hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
日本におけるヒトロタウイルス血清型の決定と疫学的研究

(1)1988年からの全国のロタウイルス血清型の集積の続きとして93-94年度の冬期について行った。東京都の35検体ではロタウイルスが検出できなかった。血清型(1,2,3.4)の順で述べると久留米(130,1,2.2)北海道(5.0,2.0)、舞鶴(61.1,18.0)香川(81,13,0.1)であった。現在佐賀についても集積中である。(2)中国、パキスタン、日本のロタウイルス血清型2のVP7遺伝子配列を解析し、HUT5、S2と比較した。9299%のホモロジーがアミノ酸、核酸で見られた。地域、年による一定の差は認められなかった。(3)ロタウイルスとその臨床像との関連で、咽頭ぬぐい液、血液、症率患者の髄液中のロタウイルス遺伝子の存在をRT-PCRで行った。ロタウイルスは糞便中のみならず臓器にも感染することが指唆された。(1)1991年度のロタウイルス血清型疫学調査の成績として集計の終った東京,久留米,舞鶴,大阪,香川の成績及び,中国の成績を報告する。札幌,秋田の成績は,まだ集計されていない。また1992年度については,冬期が終った段階で,これから集計を行う予定である。表に示す様に19911992年の冬期は,血清型1が優位を示し,2型は僅かに認められた。3型,4型になると更に頻度は少ない。ゲノムRNAの電気泳動に於てもB群,C群のロタウイルスはこれらの検体の内には見い出されなかった。(2)B群ロタウイルスの抗体保有率について中国で成人も罹患するB群ロタウイルスについて,わが国ではブタでは存在が確認されているものの,ヒトに於ては現在まで抗原が見い出されていない。わが国の新生児から成人に渡る年齢毎のB群ロタウイルスに対する抗体保有状況を調べたところ,抗体の存在は見い出されなかった。(3)ヒトC群のロタウイルスの培養はまだ成功していない。C群ロタウイルスの抗原検索用のラテックス凝集及びEIA用抗体を作る目的で,ブタCowden株の培養を行った。ウイルスの精製が終り,モルモットに高度免疫抗体を作成中である。【.encircled1.】1998年からの全国のロタウィルス血清型の集積の続きとして92-93年の冬期について行った。血清型(1,2,3,4)の順で述べると東京(14,6,0,0),大阪(19,5,0,0),香川(50,15,0,0)であった。現在札幌,秋田,久留米,佐賀について集積中である。【.encircled2.】わが国で作られている2セットのモノクローナル抗体を用いた血清型を1988-91年のロタウィルス便材料を用いて比較した。358サンプル中,222で同じ血清型がみられ,61ではどのいずれにおいても区別できなかった。現時点で,2つのセットはいずれも有用と思われた。【.encircled3.】中国および日本のロタウィルス血清型1のVP7遺伝子配列を解析し,Wa株と比較した。92-96%のホモロジーが相互にあるも,Wa株(古典的な1型)とは1979-80のサンプルが,最近のサンプルより類似性があった。地域差より年(10年違い)における差が大きかった。【.encircled4.】1990-93の東京地区のロタウィルスについてVP7,VP4の血清型を行い,流行疫学を報告した。
Sirt3の活性制御機構から展開する、概日リズムと老化速度の関係解明

マウス飼育の光環境を変動させて概日リズムを攪乱(時差ボケ)させることにより、摂食量の増加なしに肥満を誘発できることを見出した。この時差ボケ誘発肥満は、食餌時刻を特定の12時間に固定することで抑制されることから、食餌時刻の乱れが肥満を誘発していることが示唆された。これまでにマウスの皮膚や骨の老化を抑制することが明らかになっている乳酸菌H61株をマウスに半年間摂取させることで、加齢性難聴の進行を有意に抑制できることを見出した。血漿中の遊離脂肪酸量を解析したところ、マウスの聴力測定結果と相関が認められたことから、新たなバイオマーカーとしての利用可能性が示された。ミトコンドリア内において、SIRT3による代謝関連タンパク質の脱アセチル化は、代謝調節にとって重要な役割を果たしている。また、その活性は、概日リズムによって制御されている可能性が高いと考えられた。この概日性の代謝制御を可視化するため、生物発光共鳴エネルギー移動(BRET)を利用し、SIRT3標的タンパク質のアセチル化を培養細胞内でライブイメージングする方法を検討した。すでに報告のあった、ヒストンのアセチル化を蛍光共鳴エネルギー移動(FRET)で検出するプローブを改変し、まず、ヒストンのアセチル化を検出するBRETプローブを作製した。ヒストン脱アセチル化酵素の阻害剤であるトリコスタチンAの添加により、発光スペクトルが変化することを確認した。続いて、SIRT3の標的タンパク質であるIDH2、MDH2を利用し、これらのアセチル化を検出するBRETプローブの開発を試みている。また、SIRT3の活性はNAD+依存性であり、細胞内NAD+濃度にも概日リズムがあることが報告されていることから、同時に、細胞内NAD+濃度を可視化するプローブの作製も試みている。さらに、SIRT3にルシフェラーゼを結合させたタンパク質を安定的に発現する培養細胞株を作製し、発光量を目安にSIRT3タンパク質の発現量を増加させる条件を検討した。その結果、いくつかのカロリー制限模倣条件で発光値が増加することを確認した。現在、SIRT3の発現を増加させる因子の同定を試みている。動物個体において概日リズムが老化速度に与える影響を理解するために、時計遺伝子Clockの変異マウスを利用し、加齢性難聴を指標にした老化速度の解析を行った。個体差が非常に大きく、変異の有無による差が検出できなかった。遺伝的バックグラウンドが均一でない可能性が考えられるため、戻し交配を進めている。続いて、概日リズムを人為的に撹乱させた際の影響を解析するため、野生型C57BL/6Jマウスを利用して、食餌時刻および明暗サイクルを変化させた場合の、エネルギー代謝および加齢性難聴の進行度を解析した。まず、行動リズムと食餌サイクルを逆転させた昼間のみの時刻制限給餌は、食餌摂取量が減少したが、体重は有意に増加した。この時、加齢性難聴の進行度には影響が見られなかった。また、明暗サイクルを週2回変更する慢性的時差ボケモデルでは、やはり、食餌摂取量が減少したが、体重は増加した。この体重増加は、食餌時刻のみを固定することにより解消された。加齢性難聴の進行度に関しては現在解析中である。加齢性難聴の進行度を指標にして、光による概日リズムの撹乱が老化速度に与える影響をC57BL/6Jマウスを利用して検討した。その結果、中期的な加齢性難聴の進行は、光環境撹乱の影響を受けないことが明らかになった。光環境の撹乱により、体重の増加や運動量の低下が認められ、肥満の誘発が認められたが、肥満と加齢性難聴の進行度には相関が認められなかった。食品因子による加齢性難聴の抑制効果を検討するため、肌や骨密度低下に対する抗老化作用を有する乳酸菌H61株(Lactococcus lactis subsp. cremoris H61)の死菌体をマウスの餌に0.05%添加し、6ヶ月間摂食させたところ、コントロール群と比較して有意に加齢性難聴の進行を抑制した。また、血漿のメタボローム解析を行ったところ、H61株摂取群では、遊離脂肪酸濃度が有意に低く、加齢性難聴の進行抑制効果と相関があったことから、血中代謝物がバイオマーカーとなる可能性を示した。細胞を利用した概日リズムの実験系がやや遅延しているが、動物個体を利用した実験は順調に進展しており、全体の進行度としては、おおむね順調である。27年度が最終年度であるため、記入しない。食品機能学、時間生物学、老化、栄養学最終年度では、これまで進めてきた分子や細胞レベルにおける実験と、動物個体レベルでの実験を統合し、体系的な理解を促進させる。

Sirt3ノックアウトマウスの繁殖に、当初予定していたよりも時間がかかり、マウスを使用した実験がやや遅れているが、その代わりに、培養細胞を使用した実験を先に進めており、トータルでは、おおむね順調に進展している。27年度が最終年度であるため、記入しない。培養細胞を利用した実験が順調に進んでいることから、これを手がかりにSIRT3タンパク質の発現制御機構の解明につなげていくことを予定している。遅れていたマウスの繁殖も進んできたことから、今後は動物実験と培養細胞の実験を平行させることで、相乗的に結果を得ていきたいと計画している。予算の執行はほぼ予定通りに行われたが、競争見積り等の実施により、予定金額よりも若干安く納品された物品があったため、約1%の残額が出た。残額分は次年度に使用する消耗品の購入費用に上乗せして使用する。
フラーレン超構造物質の作製と相制御

今年度は、アルカリ金属ドープしたフラーレン系と同様に、バンド絶縁体-超伝導転移を起こす層状窒化物超伝導体も取り扱いながら、フラーレン系における超伝導の特異性、または普遍性を明らかにすることを行った。まず、ブチルリチウム溶液との反応時間を変化させることによって、低ドープ域でリチウム濃度を連続的に変化させた一連の試料を作製し、これらが単相であることを放射光X線回折の実験によって明らかにした。このことは、フラーレン系においてラインフェイズが存在してその間の相が得られないのとは対照的であり、フラーレン固体化学の特異性を浮き彫りにする結果となった。また、層状窒化物超伝導体の磁場中での比熱測定を行い、常伝導状態におけるゾンマーフェルト係数が1.0mJ/mol K^2と極めて小さいことを見出した。この値とバンド計算によるフェルミ準位上での状態密度を用いると電子格子結合定数が0.22と小さな値をとることがわかった。このことは、ラマン散乱スペクトルに現れるフォノン線があまり幅広くなっていないことと合致している。これらの結果は、磁化率に現れる比較的大きな状態密度や、高いフォノン周波数と、中間的な強さの電子格子相互作用によって超伝導が発現するフラーレン系とは異なっており、フラーレン系に特有な、分子の形を変形するようなヤン・テラー相互作用の重要性を示している。フラーレン系の場合は電子軌道が縮退しており、これと結合するようなヤン・テラー相互作用の重要性は理論的に指摘されており、これを裏付ける結果となっている。今年度は、ランタン内包フラーレン(La2@C80)薄膜を真空蒸着によって作製し、その電気的、光学的特性を調べた。その光吸収スペクトルから求めた吸収端は0.5eVから0.6eV程度に位置し、また、1.5eV程度に吸収帯があることが分かった。この吸収帯は、トルエンに溶かした溶液の状態のスペクトルでは明瞭に観測されないもので、薄膜化することによって、パリティ禁制であった原子内遷移が電荷移動型遷移となって、強度が増大したものと考えられる。また、直流電気伝導度は熱活性化型の温度依存性を示し、その活性化エネルギーΔは0.2eV、2Δの値は0.4eVとなった。この値は、光学測定から求めた吸収端の値に近い値であり、バンドギャップを超えて熱励起されたキャリアによる伝導が起こっている可能性を示唆している。しかしながら、この可能性は、電界効果によってキャリア導入された薄膜の伝導度測定によって否定された。この測定は二酸化珪素上に超高真空中で蒸着した薄膜を用い、バックゲートの配置で行った。ゲート電圧スウィープから求めた電界効果移動度は1.1x10^<-4>cm^2/V/sと非常に低く、この値から求めたキャリアの平均自由行程は分子間距離よりも短い値であり、これはバンド伝導が起こっていないことを強く示唆している。実際、蒸着した薄膜試料に対してX線回折及び電子線回折を行い、薄膜がアモルファス的な状態になっていることが明らかになった。このため、現段階での電気伝導は、フラーレン分子間もしくは、極めて小さなグレイン間で、電子がホッピングすることによって移動度が低くなっており、その伝導機構はバンド的な描象とは相容れないものである。従って、良質の薄膜を作製することが必要であり、そのような薄膜において、物質固有の物理定数を引き出すことが今後の課題である。今年度は、アルカリ金属ドープしたフラーレン系と同様に、バンド絶縁体一超伝導転移を起こす層状窒化物超伝導体も取り扱いながら、フラーレン系における超伝導の特異性、または普遍性を明らかにすることを行った。

このことは、フラーレン系においてラインフェイズが存在してその間の相が得られないのとは対照的であり、フラーレン固体化学の特異性を浮き彫りにする結果となった。また、層状窒化物超伝導体の磁場中での比熱測定を行い、常伝導状態におけるゾンマーフェルト係数が1.0mJ/molK^2と極めて小さいことを見出した。この値とバンド計算によるフェルミ準位上での状態密度を用いると電子格子結合定数が0.22と小さな値をとることがわかった。このことは、ラマン散乱スペクトルに現れるフォノン線があまり幅広くなっていないことと合致している。これらの結果は、磁化率に現れる比較的大きな状態密度や、高いフォノン周波数と、中間的な強さの電子格子相互作用によって超伝導が発現するフラーレン系とは異なっており、フラーレン系に特有な、分子の形を変形するようなヤン・テラー相互作用の重要性を示している。フラーレン系の場合は電子軌道が縮退しており、これと結合するようなヤン・テラー相互作用の重要性は理論的に指摘されており、これを裏付ける結果となっている。
極小主義理論に基づく英語動名詞の統語的研究

従来、文と名詞句の両方の性格を持つと言われてきた動詞的動名詞であるが、その中でも本研究で取り上げたACC-INGはとりわけ文的性格が強いと考えられているものである。文的性格が強いとはいえ、格が付与される位置にしか現れないなど名詞句の性格も見られ、それ故、統率束縛理論及び限定詞句の仮説のもとでは、文的性格を持つ句範時(IP)を名詞的性格を持つ限定詞句(DP)が支配するというハイブリッド的分析が一般に行われてきた。拙論(博士論文)における分析も例外ではなく,DPがIPを支配する構造を提案したが、動名詞の意味上の主語を所有格で表すPOSS-INGとは違い、ACC-INGが持つほとんど唯一の名詞的性格は、格付与位置にしか現れないという事実だけであり、仮にこの事実をDPを仮定することなしに導きだすことができれば、ACC-INGには文的性格を持つ範時のみを仮定するだけで良いことになり、POSS-INGとの対比も自然に説明されることになる。またこれは、最近の「裸句構造」の理論における主要部の概念の観点からも好ましいと言えよう。本研究は、ACC-INGをいわゆる例外的格付与構文(ECM)の一種と考え、極小主義理論の枠組みを用いてACC-INGとECMとの違いを説明しようとしたものである。特に例外的受動態が可能であるかどうかという点に着目し、例外的受動態がECMでは可能であるのに対して,ACC-INGでは不可能なのは、派生の過程で形成される連鎖を構成する要素(痕跡)の素性指定が異なっており、また、その違いは、ACC-INGとECMのTenseの語彙性(+Lexical)に違いがあり、連鎖の一様性の条件から原理的に説明できると結論した。この分析の帰結として、例外的受動態が可能ないわゆる知覚動詞構文との構造的相違についての研究の必要性が生じてくるが、これについては今後の研究の課題としたい。
マルチスペクトラルイメージングとカラー画像再現

画像データから分光反射率を復元することは多様な照明の下でカラー画像を再現するために重要である。この復元にウィーナ推定が一般的に用いられているが、本推定性能は分光反射率の自己相関行列と画像入力系に存在するノイズに依存する。本研究の目的はすでに提案した方法で推定されたノイズ分散と同提案により復元された分光反射率の特徴を自己相関行列に採用したウィーナ推定方法が復元性能を大幅に改善するのに有用であることを示すことである。平成20年度は、まず学習サンプルの分光反射率を用い、すでに提案しているモデルを用いてマルチスペクトラルカメラシステムのノイズ分散を推定した。次にこの推定されたノイズ分散と学習サンプルの分光反射率の自己相関行列を用いウィーナ推定によりテストサンプルの分光反射率を復元した。多様な分光反射率を蓄積したデータベース内の分光反射率の中でこの復元された分光反射率に最も近い分光反射率を選択し、この選択された分光反射率をウィーナ推定時の分光反射率の自己相関行列に用いかつ学習サンプルを用いて推定されたノイズ分散を用いることにより、テストサンプルの画像データから分光反射率を復元した。この結果従来の復元精度はテストサンプルの分光反射率の先験情報を用いた場合より約3倍程度推定誤差が大きかったが、本研究結果ではテストサンプルの先験情報を用いた場合の復元精度に近い精度を実現することができた。この結果はすでに提案しているモデルで推定されたノイズ分散の値は被写体の種類に依存せずにほぼ一定で、CCDのノイズやその量子化誤差及び分光感度と撮影光源の分光特性の計測誤差が主要因であることを示唆している。次に、すでに提案している分光反射率復元を目的とするマルチスペクトラルカメラの品質モデルはウィーナ推定により復元された分光反射率を基にモデルを構築しているが、重回帰分析法とImai-Bernsモデルにより復元さ分光反射率に対しても適用できることを実験並びに理論的に明らかにした。平成21年度は、学習サンプルを用いて推定されたノイズ分散と分光反射率の特徴を用いた分光反射率復元モデルを日本画、水彩画及び油彩画に適用し分光反射率の復元を行い、測色的に較正されたディスプレイにカラー画像再現し再現画像の評価を行った。この結果、以下のことが判明した。(1)分光反射率復元精度とディスプレイへのカラー画像復元精度の間に相関関係があることを明らかにした。(2)絵画を用いた方法において復元精度は従来方法と比較し向上することが判明したが、色票を用いた場合と比較して復元精度向上がそれほど顕著ではないことが判明した。(3)上記(2)の原因として、データベース中に水彩、油彩、日本画の色材に関する適当な分光反射率が無いことに起因しているのかあるいは絵画での復元精度評価のために絵画中で計測した複数の計測領域での反射率の不均一性に起因しているのかについて現在精査中で、この原因の究明は次年度の課題にする予定である。入力系のノイズが画像入力に及ぼす影響について詳細な研究を行った。既に提案したモデルを用い、入力系の入力システム行列の特異値がシステムノイズより小さくなるとノイズの影響を受けやすくなることを、実験をとおして明らかにし、提案したモデルが入力系のノイズ解析に適用できることを明らかにした。入力系のノイズ解析に関してこれまでのモデルを拡張し、ノイズの共分散行列を推定するためのモデル構築を行い、モデルの妥当性を実験で検証中である。平成22年度は美術絵画の分光反射率復元精度の評価方法とカラーアピアレンスモデルを復元された分光反射率に用いて多様な照明環境下において画像再現を行い、当初の研究目標を十分達成することができた。従来の研究では色票を被写体として撮影し、その画像データを基に各色の分光反射率を復元し、計測値と比較することによりその復元精度を評価していた。色票では計測機の計測範囲内で色は一様であるので計測値と同一色の任意の画素について復元した分光反射率を単純に比較することにより復元精度を評価することが可能であった。他方、美術絵画において色は色票のように一様ではなく、計測機の計測範囲内においても色は変化しかつこの計測領域内に多くの画素含まれているために、計測値と復元値とを単純に比較することにより復元精度を評価することはできない。本研究では油絵、水彩画、日本画の3種類の美術作品を用い、撮影画像データから分光反射率を復元し、各絵画について18点分光側色計を用いて分光反射率を計測した。各絵画について計測機の計測範囲に含まれる全ての画素について分光反射率を復元しそれを平均した値と計測値とが良く一致し、3つの絵画についてそれぞれ18点のでの復元誤差を求めた結果、従来の1画素での評価結果と比較すると復元誤差が約半分以下になり、美術絵画の分光反射率の復元精度を評価する為には計測装置の計測範囲内にあるすべての画素について復元された分光反射率の平均を求める必要があることを明らかにした。

更に、前年度の研究成果である分光反射率の特徴を用い絵画の分光反射率の復元を行い、従来の方法による復元精度より約3倍程度の大幅な復元精度を向上させることができた。この高精度に復元された分光反射率を色の見えモデルCIECAMO2に適用させ、多様な照明の輝度と色温度の下でカラー画像再現を測色的に較正されたディスプレイに表示させ評価を行った。
日本における不良債権処理に関する法的研究

中国の学生、若手研究者にも欧米志向は現に存在しているが、中国にとって喫緊の課題である企業法制、資本市場法制の運用、公害、格差是正、会計・監査等々を解決するために、日本がこうした分野で経験してきた、失敗と成功の歴史、及びそこでの悪戦苦闘の姿こそ、真に役立つモデルであるとの認識は強まってきている。胡文涛さんが日本で懸命に取り組んだ、日本の不良債権処理に関する法的対応問題も、こうした課題の一つである。およそ金融・資本市場においてバブルが崩壊することの被害は全国民ひいては全世界に及ぶことになるが、とりわけ中国では10億人以上を数える貧困層への打撃は想像を絶するほどのものとなる可能性がある。胡さんが、そうした切実な問題意識を有して早稲田大学に学び、その成果を、中国を代表する出版社からの出版という形で結実させたことの意義はきわめて大きい。胡さんは大学院法学研究科の授業等に熱心に参加し、問題関心を深め、日本のバブル崩壊とその後の対応について詳細に研究・分析された。1989年の金融機能再生緊急措置法、金融機能早期健全化法と債権管理回収機構の設立といった緊急対応について研究し、さらに本来は健全な金融の証券化のための法制である特別目的会社法その後の資産流動化法が、相当部分不良債権のオフバランス化のために使われた点にも目を向けている。また不良債権の処理と金融再生ないし事業再生、ベンチャー起業の推進は、表裏一体のものである点にも目を向けて、これらの法制についても綿密な研究を行ない、その成果を公表するに至っている。全体として胡さんはこの研究期間中に十分に研究成果をあげたと考えられる。日本の不良債権処理において、改正・制定された法律・条令を把握し、不良債権の売却、不良債権の証券化等のための法律整備、金融機関の再編・統合及び会社の再生などが不良債権処理での役割を明確させるため、本年度、大学等の図書館、インターネット、本の購入、国内会議の参加などを通じて、必要な資料を収集し、整理・まとめを行い、研究中間報告を提出した。バブル経済が崩壊した後、日本も巨額の不良債権問題に悩まされ、特に1995年以後、不良債権が社会問題になった。金融機能の安定及び再生を図るため、1998年、金融再生法と金融機能早期健全化法を中心に金融再生関連法案を成立させ、金融機関の破綻処理スキームも徐々に完成した。不良債権問題が深刻化する中、日本政府は金融システムの安定化対策の検討項目を発表し、債権管理回収業制度を導入させた。この時、不動産の流動化、特にその証券化が注目され、SPC法も公布された。また、不良債権処理-債権回収を支えるため、民事執行法の改正、競売手続円滑化と根抵当権付債譲渡円滑化の臨時措置法の制定を行い、新破産法を成立させた同時に、事業再生を図るため、民事再生法の制定、会社更生法の改正も行った。2005年、「会社法」を公布し、この中、事業再生を円滑に進めるための制度も設けられた。つまり、不良債権を処理するため、日本政府が法律の改正・制定を行い、これらの法律は金融機関等の再生、不良債権処理のための臨時措置があれば、関連の民事、商事法律を改正するものもあった。不良債権回収のための法律だけではなく、事業再生のための法律もあった。これらの法律は手続の柔軟化、簡素化、合理化を図る特徴を持っていた。
血栓の形成溶解の機序と血栓症の診断, 治療, 予防に関する研究

本研究は,血栓の形成,溶解の要因として近時最も注目されている問題点即ち血管内皮細胞の血栓の形成,溶解に関連する細胞生物学的特性,内皮細胞障害の要因とその血栓形成における意義,血小板の粘着,凝集機構,凝固・線溶系因子,特に活性化ならびに制御因子の蛋白化学的,免疫化学的,形態学的および遺伝子レベルでの研究を多角的に進めてきた.更に,これ等の基礎的研究の成果を基に,血栓形成時,又,その準備状態における凝固,線溶系因子の動態,血小板機能を酵素化学的ならびに免疫化学的に解析して血栓症ならびに臓器虚血の発生病理,診断,治療法,予防法を研究した.血栓の形成,溶解機序に関する研究としては,組織因子,第VII因子,トロニボモジュリン,プロテインC,プロテインS, PAインヒビター, α_2プラスミンインヒビター,酸安定性トリプシンインヒビター,カルフォビンディンを中心に蛋白化学,酵素化学,遺伝子レベルでの解析を行い,一部の因子については酵素免疫測定法の確立,免疫組織化学的検索による組織内局在の検討を行った.血小板の活性化,凝集機構については,膜蛋白GPI, IIb/IIIaの免疫電顕的局在, Fbgならびにトロンビン結合部位に関してモノクロ抗体および合成特異ペプチドを用いた酵素化学的研究を行い,これ等膜蛋白の活性発現が血小板の活性化,凝集に重要であることを明らかにした.血小板のアラキドン酸代謝に関しては,シクロオキシゲナーゼ,ローリポキシゲナーゼに対するモノクロ抗体を用いた酵素免疫測定法を確立した.血栓症, DICならびにその準備状態における各種抗血小板剤,抗凝固剤の適応ならびにその効果について臨床的検討を行うとともに,脳梗塞症や心筋梗塞に対するPA療法の効果,適応の臨床的解析を行った.これ等の総合的研究の成果は,血栓症の発生病理の解明とともに,本疾患の診断,治療,予防法の確立に貢献する意義は極めて大きいと考えられる.本研究は,血栓の形成,溶解の要因として近時最も注目されている問題点即ち血管内皮細胞の血栓の形成,溶解に関連する細胞生物学的特性,内皮細胞障害の要因とその血栓形成における意義,血小板の粘着,凝集機構,凝固・線溶系因子,特に活性化ならびに制御因子の蛋白化学的,免疫化学的,形態学的および遺伝子レベルでの研究を多角的に進めてきた.更に,これ等の基礎的研究の成果を基に,血栓形成時,又,その準備状態における凝固,線溶系因子の動態,血小板機能を酵素化学的ならびに免疫化学的に解析して血栓症ならびに臓器虚血の発生病理,診断,治療法,予防法を研究した.血栓の形成,溶解機序に関する研究としては,組織因子,第VII因子,トロニボモジュリン,プロテインC,プロテインS, PAインヒビター, α_2プラスミンインヒビター,酸安定性トリプシンインヒビター,カルフォビンディンを中心に蛋白化学,酵素化学,遺伝子レベルでの解析を行い,一部の因子については酵素免疫測定法の確立,免疫組織化学的検索による組織内局在の検討を行った.血小板の活性化,凝集機構については,膜蛋白GPI, IIb/IIIaの免疫電顕的局在, Fbgならびにトロンビン結合部位に関してモノクロ抗体および合成特異ペプチドを用いた酵素化学的研究を行い,これ等膜蛋白の活性発現が血小板の活性化,凝集に重要であることを明らかにした.血小板のアラキドン酸代謝に関しては,シクロオキシゲナーゼ,ローリポキシゲナーゼに対するモノクロ抗体を用いた酵素免疫測定法を確立した.血栓症, DICならびにその準備状態における各種抗血小板剤,抗凝固剤の適応ならびにその効果について臨床的検討を行うとともに,脳梗塞症や心筋梗塞に対するPA療法の効果,適応の臨床的解析を行った.これ等の総合的研究の成果は,血栓症の発生病理の解明とともに,本疾患の診断,治療,予防法の確立に貢献する意義は極めて大きいと考えられる.【I】血栓の形成、溶解の機序に関する研究(1)外因系凝固機転の活性化に関して、組織因子の精製、構造解析を進め第【VII】因子のL鎖のアミノ酸配列を決定し、活性化機序を解析中である。組織因子の産生因子、とくにエンドトキシンの生体内局在を免疫組織学的方法により証明した。(2)凝固線溶系の制御機構に関する研究としては、プロテインCインヒビター、【α_2】プラスミンインヒビターのcDNAによる構造解析を行い、適当なベクターによる蛋白発現を進めている。プラスミノゲンアクチベーター・インヒビターの各種細胞における代謝、線溶系の制御機構を培養細胞,とくに単球,血管ならびに角膜内皮細胞についてその意義を明らかにした。低分子ヘパリンのAT【III】との親和性および胎盤由来の抗凝固因子の構造解析を進めた。体液中に存在するトリプシンインヒビターの線溶系制御における意義を明らかにし、その分布を検討した。(3)血小板の活性化におけるGP【II】b/【III】aの意義をモノクローナル抗体を用いて解析し、これらの局在の変化を電顕的に証明した。血小板由来シクロオキシゲナーゼのモノクロ抗体を用いた免疫定量法を開発した。【II】血栓症、血管内凝固症候群(DIC)の診断と病態に関する研究(1)DIC血栓症などの血液過凝固状態における組織プラスミノゲンアクチベーターの活性、抗原量や他凝固因子ならびに【α_2】PIなどの測定を行い、とくに過凝固状態に続く線溶亢進時の【α_2】

PIの動態、血管内皮細胞の一機能発現としてのアクチベーター放出能は病態発現の解析とともに予後判定に重要である。【III】血栓症、DICの治療に関する研究(1)血栓症における組織虚血の治療目的で、組織アクチベーターとともにウロキナーゼ経口投与剤の有効性、生体内分布を検討し、治療的有用性を明らかにした。
ナラティブ(語り)の発達アセスメントと支援プログラム開発

近年の発達心理学・認知科学の知見を生かしナラティブの主要な要素である自分自身の経験を語るパーソナル・ナラティブと架空の物語を語るフィクショナル・ストーリーの発達水準を包括的にアセスメントするための基礎的な方法と、その発達を促進する支援プログラムを開発した。また、事例に適用し、妥当性を検討した。研究Iナラティブのアセスメント方法の開発のための基礎研究自分の経験(パーソナル・ナラティブ)とフィクショナル・ストーリーを「人に分かりやすく伝える」力のアセスメント方法を開発する。【研究I-1】健常児のパーソナル・ナラティブの発達過程の分析健常児の直前の経験の報告における、出来事の相互関連付け発達過程の分析を通し、パーソナル・ナラティブのアセスメント方法の開発を目的とし、3歳6歳の健常児とその母親、各12組を対象に、子どもは実験者と一緒に「ケーキ作り」をし、子どもが「ケーキ作り」の経験を、それを見ていなかった母親に説明し、その会話場面を分析した。発話は、「イベント索引化モデル」によって、出来事間の関連づけの仕方を時間性・意図性・因果性・行為主体性・空間性という5つの次元によって分析した。その結果、3歳6歳にかけて、空間的→時間的→因果的→意図的といった関連づけの発達過程が認められた。【研究I-2】健常児におけるフィクショナル・ストーリーの発達過程の分析系列絵の内容の出来事要素間の関連付けの分析を通し、フィクショナル・ストーリー構造のアセスメント方法を開発することを目的に、小学校1年生から6年生の各10名を対象に、4枚の連続絵、5枚の連続絵の内、4枚目が欠如しているもの、1枚の絵について物語ることを求めた。分析方法は【研究I-1】と同様。その結果、因果的関連づけは全ての課題において14年生の間で増加した(結果の一部)。【研究I-3】高機能自閉症児におけるナラティブの特性【研究II-1,2】で検討されたパーソナル・ナラティブとフィクショナル・ストーリーの分析方法を高機能自閉症児に適用し、その特性を分析することを目的にし、VA(言語年齢)5歳とVA6歳の高機能自閉症児、各8名を対象にして、実験を実施し、データーを収集し、現在分析中である。【研究I】ナラティブのアセスメント方法の開発のための基礎研究の発達過程の分析(23年の継続)【研究I-1,2】小学校16年生健常児60名にパーソナル・ナラティブとフィクショナル・ストーリーを語ってもらい、節間関連性分析と行為間の距離によってナラティブのミクロ、マクロ構造を分析した。その結果、フィクショナル・ストーリーの行為間を関連付けながら話す点においては発達的変化がなかったにも関わらず、1つの行為から多くの関連付けを行う点について4年生と6年生で発達的変化が見られるなどが示された。高機能自閉症児のパーソナル・ナラティブでは、健常児に比べ1つの行為から多くの関連付けを行うことが少ないなどの知見が得られた。【研究II-1】ナラティブの発達アセスメント・ツールの開発のための基礎研究小学4年生400人にフィクショナル・ストーリーを語ってもらい4年生内の個人差について分析した。その結果、因果的関連づけにおいてクラス間の差が認められた。多変量解析などによって類型化の分析を進めている。【研究II-2】ナラティブ発達支援プログラムの開発【研究I】、【研究II】の発達データから、アセスメントに基づいた、パーソナル・ナラティブとフィクショナル・ストーリーの発達支援プログラムを作成し、一部試行した。支援プログラム:A:パーソナル・ナラティブの支援系列:1.直近の過去経験:「相撲ゲーム」、「すごろくゲーム」などの後、直近の対戦を振り返る。2.少し前の過去経験:工作や料理の作り方を、見ていなかった大人や友人に説明する。3.過去経験:「見て、聞いて課題(showandtell)」:週末の出来事を大人や友人に、土産や写真などを手がかりにして語ることを楽しむ。B:フィクショナル・ストーリーの支援系列:1.親しんだストーリーの印象的だった部分を断片的に大人に語る。2.ストーリーの筋を時間系列や因果関係によって語る。3.ストーリーの登場人物の心的状熊を織り込んで語る。読解力低下については、「読み・書き」レベルでの検討が多いが、近年の発達心理学の成果からは、「聞く・話す」レベルからの検討が必要で、特に自分の経験を論理的にまた自己・他者の心的状態も含めて他者に説明する「パーソナル・ナラティブ」の活動支援が「読み・書き」の支援の基盤として必要不可欠である。しかし、「聞く・話す」から「読む・書く」への連続的移行の支援を体系的に扱った教育課程や支援プログラムはわが国にはない。そこで、近年の発達心理学・認知科学の知見を生かし、パーソナル・ナラティブとフィクショナル・ストーリーとを包括的にアセスメントし、その発達を促進する支援プログラムの開発を目的とした。

【研究I】では「自分の経験やストーリーをわかりやすく伝える」ことをアセスメントする方法開発のために、自分が工作した活動などを他者に報告したり、連続する何枚かの絵の説明の際の、出来事と出来事の関連づけの仕方を、空間性・時間性・意図性・因果性の次元によって分析し発達水準を測定した。その結果、3歳6歳にかけて、空間的→時間的→因果的→意図的といった関連づけの発達過程などが認められた。【研究II】ではアセスメントに基づいて、「分かりやすく伝える」仕方を支援するプログラムを開発した。具体的には、アセスメントに基づき、出来事間の関連づけの目標を選択し、そこに焦点を当て、製作や活動の経験を写真や図版を手がかりにし表現するプログラムを開発した。【研究III】ではアセスメントとプログラムを事例に適応した実験的支援を行い、その有効性を検証した。健常児の児童1年生6年生のナラティブの発達研究を縦断的に行うことができただけではなく、4年生の400人のデータを収集することができ、個人差、類型化についての検討が可能になった。24年度が最終年度であるため、記入しない。小学校4年生400人のデータ分析を進め、ナラティブ発達の個人差、類型化について検討したい。また、高機能自閉症児など、障害児の支援プログラムを事例に適用した研究も一層進めたい。
進行期悪性黒色腫に対する連続壊変型アルファ線放出薬剤を用いたRI治療の挑戦

悪性黒色腫に対して放射性同位体を利用した内用療法が研究されている。悪性黒色腫の腫瘍細胞には過剰発現するメラノコルチン-1型受容体が発現しており、色素細胞刺激ホルモンの1つであるα-MSHと結合親和性を持つことから、α-MSHにペプチドを結合させた類似体DOTA-Re(Arg11)CCMSHに放射性同位体をキレート結合させることで、悪性黒色腫の腫瘍細胞に特異的に放射線を照射することができる。本研究では、DOTA-Re(Arg11)CCMSHと標識する放射性同位体としてα線放出核種である225Acや227Thの可能性を検討した。実験の結果111In標識体は腫瘍細胞および腎臓に集積することが分かった。一方、225AcはDOTAと標識は可能であったが、DOTA-Re(Arg11)CCMSHに対してはDOTAと同一条件下での標識は難しいことが分かった。これに対し、234Thの標識では反応溶液のpHを4.5にすることで最も効率よく標識できることが分かった。今後, 227Thを用いて234Thと同条件下の実験による標識の検討を行い,さらにTh標識DOTA-Re(Arg11)CCMSH溶液を生理食塩水系にし,悪性黒色腫モデルマウスへ投与し,悪性黒色腫への集積の確認が必要である。悪性黒色腫の腫瘍細胞膜表面はメラノコルチン-1型受容体を過剰発現し、この受容体と色素細胞刺激ホルモンの1つであるα-MSHは結合親和性を持つ。そこで、DOTA基を持つα-MSHペプチド類似体DOTA-Re(Arg11)CCMSHに放射性同位体をキレート結合させることで、悪性黒色腫の腫瘍細胞に集中的に放射線を照射することを試みた。本研究ではα線放出核種として234Th、225Acの標識、また診断用核種として111Inの標識ならびに担癌実験動物を用いたイメージングを行った。その結果、標識では、234ThはpH4.5で最も多くペプチドと標識することが判明した。またpH3では234Thはペプチドと標識されずTh4+イオンの状態で溶離されてしまうことが判明した。pH5以上となるとThは特に水酸化物を形成しやすい状態となり、Th(OH)4を形成した。一方225Acでは234Thと同じ条件でも標識されにくく、またペプチドが反応溶液中で分解されることが見いだされた。これは225Acとその壊変生成物である娘核種から放出される放射線の影響と考えているが、目下検討中である。111Inを用いた担癌実験動物ではC57BL/6系マウスの右足に移植したB16/F1に111In標識ペプチドが集積することをγカメラを用いたイメージングにより確認した。ペプチド薬剤DOTA-Re(Arg11)-CCMSHはDOTA部位において、様々な金属イオンと結合する可能性を持つため、今後225Acや227Th等のアルファ放射体を効率よく標識することができれば、225Ac等から放出されるα線を腫瘍部位にのみ照射することが可能と考えられる。本研究は当初予定していたα核種による悪性黒色腫の治療の評価には到らなかったが、標識技術の検討を行うことで、その可能性を探ることが可能であることを示した。悪性黒色腫の腫瘍細胞膜表面はメラノコルチン-1型受容体を過剰発現し、この受容体と色素細胞刺激ホルモンの1つであるα-MSH(Melanocyte Stimulating Hormone)は結合親和性をもつ。今年度はα線放出核種227Th, 226Thとの標識を目指し、これらの同位体である234Th(半減期24.1日)による標識の検討を行った。234Thは親核種の238U(金沢大学所有)から分離精製して調製した。その後、DOTA-Re(Arg11)CCMSH

溶液に234Th溶液と0.5M CH3COONH4溶液と蒸留水を加え、互いの量を変化させることで溶液のpHを35.5と変化させた。この溶液を75°Cで40分間撹拌し、反応溶液を逆相HPLCに通し220nmの吸光度でUVチャートを取得した。またHPLCの溶離液を1mLずつのフラクションとして分取しNaIシンチレーション計数装置でγ線の計測を行い、Th標識ペプチドのカラム保持時間を検討した。HPLCでの分析結果から234ThはpH4.5で最も多くペプチドと標識することが判明した。pH3では234Thはペプチドと標識されずTh4+イオンの状態で溶離されてしまうことが判明した。一方pH5以上となるとThは特に水酸化物を形成しやすい状態となり、ペプチドと反応する以前にTh(OH)4を形成した。今後、Th標識DOTA-Re(Arg11)CCMSHに関しては悪性黒色腫モデル動物を用いた体内動態実験を行い、また225AcについてはDOTA-Re(Arg11)CCMSHの標識率のpH依存性を早期に検討し、動物を用いた臨床前試験を展開していく予定である。当初予定していた実験計画は1)α線放出核種の準備、2)α線放出核種の抗体やペプチド等への標識と精製、3)細胞を用いた生物学的効果の検討の3つであった。このうち項目3)についてはあまり進展を見なかったものの、それ以外の項目については目標とした範囲まで研究が進展したことから、達成度をやや遅れているとした。まず、平成23年度に行うことが出来なかった、細胞を用いた生物学的効果の検討を行う。その後、下記の検討を行う。1.担癌実験動物を用いたα線放出核種の抗腫瘍効果の検討(in vivo)C57BL/6マウスやヌードマウスに対して、マウス由来やヒト由来の悪性黒色腫細胞を1x106個皮下移植ないしは尾静脈投与を行い、メラノーマモデルを作成する。次いで皮下移植担癌モデルマウスにα核種標識抗体やペプチドを投与して経時的に解剖し組織を摘出する。摘出組織は重量測定後、NaIオートウェルカウンターまたはGe半導体検出器でα線核種由来のγ線測定を行い単位重量あたりの取込率(%ID/g)を算出する。また動物用ガンマカメラを用いた腫瘍イメージングを行う。α線放出核種の投与放射能量を変化させて動物実験を行う。RI投与前と投与後経時的に尾静脈より血液を採取し赤血球、白血球、血小板数を測定する。測定結果からα線放出RIに対するMTDを決定する。皮下移植担癌モデルマウスではモデル作成後からの経過時間によって腫瘍サイズを変化させることができる。したがってモデル作成直後、1週間後、2週間後、3週間後にそれぞれα線標識抗体やペプチドを投与する。抗腫瘍効果の判定には一定期間後の総腫瘍重量の測定とモデルマウスの生存期間観察によって行う。2.被ばく線量の計算とヒトへの適応評価実験で得られた体内分布のデータを基にMIRD法を用いて各臓器への線量を算出しヒトへの線量評価を行う。評価用の計算は市販のコンピュータ上で、データ解析用ソフトウェアを用いて行う。当初次年度研究費には900,000円が計上されていた。しかし本年度の研究の進捗がやや遅れたため、今年度の研究費が114,642円繰り越された。したがって次年度は当初の研究費よりも増額の1,014,642円となった。次年度の研究費は物品費、旅費、その他の費目として使用する。以下にそれぞれの用途を記す。
実験考古学による遺跡発見器具の効力と資源利用に関する研究

平成16年度......(1)丸木舟製作に関する実験のデータを分析した。(2)動物の石器による解体実験をし、解体痕・石器使用痕などの基礎データを得た。(3)縄文時代の石斧の加工効果に関する比較実験を行なった。平成17年度......(1)石斧と鉄斧による分断効果の比較実験を行なった。(2)骨角器製作に関する加工実験を行なった。(3)加工実験による石器使用痕の観察研究を行った。平成18年度......(1)動物考古学の実験では縄文弓の復元品を製作し、発射速度や方向制度などに関する実験の報告を行なった。(2)石斧による木材加工実験は石器と鉄器の加工効果比較実験の報告を行なった。斧と鑿よる器具効力や使用痕跡の研究成果をまとめ同じく公表した。(3)燃料材に関する実験として、屋内炉での毎週の燃焼実験と、土器を使った調理用の燃料材使用料測定実験成果を報告した。平成19年度......(1)8月縄文時代の弓矢の効力に関する実験と石斧・鉄斧でのアカガシ亜属の堅木伐採実験を静岡県登呂遺跡で行なった。2次元運動計測システムを使用して実験時の運動計測を行なった。(2)11月、2月に石鏃の刺突衝撃強度に関する実験を首都大学東京実験考古学ヤードで行なった。(3)3月に石斧による伐採実験を石川県能登町で行なった。●代表者・共同研究者に加え、研究室の大学院生・学部学生が協力者として参加し、分担発表した。本年度の実験は、大きくは次の2項目を行った。(1)木材の加工に関する実験(山田)、(2)動物の狩猟活動・解体技術に関する実験(小野)、(3)それらの実験時に器具に生じる痕跡についての顕微鏡観察(山田・小野・高瀬)、をおこなった。(1)では、磨製石斧によるスギの伐採実験と、石斧と鉄斧による6種の樹木の切断についての比較実験を行った。従来の考古学では、針葉樹の利用は鉄斧の使用によって可能になったと考えられていたが、石斧によっても十分伐採が可能であることが判明した。また鉄斧と石斧による効力比較実験ではクリ・オオヤマザクラ・ケヤキ・イタヤカエデ・ミズナラ・スギ・アカマツの6種について、3回ずつの切断実験を試みた。樹種によって加工のし易さや加工効果に違いがあることがデータ化された。関連項目として飛騨市宮川町での屋根板割についての調査を行った。(2)ではシカに対しての石槍・石鏃射かけ実験を行った。石器が対象獣の皮・肉・骨へ与える効力について記録した。また、石器による解体実験を行った。各部位の肉や賢を取り除く作業を記録し、その際にどういう石器が有効化ということを追求した。実験に当たって、道具の扱い方のデータ、道具の損傷のデータを記録した。(3)では、購入したデジタル顕微鏡と金属顕微鏡を用いての観察を行った。伐採実験では、クリなどの広葉樹伐採時と比較して、石斧表面に出来る使用痕石が強く表れることが分かった。解体実験では、抉り加工において彫器削片ににた剥離痕が生じた。また、使用痕が確認される部位が動作毎に集計された。以上のような実験のほかに、以前から行っていた実験のデータ整理も行った。石斧による丸木舟製作の記録は、今後の丸木舟研究にとって有効な情報をもたらしたといえる。平成16年度に実施した実験・調査について、研究室で刊行している紀要にその年次報告をまとめた。(1)動物解体の実験では解体時にどのような傷が、動物の骨、そして解体に使用した石器に残るかの詳細な記録ができた。

このデータは、今後、貝塚遺跡出土の獣骨の研究、旧石器時代縄文時代遺跡出土の石器研究にとって、裨益すること大の成果となった。この研究には共同研究者の小野昭・高瀬克範があたった。(2)石斧による木材加工実験による器具効力や使用痕跡の研究成果をまとめ同じく公表した。伐採時間や打撃回数の基礎データは、今後縄文時代の石器研究にとって貴重な数字データとして頻繁な引用が見込まれる。また石斧と鉄斧の効力比較実験の成果を報告した。木の材質差で効果差が異なることなど新事実が多数蓄積された。平成17年度は下の実験を実施し、現在データを分析中である。成果は18年5月に研究室紀要に報告予定である。(1)8月縄文時代の弓矢の効力に関する実験と縄文土器の煮沸速度や使用する薪の量に関する実験を行った。(2)9月に縄文時代の石斧によってスギの伐採をおこない、そのデータをとった。また手斧と鑿を石と鉄で復原し、同じ作業をしてそのデータを記録した比較を。(3)10月にシカの解体実験を行ない、前年度と同じ項目のデータ取りを含む新しい実験を行った。(4)また森林再生の様子を考える伐採林の定期的観察を5月と9月に行った。縄文時代のクリ小径木の林の再生システムがほぼ判明した。成果公開年次報告を速やかに刊行した。10月にNHK教育テレビで実験と縄文型森林再生モデルが紹介された。本年度の実験は、大きくは次の4項目を行った。(1)木材の加工に関する実験(山田)、(2)燃料材使用に関する実験(山田)(3)動物の狩猟活動に関する実験(小野)、(4)それらの実験時に器具に生じる痕跡についての顕微鏡観察(高瀬)。木材の加工実験では、東北大学複合フィールド実験研究センターにおいて、縄文屈曲柄石斧・弥生直柄太型蛤刃石斧・弥生板状鉄斧の伐採実験、分断実験、扁平片刃石斧・小型袋状鉄斧による木材表面整形実験、石鑿と鉄鑿による穿孔実験によって、加工比較の基礎データを得た。燃料材実験では、岩手県御所野縄文公園にて竪穴住居内石囲炉を使用して毎週1回の燃焼実験を行った。薪の種類をクリ・コナラ・アカマツとし10キロの薪の燃焼時間、室内の温度上昇や湿度低下のデータ、燃焼状態、灰の産出量、炭残存量などの基礎データを得た。また縄文土器煮沸実験では一回の調理に使用する薪量のデータを得た。動物の狩猟活動に関する実験では、東北大学複合フィールド実験研究センターにおいて、縄文弓の復元品を使用して発射速度や射出方向に関する基礎データを得た。実験地や研究室で、木材の加工実験使用した工具類の使用痕観察をおこない、各種動作によって生じる使用痕の違いを観察し、出土石器の機能研究の基礎データを得た。平成18年度に実施した実験・調査について、研究室で刊行している紀要にその年次報告をまとめた。(1)動物考古学の実験では縄文弓の復元品を製作し、発射速度や方向制度などに関する実験の報告を行なった。この研究には共同研究者の小野昭・高瀬克範と代表者の山田昌久が参画した。(2)石斧による木材加工実験は石器と鉄器の加工効果比較実験の報告を行なった。斧と鑿よる器具効力や使用痕跡の研究成果をまとめ同じく公表した。この実験データは、今後、縄文時代・弥生時代の木工力研究にとって貴重な数字データとして頻繁な引用が見込まれる。また木の材質差で効果差が異なることなど新事実が多数蓄積された。この研究には代表者の山田昌久が参画した。(3)燃料材に関する実験として、屋内炉での毎週の燃焼実験と、土器を使った調理用の燃料剤使用料測定実験成果を報告した。
物質循環を考慮した数理モデルの作成による生命システムの自己組織化原理の解明

生物の環境変化に対する適応性の仕組みの理解は,生命科学のみならずロボット開発など工学の研究分野においても重要な課題である。生物の環境適応性を理解するために,自己組織化現象(多数の要素が局所的に相互作用することによって発生する空間大域的パターン形成)に対する研究が盛んに行われている。真正粘菌変形体においては,忌避物質に接した後に移動方向の変化が発生するが,移動方向が変化する際に収縮弛緩振動の空間位相差の発生や細胞先端部における化学物質の局在構造の生成などの自己組織化現象が観察されることが報告されている。本研究では,自律分散型ロボットのアルゴリズム提案を目指し,真正粘菌変形体の数理モデルを用いてパラメーター自動チューニングモデルの作成,及びパラメーターの更新による効率的な原形質流動の再現を試みた。真正粘菌変形体のモデルとして1次元空間上に配置された細胞の収縮弛緩運動と細胞間を流れる流体現象を考慮した数理モデルを作成した。自動チューニングモデルにより変化させるパラメーターとして,収縮弛緩運動時に発生する力(バネ定数に対応するパラメーター)を採用した。また,パラメーター値を更新するルールとして,各細胞における流量を最適化させるアルゴリズムを提案した。数値実験の結果,系全体として流量が増加する方向にパラメーター値が変化する様子が観察され,実際の真正粘菌変形体で観察される細胞先端が柔らかくなる現象を再現することに成功した。物質循環の効率性を向上させる方向にパラメーターを変化することで,自己組織的にパターン形成が発生することを示すことに成功した。これにより,研究目的の1つであった,パラメーターのダイナミクスを含めた自己組織化現象を実現することができた。今年度の研究では細胞の位置を固定した状態で数値実験を行なったが,移動運動を再現できるようにモデル方程式を改変し,細胞の環境適応的な運動を再現することを試みる。本研究では,生命システムの機能維持の仕組みを理解するために,神経ネットワーク及び細胞運動に対して物質循環を考慮した数理モデルを提案し,さらに,自己組織化現象に対する数理解析手法を開発することを試みる。近年,生命現象に現れるパターンダイナミクスに関する研究においては,振動現象と流体現象の相互作用ダイナミクスが注目されている。例えば,神経ダイナミクスのアトラクタ遷移に対する脳血流による酸素輸送の効果や真正粘菌変形体における移動方向と細胞内原形質流動の方向の関係が例として挙げられる。今年度は,真正粘菌変形体で観察される現象を理解するため,数理モデルの作成と数学解析を行った。真正粘菌変形体の管形成に関する理論研究においては,管半径の増加速度と流量の関係に着目した数理モデルが提案され,現象の再現に成功している。今年度は,従来の数理モデルを発展させ,収縮弛緩運動の振動振幅の影響を考慮に入れた数理モデルを提案することにより次の結果を得た。1.流量と振動振幅の間にポジティブフィードバックを実現する仕組みを提案した。2.管上を位相波が伝播する場合と,管上を一様に同期振動する場合を比較し,ある条件下では一様に同期振動する場合の方が時間平均の流量が大きくなることを証明した。本研究で提案した数理モデルは振動子と流体の相互作用という形で記述されていることから,脳神経活動と血流の相互作用ダイナミクスの解析に応用可能であると期待している。今年度は収縮弛緩リズムの位相差が管形成の変化に与える影響を解明することを計画した。課題であった,収縮弛緩の振幅の大きさと流量の間のポジティブフィードバックを記述することに成功したため研究はおおむね順調に進展している。真正粘菌変形体の柔軟なアトラクタ遷移機構の解明に関する研究を行う。平成29年度に提案した数理モデルを発展させ,細胞の収縮弛緩振動とゾル化の位相差,及び先端運動の振動とゲル化の位相差を制御パラメーターにとり,生物実験で観察される物質の流れに応じたアトラクタ遷移を再現する。

今年度の研究では細胞の位置を固定した状態で数値実験を行なったが,移動運動を再現できるようにモデル方程式を改変し,細胞の環境適応的な運動を再現することを試みる。現在開発中の数値計算アルゴリズムに適した計算機を購入するために平成29年度の計算機購入を見送った。平成30年度に計算機を購入する計画である。パラメーターチューニングアルゴリズムの解析を優先するために,真正粘菌変形体の数理モデル作成に関する研究打ち合わせを次年度に行うことにした。次年度に研究打ち合わせを行う。