hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
骨細胞が産生・分泌する分子による脂肪組織・脂質代謝制御の分子機構

本研究では,骨から脂肪組織へのシグナル分子としてのsclerostinが脂肪組織や肝臓などの脂質代謝系にどのような機構を介し影響を及ぼすのか,その詳細な分子機構を調べ,neuropeptide Yの脂質代謝に及ぼす効果と骨細胞が産生し分泌されるsclerostinの関係を明らかにする.また,骨組織と脂肪組織の異種組織間の恒常性維持のための機能的なクロストークに関して,骨細胞におけるsclerostinの産生調節と脂質代謝の相関について明らかにすることを目的としている.本研究により,個体レベルにおいてこれまで明らかではなかった骨と脂質代謝との関連性の解明を目指すものである.今年度は,脂質代謝の主要臓器である肝臓に着目する研究を行った.肝臓組織からmRNAを抽出し,acyl-CoA carboxylaseなどの脂肪酸合成系やHMG-CoA reductaseなどのコレステロール代謝酵素の酵素のmRNAをqRT-PCRを用いて測定したところ,発現量の変化が観察された.すなわち骨細胞の産生するsclerostinが脂肪組織の脂肪細胞のみならず,肝臓における脂肪酸合成やコレステロール代謝といった生体にとって重要な脂質代謝系に対しても影響を及ぼしえることが明らかとなった.また,SLRP (small leucine rich proteoglycan)class IIに分類されるオステオアドへリンの発現プラスミドを作成し,MLO-Y4細胞にトランスフェクトしオステオアドへリンを過剰発現させたところ,sclerostinの産生が亢進されるという結果が得られた.本年度得られた結果から,骨細胞において脂質代謝に影響を及ぼすsclerostinの産生がプロテオグリカンによって調節され,脂肪組織における脂質代謝に影響を及ぼしていることが示唆されるという新たな知見を得ることができた.平成30年度の研究計画に基づき研究を実施し,以下の研究成果を得たため.肝臓組織からmRNAを抽出し,脂質代謝に関わるLPL(1ipoprotein 1ipase),FAT(fatty acid tansporter),acyl-CoA carboxylase ACS(acy1-CoA sypthetase),UCP(uncoup1ing protein) HMG-CoA reductaseなど脂肪酸の取り込み,輸送,合成やコレステロール代謝などに関与する分子の発現量を調べたところ,sclerostinによる変動が明らかとなった.このことは,骨細胞の産生するsclerostinが脂肪組織のみならず,肝臓における脂質代謝系に対しても影響を及ぼしえることを示しており,その意義は大きい.また,マイクロアレイを用いた解析からSLRP (small leucine rich proteoglycan)class IIサブファミリーに分類されるオステオアドへリンが調節因子の候補として挙がった.そこで,このオステオアドへリンを過剰産生させた培養細胞を作成したところsclerostin産生が増加することを見出した.すなわち脂質代謝に影響を及ぼすsclerostin産生がプロテオグリカンが調節因子となっているという新たな可能性が考えられた.以上より,本研究はおおむね順調に進展していると考えられた.これまでの研究によってSLRPによってsclerostinの産生が調節されることが明らかになったので,脂肪細胞が産生するプロテオグリカンがアディポサイトカインのように脂肪組織からのシグナルとなっている可能性が考えられる.そこで,今後はMLO-Y4細胞などの培養系を用いqRT-PCRもしくはWestern Blotを用い,種々のプロテオグリカンの添加によってsclerostinの産生・発現量の変化がについて調べる.また,イメージング手法を用いてsclerostin産生細胞を可視化して,SLRPによるsclerostinの産生量を定量して評価する.これによってどのプロテオグリカンがsclerostinの産生を調節しているか明らかにする.骨組織による脂質代謝の新たな調節メカニズムを詳細に検討していく.近年,骨は単なる運動器器官のみならず,さまざまな臓器間ネットワークを介する代謝の臓器の一つと考えられるようになり骨と遠隔臓器とのさまざまな関連性が注目されてきた.骨芽細胞のインスリンシグナルは骨芽細胞と破骨細胞との相互作用の調節を介してオステオカルシン合成を促進し,このオステオカルシンはすい臓でインスリンの合成・分泌を促進することで糖代謝を制御するという報告である.これまで脂肪組織が産生するアディポサイトカインが骨組織に及ぼす効果は知られているが,その反対の「骨組織から脂肪組織へのシグナル分子」の詳細,脂肪組織の恒常性維持に果たす骨の役割については全く不明であった.研究代表者らは,in vitroのマウス由来3T3-L1細胞培養系において組換えsclerostin(Sost遺伝子産物)タンパク質を加えると,脂肪細胞への分化が誘導されることを見出し報告した.

そこで本研究では,骨細胞が産生し分泌されるsclerostinとneuropeptide Yについて脂肪組織や脂質代謝に及ぼす影響とその詳細な分子機序を明らかにし,骨組織と脂肪組織の異種組織間の恒常性維持のための機能的なクロストークを明らかにすることを目的とした.抗sclerostin抗体を投与したマウスなどを用いて,脂肪組織や肝臓などにおける脂質代謝系において「骨組織から脂肪組織へのシグナル分子」としてのsclerostinがどのような機構を介し影響を及ぼすのか,その詳細な分子機構を検討した.また,neuropeptide Yの脂質代謝に及ぼす効果とsclerostinとの関係についても検討を行った.本年度,本研究により得られた結果から,骨細胞が産生するsclerostinが,脂肪組織における脂質代謝に明らかに影響を及ぼしていることが示唆された.本研究では,骨から脂肪組織へのシグナル分子としてのsclerostinが脂肪組織や肝臓などの脂質代謝系にどのような機構を介し影響を及ぼすのか,その詳細な分子機構を調べ,neuropeptide Yの脂質代謝に及ぼす効果と骨細胞が産生し分泌されるsclerostinの関係を明らかにする.また,骨組織と脂肪組織の異種組織間の恒常性維持のための機能的なクロストークに関して,骨細胞におけるsclerostinの産生調節と脂質代謝の相関について明らかにすることを目的としている.本研究により,個体レベルにおいてこれまで明らかではなかった骨と脂質代謝との関連性の解明を目指すものである.今年度は,脂質代謝の主要臓器である肝臓に着目する研究を行った.肝臓組織からmRNAを抽出し,acyl-CoA carboxylaseなどの脂肪酸合成系やHMG-CoA reductaseなどのコレステロール代謝酵素の酵素のmRNAをqRT-PCRを用いて測定したところ,発現量の変化が観察された.すなわち骨細胞の産生するsclerostinが脂肪組織の脂肪細胞のみならず,肝臓における脂肪酸合成やコレステロール代謝といった生体にとって重要な脂質代謝系に対しても影響を及ぼしえることが明らかとなった.また,SLRP (small leucine rich proteoglycan)class IIに分類されるオステオアドへリンの発現プラスミドを作成し,MLO-Y4細胞にトランスフェクトしオステオアドへリンを過剰発現させたところ,sclerostinの産生が亢進されるという結果が得られた.本年度得られた結果から,骨細胞において脂質代謝に影響を及ぼすsclerostinの産生がプロテオグリカンによって調節され,脂肪組織における脂質代謝に影響を及ぼしていることが示唆されるという新たな知見を得ることができた.平成30年度の研究計画に基づき研究を実施し,以下の研究成果を得たため.肝臓組織からmRNAを抽出し,脂質代謝に関わるLPL(1ipoprotein 1ipase),FAT(fatty acid tansporter),acyl-CoA carboxylase ACS(acy1-CoA sypthetase),UCP(uncoup1ing protein) HMG-CoA reductaseなど脂肪酸の取り込み,輸送,合成やコレステロール代謝などに関与する分子の発現量を調べたところ,sclerostinによる変動が明らかとなった.このことは,骨細胞の産生するsclerostinが脂肪組織のみならず,肝臓における脂質代謝系に対しても影響を及ぼしえることを示しており,その意義は大きい.また,マイクロアレイを用いた解析からSLRP (small leucine rich proteoglycan)class IIサブファミリーに分類されるオステオアドへリンが調節因子の候補として挙がった.そこで,このオステオアドへリンを過剰産生させた培養細胞を作成したところsclerostin産生が増加することを見出した.すなわち脂質代謝に影響を及ぼすsclerostin産生がプロテオグリカンが調節
腎臓障害・心血管障害における(プロ)レニン受容体の機能解明と臨床応用

(プロ)レニン受容体((P)RR)の腎臓障害・心血管障害・その他の疾患における役割を検討した。ヒト血中に可溶型(P)RRが存在することを証明し、原発性アルドステロン症、ギッテルマン症候群で血中濃度が上昇していることを見出し報告した。ラットにおいて、高食塩負荷及び脱水負荷が腎臓組織内(P)RRの発現を亢進させることを見出し報告した。また、癌の発生・増殖との関係について検討し、(P)RRは乳癌及び膵臓癌において、その増殖メカニズムに関与していることを見出し報告した。更に、血中の可溶型(P)RR濃度が脳の発達・萎縮退化に関与する因子であることを見出した。平成25年度は以下の点を明らかにした。1.酵素免疫測定法(ELISA)を用いた血中・尿中Proレニン受容体((P)RR)濃度の測定:平成25年度は、独自に作成した自作のELISA及び市販のキットを用いて、正常者及び腎不全患者の血液を対象として可溶性(P)RRがヒト血中に実在するかを検討した。クロマトグラフィーによる解析にて、ヒト血中にはNguyen博士が予言した可溶性(P)RRが予想通りの分子量で存在することを見出した。本成果は、第17回日本心血管内分泌代謝学会にて発表した。また、健常者を含む各種疾患患者230名(フランス人)にて血中可溶性(P)RR濃度を測定し、レニン-アルドステロン系阻害薬を服用している患者、原発性アルドステロン症患者、ギッテルマン症患者では血中可溶性(P)RR濃度が上昇していることを見出し、学術誌に発表した(Hypertension 2014, 63:297-302)。2. (P)RRはProレニンと結合してRAS系を活性化するとともに細胞に直接働き臓器障害を起こすと考えられる。高血圧と臓器障害をもたらすアルドステロン産生副腎腫瘍組織での(P)RRの発現を、免疫染色法、Western Blot法、定量的RT-PCR法により調べ、そのたの副腎腫瘍組織での発現と比較検討した。結果、(P)RRの発現は、アルドステロン産生副腎腫瘍組織で亢進していることを見出し、報告した(Peptides 2013,49:68-73)。3.ヒト乳癌由来細胞における(P)RR発現と細胞増殖との関係を検討した。siRNA投与により、乳癌細胞の増殖が抑制されることを見出し、報告した(第17回日本心血管内分泌代謝学会)。平成27年度は以下の点を明らかにした。2.レニン-アンジオテンシン系は炎症と深い関わりを持つことが知られている。一方、ヒトのリンパ球と単球はATII受容体を発現している。ヒトの糸球体腎炎では、リンパ球、単球が重要な役割を果たしており、RAS系は炎症を強調していると考えられている。リンパ球及び単球での(P)RRの発現を、免疫染色法、Western Blot法、RT-PCR法、フローサイトメトリー法により調べ、(P)RRが炎症において作用を持つかを検討した。結果、(P)RRは単球に強く発現しており、ANCA-関連糸球体腎炎では糸球体近傍に浸潤したリンパ球及びマクロファージに発現していることを見出した。siRNA投与によりU937細胞系でのERK1/2の抑制が見られ、(P)RRはANCA-関連糸球体腎炎の炎症反応に関与していることが示唆された。本結果を学術誌に発表した(Am J Physiol Renal Physiol 2015,308:F487-F489)。3.腎臓での(P)RR発現をラットで検討した。結果、高食塩負荷にて腎臓での発現が亢進することを見出し、学術誌に発表した(Peptides 2015, 63:156-162)。1.ヒト血中には可溶型のProレニン受容体(sPRR)が存在する。sPRRは細胞内で全長型PRRとして合成されfurinにより切断されて血中に放出される。一方、脱水負荷はレニン・アルドステロン系を刺激することが知られている。そこで、ラットに脱水負荷をかけ、血中sPRR濃度レベルと、腎組織内PRR発現レベルの変化を検討した。結果、72Hrの脱水負荷により血中sPRRレベルは低下し,腎組織内全長型PRRの発現レベルは上昇していることを見出した。即ち、脱水負荷は全長型PRRの発現を亢進するが、血中への放出は低下させることが示唆された。(本研究はTohoku J of Exp Medに投稿し、revise中である。)2. PRRが癌の発生と進展に深く関与していることが昨年度までの本研究の結果で明らかとなっている。本年度は、乳癌の細胞増殖機構を更に検討し、インスリンによるPRRを介した増殖メカニズムが存在することを見出した。(第89回日本内分泌学会総会学術総会2016年4月にて報告の予定。)3.大迫研究の保存血液検体をELISAを用いて可溶性PRR濃度を定量した。結果、対象者350名において血中sPRR濃度は大脳皮質の表面積と負の相関を有することを見出した。sPRR濃度と、腎臓・心血管障害に関わる表現型や他のレニン・アンジオテンシン系のマーカーとの相関は認められず、PRRは脳の発達・萎縮退化に関与する因子であることが示唆された。

(本研究結果は2016年ヨーロッパ高血圧学会での報告を予定している。)(プロ)レニン受容体((P)RR)の腎臓障害・心血管障害・その他の疾患における役割を検討した。ヒト血中に可溶型(P)RRが存在することを証明し、原発性アルドステロン症、ギッテルマン症候群で血中濃度が上昇していることを見出し報告した。ラットにおいて、高食塩負荷及び脱水負荷が腎臓組織内(P)RRの発現を亢進させることを見出し報告した。また、癌の発生・増殖との関係について検討し、(P)RRは乳癌及び膵臓癌において、その増殖メカニズムに関与していることを見出し報告した。更に、血中の可溶型(P)RR濃度が脳の発達・萎縮退化に関与する因子であることを見出した。組織特異的ノックアウトマウスモデルを作成したところ、胎生致死であることが判明し、このモデルを用いた研究が予定より遅れている。医歯薬学1. ELISAを用いた血中・尿中可溶性(P)RR濃度の測定:大迫研究の保存血液、尿検体を用いて可溶性(P)RR濃度を定量する。可溶性(P)RR濃度と、腎機能や血圧値、遺伝子多型など腎臓・心血管障害に関わる表現型や血漿レニン活性、血漿アルドステロン濃度といった他のレニン・アンジオテンシン系のマーカーとの関係につき、横断的な解析を行う。対象として約1,000名を予定している。2. (P)RRが癌の発生と進展に関与していることが本研究のこれまでの結果で明らかになった。膵癌と乳癌での検討に加え、他の癌、特に腎細胞癌系において(P)RRと癌の発生・進展との関係を検討する。3. (P)RR-/- ES細胞を用いた(P)RRの機能解析:(P)RR floxedマウスより(P)RRflox/floxES細胞系を確立し、この細胞にアデノウィルス-Creを感染させ、(P)RR-/- ES細胞を作製する。このES細胞に可溶性(P)RR及び膜貫通型(P)RR、全長型(P)RR、それぞれのpcDNAを導入し、(P)RRの3形態の内の1つを発現するES細胞系を確立する。組織特異的ノックアウトマウスモデルの作成が遅れているため、このモデルを用いた研究が予定より遅れている。研究の一部に達成の遅れが生じ、関連する消耗品の購入を抑制したため次年度使用額が生じた。1. ELISAを用いた血中・尿中可溶性(P)RR濃度の測定:大迫研究の保存血液、尿検体を用いて可溶性(P)RR濃度を定量する。2.組織特異的ノックアウトモデル及び動物疾患モデルを用いたインターベンション実験:(2-1).組織特異的ノックアウトモデル。予備的実験により、我々はすでにこのマウスが生後7日目に多発性嚢胞腎様の表現型を示すことを見出している。一方、尿細管特異的(P)RRノックアウトマウスは予後が悪いことが予想される。そのため、まず生存率と生後7日目の表現型についての検討を行う。(2-2).動物疾患モデル。我々はすでに(P)RRの発現が腎不全時の腎臓、心不全時の心臓・腎臓で増加することを見出している。現在阻害薬物の存在しない(プロ)レニン/(P)RR系を、(P)RR抗体やsiRNAを投与して阻害することにより臓器障害の抑制効果が認められるかを検証する。
大規模データに基づく音声対話の音声的・言語的特徴の分析及び音声言語処理での利用

本研究では,人間同士の音声による会話を収録したデータを用いて,言い淀み,言い直しなどの非流暢的現象や話者交替,相づちなどの会話相互作用について分析し,人間の音声言語行動のモデル化と対話システムへの応用に関する研究を行なう.本年度の研究項目は以下の2点である.1.相づち応答における韻律情報の関与前年度に行った,相づち生起個所の韻律特徴の分析に基づき,話し手の発話中の韻律特徴を一部人工的に改変することで,聞き手の相づちを促進したり,抑制したりできるかを心理実験によって検証した.その結果,ポーズ直前の音調を昇降調(尻上がりイントネーション)にすることで,わずかに相づちが増加することがわかった.これは前年度のコーパスからの機械学習に基づく結果と一致するものであり,昇降調のような韻律特徴が,相づち産出のタイミングの制御だけでなく.聞き手からの相づちを要求する目的にも利用できることを示している.2.やり取り構造と発話間時間長との関係の分析千葉大学地図課題対話コーパスおよび奈良先端大自由会話コーパスを用いて,働きかけ・応答・補足からなる会話のやり取りの構造と発話間の移行時間長との関係を統計的に分析した.その結果,働きかけ-応答のようなやり取りの内部での発話の移行に要する時間と,一つのやり取りが終了し次のやり取りが始まるといったやり取り間での発話の移行に要する時間とを比べると,前者のほうが移行時間が有意に短いことがわかった.このことは,新たなやり取りを開始する際の認知負荷の高さを示唆するとともに,その情報を利用して,やり取りの境界を自動的に認識できる可能性を示している.前年度と合わせ,言い直し,話者交替,相づち,やり取り構造といった音声対話の諸特徴に関するさまざまな知見を得ることができ,人間の音声言語コミニュケーションの仕組みに適応した柔軟な音声対話システムを開発するうえでの基礎とすることができた.本研究では,人間同士の音声による会話を収録したデータを用いて,言い淀み,言い直しなどの非流暢的現象や話者交替,相づちなどの会話相互作用について分析し,人間の音声言語行動のモデル化と対話システムへの応用に関する研究を行なう.本年度の研究項目は以下の4点である.1.言い直しと言語構造との関係の分析ATR経路課題コーパスに対して,品詞付与と言い直しのマ-キングを行ない,言い直しがどのような言語構造のもとで生じやすいかを統計的に分析した.その結果,言い直しは概ね統語単位の境界で生じるが,機能語の言い換えなどに例外が見られることがわかった.2.話者交替と韻律的・統語的特徴との関係の分析千葉大学地図課題コーパスを用いて,話者交替が生じる個所の韻律的・統語的特徴について統計的に分析した.その結果,上昇調や下降調,用言終止形や終助詞といった文末位置で話者の交替が生じやすく,上昇下降調や連体詞・副詞といった文中位置では交替が生じにくいことがわかった.3.同時開始発話の分析2の延長として,従来円滑な話者交替からの逸脱として見なされていた,二人の話者が同時に発話を開始する現象について,同様の手法で分析した.その結果,文末,文中の区別が同時開始発話の生じやすさとも相関することが明らかになり,同時開始発話の規則性をとらえることができた.4.韻律情報に基づく相づち個所の推定1-3では対象が課題指向対話に限定されていたので新たに自由会話を収録し,そのデータを用いて,相づちが生じる個所の韻律特徴について機械学習手法を用いてモデル化した.その結果,相づちは上昇下降調に呼応して打たれやすく,平坦なピッチで終わる短い発話に対しては打たれにくいことが分かった.これらはいずれも,人間が会話する際の言語産出や情報のやり取りの仕組みを探り,それに適応した柔軟な音声対話システムを開発するうえで基礎となる重要な知見である.本研究では,人間同士の音声による会話を収録したデータを用いて,言い淀み,言い直しなどの非流暢的現象や話者交替,相づちなどの会話相互作用について分析し,人間の音声言語行動のモデル化と対話システムへの応用に関する研究を行なう.本年度の研究項目は以下の2点である.1.相づち応答における韻律情報の関与前年度に行った,相づち生起個所の韻律特徴の分析に基づき,話し手の発話中の韻律特徴を一部人工的に改変することで,聞き手の相づちを促進したり,抑制したりできるかを心理実験によって検証した.その結果,ポーズ直前の音調を昇降調(尻上がりイントネーション)にすることで,わずかに相づちが増加することがわかった.これは前年度のコーパスからの機械学習に基づく結果と一致するものであり,昇降調のような韻律特徴が,相づち産出のタイミングの制御だけでなく.聞き手からの相づちを要求する目的にも利用できることを示している.2.やり取り構造と発話間時間長との関係の分析千葉大学地図課題対話コーパスおよび奈良先端大自由会話コーパスを用いて,働きかけ・応答・補足からなる会話のやり取りの構造と発話間の移行時間長との関係を統計的に分析した.その結果,働きかけ-応答のようなやり取りの内部での発話の移行に要する時間と,一つのやり取りが終了し次のやり取りが始まるといったやり取り間での発話の移行に要する時間とを比べると,前者のほうが移行時間が有意に短いことがわかった.

このことは,新たなやり取りを開始する際の認知負荷の高さを示唆するとともに,その情報を利用して,やり取りの境界を自動的に認識できる可能性を示している.前年度と合わせ,言い直し,話者交替,相づち,やり取り構造といった音声対話の諸特徴に関するさまざまな知見を得ることができ,人間の音声言語コミニュケーションの仕組みに適応した柔軟な音声対話システムを開発するうえでの基礎とすることができた.
第二次世界大戦期アメリカ文学批評の創出と美感的言説の変容

本研究は、アメリカ合衆国1930年から40年代において生成された文学批評を、その歴史的状況や知的な交流、そして「美学」への関心を紐解くことで、芸術と社会のつながり、そして文学教育のあり方を解き明かすものである。中心となる問いは、「言語が誤解や解釈の多様性を生み出すという問題に、どのように文学批評家たちは他の学問の知見を取り入れて対応し、どのような文学の教授法を推進するに至ったか」である。本研究は、これまで文学領域の核心を成してきた人文主義を支えると同時に、「ポスト真実」と呼ばれる現代にも十分に共鳴する大戦期の言語の問題と、先人の核心的な応答と戦略を現代に提示しなおすものである。
チャンク情報を考慮した例示型英文書作成支援Webアプリケーションの開発

本研究の目的は,技術系の人間に必要不可欠な,英語による技術文書作成を支援するアプリケーションを開発することである.具体的には,ユーザが英文を入力すると,技術論文を集めたコーパスの中から類似した文を抽出し例文として提示し,必要に応じてその例文を簡略化して表示する.開発Webアプリケーションには各ユーザの詳細ログデータを取得するなどの機能も追加・さらにインタフェースの改良を加え,「類似文検索機能」ならびに「フレーズ検索機能」を実装した. 2年連続してユーザ実験ならびにアンケート調査を実施し,本Webアプリケーションの有用性について評価を行った.また,ユーザのログデータを集計,分析した.本研究の目的は,技術系の人間に必要不可欠な,英語による技術文書作成を支援するアプリケーションを開発することである.具体的には,ユーザが英文を入力すると,技術論文を集めたコーパスの中から類似した文を抽出し例文として提示し,必要に応じてその例文を簡略化して表示する.また,ユーザの学習履歴から英語修得レベルを推測し,提供する例文をアダプティブに変化させるパーソナライゼーションの仕組みを持たせる.以上のような実用性の高い英文書作成支援システムをWeb上に公開し,常に利用可能な環境を提供することで,理系学部の学生対象の英語教育に資することも本研究の副次的目的である.初年度は,Webアプリケーション全体の枠組みが大方完成しているのを鑑み,前頁の「解決する問題」に記述されている項目について理論的なアプローチを精査した.特に句構造やチャンク化処理ならびにその高速化,パーソナライゼーション,そしてユーザビリティを考慮したインタフェース開発について検討を行った.特に本年度はWebアプリケーション全体の枠組みと理論構築に専念し,研究代表者ならびに研究分担者間でミーティングを行い,以下を討議した:・システム処理の高速化(類似文の検索法の改善,処理の並列化など)・句構造,チャンク構造を勘案した類似度計算のアルゴリズム立案・簡略化機能による文コンパクト化・パーソナライゼーションへのアプローチの決定.また,データの流れを精査しながら,システムの実現可能性/可用性についても議論した.初年度はWebアプリケーション全体の枠組みと理論構築に専念することであり,研究代表者特に情報系(システム開発側)研究分担者間でミーティングを頻繁に行うことが出来,Webアプリケーションの大枠について検討を行っている.本研究の目的は,技術系の人間に必要不可欠な,英語による技術文書作成を支援するアプリケーションを開発することである.具体的には,ユーザが英文を入力すると,技術論文を集めたコーパス(電子化大規模用例集)の中から類似した文を抽出し例文として提示し,必要に応じてその例文を簡略化して表示する.また,ユーザの学習履歴から英語修得レベルを推測し,提供する例文をアダプティブに変化させるパーソナライゼーションの仕組みを持たせる.以上のような実用性の高い英文書作成支援システムをWeb上に公開し,常に利用可能な環境を提供することで,理系学部の学生対象の英語教育に資することも本研究の副次的目的である.2年目に当たる平成28年度は初年度に詳細に行ったWebアプリケーションの全体の枠組みに沿って実装を進めた.現時点でアプリケーション(言語)が動作しており,さらなる追加コンポーネントを制作した.コーパスには,名古屋工業大学の研究グループによって編纂されたコーパスの使用許可をすでに得ており,総計で既に30万文を超えている(Association for Computational Linguistics, Nature, Scientific American, Biology系のテキストで構成される)が,実用性を考え,また過去の研究成果からも学習者の研究分野に近い分野のコーパスが他のコーパスに比べ有用であることを踏まえ,さらなるコーパスデータの拡充を策定した.具体的には,米国内で利用されている高校物理の教科書コーパスを導入する準備をしている.さらにインタフェースの改良を加え,もともと2つの機能だった「類似文検索機能」ならびに「フレーズ検索機能」を一手に引き受けるWebアプリケーションを現在開発中である.予定していた,初年度に詳細に行ったWebアプリケーションの全体の枠組みに沿って実装を進めることができたこと,現存するコーパスに加え,さらなるコーパスデータの拡充を策定したこと,さらにインタフェースの改良を加え,もともと2つの機能だった「類似文検索機能」ならびに「フレーズ検索機能」を一手に引き受けるWebアプリケーションを開発し発展形を模索していること,が主な理由である.本研究の目的は,技術系の人間に必要不可欠な,英語による技術文書作成を支援するアプリケーションを開発することである.具体的には,ユーザが英文を入力すると,技術論文を集めたコーパス(電子化大規模用例集)の中から類似した文を抽出し例文として提示し,必要に応じてその例文を簡略化して表示する.また,ユーザの学習履歴から英語修得レベルを推測し,提供する例文をアダプティブに変化させるパーソナライゼーションの仕組みを持たせる.以上のような実用性の高い英文書作成支援システムをWeb上に公開し,常に利用可能な環境を提供することで,理系学部の学生対象の英語教育に資することも本研究の副次的目的である.最終年度に当たる平成29年度は初年度に詳細に行ったWebアプリケーションの全体の枠組みに沿って実装を平成28年度に進めたものをさらに推し進め,ユーザの詳細ログデータを取得するなどの大方の機能も追加され,概形が整った.さらにインタフェースの改良を加え,もともと2つの機能だった「類似文検索機能」ならびに「フレーズ検索機能」を一手に引き受けるWebアプリケーションも試作した.英語教員である研究分担者の勤務先大学において2年連続してユーザ実験ならびにアンケート調査を実施し,本Webアプリケーション(特にその中の簡略化機能)の有用性について評価を行った.また,教師権限で閲覧可能なユーザのログデータを集計,分析することで,英語修得レベルの推測を行った.

本研究の目的は,技術系の人間に必要不可欠な,英語による技術文書作成を支援するアプリケーションを開発することである.具体的には,ユーザが英文を入力すると,技術論文を集めたコーパスの中から類似した文を抽出し例文として提示し,必要に応じてその例文を簡略化して表示する.開発Webアプリケーションには各ユーザの詳細ログデータを取得するなどの機能も追加・さらにインタフェースの改良を加え,「類似文検索機能」ならびに「フレーズ検索機能」を実装した. 2年連続してユーザ実験ならびにアンケート調査を実施し,本Webアプリケーションの有用性について評価を行った.また,ユーザのログデータを集計,分析した.2年目は初年度に詳細に行ったWebアプリケーションの全体の枠組みに加え,・特徴表現に対する英文の尤度計測・学習者特性を考えたインタフェースの考案についても十分に議論を加えた後,システムのプロトタイプを元に(非公開)Webアプリケーションとして実装し,サーバへの移行を行う.現時点で動作しているアプリケーション(言語)はApache, PHP, Perl, Javascript, HTML,そしてDBMSとしてMySQLの組み合わせである.またコーパスには,名古屋工業大学の研究グループによって編纂されたコーパスの使用許可をすでに得ており,総計で既に30万文を超えている.実用性を考えれば,類似の文がコーパス内に存在することが本システムの特性から必須である.また過去の研究成果からも学習者の研究分野に近い分野のコーパスが他のコーパスに比べ有用であることを踏まえ,コーパスデータの拡充を計画している.完全に公開用Webアプリケーションとして移行するのは年度半ばになると予想している.併せて,内部の情報系院生などによるパイロット実験を実施し,特にデータの流れを含むモジュール間の接続処理の動作確認作業を行う.また,年度末あるいは最終年度に国外での実験を計画しているため,平成28年度中に実験受け入れ先担当者との打ち合わせを行う.最終年度は主に実験およびその結果分析に傾注し,得られたデータの適切な統計的な処理とその考察を最重要課題に置く.第一に日本人学習者を対象とした実験である.日本人は母語という意味でも,また日常使用する語彙という観点からしても英文技術文書というのは不慣れ(非ネイティブ)な被験者集団である.特に技術文書を作成することが要求される工業系大学での実施は欠かせないが,既に名古屋工業大学そして近畿大学(生物理工学部)での実験実施の内諾を得ている.また,情報系の大学(学部)として静岡大学情報学部・情報学研究科での実験も予定している.さらに,本Webアプリケーションは,万人に公開・使用されることを想定しているため,英語母語話者(だが,技術文書には精通していない)への実験も執り行う考えである.
聞き取り調査に基づく情報システム設計方法論を巡る社会的文脈の解明

情報処理システム開発現場で重要視されている暗黙知としての「情報システム」の認識や評価基準を現場経験者への聞き取り調査を通して探り出すと共に、そのような現場での専門職の実践的育成と暗黙知の獲得や継承に適した環境形成とに寄与するマネジメント方策について展望する。具体的には、情報処理システムの設計開発現場での実践を担ってきたシニアの実務者へ社会学的観点からの聞き取り調査を実施し、具体的な設計過程をナラティブとして文書化すると共に、そこでの対話と文書を介した相互認識プロセスを通して、設計の要となる暗黙知を識別し認知しつつ、有効な暗黙知を育み発揮できるマネジメントのあり方を探り出す。
Ejaculatory systemの3次元的画像解析の試み

われわれは、平成4年度の東部泌尿器科総会において、血精液症患者の経直腸的超音波断層法所見として、精嚢腺、射精管、前立腺等のejaculatory systemにさまざまな形態的変化が認められることを報告した。ejaculatory systemの立体的な構造変化をあきらかにすることは、血精液症の本態を探求究する一端となるであろうと思われる。平成5年度は研究計画にしたがって、経直腸的超音波断層法下でejaculatory systemを明確化する方法につき検討を重ねた。まず、逆行性射精管造影法の手技、画像増強方法を検討した。さらに、ejaculatory ductsのさまざまな形態を、精阜、精嚢腺、尿道等の周囲組織を含めて経直腸的超音波断層法により2方向性に画像化し、造影像と単純像ともになるべく多くの画像を得、これらを光磁気ディスクに記録した。現在、その画像を三次元的に表示、合成し、解析可能なシステムとする方法を検討中である。また、画像の正確な評価を行なうために、前立腺の摘出標本と、摘出前の超音波画像を比較し、組織と画像所見との相関をはかった。ejaculatory systemに対する3次元的な画像解析は最終的な目標であるが、今年度中では、検討にとどまった。今後、3次元的画像解析システムを作成し、血精液症患者での形態変化として、高頻度に認められるcystic changeと,ejaculatory systemとの立体的な相関関係をあきらかにするべく検討をかさねる予定である。さらには、3次元的画像解析を用いての各種疾患への応用、前立腺癌の早期診断、病期診断、また、不妊症での形態異常の解析等についても、考えていきたい。
酸化物ガラスのヤング率と熱伝導率に関する研究

比熱と熱拡散率をそれぞれ測定し,両者の積より熱伝導率を算出した.熱拡散率はレーザー・フラッシュを用い,JIS R1611に従って測定した.比熱測定には光照射型ACカロリメトリーを用いた.これまで,ガラスの比熱測定にACカロリメトリーを適用した例はない.そこで,この方法を用いて精度良く測定するための測定条件を検討した.その結果,試料厚さ120±5μm,周波数2.0Hzで測定すれば,繰り返し測定による誤差が±1%以下,文献値からのずれが最大5%のデータを得ることが出来ることを明らかにした.熱伝導率とガラス組成の関係を評価できる組成-物性推定式を検討した.熱伝導率は気体自由運動論より平均自由行程,音速および比熱の積で表すことが出来る.したがって,これら3者を組成の関数として表すことが出来れば,熱伝導率とガラス組成の間に成り立つ関係式を得ることが出来る.我々はこれら3者と組成の関係をそれぞれ調査し,現在までに以下の結果を得ている.熱拡散率を用いて室温の平均自由行程を求めた.これが平均原子量と密度から算出される最隣接イオン間距離の実数倍で与えられ,この時の実数がガラス系ごとでほぼ一定の値を取ることを明らかにした.ガラス中を伝わる音速は,ヤング率と密度から求まる比ヤング率に比例した.一方,ヤング率はイオン充填率と解離エネルギーを用いて組成より既に計算できるため,これを利用し音速を組成より計算できる推定式を提案した.比熱Cpをデバイ温度Θにおける比熱Cp_Θで規格化した換算比熱Cp/Cp_Θと温度Tをデバイ温度で規格化した換算温度T/Θでプロットすると,室温からガラス転移温度以下の範囲で,組成に依らず1つの曲線上に乗り,酸化物ガラスの比熱がデバイ温度とデバイ温度における比熱の2者に支配されることを明らかにした.このうちデバイ温度は音速より求まるため,先述した音速推定式を利用し,デバイ温度を組成より計算できる推定式を提案した.現在,デバイ温度における比熱と組成との関係を検討している.本研究では,ガラス組成よりヤング率を予測するための推定式について検討することを目的とし,多種多様なケイ酸塩,ホウ酸塩,リン酸塩およびテルル酸塩系ガラスのヤング率を実測した.これらガラスのヤング率はおよそ20GPa140GPaの範囲でガラス組成に依存し連続的に変化し,その序列は,おおむねアルミノケイ酸塩>ケイ酸塩≧ホウ酸塩>テルル塩酸>リン酸塩系ガラスとなった.これまでに,Makishimaらによりガラス組成から直接ヤング率を予測できる推定式が提案されている.そこで本研究では,まず彼らのヤング率推定式の適用性を調査した.その結果,ケイ酸塩系ガラスのヤング率は精度良く推定できた.しかし,その他のガラス系では実測値と計算値の間で良好な相関性は得られなかった.これは推定式中示されるガラスの解離エネルギーを,単にガラス構成酸化物からの加成性を利用して評価しているためである.すなわち,ケイ酸塩系ガラスの場合,構成酸化物からの加成則は近似的に成り立つが,他の酸化物の添加により著しく構造変化が生じるホウ酸塩,リン酸塩およびテルル酸塩系ガラスでは,組成に依存し変化するガラス特有の骨格構造を考慮する必要があることが示唆された.そこで本研究では,次にこれらガラスの網目形成酸化物であるB_2O_3,P_2O_5およびTeO_2に対し,ガラス骨格構造を考慮した解離エネルギーを実験的に算出し,これを用いてヤング率を推定した.その結果,実測値と計算値は良い一致を示し,様々な酸化物系ガラスのヤング率を組成より予測可能となった.最後に,ヤング率算出の際用いる各酸化物の解離エネルギーの序列を考慮し,高ヤング率ガラスを設計した.その結果,従来報告されている通常の酸化物系ガラスの中で最も高いヤング率を示す30Ta_2O_5-30Al_2O_3-40SiO_2(mol%)ガラスを組成より設計することができた.比熱と熱拡散率をそれぞれ測定し,両者の積より熱伝導率を算出した.熱拡散率はレーザー・フラッシュを用い,JIS R1611に従って測定した.比熱測定には光照射型ACカロリメトリーを用いた.これまで,ガラスの比熱測定にACカロリメトリーを適用した例はない.そこで,この方法を用いて精度良く測定するための測定条件を検討した.その結果,試料厚さ120±5μm,周波数2.0Hzで測定すれば,繰り返し測定による誤差が±1%以下,文献値からのずれが最大5%のデータを得ることが出来ることを明らかにした.熱伝導率とガラス組成の関係を評価できる組成-物性推定式を検討した.熱伝導率は気体自由運動論より平均自由行程,音速および比熱の積で表すことが出来る.したがって,これら3者を組成の関数として表すことが出来れば,熱伝導率とガラス組成の間に成り立つ関係式を得ることが出来る.我々はこれら3者と組成の関係をそれぞれ調査し,現在までに以下の結果を得ている.熱拡散率を用いて室温の平均自由行程を求めた.これが平均原子量と密度から算出される最隣接イオン間距離の実数倍で与えられ,この時の実数がガラス系ごとでほぼ一定の値を取ることを明らかにした.

ガラス中を伝わる音速は,ヤング率と密度から求まる比ヤング率に比例した.一方,ヤング率はイオン充填率と解離エネルギーを用いて組成より既に計算できるため,これを利用し音速を組成より計算できる推定式を提案した.比熱Cpをデバイ温度Θにおける比熱Cp_Θで規格化した換算比熱Cp/Cp_Θと温度Tをデバイ温度で規格化した換算温度T/Θでプロットすると,室温からガラス転移温度以下の範囲で,組成に依らず1つの曲線上に乗り,酸化物ガラスの比熱がデバイ温度とデバイ温度における比熱の2者に支配されることを明らかにした.このうちデバイ温度は音速より求まるため,先述した音速推定式を利用し,デバイ温度を組成より計算できる推定式を提案した.現在,デバイ温度における比熱と組成との関係を検討している.
移動体画像通信を活用した聴覚障害者の遠隔対面コミュニケーションの研究

本研究の目的は、聴覚障害者の遠隔コミュニケーションの問題を少しでも解消するために、個人用の情報端末機器と移動体通信機器をつないで、聴覚障害者が遠隔地において対面的なコミュニケーションができるような方法を開発することであった。現在の聴覚障害者のコミュニケーションでは、互いに遠隔にいる場合は、ファックスなどでやりとりしている。また最近では、手書きの文字や絵を双方向で同時にやりとりできるが、家庭の電話回線からでは時間がかかり改善が求められている。最近の移動体通信システムは、国内のどこにいても通話ができるようになり、場所や時間に限定されないという特徴がある。しかし、携帯電話は、音声の送受信が中心であるから難聴者や聾者には使えない。単方向通信として携帯ファックス、文字表示型「ポケットベル」、携帯用手書き電話などがある。また、双方向通信としてはパソコン通信があるが、文章力が弱い聴覚障害者や機器の操作に慣れていないや高齢者には向かない。しかし、携帯型個人情報機器は、デジタル化技術の恩恵により、情報を媒介として障害者と健常な人をつなぐコミュニケーションの媒体となりうる可能性を有している。本研究によって得られた結果としては、携帯型情報機器と移動体通信機器の組み合わせが、聴覚障害者の遠隔における対面的な会話を可能にすることが判明したことである。市販されている個人用携帯情報端末は、どこからでも情報を送信できるが、受信できないという欠点がある。こうした欠点を補い、聴覚障害者やお年寄りに使いやすく、また、互いの顔を見ながら対話できるシステムの実現が実験によって可能であることが判明した。しかし、動画の画質、大きさ、一秒当たりのコマ数などで課題があることも判明し、鮮明な画像によるコミュニケーション手段としては、まだまだ改良の余地がある。本研究の知見としては、コミュニケーション障害者で聴覚に困難を示す人々が手話を中心とした映像データを伝送することによって、情報障害を克服できることがわかったことである。聴覚障害者が携帯型の個人用の情報機器とデジタル携帯電話を持って、移動する場所から全国のどこへでも手話映像をとおして会話することが可能である。本研究の目的は、聴覚障害者の遠隔コミュニケーションの問題を少しでも解消するために、個人用の情報端末で手話の映像情報をデジタル化し、それを携帯通信システムで送受信し、コミュニケーションを促すシステムを構築しようとすることである。別な言い方をすれば、個人用の情報端末機器と高速の移動体通信機器をつないで、聴覚障害者が遠隔地において対面的なコミュニケーションができるような方法を開発することである。研究の初年度では、これまでの諸研究や機器開発で明らかにされてい聴覚障害者のコミュニケーション通信手段の特徴を総括し、その知見を“遠隔対面コミュニケーションシステム"の設計に役立てる基礎資料の収集と研究協議を行った。その上で、聾学校の教員、研究者、そして聴覚障害児や協力を仰ぎ、具体的なコミュニケーション上の状況場面を設定し、そこで聴覚障害者が抱える問題解決の方略を組み込んだ“遠隔対面システム"を実験した。その結果、室内、室外ともに手話での会話が可能であることが判明した。また、兵庫県内の学校に設置した受信用の端末をに対して、カメラを装着した携帯用の情報端末からデジタル携帯電話経由で明石海峡大橋の転送に成功した。

本研究の目的は、聴覚障害者の遠隔コミュニケーションの問題を少しでも解消するために、個人用の情報端末機器と移動体通信機器をつないで、聴覚障害者が遠隔地において対面的なコミュニケーションができるような方法を開発することであった。現在の聴覚障害者のコミュニケーションでは、互いに遠隔にいる場合は、ファックスなどでやりとりしている。また最近では、手書きの文字や絵を双方向で同時にやりとりできるが、家庭の電話回線からでは時間がかかり改善が求められている。最近の移動体通信システムは、国内のどこにいても通話ができるようになり、場所や時間に限定されないという特徴がある。しかし、携帯電話は、音声の送受信が中心であるから難聴者や聾者には使えない。単方向通信として携帯ファックス、文字表示型「ポケットベル」、携帯用手書き電話などがある。また、双方向通信としてはパソコン通信があるが、文章力が弱い聴覚障害者や機器の操作に慣れていないや高齢者には向かない。しかし、携帯型個人情報機器は、デジタル化技術の恩恵により、情報を媒介として障害者と健常な人をつなぐコミュニケーションの媒体となりうる可能性を有している。本研究によって得られた結果としては、携帯型情報機器と移動体通信機器の組み合わせが、聴覚障害者の遠隔における対面的な会話を可能にすることが判明したことである。市販されている個人用携帯情報端末は、どこからでも情報を送信できるが、受信できないという欠点がある。こうした欠点を補い、聴覚障害者やお年寄りに使いやすく、また、互いの顔を見ながら対話できるシステムの実現が実験によって可能であることが判明した。しかし、動画の画質、大きさ、一秒当たりのコマ数などで課題があることも判明し、鮮明な画像によるコミュニケーション手段としては、またまだ改良の余地がある。本研究の知見としては、コミュニケーション障害者で聴覚に困難を示す人々が手話を中心とした映像データを伝送することによって、情報障害を克服できることがわかったことである。聴覚障害者が携帯型の個人用の情報機器とデジタル携帯電話を持って、移動する場所から全国のどこへでも手話映像をとおして会話することが可能である。
変異酵素の構造安定化剤として機能するイミノ糖型シャペロンの設計と合成

テイ-サックス病の原因酵素であるHex Aを標的酵素としたライブラリースクリーニングを実施した。その結果、Hex Aは、基質認識が寛容であり、イミノ糖の環サイズを変えても高い親和性を示す事が明らかになった。その中でプロリンアミド型イミノ糖に特に強力な親和性が認められた。そこで全16種の異性体について構造活性相関を検討した結果、(2S, 3R)-コンフィグレーションを取ることが強い認識に必須であることが明らかになった。最も強力な親和性を示したDMDP amideは、濃度依存的に変異酵素の熱安定性を向上させるとともにテイーサックス病患者由来線維芽細胞内の酵素活性を約15倍程度上昇させた。本研究課題において我々が克服すべき課題は、β-hexosaminidase Aの活性中心近傍の環境を理解し、酵素の安定性を高める実用的なシャペロン化合物を見いだすことである。そこでまず母核構造の異なる種々のイミノ糖化合物について系統的な親和性の評価を行うことにした。プロリンアミド型のイミノ糖であるN-methyl 5-(hydroxymethyl)- 3,4-dihydroxyproline amideの異性体・全16種についてβ-hexosaminidase Aに対する構造活性相関を検討した。その結果、測定した16種のうち8種の化合物にβ-hexosaminidase Aに対する高い親和性が認められ、特にD-manno型のイミノ糖ではIC50値が0.033 μMと極めて強力な阻害活性が認められた。阻害効果を示した8種のプロリンアミド型のイミノ糖は、いずれもC3(R)-コンフィグレーションを取っていたことから、C3(R)-コンフィグレーションを取ることが活性発現に極めて重要であることが明らかになった。更に強力な阻害活性を示したD-manno型プロリンアミドを中心に置換基の配位を変えたところC2位のCONHMe基の配位を反転させると活性が明らかに低下した。このことからプロリンアミド型のイミノ糖においては(2S, 3R) -コンフィグレーションを取ることがβ-hexosaminidase Aに対する強い認識に必須であることが明らかになった。次に基質構造との類似性がβ-hexosaminidase Aとの親和性に与える影響を調べる目的でN-アセチルグルコサミンとの相同性が高いβ-homo-2-acetamido-1,2-dideoxynojirimycin (β-HNJNA)とα-homo-2-acetamido-1,2-dideoxy-mannojirimycin (α-HMJNAc)を新たに合成し、β-hexosaminidase Aに対する阻害効果を検討した。その結果、human placenta由来β-hexosaminidaseに対してIC50値がそれぞれ72および303 μMとその阻害活性と、これまで報告されているDNJNAcあるいはDGJNAcと比較しても明らかに弱かった。本研究において克服すべき課題は、β-hexosaminidase Aの活性中心近傍の環境を理解し、酵素の安定性を高める実用的なシャペロン化合物を見いだすことである。昨年度に引き続き、母核構造の異なる種々のイミノ糖化合物について系統的な親和性の評価を行った。これまでDNJNAcに代表されるピペリジンイミノ糖およびプロリンアミド型のイミノ糖であるN-methyl 5-(hydroxymethyl)- 3,4-dihydroxyproline amideを中心にβ-hexosaminidase Aに対する親和性及び結合に関与するアミノ酸について解析を行ってきたが、今年度は、より環サイズがより小さいアゼチジン型イミノ糖に着目し、柔軟かつ簡便な合成法の確立を目指した。現在、異性体および関連化合物17種類の合成が完了しており、これらを用いてβ-hexosaminidase Aに対する結合能の評価を行っている。これまでにL-ribono-azetidine amideがβ-hexosaminidase Aに対しKi値0.9 μMとDNJNAcとほぼ同程度の強力な親和性を持つことを見いだしている。更にβ-hexosaminidase Aが、母核構造の異なる様々なイミノ糖に対して親和性を持つ事が次第に明らかになってきた。これらの結果は、β-hexosaminidase Aの基質認識性がβ-glucocerebrosidaseを始めとする他のリソソーム酵素と比べかなり柔軟であることを示唆しており、今後、単環性イミノ糖に加えて二環性イミノ糖についても更に研究を進めることにした。現在、ピロリチジン型イミノ糖としてaustraline、ノルトロパン型イミノ糖としてcalystegineおよびlabystegineを選択し、一連の化合物の合成および親和性の測定を行っている。従来までのイミノ糖を基盤としたクリコシダーゼ阻害剤のデザイン研究では、基質との構造類似性に主眼を置いた研究が行われてきた。一方、本テーマで扱っているβ-hexosaminidase Aに関してはN-アセチルグルコサミンが持つピラノース構造を模したピペリジン型イミノ糖(六員環)だけでなく、アゼチジン型(四員環)からアゼパン型イミノ糖(七員環)まで環サイズを徐々に変化させた場合でも親和性が認められる。これらの結果はβ-hexosaminidase Aが、β-glucocerebrosidaseを始めとする他のリソソーム酵素と比べかなり柔軟かつ許容性が高い酵素であることを示している。従って、酵素の安定性を高める実用的なシャペロン化合物をデザインする際には、必ずしも基質類似性にこだわる必要がなく認識あるいは触媒に関与するアミノ酸残基の同定を行い最適な母核構造のもと、OH基を最適な位置に配位させることが重要である。

これら得られた解析結果を基に最適なシャペロン化合物のデザイン合成を進めていく予定である。本研究において克服すべき課題は、β-hexosaminidase Aの活性中心近傍の環境を理解し、酵素の安定化を高める実用的なシャペロン化合物を見いだすことである。今年度は、アゼチジン、ピロリジン、ピペリジンとイミノ糖の母核環構造を4員環から6員環まで変化させ、その変化に伴うHexA酵素親和性の変化について網羅的に調査を行った。このうちアセタミド基を有するピペリジン型イミノ糖DNJNAcおよびDNJNAcは、HexAに対しIC50値2.9 μMおよび1.8μMの値を示した。一方、環内の炭素原子を1つ減らしたLABNAcおよびXYLNAcではIC50値が5.9 μMおよび4.5μMと若干低下し、更に炭素原子を1つ減らしたAzetidine NAcでは358 μMと著しい活性の低下が認められた。これらの結果から、アセトアミド型イミノ糖に関しては、基質構造を擬態したピペリジンが最も適切であり、環サイズを縮小したアゼチジンでは親和性を失うことが明らかになった。次にメチルアミド型イミノ糖について同様に試験したところピロリジンアミド型のイミノ糖に非常に強力な阻害活性が認められ、先のアセトアミド型イミノ糖の実験で最も強い活性を示したDGJNAc比べ約60倍程度活性が増強されることが明らかになった。そこで、今回得られたピロリジンアミド型イミノ糖を親化合物とし、環内の窒素原子にエチルカルボン酸、ヒドロキシエチル、n-ブチルの各置換基の導入し、更なる活性の向上を試みた。しかしながら、いずれの化合物も親化合物と比べ約5倍程度の活性低下が認められた。また、ドッキングシミュレーションにより環構造を4員環から6員環まで変化させたメチルアミド型イミノ糖のコンフィグレーションを比較した結果、これらは非常に良い相同性を有していることも明らかになった。テイ-サックス病の原因酵素であるHex Aを標的酵素としたライブラリースクリーニングを実施した。その結果、Hex Aは、基質認識が寛容であり、イミノ糖の環サイズを変えても高い親和性を示す事が明らかになった。その中でプロリンアミド型イミノ糖に特に強力な親和性が認められた。そこで全16種の異性体について構造活性相関を検討した結果、(2S, 3R)-コンフィグレーションを取ることが強い認識に必須であることが明らかになった。最も強力な親和性を示したDMDP amideは、濃度依存的に変異酵素の熱安定性を向上させるとともにテイーサックス病患者由来線維芽細胞内の酵素活性を約15倍程度上昇させた。本年度の成果により、目標であった母核構造の異なる種々のイミノ糖化合物についてβ-hexosaminidase Aに対する親和性の評価を行うことができた。特にピロリジン型イミノ糖を中心とした複数の化合物に既存の阻害剤であるDNJNAcを上まわる阻害効果が認められるなど、活性面での進展があった。また、基質との類似性に関してもDNJNAcを基本とした派生化合物としてβ-homo-2-acetamido-