hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
生きた骨中骨細胞の分化過程とメカニカルストレスによる制御に関する基盤的研究

原子間力顕微鏡を用いて単一の細胞へ部位特異的に定量的なメカニカルストレス負荷を行うシステムを確立し、ニワトリ頭蓋冠由来の骨芽細胞、骨細胞に対しメカニカルストレス負荷を行ってその後のカルシウム応答反応のタイムラプス画像取得を行い解析した。骨芽細胞でみられた接着阻害ペプチドによる弾性率の低下と接着領域の減少が骨細胞ではみられず、細胞の機械的特性が細胞接着に関与していることを見出した。本研究は骨細胞分化の制御および骨細胞を用いた骨再生医療への応用を目的としており、本年度はメカニカルストレス応答の作用点として単一骨細胞に着目して分化段階の相違による弾性の変化、PTHなどの骨関連ホルモンの代謝機能への関与、さらに骨細胞間のギャップジャンクションを介する細胞間コミュニケーションについて検討した。さらに来年度以降に計画している実験の準備として、メカニカルストレス負荷後の生きた単一骨細胞を明視野だけでなく、細胞小器官を蛍光標識してタイムラプス観察可能とするための遺伝子導入実験をおこなった。その結果、分化段階の異なる骨芽細胞と骨細胞を用いた検討では、高度に分化した骨細胞においては細胞辺縁部の弾性率が低い傾向にある一方で、骨芽細胞ではみられた、接着阻害ペプチドによる弾性率の低下と接着領域の減少が骨細胞ではみられず、細胞の機械的特性が細胞接着に関与していることを見出した。さらに、生骨骨片を用い、Fluorescence Replacement After Photobleaching(FRAP)法により、ギャップジャンクション阻害薬の添加と、細胞外pHの低下、細胞外Ca^<2+>濃度の上昇が蛍光回復を阻害し、PTHが濃度依存的に蛍光回復を増強することを見出し、これらの因子が骨細胞間のギャップジャンクションを介したコミュニケーションを調節することを見出した。さらに、遺伝子導入実験ではGFPまたはRFP融合の細胞小器官特異的タンパク質を強制発現させ、分離培養したニワトリ胚ならびにマウス胎仔由来の初代培養細胞で核やミトコンドリア、細胞骨格等の細胞小器官を蛍光顕微鏡下で可視化し来年度以降の実験の準備として十分な成果を得た。本研究の成果により、メカニカルストレスによる骨細胞分化制御が可能となれば、骨細胞の生理作用を利用した歯の移動制御や骨再生医療に貢献ができるものと考えられる。歯の移動に伴い、機械的刺激による骨吸収と骨形成が生じて骨の形態が変化するが、機械的刺激に応答する主たる細胞および機械的刺激伝達機構の詳細は依然不明である。そこで本研究は、骨芽細胞のみならず、骨組織中に存在し単離が困難であった骨細胞にも注目し、標的としている。すなわち骨組織を形成する種々の分化段階の細胞を対象として、どの細胞が機械的刺激の作用点であるのか、また細胞のどの部位が主として機械的刺激を受容するのかを見出すことを目的としている。このため本研究ではナノオーダーの機械的刺激を定量的に負荷するシステムが不可欠である。そこで本年度は定量的な機械的刺激負荷装置として原子間力顕微鏡(AFM)を用い、単一細胞の、ある特定の局所に機械的刺激を負荷するシステムの構築を主として行ってきた。これには弾性率および細胞との接触面積の異なる種々のカンチレバーを用いて、機械的刺激量、刺激負荷時間等の条件検討を行っている。さらに、骨芽細胞、骨細胞など単一細胞のある特定の部位を標的として機械的刺激を負荷し、その後に生じるカルシウム応答性についても、タイムラプス観察による連続画像を取得して解析をはじめている。その結果、骨芽細胞と骨細胞の機械的刺激に対する応答性の変化にfocal adhesionが関与しているとの示唆を得た。また、細胞骨格の動態についてもAFMを用いて検討をはじめており、細胞骨格に対する阻害剤を用いて細胞の弾性率変化、カルシウム応答性の変化を検討中である。歯の移動に伴い、機械的刺激による骨吸収と骨形成が生じて骨の形態が変化するが、メカニカルストレス応答およびその伝達機構の詳細は依然不明である。我々は昨年度までに、分化段階の異なる骨芽細胞と骨細胞の物性の相違や細胞骨格タンパク質の分布の相違を見出し、さらに、骨組織中に存在する細胞を単離した後に個々の細胞に定量的なメカニカルストレス負荷を行う装置として原子間力顕微鏡を用いた検討を行った。その結果をもとに本年度はカルシウム指示薬を用いた、メカニカルストレス応答時の細胞内カルシウム濃度の変化や、遺伝子導入技術を用いた蛍光タンパク質融合細胞骨格タンパク質および焦点接着斑関連タンパク質の強制発現によりメカニカルストレス負荷後の細胞のイメージングシステム構築を完了し、単一細胞を標的としたメカニカルストレス負荷とその後の応答性について検討した。すなわち骨組織を形成する種々の分化段階の細胞を対象として、どの細胞が機械的刺激の作用点であるのか、また細胞のどの部位が主としてメカニカルストレスを受容するのかを検討した。その結果、60nNのメカニカルストレスを負荷した場合においては、細胞の辺縁部や突起と比較して弾性率の低い細胞中心部でメカニカルストレス応答を示す細胞が多かった。さらに、チロシン脱リン酸化阻害剤を用いてメカニカルストレスを負荷しその後の細胞応答を比較検討した結果、骨芽細胞と骨細胞の機械的刺激応答に焦点接着斑が寄与しておりその傾向は骨芽細胞においてより顕著であった。
ヌクレオチド除去修復機構におけるユビキチン蛋白分解系の役割

RAD23ホモローグと26SプロテアソームのサブユニットS5a蛋白質との相互作用の意義を探る目的で、無細胞蛋白質分解反応系を用いた解析を行った。その結果、ユビキチン-プロテアソームを介した蛋白分解反応に対して、RAD23ホモローグが阻害的に作用することを見いだした。これは、RAD23ホモローグがS5aと結合することによって、ユビキチン化された分解基質蛋白質のプロテアソームとの相互作用を拮抗的に阻害した結果であると考えられた。即ち、RAD23ホモローグはプロテアソームによる蛋白質分解反応に対して、新しいタイプの制御因子として機能する可能性を持つことが示唆された。一方、HR23A、およびHR23Bそれぞれのノックアウトマウスを交配して二重欠損マウスの作成を試みた。二重欠損マウスは個体レベルでは致死的であると考えられたが、8.5日胚より二重欠損線維芽細胞を単離することに成功した。この二重欠損細胞はXPC欠損細胞と同等の紫外線感受性、および不定期DNA合成活性を示したが、紫外線照射後のRNA合成の回復能は正常であったことから、XPC変異細胞と同様に転写と共役したヌクレオチド除去修復機構は正常で、ゲノム全体で働く副経路に特異的な欠損を持つことがわかった。さらに、この二重欠損細胞ではXPC蛋白質の発現量が著しく低下していたことから、RAD23ホモローグがXPC蛋白質の安定な発現に重要な役割を果たしていることが示された。以上の結果から、RAD23ホモローグはゲノム全体で機能するヌクレオチド除去修復機構に必須であると同時に、おそらく蛋白質分解系の制御を介して個体の発生、分化、成長においても重要な機能を果たしていることが強く示唆された。
大規模災害復旧後の交流人口増加に向けた復興まちづくりに関するアクションリサーチ

本研究は大規模災害により被災した過疎地域を対象として、交流人口増加に向けた復興まちづくりマネジメントのベースモデルを提案することを最終目標としている。当該研究課題の実施期間は、ベースモデル大枠の提案(復興まちづくりマネジメントの要素を整理)を目的とした。大規模災害発生時は災害復旧優先となり、喫緊の地域課題である過疎への対応は一時的に停滞せざるを得ない。厳しい条件下のまちづくりマネジメントが本研究の特徴である。研究対象は、平成18年7月に鹿児島県川内川流域を襲った大雨災害にて被災した、鹿児島県伊佐市曽木の滝周辺地域である。地域内の交流人材である「活動人口」の発生・増加に着目し、復興まちづくりの担い手へ直接、働きかけ(介入)を行い、その成果を検証するアクションリサーチにより取り組んだ。最終年度であった2018年度は、交流人口増加に向けた復興まちづくりマネジメントのベースモデル大枠の提案として、「活動人口」の発生・増加のPDCAサイクルによる検証および追加データの収集、ベースモデル検討を行った。これまでの成果の蓄積もあり、アクションリサーチにおける動き出しがスムーズであったことから、より計画的・戦略的なプログラム構築および、アンケートデータ収集等を行うことが出来た。また当該地域での「活動人口」の拡がり・定着の萌芽も確認でき、数年来の研究成果として、アクションリサーチの研究成果が見て取れたことも、当該年度の特徴といえる。また今年度は、これまでのデータ蓄積や、今年度のデータ収集による研究成果の公表を積極的に行った。結果として、ベースモデル構築に向けた学内外での議論を深めることが出来た。また研究最終年度となったことから、研究対象地域においてアウトリーチ活動も実施することができた。当該申請期間は、ベースモデル大枠の提案(復興まちづくりマネジメントの要素を整理)を目的としている。地域内の交流人材である「活動人口」の発生・増加に着目し、復興まちづくりの担い手へ直接、働きかけ(介入)を行い、その成果を検証するアクションリサーチにより取り組む。平成28年度は1地域活動(イベント)への介入および2地域活動(イベント)への介入成果の検証を実施した。1地域活動(イベント)への介入では、平成26年度から継続的に連携している地元高等学校および観光協会との取り組みをコーディネートした。1地域活動(イベント)にて目標に据えていた屋外イベントが悪天候により中止となったことから、当初想定していたデータの取得ができなかった。そこで2地域活動(イベント)への介入成果の検証については、関係者による省察に力点を置き、実施した。なお、研究代表者の所属が変わったこと、連携している高等学校の責任者が人事異動により交代したため、研究の推進体制づくりに想定以上の時間を要したため、データ収集・整理や分析がわずかに遅れている状況である。一方で当該地域において、活動人口の若返りや増加など、これまでの「介入」効果が見られつつあるため、研究計画の柔軟な見直し・運用も視野に入れ、研究遂行に努めている。研究計画の進捗はやや遅れている状況である。これは上述のとおり、研究代表者の所属が変わったこと、連携している高等学校の責任者が人事異動により交代したため、研究の推進体制づくりに想定以上の時間を要したため、データの取得を行う前段階である「介入」に力点を置くこととなった。一方、研究の推進体制は想定していた以上の効果を生み、現場の地域活動が発展的に拡がっている。こうした展開はアクションリサーチにおいて想定していた以上の効果の発現であることから、この展開の分析を行うよう、研究計画および取得すべきデータの見直しを行うこととなった。上記のように、研究対象の状況・アクションリサーチの効果の発現が良い状態であることから、当初、初年度に実施を予定していた「先行研究の成果の検証」に係るデータ取得および分析よりも、「地域活動(イベント)への介入」および「地域活動(イベント)への介入成果の検証」を優先させることとした。また「地域活動(イベント)への介入」についても、活動のコーディネートは実施したものの、イベント当日が悪天候であり、予定していたアンケート調査の実施がかなわず、客観的データの取得ができないなど、コーディネート成果を十分に検証できていない。この点は次年度の課題である。なお、「地域活動(イベント)への介入成果の検証」として、関係者による省察は実施済みであることから、この結果の整理・分析を行っているところである。研究対象は、平成18年7月に鹿児島県川内川流域を襲った大雨災害(写真-1)にて被災した、鹿児島県伊佐市曽木の滝周辺地域である。

当該年度は、交流人口増加に向けた復興まちづくりマネジメントのベースモデル大枠の提案に向け、「活動人口」の発生・増加のPDCAサイクル検討および、データ収集を行った。昨年度の成果・反省をふまえ、アクションリサーチにおける動き出しがスムーズであったことから、より計画的・戦略的なプログラム構築および、アンケートデータ収集等を行うことが出来た。また当該地域での「活動人口」の拡がり・定着の萌芽も確認でき、数年来の研究成果として、アクションリサーチの研究成果が見て取れたことも、当該年度の特徴といえる。また今年度は、これまでのデータ蓄積や、今年度のデータ収集による研究成果の公表を積極的に行った。結果として、ベースモデル構築に向けた学内外での議論を深めることが出来た。本年度は関係者の人事異動等はなく、研究活動の取りかかりがスムーズであったことから、昨年度の研究の遅れを取り戻し、おおむね順調に進展している状況である。当初の計画では積極的な「介入」は行わず、平成28年度までの波及効果に関する「成果の検証」および評価およびベースモデルの枠組み検討を行うこととしていたが、研究の進行に伴い、継続して「介入」を行いながら、検証に必要となるデータの取得を行っている。年度当初より、計画的な「介入」を行うことにより、必要なデータを、適切なタイミングで得ることが出来、また憲章の成果をイベントへとフィードバックできることから、より「介入」の効果を高めることが可能となっている。土木学会の土木計画学研究発表会等において、成果の公表を行うとともに、他の研究者との研究討議を行い、ベースモデルの枠組み構築に向けた評価や、ベースモデルの枠組み案に関するディスカッションも順調に進めている状況である。上記のとおり、研究対象地での「介入」および「データの取得」が進み、また成果の検証やベースモデルの枠組み検討の段階へと進展しており、おおむね順調であるといえる。本研究は大規模災害により被災した過疎地域を対象として、交流人口増加に向けた復興まちづくりマネジメントのベースモデルを提案することを最終目標としている。当該研究課題の実施期間は、ベースモデル大枠の提案(復興まちづくりマネジメントの要素を整理)を目的とした。大規模災害発生時は災害復旧優先となり、喫緊の地域課題である過疎への対応は一時的に停滞せざるを得ない。厳しい条件下のまちづくりマネジメントが本研究の特徴である。研究対象は、平成18年7月に鹿児島県川内川流域を襲った大雨災害にて被災した、鹿児島県伊佐市曽木の滝周辺地域である。地域内の交流人材である「活動人口」の発生・増加に着目し、復興まちづくりの担い手へ直接、働きかけ(介入)を行い、その成果を検証するアクションリサーチにより取り組んだ。最終年度であった2018年度は、交流人口増加に向けた復興まちづくりマネジメントのベースモデル大枠の提案として、「活動人口」の発生・増加のPDCAサイクルによる検証および追加データの収集、ベースモデル検討を行った。
英語定型表現ポートフォリオによる協働ブレンディッドラーニング・フレームワーク構築

本研究では,英語学習者の学習記録を単語,および定型表現の語彙項目に基づいて記録する電子ポートフォリオと個人に最適な学習項目を提示するコンピュータ適応型学習を実現するモバイルアプリケーションを統合し,英語学習者とその支援者(教師)に長期的な学習支援方法を提供する協働ブレンディッドラーニング・フレームワークを構築し,その有用性を検証する。新しい機能を付与した電子ポートフォリオ,モバイルアプリケーションを統合したフレームワークは,使用を希望する教育機関,教師,学習者に公開する。
蛋白質のネオ・ダーウィニズム的進化戦略に基づく革新的PEGylation法の確立

本研究は、宿主のガン免疫応答や直接的な抗腫瘍作用、腫瘍血管新生抑制作用を強力かつ安全に誘導できる機能化腫瘍壊死因子(TNF)を新規創出することを通じて、医薬価値に優れた機能性リジン欠損ミュータントを創出したうえで、さらにこれら機能性リジン欠損ミュータントを用いることで初めて可能となる、革新的PEGylation法を構築しようとするものである。平成15年度までに、独自のファージ表面提示法を駆使した機能性人工蛋白質の創出システムを開発し、これを利用することでwild型と比較して、血中滞留性やレセプター親和性に優れ、10倍もの生物活性を持ったリジン欠損TNFを創出することに成功した。このリジン欠損TNFは、現存するTNF誘導体の中で、最も比活性に優れたものである。本年度はこのリジン欠損体に対するN末端アミノ基への部位特異的バイオコンジュゲーションを試み、1)従来までのランダムなバイオコンジュゲーションの問題点(比活性低下と作製されたバイオコンジュゲート体の不均一性)を一挙に解決できること、2)TNFの抗ガン蛋白質としてのポテンシャル(宿主ガン免疫活性化能・腫瘍血管の選択的傷害能・ガン組織血管透過性の亢進能・直接的な腫瘍細胞障害能・安全性・生体内動態)が著しく向上できることなどを新たに見出した。本研究成果は、近未来的にTNFによるガンに対する蛋白療法や遺伝子治療、さらにはワクチン療法に加え、TNFの選択的なガン組織血管透過性亢進活性を利用したガン化学療法剤の腫瘍組織への効率的デリバリーなど、ガン治療領域におけるTNF療法の安全性と有効性を確保し、その医薬品開発を推進するだけでなく、疾患プロテオミクスや疾患ゲノミクスなどの昨今のライフサイエンス研究で見出されるであろう「医薬シーズとなる種々生理活性蛋白質・ペプチド」等の医薬品化に必須となる創薬療戦略を提示するものである。ポストゲノム新時代を迎え、疾病治療に有効な蛋白質を創製しようとするプロテオーム創薬とこれらを画期的医薬品として適用した蛋白療法への期待が高まっている。しかし蛋白質は、体内安定性に乏しい為、臨床応用の際には大量頻回投与を余儀なくされ、重篤な副作用を招いてしまう。特にサイトカイン等は多様なin vivo生理作用を有する為、目的とする治療作用のみならず副作用までをも同時に発現してしまう。そのため、医薬品化された蛋白質は末だ極僅かでしかない。以上の観点から本研究では、(1)医薬価値に優れた機能性人工蛋白質を創製できるネオ・ダーウィニズム的分子進化戦略の構築、(2)蛋白質の体内安定性を向上させ、目的治療作用の選択的発現能を付与できるバイオコンジュゲーションの確立等、前述した蛋白質の諸問題を克服できるDDS(薬物送達法)基盤技術の開発を図った。その結果、ファージ表面提示法を独自に改良することにより、1億種類以上もの多様性を有した構造変異蛋白質のライブラリを網羅的作製し、この中から医薬価値に優れた機能性人工蛋白質を迅速同定できる「プロテオーム創薬システム」を確立でき、抗腫瘍サイトカイン(TNF-α)中の全6個のリジン残基を一挙に他のアミノ酸へ置換しても、Wild型の10倍以上もの生物活性を有する機能性リジン欠損TNF-αを創製することに初めて成功した。また前述した活性を完全に保持した機能性リジン欠損蛋白質を用いることで初めて可能となる「N末端アミノ基のみを標的とした部位特異的バイオコンジュゲーション法」を確立し、従来法の諸問題を一挙に克服することに成功した。現在、上述した「プロテオーム創薬システム」と高機能化修飾高分子による部位特異的バイオコンジュゲーションシステムとの融合により、種々難治性疾患に対する新たな治療戦略の確立を目指している。
抗酸化物質の作用特性および体内動態特性に基づく痛風予防法の確立

本研究では、尿酸排泄トランスポータBCRPを標的とした痛風予防法の確立を目指し、18種の抗酸化物質について、主要な活性酸素産生系に対する作用を検討した。キサンチンオキシダーゼおよびNADPHオキシダーゼ由来の活性酸素はBCRPの輸送活性に重要なS-S bond形成を抑制する。これら活性酸素産生酵素に対し、強い抗酸化作用を示すものとしてカフェイン酸が見出された。さらに、カフェイン酸のBCRP S-S bond形成に対する効果は消化管細胞内濃度が重要であることが明らかとなった。キサンチンオキシダーゼ(XO)は加齢性酸化ストレスの主要因であり、XO活性化により産生された活性酸素は尿酸排泄トランスポータBCRPのS-S bond形成を抑制する。一方、ミトコンドリア(Mit)由来の活性酸素はBCRPのS-S bond形成を促進することから、痛風の予防にはXO由来の活性酸素を特異的に消去することが重要と考えられる。そこで本研究では、18種の抗酸化物質の抗酸化作用を活性酸素産生系別に評価することとした。評価対象とする活性酸素産生系は代表的なXO系、NADPHオキシダーゼ(Nox)系、Mitの3種とした。はじめに、各産生系の特異的阻害剤を用いて評価系の妥当性を検討したところ、全ての評価系で特異的阻害剤のみにより活性酸素産生量が低下した。そこで、18種の抗酸化物質の各産生系由来活性酸素に対する抗酸化作用を解析した結果、XO由来の活性酸素に対し、比較的特異的に消去する抗酸化物質としてカフェイン酸が見出された。XO基質であるヒポキサンチンをCaco-2細胞に5 mMで添加し、酸化ストレスを誘導させたところBCRPのS-S bond形成は抑制された。これに対し、10 mMアロプリノールを共存させたところBCRPのS-S bond形成は回復した。一方、10 mMカフェイン酸を共存させても回復効果は見られなかった。また、10 mMカフェイン酸は単独で添加した場合にもBCRPのS-S bond形成を抑制した。そこで、Caco-2細胞内のカフェイン酸濃度を過去の報告から見積もったところ、0.5 mM以上の添加ではMit由来活性酸素に対する50%阻害濃度(IC50)以上と推定された。このため、XO由来活性酸素によるBCRP S-S bond形成抑制に対する抗酸化物質の効果は薬力学的特性と薬物動態学的特性の両面から検証する必要があると示唆された。キサンチンオキシダーゼは加齢性酸化ストレスの主な原因であり、キサンチンオキシダーゼ活性化により産生された活性酸素は尿酸排泄トランスポータBCRPのS-S bond形成を抑制する。一方、代表的な活性酸素産生系であるミトコンドリア由来の活性酸素はタンパク質のS-S bond形成に重要であることが知られ、痛風の予防にはミトコンドリア由来の活性酸素は除去せず、キサンチンオキシダーゼ由来の活性酸素を特異的に消去することが重要と考えられる。評価対象とする活性酸素産生系は代表的なキサンチンオキシダーゼ系、NADPHオキシダーゼ系、ミトコンドリアの3種とした。はじめに、キサンチンオキシダーゼ阻害剤アロプリノール、NADPHオキシダーゼ阻害剤アポシニン、電子伝達系阻害剤ロテノン、CCCP、FCCPを用いて各評価系の特異性を確認した。その結果、各産生系の評価系はそれぞれの特異的阻害剤のみで活性酸素産生量の低下が確認された。そこで、18種の抗酸化物質の各産生系由来活性酸素に対する抗酸化作用を解析した結果、ミトコンドリア由来の活性酸素は除去せず、キサンチンオキシダーゼ由来の活性酸素を特異的に消去する抗酸化物質としてアピゲニン、クロロゲン酸、カフェイン酸など6種が見出され、痛風予防に効果的な抗酸化物質であることが示唆された。当初の計画ではcell-free reactionによる評価後に細胞中でのBCRP S-S bond形成促進効果を確認する予定であった。しかしながら、想定より候補化合物が多いこと、いくつかの抗酸化物質で溶解性が問題となり、その効果を確認できていないこと、などのため、研究計画に若干の遅れが生じている。引き続き、cell-freereactionでの評価により痛風予防に適した抗酸化物質として見出された抗酸化物質のBCRP S-S bond形成促進効果をin vitroで確認する。さらに、in vitroで効果を示した抗酸化物質および溶解性の問題からin vitroでの評価が不能であった抗酸化物質について、in vivoでBCRP S-S bond形成促進効果ならびに尿酸排泄促進効果を検討する。次年度使用額として24,142円が生じているが、これは実験試薬の納品に遅れが生じたためである。また、平成25年度は当初の予定通り、主にin vivoでの解析を行うため、実験用動物購入の費用を多めに計上している。
膵腺房細胞増殖とアポトーシスの制御の解析

コレシストキニン(CCK)と腺房細胞増殖ならびに腺房細胞のアポトーシスとの関連性を解析するとともに腺房細胞のcell cycleについて検討した。実験系としては、以下の2つを選択した。(1)内因性CCK刺激:Wistar系雄性ラットにcamostat50mg/kg体重を単回経口投与し、12,24,48,72,120時間後に屠殺した。(2)急性膵炎後膵再生:Wistar系雄性ラットにL-argininemonohydrochloride(Arg)4.5g/kg体重を単回腹腔内投与し、5,7,9,11,14日目に屠殺し、併せてCCK受容体拮抗剤CR1505 50mg/kg体重を6日目から1日2回皮下投与した群と比較した。いずれの実験系においても屠殺1時間前にBrdU20mg/kg体重を静脈投与した。研究成績:(1)camostat投与後30分で血漿CCKは基礎値の約40倍に上昇し、以後漸減したが、腺房細胞のBrdU陽性率と膵DNA含量は1日目に有意なピークを示し、腺房細胞のTUNEL陽性率は1日目以降に漸増する経過をとった。(2)CR1505を急性膵炎回復期初期に投与開始すると膵再生が抑制されたが、この際、腺房細胞の値を示すものの統計学的に有意ではなかった。ここに、高CCK刺激で誕生した腺房細胞が後続するCCK刺激がなければアポトーシスによる細胞死に陥るという仮説が成り立つ。(1)の実験系において、腺房細胞増殖の盛んなcamostat投与1236時間にかけて覚醒ラットにBrdUを持続静注し、5日目に屠殺した結果、腺房細胞のBrdU標識率は約12%と高率であったこと、(2)の実験系において、血漿CCKと腺房細胞のBrdU標識率との間には有意な正の相関(r=0.555,p<0.001)が得られたが、血漿CCKと腺房細胞のアポトーシスとの間には有意な負の相関がなかったこと、より上述の仮説は必ずしも成立しないと考察された。他方、線房細胞は終末分化細胞なのかG_0期細胞なのかという、腺房細胞のcell cycleに関する検討結果について以下に記述する。Arg誘発ラット急性膵炎の進展期(12時間後)に膵腺房細胞のPCNA陽性率が急激に上昇し、この際、腺房細胞のBrdU標識率は上昇をみなかった。PCNAはG_1後期からS期にかけて増加する核蛋白であり、急性膵炎進展期における腺房細胞は、一旦G_1期に入り、その後死滅する可能性があるといえた。Western blottingでは、急性膵炎進展期における腺房細胞のPCNAはpolymericであるが、cyclinD_1などのG_1Cyclinとの複合体として増加していることが想定された。コレシストキニン(CCK)刺激後および急性膵炎回復期の膵腺房細胞増殖とその後の膵再構築における腺房細胞のアポトーシスとを経時的に検索し、その空間的規則性を解析した。ラットにprotease inhibitorであるcamostat(50mg/kg体重)を単回経口投与すると、血漿CCKは30分後において急激に上昇し、以後漸減して9時間後にはcontrol levelに復した。膵DNA含量は1日目に、膵湿重量・膵蛋白含量・膵RNA含量は2日目に有意な増加をみたが、5日目にはControl levelまで低下した。すなわち、このモデルは、内因性CCKreleaser投与によって膵trophismを惹起させ、その後の膵involution(退行変化)の時期を併せて評価しうる。腺房細胞のBrdU標識率はcamostat投与1日後に急激に増加し、controlの約15倍に達したが、その後急激に低下した。一方、TUNEL法による腺房細胞のアポトーシスはcamostat投与1日後以降に漸増する経過を示した。同一切片上での一定の腺房数と腺房細胞のBrdU標識率・アポトーシスの比率から計算したBrdU陽性の腺房細胞とアポトーシスとを併せ持つ腺房数の期待値に対する実測値はbinominal distribution(p<0.001)、Poisson's distribution(P<0.001)とも有意義な低値を示した。また、腺房細胞のDNA合成の盛んなcamostat投与1236時間にかけて、覚醒ラットにBrdU(4mg/hr)を持続静注し、5日目に屠殺し、BrdU標識の程度を検討した。その結果、約12%の腺房細胞に依然として標識細胞がみられ、この腺房細胞は比較的巣状に存在し、BrdU陽性のmitosisもみられたため、腺房細胞は少なくとも2回cell cycleを回るものがあることが示唆された。他方の実験系として、ラットにL-arginine monohydrochloride(4.5g/kg体重)を単回腹腔内投与して急性膵炎モデルとした。急性膵炎の進展期(12時間後)に膵腺房細胞のPCNA陽性率が急激に上昇し、この際、腺房細胞のBrdU標識率は上昇をみなかった。Western blottingでは、急性膵炎進展期における腺房細胞のPCNAはpolymericであるか、cyclinD_1などのG_1cyclinとの複合体として増加していることが想定された。

急性膵炎回復期においては、BrdU標識率やTUNEL法を用いた組織学的検索の結果、腺房細胞増殖のみならず腺房細胞のアポトーシスも有意に増加していた。Brdu陽性の腺房細胞とアポトーシスとを併せ持つ腺房数の期待値に対する実測値の検討では先述のモデル同様、binominal distribution(p<0.0001)、Poisson's distribution(P<0.0001)とも有意な低値を示した。CCK刺激後および急性膵炎回復期の膵腺房細胞増殖とその後の膵再構築におけるアポトーシスを経時的に検索し、同時に膵腺房のcell birthとcell deathの空間的変化を実験的に解析した。ラットにprotease inhibitorのcamostat (50mg/kg体重)を単回経口投与すると、血漿CCKは急速に上昇し約5時間有意な高値を示し、膵DNA量は0.5日から2日にわたり、膵重量、膵蛋白量は2日目に有意な増加を示し、いずれも5日目には正常に復した。組織学的にBrdU免疫染色で標識した腺房細胞増殖は1日めに約15倍増加したがその後急速に低下し、一方TUNEL法でみた腺房細胞アポトーシスは1日後より漸増し5日目には約5倍増加した。また、ラットアルギニン急性膵炎14日間での検討では、回復期にあたる5日目以降腺房細胞のBrdU標識率およびTUNEL陽性率は有意に増加していた。回復期に増加していた血漿CCK濃度とBrdU標識率とは正の一次相関(r=0.555, p<0.001)が認められたが、血漿CCKとTUNEL陽性率との間には相関はなかった。膵腺房細胞核4000個中のBrdU陽性腺房細胞とapoptotic bodyを併せ持つ膵腺房数の実測値は、camostat投与による内因性CCK刺激後および急性膵炎回復期のいずれにおいてもPoisson's ditributionとbinominal distributionでの統計学的期待値に比して有意に少なかった。すなわち、腺房細胞のoverproductionをアポトーシスで制御し、かつ腺房単位でのcell birthとcell deathの空間的変化を伴いながら、膵の再構築がなされることが判明した。次年度では、腺房細胞回転とアポトーシスの因子解析を行なう。コレシストキニン(CCK)と腺房細胞増殖ならびに腺房細胞のアポトーシスとの関連性を解析するとともに腺房細胞のcell cycleについて検討した。実験系としては、以下の2つを選択した。(1)内因性CCK刺激:Wistar系雄性ラットにcamostat50mg/kg体重を単回経口投与し、12,24,48,72,120時間後に屠殺した。(2)急性膵炎後膵再生:Wistar系雄性ラットにL-argininemonohydrochloride(Arg)4.5g/kg体重を単回腹腔内投与し、5,7,9,11,14日目に屠殺し、併せてCCK受容体拮抗剤CR1505 50mg/kg体重を6日目から1日2回皮下投与した群と比較した。いずれの実験系においても屠殺1時間前にBrdU20mg/kg体重を静脈投与した。研究成績:(1)camostat投与後30分で血漿CCKは基礎値の約40倍に上昇し、以後漸減したが、腺房細胞のBrdU陽性率と膵DNA含量は1日目に有意なピークを示し、腺房細胞のTUNEL陽性率は1日目以降に漸増する経過をとった。
有機合成による常磁性内包フラーレンの創成

開口フラーレン誘導体を合成し、その開口部サイズを拡大させる反応を見出すことにより、常磁性分子を内部に挿入出来るほどの大きさをもつ開口部を実現させた。その開口部は窒素分子ならびに酸素分子が通過できるほど大きなものであり、実際にこれらの分子を導入することに成功した。一方、ヘリウム原子内包フラーレンに窒素原子を後から挿入することにより、ヘリウム原子と窒素原子が同時に内包されたフラーレンを発生させた。フラーレンC60は内径約3.7オングストロームの中空構造をもち、その空間はH2O,N2,O2等の小分子を内包するのに最適な大きさである。我々の研究グループではフラーレンの炭素骨格の変換反応を機軸とし、これまでにヘリウム原子や水素分子、さらに水分子を内包したフラーレンの合成法を開発してきた。しかし、N2やO2等のさらに大きな分子を内包させるには、開口部のサイズを効果的に拡大する手法を開発することが重要である。本研究では、フラーレンC60に巨大な開口部を構築する反応を開発し、H2O,N2,O2を内部に導入することを目的に以下の検討をおこなった.TDAE (tetrakis(dimethylamino)ethylene)存在下、開口C60のテトラケトン体と単体硫黄との熱反応により、開口部に硫黄が1つ挿入され、開口部が17員環に拡大された誘導体を合成した。この化合物では、理論計算の結果N2が容易に通過する開口部をもつと予想されたため、まず内部へのN2の導入を検討した。水分子を内包したこの化合物の粉末を真空下で加熱した後、高圧の窒素ガスと室温で接触させた。次に、N2の放出を抑制するために、開口体の4つのカルボニル基の1つをアルコールへと還元した。得られた生成物は、1H NMRおよび質量分析の結果から、H2OあるいはN2を内包した化合物の混合物であったが、HPLC (Buckyprepカラム)で精製することによりN2内包体を単離することができた。同様にO2の骨格内部への導入にも取り組み、HPLCによる精製を試みたところ、純度約90%のO2内包体が得られた.N2内包体およびO2内包体の単結晶を作製し、X線構造解析をおこなった結果、窒素分子および酸素分子は開口体の中央に位置し、長軸を開口部に向けていることが明らかとなった。フラーレンC60の内部は球状のπ電子系に取り囲まれた内径約3.7Åの特異な空間であり、H2, H2O, CO等の小分子が内包されるのに最適な大きさである。これまで、He, Ne等の希ガス、あるいはN, P単原子が極めて低収率(0.1-0.01%)で、極めて過酷な条件下(3000気圧・650°C、あるいはイオンビーム照射)でのみC60内部に挿入可能なことが知られている。しかし、これらの内包フラーレン類の単離精製は非常に困難であり、物性研究はほとんどなされていない。また、金属イオンを内包したフラーレンは、多大な労力を伴う分離精製の後にほんの微少量が得られるのみである。このように、フラーレンの内部空間に合理的にアクセスし、小分子を内部に導入する手法自体が欠如していたため、フラーレンのπ電子系と小分子との相互作用に関する研究は全く未開拓である。フラーレンのσ骨格を切断して開口部を設け、そこから任意の小分子や金属を内部に導入する手法が開発されれば、内包フラーレンならびに炭素クラスターの物性科学にブレークスルーをもたらすことができる。本研究では、16員環の開口部をもつテトラケトン誘導体に対して還元剤存在下、単体硫黄との反応をおこない、開口部が硫黄で拡大された開口フラーレン誘導体を合成した。すなわち、テトラケトン体に対して,アミン存在下で単体硫黄を反応させたところ,開口部に硫黄が一つ挿入された17員環開口体だけでなく,硫黄が二つ挿入された18員環開口体,およびそのカルボニル基の一つが脱離した17員環開口体が生成することを見出した。さらに,得られた17員環開口フラーレン誘導体の粉末を高圧の窒素ガスに接触させたあと,開口部を縮小することで、窒素分子を内包したフラーレン誘導体の合成を検討した。本研究計画では、新しい開口フラーレン誘導体を合成することが最も重要である。フラーレンC60へのピリダジン誘導体の付加反応によりフラーレン骨格上に小さな開口部を形成し、その開口部の炭素=炭素二重結合を順次切断することにより巨大な開口部を構築するという計画に沿って研究を行った。その結果、硫黄により開口部を拡大する反応を見つけることが出来た。さらに、そこから穏和な条件下で、窒素分子を内包させることに成功している。本研究結果は、NH3, HF, CO, O2, H2CO等の電気双極子をもつ小分子やHg, Fe等の金属原子を内部に挿入することを検討する上で極めて重要な知見である。空のC60への窒素原子挿入、ならびにリチウム原子の挿入が、プラズマ条件下、あるいはイオンビーム条件下で可能であることが知られている。

分子内包フラーレンに対して、この条件を適用すれば、内包分子と窒素原子、あるいはリチウム原子との化学反応により、フラーレン骨格内部で磁気双極子をもつ化学種を発生できることが期待される。そこで、H2@C60ならびにH2O@C60へのNまたはLi挿入反応により、フラーレン内部でのNH2ラジカルやNH2Oラジカル、あるいはLiH2, LiH2O種の発生を試みる。空のC60の場合と同様に、水素分子を内包したフラーレンC60では、光照射により比較的寿命の長い三重項励起状態を与えることが知られている。本研究で合成した小分子内包C60においても、三重項励起状態の寿命を測定し、内包小分子の電気双極子との相関を明らかにする。さらに、C60に内包された水素分子のオルトーパラ変換を参考に、内包水分子のオルトーパラ変換を観測し、フラーレン骨格との相互作用を明らかにする。C60は優れたn型半導体としての性質を有することが知られている。本研究計画で得られるH2O@C60では、内包水単分子に由来する電気双極子が存在する。電気双極子の整列による電子の移動度向上を期待し、H2O@C60の薄膜を用いた電界効果型トランジスタを作成し、その特性を評価する。デバイスの作成と評価は、北陸先端大学院大学の村田英幸教授との共同研究として行う。該当なし
マルチプロセッサ・システム上でのマルチグレイン並列処理に関する研究

本マルチグレイン並列処理研究最終年度にあたる平成6年度では、当初の研究計画通り、平成5年度で開発した粗粒度並列処理手法と近細粒度並列処理手法及び従来の自動並列化コンパイラが使用していたループ並列化を階層的に組み合わせ、プログラム全域にわたる並列化を可能とするマルチグレイン並列化コンパイラを開発し、その性能を実マルチプロセッサシステム上で検証することに成功した。このマルチグレイン並列処理では、以下のような手順で並列化を行った。1)粗粒度並列処理手法により並列化されるマクロタスクをプロセッサクラスタに割当て並列処理する。2)プロセッサクラスタに割り当てられたマクロタスクがループ並列化が適用可能なループである場合には、プロセッサクラスタ内の複数プロセッサによりDoal1,Doacross等の技術を用いて並列処理する。3)プロセッサクラスタに割り当てられたマクロタスクが逐次形ループあるいは基本ブロックである場合には近細粒度並列処理手法を適用してプロセッサクラスタ内プロセッサにより並列処理を行う。また、上記マルチグレイン並列化コンパイラの開発においては平成5年度で開発した要素技術をさらに進歩させ、データ転送・同期等の並列処理オーバーヘッドを最小化する無同期近細粒度並列処理に関する研究も平行して行った。以上の研究成果は、別紙様式2に示すように、7件の学会論文誌論文、6件の国際会議論文、1件の海外図書における1章、3件の査読付きシンポジウム論文、10件の研究会論文、15件の全国大会論文、3件の学会誌あるいは論文誌解説論文として既発表あるいは発表予定である。平成5年度は研究初年度であり、マルチプロセッサ・システムのためのマルチグレイン並列処理コンパイラの構成要素となる粗粒度並列処理手法及び近細粒度並列処理手法に関する研究を行い、現在実マルチプロセッサ・システム上で性能評価を行っている。まず粗粒度並列処理では、プログラム中からのマクロタスクの定義手法、マクロタスク間の並列性自動抽出手法、マクロタスクのプロセッサクラスタへのスケジューリング方式を開発した。また、近細粒度並列処理に関する研究では、逐次形ループ及び基本ブロックをステートメントレベル細粒度タスクへ分割し、それらのタスクをデータ転送及び同期オーバーヘッドを含め最小時間で実行する並列処理方式を開発した。また、それら手法の開発と平行して実マルチプロセッサ上で性能評価を行っている。これらの手法の開発により、従来のマルチプロセッサシステムでは全く並列処理が行えなかった逐次ループを多く含むプログラムに対しても、効率よい並列処理が行えることが確かめられた。これらの成果の一部は、情報処理学会論文誌の2件の論文(掲載決定)、並列化コンパイラに関する国際ワークショップ論文、情報処理学会並列処理シンポジウムJSPP′93の2件の論文、電子情報通信学会・情報処理学会合同並列処理ワークショップSWOPP′93論文,情報処理学会及び電子情報通信学会全国大会の論文として発表した。以上のように、平成5年度の研究は、当初の研究目的、研究計画・方法の通り順調に進んでいる。2)プロセッサクラスタに割り当てられたマクロタスクがループ並列化が適用可能なループである場合には、プロセッサクラスタ内の複数のプロセッサによりDoall,Doacross等の技術を用いて並列処理する。

以上の研究成果は、別紙様式5に示すように、7件の学会論文誌論文、6件の国際会議論文(発表予定含む)、1件の海外図書における1章、3件の査読付きシンポジウム論文、10件の研究会論文、15件の全国大会論文、3件の学会誌あるいは論文誌解説論文として既発表あるいは発表予定である。
明清時代の官僚制研究-冗官問題を通して見た-

昨年同様、現在の明清官僚制研究における史料(とりわけ人事に関する一次史料)不足を補うために、大陸・台湾等の図書館に公蔵される「同年歯録」(科挙同年組名簿)を網羅的に収拾して全体像を把握することを継続的に行った。その内でも、「同年歯録」として『嘉靖丙辰同年世講録』『万暦三十八年庚戌科序歯録』(ともに台湾国家図書館所蔵)を集中的に分析した。その分析の過程で、観政進士制度について問題点を設定し、研究を行っている。この制度は明代洪武年間に創設され、明一代を通して「祖法」として継続された。また国家エリートたる進士にとって、その官歴のスタートに関わる制度でもある。しかしこれまでは、その実態は把握されず、誤解さえされてきた。また「同年歯録」は個人の観政履歴について情報を提供するが、それによると観政衙門の振り分け処理には一定の形式が存在した。そこにみられる機械的な振り分け形式は、マックス・ウェーバーが掲げた、「近代官僚制国家」とは異なる「官僚制的家産国家」としての中国、その見方では括りきれない中国官僚制の歴史的独自性、豊かさを示すものである。以上のことについて研究すると同時に、7月15日、京都大学で行われたCOE研究会(「東アジアにおける国際秩序と交流の歴史的研究」)において、明代人事制度小考-観政衙門振り分けの処理形式を中心に-というタイトルで発表を行った。現在の明清官僚制研究における史料(とりわけ人事に関する一次史料)不足を補う為に、大陸・台湾等の図書館に公蔵される「同年歯録」(科挙同年組名簿)を網羅的に収拾して全体像を把握することを継続的に行った。その内でも、「同年歯録」の一つとして『嘉靖丙辰同年世講録』一巻(台湾国家図書館所蔵)を集中的に分析した。まず、そこに記載される三百人近い進士の履歴を、明代の他書に見える伝記史料と比較対照し、その史料的正確さを明確にした。これは「同年歯録」一群の史料の持つ価値を今後判断する基準となる。同時に、記載された官歴情報から窺える明代の官僚制について昇進左遷といった方面から見、また現存版出版の経緯、現存版に関わる人物関係について研究した。更に当時の進士官僚の平均寿命等について、現在の学会の定説とは異なる結論を得ており、これらの成果は近々にまとめて投稿予定(既に原稿は完成)。また雑誌『中国史学』第13号に、「最近の明代官僚制研究」というタイトルで学会動向を掲載した。これは最近10年程の間に公表された日、中、台の研究成果を中心に、明代官僚制研究の現状(低調な)を紹介したものである。
分子ナノテクノロジーを利用した絶対不斉合成

現在合成されている有機化合物の多くには、4つの異なる官能基が結合した炭素原子が含まれ、そのために目的の有機化合物だけでなく、結合の順序は同じであるが構造が鏡像となっている異性体も合成されてしまう。そこで、反応の原料となる分子の速度を大きくする技術とナノテクノロジー分野の技術を利用して,目的とする有機化合物のみを合成するための新しい手法を開発しようと試みた。この研究の結果、原料分子の速度を十分にコントロールできることがわかった。そして、反応の結果生成した分子を検出するために必要な技術を調べることができた。この新たな手法を応用する段階に到達できたと考えられる。現代社会において合成される様々な有機化合物の多くには不斉炭素原子が含まれているため、目的とする有機化合物だけでなく、鏡像異性体(エナンチオマー)も容易に合成されうる。本研究では、不斉補助基や基質の物理化学的特性を利用せず、目的のエナンチオマーのみを合成する不斉合成を人為的にコントロールするための画期的な技術を、ナノテクノロジー分野の技術を利用して開発する事を目指す。平成25年度は、下記の二つの実験を目指した。(1)基質分子導入系と反応剤分子導入系の製作:基質分子を吸着させておいた固体表面に、反応剤分子を照射したときの不斉合成反応を超高真空装置内の走査型トンネル顕微鏡(STM)を用いて観測する。基質分子を超高真空装置内に直接導入するための分子導入系を製作する。また、反応剤分子は、超音速分子線として、基質分子が吸着した試料表面に照射する。超音速分子線は、気体分子噴出部の温度調整により気体分子の持つ運動エネルギーを制御する事ができる。この装置に、反応剤分子導入機構を作成して設置することを平成25年度の実験で目指した。この実験は予定通り行う事ができ、過去の経験や他の研究者の助言を元に、反応剤分子導入機構を作成して設置する事に成功した。本研究を行う上で重要な機器の一つであり、その成功は非常に意義深い。(2) 1分子の絶対不斉合成:超高真空装置内で清浄化した金属表面上に不斉合成反応の基質分子を吸着させた後に、反応剤として作用する分子を特定のエネルギーで特定の方向から照射することにより、絶不斉合成反応を人為的にコントロールすることを平成25年度の実験で目指した。この実験に関しては、分子を特定するためのSTMの実験条件が未だ整わず、次年度(平成26年度)に引き続き行う予定である。STMの設置は進んでおり、実験装置の完成に近づいている。実験を進める上で非常に意義深い進展が見られた。多くの有機化合物には不斉炭素原子が含まれている。そのため、目的とする有機化合物だけでなく、鏡像異性体(エナンチオマー)も容易に合成されうる。目的とするエナンチオマーのみを合成する“不斉合成"が注目を集め、精力的に研究が行われてきた。本研究では、不斉補助基や基質の物理化学的特性(旋光性など)を利用せず、不斉合成を人為的にコントロールする事によって行う“絶対不斉合成"の画期的な技術を、ナノテクノロジー分野の技術を利用する事によって開発することを目指す。平成25年度の実験結果を元に、実験設備の準備を行い、分子の絶対不斉合成を目指した実験を行った。高いエナンチオマー選択率を保ちながら、大量に分子を合成することを目標に研究を進めた。本研究では、基質分子を吸着させておいた固体表面に、反応剤分子を照射したときの不斉合成反応を超高真空装置内のSTMを用いて観測する。基質分子を超高真空装置内に直接導入するために微量の流量調節機構を持つ分子導入系を製作した。超音速分子線は、ノズルと呼ばれる数十μmの穴の開いた容器の内部から気体分子が噴出する事を利用する。気体分子噴出部の温度調整により気体分子の持つ運動エネルギーを制御する事ができる。この装置の準備を行った。に、反応剤分子導入機構を作成して設置する。分子の絶対不斉合成実験は、超高真空装置内で正常化した金属表面上に不斉合成反応の基質分子を吸着させたのちに反応剤として作用する分子を特定のエネルギーで特定の方向から照射する事によって人為的にコントロールする事を行った。この実験を進める上で非常に意義深い進展が見られた。表面化学本年度の実験計画の一つとして、下記の1分子の絶対不斉合成を目指していた。1分子の絶対不斉合成:超高真空装置内で清浄化した金属表面上に不斉合成反応の基質分子を吸着させた後に、反応剤として作用する分子を特定のエネルギーで特定の方向から照射することにより、絶不斉合成反応を人為的にコントロールする。

しかし、分子を特定するためのSTMの実験条件が未だ整わず、次年度(平成26年度)に引き続き行う予定である。分子を特定するためのSTMの実験条件を特定するために、様々な条件での実験を行い、さらに、他の研究者の助言を参考に実験を進めていきたいと考えている。次年度使用額は、今年度の実験設備の準備および研究を効率的に推進した事に伴い発生した未使用額であり、平成26年度請求額と合わせ、平成26年度の研究遂行に使用する予定である。計画の変更は伴わない。
過敏性腸症候群-中枢ネットワークのゲノム・メタゲノム・メタボローム依存性解析

過敏性腸症候群は代表的なストレス関連疾患であり、脳腸相関の病態生理を呈する重要疾患である。その主要病態をゲノムワイド関連解析、メタゲノム解析、メタボローム解析、ならびに脳機能画像を組み合わせて明らかにする。中枢ネットワークのゲノム・メタゲノム・メタボローム依存性解析により、過敏性腸症候群を発症・継続させる因子を同定する。中枢ネットワークがゲノム、腸内細菌、代謝物質によって健常から異常に変化するところを描出するため、挑戦的研究としての意義が大きい。このような研究はこれまでに実施されておらず、旧来のストレス関連疾患の概念を人間を対象として直接、根本的に変える潜在力を持つ。
認知症高齢者を対象とする非言語行動に焦点を当てた自律対話システムの研究

本研究では,認知症高齢者を対象とする非言語行動に焦点を当てた自律対話システムの実現を目指している.今年度は長期フィールドワークで得られた知見をもとに認知症高齢者と継続的に対話できるシステムの開発を行った.認知症高齢者は加齢に伴い,耳が遠くなり認知機能も低下する.発言も不明瞭になり言葉のみでの対話が困難になる.しかし,対話がうまく行われているかどうかを,相手の表情や,相手が自分の話を聞いているか,といった非言語情報から推定している様子が見られた.すなわち,認知症高齢者の状態推定には言語情報より非言語情報の方が適切と考えられ,また認知症高齢者自身も他者からの非言語情報への依存度が高いと考えられる.そこで,認知症高齢者の状態を,発話解析に加え,表情などの非言語情報をもとに推定するとともに,ロボットも積極的に非言語行動で自身の内部状態を呈示することで,持続的にインタラクションが可能な自律対話システムの開発を行った.また,今回はこれまで使用していたロボット「テレノイド」のサイズが大きく,利用者が重たいと言い,インタラクションを止めることがあったため,新たに小型軽量化し,持ちやすい形(全長36cm)に改良したロボットを開発し、実験に用いた.京都の特別養護老人ホームの認知症高齢者2名を対象に試験的な対話実験を行い,結果としてロボットが笑っている状態を対象者が検知し,また認知症高齢者がロボットの話を聞いていない様子を検出し,ロボットが注意喚起する様子が見られた.28年度が最終年度であるため、記入しない。28年度が最終年度であるため、記入しない。本研究では、認知症高齢者が継続的に対話可能な自律的な話し相手ロボットの実現を目指している。今年度は認知症高齢者が遠隔操作型ロボット「テレノイド」を介した場合と直接対面時での対話サンプルを収集するためのシステム開発を行うとともに、京都と大阪にある高齢施設にて、それぞれ数ヶ月間に渡りフィールドワークを行った。また、なぜテレノイドが認知症高齢者の対話を活性化させるのかについて、補完によるモデルを提案した。自然な状況での対話データの収集には、研究者が介在しない状況での収集が好ましい。また対象とする認知症高齢者の体調は、発熱や脱水症状などにより日々変化し、それによって対話内容も変わってくる。そのため、まず研究者が介在しなくとも、施設職員や傾聴ボランティアだけでも運用可能なシステムを開発するとともに、対話状況だけでなく対象者の状態も取得できるようなロボットシステムを開発した。上記システムを用いて、11月からは、週1ー2回のペースで対話データの収集を開始した。施設の入居者3名を対象として、ボランティアで施設を訪問している学生がテレノイドを介して対話した場合と、直接対面して対話した場合の記録を行っている。2年目の頭からは、学生の代わりに高齢者傾聴ボランティアがテレノイドを介して対話する場合と直接対面で対話する場合を記録する予定である。さらに、家族や親戚、遠方のボランティアなど、様々な人の対話データを取得するために、インターネットを介して離れた場所からでも対話・データ収集を行える遠隔対話システムの開発も行っている。本研究では、認知症高齢者を対象とする非言語行動に焦点を当てた自律対話システムの実現を目指している。平成27年度は認知症高齢者が遠隔操作型ロボット「テレノイド」を介した場合と直接対面時での対話の様子を比較し、認知症高齢者の対話の特性を明らかにした。さらに、認知症高齢者との対話経験の豊富な傾聴ボランティア団体のスタッフの対話、遠隔対話の様子を記録し、認知症高齢者に対してどのように話すと会話が続くのかを調べた。対話サンプルを収集するために、2か所の高齢者施設にて約5ヶ月間に渡りフィールドワークを行い、フィールドワークで得られた知見をもとに認知症高齢者と継続的に対話できるシステムの開発し、認知症高齢者施設にて試験的運用を行った。認知症高齢者には、それぞれに好みの話題があり、それについて話すときは高齢者自身がよく発言することから、自律対話システムにもその好みの話題について話すように設計した。また、話す内容を、好みの話題に限定することで、相手の発言もある程度予測できるため、予測できる返答リストを用意し、そのリストに特化した音声認識システムを構築した。試験的に3日間運用した結果、事前に予測していなかった返答に対して現状のシステムでは対応できず、また、ロボットの発話内容が認知症高齢者へ伝達されたかどうかのフィードバックがなかったため、ロボットがひたすら話したり、高齢者の発言を途中で遮る、といった問題が生じた。自律対話システムを開発するにあたって、相手の状態が発話中なのか、そうではないのか、また、ロボットと発言を理解しているのかどうかを、センサー等を用いて計測、把握する必要があることが分かった。高齢者介護施設に赴き長期的なフィールドワークを行った経験から、認知症高齢者の特性を生かした対話システムの開発を行い、実際に施設で自律対話システムの試験的運用を行った。長期間のフィールドワークを行っていたことから、平成27年度の業績は26年度より少ないが、高齢者対話データの蓄積など、研究目標の達成に向けて計画的かつ着実に進められ、研究は十分に進捗していると考えられる。本研究では,認知症高齢者を対象とする非言語行動に焦点を当てた自律対話システムの実現を目指している.今年度は長期フィールドワークで得られた知見をもとに認知症高齢者と継続的に対話できるシステムの開発を行った.