hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
２次元ＧＵＩ操作時のハンドジェスチャの操作特性に関する研究

本研究では,健常若年者,高年齢者,脳性麻痺者のジェスチャによるGUI操作の特性について,基礎的,定量的な資料を得るとともに、高年齢者、脳性麻痺者への配慮事項を明らかにした.ポインティング操作とドラッグ操作に焦点を当て,その操作特性を実験を通じて検討したところ、健常若年者、高年齢者、脳性麻痺者を問わず,各操作時間は,マウス操作同様フィッツの法則に適合するものの,健常若年者と高年齢者ではターゲットサイズの影響をあまり受けないことが示唆された.また高年齢者,脳性麻痺者は健常若年者に比して操作時間が長くなり,脳性麻痺者は麻痺のタイプによってはジェスチャ操作自体が困難であることが示唆された.平成25年度はまず実施計画にはなかったが,健常大学生27名の被験者に,ハンドジェスチャ(以下ジェスチャ)によるポインティング操作の際と同一の課題をマウスを用いて行わせ,平成24年度に得られたポインティング操作の操作時間に関する特性が課題由来でないことを確認した.その上で高齢者を対象として,あらゆるジェスチャによる2次元GUI操作の基礎となるポインティング操作及びドラッグアンドドロップ操作の特性を,操作パフォーマンス,動作方法,操作感の観点から実験を通じて検討し,高齢者に関するジェスチャによる2次元GUI操作の基礎的な資料を得ることとした.実施計画通り,実験を通じてジェスチャによるポインティング操作及びドラッグアンドドロップ操作についての高齢者30名のデータを収集した.その結果,高齢者においても健常大学生同様,ジェスチャによるポインティング操作において,操作時間と難易度(移動距離,ターゲットサイズ)の関係は,Fittsの法則に適合するものの,その適合度は相対的に低く,操作時間に対して,移動距離と比してターゲットサイズが与える影響が小さい傾向が示唆された.ドラッグアンドドロップ操作においても,操作時間と難易度の関係は,Fittsの法則に適合するものの,その適合度は相対的に低く,操作時間に対して,移動距離と比してターゲットサイズが与える影響が小さいというポインティング操作と同様の傾向が示唆された.またポインティング操作においては,高齢者の操作時間は健常大学生と比して大きくなる傾向が示唆された.以上の結果から,ジェスチャによる2次元GUI操作の基礎となるポインティング操作及びドラッグアンドドロップ操作において,高齢者の操作時間に関する特性が示唆され,この新たな知見は今後のジェスチャによる操作に適したGUI設計のための重要な知見となると考えられる.本研究では,健常若年者,高年齢者,脳性麻痺者のジェスチャによるGUI操作の特性について,基礎的,定量的な資料を得るとともに、高年齢者、脳性麻痺者への配慮事項を明らかにした.ポインティング操作とドラッグ操作に焦点を当て,その操作特性を実験を通じて検討したところ、健常若年者、高年齢者、脳性麻痺者を問わず,各操作時間は,マウス操作同様フィッツの法則に適合するものの,健常若年者と高年齢者ではターゲットサイズの影響をあまり受けないことが示唆された.また高年齢者,脳性麻痺者は健常若年者に比して操作時間が長くなり,脳性麻痺者は麻痺のタイプによってはジェスチャ操作自体が困難であることが示唆された.当初タッチパネルにおける2次元GUIの代表的な17操作について,ハンドジェスチャ(以下ジェスチャ)による操作の特性をパフォーマンス,動作方法,操作感の観点から実験を通じて検討し,基礎的な資料を得る予定であったが,現在様々なジェスチャによる操作法が提案されているジェスチャ操作の黎明期にあるため,予定していた17操作が代表的な操作法とならない状況となっている.そこで平成24年度はあらゆるジェスチャによる2次元GUI操作の基礎となるポインティング操作とドラッグ操作に焦点を当て,その操作特性について実験を通じて資料を得ることとした.実施計画通り,市場性のあるジェスチャ操作環境として,ジェスチャによるポインティングの位置情報を検出するシステムにkinectを用いた環境を構築し,実験を通じてポインティング操作についてのデータを収集した.その結果,ジェスチャによるポインティング操作においても,操作時間と難易度(移動距離,ターゲットサイズ)の関係は,マウスによるポインティング操作と同様にFittsの法則に適合することが示された.しかし適合度は相対的に低く,操作時間がターゲットサイズに比して移動距離の影響をより強く受ける傾向が示唆された.しかしこの傾向はKinectの位置情報の検出精度に起因している可能性があるために,より位置情報の検出精度が高いシステムを用いた環境下で追実験を行った.その結果,操作時間と難易度の関係はFittsの法則に適合したものの,Kinectの環境と同様に適合度は相対的に低く,Kinectの環境と同様の傾向が確認された.以上の結果から,ジェスチャによる2次元GUI操作の基礎となるポインティング操作において,マウス操作とは異なる操作時間に関する特性が示唆され,この新たな知見は今後のジェスチャによる操作に適したGUI設計のための重要な知見となると考えられる.平成26年度は昨年度に実施できなかった健常大学生のジェスチャによるドラッグアンドドロップ操作について実験を行い,その操作特性について検討した.その結果,昨年度の高齢者の操作特性同様,ドラッグアンドドロップ操作においても,操作時間と難易度の関係は,Fittsの法則に適合するものの,その適合度は相対的に低く,操作時間に対して,移動距離と比してターゲットサイズが与える影響が小さいというポインティング操作と同様の傾向が示唆された.さらにこの操作特性のメカニズムを明らかにするために,ジェスチャとマウスによるポインティング操作におけるカーソルの移動軌跡及び速度波形の比較を行う実験を追加した.

その結果,ジェスチャはマウスと比較し,カーソルのピーク移動速度が小さく,操作時間に対する位置決めに要する時間及び位置決めのための軌跡が短いことが示唆され,このことがジェスチャにおいては操作時間へのターゲットサイズの影響が小さい理由として示唆された.また脳性麻痺者を対象として,ポインティング操作及びドラッグアンドドロップ操作に焦点を当て,ジェスチャによる操作の特性を,操作パフォーマンス,動作方法,操作感の観点から実験を通じて検討した.その結果,ジェスチャによる操作における脳性麻痺者の操作特性として,操作時間と難易度の関係は健常大学生,高齢者と比してFittsの法則に相対的に高く適合し,操作時間は有意に長いことが示唆された.また脳性麻痺者においては,麻痺のタイプによりジェスチャによる操作の困難度が著しく異なり,脳性麻痺者のジェスチャによる2次元GUI操作については,その操作方法が彼らにとって必ずしも有効なものであるとは言えず,むしろ麻痺のタイプや強さによっては困難であることが示唆された.本研究の一連の知見は今後のジェスチャによる操作に適したGUI設計のための重要な知見となると考えられる.人間工学本研究はジェスチャによる2次元GUI操作における操作特性について,実験を通じて基礎的,定量的な資料を得るとともに,高齢者,障害者のジェスチャによるGUI操作における配慮事項を明らかにすることを目的として研究を行っている.平成25年度は、平成24年度と同様にあらゆるジェスチャによる2次元GUI操作の基礎となるポインティング操作とドラッグアンドドロップ操作に焦点を当て,高齢者を対象にその操作特性について実験を通じて資料を得ることとした.実施計画通り,実験を通じてジェスチャによるポインティング操作及びドラッグアンドドロップ操作についての高齢者30名のデータを収集した.しかしこの実験の前に実施計画にはなかったが,健常大学生27名の被験者に,ジェスチャによるポインティング操作の際と同一の課題をマウスを用いて行わせ,平成24年度に得られたポインティング操作の操作時間に関する特性が課題由来でないことを確認する追実験も行った.この追実験に時間を取られたため,高齢者のジェスチャによるポインティング操作及びドラッグアンドドロップ操作の操作時間に関する特性を得るに留まり,健常大学生のジェスチャによるドラッグアンドドロップ操作についての検討は次年度に繰り越す形となった.この点で本研究の達成度は,当初計画よりも「やや遅れている」と自己評価した.本研究はジェスチャによる2次元GUI操作における操作特性について,実験を通じて基礎的,定量的な資料を得るとともに,高齢者,障害者のジェスチャによるGUI操作における配慮事項を明らかにすることを目的として研究を行っている.平成24年度は、タッチパネルにおける2次元GUIの代表的な17操作について,ジェスチャによる操作の特性をパフォーマンス,動作方法,操作感の観点から実験を通じて検討し,基礎的な資料を得る予定であったが,現在様々なジェスチャによる操作法が提案されているジェスチャ操作の黎明期にあるため,予定していた17操作が代表的な操作法とならない状況となっている.
若年出産のリスク要因及び児への健康影響に関する大規模疫学研究

若年出産の個人要因として低学歴、低収入、喫煙歴、幼少期逆境体験(特に両親の離婚)があげられ、居住地域要因として高母子世帯割合、高三世代世帯割合、高県民所得、低大学進学率、低犯罪率を認めた。若年母親の養育として生後4ヶ月時点で身体的虐待傾向が強く、生後3歳半時点での体罰傾向が強かった。本研究の成果から若年出産を減少するため個人のアプローチに加えて居住地域へのアプローチの可能性が示されたほか、若年母親の養育支援の必要性が示唆された。若年出産の母となること、そして子どもが若年出産の母に育てられることは様々な形で母子の健康に影響を及ぼすことが報告されている。女性が若年出産の母となる要因としては、被虐待歴、低収入・低学歴、喫煙などの個人レベルでの要因について既に報告されているが、居住県レベルの影響についての研究はこれまで行われてこなかった。対象は21世紀出生時縦断調査の対象者、すなわち2001年1月10-17日に日本で出生あるいは7月10-17日に出生した児の母約5万人とした。10代での出産を若年出産と定義し、若年出産について、個人のリスク要因として第一回調査項目より喫煙、学歴を、地域のリスク要因として文部科学省「都道府県・市町村別の教育・社会・経済指標データ」から各都道府県における母子世帯割合、三世代世帯割合、中絶率、一人当たり県民所得、及び、警察省「少年の補導及び保護の概況」から福祉犯被害率を調整因子とし、マルチレベルロジスティック回帰分析により、オッズ比と95%信頼区間を求めた。母子世帯割合や三世代世帯割合、福祉犯被害率の多い県に居住することが若年出産し母となることと有意に関連を認め、個人のリスク要因を調整した後もその傾向は変わらなかったが、都道府県の中絶率については個人のリスク要因調整後関連を認めなかった。県民所得については若年出産の母となることと関連を認めなかった。地域の世帯構成や治安が若年出産の母となることに影響を及ぼすことが示唆された。若年出産の母および生まれてきた子どもは健康問題を含めて多種多様な不利益を受けていることが世界的に報告されているが、日本人を対象とした大規模疫学研究はほとんど行われていない。1)横断研究として、千葉県で4ヶ月健診を受診した母約6,000人を対象とし、若年出産のリスクファクターについてロジスティック回帰分析を行ったところ、喫煙、低学歴、低収入、本人の小児期逆境体験が若年出産と関連していた。2)次に、21世紀出生児縦断調査を利用し、2001年の特定の2週間に第一子を出産した約2万人の母を対象とし、若年出産のリスクファクターについて1)で示された個人要因の調整を行い居住都道府要因についてマルチレベルロジスティック回帰分析を用いた検討を行ったところ、母子世帯割合県、三世代世帯県、県民所得がそれぞれ比較的高い都道府県への居住が若年出産と有意な関連を認めた。3)横断研究として、千葉県で4ヶ月健診を受診した母6,000人を対象とし、若年母親における虐待傾向について多変量ロジスティック回帰分析を用いた検討を行ったところ、虐待傾向との有意な関連を認めた。(注:1)では25歳未満、2)3)では20歳未満を若年出産を定義)若年女性の、出産に関する個人要因・地域要因に関する研究の他、産後の養育行動についての関連に対する研究について、主要な解析を終了した。成果について、口演を行った他、複数の筆頭著者論文についても現在投稿準備中である。若年出産した女性は、個人要因として低学歴、低収入、喫煙歴において正の関連が、居住地域要因として母子世帯割合、三世代世帯、県民所得で正の関連、大学進学率、犯罪率で負の関連が示された。また、幼少期逆境体験のうち、特に両親の離婚が若年出産に関連することが示された。若年母親の養育として生後4ヶ月時点で身体的虐待傾向が強く、生後三歳半時点での体罰傾向が強かった。本研究の結果から若年出産を減少するため個人のアプローチに加えて居住地域へのアプローチの可能性が示唆されたほか、若年母親の養育支援の必要性が示唆された。21世紀出生時縦断調査を用いた若年出産の母となる要因についての研究成果について,主要な解析を終了した。成果について、学会にて口演発表を行ったほか、筆頭著書論文を現在投稿中である。引き続き論文投稿を行い、出版につなげる予定である。母子保健引き続き21世紀出生時縦断調査を用いて、若年出産の母の養育や子の発達状況についての研究を行う他、千葉市における4か月健診受診者を対象とした研究も開始していく予定である。論文採択後に支払い予定である論文掲載費用を平成27年度に計上していたが現在投稿中であるため。平成26年度に行う予定だったデータ入力作業を平成27年度以降に行うこととなり、データ入力費用として計上していた予算を使用しなかったため。論文採択時に論文掲載費用として使用予定である。
乾燥地農業における水利用効率向上を目指した切葉栽培技術の理論モデル構築とその実証

乾燥地における水・食料不足に対応するため,作物の下位葉を切除することで水利用効率を高め,水資源を保全しつつ子実収量を増加させる手法を考案した.その効果を実証し,理論を解明するために国内外において試験を行ったところ,土壌乾燥ストレス条件下で穂ばらみ期のソルガムに切葉を行うと子実収量が増加する傾向が認められた.これには不稔を軽減すること,気孔を開けて光合成速度を高く保つこと,同化産物の穂への分配を増加することが関与すると推察された.乾燥地における水・食料不足に対応するため,作物の下位葉を切除することで水利用効率を高め,水資源を保全しつつ子実収量を増加させる手法を考案した.その効果を実証し,理論を解明するために国内外において試験を行ったところ,土壌乾燥ストレス条件下で穂ばらみ期のソルガムに切葉を行うと子実収量が増加する傾向が認められた.これには不稔を軽減すること,気孔を開けて光合成速度を高く保つこと,同化産物の穂への分配を増加することが関与すると推察された.乾燥地では,近い将来に水資源減少・食料不足がともに加速すると予測されており,これらの問題に対処することが世界的な急務の課題となっている.しかし,これまで行われてきた耐乾性品種の開発や灌漉設備の設置は技術的・経済的な問題のため,いまだ有効な解決策に成り得ていない.そこで申請者は作物の水消費量を抑えることによる水資源保全と水欠乏下での作物生産性の増大を両立させる,極めて簡便かつ安価な栽培学的手法を考案した.具体的には,作物の下位葉を切除(以下,切葉処理)することで蒸散量を削減させ,土壌中に残存した水を長期に渡って上位葉に集中させて光合成能力を高め,少ない葉でむしろ高いバイオマス・子実生産を達成するというアイデアである.本研究では,圃場およびポットの異なる土壌水分条件下で栽培したソルガムに対して,様々な生育段階や強度で切葉処理を行い,それが収量に及ぼす影響を検証するとともに,収量に関与する要因を明らかにすることを目的とした.その結果,土壌乾燥ストレス条件下において穂ばらみ期に切葉処理を行うと子実収量が増加し,その効果は土壌水分量と切葉強度の影響を受けることが明らかとなった.また,切葉処理によって子実収量が増大する要因として,1.上位葉の気孔コンダクタンスが高くなり光合成速度が増加すること,2.登熟期の同化速度が増大し,多くの同化産物が穂へ分配されること,3.不稔が軽減されることでシンク容量が維持されること,が関与していると考えられた.しかしながら仮説とは異なり,切葉処理による葉身の水状態の向上や吸水量の減少は認められなかった.今後は切葉処理の効果を実際の乾燥地において検証するトとともに,切葉処理から子実生産増加に至るプロセスについてより詳細な解明を行う.乾燥地では,近い将来,水資源および食料の不足が加速すると予測されており,これらの問題に対処することが世界的な喫緊の課題となっている.しかし,これまで行われてきた耐乾性品種の開発や灌漑備の設置は技術的・経済的な問題が多く,いまだ有効な解決策に成り得ていない.そこで申請者は作物の水消費量を抑えることによる水資源保全と水欠乏下での作物生産性の増大を両立させる,極めて簡便かつ安価な栽培学的手法を考案した.具体的には,作物の下位葉を切除(以下,切葉処理)することで蒸散量と吸水量とのバランスを最適化させて,土壌水分の過剰な消費を抑制するとともに,その残存水分を上位葉に集中させることで光合成能力を高め,少ない葉でむしろ高いバイオマス・子実生産を達成するというアイデアである.本研究では,切葉処理の有効性を検証するとともに,最適な切葉手法を提案するための理論モデルを構築することを目的とした.特に本年度は国内のみならず,インドの半乾燥地にあるICRISAT(International Crops Research Institute for the Semi-Arid Tropics,国際半乾燥熱帯作物研究所)においてもソルガムを用いた圃場試験を行い,昨年度明らかにした「切葉処理により上位葉の気孔コンダクタンスが高くなり光合成速度が増加する」要因を水収支の観点から明らかにすることを目的とした.その結果,士壌乾燥ストレス条件下において穂ばらみ期に切葉処理を行うと,個体あたりの蒸散速度(=吸水速度)が減少するが,日中を通して止葉の気孔コンダクタンスが高まることを明らかにした.また,土壌水分量の変化を経時的に精査したところ,切葉処理区では土壌深層における水分減少量が小さい,すなわち水分消費量が少ないことが分かった.これらの結果は,切葉処理によって植物の水利用効率が高まることを示唆している.今後は,切葉処理によって子実生産性が向上するかについて乾燥地の現場で検証するとともに,子実収量が増加するプロセスについて理論化する.乾燥地では近い将来,水資源および食料の不足が加速すると予測されているが,これまで行われてきた耐乾性品種の開発や灌漑設備の設置は技術的・経済的要因のため,未だ有効な解決策に成り得ていない.研究代表者は作物の水消費量の抑制を通じた水資源保全と水欠乏下での作物生産性増大を両立させる,極めて簡便かつ安価な栽培学的手法を考案した.具体的には作物の下位葉を切除(以下,切葉処理)することで蒸散量と吸水量とのバランスを最適化して土壌水分の過剰な消費を抑制するとともに,その残存水分を上位葉に集中させることで光合成を高め,少ない葉面積で高い子実生産を達成するというアイデアである.

この切葉処理の有効性と機構を検証するため,本年度はICRISAT(国際半乾燥熱帯作物研究所,インド)においてソルガム,中国科学院遺伝および発育生物学研究所農業資源研究センターにおいてコムギを用いて実証試験を行った.乾燥土壌条件下で栽培した個体に様々な強度および時期に切葉処理を行ったところ,コムギではいずれの処理においても上位葉の光合成速度が増大したが子実収量の増加は認められなかった.また,切葉処理によって水消費量は減少したものの子実収量の減少程度がより大きかったため,水利用効率は低下した.一方,ソルガムでは切葉強度が増すにつれて上位葉の気孔コンダクタンスが増加し(これは葉身の水状態の改善に起因していなかった),それに伴って光合成速度が増加した.茎熱収支法を用いて個体あたりの蒸散速度を測定したところ,切葉個体は無切葉個体よりも蒸散速度が低かった,しかし,子実収量は切葉処理によって増加しなかった.これらの結果より,切葉処理は作物の個体あたりの水消費量を減少させつつ,上位葉の光合成速度を高めることが明らかとなった.今後は個体あたりの光合成速度も勘案しながら,土壌水分量に応じた適切な切葉時期および強度を明らかにする必要がある.
侵襲性歯周炎原因細菌の病原因子による骨吸収機構の解明

侵襲性歯周炎(AgP)は若年者に発症を認め,急速な歯槽骨吸収を特徴とする炎症性疾患である. AgPの原因菌はAggregatibacter actinomycetemcomitans (Aa)であると考えられているものの,本菌がAgPの病態に与える影響は未だ不明な点が多い.本研究では, Aaが産生する白血球毒素であるロイコトキシン(LtxA)がヒト破骨細胞の機能に対して与える影響を明らかにすることを目的に研究を実施した.ヒト末梢血由来の単球・リンパ球を用いて,ヒト破骨細胞へと分化させ,そこに種々の濃度に調整したLtxAを添加した.その結果, LtxAはヒト破骨細胞に対して濃度依存的に細胞毒性を発揮することが明らかとなった. LtxAは白血球の膜上に発現したLFA-1に結合することで細胞毒性を発揮すると考えられている.そこで, LFA-1の発現を認めない細胞に対してヒトLFA-1をトランスフェクションし,さらにLtxAの添加により細胞増殖活性に与える影響をAlamar Blue assayを用いて検討した.その結果, LFA-1を発現させた群ではLtxAの添加により細胞の増殖活性が有意に低下していたことから, LtxAがLFA-1を介してヒト破骨細胞に対して細胞毒性を発揮している可能性が示唆された.さらに, FACSを用いてヒト単球・リンパ球膜上のLFA-1の発現を検討した結果,細胞膜上におけるLFA-1の高レベルの発現が認められた.以上の結果から,ヒト破骨細胞は, LtxAによって濃度依存的な細胞死を引き起こされることが明らかとなった.侵襲性歯周炎(AgP)は若年者に発症を認め,急速な歯槽骨吸収を特徴とする炎症性疾患である. AgPの原因菌はAggregatibacter actinomycetemcomitans (Aa)であると考えられているものの,本菌がAgPの病態に与える影響は未だ不明な点が多い.本研究では, Aaが産生する白血球毒素であるロイコトキシン(LtxA)がヒト破骨細胞の機能に対して与える影響を明らかにすることを目的に研究を実施した.ヒト末梢血由来の単球・リンパ球を用いて,ヒト破骨細胞へと分化させ,そこに種々の濃度に調整したLtxAを添加した.その結果, LtxAはヒト破骨細胞に対して濃度依存的に細胞毒性を発揮することが明らかとなった. LtxAは白血球の膜上に発現したLFA-1に結合することで細胞毒性を発揮すると考えられている.そこで, LFA-1の発現を認めない細胞に対してヒトLFA-1をトランスフェクションし,さらにLtxAの添加により細胞増殖活性に与える影響をAlamar Blue assayを用いて検討した.その結果, LFA-1を発現させた群ではLtxAの添加により細胞の増殖活性が有意に低下していたことから, LtxAがLFA-1を介してヒト破骨細胞に対して細胞毒性を発揮している可能性が示唆された.さらに, FACSを用いてヒト単球・リンパ球膜上のLFA-1の発現を検討した結果,細胞膜上におけるLFA-1の高レベルの発現が認められた.以上の結果から,ヒト破骨細胞は, LtxAによって濃度依存的な細胞死を引き起こされることが明らかとなった.
アフリカの自立へ向けた国際教育協力政策と実践の比較研究

本研究は、アフリカ地域に対する教育分野の国際協力に関し、政策レベルおよび現場での実践レベルにおいて自助・自立の側面から包括的に考察し、アフリカの真の自立へ向けた国際協力に新たな展望を開くことを目指している。その事例研究として、日本の主要援助国であり、かつ米国・英国などの二国間機関、国際機関、NGOの主要被援助国でケニアおよびガーナを対象とする。国際協力の構造と特質を「自助努力(self-help efforts)」の視点で解析し、政策科学・比較教育学的手法により、基礎教育段階の教育協力の最適モデルを模索することを目的としている。これまでにレビューした教育協力プロジェクトをグループ化すると共に、国際開発協力の主要政策のなかでの自助努力支援の位置づけについて、時系列的な観点から比較分析を行った。ケニア等に在住する研究協力者の支援を受けながら、中間成果の整理方法について意見交換を行い、現地側の視点を取り込んだ。このような過程を経て、国際協力における「自助努力」の実態を公正かつ多面的に解明するよう試みた。この他、本研究の副次的成果として、広島大学教育開発国際協力研究センターが中心となり、自立的な教育開発のあり方を相互に模索する「基礎教育開発のためのアフリカ・アジア大学間対話」プロジェクトを本格的に立ち上げ、アフリカ12カ国とアジア6カ国の大学等が参加する共同研究体制を整備しつつある。その事例研究として、日本の主要援助国であり、かつ米国・英国などの二国間機関、国際機関、NGOの主要被援助国であるガーナおよびケニアを対象とする。国際協力の構造と特質を「自助努力(self-help efforts)」の視点から解析し、政策科学・比較教育学的手法により、基礎教育段階の教育協力の最適モデルを模索することを目的としている。3年間の研究期間における初年度となる16年度は、全体の準備段階と位置づけ、アフリカ諸国が援助依存から脱却し自立を目指すために、国際的な教育協力においてどのようなプロジェクト形成の経験があるのか、文献レビューおよび関係者との面談調査を中心に把握する。この際、特にアフリカの教育文化・学校文化との関係に注目した。また、世界の教育援助政策の形成に影響力を有する世界銀行が重点的に支援するガーナ、およびその対象になっていないケニアの比較分析の視点を持ちつつ、全体研究を遂行しつつある。具体的には、次のような工程で実施した。(1)既存資料の整理(49月)、(2)関連先行研究の批判的検討(1012月)、(3)研究計画の再検討(13月)。その事例研究として、日本の主要援助国であり、かつ米国・英国などの二国間機関、国際機関、NGOの主要被援助国でガーナおよびケニアを対象とする。前年度の準備段階でレビューした教育協力プロジェクトを当該国の開発課題の中で位置づけつつ、本研究で適用する比較枠組みの構築を試みた。調査対象国等に在住する協力研究者の支援を受けながら、現地関係者との面談調査および資料収集を行った。本年度(第2年次)は、アフリカにおける教育開発支援のあり方を批判的に検討すると共に、特にケニアにおける初等教育無償化政策の課題と矛盾を国際的な支援と自助努力の観点から分析した。この他、本研究の副次的成果として、広島大学教育開発国際協力研究センターが中心となり、自立的な教育開発のあり方を相互に模索する「基礎教育開発のためのアフリカ・アジア大学間対話」プロジェクトを本格的に立ち上げ、アフリカ8カ国とアジア3カ国の大学等が参加する共同研究体制を整備しつつある。
内向き整流カリウムチャネルのポリアミン受容体の解析と新しい潜在的薬物作用点の検討

本研究で我々は、心筋細胞の内向き整流K^+(Kir)チャネルI_<K1>のクローンIRK2をヒト胎児腎由来HEK293T細胞株にトランスフェクション、構成されたチャネルの細胞内ポリアミン/Mg^<2+>に対する反応性を検討した。IRK2チャネルは、パッチク-ランプ法のセルアタッチドパッチ内で強い内向き整流特性を示したが、ポリアミン/Mg^<2+>欠く溶液で細胞内側を潅流したインサイドアウト(IO)パッチ内でほとんど完全に内向き整流特性を失った。したがって、このチャネルの内向き整流特性は、チャネルの内因性の特性ではない。IOパッチ細胞内側にMg^<2+>を加えると、チャネルの外向き電流が濃度依存的に瞬時的にブロックされた。K^+平衡電位(E_K)より40mV陽性の膜電位で、Mg^<2+>のIC_<50>値は約10μMであった。Mg^<2+>は、チャネルのサブコンダクタンスを誘発して外向き電流を抑制した。一方、ポリアミンの一種であるスペルミンは、IOパッチ細胞内側に加えると、チャネルの開口確率を時間依存性に低下させて外向き電流を抑制した。E_K+40mVでスペルミンのIC_<50>値は約3nMであった。一方、スペルミンとMg^<2+>を同時に投与すると、スペルミン単独投与時よりチャネルの内向き整流特性は減弱し、この現象はMg^<2+>とスペルミンがチャネル内の同じ部位に拮抗的に結合するとしたモデルで良く説明できた。したがって、細胞内の二価イオンでポリアミンによる内向き整流特性を調節できる可能性が考えられた。一般に、心筋細胞内のMg^<2+>及びポリアミン濃度は、それぞれmMおよび100μMオーダーであることが知られているので、I_<K1>チャネルの生理的な内向き整流特性は細胞内のポリアミン/Mg^<2+>ブロックの連関により生じることが考えられた。内向き整流カリウム(Kir)チャネルの内向き整流特性は、細胞内Mg^<2+>とポリアミンによるブロックで生じる。従来、ポリアミンブロックは、Kirチャネルの内因性ゲート機構と見なされてきた。心筋細胞のIK1チャネルで、Mg^<2+>ブロックと内因性ゲート機構はともにチャネルをnonconductingの状態にするが、ともに同一の開口状態に作用して相互に排除的に作用することが解かっている。今回我々は、心筋細胞のIK1チャネルに相当するKirクローンIRK2をヒト胎児腎細胞由来株HEK293Tに過剰発現させ、パッチクランプ法でこのチャネルにおけるMg^<2+>とポリアミンの連関を検討した。IRK2チャネルはホールセル・セルアタッチドパッチで強い内向き整流特性を示したが、Mg^<2+>非存在下で構成したインサイドアウトパッチ内で内向き整流特性をほぼ完全に失った。カリウム平衡電位(この実験条件では0mV)より陽性の膜電位で、細胞内Mg^<2+>は単一電流コンダクタンスを減少させ、一方ポリアミンの一種スペルミンは開口確率を低下させ、IRK2チャネルの内向き整流特性を再現した。Mg^<2+>とスペルミン両者を同時に投与すると、各膜電位における内向き整流特性の強さおよび時間依存性は、それぞれを単独に投与したときの中間となった。

我々は、Mg^<2+>とスペルミンをそれぞれ単独で投与したときのデータから、各膜電位におけるMg^<2+>とスペルミンのIRK2チャネルに対する結合・解離速度定数を求めた。そして、Mg^<2+>とスペルミンがIRK2チャネル上の同一部位に拮抗的に結合すると仮定すれば、両者共存下のIRK2チャネルの内向き整流特性が予測されることを示した。このことは、Mg^<2+>のようなカチオンがKirチャネルのポリアミン受容体上でポリアミンの拮抗剤となりうることを示しており、この受容体に作用する薬剤開発のヒントになると思われる。本研究で我々は、心筋細胞の内向き整流K^+(Kir)チャネルI_<KI>のクローンIRK2をヒト胎児腎由来HEK293T細胞株にトランスフェクションし、構成されたチャネルの細胞内ポリアミン/Mg^<2+>に対する反応性を検討した。IRK2チャネルは、パッチクランプ法のセルアッタチドパッチ内で強い内向き整流特性を示したが、ポリアミン/Mg^<2+>欠く溶液で細胞内側を潅流したインサイドアウト(IO)パッチ内でほとんど完全に内向き整流特性を失った。したがって、このチャネルの内向き整流特性は、チャネルの内因性の特性ではない。IOパッチ細胞内側にMg^<2+>を加えると、チャネルの外向き電流が濃度依存的に瞬時的にブロックされた。K^+平衡電位(E_K)より40mV陽性の膜電位で、Mg^<2+>のIC_<50>値は約10μMであった。Mg^<2+>は、チャネルのサブコンダクタンスを誘発して外向き電流を抑制した。一方、ポリアミンの一種であるスペルミンは,IOパッチ細胞内側に加えると、チャネルの開口確率を時間依存性に低下させて外向き電流を抑制した。E_K+40mVでスペルミンのIC_<50>値は約3nMであった。一方、スペルミンとMg^<2+>を同時に投与すると、スペルミン単独投与時よりチャネルの内向き整流特性は減弱し、この現象はMg^<2+>とスペルミンがチャネル内の同じ部位に拮抗的に結合するとしたモデルで良く説明できた。したがって、細胞内の二価イオンでポリアミンによる内向き整流特性を調節できる可能性が考えられた。一般に、心筋細胞内のMg^<2+>及びポリアミン濃度は、それぞれmMおよび100μMオーダーであることが知られているので、I_<KI>チャネルの生理的な内向き整流特性は細胞内のポリアミン/Mg^<2+>ブロックの連関により生じることが考えられた。
有限体の整数論の研究

有限体上の超幾何多項式F(a,b,cix)で(a,b,c)をいろいろ動かし、また有限体F_pも素数pを動かして組織的に数値実験を行った。素数pを動かしても規則性を保つ(a,b,c)の組として9つの互いに通約的な非コンパクト数論的三角群に対応する場合が著しい性質を共有していることを見つけた。その性質を述べる:超幾何多項式は素体上一次または二次の既約式に分解されている事実があり、さらに一次の既約式の個数はある種の虚二次体の類数を用いて具体的に記述されることが予想される。これらの超幾何多項式は対応する三角群の包含関係に応ずる数次変換公式で互いに関係している。この証明には一般の超幾何多項式に成り立つ二次変換公式と超特異楕円曲線の理論を利用する。これら9つの数論的三角群は超幾何関数を用いて保型関数、保型形式が具体的に書けることもわかった。その際j関数に対応する特別な関数の存在が重要である。この結果は応用が期待できる。上半平面の有限体上の類似物を、有限体とその二次拡大の組と考え、指標付きのアイゼンシュタイン和を考察した。この特殊値が相対ガウス和と一致するという以外な結果が得られた。2項係数からアペリ-数が得られた方法を、多項係数で試みた。3項、4項の場合にのみ面白い量を取り出すことができ、合同式の予想を得た。金子は有限体上の超特異楕円曲線のj不変量を一斉に持ち上げた有理数体上の多項式を研究した。特にアトキンの直交多項式系を超幾何多項式で具体的に記述した。これらの結果を上の9つの三角群すべてに拡張することは課題として残った。末吉は代数体の指標であるべき剰余記号を調べ、異なる2次体の狭義4階数の間の関係式を得た。吉田はクズネゾフの跡公式を調べた。有限体上では実解析的な関数の類似物も正則なものと等しく重要であることがわかった。有限体上の超幾何多項式は超特異楕円曲線の不変量を根に持つ多項式として、最初に研究された。いくつかある楕円曲線の族に対してその楕円曲線が超特異であるという条件で超幾何多項式を定めれば、楕円曲線の基本的な不変量であるj不変量を計算することで変数の変換式が得られる。この変数変換式が超幾何多項式の間に成り立つ変換公式を証明する手段の一つとして使えた。さらに一般に有限体の超幾何多項式の2次変換公式は楕円曲線の族を必要としない。これらの変換公式の応用としてSL_2(Z)とcommensurableな三角群に関する保型関数で超幾何関数と極めて密接な関係を満たすものを取り出すことに成功した。それはj関数の完全な類似物といってよい。j関数の完全な類似物という理由はその定数744をこめたという意味で言う。j関数を孤立したものと考えないとする、ConwayとNortonが発見したThompson級数の立場ではその定数項はゼロと定めるしかない。Thompson級数に適当な定数をうまく選んではじめて理論がうまくいくj関数の研究があると信じる。そのようなものとして、K3曲面のMirror Mapの逆としてThompson級数が現れるとする研究でも、適当な定数を足したものが実際は現れている。その定数こそ我々が見つけたものと一致することがわかる。6つの例があるだけだが、この理由を探ることが次の目標になる。

金子が浅井、二宮と一緒に研究したj関数をヘッケ作用素で変換して得られる多項式のゼロ点が0と1728の間にあることの応用として、上に述べたMirror Mapのq展開の係数が、正負交互に現れることが証明できた。この性質は実験的に、上に上げた6つの例でも成り立つことが観察される。これらを統一して扱うことが期待される。j関数の定義はいくつか知られているが、そのなかで超幾何微分方程式を利用することの意味が、まだ未開拓の余地があるという見識が得られた。この方向をさらに追求する。有限体上の超幾何多項式F(a,b,c;x)で(a,b,c)をいろいろ動かし、また有限体F_pも素数pを動かして組織的に数値実験を行った。素数pを動かしても規則性を保つ(a,b,c)の組として9つの互いに通約的な非コンパクト数論的三角群に対応する場合が著しい性質を共有していることを見つけた。その性質を述べる:超幾何多項式は素体上一次または二次の既約式に分解されている事実があり、さらに一次の既約式の個数はある種の虚二次体の類数を用いて具体的に記述されることが予想される。これらの超幾何多項式は対応する三角群の包含関係に応ずる数次変換公式で互いに関係している。この証明には一般の超幾何多項式に成り立つ二次変換公式と超特異楕円曲線の理論を利用する。これら9つの数論的三角群は超幾何関数を用いて保型関数、保型形式が具体的に書けることもわかった。その際j関数に対応する特別な関数の存在が重要である。この結果は応用が期待できる。上半平面の有限体上の類似物を、有限体とその二次拡大の組と考え、指標付きのアイゼンシュタイン和を考察した。この特殊値が相対ガウス和と一致するという以外な結果が得られた。2項係数からアペリ-数が得られた方法を、多項係数で試みた。3項、4項の場合にのみ面白い量を取り出すことができ、合同式の予想を得た。金子は有限体上の超特異楕円曲線のj不変量を一斉に持ち上げた有理数体上の多項式を研究した。特にアトキンの直交多項式系を超幾何多項式で具体的に記述した。これらの結果を上の9つの三角群すべてに拡張することは課題として残った。末吉は代数体の指標であるべき剰余記号を調べ、異なる2次体の狭義4階数の間の関係式を得た。吉田はクズネゾフの跡公式を調べた。有限体上では実解析的な関数の類似物も正則なものと等しく重要であることがわかった。
魚類由来アミロイド線維成長阻害タンパク質の作用機構

アミロイドβペプチド(Aβ)は、3943残基からなるペプチドでありアミロイド線維となることでアルツハイマー病を引き起こす。低温環境で生息する魚類がもつ不凍タンパク質RDIIIは氷結晶の成長を妨げる機能を有する。前年度までの研究により、RDIIIはAβのアミロイド線維形成を阻害することが示されている。本研究では、RDIIIタンパク質がどのようにアミロイド線維形成を阻害するのかについて核磁気共鳴(NMR)等の手法を用いて研究する。1.RDIIIタンパク質の主鎖連鎖帰属前年度に引き続きRDIIIの^<13>C/^<15>Nラベル体を準備した。得られた^<13>C/^<15>Nラベル体を用いて、HNCAやCBCANHなどのNMRスペクトルを測定し主鎖連鎖帰属を行りた。主鎖連鎖帰属は従来の方法を用いて行った。2.RDIIIタンパク質とAβの相互作用解析RDIIIの^<15>Nラベル体を使って、RDIIIとAβの相互作用解析を行った。Aβモノマーが存在する条件下において^<15>Nラベル体のHSQCスペクトルを測定し、AβフリーのHSQCと比較した。その結果、ケミカルシフトやピーク強度に有意な変化は認められなかった。しかし、これら2つのNMRサンプルを低温で2週間以上インキュベーションすると、Aβ存在下におけるRDIIIのN末端10残基程度にシグナル強度の変化が認められた。Aβは、モノマー状態で長時間インキュベーションすると凝集して短い線維(線維核)となり、さらにAβモノマーの結合が進み伸張することによってアミロイド線維になることがわかっている。長時間のインキュベーションによってAβ存在下のRDIIIにスペクトル変化が生じたのは、RDIIIが線維核に結合していることを表していると考えられる。不凍タンパク質RDIIIは、低温環境で生息する魚類が有する不凍タンパク質で、氷結晶の成長を妨げる働きをしている。本研究では、不凍タンパク質RDIIIとアミロイド線維核の相互作用を核磁気共鳴(NMR)法とAFMを用いて研究する。1.RDIIIタンパク質の大量発現系の改良今年度は、まずRDIIIタンパク質の大量発現系を改良した。RDIIIタンパク質をコードする遺伝子をPCRによって増幅し、コールドショックベクターに組み込んで発現ベクターを作製した。コールドショックベクターにすることで、これまでよりも高収率でRDIIIタンパク質を大量に得ることに成功した。精製条件についても再検討し、陰イオン交換と逆相HPLCによって純度の高いサンプルを得ることができた。また、^<15>N塩化アンモニウムを含む最小培地で大腸菌を大量培養し、RDIIIタンパク質の^<15>Nラベル体を得た。2.RDIIIタンパク質によるAβのアミロイド線維形成阻害RDIIIタンパク質がAβのアミロイド線維形成を阻害するのかどうかについて、アミロイド線維に結合するThioflavin-Tを用いて調べた。RDIIIタンパク質の存在下、非存在下において、Aβのアミロイド線維が形成される量を調べた。その結果、RDIIIタンパク質はAβのアミロイド線維形成を阻害することを明らかにした。
慢性関節リウマチの病因遺伝子の構造と機能の解析

1.ヒトT細胞白血病等のリウマチ病因ウイルスの検討及び周辺疾患への関与(1)この研究の発端は、HTLV-1関連疾患として知られていたATLとHAM/TSPの患者の一部にリウマチ様の症状が認められ、とくに著明な滑膜増殖が認められる症例を経験し、関節液細胞中に、異型リンパ球の浸潤を認めたケースに端を発する。すなわち、HTLV-1は当初、ヒトT細胞白血症(ATL)の原因ウイルスとして同定されたが、その後、神経疾患(HAM/TSP)を招くことも明らかにされた。その後、我々のグループによって提唱してきた免疫異常を呈する関節症やシェ-グレン症候群(HTV-1 associated arthropathy:HAAP)の臨床的概念の提唱は、本ウイルスの自己免疫疾患への関与という新しい局面を迎えるに至った。すなわち、HTLV-1というレトロウイルス及びその遺伝子産物が腫瘍、神経、免疫系とそれぞれ独立した病態群と密接な関連を有することが明らかにされて来た。この成果は、これまで全く成因不明であった免疫原性の難治性疾患の病因究明に新しいパラダイムを展開させる大きな突破口を切り拓くことになった。滑膜細胞増殖機構に対してHTLV-1P40X領域でコードされたTax蛋白は、AP-1領域に結合し、細胞周期のとくに初期段階に作用するcfos/junなどの転写調節因子の発現を強力に誘導する。この注目すべき機能は、tax遺伝子を導入した、正常ヒト細胞株の形態転換及びin vivoの動物モデルとしてはリウマチに近いといわれているtax transgenic miceの成績からも明確にされた。一方、taxはrel familyの一つであるNF-Kβとして知られる細胞側の転写性化因子も活性化する。すなわち、taxはNF-Kβのenhancer elementを活性化させ滑膜細胞増殖の維持に関与するTNFα、IL-1β、GM-CSFなど種々のサイトカイン遺伝子の発現をupregulateする。すなわち、HTLV-1P40X領域は滑膜細胞の増殖の誘導及びその維持に関与するウイルス遺伝子である。一方、著明に増殖を維持した細胞は一定の条件下では、顕著なアポトーシスに陥ることも明らかにされた。リウマチにおいて、滑膜作の増殖とその逆の現象である消退という、臨床上観察されているリウマチの臨床的活動性の特性の一つをアポトーシスというキーワードにより、明確にその実態が明らかにされ、分子機構からその特異な病態解明する突破口の一つが明らかにされた。さらに、現在我々のグループではtax遺伝子が病巣局所ではアポトーシスを誘導し、免疫応答の中枢ではアポトーシスを干渉しているという興味ある事実を捉えており、この点についてさらにTransgenic miceを用いて検討を進めている。いずれにせよ、レトロウイルス粒子は最小限の遺伝情報を担うRNAからなる遺伝子とそれを保護するenvから構成された分子集合体である。免疫系におけるウイルス感染症は今後こういった分子集合体-宿主細胞の関連性において捉える必要がある。すなわち、従来の固定概念を打破し、分子集合体による自己免疫疾患の発現機構という視点に立って今後強力に推進する必要があろう。(4)レトロウイルス誘導とその標的臓器への伝搬機構レトロウイルスの感染者が発症するまでにはウイルスと宿主の間の多彩な因果関係が存在する。すなわち、ウイルスは特異的な細胞に感染後、増殖し、特異的組織へと個体内を伝搬していくが、臓器特異的自己免疫疾患の病因を解く鍵はまさにこの感染個体内で標的臓器への伝達プロセスの解明にある。この事は、現在社会的にも問題となっているHIV感染症からAIDS発症機構を解明する上でも大きな意味を与え、今後の重要課題である。ここに4年間本研究の助成を受けて行ったリウマチの病因遺伝子の分子レベルでの研究は単にリウマチの病因解析と根治的な治療に遺伝子レベルから大きな突破口を開拓したのみならず、広く自己免疫疾患の成因を解く上でも、またレトロウイルス感染症とその標的組織での疫学的発症機構を解明する上で大きな意味を与えてきているものと確信する。今後滑膜細胞を細胞生物学的な視点からみると、数多くの課題が残されているが、戦略目標を明確に把握し、その問題を具体的に解決するために、さらに強力に研究を推進したい。さらに現在、新たにflavi virusが新しいCandidateとして浮上してきた。この点に関しても現在国際研究チームを編成している。2.滑膜細胞の増殖と細胞死の分子機構(1)研究の背景滑膜細胞の過剰な増殖とリンパ球の浸潤をきたし、その結果、骨破壊に至る難治性の疾患である。この滑膜細胞の過剰増殖の真の原因は未だ明らかではないが、本体は前腫瘍状態といえるもので、しばしば増殖と退縮を繰り返す。RAの滑膜細胞自身も一部アポトーシスによる細胞死に陥っており、チューリッヒ大学、アラバマ大学との協同研究によって、その滑膜細胞死の形態学的分類を行った。また、Fas/FasLの分子間機構の解明にも検討を加えた。その結果、滑膜細胞の増殖と細胞死を支配しているのは、滑膜細胞の細胞周期であることが明らかになってきた。現在さらに、テキサス大学ダラス校のP.E.Lipsky教授らのグループと共に、RAの過剰な増殖をしている滑膜細胞の性状を解析し、その増殖制御機構が明らかとなれば、病因解明のみならず、新たな治療法の開発につながり得ることをアポトーシス誘導の代表的分子であるFas及びそのリガンドであるFas-Lの系を用いてその一部を明らかにしている。(2)研究成果とその意義

OAすなわちRA患者由来滑膜細胞に選択的にFas依存性アポトーシスが誘導されることから、RA滑膜細胞に特異的なFas依存性アポトーシスの細胞内シグナル伝達機構の存在が考えられた。事実、抗Fas抗体刺激によりRA滑膜細胞内では、セリンリン酸化酵素JNKが選択的に活性化され、その下流の遺伝子転写活性化因子AP-1の増加が認められた。Fas抗原を介したアポトーシスのシグナルはJNK/AP-1を活性化しDNA断片化に関与するエンドヌクレアーゼを誘導すると推定された。ところが、RA滑膜組織内にはFasリガンドを発現している浸潤リンパ球は存在するが、過剰な滑膜細胞を除去できるほど十分なアポトーシスは認められず、また、OAに比しRA関節液中には可溶性Fas抗原が有意に増加していることから、RA滑膜細胞の増殖にはアポトーシスによる調節機構の障害が関与する可能性が示唆された。また、このプロセスにおいてTNFαが決定的に重要な役割を担っていることも明らかにしてきた。増殖しているRA滑膜細胞に対して積極的にアポトーシスを誘導できれば新たな治療につながると考えて、HTLV-1トランスジェニックマウスのRA様関節炎に対し、抗Fas抗体を関節内投与すると関節の腫脹が著明に改善され、組織学的にも増殖滑膜細胞の消失が確認された。したがって、抗Fas抗体による病的滑膜細胞へのアポトーシス誘導及びFasL遺伝子導入細胞によって、RAに対する強力な治療手段となり得ると考え、現在臨床適応を目指している。1.ヒトT細胞白血病等のリウマチ病因ウイルスの検討及び周辺疾患への関与(1)この研究の発端は、HTLV-1関連疾患として知られていたATLとHAM/TSPの患者の一部にリウマチ様の症状が認められ、とくに著明な滑膜増殖が認められる症例を経験し、関節液細胞中に、異型リンパ球の浸潤を認めたケースに端を発する。すなわち、HTLV-1は当初、ヒトT細胞白血症(ATL)の原因ウイルスとして同定されたが、その後、神経疾患(HAM/TSP)を招くことも明らかにされた。その後、我々のグループによって提唱してきた免疫異常を呈する関節症やシェ-グレン症候群(HTV-1 associated arthropathy:HAAP)の臨床的概念の提唱は、本ウイルスの自己免疫疾患への関与という新しい局面を迎えるに至った。すなわち、HTLV-1というレトロウイルス及びその遺伝子産物が腫瘍、神経、免疫系とそれぞれ独立した病態群と密接な関連を有することが明らかにされて来た。この成果は、これまで全く成因不明であった免疫原性の難治性疾患の病因究明に新しいパラダイムを展開させる大きな突破口を切り拓くことになった。滑膜細胞増殖機構に対してHTLV-1P40X領域でコードされたTax蛋白は、AP-1領域に結合し、細胞周期のとくに初期段階に作用するcfos/junなどの転写調節因子の発現を強力に誘導する。この注目すべき機能は、tax遺伝子を導入した、正常ヒト細胞株の形態転換及びin vivoの動物モデルとしてはリウマチに近いといわれているtax transgenic miceの成績からも明確にされた。
ウェーブレット変換を用いた非線形振動解析とその工学的応用に関する研究

本年度における本研究の研究実績は以下のとおりである。1.本研究の第一の目的であった、非線形振動に対する数値シミュレーション技法の開発の成果について述べる。要求した設備備品費により、ワークステーション(DEC Alpha Station 200 4/100)を購入し、シミュレーションソフトウェアの開発をおこなった。その最も根幹となる部分は、振動系をあらわす連立非線形微分方程式の時間発展を計算する部分と、その得られた計算結果を解析する部分である。時間発展を計算する部分は、以前の研究で、FORTRANにより作成されていたプログラムを、本研究の対象系にあわせた形にC++言語に置き換えることによって得た。また、計算結果の解析部分は、特に色々な信号解析手法に柔軟に対応したプログラムが作れることと、対象とする系が変化した場合でもプログラムが再利用できることを目標にして、オブジェクト指向に基づき、C++言語によってクラスの形にプログラミングした。現時点では、ポテンシャルに3次と4次の非線形性を持つ系と、SINH関数の非線形性をもつ系に対するシミュレーションを行い、信号処理方法としてウェーブレット変換を用いるクラスを開発し、実行した。その結果、ソリトンと考えうる波形が抽出できた。2.第二の目的である、上記のプログラムを、一般振動系に応用した結果について述べる。研究代表者が一般校費によって購入したスピーカを解析の対象とし、上記プログラムによって、インパルス応答波形を解析し、各ユニットの位相関係を最適化する実験をおこなった。以上の結果は、論文の形にまとめるには、いまだデータが不足しているのが現状であるので、さらに現在も、実験と解析を進めている。
新しい生理活性複合糖質の発見と機能に関する基礎的研究

[1]新しく発見された硫酸化シアリルLex分子種の系統的合成と新しい免疫系制御システムの解明:6-スルホルイスXを起点とするL-セレクチンのリガンドプロセッシングには、シアル酸のデーN-アセチル化による活性化とラクタム化による不活性化が重要な鍵反応であることを、系統的な精密合成により初めて分子レベルで証明した(Carbohydr.Res.,338,2793-2812,2003)。すなわち、ラクタム化ノイラミン酸を含む六糖性シアリル6-O-スルホルイスXガングリオシド及びシアリル6-O-スルホパラグロボシドの高効率的完全合成に成功した。これら合成ガングリオシドプローブを用いることにより、ラクタム化シアリル6-O-スルホルイスXが、G159モノクローナル抗体によって認識される主要抗原決定基の一つであることを明らかにした。[2]α-系列ハイブリッド型ガングリオシドをリード化合物とした新規硫酸化ガングリオシドGSC-338が、神経シグレックの一つであるミエリン関連糖タンパク質MAGの高親和性リガンドである(Carbohydr.Res.,338,1621-1639,2003)ことを発見すると同時に、白血球表面抗原CD38のNADase活性を強力に阻害する新規物質であることを初めて明らかにした(Bioorg.Med.Chem.Lett,13,3441-3445,2003)。[3]癌関連抗原として予測されていたα-(2-3)/α-(2-6)-ジシアリルラクトテトラオシルセラミドおよびジシアリルLewis Aガングリオシドの全合成に成功し(Carbohydr.Res.,338,503-514,2003)、その生合成経路を明らかにするとともに、予想どおり癌関連抗原として機能することを分子レベルで解明した(J.Biol.Chem.,278,22787-22794,2003)。[1].新たに発見した硫酸化シアリルLe^x分子種の系統的合成とサイクリックシアル酸を含む新しい免疫系制御システムの解明:O-グリコシド型糖鎖上にシアリルLe^x及び硫酸化シアリルLe^xを含む9糖糖鎖の高効率的合成に成功した(Tetrahedron Left.,41(2000)3879-3882)。これらの糖鎖は、L-及びP-セレクチンのカランター・レセプターであるGlyCAM-1及びPSGL-1上に存在すると予測され、今後のセレクチン・リガンド研究に大いに寄与するものと期待されている。一方、硫酸化シアリルLe^x生合成上、α(1→3)-フコシルトランスフェラーゼは重要な鍵酵素となっている。硫酸化によるグルコサミン6位水酸基のキャツピングが本酵素(Fuc-TV11)に及ぼす影響を分子レベルで明らかにした(J.Carbohydr.Chem.,19(2000)747-768;Carbohydr.Res.,328(2000)85-94)。すなわち、Fuc-TV11のFucose転移活性は、シアリルα(2→3)-ネオラクトテトラオースの硫酸化により増強され、高内皮細静脈(MEV)中の6-スルフォシアリルLe^x生合成に特異的に関与していることを証明した。[2].コリン作動性ニューロンに発現する微量ガングリオシド、Chol-1(α-シリーズ)ガングリオシド及びその硫酸化誘導体の系統的大量合成法の開発と未発見生理機能の解明:Chol-