hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
条件不利地域におけるデジタル・デバイド対策と地域再生システムの開発研究

本研究の目的は、デジタル・デバイド問題が深刻化している条件不利地域を対象にして、情報社会における地域開発の在り方を明らかにすることである。情報社会における教育と地域経済格差の実態分析(外国の先進事例調査も含めて)などを通して、情報通信技術(ICT)の外部効果の有効性を明らかにした。これらの分析結果を基にして、条件不利地域を対象にして、ICTを有効活用した地域再生システムの可能性を明らかにした。本研究課題の目的は,デジタル・デバイド問題が深刻化している条件不利地域における地域情報化の在り方を分析し,地域再生システムの可能性を見出すことである.特に,実態調査を重視した研究である.本研究の目的は、デジタル・デバイド問題が深刻化している条件不利地域を対象にして、情報社会における地域開発の在り方を明らかにすることである。本研究の本年度の主な計画は,戦後の経済成長と地域開発の過程で深刻化してきた条件不利地域の地域格差と情報格差(デジタル・デバイド)の現状と課題を明らかにすることである.本年度は研究計画通りに文献収集と実態調査に重点を置いて進めた.第1は,条件不利地域の開発問題と環境問題および地域資源(観光資源も含めて)に関する文献の収集と分析を行った.特に,地域資源が国際的に評価されているイギリスに関する書籍を中心に収集して分析した.第2は,条件不利地域の実態調査を実施した.特に,市場経済条件が厳しい北海道,沖縄,山陰地方を調査で訪れ,統計データでは得られない過疎化の現状を観察することができ,有益な知見を得ることができた.第3は,条件不利地域に存在する地域資源の価値を見つけ出す工夫として,デジタルカメラで地域資源を撮影し,その風景などを多くの人々に見せることにより,潜在的な過疎地の地域資源の魅力が見出されるのではないかと考え,視覚的に捉えながら分析に取り組んできた.その結果,過疎地域の地域資源の中に,現代のIT社会でストレスを感じている多くの人々にとって癒し効果が大きいことが分かってきた.いわゆるITで近代化した現代社会の人々と,過疎地の地域資源との間を結ぶシステムの重要性に気付いてきた.以上の初年度の調査および分析の結果,デジタル・デバイドが深刻化している条件不利地域であるが,その多くの地域では国立公園などの風光明媚な地域資源が存在しており,この地域資源に着目して地域再生に結びつくシステム構築の可能性が実感できた.本年度の成果は次年度の基礎研究として有益であった.なお,本研究の一部は,すでに熊本大学教育学部紀要に掲載して公表している.本年度の研究目的は、第1に、文献調査と最新資料の収集であった。文献調査で特に重視したのは環境経済学の文献を入手して、過疎化で衰退してきた自然環境と経済学との関係について、経済理論的に整理した。さらに、市場メカニズムの有効性についても検討した。いわゆる市場メカニズムと制度との関係について検討した。過疎地の自然環境は人為的な作用を受けた半自然環境であり、地域再生には独自の経済理論の構築が必要であるような感じを持っている。第2は、条件不利地域における情報化対策による地域再生の方法について調査した。日本と食料貿易で密接な関係にあるオーストラリアでは、広大な国土の中で情報通信技術を活かした情報センターが稼動しており、その実態調査をもとにして、日本で適用可能か否かの検討を行った。特に、条件不利地域での情報センターの役割は、自然環境共生型の情報センター(テレワークセンター)であり、日本の農村の環境と知識産業の創造に有効であると考えている。第3は、過疎地域の地域資源を調査することにより、環境省が指定している絶滅危惧植物が自生している地域があり、この地域資源をもとにして地域再生の方法が考えられる。具体的には、過疎地には希少植物が自生しており、これを写真や影像にとって地域から情報発信することにより、都市住民の賛同を得て、草原再生活動が動き始めている。これは重要な地域再生の方向であると考えている。第4は、これまでの調査研究成果を公表することであったので、論文を大学紀要に掲載した。条件不利地域は食料生産に依存している地域が多いので、人間の欲求と消費経済システムの基本問題という観点から、地域再生の方法について分析し、考察した。本年度の研究目的は,主に次の2つであった.第1は,これまでに地方自治体で取り組まれてきた地域情報化に関する資料の収集である.特に情報政策の基幹である総務省の協力により,地域情報化政策の実態把握に関する多くの資料を収集することができた.また地方自治体では,過疎化が進む熊本県阿蘇市の草原放棄地対策と地域情報化との関係,長野県飯田市役所等においては,地域振興のための交流人口の実態データを参照し,過疎化と地域情報化施策との関係について調べた.さらに山間地域の過疎地である熊本県水上村においては,地場産業と地域情報化の可能性に関する資料を収集した.収集した資料は研究目的にそった貴重な資料であったが,統計データを詳細に検討すると,一部には数値的に疑問に思われるところもあった.この点については,今後の資料の検討が必要であると考えている.第2は,地域情報化が遅れている過疎地域の実態調査を実施することであった.調査した青森県弘前市はりんごの有名産地であるが,自然災害のヒョウの被害を多大に受けており,地域経済に大きな打撃を与えていた.

スーパーマーケットでのリンゴの販売実態を調査したときにも,傷の入ったリンゴが多く店頭にあり,農家のみでなく,小売店も経済的被害を受けている実態を調査した.自然災害については事前に予測できる情報システムが必要であり,地域情報化の必要性を実感した.また弘前市近辺の町村も過疎化が激しく,地域情報化施策との関係の重要性を再認識できた.これは熊本県阿蘇市の草原の再生システム構築の参考になった.これらの研究成果は次年度に活かしていきたい.本年度(最終年度)の研究目的と主な計画は、第1にデジタル・デバイドに関する総括的な資料収集と国の地域情報化政策に関する資料の収集および地域再生に関する文献調査であった。第2は,地域情報化の観点から過疎地の実態調査の実施と先進国の事例をはじめとする地域再生に向けてのシステムの開発研究であった。第1の目的に関しては,国の情報政策および地域情報化の促進を担当している総務省の資料収集を行なった。また地域情報化に基づく地域再生方法に関しては,ICTを活用した社会的企業(イギリスやオーストラリアなどで実践されている)についての文献を収集して,デジタル・デバイドに対する資料およぶ文献研究を実施した。第2の目的に関しては、条件不利地域でありながら地域再生に取り組んでいる旭川地域について調査した。また、条件不利地域で主要産業である農業を国の振興策に活かして成功しているオーストラリアの農産物流通システムの実態調査を実施して、地域再生システムのモデルとして調査分析した。これらの結果,条件不利地域のデジタル・デバイド問題を解決するためには,地域情報化のインフラ整備中心の政策のみでは不十分であり,地域特産物などの流通システムと合わせて考えることの重要性を明らかにすることができた。日本の現実は、まだ光回線などのインフラ整備を中心にした地域情報化政策であるが、これでは不十分である。農林水産業などの地場産業とアイデア豊かに結び付ける地域情報化政策が必要であると結論づけた。しかし、現実の地域情報化政策を調べると、まだインフラ整備中心で進められており、インフラ整備後の維持経費の負担のみが増えて、さらに問題が深刻化してくるのではないかと懸念される。
<Pseudomonas>___ーアミラ-ゼ遺伝子の発現調節機構

<amyP>___ーは2kbの単一シストロンとして転写され,転写開始点は翻訳開始コドンの上流606pに存在した。その上流には<Pseudomonas>___ーで見い出されているプロモ-タ-領域共通配列が見い出された。<amyP>___ーをE__ー.<coli>___ーに導入した場合,転写量は少なくしかも転写開始点がP__ー.<stutzeri>___ーにおける開始点の49bp下流にあることがわかった。またマルトテトラオ-ス生成アミラ-ゼの合成はマルト-スにより転写レベルで誘導され,グルコ-スにより転写後に抑制されることが明らかとなった。P__ー.<amyloderamosa>___ーSBー15を変異原処理することにより得た株MIー414はイソアミラ-ゼ生産量が10倍上昇していた。この高生産変異の要因を検討したところ,イソアミラ-ゼ遺伝子(iam)の増幅はなく両株の<iam>___ーmRNAの転写開始点は同じであった。これがプロモ-タ-変異によるものと推定し,MIー414の<iam>___ープロモ-タ-領域をクロ-ン化し,DNA塩基配列を決定したところ,その配列はSBー15のものと全く同一であった。そこでリファンピシンを用いて両株の<iam>___ーmRNA半減期をSIマッピングで解析したところ,半減期はSBー15で3分,MIー414で19分であった。以上の結果より<iam>___ーmRNAの安定化が高生産変異の要因の一つであることが示唆された。本年度はPseudomonas sfutzeriのアルトテトラオ-ス生成アミラ-ゼ遺伝子(amyP)についてノ-ザンブロット方により転写単位を、Slマッピングにより転写開始点を決定した。またグルコ-ス、マルト-スによる遺伝子の発現調節について検討を行った。amyP(1641bp)は2kbのひとつのシストロンよりなるmRNAとして転写され、また転写開始点は翻訳開始コドンの上流60bpに存在することがわかった。転写開始点上流にはPseudomonasご見出されているプロモ-タ領域共通配列およびnaltose boxに類似した配列が存在した。転写終結点付近にはE.coliに見られるboxA様の配列が見い出された。anyPをE.caliに導入した場合、発現は見られたがP.stutzeriの場合と比べその転写量は少ないうえ、転写開始点はP.stutzeriにおける開始点の49bp下流にあることがわかった。P.stutzeriのマルトテトラオ-ス生成酵素の合成は培地にマルト-スを加えると誘導されたが、グルコ-スの添加により抑制された。マルト-スによる合成の誘導は転写レベルでの誘導であることがわかったが、グルコ-スによっては転写は抑制されず転写後に抑制された。P.amylodiraimosaのイソアミラ-ゼの場合はマルト-スにより誘導されるがグルコ-スによっては抑制を受けず、この点amyPと異っており、しかもamyPは転写後に調節を受けるということで非常に興味ある知見が得られた。現在、転写に必要な因子(KNAボリメラ-ゼあるいはリプレッサ-)の精製を行っており、in vitroにおける転写調節についての研究を進めている。PstutzeriのRNAポリメラ-ゼの精製を行い,in vitroにおいてマルトテトラオ-ス生成アミラ-ゼ遺伝子(amyP)とイソアミラ-ゼ遺伝子(iam)の転写を試みると共に転写に必要なタンパク因子をさぐり,なぜこれらの遺伝子が大腸菌の中で発現しにくいかということを検討した。

Pamyloderamosa SBー15を変異原処理することにより得た株MIー414はイソアミラ-ゼ生産量が10倍上昇していた。この高生産変異の要因について(1)iamの増幅,(2)iamプロモ-タ-の変異(3)iamーmRNAの安定化の三つの点から解析を行った。その結果(1)サザ-ンブロットのハイブリダイゼ-ションにより両株のiamを解析したところ遺伝子の増幅は起こっていなかった。(2)SIマッピングにより両iamーmRNAの伝写開始点は同じであることが分かった。これがプロモ-タ-変異によるものと推定し、MIー414のiamプロモ-タ-領域をクロ-ン化し,DNA塩基配列を決定したところ,その配列はSBー15のものと全く同一であった。(3)リファンピシンを用いて両株のiamーmRNA半減期をSIマッピングで解析したところ,半減期はSBー15で3分,MIー414で19分であった。以上の結果よりiamーmRNAの安定化が高生産変異の要因の一つであることが示唆された。
劇症肝不全に対する補助的肝移植-グラフト肝機能保護と自己肝再生

劇症肝不全に対する補助的同所性部分肝移植術は、肝不全の急性期を移植肝で補助しかつ自己肝再生の可能性を温存する術式であり、自己肝の機能が回復した場合には移植肝から離脱でき免疫抑制剤の継続使用を断ち切ることが可能となる優れた治療法として注目されている。しかし、これまでの報告では移植後の生存率は良好といえず、また自己肝の再生が必ずしも得られないことが少なくない。その一因として、病的自己肝が移植肝機能に悪影響を与える"toxic liver syndrome"が考えられ、TNF-αなどの炎症性サイトカインの関与が示唆されている。そこで強力なTNF-α抑制薬であるONO-SM-362がAPOLT術後に与える影響についてブタ肝移植実験を用いて検討した。体重1520kgのブタにα-amanitin(0.1mg/kg)とLipopolysaccharide(1μg/kg)を門脈内投与し劇症肝不全を誘導し、24時間後に健常ブタから採取した部分肝グラフトを用いてAPOLTを施行した。I群は対照群とし、II群にはAPOLT直前にONO-SM-362(0.3mg/kg)を自己肝へ門脈経由で1回だけ投与した(各群n=5)。その結果、I群ではAPOLTを施行したが劇症肝不全からの回復は不十分で5日以内に全例死亡した。一方II群では、肝機能は速やかに回復し全例2週間以上生存し、自己肝の再生も組織学的に確認された。この結果より、I群では移植したグラフト肝の機能が十分ではなく救命することはできなかったが、その原因として"toxic liver syndrome"が疑われた。一方TNF-α抑制薬であるONO-SM-362の投与により、劇症肝不全に対するAPOLT術後の生存率は改善された。今後、TNF-αの変動の解析などからその保護効果の機序について検討する必要がある。劇症肝不全に対する同所性補助的部分肝移植(APOLT)には、病的自己肝から放出されるサイトカインが術後の生存率低下の原因となる"toxic liver Syndrome"という問題がある。サイトカインの中でも特にTNF-αの関与が指摘されている。そこで強力なTNF-α抑制薬であるONO-SM-362がAPOLT術後に与える影響について検討する目的で、ブタ肝移植実験を行った。【方法】まずこれまで報告したブタ劇症肝不全モデルとして体重1520kgのブタにα-amanitin (0.1mg/kg)とLipopolysaccharide (1μg/kg)を門脈内投与した。肝炎誘導の24時間後に、健常ブタから採取した部分肝グラフトを用いてAPOLTを施行した。1群は対照群とし、II群にはAPOLT直前にONO-SM-362(0.3mg/kg)を自己肝へ門脈経由で1回だけ投与した(各群n=5)。【結果】いずれのブタもAPOLT直前には、ASTの著明な上昇、総ビリルビンの高値、プロトロンビン時間の延長など、劇症肝不全の徴候を示していた。I群では、APOLTを施行したが肝機能の回復は不十分で5日以内に全例死亡した。【考察】I群では移植したグラフト肝の機能が十分ではなく救命することはできなかったが、その原因として"toxic liver syndrome"が疑われる。一方TNF-α抑制薬であるONO-SM362の投与により、劇症肝不全に対するAPOLT術後の生存率は改善された。

今後、TNF-αの変動の解析などからその保護効果の機序について検討する必要がある。劇症肝不全に対する補助的同所性部分肝移植術は、肝不全の急性期を移植肝で補助しかつ自己肝再生の可能性を温存する術式であり、自己肝の機能が回復した場合には移植肝から離脱でき免疫抑制剤の継続使用を断ち切ることが可能となる優れた治療法として注目されている。しかし、これまでの報告では移植後の生存率は良好といえず、また自己肝の再生が必ずしも得られないことが少なくない。その一因として、病的自己肝が移植肝機能に悪影響を与える"toxic liver syndrome"が考えられ、TNF-αなどの炎症性サイトカインの関与が示唆されている。そこで強力なTNF-α抑制薬であるONO-SM-362がAPOLT術後に与える影響についてブタ肝移植実験を用いて検討した。体重1520kgのブタにα-amanitin(0.1mg/kg)とLipopolysaccharide(1μg/kg)を門脈内投与し劇症肝不全を誘導し、24時間後に健常ブタから採取した部分肝グラフトを用いてAPOLTを施行した。I群は対照群とし、II群にはAPOLT直前にONO-SM-362(0.3mg/kg)を自己肝へ門脈経由で1回だけ投与した(各群n=5)。その結果、I群ではAPOLTを施行したが劇症肝不全からの回復は不十分で5日以内に全例死亡した。一方II群では、肝機能は速やかに回復し全例2週間以上生存し、自己肝の再生も組織学的に確認された。この結果より、I群では移植したグラフト肝の機能が十分ではなく救命することはできなかったが、その原因として"toxic liver syndrome"が疑われた。一方TNF-α抑制薬であるONO-SM-362の投与により、劇症肝不全に対するAPOLT術後の生存率は改善された。
漿膜に発生した石灰化線維性偽腫瘍と悪性中皮腫の鑑別の検討

原発性胸膜腫瘍の石灰化線維性腫瘍の検索を試みたが、細胞数が少なく検索が困難であったため、胸膜、肺および縦隔の稀な腫瘍性病変にて、次世代シークエンサーにより検索を行った。胸膜では、石灰化線維性腫瘍1例、孤在性線維性腫瘍6例、アデノマトイド腫瘍1例、肺では、胎児型腺癌3例、腸型腺癌5例、glomus tumor 1例、縦隔では、anaplasiaを伴う胸腺腫2例が検討可能であった。アデノマトイド腫瘍ではTAF1の遺伝子異常を認めた。anaplasiaを伴う胸腺腫では、p53の遺伝子異常を認め、免疫染色では1例のみでp53の強発現を認めた。肺の腸型腺癌では、p53, EGFRの遺伝子異常を認め、1例では、未治療であるが、EGFRの治療耐性に関わる遺伝子異常を伴っていた。胎児型腺癌の1例では、BRAFの遺伝子異常を認めた。胎児型腺癌の他の1例では、USP9X, FANCD2, PTEN, SYNE1などの多数の遺伝子異常を認めた。肺原発のGlomus tumorにおいても、転座ではないが、NOTCH1の遺伝子異常を伴っていた。肺の腸型腺癌では、通常型の肺腺癌と同様の遺伝子異常を伴うと考えられるが、時に未治療に関わらずEGFRの治療耐性に関わる遺伝子異常を認めると思われる。胎児型腺癌では多くの遺伝子異常が蓄積されている可能性が考えられた。anaplasiaを伴う胸腺腫では腫瘍の一部にp53遺伝子異常が生じた可能性が示唆された。胸膜腫瘍では、石灰化線維性腫瘍では次世代シークエンサーの検索が困難であるため、新たな症例を追加し、論文作成を行う予定である。肺の胎児型腺癌と腸型腺癌に関して論文作成を行っている。glomus tumorに関しては症例報告の作成中である。anaplasiaを伴う胸腺腫に関しては、通常型の胸腺腫と比較を行い論文作成を行う予定である。きわめて稀な腫瘍のため、十分な症例の確保が重要に思われる。症例の確保のため、他施設との検討に時間が必要であり、進行が遅れている。そのため、他の方法を試みることにした。p16 FISHに関しては、p16 FISHと同様の検討が、methylthioadenosine phosphorylase (MTAP)の免疫染色で可能と報告されているため、MTAPの抗体にて、コントロール症例を検討し、CFTなどの線維化が強い症例にても検索可能と判断可能であった。calcifying fibroustumorの免疫染色およびFISHにての解析を試みたが、線維化の強い腫瘍であるため、十分な検索が困難であった。p16の欠失などをFISHで検討する。Adenomatoid tumorなどの一部の腫瘍では、次世代シークエンサーを使用して網羅的な検討も行う。Calcifying fibrous tumorに関しては、WT-1およびD2-40が一部の症例で陽性となることが示されたので、mesothelin, CK5/6などの他の中皮マーカーの検討を加える。今回の検討において、中皮マーカーの免疫染色が重要と思われる。そのため、Calcifying fibrous tumorにおいて、カルレチニン、WT-1, D2-40, AE1/AE3の免疫染色を行ったが、線維化のため、時間を使用した。今回の検討では、症例の確保も重要であり、他施設との検討で時間を使用した。FISHの検討に入るため、FISHの試薬に使用する予定である。
酵母ゴルジ体の機能制御のための分子機構解析

ゴルジ体は複数領域から成り、タンパク質は各領域で異なる修飾やプロセシングを受ける。従って、各領域の組成と成立ちは、ゴルジ体の働きを理解するのに極めて重要である。初期領域のSed5タンパク質は輸送小胞がゴルジ体に融合するのに重要だが、N末端にSly1タンパク質が結合することを明らかにした。次いで、この結合で、ゴルジ体のSed5と輸送小胞のBet1間の複合体形成が促進されることを発見した。更に、温度感受性sec18変異とsly1変異間に合成致死性を発見し、sly1変異株でSed5-Bet1複合体が安定なことから、Sly1タンパク質が複合体の形成と解離をともに促進することを発見した。膜蛋白質GDP-mannoseトランスポーターVig4は、C末端親水領域が初期領域局在に大きく関与していることを発見した。本領域を含むGST融合タンパク質がコートマー成分δ-COPと結合したので、配列をさまざまに変化させて検討し、多数存在するリジン残基の位置と数が重要なことを発見した。δ-COPとの結合が低下した配列をVig4に移すと、結合力低下に応じ液胞に誤輸送されるものが増えた。輸送の各種温度感受性変異株を用いて、Vig4が小胞体-ゴルジ体間をダイナミックに移動していることを確認した。ゴルジ体由来の小胞をSed5並びにTlg2タンパク質の免疫沈降で分離し、初期並びに後期領域を構成する膜タンパク質を調べた。前者から40、後者から37のタンパク質を同定できた。糖転移酵素、小胞のコートタンパク質、ソーティングに関わるものは、それぞれの領域に特異的だが、低分子量Gタンパク質は、両画分にあって特異的でなかった。初期領域特異的なSvp26、後期領域に特異的なTvp38、Tvp23、Tvp18、Tvp15、両領域にみられるGvp36を新発見した。Tvpタンパク質は真核生物に広く保存され、相互作用がある。酵母のゴルジ体に局在している、ポリトピック型膜蛋白質と細胞質に大部分が露出したII型膜蛋白質について、詳細な解析を行って学術的に興味深い新知見を得た。ポリトピック型膜蛋白質のGDP-mannoseトランスポーターVig4については、C末端に存在する親水性領域を欠失することにより、ゴルジ体への局在性が不完全になり、一部が輸送経路の下流にある液胞まで運ばれてしまうことを見出した。この親水性領域が、ゴルジ体early領域への局在に大きく関与していると予想される。そこで、late領域からearly領域へ蛋白質を逆行輸送するためのコート蛋白質であるコートマーの成分COPδとVig4との相互作用を免疫沈降で調べたところ、野生型Vig4では結合が起こるのに対して、C末端欠失体では結合が認められなかった。また、順行輸送の温度感受性変異株を用いて、野生型Vig4が小胞体-ゴルジ体間をダイナミックに移動していることを示唆する結果も得た。t-SNAREとして機能するII型膜蛋白質Sed5については、この蛋白質が局在する小胞を生化学的に詳細に調べるために、免疫吸着法を開発して酵母細胞破砕液から単離した。得られた小胞を界面活性剤で可溶化し、溶け出してくる蛋白質の分離同定を行った。N末端のアミノ酸配列の結果から既知の蛋白質については、いずれも小胞体とゴルジ体early領域への局在が証明され或いは予想されていたものであった。

本研究で得られた小胞の構成蛋白質の中に、これまで機能や局在が明らかになっていなかったopenreading frameであるYm1067c蛋白質を発見した。これについて詳細な検討を行った結果、Ym1067cは二つの膜貫通領域をもち、実際にアルカリ不溶性・界面活性剤可溶性であり、相同性のある膜蛋白質Ya1042wとヘテロオリゴマーを形成しており、その局在部位は定常的には小胞体膜上であった。酵母細胞を用いて、ポリトピックな膜タンパク質のゴルジ体early領域局在に必要な配列の解析と、ゴルジ体諸領域を分取しそのタンパク質構成を二次元電気泳動およびTriton X-114分画後の膜タンパク質の解析から行って、学術的に興味深い新知見を得た。ポリトピック型膜蛋白質のGDP-mannoseトランスポーターVig4については、C末端に存在する親水性領域がゴルジ体early領域への局在に大きく関与しているという前年度の成果に基づき、詳細な検討を進めた。本領域を含むGST融合タンパク質がコートマー成分δ-COPと結合したので、そのアミノ酸配列をさまざまに変化させたものについても検討し、多数存在するリジン残基の位置と数が結合に強く関係することを示した。δ-COPとの結合が低下した配列をVig4に移すと、結合力の低下に応じて細胞内でゴルジ体から液胞に誤って輸送されるものが増えた。輸送の各種温度感受性変異株を用いて、野生型Vig4が小胞体-ゴルジ体間をダイナミックに移動していることを確認した。ゴルジ体のearly領域とlate領域にそれぞれ局在する膜タンパク質であるSed5とTlg2にmycエピトープを付けたものをもつ菌株を造成し、その細胞破砕液から、これらのタンパク質を表面に提示している膜小胞を、モノクローン抗体で吸着回収した。こうして回収されるタンパク質は二次元電気泳動によって200余のスポットに分けることが出来た。各スポットのタンパク質を、トリプシン分解とMALDI-TOF-MSによるペプチドマッピングで同定した。既知のゴルジ体マーカータンパク質とともに、シャペロンを初めとする多種類の可溶性タンパク質が再現性をもって回収され、オルガネラとこれらの細胞質タンパク質の相互作用に興味が持たれた。膜タンパク質に絞った解析からは、新規なゴルジ体局在性膜タンパク質が発見された。ゴルジ体は、複数の領域から成り、輸送されるタンパク質は各領域で異なる修飾やプロセシングを受ける。従って、各領域の組成と成立ちは、ゴルジ体の働きを理解するのにきわめて重要である。出芽酵母ゴルジ体の初期領域にあるSed5タンパク質は、小胞体で作られた輸送小胞がゴルジ体に融合してタンパク質を受け渡すのに関わる重要な膜タンパク質であり、そのN末端にSly1タンパク質が結合することを先に明らかにした。この結合の意味はこれまで不明であったが、in vitroの膜融合系によって調べたところ、Sly1タンパク質が結合することによって、ゴルジ体上のSed5タンパク質と輸送小胞上のBet1タンパク質との間の複合体形成が促進されることを見出した。これは、SM(Sec1-Mun18)ファミリータンパク質の機能的役割を明らかにした初めての研究成果である。更に、温度感受性のsec18変異とsly1変異との間に合成致死性を発見し、sly1変異株におけるSed5-Bet1複合体の安定性等が認められることから、Sly1タンパク質の機能として、上記複合体の形成とともにその解離をも促進している可能性を示した。
シナプスから核へのシグナル伝達

シナプスを介した神経回路の改変ならびに維持が長期記憶の形成・保持に必要であると考えられている。その分子生物学的基盤として新規のタンパク質合成によるシナプスの形態変化とそれに伴う伝達効率の変化が考えられている。これまで神経細胞では全てのmRNAと蛋白質合成は細胞体に限局すると考えられてきた。しかしながら,1980年代の終わりごろから特定のタンパク質をコードするmRNAは樹状突起および軸索に輸送されて局在し,細胞体外でもタンパク質が合成されている可能性が示されるようになった。このようなmRNAの中に、CREB(cyclic AMP response element binding protein)やNFkB(nuclear factor kB)をはじめとするいくつかの転写因子のmRNAが樹状突起に同定され、局所においてそれらのタンパク質が合成されることが明らかになってきた。平成19年度は,主としてNF_KBを題材とし,樹状突起や軸索に存在するNF_KBの調節と核移行のメカニズムならびにその生理学的意義を検討した。FRAP法によりNFkBの突起から細胞体、核への移行を解析した。KCl投与群では定常状態に比べて蛍光の回復がはやく,細胞体部分の蛍光を退色させた場合,KCl投与90分後に約50%の蛍光の回復が観察され,活動依存性の神経突起から核への輸送の存在が認められた。また,核移行シグナル(Nuclear localization signal;NLS)変異体はwild typeに比べて蛍光の回復が有意に遅れ,突起から核への輸送にNLSが重要な構造であることが示された。次に、NLSが刺激依存性の核移行に重要なことが明らかになったため,NLSを認識する細胞質-核輸送因子であるインポーチンがNF_κBの核移行に関与しているか否かを調べた。その結果,KCl刺激によりインポーチンαならびにβが樹状突起から核へ移行することを確認した。また,インポーチンβsiRNAを発現させた神経細胞において,NF_κBの細胞体への集積が阻害される傾向が見られた。現在,転写因子核移行の生理的役割を解明するために,インポーチンのドミナント-ネガテイブ変異体あるいはsiRNAを発現したニューロンで,BDNFのシナプス数や樹状突起棘に対する影響などを検討中である。本研究では、CREBならびにNFkBを題材とし、樹状突起に存在する転写因子の調節と核移行のメカニズムならびにその生理学的意義を明らかにしていく。初年度の平成18年度は以下の課題に取組んだ【課題1】樹状突起に存在する転写因子の神経活動に伴う細胞内局在の解析CREB、NFκB(p65ならびにp50)に対する抗体を用い、これらの転写因子が樹状突起に存在するかを初代海馬培養神経細胞を用いて調べた。CREBは定常状態では主として神経突起と細胞体の両方に存在したが、TTXで神経刺激を遮断すると神経突起分布が優位となった。KC1、グルタミン酸の刺激により、CREB、NFkBともに核内の分布が優位に認められた。[2]GFP融合蛋白転写因子を用いた検討CREBならびにiNFκB(p65ならびにp50)とGFPとの融合蛋白をまずCOS-1細胞あるいは初代神経培養細胞にリポフェクション法で発現させ、[1]と同様な刺激を加えることにより核移行するか否かをリアルタイムイメージングにより調べた。YFP-CREBはTTX非存在下では主として核内に存在したが、TTX処理により突起にも分布が認められ、KC1やグルタミン酸投与によって1530分で核内へ移行した。一方、NFkBの分布様式はTTXの有無によらなかったが、グルタミン酸処理により核移行が認められた。[3]転写因子の変異体を用いた検討CREBならびにNFκBのいかなる構造が核移行に必要かを検討するために、CREBならびにNFκBの核移行シグナル(Nuclear localization signal; NLS)に変異を導入し、夫々のGFP融合蛋白を分散培養神経細胞に発現させた。CREBの分布はTTX非存在下においても、細胞体のみならず突起にも広範な分布が認められるようになった。NFκBは元々突起にも有意な分布が認められたが、NLSの変異体では細胞体より突起の分布が優位となった。[4]転写因子核移行の分子機構の解析[3]の実験よりNLSが刺激依存性の核移行に重要なことが明らかになったため、NLSを認識する細胞質一核輸送因子であるインポーチンが転写因子の核移行に関与しているかを調べた。インポーチンのGFPとの融合資白を分散培養神経細胞に発現させ、神経刺激によってインポーチン自体がいかなる調節を受けているかを確認した。KC1刺激によりインポーチンαが樹状突起から核へ移行した。

平成19年度は,主としてNF_KBを題材とし,樹状突起や軸索に存在するNF_KBの調節と核移行のメカニズムならびにその生理学的意義を検討した。FRAP法によりNFkBの突起から細胞体、核への移行を解析した。KCl投与群では定常状態に比べて蛍光の回復がはやく,細胞体部分の蛍光を退色させた場合,KCl投与90分後に約50%の蛍光の回復が観察され,活動依存性の神経突起から核への輸送の存在が認められた。また,核移行シグナル(Nuclear localization signal;NLS)変異体はwild typeに比べて蛍光の回復が有意に遅れ,突起から核への輸送にNLSが重要な構造であることが示された。次に、NLSが刺激依存性の核移行に重要なことが明らかになったため,NLSを認識する細胞質-核輸送因子であるインポーチンがNF_κBの核移行に関与しているか否かを調べた。その結果,KCl刺激によりインポーチンαならびにβが樹状突起から核へ移行することを確認した。また,インポーチンβsiRNAを発現させた神経細胞において,NF_κBの細胞体への集積が阻害される傾向が見られた。現在,転写因子核移行の生理的役割を解明するために,インポーチンのドミナント-ネガテイブ変異体あるいはsiRNAを発現したニューロンで,BDNFのシナプス数や樹状突起棘に対する影響などを検討中である。
Wickカリキュラスとその偏微分方程式論への応用

双曲型作用素に対するCauchy問題のC^∞適切性について考察した。昨年度に引き続き、主要部が正準変換によってファイバー方向の変数のみに依存するシンボルに変換されるような双曲型作用素(概定数係数の主部をもつ双曲型作用素と呼ばれる)に対するCauchy問題を研究し、C^∞適切のための必要十分条件を得た。また、2階の双曲型作用素で係数が時間変数にのみ依存する場合に、例えば係数が解析であるとき、Cauchy問題がC^∞適切であるための十分条件を得た。さらにこの条件が空間次元が2であるか、または係数が(半)代数函数である場合には必要条件にもなっていることを示した。必要条件については低階項が空間変数に依存する場合も込めて、条件をPuiseux級数(Newton Polygon)を用いて記述し、例えば空間次元が2の場合に、この必要条件から十分条件が導けることを示した。これらの研究では、時間函数がHolder連続である場合を考える必要がある(Lipschitz連続の場合には、十分条件に関しては既に結果を得ている)。その際、Wickカリキュラスの適用の可能性も含めて研究をおこなってきた。しかしながら、現時点では、双曲型作用素のエネルギー不等式の導出にWickカリキュラスの有用性を検証することはできなかった。シンボルが滑らかでない作用素に対するエネルギー評価の研究において、Wickカリキュラスの重要性を実証していくことを、今後の課題の一つとしたいと考えている。1階双曲型方程式系のCauchy問題(初期値問題)のC^∞及びSchwartz超函数の空間における適切性(解が一意に存在すること)について考察した。特に主要部の定義する特性多項式が定数係数多項式であり、方程式系がいわゆる極大ランク条件を満たすときに、Cauchy問題がC^∞適切であるための必要十分条件を得た。超局所的に方程式系を単独の擬微分作用素の方程式に帰着して、得られた条件が必要条件であること及び十分条件であることを証明した。その際、必要条件の証明においては、Tarski-Seidenbergの定理と以前の私の単独方程式に対する結果をフルに用いた。またIvrii-Petkov及びIvriiの方法を少し改良した。十分条件の証明には、梶谷-若林において与えられたC^∞適切性の十分条件のための一般論を改良して適用した。さらに極大ランク条件はかなり強い条件であるので、主部が定数係数である場合に極大ランク条件なしに、C^∞適切であるための十分条件について考察した。解を逐次近似によって構成することにより、C^∞適切性のための一つの十分条件を与えた。Fourier乗法作用素に対して、不確定性原理に基づいて、一般化されたPoincareの不等式を導いて、そのSchwartz超函数の空間での局所可解性のための十分条件及び必要条件を得た。(anti-)Wick作用素に対してこの結果を拡張することを考え、(anti-)Wick作用素に関連した窓Fourier変換の値域の特徴付けとその上での乗法作用素の表現について研究した。残念ながら、時間的な制約もあり、これについては不十分な結果に終わってしまった。来年度以降の発展につなげたいと思う。特に、主要部が正準変換によってファイバー方向の変数のみに依存するシンボルに変換されるような双曲型作用素(概定数係数の主部をもつ双曲型作用素と呼ばれる)に対するCauchy問題を考察して、C^∞適切性のための必要十分条件得た。概定数係数の主部をもつ双曲型作用素のクラスは、重複度一定な特性根をもつ作用素やこれを一般にした包合的な特性根をもつ双曲型作用素、また主要部が定係数である作用素等を含み、双曲型作用素の1つの基本的なサブクラスになっている。必要条件の導出のために、正準変換を用いて標準形に直してそこで考察して、元に戻して漸近解を構成した。この考え方は今後の研究において有用となるように思われる。さらに、2階の双曲型作用素で主要部が時間変数にのみ依存する場合に、これまでに得られている結果を整理し、それらを統合する形で研究を発展させた。時間関数がリプシッツ連続でない場合の解析が必要で、今年度は十分な結果を得ることが出来なかった。次年度はこのことについてさらに研究を続けるつもりでいる。その際、Wickカリキュラスの適用の可能性も含めて研究したい。局所可解性の研究においては、Dencker氏やLerner氏の研究によって(anti-)Wick作用素は市民権を得たように見受けられるが、それ以外への応用はほとんどなく、双曲型作用素のエネルギー不等式の導出にWickカリキュラスを適用することついて考えたが、糸口すら見つけられなかった。来年度以降の課題として、挑戦したいと思う。

必要条件については低階項が空間変数に依存する場合も込めて、条件をPuiseux級数(Newton Polygon)を用いて記述し、例えば空間次元が2の場合に、この必要条件から十分条件が導けることを示した。これらの研究では、時間函数がHolder連続である場合を考える必要がある(Lipschitz連続の場合には、十分条件に関しては既に結果を得ている)。その際、Wickカリキュラスの適用の可能性も含めて研究をおこなってきた。しかしながら、現時点では、双曲型作用素のエネルギー不等式の導出にWickカリキュラスの有用性を検証することはできなかった。シンボルが滑らかでない作用素に対するエネルギー評価の研究において、Wickカリキュラスの重要性を実証していくことを、今後の課題の一つとしたいと考えている。
光音響法に基づくがんのセラノスティックスに資する薬剤開発と革新的DDSへの展開

光音響法に基づく、がんの高感度光音響イメージングおよびがん治療を達成しうる分子プローブの創製を目的として、HER2に対するモノクローナル抗体であるトラスツズマブを結合させた、酸化鉄ナノ粒子内包リポソームを新たに合成し、評価を行った。電子顕微鏡での観察により酸化鉄ナノ粒子はリポソーム内に数多く封入されており、高感度な光音響シグナルを示すことを明らかとした。また、HER2陽性がん細胞に対してHER2特異的な結合性を示した。また、近赤外レーザー光照射に伴い、IONPの発熱効果も確認できたことから、がん治療用薬剤としての可能性も示された。近赤外光を吸収して強い光音響シグナルを示す金属粒子を、ドラッグデリバリーキャリアとして使用されるリポソームの内水相に数多く内包し、また、リポソーム表面にがん標的抗体を付加した光音響分子プローブを創製することで、他に類を見ない、高感度な光音響分子イメージングを目指す。さらに、プローブが音響シグナルを示す過程で生じる熱を利用すればがん細胞の死滅が期待できるため、本研究では、光音響法の治療への展開をも着想し、生体に安全な近赤外光を利用して、光音響法に基づくがんの診断と治療を同時に達成可能な新たなセラノスティックス(Therapeutics+Diagnostics)法の構築を目指すことを目的とする。本年度は、まず、光音響シグナルユニットの構築を目的として、金ナノロッド(10×41 nm)を複数分子内包させたリポソームの作製を試みた。平均粒子径約70 nmのリポソームを作製したが、電子顕微鏡での観察により、金ナノロッドが粒子表面に接着している様子が確認され、想定とは異なり、粒子内に内包されていないことが明らかとなった。そこで、光音響シグナルユニットとして、金ナノロッドの代わりに酸化鉄ナノ粒子(平均粒子径10 nm)を選択し、同様の工程で内包化を試みた。電子顕微鏡観察の結果、アニオン性リポソーム(平均粒子径約85 nm、ゼータ電位約ー50 mV)内に約100個の酸化鉄ナノ粒子が内包されていることが示された。研究実績の概要で述べた通り、当初の計画では、リポソーム内水相に複数の金ナノロッドを内包させる予定であったが、リポソーム膜表面に結合していることが明らかとなったため、酸化鉄ナノ粒子に変更して検討を行った。その結果、リポソーム内水相に酸化鉄ナノ粒子を100個程度内包することに成功した。今年度、抗体分子の導入及びその機能性評価までを計画していたが、その点は次年度に検討する。分子イメージング、放射線科学我々はこれまでに、がんの悪性度との関わりが知られるHER2を認識可能な低分子化抗体を導入した酸化鉄粒子を用いた光音響イメージングに成功している。本研究で開発した酸化鉄内包リポソームを使用して、粒子表面に抗HER2抗体を導入し、がん細胞を用いた細胞取込み実験および健常マウス・担がんマウスでの体内動態の評価を行う。抗体導入数について最適化し、最も良好な腫瘍集積性を示したプローブについて光音響イメージング実験を実施する。また併せてレーザー照射による鉄からの発熱を利用したがん治療の可能性について検討する。以上より、本プローブを用いる高感度な光音響イメージングおよびがん治療への可能性を評価していく予定である。当初の計画とは異なり、リポソーム内水相に内包させる金属ナノ粒子を、金ナノロッドから酸化鉄ナノ粒子に変更して検討を行った。その結果、リポソーム内水相への酸化鉄ナノ粒子の内包に成功したが、抗体分子の導入及びその機能性評価までを実施することができなかった。これらの検討に要する予算として、次年度使用額が生じた。酸化鉄ナノ粒子内包リポソームの大量合成および抗体の導入検討を予定している。また、併せて、がん治療に使用するレーザーの購入を予定している。平成29年度予算と合わせて、本プローブを用いた光音響シグナル測定、がん細胞への結合性評価、担がんマウスを用いた腫瘍集積性評価、光音響イメージング実験を進めていく予定である。
Oxidized LDL受容体としてのCD36(GPIV)に関する分子生物学的研究

また、CD36の酸化LDL受容体としての生理的意義を明らかにするため、CD36欠損単球由来マクロファージにおける酸化LDLの結合および取り込みを検討した。その結果、CD36欠損マクロファージではCD36陽性マクロファージに比し、酸化LDLの結合および取り込みともに著明に低下していることが明らかとなった(Nozaki et al:submitted)。このことはCD36は酸化LDL受容体として生体内で重要な役割を果たしていることを示している。現在、humanFcとの融合蛋白としてCD36fragmentを発現させ、酸化LDLとの結合を検討中である。
コミュニケ-ション障害者の社会適応に関する研究

1、障害者の社会適応を考えるうえで、障害者だけでなく彼らを取り囲む人々の彼らに対する意識、態度が重要な要因となる。障害者に対する望ましい理解が出来ていると思われる地域で、障害者に対する住民の意識、態度を質問紙で調査した。平均的にみると障害者に対して肯定的な態度が示されたが、個別的には否定的な態度も示されており、障害者に対して肯定的と思われる地域での結果でもこの程度であることから一般に障害者が社会に受け入れられることは容易でないことが示唆された。義務教育段階でのいわゆる福祉教育が必要と思われる。2、普通小学校に在籍する聴覚障害児の国語と算数の学力を調べた結果一般の児童と比較し学力の低い児童の多いこと、また聾学校高等部生徒を対象に進路、就職、自立、学校生活の現状、日常生活の現状に対する意識を調べた結果から、(1)社会常識、社会的ル-ルに関する十分な情報の提供、(2)集団参加能力の向上と実社会への適応教育、(3)生徒、教師、家族間の十分なコミュニケ-ションの確保、(4)国語力の養成を目指した教育の必要性が示唆された。3、青年期の吃音についての研究から吃音に対する相談機関の役割は話し方中心の指導だけでは充分でないこと、本人が真剣に相談しても、受け取る側が問題の深刻さを充分理解していないことのあることが分かり、吃音の原因や対処の仕方についての概念的な理解と現実生活における行動のギャップをどううめるかの指導の必要性が示され、吃音成人を対象とした職場適応に関する研究からは自らを否定的に捉えているものの職場適応はよくないことが分かり吃音は障害を持った人間として把握されるべきことが示唆された。
炎症性・増殖性皮膚疾患における各種デスモソーム構成蛋白の関与の分子生物学的検討

昨年に引き続き、デスモヨ-キン(DY)の細胞膜および核内への移行に関与する分子内部位を明らかにする目的で、そのN末端・中央部・C末端部のcDNAを組み込んだ有核細胞発現系ベクター(pcDNAI/Amp)のconstractを用い、今回はMDCK細胞および正常ケラチノサイトにtransfectした。その結果、DYのN末端および中央部は細胞質内に分布し細胞膜および核内への移行は見られなかったが、C末端部には核内および細胞膜部両方への移行が見られた。これはDYのC末端部が細胞接着と細胞内情報伝達の両方に重要な機能を有していることを示したものといえる。さらに、私共は、各種の免疫学的・生化学的手法を用いた検索で、ごく最近新しく発見されたデスモソーム蛋白で、cornified envelopeとの結合に関与していると考えられている、エンボプラキンおよびペリプラキンが、新しい疾患概念である腫瘍随伴性天庖瘡の抗原であることを証明した。これらの蛋白は表皮ケラチノサイトの細胞接着および分化に重要な役割を果たしていると考えられる今後、尋常性乾癬、有棘細胞癌、扁平苔癬などの多くの炎症性・増殖性皮膚疾患の発症における関与の可能性について検討する予定である。一方、デスモソーム細胞接着蛋白としては、各種デスモグレイン(Dsg)が様々な水疱症の抗原となりうること、特に腫瘍随伴性天疱瘡の抗原のひとつでもある可能性を示唆した。さらに、もう一種のデスモソーム細胞接着蛋白であるデスモコリン(Dsc)の皮膚疾患における重要性はいまだ報告がなかったが、今回、Dsc1が新しい疾患概念であるIgA天疱瘡(SPD型)の自己抗原であることを証明した。これは、この疾患には著明な膿疱形成が見られることより、Dscが細胞接着だけではなく好中球の遊走など各種炎症にも関与していることを示唆した。まずデスモヨ-キン(DY)の細胞膜および核内への移行に関する分子内部位を明らかにする目的で、そのN末端・中央部・C末端部を発現するconstractを作成した。すなわち、それぞれの部位のcDNAを有核細胞発現系ベクター(pcDNAl/Amp)に組み込み、さらにその末端部にタンデムに7回並ぶc-mycの配列を組み込んだ。これらのconstractをOOS細胞にtransfectし、それぞれの部分蛋白の細胞内での分布をc-myc配列特異的抗体を用いた蛍光抗体法により検討した。しかしながらOOS細胞ではDYは細胞質内に分布しの細胞膜および核内への移行は見られなかった。今後正常ケラチノサイトを用いて同様の検索を行う予定である。また、各種デスモソーム蛋白の各種皮膚疾患の発症における関与の可能性について検討する目的で、尋常性乾癬、有棘細胞癌、扁平苔癬などの異常増殖を伴う多くの皮膚疾患の病変皮膚を用いて、各種デスモソーム蛋白の発現をそれぞれの特異的抗体による蛍光抗体法ないし酵素抗体法による免疫組織学的手法により蛋白レベルで検索した。その結果からDY・Dsc3が、これらの皮膚疾患において重要な役割を果たしている可能性が示唆された。さらに、蛋白レベルでの結果を確認するために、in situ hybridizationによる種々のデスモソーム蛋白のmRNAレベルでの検討した。すなわち、DY・Dsc3の最もホモロジーの低い部分をpSPT18ベクターに組込み、デゴキシゲニン結合プローブを作成した。このプローブを用いたin situ hybridizationによりそのmRNAの発現を検討した。その結果、各種疾患患者病変皮膚においてDY・Dsc3はmRNAレベルでも増加していた。

昨年に引き続き、デスモヨ-キン(DY)の細胞膜および核内への移行に関与する分子内部位を明らかにする目的で、そのN末端・中央部・C末端部のcDNAを組み込んだ有核細胞発現系ベクター(pcDNAI/Amp)のconstractを用い、今回はMDCK細胞および正常ケラチノサイトにtransfectした。その結果、DYのN末端および中央部は細胞質内に分布し細胞膜および核内への移行は見られなかったが、C末端部には核内および細胞膜部両方への移行が見られた。これはDYのC末端部が細胞接着と細胞内伝達の両方に重要な機能を有していることを示したものといえる。さらに、私共は、各種の免疫学的・生化学的手法を用いた検索で、ごく最近新しく発見されたデスモソーム蛋白で、cornified envelopeとの結合に関与していると考えられている、エンボプラキンおよびペリプラキンが、新しい疾患概念である腫瘍随伴性天疱瘡の抗原であることを証明した。これらの蛋白は表皮ケラチノサイトの細胞接着および分化に重要な役割を果たしていると考えられる。今後、尋常性乾癬、有棘細胞癌、扁平苔癬などの多くの炎症性・増殖性皮膚疾患の発症における関与の可能性について検討する予定である。一方、デスモソーム細胞接着蛋白としては、各種デスモグレイン(Dsg)が様々な水疱症の抗原となりうること、特に腫瘍随伴性天疱瘡の抗原のひとつである可能性を示唆した。さらに、もう一種のデスモソーム細胞接着蛋白であるデスモコリン(Dsc)の皮膚疾患における重要性はいまだ報告がなかったが、今回、Dsc1が新しい疾患概念であるIgA天疱瘡(SPD型)の自己抗原であることを証明した。これは、この疾患には著明な膿疱形成が見られることより、Dscが細胞接着だけではなく好中球の遊走など各種炎症にも関与していることを示唆した。
人間とシステムの間の感性の相互作用

身振り記述我々は自動認識過程を支援するために、身体が占める空間と身振りの傾向に基づく24種類の静的な姿勢特性および、動きの方向を特徴づける9種類の動的な特性を提案した。これらの特性の顕著性は、種々の統計学的方法、ことに判別分析によって確認された。感性工学において、感情を表す身振りや姿勢がほとんど研究されていない現状を鑑みると、これらの成果は非常に意義深いものである。我々は、Categorizing and Learning Modules(CALM)に基づく範疇化ニューラルネットワークを確立した。このシステムは、教師あり学習機構と教師なし学習機構を統合することにより、異なる感情の身振りの区別を逐次的に学習する。本システム確立に際しては、神経科学における研究に従って、ニューラルネットワークのトポロジーを一部変更し、姿勢の動的な記述と静的な記述の水平方向の相互作用を、入力よりも一段高い階層で操作できるようにした。本システムの調整と頑健性のテストに当たっては、以下のように広範な研究を行った。まずネットワークの訓練には、4種類の異なる感情(怒り、恐れ、幸福感、悲しみ)を表す183種類の感情の身振りを用いた。その後、訓練データに種々の程度のノイズを加えて30組183種の身振りを作成し、ネットワークのテストに用いた。分類の成功率は平均80パーセントとなり、文献(Coulson,2004;Picard,2004)に報告されているものより遥かに高い成績を達成した。感情を表す姿勢の認識における文化的差異異なる文化的背景を持つ60人の被験者(日本人、スリランカ人、アメリカ白人)を対象に実験を行った。その結果、恐れに関わる姿勢の認識と評価においては文化間に統計的有意差を認めなかったが、怒り、幸福感、悲しみの強さの評価においては文化間に有意差を認めた。初年度の計画は予定通り完了した。第一段階では、怒り、恐れ、喜び、悲しみという4つの基礎的な感情に焦点を絞り、感情のコミュニケーションチャネルとしてのジェスチャの重要性を研究した。多様な身振りを集めるため、人種、年齢、性別の異なる13名の被験者を対象とし、モーションキャプチャーシステムを利用して、感情を表すジェスチャ138種を収集した。得られたデータを基に情緒的表現を行うコンピュータキャラクターを作成し、ジェスチャが与えるメッセージを日本人学生112名に評価させた。適合度検定および主成分分析を行ったところ、ジェスチャの行為者が意図した感情と、観察者によって知覚された感情の間に有意な相関があることが検証できた。第二段階では、ジェスチャの際に身体が占めた空間とジェスチャの方向を測定し、ジェスチャの特徴を一連の変数として記述した。これらの変数の、感情を表すジェスチャを区別する際の顕著性は、判別分析により証明された。そこで、これらの変数を用いて感情を表すジェスチャの追加分類のモデルを構築した。教師付き/教師無し学習機構を結合したCALMネットワークに基づく範疇化モデルを考案し、第一段階で収集した138種のジェスチャを対象に、初期条件の異なる試行を50回行ったところ、平均誤差0.043(標準偏差0.002)を得た。ネットワークの性能の頑健性を検定するため、学習セットにノイズを加えたところ、非常に低いノイズでは、非常に高い性能(約92%)が得られた。初期の学習セットの分散の10%のノイズを与えた時でさえ60%以上の性能が示された。20%のノイズを与えると、性能は予想通り偶然のレベルに達した。いくつかの感情の区別に時間的要素の関与が確認されたため、現在時間的変数を加味した追加実験を行っている。身振り記述昨年のプロジェクトの進展が2つの方向性によるものであった。

計算学的観点から、私たちは、動的及び静的な姿勢特性を扱うためのジェスチャーの認識システムを修正した。(私たちのプロジェクトの第一歩において)静的な姿勢特性は非常に有効であると証明したが、心理学(Coulson、2004)における研究で立証されているように動的な特徴との統合がいくつかの感情(例えば、恐い)の認識に必要である。さらに、私達は神経科学における研究に基づき、入力層より高い層での動的及び静的な姿勢描写間の水平方向における相互作用を扱うようにニューラル・ネットワークのトポロジーを変更した。姿勢特性の弁別力同様、ネットワークのトポロジーを調整し、そのローバスト性をテストするために広範囲に渡る研究が行われた。結果は私たちの姿勢認システムの性能を大いに向上させた。ネットワークの学習には、4種類の異なる感情(怒った、恐い、楽しい、悲しい)を示す183種類の感情的なジェスチャーが使われた。そのトレーニングセットに任意にノイズを加えた30セット(トレーニングセットに対し各々183種類のジェスチャーを含む)を用意しそれらに対しテストを行った。平均誤謬率は(Coulson,2004),(Picard,2004)に報告されているものより遥かに低い20%であった。感情を表す姿勢の認識における文化的差異異なる文化的背景を持つ60人の被験者(日本人、スリランカ人、アメリカ白人)を対象に実験を行った。その結果、恐れに関わる姿勢の認識と評価においては文化間に統計的有意差を認めなかったが、怒り、幸福感、悲しみの強さの評価においては文化間に有意差を認めたこの結果は、ある特定の姿勢が表す感情の強さが、被験者の文化的背景により異なって評価されるであろうことを示しており、我々の電子学習(E-ラーニング)研究に対して重大な意味を持っている。