hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
メラトニンと骨代謝調節ホルモン・サイトカインとの新規相互作用の解明

本研究の目的は、骨疾患においてメラトニンをアジュバントとして使用し、より効率的で副作用の少ない、骨疾患治療法を開発することである。そのため、骨疾患治療薬に用いられるサイトカイン・ホルモンとメラトニンの、骨形成ならびに骨吸収作用に関する相互作用について検討し明らかにする。今年度は、前年度に作製した試料の解析と成果発表にほとんどの時間を費やした。昨年、卵巣摘出ラットを作製し、骨粗鬆症治療にもちいられる副甲状腺ホルモン(PTH)投与とメラトニンの併用効果についてマイクロCTを用いて形態学的に検討したが、解析方法に若干の修正が必要であることが判明し、再解析を行った。その結果、前回の結果と大きな違いはなかったが、PTHとメラトニンを併用することによりPTH単独群に比較して海綿骨がやや減少するという傾向はみられなくなった。今年度はさらにメラトニン単独投与群の解析を進め、本実験で用いた飲料水中のメラトニン投与では、卵巣摘出した対照群(Ovx群)と比べて骨量その他の解析パラメーターには有意差が認められず、骨に対する単独効果はみとめられず、むしろ海綿骨の骨梁幅が他群に比べてやや少ないという結果になった。また、業者委託していた骨強度の結果、PTH群がOvx群に比べて最大荷重が有意に大きくなった。さらに、PTHは皮質骨に影響することが知られることから、皮質骨についての形態計測を行い、さらにファントムを用いた骨密度の測定も行ったが、いずれも有意な差は認められなかった。尿について生化学的検討を行ったが、ばらつきが大きく一定の傾向を得られなかった。以上から、PTHの骨作用に関してメラトニンは抑制的効果は示さないが、飲料水添加による単独投与では、骨に対して若干の抑制的作用を持つ可能性が示された。これはあまり報告されていないが、そのメカニズムについて興味深い。今年度はin vivo実験のデータについて精査をするにとどまり、予想と異なる結果であることを確認した。従って、計画を変更し、メラトニンの投与方法の検討、ならびにメラトニンの骨作用について負の効果が生じるメカニズムについて検討する方向で考えている。従って、「(4)遅れている」と判断した。これまでに、現在のメラトニン投与量では骨に対してむしろ負の効果を生じる可能性が見えてきた。これは卵巣摘出直後のアロマターゼを介したエストロゲン生成に対してメラトニンが抑制的効果を発揮していることが原因の一つではないかと考えらえる。その可能性について検討を加えるために、次の実験において、脂肪組織を採取し、アロマターゼの発現についてPCRならびに免疫組織化学によって検討する。また、メラトニンとPTHには骨作用について相乗効果は認められないことが明らかになったので、次に相加効果を生じる可能性について検討する。そのために、メラトニンの投与量を増やし、メラトニン単独でも骨にアナボリックな効果をおよぼす投与方法に変えて検討する。時間的、予算的制約から、in vivoでの結果を最優先とし、その結果を得てから、余力があればその裏付けとしてin vitroの実験を行う方針とする。骨疾患においてメラトニンをアジュバントとして使用し、より効率的で副作用の少ない、より経済的な骨疾患治療法を開発することを目的とする。今年度の研究成果としては、1.マウス骨縫合部に伸展刺激を負荷し、骨形成を促進させる過程へのメラトニンの作用を検討した。伸展刺激により骨縫合部ではさまざまなサイトカインの発現が促進される。メラトニンがこれらのサイトカインと相互作用する可能性について、組織化学ならびにリアルタイムPCRによって検討する。組織学的解析ではALP陽性の骨芽細胞の分化(伸展刺激6時間後)に関して、明らかなメラトニンの効果は認められなかった。現在、リアルタイムPCRデータについて解析中である。2.骨粗鬆症モデル動物における骨代謝ホルモンとメラトニンの相互作用についての検討準備のため、卵巣摘出ラットの作製を試み、骨粗鬆症治療にもちいられる副甲状腺ホルモン(PTH)投与とメラトニンの併用効果について予備実験を進めている。卵巣摘出後、3ヶ月で骨組織を採取し、μCTならびに骨形態計測による解析を、さらに血液、尿を採取し、骨代謝マーカーについて検討する予定である。また、卵巣摘出術の成否を検討した結果、手術をおこなった全例15匹について、子宮の萎縮ならびに体重増加が認められ、卵巣摘出術は成功したものと判断された。骨器官培養系を用いたメラトニンとサイトカイン、ホルモンの相互作用の検討については遅れているが、一方で来年度以降の課題としている骨粗鬆症モデルラットを用いた実験について検討を始めることができているため、概ね順調とした。今年度は、骨粗鬆症モデル動物における骨代謝ホルモンとメラトニンの相互作用について、卵巣摘出後の骨量減少に対する予防的効果の検討を開始した。卵巣摘出ラットを作製し、骨粗鬆症治療にもちいられる副甲状腺ホルモン(PTH)投与とメラトニンの併用効果についてマイクロCTを用いて形態学的に検討した。卵巣摘出したラットでは、偽手術群のラットに比較して、3カ月後の試料で脛骨近位端の海綿骨が明らかに減少しており、卵巣摘出による骨粗鬆化を確認することができた。

卵巣摘出直後からPTHを単独投与したラットでは、卵巣摘出群に比べて明らかな海綿骨の増加を認め、PTH反復投与による骨量減少の抑制効果を確認することができた。PTHとメラトニンを併用したラットでは、PTH単独群に比較して海綿骨は同等またはやや減少する傾向が認められた。メラトニン単独投与群についても解析を進めているところである。さらに、骨強度についても業者委託により測定を依頼した。結果については解析中である。以上から、今回の投与条件では、少なくともPTHの骨量維持作用に対してメラトニンを併用することによる改善効果は認められず、むしろ抑制的な作用を持つことが示唆された。これは予測とは全く反対の結果であり、in vivoにおいては、メラトニンの全身的影響が、骨形成や骨吸収に対してin vitroとは異なる結果をもたら可能性を示す、大変興味深い結果である。昨年度は、培養系を用いた実験と平行して、卵巣摘出ラットをもちいたin vivoにおけるメラトニンと骨代謝ホルモンの相互作用の検討を開始した。今年度はさらに卵巣摘出ラットを用いた実験の追加実験を行い、μCTを用いた骨量や海綿骨の骨梁の形態、さらに皮質骨の計測、骨強度などの解析を進め、メラトニンとPTHの骨粗鬆症に対する相乗効果についてのおおよその結果を得つつある。しかしながら、当初平成28年度に予定していた培養系を用いた実験が遅れており、条件検討の段階である。従って、交付申請書に記載した研究の目的の達成については、「(3)やや遅れている」と判断した。本研究の目的は、骨疾患においてメラトニンをアジュバントとして使用し、より効率的で副作用の少ない、骨疾患治療法を開発することである。そのため、骨疾患治療薬に用いられるサイトカイン・ホルモンとメラトニンの、骨形成ならびに骨吸収作用に関する相互作用について検討し明らかにする。今年度は、前年度に作製した試料の解析と成果発表にほとんどの時間を費やした。昨年、卵巣摘出ラットを作製し、骨粗鬆症治療にもちいられる副甲状腺ホルモン(PTH)投与とメラトニンの併用効果についてマイクロCTを用いて形態学的に検討したが、解析方法に若干の修正が必要であることが判明し、再解析を行った。その結果、前回の結果と大きな違いはなかったが、PTHとメラトニンを併用することによりPTH単独群に比較して海綿骨がやや減少するという傾向はみられなくなった。今年度はさらにメラトニン単独投与群の解析を進め、本実験で用いた飲料水中のメラトニン投与では、卵巣摘出した対照群(Ovx群)と比べて骨量その他の解析パラメーターには有意差が認められず、骨に対する単独効果はみとめられず、むしろ海綿骨の骨梁幅が他群に比べてやや少ないという結果になった。また、業者委託していた骨強度の結果、PTH群がOvx群に比べて最大荷重が有意に大きくなった。さらに、PTHは皮質骨に影響することが知られることから、皮質骨についての形態計測を行い、さらにファントムを用いた骨密度の測定も行ったが、いずれも有意な差は認められなかった。
超速効型インスリン持続皮下注入アルゴリズムの持続血糖測定器を用いた最適化

本年度は昨年の本研究の結果をふまえて3例の1型糖尿病患者にCSIIの新規導入を行った。また、インスリンの基礎注入の設定はCGMSの結果を踏まえながら行った。1例目は28歳女性、CSIIを用いて血糖コントロールを行い、結果としてインスリンの基礎注入を6段階に変更して血糖コントロール良好となった。2例目は63歳女性、結果として4段階の基礎注入の変更で良好な血糖コントロールとなった。3例目は59歳女性、結果として3段階の基礎注入の変更で良好な血糖コントロールとなった。いずれの症例も内因性のインスリン分泌能がほとんど枯渇しており、基礎分泌の補充はCSIIによる多段階式のプレプログラムによるインスリンの補充によらなければ十分な血糖コントロールは得られなかった。また多段階式のインスリン注入量を決定するにあたっては、CGMSを用いた連続血糖測定による詳細な血糖測定とその結果の分析が不可欠であった。さらに多段階式に基礎分泌の補充を行った症例では他のインスリン分割方式によるインスリン皮下注射による代用は困難であった。以上からインスリンがほとんど枯渇した1型糖尿病でCSIIによる治療を行った場合、多段階式のプレプログラムによるインスリンの補充が必要な症例では、この治療法が最善であり、またCSIIの基礎注入の注入時間や注入量の決定および効果判定には現在のところ、CGMSを用いる方法が最も適していると考えられた。一方、1型糖尿病でもインスリンの分泌能が比較的保たれており、基礎分泌の補充がCSIIで24時間一定量で血糖コントロールが得られるような症例では、他の治療法への変更を考慮すべきであったが、本年度ではそのような症例はなかった。本年度はまずインスリン頻回注射療法で治療されている1型糖尿病患者の血糖変動パターンを詳細に検討した。超速効型インスリンとNPHインスリンを併用する31例の1型糖尿病患者について,入院中の夜間血糖変動を測定したところ,夜間低血糖を高率にきたしていることが明らかになった。NPHインスリンの代わりにグラルギンを用いた場合は,夜間低血糖の頻度が有意に低かったが,午前3時に血糖値が低下し早朝にかけて上昇する傾向は変わらなかった。また,早朝の血糖上昇,すなわち暁現象の顕著な症例は,朝食後の血糖上昇も著しく1日の血糖変動幅が大きかった。すなわち,動脈硬化性疾患のリスクとして最近注目されている食後高血糖を抑制するためにも,夜間の安定したインスリン補充により,暁現象を抑制することが重要である。したがって,グラルギンが使用できるようになった今日でも,持続皮下インスリン注入療法(CSII)の優位性は変わらないと考えられる。現在私どもがCSII治療を行っている1型糖尿病患者は12名であり,その内9名はプレプログラマブル・インスリン注入ポンプを使用している。夜間にインスリン基礎注入速度を切り換えているのは4例であり,夜間低血糖を避けるために注入速度を低下させる時間帯は2例で午後10時から午前7時,2例は午後10時から午前3時に設定している。また注入速度の低下率は45±20%である。本年度は牛海綿状脳症(BSE)の影響で,ウシアルブミンを使用する持続血糖測定器用センサーの輸入が中断したため,研究の進展が妨げられたが,18年度には輸入が再開される見込みである。
微小管関連蛋白mRNAに対するantisense oligonucleotideを用いたグリオーマの新しい遺伝子療法に関する研究

微小管のdynamicsに関わる蛋白である、微小管付随蛋白microtubule-associated protein(MAP)をantisense oligonucleotideにより抑制することにより、ラットC6グリオーマの増殖を抑制しうるかという点について検討した。〈方法〉微小管付随蛋白の代表的なものの一つであるMAP1Aの翻訳開始部位近傍の塩基配列に対する21merのantisense phosphorothioate oligonucleotideを合成し、in vitroおよびin vivoでC6グリオーマ細胞にLipofectinと共に投与した。陰性対照実験として、sense oligonucleotideおよびscramble oligonucleotideを投与した実験を行った。in vitroではcolony forming assayにてin vivoではラットの生存期間によりその効果を判定した。〈結果〉MAP1A antisense phosphorothioateoligonucleotideは、sense,scramble oligonucleotideのいずれに対しても有意にC6グリオーマ細胞のコロニー形成能は減少させることが示された。またin vivoでのMAP1Aに対するantisense oligonucleotide投与群ではsense,scramble oligonucleotide投与群に比し、ラットの有意な生存日数の延長がみられた。さらにin vivoでoligonucleotideを投与したC6グリオーマ細胞を回収し、flow cytometryによりantisense,sense,scramble oligonucleotide投与の各群で細胞周期の同定を行ったところ、MAP1Aに対するantisense oligonucleotide投与群ではsense,scramble oligonucleotide投与群に比し、有意なG1 arrestが生じることが示された。〈考察〉細胞分裂時に重要な役割をはたす微小管のdymanicsに関与すると考えられる微小管付随蛋白の発現抑制はグリオーマ細胞の増殖を抑制しうる可能性があると考えられた。またin vivoでもグリオーマ細胞の増殖を抑制しうる可能性があると考えられた。さらにその増殖抑制の機序がG1 arrestである可能性が示された。
がんと間質に特化した大腸がんマイクロRNAの解析に基づく免疫療法の効果予測

本研究では、マイクロRNAの発現量とがん患者に対する免疫療法の効果との関係を探索するため、がん局所微小環境に着目し、がん細胞並びに間質におけるマイクロRNAの発現を別個に解析し、がんペプチド療法の有効症例を予測するバイオマーカーを同定するとともに、がん治療の新規標的となるマイクロRNAの同定を検討することを目的とした。はじめに、進行・再発性大腸がんに対して化学療法とHLA拘束性ペプチドワクチンの併用療法を施行した26症例の治療前凍結癌組織中のマイクロRNAの発現量をマイクロアレイ解析により測定したところ、本療法の効果に関連が見られたマイクロRNA発現が複数個選定された。本研究では、症例数を68例に増やし、ホルマリン固定パラフィン包埋組織からLaser capture microdissection法を用いて、がん細胞とがん間質部を別々に採取し、それぞれから抽出したtotal RNAからcDNAを合成し、マイクロアレイ解析により候補に挙がったマイクロRNAについて、定量的PCR法によりマイクロRNAの増幅・検出を行った。その結果、がん細胞および間質部のmiR-125b-1が低値の症例、ならびにmiR-378a低値の症例は、HLA-matched症例において、本療法後の予後が良好で有り、HLA-unmatched症例では差が見られなかったことより、これらのマイクロRNAは免疫療法の効果と関連する有用なバイオマーカーとなり得る可能性があると判断した。さらに、in situ hybridizationにより、組織切片中の局在について解析したところ、miR-125b-1は間質の線維芽細胞と単核細胞で強い発現を示すことが確認できた。免疫療法効果予測タンパク候補として、Siglec-7並びにSonic hedgehogの免疫染色を行ったが明確な予後との関連性は得られていない。本研究では、マイクロRNAの発現量とがん患者に対する免疫療法の効果との関係を探索するため、がん局所微小環境に着目し、がん細胞並びに間質におけるマイクロRNAの発現を詳細に解析し、より正確にがんペプチド療法の有効症例を予測するバイオマーカーを同定するとともに、マイクロRNAが、がん治療の新規標的となる可能性を検討することを目的としている。本研究の予備実験として、進行・再発性大腸がんに対して化学療法とHLA拘束性ペプチドワクチン療法の併用療法を施行した症例の治療前凍結癌組織中のマイクロRNAの発現量をマイクロアレイ解析により測定したところ、本療法の効果とマイクロRNAの発現量に関連が見られたものがいくつか選定された。本研究では、治療前の標本を入手できた68例に症例数を増やし、ホルマリン固定パラフィン包埋組織からLaser capture microdissection(LCM)法を用いて、がん細胞とがん間質部を別々に採取し、それぞれから抽出したtotal RNAからcDNAを合成し、マイクロアレイ解析により候補に挙がったマイクロRNAについて、定量的PCR法によりマイクロRNAの増幅・検出を行った。その結果、がん細胞中および間質部のmiR-125b-1が低値の症例、ならびにmiR-378a低値の症例は、HLA matched症例において、本療法後の予後が良好で有り、HLA unmatched症例では差が見られなかった。このことより、これらのマイクロRNAは免疫療法の効果と関連する有用なバイオマーカーとなり得る可能性がある。さらに、in situ hibridisation(ISH)により、組織切片中の局在について解析したところ、miR-125b-1は間質の線維芽細胞と単核細胞で強い発現を示しており、視覚的な確認も行うことができた。平成30年度の課題としていたin situ hibridisation(ISH)まで進めることができ、実験は非常に順調に進んでいる。また、本研究に関しての論文を研究協力者の田中宏典が執筆し、研究代表者も共著者として論文作成に取り組んだ。これまでの研究で候補となったマイクロRNAのターゲットとなるタンパクを探索するため、がん組織の免疫組織化学染色を行う。ISHおよび免疫組織

化学染色で得た結果から、マイクロRNA発現とタンパク発現の関連性についても検討する。本解析により免疫療法の効果を予測するバイオマーカーとなるマイクロRNAを同定するとともに、がん部とがん間質部のマイクロRNAの発現を比較して、免疫療法の効果との関連を検討することで、がんによる免疫抑制機構の解明にもつながると考えられる。当初購入を予定していたRT-PCRに必要な試薬類の購入費が少なく済んだため。今後は、免疫組織化学染色に必要な抗体類の購入費として使用する予定である。
アメロジェニン遺伝子の分布および発現と脊椎動物の進化との関連

脊椎動物におけるアメロジェニン遺伝子の分布とその発現を明らかにし,本蛋白とエナメル質進化との関連を遺伝子レベルで解明することを目的として,サザン・ハイブリダイゼーション法(サザン法),In situハイブリダイゼーション法(In situ法)およびPCR法により観察を行った.材料に用いた動物は,ヒト,マウス(哺乳綱);ニワトリ(鳥綱);ワニ,スッポン,シマヘビ(爬虫綱);トノサマガエル(両生綱);ガ-パイク,肺魚,ウナギ(硬骨魚綱);トラザメ(軟骨魚綱);クロメクラウナギ,カワヤツメ(円口綱),以上の7綱13種である.まずサザン法では,観察したすべての種類のゲノムDNAに対し,ヒト・アメロジェニン第6エクソン(第6エクソン)のcDNAプローブのハイブリダイゼーションが見られた.したがって,アメロジェニン遺伝子もしくはアメロジェニン遺伝子様の塩基配列は脊椎動物全体に普遍的に分布していることが推察される.ついで,遺伝子構造の一部を解明する目的で,第6エクソンの塩基配列を基に,409bpを標的にしてPCRを試みた.結果として,安定したPCR産物が得られたのは,コントロールであるヒトとマウスの他に,ワニ(391bp),ニワトリ(780bp),スッポン(750bp)およびシマヘビ(750bp)で,両生類,魚類,円口類では特定の産物は得られなかった.さらに,これらの産物をTAクローニングし,塩基配列を解読した結果,ワニの391bpのものでヒトとの48.5%の一致が認められた以外は,ほとんどhomologyが見られなかった.また,ガ-パイクについて,cDNAプローブを用いてのIn situ法を試みたが,mRNAの発現を示すシグナルは得られなかった.以上のように,本研究はアメロジェニン遺伝子の脊椎動物全体における分布を明らかにし,さらに,ワニでは一部の遺伝子構造を解読できたものの,遺伝子発現を検出することはできなかった.脊椎動物におけるアメロジェニン遺伝子の分布とその発現を明らかにし,本蛋白とエナメル質進化との関連を遺伝子レベルで解明することを目的として,サザン・ハイブリダイゼーション法(サザン法),In situハイブリダイゼーション法(In situ法)およびPCR法により観察を行った.材料に用いた動物は,ヒト,マウス(哺乳綱);ニワトリ(鳥綱);ワニ,スッポン,シマヘビ(爬虫綱);トノサマガエル(両生綱);ガ-パイク,肺魚,ウナギ(硬骨魚綱);トラザメ(軟骨魚綱);クロメクラウナギ,カワヤツメ(円口綱),以上の7綱13種である.まずサザン法では,観察したすべての種類のゲノムDNAに対し,ヒト・アメロジェニン第6エクソン(第6エクソン)のcDNAプローブのハイブリダイゼーションが見られた.したがって,アメロジェニン遺伝子もしくはアメロジェニン遺伝子様の塩基配列は脊椎動物全体に普遍的に分布していることが推察される.ついで,遺伝子構造の一部を解明する目的で,第6エクソンの塩基配列を基に,409bpを標的にしてPCRを試みた.結果として,安定したPCR産物が得られたのは,コントロールであるヒトとマウスの他に,ワニ(391bp),ニワトリ(780bp),スッポン(750bp)およびシマヘビ(750bp)で,両生類,魚類,円口類では特定の産物は得られなかった.さらに,これらの産物をTAクローニングし,塩基配列を解読した結果,ワニの391bpのものでヒトとの48.5%の一致が認められた以外は,ほとんどhomologyが見られなかった.また,ガ-パイクについて,cDNAプローブを用いてのIn situ法を試みたが,mRNAの発現を示すシグナルは得られなかった.以上のように,本研究はアメロジェニン遺伝子の脊椎動物全体における分布を明らかにし,さらに,ワニでは一部の遺伝子構造を解読できたものの,遺伝子発現を検出することはできなかった.脊椎動物におけるアメロジェニン遺伝子の分布とその発現を明らかにし、本蛋白とエナメル質進化との関連を探求する目的で、本年度はヒト・アメロジェニン遺伝子第6エクソン部位に対応するcDNAプローブ(426bp)を用い、サザン・ハイブリダイゼーション法によりアメロジェニン遺伝子の脊椎動物の各綱(class)における分布を観察した。材料に用いた動物は、マウス(哺乳綱)、ニワトリ(鳥綱)、シマヘビ(爬虫綱)、トノサマガエル(両生綱)、ガ-パイク(硬骨魚綱、全骨亜綱)、ウナギ(硬骨魚綱、真骨亜綱)、トラザメ(軟骨魚綱)、クロメクラウナギ(円口綱)、以上の7綱8種類である。これらの動物より肝臓を摘出し、Maniatisらの方法によりゲノムDNAを抽出して制限酵素EcoR IとHind IIIでそれぞれこれを消化・切断して、アガロースゲル電気泳動法により分離したのちcDNAプローブとハイブリダイズさせた。結果としては、EcoR Iを用いた場合はすべての動物においてハイブリダゼーションが観察されたが、Hind IIIの場合ではクロメクラウナギだけが反応しなかった。したがって、クロメクラウナギすなわち円口類については更に検討が必要であると思われるが、今回は一応観察した全種類の動物でハイブリダイゼーションが観察されたことになり、アメロジェニン遺伝子は脊椎動物の全綱に普遍的に分布している可能性が示された。

しかし著者およびその強力者によって行われた免疫組織化学的データ(Ishiyama et al., 1994)では真骨魚類、サメ類およびクロメクラウナギではアメロジェニンの反応が検出されなかったことから、アメロジェニン遺伝子は脊椎動物の系統発生学上かなり初期に獲得されたものの、発現したのはガ-パイクのような原始的硬骨魚類の段階になってからであると思われる。来年度はPCR法による本年度の結果の再検討、さらにin situハイブリダイゼーション法による遺伝子発現の比較観察を行う。脊椎動物におけるアメロジェニン遺伝子の分布とその発現を明らかにし,本蛋白とエナメル質進化との関連を遺伝子レベルで解明することを目的として,サザン・ハイブリダイゼーション法(サザン法),In situハイブリダイゼーション法(In situ法)およびPCR法により観察を行った.材料に用いた動物は,ヒト,マウス(哺乳綱);ニワトリ(鳥綱);ワニ,スッポン,シマヘビ(爬虫綱);トノサマガエル(両性綱);ガ-パイク,肺魚,ウナギ(硬骨魚綱);トラザメ(軟骨魚綱);クロメクラウナギ,カワヤツメ(円口綱),以上の7綱13種である.まずサザン法では,観察したすべての種類のゲノムDNAに対し,ヒト・アメロジェニン第6エクソン(第6エクソン)のcDNAプローブのハイブリダイゼーションが見られた.したがって,アメロジェニン遺伝子もしくはアメロジェニン遺伝子様の塩基配列は脊椎動物全体に普遍的に分布していることが推察される.ついで,遺伝子構造の一部を解明する目的で,第6エクソンの塩基配列を基に,409bpを標的にしてPCRを試みた.結果として,安定したPCR産物が得られたのは,コントロールであるヒトとマウスの他に,ワニ(391bp),ニワトリ(780bp),スッポン(750bp)およびシマヘビ(750bp)で,両生類,魚類,円口類では特定の産物は得られなかった.さらに,これらの産物をTAクローニングし,塩基配列を解読した結果,ワニの391bpのものでヒトとの48.5%の一致が認められた以外は,ほとんどhomologyが見られなかった.また,ガ-パイクについて,cDNAプローブを用いてのIn situ法を試みたが,mRNAの発現を示すシグナルは得られなかった.以上のように,本研究はアメロジェニン遺伝子の脊椎動物全体における分布を明らかにし,さらに,ワニでは一部の遺伝子構造を解読できたものの,遺伝子発現を検出することはできなかった.
多母数の推測における平均ピタゴラス関係

Kullback-Leiblerロスはrelative entropyとして情報理論、量子力学の分野でも新しい分野を拓く道具となっている。分布の確率的構造を調べることによって、代表的な手法である1)条件付尤度法、周辺尤度法、2)経験ベイズ法、3)推定関数に基づく方法から得られる方法を見直し、新しい手法を開発することを目的とした。1)母数間の直交性を双対性の概念を用いて定義した。この定義によって従来直観的に考えられてきたGLMの基礎づけをした。またLRTの解析的構造について新しい知見を得た。川鍋一晃氏との研究討論を通して、推定関数の理論を確率分布の構造の研究の延長にとらえることができるようになった。2)ノンパラメトリック回帰分析と通常の回帰分析では随分と構造が違う。冷静に考えれば相似性と非相似性の両面があるはずである。この研究ではノンパラメトリック回帰分析でみられる(近似的)等号条件が見いだせる。シミュレーションではこの性質が良く観察される。その裏づけを経験ベイズ法の一般的性質として研究を進めている。3)MLEは過剰適合を起こすという作業仮説がある。因子分析の専門家である猪原正守氏(大阪電通大)とこの仮説に基づいて、推定量のバイアス、不適合解について調べた。また別の視点から、最尤推定量が悪くなる理由を指摘した。4)より基礎的な研究としてはKullback-Leiblerリスクの2次構造、直交座標系についての研究を行った。この面当然研究されなければならないが、その重要性が気づかれていなかった。江口真透(統数研)、山本英二(岡山理科大)両氏との共同の仕事である。確率分布上のピタゴラス関係の理論の上に立って、推定量の平均ピタゴラス関係の立場から研究を行うことが目的であった。もう少し具体的な統計モデルについて研究を行った。アイデアが固まってきた段階である。因子分析の専門家である猪原氏(本年度客員)とこの仮説に基づいて、推定量のバイアス、不適合解について調べた。多母数の推定理論では従来の小母数・大標本を仮定した理論での常識は通らない。この事実を平均ピタゴラス関係の概念を用いて調べてきた。対象としては条件付きMLEのような分離尤度を用いる方法、経験Bayes法、推定関数を用いる方法がある。分離尤度は理論的には比較的扱いやすい。経験Bayes法は全体としては分かりやすい。しかしながら、詳細にいたっては様々の困難を伴う。昨年度に発表した内容の深化に努めたが、結果はやっとドラフトの段階である。研究方法がシミュレーションに頼るところがあって結果を系統的に整理することが困難であることがその一因である。一方推定関数の方は新たな展開を見せた。推定関数の射影を用いることによって異なったアプローチが可能になった。これは意外な展開であって表面的には同じ改良であっても、その方向が違うことを示している。従来の研究の深化を通して、次の研究の方向を示すことができた。関連した研究としては新しくピタゴラス直交性の概念を論じた。
反復的経頭蓋磁気刺激療法の慢性刺激による脳変化とコンピューターシミュレーション

大脳皮質内に生じる誘起電流を正確に予想することが必要であるので、反復経頭蓋磁気刺激療法(rTMS)コンピューターシミュレーションを行った。MRI撮影から画像処理して、脳、とそれ以外に分けた脳内誘起電流分布を、5mmメッシュのサイズで、3次元シミュレーションに成功した。rTMSした際に、大脳皮質においてどのような血流変化が生じるかを検討することは重要である。直径20mmのラット用8の字コイルを用いて、レーザースペックル血流計により、脳表血流を測定した。結果は5Hzの高頻度刺激により、刺激脳表の血流は増加した。反復経頭蓋磁気刺激療法(rTMS)は難治性疼痛患者において、原因が明確ではないが、約50%で除痛効果が得られる。また過去のrTMS実績より、若年者のほうが高齢者よりも有効性が高い。また、白人と黄色人種でも運動誘発閾値が、ずいぶん異なることが報告されている。これらの事実は、頭皮の厚み、脳萎縮との関連が示唆される。つまり頭皮上に固定した8の字コイルと大脳との間に介在する頭皮、頭蓋骨、硬膜、髄液腔の大きさが、有効性の差となっている可能性がある。当初、ラット脳を使って、rTMSシミュレーションすることを念頭においていたが、ラット脳における頭皮、頭蓋骨、硬膜、髄液腔の個体差はあまり存在しないことが、MRI撮影より明らかとなった。よって、ヒトでのMRI thin slice連続撮影から得られたデータを解析し、大脳一次運動野皮質、および、一次運動野皮質下白質へのrTMSによる誘起電流値を計算するシステムを構築する方向で検討している。具体的には頭蓋骨は電気抵抗が大きいので、誘起電流は脳内で閉じた経路で流れる。したがって頭皮、頭蓋骨、硬膜はまとめて絶縁体として近似できる。MRI撮影から画像処理して、脳、髄液腔、その他の絶縁体に分けて、3次元のシミュレーションシステムを作成しているところである。若干の予備実験としてラット脳でのrTMSシミューレーション実験も行う準備をしている。このrTMSシミューレーションが完成すれば、これまでrTMSを施行してみないと有効性が判定できなかったが、今後は、より高い確率で、rTMS有効性を占うことができるようになると考えられ、また、運動誘発電位でしか、刺激強度を測定できなかったのが、脳内での誘起電流を想定できるようになると考えられ、非常に重要なシステム構築となると考えている。ヒト臨床において大脳皮質内に生じる誘起電流を正確に予想する事が必要であることから、反復経頭蓋磁気刺激療法(rTMS)コンピューターシミュレーションシステムの開発を思い立った。rTMSの場合その刺激強度と皮膚、頭蓋の厚さ、髄液腔の大きさ、脳溝の深さ等により実際の運動野皮質に生じる誘起電流の強さは異なる。具体的には、頭蓋骨は電気抵抗が大きいので誘起電流は脳内で閉鎖回路を作って流れる。したがって頭皮、頭蓋骨、硬膜はまとめて絶縁体と近似する。MRI撮影から画像処理して脳、髄液、その他の絶縁体に分けて3次元シミュレーションを行った。個々の患者のMRIデータ(5mmメッシュ)を基に脳とそれ以外に分けた脳内誘起電流分布を計算機シミュレートすることに着手し一応の画像化ができた。MRIデータのメッシュを5mmにした為、シミュレーション結果に粗さが目立つもののシミュレーションシステムの基盤を構築することができた。臨床の場で使用するには、脳内電磁場解析モデルの高空間分解能化が必要であるので、今後画像メッシュの小型化を進めている。動物実験において、ラット脳をrTMSした際に大脳皮質においてどのような血流変化が生じるか、神経細胞、グリアにおける遺伝子発現の変化を検討することは、ヒトでのrTMSの安全性の確保のために重要である。直径20mmのラット用8の字コイルを用いて誘起電流発生範囲をシミュレーションして可能な限り限局した刺激を施行し、レーザースペックル血流計により脳表血流を測定する準備をしている。レーザースペックル血流計に磁場が当たると血流計が壊れるため、rTMSコイルと血流計との配置、移動のシステム作成に苦心しており、まだ未完成である。取り出した脳におけるearly immediate gene、BDNFなどの免疫組織化学的検討は準備中であり、血流測定が終了したラット脳で順次施行する予定である。ヒト臨床において、大脳皮質内に生じる誘起電流を正確に予想することが必要であることから、反復経頭蓋磁気刺激療法(rTMS)コンピューターシミュレーションシステムの開発を進めてきた。rTMSの場合、その刺激強度と皮膚、頭蓋の厚さ、髄液腔の大きさ、脳溝の深さなどにより、実際の運動野皮質に生じる誘起電流の強さは異なる。具体的には頭蓋骨は電気抵抗が大きいので、誘起電流は脳内で閉鎖回路を作って流れる。したがって、頭皮、頭蓋骨、硬膜はまとめて絶縁体と近似する。

MRI撮影から画像処理して、脳、髄液、その他の絶縁体に分けて、3次元シミュレーションを行った。現在のところ、個々の患者のMRIデータ(5mmメッシュ)を基に脳とそれ以外に分けた脳内誘起電流分布を計算機シミュレートすることに成功した。MRIデータのメッシュを5mmにしたためシミュレーション結果に粗さが目立つもののシミュレーションシステムの基盤を構築することができた。臨床の場で使用するには、脳内電磁場解析モデルの高空間分解能化が必要であるので、2mmメッシュを目指して取り組んできたが、いまだ完成していない。よって、それをもちいた臨床医が操作しやすいインターフェースもいまだ完成していない。動物実験において、ラット脳をrTMSした際に、大脳皮質においてどのような血流変化が生じるか、神経細胞、グリアにおける遺伝子発現の変化を検討することは、ヒトでの安全性の確保のために重要である。直径20mmのラット用8の字コイルを用いて、誘起電流発生範囲をシミュレーションして、可能な限り限局した刺激を施行し、レーザースペックル血流計により、脳表血流を測定した。結果は5Hzの高頻度刺激により、刺激脳表の血流は増加した。取り出した脳におけるearly immediate gene、BDNFなどの免疫組織化学的検討は、進行中である。結果が出次第、報告の予定である。(理由)ヒト脳内電磁場解析モデルの確立に時間を要している。ラット実験は、スペックル血流計が、反復磁気刺激により発生する磁場で壊れる可能性があるため、システムの構築に時間を費やしている。24年度が最終年度であるため、記入しない。ヒト脳内電磁場解析モデル製作は、試行錯誤しながら現在も進行している。今後、2mmメッシュでの高解像度電磁場解析モデル製作に取り組んでいきたい。ラット実験は、レーザースペックル計と反復経頭蓋磁気刺激コイルの配置、移動に苦労しており、今後、システムを確立し、データを集積していきたい。また、形態学的検討も加えていく予定である。
数式入力のインテリジェント化と数学eラーニングへの発展的応用に関する研究

平成30年4月7月:当該年度は,インテリジェント数式入力インタフェースの発展的応用に関する,次の3つの課題の検討を開始した:(1)教育者だけでなく,学習者である生徒・学生にも使いやすいような数学文書エディタの検討・開発,(2)数式による教育用グラフ作成ツールの開発,(3)数学eラーニングのためのスマートデバイス向け数式入力インタフェースの開発.(1)の数学文書エディタは前年度から進めており,学生に試用させたところ良好であったため,7月に行われた国際会議International Congress on Mathematical Software 2018にて口頭発表し,その成果は論文としてLecture Notes in Computer Science (Springer)に掲載された.平成30年8月12月:(2)の数学記述によるグラフ作成ツールも学生との共同研究によってプロトタイプが完成し,数理解析研究所(RIMS)研究集会「数学ソフトウェアとその効果的教育利用に関する研究」にて口頭発表を行い,まとめた論文がRIMS講究録に掲載された.一方,課題(3)の成果「数式曖昧入力変換方式による数式入力インタフェースのスマートデバイス向けUIの試作」に関して第43回教育システム情報学会(JSiSE)全国大会で口頭発表を行った.また,左記学会にて,数学eラーニングへの応用のための情報を収集した.平成31年1月3月:課題(2)の有効性を示すため,その数学教育モデル事例を検討し,情報処理学会第81回全国大会にて「数学記述によるグラフ作成ツールを使った数学教育モデル」を提案した.また,3月にはアメリカ・ロサンゼルスで開催された知的ユーザインタフェースに関する国際会議IUI2019に参加し,(3)の成果であるスマートデバイス向けUIの評価について発表した.平成30年度は,インテリジェントな数式入力インタフェースをより柔軟な使い易くするための検討・改良をすすめ,一定の成果が得られた.ただし,高速・高精度な予測精度を実現する部分は,引き続き検討を進めている.ところで,研究課題申請当初は,途中計算過程を記録しやすい数学文書エディタの開発を行うことのみであった.しかし,新たに文書を補足するグラフ作成の重要性を発見し,発展的応用に関する3つの課題:(1)教育者だけでなく,学習者である生徒・学生にも使いやすいような数学文書エディタの検討・開発,(2)数式による教育用グラフ作成ツールの開発,(3)数学eラーニングのためのスマートデバイス向け数式入力インタフェースの開発を進め,概ね順調に成果を上げることが出来た.令和元年(平成31年)度前半は,インテリジェント数式入力インタフェースの発展的応用として開発してきた(1)数学文書エディタ,(2)グラフ作成ツール,(3)スマートデバイス向けUIの被験者実験による評価を行う予定である.これらの成果を,年度後半には,国内外の研究集会にて発表したいと考えている.最後に,それらの成果を広く公開するため,論文にまとめるとともに成果システムのサーバ公開を実現する計画である.平成29年4月7月:数式入力のインテリジェント化に有用な基礎技術の情報を収集すると共に,数式変換の予測アルゴリズムに,機械学習を応用し,多項式の事例データを中心に精度測定した結果,高精度を得た.この結果は論文としてSpringer Proceedings in Mathematics & Statistics, Vol.198に掲載された.これをさらに一般の数学に対応させるための問題点を検討し,改善を図った.この結果はHCI国際会議で口頭発表し,論文集HIMI 2017, Part II, LNCS 10274にも掲載された.平成29年8月12月:数学eラーニングの問題コンテンツ共有を目的とする研究グループに参加し,本研究課題の成果を数式入力部分の改善に貢献すべく,数学問題仕様書の策定に加わり,その成果を第42回教育システム情報学会(JSiSE)全国大会で口頭発表を行った.また,数学eラーニングへの応用のための情報収集のために京大数理解析研究所で開催された「数学ソフトウェアと効果的教育」研究集会に参加した.平成30年1月3月:様々な数学文書作成のために,提案している数式入力インタフェースの出力機能を拡張し,Wordの数式線形形式にも対応できるようにした.この成果を理数系大学数学教育に関する国際ワークショップIWMS(1月)にてポスター発表すると供に,成果をProceedings of IWMSに論文として報告した.2月には,本学,武庫川女子大学で委員として開催運営を行った情報処理学会「コンピュータと教育研究会」に参加し,研究成果の応用のための情報を収集した.また,3月にはオーストラリア・シドニーで開催された学習解析と知識に関する国際会議LAK2018に参加し,課題目標である学習課程の分析に関する情報を収集した.平成29年度は,(1)インテリジェントな数式入力方式のための機械学習アルゴリズムを改良し,より柔軟で,高速・高精度な予測精度を実現することと,(2)途中計算過程を記録しやすい数学文書エディタの開発を行うことであった.しかし,平成29年度に研究協力者である助教の本務業務が忙しくなったため,本研究のエフォートは若干低下した.(1)については,入力する数式対象を小さな部分ごとに処理する,より柔軟な方式に改良することには成功し,7月の国際会議HCIで発表したが,より高速・高精度なアルゴリズムの改良への取り組みは,若干遅れている.(2)については,(1)の成果を活用し,ベースとなる数学文書エディタのプロトタイプを開発し,提案の数式入力インタフェース実装に成功した.この成果は平成30年7月の国際会議で発表の予定である.平成30年4月7月:当該年度は,インテリジェント数式入力インタフェースの発展的応用に関する,次の3つの課題の検討を開始した:

(1)教育者だけでなく,学習者である生徒・学生にも使いやすいような数学文書エディタの検討・開発,(2)数式による教育用グラフ作成ツールの開発,(3)数学eラーニングのためのスマートデバイス向け数式入力インタフェースの開発.(1)の数学文書エディタは前年度から進めており,学生に試用させたところ良好であったため,7月に行われた国際会議International Congress on Mathematical Software 2018にて口頭発表し,その成果は論文としてLecture Notes in Computer Science (Springer)に掲載された.平成30年8月12月:(2)の数学記述によるグラフ作成ツールも学生との共同研究によってプロトタイプが完成し,数理解析研究所(RIMS)研究集会「数学ソフトウェアとその効果的教育利用に関する研究」にて口頭発表を行い,まとめた論文がRIMS講究録に掲載された.一方,課題(3)の成果「数式曖昧入力変換方式による数式入力インタフェースのスマートデバイス向けUIの試作」に関して第43回教育システム情報学会(JSiSE)全国大会で口頭発表を行った.また,左記学会にて,数学eラーニングへの応用のための情報を収集した.平成31年1月3月:課題(2)の有効性を示すため,その数学教育モデル事例を検討し,情報処理学会第81回全国大会にて「数学記述によるグラフ作成ツールを使った数学教育モデル」を提案した.また,3月にはアメリカ・ロサンゼルスで開催された知的ユーザインタフェースに関する国際会議IUI2019に参加し,(3)の成果であるスマートデバイス向けUIの評価について発表した.平成30年度は,インテリジェントな数式入力インタフェースをより柔軟な使い易くするための検討・改良をすすめ,一定の成果が得られた.ただし,高速・高精度な予測精度を実現する部分は,引き続き検討を進めている.ところで,研究課題申請当初は,途中計算過程を記録しやすい数学文書エディタの開発を行うことのみであった.しかし,新たに文書を補足するグラフ作成の重要性を発見し,発展的応用に関する3つの課題:(1)教育者だけでなく,学習者である生徒・学生にも使いやすいような数学文書エディタの検討・開発,(2)数式による教育用グラフ作成ツールの開発,(3)数学eラーニングのためのスマートデバイス向け数式入力インタフェースの開発を進め,概ね順調に成果を上げることが出来た.平成30年度前半は,インテリジェント化された数式入力方法をより高速で高精度になるようなアルゴリズムを,自然言語処理で成功しているいくつかの方法を拡張して模索する予定である.また,この研究とは独立して遂行できる,数学文書エディタに途中計算過程を入力しやすくする機能を追加していく計画である.これらの成果を,平成30年度後半には,被験者実験によって評価したいと考えている.
新・旧キリスト教ミッションの東アジアにおける出版活動

カトリック・ミッションの出版物がどのように受け入れられたかの一例として、『廣州通記』という我が國に傳存する一寫本を取り上げた。この寫本がミッションの出版活動と接點を有するのは、それが實はイエズス會士艾儒略の著作『職方外紀』のいわば改編本に他ならないからである。『職方外紀』は享保年間、吉宗によって解禁されるまで長く日本では禁書に指定されており、また解禁以後もそのことが廣く知られなかったため、基本的に寫本によって流通した。しかし世界の地理知識を要領よく提供するこの書物が、鎖国日本において大きな歓迎を受け、廣く讀まれたことは、多数の寫本が現在もなお各處に殘っている事實から容易に推測される。また江戸末期になると大惣のような貸本屋の藏書中にも含まれていることは、時代を追って幅広い讀者に浸透していったであろうことを示している。ところでこの寫本は禁書『職方外紀』を見かけ上、それと分からないように廣州の地方志のごとき名稱にすり替えたものである。さらに細かく見ると、『職方外紀』を基礎とし、それに南懐仁の『坤輿圖説』、黄裳『海語』からの引用を挿入するかたちで作られていることが分かる。とくに序文は艾儒略、南懐仁など宣師の編纂した書物から採らず、黄裳『海語』の序文に手を加えたものを使っているのは、幕府の禁教政策に封する大きな警戒がはたらいているからである。本文を細かく見ても、『職方外紀』中の記述で、「天主堂」や「耶蘇」など些かでもキリスト教に言及する個所は、非常な注意深さで削除したり改變を加えたりしている。、カトリック・ミッションの中國における出版活動は非常に活發なものがあったが、また非宗教的な著作の場合でも宗教弾歴の餘波を蒙ることは不可避であった。それが日本のように極めて嚴格な禁教が實行されていた地域に流通することは、少なくともそのままの形ではあり得なかった。この寫本はそういったミッションの出版活動の限界を示す一例でもある。天主教や基督教のミッションが東アジア出版文化史上に與えた影響は、活版印刷術という新しい技術をもたらしたことに止まるものではない。それは整版というアジア的出版形態が、需要に應じた數だけ随時印刷可能で、市場開拓という點では受け身なのに對し、活版印刷のほうは一時に相當數の數を印刷し、再印が困難であるという條件から、勢い市場開拓的な性格を持たざるを得ない。16世紀に始まるカトリック・ミッションの場合は、活版技術を持ち込みはしたが、その出版活動の主力は傳統的な印刷法を用いたので、このメカニズムは機能しなかった。しかし19世紀以降のプロテスタントの出版活動は、教理書の無量配布を大規模に行ったことによって、このプロセスを具體化し、東アジアの近代出版文化の容態に大きな影響を與えることとなった。今年度の具體的な研究實績は以下のとおりである。外國人共同研究者である臺灣淡江大學教授蘇精氏、北京大學中國古代史研究中心教授

李孝聰氏を招聘し、それぞれ19世紀プロテスタント・ミッションの中國における出版活動、17世紀カトリック・ミッションの中國における地圖出版につき、意見交換を行い、新たな知見を得た。とくに蘇精氏は「清末基督教傳教士的考場分書活動」と題する論文を成果の一部として寄せられ、近く発表の豫定である。代表者の高田はイタリア・臺灣・香港・北京において、新・舊ミッションの出版物を調査した。これらは、これまでの調査の成果とあわせ、目録乃至は提要のかたちで公表する豫定である。また、16世紀末から17世紀初頭にかけてフィリッピンで出版された、いわゆるマニラ・インキュナビュラについて、國内で豫備調査を行い、來年度行う豫定の本調査の準備を行った。分擔者の中西は、バーゼル・ミッションが19世紀に中國廣東省客家居住區を對象として出版した書物の整理・研究を進めている。カトリックの宣教師たちが、布教と併行して南米などの多くの土地で住民のスペイン語化・ポルトガル語化を押し進めたことは明かな事實である。では十六世紀後半以降、中國に押し寄せたカトリック・ミッションは、中國の言語と如何に對峙したのであろうか。またその結末は如何なるものであったのであろうか。極東において、ある意味では自分たちの文明よりも遙か高度に發達した文明及びその言語と向き合うことになった彼らは、それまで採用してきた布教方法にも質的轉換を強いられるようになる。そのため適應主義の戰略がイエズス會巡察使アレッサンドロ・ヴァリニャーノによって策定された。適應主義の行き着くところは、言語的にも中國語世界への同化であり、他の諸地域で生起したような言語的征服は生じ得なかったのである。十六世紀末以來、イエズス會が中國において採用した適應主義的布教法は、時としてカトリック本來の教義に抵觸しかねないものであり、反イエズス會諸派の猛烈な批判の對象となった。イエズス會士は、支配層に取り入る必要から、主たる布教の對象を知識人に求め、當然ながら知識人の言語生活に不可缺な「文語」の學習に力をそそぐことになった。一方で反イエズス會のほうでは、むしろ福建をはじめとする地方の一般大衆に布教する道を選んだ。この態度の違いが彼らの中國語研究にも大きな影響を及ぼしている。イエズス會では、上に見たように當初から中國語の組織的な學習に熱心で、彼らが中國語に關して行った研究や著作は、非常に水準の高いものであった。しかし皮肉なことに、彼らの仕事はヨーロッパでは廣く利用されることがなかったのに對し、ドミニコ會士やフランシスコ會士の編述した辭書や文法は、むしろ盛んにヨーロッパの學者たちに用いられ、やがてヨーロッパ中國學の發展に大きく貢獻することとなる。ニコラ・トリゴー(金尼閣)の編述になる『西儒耳目資』は、はじめてローマ字を用いて組織的に漢字の注音を行ったという意味で、中國語史の第一級資料であることは衆知の事實であるが、一方でまた中國のカトリック傳道團が中國國内で行った傳統的な整版による、しかもローマ字を大量に含んだ出版物として、白眉とも言える存在である。今日では非常な稀覯に屬し、世界でも殘存するものは十點を越えない。さて『西儒耳目資』の音注方式は極めて完成したもので、そこに至るまでの漢字ローマ字音注の歴史はかなり曲折を含む試行を經ているものと考えられるが、初期の材料は決して多いとは言えない。かつてバチカンにあり、現在大英圖書館に所藏される「中國のアルファベット」寫本は、中國近世の民間で用いられた「上大人」を寫したものであり、各文字に附されたローマ字音注は、『西儒耳目資』以前のローマ字音注の歴史を探る上で極めて興味深いものである。その音注を細かに分析すると、官話音と粤語音の奇妙な混合であることがわかり、さらにそこに附された説明書きを検討すると、1555年以前に書かれたものであることも理解される。