hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
アーキテクチャとコンパイラの協調による低消費電力メモリの実現

将来のモバイル/ユビキタス・コンピューティング社会を実現するためには、携帯端末で使用されるシステムLSIの消費電力を低減することが必要不可欠である。システムLSIの消費電力のうち50%以上がメモリにより消費されていることを踏まえ、本研究ではメモリの消費電力を最小化することを目的として、ハードウェア(アーキテクチャ)技術とソフトウェア(コンパイラ)技術の両面から研究を行っている。メモリの電力は主として、メモリセル、ビットライン、ワードライン、及び、入出力バスで消費されるが、これらのうち、本研究では入出力バスとメモリセルに焦点を当てている。デバイスや回路技術の進歩に頼らず、アーキテクチャ上の工夫とコンパイラの最適化処理との協調により、バスとメモリセルの消費電力を1/10以下に削減することを目標としている。平成17年度は、キャッシュメモリの消費電力を提言するコンパイラ技術について研究を行った。ウェイ予測機構を有した低消費電力キャッシュを対象として、その消費電力が更に提言するように、プログラムの主記憶上の配置を最適化する。ウェイ予測とコンパイラ最適化を併用することにより、キャッシュの消費電力を最大95%程度削減することができた。また、低消費電力化を目的としたソフトウェア技術全般について調査・整理を行った。平成16年度は、トランザクション当たりのスイッチング頻度を削減するバスの符号化とコンパイラ技術について研究を行った。プロセッサと命令メモリ間のアドレスバスを対象とした。なお、プロセッサとデータメモリ間のバスに関しては平成15年度に研究済みである。提案手法は、命令メモリは逐次的にアクセスされることが多いという性質を利用して、アドレスバスを符号化する。また、命令メモリに対するアクセスが更に逐次化するように、コンパイラが最適化を行う。この2つの技術により、バスのスイッチング頻度が85%削減されることを実験により示した。消費電力の削減効果を更に高めるためには、メモリのアクセスパタンの偏りを有効に利用する必要がある。そこで、平成16年度には、アクセスパタンを採取するためのシミュレータの開発も行った。
プロテオーム解析による膵臓癌特異抗原の同定

1、本研究では、膵臓癌患者の血清を用いたプロテオーム解析により膵臓癌に特異的に発現する癌抗原の同定を目的とした。具体的には、2種類の膵臓癌細胞株により得られた細胞抽出液を二次元電気泳動にて分離したのち、健常者および膵臓癌細胞株より得られた細胞抽出液を二次元電気泳動にて分離したのち、健常者および膵臓癌患者各5人の血清を用いたWestern blottingにより膵臓癌患者の血清とのみ特異的に反応するタンパク質のスポットを同定した。さらに、二次元電気泳動ゲルより切り出したスポットに含まれるタンパク質のアミノ酸配列を解析し、癌患者血清と特異的に反応する抗原の同定を試みた。当初よりいろいろと条件を変えて二次元電気泳動、Western blottingを試みたが、実験の再現性に乏しく、現時点では膵臓癌患者血清と特異的に反応する癌抗原の同定には至っておらず、アプローチの方法を変更し検討を進めている。現在、癌患者および健常者の血清から抗体の同定を精製し、精製抗体を用いた免疫沈降により癌患者血清由来の抗体とのみ反応する癌抗原の同定を試みている。癌患者に限定した抗体産生にはT細胞による癌抗原認識が必要と考えられており、癌患者血清を用いたプロテオーム解析は癌免疫治療のダーゲット分子探索ぶおいて非常に有用性が高いと期待されるため、今後も継続して検討を行う予定である。2、胃癌患者の腫瘍浸潤リンパ球よりHLA-A33拘束性の細胞傷害性T細胞(CTL)株を樹立したのち、癌細胞由来のcDNAライブラリーを用いた発現スクリーニング法によりこのCTL株の認識する癌抗原タンパク質を2種類(IEX-1およびRAN)同定した。さらに、CTL株あるいは癌患者由来リンパ球に認識されるHLA-A33拘束性抗原エピトープをこれらのタンパク質内に同定した。これらの抗原タンパク質は各種癌細胞に発現増強しており、癌細胞の生存に重要な機能を持つことから、特異的癌免疫療法のターゲット分子となりうるものと期待された。1.プロテオーム解析により膵臓癌に特異的に発現する癌抗原の同定を行い、腫瘍マーカーとしての有用性、特異的癌免疫療法のターゲット分子としての可能性について検討するために、2種類の膵臓癌細胞株(Panc-1およびMIA paca-2)より得られた細胞抽出液を二次元電気泳動にて分離したのち、健常者および膵臓癌患者各5人ずつの血清を用いてWestern blottingを行い、膵臓癌患者の血清とのみ特異的に反応すると考えられる数個のタンパク質スポットを同定した。現在、同定したタンパク質スポットより数種類のアミノ酸配列が得られつつあるが、これらの実験結果の再現性を検討しつつ、これら同定したタンパク質が膵臓癌に特異的に発現するかどうかを膵臓癌細胞株、膵臓癌摘出標本でのRNA発現(Northern blottingおよびRT-PCR法)により検討中である。2.胃癌患者の腫瘍浸潤リンパ球よりHLA-A33拘束性の細胞傷害性T細胞(CTL)株を樹立したのち、癌細胞由来のcDNAライブラリーを用いた発現スクリーニング法によりこのCTL株の認識する癌抗原タンパク質IEX-1を同定した。さらに、CTL株あるいは癌患者由来リンパ球に認識される3種類のHLA-A33拘束性抗原エピトープをこのタンパク質内に同定した。なお、この抗原タンパク質は抗アポトーシス作用を持ち、各種癌細胞に発現増強していたことから、特異的癌免疫療法のターゲット分子となるものと期待された。

1.プロテオ・ム解析により膵臓癌に特異的に発現する癌抗原の同定を行い検査するために、昨年度には2種類の膵臓癌細胞株(Panc-1およびMIA paca-2)より得られた細胞抽出液を二次元電気泳動にて分離したのち、健常者および膵臓癌患者5人ずつの血清を用いてwestern blottingを行い、膵臓癌患者の血清とのみに特異的に反応すると考えられるタンパク質スポットを同定した。しかしながら、その後の検討で実験結果の再現性に乏しいことが判明したために、今年度には二次元電気泳動、Western blottingの実験条件を詳細に検討した上で、再度数個のタンパク質スポットを同定した。現在、これらスポットよりアミノ酸配列を同定し、同定したタンパク質が膵臓癌特異的に発現する抗原であるかどうかについて検討中である。2.異癌患者の腫瘍浸潤リンパ球よりHLA-A33拘束性の細胞傷害性T細胞(CTL)株を樹立したのち、癌細胞由来のcDNAライブラリーを用いた発現スクリーニング法によりこのCTL株の認識する癌抗原タンパク質RANを同定した。さらに、CTL株あるいは癌患者由来リンパ球に認識される4種類のHLA-A33拘束性抗原エピトープをこのタンパク質内に同定した。なお、この抗原タンパク質は細胞内輸送、細胞周期の制御に重要な機能を持ち、各種癌細胞に発現増強していたことから、特異的癌免疫療法のターゲット分子となりうるものと期待された。
赤外光胸腔鏡を用いた新しい区域切除術の開発

インドシアニングリーンと赤外光カメラを用いて、これまでにない手術時の血流の有無に沿った肺の切除の方法を開発した。まず投与量と観察される境界領域が区域間と同一であることの証明を行い、倫理委員会の承認のもと、すべての症例に十分な説明行い承諾いただいた上で、実際の手術で検証し、肺を含気させることなく簡便かつ確実に区域の同定が可能であり、臨床応用可能であることを確かめた。本年度の研究目標としては、1、対象とする区域の支配動脈を結紮した正常肺の動物モデルを使用し、インドシアニングリーン併用赤外光胸腔鏡を用いて観察することにより得られる疎血部と正常血流部の境界が、区域間として正確に得られているかどうかを検討すること、2、インドシアニングリーンの投与量を、現在の臨床で行っている3.0mg/kgから適切な量にまで減量を計るため、まず動物レベルでの減量が可能かどうかの検討を行うことであった。1の区域間の同定に関しては、術前に決定した区域に関して支配動脈を結紮する方法で、4領域の全ての区域において境界は赤外光胸腔鏡下で明確に区別され、CTおよびレントゲンの放射線学的検討および実体顕微鏡やHE染色の光学顕微鏡下の組織学的検討においてもマーキングされた境界は正確に画出されており、ヒトにおいても正確性が損なわれないと十分確信が持てるものであった。2の減量に関しても、インドシアニングリーンを1.5mg/kgの半量まで減量したが、正常肺動物モデルにおいて、やや染色性は落ちるものの、十分に観察可能であり、減量が可能であることを予見させるものではあった。しかし、気腫性変化や炭粉沈着の無い正常肺モデルでの観察のため、臨床応用下での減量が本当に可能かどうかは後の検討事項として残った。今後、気腫性変化を伴った動物モデルに関しても区域間が同定できることを確認し、臨床応用の道を探る考えである。本年度の目的としては、(1)動物の肺気腫モデルを作成し、肺気腫モデルでの区域間同定が可能か、投与量の調整が必要かを検討すること、(2)赤外光胸腔鏡下区域切除術への臨床応用が目的であった。
教職の社会化過程としての「観察による徒弟制」に関する研究

「観察による徒弟制」とは、児童生徒時代の学校生活を教職の社会化過程と位置づける理論的枠組である。一昨年度は海外の「観察による徒弟制」に基づく先行研究を整理し、日本での実証研究に向けた足がかりとした。昨年度は、教員養成学部新入生を対象に質問紙調査と面接調査を行い、「観察による徒弟制」の具体的な社会化作用を明らかにした。以上をふまえつつ、本年度は、過去の学校経験が養成段階での学習態度や教育観の変容にどのような影響を及ぼすかを調査・分析することで、「観察による徒弟制」と教員養成との関係を検討した。その結果、過去の学校生活で学校文化の中心から距離があった学生は、養成段階にて高い教職志望が冷却されやすいことが判明した。また、反学校文化の経験が目立った学生は、相対的に大学での授業を欠席しがちで、養成段階でも過去の態度を引き継いでいると思われた。このタイプの学生は、大学の授業に対して不満や疑問をもつ者が多いと推測され、養成での学習を自発的に排除してしまう「観察による徒弟制」の問題は、彼らを中心に引き起こされる可能性が示唆された。さらに、教員志望者の教育観は、大学生活のなかで変化しやすいものと、変化せず固定化されているものとに大別されることが分かった。このうち後者は、自らの学校経験に直接根ざして形成された教育観であると考えられた。「観察による徒弟制」の先行研究では、教員養成の効果を高める上で、学生らの保守的・固定的な教育観をいかに克服するかが鍵であると指摘されてきた。本研究によって、どのような学生層がそうした教育観をもちやすいのか、そもそも固定的な教育観とはいかなるものか等が明らかになった。今後さらなる追跡調査が必要ではあるものの、被教育体験と養成段階との接続関係という観点から、望ましい教員養成のあり方を模索しようとする上で、有益な知見を見出すことができたと考える。一般の学校生活やそこでの教師との対面的な関わりが、教師になる者に対して特別な影響を与えると想定する「観察による徒弟制」は、教師の社会化過程として、米国を中心に研究が発展してきた。しかし、わが国ではほとんど紹介されることもなく、これに基づく実証的な研究が実施されることもきわめて少なかった。本研究課題のもと、具体的に研究をすすめる上では、海外における「観察による徒弟制」研究の進捗状況を調査し、わが国での適用可能性や応用の方向性を考察することが不可欠であると考えた。したがって、本年度は海外における「観察による徒弟制」研究の状況把握を行い、それらを整理することにつとめた。その成果は、先行研究のレビュー論文として発表した。以上の作業から、海外の研究では「観察による徒弟制」が教員志望者に対して保守的な教職観・学校観の形成を促すとともに、生徒側の視点に基づいた教育実践のパースペクティブを生成させてしまう点が広く課題視されていることが分かった。さらに、「観察による徒弟制」の影響は非常に強固であって、養成段階で学ぶ新たな実践や指導法などを、自主的に排除してしまう危険性も多数指摘されていた。すなわち、「観察による徒弟制」は、教師に相応しいパースペクティブを獲得する際に、また、新たな教育実践の方法を習得する際に、ネガティブな効果を及ぼすとされると考えられていた。したがって、教員養成の段階では、「観察による徒弟制」の影響を克服することに留意すべきであり、そのためのプログラムも開発・実施されていることが分かった。一方、わが国でも、教員志望者の過去の学校経験をふまえつつ、教師教育に取組もうとする大学での実践が一部でみられた。ただし、こうした養成プログラムを「観察による徒弟制」の枠組に明確に位置づけることで、その実践の意義がより一層深まり、教員養成の効果も高まるのではないかと考察した。本年度の研究における当初の目標は、海外における『観察による徒弟制』研究の進捗状況を調査・考察することにあった。また、この作業を通じて、今後の実証的な研究に生かせるようになることを目指していた。具体的には、「観察による徒弟制」に関わる著書・論文を収集し、批判的に読み込みながら、指摘されている内容を分類し、集約していった。その結果はレビュー論文として発表しており(太田拓紀,2017,「『観察による徒弟制』と教員養成における実践の問題」滋賀大学教育学部附属教育実践総合センター『パイデイア』第25巻,pp.93-99)、一定の成果をあげることができた。日本での研究の適用可能性と応用の方向性についても考察を加えることができ、次年度以降に実施する質問紙・面接調査の大きな指針となった。また、年度後半の目標として、翌年度に実施する大学生対象の質問紙調査を作成してプリテストを実施し、質問文や尺度の精緻化に努めることを目指していた。この点についても、実際に作業を終えることができ、調査を実施できる段階となった。「観察による徒弟制」とは、児童生徒時代の学校生活や教師との直接的な接触が、教員志望者に特定の教育観、教職観の形成を促すとみなす、教職の社会化過程である。米国を中心に海外では、「観察による徒弟制」に基づく研究がある程度蓄積されてきたものの、わが国では具体的な研究成果がほとんどみられていない。以上から、平成29年度は海外の「観察による徒弟制」研究を整理し、日本での研究応用可能性について論文を執筆した。

その上で平成30年度は、教員養成学部を事例とし、質問紙調査とインタビュー調査による実証研究を実施した。これにより、「観察による徒弟制」の具体的な社会化作用を浮き彫りにしようと試みた。まず、質問紙調査の結果から、教員養成学部生の学校経験を4つに分類した。その中心はリーダー役割を担い、教師と親密な関係を築くといった学校文化への同化といえ、この類型が4割程度を占めていた。逸脱的な学校経験が目立つ類型も2割ほど存在したが、この群は向学校文化の経験も比較的豊かで、同化型に近い側面をもっていた。一方で、リーダー役割を担わない消極的な類型が25%、さらに、学校生活に困難が伴うなどにより、学校や教師との関わりを全般的に回避する傾向のあった群が15%程度存在していた。さらに、学校経験の類型ごとに、その教職観の特徴を検証した。結果、過去の学校経験は教員志望者の教職観に一定の影響を及ぼしていることが実証された。例えば、教師の連携・協働、子どもに対する影響について、向学校文化の経験が豊かな者は、自らの経験をふまえつつ高く評価し、そうした経験が希薄な場合は低く見積もる傾向があった。一方、教師の社会的地位については、学校と距離をおき、教師との関わりを回避する傾向のあった群が、自らの経験に基づいて低く評価していると考えられた。本年度の当初の目標は、「観察による徒弟制」の枠組に基づいて、実証的な研究を実施することにあった。具体的には、教員養成学部の新入生を過去の学校経験に基づいて分類し、各類型の特徴を示すことで、その社会化の効果を検証しようと試みた。結果については、学会にて口頭発表を行うとともに(太田拓紀,2017,「教職の社会化過程としての『観察による徒弟制』とその類型分析」日本教師教育学会第27回研究大会,奈良教育大学)、それに考察を加えた上で、論文を執筆した(太田拓紀,2018,「『観察による徒弟制』に基づく教員養成学部生の類型分析ー教職の社会化過程としての学校経験と教職観ー」滋賀大学教育学部附属教育実践総合センター『パイデイア』第26巻,pp.69-76)。以上のように、実証的な調査に基づく具体的な成果を示したことで、事前の計画、目標を一定程度達成できた。なお、本研究は同一対象者に継続して実施するパネル調査として設計したため、年度後半では、大学2年次に実施する質問紙調査、インタビュー調査の内容を精査した。今年度の反省を踏まえ、より「観察による徒弟制」の効果を把握できるように、質問文や尺度の精緻化に努めた。「観察による徒弟制」とは、児童生徒時代の学校生活を教職の社会化過程と位置づける理論的枠組である。一昨年度は海外の「観察による徒弟制」に基づく先行研究を整理し、日本での実証研究に向けた足がかりとした。昨年度は、教員養成学部新入生を対象に質問紙調査と面接調査を行い、「観察による徒弟制」の具体的な社会化作用を明らかにした。以上をふまえつつ、本年度は、過去の学校経験が養成段階での学習態度や教育観の変容にどのような影響を及ぼすかを調査・分析することで、「観察による徒弟制」と教員養成との関係を検討した。その結果、過去の学校生活で学校文化の中心から距離があった学生は、養成段階にて高い教職志望が冷却されやすいことが判明した。また、反学校文化の経験が目立った学生は、相対的に大学での授業を欠席しがちで、養成段階でも過去の態度を引き継いでいると思われた。
搭乗型機器を操作するヒューマノイドにおける作用反作用構造の統合認識と制御戦略獲得

本年度は,前年度に独立して設計・実装を行っていた学習制御システムをインテグレーションすることで,平行二輪電動スクーターに対する乗り込み行動と乗り込み後の移動速度制御への調整行動をシーケンシャルに実現する逐次オンライン学習制御法を提案した.このような統合的処理はヒューマノイドロボットの搭乗型機器への適応行動の範囲内で行われていたものであったが,汎用的な搭乗型機器に対する共通化されたアプローチの提案方策として,軌道修正とゲイン学習を統一的に扱う一般化処理に基づいた搭乗型機器への運転操作と適応行動について体系化を行い,実機実験評価に基づきながらそれらの実現法を明らかにした.処理方策の一般化・共通化にとどまらず,軌道修正やゲイン学習を複合的に処理することで搭乗型機器における新たな課題を解くことを目的とし,平行二輪電動スクーターとは異なる駆動形態をもつ電動一輪車等の搭乗型電動機器に対する適応行動実現を示した.平行二輪電動スクーターにおいては,ヒューマノイドロボットがどのような作用(操作)を加えれば,反作用が得られるか(搭乗している機器がどのように駆動するか)の情報は既知であり,スクーターのボード傾斜角に応じて電動車輪の駆動量が決まることが予め知識として存在した上で適応行動を達成していた.本年度においては,そのような搭乗型機器特有の駆動方式が未知な対象として補助輪付き電動一輪車上でのヒューマノイドの調速行動を実現した.昨年度に提案した調速行動で利用していたゲイン学習系と共存するかたちで,ロボットの目標ZMPに対する軌道修正を並列実行する併合システムを構成することで,軌道修正を適用すべきか,ゲイン学習を適用すべきか,を人間が予め判断し決定するプロセスを経ることのない適応行動の実現を可能とした.平成30年度が最終年度であるため、記入しない。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。本年度はヒューマノイドロボットにおける搭乗型機器の運転操作を目的とした,機器の操作・搭乗姿勢の安定化・外界環境の認識の3要素から構成されるオンラインでの軌道修正戦略を確立した.ヒューマノイドが作用する腕や脚のエンドエフェクタと,ハンドル等の搭乗型機器を操作するための対象物体は,事前に連結して設計されたものでなく,マニピュレーションで実行・再生される計画した軌道と操作対象物体に拘束された運動との間の乖離を修正するためには,オンラインで手先や足先の軌道を修正することが不可欠である.この機器の操作における課題を解決するために,ヒューマノイドの双腕・双脚のマニピュレータに対する能動機能と受動機能の切替制御システムを提案し,提案したシステムに基づき等身大ヒューマノイドロボット実機による三輪車の運転操作を実現した.さらに,搭乗型機器にはヒューマノイドが転倒しないよう常にバランスを監視しサポートする機能は備わっていないため,事前設計では把握できない振動などの外乱による転倒要因に対して,ヒューマノイド自身がオンラインで搭乗時の姿勢の安定化を図る軌道修正戦略も必要となる.これに対して,従来実装していた割り込み処理型の座り直し動作に基づくバランス安定化制御を発展させ,機器の操作と同時実行が可能な実時間での並行処理型の姿勢制御を導入した.導入した実機実験では,三輪車の運転操作の他に小型セグウェイ上での安定化制御にも成功している.ヒューマノイドの系および搭乗型機器の系の各々に対してのみのミクロな観点でみた軌道修正戦略に限定せず,ヒューマノイドと搭乗型機器を併合した一体化した系についてもマクロな観点でみた軌道修正戦略として外界環境を認識した操作行動の自律系を構築した.搭乗型機器の移動成分の分析と構築した操作の自律系に基づき,ヒューマノイドによる三輪車操作における障害物回避行動を実現した.本年度の取り組みとしては,研究課題である搭乗型機器の適用例として三輪車と小型セグウェイを対象に,ヒューマノイドロボットの運転操作行動を広く実機検証した.搭乗型機器の操作方策だけでなく,ヒューマノイドロボットの大きな課題であるバランスの安定化,およびロボットの視覚情報を利用した環境認識も考慮に入れた行動実現を示した.当該年度の研究成果は,学会誌論文での発表2本と国外での学会発表1本の進捗状況であり,これらの成果は主に搭乗型機器の操作方策に関する内容が中心に取り組まれているため,今後はバランスの安定化の制御方策や認識行動に関する研究にフォーカスした成果の発表が期待される.本年度は,前年度に独立して設計・実装を行っていた学習制御システムをインテグレーションすることで,平行二輪電動スクーターに対する乗り込み行動と乗り込み後の移動速度制御への調整行動をシーケンシャルに実現する逐次オンライン学習制御法を提案した.このような統合的処理はヒューマノイドロボットの搭乗型機器への適応行動の範囲内で行われていたものであったが,汎用的な搭乗型機器に対する共通化されたアプローチの提案方策として,軌道修正とゲイン学習を統一的に扱う一般化処理に基づいた搭乗型機器への運転操作と適応行動について体系化を行い,実機実験評価に基づきながらそれらの実現法を明らかにした.処理方策の一般化・共通化にとどまらず,軌道修正やゲイン学習を複合的に処理することで搭乗型機器における新たな課題を解くことを目的とし,平行二輪電動スクーターとは異なる駆動形態をもつ電動一輪車等の搭乗型電動機器に対する適応行動実現を示した.平行二輪電動スクーターにおいては,ヒューマノイドロボットがどのような作用(操作)を加えれば,反作用が得られるか(搭乗している機器がどのように駆動するか)の情報は既知であり,スクーターのボード傾斜角に応じて電動車輪の駆動量が決まることが予め知識として存在した上で適応行動を達成していた.

本年度においては,そのような搭乗型機器特有の駆動方式が未知な対象として補助輪付き電動一輪車上でのヒューマノイドの調速行動を実現した.昨年度に提案した調速行動で利用していたゲイン学習系と共存するかたちで,ロボットの目標ZMPに対する軌道修正を並列実行する併合システムを構成することで,軌道修正を適用すべきか,ゲイン学習を適用すべきか,を人間が予め判断し決定するプロセスを経ることのない適応行動の実現を可能とした.本年度は,不安定な搭乗型機器に対するヒューマノイドロボットの適応行動課題として,平行二輪電動スクーター上でのバランス安定化に付随して,搭乗した状態における速度調整のための学習制御法を確立した.搭乗状態にあるヒューマノイドロボットの速度調整のための行動について「調速行動」という考えを新たに定義し,その制御系の構成法とオンラインでの学習制御方策による自律性をもたせたアプローチを提案した.オンラインでの学習制御方策として,制御の実行中に積分ゲインを更新する際に発生する制御入力のオーバーシュートや発散を抑制するための「前回値補正積分器」を導入し,先行研究のIFT(Iterative Feedback Tuning)に基づくPID制御の学習のためのゲインチューニングにオンライン性をもたせることで,調速行動のオンライン学習制御を実現した.オンライン学習制御の有効性をさらに拡張すべく,平坦な床面から平行二輪電動スクーターへの乗り込み動作のような短期の行動過程においても適用可能なオンライン学習制御法を新たに提案した.これにより,等身大のヒューマノイドロボットを人間がサポートして搭乗型機器に乗せる必要がなく,ヒューマノイドロボット自身が乗り込み動作を生成して搭乗する継続的な学習制御を可能とした.最終的に,オンライン学習制御から獲得した学習結果のゲインを利用し,調速行動の制御系を速度制御として活用した平行二輪電動スクーターの運転操作行動およびロボット実機に外乱を与えた際のロバスト性の検証実験を行い,本年度に提案した調速行動の制御系とオンライン学習制御法の波及効果を示した.本年度の取り組みとして,前年度で取り組んでいた三輪車の搭乗型機器の適用例から発展させ,バランスも考慮に入れる必要のある不安定な搭乗型機器として平行二輪電動スクーターに対する適応行動課題を取り上げている.平行二輪電動スクーター上ではバランス安定化もさることながら,前年度で提起したヒューマノイドロボット自身のスピードが制御できない問題に関しても解を与える必要がある.この問題に対して「調速行動」という考えを定義し,その制御系の構成法とオンラインでの学習制御方策による自律性をもたせたアプローチを提案している.
内耳ウイルス潜状感染機構に関する分子生物学的研究

突発性難聴、ベル麻痺、前庭神経炎、ラムゼイ-ハント症候群がウイルスの神経節への潜伏感染、再活性化により発症する可能性は従来より提唱されてきているが、未だ定かではない。今回この可能性を確認する目的で、ヒト側頭骨内知覚神経節におけるHSV-1、VZVウイルスゲノムの検出を最新の分子生物学的手法を用いて試みた。成人の剖検症例より側頭骨を摘出し、電気ドリルにて削開し、らせん神経節、膝神経節、前庭神経節を得た後、Polymerase chain reaction(PCR)法、in situ hybridization(ISH)法、reverse transcription-PCR(RT-PCR)法を用いて検索した。1)HSV-1 DNAの検索:PCR法にて、らせん神経節では10耳中10耳(100%)、膝神経節では17耳中15耳(88%)、前庭神経節でも10耳中6耳(60%)と高率HSV-1 DNAの増幅を認めた。新生児剖検症例より摘出したいずれの神経節においてもHSV-1 DNAの増幅は検出されなかった。ISH法ではらせん神経節では10耳中0耳(0%)、膝神経節では15耳中11耳(71%)、前庭神経節では10耳中0耳(0%)という結果であった。ISH法にて検出率が低いためさらに鋭敏なreverse transcription-PCR(RT-PCR)法にて検索した処らせん神経節ではやはり8耳中0耳(0%)、膝神経節では8耳中8耳(100%)、前庭神経節では8耳中2耳(25%)であった。らせん神経節では感染細胞数あるいは感染コピー数が少ない可能性が示唆された。2)VZV DNAの検索:PCR法にてらせん神経節では10耳中2耳(20%)、膝神経節では13耳中9耳(69%)、前庭神経節では10耳中2耳(20%)にVZV DNAの増幅を認めた。以上ヒト側頭骨の各神経節でDNAレベルでウイルスの潜伏感染の可能性を分子生物学的に実証できた。一方ISH法、RT-PCR法にてLATの検索を、特に前庭神経節、ラセン神経節にてさらに症例を増やして行い、潜伏感染の有無をはっきりとさせたい。また潜伏感染の可能性が証明されても更にウイルスの再活性化と疾患の発症との間に原因-結果の関係が成り立つのかを証明する必要があり、非常に興味のもたれるところである。I)マウス動物自体が小さい為分子生物学的検索に十分量の試料を採取するのが予想していたより難しく、比較的試料の採取しやすい顔面神経膝神経節におけるHSVー1潜伏感染を分子生物学的に検索した。角膜摂取群5匹中1匹、舌接種群5匹中2匹でHSVー1DNAが検出された。II)ヒト当初予定していたより了解の上、摘出できた側頭骨数は多く、動物よりヒトでの検索を主体とした。

1)顔面神経膝神経節in situ hybridization(ISH)法により15耳中11耳(71%)の膝神経節において主に神経細胞の核に陽性所見がみられ、神経細胞以外の細胞では、陽性所見が認められなかった。HSVー1陽性神経細胞は1切片あたり2.413%にみられ、検索した膝神経細胞704個中37個(5.3%)の細胞にHSVー1が検出された。またpolymerase chain reation(PCR)法でも17耳中15耳にHSVー1DNAが検出された。これらよりHSVー1はヒト顔面神経膝神経節に高い頻度で潜伏感染していることが証明された。2)ラセン神経節PCR法では10耳全例にHSVー1DNAが検出された。しかしlatency associated transcript(LAT)の発現は認められなかった。3)前庭神経節PCR法では10耳中6耳にHSVー1DNAが検出されたがISH法では検出できなかった。2)と3)の結果はそれぞれの部位においてPCR法でHSVー1DNAは高率に検出でき潜伏感染の可能性を充分示唆させた。しかしISH法では検出できなった理由としてi)LATの発現が低レベルで今回のISHの感度では検出できなかった。ii)潜伏感染している神経細胞数が非常に少なく、検索数が足りなかった、などが考えられる。いずれにしても内耳各神経節にHSVー1DNAが潜伏している可能性を分子生物学的に実証できた。突発性難聴、ベル麻痺、前庭神経炎、ラムゼイ-ハント症候群がウイルスの神経節への潜状感染、再活性化により発症する可能性は従来より言われてきているが、未だ定かではない。今回この可能性を確認する目的で、剖検時に採取したヒト側頭骨内知覚神経節におけるHSV-1、VZVウイルスゲノムの検出を最新の分子生物学的手法を用いて試みた。成人の剖検症例より側頭骨を摘出し、電気ドリルにて削開し、らせん神経節、膝神経節、前庭神経節を得た。Polymerase chainreaction(PCR)法,in Situ hybridization(ISH)法を用いて検索した。1)HSV-1 DNAの検索:PCR法にて、5例10耳の検討で、らせん神経節、膝神経節では10耳中10耳(100%)で前庭神経節でも10耳中6耳(60%)と高率にHSV-1DNAの増幅を認めた。新生児剖検症例より摘出したいずれの神経節においてもHSV-1 DNAの増幅は検出されなかった。ISH法ではらせん神経節では10耳中0耳(0%)、膝神経節では15耳中11耳(71%)、前庭神経節では10耳中0耳(0%)という結果であった。ISH法にて検出率が低いためさらに鋭敏なreverse transcription-PCR(RT-PCR)法にて検索した処らせん神経節ではやはり8耳中0耳(0%)、膝神経節では8耳中8耳(100%)、前庭神経節では8耳中2耳(25%)であった。らせん神経節では感染細胞数あるいは感染コピー数が少ない可能性がある。2)VZV DNAの検索:PCR法にてらせん神経節では10耳中2耳(20%)、膝神経節では13耳中9耳(69%)、前庭神経節では10耳中2耳(20%)にVZV DNAの増幅を認めた。以上ヒト内耳の各神経節でDNAレベルでウイルスの潜状感染の可能性を分子生物学的に実証できた。
有機溶剤作業場の個人暴露濃度に対する環境濃度及び生物学的モニタリング測定値の関係

わが国における有機溶剤作業場の環境管理は、作業場において、場の測定(stationary monitoring)の際の環境濃度として、作業環境測定法による、A測定値(場の平均濃度)、B測定値(作業位置のうち、時間場所での最高値)で行なわれている。この調査では、作業者の個人暴露量を基準とし、A測定値、B測定値、との関係、更にA測定値中で、作業者付近の数点を選んだ、A測定値中-作業者近傍値との関係を求めた。先ず1、溶剤濃度の微量測定法として、従来の50倍の感度を有する2-ヒドロキシピリヂンによる活性炭中の溶剤の脱着法に成功した。2、対象作業場として、単一及び混合有機溶剤使用作業場を選び、作業者の呼吸域濃度と環境濃度(A測定及びB測定)の関係を調べた。そして、次のような成績を得た。測定値の比較では、(1)呼吸域濃度は、常にA測定による環境濃度より高く、B測定によるそれより低かった。(2)呼吸域濃度は、A測定による測定値の約59%を示した。(3)呼吸域濃度は、A測定とB測定の測定値の算術平均を中心に分布し、6/7作業場は、その幾何平均より高い値を示した。(4)A測定値中-作業者近傍値を(x)とし、呼吸域濃度を(y)とした場合に特殊な1例を除いた場合には、回帰方程式は、y=-0.02+1.06xとよい一致をしめした。(5)作業者の常在しない作業場では、作業者の呼吸域濃度と環境濃度の差は、大きい事が認められた。次いで3、トルエン作業場に於いて、上述の環境濃度の他に作業者の生物学的モニタリング値との関係を求めた。そして、尿中トルエン濃度では、呼吸域の個人暴露濃度(相関係数0.79、p<0.01)及びA測定値中-作業者近傍値(相関係数0.78、p<0.01)とよい相関が認められた。また、個人暴露濃度とA測定値中-作業者近傍値の間にもよい相関(相関係数0.96、p<0.01)を示した。以上の成績より、作業者の呼吸域濃度の近似値として、A測定値中-作業者近傍値を用い得ると結論された。測定法の開発→トルエン作業場の調査→混合溶剤の暴露評価の順序で研究を行なった。1。測定法の開発:単独及び混合溶剤作業場の気中濃度の低濃度化に対応出来る測定法として、溶剤を活性炭に吸着後、2-ヒドロキシピリヂンで150°Cの液状で抽出し、20°で固体化する時に気中に放出される溶剤を測定する方法を開発し、従来の二硫化炭素抽出法の51倍の定量感度を得た。2。

作業場で空気中の溶剤蒸気濃度と溶剤の尿中溶剤・溶剤代謝産物濃度の関係:両者の関係を明らかにする為に、(1)トルエン作業場のトルエン気中濃度の平均値,(2)作業者の近辺の位置で採集したトルエン気中濃度、(3)作業者の呼吸域のトルエン濃度、(4)尿中トルエン及び馬尿酸濃度、を測定した。これらの4測定値の内、一対の測定値間に良い相関が認められた。又、尿中トルエン及び馬尿酸濃度間にも密接な相関が認められた。そして、作業者が作業時間中にほぼ定位置に留まる場合には、作業者の近辺の溶剤の気中濃度は、作業者の個人暴露量の良い指標となる事が推定された。3。混合溶剤暴露の尿中代謝産物濃度よりの評価:評価の指標として、混合溶剤の成分濃度の間に代謝に関する相互作用の無いか、極めて少ない場合、生物学的危険指標即ち、(各溶剤の暴露時の代謝産物濃度-非暴露時の代謝産物濃度)/(生物学的暴露指標-指標設定の際の非暴露時の代謝産物濃度)の和を提案した。この値は、暴露に耐え得る指標として使用出来ることが認められた。そして、トルエン、キシレン、メチルイソブチルケトンの混合溶剤に暴露した作業者の代謝速度が、単独溶剤暴露のそれと差異が殆どないことを認めた。それ故、混合溶剤の気中濃度の評価値である危険指標と生物学的危険指標は良い一致を示した。この事から、両指標を用いて空気中の溶剤蒸気濃度と溶剤の尿中代謝産物濃度の関係を求めることが可能になった。わが国における有機溶剤作業場の環境管理は、作業場において、場の測定(stationary monitoring)の際の環境濃度として、作業環境測定法による、A測定値(場の平均濃度)、B測定値(作業位置のうち、時間場所での最高値)で行なわれている。この調査では、作業者の個人暴露量を基準とし、A測定値、B測定値、との関係、更にA測定値中で、作業者付近の数点を選んだ、A測定値中-作業者近傍値との関係を求めた。1.対象作業場として(1)スチレン、トリクレンを使用している単一有機溶剤使用作業場及び、(2)(1)メチルエチルケトン、トルエン、シクロヘキサン、(2)アセトン、メタノール、トルエン、(3)メチルエチルケトン、トルエン、n-ヘキサン、ジクロルメタン,アセトン混合有機溶剤使用作業場を選び、作業者の呼吸域濃度と環境濃度(A測定及びB測定)の関係を調べた。そして、次のような成績を得た。2.呼吸域濃度に対する相関係数は、(1)作業者近傍値は、0.89(p<0.05)、(2)A測定値は、0.93(p<0.01)、(3)B測定値は、0.88(p<0.05)、(4)A測定とB測定の測定値の算術平均は0.93(p<0.01)、(5)A測定とB測定の測定値の幾何平均値は、0.97(p<0.01)で何れも好い相関を示した。3.測定値の比較では、(1)呼吸域濃度は、常にA測定による環境濃度より高く、B測定によるそれより低かった。(2)呼吸域濃度は、A測定による測定値の約59%を示した。(3)呼吸域濃度は、A測定とB測定の測定値の算術平均を中心に分布し、6/7作業場は、その幾何平均より高い値を示した。(4)A測定値中-作業者近傍値を(x)とし、呼吸域濃度を(y)とした場合に特殊な1例を除いた場合には、回帰方程式は、y=-0.02+1.06xとよい一致をしめた。(5)作業者の常在しない作業場では、作業者の呼吸域濃度と環境濃度の差は、大きい事が認められた。以上の成績より、作業者の呼吸域濃度の近似値としてA測定値中-作業者近傍値を用い得ると結論された。
湖沼記録の高時間分解能解析による環境史復元とアジア内陸における人類史への影響

新人の分布がアフリカからユーラシアに拡大したのは、約60-50 kaと考えられ、アラビア半島からバイカル湖に至る北ルートは、ユーラシア拡散の主要な移動経路とひとつとされている。新人がバイカル湖周辺に到達したのは約45-35 kaとされており、新人と旧人が交錯した場と時代の陸域環境復元は、人類進化の理解の上で重要である。本研究はモンゴル北部・ダラハド盆地の湖成層コアDDP10-3に関して、非破壊μ-XRF化学分析、XRD分析、粒度解析を行い、過去120 kaの環境変動復元を行った。結果、約90-75 kaと約40-15 kaで顕著な炭酸塩の欠乏が認められる。ダラハド盆地は、盆地北西部のShishhid渓谷における山岳氷河の発達により、氷期に氷河堰止湖(氷河湖,水深約200 m)の形成が地形調査で確認されており、今回得た2つの期間は寒冷化に伴う山岳氷河の発達とそれに伴う氷河湖が成立していた時期と見なことができる。また、約50-10 kaにおけるMn含有量の増加は、寒冷化に伴う鉛直混合の強化で、溶存酸素濃度の増加によって説明することができ、氷河湖成立を支持する。堆積物中の粒度は、約75-15 kaで一時的に粗粒化を示し、数千年間隔で生じた北大西洋地域の数百年数千年スケールの急激かつ突発的な変動とおおよそ対比することができる。これは急激な温暖化に伴う山岳氷河や永久凍土の融解を意味すると思われる(Katsuta et al. 2017)。退氷期におけるDDP10-3堆積物には、約13.8 ka以降から方解石の年縞が発達する。これは、湖水位が低下し、塩濃度が上昇したことに起因しており、その年縞計数は約270枚(年)であった。従って、大陸内における最終氷期から完新世への移行は、氷床や深海コアで観察される14.8-11.5 ka(3200年)に比べて急激に生じたと推察される。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。新人がアフリカ大陸からユーラシア大陸へ拡散したのは、約50千年前(ka)約40 kaと考えられる。その移動経路のうち、アラビア半島からカスピ海・アラル海、バルハシ湖、そしてバイカル湖に至る経路とされている。本研究は、北ルートに位置するモンゴル北部のダラハド盆地で掘削した堆積物コアの連続解析を実施し、その地域が経験した陸域環境変動を解明することを目的としている。約7万年前約1万年前の期間は最終氷期と呼ばれ、この時代のユーラシア内陸は乾燥化したとされる。このため、現在見られる大陸内の湖沼の多くは湖水位が低下したと考えられる。このため、バイカルリフト盆地のバイカル湖やフブスグル湖のような古代湖を除き、連続した最終氷期の堆積記録を得ることは困難とされていた。また、バイカル湖やフブスグル湖は堆積速度が通常の湖沼に比べて極めて遅く(1000年間で数センチ)、高い時間分解能での古環境復元が課題となっていた。このような背景のもと、2010年にバイカルリフト盆地のひとつのダラハド盆地の国際掘削計画が実施された。現在のダラハド盆地は、その多くの地域が陸地であるが、氷期は流出するShishhid川がTengissiin渓谷に発達した氷河によって堰き止められ、氷河湖が成立していたと周辺露頭の地形学的研究によって示されている。これらの予備調査によって、ダラハド氷河湖堆積物は、バイカル湖やフブスグル湖に比べて約10倍の時間分解能の記録が残されていることが示唆されている。本研究は、走査型X線分析顕微鏡(SXAM)を用いた堆積物コアの連続解析によってそこに記録される環境変動の歴史を人の活動と調和的な時間分解能で復元し、環境変動と新人の移動定住の関わりについての知見を得ることを目指す。本計画で用いる堆積物試料は3本のボーリングコアである。H29年度は全長164.5m堆積物コアの堆積記録の連続解析を中心に行った。これらの堆積物コアデータは既に取得済みのものが使用され、本計画は画像解析と時系列解析が主な研究課題となる。まず、既に分析済みの放射性炭素年代及び古地磁気層序データを用いて、堆積物コアの年代モデルを検討した。結果、使用したコアは過去約120kaの堆積記録であることが分かった。SXAM解析に先立ち、約1mごとに定量分析したXRFとXRD結果から、約8575 kaと約3515 kaのセクションは炭酸塩を含まないシルト質粘土層(湖成層)からなることから、これらの時代は氷河湖が発達していたことが示唆された。さらに、約13.8 kaから現在にかけての数10cmのセクションで、縞状構造が発達することが発見された。このセクションの下位はシルト質粘土層、上位は粗粒砂礫層からなるため、縞状構造の発達は、湖成環境から河川環境へ遷移した時期に形成されたものと考えられる。また、この縞状構造は方解石からなることから、湖水位低下で塩濃度が上昇した塩湖であった可能性がある。

研究代表者は本計画に先立ち、ダラハド盆地のあるモンゴル北部の塩湖で、その堆積物に見られる方解石縞の成因を解明することを目的として水文調査を行っている。その調査結果から、方解石の生成は夏季の水温躍層において、植物プランクトンの光合成活動でCO2が消費されることで形成され、方解石の縞状構造は1年に1枚の年層であることを確認している。したがって、今回発見されたダラハド盆地の縞状構造も同様に年層と見なすことができ、その年層の枚数を計測した結果、約300枚含まれていた。これは、他地域に比べて気候変動に対して10倍の速度で応答した可能性があることが分かってきた。新人の分布がアフリカからユーラシアに拡大したのは、約60-50 kaと考えられ、アラビア半島からバイカル湖に至る北ルートは、ユーラシア拡散の主要な移動経路とひとつとされている。新人がバイカル湖周辺に到達したのは約45-35 kaとされており、新人と旧人が交錯した場と時代の陸域環境復元は、人類進化の理解の上で重要である。本研究はモンゴル北部・ダラハド盆地の湖成層コアDDP10-3に関して、非破壊μ-XRF化学分析、XRD分析、粒度解析を行い、過去120 kaの環境変動復元を行った。結果、約90-75 kaと約40-15 kaで顕著な炭酸塩の欠乏が認められる。ダラハド盆地は、盆地北西部のShishhid渓谷における山岳氷河の発達により、氷期に氷河堰止湖(氷河湖,水深約200 m)の形成が地形調査で確認されており、今回得た2つの期間は寒冷化に伴う山岳氷河の発達とそれに伴う氷河湖が成立していた時期と見なことができる。また、約50-10 kaにおけるMn含有量の増加は、寒冷化に伴う鉛直混合の強化で、溶存酸素濃度の増加によって説明することができ、氷河湖成立を支持する。堆積物中の粒度は、約75-15 kaで一時的に粗粒化を示し、数千年間隔で生じた北大西洋地域の数百年数千年スケールの急激かつ突発的な変動とおおよそ対比することができる。これは急激な温暖化に伴う山岳氷河や永久凍土の融解を意味すると思われる(Katsuta et al. 2017)。退氷期におけるDDP10-3堆積物には、約13.8 ka以降から方解石の年縞が発達する。これは、湖水位が低下し、塩濃度が上昇したことに起因しており、その年縞計数は約270枚(年)であった。従って、大陸内における最終氷期から完新世への移行は、氷床や深海コアで観察される14.8-11.5 ka(3200年)に比べて急激に生じたと推察される。H30年度は、H29年度に発見された氷河湖成立期を示すシルト質粘土層と、急激な環境変化を示す縞状構造の分布を中心に詳細解析を進める。これに加えて、こうした現象は湖全体で生じたのか、ローカルな現象なのかを識別するために、他の2本のボーリングコアの解析を進める。そして、この結果と、既に得られている粒度解析データとU-Th比分析データと対比し、最終氷期におけるユーラシア内陸の水文環境変動の復元を行うと共に、環境変化が人の活動にどのような影響を与えてきたかを検討する。その準備として、H29年度は最終氷期における人の移動経路(アラビア半島→カスピ海・アラル海→バルハシ湖→バイカル湖)と、地質記録から復元される植生や気候モデリングの予測結果を検討してきた。その結果、現在その移動経路の一部は砂漠地帯であるが、最終氷期はステップ森林ステップが広がっていたこと、すなわち植生と人の移動経路は緊密に関係している可能性が分かってきた。今後は、そうした大陸の陸域環境変動の要因をダラハド盆地堆積物から解読していくことを計画している。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
CAG repeat病に生じた病的カスケードの解析

近年遺伝性神経疾患のなかにtrinucleotide repeatの伸長によると考えられる疾患が存在することが明らかとなってきた。これらのなかに、Kennedy病、Huntington病(HD)、SCA1,dentatorubral-pallidoluysian atrophy(DRPLA),Machado-Joseph病(MJD)などのようにCAG repeatの伸長をcoding regionに認める疾患群が存在する。しかしこれらの遺伝子産物がどのような蛋白であるのか、遺伝子産物の転写にrepeatの伸長がどのような影響を与えるかについては解明されていなかった。最近我々はHuntington病とDRPLAにおいて異常遺伝子産物が確かに発現しており、電気泳動上正常遺伝子産物と分離できることを示した。このことはこれらの疾患においてCAGの翻訳されたpolyglutamineが伸長した蛋白が発現していることを示し、これら一群の疾患(CAG repeat病と呼ばれる)において共通の神経細胞死の機序が存在する可能性を示している。本研究では異常遺伝子産物が同定された現在、その機能に関連する蛋白を同定することによってこれらの遺伝子産物がどのように神経細胞死に関与するかを解明しようとするものである。現在までに以下のことを解明した。1)DRPLAにおいてのリンパ芽球における遺伝子産物の発現について報告した。2)DRPLA遺伝子産物の2次元電気泳動による解析を行い、同タンパクのリン酸化の可能性について指摘した。3)DRPLAタンパクの結合タンパクについてtwo-hybrid法を用いて2クローンについて検討をしている。4)MJD遺伝子産物の抗体によって異常遺伝子産物を同定し、その発現について報告した。5)HD遺伝子産物が微小管に結合することをin vitroで証明し、報告した。現在までに以下のことを行った。4)HD遺伝子産物が微小管に結合することをin vitroで証明した。これらのなかに、Kennedy病、Huntington病(HD)、SCA1,dentatorubral-pallidoluysian atrobhy(DRPLA),Machado-Joseph病(MJD)などのようにCAG repeatの伸長をcodingregionに認める疾患群が存在する。

このことはこれらの疾患においてCAGの翻訳されたpolyglutamineが伸長した蛋白が発現していることを示し、これら一群の疾患(CAG repeat病と呼ばれる)において共通の神経細胞死の機序が存在する可能性を示している。本研究では異常遺伝子産物が同定された現在、その機能に関連する蛋白を同定することによってこれらの遺伝子産物がどのように神経細胞死に関与するかを解明しようとするものである。現在までに以下のことを解明した。1)DRPLAにおいてのリンパ芽球における遺伝子産物の発現について報告した。2)DRPLA遺伝子産物の2次元電気泳動による解析を行い、同タンパクのリン酸化の可能性について指摘した。3)DRPLAタンパクの結合タンパクについてtwo-hybrid法を用いて2クローンについて検討をしている。4)MJD遺伝子産物の抗体によって異常遺伝子産物を同定し、その発現について報告した。5)HD遺伝子産物が微小管に結合することをin vitroで証明し、報告した。
わが国とアメリカ大陸のウイルス性人獣共通感染症の流行阻止のための研究

メキシコのげっ歯類から3種類の新規ハンタウイルスを検出した。各種ハンタウイルス感染の検査に応用可能な抗体検出法を開発した。メキシコのハンタウイルスのヌクレオキャプシド(NP)に対して作出されたモノクローナル抗体6種類のうち5種類はげっ歯類を宿主とするハンタウイルスに対して広く反応した。ウエストナイルウイルスのE蛋白上の糖鎖の有無がニワトリのヒナにおける病原性発現に大きな影響を与えることが判明した。ハンタウイルスはげっ歯類を自然宿主として世界中に分布しており、人に感染することで腎症候性出血熱(HFRS)やハンタウイルス肺症候群(HPS)といったハンタウイルス感染症を引き起こす。本研究では、ハンタウイルスの血清型やげっ歯類の種にとらわれない抗原検出法と抗体検出法の開発を試みた。抗原検出法としては各種ハンタウイルスに広い交差反応性を示すモノクローナル抗体E5/G6を用いてハンタウイルスの核蛋白質(NP)を検出するELISAを構築した。本抗原検出ELISAにより、Hantaan virus(HTNV)、Seoul virus(SEOV)およびPuumala virus(PUUV)の感染細胞とウイルス液中のNPを濃度依存的に検出できた。またPUUVに実験感染させたシリアンハムスターの肺において、感染後7日目、14日目の個体からもNPを検出できた。抗体検出法としては、3種類のハンタウイルス組換えNPを抗原として用いることで、抗ハンタウイルス抗体を検出するELISAを構築した。本抗体検出ELISAにより、感染げっ歯類血清中や免疫ウサギ血清中のHTNV、SEOV、PUUV、Amur virusおよびSin Nombre virusのNPに対する抗体を検出できた。PUUVを実験感染させたシリアンハムスターでは、感染後14日目以降の個体より抗体を検出できた。また、様々な種類の野生げっ歯類の血清を検体として抗体検出ELISAを実施したところ、IFAと比較して敏感度、特異度がいずれも95%以上となり、非常に信頼性の高い抗体検出法であることが判明した。以上のことから今回構築したハンタウイルスの抗原検出法と抗体検出法がげっ歯類を対象としたハンタウイルス感染の診断法として有用であることが示された。本研究では、近年国内外で問題となっているウイルス性人獣共通感染症のうち侵入または流行の危険性があり、重篤化しやすく致死率も高いウエストナイル熱とハンタウイルス感染症について研究を行うことを目的としている。本年度はウエストナイルウイルスについては病原性の発現機序を解明し、ハンタウイルス感染症については新規に診断法を開発した。a)病原性発現機序の解明:ウエストナイルウイルスの鳥類における病原性発現機序についてウエストナイルウイルスを感染させたニワトリのヒナをモデルに病態を解析した。ウエストナイルウイルスのE蛋白上糖鎖付加株と糖鎖欠損株を2日齢のニワトリに接種したところ、糖鎖付加株がヒナに致死的な感染を引き起こしたのに対し、糖鎖欠損株ではほとんど病原性を示さなかった。臓器ごとのウイルス量を測定したところ、糖鎖付加株は血中および心臓、脾臓、腎臓などの臓器において高い力価のウイルスが検出された。したがって、ウエストナイルウイルスのE蛋白上の糖鎖の有無がニワトリのヒナにおける病原性発現に大きな影響を与えることが判明した。b)診断法の開発:ハンタウイルスには多くのウイルス型が存在し、各種ウイルス間で抗原性に著しい多様性のあることが知られている。また各種のげっ歯類が本ウイルスを保有するため、動物種を問わない多検体用の簡便で高感度な診断法の開発が望まれていた。そこで抗原性の異なる3種類のハンタウイルスの核蛋白質を混合して抗原とし、げっ歯類の血清中の抗体を検出するELISA系を開発した。本ELISAは各種げっ歯類が保有する様々なハンタウイルスに対する抗体を検出できることが判明した。これによりウエストナイル熱とハンタウイルス感染症の流行阻止のための貴重な情報と手段が得られた。ハンタウイルスの抗体検出系の開発メキシコのげっ歯類における抗ハンタウイルス抗体をより高感度に検出するために、メキシコ由来のハンタウイルスの組換えヌクレオキャプシド蛋白質を抗原としたELISAを確立した。メキシコにおけるハンタウイルス感染の疫学調査2006年にメキシコ国内でげっ歯類の疫学調査により、メキシコのげっ歯類が少なくとも3種類のハンタウイルスを保有すること、しかもメキシコのげっ歯類が保有するウイルスは既知のハンタウイルスのいずれとも異なることが明らかになった。本年度は2006年と2007年の調査で得られたげっ歯類の検体について、ウイルスのS遺伝子とげっ歯類のチトクロームb遺伝子の配列を決定した。これらの遺伝子の解析によりメキシコで新規に検出された3種類のハンタウイルスのうち、Montano virusとCarrizal virusが、それぞれPeromyscus beataeとReithrodontomys sumichrastiを宿主とすることが明らかになった。メキシコのハンタウイルスに対するモノクローナル抗体の作出メキシコのハンタウイルスの一種であるMontano virusの組換えヌクレオキャプシド蛋白質に対してモノクローナル抗体を作出し、メキシコのウイルスやその他のウイルスに対する反応性を比較した。