hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
情報検索におけるメディアイクエーションに関する実験とその応用

本研究の目的は,メディアイクエーションが情報検索における利用者の評価や検索行動に与える影響を検討することである.まず擬人化エージェントに検索システムの窓口の役割を付与した検索インタフェースを構築し,システムの印象や評価について検討した.実験の結果,擬人化エージェントを用いたシステムに対してより親しみを感じ,評価も高くなることが示された.次に擬人化エージェントにユーザと共同検索を行う仲間としての役割を付与し,共同検索の関わり方の異なる2つの検索インタフェースを構築した.実験の結果,どちらもベースシステムよりもよい印象を与え,かつ多様なキーワードの利用を促進した.また関わり方による違いもみられた.本研究の目的は、(1)メディアイクエーションが情報検索における利用者の評価や検索行動にどのように影響するのかを実験的に検討する、(2)メディアイクエーションを応用したサーチエンジンインターフェイスを開発し、インターフェイスの効果を評価することである。今年度は、ユーザと擬人化エージェントとの協同情報探索を想定したプロトタイプシステムを開発し、利用者実験による検討を行った。昨年度は、擬人化エージェントに検索システムの窓口として情報を提供する役割を付与し、その効果について検討した。今年度は、擬人化エージェントに利用者と一緒に検索を行う仲間としての役割を付与し、その効果について検討した。実験用のプロトタイプシステムとして、Windows AzureのBing Search APIを利用したサーチエンジンを開発した。擬人化エージェントの部分はFlashで作成した。擬人化エージェントとユーザとの共同については、ユーザと並行して検索を行うともばたらき型と、ユーザに助言や評価を与えるよりそい型の2種類のパターンを用意した。エージェントの振る舞いが、ユーザのシステムに対する印象や検索行動にどのように影響するのかを検討するために実験を行った。実験は、システムの種類(よりそい、ともばたらき、エージェントなし)を要因とした1要因参加者間計画で実施した。検索課題は、生活習慣病とその予防についてポスターを作るために参考になりそうな画像や写真を探すというものであった。分析の結果、エージェントなしのベースシステムに比べ、エージェントありのシステムのほうが親しみやすい、人間的な印象を持つことや、キーワードの変化回数が多いことが明らかになった。このことから、擬人化エージェントによる共同情報探索は、サーチエンジンに対してより人間的な印象を与え、その結果より積極的な検索活動へとつながることが示唆された。・平成25年度の目標平成24年度の実験結果をふまえ,平成25年度はより効果的なエージェントとのインタラクションについて検討した。エージェントとの共同検索を行う状況では,ユーザのエージェントに対する好意や信頼感を上げる事が重要である。人同士のコミュニケーションの研究から,自己呈示やフィードバックの種類によって,人に対する能力推定や課題遂行意欲に影響を与えることが明らかになった(沼崎・工藤,2003;古谷・北川,2011).そこで,以下の実験を行い,エージェントからの自己呈示やフィードバックの影響について検討した.・エージェントの自己呈示がユーザの課題遂行意欲やエージェントの印象に与える影響の検討エージェントからの自己呈示(自己高揚的・自己卑下的)と,フィードバック(ポジティブ・ネガティブ)が人の課題遂行意欲やエージェントに対する印象に与える影響を検討した.実験では,自己呈示とフィードバックの種類を組み合わせた4つの実験プログラムを作成した.実験プログラムでは,まず進行役のエージェントが実験課題について説明する.その後,自己呈示とフィードバックを行うエージェントが登場して自己呈示を行う.その後,参加者は課題を遂行し,課題終了後にエージェントからフィードバックを与えられた.フィードバック後に課題の修正をするかどうかを課題遂行意欲の指標とし,実験後にエージェントの印象を調べるアンケートを行った.実験の結果,課題遂行意欲については,フィードバックの効果がみられ,ネガティブフィードバックの方が課題を継続する参加者が多かった.エージェントに対する印象については,卑下的な自己呈示を行い,ポジティブなフィードバックを与えたエージェントに対する好意が最も高かった.・今後の課題実験結果をふまえ,既に開発したシステムの改善を行い,評価実験を行う.本研究の目的は,メディアイクエーションが情報検索における利用者の評価や検索行動に与える影響を検討することである.まず擬人化エージェントに検索システムの窓口の役割を付与した検索インタフェースを構築し,システムの印象や評価について検討した.実験の結果,擬人化エージェントを用いたシステムに対してより親しみを感じ,評価も高くなることが示された.次に擬人化エージェントにユーザと共同検索を行う仲間としての役割を付与し,共同検索の関わり方の異なる2つの検索インタフェースを構築した.実験の結果,どちらもベースシステムよりもよい印象を与え,かつ多様なキーワードの利用を促進した.また関わり方による違いもみられた.本研究では,メディアイクエーションの研究アプローチをWebの情報検索におけるシステムと利用者のインタラクションに適用することを目的としている.今年度は,情報検索にメディアいくテーションを適用するために,人がエージェントの助けを借りながら問題解決を行う場面と,人がエージェントの説得を受ける場面の2つの実験を行い,基礎データの収集を行った.・人とエージェントとの問題解決人がエージェントと協力して問題解決を行う際に,エージェントの能力に対する自己開示と,実際の能力とのギャップがエージェントに対する信頼感や行動にどのような影響を与えるのかを検討した。エージェントのアドバイスを参考にTパズルを解くシステムを作成し,エージェントの自己開示の能力(得意・不得意),実際の能力(高い・低い)を組み合わせた4つの条件を設定して実験を行った.

実験の結果,自己開示と実際の能力のギャップが少ない方がよい印象を持つことが明らかになった.・エージェントによる説得説得エージェントが被説得エージェントに説得する様子を見せることで間接的にユーザを説得するオーバーハードコミュニケーションを用い,被説得エージェントの反応を変えることによる影響を検討した.実験では,被説得エージェントの反応を,説得エージェントの説得を全て肯定する条件,全て否定する条件,ユーザの意見に合わせる条件を設定し,4つの話題について説得を行った.説得前後での4つの話題に対するユーザの意見変容を分析した結果,同調条件の方が否定条件よりも肯定的な意見変容が見られた.さらにエージェントに対する印象では,条件によって反応の異なる被説得エージェントだけでなく,説得エージェントの印象も変化することが明らかになった.今後は,これらの結果を踏まえ,メディアイクエーションを応用した情報検索インタフェースの開発を進める.・平成26年度の目標平成26年度の目標は,開発したシステムの改善であったが,人とエージェントとの共同作業についての知見を得るため,基板となる実験システムの構築と,システムを使用した以下の実験を行った。・差異のある共同作業におけるエージェンシー認知誘発の要因に関する検討エージェントとの共同作業場面において,人がエージェントのどのような振る舞いに対して意図性や自律性(エージェンシー)を認知するのかについて検討した。エージェントの部分を人が操作することにより,限られた状況において人が人に何か意図を伝えたい時にどのように振る舞うのか,また相手のどのような振る舞いに対して,人は意図性を感じるのかを調べた。実験システムは,サーバーを介して,2人のユーザが宝探し課題を行うものであり,ユーザはコンピュータ画面上のキャラクタの位置を操作することで互いにインタラクションする。ユーザは,宝を集めるドライバーとドライバーをサポートするナビゲーターに分かれており,ナビゲーター役のユーザがエージェンシー認知を誘発させる誘発者となっていた。実験の結果,ドライバー役の被誘発者よりもナビゲーター役の誘発者の方が,相手の動きから自分の動きまでの時間や,一回の動きにおける移動距離の分散が大きかった。したがって,意図を伝えようとする誘発者は,振る舞いに不規則性があり,相手に意図を伝えようと相手の動きに合わせて自身の行動を変えることが明らかとなった。しかしながら,今回の実験では,誘発者が伝えたい意図が被誘発者に正確に伝わっていなかったため,意図が上手く伝わった場合と伝わらなかった場合とで振る舞いにどのような違いがあるのかを明らかにすることが出来なかった。今後は,実験システムおよび課題を改良し,共同作業場面における意図性を感じる振る舞いの特徴についてさらに検討が必要である。
１０ｎｍ－ｎｏｄｅに向けた非接触光リソグラフィー技術の開発

金や銀などの局在表面プラズモン共鳴を示す金属ナノ構造が光をシングルナノメートルの微小な空間に局在化させることが可能な特徴を利用して、ポジ型フォトレジスト膜上にナノパターンを高精細に転写露光するナノ光リソグラフィー技術を構築した。その結果、未踏の10 nm-nodeの非接触光リソグラフィー技術の原理検証を達成することに成功した。平成23年度は、10nmのラインアンドスペースパターン(長さ1μm)をポジ型フォトレジスト膜上に形成可能であることを明らかにした。最初に、ナノギャップを有する金属ナノ構造を配置したフォトマスクを高精細に作製する方法論を明らかにした。ガラス基板上にネガ型電子ビームレジストのHSQ(焼結後ガラスに変化する)をコートして、電子ビーム露光/現像(TMAH)によりパダーニングを行い(ライン幅32nm、スペース幅8nm、長さ1μmの金のラインアンドスペースパターン)、パターニングした基板上に金を10nmスパッタリングにより成膜することによりフォトマスクの作製を行った。フォトマスクの設計は、トランジスタのゲート電極に対応しており、ゲート長10nm以下の電極を高密度に基板上に配置することが可能になる。あらかじめフォトレジストをコートした基板とフォトマスクを重ねあわせて減圧状態にすることにより基板同士を完全に密着させ、近赤外光を光源とした露光システムにより密着露光を行った。フォトレジスト基板を現像後、基板の電子顕微鏡観察を行ったところ、幅5nm長さ1μmピッチ40nmのラインアンドスペースパターンが高精度に形成されていることを確認した。また、フォトマスク上に形成した金のナノパターンの光電場強度分布についてもFDTD(時間領域差分法)シミュレーションにより詳細に検討した。さらに、可視・赤外波長領域における分光計測システムを構築し、分光測定を行うとともに、FDTDシミュレーションによるスペクトル解析の結果と比較した。その結果、フォトマスクのナノギャップ領域において増強された近接場光がフォトレジストの2光子吸収を誘起して、高い分解能でリソグラフィーが実現されでいることを明らかにすることに成功した。平成25年度は、平成24年度に引き続きネガ型電子ビーム露光用レジストであるXR-1541(Dow Corning Co.)を用いてガラス基板上にナノパターンを形成し、金を10 nmスパッタリングにより成膜することにより金ナノ構造フォトマスク基板を高精度に作製した。作製した金ナノ構造体基板上に、原子層堆積装置を用いて厚さ1 nmの酸化アルミナ膜を成膜した。作製したフォトマスク基板とフォトレジスト基板を用いて電磁場解析を行い、近接場の光電場強度分布を確認したところ、フォトマスク基板とレジスト基板の間に1 nmの誘電体層が存在しても、フォトレジスト膜中の近接場分布に大きな影響がない(ほとんど変化がない)ことを明らかにした。そこで、作製したフォトマスク基板とレジスト基板を用いて、中心波長800 nmのフェムト秒レーザー(f: 80 MHz, τ: 100 fs, 50 W/cm2)を1秒間照射し、現像を行ったところ、幅5 nm長さ1 μmピッチ20 nmのラインアンドスペースパターンがフォトレジスト基板上に形成可能であることを走査型電子顕微鏡観察により明らかにすることに成功した。これらの結果から、まだプリミティブで基礎的な研究の段階であるが10 nm-nodeに向けた非接触リソグラフィー技術をデモンストレーションすることに成功した。一方、プラズモンの散乱成分の光を利用した伝搬光による露光技術では、新たに偏光露光光学系を構築し、種々の形状のナノパターンを高精度に作製する技術を確立した。近接場露光においては奥行き方向の露光は困難でパターンのアスペクト比が小さいが、伝搬光による露光は、レジストの奥行き方向においても露光が進行し、高いアスペクト比のナノパターンを作製可能であることから、今後の展開が期待される。平成24年度は、フォトレジスト基板と金属ナノ構造を有するフォトマスク基板間の非接触露光を実現するために、時間領域差分法を用いた電磁場解析を行い、基板間の中間層について最適な屈折率を有する材料を検討した。種々の屈折率の材料を用いて電磁場解析を行った結果、金属ナノ構造からの散乱光を利用した伝搬光による露光の場合はレジストとの屈折率のマッチングが重要であるが、近接場露光技術においてはフォトマスクとレジスト基板間の距離が重要なパラメータであることが明らかになった。つまり、近接場露光技術では、限りなくフォトマスク基板とレジスト基板間の距離は小さくしなければならず、10 nm程度が限界の距離であることが明らかになった。一方、実験では、近接場リソグラフィー技術だけではなく、プラズモン共鳴に基づく伝搬光により高分解能に露光する技術を確立した。フォトマスクは、ネガ型電子ビーム露光用レジストであるXR-1541(Dow Corning Co.)を用いてガラス基板上にナノ構造をパターニングし、構造基板上に金を10 nmスパッタリングにより成膜することにより作製した。作製したフォトマスク基板の分光特性を検討した結果、時間領域差分法によるシミュレーションの解析結果とよい一致を示した。

また、ラインアンドスペースパターンだけではなく、さまざまな形状のパターンを作製可能であることを明らかにした。さらに、平成24年度は、原子層堆積装置を用いて金ナノ構造基板上に厚さ1 nmの酸化アルミナ膜を形成する技術を確立した。系統的に酸化アルミナの厚みを変化させて分光特性や光電場増強効果について蛍光・蛍光寿命測定などにより検討したところ、理論通り蛍光分子と金ナノ構造間に1 nmの間隙があることを確認した。したがって、本技術が非接触近接場露光技術をデモンストレーションするために有用であることが明らかになった。平成23年度の研究実施計画に沿って研究が行われ、幅10nm以下のラインパターンを高密度に形成することが可能であることを明らかにした。また、フォトマスをシングルナノメートルの分解能で形成することが可能であることを明らかにした。さらに、電磁場解析により光電場強度分布とフォトマスクの光学特性を検討し、実験結果との比較から、ナノギャップにおける増強された近接場光がフォトレジストの2光子励起を実現し、ナノ空間選択的にレジストの光反応が進行したことを明らかにした。以上の研究達成項目から、平成23年度は研究計画に沿って順調に研究が進展したものと判断した。25年度が最終年度であるため、記入しない。平成24年度は、フォトマスク基板とフォトレジスト基板との中間層について最適な屈折率を有する材料を電磁場解析により模索すること、近接場リソグラフィーではなくプラズモン共鳴に基づく散乱成分の光を光源として用いて伝搬光による露光技術を確立することを当初の目標としていた。実際には、電磁場解析により最適な中間層の種類や厚みを明らかにするとともに、偏光露光光学系の構築が必要で平成26年度に持ち越す実験は若干生じたものの伝搬光による露光技術を確立し、種々のパターンを形成することに成功した。さらに、当初の計画を超えて、非接触露光技術をデモンストレーションするために、原子層堆積装置を用いて金ナノ構造基板上に厚さ1 nmの酸化アルミナ膜を成膜する技術を確立し、その分光特性や光電場増強効果について明らかにすることに成功した。したがって、本研究が当初の計画以上に進展していると判断した。平成23年度の研究から、近接場露光技術を用いて幅10nm以下のラインパターンを高精度にフォトレジスト基板に転写する技術を明らかにすることに成功した。今後は、非接触露光を実現するために、電磁場解析を行いフォトマスクとレジスト基板との中間層の最適な材料(誘電率)を模索する。液浸露光技術を基本に種々の誘電率を有する水系の溶媒を用いて、電磁場解析を行う予定である。また、近接場リソグラフィーではなく、プラズモン共鳴に基づく散乱光を露光用の光源として高分解能に露光する技術を確立する予定である。平成25年度は、平成24年度に引き続きネガ型電子ビーム露光用レジストであるXR-1541(Dow Corning Co.)を用いてガラス基板上にナノパターンを作製し、金を10 nmスパッタリングにより成膜することにより金ナノ構造を有するフォトマスクの作製を行う。作製したフォトマスク基板に、原子層堆積装置を用いて金ナノ構造基板上に厚さ1 nmの酸化アルミナ膜を成膜する。
亡命ロシア人芸術家たちの半世紀：創作の変化および現代美術史への影響と位置付け

H30年度は最終年度ではあったが、亡命ロシア人芸術家たちを取り巻く環境が急速に変化している状況を考慮して、芸術家たちへの聞き取り調査、および状況の把握と資料収集の強化にも重点を置くことにした。収集した資料の整理と研究に関しては、年度前半はH29年度から継続しているタミズダート(亡命ロシア)誌『A-YA』や『第三の波』(亡命ロシア芸術に関する部分)の読解と分析、およびソ連非公式芸術の収集と収集家たちに関する資料読解と研究をすすめた。年度後半は、亡命芸術家たちが雪解け期から1960年代にかけての創作初期に手がけた作品(主に絵画)における宗教的なモチーフに関する研究を進め成果発表に向けた準備をおこなった。これらは2019年度中に論文を発表予定である。このほか『ロシア文化事典』(2019年刊行予定)に「雪解け期の映画ーソ連のニューウェーヴ」の項目を執筆した。8月後半から9月中旬には、本課題の発展形である国際共同研究の出張と関連してモスクワで亡命雑誌関連の資料収集を行った(国立図書館、モスクワ現代美術館図書館など)。3月にはモスクワで対象となるアーティストへの聞き取り調査を実施し、ソヴィエト非公式芸術を研究する美術批評家、同時代に国内で活動した芸術家たちへのインタビューもおこない、調査に関してはまとまった成果が得られた。これらの資料の整理、公開、成果発表は、国際共同研究の進行と合わせて2019年度も引き続き進めていく予定である。また、調査対象の芸術家たちが出展した、もしくは関連する戦後美術を扱った国内の展覧会においても、作品鑑賞および比較研究の材料となる資料収集を行った(大地の芸術祭・越後妻有アートトリエンナーレ、「美術への挑戦」展など)。今年度(H27)は、研究初年度でもあったが、以前から研究を継続していた部分を国際学会での口頭発表「Стратегия"документации" и"архивов" впроектахМосковскогоконцептуализма: ОпапкахМАНИ」(ロシア語、The 9th World Congress of ICCEES)と、論文で発表することができた(「ワジム・ザハロフとモスクワ・コンセプチュアリズムーアーカイヴへの欲望とその埋葬への軌跡」『ロシア文化研究』)。調査に関しては、モスクワビエンナーレ開催年であったため、現地調査を実施し、関連資料も多数収集することができた。しかし今回のプログラムでは例年と比較して研究対象の領域・アーティストの展示が極端に少なく、調査対象者たちの聞き取り調査が思うようにはできなかったため、本年度は資料分析の方に重点を置いた。調査は次年度以降、強化して進める予定である。また、研究を体系的に進めるために「ロシア現代アート研究会」を3名の研究者とともに立ち上げ、研究会を実施した。第1回研究会(2016年1月7日、早稲田大学)の発表内容と研究会メンバーは以下の通り。神岡理恵子「アーカイヴをめぐる二つの美術展ー『アーカイヴM』(V.マムィシェフ=モンロー)と『ПостскриптумпослеRIP』(V.ザハロフ)について」、河村彩(東京工業大学)「ソヴィエトにおける「アンダーグラウンド」芸術の実践」、鈴木佑也(横浜国立大学)「モスクワビエンナーレとメイン会場の関係性」、生熊源一(北海道大学大学院)「ソ連(非公式)芸術における人間像についての試論」。このほか、研究会では中長期的な研究計画と次年度の学会報告の内容等を議論した。研究対象者たちからの聞き取り調査があまり進まなかったため、今年度は資料分析と整理、研究成果の発表の方に重点を置くようにした。国際学会での口頭発表と、論文での成果発表ができ、おおむね順調に進んでいる。H28年度は、調査と成果報告の両面で研究を進めることができた。調査面においては、8月にモスクワの現代アートセンター「GARAGE」アーカイヴで充実した資料収集ができたとともに、主任への聞き取り調査を含め、関係する研究者たちとの意見交換においても貴重な情報を得ることができた。また現地で3名の美術作家への聞き取り調査を行ったほか、市内のいくつかの美術館でも課題関連の展示を見ることができた。9月にはニューヨークで4名の亡命芸術家へ聞き取り調査を実施した。近郊のZimmerli美術館では、課題に関連する大規模な展示を見たほか、アーカイヴにて資料収集と作品調査を行い、同館の研究者たちとも意見交換を行った。年度末の3月に再度、同館で展示と資料収集を実施したほか、スタッフと今後の共同研究に関する打合せも行い、ニューヨーク市内では芸術家1名、研究者1名への聞き取り調査を実施した。一方、成果報告に関しては、国内で共同研究を進める「ロシア現代美術研究会」のメンバーと4回の研究報告会を実施したほか、10月には日本ロシア文学第66回大会でパネル報告「モスクワ・コンセプチュアリズム:活動とその理論化の「はじまり」を再考する」を行い、その中で個人報告を行った(「モスクワ・コンセプチュアリズムー始まりと生成」)。また9月に実施したニューヨークでの調査をもとに、論文「ソヴィエト非公式芸術におけるロシア・アヴァンギャルドの継承者ーレオニード・ラムと初期の創作」を発表した。H28年度は、調査と成果発表の両面において、当初の計画よりも課題研究を進めることができた。

国内の共同研究でも調査、資料翻訳、成果報告などを進めることができたほか、海外調査の際に構築してきた人脈で今後の共同研究のための機会を得ることができ、研究を進展させる見通しを立てることができたため。H29年度は、前半にこれまでの中間的なまとめ(学会報告)を行ない、後半は資料収集と調査を中心にすすめた。まず6月に韓国ソウルで開催された学会The 8th East Asian Conference on Slavic and Eurasian Studiesにおいて、報告「モスクワ・コンセプチュアリズム:西側と現代美術のコンテクストにおける始まりと生成」(ロシア語)を行なった。国内の研究会メンバーおよび韓国・ロシアの研究者らとパネル"Moscow Conceptualism: Reconsidering Its Origin"を組んで参加したもので、前年度からの課題をさらに発展させたものだった。国際的な研究ネットワークの構築にも役立った。8月、9月にはロシアでの資料収集と聞き取り調査を実施した。とくに9月はモスクワ・ビエンナーレでの調査を集中して行い、これまでのビエンナーレ調査のまとめにも着手した。この作業はH30年度も引き続き進めていく。また、10月28日には「20世紀メディア研究所」(早稲田大学)の第114回研究会で、「戦後ソ連におけるサミズダート/タミズダートについて非公式文学/芸術分野を中心に」という報告を行なった。今年度実施した調査での成果、とりわけ亡命ロシア社会で発行された文芸・芸術に関するメディアに関する資料を用いてまとめた報告である。このほか、国内で共同研究を進める「ロシア現代美術研究会」では、上述のソウルでの国際学会に参加したほか、資料の翻訳を進めており、夏に重点的に研究会を実施した。H29年度は、調査と成果発表の両面において計画通り研究を進めることができた。前半で国際学会での報告を実施、後半では国外出張で資料収集と聞き取り調査を集中的に行ったほか、国内での研究発表、資料の翻訳と分析を進めることができた。H30年度は最終年度ではあったが、亡命ロシア人芸術家たちを取り巻く環境が急速に変化している状況を考慮して、芸術家たちへの聞き取り調査、および状況の把握と資料収集の強化にも重点を置くことにした。収集した資料の整理と研究に関しては、年度前半はH29年度から継続しているタミズダート(亡命ロシア)誌『A-YA』や『第三の波』(亡命ロシア芸術に関する部分)の読解と分析、およびソ連非公式芸術の収集と収集家たちに関する資料読解と研究をすすめた。年度後半は、亡命芸術家たちが雪解け期から1960年代にかけての創作初期に手がけた作品(主に絵画)における宗教的なモチーフに関する研究を進め成果発表に向けた準備をおこなった。これらは2019年度中に論文を発表予定である。このほか『ロシア文化事典』(2019年刊行予定)に「雪解け期の映画ーソ連のニューウェーヴ」の項目を執筆した。8月後半から9月中旬には、本課題の発展形である国際共同研究の出張と関連してモスクワで亡命雑誌関連の資料収集を行った(国立図書館、モスクワ現代美術館図書館など)。3月にはモスクワで対象となるアーティストへの聞き取り調査を実施し、ソヴィエト非公式芸術を研究する美術批評家、同時代に国内で活動した芸術家たちへのインタビューもおこない、調査に関してはまとまった成果が得られた。
ニホンザルの抗体産生能を指標にした花粉症の急増に及ぼす環境影響の評価

アレルギーはIgE抗体の産生異常に基ずく免疫疾患で,近年その患者数は急増している。特に、スギ花粉抗原が原因となるスギ花粉アレルギー(花粉症)は全人口の約10%が罹患し、今後も増加することが予測されている。花粉症増加要因として、スギ花粉飛散量の増加、自動車排気成分の増大、あるいは日本人の生活環境や食生活の変化等があげられているが、いずれも海外に類を見ない程の短期間での花粉症の急増現象を説明するには不十分な要因論である。我々は,国内各地のニホンザル群にヒト同様の花粉症が見られることに着目し,ニホンザルにおける花粉症の発症状態やスギ特異的IgEの抗体産生を指標に,スギ花粉症に関わる要因とその影響を検討しつつ,近年の花粉症急増要因の究明を試みた。ヒトでは過去10年間でスギ特異的IgE抗体保有率は,8%から35%と4倍強に増大していた。一方サルでは,この間のスギ特異的IgE抗体陽性率の増加は全く認められず,10年前も現在も同レベルの8-12%の抗体保有率であった。アレルギー・花粉症の直接原因は、体内で特異抗原に対するIgE抗体が産生されることにあるが、このIgE産生応答は寄生虫に対する感染防御反応として不可欠で、高等哺乳動物において寄生虫感染との関連で獲得された免疫応答系である。この点に着目してヒトとニホンザルにおける寄生虫感染の経年変化を調べると、ヒトでは数十年の間に70%から約20%に激減していることが明らかになった。一方、ニホンザルでは過去30年間寄生虫感染率は全く変わらず8090%の高感染状態が維持されていた。寄生虫感染による抗原特異的IgE抗体の産生応答が、どのようなメカニズムで制御されているかについては今後に残された課題であるが、本研究を通じて寄生虫感染の低下が花粉症の増大に直接関わることが明らかにされた。
がんに対する免疫賦活化抗体療法の確立

がん細胞に免疫原性細胞死を惹起する抗DR5抗体の効果を高め副作用を軽減する新たな手法を開発した。また、種々の白血病細胞に直接的に細胞死を誘導する新たな抗体を樹立した。さらに、がんに対する免疫応答を増強する経路(CD137, CD27, Notch2など)及び、逆に抑制する経路(CTLA-4, PD-1, TIM-3, VISTA, TIGITなど)を明らかにし、それらに対する活性化抗体あるいは阻害抗体を用いて、標準的な抗がん剤や放射線あるいはがん細胞を標的とした抗体療法によって惹起されるがんに対する免疫応答の新たな増強法を開発した。(1)天然物由来の化合物ライブラリーから、ヒトtriple-negative breast cancer (TNBC)細胞株MDA-MB-468及びMDA-MB-231のTRAILに対するアポトーシス感受性を亢進するものとしてピペリンを見出し、マウスTNBC細胞株4T1担がんマウスにおいてピペリンがTRAIL受容体であるDR5に対するアゴニスト抗体の抗腫瘍効果を増強することを示した。(2)担がん状態の免疫抑制に関わるmyeloid-derived suppressor cells (MDSC)においては、ERストレスによってTRAIL受容体であるDR5の発現が亢進しており、DR5に対するアゴニスト抗体がMDSCの除去にも有用であることを示した。(3)MLL-AF9誘発性のマウス急性骨髄性白血病(AML)モデルにおいて、Notch2に対するアゴニスト抗体が、Hes1を介したFLT3発現抑制によって、AML細胞にアポトーシスを誘導することを示した。(4)B16-F10マウスメラノーマモデルにおいて、抗CTLA-4抗体と抗RANKL抗体の組み合わせによって、相乗的に肺転移が抑制されることを示した。(5)Notch1及びNotch2を介した刺激は、グルコース取り込みの調節によって、メモリーT細胞の維持に関わることを示した。(6)CT26マウス大腸がんモデルにおいて、4-1BB (CD137)に対するアゴニスト抗体とPD-1に対する阻害抗体の組み合わせによって相乗的な抗腫瘍効果が得られることを示した。(7)がん局所で産生されるVEGF-AがCD8 T細胞の消耗に関わるPD-1やTim-3の発現を増強することを見出し、抗PD-1抗体によってVEGF-Aの免疫抑制が解除されることを示した。(8)養子移入したセントラルメモリーT細胞が宿主の寛容誘導性樹状細胞によって不活化される状況においても、抗PD-1抗体によってその抗腫瘍活性が増強されることを示した。(9)種々のヒト白血病細胞を直接的に傷害するpan-MHCII抗体を樹立した。(10)新規免疫チェックポイント分子VISTAに対する抗体を樹立し、その抗腫瘍活性を検討した。(1)前立腺がんを自然発症するTRAMPマウスモデルにおいて、抗CD40抗体とIL-2/抗IL-2抗体複合体とIL-12Fcの組み合わせによって最も強い抗腫瘍効果が得られることを示した。(2)マウスB16F10メラノーマモデルにおいて、腫瘍局所へのIFN-b投与は、M2マクロファージによるTreg動員を抑制するが、腫瘍内でのPD-1/PD-L1発現も亢進するため、抗PD-1抗体の併用によって相乗的な抗腫瘍効果が得られることを示した。(3)腫瘍内に浸潤したTregに高発現しているPTENは免疫抑制機能の維持に重要であり、PTEN阻害剤の投与によって、T細胞移入とワクチン療法の効果が著しく高まることを示した。(4)肝障害を起こさない低用量のDR5に対するアゴニスト抗体を5-FUやCPT-11といった化学療法剤と併用すると腸管幹細胞の障害による毒性が認められるが、CHK2阻害剤の投与によって抗腫瘍効果を損なうことなく腸管障害を緩和しうることを示した。(5) HPV発現マウス腫瘍モデルにおいて、CTLエピトープのDNAワクチン効果を、CD27に対するアゴニスト抗体とPD-1に対する阻害抗体との組み合わせによって、CD4陽性ヘルパーT細胞非依存性に増強しうることを示した。(6)ホジキンリンパ腫やバーキットリンパ腫あるいは成人T細胞白血病(ATL)細胞を直接的に傷害するpan-MHCII抗体を樹立した。(7)新規チェックポイント分子VISTAに対する阻害抗体を樹立し、VISTAとCTLA-4のコンビネーション阻害によって、腫瘍内浸潤CD8陽性T細胞の多機能性が強化されることを示した。(8)種々のマウス皮下腫瘍モデルを比較して、抗PD-1抗体を用いた免疫チェックポイント阻害療法に抵抗性の腫瘍では腫瘍内マクロファージのPD-L1やMHCIIの発現が低いことを見出し、腫瘍抗原の免疫原性によって規定される腫瘍局所での炎症の惹起が抗PD-1抗体治療反応性を決定する重要な因子であることを示した。がん細胞に免疫原性細胞死を誘導する抗体療法としては、抗DR5抗体と化学療法剤との併用によって腸管障害が起こる機序を解明し、抗腫瘍効果を損なうことなく毒性を緩和する対処法を見出した。また、種々のヒトリンパ腫細胞を直接的に傷害するpan-MHCII抗体の樹立に成功した。免疫増強抗体療法としては、既存のCD27やCD40に対するアゴニスト抗体やPD-1等に対する阻害抗体の組み合わせ、あるいは、I型IFNやIL-12といったサイトカインとの組み合わせの評価とともに、新たな免疫チェックポイント分子であるVISTAに対する阻害抗体の樹立に成功し、順調に進展している。しかしながら、所属研究機関の動物実験施設の移転のため、一部の動物実験の進展が予定より若干遅れている。

(1)ホジキンリンパ腫や成人T細胞白血病(ATL)細胞を直接的に傷害するpan-MHCII抗体を樹立した。(2) B16マウスメラノーマモデルにおいて、抗CTLA-4抗体と抗RANKL抗体の組み合わせによって、相乗的に肺転移が抑制されることを示した。(3) HPV発現マウス腫瘍モデルにおいて、CTLエピトープのDNAワクチン効果を、CD27に対するアゴニスト抗体とPD-1に対する阻害抗体との組み合わせによって、CD4陽性ヘルパーT細胞非依存性に増強しうることを示した。(4)新規チェックポイント分子VISTAに対する阻害抗体を樹立し、VISTAとCTLA-4のコンビネーション阻害によって相乗的な抗腫瘍効果が得られることを示した。(5)ヒトIgG1のCDR領域にTRP-2やgp100あるいはNY-ESO-1エピトープを導入したDNAワクチンの抗腫瘍効果が抗PD-1抗体との併用で著しく増強されることを示した。(6) PTEN欠損BRAFV600変異マウスメラノーマモデルにおいて、PD-1阻害抗体とCD137アゴニスト抗体の組み合わせによって放射線療法の効果が相乗的に増強されることを示した。(7) IL-17Aを産生して炎症性の腫瘍増大に関与するgamma/delta T細胞がCD30を高発現しており、CD30リガンドに対する阻害抗体が抗腫瘍効果を示すことを見出した。(8)抗PD-1抗体耐性のマウス腫瘍モデルにおいて、CD40アゴニスト抗体との併用によってIL-12依存性に抗PD-1抗体の効果が増強されることを示した。(9)放射線照射後の腫瘍内で産生されるVEGFを標的として、VEGF特異的なアプタマーとCD137特異的なアプタマーとの複合体によって、全身的なCD137アゴニスト抗体やPD-1/CTLA-4阻害抗体の投与よりも強い抗腫瘍効果が得られることを示した。がん細胞に免疫原性細胞死を惹起する抗DR5抗体の効果を高め副作用を軽減する新たな手法を開発した。また、種々の白血病細胞に直接的に細胞死を誘導する新たな抗体を樹立した。さらに、がんに対する免疫応答を増強する経路(CD137, CD27, Notch2など)及び、逆に抑制する経路(CTLA-4, PD-1, TIM-3, VISTA, TIGITなど)を明らかにし、それらに対する活性化抗体あるいは阻害抗体を用いて、標準的な抗がん剤や放射線あるいはがん細胞を標的とした抗体療法によって惹起されるがんに対する免疫応答の新たな増強法を開発した。がん細胞に免疫原性細胞死を誘導する抗体療法としては、抗DR5抗体への感受性を高める新たな化合物を発見するとともに、抗DR5抗体が免疫抑制性細胞(MDSC)の除去により免疫増強にも働くことを明らかにした。また、Notch2に対するアゴニスト抗体が急性骨髄性白血病の治療に有用であることを示すことができた。免疫増強抗体療法としては、既存のCD137に対するアゴニスト抗体やPD-1に対する阻害抗体などの組み合わせの評価とともに、新たな免疫抑制分子VISTAに対する抗体を樹立し、順調に進展している。
核多角体病ウイルスにおける宿主域決定因子の同定と機能解析

本研究は、核多角体病ウイルス(NPV : nucleopolyhedrovirus)における宿主特異性の決定に関与する因子の同定と機能解析を行うことにより、NPVの宿主域決定の分子機構を解明することを目的として行ったものである。NPVの宿主域決定の分子機構の解明は、NPVの新規生物機能を開発し、その利用拡大と効率的利用を画策するうえできわめて重要な基盤をなすものである。ウイルスの宿主域決定の分子機構を包括的かつ系統的に理解するためには、多様なNPV-昆虫系において多彩な解析を進めることが必要であり、そのための実験系の開発は決定的に重要である。本研究では、まずはじめに、2種の重要害虫から分離したNPVをクローニングした。ついで、今回クローニングしたNPVを含めた8種のNPVの感染増殖様相を、7種の昆虫培養細胞を駆使して詳細に調査し、NPVは宿主細胞に依存してウイルス感染増殖サイクルの様々な段階において不全感染になることを明らかにした。また、ある種の昆虫細胞が様々なNPV感染によって容易にアポトーシスを誘起することも明らかにした。さらに、今回開発したいくつかの不全感染とNPV感染によって誘導されるアボトーシスの分子機構を解明するために、不全感染とアボトーシス誘導への関与が推定される様々なウイルス遺伝子と宿主遺伝子の探索、クローニンク、構造解析、ならびに機能解析を行った。これらの研究により、NPVと細胞との間には実に多様な相互応答の形態が存在することが明確になり、NPVの宿主特異性決定の分子機構の統一的な理解は今後の課題として残されたが、本研究の成果は、NPVの宿主域決定機構を解明するための重要な手掛かりを与えるものとして意義深い。アメリカシロヒトリ核多角体病ウイルス(Hyphantria cunea NPV,HcNPV)は、カイコ由来のBmN-4細胞において、細胞病変効果の誘起およびウイルスDNAの複製は行うものの、出芽ウイルス産生、ウイルス構造タンパク質の蓄積およびポリヘドリンの蓄積は引き起こさず、多角体も形成しない。本研究では、BmN-4細胞を通常の宿主細胞とするカイコ核多角体病ウイルス(Bombyx mori NPV,BmNPV)を感染させたBmN-4細胞に、HcNPVを同時あるいは時間差感染することによって、HcNPVがどのような増殖特性を示すかを調べた。HcNPVとBmNPVをcoinfectionしたBmN-4細胞で、多角体の形成は観察されなかった。また、ウイルス構造タンパク質およびポリヘドリンの蓄積も、BmNPV感染細胞に比べ劇的に減少していた。さらに、HcNPVおよびBmNPVのそれぞれのウイルスのタンパク質発現について検討するために、両ウイルス間で分子量の異なるGP64の蓄積を調べた。GP64は出芽ウイルスのエンベロープの主要タンパク質であり、BmNPV感染BmN-4細胞においては、感染後約48時間後をピークに多量の蓄積が認められるが、HcNPVをcoinfectionすることによってBmNPV由来GP64の蓄積はほとんど認められなくなった。HcNPVとBmNPVとをcoinfectionして72時間後のウイルスDNAの蓄積は、両方のウイルスのものが認められた。以上の結果から、HcNPVとBmNPVとをBmN-4細胞にcoinfectionすることによって、BmNPVの増殖が大きく阻害されることが示された。次に、BmNPV感染BmN-4細胞に、0、1、3、6、12、24時間の差をつけてHcNPVを感染させ、GP64の蓄積およびウイルスDNAの蓄積について調べた。その結果、HcNPVがBmNPVの増殖を阻害することができるのはBmNPV感染後約3時間までであり、この阻害現象は感染過程の比較的初期の段階でおこっていることが示唆された。バキュロウイルスのアポトーシス阻害

たんぱく質遺伝子(iap:inhibitors of apoptosis)がウイルスの宿主域決定に果たす役割を解明するために、アメリカシロヒトリ核多角体病ウイルス(HcNPV:Hyphantria cunea nucleopolyhedrovirus)のiapの同定と発現様相の解析を行った。まず、iapの同定を行ったところ、HcNPVには3種のiapが存在することが明らかとなり、それぞれHciap1,Hciap2およびHciap3と命名した。HcNPVにおけるこのiap遺伝子の構成は、これまでにiap遺伝子の構成が調べられている4種のNPVのいずれとも異なるものであり、NPVにおけるiap遺伝子の構成にはきわめて大きな多様性があることが考えられた。次に、これらの遺伝子の構造解析を行ったところHciapは828ntから成っており、N末端側と中央部にBIRドメインを、C末端側にRINGfingerドメインを含んでいた。Hciap2は729ntから成り、中央部にBIRドメインを1個、C末端側にRINGfingerドメインを含んでいた。Hciap3は789ntで構成され、BIRドメインをN末端側と中央部に、RINGfingerドメインをC末端側にもっていた。さらに、それぞれのHciapのHcNPV感染にともなう発現様相をNorthern分析とimmunoblot分析により調べた。その結果、それぞれのHciapは固有の発現様相を示すこと、およびその発現様相の相違は遺伝子のプロモーター構造の相違を反映していることが明らかになった。アポトーシスは、多くの遺伝子によって制御された細胞の自己死であり、ウイルスの宿主特異性決定に深く関与しているが、その機構については十分には明らかにされていない。核多角体病ウイルス(NPV)では、p35遺伝子を欠失させたAutographa californica NPV(AcNPV)を感染させたSf21細胞においてアポトーシスが誘導されることが明らかにされており、その機構についても研究が行われているが、NPV感染が誘導するアポトーシスについての十分な理解は得られていない。本研究では、様々な昆虫の野生型NPVと樹立細胞系を用いた感染実験により、多くのNPV-細胞系において、かなり一般的にアポトーシスが誘導されることを見出した。特に、Lymantria dispar由来のLd652Y細胞は、実験に供した7種のNPVのうち、5種のNPVによってアポトーシスが誘導されることが示され、Ld652Y細胞がきわめてアポトーシスを誘起しやすい細胞であることが明らかになった。最も強烈なアポトーシスが誘導されたHyphantria cunea NPV(HcNPV)感染Ld652Y細胞においては、明瞭な細胞DNAの断片化が観察された。また、HcNPV DNAの複製は認められたが、出芽ウイルスおよびポリヘドリンの産生はほとんど認められず、アポトーシスがウイルス複製に対して致命的な要因として働いていることが確認された。現在、HcNPV感染Ld652Y細胞において、アポトーシス誘導因子遺伝子ならびにアポトーシス阻害たんぱく質遺伝子の同定と機能の解析を行っている。
蛋白質の立体構造に基づく分子会合表面特性の解析

前年度までのシステムを用いて多数の蛋白質インターフェースを解析したところ、会合領域の形状による結果の不確実性が判明したため、インターフェース領域を新たに定義した。この改良法を用いて再度天然蛋白質におけるサブユニット間インターフェースを解析したところ、空間体積/会合表面積比はほぼ1.4A付近に分布することが判明した。この値は、「天然蛋白質らしさ」を表す指標の1つとして利用できると考えられる。会合表面積の大きさと、空間体積/会合表面積比のすれの大きさをもとにして、実際のクリスタルパッキングを含む複数の結晶構造に対して計算を行い、結果を比較したところ、同一結晶内の天然インターフェースに比較してクリスタルパッキングと判定できるものは会合表面積が小さく、また空間体積/会合表面積比の値が1.4からのずれが大きい傾向があることが判った。本解析方法の一部として採用したQHULLプログラムについて、サーバ内の組み込みについての開発者の了承が得られたことから、前年度までに作成した蛋白質サブユニット間空間体積を計算するプログラム群(溶媒接触表面積計算プログラム、多面体空間内の空隙体稽計算プログラム)と併せ、単一の入力ファイルから全ての計算が連続的に動作するように改良した。さらにこのシステムをWEBプラットフォームからの入力およびWEBページとしての出力機能を付加した解析サーバとして構築した(現在、「13.備考」欄に示したURLから利用可能)。解析サーバ構築時に新たに会合空間内の原子占有率を計算できる機能、同空間内に存在する結晶水を判定する機能を付加した。Leeらの方法(1971)に従い、蛋白質の各部分構造ユニット単位で溶媒接触表面積(ASA)を計算するプログラム(CalcASA)を作成した。木下らのグループにより作成されたClassPPIデータセット(蛋白質のフォールディング別に代表構造を抽出したホモ二量体の構造セット)を用いて、DSSPとCalcASAで計算した溶媒露出表面積(ASA)を比較した。401組のサブユニット対について、単量体のみのASA値、二量体全体のASA値、2つのASA値の差を計算したΔASA値を計算し、各々の平均値を比較したところ、これらの平均値の差はそれぞれ0.01%,0.01%,0.05%であった。このことから、会合表面を検出する目的においてはDSSPおよびCalcASAのいずれのプログラムを用いても結果にほぼ差がないと考えられたため、以後の溶媒接触表面積計算にはCalcASAを使用することにした。次にCalcASAとClassPPIのデータセットを用いて会合面の定義によるASA値の相違を比較し、単量体と二量体でのASA値の差により会合面を検出(ΔASA法)し、解析をおこなった。ClassPPIで分類された5つのカテゴリ別にClassPPIでの会合表面とΔASA法による会合表面の面積値を比較したところ、どのカテゴリにおいてもΔASA法による値はClassPPI法による値のおよそ2倍の値を示した。アミノ酸の出現頻度についてはサブユニット全体と会合面のどちらでも同様の傾向が見られる残基が多かったが、ロイシンが会合表面に多く、トリプトファンが少ない傾向が見られた。CalcASAにより検出した会合表面部位のアミノ酸原子座標をもとに、Qhu11により会合空間領域を多面体として定義した。この空間のうち、蛋白質外部にある空間の体積を算出するプログラムを作成した。このプログラムを用いて下記の解析を行った。前年度はClassPPIのデータセットについてサブユニット間空間の解析を行ったが、ClassPPIデータセットでは収録データが必ずしも二量体ではないことが判明した。三量体以上の構造が含まれている場合、解析結果にバイアスがかかることが考えられるため、二量体に限定した構造データセットを選択する必要があった。Ponstinglらのデータセット(2000)はホモ二量体がPDB番号とともに明示されているため、このデータセットを採用した。Ponstinglらのデータセットのうちホモ二量体の蛋白質構造(76件)を抽出し、現在PDBに含まれている全てのエントリ構造についてマニュアル作業でPDBファイルをもとに結晶構造を再構築し、ホモ二量体構造を作成した。この結果、Ponstinglらのデータセットのうち5件はマニュアル確認作業でbiological unitの判別ができなかった。天然二量体構造として判別できた69件の構造に対して、昨年度および本年度開発したプログラムを用いて、会合部位面積(ΔASA)と蛋白質会合空間(ASV)の体積を計算したところ、ASV/ΔASA比(会合表面間平均距離に対応する)は蛋白質の会合部位面積、フォールドを問わずほぼ一定の値になることが判明した。

さらにこのシステムをWEBプラットフォームからの入力およびWEBページとしての出力機能を付加した解析サーバとして構築した(現在、「13.備考」欄に示したURLから利用可能)。解析サーバ構築時に新たに会合空間内の原子占有率を計算できる機能、同空間内に存在する結晶水を判定する機能を付加した。
人間の手先インピーダンス特性の実験的解折と運動内部モデルの構築

本研究では,人間の手先インピーダンスを実験的に計測し,そのモデル化を試みた.主要な結果は以下の通りである.1.回転型インピーダンス推定装置の開発人間の手先インピーダンスを2次元で推定するために,推力制御が可能なリニアモータ(日本トムソン(株)製)を回転台上に設置し,任意の角度に位置決め可能な2軸インピーダンス推定装置を新しく開発した.この実験装置のハンドルを制御用コンピュータ・アナログ入出力装置を用いて剛性制御し、作業中の被験者の手先を強制的に変位させる。そしてその結果生じる反力を測定し,人間の手先インピーダンスを推定する。この装置により昨年度までは1方向しか推定できなかった人間の手先インピーダンスを2次元平面に拡張することができた.2.人間の手先インピーダンス調節機構のモデル化被験者に,1)上肢姿勢保持,2)筋収縮レベル維持,3)手先力維持という3種類の作業課題を与え,作業中の被試者の手先インピーダンスが,上肢の姿勢,筋収縮レベルによりどのように変化するかを実験的に解析した.そして,上肢関節角度(肩・肘の2関節)と筋収縮レベル(肩,肘関節に作用する6つの筋)の多項式を用いて被試者の関節インピーダンスをモデル化した.その結果,(1)関節インピーダンスを上肢の姿勢,筋収縮レベルの多項式で精度よく表現できること,(2)手先インピーダンスの変化が腕の運動学を表すヤコビ行列に強く影響されていること,(3)各筋の粘弾性係数を筋電位から推定した筋収縮レベルの多項式で近似できること,などを明らかにした.今後は,開発したインピーダンス推定装置をより推定精度の高いものに改良するとともに,本研究で構築したインピーダンスモデルを人間とロボットの協調作業に応用できればと考えている.本研究では,人間の手先インピーダンスを実験的に計測し,そのモデル化を試みた.主要な結果は以下の通りである.1.回転型インピーダンス推定装置の開発人間の手先インピーダンスを2次元で推定するために,推力制御が可能なリニアモータ(日本トムソン(株)製)を回転台上に設置し,任意の角度に位置決め可能な2軸インピーダンス推定装置を新しく開発した.この実験装置のハンドルを制御用コンピュータ・アナログ入出力装置を用いて剛性制御し、作業中の被験者の手先を強制的に変位させる。この装置により昨年度までは1方向しか推定できなかった人間の手先インピーダンスを2次元平面に拡張することができた.2.人間の手先インピーダンス調節機構のモデル化被験者に,1)上肢姿勢保持,2)筋収縮レベル維持,3)手先力維持という3種類の作業課題を与え,作業中の被試者の手先インピーダンスが,上肢の姿勢,筋収縮レベルによりどのように変化するかを実験的に解析した.そして,上肢関節角度(肩・肘の2関節)と筋収縮レベル(肩,肘関節に作用する6つの筋)の多項式を用いて被試者の関節インピーダンスをモデル化した.その結果,(1)関節インピーダンスを上肢の姿勢,筋収縮レベルの多項式で精度よく表現できること,(2)手先インピーダンスの変化が腕の運動学を表すヤコビ行列に強く影響されていること,(3)各筋の粘弾性係数を筋電位から推定した筋収縮レベルの多項式で近似できること,などを明らかにした.今後は,開発したインピーダンス推定装置をより推定精度の高いものに改良するとともに,本研究で構築したインピーダンスモデルを人間とロボットの協調作業に応用できればと考えている.