hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
肝癌におけるNKレセプターとそのリガンドの発現制御機構の解明と新規治療法の開発

MICAは活性化NKレセプターNKG2Dのリガンドであり、肝細胞癌のNK細胞感受性規定因子になっている。本研究課題において、肝癌では疾患が進行するとMICAの分泌が亢進し生体の免疫監視機構は減弱するが、その分泌にはADAMファミリー蛋白が関与しており、抗癌剤はADAMを抑制することにより癌細胞のNK感受性を改善するという新規の機構があることを明かにした。ADAMの発現制御は肝癌に対する新たな免疫治療の標的になることが示された。肝細胞癌はMHC class I-related chain A(MICA)を高発現しており、NK細胞に発現するNKG2D活性化レセプターのリガンドになっている。しかし、不明の機序により細胞膜上でMICAは切断され、血中に可溶型MICAとして放出される。このMICAsheddingは肝癌の免疫逃避機構の一翼を担っているが、この分子機序については十分理解されていない。肝癌細胞株の培養上清中には36kDaのMICAが検出され、細胞内の43kDaからプロセシングを受けた可溶型が存在した。肝癌細胞株に発現するa disintegrin and metalloproteinase(ADAM)ファミリーをsiRNAを用いてノックダウンしたところ、ADAM10のノックダウンにより培養上清中の可溶型MICAの濃度が低下し、細胞膜上のMICA発現が増強した。MICA mRNAの発現変化はみられなかった。肝癌細胞株をepirubicin処理するとADAM10の発現がmRNAおよび蛋白レベルで低下し、MICA sheddipgの阻害がみられた。肝癌細胞株にADAM10 siRNAを導入すると、ADAM10欠損細胞株ではepirubicinによるMICAsheddingの低下が消失した。肝癌細胞株の重要なMICA sheddaseの候補としてADAM10を同定した。肝癌に対するTACE治療で汎用される抗癌剤であるepirubicinはADAM10の発現を転写レベルで阻害することによりMICA sheedingを阻害することが示された。ADAM10は肝癌の免疫病態を改善する新たな治療標的になる可能性が示された。肝細胞癌はNK細胞のNKG2D活性化レセプターに対するリガンドであるMHCclass I-related chain A(MICA)を発現している。MICAは不明の機序により肝癌から血液中に可溶型分子として分泌され、NKG2Dのダウンレギュレーションを引き起こす。このようにMICAの細胞膜上での切断は肝癌の免疫監視機構からの逃避に繋がる分子イベントである。昨年度、このMICAの分泌にadisintegrin and metalloproteinase(ADAM)ファミリーのADAM10が関与していることを明らかにした。本年度はMICA分泌におけるADAM9の関与について検討を行った。ADAM9はin vitroにおいてMICAの切断活性を有していた。ADAM9はヒト肝癌組織、肝癌細胞株で発現がみられた。肝癌細胞株に発現しているADAM9をsiRNAによりノックダウンすると、細胞膜上のMICA発現が充進し、培養上清中の可溶型MICAが低下した。肝癌治療に用いられる分子標的治療薬であるsorafenibは肝癌細胞株のADAM9発現を転写レベルで抑制し、これによりMICAの分泌を低下させた。肝癌細胞株をsorafenibたて処理するとNK細胞による細胞傷害活性が亢進した。この細胞傷害活性はMICAの中和抗体により消失した。以上の検討により、肝癌からのMICAの分泌にADAM9が重要な役割を持っていることが明らかとなった。SorafenibはADAM9の発現低下を介して、MICA/NKG2D経路による免疫認識を改善する可能性が示唆された。肝細胞癌はNK細胞のNKG2D活性化レセプターに対するリガンドであるMHCclass I-related chainA(MICA)を発現している。昨年度、このMICAの分泌にadisintegrin and metalloproteinase(ADAM)ファミリーのADAM9が関与していることを明らかにした。本年度は炎症性サイトカインであるIL-1-betaの刺激により肝癌のMICA発現がどのように変化するかを検討した。肝癌細胞株にIL-l-betaを添加するとMICAの遺伝子発現は影響を受けなかったが、膜結合型のMICAが減少し、可溶型MICAの分泌が増加した。IL-1-betaは活性型ADAM9の発現を増強させた。C型慢性肝疾患においては血清中の可溶型MICA濃度とIL-1-beta濃度に相関がみられた。血清IL-1-beta高値のC型肝炎患者からは肝発癌が高率にみられる傾向があった。

C型肝炎からの肝発癌については炎症発癌としての側面があるが、本年度の研究により炎症性サイトカインがMICAのsheddingを増強し、癌に対する生体の免疫応答を減弱させるという新規のメカニズムがあることが示唆された。
含水鉱物及び含水岩石の電気伝導度測定実験

電気伝導度は"流体"や"水"に鋭敏であり、力学的指標とは独立に構造を議論できる有用な値である。又、脱水した水は、地殻やマントルに対して、明確な"Anomaly"として捉えることができる。申請者らは含水鉱物や含水岩石が脱水する際、鉱物+水や岩石+水の系が急激な電気伝導度変化を示すことに着目した。本研究では、プレートが存在する温度圧力条件下で含水鉱物・含水岩石を脱水させ、電気伝導度を測定し、電気伝導度に反映される脱水量・電気伝導メカニズムを計算機解析した。本年度は,実験的アプローチから鉱物や各種岩石の電気伝導度測定を行ってきた.その結果,地震発生場の物理を理解するために多くの知見を得てきた.含水鉱物であるブルーサイトを試料とした実験からは,ブルーサイトが部分的に脱水することにより10^<-7>から10^<-3>S/mまで大きな電気伝導度変化を示す事が判明した.変成岩を試料とした実験では,地殻内の任意の温度・圧力下での電気伝導度の取得をめざした.九州の肥後変成帯からは片麻岩・塩基性岩・角閃岩を採取し,電気伝導度測定を行った.片麻岩試料は岩石内の葉状構造に垂直な方向や平行な方向に電気伝導度を測定した.塩基性岩・角閃岩では変成温度・圧力条件を越えない領域と変成温度・圧力条件を越える領域で測定を行った.実験では,0.5から1.0GPaの圧力で,温度は常温から約1100Kの範囲で電気伝導度測定を行った.特に角閃岩の実験では,900K以上で,電気伝導度が約0.001から0.1 S/mまで急激に変化することが判った.又,測定前後の鉱物の物理,化学変化を見るために,EPMAによる元素分析も行った.変成温度以下の安定領域における鉱物は定性的にも定量的にも変化が見られなかったが,900K以上に昇温した角閃石を含む試料は,脱水と関連すると推定される樹枝状結晶が見られた.これらの成果により予備実験を終了し、次年度は本実験ならびにその理論的解釈を行う予定である.本年度は,実験から求めた各種鉱物及び岩石(片麻岩・塩基性岩・角閃岩)の電気伝導度測定値の総合的な解釈と定量解釈を行うための数値計算と岩石内電気伝導度モデル構築にむけての計算ルーチン作りを行った.特に含水鉱物であるブルーサイトは脱水と見られる電気伝導度変化を示した.実験結果からは,脱水した水が少量であっても,電気伝導度変化への寄与が極めて大きいことが判明した.同様に,角閃岩の実験では900K以上で,電気伝導度が約0.001から0.1S/mまで変化することが判った.この実験結果からは,角閃岩に含まれる角閃石内部の水が脱水した可能性が高い.さらに脱水した水は鉱物イオンを含むため,高い電気伝導度を示す事も判明した.これらの実験から得られた貴重なデータをもとに,高電気伝導度鉱物と低電気伝導度鉱物を配列した岩石内電気伝導ネットワークモデルの構築に向けた計算ルーチンの開発を行った.この開発過程において,現実的な地殻岩石と乖離しない岩石・鉱物の定量化モデル構築の目途が立ち、電気伝導度構造と地震発生場の物理を理解するために多くの知見を得られる予定である.次年度は岩石内電気伝導度モデル構築をさらに進め,脱水による定量的解釈を深める予定である.最終年度である本年度は,実験から求めた鉱物(ブルーサイト)及び岩石(塩基性岩・角閃岩)の電気伝導度測定値の総合的な解釈のための計算と地殻内の脱水過程を模するシミュレーション計算を行った.特に地殻内の電気伝導度の定量解釈を行うために地殻に存在する流体の量や塩濃度を考慮にいれ、数値計算と岩石内電気伝導ネットワークモデル構築にむけての計算ルーチン作りを行った.実験から得られた貴重なデータを基に高電気伝導度流体と低電気伝導度鉱物混合モデルを作成した.混合モデルでは乱数用いて,流体と鉱物を配列し,岩石内電気伝導ネットワークの初期モデルを完成した。又,このモデルにおいては実際の含水岩石内部の構造と乖離しないように,フラクタル次元を解析し,その値が実際の鉱物分布の発現確率と同等のもののみをシミュレーションに利用した。最終的には,精密な電気伝導のネットワークの形成を見る為、100×102のマトリックスに電流を流すモデルを構築する事ができた。上記の計算結果やシミュレーションモデルから得られた知見は,地震発生場の物理を理解するため有用であり,現在この成果を国際学術誌に投稿する準備を進めている。3年間の含水鉱物及び含水岩石の研究から,地殻内の岩石鉱物や流体の電気伝導度の性質が明らかとなり,新たに開始された岩石鉱物内の分子動力学計算(MDシミュレーション)の共同研究と合わせて今後も研究を大きく展開できる事となった.
看護業務基準の基礎教育における活用

少子高齢化の進展、医療技術の進歩、国民の意識の変化により医療はますます複雑化している。医療の現場で学んだり働いたりする看護学生や看護職の背景は、様々な社会経験を経たのちに看護を学び看護職に就く人も増えている。このような複雑な医療の現場で多様な背景をもつ人材が、安全で安心できる医療サービスを提供するためには、看護業務基準に代表される基盤となる価値観を共有することが、これまでにも増して重要となってきている。そこで、本研究では、まず、看護業務基準について、専門職の実践や基準についての国内外の専門家からの情報収集をとおして知識を体系化することを試みた。米国看護協会人権と倫理センター副センター長Martha Turnarのインタビューを通して米国の現状を知るとともに、業務基準と倫理綱領の関係について検討した。また、平成30年度10月より、国際看護師協会の倫理綱領改訂委員に選出され、その会議メンバーである英国、カナダ、台湾、レバノン、スウェーデンから選出された委員との会議をとおして、看護の基盤となる価値の共有について議論する場を得ることができた。今後は、日本の基礎教育における業務基準と倫理綱領がどのように活用されているか、されていないか、されていない場合には、どのような理由があるのかについて明らかになるよう、調査を実施し、活用推進に向けての方策を検討する。平成30年度10月より、国際看護師協会の倫理綱領改訂委員に選出されたことが功を奏し、予定していなかった多数の国の専門家と、看護の基盤となる価値の共有や、その方法について議論する場を得ることができた。質問紙調査は、平成30年度に計画していたが、上記の理由により、平成31年度に実施するよう変更した。平成31年度は、日本の基礎教育における業務基準と倫理綱領がどのように活用されているか、されていないか、されていない場合には、どのような理由があるのかについて明らかになるよう、調査を実施し、活用推進に向けての方策を検討するとともに、結果にもとづいて、教育内容や方法について検討をすすめる。平成30年度に米国に情報収集に行く予定で海外出張旅費を計上していたが、国際看護師協会の倫理綱領改訂委員に就任したことで、情報収集の機会を得ることができたため、当初予定した旅費は使用しなかったので、次年度使用額が生じた。平成31年度にシンガポールで国際看護師協会の大会が開催され、カフェ形式の情報交換会が企画されているので、そこに参加するための旅費として使用する予定である。
動物細胞に導入した巨大遺伝子領域の増幅・発現とその核内挙動の解析

本研究は、遺伝子導入を行ったDNAおよび、内在性DNAの巨大DNA領域の遺伝子増幅・発現と核内挙動を蛍光in situ hybridization(FISH)法を用いて視覚的に明示することを目的として研究を行った。まず、相同組換えを利用して導入した遺伝子の正しい導入の確認、機能付与のために生物種の異なる遺伝子を導入した場合の導入部位の同定をFISH法を用いて行うための予備実験としてスライドガラス上に培養した細胞をそのまま固定し、巨大DNAをプローブとしてFISHを行ったところ、効率よくFISHシグナルを検出することに成功した。同時に、固定操作時に細胞の剥離もあり、特に浮遊細胞系ではポリリジンでコートしたスライドを用いてもロスが多いことから、細胞ロスのない固定法を必要とすることがわかった。すなわち、導入遺伝子の検出法は確立したが、今後一細胞レベルでの効率的迅速解析法の確率が必要である。一方、多剤耐性遺伝子(MDR)ゲノム領域の増幅はdouble minute(DM)タイプで、特にMDRを含む部位の増幅度が大きく、さらのその周辺1MB前後のゲノム領域におよぶが、YACを用いたマルチカラーFISHによって増幅度の異なるゲノム領域を検出した。また、DMタイプの増幅物の細胞核内分布は細胞周期に依存してある程度の規則性があることが推定されたが、付着系の細胞系であるため細胞周期ごとの分画が困難であり、また多剤耐性遺伝子を含んでいるので細胞の同調が困難であるため、個々の細胞周期でのDMの核内配置について結論を出すには至らなかった。また、共焦点レーザー顕微鏡は検出波長により感度的に問題がある点、検出色の数にも制限があるため、高感度CCDカメラ三次元解析システムの導入を含めて検討する必要がある。また、ヒトMHC領域のクラスIIとクラスIIIは別々のレプリコンクラスターにあることを血球系の細胞を用いた複製タイミングの解析から推定したが、核内で検出されるレプリコンクラスターは、細胞腫によって異なることがわかり、FISH操作によっても検出されるクラスターの形状が変化する等今後の検討が必要である。
肥満・メタボリック症候群に対する新しい治療薬の開発：ARIA阻害化合物の合成

ARIA欠損マウスは肥満・メタボリック症候群に抵抗性を示す。私達は以前にC30がARIA阻害作用を有することを見出し、今回C30類似化合物のARIA阻害作用を検討した。70種類の化合物を抽出し、ARIA阻害作用を検証した結果、基本骨格が同一である4つの化合物にARIA阻害作用があることが判明した。4つの化合物はC30に比して低い細胞毒性を示したものの、ARIA阻害作用はC30に比べて明らかに弱く、優れたARIA阻害剤を開発する手がかりを得ることは残念ながら叶わなかった。そこで私達はARIA阻害化合物を探索するための新しいスクリーニング系の開発を行い、アルファスクリーニングの系を構築した。ARIA-PTEN結合阻害作用を有する低分子化合物であるcompound-30 (C30)と類似の構造を有する低分子化合物を68化合物選抜した。これらC30類似化合物のARIA-PTEN結合阻害作用をmKGアッセイと免疫沈降法を用いて解析した。その結果、4つのC30類似化合物がARIA-PTEN結合阻害作用を示したが、残念ながらその作用はいずれもC30より弱かった。一方、MTSアッセイによる細胞毒性の評価では、ほぼ全てのC30類似化合物がC30より低い細胞毒性を示した。以上、C30と類似の構造を有する化合物の機能評価の結果、C30を超えるARIA-PTEN阻害作用を有する化合物を発見することが出来なかった。また期間中にmKGアッセイの感度を上げるための最適化を実施した。いくつかの培養細胞株を使用したが、当初使用していたCHO-K1細胞が最もmKGアッセイに適していることがわかった。次にトランスフェクションに使用するリポフェクタミンの量とPTEN, ARIA発現ベクターの量を様々な組み合わせで実行した。その結果、ARIA:PTEN=1:3の割合でリポフェクタミン1.5ul/24-wellで最も高い感度を得られることがわかった。今後はC30と異なる基本骨格を有するARIA阻害化合物のスクリーニングを新たに実施する予定である。私達が世界に先駆けて発見した新規遺伝子ARIAは血管新生を抑制的に制御する分子である。ARIA欠損マウスでは脂肪組織の血管新生が亢進する結果、肥満・メタボリック症候群に抵抗性を示すことがわかった。従って、ARIAの阻害は全く新しい肥満・メタボリック症候群の治療法となる可能性が高いと考えられた。ARIAはPTENとの結合を介してその効果を発揮するため、ARIA阻害化合物の作用点として、ARIA-PTEN結合阻害に焦点を当てた。私達はin silicoスクリーニングを行い、ある化合物(C30)がARIA-PTEN結合阻害作用を有することを見出した。本研究課題ではC30類似化合物のARIA阻害作用を検討することでARIA阻害化合物のリード候補を得ることを目的とした。70種類のC30類似化合物を既存の化合物リストから抽出し、そのARIA-PTEN阻害作用を検証した。その結果、4つのC30類似化合物にARIA-PTEN阻害作用があることが判明したが、4つの化合物は同じ基本骨格を有していた。4つの化合物はC30比して総じて低い細胞毒性を示したものの、ARIA-PTEN結合阻害作用はC30に比べて明らかに弱く、優れたARIA阻害剤を開発する手がかりを得ることは残念ながら叶わなかった。そこで私達は化合物スクリーニングを新たに行うためのスクリーニング系の開発を行った。リコンビナント蛋白を用いたcell freeのアッセイ系をアルファスクリーニングの系で構築することとし、Glutathioneアクセプター・anti-FLAG抗体ドナービーズの組み合わせで、リコンビナントARIA-PTENの結合を検出できた。しかし、バックグラウンドが相応に高く、Signal/Noise比(S/N比)が悪いことが改善すべき問題として残っている。今後はバッファー中に界面活性剤やBSAなどを加えることでバックグラウンドを低減させ、S/N比を改善させることを目指した実験を行っていく予定である。血管生物学Compound-30類似化合物は細胞毒性は低いものの、ARIA-PTEN結合阻害作用ではC30を凌駕することができなかった。これら結果からC30に変わる新たなシード化合物の探索が必要であると考えている。そのためには、mKGアッセイよりも高感度でハイスループットなアッセイ法が必要であり、現在は新たなアッセイ系の開発を進めている。
遺伝子の導入と欠失による高血圧関連モデル動物の創作と解析

1.「つくば低血圧マウス」の機能解析レニン・アンギオテンシン系(RA系)の唯一の基質であるアンギオテンシノーゲン(Agt)遺伝子を欠損し、個体内にRA系が存在しないマウス「つくば低血圧マウス」においては、野性型マウスと比較し、著しい血圧の低下、離乳期までの生存率の減少、腎臓における組織障害の存在が観察された。これら異常所見が遺伝的に回復することが可能であるかを解析するため、マウスメタロチオネイン(MT)・プロモーターとマウスアンギオテンシノーゲンゲノムDNAとを連接させたMT-Agt融合遺伝子を構築し、さらにこの融合遺伝子が導入されたトランスジェニックマウス(MT-Agtマウス)を作製した。その結果「つくば低血圧マウス」で見られた新生仔期の死亡、収縮期血圧、腎臓における組織障害、及びレニン遺伝子の発現増強が正常レベルまで回復していることが示された。これらのことから「つくば低血圧マウス」で見られた異常所見は、MT-Agt融合遺伝子の導入により正常化し、発現解析および組織学的解析により、循環中のみならず局所におけるRA系もこの正常化に関与している可能性がある。2.「つくば低血圧マウス」の新しい機能つくば低血圧マウスの脳内組織について光学顕微鏡を用いて観察した。その結果、つくば低血圧マウスの海馬と小脳において顆粒層の細胞密度の顕著な減少を認めた。このことは「つくば低血圧マウス」がアポトーシスによる細胞死を受けやすいことを示唆している。この海馬の神経培養細胞にアンギオテンシンIIやアンギオテンシンIVを加えることにより、アポトーシスによる細胞死が防げられることを見いだした。この反アポトーシス作用がアンギオテンシンII受容体のI型およびII型の阻害剤の添加によって影響を受けないことから、この作用はアンギオテンシンIVの受容体を介して行われているものと推定した。1.ラットを宿主とした遺伝子導入動物の創作(1)トランスジェニックマウスにおいて組織特異的な発現を示すヒト・レニン遺伝子とヒト・レニン基質遺伝子を、ラット受精卵に注入・発生させて、トランスジェニックラットを得ているので、それら遺伝子および遺伝子産物の個体での発現動態をノーザン法やラジオイムノアッセイ法で調べた。(2)両系統ラットを交配させ、二つのヒト遺伝子を持つラットを作製し、血圧変化を週令をおって測定して、高血圧を呈するトランスジェニックラットを創作した。2.つくば高血圧マウスとつくば低血圧マウスの系統化と実験動物化つくば高血圧マウスとつくば低血圧マウスの系統的育成と繁殖をおこなった。3.つくば高血圧マウスの臓器障害の解析これらトランスジェニックマウスがどのような臓器障害を発生するかを、週令をおって観察した。その結果、つくば高血圧マウスは顕著な心肥大を呈することなどを明らかにした。最近、アンジオテンシノーゲン(AG)遺伝子ホモ欠損マウスが、生後7日までに死亡することが明らかとなった。そこで、この死亡原因を解明するため、ホモ欠損である新生仔に生後7日間の生理食塩水投与を行った。新生仔は、ヘテロ欠損マウス同士の交配(母体のAG遺伝子は存在)、および、ホモ欠損マウス同士の交配(母体のAG遺伝子も存在しない)により得た。結果、ヘテロ欠損マウス産出のホモマウスでは86%、また、ホモ欠損マウス産出のホモマウスでは58%の個体が離乳期以降まで生存した。よって、ホモ欠損新生仔マウスは脱水死したと考えられた。

そこで、ヘテロ欠損マウス産出のホモマウスにおける、生後0、14、30日令の腎臓を採取し、組織学的な解析を行ったところ、0日令では正常であったが、14日令では82%の個体の腎臓で野性型マススと比較して腎乳頭部が顕著に萎縮し、水腎症を呈していることが明らかとなった。また、30日令では、さらに著しい萎縮をおこしており、その後、腎臓障害により死亡する個体も確認された。この現象は、ホモ欠損マウス産出のホモマウスにおいてさらに顕著となり、生後0日令において37%の個体の腎臓で腎乳頭部の顕著な萎縮が確認されたのに加え、新生仔のうち蘇生しなかった個体の多くが、肺の拡張不全を起こしていることが明らかとなった。また、ホモ欠損マウスの30日令、180日令時の腎機能を評価したところ、両日令とも、野生型マウスと比較して、多飲多尿を示し、尿浸透圧は顕著に低下していた。さらに、30日令の尿中アルドステロン量は野生型マウスの半分の値であり、ホモ欠損マウスは腎臓の機能障害を起こしていることが明らかとなった。以上の解析から、胎仔期の腎臓および肺の正常な発達にレニン・アンジオテンシン系は必要不可欠であるとともに、生後の腎臓の機能維持にも重要な役割を担っていることが示唆された。(1)外来性遺伝子導入による「つくば低血圧マウス」の機能回復レニン・アンギオテンシン系(RA系)の唯一の基質であるアンギオテンシノーゲン(Agt)遺伝子を欠損し、個体内にRA系が存在しないマウス「つくば低血圧マウス」においては、野性型マウスと比較し、著しい血圧の低下、離乳期までの生存率の減少、腎臓における組織障害の存在が観察される。これら異常所見が遺伝的に回復することが可能であるかを解析するため、マウスメタロチオネイン(MT)・プロモーターとマウスアンギオテンシノーゲンゲノムDNAとを連接させたMT-Agt融合遺伝子を構築し、さらにこの融合遺伝子が導入されたトランスジェニックマウス(MT-Agtマウス)を作製した。そして「つくば低血圧マウス」とMT-Agtマウス間との交配により、MT-Agt融合遺伝子を有する「つくば低血圧マウス」(MT-Agt/KOマウス)を作出し、このマウスにおける表現形質を検討した。結果、「つくば低血圧マウス」で見られた新生仔期の死亡、収縮期血圧、腎臓における組織障害、およびレニン遺伝子の発現増強が正常レベルまで回復していることが示された。これらのことから、「つくば低血圧マウス」で見られた異常所見は、MT-Agt融合遺伝子の導入により正常化し、発現解析および組織学的解析により、循環中のみならず局所におけるRA系もこの正常化に関与している可能性がある。(2)「つくば低血圧マウス」の新しい機能つくば低血圧マウスの脳内組織について光学顕微鏡を用いて観察した。その結果、つくば低血圧マウスの海馬と小脳において顆粒層の細胞密度の顕著な減少を認めた。このことは「つくば低血圧マウス」がアポトーシスによる細胞死を受けやすいことを示唆している。この海馬の神経培養細胞にアンギオテンシンIIやアンギオテンシンIVを加えることにより、アポトーシスによる細胞死が妨げられることを見いだした。この反アポトーシス作用がアンギオテンシンII受容体のI型およびII型の阻害剤の添加によって影響を受けないことから、この作用はアンギオテンシンIVの受容体を介して行われているものと推定した。
地方公務員人事への中央政府の関与に関する研究―定員管理・給与決定・非正規雇用

本研究は、中央政府の地方政府に対する関与のあり方について人事行政(地方公務員給与体系・水準決定、定員管理)の観点からその範囲と程度について明らかにする。そして、地方政府が中央政府の関与を受容している場合、その政治的・行政的要因(何故受容するのか)は何なのかを明らかにすることを目的とする。このような現象が日本特有なのか、諸外国とも比較しつつ考察を進める。比較対象国としては、英米独仏およびスペインなどを考えており、実地調査も踏まえて研究を進める。
アンモニア態窒素の揮散を抑制した芝生用メタン発酵消化液地中施用装置の開発

研究目的:バイオガスシステムは生ごみや家畜の排せつ物、排水汚泥などの有機性廃棄物からメタンガスを発生させ、発電や燃料として利用することができ、循環型社会に貢献する技術である。普及のためには残渣となる発酵消化液の利用体系の確立が重要である。消化液は肥料の3要素を含み液肥として利用できる。しかし、スラリー状で夾雑物が多くかつ特有の臭気(異臭)があるため、公園緑地やゴルフ場での施用事例はない。その上、主成分のアンモニア態窒素は、表層施用するとアンモニア揮散が問題となり、肥料成分の損失や酸性雨の原因となる大気汚染物質の放出にもつながりかねない。このため地中施用が望ましいと考え、芝生用メタン発酵消化液地中施用装置を製作し、肥料成分であり臭気の元となるアンモニアの動向を調査することを目的とした。研究方法:芝生用地中施用装置を製作し、クローラ型施用機本体に装着した。これを用いて2013年10月7日から9日に北大農場芝生地において1消化液の表層施用区と2地中施用区(深さ5cmの溝切注入)を設け、アンモニア態窒素をチャンバー法により計測した。研究成果:消化液施用48時間後のアンモニア態窒素揮散率は、表層施用区で2.12.6%、地中施用区で1.51.6%であった。積算揮散量でも地中施用区が表層施用区より3割強少なかった。したがって地中施用によりアンモニア揮散が抑制されることが実証された。しかし、今回の実験では地中施用区において消化液を施用した際,消化液の一部がオーバーフローし,地表面に流出してしまった。揮散量の差は、消化液が地表面へ流出した液面の面積にほぼ比例することが分かった。今後は、芝生地での根が地表面近くにマット状にあるなどの特徴をふまえ、地表面への流出を少なくするために注入管の形状とサイズを変更し、溝深さを深くするなどの改良と施用量の検討を行う必要がある。
初等教育の普遍化戦略に関する事例研究

本研究においては、ベトナムを事例として、初等教育の普遍化戦略を検討した。初等教育就学率がすでに95%という高水準に達した国が、最後に残された5%の児童に初等教育を普及させるには、それまでの段階とは異なった手段が必要となる。最後に残された5%の児童は、僻地地域の児童、都市貧困家庭児童、障害者、少数民族児童など、様々である。こうした各種多様な状況に対応するには、中央政府のみならず、省、あるいはより下位の行政体の実態把握能力を高め、教育計画立案能力を高めることが必要である。現時点においては、初等教育の普遍化とその質的向上の鍵を握るのは、コミューン・レベルのコミットメントである。現在、地域住民、父母はかなりの経済負担を負いながら初等教育を支えている。つまり校舎の建設、補修、増設、臨時教員給与などは、ほとんど地域住民と親の重い負担となっている。しかし、こうした状況が近いうちに解消される見込みはかなり低い。そうである以上、これまで維持されてきたコミューン・レベルでのコミットメントを維持し、さらに強化する必要がある。本研究においては、省単位で経済水準、教育の普及程度などの諸指標と、全日制教育の導入の程度との相関関係を見たが、ほとんど相関が見出せなかった。これは省といった単位ではなく、コミューン・レベルでのコミットメントこそが鍵であることを示唆している。コミューンでの初等教育の普及と充実に決定的な役割を演じるのは、(1)コミューンの経済力、(2)コミューンのリーダーの意欲・教育熱、の二つである。村それ自身の経済力のにわかな改善は期待できないが、大きな役割を演じているのが「教育の社会化運動」である。これは民間レベルでの創意工夫に基づいた活動で、各種各様な初等教育を支援する活動が展開されている。中央政府に十分な資源がない間は、こうした民間レベルでの活動の支持が重要な役割を果たすものと思われる。本研究は、ベトナムを対象として、初等教育の普遍化を阻害している要因を構造的に把握し、問題解決のための道筋を明らかにすることを目的とするものである。初年度である平成14年度の研究実績は以下の通りである。1.基礎データの整理:発展途上国における初等教育、ベトナムにおける教育関係の内外の文献・資料を収集し、文献データベースを作成した。統計データについては、人口センサス、Vietnam Living Standard Survey(ベトナム家計調査)、教育訓練省統計などを入手した。データ入力後、地域別格差に関する分析を行った。2.現地調査:平成14年度は、4つの省を対象に、予備調査を実施した。現地政府および現地研究機関、国際機関から情報提供を受けるとともに、地方教育委員会、人民委員会、各小中学校においては校長・教員らを対象に聞き取り調査を実施した。具体的な調査項目は次のとおりである:(1)地域や家庭の教育ニーズと実際の教育政策との連続性(特に全日制への移行について)、(2)小学校現場における教育の実態(授業時間数や時間割、給食実施の実態など)、(3)中央政府・地方政府・地域社会(コミューン)の初等教育費負担構造、(4)家庭の教育費負担の実態、(5)教員の労働条件、(6)進級・卒業の制度と実態、(7)初等教育にかかわる各ステークホルダー(政府、援助機関、地域社会、NGO、住民組織・大衆組織等)の役割や意識、(8)学校運営の実態(PTA組織や地域社会の関与)、(9)これまでの対ベトナム教育援助とその問題点。

3.現地ワークショップの分析:既にJICAにより、6つの地域(北部平野、北部山岳、中部海岸、高原、南東、メコンデルタ)において、初等教育に関する現状およびニーズを把握するためのワークショップが実施されているので、その記録を収集し、分析を行った。本年度は、前年度と同様にベトナムの初等教育に関する各種資料を収集するとともに以下の調査を実施した。中央の教育訓練省において、初等教育の現状と課題、初等教育政策に関する聞き取り調査、および今後の調査計画に関する協議を行った。(2)ライチャウ省における教育支援事業の調査ライチャウ省において実施されている「北部山岳地域識字振興計画」に関する調査を行った。このプロジェクトは、北部山岳地帯の貧困地域において識字教育、職業訓練を目的とした「コミュニティー学習センター」を設立し、村人たちのニーズに応じた学習の場を提供することにより、村人たちの生活向上を図るものである。本年度は、プロジェクトの現地における展開、住民参加の実態、生活向上の現状などについて調査を行った。(3)教育の社会化について省教育訓練省(DOET)への聞き取り調査ハーナム省、タイグエン省、クアンニン省の省教育訓練省を対象に、初等教育普遍化の実態、教育計画、二部制から全日制への移行、教育奨励のための住民組織、初等教育の費用負担構造等について聞き取り調査を実施した。特に、新カリキュラム導入に伴う全日制への移行計画、各省レベルでの問題点、教育奨励のための住民組織の構成員や具体的な活動内容、住民による初等教育費の負担額、省内における地域間格差是正に対する省教育訓練省の考え方、などに焦点を当てた。また、研究成果の発表としては、日本教育社会学会(平成15年9月開催)において、「ユニバーサル化直前の初等教育が直面する諸間題-ベトナムをケースとして」と題し、ベトナムにおける初等教育普遍化及び全日制移行における問題点について報告を行った。(1)教育の社会化について省教育訓練省(DOET)への聞き取り調査ハーナム省、クアンニン省の省教育訓練省を対象に、教育の社会化に関し前年度よりもさらに詳細な聞き取り調査を行った。初等教育普遍化の実態、教育計画、二部制から全日制への移行、教育奨励のための住民組織、初等教育の費用負担構造等について聞き取り調査を実施した。特に、新カリキュラム導入に伴う全日制への移行計画・移行に伴う財政負担、各省での問題点、教育奨励のための住民組織の構成員や具体的な活動内容、住民による初等教育費の負担額、省内における地域間格差是正に対する省教育訓練省の考え方、などに焦点を当てた。(2)ベトナム行政官招聘ベトナム教育訓練省(MOET)初等教育局より3名の行政官を日本に招聘し、本研究に関する協議を行った。本研究は、日本側が一方的にベトナムの教育を対象に調査するのではなく、日本側とベトナム側がお互いの教育事情についてよく理解し、その相互理解に基づいて研究が進められるところに特色がある。そこで、今回の招聘においては、ベトナム側の行政官に日本における小学校、教育委員会、教科書会社等を訪問してもらい、日本の教育に関する理解を深めてもらった。また、日本における一般市民、教育専門家とも幅広く意見交換を行った。
アトピー性皮膚炎に対する標的特異的変異型サイトカイン療法の有効性の検討

1)マスト細胞特異的なサイトカイン遺伝子発現を目的として、マスト細胞特異的に発現するプロモーターにIL-4の遺伝子をつないだDNAを受精卵に注射しトランスジェニックマウスを作成し遺伝子発現と表現形の変化を観察した。しかし、大多数のマウスには遺伝子発現を認めず、一部に見いだされた皮膚炎を有するマウスでは今回導入したIL-4DNAの発現が確認できず、今回用いたマスト細胞特異的プロモーターではマスト細胞特異的IL-4遺伝子発現マウス系統の樹立は困難と判明した。2)変異型IL-4のDNAワクチンによる遺伝子発現とその免疫学的効果を得ることを目標とした。ハプテン連続塗布によるTh2型慢性皮膚炎マウスモデルを作成した。IL-4シグナルを抑制するドミナントネガティブ変異型IL-4(smIL-4),IL-4/IL-13両シグナルを抑制するドミナントネガティブ変異型IL-4(dmIL-4)およびアゴニストとしてIL-4DNAのDNAワクチンを作成し、注射にてこのモデルに投与し、効果を検討した。dmIL-4DNA投与によりマウスの皮膚炎症が抑制されるとともに、IFN-γ産生の増加が観察され、その有効性が期待できる結果が得られた。3)アトピー性皮膚炎モデルマウスの病状の評価には掻破行動の定量的測定が不可欠であるが、従来法では多大な労力を要し、再現性が低い問題があった。そこで、マウスの掻破音を音声解析することにより定量的な測定法を開発した。さらに、抗アレルギー薬の掻痒に対する有効性を本法により確認した。4)アトピー性皮膚炎の発症におけるマスト細胞機能の解明のため、マスト細胞由来酵素を検索し、マスト細胞キマーゼがIL-4を誘導する上流のサイトカインIL-18の活性化酵素として働きアトピー性皮膚炎発症に関与することを解明した。マスト細胞特異的にサイトカイン遺伝子発現を誘導する目的でマウスマスト細胞特異的に発現するプロモーターにIL-4の遺伝子をつないだDNAを作成し、受精卵に注射することによりトランスジェニックマウスを作成し、IL-4の遺伝子発現と表現形の変化を観察した。得られたマウスから数系統のマウスを樹立し検索を行った。大多数のマウスでは導入遺伝子の発現が確認できなかった。一方、皮膚炎を有する表現形を持つマウスが見いだされたが、検索により導入IL-4DNAの発現が確認できず、目的とするマスト細胞特異的IL-4遺伝子発現マウス系統は樹立できなかった。そこで、他の方法による変異型IL-4のDNAによる遺伝子発現とその免疫学的効果を得ることを目標とした。変異型IL-4のDNAの導入による遺伝子発現とその免疫学的効果観察するために、Th2型慢性皮膚炎マウスモデルを作成し、2種の変異型IL-4のDNAを注射にて投与し、その効果を検討した。変異型IL-4DNA投与されたマウスでは皮膚炎症が抑制されるとともにIFN-γ産生の増加などの効果が認められ、その有効性が期待できる結果が得られた。マウス皮膚炎の症状の評価のため掻破行動を検出するシステムを構築した。皮膚炎を引き起こすIL-4を誘導する上流のサイトカインIL-18を活性化する酵素を見いだした。アトピー性皮膚炎に対する治療の開発のため,ドミナントネガティブ変異型IL-4の有効性をDNAワクチンとして投与し検討した。ハプテン連続塗布によるTh2型慢性皮膚炎マウスモデルを作成し,野生型IL-4,IL-4受容体拮抗変異型IL-4(smIL-4)およびIL-4/IL-13両受容体拮抗変異型IL-4(dmIL-4)のDNAを腹腔内へ投与し,その効果を検討した。IL-4DNA投与では皮膚炎症の抑制は認められなかったが,dmIL-

4DNA投与により,皮膚炎の著明な抑制,皮膚での好酸球,マスト細胞など炎症細胞浸潤の抑制,血清IgE,ヒスタミンの抑制,Th2サイトカインの抑制とIFN-γ産生の増加などの著しい効果を確認した。smIL-4DNAの効果は部分的であった。以上のようにIL-4/IL-13の両受容体に拮抗する変異型IL-4DNAのワクチンとしての投与がTh2型のアトピー性皮膚炎モデルに対して有効な治療法として有効性が期待できる結果が得られた。この成果を第19回日本アレルギー学会(2007.6)にて報告した。これらの成果をまとめ,論文を現在投稿中である。また,dmIL-4のさらに有効な投与法の検討を引き続き行っている。
日射熱利用融雪剤による融雪機構解明に関する研究

積雪寒冷地において、春先の融雪時期の早い遅いは、その年の農作物の収穫に大きな影響を及ぼす事は衆知の事実である。本研究は融雪促進の一方法として、日射吸収体(黒色カ-ボン等)を雪面上に散布し、その日射吸収熱により融雪を促進させる場合の影響因子について検討しようとするものである。モデル実験で得られた結果にもとづいて、融雪効果に影響を及ぼす諸因子(融雪剤散布量、日射量、気温、雪層密度)の効果を組み込んだ数値シュミレ-ションモデルの誘導そして数値計算により、種々の条件下における融雪に関する予想を行うと同時に実測値との比較検討を行った。数値計算モデルは、融雪剤散布表面の伝熱特性と融雪水浸透の有る雪層内の伝熱特性を考慮したものを勘案した。計算モデルの妥当性は、実測値との比較検討より行い最終的に、種々の因子の効果を数値計算により予想することが出来た。完成した数値シュミレ-ションモデルは、種々の気象条件、地理的条件にまで対応できるものであることが判明した。さらに、従来一部行われていた申請者による野外実験デ-タの整理をも行ない、実際の気象条件下におけるデ-タと実験室内で得られたものの比較検討により、野外実験の評価を行った。尚、得られたデ-タを基に、未知の因子の効果を導入した新らたな数値シュミレ-ションモデルの立案の参考資料を提案することができた。特に日射吸収融雪剤の断熱作用および融雪水の雪層中への浸透性等が、融雪速度に大きく影響を及ぼすことと、散布融雪剤の散布濃度により散布面において雪層が露出することを見い出した。本年度は,日射吸収媒体による融雪現象について,人工太陽(陽光ランプ)を用いた融雪に関する実験装置の設計・製作および融雪挙動に影響を及ぼす諸因子の検討を行なった.日射吸収媒体として黒色炭酸カルシウムを選定し,その融雪に及ぼす様々な挙動の把握を行ない,本融雪現象のシュミレーションモデル化に対する基礎資料を得た.特に,融解した水の挙動が融雪に大きく影響を及ぼすことより,雪層中での浸透水を雪粒子間の空隙率に占める体積割合である飽和度分布を測定する方法を開発した.その一つは,高周波電源を用い融雪水の電気抵抗値を測定し,飽和度を求める方法である.もう一つの方法は,雪層断面を赤外線写真により,雪と水の放射率の差より生じる濃淡を数値化したデータを較正値と比較し,その飽和度を算定するものである.試験雪層面上に,密度=0.051.0kg/m^2の範囲に黒色炭酸カルシウムを散布し,春期の日射量である400500W/m^2の強さに調節した陽光ランプを光源として照射し,雪層融解実験を行ない,融解挙動を検討した.その結果,散布密度が0.1kg/m^2以下では,融雪剤が斑点状に集まり,この部分の融雪が阻害され,周囲に存在する水層の雪層内への浸透が融雪を促進する.散布密度が0.10.3kg/m^2においては,比較的均一に融雪の進行が行なわれ,その融雪速度も大きくなる.散布密度が0.3kg/m^2を超えると散布炭酸カルシウム厚さが大きくなり,その断熱正の増大のため逆に雪層の融解が阻害される結果となった.これらの結果より,日射吸収媒体を用いた場合の有用な融雪モデル開発に必要な基礎資料を得ることができた.実際の雪層中の融解水の移動経路には、重力、毛管力および流動抵抗に影響を受け、複雑多岐な雪層水分分布となることが予想される。水分飽和度の測定方法としては、雪層と水膜の反射率および放射率の差に着目して雪層断面の赤外線写真より、水分飽和度の測定を面で行う方法である。

黒色融雪剤を散布した雪層を上部に設けた陽光ランプ(400W)よりの放射熱で融解する実験を行って雪層中に水分移動系を作り、融雪開始後の水分移動挙動の経時変化を把握のために、雪層はカメラ側の前面より任意時間に後方に向かって雪層を切断し、露出した雪面をカメラにて写真撮影した。雪層内の水分飽和度の分布は、赤外線写真により得られた雪層の濃淡(輝度)情報をコンピュータにて画像処理し、定量化して表すことに成功した。さらに、本研究においては黒色融雪剤を雪層上に散布し、太陽光の波長特性に近い陽光ランプを日射熱源として雪層の融解を行い、外気温、日射量などの環境条件、雪の密度などの雪層構造および融雪剤濃度変化における融雪促進効果を検討した。各条件における融雪促進効果に影響する因子でかなりの差が見られ、その因子に関する実用式を外気温度の2つの領域において次式を得た。外気温度が氷点下の領域では(誤差±20%)外気温度が氷点以上の領域では(誤差±10%)ここで、J^*:無次元融解時間,Ps:雪の密度(Kg/m^3)T:外気温度(K),C:融雪剤濃度(Kg/m^2)本年度の結論として、融解挙動としては融雪促進効果の要因となるものを明らかにし、それらの因子に関する実用式を導くとともに数値解析における融解挙動解明に必要な基礎試料を得た。本年度は、昭和62年および63年度の室内および野外実験で得られた日射熱利用融雪剤(5%黒色カ-ボン添加炭酸カルシウム)散布による融雪実験結果にもとづき、数値シュミレ-ションによる融雪現象の定量的検討を行った。計算モデルとして、上部より日射熱を受ける水平雪層を一次元非定常熱・物質基礎式を誘導した。基礎式の構築にあたっては、融雪剤散布濃度、雪粒子径、雪密度、日射量周囲環境温度をパラメ-タとして考え、種々の組合わせのもとに各パラメ-タの融雪効果を数値計算により明らかにした。特に、未知の因子である日射吸収体の温度および融解水の雪層浸透係数は,実測値を用いて、数値計算を行った。結果的に、上述の諸因子に関する有効な無次元数を見い出すと共に、各無次元因子と無次元融雪量の関係を定量に導き出すことに成功した。さらに、実測値と計算結果の比較においては、良い一致がみられ、本数値計算モデルの妥当性を確認した。具体的な結果としては、粒径の小さな粉末状散布融雪剤濃度が0.25[Kg/m^2]付近で融雪促進効果が大きくこの値より大きな領域では散布融雪剤層の厚さによる断熱効果が大きくなり、雪層内部への伝熱量が減少するため、融雪促進効果が低下する。一方散布融雪剤濃度が0.25[Kg/m^2]より小さい領域では、散布融雪剤層が薄いために、雪層の一部が露出し、雪層の日射反応効果により融解量が減少する。日射量および外気温などの環境条件における融雪効果は、日射量が増加するにつれ、散布融雪剤表面温度が上昇し雪層内へ伝わる熱量が増加するため、増大する。また、外気温効果においては、外気温度が高い場合散布融雪剤表面から外気への熱損失が減少し、雪層内へ伝わる熱量が増加するため融雪効果が増大するが、外気温度が低い場合は雪層表面での融解による融雪水が雪層内へ浸透し、雪層内で再結晶化等が起こることより融雪効果が低下する。
擬似移動層型反応・分離プロセスの開発

本研究では、エステル化反応の触媒であるイオン交換樹脂がクロマト分離用の吸着剤としても使用できることを利用し、擬似移動層型反応・分離装置を用いるエステル製造法を検討した。実験では、酢酸とβ-フェネチルアルコールから酢酸β-フェネチル(香料)を製造する反応系について、正反応・逆反応の回分反応実験を行い、1,4-ジオキサン溶媒中、22°C85°Cでの、Amberlyst15を用いた触媒反応の速度式を決定した。また、原料、生成物の4成分について、破過応答実験を行い、吸着等温線ならびに総括物質移動係数を決定した。これらの結果をもとに擬似移動層型装置における反応・分離実験を行った。その結果、流量制御が非常に重要であるとが確認されるとともに、擬似移動相型装置を用いた反応・分離同時操作で逆反応を抑制するとによって、エステル化反応の総括反応率を100%近くまで向上させうることを実験的に明らかにした。さらに、平衡反応率を超える総括反応率を実現するためには、2つの生成物が良好に分離されることと、反応速度が十分大きいこと、が必要なことがわかった。最後に、擬似移動層実験の数値シミュレーションを行った。シミュレーションは実験結果を良好に再現できた。また、総括反応率を決定する因子として、β,β,ωという3種のパラメータを提出するとともに、反応単位数ωを用いて、与えられた平衡反応の総括反応率を擬似移動層型反応分離装置により最大どこまで向上させられるかを求める線図を提出した。さらに、これらの知見をもとに、予備実験ならびにプロセス設計を行う手順を一般化することができた。
コンディヤックの教育思想研究―君主教育論と感覚論哲学をつなぐ試み

本研究課題「コンディヤックの教育思想研究」は、18世紀フランスの哲学者、エチエンヌ・ボノ・ド・コンディヤック(1714-1780)の教育論『パルマ公国王子のための教程』を主たる研究テクストとし、その教育思想を明らかにすることである。具体的には、コンディヤックの教育論が、私的な君主教育論という体裁を取りながら、同時に、市民教育という普遍性を射程としているということ、また、コンディヤックの感覚論哲学が、その教育論においてどのように反映され、影響を及ぼしたかを実証的に調査、検討することを課題としている。
プライバシー情報を隠蔽するための音声処理に関する研究

音声は多くのプライバシ情報を含むため、音声に含まれる一般に有用な情報を活用するためには、音声信号からプライバシ情報を取り除くことが条件となる。そのため、音声信号からプライバシ情報を取り除くための研究を行った。プライバシ情報を取り除くための基礎技術である、音声除去・音源分離、声質変換のための話者認識、遠隔発話音声認識のそれぞれにおいて、高精度に処理を行うための基盤技術を開発することができた。臨場音の配信や、ロコミ情報の収集など、公共の場で音・音声情報が有効に活用できる場面は多いと考えられるが、公共の場にマイクロホンを設置することについては嫌悪感(プライバシの問題)を感じる人が多いため、現在のところ公共の場での音情報はあまり利用されていない。本研究では、音・音声情報かち、プライバシ情報(話者を推定し得る情報)を隠蔽し、それ以外の情報だけを持つようにリアルタイムに修正した音(音声)を提示するシステムを開発することを目的とする。センサとしてマイクロホンは通、者かられた位置にあると考えられる。そのため、音声に含まれる言語的なプライバシ情報を頑健に抽出するためには、高精度な遠隔発話音声認識技術が必要となる。本年度は、従来開発してきた技術を改良することで、推定した話者方向・位置から、高精度に音声認識を行うための技術を開発した。まず、ニューラルネットワークにより話者位置と話者方向を同時推定する方法を開発した。そして、推定した話者位置を用いてビームフォーミングによる音声強調・音声認識を行うシステムを構築した。また、短い発話に対してもケプストラム平均正規化手法が有効に働くように、ガウス混合モデル(CMM)を用いて平均ケプストラムベクトルを補正することで音声認識性能を改善する技術を開発した。収録した音声に含まれる個人性情報からプライバシ侵害が発生することを避けるためには、声質変換システムが必要である。本年度は、従来開発してきたGMM基づく声質変換ジズテムに対して、計算量消減による高速化、GMMの高精度化による声質変換精度の向上を達成しだ。また、周囲環境音をセンサ情報として活用するための音声除去システムもについて、本年度は昨年度までに開発したシステムに対して帯域の拡張を行う等の高精度化を行った。これらの基礎システムを被験者実験により評価し、効果を確認した。公共の場で収録される音・音声情報が有効に活用できる場面は多いと考えられるが、プライバシーの問題を感じる人が多いため、現在のところあまり利用されていない。本研究では、音・音声情報から、プライバシー情報(話者を推定し得る情報)を隠蔽することを目的として、音信号から音声・背景音を分離することでプライバシーを保護する「音声除去」、音声信号を別人の音声に変えることでプライバシーを保護する「声質変換」、音声認識することで言語的なプライバシー情報を保護する技術について検討を進めてきた。音信号から音声と背景音を分離するためには、ネット上の音声が収録済みの音声・背景音混合音声であることから、シングルチャネルで音声と背景雑音を分離する技術が必要である。これまでの研究では、背景音が雑音の場合についての音声除去手法を開発・評価してきた。これに対して本年度は、背景音が音楽である場合の分離を目指して、これまでに開発してきたベクトル量子化(VQ)に基づく音声除去手法と非負値行列因子分解(NMF)に基づく音源分離手法について比較・検討を行った。その結果、同等のスペクトル歪値が得られる結果に対して、NMFに基づく手法では音声・背景音楽が同等に歪むのに対して、VQに基づく手法では若干音声が残るものの背景音楽が歪むことはないことが分かった。背景音楽を除去して音声認識を行う場合には、VQに基づく手法がNMFに基づく手法を上回る性能を示したが、このことが理由であると考えられる。また、プライバシーを保護するためには誰が喋っているかを知る必要があるため、実環境下話者認識の性能改善を行った。本年度は、位相情報の利用、有声音区間のみの利用により認識率を向上させることを試みた。その結果、残響が存在する環境での位相の利用は基本的に難しいが、有声音の区間だけを用いるならば位相情報の併用も有用であることが分かった。これまではベクトル量子化(VQ)に基づく手法であったが、昨年度非負値行列因子分解(NMF)を導入し、性能の向上を図った。今年度は更に、音声認識においてNMFとVQを併用(認識尤度の線型結合)による音声認識性能の改善を行った。

また、NMFは行列の分解に要する計算量が多く、実用的なアプリケーションでは用いにくいため、NMFの高速化についても検討を行った。具体的には、音声と背景音のデータベースから、NMFの基底だけでなく代表ベクトルに対する重みも同時に事前に算出しておき、入力ベクトルに最もマッチする代表ベクトルの重みを用いてフィルタを構成する。これにより、リアルタイム処理が可能となった。また、プライバシーを保護するためには誰が喋っているかを知る必要があるため、実環境下話者認識の性能改善を行った。本年度は、残響環境下音声に対して、過去の数フレームから現在の残響音響特徴を予測できると仮定した線形予測モデルの逆フィルタ処理による残響除去を試みた。これにより、残響音響下での話者認識性能の向上を得た。