、IAA酸化酵素阻害剤の探索において阻害効果の指標物質として用いるべきか検討した。イネ植物体からIBA関連代謝物の探索を質量分析計を用いて行ったところ、IBAにおいてもIAAと同様に酸化体が主要代謝物であることが判明した。このことから、IBAも酸化代謝阻害効果の指標として測定しておく必要のあることが分かった。インドール-3-酢酸(IAA)は、植物の生長制御に関わる植物ホルモン(オーキシン)の1種である。IAAの細胞あるいは組織内濃度は、異化代謝および植物体内の輸送のバランスによって調節される。IAAの代謝は主に酸化代謝・抱合体形成・脱炭酸反応によって行われているが、中でも酸化代謝が植物におけるIAA代謝の中心的役割を果たしている。

そこで本研究では、IAAの酸化代謝反応に関わる酵素の機能解析および同定を目的として、IAA酸化反応に対する阻害活性を示すことが報告されている化合物(2,3,5-triiodobenzoic acid, TIBA)を用いた酵素活性の評価を行った。これまでに確立している質量分析計を用いたIAA酸化代謝物の迅速測定法により、まずイネ植物体におけるTIBAによる酸化反応阻害活性を調べた。その結果、主要酸化代謝物であるOxIAAの量はTIBA処理によって変化しなかった。植物体においては薬剤の透過性などが影響して、活性を正しく評価できていない可能性が考えられたため、イネ根部分からIAA酸化酵素を含む粗抽出液を作製し、そのIAA酸化反応に対するTIBAの効果を調べた。その結果、やはりTIBA処理によってIAA酸化反応は阻害されず、TIBAは酸化阻害剤としては作用しないことが示された。一方、この粗酵素液を用いたIAA酸化反応は、植物体を用いた方法とは異なり数時間で測定が完了することから、IAA酸化阻害剤の迅速スクリーニング法として有用であることが分かった。本年度の研究実績に記載したとおり、IAAの酸化代謝に対する阻害効果の指標として、同じインドール構造を有するIBAについても調べる必要性が生じ、その探索や分析条件の確立に時間を要した。そのため、当初予定していた化合物のスクリーニングに取りかかることができず、研究の進展がやや遅れる結果となった。24年度が最終年度であるため、記入しない。これまでに確立したIAA酸化阻害剤の効率的スクリーニング法を用いて、また昨年度明らかとなったIBAの酸化代謝にも注目しつつ、新規IAA酸化代謝阻害剤の発見を目指して様々な低分子化合物のスクリーニングを進める。なお、活性化合物の探索効率を高めるため、ランダムスクリーニングに加えてこれまでにIAAの酸化反応を阻害することが示唆されている化合物についてもその効果を検証する。
出芽酵母の全プロテインホスファターゼ遺伝子二重破壊変異株の作製と機能解析

タンパク質のリン酸化・脱リン酸化は、細胞機能の代表的な制御様式である。ゲノムの全塩基配列から、出芽酵母には、117種のプロテインキナーゼ(PKase)、32種のプロテインホスファターゼ(PPase)が存在すると推定されている。一方、出芽酵母では約250種のリン酸化タンパクが報告されているが、それらがどのようなPKaseによってリン酸化され、どのようなPPaseによって脱リン酸化されるかについては、断片的な知見が得られているに過ぎない。本研究では、「真核生物におけるタンパク質のリン酸化・脱リン酸化による細胞機能制御の全体像」を明らかにすることを目指して、出芽酵母の32種のPPaseについて、単独破壊株だけでなく、全ての組合わせの二重破壊株を作成し、その網羅的な表現型解析から、それぞれのPPaseが、どのような細胞生理に関わっているかを明らかにすることを目的とした。まず、W303-1A(a接合型)株から形質転換法で単一破壊株を作成した。その結果、32個のうち2個(CDC14、GLC7)が必須遺伝子であり、残りの30種のPPase遺伝子破壊株は生育可能であることが分かった。遺伝子破壊が致死でない30種のPPaseについて、接合型の異なる破壊株をそれぞれ作成し、全ての組合わせ(435通り)で交雑とランダム胞子分離法法により二重破壊株を作成した。その結果、430組みの二重破壊株が生存可能であり、5組みの二重破壊株(Δsit4Δptc1、Δsit4Δptc3、Δsit4Δptc4、Δsit4Δppg1、Δsit4Δynr022c)が致死であることがわかった。また、二重破壊株が生育可能であった430株について、網羅的な表現型の解析を目指した。その結果、現在までに調べた温度感受性、炭素源資化性、塩感受性、薬剤感受性表現型について、約100株がなんらかの表現型を示した。そこで、それらの全てについて、野生型株と雑種二倍体を作成し、四分子分析を行なったところ、Δpph21Δpph22およびΔppz1Δppz2二重破壊株が示す37oCでの増殖遅延表現型、またΔptc2Δmsg5二重破壊株が示すNaCl、CaCl2感受性表現型、Δptp2Δmsg5二重破壊株が示すCaCl2感受性の表現型が実際に二重破壊によって引き起こされていることがわかった。本研究によって世界で初めて構築されたPPase二重破壊株のシリーズを利用して、今後は、さらに多くの表現型を網羅的に解析し、それぞれのPPaseがどのような細胞生理に関与するかを明らかにしたい。また、PPase破壊株における約250あるリン酸化タンパク質のリン酸化レベルの解析(ホスホプロテオーム解析)も行う予定である。
コスト展開法の研究

製造業にとっての重大な課題のひとつにコスト低減がある。そのため、TPM、TQM、IEあるいはJITなどの活動が実践されている。しかしながら、これらの活動が必ずしもコスト低減に結びつかないことが多い。最悪の場合、このような活動によってコストが上がることさえある。この課題がそれほど重大な課題であるにもかかわらず、アカデミックな世界から取り上げられていない。本研究の目的は、科学的、組織的にコストを低減するための方法を展開することにある。本研究では、次のようなステップをふむことによってこのような目的にかなった方法を展開した。(1)各種ロスを原因系ロスと結果系ロスに分類(2)これらのロスとロスを発生させている工程、コスト費目との関係の把握(3)把握されたロスの削減方法の同定(4)コストとベネフィットの観点からのロス項目の選択。この方法を本研究ではコスト展開法と名づけた。この方法の適用は国の内外で試みられ、外国ではキャンベルスープ社、ピカノール社、BPB社などでも成功裡に導入された。本研究では,製造の場で発生する各種ロスを精緻にとらえ,それらをA行列としてまとめ,次いで,各種ロス間での因果関係をとらえて原因系ロス,結果系ロスに分類し,B行列にまとめた.そして,原因系ロスが生産状況に応じてどのように各種コストを押し上げているかを解析することによって,C行列にまとめた.これによって,ロスとコストの関係を明確に把握することできることになる.最後に,各種ロスを低減する最も適切な方法をD行列によって同定し,E行列でコスト低減にかかる費用を見積もる.A,B,C,D,E行列を展開することによって,最も適切なコスト低減のための活動計画を立てることができるようになる.この方法をコスト展開法と名付けた.本研究では,各種の製造形態に応じたコスト展開法を展開することを目的として,すでに論文一編をまとめた.さらに,事例研究を含めて論文5編をまとめているところである.本年度は、昨年度のコスト展開法の理論に基いて、工場コスト展開法を三つの業種の工場について展開した。それらは、ケミカル工場、オフィスファニチャー工場、自動車電装部品工場である。目本設備管理学会はこれらの研究成果を受けて、'設備管理とコスト'特集を組み、事例研究を含めて、論文5件を掲載した。またコスト展開法の理論は国際学会誌IJPRに掲載されることが決まった。更に、これらの成果をロンドン大学でも発表し、これを下に、現在、ヨーロッパではCampbell soup社、Picanol社で事例研究が進んでいる。我が国では、このコスト展開法を更に間接部門にも適用を計るべく、住友電工、ダイニック社と共同で理論構築と事例研究を行っている。またプロフィット展開法という名前の下で、キャッシュフローの考え方を取り入れたコスト展開法を開発した。コスト展開法は経理部門と生産部門を結び付け、コスト軽減のための課題は何か、責任部署はどこかを明らかにし、組織的なコスト低減を計るには、きわめてすぐれた方法として認知されてきたが、間題点は、工場でのデータ取りにマニュアルで行うと工数がかかりすぎることである。これについての配慮が必要となって来ている。本研究の最終年度である今年度は、研究の中心が昨年度までのそれが直接部門のコストに置かれていたのに対して、間接部門のコストに置かれた形で行った。特に、現在、日本をはじめ海外でも、問接費用の中心的な費目である保全費用についての適正な指針を与えることが強く求められていたため、保全部門を間接部門の代表例として間接コスト展開法の理論を構築し、住友電工、ダイニック等10社と共同で事例研究を行った。この問題は、多くの産業分野で過剰能力をもつ設備管理において極めて重要な問題であった。展開した理論は、需要と供給の経済状態に応じて最適な保全方式、保全間隔、点検問隔を導き、コスト最小を実現するための適切な保全部門のあり方を示したものである。展開した理論は同じ様な形で生産技術部門、品質管理部門などにも適用できるものである。日本設備管理学会では、これらの成果を受けて設備管理とコストの特集を組み、事例研究を含めて、論文5件を掲載した。また、コスト展開法の理論は国際学会法IJPRに掲載された現在ヨーロッパではCampbell Soup社、Picanol社、BPB社で事例研究が進んでいる。

Campbell Soup社,BPB社は多国籍企業で、多くの国に工場を持っているが、異なった国の下で、同方法の適用が試みられており、本方法の有効性が認識されて次第に普及が進んでいる。工場でのデータ取りにマニュアルで行うと工数がかかり過ぎるという問題があったが、管理会計と組み合わせて重点管理することにより、また、ミニカンパニー制度と組み合わせることにより、この問題についての解決案が見出された。これらの成果は国の内外の学会で発表される予定である。
不均一な双方向性反射率分布関数の完全な計測とその高度利用

本年度は、H17・H18年度に開発した双方向性反射率分布関数の計測システムの完成度を高めるため,以下の3項目について研究を行った.1.反射光の解析と計測の効率化単に反射光を計測するだけではなく,反射光の分布を解析することで,異なる分布特性をもつ拡散反射成分と鏡面反射成分に分離する方法を明らかにした.さらに,両成分を分離して取り扱うことにより,複数光源を同時に照明しながら計測できるようになり,計測時間の大幅な短縮と,計測データのノイズ低減を実現した。2.計測データの効率的な記録上記1の成果を発展させ,拡散反射と鏡面反射を別々に取り扱うことにより,両者の分布特性の違いを利用した効率的な記録方法を明らかにした.具体的には,視線方向に依らず一定の強度として観測される拡散反射成分は定数として,視線方向の鏡面方向に局所的に観測される鏡面反射成分は局所区間のみを記録することで,データ削減が可能となった.3.計測データの評価計測物体と同じ反射特性を持ったCGをレンダリングするシステムを構築し、計測データの目視評価を行った。さらに、複数光源の同時照明や、アダマール変換に基づく照明の多重化技術によるノイズ低減の効果を定量的に評価し、計測時間を増加させることなく、大幅にS/N比が向上できたことを確認した。平成17年度においては,実際に様々な物体表面の反射特性を計測できるシステムの設計を行った.当初の研究計画段階では,試料を中心として,その周囲を光源とセンサが回転する機構を持った装置により,任意方向からの入射光に対する任意方向への反射光の強度の比率を計測することを予定していた.しかし,シミュレーションの結果,計測に膨大な時間を要することが明らかとなった.そこで,反射光学系を工夫することで回転機構を排除し,計測時間を大幅に短縮する試作機を実際に開発した.具体的には,凹面鏡を利用することで,一回の撮影で全方向の反射光を一度に計測できるように設計した.さらに,プロジェクタと凹面鏡を組み合わせることで,回転機構を用いずに光源方向を瞬時に切り替えることに成功した.これにより,光源方向と撮影方向をそれぞれ1度刻みに変化させた場合でも,2時間強ですべての組合わせのデータを計測できるようになった.これは,当初計画していたよりも,はるかに高速な計測装置である.一方,試作システムを用いて実際に様々な試料を計測してみると,物体表面のテクスチャの存在よりも,むしろカメラのダイナミックレンジが狭いことによる精度低下がより問題であることが判明した.そこで,当初予定していた不均一なBRDFの取り扱い方法の確立は次年度の研究課題とし,先にカメラの広ダイナミックレンジ化に取り組んだ.実際に,液晶フィルタを用いたシステムを試作し,通常のカメラのダイナミックレンジを広げることに成功した.この成果は,論文誌に掲載された.以上をまとめると,初年度は,主に計測機器の開発を中心に研究を進めた.本年度は,前年度に試作した双方向反射率分布関数計測システムの問題点を洗い出し,ハードウェアとソフトウェアの両方の改良によって完成度を高めた.まず,ハードウェアの改良として,計測装置全体を再設計した.前年度の試作システムでは,計測対象の試料を切り取る必要があるため用途が限られる問題と,試料の法線方向の反射光が観測できないという問題があった.そこで,楕円鏡の形状を変更し,試料の配置方法を変えることで,これらの問題を解決した.さらに,バッテリ動作が可能なLED方式のプロジェクタを用いることで,可搬性のあるシステムとした.次に,ソフトウェアの改良として,照明の多重化によってS/N比を向上させた.提案装置では,鏡面反射と拡散反射を同時に一台のカメラで撮影する必要があるが,両反射成分の強度差は極めて大きい.そのため,鏡面反射を飽和せずに撮影すると,拡散反射がノイズに埋もれてしまう問題があった.そこで,プロジェクタから投影する照明パターンを多重化することで,カメラのダイナミックレンジの問題を軽減した.これにより,主に拡散反射成分のノイズが大幅に減少し,高精度な反射率計測が実現できた.以上の改良を施した計測装置を用いて,当初の研究計画通り,布や金属などの様々な材質の反射特性を計測し,BRDFデータを収集した.本年度は、H17・H18年度に開発した双方向性反射率分布関数の計測システムの完成度を高めるため,以下の3項目について研究を行った.1.反射光の解析と計測の効率化単に反射光を計測するだけではなく,反射光の分布を解析することで,異なる分布特性をもつ拡散反射成分と鏡面反射成分に分離する方法を明らかにした.さらに,両成分を分離して取り扱うことにより,複数光源を同時に照明しながら計測できるようになり,計測時間の大幅な短縮と,計測データのノイズ低減を実現した。
日台共同による南西諸島南部地域の地震テクトニクス-沈み込み領域の地域性-

中華民国台湾省(台湾)の主要な構造線の一つである花東縦谷北端周辺域において,屈折法地震探査による地下構造調査を実施した.この花東縦谷は,フィリピン海プレートとユーラシアプレートの衝突境界に位置していると考えられており,この地域のテクトニクスを考える上で大変重要な場所である.花東縦谷に境される海岸山脈・中央山脈の地域では,圧縮作用の影響により海岸山脈が隆起し,地震が多発するという地質上の特徴も有している.しかし,この地域における詳しい地下速度構造分布の調査があまり行われていないため,花東縦谷北端周辺域で行われている採石発破を利用し,屈折法地震探査を実施することにより,地下構造モデルを構築することを試みた.本研究で明らかになったことを以下にまとめる.(1)中央山脈側で決められた速度構造モデルから,表層の速度は4.8km/secである.これは一般的な堆積層(例えば砂礫層やシルト層)と比較すると大変早い.第三紀の蛇紋岩・黒色片岩などを主体とした地層と推察される.(2)第2層目の速度は,5.8km/secとした.これは,典型的な花簡岩質層と解釈することができる.(3)第3層については,その層からの屈折波を確認することはできなかった.これは,第3層の境界面が相当深いことを推測することができる.(4)海岸山脈側で得られた結果は,片走時であるため確定的ではないが,第2層の見かけ速度が6.42km/secと早く,中央山胴寸近の結果とは明らかに異なる.これが真の速度ν_2ならば海洋性地殻の存在が示唆される.(5)本研究結果では,第2層を形成する花商岩質層の上面が約2km程度と大変浅い.この結果は,他の研究結果による一般的な解釈と比較すると明らかに深さが一致せず,大差があることが分かった.中華民国台湾省(台湾)の主要な構造線の一つである花東縦谷北端周辺域において,屈折法地震探査による地下構造調査を実施した.この花東縦谷は,フィリピン海プレートとユーラシアプレートの衝突境界に位置していると考えられており,この地域のテクトニクスを考える上で大変重要な場所である.花東縦谷に境される海岸山脈・中央山脈の地域では,圧縮作用の影響により海岸山脈が隆起し,地震が多発するという地質上の特徴も有している.しかし,この地域における詳しい地下速度構造分布の調査があまり行われていないため,花東縦谷北端周辺域で行われている採石発破を利用し,屈折法地震探査を実施することにより,地下構造モデルを構築することを試みた.本研究で明らかになったことを以下にまとめる.(1)中央山脈側で決められた速度構造モデルから,表層の速度は4.8km/secである.これは一般的な堆積層(例えば砂礫層やシルト層)と比較すると大変早い.第三紀の蛇紋岩・黒色片岩などを主体とした地層と推察される.(2)第2層目の速度は,5.8km/secとした.これは,典型的な花簡岩質層と解釈することができる.(3)第3層については,その層からの屈折波を確認することはできなかった.これは,第3層の境界面が相当深いことを推測することができる.(4)海岸山脈側で得られた結果は,片走時であるため確定的ではないが,第2層の見かけ速度が6.42km/secと早く,中央山胴寸近の結果とは明らかに異なる.これが真の速度ν_2ならば海洋性地殻の存在が示唆される.(5)本研究結果では,第2層を形成する花商岩質層の上面が約2km程度と大変浅い.この結果は,他の研究結果による一般的な解釈と比較すると明らかに深さが一致せず,大差があることが分かった.2005年2月,東海大学は大漢技術学院(台湾)と共同で,台湾東部の花東縦谷北端付近で地下速度構造を明らかにするため,採石発破を利用した屈折法地震探査を実施した.花東縦谷は台湾では特に活動的な構造線の一つで,地震活動度が極めて高い.そのため,過去にも被害地震が発生したが,地下構造についての詳しい資料が乏しいというのが現状であった.詳細な地震活動を把握するためには,地下速度構造が不可欠である.採石発破は,この地域で繰り返し実施されているので,その振動を利用すれば容易に地震探査のための臨時観測が実施できる.今回の観測では,約30kmの基本測線に約1kmの間隔で34点の臨時観測点を設けた.この測線は,花東縦谷の西縁辺部に沿い,かつ縦谷と平行となっているため,地下構造も比較的複雑ではないと予想される,測線の北端の採石発破場では,定期的に採石発破が実施され,今回の観測では5320kgのダイナマイトによって発破された.その結果,振動は一番遠方に設置した約32km離れた観測点まで波形が確認された.見かけ速度は約4km/sec以上と比較的早い.今回はこの北側の発破しか観測する機会がなかったが,今後もデータを補充していくことにより,詳細な構造を考察していく予定である.ENVISAT/ASARデータを入手し、花東縦谷北部地域を対象とする地殻変動現象を把握するための干渉画像処理、解析を実施した.その結果、プレート境界に位置する対象地域における変動現象を反映すると考えられる干渉画像を得ることができた.

これらは、海岸山脈と中央案脈に挟まれる花東縦谷がプレート運動によって圧縮を受け、上下方向に変動していることを示す状況を表現している.この干渉画像をもとに、同地域に分布する活断層との相関を考察するために、活断層周辺の地形調査も実施した.中華民国台湾省(台湾)の主要な構造線の一つである花東縦谷北端周辺域において,屈折法地震探査による地下構造調査を実施した.この花東縦谷は,フィリピン海プレートとユーラシアプレートの衝突境界に位置していると考えられており,この地域のテクトニクスを考える上で大変重要な場所である.花東縦谷に境される海岸山脈・中央山脈の地域では,圧縮作用の影響により海岸山脈が隆起し,地震が多発するという地質上の特徴も有している.しかし,この地域における詳しい地下速度構造分布の調査があまり行われていないため,花東縦谷北端周辺域で行われている採石発破を利用し,屈折法地震探査を実施することにより,地下構造モデルを構築することを試みた。本研究で明らかになったことを以下にまとめる。(1)中央山脈側で決められた速度構造モデルから,表層の速度は4.8km/secである.これは一般的な堆積層(例えば砂礫層やシルト層)と比較すると大変早い.第三紀の蛇紋岩・黒色片岩などを主体とした地層と推察される.(2)第2層目の速度は,5.8km/secとした.これは,典型的な花崗岩質層と解釈することができる.(3)第3層については,その層からの屈折波を確認することはできなかった.これは,第3層の境界面が相当深いことを推測することができる.(4)海岸山脈側で得られた結果は,片走時であるため確定的ではないが,第2層の見かけ速度が6.42km/secと早く,中央山脈付近の結果とは明らかに異なる.これが真の速度v_2ならば海洋性地殻の存在が示唆される.(5)本研究結果では,第2層を形成する花崗岩質層の上面が約2km程度と大変浅い.この結果は,他の研究結果による一般的な解釈と比較すると明らかに深さが一致せず,大差があることが分かった.
金属リチウム負極界面の物理化学的構造の最適化による可逆反応場の創成

1金属リチウム界面に対する電解液の温度効果LiPF_6を電解質塩として用いた場合,低温(-20°C)で充放電サイクル処理すると界面インピーダンスが極めて減少した。また,リチウムイミド電解質(Li(C_2F_5SO_2)_2N,以下LiBETI)を含む低温のPC/DMC電解液中では非常に平滑なリチウム析出が観測され,放電深度10%では350回以上のサイクルが可能になった。スタック圧を電極に全く掛けていないにも関わらず,この値が得られたことは注目できる。また,この電解液では高温(50°C)においても室温に匹敵するサイクル寿命が得られ,この電解液は一定温度条件のサイクに適していることが判った。2金属ヨウ化物添加剤による界面構造の制御LiPF_6電解質塩を用いた場合,MgI_2添加では充放電効率が改善されたがAlI_3添加では効率がかえって減少した。この場合界面での溶媒のフッ素化が顕著に認められ,LiPF_6の分解が確認された。一方,イミド塩(LiBETI),溶媒としてPC/DMCを用いた場合どちらの添加においても95%の高い効率を示した。このときの界面には添加剤金属とリチウムとの合金化による塊状の構造が認められ,デンドライト状の形態は見られなかった。このように界面を変化させたことで充放電効率が改善できた。実用電解液を考慮すると,添加剤の自己放電誘発が懸念される。そこでこの種の添加剤を含む電解液を初回充放電のみに用い,実際の繰り返し充放電は無添加の電解液(PC/DMCwith LiBETI)で行った。その結果,興味深いことに常時添加剤を加えている電解液に比べてもあまり効率の低下は起こらず,初回の添加剤処理だけで高効率が発現することが判明した。なお,電解質塩がLiPF_6の場合はこのような添加剤による前処理効果がなく,電解質塩に依存する点も興味深い。
ミュージアムにおける演劇創作-コレクション活用とコミュニケーション創出の方法論

本年度は、本研究の柱の一つである、インタビュー等を用いた社会調査や公演記録等の事例調査による実践的研究に軸を置き、研究計画の3年目として、研究の総括に向けた準備を行った。昨年度に実施したインタビュー及びアンケート調査、すなわち、東京大学総合研究博物館にて実施した、ミュージアム内での演劇公演(『Play IMT 7ーインビトウィーン・ワールド』)の観覧者調査については、結果の考察をまとめ、6月に日本ミュージアム・マネージメント学会第23回大会にて、演劇による新たなミュージアム体験の創出というテーマで発表を行った。また『Play IMT 7』のために作曲・選曲された音楽を利用して、来館者がミュージアム内を移動しながら、各展示空間に割り当てられた音楽を聴くことのできるスマートフォンアプリ・コンテンツを公開し、この「サウンドレイヤー」プロジェクトについて、The Association of Academic Museums and Galleries (AAMG) and the International Council of Museums' Committee (ICOM) for University Museums and Collections (UMAC) 2018Joint Conference(米国・マイアミ開催)にて発表を行った。これらの発表内容、そして、研究計画の1-2年目に重点的に行ってきた、ミュージアムの展示・教育と演劇との関わりについてのコミュニケーション論的観点からの理論的検討に基づき、新たな文化的創造のためのミュージアムコレクションの利活用、およびコミュニケーションの創出可能性について、今後のミュージアム像の提示とその実現のための課題の整理に着手した。研究代表者の産前産後休暇の取得により研究に遅れが生じた。1年間の研究期間延長を行い、これまで収集した事例や社会調査によるデータの分析を引き続き実施し、総合的な知見をまとめる。本研究では、1)文献調査や先行研究の既存データの分析等による理論的研究、及び2)インタビュー等を用いた社会調査や公演記録等の事例調査による実践的研究の二つを柱とする。研究計画の初年度では、1)については、主に文献調査に取り組み、ミュージアムの活動の重心が「収集」から「活用」へと移行してきた背景について整理を行い、本研究の理論的枠組みの構築を試みた。また、ミュージアムの展示に関する利用者の体験やニーズに関する視点より、ミュージアムにおける演劇創作にとって重要な要素となる「参加型」の利点と課題について、文献調査に基づき、考察を行った。今年度の調査により、これらの研究課題の重要性が改めて浮き彫りになったため、次年度も同様の理論的研究を継続する予定である。2)については、国内外でミュージアムにおいて演劇あるいはパフォーマンス公演を行った実績のある館のリスト化に着手した。これに関連し、現地調査を実施した。この情報収集は次年度にも引き続き行い、研究資料としての本リストの充実化を図っていく。そのほか、演劇関係者(演出家や俳優等の実践家)にインタビューを行い、非劇場空間における演劇創作について、回答者の経験に基づく事例を収集し、記録化を行った。さらに、ミュージアムにおけるコレクション活用とコミュニケーション創出の新たな方法論の検討のために、ミュージアムにおける演劇創作の可能性についても、演劇関係者から聞き取りを行った。このインタビュー調査は、次年度も継続し、統合的な分析及び考察を行う予定である。文献調査について、調査の進展により、さらに検討すべき課題が明らかになったが、おおむね順調に進んでいる。また、インタビュー調査のアポイントメントの都合により、一部の調査が次年度に持ち越しとなっているが、研究計画の変更は必要ない程度である。本研究では、1)文献調査や先行研究の既存データの分析等による理論的研究、及び2)インタビュー等を用いた社会調査や講演記録等の事例調査による実践的研究の二つを柱とする。研究計画の2年目では、1)については前年度に引き続き、主に文献調査に取り組み、ミュージアムの展示や教育と演劇との関わりについて、コミュニケーション論的観点から理論的整理を行った。2)については、前年度に引き続き、演劇関係者(俳優等の実践家)にインタビューを行い、非劇場空間における演劇創作についての事例収集と記録化を行い、調査結果に考察を加えた。2017年9月には国際学会(17th Annual UMAC Conference Helsinki, Finland)にて、初年度の研究成果に基づき、本研究の中間報告を行った。この際に、シンガポール大学、米国オバーリン大学、独グラーツ大学等の大学博物館関係者と、ミュージアムにおける演劇創作の可能性について意見交換を行った。11月から12月には、東京大学総合研究博物館における演劇プロジェクトのパフォーマンス公演『Play IMT 7ーインビトウィーン・ワールド』の実施に際し、観覧者を対象としたインタビュー及びアンケート調査を行い、ミュージアムにおける演劇創作が人々のミュージアム体験にどのような影響を与えていたかに関するデータを収集した。文献調査に基づく理論的整理を行った結果、さらに検討すべき課題が明らかになり、この作業に追加の時間を割く必要があるものの、おおむね順調に進んでいる。また『Play IMT 7』のために作曲・選曲された音楽を利用して、来館者がミュージアム内を移動しながら、各展示空間に割り当てられた音楽を聴くことのできるスマートフォンアプリ・コンテンツを公開し、この「サウンドレイヤー」プロジェクトについて、The Association of Academic Museums and Galleries (AAMG) and the International Council of Museums' Committee (ICOM) for University Museums and Collections (UMAC) 2018

Joint Conference(米国・マイアミ開催)にて発表を行った。これらの発表内容、そして、研究計画の1-2年目に重点的に行ってきた、ミュージアムの展示・教育と演劇との関わりについてのコミュニケーション論的観点からの理論的検討に基づき、新たな文化的創造のためのミュージアムコレクションの利活用、およびコミュニケーションの創出可能性について、今後のミュージアム像の提示とその実現のための課題の整理に着手した。研究代表者の産前産後休暇の取得により研究に遅れが生じた。今後の研究も、引き続き、1)文献調査や先行研究の既存データの分析等による理論的研究、及び2)インタビュー等を用いた社会調査や公演記録等の事例調査による実践的研究の二つを柱とする。前年度からの継続的調査課題や検討課題は速やかに進め、計画している次の研究課題に影響が出ないようにスケジュールを組む予定である。文献調査等に基づく理論的研究の継続的検討課題については速やかに進める。最終年度として、これまで収集した事例や社会調査によるデータの分析を行い、総合的な知見をまとめる。1年間の研究期間延長を行い、これまで収集した事例や社会調査によるデータの分析を引き続き実施し、総合的な知見をまとめる。旅費は在職機関での勤務状況との兼ね合いで、外国出張の旅程が短くならざるを得なかったため、次年度使用額が生じた。人件費・謝金については、インタビュー調査のアポイントメントの都合上、予定していた調査のすべてが実行できなかったため、次年度に持ち越すことになった。旅費について、成果発表の外国出張に民間財団からの助成金を充てることができたため、次年度使用額が生じた。このため、次年度に外国出張を追加し、繰り越し分の旅費を充てる。研究代表者の産前産後休暇の取得により研究計画に遅れが生じ、研究期間の延長を行ったため。外国出張の旅程を確保し、前年度からの繰り越し分の旅費を充てる。人件費・謝金については、継続調査を実施し、そこに充てるものとする。
唾液分泌に対する前脳および脳幹からの抑制性制御機構に関する研究

唾液は脳幹(下位中枢)を介し反射性に分泌されるだけでなく、前脳(上位中枢)からの入力によっても制御されている。しかし、その制御機構は基礎および臨床研究においても、未だ具体的に明らかにされていない。本研究課題では、免疫組織学および電気生理学的手法を用い、唾液分泌に対する上位および下位中枢からの抑制性制御機構について調ベた。その結果、全ての上唾液核細胞は上位中枢から抑制性入力を受けていることが明らかとなった。このことから、唾液分泌は興奮性入力のみならず、上位中枢からの下行性抑制性入力によっても調節されていることが示唆された。唾液分泌量の低下が、ドライマウスやう蝕など、多くの歯科疾患の原因となることは良く知られている。一般的に唾液分泌は脳幹(下位中枢)を介した反射により誘発されが、最近の我々の研究から、前脳(上位中枢)からも調節を受けていることが示唆されている。しかし、唾液分泌の制御機構は基礎研究および臨床研究においても、未だ具体的に明らかにされていない。そこで本研究課題では、免疫組織学的および電気生理学的手法を用い、唾液分泌に対する上位および下位中枢からの抑制性入力の起源やその神経回路を明らかにし,そこで得られた結果を包括的に検討し、唾液分泌に対する上位および下位中枢からの抑制性制御機構を明らかにすることを本研究課題の目的とした。そこで本年度は、免疫組織学的手法を用いて、上唾液核への抑制性入力の起源を解析することとした。上唾液核ニューロンにシナプス結合するニューロンを逆行性に標識する為に、上唾液核に蛍光色素(2%Fluorogold)を注入した。10週齢のWistar系ラットを使用した。ラットを脳定位固定装置に固定し、ガラス微小電極を先端に固定したマイクロシリンジを用いて、左側の上唾液核へ蛍光色素を極微量注入した。注入2日後、灌流固定を行い、厚さ約8μmの連続凍結切片を作製し、GABA合成酵素であるglutamicacid decarboxylase(GAD)をマウス抗ラットGAD抗体を用い免疫染色することにより、GABA作動性の細胞体の分布を観察した。Fluorogold標識されたニューロンは、上位中枢では、島皮質、分界状床核、視床下部外側野、扁桃体中心核に分布していた。下位中枢では、三叉神経感覚核、孤束核、網様体で観察された。GAD陽性ニューロンは、これら全ての神経核で観察された。以上の結果から、上唾液核ニューロンは、上位および下位中枢のニューロンから抑制性の調節を受けていることが示唆された。一般的に唾液分泌は脳幹(下位中枢)をした反射により誘発されるが、我々の研究から、前脳(上位中枢)からも調節を受けていることが示唆された。本研究課題では、免疫組織学および電気生理学的手法を用い、唾液分泌に対する上位および下位中枢からの抑制性入力の起源や神経回路を明らかにし、唾液分泌に対する上位および下位中枢からの抑制性制御機構を明らかにすることを目的とした。本年度は、上唾液核への抑制性入力およびその起源を、電気生理学的手法を用いて解析・検討した。9-14日齢のWistar系ラットを使用し、鼓索-舌神経に蛍光色素を注入し、顎下・舌下腺を支配している上唾液核を逆行性に蛍光標識した。一部ラットでは、色素注入と同時に上位中枢から上唾液核への下行性入力を遮断するため、注入側と同側脳幹部の切断除脳を行った。除脳2-3日後、厚さ約200μmの矢状および冠状断新鮮脳スライス標本を作製し、ホールセルパッチクランプ法(電圧固定下)により(1)GABAまたはグリシン灌流、(2)ガラス微小電極での電気刺激を行い、記録した。正常動物でも、同様の記録を行い比較・検討した。(1)から上位中枢から上唾液核への抑制性入力が存在することが示唆された。(2)から除脳動物の17%(n=7/41)では上位中枢からのみ、抑制性入力を受けていることが、83%(n=34/41)では上位および下位中枢から抑制性入力を受けていることが示唆された。以上から全ての上唾液核細胞は上位中枢から抑制性入力を受けていることが明らかとなり、唾液分泌は興奮性入力のみならず上位中枢からの下行性抑制性入力によっても調節されていることが示唆された。
軸索変性の分子メカニズムの解明

神経軸索の変性現象は、多発性硬化症、筋萎縮性側索硬化症、パーキンソン病、アルツハイマー病などの神経変性疾患において認められ、軸索変性を適切に制御することにより、神経変性疾患による神経症状の進行を止めることができることが示唆されているが、そのメカニズムについてはほとんどわかっていない。本研究では、我々が明らかにしてきた軸索変性誘導シグナルとゲノム高次構造の変容による自己破壊プログラムというふたつの観点からアプローチを試み、軸索変性現象を形作る分子メカニズムの全体像を捉え、効果的な作用点を探る戦略を進めることを目的とした。均一なglutamatergic neuronsをES細胞から分化させるin vitroのアッセイ系を用いて、外因および内因による軸索変性の分子メカニズムの解析を行った。これまでに、HDAC inhibitorがglutamatergic neuronsの細胞死を誘導することを見いだした。また軸索変性時におけるゲノムの転写構造の解析を行う目的で、cohesinのコンディショナルノックアウトマウスを作成し、解析を行ったところ、大脳皮質において樹状突起の複雑化が認められた。さらに大脳におけるシナプス形成に関わる蛋白質量の低下が認められた。行動解析を行った結果、不安様行動の亢進がみられた。これらの結果より、cohesinの欠損がシナプス形成異常をもたらし、精神神経疾患の病態形成に関与することが示唆された。24年度が最終年度であるため、記入しない。本研究では、我々が明らかにしてきた軸索変性誘導シグナルとゲノム高次構造の変容による自己破壊プログラムというふたつの観点からアプローチを試み、軸索変性現象を形作る分子メカニズムの全体像を捉え、効果的な作用点を探る戦略を進めている。具体的には、我々の構築したin vitroのアッセイ系を用いて、外因および内因による軸索変性の分子メカニズムの解析を行っている。特にグリア系細胞に発現するMAG、Nogo、RGMが軸索変性を惹起することを見いだしており、これらの因子がどのような受容体および細胞内シグナルによって軸索変性を誘導するかを解析しており、予備的な結果をすでに得ている。また軸索変性時におけるゲノムの転写構造の解析を行う目的で、cohesinのコンディショナルノックアウトマウスを作成しており、そのdevelopmental stageにおける形態的な異常を解析している。これらの研究を通じて、神経変性疾患における神経軸索の変性現象のメカニズムを明らかにし、軸索変性を抑制する治療法のfeasibility studyを行うことを本研究の到達目標とする。研究計画書に沿って、初年度の研究を行っており、順調に進捗している。当初の計画通りに研究を進める。現時点において問題はなく、次年度において研究結果を集積させ、到達目標に至り、論文作成および学会報告する予定である。
ストレス蛋白質誘導による心筋保護作用：多角的心保護戦略を目指して

胃潰瘍治療薬ゲラニルゲラニルアセトン(GGA)は,ストレス蛋白質を誘導し心筋保護作用を有する。このGGAによる虚血再灌流障害時の心筋保護効果における細胞膜マイクロドメイン,カベオラの役割および麻酔薬による心筋保護作用との関連を検討した。ワイルトドタイプマウスおよびカベオリン-3ノックアウトマウスを用いた研究結果により,GGA投与による心筋保護作用はカベオリン-3を介することが明らかになった。今回,新生児ラット培養心筋細胞を使った実験系では,GGA投与による心筋保護作用は,オピオイドプレコンディショニングおよびポストコンディショニング作用には影響しないことが示された。抗胃潰瘍薬であるゲラニルゲラニルアセトン(GGA)はストレス蛋白質を誘導し,心筋保護作用を有する。また近年、細胞膜マイクロドメインが虚血再灌流障害における心筋保護効果に影響を及ぼすことが明らかになった。ワイルトドタイプマウスおよびカベオリン-3ノックアウトマウスを用いた平成23年度の研究結果により,GGA投与による心筋保護作用にはカベオリン-3が関与することが示唆された。今回,GGA投与によるカベオラ数およびカベオリン-3の活性化を形態学的方法,Western blottingにて評価した。【方法および結果】1.ワイルドタイプC57BL/6マウスを用い,処置24時間前にGGAを200mg/kg胃内投与する(GGA群)。2.ペントバルビタール腹腔内投与し(80mg/kg),心臓を摘出し酵素法にて灌流する。3.遊離心室筋細胞をディッシュに接着させ組織を固定する。4.これらの細胞を電子顕微鏡を使用して細胞表面を観察,カベオラの数を測定する。5.ホモジナイズした心筋細胞を超高速遠心機を用いて,密度勾配遠心を行う。6.カベオリン-3の活性をWestern blottingにて測定する。GGA投与によって細胞膜ドメイン(カベオリン-3)タンパク発現量の有意な増加が認められた(Control群: 12.45±1.65, GGA群: 31.45±3.01)。以上の結果から,GGA投与によるストレス蛋白質誘導における心筋保護作用はカベオリン-3を介することが明らかになった。胃潰瘍治療薬ゲラニルゲラニルアセトン(GGA)は心筋においてストレス蛋白質を誘導し,心筋保護作用を示す。このGGAによる心筋保護作用は平成23年度,24年度の研究結果から,細胞膜ドメインであるカベオリン-3を介することが明らかになった。今回,GGAによる心筋保護と薬理学的遅延期プレコンディショニング作用/ポストコンディショニング作用との関連を検討した。【方法および結果】生後1-4日のSDラット心室筋細胞を95% air/5%CO2含有,37°Cインキュベーター内で培養した。GGA群, GGA+プレコンディショニング(GGA+Pre群)では,低酸素24時間前に,培養液中にGGA(10μM)を投与した。プレコンディショニング(Pre)群およびGGA+プレコンディショニング(GGA+Pre)群では,低酸素24時間前にδ-オピオイド受容体刺激薬[D-Pen2,5, p-Cl-Phe4]-Enkephain(1μM)を投与した。また低酸素曝露/再酸素化後にポストコンディショニング(Post)群およびGGA+ポストコンディショニング(GGA+Post)群において[D-Pen2,5,p-Cl-Phe4]-Enkephalin(1μM)を投与した。低酸素暴露は,低酸素チャンバーを用いて6時間低酸素状況(95%N2, 5%CO2, 37°C)に暴露した。WST-8試薬を用いた蛍光法とトリパンブルー染色により生細胞率を判定した。GGA投与はEnkephalinによるプレコンディショニングおよびポストコンディショニングとの併用でも,心筋細胞生存率に影響を与えなかった。以上,今回の実験系ではGGA投与によるストレス蛋白質誘導における心筋保護作用はカベオリン-3を介するがオピオイドプレコンディショニングおよびポストコンディショニング作用には影響しないことが示された。ストレス蛋白質誘導薬であるゲラニルゲラニルアセトン(GGA)による心筋保護作用におけるカベオラ・カベオリンの役割を検討した。ワイルドタイプマウスを用いて,GGA 200 mg/kgを処置24時間前に胃内投与したGGA群と無処置のコントロールに分類した。ペントバルビタールを腹腔内投与し(80mg/kg),気管切開後に人工呼吸下に開胸した。左冠動脈前下行枝を30分間閉塞し120分間再灌流を行った。実験終了後,心筋梗塞危険領域を同定するため再び左冠動脈前下行枝を閉塞し10%