hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
近縁種ゲノム比較によるマイクロサテライト遺伝子座の進化の研究

マイクロサテライトDNA遺伝子座およびその他の遺伝的マーカーを用いた、集団間の進化的関係を推定するソフトウェアの作成、マイクロサテライトDNA遺伝子座のレピート数のヒト集団間での違いとそのゲノムサイズへの影響の推定、ヒト、チンパンジー間のマイクロサテライトDNA遺伝子座の突然変異のパターンの違いについての研究を行った。本年度は、予備的研究で行ったヒトの21番染色体上のマイクロサテライト遺伝子座の検索を発展させ、ヒトとチンパンジーの全常染色体について検索を行い、マイクロサテライトの塩基の繰り返し単位の長さ、モチーフごとにその解析結果をまとめた。さらに、オランウータンのゲノム配列を加えた検索を行っている。ヒトとチンパンジーのみを用いた場合とはゲノム上の検索領域が異なるので、2種のみを用いた検索結果との比較を行い、検索領域の性質の違いなどについても考慮し、結果の違いについて原因の検討を行っている。また、ヒトとチンパンジーのゲノム配列は精度が異なるので、種間の遺伝子座数の違いについてゲノム配列の精度が与えているかについても、配列データの質の悪い領域を除いたり、精度の異なる2つのチンパンジーのゲノム配列の結果を比較することによって、検討を始めている。マイクロサテライトデータの進化学的解析に用いることのできるソフトウェアのWindows版を作成し、web pageを作成してダウンロードできるよう公開している。またこのソフトウェアを紹介する論文を学術雑誌に発表した。Web pageにはすでに2000件を超えるアクセスがあり、多くの使用者からの質問なども受けつけている。このソフトウェアのweb版の作成の準備を現在進めているところである。数値計算の結果の表示は比較的簡単に行えるが系統樹の表示、その形状の変更をweb上で行うための処理についての検討を行っている。昨年度までにはマイクロサテライト遺伝子座の探索をヒト、チンパンジーのゲノム配列の共通する領域において行ったが、本年度はさらにそれらがオランウータンと共通する領域を同定し、探索を行った。この結果を精査し、マイクロサテライト遺伝子座の塩基の繰り返しの単位(1-5bp)ごとにこれらの種間で共通に存在するマイクロサテライト遺伝子座の割合、そのうち、塩基の繰り返し数が種間で変化していない遺伝子座の割合を求め、種間の分岐時間を考慮し、これらの割合が指数関数的に減少することを示した。また、オランウータンをアウトグループとして、遺伝子座が、ヒト、チンパンジー、これらの共通の祖先、それぞれの系統で出現および消失した遺伝子座数、遺伝子座の出現、消失の速度の推定を行った。またヒト、チンパンジー、オランウータンに共通して存在する遺伝子座において、塩基の繰り返しの増加数、減少数をそれぞれの系統について推定し、塩基の繰り返しの増加、減少の速度を推定した。これらの結果をもとに論文を作成中である。マイクロサテライト遺伝子座などの対立遺伝子頻度を用いて集団間の進化的関係を推定するコンピューターソフトウェアの開発を行っているが、このweb版の開発を行っている。本年度、このためのサーバーを購入、準備を行った。webのinterfaceとなるhtmlの概略はこれまでに設計がほぼ固まっているが、計算処理を行う個々のプログラムの入出力のやりとり、web画面での表示、編集などをどう行うかの詳細について、現在検討を重ねており、来年度の早い時期に完成させる見通しである。本年度は、ヒトとチンパンジーの系統におけるマイクロサテライトDNA遺伝子座の突然変異パターンを、オランウータンをアウトグループとして調べ、その違い(遺伝子座の獲得消失、リピート数の変化の速度など)を論文にまとめた(現在投稿中)。ヒト、チンパンジー、オランウータンのゲノムのオーソロガス領域の探索によってみつかったマイクロサテライト遺伝子座の、リピートの単位となる塩基配列のモティーフにゲノム上の位置の情報を加えて、データベースとして公開できるようにした。論文での解析に用いたヒトゲノムhg18、チンパンジーゲノムPantro2によるマイクロサテライト遺伝子座の情報については、ヒトとチンパンジーのみのオーソロガス領域のマイクロサテライト遺伝子座の情報を含めてほぼ公開の準備が整っている。これに加えてヒトゲノムhg19を用いたマイクロサテライト遺伝子座の探索を現在行っており、この結果もデータベースとして公開する予定である。これまでに、マイクロサテライト遺伝子座やその他の多型マーカーを用いた集団の進化的関係を推定するためのソフトウェアPOPTREE2を開発し、一般に公開している。これは主にWindows PCでの使用を想定したものである。このソフトウェアのweb版の開発を現在ほぼ終えており、近日中に公開できる予定である。本年度までにヒト、チンパンジー、オランウータンのマイクロサテライト遺伝子座め探索を終え、種間でのマイクロサテライト遺伝子座の変化のパターンについて必要な解析をほぼ行うことができ、結果のまとめを行うことができる段階にきている。また、集団系統樹作成ソフトウェアについても、web版の開発においても、研究期間中に完成が見込まれる状況である。24年度が最終年度であるため、記入しない。ヒト、チンパンジー、オランウータンのマイクロサテライト遺伝子座の進化のパターンについてまとめ、論文を作成する。当初、ショウジョウバエのゲノム解析も予定していたが、マイクロサテライト遺伝子座の変化のパターンは複雑であり、塩基の繰り返し単位の長さだけでなく、繰り返し単位の塩基構成や繰り返し数によっても異なるため、これらを考慮した詳細な解析を行う。集団系統樹作成プログラムのウェブ版を完成させ、なるべく早い段階で公開できるようにする。
移動と地政学ーー「イギリス／英語」小説に見る地理学的想像力

本年度の本研究課題に関する最大の実績は日本を代表する英文学の学会である日本英文学会第90回全国大会のシンポジウム第3部門「ナショナルなものの(再)想像ースコットランド、アイルランド、ウェールズ、イングランドの300年」でスコットランドを代表して講師を務めたことである。服部は「ユニオンの行方ーJames Hoggの解体していく罪人」というタイトルで発表を行い、シンポジウムの議論に参加した。James Hoggという一見極めてリージョナルな作家の中にも「地理学的想像力」は極めて大きな力が働いており、イングランドを対局に見据えながら、イングランド・スコットランド合同(1707)という歴史的事実に直接触れないにもかかわらず、「移動と地政学」のせめぎ合いがこの小説の中核を成している事実を指摘した。また、その実績を論文にした。「待兼山論叢」第52巻に発表した「ユニオンの行方ージェイムズ・ホッグの解体していく罪人」は口頭発表を基に加筆・訂正を行ったものである。今回初めて取り組んだこのJames Hoggという作家については引き続き研究を続けていきたい。極めて大規模な学会である日本英文学会全国大会のシンポジウムに参加して本課題に関する発表と議論を行うという実績は当初計画では最終年度に総括として行う予定であったが、それが初年度に実施できたことは大きな成果であった。しかもそれを年度内に活字にすることができ、大きな一歩を踏み出すことができたと考えている。また国内外への出張では貴重な資料を得ることができて、2年目以降の研究の素地を固めることができた。これらの理由により、当初の計画以上に進展していると言うことができるものである。引き続き海外に出張し、資料収集に留まらず、イギリス人の旅人(例えばJames Cook)などの旅が今日の文化・社会においてもどのような影響力を残しているのかについての調査も行いたい。また、2019年度には4年に一度開催される国際18世紀学会がエジンバラで開かれるので、参加して議論に加わる予定である。また2019年は『ロビンソン・クルーソー』出版の300周年の年である。可能なら『ロビンソン・クルーソー』が代表する冒険譚の「移動と地政学」について啓蒙を行い、他の研究者と議論を交わすことができればと考えている。次年度の国際18世紀学会がエジンバラで開催される。長い期間の学会であるため、多額の予算が必要されることが予想されるため、そのため次年度使用額を残しておく必要があった。次年度使用額はすべて国際学会出張に使用する計画である。
in vitro血管壁損傷評価システム開発と動脈瘤発症メカニズムの生体力学的検討

本研究では,動物から摘出した血管組織を用い,生体内を模擬した培養環境下において,力学的作用による血管内壁の損傷の実験的評価行った.まず,血管損傷評価システムを開発し,次いで,同システムを用いて血管組織に流れを負荷し,流れによる壁面せん断応力が血管内壁に与える損傷について定量的に検討・考察した.血管試料として,日本白色家兎の胸部大動脈(直径約4mm)を用い,蛍光染色した試料を血管流路デバイスに装着し,灌流培養により流れを負荷しながら血管内面の観察を可能にした.同一試料において,体積流量を6002100mL/minと段階的に増加し,同様に流れの負荷と撮影を行った.壁面せん断応力に置き換えるとτ=26.7268dyn/cm^2である.なお,本研究におけるサンプル数は6である.損傷の評価指針として血管内皮細胞の個数密度に着目する.無作為に撮影した8箇所の観察領域(331μm×439μm)において,細胞個数密度を計測し,各観察領域における平均値と標準誤差を求める.そして,各流量条件での個数変化を計測することにより,壁面せん断応力との相関を検討した.以下に本研究で得られた結論を示す.・生体内を模擬した培養環境下において,血流を制御することで壁面せん断応力による血管内膜の損傷を観察・評価可能な血管損傷評価システムを開発した.・同システムを用い,日本白色家兎の胸部大動脈6サンプルに対して,段階的に壁面せん断応力を増加する実験を行い,血管内皮細胞の個数密度を用いて損傷の評価を行った.・壁面せん断応力が103154dyn/cm^2のときに,血管内皮細胞の個数密度が顕著に減少した.これより,血管内皮細胞は103154dyn/cm^2ではく離し損傷すると考えられる.・高壁面せん断応力を負荷した際の標準誤差の増大から,血管内皮細胞のはく離は,血管全体において局所的に生じると考えられる.本研究は、流れによる壁面せん断応力が血管壁に与える損傷を定量的に評価する試験システムを開発し、血流による壁面せん断応力と動脈瘤発症との因果関係を解明することを目的としており、本年度はその準備段階として、1)血管内面の観察方法および血管損傷評価手法の検討、2)高せん断流れ負荷培養システムの開発、を行った。1)では、血管組織は不透明であるため、円筒形状を切開し実体蛍光顕微鏡によって観察する手法を採用した。また組織の染色試薬は細胞の核を染色し、かつ生細胞に対して毒性の弱いSYTOやHoechstが適当であると考えられた。観察対象となる内皮細胞、内弾性板、平滑筋細胞の判別は、それぞれの配向および形状から可能なことも確認された。予想される血管内面の損傷としては、内皮細胞の剥離、内弾性板の拡張、平滑筋組織の欠損が挙げられる。定量的な評価手法について検討したところ、内皮細胞と平滑筋細胞に関しては、観察領域の単位面積あたりの個数と、細胞の配向や形状を示す縦横比を計測し、各領域における平均値と標準誤差を用いて評価する。内弾性板に関してはその凹凸やくぼみに着目し、大きさや形状の変化の計測を行うこととした。2)については、血管組織へ流体力を負荷するために、チップ上に半円形の溝を彫り、そこに切開した血管試料を取り付けて流路を作成し、流れ負荷を加える形状とした。また同時に血管外面も培養液に浸し、さらに任意の時点での観察ができる構造としている。流れの駆動には流量と圧力を精度良く制御できる定量ポンプを用い、流路系にヘッドもしくは圧力制御弁を配置し、定量的に圧力を設定できるようにする。血管内面上の壁面せん断応力は直接計測することは困難であるため、流量と流路の断面積から算出する。今後は、実験装置を組み立てた後、壁面せん断応力や圧力、経過時間などに対する血管組織の変性・損傷を観察し、定量的な評価を行う。本研究では,動物から摘出した血管組織を用い,生体内を模擬した培養環境下において,力学的作用による血管内壁の損傷の実験的評価行った.まず,血管損傷評価システムを開発し,次いで,同システムを用いて血管組織に流れを負荷し,流れによる壁面せん断応力が血管内壁に与える損傷について定量的に検討・考察した.血管試料として,日本白色家兎の胸部大動脈(直径約4mm)を用い,蛍光染色した試料を血管流路デバイスに装着し,灌流培養により流れを負荷しながら血管内面の観察を可能にした.同一試料において,体積流量を6002100mL/minと段階的に増加し,同様に流れの負荷と撮影を行った.壁面せん断応力に置き換えるとτ=26.7268dyn/cm^2である.なお,本研究におけるサンプル数は6である.損傷の評価指針として血管内皮細胞の個数密度に着目する.無作為に撮影した8箇所の観察領域(331μm×439μm)において,細胞個数密度を計測し,各観察領域における平均値と標準誤差を求める.そして,各流量条件での個数変化を計測することにより,壁面せん断応力との相関を検討した.以下に本研究で得られた結論を示す.・生体内を模擬した培養環境下において,血流を制御することで壁面せん断応力による血管内膜の損傷を観察・評価可能な血管損傷評価システムを開発した.・同システムを用い,日本白色家兎の胸部大動脈6サンプルに対して,段階的に壁面せん断応力を増加する実験を行い,血管内皮細胞の個数密度を用いて損傷の評価を行った.・壁面せん断応力が103154

dyn/cm^2のときに,血管内皮細胞の個数密度が顕著に減少した.これより,血管内皮細胞は103154dyn/cm^2ではく離し損傷すると考えられる.・高壁面せん断応力を負荷した際の標準誤差の増大から,血管内皮細胞のはく離は,血管全体において局所的に生じると考えられる.
移動物体に対するはめ合い作業用位置誤差検出センサ内蔵エンドエフェクタに関する研究

位置誤差検出センサ内蔵エンドエフェクタの開発を行なった。挿入軸の軸重心とセンサ検出軸重心を一致させることによる挿入作業時の検出不能時間短縮のため、挿入軸周囲に市販の一次元PSDを4つ十字形状に配置する方式のセンサを提案した。センサの検出理論を導出し、検出特性測定によりその有用性を検証し、対象との距離可変で位置誤差検出特性が従来型の十字型PSDセンサ以上の性能を持つ位置誤差検出センサを実現した。また、過去に本研究室で開発・使用していた位置誤差を半能動的に補正する機能を有する振動型エンドエフェクタをセンサが搭載できるよう設計を修正し製作した。ただし、電磁駆動しない受動状態で挿入軸の位置誤差補正が必要なだけ行なえることが確認されたため、電磁駆動部無しの受動機構だけの構成とした。次に、位置誤差検出センサ内蔵エンドエフェクタを用いた移動物体への軸挿入システムの開発を行なった。直交座標型4軸ロボットに本エンドエフェクタを取り付け、センサ情報を基に移動物体に対して追従制御を行なうハイブリッド制御システムを構築した。この軸挿入システムを用いて実験を行なった結果、移動速度40mm/sec以内、軸と穴のクリアランス50μm以上、軸と穴面に面取り無しという条件において軸挿入が行なえるシステムであることを確認した。さらに、本センサを用いた対象穴面の傾き角検出手法の検討を行った。傾き角検出理論を導出し、理論を実現するセンサ演算処理回路を製作しセンサシステムに取り付けた。実験を行なった結果、対象穴面の傾き角が±9度以内であれば傾き角を検出可能であることが確認され、十字型PSDセンサ以上の検出特性を実現した。一次元PSDセンサを4つ使用することで、従来著者の研究室で開発されていた十字型PSDセンサと同等の対象穴面の位置誤差検出特性を有する位置誤差検出センサとなるよう、一次元PSDセンサの配置を検討した。実際に考案した配置について検証を行っていき、理論的には同等以上の性能を持つセンサ配置を決定した。また、従来開発・使用していた振動型エンドエフェクタ部の設計の修正を行い、一次元PSDセンサの取り付け位置と挿入軸変位量検出用の二次元PSDセンサの取り付け位置を決定し、エンドエフェクタ内部に挿入軸を吊るすバネの懸架方式を修正した。また従来のエンドエフェクタでは強度不足が確認されていたので、エンドエフェクタの構造材を従来の硬質塩化ビニルからアルミに変更し強度を確保することにした。実際にエンドエフェクタを製作し、一次元PSDセンサを挿入軸を中心に十字形状となるように取り付けた。PSDが挿入対象となる穴面の検出に必要となる赤外線投射器の配置について検討を行い配置の決定し、製作・取り付けを行った。さらに一次元PSDセンサのアナログ演算回路の設計・製作を行った。こうして構成されたセンサ内蔵型エンドエフェクタのセンサの検出特性を、従来使用していた直交座標型4軸ロボットに取り付け計測を行った。その結果、一次元PSDセンサによる対象穴面の位置誤差検出特性は従来の十字型PSDセンサと比較すると対象穴面検出可能範囲がより広くなっていることを確認し、また二次元PSDセンサにより挿入軸の位置変位の検出が行えることも確認した。
破骨細胞に特異的に発現している遺伝子の単離と解析

ウサギ単離破骨細胞のcDNAライブラリーを、破骨細胞と肺胞マクロファージのcDNAプローブでスクリーニングした。約5000個のクローンをスクリーニングした結果、240個の破胞細胞特異的にハイブリダイズするクローンを得た。これらのクローンをオステオポンチン^*とOC-2^<**>のプローブでスクリーニングし、ハイブリダイズした、それぞれ7個、6個のクローンを後の解析から除外した。残った227個のクローンの破骨細胞への特異性を確認するために、破骨細胞と肺胞マクロファージのRNAに対してドッドプロットをおこなった。その結果、4個のクローンが破骨細胞のRNAに特異的にハイブリダイズした。それぞれのクローンのcDNAインサートをプローブにして、全長cDNAを持ったクローンを単離し、それぞれの塩基配列を決定した結果、carbonic anhydrase II(CAII),vacuolar type H^+-ATPaseのサブユニツトA(vATPase-A),CM2 activator protein(GM2AP),matrix metalloproteinase9(MNP-9)をコードしていることが判明した。Northern bolottingによって、これらの遺伝子の種々の組織での発現を検討したところ、他の組織に比較して、破骨細胞に高く発現していことが確認された。さらに、MMP-9についてはin situハイブリダイゼーション法で、ウサギ中手骨の破骨細胞での発現が確認された。今回の研究で破骨細胞での高い発現がしめされた4つの遺伝子の内、CAIIとvATPase-Aは、破骨細胞の酸の産生に関わっていることがわかっている。しかしねGM2APとMMP-9はこんかいはじめて破骨細胞での発現がしめされた。特にMMP-9はgelatinase活性を持っていることから骨基質タンパク質の分解に関与している可能性が高い。
ＬＨＣ鉛原子核衝突ＡＬＩＣＥ実験による横運動量抑制現象とＱＧＰ熱統計力学状態

鉛+鉛原子核、陽子+鉛原子核、陽子+陽子衝突のすべてのLHC衝突系で高品位高統計データを取得し、第1期衝突実験期間を完遂した。中性粒子横運動量分布の物理解析を迅速に進め、新たなLHC領域における中性パイ中間子の高横運動抑制現象を明らかにした。単光子エネルギー分布による熱統計状態の解明にも大きな進展を遂げ、鉛+鉛原子核中心衝突事象において摂動的QCD光子分布に重畳する有意な熱輻射単光子成分を認めるに至った。高性能PHOS検出器の実力を発揮した瞬間でもある。LHC鉛原子核衝突の創るクォーク多体系はHagedorn温度を遙かに超える約300MeV、即ち3.5兆度に熱せられた完全量子流体のようである。最高エネルギーの原子核衝突が創る超高温クォーク物質の基礎物性を明らかにするため、本代表者が先行研究によりCERN研究所ALICE実験に共同建設した高性能フォトン検出器PHOSを用いて、LHC加速器ビーム衝突実験を実施し、以下の成果を得た。1.2011年陽子+陽子衝突再開以降、高輝度・高統計データにてPHOS検出器のエネルギー較正を継続した。その結果、中性パイ中間子に対してΔm/m=4.07/136=3.0%の高分解能を達成し、1万素子を超えるGeV領域電磁カロリメータ実機として史上最高性能を証した。2.11月から核子対あたり2.76TeVにて2年目の鉛+鉛原子核衝突実験を4週間実施し、高品位PHOSデータの収集に成功した。ALICE実験全体として当初計画を上回る3.2PByteを収集した。3.広島大学に置くわが国唯一のALICE実験地域解析拠点をフル稼働させ、膨大な実験データの効率的解析を分担した。一部資源を大学院生も含めたわが国解析チームに優先的に割り付け、解析活動の活性化と研究組織の若手強化を図った。4.LHC加速器の高輝度化を見据えたPHOS検出器増強及び高度化の検討を進め、増強高度化原案を10月、ALICE実験検出器増強部会に提出した。国内においてはXilinx社FPGA評価基板を用いた開発研究を開始した。5.2011年にALICE国際共同実験共著として、広島大学6名(内、院生3名)を韓せた学術論文8編を公表した。更に、本代表者は、一般科学雑誌「パリティ」(丸善出版)2012年1月号「特集:物理科学、この1年」に「LHC原子核衝突実験:クォーク物質を探る」を執筆し、本研究の取り組みと成果を広く社会国民へわかりやすく発信した。先行研究により欧州CERN研究所ALICE共同実験に建設導入した高分解能フォトン検出器PHOSを主要測定器とし、LHC加速器の原子核衝突が創りだす超高温領域クォーク物質の物性を解明する。本課題にて収集した鉛+鉛原子核衝突、陽子+鉛原子核衝突、陽子+陽子衝突の物理解析に集中した。並行してPHOS検出器高度化に取り組み、以下の成果を得た。・課題のひとつであるジェット抑制現象について中性パイ中間子横運動量抑制係数を導出し国際会議等で議論した。同実験では平行してπ0→2γ→電子陽電子対生成チャネルによる測定も行われた。両者の結果の無矛盾性を確認し、統合した最終結果を公表論文に纏めつつある。・主要課題である熱輻射単光子分布の導出にも大きな進展を遂げた。鉛+鉛原子核衝突事象において単光子エネルギー分布の導出に成功し、摂動的QCD光子分布に重畳する有意な熱輻射光子成分を認めるに至った。同実験では平行して単光子→電子陽電子対生成チャネルの測定も行われた。両者の結果の無矛盾性を精査しながら統合した最終結果を導出中である。・PHOSを含む中央検出器群の読出高速化要請を受け、本代表が纏めたPHOS高度化案を前倒し、ロシア、中国及び北欧機関他と協力分担しながら読出基板量産及び実装までを包括するプロジェクトを立ち上げた。これに沿って読出部品及び筐体部品を日本で設計作成し組立に供した。・わが国唯一のデータ地域解析拠点の安定的で効率的なnon-stop運用責任を果たすとともに、本代表は世界中に分散する拠点代表者を集めた「ALICE実験物理解析並びにデータ解析拠点全体会議」を企画開催し、技術的問題解決並びに発展戦略について議論を深めた。本代表者が先行研究によりCERN研究所LHC加速器国際共同研究ALICE実験に建設導入した高分解能フォトン検出器PHOSを主要測定器として、陽子+陽子衝突実験及び陽子+鉛原子核衝突実験を実施した。並行してALICE実験将来計画に沿ってPHOS検出器高度化に向けた機器開発を行い、以下の成果を得た。

1)平成24年2月から12月まで衝突エネルギー8TeVにおいて陽子+陽子衝突実験を遂行し、前年度までの統計量を圧倒的に上回る衝突データを収集した。PHOS検出器は冷却装置故障の約1ヶ月を除いて順調に稼働した。現在、本学院生が担当となり物理解析に向けたデータ解析処理の途中である。2) 9月に核子対あたりの衝突エネルギー5TeVにて初めての陽子+鉛原子核衝突予備実験を行った後、翌年1月から4週間の本格的衝突実験を遂行し、約1.5億事象の衝突データ収集に成功した。現在、本学院生が中心となり試験的データ解析を先行させている。PHOS検出器3基のうち1基に想定以上の雑音成分が混入していることが判明した。原因究明と復旧を次年度に予定する。3)本研究により前年度策定したPHOS検出器高度化案を具体化するため、検出器読み出し技術開発研究を立ち上げた。開発中のSRU読み出し装置を国内に導入し、基本的な動作確認及び読み出し速度限界テストを行った。現行のRCUを使った読み出し方式に比較すると格段に高速化できるものの、期待した動作帯域には達せず、原因究明中である。4)広島大学に設置したALICE実験地域解析拠点では、約900のCPUコア及び180TBのディスクスペースを投入し、本年度収集した膨大な実験データの迅速で効率的な分散処理を分担した。同時に約400のCPUコアを配分した計算クラスターをわが国共同研究者に解放し、国内解析活動の活性化を支援した。数物系科学・LHC加速器陽子+陽子衝突、及び鉛+鉛原子核衝突実験データの収集に成功し、PHOS検出器のエネルギー較正、及びデータ解析も順調に進んでいる。・LHC加速器の高輝度化に向けたPHOS検出器の増強高度化原案の策定に成功し、新たな読み出し技術の評価準備が進んでいる。当初計画に盛り込んだ鉛+鉛原子核、陽子+鉛原子核、陽子+陽子衝突のすべての衝突系で高品位データの取得に成功した。陽子衝突実験成果は既に公表済みである。鉛衝突データ解析も着々と進めており、横運動量抑制係数を明らかにした。主要課題である単光子エネルギー分布にも大きな進展を遂げ、鉛+鉛原子核衝突事象において摂動的QCD光子分布に重畳する有意な熱輻射単光子成分を認めるに至った。従前の実験研究ではなし得なかった快挙であると同時に、高性能PHOS検出器の実力を発揮した瞬間でもある。約300MeV、即ち3.5兆度に熱せられた完全量子流体のようである。当初計画通りPHOS高度化に向けたデータ読出高速化及び光検出素子改良の技術開発を進め、本代表が中心となり提案書に纏めたところであるが、第2期LHC衝突実験開始(2015)に向け、PHOSを含む中央検出器群のデータ読出高速化を速やかに達成する要請を受けた。想定外の事態ではあるが、共同研究機関と急遽協議し、高度化案を前倒し、データ読出方法の抜本的改善、機器量産及び実装までを包括する高度化プロジェクを主導した。これに沿って本研究計画を再構築する最終年度前応募を申請中である。1)本研究計画初年度(2011年)に収集したLHC加速器陽子+陽子衝突(7TeV)及び鉛+鉛原子核衝突(核子あたり2.76TeV)実験データの物理解析を主導し、PHOS検出器を主要測定器とした物理成果を含め複数の公表論文として発表した。
英語シャドーイングで話者の顔動画をみる効果：ＮＩＲＳによる脳内処理機構の解明

主として次の点について実証的、理論的に検証を行った。第二言語(外国語)としての英語の学習法であるシャドーイング(shadowing)において、モデルとなる話者の顔の動画(唇の動き)とモデル音声を同時提示(「動画+音」)した場合と、モデルとなる話者の顔の静止画とモデル音声を同時提示(「静止画+音声」)した場合を比較して、シャドーイング時の顔動画に対する眼球運動(停留箇所、停留時間等)にどのような差違がみられるか検討した。その結果、以下の結論が得られた。(1)シャドーイング時に顔動画のどこを注視していたかについて眼球運動視線分析を、モデル話者の(a)額、(b)目、(c)鼻、(d)口元、(e)顎に分割して検討したところ、顔の静止画では目に対する、動画では口元に対する注視数(停留数)が有意に多いことが判明した。このことから、人は静止画の顔を見るときは、「目は口ほどにものを言う」と古来言われる通り、まず目をみていることがわかる。しかし、顔動画をみながらのシャドーイングでは口元に対する注視数(停留数)が多くなることがわかった。(2)英語シャドーイングにおいて、モデル音声を発している話者の顔動画(口元の動きなど)をモデル音声と同時提示した場合は、同じ話者の静止画を呈示しつつモデル音声のみを音声提示した場合と比較して、シャドーイングの再生率が有意に向上した。(3)シャドーイングの再生率は、顔の中でも、特に上記(c)の鼻付近を見ているときに、動画が静止画よりも有意に上昇することが判明した。これは、(c)鼻に眼球中心窩をもってくることで、(b)目や(d)口元の両方を同時に見ているときに、シャドーイングの学習効果が大きくなることを示唆するものである。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。その上で、平成23年4月27年3月の共同研究でも活用した、関西学院大学理工学部人間システム工学科に設置済の近赤外分光法測定装置(NIRS:島津FOIRE-3000)によるNIRSデータ収集とともに同時計測を行う非接触型アイカメラ(眼球運動測定装置)を選定し、最終的にEYELINK急速眼球運動解析装置(ゼロシーセブン・ELM-BASE)を購入した。前者のNIRS装置は、生体に安全な近赤外光を送光ブローブにより脳内に照射し、大脳皮質で吸収・散乱を起こした光を受光ブローブにて集光することで、大脳皮質の神経活動に伴い変化する酸素化ヘモグロビンの相対的変化量をリアルタイムで計測するものであるが、このNIRSにより測定される脳内処理活動と、学習者の眼球(視線)運動がどのような連関性を示すか探るための装置を導入したことになる。以上に加えて、平成27年度は、研究テーマ『英語シャドーイングで話者の顔動画をみる効果』の詳細な理論的考察を行った。この考察の結果、実験の統制条件について、1不一致条件はやめる、2静止画+音声および音声のみを統制条件として、3動画+音声の実験条件とともに比較検証することにした。以上が平成27年度の研究実績概要である。本研究は、NIRS(近赤外分光法測定装置)およびアイカメラ(眼球運動測定装置)を用いて、主に次の2つの実証研究を遂行しようとするものであった。(1)英語シャドーイングにおいて、「動画+音声」「静止画+音声」と「音声のみ」を比較し、3条件下でのシャドーイングの行動データ(再生率等)、眼球運動データにどのような影響がみられるか検証する。(2)上記3条件下における脳内処理プロセス(NIRSデータ)と「動画」に対する眼球運動、および2種類のシャドーイングトレーニング後の黙読における脳内処理プロセスと眼球運動にどのような関連(相関)がみられるか検証する。このような実験で使用予定のアイカメラの購入に関連して、既に設置済のNIRSと今回導入したアイカメラの同時データ計測が、前頭葉領域および言語処理に関わる側頭用領域ではほぼ問題なく実施できる見通しを得るためのデモ(予備実験)を実施し、その結果を踏まえて実験研究計画(検討課題、手続き等)を明確化することができた。以上により、シャドーイング練習時に、学習者が顔動画のどこをみているか計測することが可能になり、NIRSによる脳内処理計測と眼球運動計測の同時データ収集を実現するためのさらなる一歩を踏み出すことができたと言える。この意味で、平成27年度は、上記実験開始に至るまでの準備作業を行うという目標を達成し、ほぼ順調な実績をのこすことができたのではないかと思われる。本研究は、アイカメラを用いた眼球運動および近赤外分光法(near-infrared spectroscopy:NIRS)を用いた脳内処理プロセスの両面から、当初、以下の目的を持った実験を実施しようとするものであった。(1)(a)「動画+音声」、(b)「静止画+音声」、(c)「音声のみ」の3条件におけるシャドーイングの成否(正再生率、シャドーイング後の内容理解度等)を比較検討する。(2)(a)「動画+音声」、(b)「静止画+音声」の2条件におけるシャドーイング時の顔動画に対する眼球運動および脳内処理プロセスを比較検討する。(3)シャドーイング前後にpre-の黙読とpost-の黙読(silent reading)タスクを実施し、(a)「動画+音声」、(b)「静止画+音声」、(c)「音声のみ」の3条件におけるシャドーイング後に、黙読時の眼球運動データおよび脳内処理プロセスにどのような差異がみられるか検討する。

平成28年度は、上記3つの目的を達成すべく、詳細な実験計画の確定のための検討を行った。その結果、顔動画を呈示することがシャドーイングのタスクにどのような効果をもたらすかについて検証することがまず必要で、それに専念するために研究目的の一部修正を行った。その結果、概ね以下の目的に絞ることになった。第二言語(外国語)としての英語におけるシャドーイング(shadowing)において、(a)モデルとなる話者の顔動画(口唇や顎の動きなどの情報を含む)とモデル音声を同時提示(以降、「動画+音声」)する場合と、(b)モデルとなる話者の顔の制止画とモデル音声を同時提示(以降、「静止画+音声」)する場合と、(c)モデル音声のみを提示する場合(以降、「音声のみ」)の3条件における、眼球運動分析(視線分析)およびNIRSによる脳内処理プロセスデータを計測し、比較検討する。既に上記【研究実績の概要】で述べたように、研究方法を精査して、最終版の研究計画を確定することに努めた結果、当初の目的のうち、シャドーイングトレーニングの黙読への影響については、研究目的があまりに広範囲にわたること、実験計画の複雑さ、実施困難性を考慮しつつ、当面の目的からはずすことになった。その上で、当該年度では主に次の4点、すなわち(1)実験環境(刺激英文パッセージ呈示用PCなど)を整備する、(2)実験用英文素材パッセージとして適切なものを選定する、(3)眼球運動測定用動画を作成・編集し、眼球運動実験のために必要な、音声と文字刺激の切り分け作業を行う、(4)眼球運動データ計測の詳細な手順を確立する、(5)実験デモを繰り返し実施する、といった実験準備を行った。以上の準備段階を経て、ようやく次年度(平成29年度)からの本格的データ収集が可能になった。今回、正確かつ円滑なデータ収集を行うための準備である上記(1)(5)を念入りに行ったおかげで、平成29年度春学期に予定している、顔動画や顔静止画をみながらのシャドーイング時の眼球運動データ収集、また同年秋学期に予定している、顔動画や顔静止画をみながらのシャドーイング時のNIRS脳内処理データと眼球運動データの同時計測を直ぐに実施できる準備態勢がほぼ整ったと言えよう。本研究は、アイカメラを用いた眼球運動の検証、および近赤外分光法を用いた脳内処理プロセスの検討という両側面から、学習者のシャドーイングの遂行の際に、話し手の顔動画を同時に呈示することがどのような効果をもたらすか検証しようとするものである。平成29年度は、以下の点に目的を絞って実験を推進してきた。(1)(a)動画+音声、(b)静止画+音声の2条件におけるシャドーイングの2条件における顔動画に対する眼球運動を比較検討する。(2)(a)動画+音声、(b)静止画+音声、(c)音声のみの3条件におけるシャドーイングの成否(正再生率、シャドーイング後の内容理解等)を比較検討する。(1)の研究については、用意した実験素材(英文、ビデオ動画)のチェックを継続的に行い、「動画+音声」、「静止画+音声」などのシャドーイング条件間に、刺激材料において有意差がないか最終的に確認する作業を行った。その上で、「動画+音声」、「静止画+音声」のシャドーイング条件における学習者の眼球運動計測を、アイカメラを用いて実施した。
細胞骨格制御タンパク質の構造機能相関の解明

WAVE2のホモログであるN-WASPと結合するPacsin2のEFC/F-BARドメインの構造解析に成功した。明らかにした構造から、タンパク質の表面電荷および疎水アミノ酸からなるループを利用して膜と結合することによりPacsin2は脂質膜上でリング構造を作り、膜のチューブ化を引き起こすことを、変異体を用いたin vitroの実験により示した。さらにPacsin2は細胞のスパイク構造の基部の部分に局在することを確認し、細胞のスパイク化に関与しておりスパイク化にも、膜の形状から推察されるように膜のチューブ化と同じ表面電荷および疎水アミノ酸からなるループを利用して関与していることを明らかにした。多細胞生物にとって統制のとれた一つ一つの細胞の形態の変化や細胞移動は、一つの生命体として個体を維持するために絶対必要不可欠なものである。細胞運動、細胞分裂、細胞接着、エンドサイトーシスなどの多様な生体反応において動員されるのはアクチン細胞骨格である。アクチン細胞骨格の制御は、N-WASPファミリータンパク質がArp2/3 complexを活性化し、アクチン重合が促進されるなりことにより形成される事が明らかとなっているが、細胞膜からどのようにN-WASPファミリータンパク質にシグナルが伝達され、制御が行われているかは不明である。これまで当研究者はN-WASPと結合するFBP17およびCIP4の構造を明らかにし、細胞膜の形状がFBP17などのタンパク質の重合により形つけられていることを明らかとしてきた。そこで、当研究ではまだ明らかとなっていないFBP17のC・末端ドメインおよび、FBP17と結合する低分子Gタンパク質であるRnd2タンパク質の複合体の構造解析により、シグナル伝達の分子メカニズムの解明を目指している。現在遺伝子のクローニングおよびクンパク精製に成功し、結晶化を試みているところである。さらにアクチン重合の制御システムの解明のため、N-WASP+HSPC300+Actinの三者複合体の構造解析も目指している。HEK293のタンパク質発現システムを用いて三者複合体の精製にも成功し、現在結晶化中である。これらの構造解析を行うことにより、N-WASPファミリータンパク質の構造を基盤とした分子レベルでのアクチン骨格制御機構を明らかとすることが出来ると期待している。当研究により、N-WASPとWIPをHEK293細胞で共発現させる系を構築し、細胞に内在するNativeのActinを利用し、N-WASP+WIP+Actinの3者複合体タンパク質の調製が可能であることを確認した。現在、大量調製および結晶化を試みることが可能となった。また、N-WASP結合タンパクであるPacsin2のEFC/F-BARドメインの構造解析に成功した。さらにPacsin2は細胞のスパイク構造の基部の部分、すなわち、膜のチューブと同様の巻く形状を持つところに局在することを確認し、細胞のスパイク化に関与しておりスパイク化にも、膜の形状から推察されるように膜のチューブ化と同じ表面電荷および疎水アミノ酸からなるループを利用して関与していた。
cDNAアレイシステムを用いた小児微小変化型ネフローゼ症候群の病態の解明

微小変化型ネフローゼ症候群(MCNS)では種々のサイトカインの異常が認められ、その異常がMCNSの病態に関与している可能性が示されてきた。しかし、MCNSのサイトカイン異常に関して未だ一定した見解は得られていない。今回、MCNSの病態におけるサイトカインの関与をより明らかにする目的で、5例の小児MCNS患者において初発時と完全寛解時に末梢血単核球(PBMC)を採取し、うち2例においてPBMCのサイトカインmRNA発現に関してcDMアレイシステムを用いて包括的に検討した。そしてその結果をもとに8種類のサイトカインを選択し、5例全仰で初発時と完全寛解時における発現の違いをreal-time PCR法を用いて定量的に比較検討した。その結果、初発時は完全寛解時に比べてTh1サイトカインであるIFN一γ,IL-2,IL-2R,またTh2サイトカインであるIL-4,IL-10,IL-13のmRNA発現の亢進が確認された。Th1サイトカインとTh2サイトカインはともに発現の亢進が認められたが、Th2サイトカインの方が発現の亢進の程度は大きかった。また、pro-inflammatoryサイトカインのうちIL-8は発現の減弱を、一方、RANESは発現の亢進を認めた。以上より、Th2優位なサイトカイン異常がMCNSの病態に関与している可能性が示された。微小変化型ネフローゼ症候群(MCNS)の病態に、リンパ球を中心とした免疫異常の関与が指摘されているが、その詳細は未だ十分に明らかではなく、サイトカインの異常についても未だ一定した見解は得られていない。今回、MCNSの病態におけるサイトカインの関与をより明らかにする目的で、小児MCNS患者の初発時と寛解時における末梢血単核球(PBMCs)を採取し、サイトカインのmRNA発現をcDNAアレイシステムを用いて包括的に比較検討した。今回の検討においては(1)小児MCNS患者におけるそれぞれ初発時(ステロイド投与前)と完全寛解時(ステロイド離脱後)にPBMCsを分離する。(2)従来の研究の多くは、患者PBMCをmitogen(s)で刺激してサイトカイン発現を検討しているが、今回はmitogen(s)刺激のない、より生理的な病態に近い状態で患者PBMCにおける多種類のサイトカインmRNA発現を検討する。(3)サイトカインmRNA発現は患者間やステロイド投与により大きく影響されることが予想されるため、今回は、同一患者で、初発時・寛解時ともにステロイド使用のない状態で比較検討をおこなうこと等に留意した。cDNAアレイシステムにおいて2倍以上の発現変化を認めた遺伝子は50個あり、そのうちのいくつかの遺伝子についてReal-time PCRにて発現変化を確認した。その結果Th1サイトカイン、Th2サイトカインともに上昇していたが、Th2がより優位であった。このことから、サイトカインはMCNSの病態に関与し、そのTh2優位な上昇が病態に関与している可能性が示唆された。また、Th2優位なアレルギー疾患でも上昇を認めるRANTESが、MCNSの初発時に上昇していることを確認しており、今後はMCNSの病勢、血清IgE値、好酸球数、リンパ球サブセットの変化とサイトカインネットワークとの関係について検討する予定である。
強誘電性液晶を用いた光アドレス型高速空間光変調器に関する研究

光コンピュータは将来の超高速・巨大容量計算システムの一つとして最近広く関心を集めている。その基本構成要素である空間光変調器は光メモリや並列処理が可能であり、液晶ライトバルブはその代表的なものである。我々は液晶に数+μsの応答を持つ強誘電性液晶を、光感応材料に数μsの応答、高分解能、可視光域で高感度のアモルファス・シリコン(aーSi)フォトセンサを用いたライトバルブを提案、作製して来た。本年度はまず、自発分極の大きいCSー1018を用い、aーSiの膜厚制御による高耐圧化も行った結果、液晶部分のみの応答が35μsで、ライトバルブとしての応答時間は70μsの高速性を実現した。この値は液晶ライトバルブの応答時間として他に類を見ないものである。さらに配向の再現性と大面積での均一性を実現するため、PIQ配向膜を用いたラビング法の最適化を行った。これによりこれまでのシェアリング法による素子に匹敵する応答時間を維持しつつ約100mm^2での均一性を得ることが出来、アレイ化への見通しが得られた。また本素子特有の構造に着目し、新らたに透過型ライトバルブを作製した。これにより反射型では困難であったアレイ化素子での配向状態の評価が容易となっただけでなく、反射型に比べ、読み出し光の損失が70%から40%に低減出来コントラスト向上に寄与することがわかった。透過型素子についても2×2=4素子のアレイ化を行い、OR及びNOT動作、そして光双安定動作を確認した。応答時間、メモリ特性、コントラストの温度依存性及びティルト角、応答時間の電圧依存性を測定し、現在3×3=9素子のアレイの作製を行っている所である。これによって素子の空間分解能の限界評価、フォトリングラフィ技術の構築、各素子の単独、並列駆動の方法の開発といった課題に取組んでいる。近い将来にはテレビ画像を利用した動画像の演算処理が可能な空間光変調器を開発したいと考える。
自然災害リスク下における産業集積の「負の供給ショック」に関する実証研究

産業集積が地域経済に対して正の外部性をもたらすことは解明されてきたが、逆に、大震災が発生した場合において、産業集積が地域経済に対して多大な「負の供給ショック」を与えることの解明と大震災からの復興分析はあまりなされていない。本研究では、総括の徳永と5名の研究分担者と2名の研究協力者らで研究会を組織し、我が国の被災地である東北地方の現地調査をもとに、被災地域3県とそれ以外の地域の2地域間応用一般均衡(2SCGE)モデルを構築し、大震災の地域経済への影響を分析するとともに、新産業集積のシミュレーションを実施し、復興・地域再生のためには新産業集積の導入が必要であることを示した。産業集積は地域経済に対して正の外部性をもたらすことが一般的に知られているが、東日本大震災やタイの大洪水等の自然災害が発生した場合には、この産業集積が地域経済及びグローバル経済に対して多大な「負の供給ショック」を与えることになり、この研究課題の解明は極めて重要となる。そこで、本研究の前半では、まず東日本大震災の被災県や大洪水の自然災害が発生したタイにおける日系企業を事例とし、日系企業の被災・復旧状況を現地調査や地域データから把握し、次に企業立地の空間構造を新経済地理学(NEG)に基づく企業立地選択モデルの推定及び自然災害リスクを考慮した企業立地選択モデルを構築する。平成24年度は、本研究の前半部分の研究を行った。総括の徳永と研究分担者の阿久根准教授(麗澤大)及び研究協力者の沖山氏(筑波大学研究員)が中心となり研究会を組織し、現地調査の成果や被災地域の地域データベース作成状況や先行研究・モデルの推定結果について相互に意見交換を行いながら研究を進めた。まず、総括の徳永と研究協力者の沖山氏(現代文化研究所)は、日本・タイ等の自然災害の現地調査を行った。特に、大規模水害にあったタイ国における電気電子・自動車産業の日系企業の被害・復旧状況と立地動向や産業集積の現状をヒヤリングした。それらを踏まえて、阿久根と徳永で集積指数の計測とパネル・データベースの作成を行った。さらに、この知見を踏まえて、NEGモデルに基づくRedding=Venables(2004)、Lu=Tbkunaga(2009)及びTbkunaga=Jin(2011)に従い、クルーグマン教授の導出した市場ポテンシャルと供給アクセス、産業集積度、及び伝統的な立地選択変数(賃金・インフラ整備度)等を説明変数とする日系企業立地選択モデルをパネル・データにより推定した。このパネル分析には、計量ソフトSTATAを用いた。これらの研究成果は、International Regienal Science ConferenceであるPRSCO(環太平洋地域科学研究機構年次大会)やNARSC(北米地域学会)、日本地域学会や日本農業経済学会で報告を行い、好評を得た産業集積は地域経済に対して「正の外部性」をもたらすことが一般的に知られているが、逆に、東日本大震災やタイの大洪水等の自然災害が発生した場合には、サプライチェンの寸断が生じ、当該地域だけでなく全国の生産活動に影響を与え、すなわち、自然災害により産業集積がかえって地域経済及びグローバル経済に対して多大な「負の供給ショック」を与えることになることも知られている。そこで、平成25年度は、昨年度の成果を踏まえて、総括の徳永と研究分担者の氷鉋教授、國光研究員、石川教授、阿久根准教授及び研究協力者の沖山研究員(筑波大学研究員)が中心となり研究会を組織し、我が国東北地方の現地調査の結果を踏まえて、2005年の被災地域3県とその他地域の社会会計表(SAM)を作成するとともに、3地域の空間応用一般均衡(SCGE)モデルを構築し、東日本大震災による負の供給ショックのシミュレーション分析を行い、これらの分析結果について相互に意見交換を行いながら研究を進めた。さらに、総括の徳永と分担者の石川教授と阿久根准教授、研究協力者の沖山研究員で、東日本大震災からの復興および地域再生に対して、新産業集積の形成、特に、自動車および漁業・水産加工の産業クラスターの形成が寄与することをシミュレーション分析により解明した。これらの研究成果は、International Regional Science ConferenceであるPRSCO(環太平洋地域科学研究機構年次大会)や北米地域学会(NARSC)、日本地域学会、応用地域学会、日本経済学会、及び農業経済学会などで報告を行い、多大な好評を得ることができた。産業集積は、地域経済に対して正の外部性をもたらすことが一般的に知られているが、逆に、東日本大震災やタイの大洪水等の自然災害が発生した場合には、サプライチェーンの寸断が生じ、産業集積が地域経済及びグローバル経済に対して多大な「負の供給ショック」を与えることになることも知られている。そこで、平成26年度は、平成24年度と平成25年度の成果を踏まえて、総括の徳永と研究分担者の氷鉋教授、國光研究員、石川教授、各務准教授、阿久根准教授、及び研究協力者の沖山氏(麗澤大学客員研究員)らで研究会を組織し、昨年度に引き続き我が国の東北地方の現地調査を行うとともに、その結果を踏まえて構築した「被災地域3県とそれ以外の地域の2地域間応用一般均衡(2SCGE)モデル」を拡張して、新産業集積のシミュレーションを実施し、復興・地域再生のためには新産業集積の導入が必要であることを提示した。さらに、この2SCGEモデルを動学化し、新自動車産業クラスター形成による地域経済への長期的な経済効果を分析し、長期的には補助金政策より減税効果の方が大きいことを解明した。一方、昨年度に引き続き、自然災害にあったタイを含む東アジアにおける日系企業の立地選択をNEGモデルに基づく立地選択モデルで分析し、産業別に立地選択要因を解明した。2014年10月に日本地域学会で特別セッションを組み、これらの成果を発表した。

さらに、11月のアメリカのワシントンDCで開催された北米地域学会(North American Regional Science Conference)で、報告を行い、共に好評を得た。本年度は、一般的に産業集積が地域経済に対して正の外部性をもたらすといわれているが、東日本大震災等の自然災害が発生した場合には、この産業集積が地域経済及びグローバル経済に対して多大な「負の供給ショック」を与えることになるので、この重要な研究課題を昨年度に引き続き解明した。そこで、最終年度の今年度は、総括の徳永と研究分担者の氷鉋教授、國光研究員、石川教授、阿久根准教授及び研究協力者の沖山研究員らで研究会を組織し、昨年度に引き続き我が国の東北地方の現地調査を行うとともに、その成果を踏まえて構築した被災地域とその他地域の二地域間産業連関表や二地域間CGEモデルをさらに拡張し、地域資源立脚型の食品産業クラスターおよび自動車産業を中心とする新産業集クラスターの形成が持続的な地域経済発展に寄与することやクラスター形成の政策手段の効果の地祇を動学的シミュレーション分析により解明した。これらの研究成果は、International Regional Science ConferenceであるPRSCO(環太平洋地域科学研究機構年次大会)やアメリカ北部(NARSC)やアメリカ西部地域学会(WRSA)、日本地域学会や日本農業経済学会などで報告を行い、好評を得た。産業集積が地域経済に対して正の外部性をもたらすことは解明されてきたが、逆に、大震災が発生した場合において、産業集積が地域経済に対して多大な「負の供給ショック」を与えることの解明と大震災からの復興分析はあまりなされていない。本研究では、総括の徳永と5名の研究分担者と2名の研究協力者らで研究会を組織し、我が国の被災地である東北地方の現地調査をもとに、被災地域3県とそれ以外の地域の2地域間応用一般均衡(2SCGE)モデルを構築し、大震災の地域経済への影響を分析するとともに、新産業集積のシミュレーションを実施し、復興・地域再生のためには新産業集積の導入が必要であることを示した。平成26年度で計画した研究は、おおむね実施することができた。総括の徳永と研究分担者の氷鉋教授、國光研究員、石川教授、各務准教授、阿久根准教授、及び研究協力者の沖山氏(麗澤大学客員研究員)らで研究会を組織し、現地調査の成果や地域データベース、及び2地域間応用一般均衡モデルの動学化や政策評価シミュレーション結果等について相互に意見交換を行いながら研究を進めることができた。さらに、自然災害にあったタイを含む東アジアにおける日系企業の立地選択要因をNEGモデルで解明できた。2014年10月の日本地域学会でこれらの成果を発表し、11月のアメリカのワシントンDCで開催された北米地域学会(North American Regional Science Conference)で、報告を行い、共に好評を得た。平成26年6月までの上記の研究成果を徳永・沖山編著『大震災からの復興と地域再生のモデル分析』文眞堂(平成26年9月)として刊行できた。
自己相互作用に誘起されるニュートリノ振動が超新星爆発に及ぼす影響の解明

重力崩壊型超新星爆発は星が生涯の最後に起こす爆発現象であるが、そのメカニズムは未だよく解明されてはいない。現状、重力で小さく潰れた星のコアから放出されるニュートリノが、外層の衝撃波を温めることで爆発が引き起こされるというのが有力なシナリオである。ニュートリノには衝撃波の加熱効率が大きく異なる3種類が存在すると考えられており、伝播しながら別の種類に変化するのがニュートリノ振動と呼ばれる現象である。超新星コアの周囲では大量のニュートリノが存在するためにニュートリノ振動も複雑な振る舞いを見せると考えられている。本研究ではその挙動を明らかにすることによって超新星爆発への影響の解明を目指す。
臓器特異性機序に基づく薬理学的プレコンディショニング法の開発

今回の研究の目的は多臓器を標的とし、虚血再灌流障害に対する種々の薬剤の薬理学的プレコンディショニング効果と臓器特異性機序の解明および虚血再灌流障害の制御のために有用な知見を得ることである。カルシウム感受性増強薬MCI-154がイソフルラン麻酔下の全身および冠循環動態に与える影響を、薬理学的に自律神経を遮断した慢性装置埋め込み犬で検討した。イソフルラン麻酔による循環抑制の治療にはカルシウム感受性増強薬であるMCI-154が有効であることを明らかにした。Na^+/Ca^<++>交換機構阻害薬であるKB-R7943の心筋スタニングに対する心保護効果を、犬の急性装置埋め込みモデルで検討した。KB-R7943の虚血前投与は冠血流量を変化させることなく、虚血再灌流後の左室収縮力の回復を用量依存性に改善した。心筋虚血再灌流障害に対するホスホジエステラーゼIII阻害薬であるミルリノンの保護効果をブタの急性装置埋め込みモデルで検討した。臨床使用量のミルリノンの虚血前及び再灌流直後の静脈内投与は、虚血再灌流後の左室収縮力の回復を改善させた。静脈麻酔薬であるプロポフォールが急性心筋虚血における左室収縮および酸素需給バランスに与える影響を、犬の冠動脈の微小塞栓モデルを用いて検討した。プロポフォールは急性虚血心筋における収縮力を用量依存性に低下させるものの、この変化に心筋酸素需給バランス障害は影響していないことを明らかにした。α_2アドレナリン受容体刺激薬であるデクスメデトミジンが低酸素-再酸素化による左室機能障害に与える影響をラット摘出灌流心モデルで検討した。デクスメデトミジンは、再酸素化後の左室収縮力の低下と左室拡張末期圧の上昇を有意に抑制した。ラット心筋梗塞モデルを用いて、ホスホジエステラーゼIII阻害薬であるオルプリノンのプレコンディショニング効果とその機序について検討した。オルプリノンの虚血前投与は心筋梗塞サイズを縮小させ、その効果は再灌流初期のPI3K-Aktの活性化とmPTPの抑制が関与することを明らかにした。吸入麻酔薬イソフルランの腎臓に対する薬理学的プレコンディショニング作用を、ラットの腎虚血再灌流モデルで検討した。イソフルレン虚血前投与により、再灌流後24時間、48時間の血中尿素窒素とクレアチニンの上昇を有意に抑制し、その作用はJNKおよびERK活性の抑制により発揮されることを明らかにした。1.心収縮および全身・冠血行動態に与えるカルシウム感受性増強薬MCI-154の影響と、吸入麻酔薬であるイソフルランの併用による循環作用を、薬理学的に自律神経を遮断した慢性装置埋め込み犬で検討した。MCI-154はイソフルラン麻酔により減少した心拍出量およびpreload recruitablestroke workを回復させた。MCI-154はイソフルラン麻酔において、心筋酸素消費量を増加させることなく心収縮力を増強させることが明らかとなった。