hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
学習行動に対する扁桃核コリン作動性神経系の機能的重要性の解明

アセチルコリン系のムスカリン性受容体拮抗薬の投与が健常なヒトで記憶障害を惹起すること、アルツハイマー型老年性痴呆患者において脳内コリン作動性神経系の活性低下が認められることから、中枢のコリン作動性神経系は記憶・学習機能に重要な役割を果していると考えられている。本研究の出発は、我々がマウスの学習能力と脳内扁桃核のアセチルコリン作動性神経系の活性に相関があることを見いだしたことである。今回の研究で発見できたことは、1)扁桃核を両側性に破壊(電気的)されたマウスは受動的回避学習や条件回避学習の遂行が低下することが認められたが空間学習(八方迷路および水迷路実験)の低下は認められなかった。2)扁桃核を両側性に破壊したマウスは、高架式十字路装置による探索試験や催眠試験等で抗不安作用は認められなかった。又、疼痛反応にも影響は与えなかった。自発運動量はTilting型Ambulometer及びAnimate法で差は得れなかったが、立ち上り行動の増大と移動時の平均速度の上昇が認められた。これら情動行動の変化が学習行動に影響を与えているかもしれない。3)スコポラミンを扁桃核に両側性に投与すると、受動的回避学習において記憶の獲得は抑えられるが、固定再現には影響を与えなかった。この結果はスコポラミンを経口投与した時と同じであった。4)アセチルコリン作動神経の起始部である前脳基底核を破壊すると、受動的回避学習試験で学習の低下が認められたが、他の試験では影響が認められなかった。5)前脳基底部破壊マウスの扁桃核にカルバコールを局所投与すると学習能力に改善が認められた。6)前脳基底核破壊マウスの脳内ChATおよびAChE活性は大脳皮質での機少は認められたが、扁桃核では有意義が得られなかった。7)^3H-QNB受容体結合実験において、扁桃核にスコポラミンの結合部位の存在が示唆された。アセチルコリン系のムスカリン性受容体拮抗薬の投与が健常なヒトで記憶障害を惹起すること,アルツハイマ-型老年性痴呆患者において、脳内コリン作動性神経系の活性低下が認められることから,中枢のコリン作動性神経系は記憶・学習機能に重要な役割を果していると考えられている。我々はマウスの学習能力と脳内扁挑核のアセチルコリン作動性神経系の活性に相関があることを見いだしたのが本研究の出発である。昨年度の研究で発見できたことは,1)扁挑核を両側性に破壊(電気的)されたマウスは受動的回避学習,条件回避学習や空間認知学習の遂行が低下することが認められた。2)スコポラミンを両側性に扁挑核に投与されたマウスは記憶の獲得ができなかった。この現象はスコポラミンを経口投与した時と同じであった。3)アセチルコリン作動神経の起始部である前脳基底部を破壊し,学習能力が低下したマウスの扁挑核にアセチルコリン類縁体を局所投与すると,学習能力に改善が認められた。4) ^3HーQNB受容体結合実験において,QNBの結合はスコポラミンによってdis placeされた。すなわち扁挑核にスコポラミンの結合部位が存在することが示唆された。5)マイクロダイアリシスを行って,無麻酔、無拘束下でのアセチルコリンの放出は,潅流液中にアトロピンまたは高カリウム濃度の潅流液によって持続的に増加した。麻酔下で前脳基底部を電気刺激するとアセチルコリンの放出は増加した。6)中医学で使用されている処方は扁挑核を両側性に破壊(電気的)したマウスの学習機能低下(受動的回避学習)を改善した。

6)前脳基底核破壊マウスの脳内ChATおよびAChE活性は大脳皮質での機少は認められたが、扁桃核では有意義が得られなかった。7)^3H-QNB受容体結合実験において、扁桃核にスコポラミンの結合部位の存在が示唆された。
果実細胞壁・果皮クチクラ生合成経路の解明-果実内デンプン分解産物のダイナミズム

トマトにおいて果実,葉柄組織に蓄積したデンプンの代謝経路およびその分解産物の機能を解明するため、デンプン蓄積抑制形質転換体(ADP-glucose pyrophosphorylase遺伝子AgpS1、AgpL1 RNAi形質転換系統)を供試して細胞壁や組織強度に注目して解析を行った。H29年度までの解析で、赤熟期果実においてデンプンはグルコース、スクロース、フルクトースなどの可溶性糖だけでなく、ペクチンの主成分であるUDP-D-ガラクツロン酸に代謝されていることが示された。また、デンプンが減少した複数の系統で一貫して果実硬度が減少し、最もデンプン蓄積が抑制されているAgpS1-67系統において果皮クチクラ層が薄くなっていることが確認された。これらの結果より、果実成熟過程におけるデンプンの分解経路を明らかにしただけでなく、デンプン分解産物が細胞壁などの構成多糖合成に利用されていることが示された。そこで、AgpS1、AgpL1 RNAi形質転換系統を複数系統供試し、詳細な果皮クチクラ層の解析を行った。その結果、AGPaseの発現が抑制されたいずれの系統においても果皮クチクラの量が30-40%減少していることが明らかとなった。これまでデンプン分解産物がペクチンやクチクラ生合成に関与するという知見は報告されておらず、その制御機構も不明である。そこで、デンプン蓄積が顕著に抑制されている系統(AgpS1-67)と非形質転換体の果実を供試し、RNA-シークエンス解析を行った。その結果、形質転換体果実においてペクチン代謝、脂肪酸輸送・代謝に関係する幾つかの輸送体、酵素遺伝子の発現が大きく変動していることが明らかとなった。これらの結果は、デンプン蓄積抑制による分解産物の減少が細胞壁構成多糖や果皮クチクラの代謝に影響を及ぼした結果と考えられる。本研究において申請者は、トマトにおいて果実,葉柄組織に蓄積したデンプンの代謝経路およびその分解産物の機能を解明するため、先行研究において作出されたデンプン蓄積抑制形質転換体(ADP-glucose pyrophosphorylase遺伝子AgpS1、AgpL1 RNAi形質転換系統)を供試して細胞壁や組織強度に注目して解析を行った。その結果、デンプン蓄積抑制形質転換体の赤熟果実外果皮では、ペクチン構成単糖の1つであるウロン酸含量が3574%減少していることが明らかとなった。この画分に含まれるウロン酸の主成分はガラクツロン酸であることから、赤熟期においてデンプンはUDP-D-ガラクツロン酸に代謝されていることが強く示唆された。また、形質転換体の赤熟果実では果実硬度が減少傾向にあることが確認された。以上の結果より、果実においてデンプン分解産物が可溶性糖のみならず、細胞壁構成多糖としても利用されていることを初めて明らかにした。並行して、本研究では、AgpS1、AgpL1過剰発現形質転換体系統についても解析を進めた。しかし、T2世代で選抜された優良系統の次世代(T3世代)を供試し解析を行った結果、デンプン高蓄積系統を得ることはできなかった。今後、T1世代に戻り、再度、優良系統のスクリーニングを行う予定である。また、草姿の異なる実用品種2品種を供試して、デンプン蓄積と草姿、組織強度、果実糖度との関連性を調査した。その結果、デンプン蓄積と果実糖度については関連性は見られたものの、草姿、組織強度との相関は認められなかった。その一方で、リグニン含量とは強い関連性が確認された。今後、両品種間におけるリグニン合成・蓄積の制御様式の違いを解析することで、草姿を制御する因子の解明につながることが期待される。今年度は、デンプン蓄積抑制形質転換体(AgpS1、AgpL1 RNAi形質転換系統・品種マイクロトム)を供試して細胞壁や組織強度に注目して詳細な解析を行った。形質転換体果実において詳細な細胞壁多糖の成分変化を解析した結果、デンプン蓄積抑制形質転換体の赤熟果実外果皮では、ペクチン構成単糖の1つであるウロン酸含量が3574%減少していることが明らかとなった。これまで、果実におけるデンプンの代謝経路は明らかにされていなかったが、今回の結果より、G1Pからガラクツロン酸に代謝される経路が存在することが示された。これらは、果実においてデンプン分解産物が可溶性糖のみならず、細胞壁構成多糖としても利用されていることを示す初めての報告であり、非常に興味深い結果であると考えられる。他方、AgpS1、AgpL1過剰発現形質転換体系統の解析については、目的遺伝子が高発現しているにも拘わらず、デンプン高蓄積系統を得ることはできなかった。こちらについては、やや解析が遅れている。上記の解析と並行して、草姿・収量性の異なる日蘭の実用品種`レバンソ'と`麗容'を供試して、デンプン蓄積特性が組織強度・草姿にどのような影響を与えるのかを調査した。その結果、両品種間でデンプン蓄積と草姿の明確な関連性は見られなかったものの、リグニン蓄積特性の違いが関与していることが強く示唆された。

今後、両品種間におけるリグニン合成・蓄積の制御様式の違いを解析することで、草姿を制御する因子の解明につながることが期待される。以上の結果を総合して、本研究は概ね順調に推移していると判断した。トマトにおいて果実,葉柄組織に蓄積したデンプンの代謝経路およびその分解産物の機能を解明するため、先行研究において作出されたデンプン蓄積抑制形質転換体(ADP-glucose pyrophosphorylase遺伝子AgpS1、AgpL1 RNAi形質転換系統)を供試して細胞壁や組織強度に注目して解析を行った。H.28年度に赤熟期においてデンプンはUDP-D-ガラクツロン酸に代謝されていることが強く示唆されたことから、H.29年度は中間代謝産物であるグルコース-1-リン酸(G1P)、グルコース-6-リン酸(G6P)、UDPグルコース-1-リン酸(UDPG)の定量を行った。また、懸案であった形質転換体におけるAGPaseの酵素活性測定を行った。その結果、緑熟期果実で顕著なデンプン減少が見られた系統において、G1Pの減少が確認された。また、G6Pついては、形質転換系統において緑熟期で上昇するものの赤熟期では非形質転換体系統と形質転換体系統で差が見られなかった。これらの結果は、デンプン分解産物が解糖系ではなく細胞壁合成に流れていることを示しており、これまでの結果を補強するデータと考えられる(UDPGについては測定系の改良が必要)。また、懸案であった形質転換体におけるAGPaseの酵素活性について、測定系の最適化に成功し活性評価を行った。並行して、AgpS1、AgpL1過剰発現形質転換体系統についても解析を進めた。しかし、T2世代で選抜された優良系統について異なる世代を供試し解析を行った結果、デンプン高蓄積系統を得ることはできなかった。また、AgpS1、AgpL1過剰発現形質転換体系統の交配系統を作出し、デンプン蓄積の評価を行ったが、優良系統の獲得は出来なかった。これらの結果は、トマト果実においてデンプンの過剰蓄積を抑える何らかの機構が存在することを示唆している。H.28年度の解析において、緑熟期果実に蓄積されたデンプンが赤熟期果実において糖だけでなく二次細胞壁の主要構成多糖であるペクチン合成に利用されている可能性が強く示唆された。そこで、今年度はデンプンからガラクツロン酸(ペクチンの主成分)に至る代謝経路および解糖系の中間代謝産物の動態を調査した。その結果、デンプン蓄積が顕著に抑制されている系統において、約20%のG1P含量の減少が確認された。他方、解糖系に代謝される初発代謝産物であるG6Pについては、緑熟期において非形質転換体と比較して最大2.6倍の増加が観察されたのに対し、赤熟期においては顕著な差は見られなかった。この結果は、成熟期間におけるデンプン分解産物がG1P(細胞壁多糖合成)に代謝され、G6P(解糖系)へは流れていないことを示し、H.28年度の結果を裏打ちするデータといえる。なお、UDP-グルコースについても測定を試みたが、定量には至らなかった。懸案であったRNAi形質転換体のAGPase酵素活性については、H.29年度に共同研究先であるフランスINRAボルドーセンターにおいて測定条件の改良を行い、デンプン蓄積抑制系統において同酵素活性が顕著に抑えられていることを確認することが出来た。一方、AgpS1、AgpL1過剰発現形質転換体系統については、H.28年度に目的遺伝子が高発現している系統を複数確保していたが、デンプン高蓄積系統を得ることはできなかった。
大工技術の言語化に関する研究―初期大工技術書に見られる語句の用例集作成を通して―

当初の目的通り、初期木割書から建物の部分に関する語句を抽出・整理し、用例集と各語句へのレファレンスのための資料を作成した。これをもとに大工技術の言語化の様相を示し、その意味の考察を行った。また、大工へのインタビューも行い、現代の大工が用語をどのように伝承し、また生み出すのか、過去の大工技術書との関わりはどのようであるかということを中心に聞き取りを行い、結果、背景の異なる大工それぞれの事例を収集できた。この成果は『住宅建築』誌上の連載記事として公表した。最後にこれらの成果をまとめて報告書を作成し、関連機関や研究者へ配布した。本研究は、(1)中世から近世にかけて著された大工技術書の内、古い事例である初期大工技術書を包括的に収集・読解し、そこに記述されている特殊な語句の意味を分析した上で用例集を作成し、(2)初期大工技術書の用例集作成と共に、現代の職人にもインタビューを行うことで、時代を超えた職人用語の言語化全般に対して、考察を行うものである。用例集を作成する準備として、2013年度には基礎資料となる初期大工技術書の収集・読解を行い、かつ、そこから特殊な語句を抜き出す作業を行った。具体的には、対象資料から、軸部、組物、垂木関連の部材名、鳥居・神社関連の用語、書物の呼称、柱面の規定・表現方法を抜き出し、さらに、それらが各資料のどこに記されているかが分かる索引を付すと共に、定期的に開催している研究代表者・分担者・協力者が集る研究会において、抜き出した用語の意味や展開についての考察も行った。また、現代の職人へのインタビューを行う準備として、全国の職人の情報を収集すると共に、初期大工技術書とも関わるインタビューのテーマや内容を考えた上で、インタビューをする予定の職人の選定を行った。さらに、職人への質問項目を研究会で考えると共に、配布する調査シートなどの作成も行った。以上、2013年度は、当初の目的である「(1)用例集作成」のためのデータ収集の遂行、「(2)職人へのインタビュー」を行うための情報収集が、主たる実績である。本研究は以下の2つを主目的とするものである。一に、中世から近世にかけて著された大工技術書のうち古い事例である初期大工技術書を包括的に収集した上で読解・口語訳を検討し、そこに記述されている特殊な語句の意味を分析した上で用例集を作成する。また、それら作業を通して、建築技術史・生産史の観点から、口伝とされてきた職人用語が言語化される過程と結果の歴史的な意味を解明する。初年次の平成24年度は、用語集作成と研究のための基礎的データを整備することを目的と位置づけ、本課題採択前に基本的な読解を一通り終えた『木砕之注文』のほか初期大工技術書の用語的特徴を抽出して、各資料の比較読解を行う計画であったが、計画した作業に着手し実施していくなかで、本課題において基礎資料となる『木砕之注文』の用語を集中的に分析して、基本となる用語の分類作業を行う必要性が発生した。そこで、すでに翻刻・口語訳・図案化を終えている『木砕之注文』について、そこに記されている大工用語と解釈できる語彙を分類し、その上で、それらの語彙を他の文献から抽出する作業に着手した。具体的には、『木砕之注文』で使用されている語彙を「数と単位の言語表現」「寸法指定時の部分呼称」「面と免」「組物の各部呼称」「その他建築部材の呼称」「垂木割り付けに関する用語」「その他技法や操作に関する呼称」「建築種別固有の用語」などに分類定義し、他文献に同じ用語が使用される場面を精査するという作業に取りかかった。また、本研究の骨子の一つである現役の大工職人や研究者へのインタビューについては、二年次からの実施に向け、候補者の選定を用語の分析結果を鑑みながら並行して着手した。本年度は、昨年度の計画に従い、大工へのインタビューを計5回(埼玉、山梨、神奈川、福井、三重)実施した。大工技術書に見られる大工用語の分析作業と並行して行われたこのインタビューは、近世から現代に至る大工用語の知見を広げると共に、その言語化の過程を探ることを目的に掲げたものである。大工の難解な職人用語の意味を理解するため、近世以前の史料と現代の大工が使用している用語の分析を行い、本研究の目的の一つと位置づけた大工技術の言語化についての考察を行った。その結果、それぞれの大工の活動内容や、社会的な位置によって技術の伝承、言語に違いがあることが記録出来た。その成果は『住宅建築』誌上に「大工の言葉」として連載した。また、我々が長く読解を行ってきた大工技術書

『木砕之注文』に見られる用語について、現存する遺構と本研究により抽出出来た用語との比較検討を行う意味で、『木砕之注文』が成立した地と考えられている大分県大分市(豊後国府内)に残る古建築との照合を行った。この作業では「指鴨居」、「かうらかく」、「雨打」、「はりはつし」・「はりはつしたるき」、「おにつか柱」等の部材名について考察を行い、各遺構においてその部位を比定した。上記作業に加えて、本年度が研究の最終年度に当たることから、昨年度までに実施した初期木割書からの大工用語抽出の結果を総合的に整理し、インデックスとして利用できる形にまとめた上で、レファレンス用資料の作成を行った。上記成果に用語の用例一覧、研究発表成果を加えたものを最終的な成果報告書として作成し、関係箇所へ配布した。日本建築史、木材加工当初の計画では、平成24年度に「基礎データの整備(史料の収集)」「基礎データの整備(史料の読解)」、平成25年度以降に「用語の抽出と分析、比較検討」「用例集の作成と研究論文の執筆」を行うというものであった。史料からの語彙抽出と分析作業の量が当初予想を上回るものであったため、平成25年度に研究協力者を増員し、現時点までに基礎データの整備はともに完了した。語彙抽出と分析のほか、史料の比較検討も終えた。その結果、大工職人へのインタビュー実施の時期が平成26年度に延期となったものの、用例集作成と論文執筆とあわせて、インタビューの準備も十分に整い、研究計画自体は最終年度に向けておおむね順調に進展した。複数の初期大工技術書を比較考察する作業を実施していくなかで、本課題の基礎資料となる『木砕之注文』の用語の分類を定義し、異なる表現で同義となる用語の検証を行うなどの集中的作業の必要性が発生した。そこで、すでに翻刻・口語訳・図案化を終えている『木砕之注文』で使用されている語彙の分類作業を行うため、研究代表者ならびに分担者、当初から予定されていた研究協力者に加えて、学生からの研究協力者を募り、作業に着手した。作業の大枠は、『木砕之注文』のほか初期大工技術書全般で認められる語彙の特徴・傾向を考察し、それらを「数と単位の言語表現」「寸法指定時の部分呼称」「面と免」「組物の各部呼称」「その他建築部材の呼称」「垂木割り付けに関する用語」「その他技法や操作に関する呼称」「建築種別固有の用語」などに分類・定義した上で、各資料の中で同じ用語が繰り返し使用される場面を精査するというものであった。この作業は、平成25年度に継続されることとなった。その経緯を受けて、研究実施期間の最終年次にあたる平成26年度までに当初計画されていた作業を滞りなく終えるため、当初より計画されていた職人への聞き取り調査や本課題の公開を目的とした書籍刊行のための作業計画をあらためて作成し、資料から語彙を抽出する作業を円滑に進めるための研究協力者を増員する方針を決めた。現役の大工職人への聞き取り調査については、資料の分析結果をふまえながら、対象者を必要に応じて研究者にまでひろげることとした。研究最終年度にあたって、研究計画の変更、研究遂行上の問題点はない。本年度(平成25年度)まで研究会で進めてきた初期大工技術書からの用語の抽出と整理の成果に基づいて本年度は現職の大工へのインタビューを行う。インタビュー対象は、現段階で埼玉・山梨・三重などで活動している大工を予定しており、すでに埼玉の大工については平成26年5月に聞き取りを実施した。このインタビューの内容は本補助金の報告書の他に雑誌『住宅建築』への掲載が決まっており、一般向けへの成果の公表も行う。また、最終成果報告に向けて、これまでの研究会の成果を改めて精査し、今後の研究に資する形に整え用例集原稿を作成する。
無限粒子系とランダム行列の確率解析

干渉ブラウン運動のtagged粒子の不変原理に関して、従来より適切かつ精密な定式化を行い、Kipnis-Varadhanの不変原理の対応物が成立することを証明した。従来は、Palm測度に対して、無限個の環境粒子系にたいして、tagged粒子のブラウン運動への収束が「測度収束」の意味で成立するという形で、主張が定式化されてきた。これは、80年代前半に行われたGuo-Papanicolauの研究以来の伝統的な定式化ではあるが、tagged粒子から見た他の無限個の粒子家の挙動を記述する確率微分方程式に対する解析となるため、すぐには元来の問題との関係が分かりにくい。それに対して、今回は、粒子のラベルを考慮し構造に入れることにより、元々の平行移動不変な平衡分布に関して、可逆な確率力学を記述する確率微分方程式を考え、その個々の粒子が、ブラウン運動に初期条件に関して測度収束するという、より自然なわかりやすい定式化となった。また、応用として、1次元の無限粒子系が互いに衝突しない(順序を入れ替えない)という性質をもつとき、極限が常に退化するという結果を得た。この事実自体は、当然の結果だが、ポイントはこれが常に成立するということを、幾何的な結果から平易に示したという一般性を備えている点である。ランダム行列に関係する干渉ブラウン運動は、対数関数(2次元クーロンポテンシャル)で相互作用する確率力学である。また、干渉ブラウン運動を含む広い範囲の無限次元確率微分方程式に対して一般論を構築し、更に発展させている最中だが、これに関する最近の研究結果をまとめてreview論文として報告した。28年度が最終年度であるため、記入しない。
S100C/A11を介する新しいTGFβ増殖抑制信号伝達系の発がんにおける意義

S100C/A11を介する新しい信号伝達系が、ヒト正常表皮角化細胞の増殖抑制と発がんにどのような意義を持っているかを検討し、以下の結果を得た。1.TGFβは受容体の活性化からSmadを介する経路とS100C/A11を介する経路に分岐するが、増殖抑制には両経路の活性化が必須であり、一方でもブロックすると抑制が解除されることが明らかになった。このことは、高Caの場合でも、Smad経路がNFAT1経路に代わるだけで成り立つことが分かった。2.核内における両経路の集約機構を検討した結果、増殖中の細胞のp21プロモーターにはSp/KLF family memberのKLF16が結合して不活化しており、このKLF16を駆逐してp21プロモーターを活性化するには、両経路によってそれぞれ活性化されたSp1とSmad3を含む複合体が必要であることを明らかにした。以上を纏めて、論文に発表した(ProNAS USA 102:13921,2005)。3.ヒト正常上皮細胞の多くはTGFβによって増殖が抑制され、それに対する抵抗性の獲得が発がんや悪性度の進展に関わると考えられている。TGFβに対する抵抗性獲得の機序としてS100C/A11経路の異常が関与しているかどうかを検討した。解析対象としたヒト扁平上皮がん細胞株は、全例がTGFβに対して抵抗性であった。TGFβによるS100C/A11、Smad3、Smad4の核移行は増殖抑制に必須であるが、これらのがん細胞株では様々組み合わせで異常が見られた。従って、がん細胞の示すTGFβ抵抗性の少なくとも一部はS100C/A11経路の異常によることが示唆された(投稿中)。4.本研究で明らかになったS100C/A11の機能を治療に応用することを目指して、信号伝達機能を担うドメインとHIV由来の細胞内移行シグナルを融合したペプチドの大量合成と精製条件を確立した。このペプチドを培地中に添加すると多様な細胞でアポトーシスが誘導された。現在、その詳細な細胞内機構を解析中である。
計算解剖モデルの構築

本研究の目的は,「計算解剖モデル」の構築,及びそのモデルを利用した各種医用画像のためのコンピュータ支援診断(computer-aided diagnosis: CAD)システムの開発である.大規模な画像データベースを構築し,人体の主要な臓器・組織の位置,大きさ,表面形状の変化,濃淡分布に関するモデルを構築した.そして,これらの構築した統計モデルは,人体の18種類の臓器・組織を,体幹部X線CT画像から自動かつ高速で認識できることを確認した.また,各種医用画像(PET,MR,眼底写真,歯科パノラマX線写真など)において確率的形状モデルを構築し,CADシステムの開発に応用し,有用な結果を得た.本研究の目的は,「計算解剖モデル」の構築,及びそのモデルを利用した各種医用画像のためのコンピュータ支援診断(computer-aided diagnosis: CAD)システムの開発である.大規模な画像データベースを構築し,人体の主要な臓器・組織の位置,大きさ,表面形状の変化,濃淡分布に関するモデルを構築した.そして,これらの構築した統計モデルは,人体の18種類の臓器・組織を,体幹部X線CT画像から自動かつ高速で認識できることを確認した.また,各種医用画像(PET,MR,眼底写真,歯科パノラマX線写真など)において確率的形状モデルを構築し,CADシステムの開発に応用し,有用な結果を得た.平成21年度での研究成果は主に以下の二つである.(1)計算解剖学の基礎であるデータベースの構築・本研究プロジェクト研究は,岐阜大学大学院医学系研究科の倫理委員会の承認を受けた.・岐阜大学病院の放射線部でCT画像を収集する計算機システムを構築し,大量なCT画像の収集方法を確立した.・上記のシステムを利用し,年度中に体幹部CT画像559例を収集した.・以上のCT画像から人体の解剖学的構造の一部(心臓,肝臓,左右腎臓,脾臓)の位置を手動で特定した.(2)計算解剖学のモデル構築に関する初期的な検討・人体の解剖学的構造を,計算機の中で点群として表現するという基本方針を決め,点群は解剖学での定義のある点(臓器の中心など)とその定義のない点(臓器の表面)から構成されるとした.・解剖学での定義がある点の自動検出を試みた.機械学習のアプローチで左右腎臓の中心点を高速で検出する方法を考案し,収集したCT画像に適用した結果,提案手法の有効性が確認された.・解剖学上で定義のない点については,異なる患者のデータから測定された点群の対応関係に注目し,トポロジを保ちながら,点の対応関係を決める方法を考案した.提案法を横隔膜の3次元統計的形状モデルの作成に適用した結果,良好な結果が得られることを確認した.以上の成果によって,計算解剖学に関する研究を進めるための基礎的な準備(データベース,アプローチ)ができたと考える.また,本研究の応用対象として,救急現場のCADシステムとPET-CT画像の診断支援システムについて,それぞれ出血部位の検出とPET値の正常(異常)集積について有用な成果を得た.平成22年度の研究成果は,主に以下の四つである.1.臓器位置の高速検出のためのモデル構築:臓器の位置を自動的に高速で検出するための画像処理手順の設計法を提案し,汎用的な臓器検出手順を構築した.検出手順を660例の体幹部CT画像に適用して,心臓,肝臓,左/右腎臓,および脾臓の位置の検出実験を行った.その結果,従来のアトラス法に比べて,臓器位置の検出精度が大きく向上することを確認した.2.形状モデルに基づく骨格筋の自動抽出:骨格筋形状モデルに基づく骨格筋の自動抽出法を提案した.提案手法を100症例に適用した結果,手動抽出した領域との一致率が大腰筋領域で72.3%,腹直筋で84.1%であり,有効な結果を得た.よって本手法により,新たな臨床的知見が得られる可能性が示された.3.椎体検出モデルの構築:肋骨の位置と椎体中央における3つの直交断面のみを利用したシンプルな輪郭モデルを構築した.104症例のCT画像に適用した結果,提案したモデルは個々の椎体の位置の検出に有用であることが示唆された.また,以上の手法で測定した椎体の位置を利用して,CT画像から椎体の骨密度の変化を集約したモデルを構築した.骨粗しょう症の診断支援システムの開発に貢献できると考える.4.機能画像を用いた糖代謝モデルの構築:FDG-PET体幹部画像における正常な糖代謝を,統計的に表現する「SUV分布モデル」を構築した.このモデルと患者のFDG-PET画像との位置合わせを行うことにより,患者画像のSUVの偏差が計算可能となった.提案手法は,がんの化学療法や全身のがん転移部位の検査の診断支援に役に立つと考える.以上の「計算解剖モデルの構築」に関する複数の成果によって,提案した手順とモデルの有効性を確認した.平成23年度の研究成果は,主に以下の四つである.(1)臓器の自動抽出の汎用手順の構築・異なる臓器領域の自動抽出問題を一つの汎用処理手順で解決するアプローチの提案.・大規模なCT画像データベースに基づく機械学習,類似画像検索などの新しい技術の導入.・CT画像から心臓,肝臓,左右腎臓,脾臓の自動抽出実験の実施と抽出手順の性能評価.(2)臓器の形状モデルの構築・MDL法による臓器の確率的形状モデルの構築法の開発・CT画像を用いた心臓,肝臓,左右腎臓,脾臓の確率的形状モデルの構築・形状モデルに基づく筋肉領域の自動抽出法の提案と改善・全身範囲における画素単位での代謝量の統計的分析・人体の正常代謝モデルの構築

・正常代謝モデルに基づく異常候補の自動検出法の開発(4)歯科のパノラマX線写真と眼底写真における計算機支援診断(CAD)システムの開発・歯科のパノラマX線写真に基づく下顎皮質骨抽出のモデル構築・眼底写真における緑内障のCADシステムの開発以上の成果によって,計算解剖学に関する研究の将来像を具体的に示したと考える.また,関連している技術の有効性も検証できた.本研究の応用対象として,救急現場のCADシステムおよび脳MRI画像のCADシステムに対して,出血および異常部位の検出などの成果を得た.研究目的である「医用画像の完全理解のための計算機解剖モデルの実現」に対して,平成25年度では,過去4年間の研究に引き続き,体幹部CT画像における解剖学的構造の自動認識手順の定式化(解剖モデル構築)をさらに推進した.これまでに提案・開発した「位置検出」,「アトラス自動生成」,「臓器輪郭抽出」から構成される汎用的臓器・組織の自動抽出処理の枠組みを維持しながら,各処理モジュールの性能を大幅に工夫・改善した.具体的には,複数臓器の位置関係の利用とCrabcutアルゴリズムの拡張が挙げられる.その結果,提案手法は処理可能な対象臓器を18種類に増やし,体幹部における主な臓器・組織の認識と抽出が,すべてである一定レベルの精度で可能であることを確認した.また,従来利用した処理対象画像(高精細な体幹部CT画像)以外にも,低解像度のCT画像やPET/CT画像にも対応可能であることを実証し,これにより,提案モデルは様々なコンピュータ支援診断(CAD)システムの開発に応用できることが示唆された.よって,本研究の目的である解剖構造の自動理解を,提案した解剖モデルで一括で解決できると考える.また,各種のCADシステムの構築に関する研究では,PET/CT画像,MR画像,眼底画像,超音波画像,マンモグラフィ画像,歯科パノラマX線写真等を対象として,計算解剖モデルベースの手法を取り入れたCADシステムの開発を行い,多くの有用な成果を得た.計算解剖モデルの構築に関するコア研究として,人体の解剖学的構造の自動認識手順を構成するためのアプローチを,CT画像を対象として提案・開発し,これまでの開発手法の改良も行った.本アプローチは,一つの処理手順による異なった複数臓器領域を自動認識するという問題に応用できる.これにより,医用画像からの病変自動検出と診断支援処理に不可欠である「臓器の自動抽出」という難題を根本的に解決することを可能とする.具体的には,すべての臓器・組織の自動抽出を三つの処理モジュール「位置検出」,「アトラスの自動生成」,「臓器輪郭抽出」に当てはめ,各臓器の抽出に対して最適なパラメータを事前に用意したデータベースから学習させた.技術的には,機械学習による臓器の位置検出,類似症例検索によるアトラスの自動構築などの新しい方法を開発した.この提案手法を体幹部における10種類以上の臓器領域の抽出に適用して,大規模なCT画像データベースを用いた実験結果から,手順の有効性を確認した.よって,本研究の狙いである臓器の自動抽出問題を,本提案手法で原理的に解決できると考える.また,コンピュータ支援診断(CAD)システムの構築
事象関連電位3Dトポグラフィーを用いた精神分裂病の病態研究

1精神分裂病のP300トポグラフィ精神分裂病者(N=135)および健常対象者(N=80)について頭皮上16電極における事象関連電位P300について検討を行った。精神分裂病全体と健常者でみた場合P300の分布に左右差はなく、いずれの部位でも振幅が低下していた(16部位のP300振幅平均値は健常者が8.4±5.8μv、精神分裂病者が4.8±5.3μV)。亜型に分けて検討すると、妄想型(N=57)の場合、頭皮上左側部位ではP300振幅の平均値はT5:4.8±3.3μV、P3:8,2±5.3μV、Pz:9.7±5.9μVと低下していた(P<0.05)が、右側の部位ではP4:8.5±5.3μV、T6:5.4±3.4μVと他の部位に比べ、より健常者(P300振幅平均値がそれぞれT5:7.6±4.3μV.P3:12.2±5.2μV、Pz:13.9±5.8μV、P4:12.5±5.0μV、T6:7.4±4.3μV)に近い振幅を示した。2精神分裂病のP300トポグラフィと解剖学的構造物との相関初発で未治療の精神分裂病者9名と性・年齢を一致させた健常者9名に事象関連電位の記録と脳の定量的MRI解析を施行し、思考障害との関連が報告されている左上側頭回後半部の容積については精神分裂病者において低値の傾向が認められた(p=0.06)。3事象関連電位3dトポグラフィの今後の課題電極数を増やすことにより、頭皮上P300の分布の形状が異なることが明らかになっており、P300の3dトポグラフィと解剖学的構造物との相関を調べるためには現在研究されている最高の電極数である128チャンネル記録が望ましい。現在報告者の講座で128チャンネルの記録を開始しており、今後その結果について報告していく予定である。精神分裂病の事象関連電位P300成分の振幅低下はほぼ確認された事実とされているが、その頭皮上分布についてはまだ一定した結論はなく、申請者らの研究では妄想型において左側頭部の振幅低下が他の型に比べて目立っていることを報告してきた。ただし頭皮上16部位を用いた解析であり、頭皮上分布をmappingするには電極数が足りないと考えられた。また平成8年度に申請した定量的MRIを用いた研究では、精神分裂病者では健常者に比較して、左上側頭回後半部の容積が低値の傾向が認められ、精神分裂病者の同部位に注目した頭皮上分布の検討が重要と考えられた。今回申請した研究では、記録電極数を128と増やし、事象関連電位の頭皮上分布を立体的にmappingすることを目的に記録を開始した。国内外でも頭皮上128チャンネルからの記録は報告が少なく、記録およびデータ解析の方法に若干の工夫を要した。記録法については日本ではまだ報告のない128個の電極を配したnetを用い、4台の増幅器と2台のコンピュータを使って記録している。データ解析用のソフトはまだ少なく、外国製の既存のソフトを用いるか、国内の他の研究施設で開発中のソフトを用いるか検討中である。現在健常者について記録を行っているが、従来のデータより詳細な頭皮上分布が得られている。例えば、従来頭皮上のピークがひとつしかないと考えられてきたものが多数のピークに別れていく可能性がある。次年度は精神分裂病者について同様の方法を用いて記録を続け、健常者と比較していきたい。また事象関連電位記録の立体的表示のみでなく、定量的MRIを組み合わせるなどして、事象関連電位各成分の発生源の検討も行っていきたい。2精神分裂病のP300トポグラフィと解剖学的構造物との相関初発で未治療の精神分裂病者9名と性・年齢を一致させた健常者9名に事象関連電位の記録と脳の定量的

MRI解析を施行し、思考障害との関連が報告されている左上側頭回後半部の容積については精神分裂病者において低値の傾向が認められた(p=0.06)。3事象関連電位3dトポグラフィの今後の課題電極数を増やすことにより、頭皮上P300の分布の形状が異なることが明らかになっており、P300の3dトポグラフィと解剖学的構造物との相関を調べるためには現在研究されている最高の電極数である128チャンネル記録が望ましい。現在報告者の講座で128チャンネルの記録を開始しており、今後その結果について報告していく予定である。
胆汁酸受容体FXRによる膵島保護作用

本研究では、胆汁酸をメディエーターとした肝臓と膵臓とのクロストーク、および胆汁酸によるFarnesoid X receptor (FXR)の活性化を介した膵島保護作用を明らかにすることを目的とし、膵β細胞特異的FXRノックアウトマウスを用いて機能解析を実施することを目標としている。本年度では、米国NIHより入手したFXR FLOXマウスについてC57BL/6Nマウスとの戻し交配を5回実施した。既に所有しているFXR KOマウスに低用量のストレプトゾトシンを連続投与することによって、FXR KOマウスでは野生型マウスと比較して高率に糖尿病を発症することが明らかになった。膵島あるいはマウスインスリノーマMIN6をFXRアゴニストにて処理してトランスクリプトーム解析を行った結果、膵島と培養細胞とでは異なる遺伝子発現プロファイルの変動が認められた。また、HepG2細胞およびヒト初代培養肝細胞を用いてFXRリガンド処理をした結果においても、培養細胞と初代培養肝細胞とでは異なる遺伝子発現プロファイルの変動が認められた。さらに、膵島と初代培養肝細胞においてFXRアゴニストにより発現変動する遺伝子にも共通性は認められなかった。これらのことから、膵島では膵島特異的な転写複合体を形成していることが示唆された。そこでこれを明らかにすることを目的として抗FXR抗体を作成し、免疫沈降プロテオミクス法について検討を行い、FXRを高発現するヒト肝がん細胞HepG2において内在性のFXR転写複合体の同定する条件を確立した。本年度では、FXR FLOXマウスを米国NIHより入手し、C57BL/6Nマウスとの戻し交配を実施した。これまでに、FXRのリガンドを用いたトランスクリプトーム解析の結果から新規の標的遺伝子としてリストアップした遺伝子群について、野生型およびFXRノックアウトマウスより調製した膵島を用いてFXR依存性を検討し、膵島の発生や細胞増殖に関わる遺伝子がFXRの標的遺伝子であることを見いだした。細胞増殖などに関与する遺伝子群の中で、FXR合成リガンドによって最も誘導された遺伝子のTGFβ3に着目し、遺伝子5'上流について解析を行ったところ、約2kb上流にFXR-RXRヘテロ二量体が結合するinverted repeat1 (IR1)が存在していた。そこで、この領域を含むリポーター遺伝子を作製し、マウスおよびラットインスリノーマMIN6およびINS1E細胞を用いてFXRリガンドによる影響を検討したが、有意なレポーター遺伝子の活性化は認められなかった。また、これらの細胞にFXRリガンドを添加しても膵島において同定した標的遺伝子群の発現変動は認められなかった。これらのことから、培養細胞系ではFXRの修飾等の活性化が起こらない、あるいは膵島特異的な共役因子が細胞系では欠如している可能性が考えられた。
日本および西ドイツにおける行政刑法の理論と現実

今日のわが国における刑法において、その最大の特徴は「刑罰法規の氾濫」または「刑罰インフレ」と呼ばれる現象にある。このような現象は、行政刑罰法規の数が非常に増大し、刑罰法規の大部分を占めるに至っていることに帰因する。しかも、行政刑法の領域においては、その特殊性を根拠として、近代刑法の基本原理である罪刑法定主義,法益侵害主義,責任主義に対する多くの例外が認められ、むしろ、原則と例外との逆転現象さえみられるといってもよい。たとえば、刑罰法規の不明確性,形式犯処罰の拡大,明文なく過失犯が広く処罰されていること、などがそれである。そして、このように刑罰法規が氾濫しているという現実のもとで、これらの法規に違反する行為(=犯罪)もおのずから無数に存在することにもなり、これらを処理するための刑事手続が必要となってくる。その結果、今日の刑事司法においては、通常の手続によるのではなく、略式手続等簡易に処理する必要が増大しており、この傾向はますます強まってきている。この点に関連して、今日の刑事司法において、司法警察レベルで事件を処理する必要性が増大し、おのずから警察の裁量が拡がり、警察権限の強化をも招来している。このような今日の刑事司法全般にかかわる根本問題をどのように解決すべきか、が現代刑事法学の最大の課題である、といえよう。この解決の方法としていくつかの道がありうるが、その最も有効かつ適切なものは、今日の西ドイツが採用している行政犯の非犯罪化の道ではないか、と私は考えている。すなわち、西ドイツの「秩序違反法」を参考にして、独自の行政制裁法を制定すべきであろう。このような試みによって、今日の刑事法学上の多くの難問がいかに解決しうるかを具体的に提言する。
ガス溶解に伴う三相界面のミクロ液膜構造とマランゴニ流の解明

ガス溶解を伴う固相,気相,液相の三相境界に形成される三相界面に,温度・濃度の差に起因するマランゴニ流が優先的に発現する.この領域に,微小振動,温度勾配,液相に対する固相の相対的運動が作用すると三相界面近傍のミクロ液膜は薄液膜化し,その先端部でぜん動運動が発生し,より激しい流動が誘起される.こうした現象が機器の性能を左右する分野に,半導体製造における洗浄・乾燥プロセス,吸収冷温水機の吸収器などがある.これらの装置の要素機器中に存在する三相境界の薄膜部へのガス吸着・吸収および溶解現象が促進されると,これらの装置の局所における熱・物質移動が改善され,装置・プロセスの省エネ・省資源化がさらに進むようになる.このような課題は,基礎的な研究を通して機器の運転操作時のマランゴニ流の流動挙動を精密に解析することを求めている.これを解明するには微細な構造に関わる物理化学的な現象を動的な方法で研究する必要がある.本研究はこうした状況を背景に,マランゴニ流が支配する各種の物質移動現象を実験的に解析し,三相界面における物質移動現象を支配している外的要因についての基盤的な知見を得ることを目的とし,以下の結果を得た.固体表面の濡れ性による物質移動促進の程度が異なるという知見を得た.またこれに固体表面の濡れ性による界面ぜん動運動により発生する表面波の振動・振幅成分が異なるという液表面の観察を合わせて表面波による物質移動促進メカニズムを提案した.また接触界線に働くマランゴニ流による力学的作用を検出し,濡れ性によらず力学的作用の働く方向は同じであることを明らかにした.また固体表面の濡れ性をパラメータとして三相界面における三相界面方向の速度変動を検出し,濡れ性によりその速度の絶対値が異なるという知見を得た.ガス溶解を伴う固相,気相,液相の三相境界に形成される三相界面に,温度・濃度の差に起因するマランゴニ流が優先的に発現する.この領域に,微小振動,温度勾配,液相に対する固相の相対的運動が作用すると三相界面近傍のミクロ液膜は薄液膜化し,その先端部でぜん動運動が発生し,より激しい流動が誘起される.こうした現象が機器の性能を左右する分野に,半導体製造における洗浄・乾燥プロセス,吸収冷温水機の吸収器などがある.これらの装置の要素機器中に存在する三相境界の薄膜部へのガス吸着・吸収および溶解現象が促進されると,これらの装置の局所における熱・物質移動が改善され,装置・プロセスの省エネ・省資源化がさらに進むようになる.このような課題は,基礎的な研究を通して機器の運転操作時のマランゴニ流の流動挙動を精密に解析することを求めている.これを解明するには微細な構造に関わる物理化学的な現象を動的な方法で研究する必要がある.本研究はこうした状況を背景に,マランゴニ流が支配する各種の物質移動現象を実験的に解析し,三相界面における物質移動現象を支配している外的要因についての基盤的な知見を得ることを目的とし,以下の結果を得た.固体表面の濡れ性による物質移動促進の程度が異なるという知見を得た.またこれに固体表面の濡れ性による界面ぜん動運動により発生する表面波の振動・振幅成分が異なるという液表面の観察を合わせて表面波による物質移動促進メカニズムを提案した.また接触界線に働くマランゴニ流による力学的作用を検出し,濡れ性によらず力学的作用の働く方向は同じであることを明らかにした.また固体表面の濡れ性をパラメータとして三相界面における三相界面方向の速度変動を検出し,濡れ性によりその速度の絶対値が異なるという知見を得た.固体/腋体/気体が形成される三相界面において,ガス溶解あるいは吸収・吸着現象に伴い,密度・温度・濃度差に起因するマランゴニ流が優先的に発現する.殊にこの領域において,液体振動,温度変動や微少重力変動などの外力が作用すると,接触界線近傍の先端(動的メニスカス)は薄膜状態となり,密度差に起因する激しい流動の発現が観察される.本研究はこうした情況を背景に,マランゴニ流が関係する各種の熱・物質・流動プロセスのうち半導体製造における精密洗浄・乾燥システムに係わる移動論的な現象を明らかにすることを目的とした.・マランゴニ流を精密乾燥システムに応用する際の実質的なメリットや問題点などは,これまで工業的に応用するためのマクロな知見ばかりで,基礎的な物理現象を直接的にとらえた報告はない.つまり,この乾燥システムがマランゴニ流動を駆動力するという理論もあくまでも仮定であり,実際に確認されたわけではない.そこで本研究では,まずこの乾燥プロセスがマランゴニ流を駆動力としているという確認から研究を進めた.実験方法は,設計製作した小型の低圧チャンバー内にWhilhelmy法に倣った計測装置を設けた.すなわち,内蔵した精密級電子天秤の下端に垂下した試料ウエハの小片を超純水中に浸漬した後,試料を水中からIPAと窒素の混合ガス中に曝露させて,三相界面に発現するマランゴニ流を濃度変動として観測した.試作した微細な光ファイバー濃度センサの計測結果によると,三相界面が移動すると動的メニスカス上部の薄液膜内での界面濃度が急激に上昇し,この部分で激しい濃度変動を観測した.そこで,この知見から新しいマランゴニ乾燥の原理のモデルを提唱した.

・マランゴニ効果による半導体ウエハの洗浄・乾燥の最適化のためにメニスカスの移動速度・超純水温度と乾燥度の関係を実験的に調査し,マランゴニ乾燥における各パラメータの最適値を求めた.さらに,マランゴニ対流による表面の洗浄効果を確認した.マランゴニ対流とは,気体と液体の界面において,温度勾配や濃度勾配に起因する表面張力の不均一から流れが誘起される現象をいう.マランゴニ洗浄・乾燥とはこの現象を,固体一気体一液体の三相界面に発生する液体メニスカス部に応用したもので,低沸点有機媒体ガスが超純水に吸着・吸収・溶解して水の表面張力が変化し,そのためにメニスカス部にマランゴニ流動が発生し,これに接する固体面上の薄液膜を下方に排除して洗浄・乾燥させる技術である.この技術は半導体ウェハの製造工程における洗浄・乾燥工程に応用されているが,その洗浄・乾燥の効率を向上させるのに必要な基礎的な物理現象に基づく研究は少ない.そこで本年度は,液相温度・チャンバー内の雰囲気圧力,低沸点有機媒体ガスの濃度・三相界面の相対的な移動速度およびシリコンウェハの表面性状が半導体ウェハの乾燥度にどのように影響するかを調べた.その結果,雰囲気圧力を変化させた場合,低沸点有機媒体ガスを付与しない場合の乾燥度はどれも同じで一定であった.しかし低沸点有機媒体ガスを付加すると,乾燥度は雰囲気圧力を小さくするほど向上した.これは圧力を降下させることにより,液体メニスカスの蒸発が進み物質移動が促進されるためである.また,低沸点有機媒体ガスの濃度を0%から60%まで変化させた結果,30%の時に最も乾燥度が大きくなった.表面の濡れ特性を変えた鏡面試料について,乾燥度は接触角の大きい試料つまり濡れ特性の低いものほど低下した.また接触角が65度の試料について,鏡面性のものと非鏡面性のものを比べると乾燥度は非鏡面のものが高い結果となった.これは非鏡面性によるキャビティにより,薄膜と固相の接触面積が減少したためである.固体-気体-液体の三相境界に形成される界線におけるガス吸着もしくは吸収は気液二相の境界に形成される界面よりも優先して促進されることは良く知られている事実であり,この促進効果には密度・温度・濃度の差に起因するマランゴニ対流が関係する.殊にこの領域において,温度勾配,液相に対する固相の相対的運動などが作用すると接触界線は薄液膜状態となり,その先端部でぜん動運動が発生し,より激しい流動が誘導されるようになる.こうした現象が機器の性能を左右する分野に,半導体製造における洗浄・乾燥プロセス,吸収冷温水気の吸収器などがある.これらの装置の要素機器中に存在する三相境界の薄膜部へのガス吸着・吸収および溶解現象が促進されると,これらの装置の局所における熱・物質移動が改善され,装置・プロセスの省エネ・省資源化がさらに進むようになる.このような課題は,基礎的な研究を通して機器の運転操作時のマランゴニ対流の流動挙動を精密に解析することを求めている.これを解明するには微細な構造に関わる物理化学的な現象を動的な方法で研究する必要がある.本研究はこうした状況を背景に,マランゴニ対流が支配する各種の物質移動現象を実験的に解析し,三相界面における物質移動現象を支配している外的要因についての基盤的な知見を得ることを目的とし,以下の結果を得た.固体表面の濡れ性による物質移動促進の程度が異なるという知見を得た。またこれに固体表面の濡れ性によりぜん動運動により発生する表面波の振動・振幅成分が異なるという液表面の観察を合わせて表面波による物質移動促進メカニズムを提案した。
福島第一原子力発電所事故の放射線線量評価とイネをモデルとした生物応答機構の探索

東京電力福島第一原子力発電所(FNPP)によって放出された、長半減期核種、短半減期核種による陸域哺乳動物の内部外部被ばくを統一的物理量である吸収線量[Gy]をもとに比較する手法をモンテカルロシミュレーションと、地理情報システムを用いることで確立した。その手法を、短半減期核種が腎臓から検出された個体を含む、旧警戒区域で生息していたウシの生物試料バンクに適用することにより、短半減期核種による内部被ばくも含めた被ばく線量評価を行うことが出来た。FNPP事故がもたらした陸上哺乳動物への被ばくに於いて、短半減期核種である放射性テルル、放射性ヨウ素の臓器における事故から30日間の被ばくは、長半減期核種である放射性セシウムによる被ばくの3年分に相当する個体があることがウシアーカイブの被ばく線量評価から明らかにすることが出来た。本研究に於いて、ウシの大人、子供、胎児それぞれの被ばくに言及することが出来た。大人、子供、胎児という成長段階における体の大きさに起因する放射線吸収線量の違いや、放射性核種の代謝速度の違いは、被ばく線量に違いをもたらすため、大人、子供、胎児を分けて被ばく線量評価を行ったことはFNPP事故による放射線生物影響を議論する際に重要な知見となると考えられた。シミュレーション計算によって放射性核種の濃度から、吸収線量への換算係数を計算することが可能であることが示されたため、陸域生物の放射線量評価をよりFNPP事故がもたらした状況に近づけて議論することが可能となった。イネの遺伝子、タンパク、代謝物のオミックス解析との連動は進行中である。FNPP事故から7年が経過しようとしている現在、住民の帰還の判断は、放射能汚染の多寡のみでは到底決めることが出来ないが、一方で放射能汚染の状況は最低限必要な情報であると考えられ、本研究で作成した、放射能汚染地図はその一助になると考えられた。29年度が最終年度であるため、記入しない。本研究に於いて、東京電力福島第一原子力発電所事故による人への影響を議論するにあたり、放射性核種の地理的分布、放射性核種の哺乳動物体内分布、生物体内の放射線応答機構に段階を分け研究を行った。第一の研究は、ヒューマンスケールと比して広範囲な規模の放射性分布を明らかにすることで、地域間の比較や、対象の行動域の外部被ばく源の数量化を可能にした。成果としては、主要な被ばく核種、短半減期核種131I, 132Te -132Iと、長半減期核種134Cs, 137Cs,に関して、現時点で最も解像度の高い汚染地図を作製した。第二の研究は、被災した哺乳動物から得られた体内放射性分布を参照することで、被ばくの要因を内部・外部被ばく間の比較により明らかにすることを目的とした。モンテカルロシミュレーションを用い計算することで、内部と外部の被ばく源という単位の異なる放射能濃度から、単位重量当たりの吸収線量という統一された単位に変換することを可能とした。実績としては、被災ウシ204頭の体内から実測された結果を基に、腎臓に特異的に濃縮する132Te -132Iによる初期内部被ばくと、体内に広く分布する134Cs, 137Cs,による長期内部被ばく、先に挙げた主要な被ばく核種における時間変化に伴った外部被ばくを比較した。第三の研究は、ヒューマンスケールと比して、微小な規模の応答を細胞内の遺伝子発現の変化から観察するものである。イネを分子モデルとして、旧計画的避難区域である福島県飯舘村に於いて環境放射能に暴露し、応答を生物情報解析により研究を進めている。当初計画通りに、短半減期核種の被ばくを議論する為には、初期のモニタリングデータの整備が必要で、その内、大規模に行われた質の高い調査は、米国核エネルギー省核安全保障局が行った航空機モニタリングと、日本文科省が行った航空機モニタリング並びに土壌モニタリングである。これらのデータを整備し、必要な大きさに拡大縮小の可能な地図として作成した。最高解像度の地図は100m方眼で放射性核種の地理的分布を示している。被災ウシの各臓器の放射性物質の実測値を、地図上で検索可能なデータベース化した。ウシ以外の動物にも応用できるよう、国際放射線防護委員会のモデルを参照して線量評価体系を確立した。イネを用いた低線量被ばく影響機構の解明に向けては、イネの研究を行っている研究協力者のいるバンガロール、インドのアジレント研究所に於いて、マイクロアレイ実験から得られたビッグデータを基に、バイオインフォマティックス研究を進めた。現在、得られた結果を、二次代謝物の増減とタンパクの発現量と合わせ横断的網羅解析を行っている。動物の線量評価モデルを発展させる為に、日本原子力研究開発機構に於いて、より人に近いサルのボクセルファントムを作成するための技術を習得した。その手法を、短半減期核種が腎臓から検出された個体を含む、旧警戒区域で生息していたウシの生物試料バンクに適用することにより、短半減期核種による内部被ばくも含めた被ばく