hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
場の理論における動的対称性の破れの研究

3ヵ年にわたった本研究計画をしめくくるために、本年度は研究成果の取りまとめ作業を中心として研究活動を行なった。具体的には、次のような各グループの研究をさらに推し進め、それらを総合するよう努力した。1.臨界点を離れた弦理論のマトリックス模型による研究2.2次元量子重力理論の研究3.電弱理論のヒッグス機構に対する複合模型の研究4.複合ヒッグス模型における動的CPの破れの研究5.有限温度の下での場の理論的相転移の分析6.超対称性の自発的破れの研究。これらの研究をまとめるために6月と9月に研究分担者全体の会合を行ない、各研究分担者の下にある研究協力者にも、必要に応じて出席してもらった。また、分担者間で中間的情報交換や取りまとめを行なうために、随時小グループでの会合を持った。本研究計画と並行して、我々は科研費「国際学術研究」の援助も受け、米国Fermilabとの共同研究も行っており、国際的な広がりを持っている。この計画の下に国際研究集会を広島市内で行い、海外から約50名、国内から約90名の出席者を得、本研究計画に対しても多大な好影響があった。本研究の成果を判り易いかたちでまとめるために、研究分担者と研究協力者で連絡をとりあって研究報告集を作成し、研究報告集「素粒子論と対称性」という形で報告書の中に収録した。動的機構における対称性の自発的破れの問題は、場の量子論における普遍的なテ-マであり、本質的に非摂動的取扱いを必要とするものである。本研究計画では、ゲ-ジ場の理論、超弦理論、共形場の理論等における動的対称性の破れの機構を、理論的に解明することをめざしている。本年度は先ず1.くり込み群、有効ポテンシャル、積分方程式など解析的方法による定式化を検討するグル-プ2.格子ゲ-ジ模型を用いた計算機シミュレ-ションの方法による数値的解析を行うグル-プに分れて研究討論をくりかえし、研究計画の推進を計った。勿論、上記二つのグル-プの間の情報交換にも注意を払った。これらグル-プによって得られた結果は、部分的には、1.電弱理論のヒッグス機構の動的模型による説明2.共形場の理論の臨界点外での振舞いの研究3.強結合量子電気力学の相構造の研究4.有限温度での場の理論の相構造の研究などに応用され、世界的にも評価される成果を上げている。特に、上記1.の研究テ-マを中心として、平成元年12月に、京都に滞在中の南部陽一郎氏(シカゴ大)を招いて、名古屋大学でワ-クショップを開き、有益な研究討論ができた。このワ-クショップの報告書は別途発行される予定である。このように、特に重要と考えられるテ-マについて重点的に討論する機会を持つことは大切であると思われる。その他、年二回の物理学会の際には、それぞれのテ-マに従って会合を持った。初年度の研究成果をふまえ、さらにそれを発展させるために、次のような具体的な問題について重点的に作業を行った。1.数値シミュレ-ションによるゲ-ジ場理論の相構造の研究2.電弱理論のヒッグス機構に対する具体的な動的模型の構築3.電弱理論の非摂動解(インスタントン、スファレロンなど)によるバリオン数非保存現象の研究4.共形場理論の臨界点外で誘導される2次元重力の行列模型による研究5.低エネルギ-現象における複合模型の検証6.ヒッグス場の強結合相の解析的取り扱いこれらの研究の結果、いくつかの注目に値する進展が見られた。1.格子されたコンパクト及び非コンパクト量子電気力学の相構造の間に関係をつけることができ、ある種の対応関係があることがわかった。2.紐理論で現れる反対称テンソルと閉じ込め機構との関係が、行列模型を使った数値シミュレ-ションによって明らかになった。

3.未だ発見されていないトップクォ-クの質量に対する予言が、ヒッグス粒子の複合模型のとり方によって変わり得ることが示された。4.シュビンガ-・ダイソン方程式を用いてヒッグス場の強結合相の性質が解明された。5.複合模型の痕跡が、低エネルギ-現象でも、標準模型の輻射補正と同程度の大きさで検知でき、実験的検証の可能性があることがわかった。これらの研究は、このまま来年度へもつなげていきたい。平成3年度は、3ヵ年にわたった本研究計画の最終年度にあたるので、研究成果の取りまとめに向けての作業を中心として研究活動を行なった。具体的な作業としては、次のような各グル-プの研究をさらに推し進め、それらをまとめた。1.臨界点を離れた弦理論のマトリックス模型による研究、2.電弱理論のヒッグス機構に対するトップクオ-ク凝縮模型と6次元カラ-模型の研究、3.電弱理論におけるsphaleronやinstantonによるバリオン数非保存の問題の研究、4.有限温度の下での場の理論的相転移の分析、5.ゲ-ジ理論の強結合相の数値シミュレ-ションによる研究、6.超対称性の自発的破れの研究。これらの研究をまとめるために6月と9月に研究分担者全体の会合を行ない、各研究分担者の下にある研究協力者にも、必要に応じて出席してもらった。また、分担者間で中間的情報交換や取りまとめを行なうために、随時小グル-プでの会合を持った。本研究計画と並行して、我々は科研費「国際学術研究」にもとづくFermilabとの共同研究も行っている。この計画で取り扱っている研究内容は、本研究計画と密接な関係を持っている。11月には、この計画の下に国際研究集会を広島市内で行い、海外から約50名、国内から約90名の出席者を得、本研究計画に対しても多大な好影響があった。本研究計画の全体的なまとめを行なうため、年度末には、全研究分担者及び一部の研究協力者による研究会を広島大学で開催し、そこでまとめられた成果を刊行物として現在準備中である。
カンキツFTの機能発現過程における生殖－栄養成長制御機構の解明

カンキツ等の果樹では、幼若期間中は花成誘導が起こらず、栄養成長のみを繰り返す。一方、成木では周年的に花成が誘導され、かつ栄養成長も維持される。本課題では、カンキツ類において、CiFTの発現から茎頂分裂組織の運命決定に至る過程における制御要因を解明することで、生殖ー栄養成長を両立させるしくみを明らかにするため、タンパク質動態や、CiFT機能発現の制御に関連が予想される遺伝子解析等を行い、永年成長を継続させるメカニズムを解明する。本年度は、CiFTにアミノ酸(HAおよびMyc)タグ配列を付加したタンパク質を過剰発現するカラタチ形質転換体に対し、抗タグ抗体を用いてウェスタンブロット法によるタンパク質レベルの変動解析を行い、遺伝子組換え体の葉でタグ標識したCiFTタンパク質が集積することを確認した。また、この遺伝子組換え体の種子から得られた実生を台木に、非組み換えハムリンオレンジを穂木として接ぎ木して植物体を育成した。生育した穂木部のハムリンオレンジの葉より抽出したタンパク質をウェスタンブロット法により解析したところ、台木の遺伝子組換え体由来のタグ標識したCiFTタンパク質が検出され、CiFTタンパク質が台木から穂木へ移行することが明らかとなった。また、遺伝子導入によりCiFTを過剰発現させたカンキツ形質転換体において、CiFTの過剰発現による花成促進に拮抗して、栄養成長を維持する制御機構の解明に向けて、経時的にシュートをサンプリングし、miRNA解のための、RNA抽出を行った。
インド北・西部における都市型祭礼の変容に関する文化人類学的研究

1990年代以降インドの各都市では、新しい型のヒンドゥー祭礼が姿を現し、急速に人気を集めるという現象が見られる。新しい都市型祭礼の特徴は以下の通りである。即ち、1.地縁や血縁などの伝統的な社会関係によらず自発的意思に基づく個別の参加を基本とすること。2.祭礼を挙行する主体と祭礼の観客となる大衆とが明確に分離していること。3.挙行主体と観衆の分離により、祭礼のパフォーマンス性が明確となっていること。都市型祭礼の流行現象は、経済の急速な発展、都市の新中間層の成長と消費社会化、ヒンドゥー・ナショナリズムの隆盛など、現代インドの政治・社会状況が密接に関連すると推測される。この調査では、経済発展による社会変化とヒンドゥー・ナショナリズムの台頭が著しいインド北部および西部の諸都市を対象に、新しい祭礼の広がりとその社会的・政治的背景を人類学的な観点から探求した。さらに、村落部やムスリム社会の動向をも調査し、都市のヒンドゥー中産階層との比較も行った。その結果、1.地方都市にまで消費社会化の傾向が顕著になっていること。2.どの都市のヒンドゥー祭礼にもイベント的な要素が新しく姿を現していること。3.祭礼は新中間層の青年を中心により幅広い支持を集め、一層盛んになる傾向にあること。4.社会変化は村落部にも及び村落の伝統的な社会構造が衰退していることなどが確認された。一方、ムスリムの祭礼では、世界的なイスラーム潮流を背景に祝祭性やイベント性がむしろ抑えられる傾向が見られた。また都市型祭礼とナショナリズムとの関係は、都市によってその関連の強弱に差がみられた。これには、各都市の社会構成や政治状況が反映していると思われる。各都市の個別の成立事情や社会構成を考慮に入れながら、よりきめ細かくインドの都市社会とヒンドゥー・ナショナリズムの関係を精査・分析することが今後の課題となる。研究初年度にあたる15年度は、研究代表者および分担者が各自調査地域に赴いて予備的なフィールド調査を実施したり日本国内で先行文献の研究を行ったりするとともに、調査結果に基づく研究会を開いて打合せを行い、16年度以降の本格的な民族誌学的フィールド調査の準備を行った。三尾は15年9月末から10月にかけてインド西部ラージャスターン州メーワール地方の中心都市ウダイプルで1ヶ月弱のフィールド調査を行い、秋の女神祭礼においても祭礼の内容や挙行方式が90年代以降大きく変容している事実を発見し、これにインドの経済自由化や宗教ナショナリズムの興隆が密接に関連することをインタビューや参与観察によって確認した。また祭礼の変容は宗教ナショナリズム団体の媒介もあって都市部にとどまらず農村部や先住民族地域にも広がっていることを確かめた。八木は8月から9月にかけてインド北部のウッタルプラデーシュ州の農村部で経済自由化や政治の変動が村落の社会や文化に及ぼす影響に関して調査を行ったのち、同州中部の大都市バラナシにおいて予備的な調査を実施した。その結果90年代のヒンドゥーとムスリムの対立がバラナシの祭礼の挙行のあり方に大きな影響を与えていること、また都市の新興中産階層や新たに移住してきた人々がコミュニティ単位で新しい祭礼を始めていることなどが明らかとなった。一方中島は首都デリーにおいて10月に調査を行い、宗教ナショナリズム団体が祭礼の興隆や変容にどのように関わろうとしているのかをインタビューによって明らかにするとともに、首都圏では祭礼が信仰というよりは消費の対象となりつつある実態を参与観察調査によって確認した。小牧は国内での文献調査によってインドやパキスタンのムスリムの信仰実践やアイデンティティが90年代以降の政治経済変動にどのように影響され変容しようとしているのかを明らかにした。15年度は研究協力者として民族学博物館外来研究員中谷純江、大阪樟蔭大学講師

金谷美和、東海大学講師小磯千尋の3名が本研究課題に参加した。中谷はラージャスターン州西部、金谷はグジャラート州西部、小磯はインド西部の大都市ムンバイでそれぞれフィールドワークを実施した。各地域の個別事情によって現象形態は様々だが、いずれも90年代のヒンドゥー・ムスリムの対立や急速な経済発展がそれぞれの社会を大きく変動させそれが信仰実践や祭礼のあり方の変容にも現れている。研究会はフィールドワーク実施前の7月と実施後の12月の2回、民族学博物館で行い、研究協力者も含めた全員が参加して成果を報告し活発な議論を行った。その結果、(1)大都市を中心とした消費社会化に十分注目しつつ、祭礼のベースであるインド北・西部の都市社会、特にその中産階層の特質を明らかにする(2)宗教間の対立と同時に、都市と農村の格差にも注意を払い広域的な祭礼の変容動向を把握する(3)雨期から雨期明けの祭礼に変容が顕著であることから出来る限りこの時期に集中して各地の祭礼を調査して比較を行うといった点が来年度以降の共通の調査課題として焦点化された。16年度はこのような共通課題を踏まえつつ、各自のフィールドでの調査をより深めることが目標となる。平成15年度の調査においては各自のフィールドでの課題を発見し、問題意識を深化させることに主眼がおかれたが今年度はその問題意識に基づいて、さらに各自のフィールドでの調査を継続することが主目標となった。三尾は16年10月から11月にかけて、ラージャスターン州およびグジャラート州で秋の女神祭礼の変容に関する調査を行い、新しい都市型祭礼が農村部にまで広がっていることを確認するとともに、その広がりがヒンドゥー・ナショナリスト勢力の農村部への浸透の重要な手がかりとなっていることを明らかにした。その成果はManohar社から出版される英文論文集に発表される。またイスラーム的な聖者廟の祭礼における変容を政治や社会の変化と関連させつつ分析し論文にまとめた。八木は16年9月にヒンドゥーの聖地ワーラーナスィーで雨季の様々な祭礼を聖地を中心とした都市の社会構造と関連させつつ調査した。また聖地の都市の成立に関しての基礎的な考察を論文にまとめた。小牧はインドおよびパキスタンにおけるイスラームの動向を南アジアの政治・経済・社会の急速な変化と関連させて分析し、いくつかの論文にまとめた。一連の予備的考察を踏まえて、17年3月にインド・パキスタンでスーフィズムの聖者廟祭礼の調査を実施し、ムスリムの社会変容と祭礼の変容との関連を追及した。中島はインドのヒンドゥー・ナショナリスト団体の歴史と現状に関して文献調査を行い、それを図書や論文にまとめる一方、16年8月から10月にかけてデリー南部の寺院でフィールド調査を実施した。この寺院はヒンドゥー・ナショナリズムと深い関係を保つ一方、グローバルに展開するヒンドゥーの宗教運動とも関わりが深く、ナショナリズムとグローバリゼーションとの相関が寺院の祭礼から看取できるユニークな事例である。その調査の成果は17年度以降に発表する。
歯原性腫瘍におけるアメロジェニンの局在に関する免疫電顕的研究と遺伝子発現

1.歯原性腫瘍における腫瘍細胞の機能分化を明らかにするため,腺様歯原性腫瘍,エナメル上皮線維歯牙腫,歯牙腫,エナメル上皮腫,エナメル上皮線維腫について,抗アメロジェニン,エナメリン抗体を用いて,免疫組織化学的に検索を行った。腺様歯原性腫瘍は,歯乳頭細胞の欠如にも関わらず硬組織の形成を認めたことから,腺様歯原性腫瘍の上皮細胞は,上皮-間葉相互作用なしにエナメル基質形成能を有するまで機能分化している可能性が示唆された。しかし,間葉系組織が存在しないことから正常のエナメル質構造を示さないことが考えられた。エナメル上皮線維歯牙腫および歯牙腫の構成細胞は,歯胚にかなり類似した程度まで分化を示していると考えられた。しかし,象牙質-エナメル芽細胞様上皮細胞境界部で基底膜蛋白が残存したり,成熟期のエナメル基質蛋白の脱却が不規則になるなどエナメル芽細胞様腫瘍細胞に機能障害があるため,正常の歯牙様形態を示さないと考えられた。また,集合性歯牙腫の構成細胞は,複雑性歯牙腫の構成細胞と比較して,より機能分化していると考えられた。エナメル上皮腫は形態的にはエナメル芽細胞に類似し,エナメル上皮線維腫はさらに歯乳頭様の間葉系組織を伴っているが,機能的にはエナメル基質蛋白合成能を有するまでは分化していない細胞であることが示唆された。2.歯原性上皮における細胞分化と機能の発現様式について検索を行うため,アメロジェニン蛋白およびそのmRNA probeを作製,正常ラット切歯歯胚を用い,Digoxigenin標識single strand RNA probeによりin situ hybridization法を用いて検索を行った。また,抗アメロジェニン抗体をもちい,immuno-gold法により免疫電顕的検索を行い,ラット切歯歯胚のエナメル芽細胞にアメロジェニンのmRNAのシグナルの発現を認めるとともに,エナメル芽細胞内の分泌顆粒および細胞外のエナメル質基質にImmuno-goldの局在が認められた。現在,これらの手法を用いて各種の歯原性腫瘍について検索を行っている。
視覚障害児用の視覚・触覚認知検査の実用化研究

本年度は本研究の最終年度にあたるため、本研究のテーマである「視覚障害児用の視覚・触覚認知検査の実用化研究」において取り組んできた検査用具とその手引書の作成を行った.本研究では、特に教育現場で活用できる次の4つの検査について実用化を目指した。すなわち、(1)視覚障害幼児及び重複障害幼児の視覚活用を評価する「VAP-CAP(J)検査」、(2)盲児童生徒の触覚情報処理速度を客観的に評価する「触覚による情報処理スピード・テスト(STIP検査)」、(3)点字学習導入前の触覚弁別力を評価するための「触覚形態弁別検査」、(4)盲児童生徒の触覚による学習適正のための「盲児用学習適性検査」、等である。これらの検査のねらいは、視覚障害のある幼児児童生徒が、日常生活や種々の学習場面において、どのように視覚あるいは触覚を有効に活用しているかを正しく把握し、その効果的な支援を行っていくための情報と教材を提供することであった。今回作成した諸検査は、視覚障害のある幼児児童生徒の「目でみる力と手でみる力」を定量的に評価できるようにしたが、定性的な評価としても活用できるようにした。今回作成した検査では次の利点が確認された。すなわち、(1)「改作版VAP-CAP(J)検査」では、障害幼児の見え方及び視覚認知が的確に把握され、その実態に応じた支援プログラムが提供されること、(2)触覚による情報処理スピード・テストでは、盲児童生徒の触覚処理速度を客観的に把握できること、(3)触覚形態弁別検査では、中途失明者の触覚形態弁別能力の客観的把握とその形態弁別力に応じた支援プログラムが提供されること、(4)改作版盲児用学習適性検査では機能的な触覚認知能力が客観的に把握できること、などが確認できた。本研究成果報告書では、上述の諸テーマを合本としてまとめて作成した。本年度は、試作してあった、(1)「盲児用触覚認知検査」と「中途失明者用触覚形態弁別検査」の下位検査の内容および項目数について、また、(2)「弱視児用視覚認知検査」と「弱視幼児用視覚活用検査」の下位検査の内容および項目数について、アンバランスであった検査項目について整理を行った。その結果、(1)「触覚認知検査」の6つの下位項目(図形の弁別、同定、系列化、関係把握などの課題)について、整合性のある検査項目数に整理することができた。また今回、検査項目数を整理したことにより、検査時間の短縮を図ることができた。このことは、対象児の検査に対する負担の軽減になる。(2)「触覚形態弁別検査」についても検査項目や刺激図形を整理・分析し、時間的に無理なく実施できる内容・項目数に整理した。(3)「弱視幼児用視覚活用検査」についても、その下位項目(具体物の識別やマッチングなどの3次元課題、絵のマッチング、遠近法、部分絵の知覚や左右対称の知覚などの2次元課題、迷路やドット移しなどの目と手の協応課題、色彩の弁別と命名課題)について、やや複雑であった検査項目の検査手続きの改良を行った。また、幼児に負担のかからない検査項目数に整理した。このことにより、この検査は検査者および対象児にとって活用しやすくなったと考える。以上のように、本年度は整諸検査の検査項目および検査手続きの改良を行ったが、次年度は、その検査の結果に基づく指導プログラムを作成し、再度検査内容の有効性を確かめる予定である。

本年度は、検査評価と指導プログラムをワンセットにするための2つの指導プログラムについて検討を行った。すなわち(1)盲児童生徒用「触覚認知検査」に対応した「触覚認知指導プログラム」と、(2)弱視児用の「視覚認知検査」に対応した「視覚認知指導プログラム」である。今回検討した指導プログラム作成の成果は、次の通りである。(1)触覚形態弁別指導プログラム:点字の触覚弁別のまだ十分でない中途失明者の触覚弁別力を評価する検査に基づいた指導プログラムを作成した。この指導プログラムは、(1)幾何学的な図形の弁別及び同定の力を高めていく教材、(2)線図形パターンの弁別及び同定の力を高めていく教材、(3)点字コードの弁別及び同定の力を高めていく教材、から構成した。この教材を用いての指導は、教材(1)→(2)→(3)の順に進めるようにし、最終的には点字パターンを触覚弁別する力まで高めるようにすることである。そのため、各教材の刺激図形の大きさも触角弁別力が高まるように4種類のものを作成し、段階的に教材を選択して活用できるようにした。(2)視覚認識発達指導プログラム:視覚障害児の視覚活用を評価する検査に基づいた指導プログラムを作成した。今回検討したのは次の8つの領域に関連した視機能を高める指導内容である。すなわち、(1)光やパターンの知覚、(2)眼球運動、(3)対物認知、(4)視覚的注意、(5)ヴィジュアル・キャパスティ、(6)視空間知覚と視覚-運動協応、(7)視覚的コミュニケーション、(8)二次元描写の知覚、などである。今回、各領域における具体的な指導活動(使用教材、指導方法、評価の方法)についても整理し、その活用の有効性を事例的に確かめた。本研究は次年度が最終年度であるので、これまでに作成した「触覚及び視覚認知検査」と今回の「指導プログラム」をワンセットし、教育現場で活用できるようにする予定である。本年度は本研究の最終年度にあたるため、本研究のテーマである「視覚障害児用の視覚・触覚認知検査の実用化研究」において取り組んできた検査用具とその手引書の作成を行った。本研究では、特に教育現場で活用できる次の4つの検査について実用化を目指した。すなわち、(1)視覚障害幼児及び重複障害幼児の視覚活用を評価する「VAP-CAP(J)検査」、(2)盲児童生徒の触覚情報処理速度を客観的に評価する「触覚による情報処理スピード・テスト(STIP検査)」、(3)点字学習導入前の触覚弁別力を評価するための「触覚形態弁別検査」、(4)盲児童生徒の触覚による学習適正のための「盲児用学習適性検査」、等である。これらの検査のねらいは、視覚障害のある幼児児童生徒が、日常生活や種々の学習場面において、どのように視覚あるいは触覚を有効に活用しているかを正しく把握し、その効果的な支援を行っていくための情報と教材を提供することであった。今回作成した諸検査は、視覚障害のある幼児児童生徒の「目でみる力と手でみる力」を定量的に評価できるようにしたが、定性的な評価としても活用できるようにした。今回作成した検査では次の利点が確認された。すなわち、(1)「改作版VAP-CAP(J)検査」では、障害幼児の見え方及び視覚認知が的確に把握され、その実態に応じた支援プログラムが提供されること、(2)触覚による情報処理スピード・テストでは、盲児童生徒の触覚処理速度を客観的に把握できること、(3)触覚形態弁別検査では、中途失明者の触覚形態弁別能力の客観的把握とその形態弁別力に応じた支援プログラムが提供されること、
IL-34のアトピー性皮膚炎における機能の検討

アトピー性皮膚炎は、生物学的製剤Dupilumabの登場によりTh2型炎症反応が病態の中心であることが明らかとなったが、全例において有効でないことからは、その他のendotypeの存在が示唆される。これまでの研究成果から、IL-34の発現がアトピー性皮膚炎患者の病変部皮膚において非病変部と比較して低下していることが判明しており、IL-34が定常状態を保つために必要な機能を持っている可能性に着目して今回の研究を開始した。IL-34はcolony-stimulating factor-1 receptor (CSF-1R)のliganndであり、様々な疾患におけるIL-34の役割が報告されてきているが、炎症を増悪させるものと抑制するものと両者の報告があり、炎症性皮膚疾患における役割も現在特定されていない。培養ヒト表皮細胞を用いて、IL-34がアトピー性皮膚炎に関与する炎症性サイトカインやケモカインなどを誘導するか、あるいは抑制するかを検討したが、現時点ではIL-34によって有意に発現を変化させるサイトカインなどは特定できていない。また、同様にIL-34によって有意に発現を変化させる表皮細胞の分化マーカーについても同定できていない。IL-34が皮膚の定常状態を保つために必要なサイトカインであり、その減弱が皮膚炎の増悪に寄与しているのであれば、IL-34の発現を誘導するあるいはIL-34を補填することで、アトピー性皮膚炎の有効な治療法となる可能性が考えられ、またその他のサイトカインに対する影響がなければ有害事象の少ない新規治療法の一端となりうると考えられる。培養表皮細胞において、IL-34の様々なThサブタイプに対するmRNA発現に対する影響を検討したが、現時点で有意差を持って発現の上昇あるいは低下をきたすものを同定できていない。そのため、患者血清などを使用した次の段階への進捗が滞っている。IL-34がアトピー性皮膚炎に関与すると思われる炎症性サイトカインやケモカインに影響を与えないのであれば、近年他疾患で報告されているIL-6などのサイトカインについてもその発現を検討する必要がある。患者血清を使用したIL-34濃度の測定については、保存検体で可能であれば皮膚病変の重症度との相関などを含めて検討する。当該年度は研究代表者の異動などのため研究に従事することのできる時間が限られていた。また、ヒト表皮細胞におけるIL-34の影響をみる実験系はpreliminary dataとなるため、これまでに購入していた物品にて実験を進めていた。今後は炎症性皮膚疾患に関与するもののみでなく、種々のサイトカインやケモカイン、受容体なども幅広く検討する必要があるため、次年度使用額を計上する必要がある。また、可能であれば患者血清におけるIL-34濃度も測定したいと考えているため、ELISAに必要な物品の購入費用にも充当する。
変形性顎関節症の原因となる下顎頭軟骨細胞老化メカニズムの解明

高齢者の軟骨機能不全による顎関節症は、重症例として長期の治療を必要とし、生活の質を大きく損なうことから、その病態解明と治療法の開発が急務である。プライマリーシリア(一次繊毛)は細胞表面に突出する細胞小器官で、細胞外環境を感受するアンテナ様の役割を持つ。シリアを欠失した下顎頭軟骨は、加齢マウスの下顎頭軟骨の組織像と類似していることを見出している。そこで本研究では、下顎頭軟骨の加齢変化が、シリア消失による下流シグナルの低下によるものであるとの仮説のもと、下顎頭軟骨細胞のシリアを介したシグナル伝達の制御機序を明らかにする。さらに加齢軟骨細胞におけるシリアの再生を試み、下顎頭軟骨の機能回復を目指す。
新規希土類錯体の創製と触媒的不斉炭素-炭素結合生成反応への応用

希土類金属原子一つを中心として、アルカリ金属3原子、光学活性なビナフトール(BINOL)を3分子含む新規錯体を種々調製し、触媒的不斉ニトロアルドール反応、イミンの触媒的不斉ヒドロホスホニル化、触媒的不斉マイケル反応への展開を検討すると共に、反応メカニズムの解明を行った。ニトロアルドール反応に関しては、ランタンとリチウムおよびBINOLを含む錯体(LLB)を用いて、世界で初めてのエナンチオ選択的かつジアステレオ選択的な不斉ニトロアルドール反応の開発に成功した。本反応の応用として、癌の転移抑制作用の報告されているthreo-ジヒドロスフィンゴシンを効率良く合成することも出来た。また、イミンのヒドロホスホニル化では、LLBにおけるリチウムの代わりにカリウムを含むランタン-カリウム-BINOL錯体(LPB)により、最高97%eeでアミノホスホン酸エステルを合成することが出来た。アミノホスホン酸の誘導体は、抗HIV活性の報告されている化合物や、ペプチドミメティックスにおける基本構成単位として注目されている。希土類-アルカリ金属錯体を用いる不斉反応のメカニズムに関しては、NMRや分子力場計算から、本錯体が反応基質の固定と活性化を同時に行う多機能な酸-塩基型触媒であることを解明することが出来た。作用機序の点で酵素に類似するものであり、新しいタイプの人工酵素として大きく展開可能である。
高速液体クロマトグラフィーを利用した糖鎖間相互作用に関する研究

本研究では、レゾルシンの8個の水酸基部分が全て糖鎖に置換され、糖鎖が高度に集合している糖クラスター部位を有するレゾルシン環状四量体をホスト分子、また、主たる分析手段を高速液体クロマトグラフィーとして研究を行った結果、今年度は以下に述べる研究成果が得られた。1.糖鎖部分を変えた糖クラスターホスト被覆カラムの調製とキャラクタリゼーション前年度とは異なる糖鎖を有する糖クラスターホスト分子を合成し、シリカーODSカラムへ被覆することを可能とした。ただし、測定する際は水そのものより極性が低い、水-メタノール混合溶媒系を用いる必要がある。また、ホスト分子の剥離量よりホストの被覆を確認し、同時に被覆率を算出した。2.糖鎖部分を変えた糖クラスターホスト被覆カラムによる糖類の分離特性糖クラスターホスト被覆カラムを用いて糖類の保持時間を測定した。用いた糖類は、単糖類(アルドペントース・アルドヘキソース・デオキシ糖・アミノ糖・グリコシド類)、二糖類、オリゴ糖類である。ホストを被覆していないODSカラムとの保持時間を比較したところ、殆どの糖類でODSカラムよりも保持時間が増大し、同時に糖類によって保持時間に大きな違いを生ずることが分った。このような保持時間の増大は吸着型分離機構に基づくことから、糖クラスターホスト分子は、極性溶媒中で糖類と水素結合により相互作用できることが明らかとなった。このことは、糖類の水酸基数が増すほど保持時間が増加することや、同一の水酸基数の糖類でも水酸基の立体的な配置の違いが保持時間差に現れることからも支持される。一方、同一の試料であっても、糖クラスター部分の糖構造を変えた場合、保持時間に違いが生じることを見出した。これからも、糖鎖によって糖類の分子認識が発現することが明らかとなった。3.糖クラスターホスト被覆によるヌクレオシド類の分離特性生体内の糖レセプターであるレクチンは、その結合部位に窒素配位子が多く存在していることから、糖クラスターによってヌクレオシド類を極性溶媒中で認識できないか検討したところ、やはり保持時間の増大が見られ、その際、より多くの結合部位を有するプリン骨格を有するものほどその傾向が大きいことが分った。4.計算化学的手法による結果の考察MOPACとMM2の計算化学により、相互作用力と分子構造との関連を検討した。しかしながら、水素結合に関して有効な計算が再現できなかったため、ホスト分子とゲスト分子の有効な相互作用と構造との明瞭な関連は見出されなかった。しかしながら、糖分子単独の構造最適化計算とCPKモデルによる考察より、一部の糖の保持時間が増大することの原因が説明できる可能性を見出した。1.糖クラスターホスト被覆カラムの調製とキャラクタリゼーション糖クラスターホスト分子をシリカ-ODSカラムへ被覆することを可能とした。また、ホスト分子の剥離量、および熱分析によりホストの被覆を確認し、同時に被覆率を算出した。2.ホスト被覆カラムによる糖類の分離特性糖クラスターホスト被覆カラムを用いて糖類の保持時間を測定し、ホストを被覆していないODSカラムとの保持時間を比較した。ODSカラムでは、使用したすべての糖類の保持時間には大きな差は見られず、分配機構に基づく分離能力が全く発現しないのに対し、ホスト被覆カラムでは、殆どの糖類でODSカラムよりも保持時間が増大し、同時に糖類によって保持時間に大きな違いを生ずることが分った。3.シリカゲルカラムによる糖類の分離特性水酸基数が極めて多いシリカゲルカラムに糖類の識別能力が発現するのかについて検討したところ、殆ど分離しないことが明らかとなった。このことから水酸基の数がただ多いのではなく、クラスターを形成していることが必要であることが分った。4.レゾルシン環状四量体被覆カラムによる糖類の分離特性8個の水酸基が平面的なクラスターを形成しているレゾルシン環状四量体を被覆したカラムに糖類の識別能力が発現するのかについて検討したところ、全く分離しないことが明らかとなった。このことから、水酸基が三次元的に配置している糖クラスターが糖鎖認識には重要であることが明らかとなった。

また、ホスト分子の剥離量よりホストの被覆を確認し、同時に被覆率を算出した。2.糖鎖部分を変えた糖クラスターホスト被覆カラムによる糖類の分離特性糖クラスターホスト被覆カラムを用いて糖類の保持時間を測定した。用いた糖類は、単糖類(アルドペントース・アルドヘキソース・デオキシ糖・アミノ糖・グリコシド類)、二糖類、オリゴ糖類である。ホストを被覆していないODSカラムとの保持時間を比較したところ、殆どの糖類でODSカラムよりも保持時間が増大し、同時に糖類によって保持時間に大きな違いを生ずることが分った。このような保持時間の増大は吸着型分離機構に基づくことから、糖クラスターホスト分子は、極性溶媒中で糖類と水素結合により相互作用できることが明らかとなった。このことは、糖類の水酸基数が増すほど保持時間が増加することや、同一の水酸基数の糖類でも水酸基の立体的な配置の違いが保持時間差に現れることからも支持される。一方、同一の試料であっても、糖クラスター部分の糖構造を変えた場合、保持時間に違いが生じることを見出した。これからも、糖鎖によって糖類の分子認識が発現することが明らかとなった。3.糖クラスターホスト被覆によるヌクレオシド類の分離特性生体内の糖レセプターであるレクチンは、その結合部位に窒素配位子が多く存在していることから、糖クラスターによってヌクレオシド類を極性溶媒中で認識できないか検討したところ、やはり保持時間の増大が見られ、その際、より多くの結合部位を有するプリン骨格を有するものほどその傾向が大きいことが分った。4.計算化学的手法による結果の考察MOPACとMM2の計算化学により、相互作用力と分子構造との関連を検討した。しかしながら、水素結合に関して有効な計算が再現できなかったため、ホスト分子とゲスト分子の有効な相互作用と構造との明瞭な関連は見出されなかった。しかしながら、糖分子単独の構造最適化計算とCPKモデルによる考察より、一部の糖の保持時間が増大することの原因が説明できる可能性を見出した。
万能・超高感度な、『紙』を媒体とした『抗体』活用

大腸菌で産生でき、生分解性を備える“蛋白質"と、天然に豊富なセルロース繊維から構成される“紙"を用いて、環境負荷が最小で、かつ、VHH抗体の優位性を余すこと無く発揮し、かつ,従来技術よりも高性能なVHH抗体利用技術の基盤を確立する。ほぼ100%抗原に結合可能なVHH抗体の“紙"への担持技術とGFPを化学発光で光らせる独自技術を組合わせることで、従来のイムノクロマト手法だけに留まらない、将来の疾患早期発見検査手法に資する、VHH抗体の高度、並びに高感度活用技術の基盤を確立する。具体的には、膵がんやSARS感染症などの疾患の早期検査技術の基盤確立を目指す。
推定量及び検定のロバストネスとその応用

推定量を定義する際、その推定量がある種の条件を満たしているかどうかを験証することは大切になってくる。ここでは、共分散行列が未知のとき、平均ベクトルが長さ一定値以下となる確率が信頼係数以上である場合を考える。しかし、たとえ正規分布を仮定してもこれを解くことは難しい。そこで、応用上よくあらわれる場合を検討してみると、共分散行列は、ある対称行列の一次結合で与えられる場合が多い。それらについて、上記の問題について考えて、今までの結果を含む形でもって結果を得ることができた。この結果は正規分布を仮定したもので考えられているが、この仮定をはずしても同様なことが成立するかどうかの問題が考えられる。これらについては今後にゆだねたい。また、あるパラメータの問題の長さ一定の信頼区間について2通りの逐次方式が考えられる。これらを比較すると方式を与えて具体的な問題について解を与えた。また、数学的方面として領域がなめらかでないとき、peak interpolationは有限集合でないとか、ヴォルテラ微分方程式の解の安定性について考えた。また、神経系に関する数理的な結果もあたえている。
貝形虫類にみられる閉殻感知システム―化石生物への展望と進化学的考察―

兵庫県切浜海岸よりRenaudcypris属の未記載種の採集を行い,感覚子孔を外部形態から4タイプに分け,さらにその開口部の形状から細かい機能を推定した.これに基づいて,脱皮齢ごとの感覚子孔の分布変化を観察し,初期脱皮齢では刺激感知の方向が前後方向に限定された感覚子孔が背甲縁辺部にみられるが,後期脱皮齢ではこれが消失するとともに,刺激感知の方向が1点に固定された感覚子孔が背甲を広く覆うように変化することを明らかにした.初期脱皮齢の状態は同上科の遊泳性種とよく一致し,実際本種の初期脱皮齢は遊泳することも観察された.また後期脱皮齢の状態は,砂粒に囲まれた間隙環境に適応した状態であることが理解できた.このような結果から,本種は表在性種である祖先種から間隙性種へと適応進化する中途段階にあることを実証的に説明した.また,背甲縁辺部を取り巻くように発達する皮膜状のselvage構造に着目すると,この構造に沿ってほぼ等間隔に縁辺感覚子孔が分布しており,閉殻時には両殻が合わさることによって,selvage構造が密着・変形することが観察され,この状態の時,縁辺感覚子孔はselvage構造に圧されることによって傾倒することが確認できた.これは貝形虫類が閉殻感知にselvage構造と感覚子孔を組み合わせて用いていることを強く示唆するものとなった.また,和歌山県元島と静岡県三保より採集された間隙性種Anchistolocheres sp. 1と神奈川県三崎より採集されたAnchistolocheres sp.2の感覚子孔の分布変化を個体発生を追って追跡した.これらが含まれる上科Bairdoideaでは,先行研究で示された上科Cytheroideaのように種ごとの安定性は見られなかった.上科Bairdoideaは系統的に古い分類群に属し,感覚子孔の遺伝的安定性に差があることが示唆された.「研究実績の概要」に記したように,新しい(未記載)分類群をとらえつつ,分類群ごとの特色を把握し,そのうえで感覚子孔の働きや閉殻感知に関する具体的な関与をとらえることができた.これらの事柄は,これまで全く知られていなかった新たな知見となった.例えば,Renaudcypris属に見られた新たな知見は,国際会議・第3回アジア貝形虫会議でポスター発表がなされ,最優秀ポスター賞に選出された.Anchistolocheres属に見られた知見も,日本動物分類学会の大会で公開され,多くの反響をえることができた.いずれも,非常にまとまったデータを取ることができたので,学術誌に投稿できるレベルとなったと感じている.ここで得られた成果は,2つの分類群それぞれに見られる問題も含むが,多くは他の貝形虫類や,発達した背甲をもつ甲殻類全般に当てはまる事象をとらえたものとみることができる.したがって,他の分類群にもこれらの研究成果をあてはめ,また分類群ごとの特性を考慮しながら観察結果を蓄積することによって,きわめて総括的な感覚受容ならびに閉殻認識システムに関する新たな視座を構築することが可能になると考えられる.「化石標本への応用」という点に関しては,このような微細な形質が保存されている標本に乏しく,十分な標本を検鏡するまでには至らなかった.しかしながら,三葉虫の中でエンロールする種の標本の中で特に保存の良い標本を走査型電子顕微鏡で観察したところ,エンロール(防御姿勢)時に接触する部位に,貝形虫類の縁辺感覚子孔のように1列に並んだ小孔が観察された.このことは,三葉虫においても貝形虫類の閉殻と同じシステムでエンロールを感知している可能性が示され,今後の課題となる.まず,これらの研究成果の公表に力を入れる.日本動物分類学会,日本ベントス学会,日本動物学会などの大会に参加して研究成果を公表する.また学術誌にも投稿してゆく.もちろんレポジトリ等による公表も視野に入れる.ここで得られた知見を拡大・応用することも試みる.一つには,Renaudcypris属の分子系統解析を進め,系統的に直近の分類群を突き止めて両者を比較し,系統的制約を基準に,各々の分類群が適応の過程で閉殻感知を含む感覚受容システムをどのように進化させていったのかを考察し,このシステムの進化学的理解を深めることを進めたい.Anchistolocheres属については,祖先的な形質を多く残す分類群であることを生かし,より広く適応放散している派生的な分類群と比較して,貝形虫類全体の中での感覚受容システムの進化についてとらえられるよう,データの蓄積を試みる.また,貝形虫類以外の節足動物で,閉殻する貝甲類や蔓脚類,エンロール(防御姿勢)する等脚類等について縁辺部の構造を調べ上げ,同様の閉殻感知を含む感覚受容システムがどこまで取り入れられているのかを俯瞰することによって,節足動物の進化の中でこのシステムが「どこまで」「どのように」取り入れられていったかについて理解を深めたい.初年度としては,まず観察用機器の整備を行い,微細な感覚毛やその開口部の観察が可能な設備作りに努めた.走査型電子顕微鏡は既に旧式であるが,現在10,000倍程度の観察は可能となり,微分干渉付き光学顕微鏡も良好な状態となっている.貝形虫類については,手始めとしてBairdia科を中心に観察を行った.同科は,石炭紀からほとんどその形質状態を変えていないことで知られる.

その背甲上には夥しい数の感覚毛を有するが,感覚毛とその支持構造は,単純な感覚毛と同じく単純な穴からなるもののみが従来から知られていた.しかし,今回の電子顕微鏡による同科の種Bairdia sp.の詳細な観察により,感覚毛にはその太さから太いものと細いものの少なくとも2種類に大別でき,さらに太いものにはその先端が枝分かれするものとしないものが混在することが確かめられた.この結果は,比較的原始的な体制をもつ同科でも,感覚毛の種類を細かく分化させ,外部刺激を細かく分けて受容することによって,外部環境情報を的確に分析していることをうかがい知ることができた.また,同科の種Anchistrocheles sp.についても同様に背甲上の感覚毛を観察した.本種は,間隙環境に生息することで知られ,表在環境に棲む他の同科の分類群とは生息環境を大きく異にしている.観察の結果,本種においては,感覚毛は極めてまばらであり,表在環境に棲むものとは大きく異なっていた.また,感覚毛の支持構造は単純な穴だけでなく,ロートのような縁取りをもつものも見られ,従来の同科の感覚毛の支持構造には見られない構造を見出すことができた.貝形虫類以外では,蔓脚類・エボシガイ科について観察を行った.背板や循板の自由縁に沿って感覚毛の一部と思われるものを認めることができたが,標本の状態が悪いため,電子顕微鏡を用いてもあまり明確な構造観察はできなかった.感覚毛の観察はBairdia科の種を中心に行い,多くの新たな知見を集積することができた.また,本研究を進めるにあたり,間隙環境に生息する同科の未記載種(希少種であると思われる)を見出すことができ,副産物も得ることができた.ただし,貝形虫以外の甲殻類(蔓脚類:エボシガイ類等)や他の節足動物についてはまだ情報が少なく,良好な状態の標本を集めるとともに,標本の作成方法にも工夫が必要である.Bairdia科貝形虫の一属Anchistrocheles Brady & Norman, 1889の種が日本では沖縄県瀬底,和歌山県元嶋,静岡県三保,神奈川県三崎より産出した.しかし4地点の種それぞれの分類学的判断は、なされていないため各々についてまずオスの交尾器の形態に基づいて種分類を行った.雄の交尾器の形態比較から,それぞれAnchistrocheles sp. 1(瀬底産),A. sp. 2(元嶋および三保産)、A. sp. 3(三崎産)とした。分子系統解析の結果はこれを支持するものとなった.殻のポアシステム(感覚子孔)の分布は,得られた個体数の多いA. sp. 2とA. sp. 3について調べられ,共に発生後期はその分布配置が個体群内でも不安定で種ごとの傾向をつかめなかった.一方個体発生初期では,種間でも分布が安定的であった。従って発生初期のポアシステムの分布形態は、Anchistolocheres属,ひいてはBairdia科の系統を推定するツールになりえると考えられる.背甲には,selvageと呼ばれるキチン質と思われるテープ様の膜が自由縁に沿って発達し,本研究ではBairdia科,Cytherura科,Cythere科,Candona科で確認され,この形質が貝形虫類全体に普遍的に共有されていることが示唆された.またどの分類群においても,このsalvageに沿って,単純な(分岐や房状構造,小孔等を持たない)感覚毛をもつポアシステムがほぼ等間隔に配置されている.SEM観察から,閉殻時には,左右の殻の自由縁に沿ったsalvageが触れあい,同時にポアシステムの感覚毛も外側に倒れる様子が観察された.この閉殻感覚受容のシステムは,貝形虫類に広く共有されていることが強く示唆された.
擬似身体移動感の定量的評価法の開発とそれを用いた多様な移動感の生成手法の確立

本研究の目的は,感覚間相互作用により身体感覚を変調させ,実際の身体運動で生じる感覚情報との利得調整を行うことで,身体の物理的な空間移動や筋への運動指令を全く用いることなく,錯覚的に擬似的な身体移動体験を創出する手法の確立と適用限界の検証,そしてそのための客観的指標の提案と有効性の検証である.具体的には,以下の3つを具体的な課題としている.(課題1)錯覚的に擬似的な身体移動体験を創出する手法の確立と適用限界の検証(課題2)その効果を測定できる客観的指標の有効性の検証(課題3)その客観的指標に基づいた多感覚提示ディスプレイの工学的設計指針の確立本年度はまず,実験システムの構築と実験の遂行およびデータ解析を実施した.身体移動体験は身体全体で生じるものであるが,そのうち,下肢や足を被刺激部位としたときに生じる歩行感覚を対象として,足底への振動刺激提示と反応時間の計測を可能とするシステムを構築した.足底への振動刺激提示のうち特定の振動波形のときに歩行感が生成できることを確認した.また,評価実験に使用する接近音の録音をあわせて実施した.これらを用いて第2年度以降は身体移動体験の効果の大きさを主観評定だけでなく,身体近傍空間内の感覚間相互作用による反応時間の縮減といった客観的指標からも推測することを目指す.また,当該年度に導入した3軸モーションプラットフォームを用いて,立体映像をHMDで提示しながら,低周波の身体揺動や回旋運動を提示するシステムの構築を実施した.また,当該3軸モーションプラットフォームの応答特性を調べ,評価実験に使用するためのパラメータ範囲を同定した.これらを用いて第2年度以降に身体移動体験を創出する手法の確立と適用限界の検証を計画している.H30-31年度は実験システムの構築と実験の遂行およびデータ解析を実施した.下肢および足への刺激による歩行感覚を対象としシステムを構築は計画通り実施した.また,評価実験に使用する接近音の録音も計画どおり実施した.また,本年度から導入した3軸モーションプラットフォームの応答特性を調べ,評価実験に使用するためのパラメータ範囲を同定した.いずれも順調に進展している.第1年度で構築した足底への振動刺激提示と反応時間の計測を可能とするシステム,およびバイノーラル録音した接近音を用いて第2年度以降は身体移動体験の効果の大きさを主観評定だけでなく,身体近傍空間内の感覚間相互作用による反応時間の縮減といった客観的指標からも推測することを目指す.また,歩行周期を変化させるように足底への刺激の時間間隔を変化させたときの主観・客観指標について評価する.さらに歩行以外の身体移動体験を対象に含め,力触覚的レンダリング手法を全身の身体運動感覚へ拡張し,表現の適正について検討する.これらはモーションプラットフォームの時間解像度や動作加速度の限界を人間の知覚特性の側面から解消することを試みるもので,評価実験を遂行し,手法の適用限界を検証する.また,第1年度に導入した3軸モーションプラットフォームを用いて身体揺動や回旋運動を提示することで,身体移動感覚の生起を試みる.その上で視覚・前庭感覚・触覚情報のそれぞれの組み合わせに関して所望の身体移動体験に適した刺激周期・刺激強度を選定する.本研究の目的は,感覚間相互作用により身体感覚を変調させ,実際の身体運動で生じる感覚情報との利得調整を行うことで,身体の物理的な空間移動や筋への運動指令を全く用いることなく,錯覚的に擬似的な身体移動体験を創出する手法の確立と適用限界の検証,そしてそのための客観的指標の提案と有効性の検証である.具体的には,以下の3つを具体的な課題としている.(課題1)錯覚的に擬似的な身体移動体験を創出する手法の確立と適用限界の検証(課題2)その効果を測定できる客観的指標の有効性の検証(課題3)その客観的指標に基づいた多感覚提示ディスプレイの工学的設計指針の確立本年度はまず,実験システムの構築と実験の遂行およびデータ解析を実施した.身体移動体験は身体全体で生じるものであるが,そのうち,下肢や足を被刺激部位としたときに生じる歩行感覚を対象として,足底への振動刺激提示と反応時間の計測を可能とするシステムを構築した.足底への振動刺激提示のうち特定の振動波形のときに歩行感が生成できることを確認した.また,評価実験に使用する接近音の録音をあわせて実施した.これらを用いて第2年度以降は身体移動体験の効果の大きさを主観評定だけでなく,身体近傍空間内の感覚間相互作用による反応時間の縮減といった客観的指標からも推測することを目指す.また,当該年度に導入した3軸モーションプラットフォームを用いて,立体映像をHMDで提示しながら,低周波の身体揺動や回旋運動を提示するシステムの構築を実施した.また,当該3軸モーションプラットフォームの応答特性を調べ,評価実験に使用するためのパラメータ範囲を同定した.これらを用いて第2年度以降に身体移動体験を創出する手法の確立と適用限界の検証を計画している.H30-31年度は実験システムの構築と実験の遂行およびデータ解析を実施した.下肢および足への刺激による歩行感覚を対象としシステムを構築は計画通り実施した.また,評価実験に使用する接近音の録音も計画どおり実施した.また,本年度から導入した3軸モーションプラットフォームの応答特性を調べ,評価実験に使用するためのパラメータ範囲を同定した.いずれも順調に進展している.

第1年度で構築した足底への振動刺激提示と反応時間の計測を可能とするシステム,およびバイノーラル録音した接近音を用いて第2年度以降は身体移動体験の効果の大きさを主観評定だけでなく,身体近傍空間内の感覚間相互作用による反応時間の縮減といった客観的指標からも推測することを目指す.また,歩行周期を変化させるように足底への刺激の時間間隔を変化させたときの主観・客観指標について評価する.さらに歩行以外の身体移動体験を対象に含め,力触覚的レンダリング手法を全身の身体運動感覚へ拡張し,表現の適正について検討する.これらはモーションプラットフォームの時間解像度や動作加速度の限界を人間の知覚特性の側面から解消することを試みるもので,評価実験を遂行し,手法の適用限界を検証する.また,第1年度に導入した3軸モーションプラットフォームを用いて身体揺動や回旋運動を提示することで,身体移動感覚の生起を試みる.その上で視覚・前庭感覚・触覚情報のそれぞれの組み合わせに関して所望の身体移動体験に適した刺激周期・刺激強度を選定する.
蛋白質メカニズムの階層的理解に関する研究

タンパク質の機能改変を行うタンパク質工学においては、従来、生化学的研究とインフォマティクス的研究が独立に行われている場合が多く、タンパク質のメカニズム解明の新たなブレークスルーのためには、実験とインフォマティクスを相乗的に結びつけ新たな発見に導く融合的研究が必要である。本研究では、実験手法としてのファージディスプレイ法と、情報学的手法としての最適化を組み合わせることにより、アミロイドタンパクの凝集を阻害する新規ペプチドとそれを模倣する低分子化合物を見出すことに成功した。本研究は、インフォマティクスと実験との融合により、蛋白質設計技術おける新しいパラダイムを切り拓き、抗体やペプチドミミックの開発の自由度を上げることを目的としている。当該年度においては、対象として2種類の蛋白質を選び、アミノ酸配列と活性との相関等に関する情報のデータ収集を実施した。一つは、アルツハイマー病の原因蛋白質であるアミロイドβである。アミロイドβは、凝集を起こしやすく、脳内に線維として蓄積する。最近、分子量が37/48kDaのオリゴマーと呼ばれる凝集体が、線維よりも強い神経毒性を有することが知られるようになった。したがって、このアミロイドβの37/48kDaオリゴマー化を阻害するペプチドは、アルツハイマー病の治療薬の候補物質として有望である。そこで、ファージディスプレイ法を用いてランダムなペプチドライブラリーをアミロイドβに対してパンニングし、37/48kDaオリゴマーの形成を阻害するペプチドの配列を探索した。その結果、新規な7残基の配列を複数見出すことに成功した。これらのペプチドには、塩基性または疎水性のアミノ酸残基が共通して含まれており、これらのアミノ酸残基が、アミロイドβとの相互作用に重要であることが示唆された。これらの情報は、将来、アルツハイマー病治療薬のリード化合物の設計のために有用であると考えられる。一方、もう一つの有力な対象である抗体に関しては、触媒抗体をモデルとして用い、基質のプロドラッグに結合する配列をパンニングにより探索した。その結果、抗原認識部位のH3及びL3領域に関して、プロドラッグに親和性を有する新規アミノ酸配列が見出された。今後さらにL1領域についてもパンニングを行うことにより、プロドラッグに結合する配列を取得し、そのライブラリーの中から、触媒活性すなわちプロドラッグを分解し抗生物質を生成させ得るアミノ酸配列を獲得する予定である。タンパク質の機能改変を行うタンパク質工学においては、従来、生化学的研究とインフォマティクス的研究が独立に行われている場合が多い。しかし、タンパク質のメカニズムは非常に複雑であり、メカニズム解明の新たなブレークスルーのためには、実験とインフォマティクスを相乗的に結びつけ新たな発見に導く融合的研究が必要である。今年度では、前年度において明らかになったアミロイドタンパクの凝集を阻害する7残基ペプチドの最適化、すなわち阻害活性に必要な最低限要素の特定を目的とし、3残基及び4残基のランダムライブラリーを新規に構築し、T7ファージディスプレイ法を用いてアミロイド凝集阻害ペプチドの探索を実施した。その結果、神経毒とされるglobulomerの形成に対して3残基及び4残基でも阻害活性を有するペプチドが存在し、特に4残基ペプチドR-F-R-Kは、7残基と同程度に強い阻害活性を有することが判明した。以上の結果から、阻害活性に必要最低限の要素として、アルギニンと疎水性アミノ酸残基、34残基の分子サイズであることが結論された。次に、血液脳関門を通過する低分子医薬候補を見出すことを目的として、コンピューター上での検索システムであるSciFinderを用いて、低分子化合物の検索を実施した。アルギニンを含む入手容易な低分子化合物を探索した結果、Arg-Arg-7-amino-4-trifluoromethylcoumarin(RR-AFC)が見出された。Coumarinはアミロイド線維化阻害剤として既知であったため、RR-AFCはglobulomerと線維の両方を阻害する可能性が期待された。そこで電気泳動及びThT結合アッセイにより阻害活性を解析した結果、予想通り、RR-AFCは、globulomerとアミロイド線維の両方を阻害することが判明した。以上により見出された低分子化合物は、アミロイドの毒性を緩和する薬剤のシードとして期待される。