hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
ＬＭＳの連合を中心としたネットワーク支援外国語協働学習の実践に関する発展的研究

複数のオンライン学習管理システム(LMS)をつなぎ合わせることによって,異なる大学に学ぶ学生達がそれぞれのeラーニング環境を離れることなく交流や恊働学習活動ができる環境を模索して来たが,本研究ではそこにマルチメディアプラグインを組み合わせ,音声やビデオを含んだプレゼンテーションの交換と相互評価の実践を試みた.また,学習ツール相互運用性(LTI)の応用を試み,LMS間で学習成果を自動的に共有する仕組みを作り,オンライン教材やプロジェクトの共有可能性を広げることができた.本研究の成果は2014年度の日本e-Learning大賞「ニューテクノロジー賞」の受賞という評価を受けた.MoodleNetworking (Mnet)の確立はMoodleバージョン2.3でも公開鍵を見直すこと等により,研究チーム内の全てのMoodleをMnetで連携させることができた.今年度はMnetを更に拡張し,付加的なプラグインやモジュールをMnet上で動作させる試みを行った.まず,Moodleに準拠したマルチメディア・プラグインであるPoodLLというソフトウェアがMnet上で正常に動作するかを検証した.長崎県立大学と高崎経済大学の間で日本福祉大学に設置したMnetハブを経由し,各大学の学生同士が地元の産物や観光名所をコマーシャルビデオとして撮影し,PoodLLプラグインを使い,Mnetを介した共通フォーラムの中でそれらを共有し,意見を交わし,評価し合うという試みを行った.結果Mnet環境でもPoodLLが正常に機能することが分かった.合わせて大学間のマルチメディアを用いた恊働学習が自校のLMS環境から離れることなく実現できることが検証された.この成果については8月に帯広畜産大学で行われた北海道ムードルサマーワークショップにおいて発表した.後半には上記2校に千葉商科大学,首都大学東京も加え,複数大学間でMnetとPoodLLを合わせて利用する試みを行った.同時に近年全く新しく作り直されたMoodleの「ワークショップモジュール」がこの環境下で期待通りの機能を発揮するかを検証した.複数大学の学生間でワークショップモジュールによる統一手順を踏んだ課題設定と取り組みを行い,ルーブリックを用いたピア評価,自己評価などを行わせた.また,タブレット端末との相性も試され,最後に学生アンケートを行って学生の印象や技術的な問題点などが浮き彫りになった.これらの成果については2月に日本ムードルムート大会において発表を行い,その論文集に論文を投稿した.複数のオンライン学習管理システム(LMS)をつなぎ合わせることによって,異なる大学に学ぶ学生達がそれぞれのeラーニング環境を離れることなく交流や恊働学習活動ができる環境を模索して来たが,本研究ではそこにマルチメディアプラグインを組み合わせ,音声やビデオを含んだプレゼンテーションの交換と相互評価の実践を試みた.また,学習ツール相互運用性(LTI)の応用を試み,LMS間で学習成果を自動的に共有する仕組みを作り,オンライン教材やプロジェクトの共有可能性を広げることができた.本研究の成果は2014年度の日本e-Learning大賞「ニューテクノロジー賞」の受賞という評価を受けた.今年度の研究の遂行にあたっては困難な状況が発生した.中心となるLMSであるMoodleがバージョン1.9から2.0に大きくバージョンアップした為に,LMSを連携させる仕組みである,Moodle Networking (M-net)を実現することが技術的に困難になったことである.LMS連携を如何に実現して行けば良いかを手探りする日々となった.試行錯誤を繰り返して行く中で,年度末近くになって,ネットワークの専門家にアドバイスを乞うことができ,M-netを復活させることに光明を見い出しつつある.困難に直面しながらも,M-netに頼らずに行った交流・恊働学習活動研究を報告する.まず山内が中国の学生と日本の学生との間でMoodleフォーラムを利用した交流活動を行い,LMSに比べ容易に利用できると思われたブログ利用の交流も,中国が相手となった場合は逆にLMSの方が使いやすいことがあることを発見した.また,交流フォーラムと授業内討論という形のブレンディッドラーニングの効果の検証も行った.Nanogongという音声録音プラグインとの連携は技術的にうまく機能しなかった.神田はLMSの利用に関して日本の大学生がより使いやすいデバイスである携帯電話(feature phone)と親和性の高いCMSについて、授業実践で活用してその成果と課題を研究した.そこにはこれまで本研究で扱ってきたLMSであるMoodleの機能との比較を含み、それぞれの用途に応じた使い方が明らかになった。佐藤はプロジェクト型学習(PBL)時の、学生によるFacebookの利用実態についての調査を行った。原島はM-netの後継としてのLTIの仕組みと可能性について,またオープンIDなどの認証システムについて基礎的な調査を行った.LMS (Learning Management System)は近年のeラーニングの高まりを支える基盤システムである.これを大学間で連携させる試みを続けて来てたが,本年度は特にLTI (Learning Tools Interoperability)という新しい技術を導入し,それを外国語学習に応用する研究を行った.LTIを用いると,オンライン学習活動の成果を異なるサーバ間でやり取りできる様になる.これにより,リソースや活動のみならず,学習成果(成績)をサーバ間で共有する試みを行った.まずLTIプロバイダープログラムをハブサーバにインストールし,LTIコンシューマプログラムを長崎,千葉,東京,群馬の各Moodleサーバに導入した.実験を繰り返しながら相互のLTI連結を確立する事ができた.この仕組みを使い,Grand Canyon ProjectとTravel Abroad Projectという二つの大学間協働LTIプロジェクトを行った.その結果学生の交流と学習評価をサーバ間で受け渡し出来ることが検証できた。しかし幾つかの問題も露見した.

サーバ間の時計合わせの微妙な調整,PCとタブレットでの接続の不安定さ,複雑な評点処理後に受け渡される微妙な評点のずれ,ブラウザーに依存する接続可能性,等が浮かび上がった.この中で解決出来たものもあったが,今後の研究に委ねなければならない部分も出て来た.この研究の成果は一部Moodlemoot Japan 2014のプロシーディングズに論文として掲載し,またインドで行われたGloCALL2014,国内のJALT, LET, AXIES, Moodlemoot 2015などでも順次発表してきた.最後に,この研究実践は「日本eラーニング大賞2014」において122件の応募の中から審査で成果を認められ,「ニューテクノロジー賞」を受賞した。外国語教育,教育工学昨年度憂慮されたMnetの確立が,本年度新加入の研究分担者の貢献で,公開鍵を見直すこと等により,研究チーム内の全てのMoodleをMnetで連携できるようになった.これにより,LMSの連携の上に新たなプラグインをMnetに付加してその学習可能性を広げる検証を行うことができた.LMS連携はマルチメディア素材を含んでもある程度問題なく行えることが分かった.今年度の研究の遂行にあたっては大きな困難に見舞われた.まず,中心となるLMSであるMoodleがバージョン1.9から2.0にバージョンアップし,年度内に2.4まで立て続けにバージョンアップが起こったことである.1.9から2.0へのバージョンアップではコアプログラムが根本的に書き換えられ,1.9で使用できていた活動モジュールやリソースの一部が継続して使用できないという問題を引き起こした.LMSを連携させる仕組みである,Moodle Networking (M-net)はとりわけ複雑なネットワークシンクロ技術と暗号化技術が絡み合い,且つ微妙な調整を要するものであるが,バージョンアップの余波のなかで,各研究者が以前のようにスムーズにネットワークで結ばれることがテクニカルな理由で困難になった.二つ目の困難点は,Moodle本部がM-netサポートの停止宣言をしたことである.現在はセキュリティー面のみのサポートが継続されているが,トラブルなどのサポートは期待できない状況である.そんな状況の中で,LMS連携を如何に実現して行けば良いかを手探りする日々となった.試行錯誤を繰り返して行く中で,年度末近くになって,ネットワークの専門家にアドバイスを乞うことができ,M-netを復活させることに光明を見い出しつつある.しかしながら,まだMoodleをMaharaなどのe-ポートフォリオと完全にシンクロさせるところにはまだ困難が残る.教師はネットワークに入っていけるが,学習者は入って行けない,などの問題が出ている.
グラフェン環境セルを利用した生体分子の直接観察法の開発

本研究では、高分解能溶液観察を目的としたグラフェン環境セルの作製法を確立することを通して、生体物質を始めとする種々の溶液の原子分解能観察を可能とすることを目指した。この基盤技術の確立に向けて、本研究では(1)欠陥のない高品質な大面積グラフェンの成長技術、(2)グラフェンをクリーンにマニピュレートする手法の高度化、さらに(3)2枚のグラフェンの層間へ高分解能TEM観察に適した超微小量の溶液を再現性よく挟み込む手法の開発、を行った。初年度は、本研究プロジェクトの根幹となる基本技術である高品質グラフェンの成長法およびクリーンな転写法の確立を主対象として研究を推進した。以下、それぞれについて、詳述する。(1)高品質グラフェンの成長法の確立グラフェンの成長は、メタンを炭素源として用いる化学気相成長法(CVD)によって行った。近年、極微量の酸素の混入が成長に大きな影響を与えることが報告されたことを受け、新たに導入したリークディテクターによって装置のリークを検出限界以下まで小さくすると同時に、酸素濃度計を導入することで成長中の酸素濃度をモニターした。これによって、酸素濃度を厳密に制御して、グラフェンの成長を行うことができるようになった。酸素濃度を検出限界以下まで下げた条件下で、水素ガスアニールを行った基板でグラフェンを成長させたところ、結晶ドメイン(サイズは数百マイクロメートル程度)同士がタイトに結合した高品質のグラフェン多結晶膜を成長させることに成功した。単結晶ではないが、ドメイン間の結合性が良いため、膜全体としての品質は高く、基板を溶解除去した後も液面に自立して浮遊させることが可能であった。(2)クリーンな転写法の確立転写法には、ポリマーなどの余分な支持材を用いない直接転写を中心に検討を行い、効率および収率良く転写を行うプロセスを確立することに成功した。これは、実験に用いているグラフェンが高品質であることが要因である。結晶サイズの大きな、質の良いグラフェンは、基板を溶解した後も四散することなく安定して液面に浮遊することができる。大面積グラフェンが元の形を保って浮遊しているため、TEM観察用グリッドを直接押し付け、転写することができる。(1)サンドイッチ構造の作製法の改良グラフェンサンドイッチ構造作製の歩留まりを上げるため、これまでに用いてきた手法とは異なる転写法を検討した。転写による作製法では、高結晶性のキッシュグラファイトを母物質として用い、機械的剥離によって大面積のグラフェン単離する。続いて単離したグラフェンをTEMグリッド上へ転写し、水や溶液をその表面へ噴射したのち、その上にさらに大面積の剥離グラフェンを転写によってかぶせる。このプロセスを繰り返し、歩留まりを上げるための検討を行った。CVDグラフェンを用いた従来の方法よりも短時間でグラフェンサンドイッチ構造が作製できることが明らかになった。また、CVDグラフェンとは異なり、単層に加えて、2層、3層、多層のグラフェンも用いることができる。多層構造は電子線照射に対する耐性が高いため、剥離グラフェンを用いたサンドイッチ構造は、長時間観察に適していることも明らかとなった。(2)グラフェンサンドイッチ構造の観察CVDグラフェンを用いた方法、剥離グラフェンを用いた方法によって作製したグラフェンサンドイッチ構造のTEM観察を行った。今回は、加熱および冷却ホルダーを用いた温度変化の実験を行い、溶液の相転移をミクロに観察することを目的とした実験を集中的に実施した。詳細は論文として発表する予定であるが、マクロなスケールでの観察とは異なる現象が、TEMを用いたミクロスケールな観察で見えてきている。最終年度ではグラフェン環境セルの作製法を洗練させつつ、種々の溶液・混合溶媒・溶質の観察に注力した。環境セルの作製法については、これまで検討してきた2種類の方法(化学気相成長法によって成長した大面積グラフェンの転写による方法、単結晶グラファイトからの剥離グラフェンをドライ転写する方法)に加えて、電子線リソグラフィーを用いた作製法を検討した。これを用いることで、セルのサイズ(大きさ、深さ)をサブ100ナノメートル単位でコントロールして作製することが可能となった。とくに深いセルが作製できるようになったため、溶液本来の構造が観察できるようになると考えられる。観察では、水および水/アルコール混合溶媒を中心に検討を行った。水については、バルクとは異なる相転移挙動が現れるなど、小さなセルに閉込められたことに由来する興味深い現象を見出した。大きなセルに閉込められた場合には、水中に発生した気泡がダイナミックに動く様をリアルタイムで捉えることに成功した。さらに、水/アルコール系ではミクロなスケールで相分離が起きていることを示唆する結果を得た。当初の計画にはなかった新たなグラフェン環境セルの作製法を開発し、セルのサイズを自在にデザインして作製することに成功した。さらに、当初予想していなかった水の相転移挙動、水/アルコール系の相分離を示唆するTEM像を観察することに成功した。以上のことから、当初の計画以上に進展していると判断した。本年度は、本来の最終年度であった昨年に加え、期間延長として実施することになった年度である。本年度は、期間中に行ってきたグラフェン環境セルの作製法を用いたセルの作製とそれを用いた観察を進めるとともに、電子線リソグラフィーを用いたグラフェン環境セルの作製法にさらなる検討を加えた。従来法で作製したグラフェン環境セルを用いた観察では、水中をブラウン運動する分子の姿をナノスケールでリアルタイムで捉えることにはじめて成功した。

また、電子線リソグラフィーを用いた新たな作製法の開発では、作成プロセスの詳細な検討を経て、位置選択的な転写法と反応性イオンエッチングをを組み合わせた手法を開発し、セルのサイズと深さを従来よりも正確に制御することに成功した。本研究では、高分解能溶液観察を目的としたグラフェン環境セルの作製法を確立することを通して、生体物質を始めとする種々の溶液の原子分解能観察を可能とすることを目指した。この基盤技術の確立に向けて、本研究では(1)欠陥のない高品質な大面積グラフェンの成長技術、(2)グラフェンをクリーンにマニピュレートする手法の高度化、さらに(3)2枚のグラフェンの層間へ高分解能TEM観察に適した超微小量の溶液を再現性よく挟み込む手法の開発、を行った。当初計画していたサンドイッチ構造を安定に作成することが出来たことに加え、当初は想定していなかった現象が、さまざまな溶液をサンドイッチした構造の観察を通して見えてきたため。今後は確立したセルの作製法を用いて、生体分子、イオン液体、コロイド分散系などの種々の溶液系のミクロな観察を行っていく。28年度が最終年度であるため、記入しない。物質科学2種類の作成法を用いてできるだけ多数のサンドイッチ構造を作成し、種々の溶液について詳細な温度変化を含む観察を継続することで、ミクロな視点からの溶液の相転移を明らかにする。また、当初の計画通り、生体分子を含む溶液に展開し、溶液中における生体分子を直接観察する実験を推進する。上述したように、初年度で、本研究プロジェクトの根幹となる基本技術である高品質グラフェンの成長法およびクリーンな転写法を確立することに成功した。これによって、高品質のグラフェンを透過型電子顕微鏡観察用のグリッドにクリーンな状態を保ちつつ、転写することができるようになった。さらに、開発した転写法を2回連続して行うことで、グラフェン2層構造も安定して作成できることも明らかになった。グラフェン2層構造は、本研究プロジェクトにおける最重要な基本構造であり、これが安定して作成できるようになったことは、研究プロジェクトの土台を築くことができたことを意味する。溶液の挟み込みについても、検討を進めており、種々の大きさの液滴を挟み込むことに成功している。今後、研究を進めるための基盤技術を概ね確立することに成功したと考えている。以上から、当初の計画以上に進展していると判断した。環境セルの作製法が当初予定していなかった新しい方法も検討したため、従来法を持ちて作製する際に必要であった一部の消耗品の購入が遅れることとなった。サンドイッチ構造作製方の開発に、当初予定していたよりも時間をかけたため、想定していた使用用途の一部を翌年度に回したほうが適切であると判断したため。最終年度に従来法を含めてセルを作製するため、予定していた消耗品を購入する。初年度に確立したグラフェン合成法およびその転写法を最大限に活用し、グラフェン2層構造を定常的に作成していく。
ネクロプトーシスとDMAPs放出のライブセルイメージング

我々は昨年度にネクロプトーシスをモニタリングすることのできるSMART(a Sensor for MLKL Activation by RIPK3 based onFRET)と命名したFRET biosensorの開発に成功した。そこで本年度はSMARTを発現するトランスジェニックマウスを樹立するために、ROSA26遺伝子座にCAGプロモーター下流にSMART cDNAを挿入遺伝子断片を導入した。5系統のTgマウスが樹立でき、いずれの系統でもSMART cDNA由来の蛍光タンパク質の発現をWestern blot法にて確認した。まずSMART Tgマウスから採取してきた腹腔マクロファージや、ケラチノサイトにネクロプトーシスを誘導し、FRET/CFP比の上昇が見られるかを検討したが、これらの細胞ではYFPやCFPの蛍光が弱かったために、十分な解析をすることができなかった。そこで次にin vivoでネクロプトーシスを誘導するマウスモデルを検討した。既報の論文にあるように10 ugという大量のTNFを投与することにより誘導される敗血症モデルマウスで、回腸末端から小腸にかけて著明な浮腫が誘導され、組織学的解析から腸上皮細胞にネクロプトーシスの指標となるリン酸化RIPK3のシグナルが検出された。さらにTNF投与により腸上皮障害はMlkl遺伝子欠損マウスで軽減されることから、確かにネクロプトーシスが関与していることを確認した。そこでこのモデルを用いて2光子顕微鏡を用いてin vivoでネクロプトーシスのイメージングを行った。TNF投与によりFRET/CFP比の上昇が認められる傾向にあったものの、CFPの蛍光強度がYFP比較して弱かったことからデータの信頼性に問題が残り、現在他の手法でのSMART Tgマウスの作成を行っている。我々はSMART (Sensor for MLKL activation by RIPK3 based onFRET)と命名したネクロプトーシスをライブセルでイメージングするためのFRETプローブの開発に成功した。ネクロプトーシスに伴い放出されるDAMP (danger-associated molecular pattern)sの代表的な分子であるHMGB1とHistone H3の2種類の核内タンパク質がネクロプトーシスに伴いどの様に核内から細胞外へと放出されるかを全反射顕微鏡を用いたLCS-I(Live cell imaging for secretion)法とSMARTによるFRET解析とを同時に行い検討した。HMGB1やHistone H3のネーテイブはタンパク質を高感度で測定できるELISA系が開発されていないことから、mCherryとの融合タンパク質としてそれぞれのタンパク質を発現させた恒常的な発現細胞を樹立し、培養皿の底面にanti-mCherry抗体を固相化して、細胞外への放出を経時的に観察した。イメージングの結果、まずSMARTの活性化が見られ、次にHMGB1はまず核から細胞質に放出され、その後に細胞質から細胞外への放出されるという2段階のステップがあることが判明した。一方で、予想外なことにHistone H3はネクロプトーシス刺激によってもアポトーシス刺激によっても核内から細胞質内や細胞外への放出は認めなかった。さらに興味深いことにHMGB1の細胞外への放出には比較的ゆっくりとして長時間にわたり続くsustained-modeリリースと、急激に起こり急速に終了するburst-modeリリースの2種類の細胞が存在することが判明した。ネクロプトーシスをライブセルでイメージングできるSMARTプローブの開発に成功し、その活性化の分子メカニズムをほぼ完全に明らかにした(Nat commun revised中)。さらにDAMPsの放出をシングルセルレベルで解析し、ネクロプトーシスに伴い放出されるHMBG1にはsustained-modeとburst-modeの2種類があることを明らかにした。HMGB1の2種類の放出パターンの分子メカニズムとその分子メカニズムや生理的、病理的な意味合いを検討していく。SMARTを発現するトランスジェニックマウスを樹立し、ネクロプトーシスの個体レベルでのイメージングを目指す。

論文発表のための経費を次年度に繰り越した。SMART Tgマウスの解析を行い、その論文の発表のための経費として使用する予定である。プレスリリース掲載日:2018.03.27東邦大学表皮細胞の環境変化が重篤な皮膚炎を引き起こすことを発見乾癬・アトピー性皮膚炎等の難治性皮膚疾患の新たな治療戦略への知見
衝撃波統計加速の素過程

最近の研究によれば、宇宙の様々な天体で非熱的粒子の存在が示唆されておりその起源として衝撃波による統計的粒子加速が提唱されている。しかし,多くの場合は衝撃波自身を直接観測することは難しく,その粒子加速を理解するためには太陽地球惑星系における衝撃波現象からの推測が必要となる.平成8年度は太陽系内の衝撃波による非線形現象ならびに粒子加速の観測的研究を行うとともに、これらの直接観測に基づく知見を天体現象(パルサー風・星風間衝撃波における粒子加速現象)に応用し、新しい知見を得た。(1)1995年10月18日に地球近傍に到達したCME現象(太陽コロナ質量放出現象)は中規模の惑星間空間衝撃波を形成した。この衝撃波と地球定在衝撃波の間に捕捉された粒子は通常の衝撃波加速現象よりも効率よく加速されることが期待される。イオンについては以前から報告があったが、電子についての報告は我々が今年度発表したものが最初である。またこの観測例から衝撃波・衝撃波非線形相互作用について貴重な知見を得た。(2)電波パルサーPSR1259-63とBe星SS2883の連星系に関してはその電波観測から連星軌道に対するの物理量が良く推測されており,パルサー風とBe星星風の相互作用より作られるどこに衝撃波が形成されるかは先人により研究がされている.我々は地球前面定在衝撃波や太陽近傍の衝撃波との比較から連星系でのプラズマの状態と衝撃波の形状を詳しく推定し,そこでの粒子加速の効率,加速し得る最大エネルギーを推定した。
多目的バスケットオプションの動的ヘッジと分散型ポートフォリオマネ ジメントへの応用

バスケットオプションとは,オプションの支払い条件が複数の資産価格に依存する派生証券である.本研究では,バスケットオプションに対する効率的ヘッジ手法の構築と実務応用を目的に研究を実施し,以下の成果を示した.(1)バスケットオプションを個別資産オプションで最適近似するアルゴリズムを示し,最適解の理論的性質を明らかにした.(2)最適ヘッジ手法を計算機上で実装した上で,既存研究であるSuper-Hedging手法との比較・検討を行った.(3)バスケットオプションヘッジの考え方を,倒産評価モデルに適用し,複数事業を保有する企業の個別エクィティ価値を求める手法を提案した.バスケットオプションとは,オプションの支払い条件が複数の資産価格に依存する派生証券である.本研究では,バスケットオプションに対する効率的ヘッジ手法の構築と実務応用を目的に研究を実施し,以下の成果を示した.(1)バスケットオプションを個別資産オプションで最適近似するアルゴリズムを示し,最適解の理論的性質を明らかにした.(2)最適ヘッジ手法を計算機上で実装した上で,既存研究であるSuper-Hedging手法との比較・検討を行った.(3)バスケットオプションヘッジの考え方を,倒産評価モデルに適用し,複数事業を保有する企業の個別エクィティ価値を求める手法を提案した.今年度は,当該研究テーマに関して基礎となる理論的枠組みについて検討し,以下の課題に取り組んだ.(1)複数資産に支払が依存するオプションを個別資産のオプションで最適近似するアルゴリズムを示し,最適化問題や最適解の理論的性質について明らかにした.(2)理論的枠組を拡張するため,原資産の挙動が一般的なLevy過程で与えられる場合について,ヨーロピアンオプションの効率的価格付けやバリアオプションの価格付けに関して検討した.さらに,原資産の候補として不動産価格や原油価格の実証的性質について検討し,バリュエーションの評価を行った.(1)については,まず,一般的な資産価格表現に対して直行射影条件を適用することで最適性の条件を導き,加法モデルにおける最適関数が満たす条件を求めた.また,資産価格が多次元幾何ブラウン運動として与えられる場合について,プットコールパリティを用いた最適関数の性質,感度解析やヘッジポートフォリオ構築における偏微分計算の効率性,および,複数資産のオプション価格を近似する個別資産オプション価格の理論的性質を明らかにした.(2)については,原資産がより一般的なLevy過程で与えられる場合へ拡張するための基礎として,まず,オプションの効率的価格付け手法について検討した.具体的には,ホモトピー解析を用いて,バリアオプション価格を近似計算する手法を構築し,数値例によってその有効性について検証した.また,実証的ではあるが,不動産価格について,用途特化が価格形成に与える影響について考察し,原資産の候補とする場合の不動産価格が保有する性質について検討した.さらに,原油輸入価格の参照値であるJCC価格を原資産とするスワップ価格を,流動性の高い先物価格でヘッジする手法について検討し,多変量GARCHモデルを適用した際のヘッジ効果を検証した.今年度は,昨年度から取り組んできた当該研究テーマに関する基礎的枠組みを拡張するとともに,以下の課題に取り組んだ.(1)複数の株式価格を原資産とするバスケットオプションに対する最適ヘッジアルゴリズムの理論的性質についてさらに検討し,シミュレーション環境を構築した.(2)理論的枠組を発展させることを視野に,一般的なポートフォリオ最適化問題原資産株式におけるリスクプレミアムの特徴,および,不動産価格のバリュエーションについて検討を行った.(1)については,直行射影条件を適用することで,バスケットオプションのペイオフを近似する個別オプション最適ペイオフ関数の必要十分条件を導出し,最適ペイオフ関数の計算およびシミュレーションを行う環境を構築した.さらに,最適ペイオフ関数の理論的性質を議論した上で,既存ヘッジ手法との比較を行った.比較の結果,提案手法が既存手法に対して平均的に高いヘッジ効果を与えることが示された.また,プットオプションとコールオプションのヘッジ精度が等しいことを理論的に示した上で,シミュレーションによって実際に成立すること確認した.(2)については,複数資産価格が共和分性をもつ場合に対し,最適ポートフォリオを構築する手法について検討した.具体的には,原資産に対するペアのスプレッド過程が多変量自己回帰モデルに従う場合に対し,条件付き平均・分散最適化問題を定式化し,複数資産スプレッドのポートフォリオ最適化問題を効率的に解く手法を提案した.提案手法は,モデル予測制御に適用可能であり,今後,提案アルゴリズムを実装し,有効性を示すことによる結果の普及が期待される.さらに,原資産株式におけるリスクプレミアムに対する高次モーメントの影響を推計するため,Idiosyncratic共変動という新たな概念を提案し,日本市場におけるIdiosyncratic共変動の影響について検討した.今年度は,最終年度として結果の発表・普及活動を積極的に行うとともに,当該研究テーマに関する理論的枠組みの整理・拡張を行い,以下の課題を実施した.1提案手法であるバスケットオプションの最適ヘッジ手法を計算機上で実装した上で,既存研究であるSuper-Hedging手法との比較・検討を行った.2昨年度実施した個別株式のリスクプレミアム推定問題について,既存研究であるFama-French 3ファクターモデルとの関係を示した.3株式ペアのポートフォリオ最適化にモデル予測制御の考え方を適用し,有効性を検討した.

4原資産がジャンプをもつ場合の多次元オプションに対して改良型高速ガウス変換を適用し,効率的にオプション価格を計算する手法を示した.1については,個別オプションのポートフォリオ価値が満期時点におけるバスケットオプション価値を上回るように設計するSuper-Hedging手法との比較を行った.比較の結果,ヘッジ誤差の標準偏差やヘッジ精度を与える重相関係数に関して,提案手法の優位性が示された.2については,共和分性をもつ資産のポートフォリオ最適化手法にモデル予見制御の考え方を適用し,実データを用いたアウトオブサンプルシミュレーションにより,実際にパフォーマンスが向上することを示した.3については,昨年度提案したIdiosyncratic共変動と呼ぶ指標を用いた期待超過収益率の分析において,FF 3ファクターモデルにおけるファクターローディング(FL)を加えた分析を実施したところ,I-共変動とFF 3ファクターモデルのFLが説明力で補完し合うことが観測された.4については,提案手法を従来手法として知られる高速フーリェ変換と比較したところ,原資産価格がジャンプ拡散過程で表現されるヨーロピアンオプションにおいて,高速フーリェ変換の結果を効率性の意味で上回るものとなった.まだ実装されていない資産価格過程もあるが,すでに一般的な多次元の原資産設定で問題を解いているので,達成は可能であるものと考えられる.また,追加でポートフォリオ最適化や原資産である株式価格の特性について分析を行っている段階であり,研究目的については,(2)おおむね順調に進展している,といえる.24年度が最終年度であるため、記入しない。提案手法をコンピュータ上で実装することにより,Super-Hedging手法との比較を行う.また,結果の普及のため,国内外での発表を積極的に行い,研究内容をさらに発展させていく.昨年度実施した,リスクプレミアムの推定については,既存研究と比較することにより,精緻化を試みる.また,ポートフォリオ最適化にモデル予測制御の考え方を取り入れ,シミュレーションを実施する.24年度が最終年度であるため、記入しない。
運動時のＭｇの有用性とメカニズムに関する研究

運動負荷は、ラットの見かけのMg吸収率の増加し、骨格筋におけるTRPM7の発現量を高めた。とりわけ運動直後にTRPM7の発現量の増加が確認されたことから、運動負荷に伴う代謝性アシドーシスの影響について検討したが、塩化アンモニウム投与によるアシドーシスモデルでは運動負荷時とは異なる発現様式を示した。また骨格筋ではTRPM7以外にCLDN16が、消化管でも同様にTRPM7とCLDN16が、腎臓ではTRPM7とCLDN16に加えTRPM6の発現が認められ、運動負荷による生体内Mg動態に異なるMg輸送タンパク質が関与していることが示唆された。運動負荷によるMg要求性の増大に代謝性アシドーシスの関与が考えられる。先に塩化アンモニウム投与による代謝性アシドーシスモデルでは、Mgの吸収率の上昇が確認されたものの尿量の増加に伴った。そこでよりもマイルドなモデルの構築を試みた。チアミンはピルビン酸デヒドロゲナーゼの補因子であり、その欠乏により乳酸蓄積に伴う代謝性アシドーシスが惹起することが報告されている。そこで食餌由来のチアミンの摂取量の差異がアシドーシスを惹起するのか、またMg代謝に影響を及ぼすのかについて検討した。飼料中にチアミン塩酸塩として7.5 ppm含む通常食(ND)に加え、37.5 ppm含む過剰食(RD)とチアミンを含まない欠乏食(DD)の3種の飼料をラットに2週間給餌し、骨格筋および血清中のチアミン濃度の分析を行った。チアミンの測定はKimura et al (1982)の方法に基づき分析条件を最適化し、溶媒を0.2 M NaH2PO4/MeOH (95/5)で流速0.6 mL/minとし、検出試薬を0.01% K3Fe(CN)6を含む15% NaOH溶液とした。検出条件はEx/Em=375 nm/450 nmとした。その結果、血中チアミン濃度は食餌性チアミンに依存(DD; 26.3 ng/mL、ND; 39.4 ng/mL、RD; 68.4 ng/mL)であったが、骨格筋中のチアミン濃度はNDのみで低値を示し(114.5 ng/mL)、ND、RDでは有意な差は確認されなかった(ND; 231.1 ng/mL、RD; 210.1ng/mL)。同条件下のラットに急性的強制遊泳を施し、安静時のラットとの血液ガス分析の比較を行った。その結果、pH、pO2、pCO2、乳酸濃度では大きな差異は確認されなかった。チアミン欠乏の影響を顕著にするためには、高強度の負荷モデルを構築する必要がある。Mgの摂取と運動負荷のタイミングが骨格筋Mg量やTRPM7の発現量に及ぼす影響を検討した。これまでは週5日の強制遊泳運動を負荷してきたが、本研究では隔日(7日/2週間)の運動を負荷し、運動前に高Mg食を給餌した場合と運動後に高Mgを給餌した場合との格筋Mg量やTRPM7の発現量に及ぼす影響を検討した。飼料は運動後に精製飼料を制限給餌(17.5 g/日)し、2週間の飼育期間でMg摂取量が均一になるようデザインした。SD系雄性ラット36匹を安静ー通常食(500ppm)群(SN)、運動ー運動前高Mg(750ppm)食/運動後低Mg(250ppm)食(EL)、運動ー通常食群(EN)、運動ー運動前低Mg食/運動後高Mg食(EH)の4群に割付け、2週間の飼育実験を行った。本研究では運動負荷頻度を低下させてはいたものの、クエン酸合成酵素活性は安静群に比して運動負荷群で有意な高値を示した。一方、Mg吸収率はEHのみがSNに比して有意な高値を示し、運動負荷群間では有意な相違は観察されなかった。血中Mg濃度および骨格筋Mg量に統計的有意は確認されなかったが、ELが高値を示した。また骨格筋TRPM7の発現量はENおよびEHがSNより高値を示したものの、運動負荷群の群間では有意差は確認されなかった。これらの結果は、一定量のMg量を給餌した場合、運動負荷と摂取タイミングはMg要求性に影響を及ぼさないことを示唆した。しかしながら運動負荷強度や摂取Mg量など検討すべき点は残っている。とりわけ、運動の急性負荷時の血中Mg濃度の変化と骨格筋TRPM7の発現に関する検討は行う必要がある。現在、TRPM7のタンパク質発現量に加え、mRNAの発現量の測定を検討している。現段階では文献やprimerBLASTを利用し、プラーマーの設計が完了した。今後、タンパク質と共にmRNAの発現をアウトカムに検討を継続する。運動負荷と生体Mg動態について、骨格筋TRPM7のタンパク質発現についてこれまで検討してきた。当該年度においてはMg輸送関連タンパク質の発現を確認する目的でTRPM7、TRPM6、CLDN16、MagT1のプライマーを設計し、各臓器(消化管、骨格筋、腎臓)における発現量の検討を行った。設計したTRPM7のプライマーを用い、骨格筋での発現量を検討した結果、安静ラットに比べ運動負荷ラットで105%の発現増加を確認した。Mg欠乏食では発現量が85%に低下したが、Mg欠乏ラットに運動負荷したところ103%にまで増加した。

これらの結果はタンパクレベルでの発現量とほぼ同様の結果を示した。しかしながら、Groenestege WM et al. (J Am SocNephrol.2006)は、TRPM7は比較的多臓器に分布していることを報告しているものの、同一プライマーを用いて消化管(十二指腸)および腎臓にてTRPM7の発現を検討したが、その発現が確認されなかった。TRPM6およびMagT1に関しては、複数のプライマーを設計したが、現状各臓器での発現を確認できないため、引き続きプライマー設計の検討を行う。CLDN16についてはこれまで腎臓での発現が報告され、その他臓器での発現報告はなされていないが(Hwang I etal. Mol Med Rep. 2014)、設計したプライマーでは消化管(十二指腸)での発現がわずかに認められている。現在、異なる運動負荷、異なるMg給餌を供したラットでのこれらmRNAの発現量についての検討を行うとともに、塩化アンモニウム誘導アシドーシスラットおよびチアミン欠乏運動負荷ラットにおいてもこれらプローブを用いた発現変動についての検討を行っている。運動負荷と生体Mg動態について、再設計TRPM7のプライマーで、骨格筋以外に腎臓および消化管(十二指腸)でその発現を確認した。またCLDN16についても骨格筋および腎臓、消化管でその発現が確認されたが、TPRM6およびMagT1についてはその発現が確認されなかった。TRPM7の発現については運動負荷により上昇することを報告したが、運動前後(2時間の強制遊泳)の発現パターンについて検討した。粉末精製飼料にて1週間の飼育期間中、安静状態にて飼育したラットは運動直後および1時間後にわずかな低下を示し、運動24時間後には運動開始前よりやや高値を示したのに対し、1週間の飼育期間中に運動(2時間強制遊泳)負荷したラットは、運動直後に運動前に比べ3倍程度の発現増加を示し、24時間後には1.5倍程度の発現量を示した。これらの結果は運動刺激が骨格筋TRPM7の発現に直接的に関与するものと考え、代謝性アシドーシスによるTRPM7の発現への影響について検討した。運動負荷(2時間強制遊泳)および1.5%塩化アンモニウム溶液の自由飲水により代謝性アシドーシスを誘導した。2週間の飼育後にラット骨格筋のTRPM7の発現量を検討したが、運動負荷では約2.5倍の発現増加を確認したが、塩化アンモニウム摂取ではその増加はわずかであり統計的有意を示さなかった。またこの実験では、運動負荷と塩化アンモニウム摂取の2要因による交互作用が確認された。運動負荷と塩化アンモニウム摂取によるアシドーシスでは異なる発現パターンを示すことが示された。同実験では骨格筋でのCLDN16の発現量についても検討した。TRPM7同様に、運動負荷と塩化アンモニウム摂取による2要因に交互作用が確認された。腎臓では尿細管からのMg再吸収に関与しているCLDN16は骨格筋ではTRPM7とは異なる役割を担っていることが示唆された。運動負荷は、ラットの見かけのMg吸収率の増加し、骨格筋におけるTRPM7の発現量を高めた。とりわけ運動直後にTRPM7の発現量の増加が確認されたことから、運動負荷に伴う代謝性アシドーシスの影響について検討したが、塩化アンモニウム投与によるアシドーシスモデルでは運動負荷時とは異なる発現様式を示した。また骨格筋ではTRPM7以外にCLDN16が、消化管でも同様にTRPM7とCLDN16が、腎臓ではTRPM7とCLDN16に加えTRPM6の発現が認められ、運動負荷による生体内Mg動態に異なるMg輸送タンパク質が関与していることが示唆された。
結晶性を制御した非化学量論アパタイト骨置換材料の水熱合成

骨代替材料は、新生骨の形成にともなって速やかに吸収され、生体骨と置換するのが望ましい。アパタイトは、生体親和性が良く、骨充填材等として一部実用化されているが、現行の材料は生体内で比較的安定に存在し、骨内での吸収および骨組織との置換に数年間を要している。このことは材料の結晶性が必要以上に高く、かつ化学量論組成を有するためと考えられる。本研究の目的は、生体内で速やかに吸収・置換されるアパタイト骨置換材料を合成することにある。そのためには、材料を適正な結晶性に制御し、化学量論組成よりも生体活性であると考えられる非化学量論組成のアパタイトとして合成する必要がある。したがって結晶性および組成を制御しやすく、かつ材料の合成と固化を一つのプロセスで行える水熱熱間加圧成形法によってアパタイトを合成した。以下に、本研究によって得られた新しい知見を示す。1)室温で湿式合成したリン酸カルシウム系の非晶質ゲルを150°C300°C,50MPa,3時間の水熱条件下で熱間加圧成形し、アパタイト固化体を作製した。このとき、温度およぴ昇温速度の制御を精密に行うことによって、結晶化度と組成を制御することが可能であった。2)結晶性を制御した非化学量論アパタイト固化体の化学分析を行い、次に結晶化度を粉末X線回折装置により測定した。その結果、試料はCaの欠損した(Ca/Pの化学量論比は1.67であるがCa/Pく1.67であった)低結晶性のアパタイトであった。3)固化体の生体適合性の評価を疑似体液を用いて行ったところ、試料表面にはアパタイトの旺盛な析出が認められ、極めて生体活性であることがわかった。現在、この試料についての動物実験(成熟家兎)を東京大学医学部整形外科学教室に依頼して行っており、結果がまとまり次第、報告する予定である。
TSLP, IL-25, IL-33 による鼻副鼻腔疾患誘導メカニズムの解明

気道・鼻粘膜上皮細胞で産生されるサイトカインであるTSLP,IL-25,IL-33に注目し、外来抗原に含まれるプロテアーゼにより、これらサイトカインが放出、産生される機序を解明した。IL-33はATP受容体を介して上皮細胞から放出されること、また、IL-25は上皮細胞からATP受容体やPAR-2受容体を介した放出・産生が認められることが分かった。好酸球副鼻腔炎患者の鼻茸上皮細胞ではTSLP,IL-25, IL-33発現が亢進しており、これらサイトカインが好酸球性副鼻腔炎の病態悪化につながっていることが推定された気道・鼻粘膜上皮細胞で産生されるサイトカインであるTSLP,IL-25,IL-33に注目し、外来抗原に含まれるプロテアーゼにより、これらサイトカインが放出、産生される機序を解明した。好酸球副鼻腔炎患者の鼻茸上皮細胞ではTSLP,IL-25, IL-33発現が亢進しており、これらサイトカインが好酸球性副鼻腔炎の病態悪化につながっていることが推定された本年はTh2タイプの免疫反応を誘導する上皮細胞から誘導されるサイトカインであるIL-33とIL-25を中心に研究を行ってきた。まず、IL-33の放出のメカニズムについて気道上皮細胞を用い検討した。IL-33は恒常的に気道上皮細胞の核に蓄積されており、環境アレルゲンであるアルテナリアを細胞に暴露すると、細胞内カルシウムの濃度が上昇し、IL-33を細胞外へ放出し、Th2タイプの炎症を惹起することがわかった。次に、細胞内カルシウムの増加には、抗原刺激にて生じるATPが放出され、それがATP受容体(P2受容体)であるP2Y_2、P2X_7受容体を介していることを確認した。In vivoで非感作マウスに対してアルテナリア点鼻後にIL-33が放出され、この放出にはP2受容体が関与していることがわかった。この結果から、呼吸上皮におけるATPおよびP2受容体のシグナルはアレルゲン暴露に対してセンサーの役割をもち、この反応がTh2タイプの気道炎症に深く関与していることが示唆された。次にIL-25の産生メカニズムについて、気道上皮細胞を用いて検討した。IL-25は、気道上皮細胞に対するハウスダストやブタクサ刺激で産生が増加することが分かった。また、恒常的にIL-25は細胞内に蓄積されており、細胞壊死にても細胞外に放出されることも分かった。これら抗原に含まれるセリンおよびシステインプロテアーゼ刺激でIL-25発現が更新し、PAR-2受容体をノックダウンすることでIL-25発現が抑制されることがわかった。これらの結果から気道上皮細胞におけるIL-25発現は、アレルゲン由来のプロテアーゼ暴露により誘導され、この過程においてPAR-2受容体が重要な役割を果たすことが示唆された。昨年度は気道上皮細胞からのIL-25産生のメカニズムについて研究を行った。IL-25はType2の自然リンパ球からIL-5,IL-13などTh2サイトカインの産生を誘導する。我々は空中アレルゲンに含まれるプロテアーゼが気道上皮細胞におけるIL-25産生を促すと仮定した。正常気道上皮細胞株、正常鼻粘膜上皮細胞に各種アレルゲン、TLRリガンドを刺激した。ダニアレルゲン刺激後の細胞生存率を分析した。モデルプロテアーゼであるトリプシン、パパイン、また、ダニ主要アレルゲンが刺激された。プロテアーゼとダニアレルゲンの対象と推測される受容体の関与は、生化学的手法やsiRNAにより分析された。IL-25産生はreal-timePCR法、ELISA法にて測定された。静止中の上皮細胞にIL-25は貯蔵されていることが分かった。上皮細胞へのダニアレルゲン暴露によりIL-25は誘導され、貯蔵される蛋白も増加することが確認できた。その誘導には細胞死、活性化のメカニズムが存在した。モデルプロテアーゼ、ダニ主要アレルゲンの暴露でもIL-25が誘導された。ダニアレルゲン暴露によるIL-25誘導は熱感受性であり、プロテアーゼ阻害剤、又は、PAR-2受容体のノックダウンにより抑制された。正常鼻粘膜上皮細胞でもダニアレルゲン暴露によるIL-25発現は亢進した。気道上皮細胞におけるIL-25発現は、アレルゲン由来のプロテアーゼ暴露により誘導され、この過程においてPAR-2受容体が重要な役割を果たすことが示唆された。アレルゲン含有プロテアーゼがIL-25産生を促進させ、Th2タイプの気道炎症悪化、促進に関与することが示唆された。気道上皮細胞を用いアルテルナリア、コックローチなどのアレルゲン刺激により、アレルギー性炎症を引き起こすIL-33が産生されることがわかった。上皮細胞では抗原刺激によりATP産生され、その受容体を介して、細胞内カルシウムン濃度が増加することで細胞の核内に存在するIL-33が放出される機序を明らかにした。この内容は、2011年のThe journal of immunology誌に掲載された。また、気道上皮細胞からのIL-

25産生の機序についての研究も行った。IL-25が細胞外に産生されるには、2通りの機序があり、細胞内に恒常的に存在するIL-25がATP受容体を介する経路とダニ抗原をはじめとするプロテアーゼ(タンパク分解酵素)の刺激が細胞に局在するPAR-2受容体を介して産生される経路があることが分かった。また、正常鼻粘膜上皮細胞でも、ダニ抗原をはじめとする各種抗原でIL-25が産生されることが分かった。この内容は2013年のAmerican Journal of Respiratory Cell and Molecular Biology誌に掲載された。鼻副鼻腔疾患におけるTSLP, IL-25, IL-33のかかわりについても研究し、好酸球性副鼻腔炎の特に上皮細胞において、これらサイトカインの発現が亢進していることもわかった。また、アレルゲン刺激でのサイトカイニンが亢進していることもわかった。この内容については、現在、投稿中である。すてにIL-33については論文で公開され、IL-25の産生のメカニズムについても現在、論文に投稿中である。24年度が最終年度であるため、記入しない。上皮細胞からのアレルゲンによるTSLP,IL-25、IL-33産生のメカニズムについては、その受容体や機序について、証明された。今後は、鼻副鼻腔疾患の上皮細胞を用い、これらサイトカインの産生を規定する因子について検討を行っていく予定である。
宿主免疫能に応じた肺感染症の起炎病原体のCTによる鑑別診断の確立

肺感染症が生じた患者の宿主免疫能を示すパラメータを測定し,同時期に高分解能CTを撮像し検討することにより,宿主免疫能の程度に応じた起炎病原体の肺感染症の画像的特徴を明らかにすることを目標として研究を開始した.肺感染症が臨床症状や胸部X線写真から疑われる患者に対し,高分解能CTを施行し,3日以内に末梢血で以下の免疫能を測定した.すなはち,細胞性免疫はリンパ球数,リンパ球サブセット,CD2/4/8,NK活性,リンパ球幼弱化反応で,体液性免疫は,lgG,lgM,lgA,C3,C4である.起炎菌同定は,喀痰や肺胞洗浄液の塗沫/培養/PCR,経気管支生検,血清抗原/抗体などで決定された.CT,免疫能,起炎菌同定の全ての情報が入手できた症例は,68例(結核36,非定型抗酸菌症18,カリニ5,真菌4,マイコプラズマ2,一般細菌3)である.結核,非定型抗酸菌症では,細胞性免疫能の低下症例に非典型的分布や広範囲病変が多く,免疫正常者にみられる小葉中心性散布結節,単発空洞,細気管支充満像の典型所見がむしろ少なく,consolidation,粟粒結節,リンパ節腫大,胸水等の非典型所見が高頻度にみられた.肺感染症が生じた患者の宿主免疫能を示すパラメータを測定し,同時期に高分解能CTを撮像し検討することにより,宿主免疫能の程度に応じた起炎病原体の肺感染症の画像的特徴を明らかにすることを目標として研究を開始した.肺感染症が臨床症状や胸部X線写真から疑われる患者に対し,高分解能CTを施行し,3日以内に末梢血で以下の免疫能を測定した.すなはち,細胞性免疫はリンパ球数,リンパ球サブセット,CD2/4/8,NK活性,リンパ球幼弱化反応で,体液性免疫は,lgG,lgM,lgA,C3,C4である.起炎菌同定は,喀痰や肺胞洗浄液の塗沫/培養/PCR,経気管支生検,血清抗原/抗体などで決定された.CT,免疫能,起炎菌同定の全ての情報が入手できた症例は,68例(結核36,非定型抗酸菌症18,カリニ5,真菌4,マイコプラズマ2,一般細菌3)である.結核,非定型抗酸菌症では,細胞性免疫能の低下症例に非典型的分布や広範囲病変が多く,免疫正常者にみられる小葉中心性散布結節,単発空洞,細気管支充満像の典型所見がむしろ少なく,consolidation,粟粒結節,リンパ節腫大,胸水等の非典型所見が高頻度にみられた.肺感染症が生じた患者の宿主免疫能を示すパラメータを測定し、同時に高分解能CTを撮像し検討することにより、宿主免疫能の程度に応じた起炎病原体の肺感染症の画像的特徴を確立することを目標として研究を開始した。肺感染症が胸部X線写真等で疑われる患者に対して高分解能CTを撮像し、同日に、宿主免疫能を示すパラメータとして細胞性免疫はリンパ球数、リンパ球サブセット、CD2・4・8,NK活性,リンパ球幼若化反応を、体液性免疫としてlgG,lgM,lgA,C3,C4を測定した。起炎病原体同定は臨床的に同定ができていない場合でも抗生剤等にて治療を始める場合も多い。CT、免疫能検査、起炎菌同定のすべての情報が入手できた症例は現在まで8症例で、抗酸菌性肺炎が4例、クリプトコッカス症1例、他の一般細菌が3例(Mycoplasma,Branhammela,H.influenza)である。肉芽腫を形成する抗酸菌性肺炎、クリプトコッカス症5例の内、免疫能が低下していた者が3例で、多彩なCT像ではあったが、いずれも空洞形成をともなっていた。免疫能が正常な2例は小葉中心性の散布結節像の例と孤在性結節周囲の小葉中心性散布結節像の例であった。一般細菌では、市中感染のマイコプラズマ肺炎でconsolidationが多発した症例に細胞性免疫能の低下がみられた。以上、症例数が少ないものの、肺感染症のCT画像所見に差異が生ずるのは、免疫能のレベルを反映していると考えられる。来年度はさらに症例を増やし、免疫能パラメータと感染症CT像の相関を検討したい。肺感染症が生じた患者の宿主免疫能を示すパラメータを測定し,同時期に高分解能CTを撮像し検討することにより,宿主免疫能の程度に応じた起炎病原体の肺感染症の画像的特徴を明らかにすることを目標として研究を開始した.肺感染症が臨床上疑われる患者に対し,高分解能CTを施行し,2日以内に末梢血で以下の免疫能を測定した.すなわち,細胞性免疫の指標はリンパ球数,リンパ球サブセット,CD2/4/8,NK活性,リンパ球幼弱化反応で,体液性免疫の指標は,IgG,IgM,IgA,C3,C4である.起炎菌は,喀痰や肺胞洗浄液の塗沫/培養/PCR,経気管支生検,血清抗原/抗体などで決定された.CT,免疫能,起炎菌の全ての情報が入手でほきた症例は,48例(結核20,非定型抗酸菌症14,カリニ5,真菌4,マイコプラズマ2,一般細菌3)である.患者のプライバシーの保護のため、以上の患者情報が漏洩しないよう厳重に注意した。

結核,非定型抗酸菌症では,細胞性免疫能の低下症例に非典型的分布や広範囲病変が多く,免疫正常者にみられる小葉中心性散布結節がむしろ少なく,consolidationが比較的高頻度にみられた.病変の分布やCT所見に差が見られるのは,細胞性免疫の違いによるものと考えられる.また,カリニ肺炎や真菌感染症についても今後症例を更に増やし,免疫能とCT像との相関を検討したい.特にカリニ肺炎は全例非AIDS患者であり,過去に報告の少ない非AIDS患者におけるカリニ肺炎のCT所見と免疫能との関係を明らかにしたい.
有機触媒および光電子移動触媒を協奏的に利用したエナンチオ選択的分子変換反応の開発

申請者らは最近、可視光照射下でのアミンの電子不足アルケンへの付加反応の開発に成功している。本反応は光電子移動触媒を用いることで、基質の酸化と還元の両方を行う「redox-neutral」な変換反応であり、熱的な反応系では達成されてこなかった骨格変換の達成が期待できる。本申請課題では有機触媒と光電子移動触媒との協奏的な利用に基づく新規不斉反応の開拓を目指し、検討を行った。残念ながら有機触媒とを組み合わせた高選択的な反応は達成できなかったが、その過程で、芳香族化合物の電子不足アルケンのα位選択的な付加反応を見出した。これは通常の熱的な反応では進行せず、光反応条件下でのみ進行する特異的な反応であり、非常に興味深い27年度が最終年度であるため、記入しない。27年度が最終年度であるため、記入しない。申請者らは最近、光誘起電子移動を用いたアミンやα-シリルアミンの電子不足アルケンへの付加反応の開発に成功している。本反応は光電子移動触媒を用いる事で基質の参加と還元の両方を行う「redox-neutral」な変換反応であり、熱的な反応系で達成されてこなかった骨格変換への展開が期待できる。今年度はα-シリルアミンの活性化に基づくフラーレンへの付加反応の開発に成功した。この手法ではこれまで合成することが困難であったフラーレンとアミンとを含むドナー・アクセプター型分子の簡便な合成法となるため有用である。また、二級のα-シリルアミンと電子不足アルケンとの反応により含窒素複素環の構築法の開発にも成功した。これは通常の熱的な反応では進行せず、光反応条件下でのみ進行する特異的な反応であり、非常に興味深い前述したように光誘起電子移動を鍵とする新規な反応の開発には成功しているが、有機触媒と組み合わせた選択的反応の開発はあまり進行していない。これはアクセプターとなる電子不足アルケンと有機触媒との最適な組み合わせが見つけられていないことが原因である。前述した問題点を解決するために現在、種々の電子不足アルケンと有機触媒との相互作用の強さについて検討を行っている。今後はその知見を基に新規反応の開発を行っていく。