hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
人間-環境系における島嶼・サンゴ礁生態系の機能評価に関する研究

赤土溶液が河川、汽水、海水に流入した場合の化学変化についても調査し、溶液のpHは塩分の増加と共に減少し、ナトリウム、カリウム、カルシウム、マグネシウムなどは塩分が高い場合に減少すること、など赤土と溶液の相互作用についての情報が得られた。サンゴ礁には多くの生態系機能がある。その公益的機能(水質浄化機能、防波堤機能など)に関する情報収集を行い、人間がどのように考えているかについての資料を集めながら、経済評価を行うための方法の検討した。人間と環境系の価値を評価するため、サンゴ礁島嶼系の内在的価値と健全度について、その完全性、安定性、美しさを基準に評価する方法の開発しようと試みた。サンゴ礁と周辺の生態系の関係について物質循環を指標として研究した。マングローブの分解過程、赤土の流入はサンゴ礁生物の呼吸活動などへの影響を通してその動態に大きく影響する。赤土の主成分はAlとSiO_2であり、その溶出に関しては塩分と共に濃度が増加したので、その重要性が示唆された。島嶼生態系の構造と維持機構およびそれに影響を与える人為的要因について西表島の生態系の頂点に位置するイリオモテヤマネコを対象として行動圏と環境利用に関する調査を行ない、さまざまな環境がコンパクトにまとまった島嶼で微環境の使い分けを行なっていること明らかにした。沖縄島北部の亜熱帯常緑広葉樹林の調査地内に出現した樹高10cm以上の樹木個体について樹高と幹直径を測定した。種の多様性は地上から0.10.25mの低木層に存在する小個体に大きく依存していることが判明し,樹木種の多様性を健全に保つための低木層の保全の重要性について言及した。2005年6月の豪雨によって沖縄島各地で発生した崩壊の構造について貫入試験によって調査し、N値が810の土層に崩壊面が形成されていることが明らかとなったので、今後植物相の多様性に及ぼす影響について調査する。自然環境保全に対する支払意思額を「選択実験法」を用いて推定することの妥当性について考察し、さらに、沖縄のサンゴ礁が有する天然の防波堤としての役割の経済的価値を,その機能を代替する人工的施設の建設費用ならびに維持費用を基礎として推定する「代替法」を用いて評価し、総額約832億7337万円(割引率5%,償却期間50年)という結果を得た。土地倫理は、「生物多様性の保全とその持続可能な利用」という考え方の正当性を根拠付け、生物多様性条約、生物多様性国家戦略、自然再生推進法、石西礁湖の自然再生プロジェクトなどに関して正当な根拠を提示しうるものであると論理づけた。1.人間活動が活発なサンゴ礁における魚類-サンゴ-海藻の関係および水質の動態を解析し、栄養塩の流入が生物間の関係に影響を及ぼしている実態を把握した。またサンゴ礁がもつ観光資源としての役割と、その保全に関する関係主体の意織は、マリン・レジャーを目的とした観光業者や観光客において相対的に高いこと、それ以外の観光客はサンゴ礁の重要性を漠然とは理解しているものの相対的に低い事を明らかにした。2.沖縄島北部の亜熱帯常緑広葉樹林は4つの階層構造より成立していた。層長15cmの最下層には全個体数の30%,全種数の85%が存在しており,亜熱帯常緑広葉樹林の高い樹木種多様性はこの薄い最下層の樹木によって支えられていることが明らかになった。現在行なわれている下層樹木を伐採する森林管理法は見直されるべきである。3.イリオモテヤマネコの餌の多様性に影響を与えるものとして、食物連鎖下位生物の生息状況の時間的動態が関わっていることが明らかになった。
傷害肝の外科的侵襲脆弱性に対する治療法の検討:プロテオミクスを用いたアプローチ

結果:ミトコンドリア内膜電位はIR群に比較してIPC群で高値であった。ミトコンドリアグルタチオン濃度はIR群に比較してIPC群で高値であった。IPC群ではIR群に比較して、mitochondrial precursor of aldehyde dehydrogenase 2(ALDH2)、alpha-methylacyl-CoA racemase(AMACR)、carbonic anhydrase 3(CAH3)、superoxide dismutase(SOD)の発現が有意に高値であった。結論:今回の研究では、肝門部クランプによって引き起こされる脂肪肝炎における肝虚血再灌流障害に対してIPCがミトコンドリア内膜integrityの保護作用を有することが示され、IPCにより4つのミトコンドリア蛋白が有意にup-regulationされることが示され、IPCがミトコンドリア蛋白のmodulation機能を有することが確認された。【方法】30週齢のheterozygous Zucker非脂肪肝ラット(HE群)と30週齢の脂肪肝homozygous Zuckerラット(HO群)に対して、70%肝虚血を60分間施行して、6時間後の肝を採取した。肝ミトコンドリアをSigma mitochondria isolation kitを用いて分離した。ミトコンドリア蛋白を二次元電気泳動により分離し、肝切除前後で有意に変化した蛋白スポットを同定し、Sypro Ruby染色を施行して、蛋白スポットを切り出した後に、イオントラップLC/MS/MSシステムでアミノ酸配列を解析し、MascotResearchにて蛋白を同定した。また、ミトコンドリア機能を、ミトコンドリア内膜電位(JC-1)とミトコンドリア酸化型/還元型グルタチオン比にて判定した。【結論】HE群に比較して、HO群のミトコンドリア機能障害が示され、脂肪肝の虚血再灌流によるミトコンドリア機能障害の原因蛋白が示唆された。
血管内皮細胞の増殖と細胞死のシグナル伝達の研究

個体の発生過程における血管のリモデリングは、内皮細胞を中心とする血管構成細胞の細胞増殖、アポトーシスの相反する2つのシグナルのバランスにより制御される現象であることから、血管のリモデリングを誘導するシグナル伝達経路の解析は血管形成機構を理解する上で重要といえる。本研究では、ラットを生体モデルとして、その瞳孔膜上の血管退縮の分子機構を解析した。ラットは生後2週間かけて、眼球内に残存する瞳孔膜が消失することが知られている。この瞳孔膜上には、栄養を供給するために無数の毛細血管網が張り巡らされている。これまでに、瞳孔膜の消失と平行して、その血管網もアポトーシスの誘導に伴い、消失すること、また、瞳孔膜血管の消失には、局所的なVEGF低下以外の分子機構が存在する可能性があることを報告した。そこで次に、瞳孔膜周辺部から内皮細胞への影響を検討するために、水晶体の培養上清添加下でHUVECの培養を行った。その結果、水晶体培養上清添加によりHUVECの増殖が抑制され、さらに、アポトーシスが誘導されることを見出した。また、この現象は、瞳孔膜消失時期の水晶体を用いた場合にのみ認められ、角膜や瞳孔膜血管の培養上清では観察されなかった。次に、生後8日令のラットの瞳孔膜血管の培養系を確立し、瞳孔膜血管にのみ、特異的なアポトーシスが誘導されることを確認した。さらに、この系において、瞳孔膜血管にVEGF非依存的なアポトーシスを誘導する、瞳孔膜周辺部からの分泌因子を同定した。
リポ蛋白代謝及び動脈硬化発生におけるアポ蛋白AIIの役割

アポ蛋白A-II(アポAII)は高比重リポ蛋白(HDL)の約25%を占める主要アポ蛋白であり、主に肝臓で合成される。しかし、アポAIIの生理機能および動脈硬化との関係はまだ解明されてない。本研究では、リポ蛋白代謝および動脈硬化の発生におけるアポAIIの直接的役割、病理的意義を明らかするために、ヒトアポAII遺伝子は本来アポAIIを有していないウサギに導入することによって、アポAIIを発現するトランスジェニック(Tg)ウサギの作製を目的とした。本年度では肝臓で特異的に発現するアポEプロモーターを有する発現ベクターとヒトアポAII c DNAとを構築した。それを用いて、876個のウサギ受精卵に注入し、28羽の仮親ウサギに移植した。得られた59羽の仔ウサギのうち、4羽がポジであった。ウサギの血清をSDS-PAGEで分析したところ、2羽のウサギはヒトアポAII蛋白を発現していることが確認された。さらに、ELISA法にて血清のアポAIIの濃度を測定した。トランスジェニックウサギのアポAIIの濃度は5mg/dlでヒトより低いことがわかりました。また、超遠心法によりヒトアポAIIはウサギのHDLに存在していることも確認されています。現在これらのTgウサギを用いて、コレステロール食投与実験によりアポAIIの動脈硬化の発生・進展における役割を検討している。今後、アポAII発現レベルの高いFounderウサギの作製を計画している。
新生代後期の北半球氷床拡大と熱帯太平洋大気海洋相互作用の関係解明

新生代後期の気候状態が最も大きく転換した後期鮮新世ー前期更新世において,北半球氷床拡大や氷期間氷期サイクルが発達したメカニズムは未だ解明されていない.熱帯太平洋域は高海水温によって大気循環を駆動し全球気候に強い影響力を持つため,過去の気候変動においても主要な役割を果たしてきた.本研究では,大気循環と強く関わり合う熱帯太平洋における鉛直水温構造に着目し,その時系列変動から熱帯大気循環パターンの発達と駆動要因の解明を行う.国際深海科学掘削計画で新たに掘削された完全連続な堆積物コアに対して複数の水温復元手法を駆使し,高時間解像度かつ信頼性の高い海洋内部の水温構造を復元することで,北半球氷床の拡大に対して熱帯太平洋域が果たした役割を理解することを目指す.本研究では前述した目的を達成するために,国際深海科学掘削計画で採取された西部熱帯太平洋域の堆積物コアについて,複数の水温復元手法を適用する.本年度は分析に先立って必要となる堆積物試料の前処理を進めつつ,過去400万年間に関して低時間解像度での長期的水温変動を復元する.初年度は,すでに長尺コアから分取済の堆積物試料に凍結乾燥処理を施し,各分析用にさらに分取した.凍結乾燥処理は全試料について終了した.そのうち,約半分の試料について有孔虫化学分析用の前処理として,63マイクロ目合いの篩上で水洗し,一晩乾燥させてから4つのサイズフラクションに分けてガラスバイアル瓶に保存した.また,有孔虫化石の拾い出しをはじめ,浮遊性有孔虫化石の酸素同位体分析を約150試料について終了した.分析結果は氷期ー間氷期サイクルを明瞭に示し,コアの上部約25m付近で海洋酸素同位体ステージ25であることが明らかになった.今後,微量元素分析を進めることで表層水温の復元を進める.当初の予定通り,凍結乾燥処理は全試料について終了した.また,有孔虫化学分析用の前処理も順調に進んでいる.約半分の試料について,63マイクロ目合いの篩上で水洗し,一晩乾燥させてから4つのサイズフラクションに分けてガラスバイアル瓶に保存した.保存済みの試料は適宜有孔虫化石の拾い出しへと進む.本コアの試料は有孔虫化石の>99%が浮遊性有孔虫で構成されており,当初予定していた底生有孔虫の同位体分析は拾い出し途中である.しかし,酸素同位体層序の観点からは浮遊性有孔虫を用いてもそれほど問題はない.現に,20cm間隔で分析した上部25mについては明瞭な氷期ー間氷期サイクルを示し,標準カーブとの対比から過去約100万年間欠損なく堆積していることが明らかになった.初年度に効率的な前処理のルーチンが確立できたので,2年度目もこれまでの作業を続け過去400万年間について酸素同位体層序の確立を目指す.また,現在は浮遊性有孔虫の表層種を拾い出して分析を進めているが,それに加えて浮遊性有孔虫の躍層種,底生有孔虫の拾い出しを行い,鉛直的な水温構造の復元に向けて作業を進める方針である.同位体分析が終了した試料について順次,微量元素分析を行い,定量的な水温復元を進めていく.新生代後期の気候状態が最も大きく転換した後期鮮新世ー前期更新世において,北半球氷床拡大や氷期間氷期サイクルが発達したメカニズムは未だ解明されていない.熱帯太平洋域は高海水温によって大気循環を駆動し全球気候に強い影響力を持つため,過去の気候変動においても主要な役割を果たしてきた.本研究では,大気循環と強く関わり合う熱帯太平洋における鉛直水温構造に着目し,その時系列変動から熱帯大気循環パターンの発達と駆動要因の解明を行う.国際深海科学掘削計画で新たに掘削された完全連続な堆積物コアに対して複数の水温復元手法を駆使し,高時間解像度かつ信頼性の高い海洋内部の水温構造を復元することで,北半球氷床の拡大に対して熱帯太平洋域が果たした役割を理解することを目指す.本研究では前述した目的を達成するために,国際深海科学掘削計画で採取された西部熱帯太平洋域の堆積物コアについて,複数の水温復元手法を適用する.本年度は分析に先立って必要となる堆積物試料の前処理を進めつつ,過去400万年間に関して低時間解像度での長期的水温変動を復元する.初年度は,すでに長尺コアから分取済の堆積物試料に凍結乾燥処理を施し,各分析用にさらに分取した.凍結乾燥処理は全試料について終了した.そのうち,約半分の試料について有孔虫化学分析用の前処理として,63マイクロ目合いの篩上で水洗し,一晩乾燥させてから4つのサイズフラクションに分けてガラスバイアル瓶に保存した.また,有孔虫化石の拾い出しをはじめ,浮遊性有孔虫化石の酸素同位体分析を約150試料について終了した.分析結果は氷期ー間氷期サイクルを明瞭に示し,コアの上部約25m付近で海洋酸素同位体ステージ25であることが明らかになった.今後,微量元素分析を進めることで表層水温の復元を進める.当初の予定通り,凍結乾燥処理は全試料について終了した.また,有孔虫化学分析用の前処理も順調に進んでいる.約半分の試料について,63マイクロ目合いの篩上で水洗し,一晩乾燥させてから4つのサイズフラクションに分けてガラスバイアル瓶に保存した.保存済みの試料は適宜有孔虫化石の拾い出しへと進む.本コアの試料は有孔虫化石の>99%が浮遊性有孔虫で構成されており,当初予定していた底生有孔虫の同位体分析は拾い出し途中である.

しかし,酸素同位体層序の観点からは浮遊性有孔虫を用いてもそれほど問題はない.現に,20cm間隔で分析した上部25mについては明瞭な氷期ー間氷期サイクルを示し,標準カーブとの対比から過去約100万年間欠損なく堆積していることが明らかになった.初年度に効率的な前処理のルーチンが確立できたので,2年度目もこれまでの作業を続け過去400万年間について酸素同位体層序の確立を目指す.また,現在は浮遊性有孔虫の表層種を拾い出して分析を進めているが,それに加えて浮遊性有孔虫の躍層種,底生有孔虫の拾い出しを行い,鉛直的な水温構造の復元に向けて作業を進める方針である.同位体分析が終了した試料について順次,微量元素分析を行い,定量的な水温復元を進めていく.
タウンハウス団地の住み手の改変行為による生活景の評価と更新手法に関する研究

タウンハウス団地の開発時の計画的景観に対して,住み手の改変による景観変容を生活景から評価し,更新のためのガイドラインの考え方を導くことを目的とする.そのため,改変の実態と居住者や改変者の意向を把握し,改変のシミュレーションによる景観評価の結果,同化のデザインと異化のデザインの評価の枠組みを提示し,さらに,建替えモデルの景観評価によって,計画的景観と生活景の調和の更新ガイドラインの考え方を示した.タウンハウス団地の開発時の計画的景観に対して,住み手の改変による景観変容を生活景から評価し,更新のためのガイドラインの考え方を導くことを目的とする.そのため,改変の実態と居住者や改変者の意向を把握し,改変のシミュレーションによる景観評価の結果,同化のデザインと異化のデザインの評価の枠組みを提示し,さらに,建替えモデルの景観評価によって,計画的景観と生活景の調和の更新ガイドラインの考え方を示した.今年度は,研究実施計画にもとづき,以下の調査分析を行い,成果を得た.1)タウンハウス団地の類型化による調査対象団地の抽出と団地配置構成デザイン・景観状況の把握神戸市の24のタウンハウス団地の属性を類型化し,調査対象団地を8団地抽出した.2)タウンハウス団地の景観変容実態調査開発時からの景観の変容実態を現地調査により把握する。調査内容は(1)住戸の建替え更新,増築,修繕模様替え,(2)住戸まわりの外構の変更,(3)共有空間の管理実態であり,それぞれ開発手法別,開発時期別などの特性として整理分析した。その結果,団地属性による改変行為とそれによって生じる景観変容の差異,変容の要因と課題を明らかにした.また共有空間の類型を行い,管理上の課題を示した.3)団地管理組合代表者への面接調査調査対象の8団地について,管理組合に対するヒアリングを実施して,環境管理に関する取り決め,個々の住戸に関わる改変行為・個別更新についての考え方,共有空間の管理等の実態と問題点について調査員が訪問するヒアリングを実施した。また,管理組合規約についての分析も併せて行った.4)タウンハウス団地居住者の景観変化に関する意向調査調査分析団地の居住者を対象としたアンケート調査を行った.アンケート調査は,対象団地の全戸が対象で,調査員の訪問配票回収方式(留置自記式)とし,主な調査項目は,景観変化に対する評価,居住者による住戸周りの個別の改変・更新へのニーズ,団地環境に関するルールへの意見,コモンスペースの利用と維持管理のあり方,などである.その結果,住戸の改変・更新に関する実態と今後のニーズ,団地の景観変化に関する意識について,居住者属性や団地属性との関係において把握した.今年度は,研究の目的,研究実施計画にもとづき,以下の調査,実験分析を行い,所定の成果を得た.1.景観評価の指標・基準の設定現地調査から(1)当初の総合的なデザインによって形成された団地の景観に対する評価軸と,(2)居住者の生活ニーズに応じた改変による景観変化(生活景)に対する評価軸を設定し,その両方の指標によってタウンハウス団地の景観評価を行う枠組みを設定した.2.事例の評価と評価指標・基準の検証タウンハウス団地における改変事例の景観評価実験を下記のように実施した.(1)対象事例設定と画像作成:実験の対象事例として,神戸市のタウンハウス団地のうち,これまでの調査分析の対象である8団地を対象として,住戸の建替え,増築,部分的改変,外構要素・あふれ出しなどの改変タイプごとに改変後(現況)と,改変前の景観の状況を画像処理によって再現するもの,合計59の画像を作成し,被験者に提示してSD法による評価を行った.(2)景観評価と評価指標の有効性の検証評価実験から得られたデータをもとに因子分析を行い,景観評価に関わる因子として,活動性(第1因子),デザイン性(第2因子)を抽出することができた.これらは,タウンハウス団地居住者の改変行為による生活景形成と,当初設定した事前に総合的にデザインされた景観計画された2つの評価軸に対応するものと考えられ,このふたつの評価指標でタウンハウス団地の景観を評価することが,生活景評価の視点から有効であること示された.また,それぞれの改変タイプの改変事例について推定される因子得点による改変前から改変後の評価の比較分析を通じて,改変に伴う景観変化の特性を明らかにし,ふたつの評価指標と外壁や屋根,バルコニー,ひさし,駐車場ルーフ,門扉,あふれ出しなど具体的な改変要素との関係を示した.最終年度における,研究目的,研究実施計画に即し,以下の調査,分析を行い,所定の成果を得た.1.タウンハウス住戸の個別建替えの実態把握:タウンハウス団地における住戸の個別建替えの実態を把握するため,神戸市ニュータウンの7団地の17事例について,関係資料による量的な分析や現地調査を行った.その結果,建替え前後での床面積の増加と,デザインの変化として,周辺と色彩や形態の乖離が確認された.さらに建替え住戸の居住者へのヒアリングを実施し,建替えの要因としての住要求や家族構成の変化を明らかにするとともに,建替え住戸のデザイン志向が一般に,周辺の計画的景観に対して,異なるデザイン,すなわち異化のデザインを志向していることを示した.2.タウンハウス住戸の個別建替えシミュレーション:個別建替えのルールを検討するため,建替えモデルによる景観シミュレーションを行った.シミュレーションの条件として,住戸単位で敷地が画定される際の接道規定や北側斜線制限を適用除外するため,連担建築物設計制度を活用し,その条件のもとで,規模,形態,最高高さ,屋根形状を変化させる代替案を比較検討した.その結果,一定の床面面積を確保しつつ,圧迫感の低減と周辺のデザインに調和する建替えケースを見出した.

3.タウンハウスの個別建替えのためのガイドライン検討:以上を踏まえて,本研究のまとめとして,タウンハウスを個別に建替えるガイドラインの考え方と内容を提起した.制度的スキームとして,連担建築物設計制度と,神戸市の独自制度である近隣住環境計画制度を活用する.住棟や団地全体で連担制度を適用し,個別敷地に係る集団規定を緩和し,居住者間の合意のもとに,交通上,安全上,防火上,衛生上必要な環境条件を担保し,さらにタウンハウス団地の景観を維持,形成するため,近隣住環境計画によって,建物の配置やデザイン,緑化などに基準を設けるものとする.研究の目的を踏まえた本年度の当初の研究実施計画では,景観評価実験による分析とその評価指標の有効性検証が中心的課題であった,これに対して,ほぼ,計画どおりに景観表実験を実施し,その結果から,評価因子として,活動性とデザイン性を抽出し,それが,タウンハウス団地における居住者の改変行為による生活景形成と,当初の総合的な統一的景観デザインの評価要因に対応することを提示できたことによる.24年度が最終年度であるため、記入しない。本年度までの分析の結果をもとに,今後は,タウンハウス団地の更新手法と景観マネジメント・ガイドラインに関する検討を進める.まず,更新手法の検討については,変容実態と生活景の形成を踏まえた合理的な更新手法を検討する.増改築の手法として想定される連担建築設計制度,近隣住環境計画制度などの制度を適用し,それが,景観変容にどのように影響するかについて分析を行う.景観マネジメント・ガイドラインの検討については,望ましい生活景を持続的に維持していくために,更新手法と景観変容の評価指標にもとづく景観マネジメント・ガイドラインの構成について提案する.24年度が最終年度であるため、記入しない。
悪性神経膠腫のゲノム・エピゲノム変化による腫瘍進化機構の解明と新規標的療法の開発

神経膠腫の悪性化機序を理解し、これに対応した治療戦略を構築するため、次世代シークエンサーなどを用いたオミクス解析技術を駆使し、再発・悪性転化を遂げた神経膠腫の初発・再発時の計122腫瘍検体の比較解析を行った。悪性転化に伴うメチル化の変化では、G-CIMPの特定のゲノムDAN領域の脱メチルが特徴的であった。これら脱メチル化領域は遺伝子の転写調整には無関係である部位に多かった。悪性化に伴い発現変化している遺伝子は、細胞周期に関連したもの多かった。Temozolomide治療後のhypermutator phenotypeが観察されるほか、PI3K-AKT経路関連分子の遺伝子異常を高率に認めた。悪性神経膠腫の治療抵抗性の原因となっている、治療または自然経過による腫瘍進化に伴うゲノム・エピゲノム変化を同定するため、これまで、網羅的ゲノム配列解析(エクソームシークエンス)やゲノムワイドメチル化解析(Infinium beadchip)による解析を施行してきた。今回、これらに加えて、次世代シークエンサーであるIllumina HiSeqによるRNAシークエンシングを施行して、神経膠腫悪性転化や腫瘍内悪性化進行にともなう、遺伝子発現の変化につきlncRNAの発現変化も含めて解析を施行した。網羅的ゲノム変化によると、悪性転化に伴いhypermutatorという著明に遺伝子変異が蓄積する一群が存在することをこれまで明らかにしてきたが、網羅的メチル化解析では、これらの症例を含む一群は、ゲノムワイドな脱メチル化を生じていることが、これらを同時に解析することで明確となった。RNA-seqの結果では、低悪性度神経膠腫はproneural typeの遺伝子発現パターンを示していることが明らかになり、これが悪性化に伴って、同じproneural typeではあるものの、悪性度の高い膠芽腫型のproneural typeと共通した、特徴的な遺伝子発現変化を示すことがあきらかとなった。このような特徴的な遺伝子発現に代表される経路は、これら悪性転化した神経膠腫の良い治療標的になるものと期待された。神経膠腫の治療または自然経過による腫瘍進化の基盤となっている分子遺伝学的変化を同定するため、これまで施行してきた、網羅的ゲノム配列解析(エクソームシークエンス)やゲノムワイドメチル化解析(Infinium beadchip)に加え、新たな手法でのオミクス解析を継続して施行した。また、同一腫瘍内の複数箇所から検体サンプリングを行い、遺伝子変異の腫瘍内比較解析をすることで、グリオーマ単一腫瘍内のゲノム進化がbranched evolutionの様式で引き起こされていることが明らかとなった。この際、共通して認められる遺伝子変異はごく少数で、低悪性度神経膠腫に共通してみられるIDH1遺伝子変異の他、星細胞腫ではp53遺伝子変異、ATRX遺伝子変異が主なものであった。昨年に引き続き施行した、次世代シークエンサーであるIllumina HiSeqによるRNAシークエンシングの結果においては、神経膠腫悪性転化や腫瘍内悪性化進行に伴う遺伝子発現の変化につき検討を行った。初発時と比較して再発時に発現が変化する遺伝子を抽出し、オントロジー解析を行うことで、悪性転化に伴い発現が上昇する遺伝子は、細胞周期制御や有糸分裂に関連したものが多いことが明らかとなった。また、幹細胞に発現している遺伝子の発現上昇が認められることも明らかになった。これまで施行したオミクスデータの統合解析を行うことで、これら分子の発現亢進を認める腫瘍の多くで、ゲノムの脱メチル化とRB経路関連の遺伝子異常を認めており、これらの経路が新たな治療標的になる可能性が示唆された。当初計画にある、RNA-seqなどを予定通り進め、また、エクソームやメチル化解析も新たな検体について追加解析しつつ統合解析することで、悪性化シグナルプロファイルの抽出も進行している。また、神経膠腫以外の腫瘍の悪性化機構の検討も、比較対照として遺伝子発現解析やゲノム解析を施行している点は、おおむね順調といえる。これに対し、現在、これまでの研究にて同定された分子の機能を同定するため、低悪性度神経膠腫の細胞モデルを、アストロサイトへの遺伝子導入や、ヒトグリオーマ手術検体から樹立を試みているが、技術的に難渋しており、この点においてやや進行が遅れている。神経膠腫の治療または自然経過による腫瘍進化の基盤となっている分子遺伝学的変化を同定するため、悪性転化前後のペア検体を中心として、網羅的ゲノム解析(エクソームシークエンス)、ゲノムワイドメチル化解析(Illumina Infinium beadchip)、RNA-seq解析などによる比較オミクス解析を、これまで同様に継続的に施行し、順次それらのデータ解析を施行した。オリゴデンドログリオーマにおける比較オミクス解析においては、アストロサイトーマ同様に、初発時・再発時に共通した遺伝子変異やゲノム異常は少数で、IDH遺伝子変異、染色体1p19q欠損、TERTプロモーター変異程度しか、高頻度に共通してみられるものはなく、多くの再発腫瘍は、独自に新たな遺伝子変異を有しており、branched evolutionの様式をとっていることが明らかとなった。アストロサイトーマにおいては、遺伝子変異の数が、治療後の再発時に急激に増加したhypermutator phenotypeが生じることを、以前の研究結果より見いだしていたが、オリゴデンドログリオーマにおいては、放射線や化学療法の治療後の再発であってもhypermutatorになっている症例は認めなかった。網羅的なメチル化解析の結果においても、初発時と再発時のパターンは非常に似ており、オリゴデンドログリオーマは、アストロサイトーマと比較して、急激な増殖へと至るような遺伝子やゲノムの変化を来しづらいことがわかった。

同一腫瘍(オリゴデンドログリオーマ)の複数箇所からの比較オミクス解析において、時間的な変化と同様、空間的に著明な遺伝子変化を来すことが明らかとなった。オリゴデンドログリオーマの再発時に共通して認める異常は、FUBP1遺伝子変異や、9p21の欠損など少数であったが、これらは治療標的の候補として、今後の検討が期待された。当初計画にある、比較マルチオミクス解析などを、新たな臨床検体を追加しつつ予定通り進めることで、神経膠腫の再発時に生じる分子プロファイルの変化を明らかにしつつある。低悪性度神経膠腫である、アストロサイトーマやオリゴデンドログリオーマのいずれにおいても、腫瘍内での多様性は著しく、また再発時には、初発腫瘍とかなり異なる遺伝子変異のセットを有するbranched evolutionのパターンを呈することが明らかになった。アストロサイトーマの再発時には、RB経路やPI3K-AKT経路が活性化しており、また著明な遺伝子変異数を有するhypermutator phenotypeとなっている頻度が、テモゾロミド治療後に高いのに対し、オリゴデンドログリオーマにおいては、放射線や化学療法後の再発においても、このような変化を呈することはなく、再発後の進行も比較的緩徐であった。グリオブラストーマの場合も同様であるが、IDH変異を認めない症例においては、やはりhypermutator phenotypeになっている症例は再発時において認めなかった。このように、アストロサイトーマやオリゴデンドログリオーマ、グリオブラストーマなど、病理型の異なる神経膠腫の再発進展の分子変化がそれぞれ明らかになることで、病理型ごとの腫瘍進展の自然歴や、治療に対する反応性、再発時の分子プロファイル変化の特徴が異なることなどが解明されつつある。このような観点から、本研究の達成度はおおむね順調といえる。神経膠腫の悪性化機序を理解し、これに対応した治療戦略を構築するため、次世代シークエンサーなどを用いたオミクス解析技術を駆使し、再発・悪性転化を遂げた神経膠腫の初発・再発時の計122腫瘍検体の比較解析を行った。悪性転化に伴うメチル化の変化では、G-CIMPの特定のゲノムDAN領域の脱メチルが特徴的であった。これら脱メチル化領域は遺伝子の転写調整には無関係である部位に多かった。悪性化に伴い発現変化している遺伝子は、細胞周期に関連したもの多かった。Temozolomide治療後のhypermutator phenotypeが観察されるほか、PI3K-AKT経路関連分子の遺伝子異常を高率に認めた。神経膠腫の治療または自然経過による腫瘍進化の基盤となっている分子遺伝学的変化を同定するため、悪性転化前後のペア検体を中心として、網羅的ゲノム解析(エクソームシークエンス)、ゲノムワイドメチル化解析(Illumina Infinium beadchip)、RNA-seq解析などによる比較オミクス解析を、これまで同様に継続的に施行し、順次それらのデータ解析を施行した。
動物モデルへの双方向性計測操作による発振現象の理解

今年度は両手連続動作中のサルから左右の補足運動野、前補足運動野より局所電場電位を記録して、記憶に基づいて両手動作中にその動きの無関係に視覚誘導課題を割り込みとして挿入して、その際のベータ波とシータ波を解析した。課題では左右手の回内回外の4つの運動を2回行う課題である。具体的にはまず視覚提示でどちらの手でどんな運動をするかを色で指示する(順序更新時期)。その後同じ指示ー動作を繰り返した後に、指示信号無しで運動を6回程度繰り返す(順序維持期)。この維持期に1試行だけ視覚課題を割り込み課題として行う。サルはこの試行の後に記憶していた課題を再び行う。局所電場電位を記録すると、割り込み前、割り込み時にシータ波が増加し、その後の記憶課題ではシータ波が減少した。しかもこのシータ波の増減は、パフォーマンスと関与していた。シータ波とベータ波では、割り込み前、割り込み時、割り込み後での活動の様子が異なっていた。光操作で脳機能の変化を調べるための基礎実験を行い、チャネルロドプシンがヒゲに発現した動物で、時空間パターンの刺激からバレル野の活動パターンを解析した。光刺激による高時間精度の体性感覚のマップが出来ることが判明した。分担者は、神経路選択的な活動操作法の実用性を向上させるため、ニューロン親和性が高くかつ高発現型のAAVベクターを開発し、サルの光遺伝学および化学遺伝学に有用であることを実証した。また、マカクサルパーキンソン病モデルザルの開発を進めたほか、霊長類の新生児ニューロンへの全脳的な遺伝子同導入を可能とするベクターを開発した。このベクターについては、脳以外への臓器への親和性の低減と、幼弱・成体期への導入効率の向上を試みている。越シナプス型ウイルストレーサーを用いた運動野ー大脳基底核・小脳ループ回路解析を行ない、パーキンソン等において共振を生み出すネットワークの解析した。脳振動現象として、ベータ波、インフラスロー振動に加え、シータ波が研究のターゲットになり、低周波から高周波までの様々な帯域の振動減少の意義が明らかになりつつある。また振動操作の方法としての光操作、および選択的な遺伝子操作による神経回路の操作も進み、パーキンソン病のモデルなどでその振動の変化を解明することが出来るプラットフォームが形成された。大脳皮質と基底核との振動共振などを解明することで、病態生理のみならず、病態の改善のための神経回路操作の開発にも貢献できる。低周波から高周波までの振動現象の未発表成果を、成果発表する段階に来ている。また振動系の観点から大脳皮質、特に前頭葉の機能をまとめて、書籍化することも検討している。実験系のプラットフォームができたものに関しては、今後、このモデル動物プラットフォームをもちいた展開研究が期待される。今年度は内因性振動と外因性振動や刺激との相互作用を解析する実験系を立ち上げた。内因性振動は内因性振動の光学的な計測で大脳皮質表面を広く記録した。その結果ゆっくりとした振動が進行波のように移動する様子をとらえた。さらにこの振動波は、外部の刺激に対して位相依存的に応答性が変化することが観察された。周期的な刺激に対しては、最適な周期があり周期選択性があった。また別途局所電場電位の振動からベータ波とガンマ波の動態を調べ、運動プログラムの維持と更新に関係している事を見出した。さらにベータ波の低下はその後の動作のエラーの増加を予測でき、ベータ波の低下が情報の遷移を引き起こすことに関与する事を見出した。脳の情報表現としては、しかし決して安定であることはなく、課題の進行状況とともに変化することも見出している。技術的には光学系の信号記録と電気生理的信号記録、さらには光操作を加えた実験系を構築することができた。研究分担者である井上は、軸索末端の光刺激により特定の神経路に選択的な興奮を引き起こし、行動変化を惹起させ当該回路の役割を明らかにする手法をサルで確立できた。同手法を律動に関与する神経回路に効率的に適用するため、プロモーターの検討等を含むウイルスベクター検証実験を進め、発現量と感染選択性が最適化されたウイルスベクターシステムの開発を行なった。また律動現象に関連する機能分子の発現などの制御を可能とするベクターシステムの開発を行なった。光学的な脳の広範な記録から、ゆっくりとした脳活動の振動が進行波のように移動する現象を麻酔下で見出した。されにこれが外部の周期的な刺激である特定の周期で引き込む事ができることが予想外の結果であった。またベータ波とガンマ波の意義に関して維持と更新に関わり特にこの所見がパーキンソン病などの病像と整合的に解釈できることが意義があった。インフラスローオッシレーションに関して、内在的な活動のオプティカルモニタリングと電気活動の同時記録を行うシステムを構築した。これによりインフラスローオッシレーションの背景にある神経ー血管系とカップリングの機構を解明できるようになった。カップリングのメカニズムを探索するために交感神経系、副交感神経、その他アミン系などに薬理的に介入するが、振動は意外にロバストであった。しかし、現状では視床下部に関連する細胞群を見出し薬理的な介入で、インフラスロー振動がほとんどなくなったので興味深い。現在はカップリングは局所の機構とグローバルな調整機構の存在を仮定している。大脳皮質と視床下部や脳幹の活動を同時記録することでインフラスロー振動のメカニズムを探る。またその過程で内在性振動と外的な刺激への位相反応性の意義も調べる。A班の柳川と連携

GAD65KOマウスでの振動異常に関して、解明を進める。GAD65とGAD67との両タイプの機能的意義の違いと抑制細胞サブタイプとの関連性を同時に解明する。遺伝子導入による振動実験系の構築に関しては、A班の南部グループと連携してサルの一次運動野のオプトジェネティックスによる操作実験を行っている。電気刺激と光操作との違いや、霊長類における光操作の問題点と解決方法を明らかにしていく。解析方法に関しては、複数領域の運動野から局所電場電位を同時記録して、割り込み課題と呼ばれる新しい課題中の運動準備期の局所電場電位の動的な変化と割り込みによるパフォーマンスの低下の関連性を調べていく。複数領域にで低周波から高周波までの振動が観察されているが、行動と各帯域との関連性を視点にして解明を進める。内在性振動によるインフラスローオッシレーションに関して、神経ー血管カップリングの局所メカニズムと共通制御因子に関して、新奇な発見があった。現在その因子のKOマウスを作成して、最終確認の段階にある。未発表ではあるが、高いインパクトの成果が期待される。またその後の展開も現在検討中で、霊長類やヒトでの研究に発展する可能性がある。1.インフラスローオッシレーションと呼ばれる非常にゆっくりとした大脳皮質の振動は種を超えて存在し、齧歯類、霊長類、ヒトで広く認められている。この意義を探るべくラット脳における振動を内因性光学信号として捉えることに成功し超低速律動がさらに非アドレナリン、非コリン性神経系、すなわち交感神経や副交感神経によらない未知の神経機構によって制御を受けることが判明した。現在その絞り込みのためのKOマウスなどを作成している。2.サルの左右の半球より局所電場電位を記録して、両手運動中のベータ波の位相同期を調べた。位相同期は各時間窓での2つの波の瞬間位相を計算して、それがどの程度一貫しているかを見る指標である。位相同期はこれから行う両手運動のパターンの影響を受けた。すなわち手の交代がない両手運動の準備時期に交代の有る両手動作の準備時期に比べてベータ波の同期が強く見られた。また位相関係を調べてみると、最初の運動の反対側と同側ではベータ波の大きさ、位相に違いが認められた。反対側のベータ波が強くさらに位相が先行していた。このようなことから、ベータ波の左右半球の同期性は、両手の使い方に強く依存していることが判明した。3.感染性の異なる複数のウイルスベクターと種々の発現制御システムを利用したターゲットニューロン選択的な遺伝子動作ベクターシステムの開発を行なってきた。霊長類を対象とした光遺伝学・化学遺伝学に適したベクターの有用性の検証を継続して行い、連携研究者の高田と基底核疾患であるパーキンソン病モデルを作製した。1)げっ歯類のインフラスローオッシレーションの神経機構を次第に絞り込んでいる。ベター振動に関して、両手の位相同期が重要であることが判明した。これらの成果はオッシロロジーの振動とネットワークの観点で重要な成果であった。
衛星搭載降雨レーダの観測領域拡大のためのデータ補正アルゴリズム開発に関する研究

人工衛星搭載降雨レーダは、降雨強度を定量的に観測することができ宇宙から降雨を観測するための主要センサであるが、観測幅を増やすために、アンテナを広く走査すると、アンテナメインローブ方向の降雨エコーに混入するアンテナサイドローブ方向からの地表面クラッタが増加し、降雨エコーを劣化させる。本研究では、将来の人工衛星搭載降雨レーダのために、アンテナが広く走査した場足でもアンテナサイドローブから混入する地表面クラッタの影響の補正が可能な降雨レーダデータ補正アルゴリズム開発の可能性について検討する。当該研究期間において、35.5GHz帯の偏波散乱計を用いて、入射角、送受信偏波の組み合わせ、土壌の含水率、粗さ、植生の葉面積指数、水面上の風速を変化させながら測定した土壌、植生、水面の散乱係数σ^0を、データベース化した。これによって土壌、植生、海面のクラッタを評価するために必要な散乱係数σ^0のデータがデータベースにまとめられた。人工衛星搭載降雨レーダは、宇宙からの定量的な降雨観測に於いて不可欠なセンサであるが、観測幅を増加するために、アンテナ走査角を大きく取ると、鉛直分解能が急激に劣化し、降雨散乱体積が降雨で充満しなくなり、またアンテナサイドローブ領域からグラウンドクラッタが混入してくる。本研究では、将来の人工衛星搭載35.5GHz帯降雨レーダを対象にして、その走査幅が大きく悪条件下にあるときのデータをも有効に活用することを目標とし、アンテナサイドローブから混入するグラウンドクラッタの影響等の補正を行う降雨レーダデータ補正アルゴリズムを開発することを目標としている。平成17年度では、既に整備された35.5GHz帯の偏波散乱計を用いて、実験室内で水面上の風速を変化させながら、水面を対象とした散乱実験行った。散乱実験では、送受信偏波の組み合わせを変えて水面風速をパラメータとし、入射角を変えながら散乱係数を測定し、散乱係数の入射角依存性と風速の関係を求めた。これによって海面のクラッタの影響を評価するために必要な散乱係数のデータを取得した。また、アンテナ走査角が増加することによって、降雨観測データが劣化する様子を調べるために、熱帯降雨観測衛星(TRMM)搭載の13.8GHz降雨レーダの観測データをもとに、大規模な降雨モデルを作成し、レーダ方程式に基づいて計算機シミュレーション実験によって降雨散乱受信電力を計算し、アンテナ走査角が増大したときの観測降雨量が、モデルの降雨量を真値と考えたときにどの程度劣化するか調べた。また、海面を対象としたグラウンドクラッタの影響を評価した。その結果、走査角を現在の17度から、例えば40度程度に増加しても、真値との相関係数は0.7程度と高く、観測降雨量に及ぼす影響は予想よりは小さく、アンテナ走査角を増加できる可能性があることが分かった。人工衛星搭載降雨レーダは、観測幅を増やすために、アンテナ走査角を大きく取ると、鉛直分解能が急激に劣化し、降雨散乱体積が降雨で充満しなくなり、またアンテナサイドローブ領域からグラウンドクラッタが混入してくる。本研究では、将来の人工衛星搭載降雨レーダを対象にして、その走査幅が大きいときに於いても、アンテナサイドローブから混入するグラウンドクラッタの影響等の補正を行う降雨レーダデータ補正アルゴリズムを開発することを目標とする。平成18年度では、35.5GHz帯の偏波散乱計を用いてこれまで測定した、土壌、植生、水面の散乱係数σ^0を入射角ならびに送受信偏波の組み合わせ、土壌の含水率・粗さ、植生の粗密の程度を表わす葉面積指数、水面上の風速をパラメータとして整理して、データベース化した。これによって土壌、植生、海面のクラッタを評価するために必要な散乱係数σ^0のデータを取得した。また、アンテナ走査角が増加することによって、海面クラッタによって降雨観測データが劣化する様子を調べるために、TRMM降雨レーダの観測データをもとに、大規模な降雨モデルを作成し、レーダ方程式に基づいて計算機シミュレーション実験によってアンテナ走査角が増大したときの観測降雨量が、降雨モデルの降雨量を真値と考えたときに比べどの程度劣化するかを調べた。シミュレーションでは、昨年度用いた理想的なガウス型のアンテナパターンを変更し、現実にTRMMの13.8GHz降雨レーダが用いた一35dB程度の低サイドローブを実現するテーラー分布を持つ平面フェーズドアレイアンテナのアンテナパターンを採用した。その結果、走査角を現在の17度から、例えば30度程度に増加しても、真値との相関係数は0.74程度と高く、観測降雨量に及ぼす影響は小さく、アンテナ走査角を増加できることが分かった。また、降雨のビーム充満率の影響についても評価した。
興奮性アミノ酸による選択的神経細胞障害の発現機序に関する研究

興奮性アミノ酸の種類による神経細胞障害作用の違いを、ラット脊髄ニューロンで検討した。アクロメリン酸、カイニン酸、AMPAを様々な濃度に溶かした人工髄液を一定の速さ、時間で髄注し、行動上・病理学的な変化を検索した。アクロメリン酸は時間とともに、用量依存性に、後肢の伸展・痙直・弛緩性対麻痺(EC_<50>ほば4μM)を惹こした。これらの症状はCNQXの同時投与によって軽減し、APVによっては影響を受けなかった。弛緩性対麻痺を呈したラットの一部が翌日に不可逆の痙性対麻痺に移行した(EC_<50>ほぼ12μM)。脊髄の形態的な変化は、臨床像と相関し、痙性対麻痺を呈した例のみに見られた。急性期には神経細胞体の空泡変性、翌日以降では強いエオジン好性を示す変性神経細胞が灰白質中心部の小径細胞に認められた。カイニン酸を同様の条件で投与した場合、アクロメリン酸と同様の臨床像・行動変化に相関した形態的な変化が認められたが、神経障蛭作用の強さはアクロメリン酸に比し1/100以下であった。AMPAの脊髄運動ニューロン興奮作用はさらに弱く、後肢に痙性が見られる濃度と弛緩性麻痺を惹き起こす濃度が近接していた。また、AMPAは後角の神経細胞を選択的に障害した。これらの非NMDA受容体に作用する興奮性アミノ酸の間で神経障害作用が異なるのは作用する受容体サブタイプの違いによると考えられる。アクロメリン酸が脊髄に高い親和性をもつことは全身投与による病変から推察されていたが、局所投与によってもカイニン酸との比較によって支持する結果を得た。カイニン酸が海馬に高い親和性もつことを考えると、グルタミン酸受容体サブタイプの中枢神経内分布には高度な部位特異性があり、病変の選択性を生む要因になっていることが示唆される。
統計的機械学習理論に基づく非線形多変量解析手法の開発研究

多様かつ高次元な観測データからの有効な情報抽出を目的として,非線形統計モデリング手法の理論・方法論の開発研究に取り組んだ.特に,半教師あり学習モデルを軸として研究を進め,関数データやデータの異分布性を考慮に入れたデータ解析手法を提唱するとともに,スパース推定に基づくモデリング手法の評価・予測に関する一連の統計的方法論を開発することができた.開発したデータ解析手法は,生命科学などの様々な実データに応用した.本年度においては,まず,昨年度に引き続き半教師あり識別・判別法に関する研究に取り組んだ.特に,ラベルあり・なしデータが異分布性を有する際の半教師あり学習法について研究を続けた.昨年度の研究成果に加え,半教師あり学習モデルで一般に用いられている半教師ありサポートベクターマシーンやトランスダクティブサポートベクターマシーンと数値的に比較することにより,提案手法の有効性を検証した.さらに,異分布性を捉えるために採用している統計手法とカーネル密度推定法との関係性を比較した.得られた研究成果は,学術雑誌Statistical Analysis and Data Miningに掲載された.また,スパース推定法の一つである,ブリッジ推定法に関する研究についても行った.ブリッジ推定法の利点は,含まれるチューニングパラメータの値を調節することによって,スパース推定の有無の切り替えが行えることである.このチューニングパラメータの値を客観的に選択するために,ベイズ理論の観点から新たにモデル評価基準を提案した.提案したモデル選択法は,交差検証法やブートストラップ情報量規準等の従来までのモデル選択法と比較検証された.また,他のスパース推定法とも数値実験を通して比較することにより,提案手法の有効性を立証した.得られた成果は,研究論文として発表するとともに,国内の学会シンポジウムや国際会議The 2013 Joint Statistical Meetingsで発表した.多様かつ高次元な観測データからの有効な情報抽出を目的として,非線形統計モデリング手法の理論・方法論の開発研究に取り組んだ.特に,半教師あり学習モデルを軸として研究を進め,関数データやデータの異分布性を考慮に入れたデータ解析手法を提唱するとともに,スパース推定に基づくモデリング手法の評価・予測に関する一連の統計的方法論を開発することができた.開発したデータ解析手法は,生命科学などの様々な実データに応用した.本年度においては,まず,半教師あり識別・判別法における研究に取り組んだ.得られるデータ集合が関数として与えられる,関数データの場合には,従来の関数ロジスティック識別・判別手法を半教師あり学習の枠組みに基づいて拡張し,情報理論やベイズ理論の観点からモデルを評価するための基準を導出した.数値実験を通して,代表的な半教師あり学習法や関数サポートベクターマシーン等と比較・検証することにより,提案手法の有効性を示した.一方,データ集合がベクトルデータであるときは,ラベルあり・なしデータの異分布性を考慮に入れた半教師学習モデリング手法を提案した.具体的には,ロジスティックモデルを想定し,その異分布性を捉えるために共変量シフト下における統計手法を用いることを提案した.提案手法をモンテカルロ・シミュレーションや実データに適用することにより,その有用性を様々な側面から検証した.これらの研究成果は,研究論文として発表するとともに,国内外の学会や国際会議で発表した.また,lasso型の推定方法についての研究についても取り組んだ.Lasso型推定方法の一つであるブリッジ推定法に着目し,より柔軟にパラメータの推定が行えるよう,適応的ブリッジ推定法を提案した.提案した推定法に基づいて構築したモデルを客観的に選択するためにモデル評価基準をベイズ理論の観点から導出した.いくつかの数値実験を行うことによって,提案手法の有用性について検証を行った.得られた研究成果は研究論文としてまとめて学術雑誌に発表した.本研究は,所属既知のデータだけではなく所属未知のデータも積極的にモデルの構築に組み込む半教師あり学習法を含む非線形統計手法の開発,ならびにその推定・評価方法を確立することを目的としている.平成24年度および平成25年度においては,得られたデータ集合が関数の場合における半教師ありモデリング手法,ラベルあり・なしデータが異分布性を有する場合の半教師あり学習法,L1型推定法の一つであるブリッジ推定を拡張した適応的ブリッジ推定法を各々提案し,得られた成果を国内外の学会で発表するとともに学術論文として発表してきた.昨年度までの研究実績を踏まえ発展させ,平成26年度は以下のような研究成果を挙げた.1.昨年度ブリッジ推定により推定された統計モデルの評価基準を提案しているが,シミュレーション,実データ解析を通して,この評価基準と他のL1型推定法との更なる検証を行った.具体的には,ブリッジ正則化項が非凸正則化項であることを考慮に入れ,同じ非凸型であるSCAD正則化項やMCP正則化項を持つ統計モデルと比較し,提案モデリングの有効性を確認した.2.非線形統計モデルの柔軟さを適応的に制御するL1型推定法の研究を行った.具体的には,L1型推定法により領域を選択し,選択された領域上に基底関数を配置してモデルを構築する2段階推定法を提案した.特に,正則化項の提案およびアルゴリズムの開発を中心に行った.この結果,複雑なデータに対しても過適合することなく有用な情報を抽出することに成功した.3. L1型推定法の一つであるlasso推定法に対する評価基準を一般化線形モデルの枠組みで導出した.これによって,従来,交差検証法のみで評価されてきたlassoモデルを様々な角度から評価することが可能となった.統計科学

ラベルあり・なしデータの異分布性を考慮に入れた半教師あり識別・判別モデルの研究成果を学術雑誌に掲載することができ,スパース推定の研究についても取り組むことができたため.関数データに対する半教師あり学習モデルのみならず,ラベルあり・なしデータの異分布性を考慮に入れた半教師学習法および,lasso型の推定方法についての研究についても取り組むことができたため.半教師あり学習法は,転移学習と呼ばれる学習法の特別な場合であると捉えることができるため,この転移学習の枠組みまで提案手法を拡張する.また,オンライン学習の枠組みまで提案手法を拡張することができるか検討を行う.スパース推定法については,主成分分析や因子分析等の教師なし学習型多変量解析に適用できるように拡張する.ラベルあり・なしデータの異分布性を取り入れた半教師あり学習方法は,現段階では線形モデルの枠組みで定式化されているため,この手法を非線形の枠組みまで拡張する.さらに,識別・判別問題のみならず回帰や教師なし学習モデルまで取り扱うことができるように,提案モデルを一般化線形モデルまで拡張する.また,適応的ブリッジ推定法についても,様々なモデルに適用できるように拡張する.研究の遂行のためには,平成24年度と同様,統計科学関連および情報科学関連分野の図書が必要となり,これらの図書を適宜購入することを考えている.また,提案手法を計算機上で実装するための統計・数学ソフトウェアを適宜購入することも考えている.さらに,統計関連の学会やシンポジウム,カナダで行われる「Joint Statistical Meetings」などの国際会議において研究成果の発表を行う予定である.また,平成24年度と同様に,スーパーコンピュータを利用する.