hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
ダイオキシンによる食品汚染(とくに鶏肉, 鶏卵)の実態とその原因究明

特殊な職場,事故に関わらないかぎり,ダイオキシンの人体への主な取りこみ経路は食品と考えられる.本研究では, 1986年の夏の分析に引きつづき,再度,標準食分析を行い,更に,ダイオキシンの重要な給源である鶏肉鶏卵についても検討した.試料は,市内7ケ所のマーケットで7日分(21食)を食品を購入し,これらを8食品群に分け分析を行った.以下本研究で得られた知見を列記する.1.全ての食品群からダイオキシンが検出され,その濃度範囲は, 0.7860ppt,ジベンゾフランでは,米,小麦,魚介類から検出され, 0.751.8pptのレベルであった.2.1日摂取量は,ダイオキシンで9500pg,ジベンゾフランで, 480pgであった.3.2378-TCDD毒性等量換算すると, 1日摂取量は75pgとなり,体重50kgの人に換算すると1.5pg/kg/日となり,この値は,暫定的に定められた2378-TCDDの1日摂取許容量15pg/kg/日とほぼ同レベルであった. DDT, PCBにおいては,使用当時においても1日摂取量は, 1日摂取許容量の1/100程度であったことにくらべ,ダイオキシン染染の実態はかなり深刻な状況にあると考えられる.4.ダイオキシン摂取量の中で最も大きい給源は野菜類であった.このことは,日本の田畑が除草剤中の不純物ダイオキシンで汚染されていることと関係があるのかもしれない.5.67塩素化ダイオキシンの主な給源は鶏肉,鶏卵である.その原因は配合飼料であったが,構成成分分析の結果,添加物である動物性油脂剤が原因かもしれない.以上の知見から,人体残留ダイオキシンはそのほとんどが食品由来であると決論した.特殊な職場,事故に関わらないかぎり,ダイオキシンの人体への主な取りこみ経路は食品と考えられる.本研究では, 1986年の夏の分析に引きつづき,再度,標準食分析を行い,更に,ダイオキシンの重要な給源である鶏肉鶏卵についても検討した.試料は,市内7ケ所のマーケットで7日分(21食)を食品を購入し,これらを8食品群に分け分析を行った.以下本研究で得られた知見を列記する.1.全ての食品群からダイオキシンが検出され,その濃度範囲は, 0.7860ppt,ジベンゾフランでは,米,小麦,魚介類から検出され, 0.751.8pptのレベルであった.2.1日摂取量は,ダイオキシンで9500pg,ジベンゾフランで, 480pgであった.3.2378-TCDD毒性等量換算すると, 1日摂取量は75pgとなり,体重50kgの人に換算すると1.5pg/kg/日となり,この値は,暫定的に定められた2378-TCDDの1日摂取許容量15pg/kg/日とほぼ同レベルであった. DDT, PCBにおいては,使用当時においても1日摂取量は, 1日摂取許容量の1/100程度であったことにくらべ,ダイオキシン染染の実態はかなり深刻な状況にあると考えられる.4.ダイオキシン摂取量の中で最も大きい給源は野菜類であった.このことは,日本の田畑が除草剤中の不純物ダイオキシンで汚染されていることと関係があるのかもしれない.5.67塩素化ダイオキシンの主な給源は鶏肉,鶏卵である.その原因は配合飼料であったが,構成成分分析の結果,添加物である動物性油脂剤が原因かもしれない.以上の知見から,人体残留ダイオキシンはそのほとんどが食品由来であると決論した.
地震前駆電磁放射観測による巨大地震直前震央予知とその警報判定システムの研究

1.現在までの背景電気通信大学は、1980年以来東大地震研等と共同で、関東地方に7ケ所の観測点を設置し、地震直前に観測される自然電磁界強度増加を、混信の最も少ない82kHzの窓周波数帯で観測して居る。多点同時観測網は人工雑音の除去と、震央の予知を行うためで現在は長波帯に加えて更に電磁界干渉の少ない周波数帯の1.5kHz、36Hz帯の観測も開始した。現在までに11例の地震直前の電磁界強度の増加を観測し、1例の震央の位置予知に成功した。いずれもM>6である。2.今年度の成果多点観測網のためには、各観測点をテレメータ回線で結び、データを同時観測し、各点の相互相関を求め予知と震央の方向探知を行ない、極めて短時間のうちに警報発令等の判定を行う必要がある。従来は事後に磁気テープによる判定を行うのみであったが、今年度の科研費により、杉戸、大島、菅平の3観測点にコンピュータとモデムを設置し、データを公衆電話回線を通じて、調布市の電通大構内の主コンピュータに直接オンライン伝送する方式を開発した。同時に混信除去とより正確なソフトウエアの開発と改良、試作に成果を得た。特に注目すべき点は、モデム自身に誤り訂正機能を持たせ、伝送誤りを極力低くし、調布側からのホストコンピューターによる観測点の制御を可能としている。本科研費により調布の観測センターに高速パソコンと40メガバイトのメモリーを購入し、各観測点のデータの相関と、定期的なストリーマーによって各点のバックアップをとり、データの長期的保存にはDATによるマス・ストレージを可能とした。一方地震直前の電磁放射機構の解明のため、名大における岩石破砕実験により放射を確認した。3.今後の予定次年度は本科研費により開発したシステムを他地点にも拡張し、リアルタイムデータ収集によるより正確な、震央予知を含む地震直前予知を可能とし、発生機構研究も完成する事を計画している。
プロN-C軸不斉型配位子の合成と触媒的不斉合成への応用

申請者のN-Ar軸を基盤にした有機合成化学に関する研究の一貫として、N-Ar疑似不斉型光学活性配位子配位子の開発及びそれを用いた触蝶的不斉反応への応用を行ったので報告する。我々の配位子デザインは以下のようである。配位子(S)-N-[2-(Diphenylphosphino)naphthyl]-2-(pyrrolidinylmethyl)piperidineはN-Ar軸に起因する2種のジアステレオマーの存在が考えられる。しかし、そのN-Ar軸が自由回転可能であり、かつ近傍の不斉を反映して金属との錯体形成が起これば,N-Ar軸に起因するジアステレオマー錯体の一方が選択的に生成するものと期待される.そして,選択的に生成したジアステレオマー錯体は,安定化された軸不斉を有していると考えられ,有効な不斉場を提供するものと期待される。実際、目的とする配位子を合成したところ、N-Ar軸不斉に起因するジアステレオマーは確認できず,金属に配位していない状態においてそれらのN-Ar軸はアキラルであることが示唆された.次に、合成した配位子の評価を行うために、標準的なPd触媒不斉アリル化反応を行ったところ、y.98%及び99%eeという高結果を得た。さらに、1-phenyl-3-trimethylsilyl-2-propen-1-yl acetateの位置選択的不斉アリル化反応においては,代表的なPfaltz ligandやTrost ligandより良い結果を得た。従来の強固なC-C軸不斉を持つ配位子ではなく、柔軟な軸、つまり、プロN-C軸不斉を持つ新規不斉配位子1-[2-(diarylphosphino)-1-naphthyl)]-(2S)-(pyrrolidinylmethyl)pyrrolidine(1)の合成及びその配位子による特徴ある不斉触媒反応の実現を目的とした.1のN-C軸が基底状態で自由回転していても,金属との錯体形成時に安定なN-C軸不斉が生じるなら,1は有効な不斉場を与えるものと考えた。つまり,1は金属との錯形成時に,(2S)-pyrrolidinylmethyl基の不斉を反映してN-C軸に起因するジアステレオマーの一方が優位に生成するものと考えられる.そして,優位に生成したジアステレオマーは安定化された軸不斉を有していると考えられ,リン上の二つのアリール基はその軸不斉を反映し,edge-face配置することが期待される.実際,1を配位子として用い,パラジウム触媒存在下,1,3-diphenyl-2-propenyl acetateのdimethyl malonateによる不斉アリル位アルキル化反応を行ったところ,最高95%の不斉収率で目的の反応が進行することが分かった.申請者のN-Ar軸を基盤にした有機合成化学に関する研究の一貫として、N-Ar疑似不斉型光学活性配位子配位子の開発及びそれを用いた触蝶的不斉反応への応用を行ったので報告する。
心筋症ハムスター(Bio 14.6)による心筋症の病態解明

1.心筋症ハムスター(Bio 14.6)に^<125>I-MIBG投与し、心筋摂取率の経時的変化を検討した。投与4時間後における心筋摂取率は、対照群ハムスターに比較して有意に低値を示したが、特に投与後1時間迄における急速な洗い出し亢進が顕著であった。この現象は心筋症における交感神経機能障害のメカニズムを検討する上で有用であった。2.心筋症ハムスター(Bio 14.6)にCoenzyme Q10を投与して^<125>I-BMIPPの心筋摂取率を計測したが、Coenzyme Q10を投与しなかった群に較べ有意の上昇はみられなかった。3.心筋症ハムスターにGd-^<14>C-DTPAを投与して心筋のオートラジオグラムを作成し、Gd-^<14>C-DTPA異常集積部位における組織像を検討した。月齢が増すに従い、左室心筋は肥厚し重量も増加し、組織学的には血管増生に富んだ肉芽組織や、間質の線維化が多くみられるようになった。線維化組織ではGd-^<14>C-DTPAの集積亢進を認め、血管増生や炎症細胞浸潤がみられ、コラーゲン線維の少ないほどGd-^<14>C-DTPAの集積が高いことが確かめられた。4.心筋症ハムスターにGd-DTPAを投与し、摘出した心臓にてMR像を撮像した。月齢3カ月前後では左室心筋全体に強い濃染をみたが、6カ月前後となると異常濃染部と非濃染部との不均一性が顕著となった。さらに10-12カ月になると左室心筋の濃染は全般に低下し不均一性も減少した。5.心筋症ハムスターにおける心筋の^1Hスペクトロスコピーを求め、正常ハムスターに較べてphosphocreatinineに対するtaurineの比が有意に高値を示し、phosphocreatinineに対するcarnitineの比は、心不全期になると低値を示すことを確認した。1)心筋症ハムスター(Biお14.6)に対し交感神経機能を評価する薬剤であるI^<125>-MIBG投与し、心筋摂取率の経時的変化を検討した。投与4時間後における心筋摂取率は、対照群ハムスターに比較して有意に低値を示したが、特に投与後1時間迄における急速な洗い出し冗進が顕著であった。この現象は、我々が先に人拡張型心筋症を対象として行った臨床試験より得られた知見と同等のものであった。このことより心筋症においては、組織の変性や線維化などによりI^<125>-MIBGの交感神経ニューロン内への集積が減少し、ニューロン外への非特異的集積が増加していることを示唆しており、心筋症における交感神経機能障害の病態解明に有益な情報が得られた。2)人心筋症では心筋肥大部における脂肪酸代謝に障害のあることが知られている。その中には、遺伝子の欠損により心筋細胞のミトコンドリアの機能に障害があり、そのため脂肪酸代謝障害を有するものがあることも報告されている。またそのような症例に、心筋の脂肪酸代謝を賦活する働きを有するCoenzyme Q10を投与したところ脂肪酸代謝の改善かみられたとの報告がある。

そこで心筋症ハムスター(Bio 14,6)にCoenzyme Q10を投与して心筋の脂肪酸代謝を調べる薬剤であるI^<125>-BMIPPの心筋摂取率を計測したが、Coenzyme QIOを投与しなかった群に鮫べ有意の上昇はみられなかった。このことよりCoenzyme QIOは心筋症ハムスターにおける心筋脂肪酸代謝改善に効果を有しないことが示された。これは心筋症ハムスターにおける脂肪酸代謝障害が、人の遺伝性心筋症における脂肪酸代謝障害と異なる機序を有していることを示唆しているものと考えられた。1)心筋症ハムスターにGd-^<14>C-DTPAを投与し心筋のオートラジオグラムを作成し、Gd-^<14>C-DTPA異常集積部位における組織像を検討した。月齢3カ月、6カ月、10-12カ月の心筋症ハムスター、それぞれ5匹ずつ用いて病理学的検討を行ったが、月齢が3カ月から6カ月さらに10-12カ月と増すに従い、左室心筋は肥厚し重量も有意に増加し、組織学的には血管増生に富んだ肉芽組織や、間質の線維化が多くみられるようになった。各月齢のハムスターのうち1-2匹にGd-^<14>C-DTPAを投与してオートラジオグラムを作成し、対応する病理組織像と比較検討したが、肉芽組織や線維化の部位にはGd-^<14>C-DTPAの集積の強い傾向が認められた。特に血管増生の著しい肉芽組織において集積が強いように思われた。2)種々の月齢の心筋症ハムスターおよび対照群ハムスターにGd-DTPAを投与し、5分後に心臓を摘出してT1強調MR像を撮像した。対照群に比し、月齢3カ月前後では左室心筋全体に強い濃染をみたが、6カ月前後になると異常濃染部と濃染されない部分との不均一性が顕著となった。さらに10-12カ月となると左室心筋の濃染は全般に低下し不均一性も減少した。これらの結果を前述のオートラジオグラム所見と比較すると、月齢6カ月以降にみられる異常濃染部や不均一濃染像は、組織学的に肉芽組織や線維化の増生により招来されたものと推測される。3)月齢6カ月以降の心筋症ハムスターにおいて、125I-MIBG心筋集積の早期洗い出し亢進の強い傾向がみられた。4)これらの実験結果は、人家族性心筋症における左室心筋MR像の経過と非常に良く一致し、人心筋症における病理組織像の経時的変化を、MR像や123J-MIBG心筋シンチグラムより推測する上で有用と考えられた。1)正常ハムスター(FIB)6匹と、心筋症ハムスター(Bio 14.6)10匹の心筋を摘出して凍結乾燥し、0.3Mのperchloric acidの中ですりつぶして上清を採取し、270MHzの^1H-NMRスペクトロスコピー装置(JEOLGX-270)にて^1Hスペクトロスコピーを求めた。phosphocreatinineに対するtaurineの比は、正常ハムスターに較べ心筋症ハムスターで有意に高値を示した。またphosphocreatinineに対するcarnitineの比は、心筋症ハムスターのなかでも心不全期になると肥大期に較べ有意に低値を示した。これらの結果は心筋症ハムスターを用いて生化学的方法にて得られた従来の報告と一致した。心筋症ハムスターにおけるtaurineの高値は心筋肥大に関連し、不全期におけるcarnitineの低値は、心筋収縮能低下の一要因になっている可能性が示唆された。2)心筋症ハムスターにGd-^<14>C-DTPAを投与して心筋のオートラジオグラムを作成し、Gd-^<14>C-DTPA集積の定量的評価を行い、心筋線維化との関連性について検討した。心筋の線維化を炎症細胞、コラーゲン線維、血管増生の程度などより三段階に分類した。
食欲・消化に関わる内分泌因子を指標に用いた低魚粉飼料の摂餌量の改善

摂餌量を増加させるために不可欠な「摂餌刺激物質」と「消化促進物質」を視床下部npy(食欲亢進ホルモン)と消化管(幽門垂・前腸)cck(消化促進ホルモン)を指標として検索を試みた。本年度は4つの旨味成分に対するnpyとcckの応答を確認した。旨味物質にはイノシン酸ナトリウム、グルタミン酸ナトリウム,グアニル酸ナトリウム,コハク酸ナトリウムを用いた。これら4つの旨味物質(5 mmol)と濃縮大豆タンパク質(10 g)を100 mLのリン酸緩衝液に溶解した。溶解液を経口投与し、事前試験の結果に基づき、投与40分後に脳、幽門垂の採取を行い、qPCRで遺伝子発現量を測定した。視床下部(食欲中枢)npyは、グアニル酸投与区でPBS投与区に対して有意に高い値を示した。幽門垂cckは、グアニル酸ナトリウム,コハク酸ナトリウムによって増加が見られた。追加試験として、上記4つの旨味成分を5 mmol/100 mL(海水)で飼育水中に添加し、10分後に脳の採取を行い、qPCRで遺伝子発現量を測定した。視床下部npyは、コハク酸ナトリウム添加区で最も高く、次いでイノシン酸ナトリウム添加区で高かった。これらのことから、グルタミン酸ナトリウム以外の3種の旨味物質が食欲向上に有効と考えられた。予備的な摂餌試験においてもそれをサポートする結果が得られつつある。昨年度、試験に使用するブリの稚魚(モジャコ)が不漁であり、研究室への入荷が大幅に遅れた。そのため、試験開始が遅れるとともに、試験に適したサイズになるまで時間を要した。そのため、計画がやや後ろにスライドしてしまった。H30年度はこのような事が無いように、天然から人工に種苗を変更した。旨味成分に対する食欲亢進ホルモン(npy)の応答は、予定通りの進んでおり、さらに嗅覚を介した食欲刺激についても検討できた。アミノ酸に対する食欲亢進ホルモン(npy)と消化促進ホルモン(cck)の応答は現在、実行中であり、H30年度には計画通りに試験を行う予定である。H30年度には有望な旨味物質とアミノ酸の複合投与を行い、食欲亢進ホルモンと消化促進ホルモンを最も誘導する組み合わせを同定する。ホルモン応答が食欲を反映するかどうか、無魚粉もしくは低魚粉試験に対して物質を添加し、摂餌量を観察する。
髄液中エクソソームのmicroRNA解析によるグリオーマ新規診断マーカーの開発

本研究の目的は、脳脊髄液中に含まれるエクソソーム内のmicroRNAプロファイリングと新たな診断マーカーや治療効果判定法の開発である。膠芽腫患者5例と非腫瘍(正常圧水頭症)患者3例より脳脊髄液を採取し、マイクロアレイにて2006個のmicroRNAの発現を網羅的に解析した。非腫瘍患者と比較して膠芽腫患者の脳脊髄液中で有意に発現異常を示したmicroRNAは107個(上昇57個,低下50個)であり、グリオーマ幹細胞培養液中の解析結果と共通して有意な発現異常を示したグリオーマ幹細胞特異的miRNAは3個(上昇:miR-451b、低下:miR-550a-5p、miR-652-5p)であった。本研究は、脳脊髄液中に含まれるエクソソーム内のmicroRNAプロファイリングを行い、新たな診断マーカーや治療効果判定法の開発を目的としている。以下、2015年度の研究計画に沿って本年度の研究進渉状況および研究成果について記載する。まず、脳脊髄液中に含まれるエクソソーム内のmicroRNAプロファイリングを行うため、当院倫理委員会の承認の下、同意を得た膠芽腫患者5例(うち3例は髄液播種陽性例)とコントロールとして非腫瘍患者(正常圧水頭症患者)3例より脳脊髄液を採取した。引き続いて、採取した脳脊髄液中に含まれるエクソソームを単離し、RNA分画を抽出してマイクロアレイにて2,006個のmicroRNAの発現を網羅的に解析した。さらに、これらの結果を膠芽腫とコントロール、髄液播種の有り無しなどの群に分け、特徴的な発現を示す数種類のmicroRNAを同定した。しかし、これらは血清中に含まれるエクソソーム内のmicroRNAプロファイリング結果とは異なっており、さらなる検討が必要と考えられる。今後は、臨床経過や病理学的所見に対応した詳細な発現解析を行う予定である。また、グリオーマ幹細胞培養液に含まれるエクソソーム内のmicroRNAプロファイリングの結果を参照し、共通して特異的な発現を認めたmicroRNA(グリオーマ幹細胞特異的microRNA)の性状解析を行い、新たな治療法としての可能性についても検討することも予定している。今回の網羅的解析によって、発現異常を示した数種類のmicroRNAを同定することが可能であったが、臨床検体(脳脊髄液)の収集に時間を要したため、臨床経過や病理学的所見に対応した詳細な発現解析が今年度中に間に合わなかった。それにより、特異的発現を認めたmicroRNAの性状解析を今年度中に行うことができなかったが、来年度中に実施予定である。まず、脳脊髄液中に含まれるエクソソーム内のmicroRNAプロファイリングを行うため、当院倫理委員会の承認の下、同意を得た膠芽腫患者5例とコントロールとして非腫瘍(正常圧水頭症)患者3例より脳脊髄液を採取した。引き続いて、採取した脳脊髄液中に含まれるエクソソームを単離し、small RNA分画を抽出してマイクロアレイにて2006個のmicroRNAの発現を網羅的に解析した。これまでに我々は、NSCと比較してグリオーマ幹細胞培養液中に含まれるエクソソーム内のmicroRNAプロファイリングを済ませており、有意に発現異常を示したmiRNAは211個(上昇77個,低下134個))同定している。そして、それらをグリオーマ幹細胞特異的microRNAと呼称している。今回、膠芽腫患者の脳脊髄液中で非腫瘍患者と比較して膠芽腫患者の有意に発現異常を示したmiRNAは107個(上昇57個,低下50個)であり、グリオーマ幹細胞培養液中で共通して有意な発現異常を示したグリオーマ幹細胞特異的miRNAは3個であった。上昇したmicroRNAはmiR-451bで、低下したmicroRNAはmiR-550a-5pおよびmiR-652-5pであった。すでに、miR-451はグリオーマに関連するmicroRNAと報告されており、一部の性状解析は解明されているが、腫瘍マーカーとしての意義は未解明のままである。しかし、定期的な脳脊髄液の採取は侵襲的であり、臨床現場の状況を考慮すると、miR-451を腫瘍マーカーとしてモニタリングする方法は困難と考えられた。血清サンプルを用いたグリオーマ幹細胞特異的microRNAの同定も進めているので、それらの結果とも照らし合わせて、新たな診断マーカーや治療効果判定法となり得るmicroRNAを検索したい。医歯薬学
補体レクチン経路は第二経路の活性化に関与する

本研究は、当研究室で確立されたレクチン経路欠損マウスを用いて、補体レクチン経路と第2経路の関連の解明を目指すものである。その機能が不確定なMASP-1に関して、第2経路のD因子の活性化に必須の因子であることを、MASP1/3欠損マウスを用いて明らかにした(J Exp Med. 207(1): 29-37, 2010)。さらに、その機能の明らかでないMASP-3についても組換え体蛋白を作製した。組換え体MASP-3は、未活性型であり、その活性化には、マウスMBL-Aがぶどう球菌を認識することが必要であることが判明した。また、同時にMASP-3が第二経路のD因子とB因子の活性化に関与していることを明らかにした(J Immunol. 187 : 3751-8. 2012)。これらの結果から、MASP-1/3はレクチン経路だけでなく、第二経路の活性化に関与し、自然免疫の中心的役割を果たしていることが示された。本研究は、補体レクチン経路の活性化機構と第2経路の関連を明らかにすることを目的として、当研究室で確立されたレクチン経路欠損マウスなどを用いて、レクチン経路活性化の分子基盤の解明を目指すものである。本年度は、その機能が不確定なMASP-1に関して、第2経路のD因子の活性化に必須の因子であることを、MASP欠損マウスを用いて明らかにした。このことは、補体レクチン経路と第2経路が密接に関連し、MASP-1が補体系の中で重要な役割を果たしていることを示した。このデータは,国際学会に発表するとともに、論文をして公表した(J Exp Med. 207 (1) : 29-37, 2010)。次に,その活性化の機構が不明であるMASP-3に関しても、MBLがぶどう球菌を認識すると活性化が起こることが判明した(投稿準備中)。また、MASP-3に関しても、MASP-1と同様に、第2経路のD因子の活性化に関与していることが明になった。さらに、本年度は,補体レクチン経路と凝固系とのクロストークについて研究を行い、凝固が補体レクチン経路の活性を増強しているという結果が得られた(。無脊椎動物における生体防御が、凝固系と関連していることを考慮に入れると、補体レクチン経路は、凝固系とともに自然免疫の中心として機能してきたと思われる。このデータは,国際学会に発表するとともに、論文をして公表した(J Innate Immun. 2 : 33-42, 2010)。昨年度までに、その機能が不確定なMASP-1の機能に関して、MASP欠損マウスに組換え体蛋白を補充する再構成実験により、第二経路のD因子の活性に必須の因子であることを証明した(J Exp Med. 207 : 29-37, 2010)。本年度は同様に、その機能の明らかでないMASP-3について組換え体蛋白を作製し、その機能を明らかにした。まず、MASP-3の組換え体蛋白を作成すると、他のMASPと異なり、未活性型のMASP-3が得られた。その活性化には、未活性型のMASP-3が結合したマウスMBL-Aがぶどう球菌を認識することが必要であることが判明した。また、同時にMASP-3が第二経路のD因子の活性化に関与していることを明らかにした。これらの結果はJ Immunolに投稿中である。また、本年度は、他のグループとの共同研究で、補体レクチン経路に関する重要な論文を発表することができた。すなわち、コラーゲン誘発関節炎においても、その発症にMASPが必須であることを解明するとともに(J Immunol)、自己免疫性関節炎における補体の役割について明らかにした(J Exp Med)。一方、MASP欠損マウスにおいては、凝固系の働きが低下しており、補体系と凝固系のクロストークについても報告した(Immunobiology)。

本研究は、補体レクチン経路の活性化機構と第2経路の関連を明らかにすることを目的として、当研究室で確立されたレクチン経路欠損マウスなどを用いて、レクチン経路活性化の分子基盤の解明を目指すものである。昨年度:までに、その機能が不確定なMASP-1の機能に関して、MASP欠損マウスに組換え体蛋白を補充する再構成実験により、第二経路のD因子の活性に必須の因子であることを証明した(J Exp Med.207:29-37,2010)本年度は、昨年度に引き続き、その機能の明らかでないMASP-3について組換え体蛋白を作製し、その機能を明らかにした。まず、MASP3の組換え体蛋白を作成すると、他のMASPと異なり、未活性型のMASP-3が得られた。その活性化には、未活性型のMASP-3が結合したマウスMBLAがぶどう球菌を認識することが必要であることが判明した。また、同時にMASP・3が第二経路のD因子とB因子の活性化に関与していることを明らかにした(J Immunol.187:3751-8.2012)。これらの結果は、MASP-1/3が第二経路の活性化の初期の段階で関与していることを示し、レクチン経路は、第二経路の初期活性化に関与し、自然免疫の中心的役割を果たしていることが示された。また、本年度は、他のグループとの共同研究で、補体レクチン経路に関する重要な論文を発表することができた。すなわち、マウス再還流モデルの組織障害に関しても、その発症に漁SP-2が必須であることを示した(Proc Natl Acad Sci USA.108:7523-8,2011)。一方、レクチン経路欠損マウス(MBLおよびMASP欠損マウスにおいては、血栓形成にレクチン経路、特にMASP-1が重要な役割を果たしていることが示された(J Immunol.188:885-91,2012)
尿中ミトコンドリアタンパク質に着目した糖尿病性腎症の早期診断法の開発

わが国の新規透析導入の原疾患第1位は、糖尿病性腎症である。現在の腎症診断の指標として「尿中アルブミン測定」と「糸球体濾過量(GFR)」が用いられているが、両指標異常が認められない腎機能低下例が報告されている。「腎症発症前の(腎症前期)糖尿病」における腎症の早期診断法の確立が時勢の急務と考える。腎症発症前の糖尿病ラットの腎皮質において、酸化ストレスマーカーの3-nitrotyrosine生成亢進とミトコンドリアのニトロ化タンパク質同定により、ミトコンドリアは酸化ストレス障害を受けていることを示した。損傷ミトコンドリア蓄積は、細胞障害の原因となる可能性があり、腎機能障害を防ぐためには、損傷ミトコンドリアを分解・除去しなければならない。腎症発症前の糖尿病ラットの腎皮質において、損傷ミトコンドリアを選択的に分解・除去するマイトファジーの誘導とミトコンドリアタンパク質が尿中に排泄(プロテオーム解析)されることを示した。本研究の目的は、糖尿病性腎症の早期診断マーカーとしての尿中ミトコンドリアタンパク質排泄メカニズムを検証し、尿中ミトコンドリアタンパク質による診断法の確立することである。本年度は以下の結果を得た。1)尿中ミトコンドリアタンパク質排泄メカニズム検証の一環として、腎症発症前の糖尿病ラット腎皮質で、ミトコンドリアの融合・分裂(ミトコンドリアダイナミクス)の機能評価を行った。ミトコンドリア融合の変化は観られなかったが、ミトコンドリア分裂は、糖尿病ラットで有意に上昇し、腎保護薬(酸化ストレス抑制)投与により抑制傾向が示された。2)尿中ミトコンドリアタンパク質検出法確立の一環として、検出感度を上げるため、尿濃縮法の検討を行った。限外濾過法を用いた尿濃縮法を確立した。2018年度に想定した研究目的の進捗状況は、おおむね順調に進展している。1)尿中ミトコンドリアタンパク質排泄メカニズム検証:ミトコンドリアの融合・分裂(ミトコンドリアダイナミクス)機能としてミトコンドリアの融合因子(Mfn2)と分裂因子(Drp1)発現を評価した。腎皮質Mfn2発現は群間で差はなかったが、腎皮質Drp1発現は、糖尿病群で対照群と比較して高値を示した。この増加は、腎保護薬(酸化ストレス抑制)投与によって抑制傾向が示された。慢性糖尿病性腎症でのミトコンドリア分裂が亢進することは知られているが、腎症発症前の初期糖尿病の腎皮質で既にミトコンドリア分裂が亢進することが示された。この現象は、ミトコンドリア品質管理機構のマイトファジーとの連動に重要と考えられる。2)尿中ミトコンドリアタンパク質検出法確立:検出感度を上げるため、限外濾過法を用いた尿濃縮法を確立した。患者尿での検証準備は進んでいる。以上の成果を踏まえ、研究計画はおおむね順調に進展していると評価できる。2019年度は以下の検討を行う予定である。1)ミトコンドリアとリソゾームの機能確認マイトファジーは、オートファゴソームが形成されリソゾームと融合し、消化酵素によって分解される。腎症発症前の糖尿病の腎臓でのリソゾームの機能を確認する。2)患者尿中ミトコンドリアタンパク質解析対照患者群、測定項目を検討し、臨床研究申請書を作成し、北里大学と関連施設の研究倫理審査委員会への臨床研究申請を行う。同定されたミトコンドリアタンパク質解析を行う。

1)尿中ミトコンドリアタンパク質排泄メカニズム検証:ミトコンドリアの融合・分裂(ミトコンドリアダイナミクス)機能としてミトコンドリアの融合因子(Mfn2)と分裂因子(Drp1)発現を評価した。腎皮質Mfn2発現は群間で差はなかったが、腎皮質Drp1発現は、糖尿病群で対照群と比較して高値を示した。この増加は、腎保護薬(酸化ストレス抑制)投与によって抑制傾向が示された。慢性糖尿病性腎症でのミトコンドリア分裂が亢進することは知られているが、腎症発症前の初期糖尿病の腎皮質で既にミトコンドリア分裂が亢進することが示された。この現象は、ミトコンドリア品質管理機構のマイトファジーとの連動に重要と考えられる。2)尿中ミトコンドリアタンパク質検出法確立:検出感度を上げるため、限外濾過法を用いた尿濃縮法を確立した。患者尿での検証準備は進んでいる。以上の成果を踏まえ、研究計画はおおむね順調に進展していると評価できる。2019年度は以下の検討を行う予定である。1)ミトコンドリアとリソゾームの機能確認マイトファジーは、オートファゴソームが形成されリソゾームと融合し、消化酵素によって分解される。腎症発症前の糖尿病の腎臓でのリソゾームの機能を確認する。2)患者尿中ミトコンドリアタンパク質解析対照患者群、測定項目を検討し、臨床研究申請書を作成し、北里大学と関連施設の研究倫理審査委員会への臨床研究申請を行う。同定されたミトコンドリアタンパク質解析を行う。効率よく実験が進行したため抗体等の試薬購入を抑えることができた。また、2019年度は患者尿中ミトコンドリアタンパク質解析を行うため、使用額が計画を超える可能性があることから、次年度への使用額を繰り越した。2019年度の患者尿中ミトコンドリアタンパク質解析、ヒト腎近位尿細管細胞培養実験に、次年度使用額(141,063円)を追加する。
有機ラジカルの複屈折の磁気変調を利用した磁場効果の研究

有機ラジカルの複屈折の磁気変調を利用して磁場効果を測る際に重要な点は、ラジカルの選択である。ラジカルの複屈折が溶媒のそれより大きくなければ、ラジカルの磁場効果を複屈折の磁気変調を使って測定できない。ラジカルの磁気変調の変化分が溶媒のそれに隠れてしまうからである。そのために、昨年度の研究成果を踏まえた上で、今年度はその対策から行った。まず、生成するラジカルの濃度が低く溶媒のファラデー効果に対してラジカルのファラデー効果が見えにくい点に対する対策として、1.ラジカルの親分子の濃度を上げた。2.ラジカル生成に使用する紫外レーザー光強度を上げた。また、ファラデー回転角を増やし、測定精度を上げるために、3.セルの長さを110cmの間で調整した。4.ファラデー回転角の大きさはモニター光の波長にも依存するので、ヘリウム-ネオンレーザーの波長を3種類(632.8,594,543.5nm)変化させた。さらに、複屈折の磁気変調測定には、モニター光と磁場方向との関係が平行配置(ファラデー配置)と直角配置(フォークト配置)の2通りがあり、それぞれシグナル強度は磁場強度の1次、2次に比例する。従って、5.実験は配置をその2通りに変えて行う。直角配置の場合は本研究の強磁場の実験に適し、強磁場ほど磁気変調が出ることが期待できるからである。これらの装置上の改良を行い、ベンゾフェノン類の水素引き抜き反応の結果生じる、ベンゾフェノンケチルラジカルからなるラジカル対やビラジカルの強磁場効果を、磁気複屈折を利用して測定したところ、非常にわずかではあるがシグナルが観測された。ラジカルの複屈折が溶媒のそれよりも大きくなければ、ラジカルの磁場効果を複屈折の磁気変調を使って測定できない。そこで、まず研究の測定装置上の性能を評価するために、われわれの研究室で従来よく研究され、その反応機構が熟知されている反応系を利用することにした。そこで芳香族ケトンのベンゾフェノンのミセル溶液からの水素引き抜きで生じる、芳香族ラジカルであるベンゾフェノンケチルラジカルからなるラジカル対の反応系を、ナノ秒紫外パルスレーザーを使った過渡吸収の装置を使って作り、その磁場効果のデータを測定した。次にそのラジカル対の複屈折の磁気変調(ファラデー効果)を測定した。過渡吸収のキセノンランプの代わりにヘリウムネオンレーザーをモニター光として、紫外レーザーを照射した際の直接偏光の偏光角の変化を測定した。しかし偏光角モニターによるラジカル対の磁場効果は非常に小さかった。原因として溶媒によるファラデー効果をいかに取り除くか、つまりラジカル対の生成濃度をいかに高濃度にするか、それとファラデー効果の場合、偏光角の変化は磁場強度の1次に比例するので、14Tの強磁場であってもそれを有効に使っていないなどの問題が浮上した。そこでラジカル対の濃度の問題はレーザー光強度を増加させ試料濃度も増加させる事でカバーし、そしてファデラ-効果の代わりにフォークト効果を使って偏光角の変化分が磁場強度の2次に比例するようにし、強磁場において偏光角がより変化するような測定系に変更する事にした。
MRIと超音波を併用したリアルタイム画像誘導穿刺支援ロボットの開発

当該研究期間に次のような研究成果を得た。(1)MRIと超音波の融合治療システム超音波プローブまたは、穿刺針に赤外線位置センサのマーカを取り付け、その位置と方向をMR画像上に表示した。またナビゲーションソフト3D Slicerを用い、現在の超音波画像と同一断面のMR画像を再構成し表示した。特にプローブの位置だけでなく、プローブと穿刺針の固定された位置関係から穿刺針の方向と先端の位置を3次元空間に表示することができた。(2)ハイブリッド型位置合わせ(レジストレーション)機能本研究では、一部マーカ情報が欠ける場合でも、残余マーカの情報から最適な位置合わせ用の変換行列を求める処理を行った。またマーカの中、精度の低下に最も影響するものを自動的に検出し、再度の測定を案内する機能を追加した。さらに体表に貼るマーカは皮膚の伸縮に影響を受け、精度が落ちる問題があったため、解剖学特徴点を同時に利用することにより、位置合わせ精度の向上を図った。(3)穿刺ロボットの製作ナビゲーションシステムから治療部位の座標を渡され、穿刺針の向きを自動的に調整する2自由度の穿刺ロボットを試作した。超音波画像からのリアルタイム2次元情報と、MR画像からの3次元情報が同時に用いられる機構となっており、必要に応じ術者が制御に介入、装置全体をコントロールすることもできる。移動と使用の便宜性を考慮し、超小型モータをロボットボディに内蔵させたポータブルサイズである。(4)臨床応用開発したナビゲーションソフトは肝がんに対するラジオ波焼灼治療およびエタノール注入治療に用いられ、その有用性が示された。特に超音波画像のみでは病変の同定が難しい場合、3次元ナビゲーションは病変へのアプローチに有効であった。(1)MRIと超音波の融合超音波プローブまたは、穿刺針に赤外線位置センサのマーカーを取り付け、その位置と方向をMR画像上に表示した。また、ナビゲーションソフト3D Slicerを用い、現在の超音波画像と同一断面のMR画像を再構成し表示した。MRと超音波を併用したナビゲーションはエタノール注入療法、そしてラジオ派焼灼治療にてその応用可能性が検討された。超音波のみで病変部の同定が難しい場合、MRIを用いた3次元ナビゲーションにより、客観的に病変部を同定し、従来のエコーガイドより高い信頼度の穿刺治療が可能であることがわかった。(2)位置合わせ(レジストレーション)機能の改良治療時間の制約、または患者の呼吸止めの限界により、MRIでスキャンできる範囲が制限され、マーカーの一部が画像で確認できない場合、または赤外線位置センサで一部のマーカーの座標が得られない場合がある。本研究では、一部マーカーの情報が欠ける場合でも、残余マーカーの情報から最適な位置合わせ用の変換行列を求める処理を行った。また、マーカーの中、精度の低下に最も影響するものを自動的に検出し、再度測定をガイドする機能を追加した。なお、手術室の備え付けのアームにポラリス赤外線カメラを固定する専用のアダプターを設計、製作し、術中に安定した術具の認識を可能にした。(3)穿刺ロボットの概念設計ナビゲーションシステムから治療部位の座標を渡され、穿刺針の向きと位置を自動的に調整するロボットの概念設計を終了し、シミュレーションソフトにて可動領域などの確認を行った。本ロボットは、一とロボットが瞬時的に制御を切り替えられる機構となっており、高い安全性が保障される。平成19年度には以下のような主な成果があった。(1)MRIと超音波の融合及び針の位置表示超音波プローブに赤外線位置センサのマーカを取り付け、その位置と方向をMR画像上に表示した。

本来超音波画像ではガイドラインは表示されるものの、針先の位置の認識が困難で刺入の深さ情報を得にくかったが、開発した方法により腫瘍まで針先が届いているかどうかの確認が可能であった。(2)ハイブリッド型位置合わせ(レジストレーション)機能体表に貼るマーカは皮膚の伸縮に影響を受け、精度が落ちる問題があったため、解剖学特徴点を同時に利用することにより、位置合わせ精度の向上を図った。特に頭頚部の手術の場合、側頭骨の形状から特徴点を決め、位置合わせ用のマーカとして用いられることがわかった。解剖学特徴点だけでは特徴点の数が少なく、体表マーカと併用することで精度の改善が見られた。また、インタフェースを自動及び手動レジストレーションの切り替えができるようにし、自動レジストレーションの誤動作に対応できる仕様に改善した。(3)穿刺ロボットの製作治療部位の座標を渡され、穿刺針の向きを自動的に調整することを目的とした2自由度の穿刺ロボットを試作した。超音波画像からのリアルタイム2次元情報と、MR画像からの3次元情報が同時に用いられる機構となっており、必要に応じ術者が制御に介入、装置全体をコントロールすることもできる。超小型モータをボディに内蔵させたポータブル可能なサイズである。
音声の長時間位相スペクトルを利用した画像の音変換に関する研究

本研究では,音声に画像を埋め込み,実環境で放射,そして受信した音声信号から画像を復元する手法を検討している.本手法は,音声の長時間フーリエ変換で得られた位相スペクトルで音声らしさを保持し,振幅スペクトルに画像を埋め込む.今年度は,実環境における復元画像の歪みについての検証と,効率的な画像埋め込み法の検討を実施した.まず,残響のある環境において,画像を埋め込んだ音声を放射し,これを受信して画像を復元し,その画質を評価した.単純に音声を放射,受信すると,復元した画像は,激しく劣化した.劣化原因として,様々なパターンが見受けられたが,ひとつは特定の周波数帯域が減衰,あるいは除去されていることから生じる,縦縞の劣化であった.簡単な対策として,画像の埋め込み帯域を調整することで,ある程度の改善が見られた.さらに,画像の音声への埋め込み方法の改善について検討した.音声の一部の帯域に画像が埋め込まれることで,音質は劣化する.これまで,音声は低域に強いパワーをもつという特徴から,画像を高域にのみ埋め込むという手法を採用してきた.しかし,音楽信号などは,基本周波数とその倍音で構成され,これによって音色が決定される.よって,高域の劣化は音色の劣化に直結する.そこで,低域の音声を保持するのではなく,パワーの強い音声スペクトルを保持する方法に切り替えた.この場合,FFTを適用する分析区間ごとに音声を保持している周波数が変化する.逆に言えば,画像が埋め込まれている周波数帯域が毎回変化する.しかし,パワーが強い音声スペクトルを保持しているので,画像が埋め込まれていない周波数は特定できる.この方法において,特に音楽信号において音質を大幅に改善できた.また,強いパワーをもつ音声スペクトルの位置には画像を埋め込むことができないが,簡単な画像補間技術を導入することで,効率的に復元画像を得る方法を開発した.実環境での劣化が小さければ,早々にFPGA等への実機実装に向かう予定であったが,実環境実験の結果,非常に激しい劣化が生じることがわかった.また,その改善も容易ではないことが徐々に明らかとなってきた.現在,劣化を防ぐための手段を様々に試しており,効果が出ている方法は,すでに一部取り入れている.続く最終年度では,基本構成だけでも実機実装すべく,手法の改善策と並行してFPGAでの実現にも注力する.また,パワーの強い音声スペクトルを利用する方法により,本手法の適用範囲が音声だけでなく音楽に拡張できるようになったので,その効果の数値的な検証も実施していく予定である.本研究の目的は,画像を意味のある音声信号に変換する技術を構築することである.すでに,画像をスペクトログラムとみなして音を生成する技術がある.ただし,得られる音は,人間の音声とはかけ離れている.一方,音声の長時間フーリエ変換(LTFT:Long-Time Fourier Transform)によって得られる「長時間位相スペクトル」を利用すると,振幅スペクトル音声情報を失っても,明瞭度のある音声が復元できることが報告されている.そこで,画像を振幅スペクトル,音声を長時間位相スペクトルに対応させることで,画像から人間の音声を合成する.逆に,音声から元の画像を復元することも可能である.一般の情報埋め込み技術と異なり,本手法では音声の振幅スペクトルそのものが画像を表現することに新規性がある.1年目の目標は,研究の基礎段階として,画像と音声をフーリエ変換で結びつけるための条件を明らかにすることであった.多数のシミュレーション結果から,オーバーラップ加算のない音声FFT分析で得られた位相スペクトルを,画像と結びつけることが,もっとも円滑な合成音声を得るために有効であることがわかった.ただし,音声分析の時間間隔は,1秒程度以上である.また,音と画像(スペクトログラム)の対応についても検討を行い,インパルスが縦線,正弦波が横線を描くことから,任意の描画が可能となる音の条件を明らかにした.今回の成果に関連して,2件の論文(国際誌)を発表した.おおむね設定した課題をクリアできており,当初の予定通り推移している.すでに本課題に関連する2件の論文発表を行っており,さらに今回の最新の成果を国際会議で発表すべく,論文投稿中である.本研究では,音声に画像を埋め込み,実環境で放射,そして受信した音声信号から画像を復元する手法を検討している.本手法は,音声の長時間フーリエ変換で得られた位相スペクトルで音声らしさを保持し,振幅スペクトルに画像を埋め込む.今年度は,実環境における復元画像の歪みについての検証と,効率的な画像埋め込み法の検討を実施した.まず,残響のある環境において,画像を埋め込んだ音声を放射し,これを受信して画像を復元し,その画質を評価した.単純に音声を放射,受信すると,復元した画像は,激しく劣化した.劣化原因として,様々なパターンが見受けられたが,ひとつは特定の周波数帯域が減衰,あるいは除去されていることから生じる,縦縞の劣化であった.簡単な対策として,画像の埋め込み帯域を調整することで,ある程度の改善が見られた.さらに,画像の音声への埋め込み方法の改善について検討した.音声の一部の帯域に画像が埋め込まれることで,音質は劣化する.これまで,音声は低域に強いパワーをもつという特徴から,画像を高域にのみ埋め込むという手法を採用してきた.しかし,音楽信号などは,基本周波数とその倍音で構成され,これによって音色が決定される.よって,高域の劣化は音色の劣化に直結する.そこで,低域の音声を保持するのではなく,パワーの強い音声スペクトルを保持する方法に切り替えた.

この場合,FFTを適用する分析区間ごとに音声を保持している周波数が変化する.逆に言えば,画像が埋め込まれている周波数帯域が毎回変化する.しかし,パワーが強い音声スペクトルを保持しているので,画像が埋め込まれていない周波数は特定できる.この方法において,特に音楽信号において音質を大幅に改善できた.また,強いパワーをもつ音声スペクトルの位置には画像を埋め込むことができないが,簡単な画像補間技術を導入することで,効率的に復元画像を得る方法を開発した.実環境での劣化が小さければ,早々にFPGA等への実機実装に向かう予定であったが,実環境実験の結果,非常に激しい劣化が生じることがわかった.また,その改善も容易ではないことが徐々に明らかとなってきた.現在,劣化を防ぐための手段を様々に試しており,効果が出ている方法は,すでに一部取り入れている.2年目は,長時間位相スペクトル(LTFT)による音声合成について,振幅スペクトル形状に対する頑健性を,SNR等の客観評価指標と,MOS等の主観指標によって評価する.そして,実用に耐えうるLTFTの条件を導出し,提案法のエンコーダおよびデコーダを実用レベルで再構築する.続く最終年度では,基本構成だけでも実機実装すべく,手法の改善策と並行してFPGAでの実現にも注力する.また,パワーの強い音声スペクトルを利用する方法により,本手法の適用範囲が音声だけでなく音楽に拡張できるようになったので,その効果の数値的な検証も実施していく予定である.今年度必要であった物品購入の際に予算よりもやや安価に購入できたため少額の次年度使用額が生じた.次年度の実機製作の際に利用するジャンパピンやはんだなどの消耗品購入に充当する予定である.
分布推定型遺伝的プログラミングに基づく進化システムの構築に関する研究

本研究では,確率モデルに基づくプログラム進化である「プログラムの分布推定:EDP(Estimation of Distribution Programming)」という考えを提案し,遺伝的プログラミングを拡張した自動プログラミング法を構築した.より詳細には,集団探索ではあるが交叉と突然変異を用いず,プログラムの確率分布を推定することにより進化を行い,頑強で効率のよい手法を実現した.提案手法では確率変数の依存関係を表す確率分布モデルを複数の候補で組み合わせ,プログラム集団の確率分布を推定することによりプログラム進化を実行する.この手法は以下で述べる従来の最適化アルゴリズム(EDA)を拡張したものである.さらに本研究では,提案するEDPに基づいて構築した進化システムの有効性を,ヒューマノイド・ロボットの動作生成,金融工学におけるデータマイニングと予測,バイオインフォマティックスにおける遺伝子因果関係の解析などの実際的な問題領域を対象にして検証した.本研究では,確率モデルに基づくプログラム進化である「プログラムの分布推定:EDP(Estimation of Distribution Programming)」という考えを提案し,遺伝的プログラミングを拡張した自動プログラミング法を構築した.より詳細には,集団探索ではあるが交叉と突然変異を用いず,プログラムの確率分布を推定することにより進化を行い,頑強で効率のよい手法を実現した.提案手法では確率変数の依存関係を表す確率分布モデルを複数の候補で組み合わせ,プログラム集団の確率分布を推定することによりプログラム進化を実行する.この手法は以下で述べる従来の最適化アルゴリズム(EDA)を拡張したものである.さらに本研究では,提案するEDPに基づいて構築した進化システムの有効性を,ヒューマノイド・ロボットの動作生成,金融工学におけるデータマイニングと予測,バイオインフォマティックスにおける遺伝子因果関係の解析などの実際的な問題領域を対象にして検証した.本研究では,GP(遺伝的プログラミング)とは異なるメカニズムでプログラム進化を行う手法を提案する.研究の目標は,「プログラムの分布推定:EDP(Estimation of Distribution Programming)」に基づいて遺伝的プログラミングを拡張し,より頑強な自動プログラミング手法を実現することである.具体的には以下の項目について実験を行った。1.EDP(分布推定型遺伝的プログラミング)の基本部分の設計を行った.特に分布推定を効率的に導くためのプログラム内の変数に関する因果関係モデルの開発,及び分布モデル推定方法の効率的実装を実現した.2.プログラム進化にはある種の拘束条件での準最適値の探索が不可欠である.そのために,構築したEDPの基本的な探索能力の検証をする.具体的には様々なベンチマーク問題に対して空間/時間計算量を従来の遺伝的プログラミングと比較し,探索能力を解析した.この結果に基づき可能な改良を行った.3.EDPに基づいて進化システムを構築し,さまざまな工学的応用に適用可能なプログラム進化の枠組を実現した.本年度の研究では,プログラム進化のための分布推定モデルとしてさまざまなモデルを検証した.本研究では,複数の異種モデルを用いることを前提として,集団学習のアプローチに基づいてモデルを統合し,より頑強な推定手法を構築した.集団学習は,簡単な学習機械を組み合わせて複雑な機械を構成する機械学習の手法であり,計算量の削減や過学習の回避などの長所を有する.具体的には,異種モデルの推定結果を動的(競合的)に組み合わせる一方で,静的(協調的)に統合して新たな推定と仮説を生成する.またバギングやブースティングなどの機械学習の手法により,ブートストラップ法(例題からの復元抽出)を繰り返して擬似的にデータ(仮説)を作り,複数の遺伝的プログラムを独立に学習し,多数決により頑強な学習手法を確立することを試みた.これにより目的とするプログラム分布推定を効率的に導出するEDPアプローチの拡張を提案し、さまざまな応用問題においてその有効性を実験的に明らかにした.具体的には、(1)音楽、(2)WWW上の擬人化エージェントキャラクタ、(3)ロボットの動作デザイン、の3つの分野に絞って、システムの有効性を明らかにした。