hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
老化制御シグナルによるタウリン欠乏センシング機構とサルコペニアにおける役割の解明

タウリン欠乏により骨格筋老化が促進されること、その際に老化への関与が示されているmTORの下流蛋白のリボソームS6蛋白(RPS6)のリン酸化が促進されることから、本研究では骨格筋老化にかかわるシグナル伝達経路を明らかにする目的で、タウリン欠乏によるRPS6のリン酸化にかかわる分子の探索を試みた。その結果、タウリン欠乏マウス骨格筋においては小胞体ストレスが亢進していることを明らかにした。さらに、骨格筋細胞において小胞体ストレス刺激によってRPS6のリン酸化亢進を見出した。このことからタウリン欠乏による小胞体ストレスの亢進がRPS6のリン酸化亢進を介して骨格筋老化に寄与していることが示唆された。これまでに研究代表者は、組織中のタウリン欠乏により骨格筋の老化が促進され寿命が短縮することを見出している。また、その分子メカニズムを解析する中で、老化のコントロールに重要であると考えられるmTOR/S6 kinase/リボソームS6サブユニット(RPS6)経路の中でも、RPS6のリン酸化のみが亢進していることを見出し、このリン酸化亢進が老化の促進とどのように関連するか解析を行っている。平成25年度はRPS6のリン酸化が亢進する分子メカニズムの解析を進めた。組織中タウリンの欠乏を起こすタウリントランスポーターノックアウトマウス(TauTKOマウス)の骨格筋から抽出したmRNAをマイクロアレイ法により解析し、その後、パスウェイ解析を行った結果、アミノ酸代謝や蛋白フォールディングに係る遺伝子の発現増加が認められた。また、Western blotによりUnfolding protein response (UPR)に係るGrp78やXBP1の増加が確認された。したがって、タウリン欠乏組織においてUnfolding蛋白の蓄積が起こる可能性が考えられた。この結果からRPS6のリン酸化にはUnfilding蛋白の蓄積が関与する可能性が考えられたことから、骨格筋芽細胞C2C12から分化させた筋管細胞を用いて、ERストレスのRPS6リン酸化に与える影響を解析した。その結果、ERストレス誘導剤であるThapsigarginやTunicamycinの処置によりRPS6のリン酸化が亢進された。以上の結果から、タウリン欠乏組織においてもUnfolding蛋白の蓄積に伴うERストレスの亢進がRPS6のリン酸化に関与している可能性が示唆された。研究代表者は、タウリン欠乏による骨格筋老化促進のメカニズムとして、リボソームS6リン酸化の亢進が関与している可能性について検討を行っている。平成25年度には、C2C12マウス筋芽細胞より分化させた筋管細胞の培養系においてERストレス負荷によってリボソームS6のリン酸化が亢進することを見出した。平成26年度にはERストレスによるリボソームS6リン酸化について関与するシグナルの同定を試みた。IRE-1及びPERKの阻害剤処置のERストレスによるS6リン酸化亢進への影響について検討したが、変化が認められなかった。これは、長期間のこれら阻害剤処置そのものがERストレスとなりうることが影響しているものと考え、検討を中止した。また、タウリン欠乏マウスにおいてERストレスを軽減すると考えられる4ーフェニル酪酸(ケミカルシャペロン)の投与を行い、ERストレスの関与の検討を試みたが、タウリン欠乏マウスでみられるGrp78(ERストレス応答シャペロン)の発現亢進を抑制せず、加えてS6リン酸化の亢進も抑制しなかった。このマウスにおいては、少なくともケミカルシャペロンはERストレスの軽減には4-フェニル酪酸は効果がないことが示された。さらに、タウリン欠乏によるS6リン酸化亢進に関わる酵素の同定を試みた。GSTタグとリボソームS6のリン酸化部位を融合した組換え蛋白(以下、単に組換え蛋白)を作製して実験に用いた。骨格筋ホモジネートに大腸菌を用いて作製した組換え蛋白を反応させた。組換え蛋白質のリン酸化がタウリン欠乏骨格筋を用いた時に亢進することが確認できた。次に、GSTプルダウン法や免疫沈降法で相互作用するタンパクの同定を試みた。ホモジネートと組換え蛋白の反応の際にはDSPやEGSといったタンパク結合クロスリンカーを加えた際に、タウリン欠乏骨格筋のホモジネートに特異的に結合蛋白が多い現象が観察できた。タウリン欠乏マウス骨格筋におけるリボソームサブユニットであるS6リン酸化の亢進を見出しており、この現象に関連した細胞内シグナル経路を探索している。平成27年度はまず、平成26年度に引き続き、タウリン欠乏によるリボソームサブユニットであるS6リン酸化の亢進に係る酵素の同定を試みた。リボソームS6のリン酸化部位周辺のアミノ酸配列をGSTタグに融合させた蛋白(以下、単に組換え蛋白)とマウス骨格筋のホモジネートを混合して、マウスホモジネートから組換え蛋白に相互作用するタンパク質の単離を試みた。GSTプルダウン法及び抗GST抗体を用いた免疫沈降をした後、SDS-PAGEにて共沈降する蛋白を確認した。タウリン欠乏マウス(タウリントランスポーター欠損マウス)骨格筋ホモジネートにおいて野生型マウスのホモジネートよりも多く発現するものを探索したが、そのような蛋白は得られなかった。このような結果に至った背景として、蛋白間の相互作用が一時的であることが原因であることが考えられたため、次にいくつかの蛋白結合クロスリンカーを用いた検討も試みた。しかしながら、タウリン欠乏マウス骨格筋ホモジネートにおいて野生型マウスのホモジネートよりも多くみられる蛋白を見出すには至らなかった。

一方で、平成25年度の研究では、マウス筋芽細胞株C2C12細胞由来の筋管細胞を用いたIn vitroの実験系において、ツニカマイシンなどのERストレス負荷によってもリボソームS6のリン酸化亢進を見出している。そこで、細胞内でリボソームS6と相互作用するキナーゼを同定することを試みた。平成27年度は、新たなベクターの構築、筋管細胞へのベクターの導入方法の検討を実施した。タウリン欠乏により骨格筋老化が促進されること、その際に老化への関与が示されているmTORの下流蛋白のリボソームS6蛋白(RPS6)のリン酸化が促進されることから、本研究では骨格筋老化にかかわるシグナル伝達経路を明らかにする目的で、タウリン欠乏によるRPS6のリン酸化にかかわる分子の探索を試みた。その結果、タウリン欠乏マウス骨格筋においては小胞体ストレスが亢進していることを明らかにした。さらに、骨格筋細胞において小胞体ストレス刺激によってRPS6のリン酸化亢進を見出した。このことからタウリン欠乏による小胞体ストレスの亢進がRPS6のリン酸化亢進を介して骨格筋老化に寄与していることが示唆された。平成26年度、27年度にわたり、「新規RPS6キナーゼのタウリン欠乏依存的細胞老化における役割の解析」を予定していたが、キナーゼの同定に向けた実験系の確立ができたと考える。薬理系薬学平成27年度は引き続き、S6蛋白リン酸化部位と相互作用するタンパクからキナーゼを同定することを試みる。また、その役割について、細胞レベル、タウリン欠乏状態にあるタウリントランスポーター欠損マウスでの検討を行う。また、新規キナーゼの機能解析が進めば、この蛋白の老化における関与を検討するために遺伝子組換え動物の作製をすべく、ベクター等の作製を進める。当初の目標であったRPS6リン酸化亢進のメカニズムの解明に向けて、足がかりをつかむことができた。また、リン酸化を制御する蛋白の候補を絞ることができた。一方で、当初はプロテインキナーゼCのリン酸化への関与を解析する予定であったが、重大な実験計画の追加があったことから、この実験については未着手である。平成26年、27年度とで新規キナーゼを同定する予定であるが、当初は平成26年度中に蛋白の同定を見込み予算使用計画を立てていたが、平成26年度中に同定には至っておらず、未使用額が生じた。まず、引き続きRPS6リン酸化の亢進に係る蛋白の同定を目指す。UPRに係るシグナル経路の関与が考えられたことから、阻害剤やsiRNAを用いた阻害実験により、リン酸化に係る経路の解析を行う。また、免疫沈降法やクロスリンク法などを駆使し、RPS6との結合蛋白を同定し、さらにERストレスによりどのように制御されるかを解析する。次に、この実験を通して発見されると思われるRPS6キナーゼのタウリン欠乏組織における挙動を解析して、骨格筋組織におけるRPS6のリン酸化に寄与しているかを検討する。新規蛋白の同定に向けた消耗品の購入等の費用に充当する予定である。平成25年度は研究を進める過程で、当初予定していなかった発見があった。
ビヘイビアアプローチに基づく大規模ロバスト制御系のモデリングと解析

ビヘイビアアプローチとは,動的システムを入出力関係として捉えるのではなく,物理変数の時間軌道の集合(ビヘイビア(behavior))によって特徴付けるという新しい視点に立ったシステム制御理論のアプローチである.我々は,本補助金のもと平成18年度から2年間に渡って,ビヘイビアアプローチに基づいた大規模ロバスト制御系のモデリングと解析について基礎的な研究を行った.特に,ビヘイビアに基づくロバスト制御理論を発展させることにより大規模複雑システムに有効なモデリングと制御の理論的枠組みを構築することを目指した.主な研究成果は以下の通りである.まず,ビヘイビアの枠組みの下で2次微分形式を用いたロバスト安定性解析を行ない,IQCに基づくロバスト安定条件およびパラメータ依存Lyapunov関数に基づくロバスト安定条件を一般化した.次に,ビヘイビアアプローチの観点から大規模システムのモデリングと分散制御問題を考察し,behavioral interconnectionの概念に基づいて分散制御問題の可解条件を特徴付けた.また,多次元システムに対する2次微分形式の解析を行ない,特に2-D離散時間システムの新しいLyapunov安定条件を2次微分形式を用いて導出した.さらに,ビヘイビアアプローチの枠組みにおける最適推定問題を考察し,最適推定器のアルゴリズムを与えた.最後に,離散事象システムにおいて,スーパバイザ制御問題の可制御性とビヘイビアの可制御性との関係を明らかにした.ビヘイビアアプローチとは,動的システムを入出力関係として捉えるのではなく,物理変数の時間軌道の集合(ビヘイビア(behavior))によって特徴付けるという新しい視点に立ったシステム制御理論のアプローチである.我々は,本補助金のもと平成18年度から2年間に渡って,ビヘイビアアプローチに基づいた大規模ロバスト制御系のモデリングと解析について基礎的な研究を行った.特に,ビヘイビアに基づくロバスト制御理論を発展させることにより大規模複雑システムに有効なモデリングと制御の理論的枠組みを構築することを目指した.主な研究成果は以下の通りである.まず,ビヘイビアの枠組みの下で2次微分形式を用いたロバスト安定性解析を行ない,IQCに基づくロバスト安定条件およびパラメータ依存Lyapunov関数に基づくロバスト安定条件を一般化した.次に,ビヘイビアアプローチの観点から大規模システムのモデリングと分散制御問題を考察し,behavioral interconnectionの概念に基づいて分散制御問題の可解条件を特徴付けた.また,多次元システムに対する2次微分形式の解析を行ない,特に2-D離散時間システムの新しいLyapunov安定条件を2次微分形式を用いて導出した.さらに,ビヘイビアアプローチの枠組みにおける最適推定問題を考察し,最適推定器のアルゴリズムを与えた.最後に,離散事象システムにおいて,スーパバイザ制御問題の可制御性とビヘイビアの可制御性との関係を明らかにした.本研究では,ビヘイビアアプローチに基づいた大規模ロバスト制御系のモテリングと解析について基礎的な研究を目的としている.具体的には,ビヘイビアアプローチの枠組みにおいて,不確かさを有するシステムのモデリングを行い,そのモデルに基づいてロバスト性の解析手法を確立する.このロバスト性解析手法を大規模システムに適用することにより,ビヘイビアアプローチの観点から大規模ロバスト制御系の数学的構造を明らかにする.本年度に得られらた研究成果は以下の通りである.(1)分散制御系に対して,達成可能な制御仕様の特徴付けをビヘイビアアプローチに基づいて行ない,従来よく知られている固定モードによる安定化可能性条件をビヘイビアの観点から検討した.この結果は,現在,論文準備中である.(2)ビヘイビアアプローチの枠組みでの安定性解析およびロバスト安定性解析に関する従来結果の整理・検討を行った.特に,線形時不変な基準システムと不確かさとの結合系に対して,2次微分形式と消散性に基づいたロバスト安定性解析を行った.(3)前項とは異なるタイプのロバスト制御系として,システムパラメータに不確かさを有するシステムの2次微分形式に基づくロバスト安定性について検討した.2次微分形式と線形行列不等式を用いることによりパラメータ依存リャプノフ関数を容易に構成できることを示した.得られたロバスト安定条件の保守性などの詳細な理論的検討を次年度に継続する予定である.(4)大規模システムにおいては,各変数間の因果関係を把握するのが非常に困難であることが多い.このような状況の下での推定問題に対して,ビヘイビアアプローチに基づく最小2乗推定アルゴリズムを提案した.(5)その他の関連する研究として,2次差分形式による離散時間代数リカッチ方程式のすべての解の表現を導出した.本研究の目的は,ビヘイビアに基づくロバスト制御理論を発展させることにより,大規模複雑システムに有効なモデリングと制御の理論的枠組みを構築することである.本年度の研究実績は以下の通りである.・まず,パラメトリックな不確かさをもつシステムに対して,2次微分形式を用いたロバスト安定条件を導出し,これによりパラメータ依存リァプノブ関数を容易に校正できることを示した[3rd IFACSymp. on Syst., Struct. Contr.で発表].・離散時間線形システムに対する最小二乗推定問題に対して,二次差分形式とビヘイビアに基づく推定アルゴリズムを導出した[システム制御情報学会論文誌に論文掲載]・大規模複雑システムの一つのクラスとしてn-Dシステムについて考察し,このクラスのシステムに対して二次微分形式の正準形を定式化した[Syst. Contr. Lettersに論文掲載].この結果は,二次微分形式を用いたn-Dシステムの解析・制御に非常に有用である.
不連続面の力学的不安定化と破壊伝播に関する理論・数値解析

地震や斜面崩壊などの自然・人的災害の多くは、地質学的不連続面の破壊(力学的不安定現象)により引き起こされると考えられているが、その物理的性質については未だ不明な点が多い。特にすべりが比較的安定な準静的成長段階から動的状態へと遷移する過程に関する研究は、世界的にみても未だ初期段階、着手段階であり、解明すべき問題が多い。本研究では、不均一な静的応力を受け、異種材料間に位置する三次元不連続面の不安定化ならびに破壊伝播について、理論、数値解析を通して考察を行った。特に、エネルギ変分法に基づいた解析を進め、三次元的に広がる不連続面のすべり安定性を評価し、不連続面強度がすべり量に非線形に依存する、いわゆる非線形すべり弱化則に従う場合の不安定現象について考察を行った。従来のすべりや亀裂の問題に関する理論解析の多くは、特異積分で表された力学的平衡条件式をそのままの形で解こうとするため、特にすべり領域端において解析が煩雑となるが、今回行ったように系全体のエネルギのバランスを考え、その安定条件(変分)を評価すれば、特異積分を直接評価する手間を省略することができる。その結果として、非線形すべり弱化則に従う三次元不連続面の安定性という複雑な問題も比較的容易に解析可能となった。本研究の結果、三次元不安定問題における臨界領域の大きさは不連続面を二次元的に取り扱う場合とオーダー的には同じものとなることが明らかになった。得られた結果(すべり領域の臨界条件)は至極簡単な数式で表されており、各種計測現場などでもすぐに適用可能である。研究成果は、計算力学に関する欧州会議などで報告されたが、地震時に解放される力学的エネルギを定量的に評価する上で今後非常に重要になるものと思われる。平成16年10月新潟中越地震災害をはじめ、各地で頻繁に起こり得る地震、斜面崩壊、トンネル崩落などの現象は周囲に深刻な人的、物的被害をもたらすため、その発生機構の解明および影響の定量的評価の手法の確立が急務となっている。このような災害の多くは、断層や節理など地質学的不連続面のすべり(力学的不安定現象)により引き起こされるが、不連続面の力学的性質そのものについては未だ不明な点が多い。本研究では、まず、エネルギ変分法に基づいた解析を進め、三次元的に広がる不連続面のすべり安定性を評価し、不安定現象を起こす外部応力の最小作用領域(例えば楕円形)の縦横比などを求めた。その結果、三次元不安定問題における臨界領域の大きさは二次元的に取り扱う場合とオーダー的には同じであることが明らかとなった。これは、例えば、地震時に解放される力学的エネルギを定量的に評価する上で非常に重要な結果である。従来のすべりや亀裂の問題に関する理論解析の多くは、特異積分で表された力学的平衡条件式をそのままの形で解こうとするため、特にすべり領域端において解析が煩雑となる。しかしながら、今回行ったように系全体のエネルギのバランスを考え、その安定条件(変分)を評価すれば、特異積分を直接評価する手間を省略することができる。その結果、非線形すべり軟化則に従う三次元不連続面の安定性という複雑な問題も比較的容易に解析可能となっている。得られた結果(すべり領域の臨界条件)も至極簡単な数式で表されており、各種計測現場などでもすぐに適用可能である。
シルクロード史観からの西ウイグル王国史研究－人の移動と文化の伝播を中心に

本年度は現地調査・学会発表・論文投稿を積極的に行った。現地調査として、中国内蒙古自治区フフホト市の白塔にあるウイグル文字銘文を2015年4月・8月に単独で二回調査した。学会発表は、(1)「絲路景教与汪古源流:呼和浩特白塔回鶻文題記釈読(一)」、「記念楊志玖先生誕辰一百周年:隋唐宋元時期的中国与世界国際学術研討会」、天津・南開大学(2015年10月10-11日)、(2)「フフホト白塔ウイグル銘文再釈読」、東京外国語大学合同研究プロジェクト「新出多言語資料からみた敦煌の社会」第4回討論会(2015年4月3日)、(3)「フフホト白塔ウイグル銘文釈読初案」、北京・中央民族大学(2015年4月3日)、計3回行った。発表すみ論文としては、(1)「沙陀突厥・九姓タタル関係考」『東洋学報』2015-3, 2015.12、(2)「沙州帰義軍政権大中五年入朝路再釈」『内蒙古社会科学』2015ー5, 2015.12、(3)森安孝夫著「回鶻汗国葛啜王子墓誌再解読及其歴史意義」(翻訳)『唐研究』22,2016、以上3つがある。出版待ち論文として、(1)「有関回鶻改宗摩尼教的U72-U73、U206文書再釈読」,第2回シルクロード国際学術研討会「粟特人在中国:考古発現与出土文献的新印証」,寧夏文物考古研究所・北京大学中国古代史研究中心,2016、(2)荒川正晴著「西突厥汗国的Tarqan達官与粟特人」(翻訳)「粟特人在中国:考古発現与出土文献的新印証」,2016、以上2つがある。また、投稿中の論文として、(1)「部族名称阻卜考」『東方学』、(2)「絲路景教与汪古源流:呼和浩特白塔回鶻文題記釈読(一)」(中文)『歴史研究』、(3)「コータン出土突厥魯尼文木牘文研究」(中文)『歴史研究』、以上3つがある。これ以外に、専門学者による大谷大学、龍谷大学での講演会に参加した。また中央アジア学フォーラムに計3回参加し、内陸アジア史学会大会(2015年11月)に1回に参加し、情報収集に務めた。27年度が最終年度であるため、記入しない。渡日後、計画どおりに大阪大学東洋史学の西域漢文ゼミ・出土文書ゼミ・古代トルコ語ゼミ・合同演習に出席している。11月23日に、大谷大学で開かれた古代モンゴルの遺跡に関する研究会に出席し、モンゴル国考古研究所元所長のオチル先生をはじめとする方々から、有意義なアドバイスを頂いた。12月中旬に東洋文庫にて、サンクトペテルブルグ所蔵ウイグル文命令文書SI2Kr17・SIKr IV256のマクロフイルムを調査し、新しい読みができた。1月から二週間に一回のペースで「遼史を読む会」に参加し、ウイグルと契丹の関係に関して、改めて検討をしている。また、1月末に大阪大学東洋史学西域出土文書ゼミで敦煌出土文書の発表を行った。上記研究成果をベースに、前期研究の継続として、(1)原稿「沙陀突厥的建国与九姓達靼」(中文)を中国のメジャー学術雑誌『中国史研究』に投稿し、内部審査を通って、現在外部審査中である。(2)3月23日に日本遼金西夏研究会にて「遼西北辺部族于厥考」という題目で発表をし、すでに完成してある原稿をやや修正して近頃日本の学術雑誌に投稿する予定である。(3)原稿「沙州帰義軍政権大中五年入朝路再釈」(中文)は中国のメジャー学術雑誌『内蒙古社科』2013年第4号に刊行予定である。今は、ウイグル文書を中心に、ウイグルのマニ教改宗に関して、漢籍史料を中心に、1040年前後における宋・ウイグル・チベット三者による対西夏連盟に関して、研究をしている。上記研究成果は、上掲研究課題の基本になるものを再整理したものである。そのための一連の作業は計画の達成に必要なものである。とくに、研究会・学会に参加して、多くの方と触れ合いする機会を得、数多くの方からアドバイスを頂いたことは、今後の学術調査、研究達成にたいへん役立つと思う。本年度は主に、1西ウイグル王国の勢力拡大問題、2ウイグルのマニ教改宗問題、31012世紀のモンゴル高原遊牧民の歴史、4「沙州回鶻」問題、510世紀のオテュケン地方と西ウイグル王国との関係、以上五つの方面から研究を行った。

その内、1の内容は『中国辺疆史地研究』2014年第3号に公刊され、2の「有関回鶻改宗摩尼教的U72-U73、U206文書再釈読」は、第二回シルクロード國際学術研討会論文集「粟特人在中国:考古發現与出土文献的新印證」で刊行される予定である。3について、第51回日本アルタイ学会(2014.7.長野)と第20回遼金西夏史研究会(2014.3.仙台)で発表をした後、日本の学術雑誌に投稿中である。4は東京外大科研プロジェクト「多言語史料から見た敦煌の社会」第1回会合(2014.3.東京外大)で口頭発表をし、今は史料解読を継続中である。5は、史料解読はほぼ完了している。上記基礎的作業を通じて、本研究の最も重要な構成部分である「沙州回鶻」問題について、新たな視点からアプローチすることができた。特に、中国フフホトの白塔に残された古ウイグル文字銘文に対する解読から、ウイグル文字を利用するキリスト教徒が白塔を祭っていたことが知られる。更に、これによって、シルクロード沿いに東方へ発展していた西ウイグル王国に所属するキリスト教徒が、後のオングート部につながれ得るという見通しができた。オングート部と西ウイグル王国との関係を指摘できることは、ウイグル人の東方への発展についての研究にとって、とても意義の高い作業と思われる。今後は、西ウイグル王国の文字文化の発展、特に敦煌地方との交流を中心に作業を続けたい。時間的制限のゆえ、予定していたウイグル文字文化の伝播にかんしては、モンゴル高原の代わりに河西地方を中心にするつもりである。本年度は現地調査・学会発表・論文投稿を積極的に行った。現地調査として、中国内蒙古自治区フフホト市の白塔にあるウイグル文字銘文を2015年4月・8月に単独で二回調査した。学会発表は、(1)「絲路景教与汪古源流:呼和浩特白塔回鶻文題記釈読(一)」、「記念楊志玖先生誕辰一百周年:隋唐宋元時期的中国与世界国際学術研討会」、天津・南開大学(2015年10月10-11日)、(2)「フフホト白塔ウイグル銘文再釈読」、東京外国語大学合同研究プロジェクト「新出多言語資料からみた敦煌の社会」第4回討論会(2015年4月3日)、(3)「フフホト白塔ウイグル銘文釈読初案」、北京・中央民族大学(2015年4月3日)、計3回行った。発表すみ論文としては、(1)「沙陀突厥・九姓タタル関係考」『東洋学報』2015-3, 2015.12、(2)「沙州帰義軍政権大中五年入朝路再釈」『内蒙古社会科学』2015ー5, 2015.12、(3)森安孝夫著「回鶻汗国葛啜王子墓誌再解読及其歴史意義」(翻訳)『唐研究』22,2016、以上3つがある。出版待ち論文として、(1)「有関回鶻改宗摩尼教的U72-U73、U206文書再釈読」,第2回シルクロード国際学術研討会「粟特人在中国:考古発現与出土文献的新印証」,寧夏文物考古研究所・北京大学中国古代史研究中心,2016、(2)荒川正晴著「西突厥汗国的Tarqan達官与粟特人」(翻訳)「粟特人在中国:考古発現与出土文献的新印証」,2016、以上2つがある。また、投稿中の論文として、(1)「部族名称阻卜考」『東方学』、(2)「絲路景教与汪古源流:呼和浩特白塔回鶻文題記釈読(一)」(中文)『歴史研究』、(3)「コータン出土突厥魯尼文木牘文研究」(中文)『歴史研究』、以上3つがある。これ以外に、専門学者による大谷大学、龍谷大学での講演会に参加した。また中央アジア学フォーラムに計3回参加し、内陸アジア史学会大会(2015年11月)に1回に参加し、情報収集に務めた。「沙州回鶻」について、研究の最初の段階において、漢籍史料に重点を置いたが、計画どおりの効果がなかった。また、1012世紀におけるモンゴル高原の遊牧民の歴史、並びに860年ごろにおきたウイグルのマニ教への改宗について、論文を執筆した。結果的に計画の実施に影響を与えた。後半から取り組んだフフホトの白塔のウイグル銘文に対する解読から、新しい展開が期待できる。27年度が最終年度であるため、記入しない。今後は、フフホトの白塔のウイグル文字銘文の解読に基づいた研究を優先する計画である。
温度応答性逆相ミセルの設計とタンパク質分離への応用

新しく開発した界面活性剤ジオレイルリン酸(DOLPAと略記)および従来の界面活性剤AOTからなる逆ミセルについて、電気伝導度の温度依存性を検討した。その結果、ある温度を境として、電気伝導度が急激に上昇する現象(パーコレーション挙動)を観察することができた。また、この現象が外部温度に応答して可逆的に起こることを確認できた。さらに上記パーコレーション挙動に対して熱力学的解析を行った結果、ドライビングフォースは正に大きなエントロピーの寄与であることが明かになった。また、逆ミセルに取り込まれたタンパク質の回収について詳細に検討した結果、逆ミセルの溶液に、微量のアルコールを添加することによって、効率良くタンパク質を回収できることを明らかにした。さらに、回収されたタンパク質(リゾチーム、α-キモトリプシン、チトクロームC,ヘモグロビン)の酵素活性を測定した結果、各分離工程において、酵素の活性を低下させることなく、抽出分離操作を効率よく行えることが示された。さらに、回収した逆ミセルの溶液を繰り返し使用した結果、3回の抽出-逆抽出分離操作においても抽出能力が低下することなく、安定にタンパク質の分離操作が行えることが明かとなった。このため、新たに構築された逆ミセル溶液が、微量タンパク質の分離濃縮媒体として、非常に有効であることが示された。
ガス化による放射性物質の分離・制御技術の開発とモデリング

これまでに、Cs-137を含むスギを1000°Cでガス化する際、酸化雰囲気よりも還元雰囲気において、より多くのCs-137が炭化物(チャー)に残存することがわかった。放射性セシウムを含む廃棄物を処理するには、放射性セシウムを揮発させるか、または残渣に残存させて濃縮させたのち最終処分場に集めるかの二択となるが、還元雰囲気であるガス化システムでは後者が有用だと考えた。放射性セシウムを濃縮できるシステムの創出が今後必要となる。その一つの候補として、放射性セシウムを含むバイオマスのガス化から、生成する炭化物チャーの鉱物化(ポルサイト化)によるセシウムの固定までを、一体として行うシステムを考案した。この際、鉱物化の際に添加する安定セシウムを、原料であるバイオマスに添加することによって、冷ガス効率が反応温度800°Cの場合、31ポイント向上することを明らかにした。また、原料の木質バイオマスに含まれる微量金属元素を明らかにし、安定セシウムとこれらの金属元素を初期値として熱力学平衡計算を行った。計算ソフトウェアにはMALTを用い、安定セシウムの初期濃度による影響や、水分量(S/C比)による影響を明らかにした。これらの結果は、原料の中に含有する塩素分の量に応じて塩化セシウムが発生するという計算結果を示しており、実際の感覚とは異なった結果になった。したがって、今後は固溶体を含む平衡計算ソフトウェアであるFactSageを用いた固溶体計算を行うことによって、より現実に近い予測ができると推察している。木質バイオマスに含まれる微量金属元素を明らかにした他、熱力学平衡計算によるモデリングのための基礎データに基づいて、最初の計算結果を取得することができた。今後は得られた固溶体の計算を加味したモデリングとその検証を行う。今後は、固溶体セシウム化合物を含む熱力学平衡計算を行い、生成物を推定する。また、平衡計算によるモデリング結果と分析で得られた微量金属との整合性をみることによって、ガス化モデリングの検証を行う。放射性物質(特に放射性セシウム)を含む木質バイオマスのガス化実験を実施して、発生したガス分析を行ったほか、ゲルマニウム半導体検出器を用いてガス化残渣の放射能測定を行った。ガス化剤は窒素、空気の二種類とし、温度は700°Cから1000°Cまで、S/C比は0.5から4までの条件で実施した。木質バイオマス中の放射性セシウムがガス化後にどれだけ残渣に残存したかを示す、残存率によって評価を行った結果、ガス化剤が窒素の場合、900°C以下の反応温度では残存率が高く放射性セシウムの気化が少ない事がわかった。ガス化剤が空気の場合も同様に900°C以下の反応温度では残存率が高いが、1000°Cになって急激に残存率が低下する事がわかった。また温度1000°Cのとき、S/C比の増加とともに残存率が低下しており、両者は互いに負の相関関係にあることが明らかになった。燃料木質バイオマスにふくまれる放射性セシウムが気化しやすい温度帯と酸素量を明らかにすることで、ガス化ゾーン(乾燥・熱分解・燃焼・還元・ガス化)のうち、どのゾーンで発生しやすいかを明らかにする事ができる。これによって、放射性セシウムが発生しやすい条件を割り出すことができ、外部への拡散を防ぐ示唆を与えてくれる。また、今後のガス化平衡計算によるモデリングのための基礎データを収集することができた。今後は、原料の木質バイオマスに含まれる微量金属元素を明らかにし、熱力学平衡計算によって生成物を推定し、実際のガス化残渣に含まれる微量金属との整合性をみることによって、ガス化のモデリングの検証を行う。放射性セシウムは蛍光X線などでは測定が難しいので、セシウムの安定同位体元素を用いてセシウム鉱物の生成状況を確認する。木質バイオマスガス化装置を用いて、放射性セシウムの挙動を、反応温度、空気量、水蒸気量の3つの切り口から明らかにすることができた。これにより、熱力学平衡計算によるモデリングのための基礎データを取得することができた。今後は得られた結果をもとにモデリングとその検証を行う。

これらの結果は、原料の中に含有する塩素分の量に応じて塩化セシウムが発生するという計算結果を示しており、実際の感覚とは異なった結果になった。したがって、今後は固溶体を含む平衡計算ソフトウェアであるFactSageを用いた固溶体計算を行うことによって、より現実に近い予測ができると推察している。木質バイオマスに含まれる微量金属元素を明らかにした他、熱力学平衡計算によるモデリングのための基礎データに基づいて、最初の計算結果を取得することができた。今後は得られた固溶体の計算を加味したモデリングとその検証を行う。今後は、原料の木質バイオマスに含まれる微量金属元素を明らかにして、得られた微量金属元素と元素分析値を入力値として熱力学平衡計算を行い、生成物を推定する。また、ガス化残渣については、蛍光X線分析を行い微量金属成分を明らかにする。平衡計算によるモデリング結果と分析で得られた微量金属との整合性をみることによって、ガス化モデリングの検証を行う。また、放射性セシウムは蛍光X線などでは測定が難しいので、セシウムの安定同位体元素を用いてセシウム鉱物の生成状況を確認する。生成したセシウム鉱物とモデリング結果を比較して再検証する。今後は、固溶体セシウム化合物を含む熱力学平衡計算を行い、生成物を推定する。また、平衡計算によるモデリング結果と分析で得られた微量金属との整合性をみることによって、ガス化モデリングの検証を行う。ガス化実験のための備品や消耗品購入に当てたが少額が残ってしまった。今後は、クロマトグラフ用データ処理装置、プロセスシミュレータ・LCAソフトウェアのライセンス料などの使途を予定している。
主成分分析を応用した咀嚼筋痛がもたらす咀嚼運動経路変動の解明

本研究では、咀嚼運動経路の全景を定量的に記述する方法と、記述された経路情報の変動をより少数の相互に独立な成分によって再記述する主成分分析法を併用することにより、咀嚼運動経路の変動を解析した。さらに、実験的に咀嚼筋痛を与えた際の咀嚼運動経路の変動を解析した。その結果、咀嚼運動経路の変動は、7つの独立した主成分で、その93%以上が記述されることが明らかとなった。経路の大きさに関与する成分,前頭面および矢状面における開口方向にそれぞれ関与する成分,経路の幅径に関与する成分がすべての被験者で観察され、実験的疼痛を加えた場合でも、これらの成分が抽出された本研究では、咀嚼運動経路の全景を定量的に記述する方法と、記述された経路情報の変動をより少数の相互に独立な成分によって再記述する主成分分析法を併用することにより、咀嚼運動経路の変動を解析した。経路の大きさに関与する成分,前頭面および矢状面における開口方向にそれぞれ関与する成分,経路の幅径に関与する成分がすべての被験者で観察され、実験的疼痛を加えた場合でも、これらの成分が抽出された咀嚼筋痛は、顎関節症の主症状の一つであり、咀嚼時の顎筋活動、開閉口運動といった顎運動機能の障害を引き起こす。顎関節症に適切に対応するためには、咀嚼筋痛と関連した顎運動障害の様相を解明することが肝要である。咀嚼運動を遂行する筋活動は、顎顔面口腔領域からの感覚情報を用いて調節される。したがって、咀嚼筋痛などの侵害刺激は、その部位や性状め違いにより咀嚼運動経路に様々な変化を及ぼすと考えられる。しかし、その変化の様相は未だ明らかではない。そこで本研究では、主成分分析を応用して、咀嚼筋痛がもたらす咀嚼運動経路の変化を定量的に解析することを試みた。被験者は正常有歯顎者12名である.ガムを片側咀嚼させ,その際の下顎切歯点の運動経路を三次元的に記録した.一連の運動経路は咀嚼周期ごとに分割し,被験者ごとに得られた200周期の咀嚼サイクルを解析に用いた.各咀嚼サイクルの経路上に,所要時間をもとに41の標識点を設定し,それらの三次元座標である計123の変数を主成分分析に供した.その結果,咀嚼経路の変動は7つの独立した主成分でその93%以上が記述されることが明らかとなり、その主成分得点の比較から、咀嚼運動経路の変動を定量的に解析する方法を確立した。また、各主成分がもたらす経路への影響は,固有ベクトルの逆行列を用いて経路を再構成することで,視覚的に解釈を行った.それにより,7つの主成分の中には,全被験者において,経路の大きさに関与する成分,前頭面および矢状面における開口方向にそれぞれ関与する成分,経路の幅径に関与する成分という4つの類似した影響をもたらす主成分が含まれていることが確認された.さらに,それら4つの主成分によって各個人の変動の70%以上が説明可能であった.咀嚼運動を遂行する筋活動は、顎顔面口腔領域からの感覚情報を用いて調節される。したがって、咀嚼筋痛などの侵害刺激は、その部位や性状の違いにより咀嚼運動経路に様々な変化を及ぼすと考えられる。各被験者に書面にて本研究の内容とその安全性を説明し同意書を徴するとともに、プライバシー保護に対して十分配慮の上、以下の実験を行った。右側咬筋中央部に高張塩水0.15mlを1015かけて注入し、片側ガム咀嚼時の咀嚼筋活動と下顎切歯点の運動経路を三次元的に記録した.一連の運動経路は咀嚼周期ごとに分割し被験者ごとに得られた200周期の咀嚼サイクルを解析に用いた.各咀嚼サイクルの経路上に,所要時間をもとに41の標識点を設定し,それらの三次元座標である計123の変数を主成分分析に供した.その結果,実験的疼痛を加える前後で咀嚼経路の変動は7つの独立した主成分でその90%上が記述されることが明らかとなった。また各主成分がもたらす経路への影響は,固有ベクトルの逆行列を用いて経路を再構成することで,視覚的に解釈を行った.その結果,経路の大きさに関与する成分,前頭面および矢状面における開口方向にそれぞれ関与する成分,経路の幅径に関与する成分がすべての被験者で観察され、実験的疼痛を加えた場合でも、これらの成分が抽出された。

ヒト咀嚼時の顎筋活動を計測し、そのパタン変動を主成分分析で検証することにより、咀嚼運動が少数の制御要素による制御を受けているか検証した。本研究では、咀嚼時の顎筋活動の変動を周期中の位相を含めて解析するために、切歯点運動経路に基づいて咀嚼周期を開口、閉口、咬合の3相に分け、各相の所要時間を任意の数に等分した時点を設定した。これにより、各相の所要時間が標準化されるとともに、咀嚼周期中の特定の位相を示す時点が設定されるので、これら時点における筋活動レベルをデータ列として記載することで、各周期における個々の筋の活動パタンを記述することが可能となる。被験者は、正常有歯顎者8名である。各被験者の両側咬筋、側頭筋、顎二腹筋前腹から右側片側ガム咀嚼中の筋活動を導出した。1咀嚼周期の筋活動パタンを96個のデータ列として記述し、各人200周期の表面筋電図、咀嚼経路に上述の方法を応用して、主成分分析を行った。その結果、各人、固有値1以上の主成分が平均15.0個抽出され、それらによって変動全体の約90%を明できることが明らかとなった。各主成分の変動は、ひとつ以上の筋の、ひとつ以上の時点における筋活動レベルや咀嚼経路に有意な影響を及ぼし、顎筋活動が主成分として抽出される互いに独立な変動の重畳として記述できることが示された。一方、各主成分の変動に伴う筋活動レベルの変化は、必ずしも主成分得点係数の絶対値が大きいところのみで生じるわけではないことから、ある主成分に伴う筋活動レベルの変動が、別の変動と連動することが判り、その要因として筋活動制御における非線形成や顎筋の機能的不均質性の関与が示唆された。
マルチタッチ・スクリーンを用いた直感的な胸腔鏡コントロールシステムの開発

タッチスクリーン画面を直感的に指でなぞるだけで、ロボットがその軌跡を追随するように手術器具を誘導するタッチスクリーン・コントロールシステムを開発した。安定して動作可能なシステム設計を行い、対象から5mmの距離を保って制御可能となった。実際の手術を想定した焼灼実験で操作精度を解析した。初学者と専門医の操作精度に差は認めなかった。専有回線で繋がった遠隔地からも操作可能なことを実証した。マルチタッチパネルでコントロールについて、SUQSE Incと、プログラムを改良して動作と反応を改善した。タッチポイントを移動させるときに、指を動かしてもよい範囲を円で画面上に表示して、指の動きが速すぎて、検出範囲をこえてシステムが誤動作する可能性を大きく減少させることができた。これにより、より安定して動作できるようになった。平成22年度の備品で購入できたAPC焼灼装置で実際に鶏肉を凝固切開した。距離5ミリ以内であれば、APCで十分に対象を凝固止血できると判断できた。日本呼吸器外科学会と日本胸部外科学会でタッチパネルナビゲーションの内視鏡手術システムとその動物実験を発表した。イノベーションジャパン2010での発表についての問い合わせに10chの「世界一受けたい授業」という科学系テレビ番組の取材があった。平成23年1月29日放送され、タッチパネルによる手術機器のコントロールの世界を広く一般のひとにも知ってもらえることとなった。テレビスタジオでの実演を行うにあたり、明るすぎて誘導の緑のレーザーポイントが弁別しがたくなったり、焼灼が高度になると肉の表面がこげたり白く焼けたりすることで、画像の二値化の際に対象点が不整になり対象点抽出にエラーが起こりやすくなることがわかった。この補正のために周囲の反射光を抑制し、位置計算が明確になるようにAPCのアームを保持する機構を改良した。遠隔操作システムとして京都府立医科大学と公立山城病院の2地点間でデジタルギガ疎水回線を駆使して遠隔操作を試みた。APCのファイア操作のトリガーと大学での観察画像のブロックノイズの発生とデータ転送の遅れをみた。23年度はタッチパネルナビゲーションの遠隔操作について検討した。公立山城病院と京都府立医科大学の35km離れた2地点間を京都府管轄の京都デジタルギガ疎水回線を経由し、タッチパネルナビゲーションシステムの稼働実験を行った。公立山城病院にはロボットコンソールを、京都府立医科大学にはタッチパネルコントロール装置を設置し、2地点を専有回線で繋ぎ行った。「Stand Alone Robotics」ともいえる従来のロボット&ナビゲーションシステムから、専有回線を介し空間的に離れた2地点間でタッチパネルナビゲーションシステムをコントロールできたことは、普及し始めているクラウドコンピューティングの世界に本件システムも対応しうることを確認実証できたことに意義がある。これゆえタッチパネルスクリーンを入力デバイスとして利用する遠隔操作のロボテックスの原型として重要性を持つものであり,今後の「Medical Cloud Robotics」の世界につながる点で画期的な成果である。成果についてはACCAS2011で発表し論文報告した。WO2007/145327遠隔装置(研究代表が発明者:現在PCT申請中)の基本理論が実際に動作する装置であることも確証された点も、研究成果の世界な展開の礎を気づく上で重要な成果となった。24年度にはシステムの精度評価と外科医の操作性の確認実験を行い、日本生体医工学会とCARS2012で発表した。また、タブレットPCを用いてこのシステムの遠隔操作を試みた。virturalnetwork computingを利用してこのシステムに接続し同一施設内の離れた場所からタブレットPCのタッチパネル画面から指示することでロボットをゆっくりと追随させることができた。この結果についてCARS2012とACCAS2012で発表した。ロボットアーム先端に実際の手術で用いるAPC焼灼装置を取り付け、図形を焼灼する実験を行いタッチパネルナビゲーションシステムの精度評価を行った。予め円をプリントしておいた感熱紙を生理食塩水に浸し導電性をもたせた。操作者はタッチパネルモニターに映された感熱紙上の円の輪郭を指でなぞりAPCで焼灼した。APCによる焼灼幅は平均4mm、基準線からの誤差は平均6mm程度であった。手術経験の浅い初学者と手術経験の豊富な専門医が行ったところ、いずれも直感的に操作可能であった。また、焼灼した軌跡と基準線との距離は2者でほぼ同等であった。このことから、手術操作の際にこのシステムを用いることで手術経験の差を縮小できる可能性が示唆された。これらの結果について、日本生体医工学会とComputer Assisted Radiology 26th International Congress and Exhibition (CARS2012)で発表した。線形動作の精度解析のために正方形を焼灼する実験を追加し、初学者と専門医で概ね差のない結果が得られることも確認した。また、近年急速に利用が広がっているタブレットPCを用いてこのシステムの遠隔操作を試みた。virturalnetwork computingを利用してこのシステムに接続し、同一施設内の約50m離れた場所からタブレットPCのタッチパネル画面をなぞって指示することでロボットをゆっくりと追随させることができた。

測定した回線速度は共通のLANを用いた場合が6.84Mbps、virtual private networkを介してインターネットを用いた場合が2.48Mbpsであった。この結果についてCARS2012とThe 7th Asian Conference on Computer Aided Surgeryで発表を行った。(23年度終了時点では)遠隔操作の実験にともない,当該ナビゲーションの装置を公立山城病院に乗用車で運搬をした.このときの影響のためか,コントロールのパソコンのOSに不具合が生じ,実験が継続できなくなった.LINUXとWINDOWSを連結したソフトウェアを専用に開発してきたので,復旧に時間がかかった.24年度が最終年度であるため、記入しない。(23年度終了時点では)最終年度であるので,全力で課題を追いたい.iPadなどのワイヤレスのタッチパネルスクリーンの適応の可否も含めた遠隔装置としての可能性,タッチパネルのコントロールの性能の検討などを修復した当該装置で,検討する.HDDを内蔵した装置で移動して用いることもあるので,バックアップのシステムをコピーしたHDDを複数整備して,ソフトとHDDの不具合による研究中断が発生しないように計画を洗練する.成果は国際学会,国内学会をふくめて発表していき,論文化をすすめていく.現状は,胸腔鏡という硬性鏡の世界のみであるが,胃カメラなどの内視鏡のコントロールの世界にも,この技術を医工連携で展開したい.24年度が最終年度であるため、記入しない。
仮想擬似情報セキュリティシミュレータの開発と実践的セキュリティ教育拡大と質の向上

今年度は,まず,これまでに開発している仮想セキュリティ教材のコア部分の拡張を行っている.学習体験者がブルートフォースアタックについて攻撃者と防御者を想定してそれぞれが擬似的に脆弱性を体験して学習できる要素を追加した.そしてSQLインジェクション,XSS(クロスサイトスクリプティング)など,社会でも問題となっているセキュリティ脅威についても効果的に学習できる機能を追加した.また,これまでは,システムを据え置き型サーバ上で構築し,同一LAN内でクライアントから接続して利用していたが,さらにフレキシブルにシステムを利用できるよう,そのような従来の据え置き型サーバに加え,Raspberry Piを用いた小型マイコン上にも実装した.小型マイコンをサーバとした場合はそのパフォーマンスが学習教材システムとして耐えうることが必要となる.そこで,ベンチマークテストおよび想定されるいくつかのネットワーク環境を用いてパフォーマンス評価を行ったが,100名以内の同時利用には十分な性能が得られることがわかった.このようなシステムを構築したことで,さまざまな場所においてセキュリティ教育を実践的に行えるようになると同時に,ユーザビリティ評価を多様に行えるようになった.さらに,我々が所属する機関において本システムを用いた小・中学生,一般社会人等向けのセキュリティイベントを実施し,ユーザビリティ評価を行った.評価結果より,学習に効果的なデザインや用語を中心としたユーザインターフェイスの改善が必要であることなどが明らかになった.なお,近年IPv6ネットワークの徐々に普及している.セキュリティについても従来から様々な研究や提言等がなされており,本システムでも扱えるかどうかについて基礎的サーベイを行った.昨年度当初計画していたシステムでは構築が困難な機能等があり,その改善を行ったところ,全体の進捗状況としてはほぼ順調に推移しているところである.機能の改善,評価をさらに推進し,より効果的な仮想セキュリティ教材システムとすることを目指す.なお,昨年度IPv6ネットワーク上でのセキュリティ機能の基礎的サーベイを行ったが,今年度はシステムに組み込むことを計画している.当初はほとんど計画していなかった項目であるが,より新しい知見が得られるものと思われる.仮想擬似セキュリティシミュレータの全体設計,実装する機能について検討し,コア部分の開発および評価と,ネットワークシミュレータとしてよく用いられているNS2,NS3のAPIの構造について調査し,APIを介してシミュレータ内に実装できるかどうかの検討を行った.シミュレーションを行う機能としては,主にパスワードの脆弱性をエミュレートする機能から実装することとしている.主に学習者が設定されているパスワードの脆弱性について,その解読可能性と実行時間を実際の脆弱性システムから再現できるよう,その基本コンポーネントを開発した.主にサーバ上にPythonを用いて記述した.脆弱サーバに見せかけるために,米国TeamsIDによる「SplashData - 100 Worst Passwords of 2017 & More Password Freebies」の脆弱パスワードTop100を参考に,これらのパスワードについて,パスワードクラックとして一般的なブルートフォースアタックと辞書攻撃により正規化したその解読時間をデータベース化し,パスワードリスト攻撃シミュレーションサーバとして構築した.なお,NS2,NS3など既存のネットワークシミュレータへのAPIを介した実装はせず,単体で実行できるようシステムを開発することとした.開発した小・中学生向け学内イベントでシステムを利用し,情報セキュリティ教育効果が得られるかどうかの検証を行った.これにより基本的なセキュリティ学習ツールとしては実用性があることがわかったが,利用者アンケート,ユーザビリティ評価などから,さらに多種類にわたるパスワードの実装,ブルートフォースアタック,辞書攻撃以外の高度な攻撃手法の学習への対応や,ユーザビリティの改善が必要であることがわかった.当初の計画では,NS2などの既存のネットワークシミュレータへの実装を考慮していたが,そのAPIの解析等に時間を多く要したため,全体としての進捗がやや遅れた.今年度は,まず,これまでに開発している仮想セキュリティ教材のコア部分の拡張を行っている.学習体験者がブルートフォースアタックについて攻撃者と防御者を想定してそれぞれが擬似的に脆弱性を体験して学習できる要素を追加した.そしてSQLインジェクション,XSS(クロスサイトスクリプティング)など,社会でも問題となっているセキュリティ脅威についても効果的に学習できる機能を追加した.また,これまでは,システムを据え置き型サーバ上で構築し,同一LAN内でクライアントから接続して利用していたが,さらにフレキシブルにシステムを利用できるよう,そのような従来の据え置き型サーバに加え,Raspberry Piを用いた小型マイコン上にも実装した.小型マイコンをサーバとした場合はそのパフォーマンスが学習教材システムとして耐えうることが必要となる.そこで,ベンチマークテストおよび想定されるいくつかのネットワーク環境を用いてパフォーマンス評価を行ったが,100名以内の同時利用には十分な性能が得られることがわかった.このようなシステムを構築したことで,さまざまな場所においてセキュリティ教育を実践的に行えるようになると同時に,ユーザビリティ評価を多様に行えるようになった.さらに,我々が所属する機関において本システムを用いた小・中学生,一般社会人等向けのセキュリティイベントを実施し,ユーザビリティ評価を行った.評価結果より,学習に効果的なデザインや用語を中心としたユーザインターフェイスの改善が必要であることなどが明らかになった.なお,近年IPv6ネットワークの徐々に普及している.セキュリティについても従来から様々な研究や提言等がなされており,本システムでも扱えるかどうかについて基礎的サーベイを行った.昨年度当初計画していたシステムでは構築が困難な機能等があり,その改善を行ったところ,全体の進捗状況としてはほぼ順調に推移しているところである.

平成29年度開発し,ユーザビリティ評価を行って明らかになったシステムの課題を今後改善し,さらにSQLインジェクション,クロスサイトスクリプティング,ランサムウェア攻撃など他の脆弱性についてもエミュレートできる,シミュレーション機能について開発を行い,さらにシステムの教育効果の評価検討を行う.機能の改善,評価をさらに推進し,より効果的な仮想セキュリティ教材システムとすることを目指す.なお,昨年度IPv6ネットワーク上でのセキュリティ機能の基礎的サーベイを行ったが,今年度はシステムに組み込むことを計画している.当初はほとんど計画していなかった項目であるが,より新しい知見が得られるものと思われる.備品等において,当初予定していた見積もりと比較して実際の納入価格が低かったため,次年度使用額が30,783円となった.この額は平成30年度の消耗品等の購入に使用する計画である.当初見積もり額と実際納入額に差分が生じたため.
成体肝由来多能性幹細胞の神経細胞への可塑性の検討

我々は、再生能の強い臓器のひとつである肝臓内の多能性幹細胞を用いて神経細胞へと分化させ中枢神経系の機能を再生させることを目標にin vitroにて基礎実験を行ってきた。これまでの実績としてmouse胎児肝組織由来の細胞より神経様の細胞への分化転換の結果を得ている。今回はadultにおいても同様に、肝由来の多能性細胞から神経系の細胞に分化転換させることを目標とし、胎児同様、組織をsingle cell化させるためadult mouse liverをコラゲナーゼ灌流法にて結合繊維を溶解させた上でピペッティングしsingle cellを採取した。採取した細胞はneurosphere法を用いて初代培養されたがsphereの形成は胎児組織の場合と比較し不良でNestinで免疫染色を行ったが、陽性細胞はみられなかった。胎児肝組織をnestinにて免疫染色を行うと多数の陽性細胞が観察されるのに対し、adult liverのnestin免疫染色では陽性細胞は観察されなかった。このNestin陽性細胞の欠如がadult liverにおけるneurospher法での培養を困難としている原因と考え、adult liverのNestin陽性細胞を賦活、増殖させるための手段としてadult mouseのliverを約60%外科的に部分切除する再生肝モデルを作成した。再生肝組織をNestinで免疫染色すると肝部分切除3口後にNestin陽性細胞が最も発現されることが明らかとなった。再生肝モデル作成3日後、コラゲナーゼ灌流法にて結合繊維を溶解させた上でピペッティングしsingle cellを採取し、neurosphere法での培養を行ったがsphereの形成は不良であった。この結果からコラゲナーゼ還流法過程での細胞損傷の可能性が強く疑われた。コラゲナーゼ使用量、還流時間の調整が今後の課題と考えた。今回はadultにおいても同様に、肝由来の多能性細胞から神経系の細胞に分化転換させることを研究目標としている。今回の研究により以下の結果が得られている。胎児同様、組織をsingle cell化させるためadult liverをコラゲナーゼ灌流法にて結合繊維を溶解させた上でピペッティングしsingle cellを採取した。採取した細胞はneurosphere法を用いて初代培養されたがsphereの形成は胎児組織の場合と比較し不良であった。また、このとき得られたsphereにおいて神経幹細胞のマーカーであるnestinで免疫染色を行ったが、陽性細胞はほとんどみられなかった。胎児肝組織をnestinにて免疫染色を行うと多数の陽性細胞が観察されるのに対し、adult liverのnestin免疫染色では陽性細胞はほとんど観察されなかった。このNestin陽性細胞の欠如がadult liverにおけるneurospher法での培養を困難としている原因と考えられた。このためadult liverのnestin陽性細胞を賦活、増殖させるための手段として再生肝モデルの作成を試みている。再生肝モデルはadult mouseのliverを約60%外科的に切除するものである。今後再生肝モデル作成し、再生肝より採取した細胞によるneurosphere法での培養を実践し、組織、細胞を免疫染色にて評価する予定としている。我々は、再生能の強い臓器のひとつである肝臓内の多能性幹細胞を用いて神経細胞へと分化させ中枢神経系の機能を再生させることを目標にin vivoにて基礎実験を行ってきた。