hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
グローバル・リテラシー大学英語教育のモデル化と自動成果判定システムの開発

本研究では、コミュニケーション・マネジメント、学習ストラテジー、チーム・ワーク、クリティカル・シンキング、分析・統合能力、問題解決能力、企画力と達成能力、多様性対応能力の養成を満たす3段階方式で少人数教育によるコースを開発した。電子化教材を端末に依存しない配信し、コンピュータ適応型の成果測定テストを作成、インタラクティブウィジェット機能を追加し、英文読解過程のログの可視化を行った。異文化交流実践講座と多地点のテレビ会議では、音声品質、伝送速度を測定し、著名研究者のオンデマンド講義を25コース開講した。2012年度の目的は6種類あった。(1)Tutorial English授業の口語英語力の自動判定テストの作成が目的で、談話完成タスクは5レベル(初級、準中級、中級、準上級、上級)の問題作成を完了した。オンラインデータ収集は初級2万発話、準中級は6000発話で、台湾からも70人のデータを得た。Hidden Markov Model Toolkit(2006)を用い音声認識機を作成した。(2)異文化交流授業の動機付けとソーシャル・スキル調査により、授業内容の改善と授業方法の改善が研究目的で、2011年度と2012年度のデータを分析し、学会発表をした。(3)Critical Reading and Academic Writingの授業教材の作成とe-Learning要素の拡充、論説文の採点評価基準の検討が研究目的で、授業教材は完成し、e-Learning要素も拡充し、レポートの採点評価基準の検討も行った。(4)異文化交流授業の交流時のTime Lagと帯域の調査及び学生の音質、画質の主観調査が研究目的で、客観的な計測と主観調査を行い、学会発表をした。(5)Mobile実験の継続及び電子教科書とMobile,PCの相互接続の探求が研究目的で、Mobile実験(単語学習)の継続及び電子教科書とMobile,PCの相互接続の実験も行った。English Tutorial,CCDL,Critical Reading and Writingの教科書を用い、電子教科書を試作した。(6)English Tutorialの6レベル中5レベル(初級、準中級、中級、準上級、上級)の6課毎に行う復習テスト3回のデータ(35000人分)を2007年度から5年間蓄積・整理し、コンピュータ適応型のアチーブメントテストの作成を開始した。試作品の試行により、4つのセクション毎にコンピュータ適応型のアチーブメントテストを作成することになった。.国際社会でリーダーシップを発揮できるグローバル・リテラシー教育は3段階で行われ、第1段階では、CEFRの6レベルに対応したスピーキング能力(English Tutorial)とライティング能力(Critical Reading and Academic Writing :CRAW)の育成を図り、第2段階ではDiscussion English Tutorial(DTE)とCross-Cultural DistanceLearning(CCDL)講座を活用した。第3段階では専門分野を英語で発表・討議する能力を養うことを目的とした。今年度は、English Tutorialでの学習成果を測定するためのコンピュータ適応型テストを完成した。発話自動採点テストでは、日本人および台湾人の英語学習者からデータを収集し、話者適応の実験を実施した。発話データの単語認識率を高めるべく、評定者にとって聞き取り可能/不可能な発話データを予測する実験を行った。発話の基礎的な特徴量をもとにサポートベクターマシーンを用いた分類を行い、84%の精度で予測できた。このフィルタを通過した発話を用いて自動採点を試みたところ、判定の精度が実際に運用できる段階であると判断できた。また、音声とスクリプトが同期できるVoice-Script Synchronizer(VSS)を活用し、電子教科書に学習支援の要素を追加した。CRAWでは、オンデマンド授業の理解を促進するためのWidgetを開発し、エッセイの評価項目について重回帰分析で検討できた。DTEではFlipperを利用し、LMSやスマートフォンから視聴できる教材を開発した。CCDL講座でも教材の電子化を試みた。専門科目を英語で学習する最終段階の講座でもVSSを活用し、iTunes UやWaseda Course Channelで配信した。言語教育の国際基準であるCommon European Framework of Reference for Languages(CEFR)に準拠しながら、日本人話者の文化の壁を克服し、国際社会でリーダーシップを発揮できるグローバル・リテラシー教育のモデルとなるカリキュラム開発と教育成果の自動判定の可能性を検討することが本研究の目的であった。早稲田大学グローバルエデュケーションセンターが提供するDiscussion Tutorial Englishにおいて、その教科書を電子化し、学習者がどのコンテンツをどれぐらいの頻度、時間で閲覧しているかを記録できるシステムを開発した。このシステムを利用して、英語の熟達度が高い学習者の学習行動を分析し、教材およびカリキュラム開発への知見を得た。スピーキングの自動採点に関する研究では、CEFRに基づいた発話誘出タスクを使用し、音声認識率の高い項目に関しては自動採点の可能性が示された。早稲田大学グローバルエデュケーションセンターが提供するCritical Reading and Writingという科目においては、Coh-Metrixが算出する指標を用いて学習者のエッセイ評価の予測を試み、トピックが異なるエッセイにおいても評価を予測できる可能性が示された。異文化交流を取り入れたCross Cultural DistanceLearningという科目では教科書の改訂を行った。

また、この科目では、受講者に行ったアンケートの結果からカリキュラム改訂への示唆を得て、異文化交流を基盤とした英語学習のモデルを構築した。受講者のコミュニケーション能力の養成を目的としたTutorial Englishでは各課の復習テスト、クラス分けテスト、達成度テストを統合し、コンピュータ適応型テストの開発を試みた。26年度が最終年度であるため、記入しない。外国語教育26年度が最終年度であるため、記入しない。中国からのデータ収集は台湾を除き、日中関係の悪化により、協力が得られなかった。平成25年度の研究計画をおおむね達成することができたため。2013年度は韓国、シンガポール、マレーシア、フィリッピンから30人ずつの英語発話データを得ることに集中したい。26年度は以下の通り研究を実施する予定としている。まず、応答音声認識技術による発話データ自動判定の試みとして、今年度は40分程度で学習者の能力値が推定可能なコンピュータ適応型の発話テストの作成を目指す。また、受検者がマスターしたCan-doと学習不足のCan-doを踏まえたフィードバックを行うことが環境を構築し、学習者支援を行う。ライティング科目における教材開発の試みとして、今年度はスマートフォンをはじめとする情報通信端末で閲覧可能な電子教材を作成し、この教材を利用した隙間学習の可能性について検討する。同時に、クラウド環境上の仮想化デスクトップによるe-learningの可能性もさぐる。また、英作文を部分的に自動評価する試みとして、言語学的知見に基づいた指標を用いて学習者が書いた英作文の分析を行う。CCDL異文化交流実践科目用の教材作成としては、上記と同様に電子教材を作成し、その利用可能性について検討する。また、当該科目における学生の動機づけ傾向を探るべく、24年度からの時系列データを分析し、授業改善に資するようなフィードバック方法について検討する。Discussion Tutorial Englishに関する研究では、過年度に実施した調査結果を総括し、学習者がより学習しやすいコンテンツ配信方法を探るべく、調査を実施する。また、クラウド環境上の仮想化デスクトップとの比較も行う。
立体構造に基づいたウシガエル卵由来レクチンの安定性の起源の解明

ウシガエル(Rana catesbeiana)卵由来レクチン(RCEL)は、膵臓由来リボヌクレアーゼスーパーファミリーに属する111アミノ酸残基からなる蛋白質である。RCELは類縁の牛膵臓由来リボヌクレアーゼA(RNase a)と同様に分子内に4つのジスルフィド結合を持つが、これらジスルフィド結合のうち、RNase AのCYs65-Cys72に対応するものはなく、その代わり、RNase Aの107番目と126番目(実際にはRNase Aは124残基しかない)のアミノ酸残基に相当する位置にジスルフィド結合が存在する。RNase Aが50°C付近で失活が始まるのに対し、RCELは85°Cを越えてもほとんど活性は失われない。また、RNase Aは2Mのグアニジン塩酸塩で変性が始まるが、RCELは5Mまで安定である。このようなRCELの安定性の起源を解明するにあたっては、その立体構造を明らかにすることはもちろんのこと、RCELを構成する個々の原子の動的な情報をできる限り引き出すことが肝要である。高エネルギー物理学研究所放射光実験施設において、RCELの結晶からのatomic resolutionのX線回析データを集め、現在、1.14A分解能においてプログラムX-PLORをもちいて立体構造の精密化を行っている。Completenessが87%のデータに対して、R-factorが0.220、Free R-factorが0.257となっている。電子密度分布図より、RCEL分子を構成する炭素、窒素、酸素、及び硫黄原子の区別が容易に付くので、通常のX線結晶構造解析では判別のつきにくいHisのイミダゾール環の表裏、AsnとGlnのカルボキサミドの表裏を確定することができた。また、分子表面の少なくとも4個のアミノ酸残基については、結晶中で複数のコンフォーマ-が同時に存在していることを確認できた。
極低温量子固体中でおこるトンネル反応の分光学的研究

本研究の目的は、固体パラ水素をマトリックスとするマトリックス分離法を用いると、気相と同程度あるいはそれ以上の分解能で溶質分子の振動および回転分光が可能であるという固体水素の特性を生かし、化学的に活性な状態を持つ分子を固体パラ水素内に生成し、その分子とまわりの水素分子との極低温におけるX+H_2→XH+Hの型の反応素過程のダイナミックを高分解能レーザー分光法を用いて追跡することにより、反応に寄与するトンネル現象などの量子効果の寄与を分光学的に研究することにある。本年度は、メチルラジカルと水素分子との反応を主として研究した。固体水素中に捕捉したヨウ化メチルの光分解により生成するメチルラジカルと水素分子との反応を赤外分光法により追跡し、メチルラジカルは基底状態では水素分子と反応しないが、重水素化したメチルラジカルでは基底状態でも水素分子と反応してメタンを生成することが明らかとなり、この反応が純粋なトンネル反応によるものであることを示した。このトンネル反応の速度を4.7^*10^<-6>s^<-1>と決定した。この反応速度には媒質の量子性が影響しているはずであり、現在さらに詳しい解折を行っているところである。またメチルラジカルと重水素化メチリラジカルの違いはゼロ点振動によるものであることを明らかにし、トンネル反応におけるゼロ点振動の重要性を指摘した。一方、メチルラジカルの光励起後続反応では、メチルラジカルをB状態に光励起するとメチレンに解離し、すぐ水素分子と反応してメタルが生成する反応経路があることを明らかにした。
油脂生産酵母による革新的な環境調和型バイオディーゼル燃料生産プロセスの開発

地球温暖化や化石燃料の枯渇などの問題から、バイオディーゼル燃料の利用が期待されている。本研究では、油脂生産酵母の細胞表層にリパーゼを発現させることにより、高価なリパーゼの添加を必要としない、安価で革新的な環境調和型BDF生産プロセスの実現を目指した。実験の結果、突然変異導入による油脂生産酵母の油脂生産性の向上、コンビナトリアルライブラリーを利用したリパーゼ提示酵母の活性向上、およびリパーゼ提示酵母によるバイオディーゼル燃料の生産に成功した。地球温暖化や化石燃料の枯渇という問題を解決し、持続的に循環可能な社会を形成するため、バイオマス資源から作られるバイオ燃料が世界中で利用されている。特に、軽油の代替バイオ燃料であるバイオディーゼル燃料は、欧州や米国を中心に利用されている。これに対して、日本ではバイオディーゼル燃料の生産量、消費量は非常に少なく、他国と比較して普及が大幅に遅れている。従って、バイオディーゼル燃料を安価かつ安定的に製造する技術の開発が急務となっている。本研究では、油脂生産酵母により生産された油脂を、環境に優しい酵素法によりバイオディーゼル燃料へと変換する革新的な環境調和型バイオディーゼル燃料生産プロセスの開発を目的とした。今年度は油脂生産酵母の油脂生産性強化、油脂生産酵母培養条件の最適化、および油脂生産酵母の遺伝子組換え系の開発を行った。油脂生産性の強化に関して、油脂生産酵母に突然変異を導入することにより、油脂生産量を約10%、油脂生産速度を約7倍向上させることに成功した。また、油脂生産培養条件を最適化することにより、油脂生産量を維持したまま、油脂生産速度を約1.6倍向上させることに成功した。油脂生産酵母の遺伝子組換え系の開発に関して、油脂生産酵母に対して有効な薬剤の種類およびその濃度に関して検討を行った。さらに、効果のあった薬剤に対する耐性遺伝子を酵母の染色体上に導入し、薬剤耐性酵母の取得に成功した。現在、様々な遺伝子を発現させるためのプラスミドベクターの構築を進めている。持続的に循環可能な社会を形成するため、バイオマス資源から作られるバイオディーゼル燃料(BDF)が利用されている。しかし、日本ではBDFの生産量、消費量は非常に少ない。従って、BDFを安価かつ安定的に製造する技術の開発が急務となっている。本研究では、油脂生産酵母により生産された油脂を、環境に優しい酵素法によりBDFへと変換する革新的な環境調和型BDF生産プロセスの開発を目的とした。今年度は、Bacillus thermocatenulatus由来リパーゼを酵母の細胞表層に高発現させることを試みた。細胞表層へのタンパク質提示量はプロモーター配列、分泌シグナル配列、およびアンカータンパク質などによって制御される。そこで、種々のプロモーター配列、分泌シグナル配列、およびアンカータンパク質から成るコンビナトリアルDNAライブラリーを作製し、リパーゼを高発現可能な組合せを探索した。作製したコンビナトリアルDNAライブラリーにより形質転換した酵母細胞のリパーゼ活性を測定し、リパーゼ活性が向上した酵母を取得した。取得した酵母は従来使用されていたGAPプロモーター、α-ファクター分泌シグナル配列、およびα-アグルチニンアンカータンパク質によりリパーゼを提示した酵母と比較し、5.0倍高いリパーゼ活性を示し、酵母の細胞表層にリパーゼを高発現させることに成功した。また、油脂生産酵母から油脂を抽出し、メチルエステル化を行い、GC/MSで分析した所、その主成分は、リノール酸およびオレイン酸であり、一般的なBDFの原料となる大豆などと同等の組成であることから、油脂生産酵母由来油脂はBDFとして利用可能であることが確認された。研究期間全体を通じて、油脂生産酵母の油脂生産性強化、酵母細胞表層へのリパーゼの高発現、油脂生産酵母からの油脂の抽出、酵母由来油脂のBDFへの変換を達成した。油脂生産酵母の油脂生産性強化および培養条件の最適化に成功しているため。さらに、油脂生産酵母の遺伝子組換え系を開発し、様々な遺伝子の発現の準備も進んでいるため。生物化学工学凍結乾燥などの物理的処理、酸やアルカリなどの化学的な処理、及び油脂作物に適用される通常の抽出法を組合せ、その操作条件を最適化することにより、油脂生産酵母に適した油脂抽出法を確立する。また、油脂生産酵母の培養から、油脂の抽出、バイオディーゼル燃料への変換のプロセスを一貫して行い、その律速段階や問題点を検証する。さらにその律速段階や問題点を改善することにより、プロセスを最適化し、生産効率を向上させる。
腎糸球体ポドサイトにおける細胞極性因子aPKCλの機能解析

これまでに我々は、独自に樹立したポドサイト特異的aPKCλ欠損マウスが、腎糸球体濾過装置の主役であるスリット膜の機能不全に起因する蛋白尿・糸球体変性を呈して腎不全に陥ることを明らかにした。平成18年度までに進めた血液生化学的解析・尿検査・病理学的解析の結果、このマウスがヒトの糸球体疾患モデルマウスとして極めて有用であることを確認した。これらの結果を発展させ、糸球体疾患の分子病態生理に迫るべく、平成19年度は形態学的解析に加えて分子生物学的解析も進め、以下の成果を得た。1.ポドサイト特異的aPKCλ欠損マウスにおいて、発達ステージごとの電子顕微鏡的解析を行った。その結果、糸球体基底膜の傷害は殆ど観察されないが、スリット膜は一旦形成されるものの、ステージが進むにつれて局在異常、崩壊、喪失へと病態が進行することを明らかにした。2.腎糸球体の機能制御に対するaPKCの作用点を調べる為、スリット膜構成分子複合体とaPKCの関係を解析した。単離したラット糸球体をaPKC阻害剤で短時間処理し、スリット膜構成分子であるポドシン、ネフリンの生化学的分画動態をコントロールと比較した。その結果、正常なポドシン、ネフリンの分布にはaPKC活性が必要であることを明らかにした。一方、ポドシン-ネフリン複合体の絶対量は、aPKC阻害剤の短時間処理によって大きな影響を受けなかった。以上から、aPKCが正常なスリット膜構成成分の正常な分布に必要であり、糸球体疾患ではaPKCの機能異常が関与する可能性が示唆された。また、平行して進めた実験から、aPKCが脂質膜ドメインの制御に関与することやPAR3がアピカル膜ドメイン形成に必要であることなども明らかにした。これらの結果をまとめ、発表・報告した(雑誌論文4件、国際学会1件、国内学会1件)。腎臓の濾過機能において、最も中心的な役割を果たすのが腎糸球体スリット膜構造である。スリット膜は、腎糸球体のポドサイトという上皮細胞が形成する特殊な細胞間接着装置であり、アピカル・ベーサル極性制御にも寄与している。近年スリット膜を構成する蛋白質の同定が進んでいるが、これらのスリット膜構成蛋白質の機能制御や、ポドサイトのアピカル・ベーサル極性制御については未解明の点が多い。以前の我々の研究により、ポドサイトのスリット膜の裏打ち部位には、進化的に保存された細胞極性制御蛋白質からなるPAR-aPKC複合体が局在することが明らかになっている。円柱上皮細胞においては、PAR-aPKC複合体が細胞間接着の形成やアピカル・ベーサル極性形成に必要であることが示されている。以上から、PAR-aPKC複合体はポドサイトのアピカル・ベーサル極性制御やスリット膜の形成・機能を制御し、腎臓の濾過機能において重要な役割を果たす可能性が示唆された。この可能性を証明するため、我々はポドサイト特異的aPKCλノックアウトマウスを樹立し、その解析を行なった。血液生化学的解析・尿検査・病理学的解析の結果、ポドサイトにおけるaPKCλの欠損はスリット膜の異常による腎不全を引き起こすことが明らかになり、スリット膜の構造・機能にはaPKCλが必要であることを証明できた。同時に、ポドサイト特異的aPKCλノックアウトマウスがヒトの糸球体疾患モデルマウスとして極めて有用であることも確認した。これまでに我々は、独自に樹立したポドサイト特異的aPKCλ

欠損マウスが、腎糸球体濾過装置の主役であるスリット膜の機能不全に起因する蛋白尿・糸球体変性を呈して腎不全に陥ることを明らかにした。平成18年度までに進めた血液生化学的解析・尿検査・病理学的解析の結果、このマウスがヒトの糸球体疾患モデルマウスとして極めて有用であることを確認した。これらの結果を発展させ、糸球体疾患の分子病態生理に迫るべく、平成19年度は形態学的解析に加えて分子生物学的解析も進め、以下の成果を得た。1.ポドサイト特異的aPKCλ欠損マウスにおいて、発達ステージごとの電子顕微鏡的解析を行った。その結果、糸球体基底膜の傷害は殆ど観察されないが、スリット膜は一旦形成されるものの、ステージが進むにつれて局在異常、崩壊、喪失へと病態が進行することを明らかにした。2.腎糸球体の機能制御に対するaPKCの作用点を調べる為、スリット膜構成分子複合体とaPKCの関係を解析した。単離したラット糸球体をaPKC阻害剤で短時間処理し、スリット膜構成分子であるポドシン、ネフリンの生化学的分画動態をコントロールと比較した。その結果、正常なポドシン、ネフリンの分布にはaPKC活性が必要であることを明らかにした。一方、ポドシン-ネフリン複合体の絶対量は、aPKC阻害剤の短時間処理によって大きな影響を受けなかった。以上から、aPKCが正常なスリット膜構成成分の正常な分布に必要であり、糸球体疾患ではaPKCの機能異常が関与する可能性が示唆された。ここまでの結果をまとめ、学会発表した(国際学会1件、国内学会1件)。
地形改変を伴う開発による景観変化の予測と影響評価

地形改変を伴う開発により生じる景観変化は、自然破壊のイメージを与える場合が多く、開発に先立つ景観変化の予測とその影響評価を行うことが、環境アセスメントの中でも重要な課題となってきている。本研究では、露天採掘に伴う景観変化をパーソナルコンピュータによる画像処理を用いて予測する方法を考察するとともに、採掘許容限界や緑化による景観修復効果を定量的、視覚的に評価する方法について検討した。得られた結果を要約すると以下の通りである。1.採掘に伴う景観変化の予測方法として、パーソナルコンピュータを用いて3次元数値地形モデルを作成し、ワイヤーフレームモデルおよびポリゴン画像処理によるサーフェースモデルによるコンピュータグラフィックスで、跡地の形状、大きさの変化をシミュレーションする方法を確立した。2.3次元数値地形モデルをもとに、採掘進展に伴い跡地が見える範囲がどのように変化するかの可視解析を行うことが可能となった。3.評定尺度法による実験結果から、跡地から眺望地点までの距離によって各緑化法の景観修復効果が異なることが明らかとなった。4.SD法による実験結果を因子分析により解析したところ、近景域では美観性とテクスチャー、遠景域では美観性と規模性が、景観評価を行う上で重要な因子となっていることが明らかになった。このことから、採掘跡地とそれを眺望するする地点との距離によって、採用する緑化法を検討する必要があることが示唆された。5.プロフィール分析、クラスター分析および多次元尺度法による分析の結果、景観評価構造をパターン化して分類することが可能となり、複雑な心理的評価要因を視覚的に把握できるようになった。本研究では、露天採掘に伴う景観変化を、近年飛躍的に進歩しているパソコンによる画像処理を用いて予測する方法を考案するとともに、採掘許容限界や緑化による景観修復効果を定量的、視覚的に評価する方法について検討した。採掘に伴う景観変化の予測方法として、パーソナルコンピュータを用いて3次元数値地形モデルを作成し、ワイヤーフレームモデルおよびポリゴン画像処理によるサーフェースモデルによるコンピュータグラフィックスで、跡地の形状、大きさの変化をシミュレーションする方法を確立した。3次元数値地形モデルをもとに、採掘進展に伴い跡地が見える範囲がどのように変化するかの可視解析を行うことが可能となった。カラー画像処理により採掘前後の跡地の状況や修復緑化を想定したカラーフォトモンタージュの作成が可能となった。これらを変化刺激として、計量心理学的評価手法に基づく評価実験を行った。評定尺度法および選択法による評価実験により、採掘跡地の見えの大きさ等の許容限界を定量的に解析することが可能となった。SD法による評価実験結果を用いて、プロフィール分析、クラスター分析および因子分析を行い、評価要因を明らかにすることによって採掘跡地の景観を質的に解析することが可能となった。本研究では、景観上問題となることの多い露天採掘跡地を対象として取り上げ、緑化による景観修復効果に関して計量心理学的評価手法を用いて検討した。まず、可視領域図、コンピュータグラフィックスより、露天採掘跡地の状況を予測する方法を検討した。次に、評定尺度法による実験を行い、景観的に許容される緑化割合の定量化を試みた。この緑化基準値をもとに作成した変化刺激を用いてSD法による実験を行い、プロフィール分析、因子分析により景観評価における心理的評価構造を数量的に検討した。さらに、グラスター分析、多次元尺度法による分析を行い、心理的評価構造をパターン化して分類する方法を試みた。得られた結果を要約すると、次の通りである。1.評定尺度法による実験結果から、跡地から眺望地点までの距離によって各緑化法の景観修復効果が異なることが明らかになった。

また、今回評価対象とした緑化法のうちでは、草本類+木本類による緑化が、最も景観修復効果が高い方法であることが明らかとなった。2.SD法による実験結果を因子分析により解析したところ、近景域では美観性とテクスチャー、遠景域では美観性と規模生が、景観評価を行う上で重要な因子となっていることが明らかになった。このことから、採掘跡地とそれを眺望する地点との距離によって、採用する緑化法を検討する必要があることが示唆された。3.プロフィール分析、クラスター分析および多次元尺度法による分析の結果、景観評価構造をパターン化して分類することが可能となり、複雑な心理的評価要因を視覚的に把握できるようになった。これらの成果は、露天採掘跡地の景観評価の方法に1つの指針を示したものであり、今後、景観修復効果に優れた緑化法を開発する上で、重要な知見を与えるものといえる。
遺伝子マーカーを用いた植物に基礎抵抗性の増強をもたらす微生物群集の機能解明

アーバスキュラー菌根菌(AMF)であるGlomus mosseaeと植物生育促進菌類(PGPF)を組み合わせて接種したところ、地上部の病害である炭疽病に対して相乗的な抑制効果が示すがことが明らかになった。AMFとPGPFを組み合わせて接種したところ、地上部のウイルス病害であるCucumber mosaic virus病に対しても相乗的な抑制効果が示すがことが明らかになった。PGPFのVOCの抵抗性誘導の効果を検定した結果、Cladosporium sp.とAmpelomyces sp.由来の2種の揮発性成分が、シロイヌナズナに斑葉細菌病原菌の感染に対する抵抗性を誘導することを見出した。自然に生じた発病抑止土壌として発病衰退土壌がある。通常、同一作物を連作した圃場では病原菌の集積などによって連作障害が発生する。しかしある種の土壌では、始めは激しかった病気の発生が、連作を続ける間に徐々に低下するという、発病衰退現象が確認されている。この現象は拮抗微生物の集積による例が多く、病害ごとに、あるいはそれを引き起こす病原菌ごとに集積する拮抗微生物は異なることが知られている。本研究では、人為的に発病衰退現象を再現することによって、発病衰退に伴う拮抗微生物の集積パターンを明らかにし、土壌微生物相の変化をモデル化するとともに、発病抑止土壌の評価法を確立することを目的とした。Rhizoctonia solaniとSclerotium rolfsiiを繰り返し接種した土壌では、接種2回目、非病原性2核Rhizoctonia(BNR)を繰り返し接種した土壌では接種1回目においてTrichoderma属菌の顕著な増加が見られた。R.solaniまたはBNRを繰り返し接種した土壌中には、主にT.hamatumとT.virensが集積したのに対し、S.rolfsiiを繰り返し接種した土壌中には、主にT.hamatumが集積し、T.virensはみられなかった。繰り返し接種土壌中の糸状菌相をPCR-DGGE解析すると、いずれの菌を繰り返し接種した場合においても接種3回目でTrichoderma属菌のバンドが見られた。これらの結果より、繰り返し接種土壌中に集積するTrichoderma属菌の種構成を判別することで、発病抑止土壌の性質を評価できることが示唆された。アーバスキュラー菌根菌(AMF)や植物生育促進菌類(PGPF)等の植物の生育を促進する微生物は土壌の肥沃性を保ちつつ植物の健康を向上するのに不可欠の存在である。また、これらの微生物の利用は持続的な作物生産管理技術の向上を図る上でも非常に重要である。有用な微生物間の相互作用が同調的であるかあるいは拮抗的であるかを明らかにすることはそれらを生物防除エージェントや生物肥料として利用する上で必要となる。本研究では、AMFであるGlomus mosseaeとPGPFのFusarinm equisetiを組み合わせて同時に接種したときのキュウリの生育、根や根圏での着生、およColletotrichum orbiculareによる炭疽病やRhizoctonia solaniAG4による苗立枯病の進展に及ぼす影響を制御環境下で調べたものである。その結果、(1)G.mosseaeとF.equisetiがは互いにキュウリ根への定着に対し拮抗的に働くが、この拮抗関係はキュウリに対するこれらの菌の生育促進効果には影響を及ぼさない、(2)F.equisetiがは地上部の病害である炭疽病と地下部病害の苗立枯病の両方に対し抑制効果が示す、(3)G.mosseaeは地上部の病害である炭疽病には抑制効果を示すが地下部病害の苗立枯病に対しては示さない、(4)G.mosseaeとF.equisetiがを組み合わせて接種すると、地上部の病害である炭疽病に対しては相乗的な抑制効果が示すが、地下部病害の苗立枯病に対してはそのような効果を示さない、ことが明らかになった。別のPGPFであるPenicillium simplicissimum GP17-2はVOCではなく未知の水溶性の化合物によりISR活性化を行う。この分子メカニズムを解明するために、マイクロアレイを用いた転写応答解析を行った。その際、公開されている感染応答並びに植物ホルモン応答についてのマイクロアレイ情報が参照された。その結果、GP17-2処理の6時間後にSA/H2O2応答のピークが生じ、24時間後にはABA応答が現れる、ということを見いだした。これらの結果は、GP17-2処理によりSA/H2O2応答からABA応答へと、ホルモン応答が順序だって生じることを強く示唆している。

また、これらの微生物を組み合わせて同時に接種したときのキュウリの生育、根や根圏での着生、およびColletotrichum orbiculareによる炭疽病やRhizoctonia solani AG4による苗立枯病の進展に及ぼす影響を制御環境下で調べたものである。その結果、1G. mosseaeとF. equisetiは互いにキュウリ根への定着に対し拮抗的に働くが、この拮抗関係はキュウリに対するこれらの菌の生育促進効果には影響を及ぼさない、2F.equisetiは地上部の病害である炭疽病と地下部病害の苗立枯病の両方に対し抑制効果が示す、3G. mosseaeは地上部の病害である炭疽病には抑制効果を示すが地下部病害の苗立枯病に対しては示さない、4G. mosseaeとF. equisetiを組み合わせて接種すると、地上部の病害である炭疽病に対しては相乗的な抑制効果が示すが、地下部病害の苗立枯病に対してはそのような効果を示さない、ことが明らかになった。用は持続的な作物生産管理技術の向上を図る上でも非常に重要である。有用な微生物間の相互作用が同調的であるかあるいは拮抗的であるかを明らかにすることはそれらを生物防除エージェントや生物肥料として利用する上で必要となる。本研究では、AMFであるGlomus mosseaeとPGPFを組み合わせて接種したときの発病抑止性や土壌微生物相の変化を明らかにすることを目的としている。既知の生物防除エージェントの組み合わせ接種のモデル(人為的導入群集)の作成、並びに、発病抑止型土壌に集積する微生物群集のモデル(自然的集積群集)の作成に成功しており、今後それらの土壌のもつ抵抗性誘導の機能を比較研究できる。25年度が最終年度であるため、記入しない。有用微生物の単独接種と組み合わせ接種による発病抑止性の違いを見いだせており、またそれに伴う土壌微生物層の変化を明らかにしてきた。これらの研究結果の一部はすでに論文としてまとめられている。発病抑止型土壌に集積する微生物群集と既知の生物防除エージェントの組み合わせによる微生物群集の2つのモデルを比較し、植物に基礎的抵抗性の増強を誘導する微生物群集の共通性を明らかにする。既知の生物防除エージェントの組み合わせ接種のモデル(人為的導入群集)と発病抑止型土壌に集積する微生物群集のモデルを作成し、それらの土壌のもつ抵抗性誘導の機能を比較研究する。
TD-SOMを用いたチームスポーツにおける状態クラスタリング器の開発

本研究では、自己組織化マップを利用した団体スポーツにおける個々のポジションの適性やチーム内における関係性の評価を目的として行った。個々の能力を評価記述とするため、大学のバレーボール選手の身体的な特徴量と心理的な特徴量をデータ群として、入力しチーム全体の関係性を特徴マップに写像して評価を行った。身体的な特徴量は、ポジションに大きく関係しており、心理的な特徴量は、レギュラーメンバーの選抜に大きく関係することが明らかとなった。また、各特徴量単体でのデータを個々にマップ上に評価することで先行研究よりもデータの傾向をわかりやすく表示できる事ができた。スポーツにおいて、個々の適正がチームの状態に影響することは明らかであり、身体的な特徴や心理的な特徴といった点からも多くの研究がなされている。しかし、2つの特徴やスタッツなどの結果との関連性についてチームスポーツ内の状態を同時に把握する手段はほとんどなく、相対的な評価や訓練方法の提示を行うためにも重要な課題である。本研究では、チーム内における身体的な特徴や心理的な成熟度などのチーム状態をクラスタリングし、提示できるシステムの構築を目指す。そこで、本研究ではテンソル型自己組織化マップ(Tensor SOM)を利用したシステムの構築を目指している。本年度は、初年度の基礎研究として、周辺研究調査や統計的処理を利用したデータ解析を行った。対象としては、バレーボール選手を対象としてデータの取得を行った。取得してるデータとして、身体的特徴データ(10項目)とDIPCA.3を利用した心理的特徴データ(16項目)を現在取得している。統計的な見地からのデータ解析を本年度は進めており、チーム内における平均値、分散値や相関などの関係性評価を行った。また、心理的特徴データにおいては、優位性がレギュラーと非レギュラーや各ポジションにおいてないかなどの検討を行っている。来年度における準備として、センサなどの選定や生理データなどの習得について検討しており、複数の観点から必要なデータ情報の選定や取得方法を検討している段階である。本研究では、Tensor SOMを利用した団体スポーツにおける関係性の把握に着目している。初年度は、データの収集方法や関連研究調査を主に行った。今回の研究では、バレーボール選手に着目してデータの取得を行うことに決定した。バレーボールは、団体スポーツにおいても特に連携することが多く選手間の関係性が重要となる。また、選手交代も頻繁に行われるため状況がダイナミカルに変化することも選択した理由である。本年度は、データの収集方法などを検討した。現在は、身体的データとして身長、体重、握力(左右)、長座、前屈、背筋、垂直跳び、立ち幅跳び、反復横とびといった項目を選定し、バレーボールに必要なスキルの計測を行った。また、心理的データとして心理的競技能力診断検査用紙(DIPCA.3)を用いたデータの取得を行っている。また、大会におけるスタッツデータなどを習得することにより、多次元なデータからの解析を目指している。同時にTensor SOMアルゴリズムへの適応方法を検討しており、概ね順調に研究が進んでいる。本研究では、バレーボール選手の個人的な体力データおよび心理的データ群を用いてチーム全体の関係性を多次元ベクトル量を解析し, TensorSOMを用いてマッピングすることが目標である。現在は、3ヶ月に1度ほど体力データや心理データの取得を行い統計的な解析および先行研究で使用した自己組織化マップ(SOM)を利用した解析手法を進めている。これまでの進捗状況としては、2年目までに先行研究である自己組織化マップを利用したアルゴリズムを用いたものを用いて解析を行った。また、フットサル選手の団体的な行動をマッピングしたポジショニングについても各ポジションを利用したデータ群を用いて解析し、チームの行動戦略などを解析する応用方法に適応できないかを検証している。これまでに、Tensor SOMによるデータ群の解析は行えておらず、手法の妥当性を検討している段階である。アルゴリズムの構築を早急に進めて、先行研究の手法と比較検討を3年目に行う必要がある。先行研究の手法では、チーム内の関係性を明らかにすることはできているが、実際にこのアプリケーションを利用して出力として何を提示できるかを提示することが難しかった。本手法では、従来手法では見いだせなかった結果をどのように反映させ、実際のスポーツ競技に生かせるかを考えていく必要があると考えられる。今後は、アルゴリズムの構築および検証をすすめ、2年目までに蓄積したデータを利用した解析を進める。データの取得に関しては、概ね順調に進んでおり、データとしての情報量は十分に確保できている。しかし、アルゴリズムの検証が現在進んでおらず、早急にアルゴリズムの構築と検証を進める必要があると考えられる。対策として、Tensor SOMのアルゴリズム開発を行っている九州工業大学古川徹生教授などと連携を行いアルゴリズムの妥当性の検証や工夫方法について検討会および会議を行い円滑にアルゴリズムの構築を進めるようにする。検証結果について協力していただいているバレーボール部などと連携をとり、チーム内における関係性の評価をどのように行い、何を出力として表示すればよいかを検討する。その際に、必要なデータの検討を再検証し、不足しているデータなどがあれば再実験を行いデータの収集に努める。以上のような対策を行い、現在遅れている計画を再検討し、再度研究としての方針を決定する必要があると考えている。今年度も、3ヶ月に1度ほど体力データや心理データの取得を行い統計的な解析および先行研究で使用した自己組織化マップ(SOM)を利用した解析手法を進めている。

進捗状況としては、バレーボール選手における身体的特徴量および心理的特徴量の双方を利用したクラスタリングを行うために,自己組織化マップを利用したアルゴリズムを用いたものを用いて解析を行った。また、フットサル選手の団体的な行動をマッピングしたポジショニングについても各ポジションを利用したデータ群を用いて解析し、チームの行動戦略などを解析する応用方法に適応できないかを検証した。この手法に関しては、ロボットの行動戦略やロボットと人間が協調作業を行うために使うなどの応用的研究の方針も立てることができた。先行研究の手法では、チーム内の関係性を明らかにすることはできているが、実際にこのアプリケーションを利用して出力として何を提示できるかを提示することが難しかった。本手法では、従来手法では見いだせなかった結果として、心理的データや身体的データがマッピング上でどのような特徴があるのかをそれぞれ項目で示すことで傾向をわかりやすくビジュアル化することに成功した。また、その結果を解析することでチーム内における身体的パラメータの重要性や心理的パラメータにおける長所短所を発見することができ、トレーニングの方針を決定するための参考資料として使用できる可能性があることが判明した。本研究では、自己組織化マップを利用した団体スポーツにおける個々のポジションの適性やチーム内における関係性の評価を目的として行った。個々の能力を評価記述とするため、大学のバレーボール選手の身体的な特徴量と心理的な特徴量をデータ群として、入力しチーム全体の関係性を特徴マップに写像して評価を行った。身体的な特徴量は、ポジションに大きく関係しており、心理的な特徴量は、レギュラーメンバーの選抜に大きく関係することが明らかとなった。また、各特徴量単体でのデータを個々にマップ上に評価することで先行研究よりもデータの傾向をわかりやすく表示できる事ができた。1年目に取得して標準化されたデータを用いた実際のアルゴリズムの完成を目指す。また、アルゴリズムから提示された2次元のマップ群を用いて選手間の関係性や特徴の把握に利用可能かを検討する。本年度の目標としては、まずアルゴリズムに適応できるためのデータの継続的な習得を行いデータの時系列による変化などを表現できるかなどの検討も行う。また、競技会などの日程の前後などによって心理的状況や身体的な変化がどのように現れるかを検討する。具体的には、心理的不安に関する心理的な項目や試合中の緊張度などを計るための生理的データなどの取得を行い入力されるデータとして必要性などを検討する。また、最終年度には、チーム活動への反映を目標とするため、何が提示できるかを本年度に検討し、運営陣と出力に関する項目の検討を行う。また、他のスポーツへの展開も考えることができるため並行して新たな競技のデータ取得も同時に行い。
酸化ストレス低減の検出を目指した水素分子の超迅速分析法の開発

本課題の最終年度は、水素分子に対する高い電解酸化能を示すための基材に関する検討を行った。4種類の基材を候補として、平成28年度と平成29年度で確立した表面処理方法を適用し検討を進めた。その結果、グラファイト構造が優勢に存在するカーボンフェルト基材を適用した場合、表面改質の高い効果が認められた。実際のA社のカーボンフェルト基材を採用し、本課題で見出した表面改質法を適用したところ、水素分子に対する電解酸化能の向上が確認された。また、その電解酸化能が、電解時間や電解液の組成により大きな影響を受け、それらとの相関関係を明確にすることが出来た。一方、本課題の最終目標である水素分子の絶対量分析法の確立については、2極式の全量電解式濃度センサの構築に成功した。これは、1滴の試料を検知部である電極表面に滴下することで、その全量を迅速に電解することが可能な、電解槽型のセンサである特長を有したものとなった。電解質溶液中に水素を溶解させた、実試料を模倣した試験水による検討の結果、水素の検知とその絶対量分析が可能であることを明らかとした。また、市販の水素水についても、その濃度が高精度に測定できたことも実証できたことから、純水に水素を溶解した水素水を試料とする水素分子の絶対量分析法を確立することに成功した。センサ性能としては、水素の溶解濃度がサブppmオーダーである場合でも30秒程度の測定時間で測定が完結することを見出し、実用的にも十分対応できる応答特性を得ることができた。平成28年度の研究計画では、我々が開発を進めている水素を直接電解酸化できる含窒素カーボン電極の表面構造と触媒活性点の物性評価を行う計画であった。この計画に対してはXPSを用いて表面の元素組成や化学構造を調べた結果、アミノ基や窒素ー窒素結合を有する各種官能基群と白金粒子の存在を明らかとした。また、含窒素官能基群と白金粒子との相互作用により、複合的な触媒活性サイトが形成されていることが明確となった。一方で、より詳細な化学構造については、現状未確定な部分が残されているが、含窒素官能基群と白金粒子がコラボレーションしたこれまでに無い触媒活性サイトが水素の直接電解酸化特性に寄与している事実を明らかとした。また、もう一つの研究計画として盛り込まれていた水素に対する含窒素カーボン電極の電気化学特性の把握については、本年度設備導入した電気化学測定システムを活用し、定量的に触媒活性を評価した。その結果、電極作製時の電解改質時間の影響を大きく受けることや、触媒活性点の安定性に関する知見を得ることができた。特に含窒素官能基群と白金粒子の相互作用については、比較的強固である事実が判明し、電極の安定性の面では大きな優位性を示すものである。一方、溶存水素の電気化学センサの検討について、平成29年度の計画を一部前倒ししてプロトタイプのセンサを構築し、溶存水素の電気化学センサの構築を達成することができ、その研究成果が日刊工業新聞に掲載された(2017.02.10)。センサ性能としては、まだ多くの課題があり、今年度の研究により、その問題点を具体的に抽出することができた。水素分子の超迅速分析法の開発という最終目標に対して、平成28年度は、水素分子を直接電解酸化できる含窒素カーボン電極の物性や電気化学特性を系統的に調査することを中心に検討を進めた。その結果、触媒活性サイトの化学構造が水素分子を電解酸化する構造を有する知見を得ることができたこと、更に電極の電気化学特性が定量的に把握することができ、より高活性な水素分子検知用電極の開発に展開することができる知見を得ることができた。また、開発した電極を検知電極として、2極式の定電位クーロメトリーによる溶存水素センサのプロトタイプを製作するに至り、溶存水素が30秒で測定できる特性を得られたことは、平成29年度以降の研究計画をスムーズに遂行することができる可能性が高い。また、電極特性として、水素を直接電解酸化できる電位領域が広範囲にわたっていることが明らかとなったことは、平成29年度以降、実試料を用いたセンサ特性の検証でも夾雑物質の影響を軽減できる可能性が示唆される。以上の理由から、平成28年度の研究進捗状況は、おおむね順調に進展していると判断される。平成29年度の計画では、多孔性カーボンフェルト基材への表面改質を試みると共に、その水素酸化活性の評価や実際に水素の絶対定量が可能かの検討を行う計画であった。平成28年度に平成29年度の計画を一部前倒しして実施した研究で得られた知見を基に、多孔性カーボンフェルト基材の表面改質条件を精査(試薬濃度や印加電圧、印加時間等)したところ、当初改質条件として強酸溶液を広く使用できると考えていたが、特定の強酸でのみ表面改質が効率良く進むことが判明した。この結果を基に、平成28年度に実施した表面改質状態との関係を考察した結果、強酸であるという必然性よりも、強酸が解離したことで生成した陰イオンの効果が本改質方法に大きな影響を及ぼすことを把握した。これは、カーボン基材の表面改質を効率的にかつ高密度に触媒活性点を導入するための大きなブレークスルーとなる成果であると認識している。一方、カーボン基材の種類によっても、表面改質の度合いが変わることを各種電気化学測定による評価から把握することもできた。さらに、水素分子の電解効率を従前の水素の測定手法と比較するために、フロー法による水素分子の電気化学式センサの構築も行い、その内容もふまえて論文として投稿、掲載を果たした。

また、当該研究に該当する学会での研究講演や一部新聞の記事として、水素水の正確な測定方法に関するインタビューとその内容が記事として掲載されるなど、研究成果を社会に対して発信することもできた。加えて本研究成果については、一部の企業も興味を示しており、企業ニーズの把握にも努めた。水素分子の絶対量分析法の確立とセンサへの応用を視野に入れ、平成29年度は測定試料が瞬時に拡散し、その全量が速やかに電解できる電極の構築を目指して、多孔性のカーボンフェルトを基材として採用し、それに平成28年度の得られた知見を基に表面改質を行う条件を設定・精査した。その結果、当初想定していなかった強酸溶液の種類の影響が顕著に見受けられることや、強酸中の陰イオンの影響が表面改質の大きなキーポイントになっていることを把握できた。このことは、表面改質の最終的な条件出しに大きく寄与する知見となっている。また、プロトタイプの水素分子の絶対量分析用測定セルも試作し、電極の大きさや厚み、試料の拡散性も評価の対象にして検討を進めてきた。当初予定していた市販の多孔性カーボンフェルト基材を活用できるとの判断により、引き続きこれまでの検討結果を基にして最終年度に向けたセンサ特性の検証が実施できるものと判断できる。以上の理由から、平成29年度の研究進捗状況は、おおむね順調に進捗していると判断された。本課題の最終年度は、水素分子に対する高い電解酸化能を示すための基材に関する検討を行った。4種類の基材を候補として、平成28年度と平成29年度で確立した表面処理方法を適用し検討を進めた。その結果、グラファイト構造が優勢に存在するカーボンフェルト基材を適用した場合、表面改質の高い効果が認められた。実際のA社のカーボンフェルト基材を採用し、本課題で見出した表面改質法を適用したところ、水素分子に対する電解酸化能の向上が確認された。また、その電解酸化能が、電解時間や電解液の組成により大きな影響を受け、それらとの相関関係を明確にすることが出来た。一方、本課題の最終目標である水素分子の絶対量分析法の確立については、2極式の全量電解式濃度センサの構築に成功した。これは、1滴の試料を検知部である電極表面に滴下することで、その全量を迅速に電解することが可能な、電解槽型のセンサである特長を有したものとなった。電解質溶液中に水素を溶解させた、実試料を模倣した試験水による検討の結果、水素の検知とその絶対量分析が可能であることを明らかとした。また、市販の水素水についても、その濃度が高精度に測定できたことも実証できたことから、純水に水素を溶解した水素水を試料とする水素分子の絶対量分析法を確立することに成功した。センサ性能としては、水素の溶解濃度がサブppmオーダーである場合でも30秒程度の測定時間で測定が完結することを見出し、実用的にも十分対応できる応答特性を得ることができた。平成28年度において電極特性の把握が概ねできたことを受けて、平成29年度においては触媒活性点の化学構造と相互作用について、より詳細に検討を進める予定である。具体的には、より高分解能のXPSを活用することを検討し、平成28年度に蓄積した表面構造の解析データを基にした評価とデータの取得を目指す。
歯肉線維芽細胞におけるコラーゲン貪食の機序と炎症性サイトカインによる制御の解明

本年度は歯周病原性細菌由来Lipopolydaccharide(LPS.がヒト歯肉線維芽細胞(HGF)におけるコラーゲンの細胞への付着と貪食に及ぼす作用とその機序の検討を行ったところ、以下に示す結果が得られた。(2)これらのLPSの促進作用は可溶型CD14(sCD14)あるいはLPS binding protein(LBP)の存在下で促進された。(4)LPSとLBPの同時刺激は細胞のアクチン細胞骨格を変化させる(多くのストレスファイバーの消失ならびに、核周囲と細胞膜直下におけるアクチンフィラメントの集積)が、PI3K阻害薬はこれを抑制した。したがって、歯周病原性細菌由来LPSはコラーゲンの歯肉線維芽細胞への付着やその後の貪食を促進することにより、歯肉組織におけるコラーゲン代謝を傷害し、また血清中のsCD 14やLBPはこれを促進的に制御していると考えられる。また、PI3K/AktはLPS/LBPがアクチン細胞骨格の再構成に依存して促進するコラーゲンの貪食過程に部分的に関与している可能性がある。歯肉線維芽細胞におけるコラーゲン貧食の機序と炎症性サイトカインによる制御の解明を目的として、本年度はlnterferon-γ(IFN-γ)がヒト歯肉線維芽細胞(HGF)におけるコラーゲンの貪食に及ぼす作用とその機序の検討を行ったところ、以下に示す結果が得られた。(1)IFN-γはHGFのcollagen-coatedbeadsの貪食を有意に抑制した。(2)HGFとcollagen-coatedbeadsの付着は比較的弱く、IFN-γはこのbeadsの細胞への付着を有意に抑制した。α2β1 integrinはコラーゲンの細胞への付着やその後の貪食に関与しており、またactin filamentsの制御はα2β1integrinとコラーゲンとの結合力を変化させる可能性があることが報告されている。したがって、本研究の結果から、IFN-γはHGFにおけるsubcortical actin assenblyを誘導し、β1 integrinとコラーゲンの結合力を低下させることにより、コラーゲンの貪食を抑制したと考えられる。
神経変性疾患脳における脳内微小血管の特性と血管内皮機能に関する研究

アルツハイマー病,パーキンソン病などの原因不明の神経変性疾患の発症に際して,脳内の毛細血管などの微小血管,とくに血管内皮がどのような役割を有しているのか検討する目的で,凍結保存された患者剖検脳より脳内微小血管を単離し,その特性を検索した。微小血管分画は細動脈主体の分画と毛細血管分画に分けて比較した。まず脳循環調節や血液脳関門機能に重要であるβアドレナリン受容体・アデニレートシクラーゼ活性の変化を検討した。中枢神経系に異常を認めなかった対照脳と比較すると,アルツハイマー病脳では細動脈においてのみβ受容体数の減少が認められた。親和性は差がなかった。大脳皮質実質ホモゲネートの比較ではβ受容体数は変化しておらず,細動脈分画β受容体数の減少は血管特有の変化と考えられた。血管分画のアデニレートシクラーゼ活性は実質よりも低値であったが,アルツハイマー病と対照間に差はなかった。大脳皮質各部位による差は認められなかった。パーキンソン病脳から分離した細動脈,毛細血管におけるβ受容体数,親和性は対照の値と同程度であった。さらにアルツハイマー病脳内微小血管についてはアセチルコリンエステレース(AChE)活性とそのアイソザイムを測定した。脳実質のAChE活性は対照脳に比し,有意に低下するが,細動脈,毛細血管ではその比活性は有意に増加した。血管にみられるAChEはA型などの高分子量のものが中心であるが,アルツハイマー病血管ではこれら高分子量AChEも増加しているが,異常に重合したG型も含まれていることが示唆され,蛋白代謝が変化している可能性が想定された。これら脳内血管系の変化はある程度疾患特異性があり,神経変性における意義は依然不明であるが,その病態や症候と関連している可能性がある。アルツハイマー病,パーキンソン病など原因不明の神経変性疾患において,脳内微小血管,とくに血管内皮がどのような役割を果たしているかを検討する目的で,凍結保存された患者脳より脳内微小血管を単離し,その生化学的特性を検索した。まずアルツハイマー病脳を対象に,脳循環調節や血液脳関門機能に重要であるβアドレナリン受容体および共役するアデニレートシクラーゼ活性を測定した。微小血管分画を細動脈主体の分画と毛細血管分画に分けて検討したが,両者ともに単一で高親和性のβ受容体の存在が確認され,その数は大脳皮質の約1/2であった。年齢や剖検条件に差がなく,中枢神経系に異常を認めなかった対照脳と比較すると,アルツハイマー病脳では細動脈においてのみβ受容体数の減少が認められた。大脳皮質実質でみるとβ受容体は変化しておらず,これは従来の報告と一致した。親和性は実質,血管ともに対照と差がなかった。アデニレートシクラーゼ活性は,血管分画では実質での値に比べると20%以下と低値であったが,アルツハイマー病脳と対照脳の間に有意差は認められなかった。前頭葉,後頭葉,側頭葉,頭頂葉皮質をstarting materialとして同様に脳内微小血管を分離し,β受容体の変化を検討したが,部位別の違いは明らかではなかった。アルツハイマー病脳内細動脈分画でみられたβ受容体数の減少は脳実質での変化とは平行せず,血管特有の変化と考えられる。その意義は不明であるが,患者脳での血管反応性や循環動態の変化と関連している可能性がある。