hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
哺乳類アレナウイルス非翻訳領域による翻訳効率調節機構の解析

哺乳類アレナウイルスにはラッサウイルスのように、ウイルス性出血熱を引き起こすものが複数含まれる。これまでに、ラッサウイルスに近縁のリンパ球性脈絡髄膜炎ウイルスを用いた実験で、ウイルスゲノムの遺伝子間領域(intergenic region, IGR)に由来するmRNAの3'UTR配列が翻訳効率を制御することを見出した。本研究ではIGR配列によるウイルスmRNA翻訳制御機構の分子メカニズム解明を目的とした。ウイルスmRNA 3'UTRの翻訳における役割を解析するために、in vitro転写系を用いて作製した合成ウイルスmRNA(vmRNA)をヒト培養細胞(293)にトランスフェクションし、レポータータンパク質の発現効率を比較する系を確立した。これにはまず、レポータである蛍光タンパク質ZsGreen(ZsG)遺伝子の上流および下流にウイルスmRNAの5'UTRと3'UTRをもち、さらに5'cap構造が付与されたvmRNAを作製した。コントロールとして、3'UTRにpolyAを付加した合成細胞mRNA(cmRNA)を作製した。これらの合成RNAを用いて、高いZsG発現を得るためのトランスフェクション条件を検討した。次に、vmRNAの5'UTRや3'UTR配列を、翻訳効率の高いヌクレオカプシド(NP)mRNAや、翻訳効率の低い糖タンパク質前駆体(GPC)mRNAのものと入れ換えたキメラvmRNAを作製し、ZsGの発現効率を比較した。その結果、われわれの以前の報告と一致して、in vitro転写系で作製したvmRNAの翻訳効率は3'UTRの配列によって決定されることが明らかとなった。さらに合成vmRNAの3'UTRを段階的に短くしていき、ZsG発現効率を比較することで、効率的な翻訳と3'UTR長との関係を明らかにした。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
軽症脳梗塞へのライフスタイル介入は脳血流量を改善するのか

本研究では、ラクナ梗塞(LS)とアテローム性脳梗塞(AS)による軽症脳梗塞患者を対象とし、脳血流量(CBF)と末梢の血管内皮機能(%FMTD)との関連(研究1)、ならびに6か月間の運動・減塩などのライフスタイル介入によるCBF改善効果を検討した(研究2)。【研究1】CBFと%FMTDには関連が認められなかった。CBFはLSがASより高い傾向を認めたが,%FMTDはASが高く、%FMTDに影響するスタチン服薬が影響したものと思われた。副次的指標では、認知機能、高強度活動時間、血清アルブミンがCBFと関連し、今後の詳細な検討課題となった。【研究2】%FMTDは介入群では改善したが有意ではなく、対照群でも同様であった。CBFは介入による改善は認められなかったが、CBF非介入群では低下する傾向を認め、ライフスタイル介入によるCBF低下予防効果が示唆された。【まとめ】軽症脳梗塞のCBFと%FMTDはスタチンなど薬物による影響を排除した状態で関連性を再度検討すべきと思われた。またCBFに対するライフスタイル介入の目的は改善より低下予防であることが示唆された。本研究では、ラクナ梗塞(LS)とアテローム性脳梗塞(AS)による軽症脳梗塞患者19例(年齢:67.5±6.2歳)を対象とし、脳血流量(CBF)と末梢の血管内皮機能(%FMTD)との関連を検討し(研究1)、次に、6か月間の運動・減塩などのライフスタイル介入効果によるCBF改善効果を13例(介入8例、対照6例)で比較検討した(研究2)。(症例研究デザイン)【研究1】MRIのASL法によるCBF測定の再現性を確認した後、末梢血管内皮機能との関連を検討した。その結果、CBFと%FMTDには関連が認められなかった(%FMTD:r=ー0.26, P=0.28)。病型別ではLSでASよりCBFが高い傾向を認めたが,%FMTDはASが高い傾向にあり、%FMTDに影響するスタチン服薬の影響を受けたものと思われた。また、副次的指標の中で、認知機能(TMT-A)、高強度活動時間、血清アルブミンはCBFと関連し(それぞれr=ー0.61,P<0.01、r=0.63,P<0.01、r=0.48,P=0.04)、今後の検討課題となった。【まとめ】軽症脳梗塞のCBFと%FMTDはスタチンなど非服薬下にて関連性を再度検討すべきと思われた。軽症脳梗塞患者のライフスタイルは再発と関連し、小血管例では認知機能低下とも関連することより、脳血流改善は認知機能低下の予防方策となる可能性が高い。そこで、本研究ではライフスタイル介入による脳血流改善効果を検討することを目的とした。初年度の計画は、上腕動脈血管拡張反応(%FMD)の測定技術ならびに測定の統制条件を検討することと、磁気共鳴装置(MR)を用いた脳血流測定画像の撮像条件を検討することとした。1、%FMDについては、その測定方法論ならびに測定に際する統制条件を検討した。測定に際しては、十分な(100例程度)の測定実績をもって、本実験に臨むことが必要であることより、その技術を習熟した。%FMDの再現性は十分に担保されることが確認できた。2、脳血流測定に関しては、ASL画像による撮像の方法論を検討した。具体的には、ASL画像にT2強調画像を重ねることで、ROIの位置を同定し、ピクセル信号を計算することで脳血流指標をとらえることが可能と思われた。また、白質病変の抽出はフレア画像をとることでも確認することとした。ASLによる脳血流測定は、日を変えて2回撮像し、その平均値をとることで、再現性を高めることができることが判明した。以上より、次年度は、脳血流評価と上腕動脈の%FMD評価の関連性についての横断的検討、ならびにライフスタイル介入効果としての脳血流増加の有無について検討することが可能になった。方法論について、ほぼ確立させることができた。

次年度は軽症脳梗塞20名ならびに地域在住高齢者10名を対象として、まずASL画像による脳血流測定値と%FMDとの関係を横断的に検討する。その後、軽症脳梗塞20例については、6ヶ月間のライフスタイル介入を行い、最終的に%FMDならびに脳血流を測定することで、各々の改善効果ならびにその相互関連性を検討する。本研究に必要な研究は、MR撮像費用、採血指標に関する費用、学会発表、その他の消耗品に関する費用を予定している。
Aβ新規関連タンパクβ-Alcのアルツハイマー病診断マーカーとしての臨床応用

アルカデインα, β, γそれぞれについて、α-, β-, γ-セクレターゼによる切断部位を決定し、切り出されるβ-Alcとp3-Alcのアミノ酸配列を決定した。そのうち髄液中のp3-Alcαについてp3-Alcα35とp3-Alcα38を測定すると、AD群ではコントロール群やAD以外の認知症群と比較して、p3-Alcα38/35比が増加していた。またp3-Alcα38/35比とAβ42/40比は、AD群とコントロール群は有意に異なっていた(p<0.05)。これらのことにより、ADではp3-Alcαのγ-セクレターゼによる切断サイトが変化しており、早期発見のためのバイオマーカーとして有効であることが示唆された。また、p3-Alcα35の抗体を作成してサンドイッチELISA法を簡易測定法として確立した。アルカデインは、神経細胞膜上でアルツハイマー病(AD)の原因遺伝子の一つであるAmyloid precursor protein (APP)と協働することが判明しており、APPの切断と同調してアルカデインの切断ペプチドも出現する。APPから産生されるAβは脳内に蓄積して凝集するのに対して、アルカデインの代謝産物β-Alcは凝集しないため、脳内から髄液中に排出され、体内から排泄されるために血中へ移行する。このβ-Alcを定性・定量することで、ADの脳内でのAβの産生量、凝集量を推測することができ、β-Alcは、Aβの病態を反映したマーカーとなり得る可能性があるため、このペプチドの体内での挙動を解明し、AD診断マーカーとしての有用性を検討することを目的とした。アルカデインには3つのアイソフォームα,β,γがあるが、そのうちアルカデインα,βからセクレターゼによって切断されて産生されるβ-Alcαとβ-Alcβの切断サイトを明らかにし、髄液中において検出されて測定可能であることが分かった。また、AD患者の髄液中のβ-Alcは、切断される部位が健常者とは数アミノ酸ずれる可能性があり、また定量的検討では健常者と比較して産生量が増加している可能性が示唆されている。今後はβ-Alcの血中における定性と定量を試みること、現在のADの診断マーカーである髄液中のリン酸化タウタンパクやAβとの関連性の解析や、臨床症状の重症度との関連を解析していく予定である。アルカデインは、神経細胞膜上でアルツハイマー病(AD)の原因遺伝子の一つであるAmyloid precursor protein(APP)と協働することが判明しており、APPの切断と同調してアルカデインの切断ペプチドも出現する。APPから産生されるAβは脳内に蓄積して凝集するのに対して、アルカデインの代謝産物β-Alcは凝集しないため、脳内から髄液中に排出され、それから血中へ移行する。本年度は臨床サンプルを用いて、AD診断マーカーとしての有用性を検討した。AD30例、コントロール8例の髄液を用いて、β-ALcαをELISA法で測定した。その結果ADではコントロールに比較して髄液中β-ALcαは有意に高値をとることが分かった。また、髄液中リン酸化タウ蛋白181とアミロイドβ蛋白1-42との相関を検討したところ、アミロイドβ蛋白1-42とは相関しなかったが、リン酸化タウ蛋白181とは有意に相関していた。今回の検討から、髄液中β-ALcαの測定のAD診断マーカーとしての可能性が示されたが、今後臨床症状との相関やその他の認知症との鑑別に役立つか否かなど検討していきたいと考える。

アルカデインは、神経細胞膜上でアルツハイマー病(AD)の原因遺伝子の一つであるAmyloid precursor protein(APP)と協働することが判明しており、APPの切断と同調してアルカデインの切断ペプチドも出現する。APPから産生されるAβは脳内に蓄積して凝集するのに対して、アルカデインの代謝産物β-Alcは凝集しないため、脳内から髄液中に排出され、それから血中へ移行する。このβ-Alcを定性・定量することで、ADの脳内でのAβの産生量、凝集量を推測することができ、β-Alcは、Aβの病態を反映したマーカーとなり得る可能性がある。アルカデインには3つのアイソフォームα,β,γがあるが、そのうちアルカデインα,βからセクレターゼによって切断されて産生されるβ-Alcαとβ-Alcβの切断サイトを明らかにし、ELISA法による測定法を確立した。AD患者の髄液中のβ-Alcは、コントロール群、極軽度のAD群と比較して有意に高値であることが分かった。また、髄液中リン酸化タウタンパク181とAβ1-42との相関を検討したところ、Aβ1-42とは相関しなかったが、リン酸化タウタンパク181とは有意に相関していた。今回の検討から、髄液中β-Alcαの測定のAD診断マーカーとしての可能性が示されたが、今後血液を用いて、血中新規診断マーカーとしての可能性を検討するほか、臨床症状との相関やその他の認知症との鑑別が可能であるかを検討していく予定である。
DNA-多糖複合体による生体分子及び細胞の機能制御

天然多糖であるアルギン酸は、コンブその他の褐藻類中に含まれているマンヌロン酸及びグルロン酸の1,4-グリコシド結合からなる直鎖状のコポリマーである。α-L-グルロン酸鎖は、エッグボックスと呼ばれる構造の中に金属イオンを取り込んで、強固な構造をつくるため、アルギン酸の二価金属凝固によるゲル化を利用して、フィルムなどの成形が可能となる。一方DNAは、生命現象にとって最も重要な物質の一つであるため、DNAと関わりを持った膨大な量の研究が行われている。しかし、DNAを機能性素材として利用しようという発想の研究は極めて少ない。最近、我々はアルギン酸とDNAよりなる水不溶性の複合素材を、容易に調製する方法を見いだした。すなわち、DNA-アルギン酸混合水溶液を塩化カルシウムで処理するとDNA-アルギン酸複合体のフィルム、繊維、ゲル等が調製できる。アルギン酸がカルシウムにより"Egg Box′′と呼ばれる特殊な構造を形成して不溶化し、これとこのDNA鎖が絡み合い、多くの水素結合で安定化して不溶性DNA-アルギン酸複合体を形成したものと思われる。これまで、このDNA-多糖複合体を高度機能性素材として、例えば発癌性環境汚染物質除去用素材、抗DNA抗体検出用素材や抗菌性物質徐放性材料として利用する研究等を行ってきた。このDNA-アルギン酸複合体を機能性素材として用いて、以下の研究実績をあげた。1)抗DNA抗体検出法の開発と診断薬への利用2)DNA-アルギン酸-銀よりなる抗菌性フィルムの作製3)不溶化DNA-アルギン酸複合体の細胞培養用バイオマトリックスとしての利用4)内分泌撹乱物質(環境ホルモン)集積・除去用素材の開発5)外科手術用接着材・止血材の開発天然多糖であるアルギン酸は、コンブその他の褐藻類中に含まれているマンヌロン酸及びグルロン酸の1,4-グリコシド結合からなる直鎖状のコポリマーである。1)抗DNA抗体検出法の開発と診断薬への利用2)DNA-アルギン酸-銀よりなる抗菌性フィルムの作製3)不溶化DNA-アルギン酸複合体の細胞培養用バイオマトリックスとしての利用4)内分泌撹乱物質(環境ホルモン)集積・除去用素材の開発5)外科手術用接着材・止血材の開発
慢性腎不全時における新規リン調節ホルモン(フォスファトニン)活性化の分子機構

フォスファトニンはX-連鎖性低リン血性クル病の原因と考えられ、ビタミンDや副甲状腺ホルモン(PTH)にかわる新しいタイプのカルシウム・リン調節ホルモンである。すでに、我々はフォスファトニンによる腎近位尿細管のリン輸送担体遺伝子発現の制御を指標に、本分子のもつ生理機能について研究を進めてきた。それらの結果、フォスファトニンは骨芽細胞より分泌され、血中において細胞膜結合型メタロエンドペプチダーゼ(PEX)により切断され不活性化型フォスファトニンとして存在するが、活性型ピタミンDやPTH濃度の変化によりPEXの発現低下が引き起こされると、活性型として腎近位尿細管Na/リン輸送担体発現やビタミンD合成系に働き、血中カルシウム・リン比を制御する。よって、フォスファトニンはPTHやビタミンDからの情報を特異性の高いシグナルに転換し標的臓器に伝達する新規の血中カルシウム・リン濃度調節ホルモンと考えられる。我々は、フォスファトニン作用を有する因子を同定する目的で、ヒト骨肉腫細胞のcDNAを作成し、遺伝子クローニングを行った。得られた分子は302個のアミノ酸をコードし、すでに報告されているカルシウム調節ホルモンStanniocalcinに34%の相同生が見られた。そこで、Stanniocalcin2(SCT2)と命名した。STC2をCHO細胞で発現させ、その機能を解析した結果、腎リン輸送活性およびその遺伝子発現を制御することを新し、フォスファトニン様機能の存在を確認した。さらに、その発現をノーザン分析法にて検討した結果、骨や小腸をはじめ多くの組織にその発現が確認された。また、その発現は、カルシウムやリンにより変化した。リン輸送担体遺伝子プロモーター領域をルシフェラーゼ遺伝子上流に結合し、その作用を調べた結果、明らかに転写活性を抑制した。以上より、STC2はフォスファトニン様機能をもつリン調節因子である可能性が推察された。フォスファトニンは、X-連鎖性低リン血性クル病の原因と考えられ、ビタミンDや副甲状腺ホルモン(PTH)にかわる全く新しいタイプのカルシウム・リン調節ホルモンである。しかしながら、その実体は明らかにされていない。すでに我々は、慢性腎不全時にフォスファトニンの活性化異常が、高リン血症で見られる副甲状腺や骨細胞機能異常を引き起すことを見出した。また我々はフォスファトニンによる腎近位尿細管のリン輸送担体遺伝子発現の抑制を指標に、本分子のもつ生理機能について研究を進めてきた。それらの結果、フォスファトニンは骨芽細胞より分泌され、血中において細胞膜結合型メタロエンドペプチダーゼ(PEX)により切断され不活性型フォスファトニンとして存在するが、活性型ビタミンDやPTH濃度の変化によりPEXの発現低下が引き起こされると、活性型として腎近位尿細管Na/リン輸送担体発現やビタミンD合成系に働き、血中カルシウム・リン比を制御する。また、フォスファトニン作用を有する因子としてヒト骨芽細胞よりStanninocalcin 2(STC2)を新しく同定した。STC2をCHO細胞で発現させ、その機能を解析した結果、腎リン輸送活性およびその遺伝子発現を抑制することを新しく見出した。現在STCの組み替え蛋白を作成することにより、PEXの基質になりあるか否か検討している。

得られた分子は302個のアミノ酸をコードし、すでに報告されているカルシウム調節ホルモンStanniocalcinに34%の相同生が見られた。そこで、Stanniocalcin 2(SCT2)と命名した。STC2をCHO細胞で発現させ、その機能を解析した結果、腎リン輸送活性およびその遺伝子発現を制御することを見出し、フォスファトニン様機能の存在を確認した。さらに、その発現をノーザン分析法にて検討した結果、骨や小腸をはじめ多くの組織にその発現が確認された。また、その発現は、カルシウムやリンにより変化した。リン輸送担体遺伝子プロモーター領域をルシフェラーゼ遺伝子上流に結合し、その作用を調べた結果、明らかに転写活性を抑制した。さらに、本因子が低リン血性クル病で見られる、原因因子である可能性を、低リン血性モデルマウス(Hyp)を用いて検討した。その結果、Hypマウスにおいては、一部の臓器におけるSTC2遺伝子発現が有意に増加していた。また、SCT2の発現増加を示す臓器においては、その臓器における細胞内リン濃度は変化せず、むしろこれらの臓器より分泌されたSCT2は腎近位尿細管におけるリン再吸収量の調節を行っている可能性が示唆された。また、Hypマウスと同様に低リン血症を引き起こす腫瘍性骨軟化症(OHO)の患者より、腫瘍組織を摘出しSCT2の発現を検討した。その結果、著しいSCT2発現は、腫瘍部位に見られた。さらに、この腫瘍由来の培養細胞を確立し、培養液中に分泌された蛋白の機能特性を調べた結果、SCT2のそれと類似していた。以上より、STC2はフォスファトニン様機能をもつリン調節因子である可能性が推察され、HypマウスやOHOの原因因子と考えられた。
新生児期及び乳児期開心術における安全な心筋保護法の確立のための実験的研究

トルラ酵母を主原料としたセレン欠乏食で約2ケ月飼育した成熟ラット(セレン欠乏食ラット)を用いて、実験1を行った。<実験1>摘出心をランゲンドルフ潅流装置に接続し、95%O_2,5%CO_2の混合ガスで酸素加した37°CのmodifiedKrebsーHenseleit液(KーH液)で潅流し、安定したところで、左房より13cmH_2Oの圧で潅流するworking heart modelとした。心機能指標として、心拍数、左室圧、大動脈圧、LVmax dp/dt、冠動脈血流量、心拍出量を測定し、前値とした。これを、(1)群、St.Thomas液、(2)群St.Thomas液+ス-パ-オキシド、ディスムタ-ゼ(20万単位/l)を55cmH_2Oの圧で2分間冠動脈内に潅流し、35°C60分間の心停止とした。60分後、37°CのKーH液で再潅流を行い,15分間のランゲンドルフ潅液後、working heart modelとして、30分後に上記の心機能を測定し後値とした。前値に対する回復率として求め、(1)(2)群で比較した。その後摘出心をを液体窒素で瞬間凍結し、八木の方法で心筋内過酸化脂質を測定し、(1)(2)群で比較した。<実験2>現在、臓器移植のための臓器保存液として使用されているUW液(Wisconsin大学液)はK^+が120mEq/lであるが、これを心筋保護液として使用するため、K^+を25mEq/lに減少させて作成し、modified UW液とした。成熟ラットを用いて、実験1と同様な方法で、前値を測定した。(3)群St.Thomas液、(4)群.modified UW液として、実験1と同様に心停止を行い、後値を測定し、(3)(4)群で比較する。その後、摘出心を乾燥器で乾燥させ、乾重量/湿重量を測定し、(3)(4)群で比較する実験を現在進行中である。〔結果〕実験1はnの数が、まだ少し足りずに、統計処理ができていない。63年度の一般研究(C)「心筋細胞内の過酸化脂質代謝を中心とした乳児期開心術における心筋保護の研究において、トルラ酵母を主原料としたセレン(Se)欠乏食で約2ヶ月飼育した成熟ラット(Se欠乏群)は、血清及び心筋内グルタチオンペルオキシダ-ゼ(GSHPx)活性の点で、生後8ー12日の乳児ラットと類似の状態を作ることが出来た。またSe欠乏群と普通飼料で飼育した成熟ラット(対照群)の摘出心を用いた実験で、Se欠乏群は対照群と比べ再潅流障害を起こし易いことを証明した。今回の実験では、このSe欠乏群を用い、心筋保護液にGSHPxを添加することで、心筋保護効果が改善されるか否かを検討した。(実験方法)摘出心をランゲンドルフ潅流装置に接続し、95%O_2、5%CO_2の混合ガスで酸素加した37°Cmodified KvebsーHenseleit液で潅流し、安定した後左房より13cmH_2Oで潅流するworking heart modelとし、15分後に心機能を測定し前値とした。次にSt.Thomas液、またはSt.Thomas液+GSHPx(6000単位/l)を55cmH_2Oの圧で2分間冠動脈に注入後、35°C60分間の心停止とした。その後再潅流を行った。15分間のランゲンドルフ潅流後、同様の条件でworking heart modelとし30分後に心機能を測定し(後値)、前値に対する回復率を求めて比較した。測定後心臓を液体窒素で瞬間凍結し、八木らの方法で心筋内過酸化脂質濃度を測足した。(結果)心拍数を除いて、左窒収縮期圧、大動脈圧、LVmax dp/dt、冠動脈血流量、心拍出量、一回心拍出量はGSHPx添加群は、非添加群と比べ有意に高値を示した。心筋内過酸化脂質濃度は、GSHPx添加群で有意に低値を示した。GSHPx投与時期の検討では、再潅流直前にGSHPxを投与した群では、心機能、心筋内過酸化脂質濃度ともにGSHPx非添加群と差が無く、GSHPxの心停止後の投与と比べ有意にあった。(結論)Se欠乏ラットでは心停止直後の心筋保護液へのGSHPxの添加は心筋内過酸化脂質を減少させ、心機能低下の抑制効果がみられた。これを、(1)群、St.Thomas液、(2)群St.Thomas

液+ス-パ-オキシド、ディスムタ-ゼ(20万単位/l)を55cmH_2Oの圧で2分間冠動脈内に潅流し、35°C60分間の心停止とした。60分後、37°CのKーH液で再潅流を行い,15分間のランゲンドルフ潅液後、working heart modelとして、30分後に上記の心機能を測定し後値とした。前値に対する回復率として求め、(1)(2)群で比較した。その後摘出心をを液体窒素で瞬間凍結し、八木の方法で心筋内過酸化脂質を測定し、(1)(2)群で比較した。<実験2>現在、臓器移植のための臓器保存液として使用されているUW液(Wisconsin大学液)はK^+が120mEq/lであるが、これを心筋保護液として使用するため、K^+を25mEq/lに減少させて作成し、modified UW液とした。成熟ラットを用いて、実験1と同様な方法で、前値を測定した。(3)群St.Thomas液、(4)群.modified UW液として、実験1と同様に心停止を行い、後値を測定し、(3)(4)群で比較する。その後、摘出心を乾燥器で乾燥させ、乾重量/湿重量を測定し、(3)(4)群で比較する実験を現在進行中である。〔結果〕実験1はnの数が、まだ少し足りずに、統計処理ができていない。
マイクロカプセル化法導入によるヒト肝細胞バンキングシステムの構築とその応用

目的本研究の目的は、肝細胞の高次機能を失うことなく常時大量の肝細胞供給が可能なヒト肝細胞凍結保存方法の高度技術開発を最重要課題とし、簡潔かつ低コストで実現可能な大量ヒト肝細胞バンキングシステムの構築とその臨床応用への可能性を検討する。昨年度はマクロカプセル化法導入によりヒト肝細胞を長期凍結保存し、Viability,肝特異的機能により詳細に検討した。本年度は、凍結保存肝細胞の移植導入システムを確立するため、大動物(ビーグル犬)を用いて、カプセル化法にて凍結保存した犬肝細胞を腹腔鏡下に肝臓、脾臓内へ移植し、移植細胞の生着動態、高次機能を検討した。方法凍結保存前、保存/解凍後7日目、凍結保存前、保存/解凍後28日目のカプセル化犬肝細胞の形態学的所見(H-E,Albumin,PAS)を検討した。In vivo study:上記の如く凍結保存した犬肝細胞をドナー細胞とした。全身麻酔下に気腹し、腹腔鏡(オリンパス社製)を用い凍結保存/解凍後犬肝細胞をPTCD針を用い、脾臓内、肝臓内へ自家移植した。手術中下大静脈圧、動脈圧をモニタリングした。また移植後1週間後に脾臓、肝臓を摘出し、かプセエル化移植肝細胞の形態学的所見(H-E,albumin)を検討した。結果In vitro study:カプセル化犬肝細胞は凍結保存前と同様、凍結保存28日後もviableな状態を維持しており、肝細胞高次機能のひとつであるアルブミンの発現を維持していた。In vivo study:下大静脈圧は、気腹時に平均10mmHgまで上昇するも、移植前後および移植時に変動はなかった。動脈圧は、気腹時に変動を認めず、また移植前後および移植時に変動はなかった。カプセル化犬肝細胞は、移植後少なくとも1週間は、viableであり、アルブミンの発現を認めた。考察犬肝細胞はカプセル化法導入により、凍結保存/解凍後もその高次機能を維持した。腹腔鏡下凍結保存/解凍後カプセル化犬肝型細胞脾/肝臓内移植時、循環動態は安定維持されており、また移植後のカプセル化肝細胞は脾臓、肝臓内で生着、機能しうる事が確認された。本年度はマイクロカプセル化法導入によりヒト肝細胞を長期凍結保存し、Viability,肝特異的機能により詳細に検討した。方法結果ヒト肝細胞をマイクロカプセル化することにより、12ヶ月もの長期間にわたってヒト肝細胞は80%以上のviabilityを維持しながら、肝細胞特異的機能であるアルブミン発現などを維持していた。さらに一ヶ月凍結保存・解凍後のヒト肝細胞培養実験においても、培養液中のアルブミン産生能、アンモニア代謝能を少なくとも一週間維持していた。考察ヒト肝細胞を長期間にわたり(一年)その機能を損なわずに凍結保存可能であった。本手法による肝細胞凍結保存方法は簡便かつ低コストで施行可能であり、大量肝細胞バンキングシステムの構築に向けて大きく貢献できる画期的な方法と考えられた。腹腔鏡下凍結保存/解凍後カプセル化犬

肝型細胞脾/肝臓内移植時、循環動態は安定維持されており、また移植後のカプセル化肝細胞は脾臓、肝臓内で生着、機能しうる事が確認された。
ソーシャルメディアによる情報伝播過程と社会的影響：大規模データに基づく実証的研究

本研究では,東日本大震災時にソーシャルメディア上で伝播した情報を,心理学と情報学の観点から,ネットワーク構造(どのようなしくみに支えられて伝播が生じるのか)と情報価(どのようなリスク情報が伝播されやすいのか)の2次元に注目して分析し,こうした情報伝播がもつ社会的な影響について考察した.ツイートを対象とした分析の結果,強い不安感情が情報の拡散性を高め,その傾向はパーソナルメディアがもたらす情報において顕著であることが示された.また,リスク情報拡散を担うのはネットワークの中心性または相互性の低いユーザであることが示された.三浦は、東日本大震災直後の1週間のツイートデータを対象として、文中に含まれるネガティブ感情語の出現比率を分析することによって感情反応の表出傾向を検討した。特にその時系列変化と日内変動のツイート中で言及されている災害(天災(地震と津波)あるいは原子力事故)による差異に注目した。得られた知見はソーシャルメディアにおける感情表出に関する先行研究と比較して、共通点と相違点を議論した。結果をとりまとめた論文を査読誌に投稿し、現在審査中である。小森は、Twitterにおいて各ユーザのフォロー・フォロワー関係(パーソナルネットワーク)およびそのネットワークにおける各ユーザの位置づけと、流言拡散行動生起の有無の関係を予備的に検討した。東日本大震災に伴って発生した2事例の流言ツイートを取り上げ、当該ツイートを拡散したユーザと、当該ツイートを受け取ったが拡散しなかったユーザについて上記の観点から分析を行った。その結果、流言を拡散したユーザは、フォロワーや相互フォロー数が少ない傾向が認められた。この現象は従来の感染症モデルから発展した流言拡散モデルでは説明ができないものであり、今後より詳細かつ大規模な検討が必要である。松村は、約8000万件におよぶツイートデータの前処理、および分析アルゴリズムの検討を行った。具体的には次の3点ー1.震災に関係する話題の精錬作業、2.話題の発生源をツイートに付与されているURLから特定するために、短縮URL(元のURLにリダイレクされる、短い文字列に変換されたURL)を元のURLに展開する作業、3.話題の移り変わりを計量するためのアルゴリズムの検討ーに取り組んだ。ツイッターにおける災害情報の伝播とその情報に対する感情反応の関連について,投稿されたツイートのうち特に伝播性の高かったものを対象として分析した.東日本大震災発生前後の約20日間に一定数以上リツイートされた災害関連ツイートを対象として,投稿文中に含まれる感情語を抽出し,その出現傾向と災害の種類の関連を検討した.その結果,ネガティブ感情語あるいは活性度の高い感情語が多く含まれるツイートほど多数回リツイートされていたこと,中でも極端に高い伝播性を示したツイートについては不安あるいは活性感情語がより多く含まれていたことが示された.また,各ユーザを取り巻く社会的なネットワークの観点から,ソーシャルメディアにおける情報拡散行動モデルの構築を行った.2つの流言投稿をとりあげてユーザの社会的ネットワークの特性と流言を拡散する行動の関係を調査したところ,中心性が低く,相互フォローが少ないアカウントが流言を拡散しやすい傾向が認められた.従来の流言伝播研究で影響力が高いアカウントが主に注目されてきたのとは異なる結果が示された.さらに,ツイッターのもつ「他メディアに流れた情報を共有するメタメディアとしての機能」に着目して検討した.特に東日本震災関連情報の中には真偽の明確でない情報、悪質なデマ、賛否の分かれる事柄など,議論や論争を呼び起こすものが多かった.大規模なソーシャルデータを対象として,メディアが誘発した投稿者の感情を分析し,メディアが投稿者の心理的な側面に及ぼした影響を明らかにすることに取り組んだ.本研究の全体的な目的は,東日本大震災という危機的出来事とそれに引き続いて晒され続けている原子力災害リスクに関する情報伝播の特徴と,日本居住者の情動状態を長期的かつ探索的に検討することを通じて,危機的状況における人間の情報行動の特徴を明らかにすることである.まず,東日本大震災のうち原発事故による災害に関するネガティブ情動の社会的共有に着目して,震災後1年以上にわたる長期間のソーシャルメディアへの投稿を分析対象とし,その中に含まれる怒り情動語と不安情動語の出現比率を,投稿者の居住地の影響を加味して分析した.怒りと不安で出現パタンやその時系列推移が異なることが示された.また,ソーシャルメディアにおいて個人がリスク情報を拡散するか否かを決定する要因について,ツイッターを中心とした大規模なソーシャルメディアデータの収集・分析に基づいて検討を行った。拡散された情報に対するリスク認知,およびリスク情報の詳細な伝播経路および個々のユーザを取り巻くネットワークの構造の分析から,ソーシャルメディアにおけるリスク情報拡散の背景に「情報を共有する」,「情報によって喚起された感情を伝達する」という2つの異なる情報伝播メカニズムが存在することが明らかになった.さらに,ソーシャルメディア情報伝播におけるメディアの役割を明らかにするために,他メディアに流れた情報を共有する「メタメディア」としてのツイッターの性質を分析した.ツイートにおいて言及されたメディアの分類,およびメディアによって喚起されるポジティブ/ネガティブ感情語の時系列変化を測定し,メディアの種類によって感情反応の時系列パターンが異なることが見出された.当初の計画どおり,ソーシャルメディアにおける感情の社会的共有と情報伝播について分析し,その特徴やメカニズムを明らかにすることができた.また,研究成果として,以下の論文が審査中,あるいは投稿準備中である.本研究の全体的な目的は,東日本大震災という危機的出来事とそれに引き続いて晒され続けている原子力災害リスクに関する情報伝播の特徴と,日本居住者の情動状態を長期的かつ探索的に検討することを通じて,危機的状況における人間の情報行動の特徴を明らかにすることである.

本年度は,本来予定されていた3年間の研究期間に得られた成果のうち,まだ公表していなかったデータについて,論文としてまとめて国際的な査読論文誌に投稿することに注力した.研究代表者の三浦と,研究分担者の小森をそれぞれ筆頭著者とする論文を,現在投稿・審査中である.本研究では,東日本大震災時にソーシャルメディア上で伝播した情報を,心理学と情報学の観点から,ネットワーク構造(どのようなしくみに支えられて伝播が生じるのか)と情報価(どのようなリスク情報が伝播されやすいのか)の2次元に注目して分析し,こうした情報伝播がもつ社会的な影響について考察した.ツイートを対象とした分析の結果,強い不安感情が情報の拡散性を高め,その傾向はパーソナルメディアがもたらす情報において顕著であることが示された.また,リスク情報拡散を担うのはネットワークの中心性または相互性の低いユーザであることが示された.研究期間開始前に既に入手してあったデータに加えて,新たに購入したデータを活用することにより,効率的に研究を継続することができた.既に成果は結実されつつあり,2014年度には2本の査読論文が公刊(決定)された.また,研究代表者・研究分担者・連携研究者の連絡もメーリング・リストあるいは対面のミーティングを通じて円滑に行うことができた.研究成果公表のために,現在審査中,あるいは投稿準備中の論文の公刊に向けて最大限努力する.28年度が最終年度であるため、記入しない。社会心理学今年度は最終年度であることから,これまで購入したデータを最大限活用し,さらなる成果の蓄積・公表を積極的に推進することを目指す.研究期間開始前に既に入手してあったデータを活用することにより、速やかに研究に着手することができた。また、研究代表者・研究分担者・連携研究者間の連絡もメーリング・リストあるいは対面のミーティングを通じて円滑に行うことができた。当初の研究計画は順調に進捗しており,論文として成果を着実に公刊しつつある.一方で,その成果をふまえた新たな研究の必要性に気づかされた.その追加分析の成果は,既にその一部を2015年度末に1本国際誌に投稿し,現在審査中であるが,さらに今後まもなく2本を投稿予定で準備している.しかし数千万件におよぶ大規模データの処理と分析には非常に長時間を要するため,年度内に分析結果の精査が完了しなかった.そこで,次年度にかけてこれを完了させた上で,論文を作成し,投稿することとした.28年度が最終年度であるため、記入しない。ツイッターの「他メディアに流れた情報を共有するメタメディアとしての機能」に着目した検討に際して,投稿に含まれる短縮URLを展開するためのプログラム作成と展開作業に想定より時間を要した.そのため,データ作成後の分析に着手するのが遅れ,予定していた分析補助アルバイタ雇用による作業のうち一部を次年度に繰り越さざるを得なかった.
アポトーシス誘導遺伝子PYCARDの前立腺腫瘍形成における役割の解明

本研究では、前立腺癌において高頻度メチル化異常を示すPYCARD遺伝子の役割を明らかにすることを目的として、前立腺癌モデルマウスとPycardノックアウトマウスを掛け合わせ、前立腺癌の発生・進展における影響を調べる。また、ヒト前立腺癌組織の免疫染色やRNA in situハイブリダイゼーションを用い、PYCARD不活化の時期、臨床病理学的因子との関連を詳細に調べる。平成30年度は、前立腺癌モデルマウスの作製をおこなうため、Ptenflox/floxマウス凍結精子を理化学研究所バイオリソース研究センターより、また、前立腺特異的Cre発現マウス(PB-Cre4)凍結受精卵をアメリカNCIマウスレポジトリより入手した。また、Pycardノックアウトマウスをがん研究会がん研究所より入手し、飼育を開始した。一方、DNAメチル化とPYCARD蛋白発現の関係を知るため、マイクロダイセクションを実施した前立腺癌51症例のパラフィン包埋切片を用いてPYCARD蛋白の免疫染色をおこなった。マイクロダイセクションしたサンプルでは、腫瘍部と近傍正常部を抽出し、PYCARDプロモーター領域のメチル化特異的PCR(MSP)法をおこない、約90%(46/51)という高率で癌特異的メチル化を検出した。免疫染色の結果は、DNAメチル化解析の結果を非常によく反映しており、PYCARDは近傍正常部の前立腺基底細胞または分泌細胞で発現し、腫瘍部で発現を失うことが明らかとなった。実験に必要なマウスをすべて入手し、免疫染色も適正な実験条件を得ることに成功したので。Ptenflox/floxマウス凍結精子、PB-Cre4マウス凍結受精卵については個体復元をおこない、Pycardノックアウトマウスとの掛け合わせによって前立腺特異的なPten-/Pycard-マウスを作製し、Pten-/Pycard+マウスとの比較によってHGPIN(High-grade prostatic intraepithelial neoplasia)や前立腺癌の発生時期、腫瘍径の違いなどに焦点を当て解析していく。また、PYCARDの免疫染色については、マイクロダイセクションした組織が悪性度を示すグリソンスコアが3+4あるいはそれ以上の比較的大きな腫瘍であったため、グリソンスコア3+3あるいは、それ以下の症例や前癌病変HGPINを含む症例についても解析を進めていく。消耗品購入に際し、キャンペーンにより若干余剰が生じたため。免疫染色等で使用する消耗品に使用する予定である。
胎土分析から復元する縄文時代中期の土器づくりシステム

縄文時代中期、斉一性を有する土器型式が確立し、それが時間的に同一の変化を遂げる背景にはどのようなシステムが推測しうるのか。この課題に対し、「砂」部分の非破壊カウント法と偏光顕微鏡による薄片の詳細観察、「粘土」の蛍光X線分析といった3つの方法による胎土分析と製作技法分析を組み合わせることによって、中央高地を中心に展開する複数集落の土器づくりの具体像を探るための第一歩を踏み出す。
耐震補強された鉄筋コンクリート造建物の高精度安全性評価システムの構築

耐震補強されたRC造建物の耐震性能を高精度に評価可能な数値解析ベースの安全性評価システムを構築することを目的として,1.鉄骨ブレース補強工法の抵抗機構を考慮した解析モデルの構築,2.鉄骨ブレース補強したRC造骨組モデルの性能確認実験および解析モデルの検証,3.鉄骨ブレース補強したRC造建物の安全性評価シミュレーションという3つの課題に取り組んだ。その結果,全ての課題において,概ね研究目的を達成した。また,研究課題2,3において,構造スリットが補強効果に及ぼす影響について考察し,補強接合部の新たな破壊形式を再現可能な解析モデルについて検討した。本年度は,昨年度に構築した鉄骨ブレース補強されたRC造骨組に対する数値解析モデルの検証を行うとともに,本解析モデルを実大実験に適用するために必要な耐震壁や腰壁等に対する数値解析モデルの開発を行った。また,この実大実験結果と数値解析結果の比較を通じて,本解析モデルの有効性を確認した。さらに,補強RC造建物の耐震性能について,地震動ならびに耐震スリットの有無をパラメータとした数値解析を実施し,現状の耐震補強設計手法の問題点を指摘した。なお,昨年度から本年度にかけて数値解析に関する研究成果が想定以上に得られたため,本年度に実施する予定であった実験の計画を再検討し,より高度な試験体の設計に取り組んだ。以下に本年度の研究実績の概要を示す。(1)耐震壁ならびに腰壁のモデル化に関して,トラス要素を用いることにより,従来の数値解析モデルよりも簡便かつ十分な精度を有する数値解析モデルを開発した。(2)座屈挙動を考慮したブレースのモデル化を適用することにより,実大規模の補強RC造建物の地震時挙動を良好に再現することができた。(3)構造耐震指標Isを補強前:0.5から補強後:0.8を目標として補強設計を行った補強RC造建物モデルに対する地震応答解析の結果,鉄骨ブレースの座屈により変形が進展する挙動(スリット無しの場合)や,剛性・耐力の低下(スリット有りの場合)が確認でき,建物の最大応答変形は無補強の場合と同等となった。(4)現行手法によるIs値を基準とした補強設計では,大地震に対する性能評価は困難である可能性が高く,既補強建物の耐震性能については数値解析に基づいて再検証する必要があると考えられる。なお,次年度の実験においては,無補強試験体1体とスリットの有無をパラメータとしたブレース補強試験体2体について破壊実験を行い,耐震性能の比較を通じて補強後RC造建物の耐震性能評価手法の確立を目指す。本年度は,1耐震補強工法の抵抗機構の検証および2耐震補強工法の抵抗機構に基づく解析モデルの構築という2つの研究課題について重点的に取り組んだ。併せて,次年度に実施するRC造骨組モデルの性能確認実験の準備として,実験計画の立案ならびに試験体の設計に取り組んだ。(1)耐震補強工法として鉄骨ブレース補強に着目し,補強骨組に想定される破壊モード(ブレース座屈,パンチングシア破壊)が生じる際の抵抗メカニズムについて三次元有限要素解析を通じて明らかとした。(2)ブレース座屈の場合,ブレース座屈後に発生する鉛直力によって補強接合部が引張破壊し,耐力低下が生じる。そのため,補強接合部に界面要素を設けてブレース座屈後の補強接合部の引張破抵抗をモデル化することにより,骨組全体の耐力・変形性状をポストピーク領域まで模擬することが可能となった。(3)パンチングシア破壊の場合,鉄骨ブレースは骨組の剛性に寄与するのみであり,骨組全体の耐力・変形性状はパンチングシアが生じる柱(PS柱)とその他の柱の復元力特性の累加で表現できる。このことから,PS柱のモデル化が重要であり,本研究ではそれを簡易なバネ要素でモデル化することに成功した。(4)ブレース座屈あるいはパンチングシア破壊が生じるが補強骨組の動的挙動を表現可能な解析モデルをファイバーモデルをベースとして構築した。ブレースの座屈は共回転理論に基づいて幾何学的非線形性を考慮し,初期不正を付与することによってモデル化することができた。また,PS柱の履歴挙動は,既往の実験データを収集した実験データベースから履歴に関わる種々のパラメータを推定する手法を確立した。本年度は,昨年度に設計した1層2スパンRC造骨組試験体ならびに鉄骨ブレース補強後RC造骨組を製作し,それらに対して正負交番繰り返し載荷実験を実施した。なお,これらの試験体は,旧基準で設計されたRC造学校校舎をモデルとしており,そこから抽出した1層2スパン模した縮小骨組試験体である。この試験体は,コンクリート強度が低く,また帯筋量も少なく,さらに垂壁・腰壁が取り付くため柱は極短柱となり,柱がせん断破壊を生じやすい。また,主筋には丸鋼を用いている。鉄骨ブレース補強に際しては,構造スリットの有無に着目し,耐震補強効果を比較した。(1)鉄骨ブレース補強により,本試験体では耐力ならびに変形性能の向上が認められた。

特に,構造スリットを設けない方がより耐力が向上した。一方,構造スリットを設けた場合,大幅な変形性能の向上を期待したものの,実際には構造スリットを設けない試験体と同程度であった。(2)構造スリットを設けた試験体では,一般的に耐震補強設計において想定されていない柱ー鉄骨間において破壊が進展し,結果として鉄骨ブレースに入力するせん断力が減少した。(3)丸鋼の付着すべり挙動の影響により,最大耐力時の変形が大幅に増大した。このことは,丸鋼の付着すべり挙動の有無をパラメータとしたFEM解析結果においても確認された。また,3年間の研究期間全体を通じて,1鉄骨ブレース補強の抵抗機構の解明とそれに基づく数値解析モデルの構築,2数値解析に基づく鉄骨ブレース補強後RC造骨組の耐震性能評価手法の開発,3実験に基づく提案手法の検証の3点を実施した。特に,開発した数値解析モデルは,実験に基づく検証を通じて確認された改良点を反映する必要はあるが,耐震補強された実際のRC造建物に対して想定地震動を入力した地震応答解析を通じて実際的な耐震性能評価が可能である。工学本年度達成すべき研究課題は,「耐震補強したRC造骨組モデルの性能確認実験の実施とその結果に基づく解析モデルの検証」であった。この点に関しては,研究実績の概要に示したとおり,数値解析に基づく研究が当初の想定以上に進展したため,予定を変更して「想定地震動に対する実建物の安全性評価シミュレーション」に関する研究に着手したことから,実験を実施するという点については当初の予定より遅れていると言える。しかし,数値解析に基づく検討の顕著な研究成果に基づいて,実験計画を当初の予定より高度かつ実際的な応用に関する内容に変更していることに加え,すでに次年度の前半には実験を実施できる準備が整っている状況を考えると,必ずしも実験的な検討が遅れているわけではない。併せて,次年度に検討予定であった解析的な検討の一部を前倒ししている点を考慮すれば,研究計画全体の進捗としては概ね順調に進展していると判断できる。本年度達成すべき研究課題は,「各種耐震補強工法の抵抗機構を考慮した解析モデルの構築」であった。この点に関しては,研究実績の概要に示したとおり,最も補強実績の多い鉄骨ブレース補強を対象として研究に取り組んだ。その結果,三次元有限要素解析を通じて,破壊モード毎に抵抗機構を分析することにより,補強骨組の抵抗機構に基づく精緻な三次元有限要素解析モデルを構築することができた。この解析モデルは,ポストピーク挙動に至るまで補強骨組の耐力・変形性状を精度良く予測可能である。さらに,補強骨組の動的挙動を再現可能なファイバーモデルに基づく骨組解析モデルおよび履歴モデルを構築したことにより,地震応答解析に基づいて動的挙動を予測し,補強骨組の耐震性能を評価する技術を確立することができた。以上のことから,本年度の研究の目的の達成度は概ね順調に進展していると判断できる。また,次年度には簡易な骨組に対して耐震補強を施し,耐震補強が骨組全体の耐震性能に及ぼす影響について検討する予定である。本年度は,実験の準備として,耐震補強骨組に関する実験的研究のレビューを行っている。
画像処理による交通実態調査法に関する研究

交通実態調査への画像処理手法の適用可能性及び迅速・簡便な計測システムの構築を目的として研究を行った。1.システムは、ビデオカメラ、VTR、NTSCデコーダ、画像処理装置、ミニコンピュータおよびページプリンタで構成した。2.交通流データ取得のため、ビデオ画像データから車両を抽出する手法を検討した。第1の手法として、ビデオ画像の微少時間離れた前後のフレームを重ね合わせて引き算し、移動している車両の残差を得る。この残差は、1台の車両の一部が分断された形で残ったものとノイズである。これに2値化、小図形除去、穴埋め、ラベリング処理をして残差の重心を得、クラスター処理をして車両の重心を得た後、車両の軌跡、速度を計算した。3.実験の結果、2値化時のしきい値は輝度値レベルが0255の範囲で白系統の車が25黒系統の車が15であった。速度計測誤差は平均5%であり、ズームレンズ使用による誤差は生じないことが解った。4.第2の手法として、ビデオ画像から直接車両の形を抽出する方法を考えた。これはエッジ抽出処理により得られた車両の輪郭内を、差分により得られた残差を核に塗りつぶして車両の形を得る方法で、塗りつぶしには新しく微分成長法を開発した。これからより正確な車両の重心を得た。5.さらに、ビデオ画像を連続的に処理し車両の重心を得て、台数、速度、軌跡を算出するプログラムを開発した。6.微分成長法を用いた車両抽出の特徴は、次の通りである。(1)従来の手法に比べ、比較的正確に車両の形そのものを抽出することができる。(2)ある程度車両密度の高い場合にも車両の移動方向に拘らず抽出が可能である。(3)照度の変化に起因する画像データの明るさの変化に対して、しきい値を更新する必要がほとんどない。(4)影の影響をある程度軽減することができる。7.応用実験として、交差点内の車両の地点速度測定、進路方向別通過台数計測を行った。本研究は、交差点における自動車や歩行者の動きをビデオに録画した映像から、画像処理装置を用いて交通流のデータを人手を介さずに自動的に入力する方法を開発しようとするものである。本年度はまず基礎研究として現有の設備(ビデオカメラ、VCR、画像処理装置)を利用して、自動入力の手法の改善を試みた。特に昨年度購入したRS-232C対応のVCRにより、コンピュータによる対象画面の選択および画面送り制御が可能となった。その結果、調査したい交通状況をビデオ画面上で的確に把握する事が出来、決められたフレームまでの早送りも容易に出来るようになり、自動入力の開始時点およびスキップフレームの設定が可能となった。具体的な車両認識の手法としては、短時間離れた2つの原画像の間で絶対値差分を行い、二値化して得られるマスクパターンを作る。これを原画像にフィードバックして微分し、この画像と原画像の微分画像との差を絶対値差分画像に加えることを繰り返すことにより、対象物をより原型に近い形で抽出することが出来た。この方法は本研究で新たに開発されたもので微分成長法と名付けた。こうして抽出された対象物(ここでは自動車)の重心を認識してその移動の方向や距離を自動的に計測することが出来た。この手法により得られたデータをこれまでの方法によるデータと比較するとその精度の格段の向上が見られた。なお本年度の研究成果については、国内の土木学会で発表した。

また今年6月にアメリカで行われる第5回土木建築におけるコンピュータ利用に関する国際会議(ICCCE)において発表する予定である。ビデオ画像から車両を抽出する手法として、画像処理を用いた微分成長法を開発した。この手法は、まず原画像を差分・二値化して得られるマスクパターンに、残差をフィードバックして微分し、その輪郭をとる。さらに原画像そのものを微分して前の微分画像から差し引くことによって、残差を取り囲む一回り大きな枠が作られる。これをもとの残差に加えることによって、残差は次第に成長し車両の形に近づいていく。この手法を用いて車種・色・天候による車両抽出への影響、車の速度及び測定精度の確認実験を行った。ケーススタディとして交差点上の高所から撮影したビデオ画像を使い、交通実態調査実験を行った。そして車両の速度、軌跡、方向別交差点通過台数、交差点内速度分布等を得た。微分成長法の特徴は、以下の通りである1.従来の手法に比べ、比較的正確に車両の形そのものを抽出することができる。2.ある程度車両密度の高い場合にも車両の移動方向に拘らず抽出が可能であるため、交差点における複雑な挙動の測定が可能である。3.時刻、天候等照度の変化に起因する画像データの明るさの変化に対して、しきい値を更新する必要がほとんどない。4.車両が路面に落とす影の影響をある程度軽減することができる。微分成長法は、移動している物体を抽出する手法である。従って、一画像から得られる情報は移動している物体の数、その座標、及び画像の時刻(画像のフレーム番号)である。ビデオ画像をVTRから画像処理装置に取り込み、微分成長法を適用してフレーム単位のデータを得、このデータから時系列で車両単位の挙動を自動的に得るプログラムを併せて開発した。なお本年度の研究成果についてはアメリカで行われた第5回ICCBE国際会議で発表した。
動的収縮過程にある円盤の構造と進化

多くの若い星の周りにはガス円盤が存在する。これらのガス円盤はガス雲が自己重力によって収縮して星となる過程で生まれ、惑星系に進化すると考えられる。本研究課題ではガス雲の重力収縮によって動的にガス円盤が形成される過程を理論的に調べ、以下の成果を得た。1.ガス雲が初期に軸対称である場合、ガス円盤の密度・速度分布は主に構成するガスの音速によって決まる。形成されるガス円盤の構造は、母体となるガス雲の質量や角運動量にはほとんど依存しない。中心星が形成される瞬間に、回転速度は空間的にほぼ一定の値になる。その後、中心星は質量降着により増大し、回転速度も中心星の近傍で大きくなる。中心星とガス円盤の合計の質量は(音速の3乗に比例する)一定の割合で増加する。2.ガス円盤に非軸対称ゆらぎが存在すると、ガス円盤は棒状の構造に変化しやすい。短軸と長軸の長さが異なるガス円盤は、重力収縮するにつれて軸比が1から大きくずれ、しまいには細長い棒状になることを確かめた。またガス円盤に細かい密度ゆらぎがあっても、それらは成長しないことも確かめた。3.初期にガス雲が球状である場合にも、初期にガス雲がわずかな角運動量を持っていれば、終いにはガス雲になることを示した。4.回転も磁場もない内場合、ガス雲の収縮はLarson-Penston解と呼ばれる相似解に収束することを安定性解析の方法によって示した。ガス雲の収縮の様子が相似解でよく近似できることは、これまで数値シミュレーションによる経験則でしかなかった。今回の解析結果によりガス雲の収縮を相似解を用いて理解することの正当性が明らかになった。
タンパク質超二次構造の分子設計と構造解析

筆者らはBocーAsnーAla(AsnーProーAsnーAla)nーAsnーProーOBzlがジメチルスルホキシド中でタ-ン構造の繰り返された特異な立体構造をとっていることをつきとめていたが、その詳細な構造については明らかになっていなかった。これらのペプチドの繰り返し部分をタンパク質の分子設計に利用するためには、その詳細な立体構造とその安定性を明らかにする必要がある。従って,本年度はこれらのペプチドの詳細な立体構造について二次元NMRを用いてNOESYによる検討を行った。その結果、AsnーProーAsnーAlaのタ-ン構造部分が、タイプII型βタ-ン構造に近い構造をとっていることが推測された。また、得られたNOESYデ-たを基に、立体構造の座標の算出を行っている。一方、このタ-ン構造はテトラペプチドBocーAsnーProーAsnーAlaーOBzlにおいてもジメチルスルホキシド中で安定に存在することが明らかとなったため、このタ-ン構造を安定化させている因子を明らかにするため、種々のペプチドアナログ(ヘキサペプチド)を合成し、その^1HNMRによる解析を行った。その結果、このタ-ン構造はAsn側鎖アミドのCO基およびNH基が主鎖のペプチド結合と水素結合とすることによって安定化されていること、タ-ン部分の主鎖の折れ曲りの角度はタイプIおよびII型のβタ-ン構造の場合より純角になっていること、を明らかにした。また、このタ-ン構造はジメチルスルホキシド中で極めて安定に存在するため、タンパク質の疎水領域では安定なタ-ン構造をとるものと考えられる。このように本研究ではシ-クエンス特異型の新らたな安定タ-ン構造を見出した。このタ-ン構造(NPNタ-ン)は,タンパク質の超二次構造の分子設計に利用できる。