hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
野生ニシローランドゴリラの父性行動から探る学習の情報源としての父親

平成30年度も引き続き野外調査を実施し、より詳細なデータ収集を行っていく。平成29年度は予定より長期間の現地調査を実施することができ、様々な重要な観察を行うことができた。一方で、想定していなかった対象群のシルバーバックの消失が起きたことで、調査地におけるゴリラ集団の社会的変動が生じた。これにより、消失後の残党個体の移籍先や隣接3群の群れ構成の確認、新たな個体識別など、調査のベースとなる観察やデータ収集に多くの時間を費やした。それに伴い、対象群の選定やデータ収集法の確定が遅れ、十分な量的データを収集できなかった。しかし、今回観察されたゴリラ集団の社会的変動は、野外研究の蓄積の少ない野生ニシローランドゴリラにおいては大変貴重な事例であり、事例的ではあるが研究課題にも関連する重要な観察ができたことは大きな成果である。ヒトに最も近縁な大型類人猿(チンパンジー・ゴリラ・オランウータン)のうち、ゴリラ属のみが単雄複雌群を形成する。ゴリラの群れではシルバーバックと呼ばれる一頭の成熟オスが群れに在籍するメスとの交尾を独占する。そのため、群れで産まれるすべての子供の遺伝的な父親はそのシルバーバックとなる。さらに、子供は離乳期になると母親から離れてシルバーバックに近づくようになり、この頃からシルバーバックは社会的な父親としての機能も持つと考えられる。ゴリラの父子間で見られる社会的関係を明らかにすることは、現生人類の社会における特徴の一つである「明確な父性の確立」の起源の解明に繋がるだろう。本研究課題では、野生ニシローランドゴリラの一群を対象に、父子間交渉に関する行動データの収集を行った。調査地はガボン共和国ムカラバードゥドゥ国立公園で、平成30年度の調査期間は2018年9月から2019年2月までの6ヶ月間であった。現在、調査対象群は、同一の群れにシルバーバックと血縁のある未成熟個体と血縁のない未成熟個体が同時に在籍するという特異的な状況にある。そこで、血縁の有無による父子間交渉の相違を検討した。調査の結果、血縁未成熟個体はシルバーバックとの5m以内の近接が頻繁に観察されたのに対し、非血縁個体ではその頻度が明らかに低かった。また、母親から独立している非血縁個体では、頻繁な近接相手がシルバーバックではなく、一頭のオトナのメスである傾向が見えた。一方で、シルバーバックは非血縁個体に対し敵対的行動を示すことはなく、低頻度ではあるが5m以内の近接やシルバーバックの周囲で遊ぶ、移動時にシルバーバックに追随する、同樹上で採食する、といった非血縁個体を許容する行動が観察された。現在の研究対象群は、上述したように基本的なゴリラの群れ構成とは異なっており、特異的な状況にある。このような群れ構成は事例的ではあるものの、稀にしか観察されない貴重なものである。また、人づけの難しさや生息環境の視界の悪さから、野生下での直接観察や終日追跡が困難であると言われているニシローランドゴリラにおいて、十分な行動観察が行えている。また、これらの観察の結果、血縁の有無によるシルバーバックと未成熟個体の交渉の相違も見えてきた。今後は、この相違が単に血縁の有無によるものであるのか、または性別や群れの在籍期間によって変化するものなのか、さらなる量的なデータによって明らかにする必要がある。平成30年度も引き続き現地調査を行う。
患者血清のプロテオミクス解析による鍼灸治療効果の客観的評価法の構築

本研究はプロテオミクス解析を用いた疼痛性疾患の鍼灸治療評価システムの構築を目的としており,鍼灸治療による疼痛改善度とプロテオミクス解析の結果を検討した。対象は,本研究への参加に同意を得られ,少なくとも3ヶ月以内に治療内容が変更されていない疼痛性疾患患者19名(肩関節痛4名・腰痛8名・膝関節痛7名)とした。鍼灸治療による疼痛改善度の評価には,Visual Analog Scale(VAS)を自覚的疼痛評価に,Face scale(FS)を他覚的疼痛評価に用いた。また,東洋医学的病態評価として問診項目と他覚的評価項目を策定して評価した。対象者により個々の東洋医学的病態が異なっていたことから,鍼灸治療は使用する経穴を固定せずに随証治療を施すこととした。プロテォミクス解析は,ヘパリン加採血にて得た血漿を試料として,TOF/MASを用いて行った。鍼灸治療前後の評価では,VASでは改善/不変/悪化=10/8/1,FSでは改善/不変/悪化=8/9/2であり,全般治療効果は有効/無効=l0/9であった。東洋医学的病態では,陽/陰=l0/9,実/虚=6/13であり,気血水病態は気虚8名,気欝10名,気逆3名,?血12名,血虚5名,水滞9名であった。鍼灸治療の効果とプロテオミクス解析結果との検討では,有効群で有意に増加,あるいは減少したタンパク質を認めたが,これらタンパク質の無効群における変化を検討したところ,有効群とほぼ類似した結果であった。しかし,疼痛部位による分類について有効・無効とタンパク質の変動を検討しろところ,腰痛において疼痛改善度と相関する傾向を示すタンパク質を見出した。症例数が少ないことも影響して有意な変化ではなかったが,今後も検討を継続し,鍼灸治療評価システムを構築する。本研究はプロテインチップシステムを用いた疼痛性疾患の鍼灸治療評価システムの構築を目的としており、本年度はまず、本研究を遂行する上で用いるプロトコールを作成した。疼痛改善度の評価として、自覚的疼痛評価にはVisual AnalogScale (VAS)を用い、他覚的疼痛評価にはFace scale (FS)を用いることとした。また、東洋医学的病態評価として、自覚的問診項目と他覚的評価項目を策定した。鍼灸治療については、個々の対象者により鍼灸治療の適応となる東洋医学的病態が異なっていることから、固定した経穴を使用せずに、鍼灸治療の特徴である個々の対象者に適した経穴の選択(随証治療)を施すこととした。プロテオミクス解析は、ヘパリン加採血として5ml採取した血液を試料とし、銅イオン固定化チップを用いたプロテインチップシステム、Biomek2000ワークステーションによる自動化システム、飛行時間型質量分析計(TOF/MAS)を用いて測定することとした。本研究における対象者については、少なくとも3ヶ月以内に治療内容が変更されていない疼痛性疾患(肩関節痛・腰痛・膝関節痛)を有する患者の中で、ヘルシンキ宣言の倫理規定に基づいた対象者募集要項による説明に同意を得られた患者を対象とした。VAS、FS、問診項目、他覚的評価項目の記入、採血が終了した後に疼痛に対して随証治療による鍼灸治療を施し、鍼灸治療終了後にその効果を再度VAS、FS、問診項目、他覚的評価項目によって判定することとした。このプロトコールに従い、対象者を募集して鍼灸治療を行い、鍼灸治療前後得られた血液のプロテオミクス解析を行っている。本研究はプロテインチップシステムを用いたプロテオミクス解析により,疼痛性疾患の鍼灸治療評価システムを構築することを目的としている。前年度は,疼痛改善度の評価にはVisual Analog Scale,及びFace scaleを、東洋医学的病態評価には問診項目と他覚的評価項目用い,疼痛性疾患に対して随証治療による鍼灸治療を施すプロトコールを作成した。プロテオミクス解析については,Biomek2000ワークステーションによる自動化システム,飛行時間型質量分析計(TOF/MAS)からなるプロテインチップシステムを用いて測定した。少なくとも3ヶ月以内に治療内容が変更されていない疼痛性疾患(肩関節痛・腰痛・膝関節痛)を有する患者の中で,倫理規定に基づいた対象者募集要項による説明に同意を得られた患者を対象とした。Visual Analog Scale, Face scale,問診項目,他覚的評価項目の記入,採血が終了した後に疼痛に対して随証治療による鍼灸治療を施し,鍼灸治療終了後にその効果を再度Visual Analog Scale, Face scale,問診項目,他覚的評価項目によって判定することとした。現在はこのプロトコールに従い,対象者に対して鍼灸治療を施行し,Visual Analog Scale及びFace scaleにより治療効果を評価して鍼灸治療有効群と無効群に分類し,血液サンプルのプロテオミクス解析結果と鍼灸治療効果による群との関係について検討している。

対象者により個々の東洋医学的病態が異なっていたことから,鍼灸治療は使用する経穴を固定せずに随証治療を施すこととした。プロテォミクス解析は,ヘパリン加採血にて得た血漿を試料として,TOF/MASを用いて行った。鍼灸治療前後の評価では,VASでは改善/不変/悪化=10/8/1,FSでは改善/不変/悪化=8/9/2であり,全般治療効果は有効/無効=l0/9であった。東洋医学的病態では,陽/陰=l0/9,実/虚=6/13であり,気血水病態は気虚8名,気欝10名,気逆3名,?血12名,血虚5名,水滞9名であった。鍼灸治療の効果とプロテオミクス解析結果との検討では,有効群で有意に増加,あるいは減少したタンパク質を認めたが,これらタンパク質の無効群における変化を検討したところ,有効群とほぼ類似した結果であった。しかし,疼痛部位による分類について有効・無効とタンパク質の変動を検討しろところ,腰痛において疼痛改善度と相関する傾向を示すタンパク質を見出した。症例数が少ないことも影響して有意な変化ではなかったが,今後も検討を継続し,鍼灸治療評価システムを構築する。
大面積ガス電子増幅光検出器の基礎研究

昨年度までにNd:LuLiF4結晶を窓材に使用した検出器により、開発の目標であったX線(光子)での二次元イメージング取得に初めて成功しており、より検出効率を上昇させるためには光電面の量子効率を改善させる必要がある。そのために、反射型CsI光電面の最適化を浜松ホトニクス(株)に依頼し、大幅に量子効率の向上が期待できるものを製作した。また、これまでアルゴンをベースにしたガスを用いていたが、より電子放出確率が見込めるネオンをベースにしたガスを導入することを決めた。これらの効果を見極めるためには、確実な評価系を構築して、systematicな測定行うことが不可欠であり、そのための技術開発に注力した。(1)量子効率がすでに分かっている光電子増倍管を評価対象として、ガス検出器で使用するエレクトロニクスを用い量子効率を測定する手法を開発した。180nm程度の真空紫外領域に感度のあるバイアルカリ光電面とCsI光電面を持った光電子増倍管二つそれぞれの量子効率をNd:LuF3結晶を光源とすることで求め、浜松ホトニクスの測定結果と一致することを確認した。(2)ガスの入れ替えや、何種類もの光電面を評価するにはガスの純度をモニターしておく必要がある。さらに長期安定性の試験を行うためには、ガスの純度を測定期間保っておく必要がある。そこでゲッターポンプ(SAES CapaciTorr D400-2)を導入、ネオンベースのガスを1.2L/分で循環させることで、ガス中の水分量を二桁以上抑制することに成功した。本年度は主に、放射線検出効率向上のために、ガス検出器内部でのCsI光電面からの電子が最も効率的に取得できるような電場構造の最適化を行った。開発中の検出器はμPIC(10×10cm2)と2枚のGEMを組み合わせて、フォトンフィードバックやイオンフィードバックを抑えるような構造にすることができるが、重水素ランプからの光を照射して全ステージで直接電流値を測定することで、高ゲインでの電子増幅の実現と光電子収集効率の両立を目指した。透過型光電面では、ドリフト面(光電面)と初段GEM上面間(ドリフト領域)の電場を変化させてゆくと、おおよそ0.1kV/cmからドリフト面の電流が0からマイナスに転じた。このことからイオンフィードバックが顕著に発生したことが分かった。一方、電場を弱くすると、μPICアノードに流れる電流が小さく、電子の収集効率が下がることが分かった。これらのことから、ドリフト電場の最適な値0.25kV/cmとした。同様に、GEMの間の電場およびGEMとμPICアノードの間の電場についても電場依存性を測定し、それぞれ1kV/cmおよび3kV/cmを最適値とした。また、反射型光電面についても実験を行ったが、透過型光電面とほぼ同じパラメータ最適化できることが分かった。ただし、ドリフト電場を大きくしても、ドリフト電流は大きくならなかった。これは初段GEM上面が光電面であるため、反射型光電面の方が、透過型光電面にくらべ、イオンフィードバックによる影響を受けにくいということを示唆していると思われ、今後の開発でイオンの流れを詳細に調査していきたい。反射型光電面での最適化した電場によって、真空紫外光を出すシンチレーターと組み合わせた放射線検出効率が従来の2.8になることが確認できた。
人口集中域における望ましい自然・緑地生態系の維持管理

1.都市内やその周辺に残された樹林地の構造を調査し、その形成過程を推定した。とくに上層落葉樹・下層常緑広葉樹の複層林型の上層(コナラ)樹高15m、年間純生産量13t/haの林分で、土壌生成の源となる落葉量とその元素含有量の季節変化の追跡を行った。(只木)2.都市樹林地で、その活動によるCO_2の収支を通じた環境保全効果の実態を解明する目的で、土壌気相中のCO_2濃度の垂直分布を調べた。土壌気相中のCO_2濃度は、土壌表面からの深さが増すにつれて増加するが、増加率は土壌が深いほど低下した。季節によるCO_2濃度は、夏季に高く、冬季に低かった。(荻原)3.都市周辺の森林や畑地の開発と都市鳥類の関係を神奈川県下で調査した、1970-1990年の資料を解析し、周辺の森林と畑地の激減に応じて、都市緑地繁殖鳥類の種数は漸増した。都市周辺の生活場所が消滅した場合、たとえ好適ではないにしても都市緑地が二次的な生活場所を提供している。(斎藤)4.都市の公園や緑地の同じクスノキを高木層にもつ林地でも、低木層の有無、落葉層の有無が生息可能な土壌動物の種類と量に大きな影響を与えることがわかった。とくに落葉の除去は影響が大きい。また、低木層・落葉層ともに存在として、高木クスノキよりもスダジイの方が豊かな動物層を維持できることも判明した。(青木)5.ヨシ原実験圃場造成の初期には、ヨシ活着等の不揃いからパイオニア的な植物が侵入した。春の発芽時期にはまずガマが伸長した。水中では原生動物11種、ワムシ類22種、甲殻類8種が観察され、水質との関係では、実験水路でSSやT-CODが減少したが、溶存のs-CODは逆にやや増加する傾向を示した。水質浄化を目的とする水生植物群の造成、管理に際しての若干の示唆が得られている。(沖野)1.都市内やその周辺に残された樹林地の構造を調査し、その形成過程を推定した。(沖野)
前３～２千年紀のアナトリアにおける都市国家の成立と変遷

本研究が基礎とするトルコ中央部のヤッスホユックの発掘調査は、前3千年紀後半の宮殿址の形態とそれを構成する部屋の機能を部分的にではあるが明らかにした。それは宮殿を中心とする都市がその城壁内だけではなく、交易を通して広く対外的にも機能していたことを推察させるものであった。また、遺丘の北西裾野で地中探査により検出された下の町は、前2千年紀初頭、交易を通して相互に関係をもつとともに、アッシリアやシリアとも強く関わったアナトリアの都市の一つがヤッスホユックに存在したことを示唆するものである。そしてこの宮殿をもつ都市は、交易がより活発になった前2千年紀の都市の先行者であった。紀元前2千年紀に古代東地中海世界においてエジプトと対峙しうる勢力となったヒッタイト帝国の成立基盤は、前期青銅器時代後半(紀元前3千年紀後半)のアナトリアに存在した都市国家に遡ることができる。本研究は、ヤッスホユックの発掘調査を通してアナトリアの都市国家の初期形態を明らかにし、国家形態の変遷の中での歴史的位置づけを行うことを目的とする。この目的に沿って平成25年度は、1)ヤッスホユック王宮址発掘調査、2)出土土器と古代アナトリア青銅器時代の土器との比較研究、3)古代オリエント、古代アナトリアの類似建造物との比較研究を軸とする研究を進めた。ヤッスホユックの発掘調査は本研究の中心的作業であり、第II層の王宮址(前3千年紀後半2千年紀初頭)の発掘がメインテーマである。この王宮址は昨年までに遺丘中央部で800m2の大きさで発掘されているが、今年はさらに東に300m2、西に400m2拡げ、発掘を継続した。ただし、これらの発掘区では第I層の鉄器時代の建築層の調査を行い、次年度の第II層の調査に繋げることとなった。発掘調査に併行して、遺丘部及び遺丘周辺部で地中探査を行った。新たに導入したレーダー探査機により、より正確な探査が可能となった。殊に、遺丘北西裾野に検出された遺構群は、ヤッスホユックにおける『下の町』の存在を証明するものである。出土土器の研究は、未だ端緒ではあるが、従来、明確な形で提示されていない前期青銅器時代後半もしくは前期青銅器時代から中期青銅器時代への過渡期における土器を、アナトリアの土器編年に明確に位置づけることを可能にする資料が集成されつつある。同時期の建築遺構に関しては、アナトリアでは今までにヤッスホユックほどの規模で残存する同時期の遺構が発掘されておらず、比較研究を困難にしているが、同時期メソポタミア、シリア、より新しい時期のアナトリアの建築等との比較研究を進めている。この目的に沿って平成26年度は、1)ヤッスホユックの発掘調査、2)出土土器と古代アナトリア青銅器時代の土器との比較研究、3)古代オリエント、古代アナトリアの類似建造物との比較研究を軸とする研究を進めた。ヤッスホユックの発掘調査は本研究の中心的作業であり、紀元前3千年紀末の王宮址発掘がメインテーマである。この王宮址は遺丘中央部で既に800m2の広さで発掘されているが、平成25年度にこの王宮址をさらに広く発掘するため東に300m2、西に400m2拡げた発掘区では、上層の鉄器時代の遺構調査を進め、今年度はこの鉄器時代の遺構の取り外しに多くの時間を要したため、王宮址は一でのみ発掘したにとどまる。しかし、鉄器時代層と前期青銅器時代層の間に、紀元前2千年紀前半の中期青銅器時代の文化層を確認することができた。これは、地中レーダー探査により確認が進む「下の町」の存在と共に、ヤッスホユックにおける都市国家の成立と変遷をたどる上で、不可欠な発見となった。前期青銅器時代後半もしくは前期青銅器時代から中期青銅器時代への過渡期における土器を、アナトリアの土器編年に明確に位置づけるための出土資料の整理分類及び比較作業を継続して行っている。前2千年紀にエジプトと対峙しうる勢力となったヒッタイト帝国の成立基盤は、前期青銅器時代後半(前3千年紀後半)のアナトリアに存在した都市国家に遡ることができる。本研究はヤッスホユックの発掘調査を通してアナトリアの都市国家の初期形態を明らかにし、国家形態の変遷の中での歴史的位置づけを行うことを目的とする。27年度も1)ヤッスホユックの発掘調査、2)出土土器と古代アナトリア青銅器時代の土器との比較研究、3)古代オリエント、古代アナトリアの類似建造物との比較研究を軸とする研究を継続した。この遺跡の発掘調査は本研究の中心的作業であり、前2千年紀末の王宮址発掘がメインテーマである。

この王宮址は既に遺丘中央部で発掘されており、さらに発掘区を東西に400m2拡げたが、25-26年度に上層の後期鉄器時代の遺構調査とその遺構の取り外しを行った後、27年度は中-前期鉄器時代と昨年度確認され始めた第II層中期青銅器時代(前2千年紀初頭)を中心とする調査を進めた。中-前期鉄器時代の遺構はカマン・カレホユックIIc-IId層、ゴルディオン前期フリュギア時代の層に並行するものであり、象形文字の刻まれた土器片等は後期ヒッタイトと関連づけられる都市の存在する可能性を示している。25年度以来進めている地中レーダー探査では「下の町」がより広い範囲に存在することが明らかになった。また、遺丘頂上部の第二の高まりでも遺構の存在が確認された。前期青銅器時代後半もしくは前期青銅器時代から中期青銅器時代への過渡期における土器を、アナトリアの土器編年に明確に位置づけるための出土資料の整理分類及び比較作業を継続して行っている。このほか、遺構の形態、小遺物の整理・分析等、考古学プロパーのアプローチだけでなく、植物考古学、動物考古学、あるいは炭化物の年輪学及びC14分析等、総合的に年代考証を行うための分類・分析作業を継続している。本研究の中心であるヤッスホユックの発掘調査は順調に進んでおり、前期青銅器時代の王宮址の発掘も段階的に進められている。王宮址の編年学的位置付けを可能にするものとして、遺構の形態、出土土器、小遺物の整理・分析、植物考古学的分析、動物考古学的分析等が進められている。中でも、考古学的アプローチの基礎となる出土土器の分類・分析は、膨大な数の土器及び土器片を対象とし、時間を要する作業で、基礎的データーの集積と分類を進めている段階であるが、その形態分類は形を成し始めている。「下の町」の存在は、特に前2千年紀初頭の遠隔地交易や域内交易を実証し、当時の都市の体制、組織、機構等を解明する可能性を持つものである。従って、地中レーダー探査による「下の町」の確認は、アナトリアにおける都市国家の初期形態及びその変遷を捉えようとする本研究を大きく進展させるものである。紀元前2千年紀に古代東地中海世界においてエジプトと対峙しうる勢力となったヒッタイト帝国の成立基盤は、前期青銅器時代後半(紀元前3千年紀後半)のアナトリアに存在した都市国家に遡ることができる。本研究は、ヤッスホユックの発掘調査を通してアナトリアの都市国家の初期形態を明らかにし、国家形態の変遷の中での歴史的位置づけを行うことを目的とする。この目的に沿って平成2528年度に1)ヤッスホユックの発掘調査、2)出土土器と古代アナトリア青銅器時代の土器との比較研究、3)古代オリエント、古代アナトリアの類似建造物との比較研究を軸とする研究を継続した。ヤッスホユックの発掘調査は本研究の中心的作業であり、紀元前3千年紀末の王宮址発掘が主眼でもある。この王宮址は遺丘中央部で既に1600m2の広さにわたり発掘されている。平成28年度は、特にこの王宮址の南東外縁部を明確に確認することを目指し調査を進めた。この発掘調査の過程で、王宮址の直下にさらに古い焼土層が観察され、この王宮址に先行する大遺構が存在すると見られ、都市国家形成の基盤がさらに古く遡る可能性が高くなった。また、この遺構から出土している鉄関連資料等は、当時の技術、交易経済等について新しい視点を与えるものである。前期青銅器時代後半及び前期青銅器時代から中期青銅器時代への過渡期における土器を、アナトリアの土器編年に明確に位置づけるための出土資料の整理分類及び比較作業を継続して行っている。このほか、建築遺構の比較研究、小遺物の整理・分析等、考古学プロパーのアプローチと共に、植物考古学、動物考古学からのアプローチ、あるいは炭化物の年輪学及びC14分析等、総合的に年代考証を行うための分類・分析作業も継続して行っている。
メソポーラス触媒を用いる重質タールの多環芳香族炭化水素への選択的分解

平均細孔径が250nmのメソポーラス物質は2nm以下の従来の合成ゼオライトに比較して、大きな分子の反応や分離の場として注目されている。一方、石炭の熱分解時に発生するタール状物質には、高付加価値の多環芳香族化合物が多量含まれているが、生成物分離が容易でないため充分には活用されていないのが現状である。本研究では、両者を組み合わせて、熱分解タールのin situ改質を試みた。メソポーラス触媒はモ-ビル法に準じて合成し、また、金属イオンを導入することも試みた。空気中600°C焼成後のMCM-41のX線回折測定を行い、回折パターンや(100)面の強度がモ-ビル法のものと同等であることを確認した。N_2吸着より求めたこの触媒のBET比表面積は1070m^2/gであり、平均細孔径は2.2nmであった。石炭試料としては、オーストラリア産の亜歴青炭(揮発分40wt%)を用いた。これとMCM-41を機械的に混合した後石英製常圧流通式反応管に充填し、高純度He流通下1000K/minで加熱し所定温度熱分解した。沸点範囲の異なる液体生成物を2段階で捕集した後、H_2、CO、CO_2、CH_4などをガスバッグに回収した。低沸点のオイル成分はキャピラリーガスクロマトグラフで分析した。石炭のみを熱分解した場合と比べて、MCM-41が存在すると、ガス中のオレフィンが増えるとともにオイル収率も増加し、一方、重質タールの割合は減少した。このように、石炭より脱離した高沸点タールの軽質化に対して、MCM-41触媒が有効であることが明らかとなった。また、オイル分中の2環3環の芳香族化合物が増加することも判明した。触媒の結晶構造は熱分解後もほとんど変化していなかった。さらに精密な生成物解析を行うことにより、触媒中の細孔径と生成物選択率の関係を明らかにし、また、触媒の耐久性を検討することが、今後の課題である。
分散表現と構成的意味計算に基づくテキストと知識ベースの頑健なグランディング

人間の言葉を理解し,推論する計算機の実現には,常識的な知識を計算機が蓄積・活用する機構が不可欠である.このような枠組みで知的な処理を実現するには、大規模な知識ベースの獲得,テキストと知識ベースのグランディング,推論という3つの課題がある.本研究では,知識ベースの事例にグラウンドされたコーパスを構築した.関係パタンを知識ベースにグランディングするため,関係パタンの項となりうる名詞の意味表現(分散表現)に基づき,構成的意味論に基づく新しい意味計算モデルと曖昧性解消の手法を考案した.これらの研究成果は,単体での性能評価に加え,質問応答や賛否分類などの言語処理の実タスクに応用し,その効果を実証した.コンピュータが自然言語を理解・推論するには,与えられたテキストを計算機が蓄積している知識にグラウンディング(対応付ける)仕組みが不可欠である.今年度は,実体・概念や関係をグランディングするためのコーパスを構築し(研究項目3),そのコーパスを使った予備実験を行った(研究項目2).実体・概念を知識ベースにグランディングするコーパスとして,BCCWJの新聞記事コーパスに含まれる固有表現をWikipedia記事に対応付けた正解データを構築した.このコーパスでは,340件の新聞記事に出現する約26,000件の実体・概念への言及の中で,対応するWikipedia記事が存在する約22,000件に対し,そのWikipedia記事IDを付与した.このコーパスを使った予備実験として,Wikipedia内リンク確率を用いた曖昧性解消器を開発したところ,約8割の正解率でグラウンディングできることを確認した.英語では同様のコーパスがすでに存在するが,日本語に対するコーパスを構築したのは本研究が初めてである.本コーパスが日本語の実体・概念の曖昧性解消器の開発に役立つのは勿論であるが,本タスクにおける言語や文化による差異の検証が深まると期待される.関係を知識ベースにグランディングするためのコーパスとして,「increase the risk of」ー「cause」など,関係パタンのペアの類似度に関するデータを作成した.このコーパスでは,5,555ペアの関係パタンに対して,人間が7段階の類似性スコアを付与した.なお,このコーパスの構築にはクラウドソーシングを活用し,比較的安価に質の高いデータを構築した.このコーパスに含まれる関係パタンは,関係パタンの意味を語の意味の合成として計算できる可能性が高いため,深層ニューラルネットワークによる意味合成モデルのベンチマークデータとしても有用である.交付申請書では,本年度の研究実施計画として,3グランディングのためのコーパス構築,2関係パタンの曖昧性解消を挙げていた.研究項目3では,実体・概念と関係の両方に対してコーパスを構築して,予備実験を進めることができた.研究成果は言語処理分野で国内最大の言語処理学会で発表し,国際会議への投稿に向けて準備を進めている.研究項目3では,先ほど述べた言語処理学会に加えて,国際会議での発表や,国際ジャーナルの採択決定などの成果を生み出している.また,研究に関連して,3件の招待講演,3件の解説記事,4件の受賞があった.本研究では,与えられたテキストを知識ベースのインスタンスにグランディングする解析器を開発し,その実タスクでの応用を検証する.平成28年度は,研究項目1「関係パタンの構成的な意味計算」,2「関係パタンの曖昧性解消」,3「グランディングのためのコーパス構築」に取り組んだ.研究項目1では,「increase the risk of」のような関係パタンの意味を,「increase」「the」「risk」「of」といった構成単語の意味ベクトルから合成する関数を深層ニューラル・ネットワークで学習する新手法を考案した.研究項目2では,研究項目1の合成関数から計算される関係パタンの意味ベクトルを,SemEval 2010 Task 8の関係曖昧性解消タスクに適用し,世界最高性能と同等の性能が得られることを実証した.これらの研究成果は,自然言語処理分野最難関の国際会議ACLに採択されるなど,国内外で高い評価を得ている.研究項目3では,Wikipediaおよびその派生物を既存の知識ベースと見なし,研究を進めている.平成27年度に開発したコーパスの研究成果をまとめたものをACLのワークショップで発表した.さらに,本コーパスを活用し,日本語の実体・概念をWikipedia記事に対応付ける解析器を開発し,国際ジャーナル論文として発表した.また,Wikipediaの記事中で言及されている因果関係の事例をラベル付けしたコーパスの試作を進めた.このコーパスは,1,494件のWikipedia記事から取得した8,745文から構成され,95,008件の因果関係事例がクラウドソーシング・サービスで付与されている.本コーパスは,因果関係の自動解析器を構築するための訓練データとして活用できるだけでなく,クラウドソーシングにおける品質管理に関する指針など,稀有かつ有用な言語資源としての活用・発展が期待される.交付申請書では,研究項目1「関係パタンの構成的な意味計算」,2「関係パタンの曖昧性解消」,3「グランディングのためのコーパス構築」を計画していた.このうち,研究項目1と2の研究成果は,自然言語処理分野最難関の国際会議ACLや国際ジャーナルに採択された.また,研究項目2に関連して,画像中の物体間の関係をテキストと対応付けて認識する研究を進め,自然言語処理分野の国際会議PACLIC-30でBest Paper Honorable Mentionsを受賞した.研究項目3では,実体・概念をWikipediaにグラウンディングするコーパスを平成27年度までに構築・公開した.平成28年度は,本コーパスを国際会議論文として発表した.さらに,本コーパスを訓練事例として活用し,実体・概念をWikipediaにグラウンディングするための解析器を開発し,国際ジャーナルとして発表した.

さらに,本研究プロジェクトの研究項目4「実タスクにおける検証」は来年度実施予定であるが,意見分析の実タスクを想定し,因果関係知識に関するコーパスを構築した.さらに,本年度は7件の招待講演での発表と,2件の受賞(平成28年度科学技術分野の文部科学大臣表彰若手科学者賞,第15回船井学術賞)があった.計算機による自然言語の理解・推論を実現するため、テキストを知識に対応付ける(グランディングする)手法、及びその実タスクへの応用に関する研究を進めた。昨年度までの研究成果を活用するため、知識源としてWikipediaを主に採用した。実タスクとしては、質問応答と賛否分析に取り組んだ。質問応答では、与えられた質問文に対して、その回答の候補を含むWikipedia記事を対応付け、Wikipedia記事の読解により答えを出力するアプローチに取り組んだ。早押しクイズの約12,000件の質問に対し、約46,000件のWikipedia記事との対応を明らかにしたデータセットを作成した。このデータセットを用いることで、質問の答えがWikipediaに見当たらない場合、という新しい問題設定を提起し、その状況を考慮することの効果を検証した。昨年度までに、Wikipediaの記事の中で言及される促進・抑制などの因果関係の認識に取り組んだ。この因果関係知識を活用した賛否分析という実タスクに取り組むため、14,000件のソーシャルメディアの投稿を収集し、大阪都構想やプレミアムフライデーなどの7話題に対する賛否を付与したデータを構築した。このデータを分析し、テキストと因果関係知識の対応付けの必要性を調査したところ、約1/3の投稿において対応付けが必要であることが分かり、本研究の重要性が示された。ソーシャルメディアのテキストから賛否を分類するため、昨年度までに「〇〇というトピックに賛成する人は××というトピックにも賛成する」という形の知識を抽出する手法を提案した(今年度に自然言語処理分野の最難関国際会議であるACLで発表)。この研究を拡張し、ユーザの日々の投稿と獲得した知識を対応付ける手法を考案した。その実験結果より、テキストと知識を対応付けることで意見分析の精度が向上することを実証した。人間の言葉を理解し,推論する計算機の実現には,常識的な知識を計算機が蓄積・活用する機構が不可欠である.このような枠組みで知的な処理を実現するには、大規模な知識ベースの獲得,テキストと知識ベースのグランディング,推論という3つの課題がある.
細胞内情報伝達物質サイクリックADPリボースに対する蛍光プローブの構築

細胞内のカルシウム(Ca2+)濃度を調節する重要な情報伝達物質であるサイクリックADPリボース(cADPR)に対して,水溶液中で相互作用して蛍光強度変化を示す,初の蛍光プローブを構築した.このプローブはcADPRのアデニン環と相互作用する芳香環と,cADPRのリボースと結合するフェニルボロン酸をもち,これらの官能基がcADPRを挟み込むような構造をしている.このプローブは,より高性能なcADPR蛍光プローブを開発するための分子設計指針を与えるものである.細胞内のカルシウム(Ca2+)濃度を調節する重要な情報伝達物質であるサイクリックADPリボース(cADPR)に対して,水溶液中で相互作用して蛍光強度変化を示す,初の蛍光プローブを構築した.このプローブはcADPRのアデニン環と相互作用する芳香環と,cADPRのリボースと結合するフェニルボロン酸をもち,これらの官能基がcADPRを挟み込むような構造をしている.このプローブは,より高性能なcADPR蛍光プローブを開発するための分子設計指針を与えるものである.申請者らは,フェニルボロン酸と蛍光色素の複合体からなる蛍光プローブが,通常のフェニルボロン酸とは異なりリボースやグルコースに対して良く応答することを見いだしているが,このプローブの糖認識機構は不明であった.本研究で合成を目指している,サイクリックADPリボースに対する蛍光プローブにこのフェニルボロン酸型蛍光プローブの原理を応用するために,単糖に対する認識機構を詳細に解析した.その結果,糖に対する応答は,フェニルボロン酸-糖錯体と蛍光色素との相互作用に依存することが明らかになった.つまり,糖が結合したフェニルボロン酸の立体構造が蛍光色素との複合体の形成のしやすさに影響し,糖に対する親和性を決定することがわかった.また,サイクリックADPリボースのアデニン環と相互作用する大きなπ平面をもつプローブは,水溶性が低く,NMRによる構造解析などを用いた認識機構の詳細な解析が困難であることから,モデル化合物として,シクロデキストリンにピレニルプロピルアンモニウムを修飾した蛍光プローブを合成した.このプローブは,水中でプリンヌクレオチドと結合し,蛍光強度が減少した.NMRによってピレン環とプリン環との間でπ-π相互作用が働いていることを確認し,水中に露出したπ平面が認識に有効であることを示した.また,プロピルアンモニウム基とリン酸基の間での静電相互作用も認識に関与していると考えられ,π-π相互作用と静電相互作用の併用が水中でのサイクリックADPリボースの認識に有用である可能性が示唆された.生体内のセカンドメッセンジャーであるサイクリックADPリボース(cADPR)に対する蛍光プローブとして、ピレンとグアニジウム基を連結したピンセット型分子を合成した。ピレンは大きなπ平面をもち、水中でアデニン環とπ-π相互作用することを前年度に確認している。また、グアニジウム基はリン酸基と静電相互作用すると考えられる。環状のcADPRを挟み込むようにするために、イソフタル酸のカルボキシル基に、アミド結合でピレニル基とプロピルグアニジウム基を修飾した。このピンセット型蛍光プローブは、水溶液中では殆ど蛍光を発しなかったが、カチオン性界面活性剤である臭化トリメチルアンモニウム(CTAB)のミセル水溶液中では蛍光が観測された。この蛍光プローブ/CTABミセル水溶液にcADPRを添加すると蛍光強度が増大したが、cADPRの加水分解物であるADPリボース(ADPR)や、cADPRの前駆体であるNAD^+に対しても、同程度の変化が見られた。したがって、蛍光強度の増大は、アニオン性のcADPRがCTABミセル表面に集積し、ミセル内の蛍光プローブの微視的環境が変化したためで、選択的な応答ではないと推測された。次に、フェニルボロン酸を修飾したナフトールを2個連結した新規ピンセット型蛍光プローブのcADPRに対する応答を調べた。このプローブは、エタノールとリン酸緩衝液の混合溶媒中ではあるが、cADPR添加に対し蛍光強度の減少を示し、ナフトールがcADPRのアデニン環とπ-π相互作用していることを示唆した。ADPRやNAD^+に対する応答は、cADPRに対する応答と比べて小さく、このプローブは、cADPRとADPR、NAD^+の立体構造を区別していると考えちれた。
脳梗塞動物モデルを用いたベンゾジアゼピン受容体イメージングに関する実験的研究

虚血性脳血管障害において機能の低下している神経細胞に生存能viabilityが残っているか否かを知ることは、治療法の選択と予後の推定においてきわめて重要である。核医学的検査において、機能低下はグルコース代謝の低下として表わされる。しかし機能の改善する可能性のない領域においてもグルコース代謝は低下として表わされる。すなわちグルコース代謝だけからでは、神経細胞のviabilityの障害と機能の低下を鑑別することはできない。ところで、中枢神経性ベンゾジアゼピン受容体benzodiazepine receptor(BZR)は大脳や小脳の神経細胞に広く分布している。いまもし神経細胞の機能が低下しているにもかかわらず細胞自体は正常で生存能を有していれば、その表面にあるBZRの数(濃度)は正常であると考えられる。そこで機能の低下した神経細胞にviabilityが残存しているかどうか、中大脳動脈閉塞砂ネズミを用いて梗塞巣と遠隔領域のグルコース代謝とBZR結合を検討した。グルコース代謝には、[^<14>C]2-deoxyglucose(2-DG)を、BZR結合には[^<123>I]-iomazenilを用いて2核種同時オートラジオグラフィを作成し、グルコース代謝と受容体結合ならびに病理組織学的対比を行った。その結果、神経細胞が脱落している梗塞巣には[^<14>C]2-DGの取り込みが見られたが、[^<123>I]-iomazenilの集積は全く見られなかった。しかし梗塞巣の周囲および同側の線条体、視床および外側膝状体などの遠隔領域では[^<14>C]2-DGの取り込みが低下し、[^<123>I]-iomazenilの集積は正常であった。これらの領域では変性のため数は減少しているものの正常の神経細胞が残存していた。[^<123>I]-iomazenilは、[^<14>C]2-DGよりも神経細胞のviabilityを正確に反映すると考えられた。[^<123>I]-iomazenilは、実験動物脳のみならずヒト虚血脳における神経細胞の生存能の評価をするためのSPECT(single photon emission computed tomography)用薬剤として極めて有用な役割を果たすであろうというのが、この研究の結論である。
体制転換後のロシアとベラルーシにおける子どもの生活と権利に関する実証的比較研究

体制転換後のロシア連邦とベラルーシ共和国における子どもの権利の実態とその保障上の課題を比較研究する本研究課題は、1体制転換後の両国で新しい子ども政策はどのように実現されているか、2子ども政策に子どもの権利条約(児童権利条約)の普遍原理がどこまで取り込まれているか、3その原理の実現条件としての子どもの生活実態はどのようなものか、という点の解明をめざしている。5年計画の本研究課題の1年目にあたる2018年度は、ベラルーシの子どもの生活と権利の実態と権利保障の動向を明らかにするため、1)日本国内で可能なロシア語・英語・日本語の関連文献・資料を閲覧・収集し、それらにもとづく研究発表を2度おこない、専門家による検討・批判を受けたうえで、論稿2本を執筆した、2)当初は2018年9月に予定していた首都ミンスク市(人口173万人)と州都グロドノ市(31万人)での現地調査の準備を進めた。このうち、1)「ベラルーシ子ども学研究序説(2)」「同(3)」と題する論稿では、それぞれの副題にある「乳幼児と保育をめぐる現状」「子どもの権利条約に関する政府報告書と総括所見の関係」というテーマについて考察した。なお、ロシアについては、「ロシア連邦の学校におけるいじめ(издевательство, буллинг)問題」と題する研究発表を行なった。2)現地調査については、ベラルーシ滞在歴の長い異分野の2名の研究者から助言を受けつつ、現地の関係機関・大学・研究者と連絡を取り、2019年度内の実施に向けた事前作業を実施した。上述のとおり、2018年度の重点は関連文献・資料の入手とその精読、それにもとづいた論稿の執筆にあり、日本国内での研究活動は予定どおり進行した。だが、研究代表者・分担者にとってこれまでの研究活動の蓄積の少ないベラルーシでの現地調査は、準備に思わぬ時間を要し、結果的に実施できなかった。それを補う意味で、ベラルーシの国立図書館などの公式サイトを利用して関連文献・資料を探索したものの、同国での現地調査の水準には達しておらず、2019年度の課題として残された。本研究課題の日本国内での進行は、2018年度と同じく、順調に進めることができるはずである。ベラルーシでの現地調査は2019年9月あるいは2020年3月に実施する予定であり、どちらの時期にするかは準備状況、特に訪問先との連絡状況によって決定したい。同時に、申請書で2年目の2019年度に計画していたロシアでの現地調査の第1弾となるモスクワ市での調査についても準備を進めており、上記のどちらかの時期で行ないたい。前述のとおり、2018年度に計画したベラルーシでの現地調査は、諸事情により、行なうことができなかったので、次年度使用額が生じた。その分を2019年度の調査費用に充てる予定である。
細胞膜上の局在制御による分子機能発現と薬物送達への応用

これまでの研究を通じて、細胞膜は「非プロトン性」「疎水的」「膜外物質から隔離される」など、膜外とは異なる環境を提供することができ、そこに局在する分子の性質や機能に大きな影響を与えることを見出した。そこで本研究では、BAM(オレイル基+ポリエチレングリコール鎖)によって細胞膜近傍に機能性分子を局在制御ユニットとともに固定し、「細胞膜上の局在制御による分子機能発現」を"部位選択的な薬物送達手法"へと応用する。具体的には、標的とする細胞表面を機能改変し、薬物送達の"目印"をつけるという戦略のもと、細胞膜修飾剤を投与し標的部位に光刺激を与えるだけで部位選択的に薬物送達する技術を確立する。
シュードタキライトを含む超塩基性塑性剪断帯の研究:上部マントル震源過程の解明へ

イタリアのBalmuccia岩体の研究で、調査地域のシュードタキライトにはメルト由来組織をよく残したものと、完晶質でウルトラマイロナイト様の組織を呈するもの(mylonitic pseudotachylyte、以下M-PSTと略す)、メルト由来組織を残しつつも変形集中域に部分的にM-PST様組織を呈する中間的なものがあることが判明していた。この中間的なタイプの微細組織を走査型電子顕微鏡によって観察したところ、断層脈内のかんらん石結晶の特定の方向の外縁部に、かんらん石を置換して斜方輝石結晶集合体が発達する組織(以下、同組織をOpxフリンジと呼ぶ)が見出された。脈の部位によらずOpxフリンジの向きがほぼ揃っていることは、この組織がシュードタキライトの被った非静水圧的応力を示していることを示唆する。Opxフリンジは大きなかんらん石結晶の外縁部では厚く、小さなかんらん石結晶の外縁部では薄い傾向を持っていたが、M-PST中にもポーフィロクラストにはOpxフリンジ組織が発達しており、M-PSTがOpxフリンジ形成反応を伴って変形・形成したことが明らかになった。M-PSTの様な極細粒断層物質の脆性-延性遷移領域での変形機構は、比較的大きな地震の震源域となる地震発生領域下部での断層の強度や変形挙動に影響すると考えられるが、これまでOpxフリンジ類似の変形組織は報告されていなかった。脆性-延性領域での震源過程の解明に、非静水圧的応力とOpxフリンジを形成するような局所的化学反応とのカップリングを解明せねばならないという新たな問題設定がなされることとなった。研究調査対象はかんらん岩体中の小断層群であるが、これら断層群は前年度までの研究で、かんらん岩の脆性-延性遷移領域で形成されたことが明らかになっている。当該年度の野外調査では、小断層の末端部で壁岩のかんらん岩の構造(輝岩岩脈のレイヤー)が局所的に湾曲している領域(露頭)が発見された。地震性の断層破壊の前駆現象を示している可能性があり、今後の詳細な研究が必要である。平成21年度は研究対象地域において長期にわたって野外調査を行い、研究対象である超塩基性シュードタキライトや塑性剪断帯の露頭を新たに多数発見した。これら断層・剪断帯の構造データ・岩石試料を多数採取した。これらの岩石試料および当該年度以前から所有する同地域の岩石試料の顕微鏡薄片を作成し、京都大学において光学顕微鏡を用いて変形組織による基礎的な断層の分類を、東京大学において電子顕微鏡による詳細な極微細組織観察を行った。この野外観察、顕微鏡による微細組織観察、断層分類によって以下のことが判明した。研究対象の岩体にはガラスを含む地下浅い箇所で形成した断層シュードタキライトから深所で形成したと考えられるかんらん岩マイロナイト剪断帯までの幅広い断層・剪断帯変形組織が複数の断層の相互切断関係とともに記録されている。特に今回、塑性剪断帯とシュードタキライトの中間的な変形組織を発見したことにより、断層の脆性-延性遷移領域での超塩基性断層物質の変形挙動の解明につながる決定的な試料が得られたと考える。また、断層間の切断関係から認定される断層の活動順序がより若くなるにつれて、断層の変形組織がマイロナイトからマイロナイト的なシュードタキライト、より火成岩的組織を保持したシュードタキライト変遷しており、岩体が地下から上昇してくる間に被ったさまざまな変形がごく狭い領域の露頭に記録されていることが判明した。このことからも本研究対象地域はかんらん岩の脆性-延性遷移領域付近の変形プロセスを研究する上で世界で最も重要な岩体の一つとなったと考えられる。

当該年度の野外調査では、小断層の末端部で壁岩のかんらん岩の構造(輝岩岩脈のレイヤー)が局所的に湾曲している領域(露頭)が発見された。地震性の断層破壊の前駆現象を示している可能性があり、今後の詳細な研究が必要である。
筋性拘縮の発生に関わる分子機構解明と理学療法学的予防対策の生物学的効果の検証

筋性拘縮の主要な病態はコラーゲンの過剰増生に伴う骨格筋の線維化であることが明らかになっており,これまでの自験例から,その発生メカニズムの上流には筋核のアポトーシスを発端としたマクロファージの集積ならびにそれに伴う筋線維萎縮の発生が関与することが予想されている.つまり,このメカニズムを踏まえると,筋性拘縮を予防するためには筋線維萎縮の発生を抑制できる介入戦略が不可欠といえ,電気刺激療法は骨格筋に筋収縮運動が誘発できることから,有効な介入戦略になると推測される.そこで,本研究ではラット足関節を2週間底屈位で不動化することで惹起されるヒラメ筋の筋性拘縮に対する電気刺激療法を用いた筋収縮運動の効果を検討した.その結果,不動処置のみの群(不動群)と不動の過程で電気刺激療法による筋収縮運動を負荷した群(電気刺激群)の足関節背屈可動域と筋線維横断面積は対照群より有意に低値であったが,この2群間では電気刺激群が不動群より有意に高値であった.また,電気刺激群の筋核数は不動群よりも有意に高値で,対照群との有意差を認めなかった.さらに,電気刺激群のマクロファージ数や線維化関連分子のmRNA発現量,コラーゲン含有量は不動群よりも有意に低値であり,対照群との有意差を認めなかった.以上のことから,電気刺激療法による筋収縮運動には筋線維萎縮と線維化の発生を抑制する効果があり,このことが足関節背屈可動域制限の進行抑制効果につながったと推察される.つまり,電気刺激療法による筋収縮運動は筋性拘縮の予防戦略として有用であることが示唆された.本年度は「不動化した骨格筋におけるマクロファージ集積の分子機構の解明」を主目的として掲げ,不動化した骨格筋における筋線維萎縮の発生に筋核数の減少が関与しているのか,また,このことが先行研究で明らかにしているマクロファージ集積と関連しているのかを検討した.実験動物には8週齢のWistar系雄性ラット20匹を用い,両側足関節を最大底屈位にてギプスで1,2週間不動化する不動群(各5匹)と同週齢まで通常飼育する対照群(各5匹)に分けた.各不動期間終了後は各ラットの両側ヒラメ筋を採取し,これらの筋試料から凍結横断切片を作製した.そして,抗ジストロフィン抗体に対する免疫組織化学染色ならびに核染色を施し,各筋試料につき100本以上の筋線維について横断面積と筋核数を計測した.加えて,各筋線維について横断面積を筋核数で除したデータを1つの筋核が制御する細胞質領域,すなわち筋核ドメインと規定し,上記と同様に100本以上の筋線維について算出した.その結果,不動群の筋線維横断面積は不動1,2週とも対照群より有意に低値を示し,不動期間で比較すると不動2週は不動1週より有意に低値を示した.また,不動群の筋核数は不動1週で対照群より有意に低値を示したが,不動期間による有意差は認められなかった.加えて,不動群の筋核ドメインは不動1週では対照群と有意差を認めなかったが,不動2週では対照群より有意に低値を示した.つまり,不動1週での筋線維萎縮には筋核数の減少が直接的に影響し,不動2週での筋線維萎縮の進行には,このことに加え,筋構成タンパク質の分解亢進が影響していると推察される.さらに本年度の検索結果と自験例における先行研究の結果を統合すると,不動1週でのマクロファージの集積は筋核が制御していた細胞質領域を貪食するためと考えられ,このことが発端となって線維化発生の分子機構が活性化するのではないかと予想している.本年度は「不動化した骨格筋におけるマクロファージ集積の分子機構の解明」という研究目的を基盤に計画を進めてきた.その結果,筋性拘縮の主要な病態であるマクロファージの集積に筋核数の減少に伴う筋線維萎縮が関与している可能性が見出された.つまり,これらの成果から本年度の研究目的は概ね達成されていると考えられ,本研究課題は当初の計画通りに進展している.本年度は「不動化した骨格筋におけるマクロファージ集積の分子機構の解明」を主目的として掲げ,まずマクロファージ集積において主要な役割を担うとされるmonocyte chemotactic protein-1(MCP-1)の動態を検索した.次に,前年度に明らかにした不動化した骨格筋における筋核数の減少に筋核のアポトーシスが関与しているか否かを検索し,これらの変化とマクロファージ集積の関連性を検討した.具体的には,実験動物に8週齢のWistar系雄性ラット20匹を用い,両側足関節を最大底屈位で1,2週間ギプスで不動化する不動群(各5匹,計10匹)と同期間,通常飼育する対照群(各5匹,計10匹)に振り分けた.そして,各不動期間終了後は各ラットの両側ヒラメ筋を採取し,左側試料はreal-time RT-PCR法に供し,MCP-1のmRNA発現量を定量した.また,右側試料から作製した凍結横断切片には筋細胞膜を可視化する目的でジストロフィンに対する蛍光免疫染色,アポトーシス細胞を同定する目的でTdT-mediated dUTP nickend labeling(TUNEL)染色,核を可視化する目的でDAPI染色を施し,そのMerge画像から筋核100個あたりのTUNEL陽性細胞数を計測し,筋核におけるアポトーシスの発生状況を評価した.

その結果,不動群のMCP-1 mRNA発現量とTUNEL陽性細胞数は不動1,2週とも対照群より有意に高値を示したが,不動期間の違いによる有意差は認められなかった.すなわち,これまでの結果と本年度の成果をまとめると,不動に曝された骨格筋では筋核にアポトーシスが誘導され,これを契機としてマクロファージが集積すると推測できる.そして,このことを発端として線維化関連分子が賦活化し,線維化が惹起されることが筋性拘縮の発生に関わる分子機構の一端を担っていると推察される.本年度は「不動化した骨格筋におけるマクロファージ集積の分子機構の解明」という研究目的を基盤に計画を進めてきた.その結果,筋性拘縮の主要な病態であるマクロファージ集積に筋核のアポトーシスが関与している可能性が見出された.つまり,これらの成果から本年度の研究目的はおおむね達成されていると考えられ,本研究課題は当初の計画通りに進展している.筋性拘縮の主要な病態はコラーゲンの過剰増生に伴う骨格筋の線維化であることが明らかになっており,これまでの自験例から,その発生メカニズムの上流には筋核のアポトーシスを発端としたマクロファージの集積ならびにそれに伴う筋線維萎縮の発生が関与することが予想されている.つまり,このメカニズムを踏まえると,筋性拘縮を予防するためには筋線維萎縮の発生を抑制できる介入戦略が不可欠といえ,電気刺激療法は骨格筋に筋収縮運動が誘発できることから,有効な介入戦略になると推測される.そこで,本研究ではラット足関節を2週間底屈位で不動化することで惹起されるヒラメ筋の筋性拘縮に対する電気刺激療法を用いた筋収縮運動の効果を検討した.その結果,不動処置のみの群(不動群)と不動の過程で電気刺激療法による筋収縮運動を負荷した群(電気刺激群)の足関節背屈可動域と筋線維横断面積は対照群より有意に低値であったが,この2群間では電気刺激群が不動群より有意に高値であった.また,電気刺激群の筋核数は不動群よりも有意に高値で,対照群との有意差を認めなかった.さらに,電気刺激群のマクロファージ数や線維化関連分子のmRNA発現量,コラーゲン含有量は不動群よりも有意に低値であり,対照群との有意差を認めなかった.以上のことから,電気刺激療法による筋収縮運動には筋線維萎縮と線維化の発生を抑制する効果があり,このことが足関節背屈可動域制限の進行抑制効果につながったと推察される.つまり,電気刺激療法による筋収縮運動は筋性拘縮の予防戦略として有用であることが示唆された.本年度の研究成果から,不動に伴う骨格筋内のマクロファージ集積に関する分子機構には骨格筋における筋核数の減少が関与している可能性が見いだされた.そこで,次年度は不動化した骨格筋の一部から作製した凍結横断切片にTUNEL染色を施し,筋核におけるアポトーシスの発生状況を評価する.さらに,一部の不動化した骨格筋は生化学的手法あるいは分子生物学的手法に供し,筋核のアポトーシスの誘導に関与するcaspase-3や単球類の走化性を活性化するMCP-1の発現状況を検索する.そして,これらの結果と前年度の結果を統合し,筋性拘縮の発生に関わる分子機構の解明を目指す.本年度の研究成果から,不動に伴う骨格筋内のマクロファージ集積に関する分子機構には筋核のアポトーシスが関与している可能性が見出された.そこで,次年度は不動化した骨格筋の一部を生化学的手法に供し,筋核のアポトーシスの誘導に関与するcaspase-3の発現状況を検索する.そして,これまでの標的分子と併せて,不動1,3,5日での動態変化を縦断的に検索し,マクロファージ集積の分子機構の解明を目指す.さらに,これらの標的分子をパラメータとして用い,筋性拘縮の発生予防対策としての電気刺激療法の生物学的効果を検証する.