hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
シャンノンの通信路符号化定理周辺の未解決問題

シャノンの通信路符号化定理の周辺に存在する未解決問題に関連して,2元線形ブロック符号全体の集合族の能力を評価する指標として,信頼度関数・漸近的距離比・見逃し誤り確率のそれぞれに対して限界式が与えられている.従来の研究では,信頼度関数と漸近的距離比との関係は明らかにされていないが,見逃し誤り確率と漸近的距離比,見逃し誤り確率と信頼度関数のそれぞれについては重要な関係が明らかにされている.そこで特徴的な構造を持つ2元線形ブロック符号の重要な部分クラスの集合族に対して,信頼度関数・漸近的距離比・見逃し誤り確率のそれぞれの限界式を与え,2元線形ブロック符号のそれらと比較しつつ,それぞれの関係を明らかにしていくことは重要な研究分野である.本研究成果は,(1)シャノンの通信路符号化定理を具体的に満足する漸近的に能率の良い符号であるJustesen符号の低符号化比率における収束点を明らかにした.(2)2値展開された一般化リードソロモン符号の見逃し誤り確率の正確な値は,その符号の2元重み分布が陽に与えられなければ計算できない.そこで,最大距離分離符号が有するハミング重み分布の特徴的な構造,すなわち,符号語を情報記号部と検査記号部とに分離し,それぞれの部分のハミング重み分布を陽に求め,その分布を用いて見逃し誤り確率の上界および下界を計算するための2元重み母関数を与えた.(3)GF(2m)で構成されるWozencraftのランダムシフト符号とその集合族が有する2元重み分布多項式について、一般的かつ基本的な性質のいくつかを明らかにした.シャノンの通信路符号化定理の周辺に存在する未解決問題に関連して,2元線形ブロック符号全体の集合族の能力を評価する指標として,信頼度関数・漸近的距離比・見逃し誤り確率のそれぞれに対して限界式が与えられている.従来の研究では,信頼度関数と漸近的距離比との関係は明らかにされていないが,見逃し誤り確率と漸近的距離比,見逃し誤り確率と信頼度関数のそれぞれについては重要な関係が明らかにされている.そこで特徴的な構造を持つ2元線形ブロック符号の重要な部分クラスの集合族に対して,信頼度関数・漸近的距離比・見逃し誤り確率のそれぞれの限界式を与え,2元線形ブロック符号のそれらと比較しつつ,それぞれの関係を明らかにしていくことは重要な研究分野である.本研究成果は,(1)シャノンの通信路符号化定理を具体的に満足する漸近的に能率の良い符号であるJustesen符号の低符号化比率における収束点を明らかにした.(2)2値展開された一般化リードソロモン符号の見逃し誤り確率の正確な値は,その符号の2元重み分布が陽に与えられなければ計算できない.そこで,最大距離分離符号が有するハミング重み分布の特徴的な構造,すなわち,符号語を情報記号部と検査記号部とに分離し,それぞれの部分のハミング重み分布を陽に求め,その分布を用いて見逃し誤り確率の上界および下界を計算するための2元重み母関数を与えた.(3)GF(2m)で構成されるWozencraftのランダムシフト符号とその集合族が有する2元重み分布多項式について、一般的かつ基本的な性質のいくつかを明らかにした.1.2値展開された一般化リードソロモン符号の見逃し誤り確率の上界及び下界を計算するための重み母関数を提案し,これを用いて真の見逃し誤り確率を評価するうえで極めて有効な上界式と下界式を与えた.具体的な数値例を挙げることでその有効性を示した.本研究目的の1つである,ランダム符号化により証明されている通信路符号化定理を非ランダムな構成的符号化により証明を与える,に対して解決の糸口を与える重要な成果の一つである,電子情報通信学会論文誌Aに掲載した.2.2値展開された連接符号の見逃し誤り確率の上界及び下界を計算するための重み母関数を提案し,これを用いて真の見逃し誤り確率を評価するうえで極めて有効な上界式と下界式を与えた.具体的な数値例を挙げることでその有効性を示した,具体的な数値例を挙げることでその有効性を示した.本研究目的の1つである,ランダム符号化により証明されている通信路符号化定理を非ランダムな構成的符号化により証明を与える,に対して解決の糸口を与える重要な成果の一つである.電子情報通信学会論文誌Aに掲載した.3.Wozencraftのランダムシフト符号とその集合族が有する2元重み分布多項式に関するいくつかの性質を指摘した.本研究目的の1つである,任意に与えられた2元線形符号の重み分布と任意に与えられた非2元線形符号の完全重み分布を解析的に求める,に対して,Wozenc raftのランダムシフト符号の完全重み分布及びそれを2値展開した2元重み分布の解明の糸口となる.電子情報通信学会論文誌Aに掲載した.2元線形ブロック符号の様々な部分クラスに対して、信頼度関数・漸近的距離比・見逃し誤り確率の限界式を整理し、それぞれの関係を明らかにすることは、符号理論および情は理論の未解決問題を解く糸口を見つけ出すためにも重要な研究領域である。そこで、今年度は、特にシャノンの通信路符号化定理周辺の未解決問題に関連して、漸近的に能率の良い代数的符号やシャノンの通信路符号定理を具体的に満足する代数的符号を陽に含んでいる2元線形ブロック符号のサブクラスである2元連接符号について、その信頼度関数・漸近的距離比・見逃し誤り確率の限界式を整理した。そして、組織的に符号化された2元連接符号の集合族上に与えられる平均見逃し誤り確率の上界式を新たに与えた。

昨年度の成果である、組織的に符号化された2元積符号の集合族上に与えられる平均見逃し誤り確率の上界式と直接比較をした。その結果、2元連接符号の平均的な能力は、2元線形ブロック符号の平均的な能力には及ばないが、2元積符号のそれよりも勝ることを明らかにした。また、可変内部符号化された2元連接符号の集合族上に与えられる平均見逃し誤り確率の上界についても計算をした。可変内部符号化された2元連接符号には、2元線形ブロック符号の存在を保証する漸近的距離比の下界式であるVarshamov-Gilbertの限界式を満足する符号が存在することが示されている。したがって、可変内部符号化された2元連接符号の集合族に与えられる平均見逃し誤り確率の上界は、2元連接符号のそれより勝り、2元線形ブロック符号のそれに及ぶことが予想される。それを明らかにすることが次年度以降の課題でもある。そして最終的に下記の論文として電子情報通信学会論文誌Aに投稿した(査読中).西島利尚,常盤欣一朗,"積符号と連接符号の集合族上に与えられる平均見逃し誤り確率の上界式の比較".さらに,可変内部符号化による連接符号の集合族に対する平均見逃し誤り確率の上界式が,組織的な2元線形ブロック符号の集合族に対する平均見逃し誤り確率の上界式より優ることを論文として電子情報通信学会論文誌Aに投稿する準備をした.そして,連接符号の漸近的距離比の下界式であるZyablov Boundと同一条件で積符号の漸近的距離比の下界式を与え,それぞれを比較し連接符号のそれが優ることを論文として電子情報通信学会論文誌Aに投稿する準備をした.以上の研究成果をすべて論文として投稿し終えれば,2元線形ブロック符号のシャノンの通信路符号化定理を構成的に証明可能な符号クラスの信頼度関数・漸近的距離比,見逃し誤り確率のそれぞれの限界式が整理される.その結果,シャノンの通信路符号化定理の未解決問題を解決する糸口を新たに発見できる可能性があり,重要,かつ意義の大きい研究である.
分子膜と擬一次元金属錯体から成る超分子組織体の開発とその溶液化学

ハロゲン架橋一次元白金混合原子価錯体[Pt(en)_2][PtCl_2(en)_2]と種々のアニオン性合成脂質とのポリイオンコンプレックス形成により、脂溶性の有機-無機超分子組織体を作成した。キラルなアニオン性脂質の合成について合成ルートを検討した結果、L-グルタミン酸ジドデシルエステルとスルホ酢酸を、ピリジン存在下BOP試薬で縮合させる方法が有効であることを明らかにした。この脂質と[Pt(en)_2]、[PtCl_2(en)_2]を含む水溶液を混合したところ、紫色の沈殿がえられた。この紫色はPt(II)→Pt(IV)の電荷移動吸収に基づくものであり、複合体中において一次元白金錯体が形成されていることが判った。この複合体はクロロホルムに分散すると淡黄色となり、これは分子錯体[PtCl_2(en)_2]の色であることから、クロロホルム中においてハロゲン架橋構造は解離していることがわかった。一方、ジクロルメタン中においては紫色の溶液として分散し、溶媒に依存して一次元白金錯体構造が保たれることが判った。この溶液について円偏光二色性スペクトルの測定を行ったところ、電荷移動吸収帯に励起子分裂型のコットン効果が観測された。これは、脂質の不斉によって一次元白金錯体にCDスペクトルが誘起された、はじめての例であり、脂質と一次元錯体の構造秩序性が極めて高いことが明らかとなった。さらに、AFM観察においてナノコイル構造が確認され、そのキラリティは脂質の不斉に依存することを明らかにした。
「単一的ジェンダー」の比較分析ならびにジェンダー視角による経済諸学説の再検討

研究課題にある「『単一的ジェンダー』の比較分析」の第1段階として、1990年代の日本について検討。「失われた10年」と称されるわが国の平成不況期を、労働市場、とりわけ女性労働の観点から分析した。戦後の経済成長を支えた日本型雇用-終身雇用制および年功序列型賃金制に基礎を置く雇用システム-は、バブル崩壊後の不況期に入り、変容を迫られ、正杜員層に対するリストラの実施、非典型雇用および失業率の増大などが見られた。こうした事態は、かつての日本型システムにおける優位層である男性労働者にも及んだ。他方、この時期は、1986年に施行された男女雇用機会均等法をはじめ、労働の場における男女格差縮小を意図した法整備が、徐々にではあるが進められた。これらの結果、わが国の労働市場におけるジェンダーも、従来のように「中核労働者=男性、縁辺労働者=女性」という単純な図式ではなくなったと推察される。すなわち、中核労働者層については、それが全体的に縮小していく中、女性の進出が見られ、かつ男性の衰退(参入・残留の困難)が確認された。また、特に女性労働者に関しては、正社員として好労働条件を保証された女性が増加する一方で、非典型雇用に従事する女性の労働条件が不況のあおりを受けてさらに悪化したため、二極化ともいうべき現象が生じたと考えられる。このような労働市場における変容は、単に労働市場のみにとどまらず、わが国の標準世帯として戦後一般化した性別分業家族のあり方にも大きく関わり、少子高齢社会に少なからぬ影響を与えていよう。
保育園における乳幼児による暴力の社会的構成に関する文化心理学的研究

本年度は以下の研究を行なった。1.文献研究:乳幼児による暴力に対する多様な見方を、主として社会的構成論と関係発達論の立場から整理し、紀要論文として発表した。そこでは暴力に対する見方を(1)家庭での育ち、(2)養育者の抱く暴力観、(3)発達過程、(4)育てる者と育てられる者との関係性、(5)養育環境、と関連づけて整理した。また、暴力により個人と社会が得るもの(暴力の機能)と暴力の過度の抑制による影響について考察をおこなった。その上で、乳幼児の暴力への対処法として、(1)被害者への対応、(2)暴力の制止、(3)内的状態の理解、(4)統制方法の指導、(5)代替表現様式の教育、(6)情緒発達の促進、(7)大人への依存方法の確立、(8)環境の整備などが提案された。2.幼稚園における観察:暴力をよく示す年長男児について継続的に観察を行った。その結果、担当教諭は本児の行動傾向を家庭環境(特にきょうだい関係)と関連づけ理解していること、本児の暴力は問題解決場面だけではなく、競争場面と(本来)友好的な場面でも見られること、本児の暴力に対して他児が否定的な反応を示す割合が増加したこと、本児の行動傾向に対する大人の理解・見方が、大人の生育歴により異なることなどが示され、上記の論文では扱われていない問題が明らかにされた。3.大学生が子ども時代に体験した暴力:子どものときに親やクラブ指導者から受けた体罰ときょうだいげんかにおける暴力に対しては、否定的な評価をする者が少なく、「あれがふつう、やむをえない」あるいは「あの場合は必要なもの」と評価していた。その一方で、教師(子どもにとっては関係が希薄な)やいじめ(自分に対する、同級生に対する)に対しては、現時点でも納得できない問題として影響が残っていた。なお、本研究の実施にあたっては、協力者(子ども、幼稚園関係者、大学生)に対する倫理的配慮を十分に行なった。本年度は暴力の社会的構成に関して以下のような研究を行なった。1.文献研究:暴力発生の心理的メカニズムのみならず、社会文化的構成過程の理解に寄与する学際分野(社会学、文化人類学、文明論、行動生物学など)における文献研究。その結果、暴力が力(権力)関係やコミュニケーションと部分的に相互代替的関係を有すること、集団維持のための儀式の衰退(ジラール)や個人的責任の増大(エリアス)など社会・文化・歴史的要因と密接に連動していることが示唆された。2.大学生の暴力に対する認知:幼児の身体接触を伴った集団遊び(保育園で収録)やけんか場面(TV番組)に対する大学生の認知を調べた。予備的な分析から、身体接触を伴う遊びを否定的に評価しやすく、集団による一人の子どもへの同調行動を「いじめ」と認知しやすい傾向、けんかは防止すべき「問題行動」であり、けんかが生じた背景やけんかの発達的意味には目を向けにくい傾向が見られた。3.大学生が幼児期に体験した暴力:大学生の幼児期に関する自由記述から、身体的暴力よりも、「いじめ」や「無視」などの「関係性攻撃」をつらい体験として想起する傾向が見出された。また、暴力やいじめに対する対応や見方は大人(親や教師)の接し方により異なることが示唆された。4.保育園における予備的観察:保育園における2歳児クラスと年中組において予備的な参加観察を行なった。また、保育士の日常会話や「気にかかる子ども」に関するインフォーマルな相談から、子どもの暴力には以前に比べて抑制的に関わる反面、全否定はしていないこと、暴力(いざこざ、けんかを含む)を独立してではなく、子どもの全般的な発達状況(家庭での養育環境を含む)や軽度発達障害の疑いとの関連で語られることが見出された。なお、本研究の実施にあたっては、協力者(子ども、保育士、大学生)に対する倫理的配慮を十分に行なった。本年度は以下の研究を行った。1.文献研究:関係発達論の視点から乳幼児における暴力の社会的構成に関する理論的概観を行った。早期の親子関係における、(1)怒りを認容・喚起する相互作用様式、(2)身体接触の遊戯的使用、(3)(特に男子に対する)活動性(攻撃性)の期待、(4)世代間伝達された体罰使用と暴力許容度、(5)他の子どもとの相互作用場面における介入など、これまであまり焦点が当てられてこなかった側面が、暴力の社会的構成に重要な役割を果たしている可能性が示唆された。2.保育士に対する予備的面接:幼児の暴力は個人特性や育ち、家庭の問題と結びつけられ理解されるときには否定的な評価を受けるが、自己主張や「正義」と理解されるときには必ずしも否定的評価を受けない。また、状況や集団の影響が強い場合には保育士自身が責任を感じる場合もある、ことが示唆された。4.大学生の育てられ方と子どもへの接し方:ボランティアで子どもと接している学生に対する面接から、子どものしつけに「体罰」が必要かどうかは、自分の育てられ方と関連し、「弱い」体罰を用いられた学生は体罰の必要性を認めるが、「強い」体罰を体験した学生は「虐待」と認識し、体罰に否定的になる傾向が見られた。5.大学生の暴力への関心:大学生には児童虐待、高齢者虐待、DV(家庭内暴力)、殺人事件など暴力に関わる問題に強い関心を抱いているものが多い。

そこでは暴力に対する見方を(1)家庭での育ち、(2)養育者の抱く暴力観、(3)発達過程、(4)育てる者と育てられる者との関係性、(5)養育環境、と関連づけて整理した。また、暴力により個人と社会が得るもの(暴力の機能)と暴力の過度の抑制による影響について考察をおこなった。その上で、乳幼児の暴力への対処法として、(1)被害者への対応、(2)暴力の制止、(3)内的状態の理解、(4)統制方法の指導、(5)代替表現様式の教育、(6)情緒発達の促進、(7)大人への依存方法の確立、(8)環境の整備などが提案された。2.幼稚園における観察:暴力をよく示す年長男児について継続的に観察を行った。その結果、担当教諭は本児の行動傾向を家庭環境(特にきょうだい関係)と関連づけ理解していること、本児の暴力は問題解決場面だけではなく、競争場面と(本来)友好的な場面でも見られること、本児の暴力に対して他児が否定的な反応を示す割合が増加したこと、本児の行動傾向に対する大人の理解・見方が、大人の生育歴により異なることなどが示され、上記の論文では扱われていない問題が明らかにされた。3.大学生が子ども時代に体験した暴力:子どものときに親やクラブ指導者から受けた体罰ときょうだいげんかにおける暴力に対しては、否定的な評価をする者が少なく、「あれがふつう、やむをえない」あるいは「あの場合は必要なもの」と評価していた。その一方で、教師(子どもにとっては関係が希薄な)やいじめ(自分に対する、同級生に対する)に対しては、現時点でも納得できない問題として影響が残っていた。なお、本研究の実施にあたっては、協力者(子ども、幼稚園関係者、大学生)に対する倫理的配慮を十分に行なった。
インスリン様増殖因子(IGF)と大腸前がん病変に関する分子疫学的研究

大腸腺腫の発症要因に関して、インスリン様増殖因子とその関連病態に注目して研究を進めた。凍結保存の3,370名の血漿を用いてインスリン様増殖因子IGF-I、結合蛋白IGFBP-3ならびにCペプチドを測定し、合わせて、葉酸代謝、アルコール代謝、胆汁酸代謝にかかわる遺伝子多型と関連性を検討した。メタボリック症候群では高インスリン血症が持続しているが、メタボリック症候群は大腸腺腫と強く関連していることが明らかになった。耐糖能異常、高インスリン血症の指標であるCペプチド高値も大腸腺腫リスク上昇と関連していたが、IGF-IやIGFBP-3と大腸腺腫との関連は見られなかった。高血糖、高インスリン血症と関連した大腸腺腫リスクの高まりにはインスリン様増殖因子以外のメカニズムが関与していることを示すものである。大腸がんで関連が指摘されている葉酸代謝酵素の遺伝子多型についても、アルデヒド脱水素酵素ALDH2の遺伝子多型についても大腸腺腫との関連は見られなかったが、胆汁酸生成酵素CYP7A1の遺伝子多型については、大腸がんの場合と同様な関連が見られた。右側結腸腺腫の発生に胆汁酸が関与していることを示す結果であった。喫煙と飲酒はいずれも大腸腺腫リスクの高まりと関連していたが、遠位部大腸腺腫との強い関連が見られた。糖尿病は大腸腺腫の重要な危険因子であるが、コーヒー飲用が糖尿病に予防的であり、喫煙、飲酒は耐糖能悪化と関連していることも明らかになった。大腸発がんにおける食物要因を明らかにする目的で、大腸腺腫と食事パターンとの関連を検討し、乳製品、果物等を中心とする食事パターンが予防的に作用している可能性が示された。さらに、この同じ食事パターンが糖尿病にも予防的であることも分かった。大腸発がんにおけるインスリン様増殖因子IGF-Iと結合蛋白IGFBP-3の役割を明らかにする目的で、大腸内視鏡検査が非選択的に実施されている職域集団において、保存試料を用いて、血中IGF-I、IGFBP-3およびCペプチドの測定をおこなった。1997年1月2002年3月の期間の受診者3408名のうち、血液提供を受けた3370名について血中IGF-I、IGFBP-3およびCペプチドの測定を終了した。予備的検討として、IGF-IおよびIGFBP-3と関連する生活習慣要因ならびに血液生化学検査値との関連性を検討し、body mass indexならびに腹囲・臀囲比がIGF-IおよびIGFBP-3と強く関連していることが明確になった。しかし、高度肥満者ではIGF-I、IGFBP-3ともに低下傾向が見られた。現在、大腸腺腫症例599例と大腸内視鏡異常なしの対照例1466例について、耐糖能、Cペプチドなどの影響を考慮してIGF-IおよびIGFBP-3との関連性を検討している。腺腫の大きさ別・部位別の解析も計画している。また、IGFと関連する遺伝子多型の解析を開始した。2002年4月以降も調査を進めており、約2500名の生活習慣要因ならびに医学検査のデータが追加され、血液試料も保管している。大腸発がんにおけるインスリン様増殖因子IGF-Iと結合蛋白IGFBP-3の役割を明らかにする目的で、大腸内視鏡検査が非選択的に実施されている職域集団において、保存試料を用いて、血中IGF-I、IGFBP-3およびC-ペプチドの測定をおこなった。慢

'性肝炎・肝硬変有病者ではIGF-IおよびIGFBP-3ともに低値であった。生活習慣要因との関連を検討する場合には肝機能検査値も考慮して検討することが必要であることが明確になった。肥満度指標body mass indexならびに腹囲・臀囲比がIGF-1およびIGFBP-3と強く関連していることが明確になった。しかし、高度肥満者ではIGF-I、IGFBP-3ともに低下傾向が見られた。大腸腺腫症例599例と大腸内視鏡異常なしの対照例1466例について、C-ペプチド、IGF-IおよびIGFBP-3との関連を検討した。IGF-I、IGFBP-3のいずれについても大腸腺腫との明らかな関連は見られなかったが、C-ペプチド高値の者で大腸腺腫リスクの高まりが観察された。高インスリン血症が大腸発がんに関与していることを支持する結果である。IGF関連の遺伝子多型を含めて、大腸発がんと関連する遺伝子多型の解析を系統的に進めているが、胆汁酸代謝酵素CYP7A1の遺伝子多型が右側結腸腺腫リスクの低下と関連していることが判明した。この結果を受けて、血中胆汁酸の測定法確立を急いでいる。データ収集は2002年4月以降も継続しており、2004年3月までの調査例の合計2423名の生活習慣調査及び医学検査データの整備をおこなった。2004年4月以降も調査を継続している。インスリン様増殖因子IGF-Iが大腸がんのリスクを高め、結合蛋白IGFBP-3が予防的である可能性が示唆されているが、定かではない。高インスリン血症は大腸発がんに強く関与していると考えられているが、インスリン自体はIGFの産生と作用を規定する重要な分子である。本研究では、大腸発がんにおけるIGFおよび高インスリン血症の役割を明確にすることを目的としている。大腸内視鏡検査がルーチンに実施されている職域集団において、血中IGF-I、IGFBP-3及びCペプチドと大腸腺腫との関連性に焦点を当てて研究を進めている。研究対象は、大腸切除、大腸ポリープ切除、がんなどの既往を有する者及び糖尿病薬物治療中の者を除いた大腸腺腫589例と全大腸内視鏡検査異常なしの対照1437例である。血中IGF-IあるいはIGFBP-3と大腸腺腫との間には明らかな関連は見られなかったが、Cペプチド高値であることが大腸腺腫リスクの高まりと関連していた。4等分位で分類した場合の下位25%群に対する上位25%群の調整オッズ比は1.4(95%信頼区間1.0-1.8)であった。この高まりは、特に近位部で顕著であり、調整オッズ比は2.3(95%信頼区間1.4-3.7)であった。なお、調整オッズ比は、年齢、地域、喫煙、飲酒などの要因を調整したものである。この結果を受けて、高インスリン血症を背景とするメタボリック症候群と大腸腺腫との関連性を検討するために、大腸腺腫756例と対照1751例の症例対照研究をおこなった。腹囲85cm以上の日本の診断基準あるいは90cm以上のアジアの基準のどちらを用いても、メタボリック症候群と関連した大腸腺腫(特に近位部腺腫)リスクの高まりが観察された。
複数話者の音声コミュニケーションの意図・状況理解

人間と共生する機械を実現するためには、システムがユーザのモデルを知覚し、それに応じて適応的に行動することが重要であると考えられる。本研究ではまず、音声対話によるインタフェースにおいて、協調的な応答を生成するためのユーザモデルについて検討を進めてきた。具体的には、システムに対する習熟度、タスクドメインに関する知識レベル、性急度の3つのユーザモデルを導入し、それに応じて対話制御を行う戦略を提案した。京都市バス運行情報案内システム(現在試験運用中:075-326-3116)において実装・評価を行った結果、各ユーザに適応した協調的応答が、習熟したユーザに対する対話時間を増加させることなく、初心者に対して適切なガイダンスとなることが示された。本研究で用いているユーザモデルは自動判別を行うが、そのための特徴として音声認識結果に含まれる意味情報以外に、発話間間隔やバージインの有無などの音声対話特有の特徴も用いている。特に、習熟度と性急度の学習・判別に用いる特徴はドメイン知識に依存していないため、これらのユーザデルは他のドメインにも応用できる汎用的なものである。ただし、対話制御については人手で規則を記述する必要があり、大規模なドメインやモデルへの適用が困難であった。そこで次に、ユーザや状況のモデルに基づいて、プランニングにより対話制御・応答生成を行う枠組みを考え、このプランニング(プランを動的に選択する機構)を機械学習により行うことを研究した。プランはドメインプランと発話プランの2階層からなり、ドメインプランを決定することで次に提供する情報内容を決定し、発話プランを決定して具体的な応答を生成する。これらのプランは、前記のようなユーザ・状況のモデルをパラメータとする線形の評価関数で規定される。ロールプレイ形式で行う模擬対話サンプルによりこの学習を行うことにより、ユーザに適応した対話プランの選択を実現することができた。人間と共生する機械を実現するためには、システムがユーザや状況のモデルに応じて適応的に行動することが重要であると考えられる。したがって我々は、音声対話によるインタフェースにおいて、協調的な応答を生成するための機構について研究を進めてきた。具体的に昨年度までに、音声対話システム(京都市バス運行情報案内)において、協調的な応答を生成するためのユーザモデルに関する研究を行ってきた。そこで本研究では、ユーザや状況のモデルに基づいて、プランニングにより対話制御・応答生成を行う枠組みを考え、このプランニング(プランを動的に選択する機構)を機械学習により実現することを目指す。本研究ではまず、観光、レストラン、市バスの3ドメインからなる京都市ボイスポータルシステムを設計した。これに対して、習熟度、ゴールの明確さ、性急度のユーザモデルと、時間、場所、イベントの状況のモデルを用いたプランニングを導入した。これらのプランは、前記のモデルをパラメータとする線形の評価関数で規定される。
微小管先端運動マシナリー構築

前年度、ショウジョウバエ細胞で微小管プラス端動態に影響を与えることが知られている5因子およびショウジョウバエS2細胞由来のチューブリンを精製し、in vitroで微小管動態再構成実験を行った。その結果、全ての因子を反応させたときに伸長、短縮、休止を繰り返す微小管が生み出され、このときの伸長速度、短縮速度も細胞内のものに近い値が得られた。今年度は、細胞周期の間期から分裂期へ進行する時の微小管動態の変化を再現するため、いくつかの分裂期特異的タンパク質キナーゼで因子をリン酸化した場合の微小管動態を解析した。まず、サイクリン依存性キナーゼ(CDK)に着目した。しかし、5因子にさらにCDKを加えても、微小管の動態は有意には変化しなかった。次に、分裂期に活性化することが知られているポロキナーゼ(Polo)に着目した。興味深いことに、5因子を含む再構成系において、Poloキナーゼによる因子のリン酸化処理で微小管がより動的になる様子が観察された。5因子のうち、少なくとも2つの因子がリン酸化により活性の制御を受けていることも明らかとなった。最後に、細胞内においてそのキナーゼを薬剤により阻害すると、分裂期の微小管(激しく動的)は間期微小管の動態(それほど動的でない)のように変化した。以上の結果より、分裂期進入時に見られる、微小管動態の転換は、POloキナーゼによるこれらの微小管関連タンパク質のリン酸化制御により生じている可能性が示唆された。これらの結果は論文としてまとめ、Journal of Cell Biology誌に発表した。28年度が最終年度であるため、記入しない。5因子によるフリーの微小管動態再構成に成功した。すなわち、精製した5種類のショウジョウバエタンパク質(EB1, Minispindles/XMAP215,センティン、KLP10A/kinesin-13、Mast/Orbit/CLASPとチューブリン(ショウジョウバエS2細胞由来)をさまざまな組み合わせ・濃度で反応させ、微小管動態を計測した。その結果、5因子をすべて加えたところ、微小管の伸張、短縮反応に加え(これらは3因子の組み合わせでも再現できることが知られている)、「ポーズ(休止期)」と呼ばれる伸びも縮みもしない状態が一定の頻度で観察された。ポーズはショウジョウバエ細胞の細胞質内でも比較的高頻度で見られる状態であり、すなわち、5因子反応系によりこれまでの系に比べて細胞内のものに近い微小管動態を観察できたと考える。27年度の最大の目標であった5因子系の再構成に成功し、細胞内に近い微小管動態を再現できたため。分裂期キナーゼによる微小管プラス端動態制御を検証する。細胞分裂期において微小管がより動的になる要因として、分裂期キナーゼによる微小管動態制御因子のリン酸化が有力な仮説のひとつである。これを検証するため、数種の分裂期キナーゼを系に加えることで動態の変化を調べる。
嚥下手技の精緻化とバイオフィードバックを用いた訓練方法の検討

倫理委員会の承認を得たのち,バイオフィードバック訓練のsupraglottic swallow手技獲得に関する効果を検証するために,10名の健常人を対象に無作為化比較試験を行った.被検者に嚥下内視鏡を挿入し,座位で常温の着色水4mlを用いて1日30回(最大5日間)supraglottic swallow獲得訓練を行った.バイオフィードバック訓練群では声門閉鎖の状態を被検者に示しながら訓練を行った.コントロール群では/a:/短時間の発声後に息こらえを行う指示を与えた.両群ともに30回の訓練直後に5回のsupraglottic swallowを行わせ,1回でもsupraglottic swallowが行えなかった場合は獲得できていないと判定した.獲得の条件は,ホワイトアウトに先立って声門閉鎖が生じ,ホワイトアウトの直前まで声門閉鎖が持続,嚥下後に軽い咳払いが可能であることとした.supraglottic swallowを獲得したと判断された場合には翌日に保持試験を行った.バイオフィードバック訓練群では5名全員がsupraglottic swallow手技を獲得可能で,うち4名は1日で獲得できた.コントロール群は1日で獲得できた症例はなく,5日間の訓練では獲得不能が1名であった.以上から,バイオフィードバック訓練はsupraglottic swallow手技獲得に有効であることが示唆された.これまで嚥下リハビリテーションにおいては有効性が証明されている訓練はほとんどなく,無作為化比較試験により有効性が示されたことは今後の嚥下リハビリテーションにおいて極めて重要と考えられる.現在検出力を上げるために,症例数を増やしてバイオフィードバック訓練のエビデンスを構築中である.supraglottic swallow, super-supraglottic swallow時の喉頭閉鎖に関して,喉頭内視鏡を用いたバイオフィードバックの有効性を検討するため,健常ボランティアを対象に獲得実験を開始した.倫理委員会の承認を得たのち,バイオフィードバック訓練のsupraglottic swallow手技獲得に関する効果を検証するために,10名の健常人を対象に無作為化比較試験を行った.被検者に嚥下内視鏡を挿入し,座位で常温の着色水4mlを用いて1日30回(最大5日間)supraglottic swallow獲得訓練を行った.バイオフィードバック訓練群では声門閉鎖の状態を被検者に示しながら訓練を行った.コントロール群では/a:/短時間の発声後に息こらえを行う指示を与えた.両群ともに30回の訓練直後に5回のsupraglottic swallowを行わせ,1回でもsupraglottic swallowが行えなかった場合は獲得できていないと判定した.獲得の条件は,ホワイトアウトに先立って声門閉鎖が生じ,ホワイトアウトの直前まで声門閉鎖が持続,嚥下後に軽い咳払いが可能であることとした.supraglottic swallowを獲得したと判断された場合には翌日に保持試験を行った.バイオフィードバック訓練群では5名全員がsupraglottic swallow手技を獲得可能で,うち4名は1日で獲得できた.コントロール群は1日で獲得できた症例はなく,5日間の訓練では獲得不能が1名であった.以上から,バイオフィードバック訓練はsupraglottic swallow手技獲得に有効であることが示唆された.これまで嚥下リハビリテーションにおいては有効性が証明されている訓練はほとんどなく,無作為化比較試験により有効性が示されたことは今後の嚥下リハビリテーションにおいて極めて重要と考えられる.現在検出力を上げるために,症例数を増やしてバイオフィードバック訓練のエビデンスを構築中である.
血管の新生・再生に関する組織化学的・電子顕微鏡的研究

血管再生にあたり、血管基底膜の消失、内皮細胞の遊走、血管内腔の形成の三段階が順次行われるとされる。しかし、内皮細胞の遊走をはじめ、血管再生の微小環境については必ずしも明らかでない。私達は現在までに主として脳血管の新生機序を(ラットを用い)経時的に形態学的に追求し、母血管から出芽した血管索の形態、血管網形成のための血管吻合の機序、血管腔の形成機序について成果を得、Anat Rec 224巻355-364頁に発表した。次いで、血管再生の機序を外傷後の組織を用いて検討したが、再生血管の同定、微小環境の分析には不適当であった。私達は最近Fajardoら(Lab.Invest.1988)が用いているKaneboのPVA(ポリビニ-ルアルコ-ル)を本研究に利用し、脳・腹膜・皮下に植え込み、新たな所見を得た。1.血管再生機序は、組織により異なる可能性がある。例えば皮下での血管再生に伴ない線維芽細胞が、腹膜では中皮様細胞が、脳ではマクロファ-ジュ系の細胞の動員が著しい。遊走中の内皮細胞の同定には第8因子関連抗原の存在、ポリゾ-ムの分布、細胞間に於ける。tight junctionの発達等が参考となる。また、再生血管はほぼ一週間で筋層をもつ。2.血管再生の場となるPVAは、アルコ-ル(室温で30分)、熱処理(60°C30分)によってもその態度は変わらないが、通液性(通気性)が阻害されると-例えば多量の血球が貯留すると-著しく悪化する。血管再生の場には体液成分の“流れ"が必要である。3.皮下の植え込み実験に於いて一度PVA内で増殖させ、それを凍結、アルコ-ル処理した標本を皮下に植え込む実験を行なうと共に、あらかじめ可溶性コラ-ゲン、エラスチン、FGF等を浸み込ませたPVAの血管再生促進効果を検討しつつある。
組織修復・再生過程におけるt-PA/t-PAR系を介した蛋白分解活性制御の解析

作成したt-PAR発現線維芽細胞は、t-PA結合能とPlg活性化能が増強した。また、この細胞は37°C条件下の感温性ポリマー上で接着・増殖し、25°Cでシート上に剥離した。以上の結果より、細胞表面上のt-PA/t-PAR系による蛋白分解活性を制御されたt-PAR発現細胞は、感温性ポリマー樹脂と組み合わせた新たな手法として組織損傷後の修復・再生への臨床応用が期待される。組織損傷後の修復および再生過程においてプロテアーゼは重要な役割を果たす。我々は、その中でも特に線溶系因子の一つであるt-PA(tissue-type plasminogen activator)とその結合タンパクであるt-PAR (t-PA receptor)についそ検討している。これまでに、t-PARをコードするcDNAを単離し血管内皮細胞表面に高発現させると、t-PAとの結合能および細胞表面でのプラスミノゲン活性化が増加することを明らかにしている。本年度は、t-PAR高発現マウス線維芽細胞を作製し、温感性ポリマーとの反応性について解析を行った。2.温度応答性高分子であるpoly (N-isopropylacrylamide)は32°Cの下限臨界温度を境に、高分鎖のコンフォメーション変化とともに32°C以下では親水性、32°C以上では疎水性に変化する。このポリマーは分解・切断されることなくきわめて安定であり、可逆的な温度応答性を示す。(1)t-PAR高発現PAI-1+/+および-/-マウス線維芽細胞各細胞の温感性ポリマーに対する接着性および増殖能に変化は見られなかった。(2)各細胞は25°C、30分間培養すると固相化ポリマーから剥離した。剥離した細胞はその後、通常培養容器で増殖することを確認した。今後、t-PAR高発現PAI-1+/+および-/-マウス線維芽細胞の生理学的機能について検討するとともに、マウス皮膚創傷治癒モデルに対する効果も検討していく。組織障害後の修復・再生過程においてその周囲での蛋白分解の制御に関与する線溶系の酵素tissue-type plasminogen activator (t-PA)とその受容体(t-PAR)について検討している。本研究は、皮膚組織損傷後の再生過程へのt-PA/t-PAR系発現細胞の応用を温度感受性ポリマー上で行うことを目的としている。平成20年度は、昨年度作成したPA inhibitor 1 (PAI-1)の遺伝子欠損およびその野生型マウスの皮膚組織由来線維芽細胞にt-PAR発現させた細胞を用いて、温度感受性ポリマー上での細胞機能について検討した。1.細胞の温度感受性ポリマーに対する接着・解離t-PAR発現線維芽細胞は、ポリマー固相化シート上に37°Cで接着し、その後25°Cでシート状に剥離した。細胞の接着能は、通常のプレート上と同等であった。2.細胞の温度感受性ポリマー上での機能(1)増殖能:t-PAR発現細胞と非発現細胞の増殖能は、通常のプレート上と同等であった。(2)蛋白分解活性:t-PAR発現細胞のt-PA依存性Plg活性化能は、非発現細胞に比べ有意に増加していた。また,PAI-1KOマウス由来細胞の活性化能は、PAI-1WT由来細胞より高かった。それらの効果は、ポリマープレートと通常プレート上でほぼ同等であった。(3)ポリマー上培養から剥離した細胞:細胞の各機能は、通常プレート上細胞と同等であった。3.マウス皮膚創傷治癒モデルt-PA遺伝子欠損マウスとその野生型マウスの皮膚創傷治癒モデルを用いて、温度感受性ポリマーシート上に接着させたt-PAR発現線維芽細胞の治癒効果を検討した。現在、データの解析中である。以上の結果より、蛋白分解を制御した細胞の温度感受性ポリマーシートを利用した新たな細胞方法は、組織再生に対する臨床応用として期待できる。
肺動脈および気道平滑筋細胞における転写調節因子E2F-5の標的遺伝子解析

(1)野生型のE2F-5、(2)pRb,p107,p130などpocket proteinとの結合部位および転写促進に作用する部位を欠失しているが、標的となるDNA配列には結合するため、正常のE2F-5の機能を阻害する、ドミナントネガティブ型のE2F-5、の遺伝子を発現するアデノウイルスベクターを構築している。野生型およびドミナントネガティブ型としてアミノ酸1-250番と57-250番の2種類を含む合計3種のプラスミドは米国ボストン大学のJ.Xiao博士から入手した。これらからcDNA部分を切り出してまずトランスファーベクター(pAdTrack-CMV,米国ジョンスホプキンス大学Vogelstein博士より供与)に組み込んだ。さらに大腸菌内でアデノウイルスのバックボーンプラスミド(pAdEasy,同上)と相同組換えを起こさせることによって目的のcDNAを発現するアデノウイルスベクターを作成した。これをGraham293細胞に移入したが、組換えアデノウイルスは得られず、上記遺伝子の発現が細胞にとって致死的であるものと考えられた。したがって、組換えアデノウイルスの作成の過程では組換え遺伝子の発現がブロックされ、ブロックを解除する蛋白を発現するアデノウイルスを目的の細胞に同時に感染させることによって目的の効果を得るシステムに変更することとし、現在作成中である。
杆体経路における視覚情報処理の研究-A2アマクリン細胞の機能的役割の解析-

杆体視細胞からの光情報は、A2(AII)アマクリン細胞を介することで、杆体双極細胞から錐体双極細胞へ伝えられる。また、AIIアマクリン細胞は振幅の小さな活動電位を発生することが報告されている。本年度は、AIIアマクリン細胞の活動電位の役割を明らかにすることを目標として研究を遂行し、以下のことが明らかになった。AIIアマクリン細胞から電位依存性Ca電流を記録したところ、閾値は-55mV、ピーク電流を示す電位は-20mVであった。一方、AIIアマクリン細胞の活動電位の閾値は平均で-51mV、振幅は21mVであった。これらの結果から、AIIアマクリン細胞で活動電位が発生することで、緩電位のみの時よりも多くのCaチャネルを活性化させることができると考えられる。杆体双極細胞の樹状突起に発現しているmGluR6のアゴニストであるL-AP-4(グルタミン酸の類似物質)を外網状層に局所投与したところ、AIIアマクリン細胞のEPSCは抑制され、活動電位の頻度は減少した。このことから、杵体視細胞から放出されるグルタミン酸濃度が高いほど(光強度が弱いほど)AIIアマクリン細胞の活動電位の頻度は減少し、グルタミン酸濃度が低いほど(光強度が強いほど)活動電位の頻度が増加することが予想される。以上のことから、グリシン作動性であるAIIアマクリン細胞は、活動電位の頻度に依存してOFF型錐体双極細胞へのグリシン放出量をコントロールしていることが考えられる。つまり、光強度が強いほどAIIアマクリン細胞の活動電位の頻度も多くなり、その結果、より多くのCaイオンが流入し、それによってAIIアマクリン細胞から多くのグリシンが放出されることで、OFF型錐体双極細胞を強く抑制することが考えられる。今回の研究から、AIIアマクリン細胞の活動電位は、OFF経路への光情報伝達に寄与しているということが示唆された。A2 (AII)アマクリン細胞は、光情報を杆体入力型双極細胞から錐体入力型双極細胞に伝える。AIIアマクリン細胞は電位依存性Na電流をもち、振幅15 mV程度の活動電位を発生することが報告されている。本年度は、Naチャネルの細胞内局在と、活動電位の役割(これは次年度以降も継続する)の解明を目標として研究を遂行し、以下のことが明らかになった。マウス網膜スライス標本にホールセル・パッチクランプ法を適用し、記録電極から電流注入して活動電位を発生させると、発生頻度は電流注入量に依存して増加した。また、AIIアマクリン細胞に杆体入力型双極細胞の伝達物質(グルタミン酸)を投与すると、活動電位の発生頻度が濃度に依存して増加した。AIIアマクリン細胞内でグルタミン酸感受性が高い部分は、杆体入力型双極細胞のシナプス入力を受けることが形態学的に報告されている樹状突起先端部分であることが分かった。さらに、AIIアマクリン細胞が自発的に活動電位を発生する電位(約-55 mV)に保持電位を設定し、杆体入力型双極細胞の樹状突起にグルタミン酸を投与する(網膜神経回路網内に人工的な暗闇を作り出す)と、AIIアマクリン細胞へのシナプス入力が減少し、活動電位発生が抑制された。以上のことから、AIIアマクリン細胞の活動電位が光刺激強度をコードしていることが示唆される。また、Naチャネル阻害剤であるテトロドトキシンをAIIアマクリン細胞へ局所投与した結果、細胞体付近でNa電流密度が高いことがわかった。これらのことから、杆体入力型双極細胞から受けた伝達物質によってAIIアマクリン細胞の樹状突起先端部分で脱分極が起こり、これが細胞体付近に伝達された後に活動電位に変換されているかもしれない、ということが考えられる。今回得られたNaチャネルの局在と活動電位の役割との関連について、次年度以降も、継続して調べていく。網膜のA2(AII)アマクリン細胞は、光情報を杆体双極細胞から錐体双極細胞に伝え、振幅15mV程度の活動電位を発生することが報告されている。本年度は、AIIアマクリン細胞の活動電位発生メカニズムの解明を目標として研究を遂行し、以下のことが明らかになった。昨年度の研究結果から、AIIアマクリン細胞に電流注入して活動電位を発生させた場合、およびAIIアマクリン細胞の樹状突起に杆体双極細胞の伝達物質(グルタミン酸)を投与した場合、ともに強度(濃度)に応じて活動電位の発生頻度が増加することがわかっている。これら2つの実験において、平均膜電位と活動電位の発生頻度をプロットしBoltzmannの式でfittingしたところ、half-maximum frequencyを示す電位は両方とも約-50mVだった。活動電位の発生頻度のdynamic range (DR)をmaximumfrequencyの595%と仮定すると、DRの平均膜電位は-57-37mVとなり、生理的な範囲に充分入ることがわかった。また、AIIアマクリン細胞どうしのギャップ結合を薬理学的に切ると、少ない電流注入量でもmaxirnum frequencyを示した。これらのことから、AIIアマクリン細胞のギャップ結合には、過剰に流入してきたEPSCをshuntさせることで活動電位の発生頻度をDR内に収める役割があると考えられる。昨年度の研究結果から、AIIアマクリン細胞のNa電流密度は細胞体付近が高いことがわかっている。

細胞体付近の突起にはグリシンを放出する部位があるため、AIIアマクリン細胞の活動電位は効率的にグリシンを放出させる作用があることが考えられる。今後は、免疫組織学的手法と分子生物学的手法とを組み合わせながら、杆体経路におけるAIIアマクリン細胞の活動電位の機能解析について、継続して調べていく予定である。杆体視細胞からの光情報は、A2(AII)アマクリン細胞を介することで、杆体双極細胞から錐体双極細胞へ伝えられる。また、AIIアマクリン細胞は振幅の小さな活動電位を発生することが報告されている。本年度は、AIIアマクリン細胞の活動電位の役割を明らかにすることを目標として研究を遂行し、以下のことが明らかになった。AIIアマクリン細胞から電位依存性Ca電流を記録したところ、閾値は-55mV、ピーク電流を示す電位は-20mVであった。一方、AIIアマクリン細胞の活動電位の閾値は平均で-51mV、振幅は21mVであった。これらの結果から、AIIアマクリン細胞で活動電位が発生することで、緩電位のみの時よりも多くのCaチャネルを活性化させることができると考えられる。杆体双極細胞の樹状突起に発現しているmGluR6のアゴニストであるL-AP-4(グルタミン酸の類似物質)を外網状層に局所投与したところ、AIIアマクリン細胞のEPSCは抑制され、活動電位の頻度は減少した。このことから、杵体視細胞から放出されるグルタミン酸濃度が高いほど(光強度が弱いほど)AIIアマクリン細胞の活動電位の頻度は減少し、グルタミン酸濃度が低いほど(光強度が強いほど)活動電位の頻度が増加することが予想される。以上のことから、グリシン作動性であるAIIアマクリン細胞は、活動電位の頻度に依存してOFF型錐体双極細胞へのグリシン放出量をコントロールしていることが考えられる。つまり、光強度が強いほどAIIアマクリン細胞の活動電位の頻度も多くなり、その結果、より多くのCaイオンが流入し、それによってAIIアマクリン細胞から多くのグリシンが放出されることで、OFF型錐体双極細胞を強く抑制することが考えられる。今回の研究から、AIIアマクリン細胞の活動電位は、OFF経路への光情報伝達に寄与しているということが示唆された。
通信型在宅健康管理・介護支援の効果的導入に必要な社会制度に関する実証的研究

1.在宅介護支援プログラムISDN回線を用いて、大学(センターシステム)、対象者家庭、保健センターを拠点とし、双方向動画通信末端(テレビ電話)、バイタルサイン測定機器等より在宅テレケアシステムを構築した。対象は、このシステムを用いた在宅テレケアサービスと従来型の訪問サービスを実施した16名(テレケア群)と、テレケア群と年齢および介護度をマッチングさせた、通常の在宅ケアサービスのみを実施した16名(対照群)とした。両者に3ヶ月のサービスを実施し、身体機能、運動機能、精神機能、日常生活動作(ADL)自立、コミュニケーション自立、社会的認知自立、活動能力、主観的健康観について、Functional Independence Measure (FIM)、Katz ADL自立指標、老研式活動能力指標、PGCモラールスケールを使って、サービス前後の変化についてテレケア群と対照群の比較を行った。3ヶ月のサービス実施によって、テレケア群は、ADL自立度、コミュニケーション自立度、社会生活能力自立度について統計学的に有意な改善がみられた。これらの改善度は、通常の在宅ケアサービスのみを行った対照群に比較して有意に大きかった。これによって、通信型在宅ケアサービスの有効性が確認された。2.在宅健康管理プログラムすでに実施した定量的測定が可能な簡易型尿糖測定器を用いた在宅健康増進プログラムの実施結果を解析し、その実用性と効果について評価を行った。尿糖、血糖、血圧などのバイタルサインの自己測定、生活習慣記録、栄養・食事調査等を用いた健康相談・健康教育プログラムが可能な大学-一般家庭間のネットワークを構築した。分析結果として、対象者のコンプライアンスは高く、在宅におけるバイオセンサー機器の利便性、本プログラムの実用性が確認できた。また、生活習慣改善への態度の向上が認められ、行動変容プログラムとしての有用性が示唆された。
組織幹細胞間の比較による幹細胞共通分子の探索と血液学的機能解析

生殖幹細胞に特異的に発現する遺伝子のうち7分子(Fth1,Cryab, Spp1, Bcap31, Arhgap1, Ctla2a, Serpina3g)が造血幹細胞にも特異的に発現していることを定量PCR法により明らかにした。またこれらの分子について、組織学的解析を行った結果、毛根部の幹細胞領域と思われるバルジ部位に特異的に発現している遺伝子として、Spp1を同定した(Takuo Mizukami et al, Stem cell & Dev.,17:67-80, 2008)。このことは、多くの体性幹細胞において、幹細胞機能に深く関与していることが示唆された。同定されたSpp1遺伝子の機能を解析するため、Spp1遺伝子欠損マウスを入手し、血液学的解析を行った。これまでのところ、Spp1欠損マウスにおいて、造血幹細胞の激的な増加が、ニッチと考えられている骨内膜とは異なる部位で出生後4週まで続くことが観察している。Spp-1がニッチにおいて未分化性維持を負に制御しているのではないかと考えられる。さらに、生殖幹細胞に発現するHE4(Homo sapiens epididymis-specific)がマウス造血幹細胞(CD34陰性KSL細胞)に特異的に発現しており、発現量はβ-actinとの発現量の0.01倍であり、Tal1(造血幹細胞特異的転写因子)の1000倍の発現量であることを明らかにした。またヒトCD34陽性CD38陰性分画でも特異的に発現しており、β-actinとの発現量の0.003倍であった。これまでにHE4にはWAP(whey scidic protein)domainが含まれており、他の類似分子の機能から、プロテインインヒビターであることが想定されるが、幹細胞特異的分子としての機能に関与していることも想定される。トランスジェニックマウスの作出を行い、血液学的機能解析を継続して行っている。生殖幹細胞、ES細胞、精巣細胞の3者で発現遺伝子のサブトラクションを行った。PCRの結果より、生殖幹細胞に特異的に発現している11分子を同定した。このうち7分子(Fth1,Cryab,Spp1,Bcap31,Arhgap1,Ctla2a,Serpina3g)が造血幹細胞にも特異的に発現していることを定量PCR法により明らかにした。またこれらの分子について、組織学的解析を行った結果、毛根部の幹細胞領域と思われるバルジ部位に特異的に発現している遺伝子として、Spp1を同定した(Takuo Mizukami, et al, Stem cell&Dev.,17:67-80,2008)。さらにin situ hybridization法により大腿骨骨梁部の骨内膜での局在など、未分化性維持に深く関わっているとされるニッチとの関係を明らかにしつつある。一方でSpp1遺伝子欠損マウスを入手し、機能解析を開始した。Spp-1がニッチにおいて未分化性維持を負に制御しているのではないかと考えられ、そのメカニズム解析を組織化学および血液学的な手法を用いて行っている。平成19年に引き続き生殖幹細胞に特異的に発現する分子の中で、造血幹細胞に発現する遺伝子を新たに単離した。

HE4(Homo sapiens epididymis-specific)はマウス造血幹細胞(CD34陰性KSL細胞)に特異的に発現しており、発現量はβ-actinとの発現量の0.01倍であり、Tall(造血幹細胞特異的転写因子)の1000倍の発現量であった。またヒトCD34陽性CD38陰性分画でも特異的に発現しており、β-actinとの発現量の0.003倍であった。これまでにHE4にWAP(whey scidic protein)domainが含まれており、他の類似分子の機能から、プロテインインヒビターであることが想定されるが、幹細胞特異的分子としての機能に関与していることも想定される。まず、HE-4のゲノムDNAを単離し、HE4のプロモーター領域(5kb)にEGFP遺伝子をつないだコンストラクトを作製し、トランスジェニックフウスの作出を試みている。これまで造血幹細胞は複数の抗原分子の組み合わせにより純化されているが、本研究により、HE4分子が造血幹細胞に特異的に高発現しており、トランスジェニックマウスにおいて造血幹細胞をマーキングでき、造血幹細胞の未分化性維持のメカニズム解明にも大いに役立つものと考えられる。また特定したHE4プロモーター領域が造血幹細胞特異的であることが明らかにされれば、造血幹細胞特異的な遺伝子発現調節が可能となることが想定される。