hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
電子化資料と最新言語理論の相互補完的研究:英語不定詞を例として

本研究において得られた成果は以下の通りである。1.不定詞節構造の標識toは,現代英語においても前置詞toと相通じる性質をある程度保持している。2.動詞の補部として生じている不定詞については,1.で明らかになったtoの前置詞的性質と,動詞の意味的特性の相互作用により,コントロール現象,特に意味上の主語の解釈が生じる。4.動詞,特に他動詞の補部として生じている不定詞のコントロールは,1種類ではなく,意味的・統語的に複数の類に分類される。そして,そのそれぞれの動詞流の意味的・統語的特性とto不定詞の持つ意味的・統語的性質の相互作用が,各類のコントロール現象を発現させる。4.従来例外とされてきたpromiso型のコントロールも,その統語的・意味的特性から説明を与えることができる。5.不定詞標識のtoが持つ本来の前置詞的性質は,少なくとも現代英語においては,そのままでは潜在的性質として留まり,その性質を発現させるためには,その不定詞節が生じている前後の文脈の様々な要素が作用する必要がある。例えば,上記の動詞補部に生ずる不定詞の場合は,一番重要な文脈的作用素は主節動詞である。6.5.で述べた文脈的作用素の作用力の性質や強さによって,不定詞標識toの性質の発現の仕方や強さに差が生じるのではないかと考えられる。
損傷予兆検知に基づくインテグリティ損失の予見が可能なスマートギアの開発

歯車の損傷は大きな事故に発展する恐れがあるため,その健全性をモニタリングすることは,非常に重要な課題である.この問題に対して,機械装置が,自らの完全性を高精度に「自覚」し,自身を構成する要素の損傷や劣化を「予見」する能力を持つことになれば,機械装置の可用性を高度に保ちつつ,保全を効率的に行うことが可能となる.そこで本研究では,完全性を自覚できる機械装置の具現化を目指し,機械装置に組み込まれる代表的な機械要素である歯車に,導電性インクでセンサを直接印刷し,その機能を与えた,高速回転中に歯車の状態がモニタリングできる「スマートギヤ」の開発を目的としている.平成30年度はモジュールが1.0mmで歯数が48の歯車に対してき裂検知センサを数種類設計し,これまでに開発した4軸レーザー印刷機を利用してPA66製歯車に印刷した.さらにそれらき裂検知センサの特性を評価するために運転試験を実施した.4歯毎の歯元を観測できるき裂検知センサの特性評価実験では,回転速度800rpm,負荷トルク2Nmの条件でき裂が発生するまで運転試験を実施した.途中,運転を停止してセンサの抵抗を測定することでかみ合い回数の増加に伴う抵抗値の変化を記録した結果,センサの抵抗値が初期状態から20%程度増加したものも見られた.センサの感度を上げるため,歯の圧縮側と引張り側で非対称形状を持つき裂検知センサも開発した.さらに,同じ歯車上に印刷可能なサイズのオープンスパイラルアンテナの設計を行った.非対称き裂検知センサとこのアンテナを繋げた“スマートギヤシステム"も設計し,1mm厚のPOM製の樹脂板に印刷した.同じ特性を有するアンテナをネットワークアナライザに接続し,そのアンテナにスマートギヤシステムを接近させると,き裂検知センサ部の状態によってリターンロス特性が大きく変化することを確認した.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。動力伝達機構として使われる歯車や軸などの機械要素の損傷は大きな事故に発展する恐れがあるため,その健全性をモニタリングすることは,非常に重要な課題である.この問題に対して,機械装置が,自らの完全性を高精度に「自覚」し,自身を構成する要素の損傷や劣化を「予見」する能力を持つことになれば,機械装置の可用性を高度に保ちつつ,保全を効率的に行うことが可能となる.そこで本研究では,完全性を自覚できる機械装置の具現化を目指し,機械装置に組み込まれる代表的な機械要素である歯車に,導電性インクを直接印刷することによりセンサ機能を与え,高速回転中に歯車の状態がモニタリングできる「スマートギヤ」を開発することを目的としている.これまでの研究により次の結果を得た.平成28年度は先行研究で開発を行っていた導電性インク用3軸のインクジェット型の印刷機を改良し,印刷ヘッド部のインクジェットヘッドをレーザーモジュールに取り替えてレーザー型の印刷機に変更することから始めた.これは,インクジェットヘッドでは歯元近傍にアプローチすることができず,歯元に電気回路を印刷するために不可能であった問題を解決するためである.そこで対象物とヘッド間に十分な距離を設けることが可能となるレーザーモジュールを導入し,導電性インクをレーザー焼結することによって電気回路の印刷が行えるようにした.この時に必要となる電気回路の製作手順を確立し,さらにインクの焼結に適切なレーザーの照射条件を調べた.また本装置を利用してポリイミドテープ上にひずみゲージを印刷して引張試験を行い,印刷した回路のひずみに対する抵抗値の変化を評価した.そして複雑な形状を有する機械要素の表面に導電性インクの印刷が行えるよう,4軸のNC工作機械をベースにレーザーモジュールを組み込んだ4軸レーザー印刷機の開発も行い,円柱上にひずみゲージのテスト印刷を行った.既存のインクジェット型をレーザー焼結型の印刷機へ,さらに3軸から4軸のレーザー印刷機へと改良した.当初計画では平成28年度には導電性インク用の5軸印刷機を開発する予定であったが,予算の都合上,4軸印刷機の開発にとどまったが,平歯車やはすば歯車の歯元に回路やセンサを印刷する能力を有しているため,当面の研究において問題とはならない.この時,予定にはなかったインクジェットからレーザーへの印刷方式の変更があったが,インクジェットではヘッドと印刷対象物間が1mm程度と十分な距離を取ることができないため,今後の研究において大きな問題となることが予想されたため,適切な改良であった.改良したレーザー印刷機は40mm程度の印刷距離が確保できている.この印刷方式の変更に伴って,導電性インクの印刷手順から確立することが必要となり,また,各手順における適切な製作条件を明らかにすることも必要となった.

そこで,鉄製の歯車を印刷対象として想定し,そこに回路やセンサを印刷する手順として印刷対象表面に絶縁層となるポリイミド層を形成し,その上に導電性インクを吹き付けてスピンコート技術によってインクを同じ厚みに調整したのちに短時間の乾燥を行う印刷前の処理,そして導電性インクをレーザー焼結するための適切な条件を確立した.特に,鉄板表面にポリイミドテープを貼付した状態に対しての導電性インクの印刷は非常に安定した結果を得られており,今後のセンサやアンテナの開発環境が整えられたと言える.そしてこの環境を利用してポリイミドテープ上にひずみゲージ形状の回路を印刷し,印刷した回路の引張試験を行った.その時の変形に伴う回路の抵抗の変化を計測することで特性評価を行った.また,4軸印刷機の機能を評価するため,円柱にも同様のひずみゲージを印刷し,想定していた性能が発揮できることを確認した.動力伝達機構として使われる歯車や軸などの機械要素の損傷は大きな事故に発展する恐れがあるため,その健全性をモニタリングすることは,非常に重要な課題である.この問題に対して,機械装置が,自らの完全性を高精度に「自覚」し,自身を構成する要素の損傷や劣化を「予見」する能力を持つことになれば,機械装置の可用性を高度に保ちつつ,保全を効率的に行うことが可能となる.そこで本研究では,完全性を自覚できる機械装置の具現化を目指し,機械装置に組み込まれる代表的な機械要素である歯車に,導電性インクを直接印刷することによりセンサ機能を与え,高速回転中に歯車の状態がモニタリングできる「スマートギヤ」を開発することを目的としている.これまでの研究により次の結果を得た.平成29年度は前年度に開発した4軸レーザー印刷機を利用して,樹脂製歯車表面上に吹き付けた導電性インクを焼結することでセンサとなる回路の形成条件を明らかにした.はじめに,PA66製の歯車の表面性状を改善するため,ポリイミドによるコーティングを試みた.ポリイミド噴霧後のスピンコートの条件,イミド結合を促す加熱条件を明らかにした後,密着性を確認する歯車運転試験を実施した.次に,歯車表面上に印刷するためのき裂検知センサの設計を行い,これまでに明らかにした条件によりセンサの印刷を行った.そしてセンサを印刷した樹脂歯車の運転試験を実施することによって印刷したセンサの歯車への密着性を調べる実験を行った.さらに,センサが取得した情報を送信するために必要となるアンテナの印刷とその特性評価を行った.また,鉄板上での導電性インクの印刷を安定させるため,厚いポリイミド層を形成するための技術開発及び小型無線通信モジュールを鉄板上に表面実装する技術の開発も行った.当初の計画では平成29年度には,1小型無線通信モジュールを組み込んだ計測システムの実装,2歯車運転試験における無線状態測定によるシステム評価,を挙げていた.これらを進めるため,まず樹脂歯車にき裂検知用センサを印刷することから開始した.樹脂歯車として研究室で多くの耐久試験の実績があるPOM(ポリアセタール)を選択し,き裂検知センサを設計したが,POMの融点の問題で,適切にセンサを印刷することができなかった.そこで,POMからPA66へと材料を変更し,同じセンサの印刷を試みたが,POMの場合と同様に導電性を発揮する回路の印刷ができなかった.SEMを用いて観察したところ,樹脂歯車の成形時に用いる金型の切削痕の影響で断線が発生することがわかり,表面性状を改善するためのコーティング技術の開発を行った.PA66歯車の融点以下でコーティング材としてのポリイミド膜を形成する技術を開発した後,き裂検知センサのPA66歯車への印刷に成功した.しかしながら,この印刷技術に時間を要したことから,小型無線通信モジュールの表面実装技術の開発が当初の計画よりも遅くなった.しかしながら,歯車表面上へのモジュール実装はできていないが,鉄板上にポリイミド層を形成し,その上に無線通信モジュールの表面実装を行い,可変抵抗器をセンサとみなしてその情報を無線でPCへと送信する実験は実施できたため,実装する対象を樹脂もしくは金属歯車にすることで当初の目標に到達する.
摂動に対する中性子束分布変動の予測精度向上のための高次摂動理論に関する研究

近年、原子炉の大型化や高燃焼度化に伴い原子炉の安定性に関する議論が盛んになってきている。本研究ではこの原子炉の安定性、すなわち原子炉に加えられた外乱に対する原子炉の振る舞いに関する研究を行うために、新たな高次摂動理論(Modified Explicit Higher Order Perturbation Method、MHP法)を導出した。このMHP法は、原子炉内での中性子の拡散方程式を固有値方程式として解き、その結果得られる高次モード固有関数を用いて摂動が加わった後の中性子束を関数展開する手法により、摂動後の中性子束分布および反応度の変化を求めるという理論である。MHP法の特徴は、これまで困難とされてきた中性子エネルギーを多群化した場合での高次摂動理論の解析を可能にすることであり、これにより初めて高次摂動理論を実際の原子炉の解析へ適用できるようになったといえる。引き続きこのMHP法を検証するために、エネルギー多群での多次元拡散方程式に基づく高次モード固有関数解析コード(NEUMAC-3)、およびMHP法解析コード(TWOPERT)を開発し、最も簡単な2次元の1領域体系に摂動が加わった際の中性子束分布および反応度の変化を、MHP法により求める計算を行い、厳密計算との比較を行なった。その結果、MHP法を用いることにより、摂動に対する中性子束分布及び摂動反応度の変化をこれまでの1/100程度の非常に短時間で、しかも精度良く求めることができることが分かった。さらにMHP法を実機の大型発電用原子炉(PWR)に適用し、制御棒挿入の摂動に対する中性子束分布等の変化の解析を行った結果、予め高次モード固有関数を求めておくことにより、MHP法用いて実機のPWRでの様々な摂動に対する振る舞いを短時間で精度良く求めることができることが分かり、MHP法を実機の原子炉の安定性解析に用いることができる見通しがついた。
仮設型土地利用形態による都市活性化の実態と成立条件

1.目的:本年度は仮設型土地利用の典型としてフリーマーケットを対象として選び、出店者と来場者の実態や誘致圏の分析を行った。2.課題と方法:(1).フリーマーケットの出店実態名取スポーツパーク(以下ナスパという)と新富谷ガーデンシティホール(以下新富谷という)で行われたフリーマーケットの出店実態を把握するために出店者アンケートを会場で直接配布し直接回収した。ナスパは配布60票に対して回収47票、78.3%、新富谷は配布160票に対して回収109票68.1%であった。(2).フリーマーケットの来場者の実態と誘致圏来場者の来場目的、居住地、購入品目、交通手段などについてのアンケートを上記2会場の来場者に直接配布し、直接または郵送回収した。ナスパは配布200票に対して回収59票29.5%、新富谷は配布200票に対して回収44票、22%であった。3.結果:(1)出店実態2会場の出店内容を見ると、衣類が圧倒的に多く、アート系の出店は少ない。出店者の94.1%は素人で70.7%が不用品減らしを目的としていた。(2)来場者の実態来場者は自家用車で、安い衣類を目的に来ている人たちが多いものの、ショッピングの楽しさや値引き交渉の楽しさ、あるいは売り子とのコミュニケーションの楽しさなどレジャー的側面も強い。(3)誘致圏出店者の誘致圏をみると、ナスパからの平均距離は10.5km、新富谷からの平均距離は15.6km、来場者の誘致圏はナスパでは平均誘致距離は10.9km、新富谷では平均誘致距離は14.5kmであった。両会場の出店者の誘致圏はかなり重なるが、来場者の誘致圏は2つに分かれているといえる。しかし、駐車場の確保とPR次第で誘致圏は拡がると考えられる。仮設型土地利用の分布仮設型土地利用としてフリーマーケット、朝市、神社祭をとりあげ、分布や立地条件を分析したところ、フリーマーケットは地下鉄等の駅周辺か大規模な公園で行われることが多く、朝市は鉄道駅か公共施設の駐車場で行われていた。また神社は旧市街地や旧街道沿いに広く分布しており、地域への密着性が高いと考えられる。仮設型土地利用の実態フリーマーケット、朝市の運営実態をアンケート調査により分析した。会場の広さはかなりばらついていた。各ブースの広さは朝市の方がフリーマーケットよりも広かった。会場としては広さ、交通の便、公的スペースといったことが条件としてあげられ、問題点としては駐車スペースや設備の充実などがあげられた。フリーマーケットの空間分析フリーマーケットの空間分析として2m×2mのスペースの使われ方をパターン化してみたが、75%は通路、商品、売り子が平行に並ぶ、最も単純な配置であった。立体的な利用や商空間としての工夫は未熟であり、今後の発展が期待できる。
環日本海北回廊の考古学的研究

日本列島は海に囲まれているために大陸との交渉の経路は限られている。弥生文化の開始はこの経路によるように、朝鮮半島経由の交渉が一般的であった。北方ではサハリンを経由したルートがあるが、このルートがつねに開かれていたかのような想定もあるが、これまで実証的に解明されてこなかった。今回の課題ではこの北回廊が実質的に機能した時期を特定することに努めた。その結果、完新世の海水面上昇により、北海道とサハリンが切り離されて以降では縄文時代早期の一時期に活発な交渉があったことを考古学的に明らかにした。しかし、その後は続縄文時代に至るまで基本的に閉じたままであったことも明らかにした。本研究課題ではこれまで続けてきたアムール川下流域における先史社会の解明研究を基礎として、さらに河口部側にそのフィールドの軸足を移し、環日本海北回廊の実態解明を目指している。日本列島北部はサハリン島を介してアムール川下流域と連なっており、日本列島先史社会の形成、発展、変容にどのように関わってきたかをあきらかにするためである。とくに、その関わりが注目されている時期としては、(1)旧石器時代から新石器時代への移行期、(2)縄文時代早期の北海道東部に縄文文化とは異なる系統に属する石刃鏃文化が出現する時期、(3)続縄文時代以降、北海道北・東部がサハリン島との交渉を強める段階がある。ただし、つねにそれらの間に密接な加工庄があったとは考えていないというのが代表者らの理解である。(2)の段階での大陸との関係については否定しないが、(1)の段階ではこれまで多くの研究者がサハリン、北海道経由での大陸からの伝播があったとみてきたが、そのような単純な理解に代表者らは懐疑的である。この(1)から(2)への変遷はこれまでアムール川下流域では不明であったため、試掘資料からその時期の遺物を含むと考えられたコンドン1遺跡の調査を23年度の秋に実施し、冬に整理を行った。これによって、アムール川下流域における旧石器時代末期オシポフカ文化から新石器時代コンドン文化への移行の過程が明らかとなり、アムール川下流域における石刃鏃石器群の出現過程がより詳しく分かるようになった。そして北海道東部の縄文時代早期石刃鏃石器群出現の背景を考えるのに重要な資料を得ることができた。2013年度は8月にハバロフスク地方郷土誌博物館とともにアムール川河口域の中でも地理的に東シベリア寄りに位置し、最近、東シベリア系統の新石器時代土器が確認されたダリジャ湖遺跡群を調査した。調査事例の少ないこの遺跡群の実態を明らかにし、特に東シベリア系の影響について知ることが調査の主な目的である。遺跡の分布状況を確認するとともに、ダリジャ2遺跡、ダリジャ7遺跡で測量、試掘、発掘調査を実施した。遺物の整理、分析は2014年1月にハバロフスク地方郷土誌博物館にておこなった。今回の調査に依れば、新石器時代でも、不分明な前期を除き、中期、後期にはアムール川下流域の文化圏に属していた。また、テバフ文化の分布が広がることが確認された。9月には北海道東部に広がり環日本海の北回廊がつながった代表例として知られる石刃鏃石器群の遺跡調査をサハリン国立大学とともにサハリン島のスラブナヤ5遺跡で調査をおこなった。石器は良好な資料をえたが、土器は型式不明な小片しか出なかった。年代測定用の資料をえることができた。遺物の整理、分析は2013年12月にサハリン国立大学にておこなった。石器から見た場合、大陸よりは北海道との結びつきが強いが、一部の石器には大陸との結びつきを示すものもあり、サハリン島の理解に重要な資料をえることができた。2014年2月15日、16日、東京大学において、「環日本海北回廊における完新世初頭の様相解明」研究集会を開催した。東アジア大陸と日本列島との地理的関係はヨーロッパ大陸とブリテン諸島との関係に近いため、島嶼部と大陸との先史時代における交渉関係を比較する目的で、イギリスにおいて関連資料の調査をおこなった。2012年度の調査ではウディリ湖周辺の遺跡群の調査をおこなった。ウディリ湖はウフタ水路によりアムール川と接続する。ウディリ湖の湖畔には新石器時代から古金属器時代までの竪穴の凹みが多数存在し、遺跡群を形成するが、その中、ザリフヌィムィス遺跡とゴールイムィス6遺跡の調査をおこなった。ザリフヌィムィス遺跡は過去にシェフコムードが踏査をしており、新石器時代前期に属する可能性のある土器片が採集されている。石斧や石核、土器類など少量の遺物が検出されたものの、まとまったコンプレックスは確認できなかった。ゴールイムィス6遺跡はウディリ湖畔の低位段丘面において竪穴の凹みが群集する遺跡である。バリシャヤブフタ式期の竪穴1基を調査した。炉は焼土面が少なくとも2面確実に確認でき、2度の作り替えが想定できる。住居に確実に伴う遺物として、バリシャヤブフタ式土器、石斧、石鏃などがある。資料の整理、分析2013年1月にハバロフスク地方郷土誌博物館にておこなった。年度末にサハリンでの資料調査を予定していたが、受入側の都合により、2014年度に繰り越し、5月におこなった。

ウディリ湖畔で二つの遺跡を調査した結果、バリシャヤブフタ式期の住居が検出された。これにより、類例の少なかったバリシャヤブフタ文化期の好資料を得ることができた。バリシャヤブフタ式は、サハリン中部のザパトナヤ10式とほぼ同一の型式内容であり、アムール河口部周辺とサハリン中部の間での交渉は確実に新石器時代後半から起こっている。環日本海北回廊地域における型式問交渉の継続性や断続性を考えるうえで、堅実な資料の蓄積が最も重要であり、本遺跡の調査はその一助となろう。バリシャヤブフタ式とザパトナヤ10式の型式学的な距離を明らかにすることにより、オホーツク文化への移行過程を考える上で重要な資料をえることができた。本年度はサハリン国立大学との国際共同調査として、サハリン島中部にあるツイミ川中流域に位置するアド・ティモボ村で遺跡分布調査を実施した。また、東サハリン山脈北部(ナビリ川上流域)の赤色ジャスパー原産地の視察や、遺跡情報に関する地元住民からの聞き取りも、あわせて行った。アド・ティモボ遺跡群のなかで最も注目されるアド・ティモボ2遺跡で旧発掘調査区とその周辺を視察し、崩落崖面や倒木痕など、露出した包含層から遺物採集を行った。包含層は海成堆積物とみられる砂質土からなることを確認した。遺物はかつて報告された新石器時代前期のものとほぼ同じである。炭化物及び土器付着炭化物による年代測定も実施したが、その年代値は北海道の石刃鏃石器群に伴う土器の年代と同じ年代を示している。しかしながら、土器自体の詳細な観察によればこれは道東の女満別式とは別型式であり、施文技術や施文部位からアムール下流域のコンドン式系統により近いと判断された。環日本海北回廊の交流実態を考える上で良好な試料を得ることができたが、残念ながらこの土器に伴う石器群が判然としない。来年度以降に追求すべき課題である。今年度はサハリンとアムール川下流域で発掘調査をおこなった。サハリンではサハリン国立大学との国際共同調査を今回初めて西海岸での調査をネベリスク市にあるゴルノザボーツク2(新石器時代前期)遺跡でおこなった。この遺跡では以前北海道縄文時代早期の暁式に特徴的なホタテガイ圧痕が採集されており、北海道との関係が注目されていたが、今回の我々の調査時には出土せず、実態の解明ができなかった。縄文時代早期の北海道とサハリンの間の交渉を考える上で今後解決すべき課題として残った。アムール川下流域ではハバロフスク地方郷土誌博物館との国際共同調査でコンドン村近くのハルピチャン遺跡を調査した。主たる時期は新石器時代コンドン文化期のものであった。コンドン文化は石刃鏃を介して、サハリン、北海道とつながる、新石器時代の北回廊を考える上で重要な文化であり、そのコンドン文化の分期をするための良好な資料を得ることができた。その他に、これまで我々がコンドン文化とオシポフカ文化をつなぐ段階として明らかにした「ヤミフタ文化」の土器を検出した。ヤミフタ文化の類例を見つけられたことは、アムール川下流における新石器時代形成過程の解明に重要な資料となる。今回の研究課題ではサハリンを介したアムール川下流と北海道を結ぶ北回廊は完新世の海水面上昇により北海道島とサハリン島が切り離されて以来、唯一活発な交渉があったのは縄文時代早期の石刃鏃石器群が広域に普及する段階であることを明らかにし、さらにそれがアムール川下流域からサハリンを経由して北海道まで南下したという単純な移住モデルではなく、それぞれ地域的な個性を維持しながらの緩やかな連携であったことを明らかにした。
新世代CDNのためのストリームキャッシング、並びにそのユビキタス拡張に関する研究

本研究では、特にディジタル映像コンテンツのインターネット上のストリーミング配信を想定し、(1)ストリームメディアの効率的なキャッシング技術、(2)ストリームメディアの効率的な配信技術、の二課題を重視した研究開発を進めた。まず、ストリームキャッシュ技術に関しては以下の成果を得た。(H15年度)階層的符号化を施したストリームデータの分散キャッシュに関して、サーバ毎のストレージ容量を制約として課した条件下における最適分散配置方式の提案を行った。(H16年度)H15年度の発展課題として、ストリームデータの分散検索、ストリームデータの分散複製、キャッシュの一貫性管理、の三方式の提案を行った。(H17年度)モバイル、ユビキタス環境を想定したストリームデータの協調キャッシュ方式の提案を行った。それぞれの提案について国内および国際学会で発表を行い、かつ三件の論文発表を行った。さらに、現在は一件の論文投稿を準備している。次に、ストリーム配信技術に関しては以下の成果を得た。(H15年度)IP放送時のノード障害対策として、ノード障害時の経路再構築を、短時間にかつ少ないオーバーヘッドで効率的に実現できるプロアクティブ経路管理方式の提案を行った。(H16年度)ダイヤルアップからFTTHまで多様な接続環境にある加入者の要望を満たすために、階層的符号化の導入によって多様な接続形態に柔軟に適応しうるIP放送方式の提案を行った。(H17年度)最終年度として、H15年度とH16年度の成果を結合してPC上にソフトウェア実装を行い、実ネットワーク上の評価実験を行い、その結果として提案方式の有効性を実証した。それぞれの提案について国内および国際学会で発表を行うと共に、現在は二件の投稿論文が査読中になっている。研究実施計画に従い、CDNとP2Pストリーミングに関する以下の検討を進めた。(1)スケーラブルコンテンツのサロゲート間分散配置技術a.グローバルなサロゲート間分散配置:階層的符号化を施したストリーミングコンテンツの分散配置問題を、サロゲート容量の制約条件下における平均転送ホップ数の最小化問題として定式化を行い、その定式化に基づく分散配置アルゴリズムを提案した。そして、成果をまとめて国際学会で発表を行うと共に(ACM MIR 2004)、国内英文論文誌への投稿を行った。b.局所的なサロゲート間分散配置:遅延等の品質パラメータに基づく複数サロゲートのグルーブ化を行い、そのグルーブ毎にコンテンツの分散配置を管理し、ユーザへのコンテンツ配信遅延を最小化するアルゴリズムの検討を行った。そして、成果をまとめて国内学会、研究会での発表を行った。(2)ライブ放送に適した新たな適応ストリーム配信制御技術a.P2PネットワークにおけるTCPフレンドリな受信駆動型輻輳制御:申請者が以前に提案を行ったIPマルチキャストのためのTCPフレンドリな受信者駆動型輻輳技術をP2Pストリーミングにも適用可能なように改良を行い、シミュレーション評価によって有効性を明らかにした。b.P2Pストリーミングのためのプロアクティブな予備親探索:申請者が別申請で検討を進めているモバイルIPにおける高速ハンドオフ技術、およびアドホックネットワークにおけるマルチパスルーティング技術で使用されるバックアップルーティング技術をP2Pストリーミングにおける予備親探索技術として応用し、シミュレーション評価によって有効性を明らかにした。そして、成果をまとめて国内研究会で発表を行うと共に、上記輻輳制御技術の成果とマージして、国際学会への投稿を行った。本年度は、次世代CDNにおけるストリーミングメディアの効率的なキャッシング技術、および、P2Pストリーミングにおけるホスト障害対策と階層符号化の導入によるヘテロ環境への対応、の二点に重点を置いて研究開発を進めた。(1)次世代CDNにおけるストリーミングメディアの効率的なキャッシング方式:次世代CDNにおける分散プロキシ、もしくはP2P接続を想定し、1.ストリーミングメディアの分散検索アルゴリズム、2.ストリーミングメディアの分散複製アルゴリズム、3.キャッシュの一貫性を保証する管理アルゴリズム、の三方式を提案し、それぞれの方式の有効性をシミュレーション評価によって明らかにした。

(2)P2Pストリーミングにおけるホスト障害対策、ならびに階層符号化の導入によるヘテロ環境への対応:P2Pストリーミング、ならびにアプリケーション層マルチキャストの特性改善策として、1.プロアクティブな予備経路対策、ならびに冗長経路の付加によって、ホストの離脱時の瞬断時間を削減し、かつシグナリング量を低減するアルゴリズム、2.P2Pストリーミングに対する階層符号化の導入と、それに対する受信帯域最大化アルゴリズム、の二方式を提案し、それぞれの方式の有効性をシミュレーション評価によって明らかにした。さらに、それぞれの方式をソフトウェア実装し、実ネットワーク上における配信実験を行い、実装評価としても有効性を明らかにした。その上で、成果を論文にまとめて投稿すると共に(採録3件)、国際学会にも投稿した(採録4件、査読中1件)。本年度は、次世代CDNにおけるストリーミングメディアの動的キャッシング技術とモバイル環境拡張、及び、ノード離脱に耐性を有するP2Pストリーミングの実装評価と階層的符号化との組合せによるチャネル利用効率の改善、の二点に重点を置いて研究開発を進めた。(1)次世代CDNにおけるストリーミングメディアの動的キャッシング方式とモバイル環境拡張:次世代CDNにおける分散プロキシ、もしくはP2P接続を想定し、1.スポーツ中継のように動的にコンテンツが更新される環境下においてキャッシュ一貫性を保証する方式、2.モバイル環境下におけるP2P協調キャッシュ方式、の二方式を提案し、それぞれの方式の有効性をシミュレーション評価によって明らかにした。(2)ノード離脱に耐性を有するP2Pストリーミングの実装評価と階層的符号化との組合せによるチャネル利用効率の改善:P2Pストリーミング、ならびにアプリケーション層マルチキャストの特性改善策として、昨年度に、ノード離脱に耐性を有するプロアクティブ経路管理方式、および階層符号化を用いたP2Pストリーミングにおける受信帯域最大化アルゴリズム、の二方式を提案した。本年度は、それぞれをソフトウェア実装し、JGN-IIなどの実ネットワークを用いた中規模配信実験を行い、さらに両者を統合し、チャネル利用効率を高める方式を提案し、シミュレーションと実装評価で有効性を実証した。そして、以上の成果をまとめて国際学会に投稿し(採録8件)、現在は論文投稿の準備を進めている。
エメリー・ドレイフス型筋ジストロフィーの分子遺伝学的研究

核膜関連筋疾患であるエメリー・ドレイフス型筋ジストロフィー(EDMD)について臨床・病理・分子細胞生物学的検討をおこない、本邦におけるEDMDの臨床・遺伝学的特徴を明らかにするとともに、EMD変異による新たな臨床病型の発見し、また新たな原因遺伝子を同定した。詳細な筋病理学的・細胞生物学的解析に基づき、核膜病に特徴的な核の変化と筋のジストロフィー変化との関連についても新たな知見を得た。エメリー・ドレイフス型筋ジストロフィー(EDMD)は筋ジストロフィー、関節拘縮、心伝導障害を伴う心筋症を3主徴とする遺伝性筋疾患で、若年者でに高率に突然死をきたす社会医学的に重要な疾患である。エメリン遺伝子(EMD)の変異によるX染色体劣性型(X-EDMD)、ラミンA/C遺伝子(LMNA)の変異による常染色体優性型(AD-EDMD)あるいは劣性型(AR-EDMD)がある。我々はEMD、LMNAの変異スクリーニングを行い、これまで本邦ではX-EDMDがその大半を占めると考えられてきたが、AD-EDMDも同じ程度に存在すること、臨床的にはX-EDMDは初発症状が様々であるのに対し、AD-EDMDはすべての症例で筋症状から発症し、心症状は遅れて発症するという特徴を見いだし、臨床経過観察が予後改善のために不可欠であることを明らかにした。また,これまでEMD変異による臨床病型は唯一EDMDのみが知られていたが、関節症状のない肢帯型筋ジストロフィーもまたEMD変異による場合があることを新たに見いだし報告した。筋病理学的にはEDMD筋の核の変化に注目し、電顕レベルでの解析も含め検討中であるが、病初期より強い核変化が認められる場合があることが明らかになり、現在詳細に検討中である。モデル動物を用いた実験ではエメリン欠損マウス骨格筋において、筋再生過程が野生型と比較し遅延することを見いだした。現在詳細な遺伝子発現変化を検討中である。また、心筋を用いた遺伝子発現解析も併せて進めている。今後、疾患筋とともにラミンA/C変異導入マウスやエメリン・ラミン二重変異マウスを用いて詳細な病態解明を進めるとともに関連分子の局在や機能を含めた解析を進めていく予定であるエメリー・ドレイフス型筋ジストロフィー(EDMD)は筋ジストロフィー、関節拘縮、心伝導障害を伴う心筋症を3主徴とする遺伝性筋疾患で、若年者で高率に突然死をきたす社会医学的に重要な疾患である。1)今年度我々は、昨年度施行した遺伝子変異解析で確定診断した23例の核膜関連筋疾患患者の生検筋について、核の形態変化を中心とした病理学的解析を行い、筋核数の増加、大小不同、鎖状核の存在がEDMDの筋病理学的特徴であることを明らかにした。また患者培養線維芽細胞において関連タンパク質の凝集が認められ、局在の不安定性を明らかにした。2)エメリン欠損マウスの実験的筋再生課程における遺伝子発現変化の検討の結果、モデルマウス筋では処置後3-4日におけるMyoDの発現の遅延に伴う初期変化と処置後6-8週における後期遅延が認められた。後期再生遅延現象に関しては現在、詳細に検討中である。3)エメリン欠損マウス心筋を用いた網羅的遺伝子発現解析を行い、MAPKのシグナルカスケードが亢進しており、心筋症発症との関連を見いだした。これはラミン変異導入マウスと同様の変化であり、エメリノパチーとラミノパチーの病態の類似性を証明したものである。4)EMD、LMNAの変異スクリーニングの結果、臨床的にEDMDと鑑別しがたいにもかかわらず遺伝子変異の見いだされない症例を数多く見いだした。現在これらの症例に対し、詳細な臨床病理学的解析をおこなうとともに、新規疾患関連遺伝子の同定を目指し核膜関連タンパク質遺伝子の変異スクリーニングを行っている。エメリー・ドレイフス型筋ジストロフィー(EDMD)は筋ジストロフィー、関節拘縮、心伝導障害を伴う心筋症を3主徴とする遺伝性筋疾患で、若年者で高率に突然死をきたす社会医学的に重要な疾患である。本研究ではヒト組織およびモデルマウスを用いてEDMDの病態を明らかにすることを目的とした。今年度我々は、EDMD患者骨格筋では筋細胞核のみならず骨格筋再生に重要な筋衛星細胞の核にも形態学的変化が生じていることをあきらかにした(1)。またEDMD筋では筋核数が優位に増加していること(1)、筋衛星細胞数は増加しているものの、活性化されていないこと(2)を明らかにした。そこで実験的壊死再生モデルを用いた経時的な遺伝子発現変化を検討した結果、筋再生過程に遅延が認められた。現在、筋再生関連遺伝子の発現変化を検討中である。

本研究において我々は臨床的にEDMDと診断されたにもかかわらずEMD,LMNA両遺伝子変異の見いだされない患者を多数見いだした。そこで詳細な臨床病理学的解析を行うとともに、疾患関連候補遺伝子のスクリーニングを行った。その結果、FHL1変異例1例(3)、A遺伝子変異を2例、B遺伝子変異を3例に見いだした(AB:仮名)。そこでFHL1変異による疾患の臨床的多様性を明らかにし、第2LIMドメイン内システイン残基の重要性を明らかにした(4)。また、新規疾患関連遺伝子として見いだしたA、Bについては、現在、疾患との関連を生化学的、細胞生物学的に検討中である。
炭素配位子からなる6配位有機テルル化合物の合成とリガンドカップリング反応

炭素配位子のみを有する安定な6配位化合物はこれまでに知られていなかった。本研究では超原子価有機16族元素化合物、特にテルルに注目し炭素配位子からなる安定な6配位有機テルル化合物の創製およびその反応性の解明を目的とし、中性で非共有電子対を持たない炭素配位子のみからなる安定な6配位有機テルル化合物の合成を行った。炭素配位子として芳香族置換基、特にパラ位にトリフルオロメチル基を有するp-CF3C6H4-=Arを用い、炭素配位子のみからなる安定な6配位有機テルル化合物としてTeAr6の合成に成功した。TeAr6は対応するArLiにTeCl4を反応させることでone-potで簡便に合成出来、安定な融点320°Cの結晶として単離された。TeAr6はX線結晶構造解析により6つのC-Te結合はすべて等価な正八面体構造を有していることが明らかとなり、極めて希なThの対称性を有している。TeAr6は酸素、水および光に対して高い安定性を有しており、融点以下での加熱では全く分解しないものの、350°Cの加熱によりラジカル分解生成物に相当する化合物が得られ、また高圧水銀灯による6時間以上の光照射によりTeAr6以外にTeAr2,Ar2等の分解生成物が得られた。これらの挙動はこれまでの2および4配位有機テルル化合物とは全く異なっている。またTeAr6のテルル原子上はハロゲン等にも不活性であり、この6配位状態を保ったまま芳香族環上の官能基化が可能である。今後、3次元的に広がる高い対称性と剛直性、安定性を合わせ持っているTeAr6を核とし、官能基修飾が可能なことを利点とする6配位構造を機軸とする、TeAr6の多修飾機能物質の合成へと展開させる予定である。
干潟における嫌気的硝酸還元過程に溶存有機物の質と量が与える影響

干潟において硝酸イオン(NO3-)は重要な栄養塩の1つであるが,過剰に供給されると海藻Ulva sp.(アオサ)の異常増殖を伴う富栄養化現象を引き起こす.NO3-は嫌気的環境下において,脱窒,アナモックス,アンモニアへの異化的硝酸還元(DNRA)と呼ばれる3つの微生物的硝酸還元過程によって消失する.脱窒とアナモックスはNO3-からN2を生成するため,系内から窒素を除去する過程といえる.一方,DNRAはNO3-をNH4+へ還元するため,系内に窒素を貯留する過程である.これらの過程は干潟におけるNO3-の消失を決定する重要な過程である.しかしながら,干潟におけるそれらの進行について詳細は明らかになっていない.富栄養化の進行が危惧される谷津干潟の堆積物を対象とした平成29年度までの研究において,以下の2点について検討を行った.1)15Nトレーサー法を用いて脱窒活性とアナモックス活性を測定したところ,圧倒的に脱窒活性が高く,アナモックス活性はほとんど検出されなかった.最適条件に設定した長期間培養実験についても行い,脱窒活性とアナモックス活性の測定を行なったが,アナモックス活性が脱窒活性より高くなることはなかった.したがって,谷津干潟におけるNO3-の除去は主に脱窒が担っていると考えられた.2)脱窒,アナモックス,DNRA活性の同時測定法を確立した.平成30年度においては,干潟堆積物環境を疑似した水槽にアオサを添加した系と無添加の系を作成し,確立した脱窒,アナモックス,DNRAの同時測定法によって各活性の測定を時間を追って行なった.アナモックス活性は両系とも培養期間を通して検出されなかった.脱窒活性はアオサ無添加の系が高く,DNRA活性は添加の系で高くなる傾向にあった.アオサの出現はNO3-の消失過程に大きく影響することが明らかとなった.干潟は人間活動に由来するNO3-の負荷を大きく受け富栄養化や酸性化が危惧されている。干潟においてNO3-は、主に脱窒と嫌気性アンモニア酸化(アナモックス)の微生物による2つの嫌気的硝酸還元過程によって消失する。脱窒とはNO3-をN2へ還元する過程であり、アナモックスとはNO2-とNH4+をカップリングしてN2を生成する過程である。これらの過程は窒素浄化を決定する重要な過程であるが、干潟における寄与は不明な点が多い。そこで本研究は、過栄養水域である谷津干潟を対象に15Nトレーサー法を用いて脱窒とアナモックスの寄与を15Nトレーサー法によって測定した。谷津干潟の堆積物スラリーが入ったバイアル瓶に、2 mM NO3-、1 mM NH4+となるように1NO3- + 15NH4+、215NO3- + NH4+、315NH4+を加えた系をそれぞれ調製し、20°Cで13日間嫌気培養した。脱窒の進行は2の系の30N2生成で確認した。アナモックスの進行は1の系の29N2、2の系の29N2生成から確認した。3の系はコントロールとした。気相に蓄積した28N2、29N2、30N2は、改変したガスクロマトグラフ付き質量分析計(GCMS-QP2010 Plus, Shimadzu, Isobe et al., 2011)を用いて測定した。1の系では培養3日目においても29N2の生成がみられなかった。2の系では29N2、30N2の生成がみられ、30N2の生成量の方が29N2より高かった。2の系の29N2はアナモックス由来と考えられたが、1の系で29N2の生成がみられなかった。この点に関して、海水中には0.08 mMのNO3-が含まれており、さらに測定した全N2に対する29N2の比率(約0.74%)は大気の比率(約0.73%)に近かったことから、2の系で検出された29N2は、14NO3-を一部使用した脱窒由来であると考えられた。したがって、谷津干潟の微生物的窒素除去過程は主に脱窒によるものであることが示された。当初予定していたアンモニアへの異化型硝酸還元過程(DNRA)の測定については検討できなかったが、その他は計画通りに研究が遂行されている。DNRAの測定については現在検討中であり、本年度には予定通り研究が進むと考えている。干潟は人間活動に由来するNO3-の負荷を大きく受け富栄養化や酸性化が危惧されている.干潟においてNO3-は,主に微生物によって脱窒,嫌気性アンモニア酸化(アナモックス),アンモニアへの異化型硝酸還元(DNRA)の3つの嫌気的硝酸還元過程によって消失する.脱窒とアナモックスはNO3-をN2として大気中へ放出する過程であり窒素の浄化に関与する.一方,DNRAは窒素を干潟内に留める貯留過程である.これらの過程は干潟内の栄養レベルを左右する重要な過程であるが,その進行は不明な点が多い.本研究では,富栄養化が進行する谷津干潟を対象に15Nトレーサー法を用いて堆積物中のこれら3つの嫌気的硝酸還元過程を追跡することを目的とする.これまでの研究において,谷津干潟堆積物中では圧倒的に脱窒活性が高く,アナモックスはほとんど進行していないことが示された.

アナモックスが進行しない原因として1)堆積物中にアナモックス細菌が存在しない,2)アナモックス細菌は存在するが失活している,の2点が考えられた.したがって本年度の研究では,アナモックスの集積培養を行い,1)と2)について検討を行った.集積培養は,常時NO3-濃度が5mgN/Lとなるように添加維持し,撹拌しながら3ヶ月行った.培養後,堆積物を上から1cmまでの層(表層)と4ー5cmの層(下層)に分け,脱窒とアナモックスの活性を測定した.脱窒活性は,表層において14.8 μgN/gdry/day,下層では35.7 μgN/gdry/dayであった.一方,アナモックス活性は表層では2.5 μgN/gdry/day,下層では検出されなかった.表層のアナモックス活性は,現場の堆積物で測定した活性よりも高く,集積培養によってアナモックスが促進されたことが示された.したがって,谷津干潟堆積物にはアナモックス細菌は存在するが失活していると考えられた.アンモニアへの異化型硝酸還元(DNRA)活性の測定には至らなかったが,その点以外は計画通りに研究を遂行している.DNRAの測定法は現在検討中であり,測定法を確立後直ちに測定を開始する予定である.干潟の富栄養化を引き起こす栄養塩の1つであるNO3-は嫌気的環境下において,脱窒,アナモックス,アンモニアへの異化的硝酸還元(DNRA)と呼ばれる3つの微生物的硝酸還元過程によって消失する.脱窒とはNO3-をN2へ還元する過程であり,アナモックスはNO3-(NO2-)とNH4+をカップリングしN2を生成する過程である.脱窒とアナモックスは,生成するN2を大気中へ放出することから干潟内から窒素を除去する過程といえる.一方,DNRAとは,NO3-をNH4+へ還元する過程であり,この過程が進行すると干潟内に留まる窒素量が多くなる.したがって,これらの過程は干潟における窒素浄化を決定する重要な過程であるが,その進行について詳細は明らかになっていない.これまでの研究で,富栄養化が進行し海藻Ulva sp.(アオサ)の異常増殖がみられる谷津干潟の堆積物において15Nトレーサー法を用いて脱窒とアナモックス速度を測定したところ,NO3-は主に脱窒のよって除去されることが明らかとなった.本年度の研究では,DNRAを介したNO3-の消失を新たに加えて考察するために,脱窒,アナモックス,DNRA速度の同時測定法の確立を試みた.脱窒とアナモックス速度を測定した後,素早くスラリーを遠心分離し,上澄み液中の15NH4+を測定することでDNRA速度を算出した.上澄み溶液の回収方法および15NH4+の測定法における諸条件を検討し方法を確立した.一連の手順による15NH4+の回収率と窒素同位体比に変化がないことを確認した.今後はこの同時測定法を使って,アオサ存在下およびアオサ非存在下の堆積物における脱窒,アナモックス,DNRA速度を測定し,干潟における脱窒,アナモックス,DNRAを介したNO3-消失過程をモデル化する予定である.脱窒,アナモックス,DNRA速度の同時測定法の検討に時間を要したが、しっかりと方法を確立することができた.谷津干潟堆積物の脱窒,アナモックス,DNRA速度の同時測定にはすでに取り掛かっており,成果が期待できる.干潟において硝酸イオン(NO3-)は重要な栄養塩の1つであるが,過剰に供給されると海藻Ulva sp.(アオサ)の異常増殖を伴う富栄養化現象を引き起こす.NO3-は嫌気的環境下において,脱窒,アナモックス,アンモニアへの異化的硝酸還元(DNRA)と呼ばれる3つの微生物的硝酸還元過程によって消失する.
核内レセプターを標的としたエピジェネティクスによる前立腺発がん機構の解析

我々は既にアンドロゲンレセプター消失型前立腺がんにおけるアンドロゲンレセプター遺伝子プロモーター領域のメチル化、アセチル化の重要性を報告している。本研究では、我々は同じ核内レセプターのretinoic acid receptor (RAR)-α,β,γの発現とプロモーター領域のメチル化を解析した。LNCaP、PC-3、DU-145で、RAR-β2の発現は消失していた。LNCaP、PC-3にRAR-β2遺伝子プロモーター領域のメチル化を認めた。臨床がん症例では、病期A-Cがんの79%に、病期Dがんの90%に同遺伝子のメチル化および発現低下を認めた。また、ChIP assayによりRAR-β2発現消失細胞株での、ヒストンH3,H4の低アセチル化が確認された。さらに細胞株で、5-aza-2'-deoxycytidine(azaC)、Trichostatin A(TSA)及びall-trans retinoic acid(ATRA)を用いて、発現とメチル化、ヒストンアセチル化との関係を調べた。3剤の併用で、LNCaP、PC-3で脱メチル化、ヒストンアセチル化に伴うRAR-β2再発現を確認した。DU-145では、TSAとATRA処理により、ヒストンアセチル化に伴うRAR-β2の再発現を認めた。これらの結果は前立腺がんで、メチル化、ヒストンアセチル化というクロマチン構造の変化によるエピジェネチックな機構がRARβ2遺伝子発現制御に関与することを示した。またDNAメチル化に依存する機構(LNCaP、PC-3)と依存しない機構(DU-145)の存在する可能性を示した。また、核内レセプター以外の遺伝子であるCD44のメチル化が前立腺がんの進行と有意な関係を示した。以上、前立腺がんにおいて、メチル化、ヒストンアセチル化というクロマチン構造の変化によるエビジェネチックな機構が遺伝子の発現制御に関与することを示した。我々は既にアンドロゲンレセプター消失型前立腺がんでは、メチル化、アセチル化が重要な役割を果たしていることを発表している。同様に、我々は、同じ核内レセプターのretinoic acid receptor(RAR)-α,β,γの発現および、プロモーター領域のメチル化を同様に解析した。この中で、RAR-β2の発現は、LNCaP、PC-3、DU-145で消失していたが、LNCaPおよびPC-3にRAR-β2のプロモーター領域にメチル化を認めた。また、臨床例では、病期A-Cがんの79%に、病期Dがんの90%に同遺伝子のメチル化および発現低下を認めた。ChIP assayにより、RAR-β2発現消失細胞株での、ヒストンH3,H4の低アセチル化が確認された。これらの結果は前立腺がんで、メチル化、ヒストンアセチル化というクロマチン構造の変化によるエビジェネチックな機構がRARβ2遺伝子発現制御に関与することを示し、またDNAメチル化に依存する機構(LNCaP、PC-3)と依存しない機構(DU-145)が存在することを示した。

以上、前立腺がんにおいて、メチル化、ヒストンアセチル化というクロマチン構造の変化によるエビジェネチックな機構が遺伝子の発現制御に関与することを示した。我々は既にアンドロゲンレセプター消失型前立腺がんにおけるアンドロゲンレセプター遺伝子プロモーター領域のメチル化、アセチル化の重要性を報告している。本研究では、我々は同じ核内レセプターのretinoic acid receptor(RAR)-α,β,γの発現とプロモーター領域のメチル化を解析した。LNCaP、PC-3、DU-145で、RAR-β2の発現は消失していた。LNCaP、PC-3にRAR-β2遺伝子プロモーター領域のメチル化を認めた。臨床がん症例では、病期A-Cがんの79%に、病期Dがんの90%に同遺伝子のメチル化および発現低下を認めた。また、ChIP assayによりRAR-β2発現消失細胞株での、ヒストンH3,H4の低アセチル化が確認された。さらに細胞株で、5-aza-2'-deoxycytidine(azaC)、Trichostatin A(TSA)及びall-trans retinoic acid(ATRA)を用いて、発現とメチル化、ヒストンアセチル化との関係を調べた。3剤の併用で、LNCaP、PC-3で脱メチル化、ヒストンアセチル化に伴うRAR-β2再発現を確認した。DU-145では、TSAとATRA処理により、ヒストンアセチル化に伴うRAR-β2の再発現を認めた。これらの結果は前立腺がんで、メチル化、ヒストンアセチル化というクロマチン構造の変化によるエピジェネチックな機構がRARβ2遺伝子発現制御に関与することを示した。またDNAメチル化に依存する機構(LNCaP、PC-3)と依存しない機構(DU-145)の存在する可能性を示した。また、核内レセプター以外の遺伝子であるCD44のメチル化が前立腺がんの進行と有意な関係を示した。以上、前立腺がんにおいて、メチル化、ヒストンアセチル化というクロマチン構造の変化によるエピジェネチックな機構が遺伝子の発現制御に関与することを示した。
微量元素セレンの放射線照射に対する二重効果：正常細胞保護作用と放射線治療補助効果

微量元素セレンは抗酸化作用だけでなく抗腫瘍作用も認められている。本研究では、正常細胞およびがん細胞に放射線照射を行い、セレン補充がそれぞれの細胞種に異なる効果を示すかを検討した。ヒト食道細胞では、50nM亜セレン酸ナトリウム添加により、X線2Gy照射72時間後における正常細胞の保護作用、およびがん細胞の細胞死誘導が観察された。また、マウスへの経口投与実験ではセレンの化学形により代謝や毒性が異なることが示された。これらのことは、セレン補充は放射線治療において補助的に利用できる可能性があるが、それぞれのセレン化学形の効果と安全性を検討する必要があることを示唆するものである。微量元素セレンは活性酸素を減らし、細胞を保護する作用を持つ。また、セレンはがん細胞でアポトーシスを誘導することが報告されている。これらを考え併せると、放射線治療前にセレンを補充しておくことで正常細胞はセレンの抗酸化作用により保護され、がん細胞は放射線照射による細胞死とセレンによるアポトーシス誘導の相乗効果により、二重の効果が期待できるのではないかと考えた。本研究では、正常細胞およびがん細胞に対するセレン補充の効果を明らかにすることを目的とする。平成24年度は、前立腺がん細胞を亜セレン酸ナトリウム添加下で培養し放射線照射を行い、細胞生存率や増殖率の定量、細胞周期の解析などを行った。セレン非添加群との比較から、効果的なセレン濃度及び放射線量を検討した。細胞実験と並行して、来年度実施予定の動物実験の準備を開始した。酸化ストレス可視化マウス(OKD48)を用いて、放射線照射の線量等の条件検討を行った。OKD48マウスを用い、非照射、放射線照射6、24、72時間後における酸化ストレスシグナルを測定したところ、雌マウスでは経時的にシグナルの増加がみられ、72時間後で最も強いシグナルが検出された。一方、雄マウスではどの時点でもシグナルは検出できなかった。この結果は、細胞レベルにおける酸化ストレスマーカーであるHO-1の発現と一致していた。雄マウスは雌に比べ、放射線照射による酸化ストレスに対してより耐性があるか、もしくは酸化ストレス除去能力が高いことが示唆され、今後のin vivoイメージング実験には雌マウスを使用する予定である。放射線治療効果を高めるには、がん細胞の放射線感受性を高めること、もしくは照射によりダメージを受ける正常細胞の保護をすることが鍵となる。抗酸化物質として知られる微量元素セレンは活性酸素を減らし、細胞を保護する作用を持つ。本研究は、がん細胞と正常細胞に対して放射線照射を行い、細胞選択的なセレン補充の効果を検討した。本年度は昨年に引き続き、前立腺がん細胞を用い、セレン補充と放射線照射の効果を検討した。0-2.5μM亜セレン酸ナトリウム(SS)添加下で72時間培養後、再播種し、6Gyを照射し、細胞生存率を算出したところ、期待していたような放射線感受性の増加は見られなかった。また、本年度は放射線治療で影響を受けやすい食道細胞に対するセレン補充の効果を検討するため、正常ヒト食道細胞(CHEK-1)を50nM SS添加下で培養し、2Gyの照射をしたところ、照射後72時間でコントロール群に比べ細胞生存率が高く、FACSによる解析ではアポトーシスの減少が認められた。一方、ヒト食道がん細胞(TE-1)では、コントロール群に比べ細胞生存率が低かった。これは、50nM SS添加は2Gyの照射に対し正常細胞を保護し、がん細胞の細胞死を誘導することを示唆する。このメカニズムについては、今後の課題である。さらに本年度はin vivoにおけるセレン投与による抗酸化力への効果および効果的なセレン化学形の検討を行った。マウスにSS、セレノメチルセレノシステイン(MSeC)溶液(1μg/g body weight)もしくは蒸留水を8週間経口投与したところ、SSは代謝されやすく、MSeCは肝臓に蓄積しやすいことが示された。日常的なサプリメントの摂取も含め、生体におけるセレンの効果を検討する際には濃度だけでなく、どのセレン化学形を用いるか、安全性の検討が必要であることが示された。26年度が最終年度であるため、記入しない。微量元素26年度が最終年度であるため、記入しない。平成24年度はがん細胞および正常細胞の培養細胞を用いて、放射線照射に対するセレンの効果を検討する計画であった。本学ゲノムリソースセンターにおいて培養を行う予定で利用申請していたが、センターの都合により使用開始が当初計画していたより遅れたこともあり、がん細胞におけるセレンの作用のみしか検討できなかった。平成25年度に実施予定の動物実験の準備は予定より順調に進んだ。酸化ストレスマウス可視化マウスを譲り受け繁殖を行った。