hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
乾癬の遺伝要因とその制御分子探索

血清を用いた二次元電気泳動法を行い,新しいいくつかの蛋白スポットが存在することを見つけ出しており,現在、その追試を行うとともに、標的蛋白分子の抽出に取り組んでいる。1.ゲノム解析乾癬初期病変形成に重要であり,かつNKT細胞の機能を反映するkiller cell immunoglobulin-like receptor(KIR)遺伝子について,日本人の尋常性乾癬患者,関節症性乾癬患者を対象にPCR法を用いて遺伝子多型解析を行った.尋常性乾癬患者96例,健常者50例を用いたKIRフェノタイプと尋常性乾癬との間に有意な相関を新たに見出すことに成功した.その結果は論文発表を行った(J Invest Dermatol, 2004年).また,乾癬感受性遺伝子のひとつであるHCRに着目し,そのアミノ酸翻訳領域を主に,日本人の尋常性乾癬患者75例のSNPs解析を行った.まだ症例数は少ないものの,すでに尋常性乾癬と高い相関のみられる変異を追認している.しかもその結果は,すでに欧米人を対象に行った実験結果と合致するものもあれば,日本人に特有と考えられる変異もあり,乾癬疾患感受性に対する人種差の存在を示唆する結果が得られた.乾癬患者において,PSORS1である6番染色体上のHLA領域の遺伝子多型の解析を行い,乾癬感受性遺伝子間の相互関係を明らかにするために,現在も症例数を増やし検討を進めているところである.2.KIR多型とシクロスポリンに対する反応性との関連KIR多型は乾癬治療薬のひとつであるシクロスポリンに対する治療反応性とも相関することを見い出した(第19回角化症研究会にて発表).乾癬の病因・病態を解明するために、本研究計画では、連鎖解析および相関のデータに基づき、複数の候補遺伝子の変異解析を通して、乾癬の疾患感受性候補遺伝子を見出すことを目的とする。これまでにわれわれはHLA、KIR、DR3レセプターについて解析を行った。その結果、HLAが乾癬と強い相関を示すのかをHLAクラスI遺伝子、KIR遺伝子の巧妙な組み合わせの違いによることを世界に先駆けて明らかにした。しかもこのKIR多型性は乾癬の治療薬のひとつであるシクロスポリン治療反応性と相関することを世界で最初に明らかにした。今年度はHLAと連鎖するHCR遺伝子について日本人集団にて多型解析を行った。HCR遺伝子はケラチノサイトの分化・増殖に関与すると推測されている遺伝子であり、海外では乾癬患者群においてHCR遺伝子のSNPs変異が有意に認められるとの報告がされている。われわれの日本人集団における解析では、患者群と健常者群で明らかな有意差は認められなかったが、HCR遺伝子のSNPs変異はHLAとの連鎖に基づく連鎖不平衡によることが推測された。HCR遺伝子の機能解析については行っていないが、今後機能的な側面からも解析が必要と考えている。現在、日本より臨床研究が進んでいる乾癬治療のための生物製剤(インフリキシマブ他)の治療応答性の差がこのHLA-KIRのレベルに存在するのではないかとの期待のもと、独ドレスデン工科大学皮膚科(M.Meurer教授)の症例についてHLA-KIRゲノム多型解析を当教室で行うことで現在、その準備を進めている。この研究結果は、今後わが国で普及せんとしている同様の生物製剤の開発にとり、極めて有用なゲノム情報を供し得るものと考えている。
スフィンゴシン1リン酸のシグナル伝達を用いたアルツハイマー病の病態解析

スフィンゴシン1燐酸(SIP)は酵母からヒトに至る真核生物に広く存在し、血管内皮細胞や繊維芽細胞等の増殖促進作用やアポトーシス抑制能など多彩な機能を有する脂質メディエーターである。中枢神経系ではSIPやその産生酵素スフィンゴシン・キナーゼ(SK)が豊富に存在するが、神経に特異的な機能に関しては不明であった。最近我々は微量のSIPが海馬神経細胞から神経伝達物質の放出を引き起こすことを報告した。これらの事実は、SIPが生理的に記憶や学習の過程で重要な役割を演じている可能性を示唆している。そこで我々はこれらの認知症関連蛋白質とSIPシグナル伝達系の接点を探ることにより、認知症の病態解析を分子レベルで行いたいと考えている。これまでに我々は、これらの認知症関連蛋白質の遺伝子の分子クローニングに成功している。今後これらのタンパク質をSH-SY5Y細胞に恒常的に発現する細胞株を樹立し、SIPシグナル伝達系を介する神経伝達物質の放出に及ぼす影響について解析を行ってきた。αシヌクレインを発現する細胞にSIP産生酵素である.スフィンゴシンキナーゼ(SK)の阻害薬DMSを作用させたところ、αシヌクレインの細胞外への放出が促進された♂しかしながら、別のSK阻害薬HACPTを細胞に作用させたところ、αシヌクレインの細胞外への放出はかえって抑制された。これらの相反する結果の解釈として、用いたSK阻害薬のSKに対する特異性を調べる必要性があった。特にDMSは高濃度で細胞に用いると、プロテインキナーゼCを抑制するとの報告も有り、注意が必要である。更に、SKには2つのアイソザイムSK1とSK2があり、DMSはSK1を特異的に抑制することをin vitroの系を用いて明らかにした。今後SK2とαシヌグレインの細胞外への放出との関連に焦点を合わせて更に解析を進めてゆきたい。アミロイドβタンパク質の放出並びに蓄積がアルツハイマー病の発症と密接な関係があることは良く知られている。一方、αシヌクレインはパーキンソン病の原因タンパク質とも考えられ注目を集めるが、その機能は不明である。更に、アルツハイマー病と共に頻度の高い認知症であるレビー小体認知症に関しては、レビー小体の主要成分がαシヌクレインであることが明らかにされ、このタンパク質の生理作用並びにこれにより引き起こされる神経変性疾患の病態に益々関心が集まっている。ジェスコ氏は11月に来日以来、アルツハイマー病やパーキンソン病等の神経変性疾患と関連の深いαシヌクレインやアミロイドβペプチドの神経細胞からの放出と神経変性との関連や神経機能への直接的な関与を調べる為に、先ず始めにこれらのタンパク質をコードする遺伝子のcDNAクローニングを行った。ヒトの脳のcDNAライブラリーを用いてPCR法によりこれらのタンパク質の全長をコードするcDNAを取得し、これらを発現ベクターに組み入れた。次にヒトの神経芽細胞腫SH-SY5Y細胞に遺伝子導入し、抗生物質を用いたセレクションを行い、これらのタンパク質を恒常的に発現する安定株を作成することに成功した。今までこれらのタンパク質の神経細胞からの放出機構に関しては不明であった。しかしながら受け入れ教員の所属する研究室では、スフィンゴシン1リン酸(S1P)が海馬神経細胞から神経伝達物質の放出を引き起こすことを最近見いだした。そこで神経細胞からのαシヌクレインやアミロイドβペプチドの放出にS1Pが関与しているかを調べる目的で、S1Pの産生酵素であるスフィンゴシンキナーゼ(SK)の阻害薬DMSを用いてSH-SY5Y細胞を処理したところ、これらのタンパク質の放出が顕著に抑制されることが明らかとなった。スフィンゴシン1燐酸(S1P)は酵母からヒトに至る真核生物に広く存在し、血管内皮細胞や繊維芽細胞等の増殖促進作用やアポトーシス抑制能など多彩な機能を有する脂質メディエーターである。中枢神経系ではS1Pやその産生酵素スフィンゴシン・キナーゼ(SK)が豊富に存在するが、神経に特異的な機能に関しては不明であった。最近我々は微量のS1Pが海馬神経細胞から神経伝達物質の放出を引き起こすことを報告した。これらの事実は、S1Pが生理的に記憶や学習の過程で重要な役割を演じている可能性を示唆している。一方、アルツハイマー病等の認知症では神経細胞の内外でのアミロイドβペプチドやαシヌクレインの蓄積が神経細胞に毒性を引き起こし、認知症の病態に深く関与していることが報告されている。そこで我々はこれらの認知症関連蛋白質とS1Pシグナル伝達系の接点を探ることにより、認知症の病態解析を分子レベルで行いたいと考えている。今後これらのタンパク質をSH-SY5Y細胞に恒常的に発現する細胞株を樹立し、S1Pシグナル伝達系を介する神経伝達物質の放出に及ぼす影響について解析を行う予定である。

そこで我々はこれらの認知症関連蛋白質とSIPシグナル伝達系の接点を探ることにより、認知症の病態解析を分子レベルで行いたいと考えている。これまでに我々は、これらの認知症関連蛋白質の遺伝子の分子クローニングに成功している。今後これらのタンパク質をSH-SY5Y細胞に恒常的に発現する細胞株を樹立し、SIPシグナル伝達系を介する神経伝達物質の放出に及ぼす影響について解析を行ってきた。αシヌクレインを発現する細胞にSIP産生酵素である.スフィンゴシンキナーゼ(SK)の阻害薬DMSを作用させたところ、αシヌクレインの細胞外への放出が促進された♂しかしながら、別のSK阻害薬HACPTを細胞に作用させたところ、αシヌクレインの細胞外への放出はかえって抑制された。これらの相反する結果の解釈として、用いたSK阻害薬のSKに対する特異性を調べる必要性があった。特にDMSは高濃度で細胞に用いると、プロテインキナーゼCを抑制するとの報告も有り、注意が必要である。更に、SKには2つのアイソザイムSK1とSK2があり、DMSはSK1を特異的に抑制することをin vitroの系を用いて明らかにした。今後SK2とαシヌグレインの細胞外への放出との関連に焦点を合わせて更に解析を進めてゆきたい。
剣道の学習プログラムの構築に向けた剣道用語レキシコンの拡充

本研究は、マルチモーダル型剣道用語レキシコンを情報源とし、学習に必要な基本動作を動画知識情報としてマルチモーダル型に処理し、中学校必修の武道(剣道)教育に役立つ剣道学習プログラムを構築するものである。剣道部の顧問教員を対象に評価を実施した結果、日本剣道形の練習は竹刀剣道と異なり学習者の打ち合いによる競技性を欠くため、指導要領が剣道教育の特徴の一つとする「勝敗を競い合う楽しさや喜びを味わう」条件を十分に満たせない点が示唆されたが、本研究で開発した電子指導書の参照により正しい所作の確認ができる点、及び形の所作に内在する精神的・理論的な解説により学習者の充実感が得られる点が生徒からも高く評価された。マルチモーダル型剣道用語レキシコンをベースにして、学習プログラムを構築するための構成を検討し、具体的な剣道学習プログラムのプロトタイプの作成と評価を行った。1.これまでの研究成果で得られた重要文献から採取され整理されたMKレキシコンから選定した学習項目をもとにして、初級者を対象として一連の学習項目を学ぶことができるような剣道学習プログラムのシナリオの構成と具体的な内容を検討した。さらに、この内容の評価を、実際に授業で指導に当たることが想定される第三者の観点に立ってもらい、専門家(中学校の剣道部顧問剣道教士七段)の立場から実施して、検討課題と要望を明らかにした。さらに、評価をもとに、これまでに構築してきた電子教材を発展させ、電子指導書としてプロトタイプの作成を行った。また、剣道形の練習時の足さばきの自動評価のための解析をはじめた。2.前年度までに学習プログラムに対応したデータベースの拡張アーキテクチャの策定をもとにして、これまでの剣道形の映像および辞書データと、さらに、新たに静岡大学剣道部の女子学生による剣道形(15本目)演武の撮影、礼法など用語集で視覚を通しての理解度を高めるための写真を撮影し、マルチモーダル型剣道用語レキシコンのデータベースの充実を図る構築を行った。3.学習プログラムのシナリオ構成を2のデータベース項目と関連づけて、電子指導書として、剣道学習プログラムを設計した。これにより全体としてマルチモーダル型剣道用語レキシコンをベースとした学習プログラムを実施可能な状態までに具体的に作成した。4.電子指導書として学習プログラムを構築していくため、2のデータベースの構築に加えて学習プログラムのシナリオを、マルチモーダル型剣道用語レキシコンのデータベースに順序立てて関連づけることができるようなシナリオを登録できるようにデータベースを拡張した。本研究は、マルチモーダル型剣道用語レキシコン(以下、MKレキシコン)をコア情報源として据え、新たに剣道の技術習得にとって有益となる術技の基本動作に関する知識情報(主として動画)をマルチモーダル型に処理することによって新情報を付加し、これによってレキシコン拡張を図り、初心者としての剣道学習者の基本動作の習得にとって有益な剣道学習プログラムを構築するものである。平成24年度では、まず、これまでの研究成果で得られた重要文献から採取され整理されたMKレキシコン(剣道用語---専門用語と準専門用語---の定義解説文)の中から、特に基本的な、初学者を対象とした学習項目を選定し、これによって決定されたデータを学習データとして付加情報を加えデジタル化した。学習プログラムとしてMKレキシコンを対応させるために、収集した資料(文字情報と動画)のデータベースを拡充して学習としての高度デジタル利用の可能性に向けてアーキテクチャの拡張を行った。これまで資料収集で撮影されてきた剣道の所作の動画、その解説映像、また上級者(剣道範士・教士)へインタビュー映像を整理し、拡張されたデータベースに登録してマルチモーダル型剣道用語レキシコンの拡充を図った。前年度までに作成した剣道学習プログラムを実際に、県内の複数の中学校の剣道部の指導者にも使用してもらって指導者側からも評価を得て、評価結果をフィードバックしつつ、剣道部の初級者に使用してもらい学習者側からの評価を求め、システムの改良を行っていった。具体的には、次の研究課題を行った。1.中学校の剣道部の初級者を対象に剣道学習プログラムの実施と評価を実施し、剣道学習プログラムおよび映像提示による学習効果の評価を行った。授業における実技において、剣道の専門家による模擬授業と剣道初学者による電子指導書を使った模擬授業との比較の結果、学習者の理解度や興味関心度において、両者にほとんど差はなかった。また、映像提示の中で特に比較映像は自己の客観化に効果が高く、課題発見能力を高めることが分かった。2.評価を受けての剣道学習プログラム及びシステムの改良を、シナリオの構成から、内容について、データベースに登録されている学習項目の素材、及び、レキシコン・データベースのシステムに渡って行った。これに伴い、電子指導書として1学年から3学年までの単元計画案と指導案の構築を行った。

3.電子指導書の評価を複数の県内中学校における指導者(教員)に対して行うことを計画し、武道(剣道)の必修化に伴った中学校の保健体育の授業や課外活動としての剣道部の活動において初心者を指導する顧問教員を対象に実施した。その結果、剣道形の練習には競技性がないため、『指導要領』における勝敗を競い合う楽しみや喜びを味わう点においてその意図を十分に満たせない可能性を示唆されたが、『指導書』における正確な所作・動作の確認ができることや、共通した学習用の(動)画像情報を生徒間で共有することができる点、また更に精神面の教育--所作・動作の背後に潜む心理的な意味情報の提示--の充実が高く評価された。武道論本年度の目標である、初学者のための学習プログラムの構築のための、シナリオの構成と具体的な内容を検討でき、必要な日本剣道形と剣道素材を新たに撮影・収集でき、データベースの拡張および電子教材の発展させた電子指導書のプロトタイプの構築ができたため、当初の年度目標を達成できたと言える。本年度の目標である、初学者のための学習プログラム作成に必要となる、学習項目となる剣道用語の定義や解説の選定を行うことができ、映像素材の整理と編集を実施し、それらを剣道用語レキシコンとして構成するための、データベースの拡張を行うことができ、当初の年度目標を達成できたと言える。前年度で作成した剣道学習プログラムを実際に静岡大学剣道部の初級者に使用してもらい学習者側からの評価を求め、改良するとともに、県内・県外の複数の中学校の剣道部の指導者にも使用してもらって指導者側からも評価を得て、評価結果をフィードバックしつつシステムの改良を行っていく。具体的には、次の研究課題を行う。1.静岡大学剣道部の初級者を対象に剣道学習プログラムの実施と評価:静岡大学剣道部の初級者を対象として剣道学習プログラムを実施し、学習効果の評価を行う。2.評価を受けての剣道学習プログラム及びシステムの改良:改良については、評価を受けて、シナリオの構成から、内容について、データベースに登録されている学習項目の素材、及び、レキシコン・データベースのシステムに渡って行う。また、剣道形の足さばきの自動評価のためのシステムの検討も行う。3.県内の複数の中学校の剣道部を対象とした指導者側からの評価:武道(剣道)の必修化に伴った中学校の保健体育の授業や課外活動としての剣道部における初学者を指導する中学校の顧問教員を対象とした評価、県内の複数の中学校で評価を実施する。拡張した剣道用語レキシコンを拡張したマルチモーダル型剣道用語レキシコンをベースにして、学習プログラムを構築するための構成を検討していく。その構成をもとにして、具体的な剣道学習プログラムの作成と評価を分担して行っていく。1.これまでの研究成果で得られた重要文献から採取され整理されたMKレキシコンから選定した学習項目をもとにして、初級者を対象として一連の学習項目を学ぶことができるような剣道学習プログラムのシナリオの構成と具体的な内容を検討する。また、内容の評価を対外的な専門家の立場から実施する。2.前年度で学習プログラムに対応したデータベースの拡張アーキテクチャの策定をもとにして、マルチモーダル型剣道用語レキシコンのデータベースの構築を行う。
サイズ排除と吸着機能を併せもつ2色アイス型ポリマーブラシ搭載多孔性膜の作製

多孔性中空糸膜の孔表面に取り付けたグラフト鎖に官能基導入反応の順番を工夫して2種類の官能基を導入した。低分子量イオンとタンパク質の吸着容量との間に明確な差が出た。グラフト鎖の長さ方向の上部に水酸基の2つ並んだ親水基,下部にイオン交換基の分布をつけたサイズ排除型グラフト鎖を多孔性膜孔表面に取り付けることに成功した。この作製法を基に,デュアルアフィニティリガンドやアミノ酸を固定した多孔性膜を作製し,タンパク精製や水処理の用途を開拓した。私たちの研究グループは,高分子製の多孔性の中空糸膜やシート(いずれも空孔率70-80%,孔径0.2μm程度)に,電子線グラフト重合法を適用して,高分子鎖(以後,グラフト鎖と呼ぶ)を接ぎ木してきた。このグラフト鎖の上部と下部に,それぞれ異なる官能基を導入して機能の分担をさせるという新しいアイデアに基づいて材料を作製した。この材料の用途の一つは,尿中でタンパク質を排除して,微量の金属イオンを捕捉することである。グラフト鎖の上部にタンパク質を排除する親水性基を,下部に対象イオンを捕捉するアフィニティリガンドを導入した。本年度は,多孔性中空糸膜にグラフト鎖として,エポキシ基を有するポリグリシジルメタクリレート鎖を付与した。その後,親水性基を導入するため両性電解質(カルボキシベタイン)と反応させた。モデルタンパク質としてリゾチームを選び,その吸着容量から,タンパク質の吸着をこれまでの高分子材料に比べて1/10程度まで抑制できることを実証した。つぎに,アフィニティリガンドとしてキレート形成基を多孔性中空糸膜に付与したグラフト鎖に導入し,ガリウムイオンを結合させ,そこにリン酸チロシンというイオンを特異的に捕捉できることを実証した。次年度から,これらの知見を活かしてグラフト鎖の上部と下部にそれぞれ異なる官能基を導入して機能の役割分担を行い,尿分析での性能を実証する。私たちの研究グループは,これまで高分子製の多孔性の中空糸膜やシート(いずれも空孔率70-80%,孔径0.2μm程度)に,電子線グラフト重合法を適用して,高分子鎖(以後,グラフト鎖と呼ぶ)を接ぎ木してきた。この材料の用途の一つは,尿中でタンパク質を排除して,微量の金属イオン(例えば,放射性物質による内部被曝の原因であるセシウムイオン)を捕捉することである。グラフト鎖の上部にタンパク質を排除する親水性基を,下部に対象イオンを捕捉するキレート形成基やイオン交換基を導入した。23年度は,2色アイス型ポリマーブラシのアイデアをさらに進化させて,デュアルリガンド固定ポリマーブラシを作製した。2種類の標識(デュアルタグ)をもつタンパク質を,そのタグに対応する2種類のアフィニティリガンドを固定したポリマーブラシを搭載した多孔性中空糸膜を使って精製するという提案である。ここでは,2種類のアフィニィリガンドとして,ニッケルを固定したイミノジ酢酸基とアビジン結合ペプチドを採用した。2色アイス型の分離原理が2次元でのサイズ排除であるのに対して,デュアルリガンド固定型のそれは3次元の3次元のサイズ認識であることから,タンパク質精製の効率は低下した。しかしながら,高度な分離精製手法であることを実証できた。
データ駆動型材料設計システムに関する基盤研究

データ駆動型の方法論の基礎を提示するため、データサイエンスの視点から検討した.材料データを記述するための変数群:メタデータは複雑で、精度や粒度も多様であるため、それらの非均質性に適応可能な測度論を検討し、データシステムの基本的な枠組みとした.データは、測定対象の属する空間あるいはメタデータが張る空間の部分集合についての「何か」をはかった結果についての記述であり、部分集合の測度とよばれる.データ駆動型材料設計は、データを集積することによって、社会のニーズに対応した解空間を作成し、ニーズに最も適合した材料の組成、諸構造、特性、価格を特定する設計作業と定義した.測度については、観測・測定方法あるいは経済性の限界に依り不完全であるため、多様なデータ群を目的に沿って誤差を補正し不完全な部分をモデルや近似により補完し、ニーズに合うデータ群を探索(写像)するプロセスを、材料データベースをプラットフォームにして実装し、データ駆動型材料設計の実例の蓄積をWeb上で展開した.データ駆動型の方法論の基礎を提示するため、データサイエンスの視点から検討した.材料データを記述するための変数群:メタデータは複雑で、精度や粒度も多様であるため、それらの非均質性に適応可能な測度論を検討し、データシステムの基本的な枠組みとした.データは、測定対象の属する空間あるいはメタデータが張る空間の部分集合についての「何か」をはかった結果についての記述であり、部分集合の測度とよばれる.データ駆動型材料設計は、データを集積することによって、社会のニーズに対応した解空間を作成し、ニーズに最も適合した材料の組成、諸構造、特性、価格を特定する設計作業と定義した.測度については、観測・測定方法あるいは経済性の限界に依り不完全であるため、多様なデータ群を目的に沿って誤差を補正し不完全な部分をモデルや近似により補完し、ニーズに合うデータ群を探索(写像)するプロセスを、材料データベースをプラットフォームにして実装し、データ駆動型材料設計の実例の蓄積をWeb上で展開した.実績の概要1.物質・材料の設計に関するデータマイニングと知識発見(Data Mining and Knowledge Discovery)について、下記の視点から、過去、約40年間の代表的事例を編集、デジタル化した。材料設計に良く活用された構造パターンに関する因子例は、e/a,禁制帯巾、Md、電気陰性度、電子空孔密度、格子定数ミスマッチ、原子間ポテンシャルパラメータ、各種特性温度、配位数、最調密面、状態図パターン、テクスチャー、アスペクト比等々である。こうしたパラメータによる構造-特性相関は、最初に経験的に推案され、事後的に理想化され厳密かつ詳細に合理的説明が付与されるという経緯が多く、体系的な整理には多くの場合時間がかかる。特筆すべきは、以上の材料設計手法と異分野、すなわち、生物、医学、地震学、結晶学、光学、物理学等々の研究手法とを比較分析する中で得られた求解に至る収束過程の類似性あるいは普遍性である。2.回帰分析やクラスター分析などの一般的な多変量解析手法により、線形モデルによる第一近似としての現象論的な構造-特性相関を抽出するためのツールを、具体的には、商用ソフトウエア間のインターフェイスを開発し、利便性を向上させた。3.既往の物理的知見から合理的と考えられる相関関係の記述とデータベースによる検証、より正確には既知の古典的な論理によるフィルタリング手法を検討し、非古典的な課題(データ)を抽出するための準備を行った。4.構造-活性相関を活用するプラットフォームとして規則性探索のための構造マップ他のテンプレートを構築した。5.以上の準備を基に、特性・機能→構造・形態→構造要素の選定についての手順を検討し、データ駆動型材料設計システムの基本仕様、すなわち次元の戦略的な拡張と圧縮のための創発型インターフェイスの概念を構築した。これまで開発したプラットフォーム上に、論文等に報告された実験値、既往の微視的巨視的モデルを活用して算出したデータ、モデルの物理的な意味、パラメータ間の現象論的相関を表現した経験則を組み合わせて、順問題解法の高速化、収束性の向上を検討した。代表的な材料設計問題を選定し、精度の良い高品質のデータと複数の視点からの説明が可能な論理的な整合性の高いモデルが存在する統計的に局所的な最適化処理と求解が有効な場合と、計算値、実験値ともに含むデータの大局的な俯瞰と分類とを繰り返しながら材料設計を進める場合とに分類した。そして、後者については、ニューラルネットワーク、自己組織化マップやラフセットのような現象論的であっても簡便な相関導出手法を活用して、データ生成との同期をとることを検討した。構造マップの本質はデータの高品質化と非明示的な解の創発にある。そこで構造マップ上での多様な解の比較・対比・編集・分類・汎化・集約によるアドホックな経験則の獲得、普遍性のある原理による近似を通して、系統的な実験値の少ない窒化物についての電子状態計算を実施し、複雑なシステム間の類推の可否についての検討を行った。構造特性相関についてのシステム化の見通しは得られているが、プロセス構造相関についての見通しは今のところ得られていない。構成要素と全体との間に存在する非明示的な関係を求める逆問題解法のシステム化の検討を継続している。上述のデータベースを活用した経験ではデータの量、品質、問題の複雑さにより難易はあるが、原理的には求解が可能であることを確認した。しかしながら材料設計問題で最も難しい課題である上記のプロセス構造相関に特徴的な新規データおよびモデルの追加に伴う求解のダイナミックスの活性化については、求解手順の高度化と論理的な解釈を与えるための手順の検討にとどまっている。

構造マップや物性理論に基づくデータ評価のためのフィルター群を活用して,データの品質を高める作業を実施した。ネットワークを介して収集した多種多様な大規模不完全情報は,俯瞰を通して比較評価することが有効で,そのための簡便なインターフェイスを開発した。この材料設計ツールの基本は,構造情報を介した類推による半経験的であるが効率的な手法である。つまり,部分一全体関係,構造特性相関を活用した手法で,データの拡充,モデルの進化に適応可能なロバストな特徴を有している。具体例としては,酸化物系を選択し,物質系の構造安定性とゆらぎ,非化学量論的特性など,材料の機能に密接に関係する構造的特性を伝統的な結晶化学的アプローチに加えて,酸化プロセスにおける結合次数の変化として記述し,データ点の集合でなく解空間としてホリスティックに表現することを試みた。次に,複雑な人工物を例題として選び,誤判断を回避するためのデータ,モデルの品質管理手法,特に大規模データベースの俯瞰,可視化と帰納による"常識"の提示と,相関関係抽出,事実の多面的な解釈を創発するインターフェイスを設計,開発し,利用可能な装置群,情報システム群をプラグイン型で統合化するためのメタデータ,人間系の試行錯誤を管理,支援するためのインタラクティブな知的環境を構築した。システムの中で定義される材料という考え方の導入である。また本手法の成否は,データの品質に大きく依存するため,上記の諸フィルターに加えて,専門家によって形成される学術コミュニケーション用ネットワークを連携した信頼のネットワークとして活用し,情報知識の進化プロセスとして活用するための方法論の検討とその実装を試みた。これまで実施したデータ、モデル、経験則を組みわせた順問題解法の整備、構造マップによる非明示的な解の創発例、特に構成要素と全体との間に存在する非明示的な関係を求める逆問題解法をWeb情報として集積整理した。具体的にはデータベースの実装と、以上の研究開発による特性・機能→構造・形態→構造要素の選定についての手順、設計手順を実行するためのプラットフォーム:データ駆動型材料設計システムの基本仕様、既往の知見を検索・検証するためのデータ記述、モデル記述、可視化・編集のためのインターフェイスの仕様、特性・機能→構造・形態→構造要素あるいは巨視的→微視的、集団属性→個別属性という設計問題の試行錯誤を高速化するための手法等の明示である。以上の準備をインタラクティブな知的環境としてWeb上で提示し、4年間の成果の集約として、清華大学におけるSpringSchool、東京大学におけるAutumn School、キエフエ科大学におけるKyiv Schoolにおいて活用し、データ駆動型材料設計手法に関する評価を実施した。例題としては、あえて環境調和型材料の設計をテーマとして選択し、新たな価値基準の参照に始まり、候補材料の探索、情報の不足を補うための利用可能な関連システムとの接続、そして、そのためのインターオペラビリティを確立し、新たなニーズに応えるため、データから新たな設計ルールを導出する試み、ルールの検証、人工物設計、データの不足を補完するためのビジネスモテルの検討などを実施した。
高解像度安定同位体分析に基づく白亜紀中期の海洋環境・生物相変遷過程の解明

本研究は,白亜紀中期のグローバルな古海洋環境像を,特に太平洋地域の視点から適切に構築することを目的としている.具体的には,太平洋中央・縁辺海域の堆積物から取得した地質学的・古生物学的・地球化学的データと,異なる海域における既存のデータとの高精度かつ客観的な相互参照・総合化を目指し,そのために陸源性有機物と海成石灰岩の炭素同位体層序を共通の高解像度年代尺度として使用する点を特色とする.平成17年度は,過去2年間で手掛けた地球化学的データ(Sr/Ca比,炭素・酸素同位体)および浮遊性有孔虫化石の群集評価・分類の完成に向けた検討を行い,学会及び誌上における成果の発表に努めた.深海掘削による中央太平洋石灰質堆積物試料のデータに関しては,Sr/Ca比に基づく埋没続成作用モデルを英文誌上に公表した(川幡穂高博士・掛川武博士と共著).これにより,引続く炭素・酸素同位体による化学層序と古水温変動の研究(投稿準備中)に対する解釈の基礎を完成するに至った.太平洋縁辺(北海道)に関しては,浮遊性有孔虫化石と陸源性有機炭素同位体による複合層序を英文誌に投稿し,将来的に欧米諸地域と同等のタイムスケールで白亜紀古環境解析を行うための枠組みを構築した.また,昨年度スミソニアン自然史博物館(ワシントンD.C.)における長期滞在研究において開始した,炭素・酸素同位体による白亜紀中期浮遊性有孔虫の古生態および北西大西洋の海洋構造に関する研究について,詳細なデータ取得を完了した(Brian T.Huber博士・Kenneth G.MacLeod博士と共同).その結果,当時の古海洋環境変遷像の通説に大幅な変更を迫ると期待される成果が得られた.この作業では白亜紀浮遊性有孔虫の分類学的問題と進化にも焦点をあて,その一端については英文誌に投稿した.本研究は,白亜紀中期の太平洋縁辺・中央海域堆積物から得られた地質学的・地球化学的・古生物学的データについて,陸源性有機物・石灰岩の炭素同位体層序を共通の高解像度年代尺度として異なる海域の情報との国際対比・総合化を行い,当時のグローバルな地球環境像を適切に構築することを目的としている。この研究課題の達成に向け、平成15年度は夏期(89月に北海道夕張市・三笠市に露出する蝦夷層群のAlbian-Cenomanian-Turonian階について,メインルートの選定に重点を置いた地質調査を行い,約180層準に及ぶ高密度な泥質岩試料採取を行った.引続き室内では,堆積有機物の炭素同位体組成および浮遊性有孔虫化石の検討のための前処理を行った。深海掘削による中央太平洋(Deep Sea Drilling Project Site 463)の石灰岩試料について,7月に産業技術総合研究所のICP発光分析装置によりSi/Ca分析を行い,12月には埋没続成作用を評価する上でのSr/Ca比の有用性を論じた英文原稿を投稿した.これにより,古水温の指標とされる酸素同位体組成の既得データについて,より発展的な考察が可能となった.これまでの研究成果の一部は,6月にJournal of Asian Earth Sciences誌上にて公表された。学会発表は5月に幕張メッセで開催された地球惑星科学合同大会,ならびに11月にシアトルで開催された米国地質学会において行い,白亜紀中期の低緯度太平洋地域の古海水温変動,炭素同位体層序を応用した古海洋環境の多分野統合解析の可能性について議論した.なお米国地質学会では,平成16年度にスミソニアン自然史博物館で予定している長期滞在研究に関して,受入れ先のBrian T.Huber博士と打合せを行い,渡航の円滑化を図ることができた。本研究は白亜紀中期のグローバルな地球環境像を,特に太平洋地域の視点から適切に構築することを目的としている.具体的には,太平洋縁辺・中央海域の堆積物から取得した地質学的・古生物学的・地球化学的データと,異なる海域から得られている既存の資料について,陸源性有機物・石灰岩の炭素同位体層序を共通の高解像度年代尺度として高精度かつ客観的に相互参照・総合化を行う.平成16年度は,ほぼ一年間ワシントンD.C.(アメリカ)のスミソニアン自然史博物館において交流訪問者として滞在研究の場を設け,本課題を遂行する上で必要不可欠な微化石(浮遊性有孔虫)の取扱いに関する技術の習熟に努めた.まず,これまで修士・博士課程の研究を通じて扱った北海道・中央太平洋地域の標本と,当博物館所蔵の模式標本,および受入研究者(Brian T.Huber博士)所有の大西洋深海掘削試料との比較検討を通じ,白亜紀中期太平洋における浮遊性有孔虫群集の特徴を明らかにした.さらに受入研究者とともに,太平洋・インド洋・大西洋における複数の深海掘削地点から高密度に採取された試料を用いて,安定同位体的手法によるCenomanian期の浮遊性有孔虫の古生態・古海洋環境復元に関する共同研究を開始した.当博物館における検討の結果,前年度までに得られていた中央太平洋の地球化学的データの公表が可能となり,これまでに2編の英文原稿にまとめて国際誌に投稿した.また,中生代浮遊性有孔虫ワーキンググループ(Mesozoic Planktonic Foraminiferal Working Group)に参加する機会に恵まれ,インターネットを通じて公開される白亜紀浮遊性有孔虫化石データベースの構築に関する作業の一端を担った.本研究は,白亜紀中期のグローバルな古海洋環境像を,特に太平洋地域の視点から適切に構築することを目的としている.

具体的には,太平洋中央・縁辺海域の堆積物から取得した地質学的・古生物学的・地球化学的データと,異なる海域における既存のデータとの高精度かつ客観的な相互参照・総合化を目指し,そのために陸源性有機物と海成石灰岩の炭素同位体層序を共通の高解像度年代尺度として使用する点を特色とする.平成17年度は,過去2年間で手掛けた地球化学的データ(Sr/Ca比,炭素・酸素同位体)および浮遊性有孔虫化石の群集評価・分類の完成に向けた検討を行い,学会及び誌上における成果の発表に努めた.深海掘削による中央太平洋石灰質堆積物試料のデータに関しては,Sr/Ca比に基づく埋没続成作用モデルを英文誌上に公表した(川幡穂高博士・掛川武博士と共著).これにより,引続く炭素・酸素同位体による化学層序と古水温変動の研究(投稿準備中)に対する解釈の基礎を完成するに至った.太平洋縁辺(北海道)に関しては,浮遊性有孔虫化石と陸源性有機炭素同位体による複合層序を英文誌に投稿し,将来的に欧米諸地域と同等のタイムスケールで白亜紀古環境解析を行うための枠組みを構築した.また,昨年度スミソニアン自然史博物館(ワシントンD.C.)における長期滞在研究において開始した,炭素・酸素同位体による白亜紀中期浮遊性有孔虫の古生態および北西大西洋の海洋構造に関する研究について,詳細なデータ取得を完了した(Brian T.Huber博士・Kenneth G.MacLeod博士と共同).その結果,当時の古海洋環境変遷像の通説に大幅な変更を迫ると期待される成果が得られた.この作業では白亜紀浮遊性有孔虫の分類学的問題と進化にも焦点をあて,その一端については英文誌に投稿した.
超微粒子の流動化に適した新しいタイプのフルイドベッド型反応装置の基礎的研究

流動層、サイクロン、ダウンカマーから構成される流動化粒子の循環が可能な流動層を作製した。この流動層を用い、平均粒径約70μmのFCC粒子と平均粒径0.515μmの各種微粒子とがともに存在する系での流動化粒子の循環挙動や微粒子の排出挙動、さらには微粒子が連続的に供給される場合の定常操作領域や微粒子の凝集挙動について調査した。流動化粒子は静止層高で約30cm程度投入され、0.51.0m/sのガス流速で流動化される。実験では各操作条件で運転したときの層内粒子単位重量当たりの微粒子重量(微粒子ホールドアップ)、粒子循環速度、微粒子の排出速度を測定した。粒子循環速度は微粒子のホールドアップの減少につれて増加した。微粒子が数nm以下の場合にはFCC粒子への付着性や自身の凝集性が非常に強くなるので、微粒子のホールドアップが著しく高いと層内で粗粒子と微粒子の複合粒子凝集体が形成され流動化することがわかった。またサイクロンより飛び出す微粒子の流出速度は、微粒子のホールドアップが大きいほど、ガス流速が大きいほど、また微粒子径が大きいほど大きかった。微粒子を連続的に投入した場合では、微粒子の供給速度がこの粒子循環システムからの微粒子の排出速度と等しくなる、いわゆる定常操作が可能な領域と不可能な領域とが存在することが分かった。供給する微粒子径が数μm以下の場合、微粒子の供給速度がある値を超えると層内での微粒子のホールドアップが著しく増加し、流動化が悪くなって連続操作が不可能であった。また、供給微粒子の粒子径がある値より大きくなると、それらの微粒子はサイクロンで捕集されるので連続操作が不可能であった。定常操作可能な領域における微粒子のホールドアップは微粒子の供給速度が大きいほど、ガス流速が小さいほど、また供給微粒子の粒子径が小さいほど大きかった。実験装置を製作し、FCC粒子を流動化した場合の超微粒子のFCC粒子への付着性を調べた。実験装置は「フルイドベッド」本体、「ガス供給システム」、「サイクロンなどの粒子循環システム」からなっている。フルイドベッド本体としては、内径4cm、高さ300cmの装置を用いた。この装置にFCC粒子を供給して、粒子の終末速度の3倍から10倍程度のガス速度(30100cm/s)で流動化するとFCC粒子は装置より流出し、サイクロンで捕集され、サイクロンレッグを通って流動層に戻る。このFCC粒子に平均粒子径が10μm以下の微粒子を重量パーセントで25%混ぜ、FCC粒子とともに流動化させる。層内での微粒子の循環が定常になった時のFCC粒子と一緒に循環する微粒子の量を測定した。その結果、微粒子径が数μm以下の場合は微粒子は主としてFCC粒子の表面に付着して循環流動化していることがわかった。そしてFCC単位重量あたりの微粒子の付着重量(微粒子のホールドアップ)は微粒子の粒子径が小さくなるほど大きくなった。また、ホールドアップは空筒基準ガス速度が小さくなるほど大きくなった。微粒子径が5μmより大きくなると、FCC粒子の表面に付着して循環する粒子のほか、FCC粒子に付着しないで循環する粒子も存在することがわかった。実験装置としては流動層、サイクロン、ダウンカマーから構成される流動化粒子の循環が可能な流動層を製作した。この流動層に平均径約70μmのFCC粒子を静止層高で約30cm程度投入し、0.50-1.0m/sの一定のガス流速で流動化した。

流動化しているところへ平均径が15μmから1μmの一定粒子径の水酸化アルミニウム、アルミナ、炭酸カルシウム、水酸化マグネシウム微粒子を連続投入した場合の流動化の様子を調べた。すなわちFCC粒子を0.5-1.0m/sで流動化した場合に15μm以下の微粒子を連続的に投入した場合、微粒子の供給速度がこの粒子循環システムからの微粒子の排出速度と等しくなる、いわゆる定常操作が可能な領域と定常操作が不可能な領域とが存在することが分かった。例えば、供給する微粒子が数μm以下の場合には微粒子のFCC粒子への付着凝集性が非常に強くなるので、層内での微粒子のホールドアップが著しく増加し、連続操作が不可能であった。この場合には微粒子がFCC粒子に対するバインダーとなり、層内に数百μm程度の2次複合粒子凝集体を形成して流動化していた。また、供給微粒子の粒子径がある値より大きくなると、それらの微粒子はサイクロンで捕集されるので連続操作は不可能であった。このような流動化システムでは粒子径によって定常操作可能な領域と不可能な領域とがあることが分かった。定常操作可能な領域における層内での微粒子のホールドアップと操作条件(ガス流速、粒子径、微粒子供給速度)との関係を実験的に調べ、以下のことが分かった。微粒子のホールドアップは微粒子の供給速度が大きい程、またガス流速が小さい程、また供給粒子の粒子径が小さい程大きくなった。流動層、サイクロン、ダウンカマーより構成される流動化粒子の循環が可能な流動層に粒径の異なる微粒子と粗粒子を所定の割合で混合し、0.501.0m/sのガス流速で運転した場合の流動化粒子の循環挙動および微粒子の排出挙動を調べた。層内には循環が容易な平均粒径約70μmのFCC粒子に付着・凝集性の強い平均粒径0.53μmの水酸化アルミニウム微粒子を05wt%まで混合した粗粒子-微粒子混合物を静止層高で約30cm程度流動層に投入した。そしてこの混合粒子を空気で流動化し、層内での微粒子ホールドアップが十分短い時間で一定であると仮定して粒子循環速度およびサイクロンより排出される微粒子の飛び出し速度に及ぼす層内の微粒子ホールドアップの影響を微粒子径およびガス流速をパラメータとして調査した。粒子循環速度は層内の微粒子ホールドアップが減少するにつれて増加した。微粒子の層内ホールドアップが高い領域では層内で粗粒子と微粒子の複合粒子凝集体が形成されており、この複合粒子凝集体は循環している間に衝突や摩擦によって次第に微粒子のみが剥離していくので、見かけのサイズが小さくなった結果粒子循環速度が増加したと考えられる。また、混合する微粒子に平均粒子径1μm以上のものを使用すると、高ガス流速下(1.0m/s)では層内の微粒子ホールドアップが1wt%以下の小さい領域において粒子循環速度が粗粒子のみの粒子循環速度に比べて大きくなった。この流動化状態の改善効果は微粒子径が0.5μmの場合には見られなかった。しかしいずれの微粒子径においても、粗粒子のみの粒子循環速度で規格化した無次元粒子循環速度はガス流速度の増大とともに高くなった。サイクロンより排出される微粒子の排出速度は、微粒子の層内ホールドアップが大きいほど、また微粒子の平均粒子径が大きいほど大きかった。
怒り・攻撃性がcomplex PTSD症状に及ぼす影響に関する研究

児童虐待やドメスティック・バイオレンス,繰り返される性暴力など,人の心に大きな傷を残すような被害を受けた場合,感情面が不安定になったり,怒りが爆発して攻撃的になったりすることがあります。この研究では,怒りや攻撃性が感情のコントロールや対人関係問題などの複雑性PTSD症状に及ぼす影響について調べることを目的としています。この研究の結果は論文として公表される予定であり,将来のこの分野の診断や治療に役立つことが期待されます。
最大クリーク抽出アルゴリズムの効率化・拡張と計算量評価および応用

最大クリークを抽出する新しいアルゴリズムMCSを開発し,格段に高速であることを明らかにした.これにより,従来では100日以上かかっても解けなかった幾つかの問題を100秒以内で解くことに成功した.最大クリーク問題が多項式時間的に可解となる基本的結果も確立した.また,最大クリーク抽出アルゴリズムがハイパーグラフにおいても効率的に稼働する様に拡張した.更に,これらのアルゴリズムをデータマイニングなどの実問題に応用して有効な結果を得た.最大クリークを抽出する新しいアルゴリズムMCSを開発し,格段に高速であることを明らかにした.これにより,従来では100日以上かかっても解けなかった幾つかの問題を100秒以内で解くことに成功した.最大クリーク問題が多項式時間的に可解となる基本的結果も確立した.また,最大クリーク抽出アルゴリズムがハイパーグラフにおいても効率的に稼働する様に拡張した.更に,これらのアルゴリズムをデータマイニングなどの実問題に応用して有効な結果を得た.最大クリーク抽出問題に対し,組合せ最適化手法の基本である分枝限定法の分枝限定を強力化する近似彩色法および節点の整列法を改良し,更にグラフ塗保持するデータ構造にも工夫を凝らして一層の改善を達成し,数多くのベンチマーク問題などに対して提唱アルゴジズムの高効率性を実験的に確認した.同様の手法を,より高度な構造を有するハイパーグラフに対しても活用出来る様に,ハイパーグラフ独自の特徴に基づいた考察を行うことにより拡張し,ハイパーグラフ中の最大クリークを従来よりも大幅に効率良く抽出するアルゴリズムを開発した.これにより,DNAコンピューティングのたあの配列設計の基礎をより強力とした.最大クリーク抽出のための上記実働上の効率化と併行して,理論的時間計算量評価の改良を行い,従来の他の研究結果と比べて大幅に改善した評価を保証するアルゴリズムと評価結果を得た.また,その時間計算量の評価結果は理論的に良いだけでなく,実働上においても優れていることを確認し,理論的結果と実験的結果の良好性の融合を達成した.更に大規模な実応用問題に対処出来る様にするため,分散処理による最大クリーク抽出方式を提案して実働化し,その有効性を実験的に確認した.極大クリーク抽出アルゴリズムのデータマイニング問題への応用例として.企業コミュニティの状況を把握理解し易くする方式を提唱し,その有用性を確認した.また,計算論的学習問題を組合せ最適化問題の一環として把握して,正則言語よりも上のクラスの問題に対して強力な幾つかの結果を得た.最大クリークを抽出するアルゴリズムに対する理論計算量評価の一層の進展を図る過程において,これまでの解析法を大幅に単純化する見通しを付けることが出来た.その具体的成果として,与えられたグラフの最大次数が定数あるいは節点数の多項式オーダーである場合には,最大クリーク問題を多項式時間で解くことができる非常に単純な分枝限定アルゴリズムと,その計算量を証明する単純な解析法を与えた.これは,これまで明らかにされていなかったが,典型的なNP困難問題である最大クリーク問題を多項式時間的に可解とする極めて自然な結果であり,他のNP困難問題の多項式時間的可解条件の基本とすることができる.この結果を基として,一般グラフに対する最大クリーク抽出の新しい理論計算量評価改善の基礎を確立した.一方,実働的に最大クリーク抽出をより高速化する一つの手法として,共有メモリ型並列計算機上において並列処理を実行する新しい手法を開発した.これにより, 8CPU計算機による実験結果として,多くの問題に対して1CPU計算機におけるよりもほぼ8倍に近い高速化を達成できることを明らかにした.更に, 32CPU共有メモリ計算機においても,ほぼCPU数比例に近い高速化が達成出来ることの基礎的な実験的確認結果も得た.極大クリーク全列挙アルゴリズムをデータマイニングに活用する一つの結果として,企業間の関係の構造解析を行い,企業間関係の構造をより全体的な特徴から分析する新たな手法を提案し,その有効性を確認した.組合せ最適化問題の一環として計算論的学習理論に関する問題にも取り組み,新たな結果を得た.最大クリーク抽出のための分枝限定アルゴリズムにおいて最も重要である分枝限定のための近似彩色法を改良し,更に節点の整列を適切化することにより,従来よりも大幅に効率的な最大クリーク抽出アルゴリズムを開発し,計算機実験によりその高速性を確認した.この結果,従来アルゴリズムに対して,対象グラフによっては10倍,100倍以上に高速であり,特に枝が超高密度であるランダムグラフにおいては10万倍以上の高速化を達成していることを確認した.また,枝が疎である大規模グラフに対しても,基本アルゴリズムdfmaxに対して初めて2倍以上の高速化達成に成功した.一方,一般グララにおいてはNP完全問題となる最大クリーク問題が,多項式時間的に可解となるための十分条件を詳細に検討し,これまでよりも一層単純なアルゴリズムにより同条件が満足される結果を得た.また,条件の付かない全く一般のグラフに対する最大クリーク抽出問題の最大時間計算量についても,これまでより一層単純なアルゴリズムと解析により,有意義な理論的計算量結果を得,さらなる時間計算量改善達成の基礎を確立した.これまでの研究成果として得ていた極大クリーク全列挙法を基礎として,バイオ医療データベースにおけるデータマイニング法を開発し,メタボリック症候群の肥満,高血圧,糖尿病,高脂血症に関係する遺伝子間の関係を自動抽出し,有意義な関係を明らかとすることに成功した.この他にも,画像処理,データマイニングや計算量に関する優れた結果を得た.
紀伊ALS/PDCに対する最新の包括的神経科学研究によるALS治療シーズの創出

われわれは、1970年代に剖検された過去の紀伊ALS6例と2013年以降に剖検された現在の紀伊ALS4例の病理学的特徴を比較検討した。その結果、タウタンパクの神経細胞質内凝集体である神経原線維変化とグリア細胞質内封入体、TDP-43タンパクの神経・グリア細胞質内封入体とも、過去症例と現在症例における分布はきわめて類似していた。この結果から、紀伊ALSの基本的な病理学的特徴は生活環境の変化によっても変化していないと考えられた。平成27年度は古座川ALS/PDC症例の神経病理学的検討をおこなった。まず、本学において1960-1970年代に剖検された古座川ALS/PDCのホルマリン固定脳を整理し、病理学的に検索可能な部位がどの程度残されているか、1例1例検討した。その結果、リストアップされていた7例のうち、1例はすべての脳部位が検索され尽くされ、病理組織が残されていないことが判明した。残り6例ではホルマリン固定脳が保存されていることは確認できたが、今回われわれが検索対象とした部位がおおむね残されていたのは1例のみであった。残り5例については、重要部位が剖検時に切り出され、パラフィンブロック化されて新潟大学に保管されていることが判明した。そのため、新潟大学の柿田明美教授と共同研究契約を締結したのち、当該研究代表者が新潟に赴いて標本を検鏡し、今回の研究に必要な部位を確認したのち、薄切切片を作製していただいて和歌山にお送りいただいた。これら6例で免疫組織化学的にTDP-43,タウ、αシヌクレイン、Aβタンパクの局在を検討し、マッピングを行ったところ、いずれの症例においてもタウタンパクが広範に蓄積しており、Aβタンパクの蓄積はみられなかった。TDP-43は主として脊髄の前角細胞とグリア細胞に、αシヌクレインは扁桃体の神経突起にわずかに蓄積がみられた。これらの分布はGuam島ALS/PDCにおける分布ときわめてよく類似していることが判明した。その他のマーカーとして、SOD1、FUS、p62、ubiquitin、C9RANT、cystatin Cについても免疫染色を終了し、現在マッピングを行っている。一方、最近のKii ALS剖検例については、1例を詳細に検討し、タウ、TDP-43、αシヌクレイン、Aβタンパクの分布が1970年代の症例と同様であることを見出し、平成28年6月に弘前で行われる日本神経病理学会で発表予定である。平成27年度に予定した研究計画のうち、1970年代の古座川ALS/PDCの剖検組織の確認と検索部位の収集に予想外の時間を要したが、新潟大学との共同研究締結により、必要な検索を行うことが可能となり、重要なタンパクについてはすべて、蓄積部位のマッピングを行うことができた。また、その他のマーカーについても半数以上の検討が終了している。一方、最近のALS/PDC剖検症例についても、1例について学会報告予定である。以上から、達成率はおおむね80%程度と考えており、ほぼ計画通りである。平成28年度は1965-77年に剖検された過去の紀伊ALS6例と、2013年に剖検された現在の紀伊ALS例について、さらに詳細な神経病理学的解析を行い、過去と現在の症例の所見を比較検討した。タウ免疫染色では、過去、現在の症例ともに神経原線維変化が運動野、前頭葉、側頭葉、扁桃体、海馬で多数認められ、脳幹、脊髄にまで分布していたが、後頭葉、基底核では比較的少数であった。大脳皮質では浅層優位に出現していた。また、グアム島ALSに特徴的とされるgranular hazy inclusionsが全例に見られた。TDP-43陽性神経細胞質内封入体は全例の脊髄にみられ、大脳では基底核よりも海馬に多数認められた。TDP-43病変は、Mackenzie分類Type Bと一致した。以上から、過去と現在の紀伊ALSの基本的な神経病理所見は40年以上を経ても類似しており、共通の病因の存在が示唆された。さらにこれら7例において、SOD1、FUS、C9RANT、ubiquilin-2染色を行ったところ、有意な構造物は認められず、いずれの症例もSOD、FUS、C9ORF72、UBQLN2の変異による遺伝性ALSではないと考えられた。また、分担研究者の廣西らによる紀南地域での診療活動により、3例の新規ALS患者の剖検を得た。一方、われわれはオプチニューリン変異を伴うALSの剖検例において、polyubiquitin familyのうちlinear ubiquitinが神経細胞質内封入体の形成に関与していることを見出し、ALSにおける神経変性には神経炎症が深くかかわっていることを報告した。遺伝子解析については、研究協力者である広島大学の川上教授らにより紀南地域出身者を含む55例のALS患者について網羅的に遺伝子解析が実施されたが、既知の遺伝子異常は見出されず、未知の原因遺伝子が存在する可能性が示唆された。平成28年度に予定した研究計画のうち、1960-1970年代の紀伊ALS/PDCの剖検組織における異常タンパクの蓄積部位の詳細な検討と、2013年に剖検した紀伊ALS症例における異常タンパク蓄積部位との比較検討は終了した。また、紀南地域における新規患者の発掘も順調で、3例の新規ALS患者の剖検も得た。