hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
バイオメトリクス個人認証:オンライン署名認証における脆弱性に関する基礎研究

バイオメトリック個人認証の中でオンライン署名認証に注目し,「信頼できるオンライン署名認証システムを構築すること」を目標に研究を進めた.具体的にはオンライン署名認証アルゴリズムの高精度化を目指すと共に,指摘されている脆弱性に対し頑健なアルゴリズムを構築するために次のことを行った.1.署名データの追加収集:オンライン署名収集を行った.収集の際には筆記動作をビデオで撮影したり,署名の形状を工夫してもらったり,用いるペンを変えたり,長期間に渡って取得したりと,バラエティに富んだ署名を収集した.長期的に複数種類のオンライン署名を収集したデータベースが存在しないためこのデータは非常に有効である.2.画像情報を追加利用した認証手法の構築:署名筆記動作をカメラで撮影することで,ペンの移動軌跡以外にも個人認証に利用できる特徴が抽出可能になる.そこで署名を筆記する際のペンを持った手をカメラで撮影し,ペン持ち方に関連する特徴を抽出し認証する手法の研究を行った.10人の被験者から取得したデータを用いた実験では認証精度EER=約12%であった.この認証手法はオンライン署名認証との組合せが容易なため,オンライン署名認証の高精度化に非常に有効な手法と考えられる.3.テンプレート漏洩時の対応手法の検討:テンプレート情報を取得する手法の一つとしてヒルクライミング法を用いた攻撃が指摘されている.この攻撃はシステムに入力するデータを少しずつ変更することで内部に保存されているテンプレートデータを推定する方法である.この攻撃に頑健な手法を構築するために,攻撃に用いられるヒルクライミング法を逆に認証アルゴリズムに利用することでヒルクライミング法を用いた攻撃に強い認証手法の研究を行った.攻撃を考慮した認証精度実験では約90%のエラーを削減することに成功した.本年度はバイオメトリック個人認証手法であるオンライン署名認証手法の高精度化を目指して研究を進めた.本年度の研究では(1)ユーザ共通モデルの評価,(2)署名の経年変化対応(リファレンス更新,モデルパラメータ更新法),(3)ユーザ依存モデルへの拡張(4)自動生成偽筆を用いたモデル作成,(5)データ取得方法の検討,を行った.(1)ユーザ共通モデルの検討では,モデル学習アルゴリズムの改良や,学習に利用するデータ,特徴を変更しながら精度評価を行った.(2)署名の経年変化対応では,時間の経過と共に書き方が変わってしまうという経時変化問題に着目し,比較を行うリファレンスを更新していくリファレンス更新法,またモデルのパラメータをオンライン学習により逐次学習していくパラメータ更新法提案した.データベースを用いた評価では精度向上を実現した.(3)ユーザ依存モデルへの拡張は,ユーザ毎に利用するモデルを変更することでユーザの個人性を考慮する手法の提案を行った.本年度は初期実験として,利用する特徴が違うモデルを2つ作成し,ユーザ毎に利用モデルを変更することで精度の向上を目指した.(4)自動生成偽筆を用いたモデル作成では,バイオメトリクス認証のアタック手法として知られているヒルクライミング法を逆に利用し,ヒルクライミング法で作成された偽筆をモデル学習に用いることを提案した.データベースを用いた評価では精度を向上させることに成功した.(5)データ取得法の検討では,署名を筆記する動作をビデオカメラで撮影することにより,動画からデータを抽出する手法の検討を行っている.署名アルゴリズムの研究と共にオンライン署名認証精度評価に不可欠なデータベースの収集も行った.収集署名は真筆と偽筆であるが,真筆については3種類の真筆,偽筆については提供情報と練習回数を変更することで複数種類の偽筆を収集した.バイオメトリック個人認証の中でオンライン署名認証に注目し,「信頼できるオンライン署名認証システムを構築すること」を目標に研究を進めた.具体的にはオンライン署名認証アルゴリズムの高精度化を目指すと共に,指摘されている脆弱性に対し頑健なアルゴリズムを構築するために次のことを行った.1.署名データの追加収集:オンライン署名収集を行った.収集の際には筆記動作をビデオで撮影したり,署名の形状を工夫してもらったり,用いるペンを変えたり,長期間に渡って取得したりと,バラエティに富んだ署名を収集した.長期的に複数種類のオンライン署名を収集したデータベースが存在しないためこのデータは非常に有効である.2.画像情報を追加利用した認証手法の構築:署名筆記動作をカメラで撮影することで,ペンの移動軌跡以外にも個人認証に利用できる特徴が抽出可能になる.そこで署名を筆記する際のペンを持った手をカメラで撮影し,ペン持ち方に関連する特徴を抽出し認証する手法の研究を行った.10人の被験者から取得したデータを用いた実験では認証精度EER=約12%であった.この認証手法はオンライン署名認証との組合せが容易なため,オンライン署名認証の高精度化に非常に有効な手法と考えられる.3.テンプレート漏洩時の対応手法の検討:テンプレート情報を取得する手法の一つとしてヒルクライミング法を用いた攻撃が指摘されている.この攻撃はシステムに入力するデータを少しずつ変更することで内部に保存されているテンプレートデータを推定する方法である.この攻撃に頑健な手法を構築するために,攻撃に用いられるヒルクライミング法を逆に認証アルゴリズムに利用することでヒルクライミング法を用いた攻撃に強い認証手法の研究を行った.攻撃を考慮した認証精度実験では約90%のエラーを削減することに成功した.
幾何学的制約の干渉に着目した、図的表現の形式的意味論の研究

本研究の目的は,同じ情報を異なった様式で表示したとき,一方の表現が他方よりすぐれていると場合があるという「表現の有効性」という現象を、意味論的な見地から説明するというものである.11年度までの成果として、この問題について次のことが明らかになっている.表現の構造を規定する制約によって,(1)ある情報αの表示がαから帰結する他の情報βの表示を必然的に伴なう場合があること,(2)情報αの表示がαから帰結しない他の情報の一つを必然的に伴う場合があること,(3)矛盾した情報の集合を表現できない場合があること,(4)表現される対象を規定する制約が,表現そのものの構造を規定する制約に投影される場合があること.さらに、先に提出した研究計画に基づいて研究を行ったところ、、(5)表現系の基本的な意味規則から,派生的な意味規則が導かれることがあること,(6)表現のもつ制約について推論することで,表現の対象のもつ制約について推論するという「遠隔推理」が健全(sound)でありうること。12年度は、チャンネル理論(Barwise & Seligman)の枠組みで,表現領域による対象領域の「制約の保存」という性質を特徴づけることができ,(1)(6)の性質がすべてこの性質の特別な場合として正確にモデルできるという仮説のもとに、「制約の保存」に基づく数学モデルを体系的に展開する著作の執筆に専念した。その結果、すでに著作の第1稿を書き終え、本年4月6月にかけて、Stanford大学のJohn Etchemendy教授のレビューを受ける予定である。レビューの結果に基づいて改訂を行ったあと、1年以内に米国の出版社から上梓する見込みである。本研究の目的は,同じ情報を異なった様式で表示したとき,一方の表現が他方よりすぐれていると場合があるという「表現の有効性」という現象を意味論的な見地から説明するというものである。報告者が以前に行った研究で,この問題について次のことが明らかになっている。表現の構造を規定する制約によって,(1)ある情報αの表示がαから帰結する他の情報βの表示を必然的に伴なう場合があること,(2)情報αの表示がαから帰結しない他の情報の一つを必然的に伴う場合があること,(3)矛盾した情報の集合を表現できない場合があること,(4)表現される対象を規定する制約が,表現そのものの構造を規定する制約に投影される場合があること。本年度は,先に提出した研究計画に従い,表現系がもちうるこれら4つの特徴を,Barwise & Seligmanのチャンネル理論を基礎にして数学的にモデルすることを試みた。その結果,新たな知見として,チャンネル理論で提案されている「局在論理」という概念を使い,表現領域による対象領域の「制約の保存」という性質を特徴づけることができ,(1)(4)の性質がすべてこの性質の特別な場合として正確にモデルできることが分かった。また,(1)(4)以外にも,制約保存の特別な場合として,(5)表現系の基本的な意味規則から,派生的な意味規則が導かれることがあること,(6)表現のもつ制約について推論することで,表現の対象のもつ制約について推論するという「遠隔原理」が健全(sound)でありうることが分かった。「制約の保存」に基づく体系的な数学モデルは未発表であるが,(5)の結果は国際学会「IEEE Visual Languages」ですでに発表し,(6)の結果は12年8月に開かれる国際学会「Diagrams 2000」に投稿した。また,(1)(4)の知見をまとめた論文が学術誌Artificial IntelligenceReviewに掲載された。
損傷による神経線維(軸索及び髄鞘)の形態的変化に関する研究

1.頭部外傷に基づく神経線維の形態的変化:法医解剖例の脳梁標本について,Holmes鍍銀法等によって軸索を染色し,さらにLuxol Fast Blue(LFB)によって髄鞘を重染色して観察した。その結果,頭部外傷受傷後2日以上生存した例では,軸索のretraction ball(RB)や髄鞘成分の球状化像(myelin globoid;MG)が多数認められた。より早期に死亡した例でも,受傷後5時間以上生存すれば,軸索の腫大,大小不同,蛇行といった3所見が揃って認められた。頭部外傷を伴わない例では,これら3所見が揃って認められることはなかった。3.免疫組織化学による髄鞘変化像:頭部外傷に基づく髄鞘変化を明らかにするため,myelin basic proteinやproteolipid proteinに対する抗体を用いて髄鞘を染色したところ,両染色とも,LFB染色と同様に2日以上生存した例でMGを検出した。軸索所見に加えてこれら髄鞘所見を検討することにより,頭部外傷の受傷時期をより正確に推定できるものと考える。平成6年度は、頭部外傷に基づく神経線維(軸索・髄鞘)の形態的変化を観察し,神経線維損傷の早期診断が可能であるか否かについて検討を加えた。法医解剖例29例の脳梁・脳幹部などの標本を用い,パラフィン切片を作製し,HE,KB染色に加え,Holmes鍍銀法やneurofilament蛋白等に対する抗体を用いた免疫組織化学によって軸索を染色し,さらにLuxol Fast Blueによって髄鞘を重染色して観察した。その結果,頭部外傷受傷後2日以上生存した例の脳梁には,軸索のretraction ball(RB)や髄鞘成分の球状化像(myelin globoid)が多数認められた。より早期に死亡した例では明らかなRBは認められなかったものの,受傷後5時間生存した例では,軸索の腫大像,数珠状あるいはソ-セージ様の大小不同像,蛇行像といった3所見が揃って認められた。受傷後30分以内に死亡した例では,脳梁に出血が存在しても,軸索の腫大は明らかでなかった。次に,頭部外傷を伴わない例では,脳梁に出血なく,部分的に腫大あるいは蛇行した軸索がみられることはあっても,前記した腫大,大小不同,蛇行の3所見が揃って認められることはなかった。なお,これらの軸索・髄鞘変化と,死後経過時間,頭蓋骨骨折やlucid intervalの有無等との間に明らかな関連性を認めなかった。一般に,損傷による軸索の変化(RB)は,通常の組織学的検査では,受傷後12時間以上経過しないと明らかにならないとされている。しかしながら,それ以前に死亡した例においても,ある程度の期間生存していた場合には,軸索の変化像の分布や頻度を検討し,さらに脳梁や脳幹等の出血の有無,髄鞘の所見,受傷から死亡までの臨床経過等を総合すれば,軸索損傷の診断が可能ではないかと考え,さらに検討を進めている。頭部外傷に起因する神経線維損傷の早期変化を明らかにするため,平成7年度は免疫組織化学によって種々の軸策及び髄鞘構成成分を染色し,各々の有用性について検討を加えた。そこでこれらの3つのうち染色像が最も鮮明と思われたNSEを選び,さらに例数を増やし(35例)検討を進めた。すると頭部外傷受傷後1時間以上生存した例の大部分では,腫大軸索とRBが多数検出され,頭部外傷を欠く例では殆ど検出されなかった。従ってNSE染色によれば早期死亡例における軸索変化を検出できるものと考える。一方,頭部外傷に起因する髄鞘変化を明らかにするためにmyelin basicproteinやproteolipid proteinに対する抗体を用いて髄鞘染色標本を作製して検討したところ,両染色とも2日以上生存した例ではmyelin globoidと呼ばれる髄鞘成分の球状塊を検出した。
結晶の核形成と結晶成長および溶解機構

この研究のねらいは,主として珪酸塩系での結晶の核形成,成長および溶解機構を理解し,これを通じてマグマの発生,火成岩の形成など地質学的な現象の基本に貢献しようとするところにある.このため,光学顕微鏡の裁物台上に放置した加熱炉中に珪酸塩液体の薄膜をつくり,そこに任意の過冷却度を与えて結晶の核形成,成長あるいは溶解を起させ,その過程をin-situで透過光によって観察,ビデオで記録するというユニークなその場観察法を開発した.この方法では視度をいちじるしく高めることと,條件を厳密に制御することに最も力を注ぎ,ナノメーターオーダーの厚さの成長前の挙動や,成長中の結晶のまわりのものの動きを直接みることができ,また温度制御は1600°Cで±0.5°Cの高さである.したがって,良く制御された條件下で種々の速度論的研究を行なうことができる.また,本年度購入の走査型電子顕微鏡により,その場観察した試料の急冷産物について相の同定,詳しいモルフォロジー観察が可能である.上記の手法により,本年度はF_0-An-SiO_2系, An-Di系, MgAl_2O_4-Ca_2SiO_4(Cr)系,スピネル系, Ak-Ge系などの珪酸塩系について, (1)準安定相の核形成, (2)成長パラメーターとの関連におけるモルフォロジーの変化, (3)固,液界面のぬれ角測定, (4)多形の安定領域(5)酸素フユガシティーの影響,(6)セクター構造の形成および溶解,などの問題についてその場観察を行なった.その結果,いろいろなことが明らかになったが,特筆に価するのは準安定核形成が極めて普遍的な現象で,その理由は界面自由エネルギーと駆動力との競合にあることが明らかになり,またGe-Ak系固溶体では,セクター構造が実験的につくりあげられ,溶解現象もセクターごとの組成および完全性の差異を反映した形で進行することなどである.なお, 62年12月7日,仙台市で班会議を開催した.この研究のねらいは,主として珪酸塩系での結晶の核形成,成長および溶解機構を理解し,これを通じてマグマの発生,火成岩の形成など地質学的な現象の基本に貢献しようとするところにある.このため,光学顕微鏡の裁物台上に放置した加熱炉中に珪酸塩液体の薄膜をつくり,そこに任意の過冷却度を与えて結晶の核形成,成長あるいは溶解を起させ,その過程をin-situで透過光によって観察,ビデオで記録するというユニークなその場観察法を開発した.この方法では視度をいちじるしく高めることと,條件を厳密に制御することに最も力を注ぎ,ナノメーターオーダーの厚さの成長前の挙動や,成長中の結晶のまわりのものの動きを直接みることができ,また温度制御は1600°Cで±0.5°Cの高さである.したがって,良く制御された條件下で種々の速度論的研究を行なうことができる.また,本年度購入の走査型電子顕微鏡により,その場観察した試料の急冷産物について相の同定,詳しいモルフォロジー観察が可能である.上記の手法により,本年度はF_0-An-SiO_2系, An-Di系, MgAl_2O_4-Ca_2SiO_4(Cr)系,スピネル系, Ak-Ge系などの珪酸塩系について, (1)準安定相の核形成, (2)成長パラメーターとの関連におけるモルフォロジーの変化, (3)固,液界面のぬれ角測定, (4)多形の安定領域(5)酸素フユガシティーの影響,(6)セクター構造の形成および溶解,などの問題についてその場観察を行なった.その結果,いろいろなことが明らかになったが,特筆に価するのは準安定核形成が極めて普遍的な現象で,その理由は界面自由エネルギーと駆動力との競合にあることが明らかになり,またGe-Ak系固溶体では,セクター構造が実験的につくりあげられ,溶解現象もセクターごとの組成および完全性の差異を反映した形で進行することなどである.なお, 62年12月7日,仙台市で班会議を開催した.
核融合炉の熱・物質変換システムにおける複合相関性に関する研究

本研究は核融合炉の熱・物質変換機能を担う液体金属ブランケット内部における、熱・物質輸送・流れ場・磁場・非一様体積発熱に起因する浮力の共時的な複合相関性を研究対象としており、複合熱流動現象という多現象連成物理の解明と数理モデリングをとおして液体金属ブランケット設計に寄与することを目的にしている。本研究では固体増殖材では問題となる照射損傷がなく、冷却材と兼ねることも可能であり高い熱変換効率が期待できるとともに、ブランケット構造を簡素化できる利点がある液体金属のリチウム鉛を研究対象に取り上げた。本年度に共同研究機関である米国カリフォルニア大学ロサンゼルス校に溶融リチウム鉛閉流路の設置を完了し、定常運転を実現した。本研究課題で開発を行ってきた高温超音波ドップラー流速計測系を閉流路に設置していたが、物理・化学特性が不明な点も未だ多いリチウム鉛を扱っているため正常な測定を本年度内に終了できず、計測上の問題抽出を行った。また強磁場環境下の溶融リチウム鉛流動の数値解析を実施して、高温超音波ドップラー流速計測用の超音波送受器がMHD流動に与える擾乱について評価を行い、高温超音波ドップラー流速計測と比較する数値解析データベースを構築した。本研究課題で開発を行った溶融リチウム鉛の高温超音波ドップラー流速計測法は、現在に至るまで唯一のリチウム鉛に適用可能な流速分布計測手法であり、核融合炉工学分野において先駆的研究である。本研究課題終了後も高温超音波ドップラー流速計測に引き続き従事し、強磁場下のリチウム鉛流速度分布計測手法を確立・高度化を行う予定である。物理・化学特性が未だ不明な点が多いリチウム鉛を研究対象として取り扱っているため、高温超音波ドップラー流速計速が安定しなかった。溶融リチウム鉛を取り扱う不活性雰囲気の管理が計測を行う上での最重要項目であると本年度に問題抽出を行った。本年度得られた知見を基に、本研究課題終了後も高温超音波ドップラー流速計測に引き続き従事し、強磁場下のリチウム鉛流速度分布計測手法を確立・高度化を行う予定である。本年度の研究実施計画に従い、高温の液体金属流の時系列流速分布計測が可能な高温超音波ドップラー流速計測法(HT-UDV)を核融合炉のトリチウム増殖材の候補であるリチウム鉛(PbLi)に適用し計測手法を確立した。今後の実施を計画している強磁場環境下でのリチウム鉛基礎流動試験の流速計測系として活用する基盤技術を整えた。それに加え、強磁場装置を保有しているカリフォルニア大学ロサンゼルス校においてリチウム鉛基礎流動試験の試験閉流路の構成機器の設計製作・予備試験が実施可能な段階まで試験準備を終了し、次年度に試験が実施できる見通しを得た。核融合炉におけるリチウム鉛-壁面間の表面相互作用に関する研究を進めるため、核融合炉の先進構造材であるシリコン・カーバイド(SiC)表面上でのリチウム鉛の接触角を測定し濡れ性を定量的に評価した。その測定結果に基づき、超撥水性を示すリチウム鉛は強磁場環境にて流動スリップが起き、不安定流動を招く可能性があることを示した。核融合炉環境下の熱流動の複合相関性を実験的に明らかにする有益な計測手法であるリチウム鉛の高温超音波ドップラー流速計測法を今年度開発するなど核融合炉工学において重要な技術開発を達成し、本年度の研究成果は今後の核融合炉の液体金属ブランケット設計における研究・開発への寄与が期待できる。

本年度得られた知見を基に、本研究課題終了後も高温超音波ドップラー流速計測に引き続き従事し、強磁場下のリチウム鉛流速度分布計測手法を確立・高度化を行う予定である。
超音波噴霧熱分解法による水酸アパタイトの合成

【目的】骨欠損部充てん材および生体関連セラミックスとして注目されている水酸アパタイトは、おもに固相法や液相法で合成されている。しかしながら、固相法では粉体の粒子径や形態の制御はできず、液相法ではある程度の粒子形や形態の制御は可能であるが、化学量論組成の水酸アパタイトが得にくいという欠点があった。さらにいずれの方法でも得られた水酸アパタイト粉体は凝集粒子を形成しやすいという性質もあった。そこで本研究では超音波噴霧熱分解法をもちいて凝集性のない超微粒子の水酸アパタイトの合成を試みた。【方法】有効炉長1500mm(U型炉心管φ50mm×180mm)の電気炉を5001000°Cに加熱し、それに2MHzの超音波発信器で霧化した原料溶液の液滴を1005000ml/minの乾燥空気とともに導入し、その熱分解反応によって水酸アパタイト粉体を合成した。原料溶液には、0.1mol・dm^<-3>硝酸カルシウム水溶液と0.11mol・dm^<-3>エチレンジアミン四酢酸ナトリウム水溶液とを混合してキレート錯体を形成させ、それに0.06mol・dm^<-3>リン酸アンモニウム水溶液を加えて濃アンモニア水で所定pHに調整したものをもちいた。【結果】本研究を遂行するにあたり、超音波噴霧熱分解装置を設計し、完成した装置で実験を行った。まず、原料溶液のpHを11に調整し、熱分解反応の温度を変えると、800°C以下では未燃焼のカーボンが残ったが、1000°Cで行う白色の水酸アパタイト粉体が得られた。未燃焼のカーボン量は原料溶液の液滴を炉内に導入する際の乾燥空気量にも依存し、乾燥空気量を少なくするほどカーボン量は少なくなった。しかし、生成した水酸アパタイト粉体の量も少なくなるため、乾燥空気量の最適化が必要であった。また、原料溶液のpHを変えると、えられた水酸アパタイトの組成に影響し、それを低くするほどカルシウムイオンの欠損および炭酸イオンの含有が認められた。pH11、熱分解温度1000°Cの条件で合成するとほぼ化学量論組成の水酸アパタイトをえることができた。この水酸アパタイトは、凝集性のない平均粒子径約500nmの球状粒子であり、かさ高い粉体性状をもつ粉体であった。
アジア諸都市の都市組織と都市住宅のあり方に関する比較研究

第一に、アジアの都城の系譜について、『曼荼羅都市-ヒンドゥー都市の空間理念とその変容-』(2006年)、"Stupa & Swastika"(2007)、そして『ムガル都市--イスラーム都市の空間変容』(2008)をまとめることによって、大きな見取り図を描くことができた。また、第二に、アジアの都市組織研究の原点としてきたスラバヤのカンポンについて、四半世紀後に全く同じフォーマットで臨地調査を行い、都市組織の持続力と変容について貴重な知見を得ることが出来た。第三に、特に店屋(ショップハウス)の起源と広がりについて、中国南部、台湾、東南アジアの調査によって、これまでの仮説を確認できた。第四に、西安の回民居住地区の調査によって、中国都城とイスラーム都市の重層関係について明らかにすることができた。以上は、アジア都史研究の大きな基礎を築くことになったと考える。本研究は、アジア諸都市における都市組織と都市住宅のあり方を、臨地調査によって明らかにし、一定の型の形成とその変容について体系的に明らかにすることを大きな目的にしている。アジアの諸都市についての欧米における研究は極めて薄い。アジアの数多くのユニークな都市の空間構成を明らかにすること自体に大きな意義があり、さらにアジア都市研究の体系化への道筋を示すことが本研究の大きな役割である。我が国におけるアジア都市研究の基礎を固めるとともに、その水準を世界に示すことが第一のねらいである。一方、本研究はもとより歴史研究にとどまるものではない。植民地化のインパクトとその後の変化がより大きなテーマである。都市の形成、変容、転成の過程を、都市組織、都市住宅のあり方に即して明らかにすることは、個々の都市におけるこれからの都市住居あるいは街区のあり方を考えるための大きな手掛かりである。都市組織と都市住宅の関係を明らかにすることによって、スラバヤ・エコハウス以来追求してきたエコハウス、エコ街区モデルへの展開を考えるのが本研究のユニークな点と考える。第一年度として、まず、当初の計画通り、『曼茶羅都市』(2006年2月)を取りまとめた上での、ヒンドゥー都市の系譜についての補足作業として、"Stupa & Swastika"の刊行(2007年2月)にかなりの時間を割いた。カトマンズ盆地を含めることによって、南アジアについて大きな見通しを得ることができた。一方、全体を見通すべく、基本文献の収集については、中国を中心として行った。臨地調査は、イスラーム圏についての見通しを得るために、計画より先行する形で、デリー、ラホールをターゲットとした。当初計画では、中国の「店屋」の系譜について予備調査を行う予定であったが、第二年度に向けて、研究者も参加を求められた、国立歴史民俗博物舘の共同研究「東アジア比較建築文化史」が中国を対象として展開されることから、イスラーム圏を先行させることとした。また、タイのホンナンを臨地調査の対象と考えていたが、タイ人留学生を博士後期課程の学生として受け入れることとなったため、これの次年度以降に先送りすることとした。以上のような経緯から、第一年度の主調査対象として、最終年度に予定していたスラバヤを選定し、研究の大きなまとめを展望することを優先することになった。スラバヤにっいては、4つのカンポンについて、1982年に詳細調査を行っているが、本年度は、そのうち、カンポン・サワプロとカンポン・サワハンの二つについて、同じ方法で調査を行った。四半世紀を経た同じ年の居住地を調査することによって極めてユニークなデータを得ることができた。初年度の大きな成果である。また、最終的なとりまとめを得ることができたことも大きい。臨地調査については、まず、滋賀県立大学の特別研究プロジェクト(「東アジアの城郭都市の比較研究」)に参加することを求められた関連で、予定外であったが、中国都城の系譜に関して、西安-洛陽-開封について、回民地区を中心とした調査を行うことが出来た。また、倭城の調査に関連して研究室で続けている韓国都市の都市型住宅についても短期間の調査を行った。インド・イスラーム都市の系譜として、サマルカンド、ブハラなど中央アジアについて、短期間の調査を行うことが出来た。また、研究室ではヴァーラーナシー調査を行った。さらに、都市型住宅の典型としてショップハウス(店屋)をめぐって、当初は、福建、広州を主ターゲットとする予定であったが、台湾の蓄積があることから、台湾と福建の間を探るべく膨湖島に焦点を当てた。ショップハウスという意味では馬公が中心であったが望安島の集落調査も比較のために行うことができた。インド・イスラーム都市をめぐって、調査と併行して、『ムガル都市-イスラーム都市の空間変容-』(京都大学学術出版会)のまとめに多くの時間を割いた。

イスラーム都市の原型として、オアシス都市の系譜を明らかにし、西アジアについてもある程度見通しをもつことができた。昨年行った、最終年度に想定していたスラバヤのカンポン(都市村落)調査については、研究室の学生の修士論文としてほぼまとめることができた。来年度には論文として公表を考えたい。四半世紀を経た同じ都市の居住地を調査することによって極めてユニークな論文となる臨地調査については、重点調査として、中国・福建をターゲットとし、泉州について予定通り行った(2008年8月下旬)。また、福州、アモイについても資料収集を行った。昨年度の膨湖島調査と合わせて、中国福建と台湾との都市組織に関する関係についてある程度の見通しを得ることが出来た。イスラーム都市の系譜として、マグリブの諸都市について、臨地調査を行う計画であったが、イエメンの高層住宅の系譜を優先し、マグリブについては断念した。イエメンでは、サナア、シバームの他、ムカッラにおいても調査をおこなった。さらに、東南アジア大陸部について見通しをつけたいとしていたが、ラオスのヴィエンチャン、ルアンパバンについて調査を行った。ベトナムからチャイニーズによってショップハウスが持ち込まれていることがはっきりし、ひとつの系譜を明らかにすることが出来た。前年度の研究成果は、6編の審査論文(ヴァーラーナシー、西安、タイ、インドネシアのカンポン)他、学会発表論文として速やかにまとめた。また、布野修司・山根周、『ムガル都市--イスラーム都市の空間変容』(京都大学学術出版会、2008年5月)を上梓することができた。最終年度として、まとめの作業を集中的に行った。当初研究計画において、重点調査都市(地域)と考えていたのは、カトマンズ盆地都市、ミャンマー諸都市(古都)、タイ・コーラート高原クメール都市、ラージャスタン諸都市、グジャラート諸都市、福建・広州諸都市、台湾諸都市、ジャワ諸都市であった。そして、初年度:ヒンドゥー都市重点調査+中国系都市予備調査、第2年度:中国系都市重点調査+インド・イスラーム都市予備調査、第3年度:インド・イスラーム都市重点調査+ジャワ都市予備調査、最終年度:ジャワ都市(スラバヤ)重点調査+補足調査というのが研究プログラムであったが、上述のように、調査都市の順序は、状況に応じて変更してきた。最終年度に予定していた、ジャワ都市、スラバヤにおけるカンポン調査をいち早く行ったことによって、全体の見通しを得ることが出来たことが大きい。ミャンマーについては調査環境が整わず断念せざるを得なかったのであるが、それに変わって予定外ではあったが、中国・中原および朝鮮半島について調査することが出来た。最終年度の臨地調査は、まず、昨年度の補足として、ラオス南部の集落調査を行い、メコン中流域について、ほぼ把握することが出来た。また、カトマンズ盆地について当初の予定を果たすことが出来た。また、必ずしも当初の予定にはなかったが、福建・広州諸都市、台湾諸都市についてのショップハウス研究が進展したことから、フィリピンの諸都市の中国人街について調査を行った。
老年期に達した精神分裂病患者の精神機能の謙譲老人との臨床心理学的比較研究

精神分裂病患者では加齢とともに精神症状が改善することが知られているが、長期入院の患者においてもそうなのであろうか。このことを検討するために3つの研究をおこなった。研究1では横田式記憶テストを使用し、中年期と老年期に達した正常者と分裂病患者の記憶機能について検討した。分裂病患者では多くの下位テストにおいて中年期と老年期のいずれにおいても正常者より成績が劣り、中年期から老年期にかけての成績の低下は正常者と同様であった。このことから患者における加齢の影響は正常者におけると同様に働いていると結論付けられた。研究2ではバウム・テストと精神健康調査票(GHQ)を使用し、分裂病患者における加齢の影響を検討した。患者の描画は、中年期より老年期において写実性が高まり、非整合性が低下したが、同時に活動性も低下した。このことから患者における加齢の効果は、描画の質を高めるものであることが明らかにされ、加齢による精神症状が改善するという所見を心理テストから明らかにした。一方GHQでは中年期と老年期の間で有意な差はみられず、睡眠障害、抑うつといった心身の状態には、加齢の影響が認めがたかった。研究2では中年期と老年期の患者を対象にしたが、描画にみられた改善傾向は個人内においても認められるかどうか明らかではなかったので、研究3では高齢分裂病患者に1年以上の間隔をあけて2回バウム・テストを実施し、描画の質を縦断的に検討した。その結果、研究2で認められた傾向は、縦断的検討においても認められ、2回目の描画において、写実性は高まり、非整合性は低下し、活動性は低下した。以上のように患者の記憶機能は加齢とともに低下するが、その低下は分裂病の疾患過程によるものというよりは通常の加齢による過程を反映していると思われた。これに対し、描画は、老年期には改善し、写実性が高まり、非整合性が低下するが、活動性は低下した。精神分裂病患者では,加齢と共に精神症状が静穏化すると知られている.また,加齢と共に独特の性格変化が出現するとされている.しかし,それらの知見の多くは臨床的観察をもとにしたものが多い.そこで,そのような分裂病患者の特徴を臨床心理学的方法を使用して明らかにしようと試みた.使用した臨床心理学的検査は日本版GHQ(The General Health Questionnaire)とバウム・テストであった.GHQでは身体・心理的自覚症状を調べ,バウム・テストでは描かれた樹木の形態ならびに表現の質を検討することでパーソナリティを明らかとする.被験者は東京都内の2つの精神病院ならびに群馬県下の2つの精神病院に入院中の60歳以上の分裂病患者である.対照群は4病院に入院中の精神病以外の患者,ならびに都内の老人ホームに生活する痴呆の疑いのない健常老人を当てた.平成9年度は,4つの精神病院ならびに老人ホームに対し検査依頼を行い,データ収集を始めた.検査実施中の症例観察からすると,老年期に達した分裂病患者では,夜中に目を覚ますことがある等の睡眠障害の訴え,希望がない,死を考えたことがあるとった希死念慮に関する項目の反応が多い.バウム・テストでは用紙の使用範囲が狭く,木の大きさが小さい,平行幹,幹上下開放,一線枝,樹冠なしといった特徴が多く認められる.こうした描画はパーソナリティの退行を表すが,痴呆患者にみられる木にならない表現はみられず,痴呆患者と同等の退行は示していない.以上のような観察結果を,平成10年度では,より多人数の症例で確認し,さらに平成11年度では分裂病患者のパーソナリティの特徴を数量的に明らかにする.

精神分裂病は、初め早発性痴呆と呼ばれたように痴呆化すると考えられた。しかしその後必ずしも全ての患者が痴呆化するわけではないこと、さらに障害の特徴から精神分裂病に名称変更された経緯がある。とはいうものの、その後も患者の認知障害と老人の精神機能低下との類同性が考えられてきた(Saccuzzo,1997)。最近のモデルをまとめると大きく二つに分けられる。ひとつは、認知障害は分裂病の発病とともにあらわれ、その後加齢の影響を受けないとするもの(Goldberg,et.al.,1992;Goldberg,et.al.,1993;Rund,1998)。他方は、患者の認知障害は加齢によって影響を受けるとするものである(Mcdowd,et.al,1993)。われわれ(横田ら、1998)は記憶テストを使用し健常老人の記憶機能の加齢的影響を検討し、短期記憶・ワーキングメモリーに関する機能が長期記憶機能に比べ加齢の影響を受けやすいことを明らかにした。しかし分裂病患者ではそうした機能的な低下よりむしろ物語の記憶のように意味記憶に関して障害が見られていた(横田・内藤、1996)。ただ、患者の記憶障害に関しては、加齢を変数に入れていない。そこで今回、60歳以上の入院中の分裂病患者(東京都下1精神病院、群馬県下2精神病院)を中心に、横田記憶テスト、GHQ、バウム・テストを実施し、記憶機能を含めた認知機能障害が、加齢モデルによって説明可能かどうかについて検討している。分裂病患者では加齢とともに精神症状が改善することが知られているが、長期入院の患者においてもそうなのであろうか。このことを検討するために3つの研究をおこなった。研究1では横田式記憶テストを使用し、中年期と老年期に達した正常者と分裂病患者の記憶機能について検討した。分裂病患者では多くの下位テストにおいて中年期と老年期のいずれにおいても正常者より成績が劣り、中年期から老年期にかけての成績の低下は正常者と同様であった。このことから患者における加齢の影響は正常者におけると同様に働いていると結論付けられた。研究2ではバウム・テストと精神健康調査票(GHQ)を使用し、分裂病患者における加齢の影響を検討した。患者の描画は、中年期より老年期において写実性が高まり、非整合性が低下したが、同時に活動性も低下した。このことから患者における加齢の効果は、描画の質を高めるものであることが明らかにされ、加齢による精神症状が改善するという所見を心理テストから明らかにした。一方GHQでは中年期と老年期の間で有意な差はみられず、睡眠障害、抑うつといった心身の状態には、加齢の影響が認めがたかった。研究2では中年期と老年期の患者を対象にしたが、描画にみられた改善傾向は個人内においても認められるかどうか明らかではなかったので、研究3では高齢分裂病患者に1年以上の間隔をあけて2回バウム・テストを実施し、描画の質を縦断的に検討した。その結果、研究2で認められた傾向は、縦断的検討においても認められ、2回目の描画において、写実性は高まり、非整合性は低下し、活動性は低下した。以上のように患者の記憶機能は加齢とともに低下するが、その低下は分裂病の疾患過程によるものというよりは通常の加齢による過程を反映していると思われた。
RIEによる微小3次元自由曲面形状の創成に関する研究

RIE(反応性イオンエッチング)では,被加工材構成分子に対して,等方的な化学的エッチングと方向性のある物理的エッチングが同時に起きるので,その反応割合を制御することによって,3次元的な微小自由曲面の製作が可能となる.そこで,本研究では,RIEのエッチング条件と反応割合の関係を明確化し,RIEによる3次元的な微小自由曲面の製作技術を確立することを目的としている.具体的には,本年度は,被加工材の単結晶シリコンウエハについてのエッチング実験によって創成される3次元微小形状の詳細な観察と,励起気体分子のうち,物理的反応に寄与する分子と化学的反応に寄与する分子のそれぞれの組成と数量を質量分析手法によって解析した結果とを比較解析をおこない,物理的反応に寄与する分子と化学的反応に寄与する分子のそれぞれの組成の同定とその数量を解析し,それらと創成形状の関係を明らかにした.さらに,物理的エッチングと化学的エッチングの反応割合と創成形状の関係を明らかにし,3次元自由曲面の創成メカニズムの解明をはかった.RIE(反応性イオンエッチング)では,被加工材構成分子に対して,等方的な化学的エッチングと方向性のある物理的エッチングが同時に起きるので,その反応割合を制御することによって,3次元的な微小自由曲面の製作が可能となる.そこで,本研究では,RIEのエッチング条件と反応割合の関係を明確化し,RIEによる3次元的な微小自由曲面の製作技術を確立することを目的としている.具体的には,本年度は,被加工材を単結晶シリコン基板とした場合のさまざまなエッチング条件において,実際に創成される3次元形状を解析するとともに,励起気体分子のうち,物理的反応に寄与する分子と化学的反応に寄与する分子のそれぞれの組成と数量を質量分析手法によって解析することで,3次元自由曲面形状の創成メカニズムを明らかにした.実際に四重極質量分析計を現有のRIE装置に追加設備し,エッチング時に反応容器内に存在する励起気体分子の組成の同定とその数量を気体分子の質量分析手法によって解析できるようにした.そして,エッチング条件のうち,導入ガス種,反応容器内圧力ならびに印加RF出力を変化させたときの励起気体分子の質量分析をおこない,それぞれの条件と励起気体分子の組成・数量の関係を明らかにした.RIE(反応性イオンエッチング)では,被加工材構成分子に対して,等方的な化学的エッチングと方向性のある物理的エッチングが同時に起きるので,その反応割合を制御することによって,3次元的な微小自由曲面の製作が可能となる.そこで,本研究では,RIEのエッチング条件と反応割合の関係を明確化し,RIEによる3次元的な微小自由曲面の製作技術を確立することを目的としている.具体的には,本年度は,被加工材の単結晶シリコンウエハについてのエッチング実験によって創成される3次元微小形状の詳細な観察と,励起気体分子のうち,物理的反応に寄与する分子と化学的反応に寄与する分子のそれぞれの組成と数量を質量分析手法によって解析した結果とを比較解析をおこない,物理的反応に寄与する分子と化学的反応に寄与する分子のそれぞれの組成の同定とその数量を解析し,それらと創成形状の関係を明らかにした.さらに,物理的エッチングと化学的エッチングの反応割合と創成形状の関係を明らかにし,3次元自由曲面の創成メカニズムの解明をはかった.
スーパーオキサイドディスムターゼの部位特異的断片化とDNA損傷

これまでに我々は、細胞タンパク質であるCu,Zn-SODが糖尿病や老化に伴い非酵素的に糖化を受け、断片化されて失活することを明らかにしてきたが、今回はこの糖化Cu,Zn-SODによるDNA障害について検討した。その結果、糖化したCu,Zn-SODとインキューベートすることによりクローン化したDNAが切断されることが確認された。更に、単離した核のDNAでも糖化Cu,Zn-SODによる断片化が認められた。このDNA切断は金属イオンのキレーターやヒドロキシルラジカルのスカベンジャーによって抑制されたので、このDNA切断反応における糖化Cu,Zu-SODならびに遊離したCu^<2+>を介したフェントン反応の関与が示唆された。更に、ヒトCu,Zn-SODのバキュロウイルスを用いた昆虫細胞での大量産生系を確立し、この系を用いて野生型ならびに筋萎縮性側索硬化症(ALS)で見い出された3種類の変異酵素(Gly41Asp, His43Arg, Gly85Arg)を発現させ、精製した。Gly85Argは野生型に近い活性を示したが、Gly41AspとHis43Argの活性は約半分に減少していた。この活性低下の原因としては、構造上の不安定性や過酸化水素による失格などが考えられ、こうした変異酵素の活性低下によってALSの発症が誘導される可能性が示唆された。また、ミトコンドリアに存在するMn-SODはTNFやIL-1によって誘導され、こうしたサイトカインの作用によって生じる活性酵素を消去している。今回の研究から、Mn-SODのみならずCu,Zn-SOD、カタラーゼ、グルタチオン-S-トランスフェラーゼといった多くの抗酸化酵素の発現がTGF-βによって抑制されることが確認され、こうした抗酸化酵素の活性低下とTGF-βによるアポトーシスの誘導との関連が示唆された。我々はこれまでに細胞質や赤血球に存在するCu,Zn-SODが糖化を受けると活性酸素を産生し、Cu,Zn-SOD自身の断片化とそれに伴う不活性化を起こすことを明らかにしてきた。今回はこの糖化Cu,Zn-SODから産生された活性酸素によるDNA障害について検討した。まずクローン化したDNAを糖化Cu,Zn-SODとインキュベートしたところDNAの断片化が顕著に認められた。このDNA断片化の程度は添加した各種の糖の還元力に対応していたので、タンパク質の糖化の程度を反映していることが示唆された。更に、糖化Cu,Zn-SODによるDNA断片化は種々のヒドロキシラジカルのスカベンジャーによって阻害された。従って糖化Cu,Zn-SODから産生されたヒドロキシラジカルがこのDNA断片化に関わっていることが推測された。DNAの酸化的障害の産物である8-ヒドロキシグアニンの量を調べたところ、DNA断片化の起こる条件で8-ヒドロキシグアニンの産生量が顕著に増加したが、DNAの断片化は8-ヒドロキシグアニンの産生よりも速く検出された。ヒトCu,Zn-SODの糖化を受けるLys-122とLys-128を、それぞれ単独および両方同時に性質のよく似ているThrに置換した変異cDNAを作製し、バキュロウイルスベクターに組み込んだ。現在このウイルスを昆虫細胞のSf21に感染させて得られたリコンビナントCu,Zn-SODを精製し、その性質を検討している。更に、家族性筋萎縮性側索硬化症(FALS)の原因となっていることが示されている3種類の変異Cu,Zn-SODを発現させて、その酵素学的性質を調べた。その結果、比活性は正常なものと比べて40-100%を有していたが、酵素としてのの安定性が著しく低下していることが明らかになった。

これまでに我々は、細胞タンパク質であるCu,Zn-SODが糖尿病や老化に伴い非酵素的に糖化を受け、断片化されて失活することを明らかにしてきたが、今回はこの糖化Cu,Zn-SODによるDNA障害について検討した。その結果、糖化したCu,Zn-SODとインキュベートすることによりクローン化したDNAが切断されることが確認された。更に、単離した核のDNAでも糖化Cu,Zn-SODによる断片化が認められた。このDNA切断は金属イオンのキレーターやヒドロキシルラジカルのスカベンジャーによって抑制されたので、このDNA切断反応における糖化Cu,Zn-SODならびに遊離したCu^<2+>を介したフェントン反応の関与が示唆された。更に、ヒトCu,Zn-SODのバキュロウイルスを用いた昆虫細胞での大量産生系を確立し、この系を用いて野生型ならびに筋萎縮性側索硬化症(ALS)で見い出された3種類の変異酵素(Gly41Asp,His43Arg,Gly85Arg)を発現させ、精製した。Gly85Argは野生型に近い活性を示したが、Gly41AspとHis43Argの活性は約半分に減少していた。この活性低下の原因としては、構造上の不安定性や過酸化水素による失活などが考えられ、こうした変異酵素の活性低下によってALSの発症が誘導される可能性が示唆された。また、ミトコンドリアに存在するMn-SODはTNFやIL-1によって誘導され、こうしたサイトカインの作用によって生じる活性酸素を消去している。今回の研究から、Mn-SODのみならずCu,Zn-SOD、カタラーゼ、グルタチオン-S-トランスフェラーゼといった多くの抗酸化酵素の発現がTGF-βによって抑制されることが確認され、こうした抗酸化酵素の活性低下とTGF-βによるアポトーシスの誘導との関連が示唆された。
学校歯科健診データ処理の電算化に関する研究

学校歯科健診で得られたデータの処理を電算化するために、以下のソフトウェアを開発し、評価した。1.健診後に健診結果を、キーボードを用いて健診簿から一括して手入力するソフトウェアについては、健診結果をコード化して入力するのではなく、カ-ソル移動とファンクションキ-を押す方法とした。そのため、コンピュータの操作に精通していない者でも容易に入力が行える。1人平均齲歯数6本程度の小学校6年生40名のデータの入力に約30分の時間がかかった。2.健診時に光学式マークシートに記入し、その後一括して読取機で入力するソフトウェアについては、A4版12行×64列のマークシートを用いることとした。マークシートは、記入の容易な書式で設計した専用のものを用いた。健診時のマークシートの記入は、健診簿に直接記入する場合と同程度の時間がかかった。また、機械で読み取る時間は40名のデータで5分程度であった。しかし、マークの記入が乱暴な場合には、正しく読み取れない場合があった。その時には前述1.のソフトウェアで修正が行えるようにした。3.健診時にパーソナルコンピュータに直接入力するために、バ-コードを用いるソフトウェアについては、入力項目をバ-コードで1枚のシートに印字したものを用い、その上をバ-コードスキャナーでなぞる方法とした。検診者が発した言葉通りにバ-コードをなぞればよいため、入力時間は検診簿に手書きで記録するよりも短くなった。4.以上の方法で入力されたデータを集計するソフトウェアを用いることで、集計にかかる時間を節約できた。以上のことから、検診と集計の効率を考えれば、バ-コードによる入力が優れていると考えられた。
認識分子フィコリンの恒常性維持に果たす新たな役割と分子基盤の解明

自然免疫の認識分子であるフィコリン1は、フィコリン2とは異なり、発生時期の組織細胞や成体の白血液球を認識ことが明らかになった。マウスフィコリン1(フィコリンB)の標的分子は、細胞膜表面シアル酸含有膜タンパク質であり、フィコリンBは単独で、またはプロテアーゼMASP-3と複合体を形成しレクチン経路を介して作用すると考えられた。また、フィコリンBはN末端アミノ酸のN-アセチル基を認識して細胞骨格タンパク質にも結合することから、傷害された細胞の認識にも関与すると考えられた。このように、フィコリン1は、生体防御の役割に加えて、自己内部環境の恒常性維持に働くことが明らかになった。フィコリン(Ficolin)は、補体活性化経路の1つであるレクチン経路の認識分子として、感染防御などの自然免疫に働くと考えられている。本研究は、フィコリンが生体の恒常性維持において担う新たな役割とその分子基盤を明らかにすることを目的としている。本年度は、フィコリン欠損マウスの胚・胎児における異常の有無を調べた。その結果、12.5から14.5日齢のマウス胎児において骨の一部またはその周辺の軟骨に微細な異常を認めた。現在、三系統のフィコリン欠損マウス(フィコリンA欠損、フィコリンB欠損およびフィコリンABダブル欠損マウス)のそれぞれについて個体差を含め異常の確認を進めている。同日齢の野生型胎児の組織におけるフィコリンの産生を調べたところ、成体とは異なりフィコリンBが胎児の肝臓で発現していることを確認した。また、フィコリンAB欠損マウスの組織切片にフィコリンAまたはBのリコンビナント蛋白を加え、その結合を調べたところ、フィコリンBが骨周辺に結合することがわかった。同日齢の野生型マウス胎児においてレクチン経路の各成分の遺伝子発現を調べた結果、フィコリンと複合体を形成するセリンプロテアーゼMASPは発現していたが、認識分子であるMBLやMASPの短縮型蛋白であるsMAPやMAp44の発現は確認できなかった。このことは、フィコリンが胎児組織中でMASPと複合体を形成し、その恒常性維持に関与する可能性を示唆するとともに、胎児組織にフィコリンの標的分子が存在する可能性を示唆している。組織切片の活性型カスパーゼ3やTUNEL染色では、野生型と欠損マウス胎児の間に明らかな差はなかった。現在、アフィニティクロマトグラフィと質量分析を駆使して、胎児のホモゲネート分画中のレクチン経路の分子構成の解析とフィコリンの標的分子の単離を進めている。フィブリノーゲン様ドメインにレクチン活性をもつタンパク質であるフィコリン(ficolin)は、感染防御等の自然免疫に働くと考えられている。本研究は、外来微生物に対する防御機能に加え、フィコリンが内在分子を標的として生体の恒常性維持に働くことを明らかにするものである。前年度までの解析で、三系統のフィコリン欠損マウス胎児のうちフィコリンB欠損マウスの骨周辺に微細な形態的異常を見いだした。本年度は、胎児の形態異常の解析を継続するとともに、その原因を明らかにするために、フィコリンが働く作用経路の推定およびマウス胎児および成体マウスの組織を材料とした標的分子の単離を中心に解析を進めた。その結果、マウス胎児をはじめ成体マウスの組織の細胞膜にフィコリンが認識する分子が存在することが分かった。現時点で1つの受容体分子を同定しており、その反応機序を解析中である。この働きは、フィコリン単独またはセリンプロテアーゼMASP1/3との複合体の形で発揮されると推定された。一方、マウス胎児のDNAマイクロアレイ解析およびパスウェイ解析からは、フィコリンが細胞の移動・ホーミングあるいは造血系細胞の活性化・分化や移動に関与する可能性が示唆された。実際に、生体マウス細胞を用いた解析から、とくにフィコリンBが、単球、樹状細胞、T細胞、B細胞の特定の集団を認識することが明らかになった。この結果は、種々の培養細胞を用いた解析からも確認された。以上の結果は、フィコリンが胎児期の形態形成に関与している可能性を示唆するとともに、成体期においては、造血系細胞の機能に深く関与していることを示している。さらに、フィコリンが、自然免疫のみならず、獲得免疫にも関与する可能性を示唆している。また、一連の解析の中で、フィコリンA(ヒトフィコリン2の類似分子)とフィコリンB(ヒトフィコリン1の相同分子)の役割の違いも鮮明になった。フィコリン(ficolin)は、血液中ではセリンプロテアーゼMASPと複合体を形成して、補体レクチン経路を介して外来微生物の認識・排除に働くことが知られている。本研究は、フィコリンが内在分子を認識して生体の恒常性維持に働くことを明らかにするものである。前年度までに、フィコリンA欠損、フィコリンB欠損およびフィコリンAB欠損マウスの12-17週零胎児を用いた解析から、フィコリンB欠損マウスに微細な形態異常を見いだした。この作用は、フィコリンB-MASP1/3複合体が胎児細胞上の標的分子に作用することにより発揮されると推定された。マウス胎児中で働くフィコリン-MASP複合体は、MASP遺伝子から産生されるタンパク質のうちプロテアーゼ活性をもたないsMAPやMAp44を含まず、成体のものとは分子構成が異なることも判明した。

一方、DNAマイクロアレイ解析や大規模データに基づくパスウェイ解析などの網羅的解析から、フィコリン1(マウスフィコリンBとヒトMーフィコリンを含むグループ)が細胞の移動・ホーミングさらに造血細胞の分化や成熟に関与する可能性が示唆された。実際に、フィコリンBは末梢NK細胞、Tリンパ球の一部、骨髄ミエロイド系細胞に結合することがわかった。本年度は、Mーフィコリンがヒト末梢血細胞、とくに樹状細胞の一集団に特異的に結合することを明らかにした。このM-フィコリンの結合はシアル酸添加や細胞のシアリダーゼ処理によって阻害され、細胞膜表面のシアル酸を認識していることが判明した。フィコリンBトMーフィコリンで見られた細胞結合活性は、フィコリン2に属するフィコリンAにはなく、フィコリン1に特有の生理作用であると考えられた。このように、フィコリン1が特定の細胞集団の細胞膜上のシアル酸含有タンパク質を認識して生体の恒常性維持に関与していることが明らかになった。本研究は、フィコリンが内的分子を標的に新たな役割をもつことを示すとともに、その分子機序と生物学的意義を解明することを目指している。これまでの解析の結果、フィコリンとくにフィコリン1に属するフィコリンBがマウスの形態形成に関わる可能性を示すことができた。また、フィコリンBとMーフィコリン(ともにフィコリン1)が特定の末梢白血球を認識しその機能制御に関与する可能性を示すことができた。これらの成果は、これまで知られていた外来異物に対する防御作用に加えて、フィコリン1が内在分子を標的に生体の恒常性維持に働くことを示すものであり、フィコリン研究の新たな展開の出発点となった。しかしながら、フィコリンの標的分子の単離と標的分子認識以後の作用機序については、まだ信頼性のある結果が得られていない。フィコリン1が標的分子上のシアル酸を認識していることはわかったが、そのコアタンパク質の同定とその後の作用機序解明は次年度以降の課題として残された。このように、本研究はこれまでに一定の成果を上げたが、フィコリンの恒常性維持における作用の全容解明にはまだ道のりがある。さらに、今年度は本研究の最終年度に当たっていたが、研究代表者の長期の病気治療のために研究の遅延と成果公表の遅れを余儀なくされた。本研究は、フィコリンが生体内の自己分子を認識して内的環境の恒常性維持に働くことを明らかにするものである。とくに、獲得免疫が成立していない胎児期における役割や成体での自己白血球に及ぼす働きに注目し、その生理的意義と分子基盤の解明をめざしてきた。今年度はマウス胎児におけるフィコリン標的分子の特定を進めた。その結果、いくつかの膜タンパク質、受容体などの候補分子が得られた。この機能は、フィコリンB(マウスフィコリン1)に見られたが、フィコリンA(マウスフィコリン2)には見られなかった。フィコリンBは、これらの標的タンパク質の糖鎖、とくにシアル酸を認識することが明らかになった。フィコリンBは、胎児ではMASP-3と複合体を形成していることがわかった。しかし、標的分子の中でMASP-3の活性化を惹起する分子はまだ見つかっていない。一方、フィコリンBは細胞内タンパク質のアクチンを強く認識することがわかった。フィコリンBはアクチンのN末端アミノ酸のN-アセチル基を認識すると考えられた。