hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
初期視覚ニューロンの非線型応答特性の分析手法

本課題は,初期視覚野の電気生理実験において,ノイズ刺激を入力として用い,ニューロン応答特性を分析する手法についての理論的研究である.非線型性を含むニューロンの応答特性を同定するには,多数のパラメータの推定が必要となる.呈示刺激にノイズを用いるSTAやSTC等の手法を用いて多数のパラメータを十分な精度で推定するためには,大量のデータが必要である.特に,元々高次元の入力を仮定する感覚系において,複雑なモデルを考慮すると,推定に必要なデータ数は非現実的になる,このため,呈示刺激として単純なノイズではなく,呈示後に得られる情報量を最大化する刺激を用いる,という適応的な手法を考える必要がある.そこで,モデルフィッティングを行う手法として,刺激の呈示と応答の測定を繰り返すことで,オンラインでパラメータの事後分布を更新して行くベイズ的な手法を検討した.パラメータの事後分布を表現することで,次の試行(心理実験においては刺激の呈示と被験者応答の取得)における事後分布のエントロピーの減少量の期待値を求めることができる.各試行においてこのエントロピーが最も減少すると期待される刺激を呈示することで,効率的なパラメータの推定が可能となる.加えて,一年度目に提案した学習モデルについて,生理学的知見との詳細な比較を行った.特に,学習によって得られる基底画像が,単にガボール関数に良く似ているという定性的な比較だけではなく,その形状のパラメータがポピュレーションに渡ってどのように分布するのかという定量的な点に着目し,この点において本モデルが関連モデルよりも生理学的妥当性を持っていることを示した.(抄録なし)本課題は,初期視覚野の電気生理実験において,ノイズ刺激を入力として用い,ニューロン応答特性を分析する手法についての理論的研究である.これまでに広く用いられている手法はSTA(spike-triggered average)やSTC(spike-triggered covariance)など,応答特性が比較的低次の非線型関数で近似できることを仮定したものである.しかし,ニューロンのスパイク生成過程はより高次の非線型性を持っており,これが網膜入力から対象ニューロンまでの系全体の非線型性として現れることになる.以上の背景のもとで,ニューロン応答特性を正確かつ効率的に分析する手法を構築することが本研究の目的である.本手法では,入出力ともに確率的に振る舞う非線型システムを対象としているため,上記の条件を満たすためには応答特性を必要十分に記述するモデルを決定する必要がある.そこで一年度目は,まず初期視覚野のニューロン応答に関する生理学的知見を精査し,このようなモデルとそのパラメータをデータから推定する手法について検討した.単純型細胞は入力の線型和と実数上の非線型関数の組み合わせ(linear-nonlinear model ; LNモデル)で機能的には記述できるが,後者は単調増加でexpansiveな関数で,ほぼスパイク生成過程に起因していることがわかった.そこで,ニューロン応答特性を多入力一出力の非線型性と一入力一出力の非線型性に分割し,それぞれに適切な事前知識を用いることを考案した.また両者をサポートベクターマシンなどで用いられているカーネル法の原理を用いることで,問題をデータ数次元の二次計画として考え,解がどのように広がっているかを考察した.さらに,数値実験によりこの問題がどの程度の精度で解けるかなどの検証を行った.本課題は,初期視覚野の電気生理実験において,ノイズ刺激を入力として用い,ニューロン応答特性を分析する手法についての理論的研究である.非線型性を含むニューロンの応答特性を同定するには,多数のパラメータの推定が必要となる.呈示刺激にノイズを用いるSTAやSTC等の手法を用いて多数のパラメータを十分な精度で推定するためには,大量のデータが必要である.特に,元々高次元の入力を仮定する感覚系において,複雑なモデルを考慮すると,推定に必要なデータ数は非現実的になる,このため,呈示刺激として単純なノイズではなく,呈示後に得られる情報量を最大化する刺激を用いる,という適応的な手法を考える必要がある.そこで,モデルフィッティングを行う手法として,刺激の呈示と応答の測定を繰り返すことで,オンラインでパラメータの事後分布を更新して行くベイズ的な手法を検討した.パラメータの事後分布を表現することで,次の試行(心理実験においては刺激の呈示と被験者応答の取得)における事後分布のエントロピーの減少量の期待値を求めることができる.各試行においてこのエントロピーが最も減少すると期待される刺激を呈示することで,効率的なパラメータの推定が可能となる.加えて,一年度目に提案した学習モデルについて,生理学的知見との詳細な比較を行った.特に,学習によって得られる基底画像が,単にガボール関数に良く似ているという定性的な比較だけではなく,その形状のパラメータがポピュレーションに渡ってどのように分布するのかという定量的な点に着目し,この点において本モデルが関連モデルよりも生理学的妥当性を持っていることを示した.一年度員に考案したモデルは計画書に記載したモデルとは異なるが,数値実験の結果などにより,生理実験のデータからパラメータを推定するためにはより現実的なモデルであるといえる.従って一年度目の目標は概ね達成された.一年度目に考案したモデルに基づいて具体的なパラメータの計算方法を考察し,推定精度や安定性などを理論的,実験的に検証する.また実際のニューロンを模したシミュレーションにより,従来の逆相関法との比較を行うことで,提案手法の有用性を検証する.(抄録なし)
新たに考案された運動細胞プール興奮性の指標と相反抑制効果の関係に関する研究

前年度申請課題において申請者は以下の点について明らかにした。(1)運動細胞(MN)プールの出力特性(Mslp)と同名筋Ia入力増加に伴うMNプールの出力効率を示すと考えられるM波閾値以下での刺激強度におけるH反射の刺激発達曲線の変化率(Hslp)との比率(Hslp/Mslp)がMNプール興奮性評価の新たな指標となりうること。[Electromyogr Clin Neurophysiol.1994,34:477-489](2)従来からMNプール興奮性の指標とされてきた[H反射閾値/M波閾値]は、同名筋および拮抗筋の随意収縮時における最大H反射/最大M波(Hmax/Mmax)が示す有意な変化に比較して、同一条件下において必ずしも有意な変化を示さないこと。すなわち、MNプールの興奮性変化は主にHslpの変化として表されること。[Eur J Appl Physiol,1994,69:21-25]これらの結果を踏まえて、本年度申請課題では個人間における相反抑制効果量と安静時のMNプール興奮性の関係について研究を進めた。安静時MNプール興奮性には大きな個体差があることが認められる。また、個体内における試験H反射サイズに依存した条件刺激効果の量的差異が報告されていることを考え合わせると、個体間でも試験H反射のサイズ(これにはHmax/Mmaxを用いることが多く、これは同時に安静時MNプール興奮性の指標となる)に依存した条件刺激効果の量的差異が存在する可能性が示唆される。そこで、各被験者のヒラメ筋におけるHmax/Mmaxを求め(同時にHslp/Mslpも測定する)、これに対する一定の抑制性入力(10%MVCの持続性足関節背屈)がもたらす量的効果について調べた。その結果、Hmax/MmaxおよびHslp/Mslpが大きくなるにつれて背屈による試験H反射の抑制量は増加し、試験H反射が最大M波の50%を越える当たりから減少に転ずるパターンが示された。すなわち、個々の被験者における試験H反射サイズ(安静時MNプール興奮性)に依存した条件刺激効果の量的差異が認められた。(投稿準備中)前年度申請課題において申請者は以下の点について明らかにした。(投稿準備中)
HHV-6がコードしているウイルスケモカインの機能解析

我々はHHV-6BのU83についてウイルス感染細胞における発現動態と機能解析した結果、U83遺伝子産物はウイルス感染後期に発現し、単核球細胞系THP-1細胞にCa Fluxやchemotaxis作用を誘導することが明らかにした。この結果よりU83はHHV-6の病原性や感染機構に深く関与していることが示唆された。本研究はU83遺伝子について機能をさらに明らかにすることを目的とした。Yeasttwo-hybridsystemを利用しU83と相互作用する因子をスクリーニングしました。U83遺伝子をbaitとしたtwo-hybridscreeningの結果、yeastにおいて特異的にU83と相互作用する宿主細胞因子migration inhibitory related protein (MRP14)を同定した。U83とMRP14の相互作用はin vivo co-immunoprecipitation法にて確認された。MRP14機能について検討したところ、MRP14はJab1と特異的に相互作用すること、Jab1によってAP-1 activationを抑制することが明らかとなった。また、MRP14によりAP-1 activationの抑制はU83遺伝子によってblockすることが明らかとなった。さらにU83の解析を進め、HHV-6の潜伏するヒトマクロファージにU83の発現を同定した。これらの結果よりU83はHHV-6の潜伏感染及び感染機構に深く関与していることが示唆された。この研究成果は現在、投稿中である。生物個体レベルで、U83はHHV-6が示す病態の影響についてU83トランスジエニックマウスの作成は現在進行中である。U83に対するreceptorの同定を行った。報告されているchemokine receptor cDNAを真核細胞発現vector pCEP4に組み込み、chemokine receptorを持たないK562にtransfectionし、Hygromycinでselectionした後、精製したU83-Fc蛋白を用いて、chemokineの活性やBinging assayについてを検討したが、現在のところ、U83対するreceptorを明らかにされていない。U83遺伝子をbaitとしたtwo-hybridscreeningの結果、yeastにおいて特異的にU83と相互作用する宿主細胞因子migration inhibitory related protein(MRP14)を同定した。また、MRP14によりAP-1 activationの抑制はU83によってblockすることが明らかとなった。この研究成果は現在、投稿準備中である。
病原菌に存在するヘム分解酵素が有する鉄獲得とは異なる新たな生理機能

本研究は病原菌に存在するヘム分解酵素によって生じたヘムの分解産物であるビリベルジンに注目し、その生理機能を分子進化の過程から明らかにすることを目的としている。ビリベルジンを光合成の出発原料に利用するシアノバクテリアには、機能不明のタンパク質Alr5027が存在し、これは代表的な病原菌であるコレラ菌に存在するヘム分解酵素HutZの相同体である。アミノ酸の相同性より系統樹ではAlr5027と他の細菌類を含めたHutZとで枝の分岐を示していた。さらにAlr5027とHutZの配列を比較すると、Alr5027ではヘム分解反応に必要であるArg、Aspは保存されてたものの、ヘムの結合に必要な軸配位子のHisが保存されておらず、Lys164となっていた。したがって、HutZ型ヘム分解酵素を持つ病原菌は進化の過程でAlr5027を改変することでヘム分解酵素を獲得したと考え、分子進化を通しヘム分解酵素の生理機能を検討するためAlr5027のヘムの分解機能の付加を試みた。ヘムと結合するのかを紫外可視吸収スペクトルを用いて検討したところ、ヘムとの結合は観測されなかった。そこでLys164をHisに置換した変異体(K164H)を作成したところヘムとの結合が観測された。この変異体がヘムの分解反応を行うのかを検討するため、過酸化水素を加えヘム分解反応を観測すると、ヘム分解酵素のみで観測される反応中間体ベルドヘムの生成を確認した。Hisを挿入する位置をN末端側、C末端にそれぞれ一残基ずらしても、ヘムの結合が観測されず、ベルドヘムの生成量が著しく少なかったので、Lys164の位置にHisを置換することがAlr5027のヘム分解活性の獲得には最適であった。以上より、Lys164をHisに変異しただけでAlr5027にはヘムが結合し、ヘムの自己酸化反応であるヘム分解反応の機能を付加することに成功した。翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。
階層構造型PC群と12台のカメラによる人間の早期視覚機能の実現とその応用

前回の科研費の支援の基、3年間の取り組みにより、日本脳炎など後天的な重複肢体不自由者の場合、視線の制御は可能になり、図形識別、文字入力,三次元識別が可能であることが判明した。脳性マヒなど先天的な障害の場合、その段階に進めない生徒が数多くいる。そこで本研究では人間の早期視覚機能の実現を階層構造型PC群と12台のカメラにより実現し、人間の「見る力」の解明を目指している。階層構造型PC群の最下層レベルは、人間の視神経に相当するノイズ付与や画像データの遮断の機能である。一つ上位のレベルは、V1野(方位選択性)である。V1野の処理結果をさらに一つ上位のレベルのMST野(直線運動、拡大・縮小、回転)で処理を実現している。Raspberry Piは、処理コストの大きなアルゴリズムを実行すると、熱を発生するので、熱対策を行った。支援学校での取り組みのための評価装置である、光トポグラフィー、及び、視線によるヒートマップ取得のための予備調査を行った。2年目の取り組みは、下位からの画像認識の結果を統合したV1野、V2野、V4野の実現である。膨大な下位からの情報を上位PCで処理を行っている。階層構造型PC群の最下層のRaspberry Pi(人間の視神経に相当するノイズ付与や遮断の機能)、及び、その一つ上の層のRaspberry Pi(V1野:方位選択性)、さらに一つ上の層のRaspberry Pi(MST野:直線運動、拡大・縮小、回転)までの実装を行っている。処理コストの大きな画像認識アルゴリズムを実行する場合、Raspberry PiのCPU負荷が上がるため、熱対策を行った。さらに、上位層への画像データ転送の場合、有線LANアダプター部が熱くなるため熱対策を行った。画像認識アルゴリズムは、V1野、MT野、MST野の実装を行い、さらに高速な処理が出来るように改良中である。膨大な下位からの情報を上位PCで行っているが、情報量が多すぎ、リアルタイム処理が行えていないのが現状である。今後、GPU処理の導入を行い、現状の問題点を解決する予定である。階層構造型PC群の上位層の実装を行う。具体的には、下位からの画像認識の結果を統合して、V1野、V2野、V4野、MST野の実現を目指す。平成29年度、30年度に研究開発した人間の早期視覚機能実現のプロトタイプシステムに様々な外乱を発生させて、先天的な障害、後天的な障害、障害のレベル、障害の原因を作り出し、それらを補い、訓練するソフトウエアを研究開発する。研究開発したソフトウエアを県内支援学校の生徒に使用してもらい、課題の定量的評価を継続的に行う。定量的評価手法は、光トポグラフィーと視線のヒートマップである。取組対象者を年齢、性別、先天的、後天的、障害のレベル、障害の原因と分け、分類することにより、一般化を行う。過去7年間強固な協力体制を築いてきた県内支援学校での取組みは、すでに、初等部、中等部、高等部に視線検出装置と視線ヒートマップ取得ソフトウエアを導入済みであり、支援学校教諭による装置の操作が可能な状況であるため、生徒による取組みは効率良く行うことが可能である。県内支援学校には医療センターが併設されており、山梨大学医学部教員がいるため、医学的見地からの所見を得ることにより、さらに一般化を行うことが可能である。研究開発するソフトウエアは、医学部教員、支援学校教諭と意見交換を随時行い、継続的改善を行う。初年度の取り組みは、階層構造型PC群の構築と複数台カメラからの画像を高速に処理する画像認識アルゴリズムの構築である。PC群には、複数のRaspberry Piを利用した。複数台カメラからの画像を各Raspberry Piに割り振り、処理を行った。画像認識アルゴリズムは、OpenCVライブラリーを有効に活用し、独自の拡張を行った。

さらに、上位層への画像データ転送の場合、有線LANアダプター部が熱くなるため熱対策を行った。画像認識アルゴリズムは、V1野、MT野、MST野の実装を行い、さらに高速な処理が出来るように改良中である。前回の科研費の支援の基、3年間の取り組みにより、日本脳炎など後天的な重複肢体不自由者の場合、視線の制御は可能になり、図形識別、文字入力,三次元識別が可能であることが判明した。脳性マヒなど先天的な障害の場合、その段階に進めない生徒が数多くいる。そこで本研究では人間の早期視覚機能の実現を階層構造型PC群と12台のカメラにより実現し、人間の「見る力」の解明を目指している。階層構造型PC群の最下層レベルは、人間の視神経に相当するノイズ付与や画像データの遮断の機能である。一つ上位のレベルは、V1野(方位選択性)である。V1野の処理結果をさらに一つ上位のレベルのMST野(直線運動、拡大・縮小、回転)で処理を実現している。Raspberry Piは、処理コストの大きなアルゴリズムを実行すると、熱を発生するので、熱対策を行った。支援学校での取り組みのための評価装置である、光トポグラフィー、及び、視線によるヒートマップ取得のための予備調査を行った。2年目の取り組みは、下位からの画像認識の結果を統合したV1野、V2野、V4野の実現である。膨大な下位からの情報を上位PCで処理を行っている。階層構造型PC群の最下層のRaspberry Pi(人間の視神経に相当するノイズ付与や遮断の機能)、及び、その一つ上の層のRaspberry Pi(V1野:方位選択性)、さらに一つ上の層のRaspberry Pi(MST野:直線運動、拡大・縮小、回転)までの実装を行っている。処理コストの大きな画像認識アルゴリズムを実行する場合、Raspberry PiのCPU負荷が上がるため、熱対策を行った。膨大な下位からの情報を上位PCで行っているが、情報量が多すぎ、リアルタイム処理が行えていないのが現状である。今後、GPU処理の導入を行い、現状の問題点を解決する予定である。階層構造型PC群の上位層の実装を行う。具体的には、下位からの画像認識の結果を統合して、V1野、V2野、V4野の実現を目指す。平成29年度に研究開発した人間の早期視覚機能実現のプロトタイプシステムに様々な外乱を発生させて、先天的な障害、後天的な障害、障害のレベル、障害の原因を作り出し、それらを補い、訓練するソフトウエアを研究開発する。研究開発したソフトウエアを県内支援学校の生徒に使用してもらい、課題の定量的評価を継続的に行う。定量的評価手法は、光トポグラフィーと視線のヒートマップである。取組対象者を年齢、性別、先天的、後天的、障害のレベル、障害の原因と分け、分類することにより、一般化を行う。
わが国企業の設備投資が株式市場に及ぼす影響

本研究はわが国企業の設備投資が株式市場に与える影響について明らかにした。主な発見事項は、1成長性が相対的に高い(低い)企業の設備投資に関する適時開示に対して株式市場はポジティブ(ネガティブ)な評価を行う、2過剰投資が懸念される大規模な設備投資は将来業績を悪化させる、3設備年齢と将来業績の間に正の関連性が存在する、4設備投資の効率性と財務報告の品質の間に正の関連性が存在する、の4点である。本研究の目的は、わが国企業の設備投資が株式市場でどのように評価されているかを実証的に明らかにすることである。設備投資は、企業が持続的な成長を達成するうえで必要不可欠なものである。内閣府および経団連も、日本経済の発展のために、設備投資を現状より拡大させる重要性を指摘している。このような背景から、近年の企業の設備投資は増加傾向にある。しかしながら、設備投資が必ずしも将来業績の向上に貢献するとは限らない。いくつかの先行研究では、大規模な設備投資が将来業績の低下をもたらすことが指摘されている。このような設備投資の実態を、株式市場はどのように評価しているのか。本年度は、以上の研究課題に取り組むために必要なデータの整備を行った。具体的には、研究費から購入した「日経NEEDS-FinancialQUEST」および統計ソフト「Stata」を利用して、上場企業の財務データおよび株価データを取得し、実証分析に必要なデータを整理あるいは加工した。なお、設備投資の内容については、当該データベースから取得できないため、各企業の有価証券報告書を参照して、手作業でのデータ収集を行った。さらに、設備投資が株式市場に及ぼす影響を検証した先行研究を渉猟した。これらの作業をベースとして、次年度では、本格的な実証分析に着手することにする。現在、実証分析を順調に進めており、数本の論文投稿に加えて、所属学会あるいは研究会での報告を数回予定している。次年度からの実証分析に向けて必要なデータ整備および関連研究の渉猟を、順調に実施できたことから、現在のところ、本研究は順調に進展していると判断する。本研究の目的は、わが国企業の設備投資が株式市場に与える影響を明らかにすることである。設備投資が株式市場に及ぼす影響については異なる2つの見解が存在する。1つは、設備投資は経営者が企業価値最大化を達成するために実行されることから、株式市場は設備投資をポジティブに評価するという見解である。もう1つは、経営者と資金提供者(債権者あるいは投資家等)の間に存在する情報の非対称性の問題に起因して、経営者は自身の利潤最大化にはつながるものの企業価値を棄損する設備投資を行う可能性があることから、株式市場は設備投資をネガティブに評価するという見解である。わが国企業を分析対象とした場合、いずれの見解が妥当性を有するかは実証的課題であると言える。本研究は以下の4点を実証的に検討した。第1に、設備投資の適時開示に対する株式市場の評価を検証した。その結果、成長性が相対的に高い(低い)企業では、適時開示日において設備投資をポジティブ(ネガティブ)に評価することが明らかとなった。第2に、設備投資が将来業績に及ぼす影響を検証した。企業価値最大化につながる設備投資であれば将来業績の向上が期待される。一方、経営者が自身の利潤を追求するものの、それが資金提供者の利潤最大化には結びつかない設備投資の場合、将来業績の悪化が懸念される。実証分析の結果はこれらの予想を支持していた。第3に、設備年齢が将来業績に及ぼす影響を検証した。そして、設備投資が将来業績に与える影響を検討する際には、設備投資額だけでなく、企業が有する設備年齢を考慮する必要があることを指摘した。第4に、株式市場がネガティブに評価すると考えられる非効率な設備投資を行っている企業の財務報告の品質が相対的に低いことを明らかにした。また、これらの分析と合わせてわが国企業の設備投資に関する基礎調査も行った。次年度は、実証分析に本格的に着手する。具体的には、まず、わが国企業の設備投資の実態を解明する。その際、設備投資額に加えて、設備投資の内容にも注目する。次に、設備投資情報の開示に対する株式市場の反応を調査する。最後に、設備投資が将来業績にどのような影響を及ぼすかを検証する。29年度が最終年度であるため、記入しない。会計学29年度が最終年度であるため、記入しない。
モホ形成の岩石学

地球内部のグローバルな物質的境界のうち,最浅部のモホ(モホロビチッチ不連続面の岩石学的実体とその形成過程を研究した。これらの成果は将来の海洋域でのマントル掘削(モホール)実施時の基本的指針となる。ある種の海洋リソスフェア(白亜紀)の断片であるオマーン・オフィオライトでは, 10m1kmのモホ遷移帯(MTZ)が存在する。MTZはダナイト,ウェールライトを主とするが,厚いものほどMgに富み,基本的にマントル・ハルツバーガイトとMORBの反応帯の性格を有する。島弧では,集積岩の付加および加水作用等の二次的改変が激しく, MTZの多様性と不均質性が著しい。モホの岩石学的実体を明らかにし,その形成過程を解読することを目的とする。そのために,海洋底,島弧での物性的な不連続面を形成していると思われるガブロ(マフィック岩)/かんらん岩,および蛇紋岩/かんらん岩境界の実体およびそれらの形成の岩石学的過程を理解する。(2)海洋底を理解するために,オフィオライトにおけるこれらの境界,特にガブロ/かんらん岩境界の多様性と形成過程を詳しく検討する。(2)島弧では,マフィック超マフィック捕獲岩(特にそれらの複合捕獲岩)を用いてガブロ(マフィック・グラニュライト)と超マフィック岩の境界の成因を明らかにする。(3)オフィオライトのモホ最上部マントル部に産するクロミタイトという岩石のマントル・ダイナミクスの指示者としての重要性を検討する。この指標はモホ形成などの海嶺過程を理解する上で極めて重要である。特筆すべき成果としては、オマーン・オフィオライトにおけるモホの多様性および関与する岩石の性質を明らかにしたことである。同オフィオライトで「モホの化石」に相当するものは、ガブロとかんらん岩の境界であるが、この境界(遷移)はかなり多様性がある(例えばシャープさにおいて)。ところが、かんらん岩類の単斜輝石はその微量元素特性において、驚くべき均質性を有している。LREEに乏しく、MORB的なメルトとの平衡を示している。これらの岩石はしばしば、初生的な見かけを呈する角閃石を有し、メルトが含水であることを示唆する。含水でMORB的なメルト、すなわち背弧海盆玄武岩的なメルトが関与して単一なセッティングでモホが形成された可能性を示していると思われる。今後さらに詳細な検討をしてこの仮説を検証したい。また、モホ直下の最上部マントルの化学的プロファイルを求めた。岩相的にはハルツバーガイトから上方にダナイトを経てウェールライトに変化する。上方に向かってかんらん石のFo値、NiO量は減少し、スピネルのCr#、Ti量は上昇する。これらの規則的変化は、ハルツバーガイト/メルト反応を示唆している。すなわち、ガブロ(メルトを代表)-ウェールライト-ダナイト-ルツバーガイトは巨大な反応生成物である可能性が高いと思われる。すなわち、モホ面が反応界面であり、モホの形成は、拡大中心下の最上部マントルで開始されのではなかろうか。シブヤン(フィリピン)、ナイン(イラン)、パンアフリカン(エジプト)などのオフィオライトのモホやモホ遷移帯の岩石の検討も始めており来年度以降化学組成の情報を付け加え、モホ形成過程に関してさらに一般化を図りたい。捕獲岩から得られる島弧のマントル下部地殻の岩石学的な性質を解明し,モホ形成過程を考察した。今年度は,深部起源の捕獲岩に富むロシア,カムチャツカ弧が主たる対象であった。アバチャ火山,シベルチ火山などのカムチャツカ島弧の火山を調査し,島弧マグマがもたらした深部岩石を採集し,解析を加えた。カムチャツカ島弧ではアリバライト質ガブロ(かんらん石を含むガブロ)の同源捕獲岩が多産し,島弧下部地殻でかんらん石ガブロが盛んに生成されていることを示す。従って,カムチャツカ弧のモホは含かんらん石ガブロ/かんらん岩よりなることが推定される。最上部マントルは情報が乏しいが,アバチャイト(島弧性アンカラマイト)の存在から,ウェールライト質であることが予想される。また,アバチャイトの成因から,結晶分化作用がモホ形成に重要な役割を示したと考えられる。かんらん岩/メルト相互作用の関与は海洋底ほど大きくないであろう。一方,シベルチ火山の捕獲岩はかんらん岩質パイロクシナイトホルンブレンダイトと変化に富み,また,個々の捕獲岩は極めて不均質であった。これらは島弧マグマとマントルかんらん岩の強い反応を示唆する。

このプロセスはマントルと地殻物質の中間的物性を有する岩石を大量に地下に形成すると考えられ,不明瞭なモホを形成するはずである。また,シベルチ火山の捕獲岩はアバチャのものと同様に強い交代作用を受けていることが明らかとなった。また,大陸リフト帯における捕獲岩も比較検討し,捕獲岩から読み取る下部地殻上部マントル過程の一般化を試みた。マグマ過程による始原的モホの形成(主として結晶分化による)→その後の交代作用/マグマ過程による改変(不明瞭化)が結論される。北部オマーン・オフィオライトのモホ遷移帯でMORB(中央海嶺玄武岩)と平衡な(単斜輝石の化学組成上)ハルツバーガイト(斜長石を欠く)が見いだされた。これはMORBと平衡な(もしくはMORB組成を有する)ガブロバンドの周辺に特に顕著に見いだされ,MORBとマントル・ハルツバーガイトの反応の結果形成されたものである。従って,MORBはモホ遷移帯で形成されたものではなく,下位の上部マントルで形成されたものである(すなわち,モホ遷移帯に到達した時には既にMORB組成を有していた)。今後はMORB形成の場を確かめるべく,上部マントルのダナイトを詳しく検討する必要がある。モホ遷移帯に多産するポディフォーム・クロミタイトについて,その成因の再検討を始めた。チベットなどのオフィオライトから報告されているダイヤモンド等を含むいわゆる超高圧クロミタイトは深部リサイクル起源(最上部マントルでマグマ的にできたものが,地球深部を循環して再び現れたもの)であることを提唱した。また,オマーンのワジ・ヒルティにおいて露出のよい2種類のクロミタイト(調和性および非調和性)を予察的に検討した。このうち,調和性のもののみに超高圧クロミタイトの特徴の一つであるスピネル中のシリケートのラメラを見いだした。組織および白金族元素の特徴からもこれら2つのタイプのクロミタイトは全く異なる起源を有することが判明した。調和性のものはリサイクル,非調和性のものはその場でできたキュムレートと考える。本研究のまとめとして北部オマーン・オフィオライトのモホ遷移帯の比較を行った。モホ遷移帯が薄い(10数m以下)場合,遷移帯中直下のハルツバーガイト中のガブロバンドおよび周辺の岩相および鉱物化学組成が,モホ遷移帯全体の変化を再現していることを見いだした。従って,モホ遷移帯全体がガブロバンド/壁岩と同様のメカニズムで形成されたことが示唆される。また,厚い(1kmまで)モホ遷移帯では,ウェールライトはガブロとメルトの反応で形成されており,ダナイト中にはしばしば硫化物が見いだされる。また,ダナイトのかんらん石はMgに富んでいる(0.91)。従って,モホ遷移帯は,スラブからの流体(硫黄を含む)の付加により,高い部分溶融度で形成されたメルト(かんらん石に富む)の貫入により,既存のガブロを溶かし込んで形成された二次的なものであることが示唆される。北部オマーン・オフィオライトのワジ・ヒルティの露出のよい2種類のクロミタイト(調和性および非調和性)を詳細に検討した。このうち,調和性のもののみにスピネル中のシリケートのラメラを見いだした。ただし,スピネル中のパーガス閃石を含む微細な初生包有物は両クロミタイトに見いだされた(ただし,調和性のものは包有物が極めて小さい)。これらより,両者ともに比較的浅所でマグマ的に形成されたものであることが明らかになった。ただし,調和性のものは,より初期に形成され,冷却・減圧を受けている。超高圧クロミタイトに相当するものは見いだされなかった。
楕円型偏微分方程式の研究

標記の研究課題について,楕円型方程式ばかりでなく,双曲型方程式,放物型方程式,擬微分作用素を含む偏微分方程式論全般の基礎的,応用的研究を行った.さらに函数解析的手法ならびに複素解析的手法を用いた研究も平行して行った.まず,境界値問題については,島倉が境界で退化した方程式を拡散過程(放物型方程式)と関連づけて取扱い,いわゆるL^1理論の範ちゅうにおける解の存在と一意性,定常解の安定性についての結果を得た.これは1つの具体的な方程式に対する結果であるが,これを将来より一般的な設定のもとで取扱うための基礎になり得るものである.また宮武は楕円型方程式と双曲型方程式の両方において,リッカチの方程式の研究が基本的な役割を演ずるとの認識に立ち,リッカチの方程式の解の間になりたつ比較定理の研究を行い,双曲型初期値境界値問題への応用を試みた.次に,無限回可微分函数族のなかでジュヴレイ函数族は重要な位置を占めるものであるが,松本はジュヴレイ函数族に作用する擬微分作用素の基礎理論を構築した.大鍛治もジュヴレイ函数族と双曲型方程式との関係についての研究を行った.さらに,池部は函数解析的な手法を用い,谷口は複素解析的な手法を用いて,それぞれ楕円型偏微分方程式およびそれに関連する研究を行った.本研究は代表者と分担者合計10名の協同作業で行われたものである.標記の研究課題について,楕円型方程式ばかりでなく,双曲型方程式,放物型方程式,擬微分作用素を含む偏微分方程式論全般の基礎的,応用的研究を行った.さらに函数解析的手法ならびに複素解析的手法を用いた研究も平行して行った.まず,境界値問題については,島倉が境界で退化した方程式を拡散過程(放物型方程式)と関連づけて取扱い,いわゆるL^1理論の範ちゅうにおける解の存在と一意性,定常解の安定性についての結果を得た.これは1つの具体的な方程式に対する結果であるが,これを将来より一般的な設定のもとで取扱うための基礎になり得るものである.また宮武は楕円型方程式と双曲型方程式の両方において,リッカチの方程式の研究が基本的な役割を演ずるとの認識に立ち,リッカチの方程式の解の間になりたつ比較定理の研究を行い,双曲型初期値境界値問題への応用を試みた.次に,無限回可微分函数族のなかでジュヴレイ函数族は重要な位置を占めるものであるが,松本はジュヴレイ函数族に作用する擬微分作用素の基礎理論を構築した.大鍛治もジュヴレイ函数族と双曲型方程式との関係についての研究を行った.さらに,池部は函数解析的な手法を用い,谷口は複素解析的な手法を用いて,それぞれ楕円型偏微分方程式およびそれに関連する研究を行った.本研究は代表者と分担者合計10名の協同作業で行われたものである.
カタブレファリス類配列をふくむ連結データ系統解析によるクロミスタ仮説の検討

クロミスタ仮説に基づくと、不等毛植物類・ハプト藻類・クリプト藻類は単系統であり、これらの生物群の共通祖先でクロロフイルa+cタイプ葉緑体を獲得したと考えられる。ところが、現在までの核遺伝子配列をもちいた分子系統解析は、ハプト藻類・クリプト藻類との姉妹群関係は極めて強く支持されているが、そこに不等毛植物類が近縁となるかどうかは不明である。カタブレファリス類はクリプト藻類と近縁であると考えられているが、今日までそれほど多くの遺伝子配列は報告されていない。現在2種のカタブレファリス類培養株を購入・培養し、各種遺伝子列の取得を行っている。研究計画ではカタブレファリス類cDNAライブラリーを作成し、網羅的遺子探索を行う予定であった。しかし、現在のところカタブレファリス類培養サンプルから、その餌となるハプト藻類細胞を排除しきれず、cDNAライブラリー作成には至っていない。しかし、タンパク質合成に関わる翻訳伸長因子2 (EF2)と翻訳伸長因子1α様(EFL)タンパクをコードする遺伝子を単離した。これまでハプト藻類・クリプト藻類との姉妹群関係は、複数遺伝子配列に基づく連結データ解析のみで復元されているが、興味深いことにEF2解析ではカタブレファリス類+ハプト藻類+クリプト藻類の単系統性が極めて明瞭に復元され、されに植物(紅藻類・緑色植物類)との近縁となることが分かっている。これは上記3生物群が共通祖先をもち、その祖先生物に植物類からの遺伝子水平移動が起こったと解釈できる。一方EFL解析では、カタブレファリス類は、ハプト藻類ともクリプト藻類とも近縁性を示さなかった。これは、3生物群が分岐した後独立かつ水平的にEFL遺伝子を獲得したことを示唆する。クロミスタ仮説に基づくと、不等毛植物類・ハプト藻類・クリプト藻類は単系統であり、これらの生物群の共通祖先でクロロフィルa+cタイプ葉緑体を獲得したと考えられる。ところが、現在までの核遺伝子配列をもちいた分子系統解析は、上記3生物群の単系統性を支持していない。本計画の研究対象であるカタブレファリス類は、クリプト藻類と姉妹群を形成する可能性が示唆され、クロミスタ仮説の検証にはカタブレファリス類配列が不可欠である。本研究計画では、(1)カタブレファリス類がこれまで認識されたクロミスタ生物群とどのような系統関係にあるのか、(2)カタブレファリス類を含めたクロミスタ生物群が真に単系統であるのか、の2点を、複数遺伝子配列を連結した分子系統解析により検討する。作成した系統解析に用いるアライメントデータにはアミノ酸組成の偏りがある場合、アミノ酸データをその側鎖の性質から6種類のカテゴリーに分けた置換マトリックスを使用し解析する。また遺伝子特異的シグナルに起因する推定の偏りの有無を調べるため、連結データから交互に1遺伝子を抜き取り、系統推定にどのような影響を与えるか解析する。現在までに2種のカタブレファリス類を購入した。現在、分子系統解析用マーカー遺伝子の単離に向けて実験中である。これと平行して、真核生物系統樹中での不等毛植物類・ハプト藻類・クリプト藻類の系統関係を、102核コード遺伝子配列データを用いて解析した。この解析にはカタブレファリス類配列は加えられていないが、興味深いことにハプト藻類とクリプト藻類の単系統性が極めて強く支持された。この研究成果はCurrent Biology誌(英文・査読付)に掲載が決定している。カタブレファリス類配列を加えた解析で、クリプト藻類とハプト藻類の関係が興味深い。また、この解析で蓄積した連結データ解析の知見は、今後カタブレファリス類配列の解析に生かすことが可能である。

クロミスタ仮説に基づくと、不等毛植物類・ハプト藻類・クリプト藻類は単系統であり、これらの生物群の共通祖先でクロロフィルa+cタイプ葉緑体を獲得したと考えられる。ところが、現在までの核遺伝子配列をもちいた分子系統解析は、ハプト藻類・クリプト藻類との姉妹群関係は極めて強く支持されているが、そこに不等毛植物類が近縁となるかどうかは不明である。カタブレファリス類はクリプト藻類と近縁であると考えられているが、今日までそれほど多くの遺伝子配列は報告されていない。現在2種のカタブレファリス類培養株を購入・培養し、各種遺伝子配列の取得を行っている。研究計画ではカタブレファリス類cDNAライブラリーを作成し、網羅的遺伝子探索を行う予定であった。しかし、現在のところカタブレファリス類培養サンプルから、その餌となるハプト藻類細胞を排除しきれず、cDNAライブラリー作成には至っていない。しかし、タンパク質合成に関わる翻訳伸長因子2(EF2)と翻訳伸長因子1α様(EFL)タンパクをコードする遺伝子を単離した。これまでハプト藻類・クリプト藻類との姉妹群関係は、複数遺伝子配列に基づく連結データ解析のみで復元されているが、興味深いことにEF2解析ではカタブレファリス類+ハプト藻類+クリプト藻類の単系統性が極めて明瞭に復元され、されに植物(紅藻類・緑色植物類)との近縁となることが分かっている。これは上記3生物群が共通祖先をもち、その祖先生物に植物類からの遺伝子水平移動が起こったと解釈できる。一方EFL解析では、カタブレファリス類は、ハプト藻類ともクリプト藻類とも近縁性を示さなかった。これは、3生物群が分岐した後独立かつ水平的にEFL遺伝子を獲得したことを示唆する。
前庭機能廃絶後における体平衡機能回復のメカニズムに関する実験的研究

カエルを用いて内耳毒性薬剤投与後、ならびに前庭神経切断後の姿勢・運動能の変化を検索し、あわせて切断神経、末梢前庭器の形態学的、生理学的検討を行った結果、つぎの結論を得た。内耳毒性薬剤投与後、動物は前庭器官の障害に応じた姿勢や運動能の変化をきたした。最も著明な変化は卵形嚢障害の際にみられたもので、障害の強い側への傾斜姿勢であった。この傾斜姿勢は投与後の経過日数に応じて増悪する傾向があった。また、卵形嚢斑の障害がごく僅かであっても姿勢の変化が現れた。以上より、内耳毒性薬剤は前庭器感覚細胞に有意の変化を生じ、この変化に応じて姿勢も障害され、また進行することが判明した。一側前庭神経切断後は、その側への偏倚姿勢が現れた。この姿勢は日数の経過とともに軽快し、もとの正常な姿勢に戻った。この時点では、切断した神経はよく再生し、また、前庭器も形態学的、生理学的に正常であった。よって、姿勢の回復には従来より知られている中枢性の代償機構と末梢前庭器の機能の回復がともに作用し合っているものと考えられた。一側前庭神経切断後の姿勢回復を待って再度同じ神経の切断を行った場合は、やはりその側への傾斜が出現したが、傾斜度は初回のそれに比べると小さく、また回復期間も短かった。このことは、純粋に中枢性代償機構のめまい症状に対する改善効果をしめすものといえる。また、姿勢回復後に反対側の神経切断を行った際は、傾斜度は初回のそれに比べて大となった。このことより、一側に成立した中枢代償が他側前庭障害の症状の程度にも影響を及ぼすものと思われた。さらに、両側神経の切断後、一側で神経の再生を阻害した場合は、徐々にその側への傾斜が出現した。このことは純粋に末梢受容器機能の姿勢の回復に対する作用をしめすものと考えられた。ウシガエルを用いて一側前庭神経切断後の体平衡、運動能の変化を経時的に追跡した。神経切断後、動物は約30゚その側へ傾斜する。この傾斜は次第に減少し、約7週で正常に復した。この時点ですでに切断神経は再生癒合し、また卵形嚢などの前庭器感覚細胞も正常の形態を保っていた。さらに感覚細胞を機械的内リンパ流動で刺激すると神経癒合部を経由する良好な活動電位が記録された。このことより、前庭神経は切断後も再生能力が旺盛で、これが中枢の代償機構と共に体平衡の回復に関与しているものと考えられた。さらに、残存した感覚細胞が臨床的にしばしば経験される神経切断後のめまいの再発を惹起しているものと考えられた。前庭神経を両側で切断した際は、傾斜姿勢はみられなかった。但し、一側切断部に骨片を挿入して神経の再生を阻害した場合は、除々にその側への傾斜姿勢が出現した。これは反対側で神経の再生が生じ、体平衡のバランスが崩れたためと考えられ、やはり姿勢の回復に関与する神経再生の重要性を示唆するものと考えられた。ゲンタシンなどのアミノ配糖体系抗生物質の内耳毒性の重要性についてはよく知られている。今回ゲンタシンを内耳内に注入して惹起される感覚細胞と体平衡の障害について検索した。薬剤注入後、種々の程度の形態学的変化が観察された。この変化は注入後の時間経過に伴って高度となった。

一方、形態的変化に応じて体平衡の障害が出現した。とくに卵形嚢障害の際は、その側への傾斜姿勢が現われ、垂直半規管の障害では頭部の安定性や跳躍能が障害された。これらの変化も時間の経過に伴って増悪した。内耳毒性薬剤のように前庭感覚細胞を恒久的に障害し、その機能回復の見込みがない場合は姿勢の回復はきわめて遅延した。以上より、前庭神経ならびに感覚細胞は、神経切断後も再生力が高く、このことが、中枢性の代償機能とともに平衡能回復の重要な要素となることが証明された。カエルを用いて前庭神経切断後の姿勢・運動能の変化を検索し、あわせて切断神経、末梢前庭器の形態学的、生理学的検討を行った。上前庭神経切断後、動物は直ちに切断側への傾斜姿勢をしめした。この傾斜姿勢は次第に減少し、3ー9週で正常の頭位に戻った。この時点では、切断した前庭神経はよく再生しており、前庭受容器も形態学的、生理学的に正常であった。したがって、このような感覚上皮の残存と神経の再生が前庭機能障害後の障害体平衡回復の重要なメカニズムとなっていることが推察された。また、神経の再生と中枢性の代償とがどのように関わって体平衡の回復に寄与するかについて検討するために、以下の2種類の実験を行った。第1の実験では、右側神経切断後の頭部傾斜が0゚となった後、同側の神経を再度切断して姿勢の変化を観察した。第2の実験では、右側神経切断後姿勢が回復した直後に反対側(左側)の神経切断を行った。第1の同側神経の再切断実験では、2回目の神経切断後の傾斜角度は初回のそれよりも少なかった。さらに2回目の神経切断後の姿勢回復に要する期間も初回より短かった。これは、初回の神経切断によってすでに中枢性の代姿が充分に達成されており、その結果2回目の神経切断後の傾斜が少なく、また中枢代償が成立する過程が省略された分だけ回復期間も短くなったものと考えられた。姿勢回復後に反対側の神経切断を行った場合は、2回目の切断後の傾斜角は初回のそれより大となった。これは、右側切断後この側で中枢代償が成立しており、しかも末梢受容器機能も回復したためと考えられる。すなわち、左側切断後は右側の中枢代償分だけ左右の前庭不均衡が大となり、左側へのより大きな傾斜が現れたのではないかと考えた。今回の実験から、前庭機能障害後の姿勢の変化には中枢性の代償機構と末梢前庭の機能とがともにメカニズムとして働いていることが明らかとなった。
抗老化因子としてのビタミンB6に関する研究

近年、ビタミンB6(B6)は様々な疾病を予防することが報告され、本研究では、B6は老化予防因子として作用するのではないかと考え、検討を加えた。近年、様々な疾病にNFκBを介する炎症性の応答が関与し、老化の重要な促進因子とされている。そこで、本研究において、LPSによるマクロファージのNFκB活性化をB6が抑制することを明らかにした。我々は、大腸がんと同様に、乳がんや皮膚がんの発現もB6が抑制するか否か動物実験を行なった。その結果、DMBA誘発ラット乳がんの発現については、B6摂取により抑制されることを明らかにした。ところが、UV照射ヘアレスマウス皮膚がんの発現に対しては、B6摂取の増加によりむしろ増大するという意外な結果を得た。近年、発がんが進行した段階では、オートファジーの抑制は発がんの阻害につながることが報告された。そこで、我々は、培養細胞系の実験により、B6のオートファジー抑制作用を発見した。我々の乳がんや大腸がんの発現に対するB6の抑制作用を示した実験系では、B6摂取のプログレッションに対する影響が大であるためB6のオートファジー抑制が抗腫瘍作用につながると思われる。さらに、B6の大腸がん抑制作用に関する分子機構を解明するためにDNA microarray法によって、B6に応答する大腸遺伝子群を複数見出した。近年、老化と関連する酸化ストレスをB6が抑制することが報告されているが、その分子機構は不明である。本研究では、その作用がホモシステインと銅イオン存在下で著しく現れることを細胞レベルで実証し、B6の抗酸化作用の銅依存性の機構を提案した。また、肥満を基盤とするメタボリックシンドロームが社会的に大きな話題となっているが、この肥満に伴う、B6代謝の特性についても明らかにした。1.脳疾患の発現に対するビタミンB6摂取の影響:マウス初代ミクログリア細胞を調製し、LPS刺激に対するビタミンB6の影響を調べた。その結果、PLにより、COX-2などの発現が著しく抑制されることが示された。2.肥満・糖尿病マウスに対するビタミンB6摂取の影響:肥満・2型糖尿病マウスに対するビタミンB6摂取量の影響を調べた。その結果、肥満や血糖に対しては、ビタミンB6摂取の影響はほとんど無く、血中コレステロールのみビタミンB6摂取の増加により低下することが示された。3.老化促進マウスに対するビタミンB6摂取の影響:SAMPマウスに対するビタミンB6摂取の影響を検討した。その結果、ビタミンB6摂取の増加に伴い、血中グルコースや血中コレステロール、組織の過酸化脂質が低下したが、皮膚炎などの症状はむしろビタミンB6摂取により増大する結果となった。4.皮膚がんの発現に対するビタミンB6摂取の影響:UV誘発皮膚がんモデルマウスに対するビタミンB6摂取の影響を調べた。その結果、ビタミンB6摂取の増加に伴い、皮膚腫瘍の発現が増加していた。5.ビタミンB6の抗炎症作用の機構解析:ビタミンB6(PLP)のPPARγのリガンドとしての作用が示唆され、PPARγを介したビタミンB6の抗腫瘍作用、抗脳疾患作用、及び抗炎症作用の機構が提示された。6.ビタミンB6の細胞増殖抑制機構:プリン合成の調節酵素のIMP脱水素酵素がPLPにより阻害されることが見出され、ビタミンB6の細胞増殖抑制作用について機構の一端が明らかとなった。7.ビタミンB6摂取の乳がんの発現に対する影響:実際の食生活で摂取する量に近いビタミンB6摂取量のラットDMBA誘発乳がんの発現に対するビタミンB6の影響を調べた。その結果、ビタミンB6摂取の有意な影響は見られなかった。1.ビタミンB6(PLP)がPPARγを活性化する可能性を調べた。

その結果、3T3-L1脂肪細胞を用いた培養細胞系の実験、およびラットを用いた動物実験により脂肪組織と大腸のPPARγ依存性の遺伝子群の発現も上昇していることが明らかとなった。2.プリン合成の調節酵素であり細胞増殖の調節に関与するヒトIMP脱水素酵素がPLPにより阻害されたが、意外なことにマウスIMP脱水素酵素についてはPLPの阻害作用がほとんど見られなかった。この両者の違いについて解析を進めた。3.高脂肪食摂取ラットに対するビタミンB6摂取の影響を調べた結果、脂肪肝の発現がビタミンB6摂取の増加により抑制されることが明らかとなった。その機構の一端として、肝臓脂肪酸酸化系の増大によることが示唆された。4.db/db肥満・糖尿病マウスのビタミンB6代謝について検討を行った。その結果、血中のPLPなどのB6代謝物濃度が対照マウス(db/+)と比べて著しく上昇していることが明らかとなった。同様に、高脂肪食摂取ラットの血中B6代謝物濃度も上昇していることが明らかとなった。さらに肝臓等のB6代謝物についても分析を進めているところである。5.ビタミンB6摂取の乳がん細胞株FRMに対する影響について検討を行った。その結果、pyridoxineに濃度依存的な増殖阻害作用が見出された。その機構の少なくとも一部はアポトーシスを介した機構であることが明らかとなった。6.前年度に見出されたUV誘発皮膚がん発現に対するビタミンB6摂取の促進作用の機構を調べた。その結果、ビタミンB6の皮膚への腫瘍促進効果に、酸化ストレスは無関係であることが示された。1.オートファジーは腫瘍発現と密接な関係にあるので、ビタミンB6のオートファジーに対する影響について解析を行った。その結果、肝臓や繊維芽細胞などの癌細胞において栄養飢餓によるオートファジーの誘導がB6(pyridoxal、pyridoxal 5'-phosphate)添加により著しく抑制されることを明らかにした。従来、オートファジーを抑制する栄養素としては、アミノ酸(ロイシン)が報告されていたが、それ以外の栄養素としては、はじめての発見であった。2.細胞培養系の実験において、ホモシステイン添加による酸化ストレスやアポトーシスの誘導が、B6添加によって抑制され、その効果は特に銅イオンの共存下で顕著に現れることを明らかにした。この結果は、B6の抗酸化作用に銅イオンが関与するという新しい機構を示唆している。3.食餌B6量が体内の各組織中のB6代謝物に対していかなる影響を及ぼしているのか再検討を行った。その結果、従来、肝臓のB6代謝物がB6欠乏食の影響を受けやすいとされ、多くの研究が報告されているが、消化管(大腸、小腸、胃)や白色脂肪組織のB6代謝物の方がはるかに影響を受けやすいことが明らかとなった。この結果から、B6の抗腫瘍作用が特に大腸で顕著に現れる理由が説明可能となった。4.B6摂取に応答する大腸の遺伝子を探索するために、大腸のRNAを抽出し、DNA microarray法により解析を行った。その結果、Tff2、Reg4、ABCA12、capなどの遺伝子発現が著しく抑制されていることが明らかとなった。
内部浸食による盛土の耐震性能劣化評価法高度化のための土の構造劣化機構の解明

本研究は,内部浸食による盛土の耐震性能劣化を評価するために必要な,浸透による土の劣化機構の解明を目的とした.浸透実験における土の細粒分流失の観察や数値シミュレーションでは,浸透流による盛土内の細粒土の移動プロセスを明らかにした.浸透に伴う細粒土流失や土骨格構造の変化の微視的観察の試みでは,イメージ解析により,流出する細粒土や粗粒土の骨格構造等を定量可能であることを示した.加えて,新たに試作した平面ひずみ浸食・せん断試験装置を用いた試験を通じて,内部浸食により排水条件下における土の剛性・強度は変化すること,これには粗粒土を囲む細粒土の影響が大きいことを明らかにした.本研究は,内部浸食による盛土の耐震性能劣化評価法を高度化するために必要な,浸透による土の構造劣化機構の解明を目的とする.具体的には,浸透実験における土の細粒分流出に伴う土の骨格構造の変化の微視的観察等を通じて,浸透流による,力の伝達に緩やかに寄与している,若しくは,寄与していない土の細粒分の移動特性,並びに,(2)細粒分の移動により形成される土の骨格構造と,堆積や締固め等によって形成される土の骨格構造の違いを明らかにする.初年度である平成25年度は,シルトと砂を混合した砂質土に対して,浸透実験を実施した.このとき,土の細粒分流出に伴う土骨格構造の変化を,デジタルマイクロスコープを用いることにより微視的に観察した.このシステムを用いて,次年度以降に向けた予備実験を行った結果,(1)細粒分を含む砂質土を締め固めたときに形成される土の骨格構造について明らかにし,(2)そのような土に対して浸透流を与えた際の細粒分の移動・堆積過程を観察可能であることを確認した.また,同種の土を対象として,浸透流を受ける盛土の細粒分移動を調べる模型実験も実施した.このとき,微視的な観察と実施すると共に,盛土全域における浸透による細粒分の移動状況,並びに,浸透後の細粒分の空間分布についても詳細に調べた.その結果,盛土中の細粒分の移動・堆積過程を把握することができ,地下水面付近で細粒分流出が大きく,盛土下部においては細粒分が増加する領域が形成されること等が明らかとなった.本研究は,内部浸食による盛土の耐震性能劣化評価法を高度化するために必要な,浸透による土の構造劣化機構の解明を目的とする.具体的には,浸透実験における土の細粒分流出に伴う土の骨格構造の変化の微視的観察等を通じて,(1)浸透流による,力の伝達に緩やかに寄与している,若しくは,寄与していない土の細粒分の移動特性,並びに,(2)細粒分の移動により形成される土の骨格構造と,堆積や締固め等によって形成される土の骨格構造の違いを明らかにする.平成26年度は,まず,シルトと砂を混合した砂質土に対して,浸透実験を実施した.このとき,土の細粒分流出に伴う土骨格構造の変化を,デジタルファインスコープを用いることにより微視的に観察した.その結果,(1)イメージ解析により,流出する細粒分の定量的評価が可能であること,(2)細粒土流出による粗粒土の骨格構造の変化,並びに,局所的な細粒土の堆積による粗粒土間の接触状態の変化を観察可能であることを確認した.また,同種の土を対象として,浸食を受けた土の剛性・強度の変化を三軸試験により示すことができた.加えて,浸透流を受ける盛土の細粒分移動を調べる模型実験も実施した結果,盛土中の細粒分の移動・堆積過程を定量的に示すことができた.更に,細粒分流出過程について,局所的浸透流が発生する場合を題材として,数値解析によるその再現を試み,堆積過程については表現できないものの,浸食過程については概ね再現可能であることが分かった.本研究は,内部浸食による盛土の耐震性能劣化評価法を高度化するために必要な,浸透による土の構造劣化機構の解明を目的とする.具体的には,浸透実験における土の細粒分流出に伴う土の骨格構造の変化の微視的観察等を通じて,浸透流による,力の伝達に緩やかに寄与している,若しくは,寄与していない土の細粒分の移動特性,並びに,(2)細粒分の移動により形成される土の骨格構造と,堆積や締固め等によって形成される土の骨格構造の違いを明らかにする.平成27年度は,まず,シルトと砂を混合した砂質土で構築された盛土に浸透流を与えて細粒分流出プロセスを明らかにする模型実験を実施し,基礎地盤と盛土の初期細粒分含有率が浸透・浸食後の盛土内細粒土分布に与える影響を定量的に示した.また,同種の土を対象として,新たに試作した平面ひずみ浸食・せん断試験装置を用いて,土の浸食過程の詳細な観察を行うとともに,浸食後の細粒土分布と土の力学的挙動の関係を実験的に示すことができた.以上の成果,並びに過年度の成果を踏まえて,研究を取りまとめた.