hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
神経変性症における脳内鉄サイクルの制御・調節障害のメタロミクス研究

我々が1987年に発見した無セルロプラスミン血症の病態解析を進めることにより、セルロプラスミンの脳内での機能が明らかになった。セルロプラスミンは、主にアストロサイトで発現し、(1)細胞からの鉄の動員(細胞内から細胞外への排出)に関与する、(2)鉄酸化活性を有し2価鉄を3価鉄にする(3)直接トランスフェリンに結合しない、(4)細胞膜の鉄トランスポーターであるフェロポルチンを安定化する、(5) GPI結合型セルロプラスミンとして細胞外膜に結合して存在し、フェロポルチンを介して輸送された2価鉄を3価鉄に酸化してトランスフェリンに結合させる。脳内には血中の鉄イオンが血管上皮のフェロポルチンを介して細胞間隙に2価鉄として取り込まれ、あるいはアストロサイト内の鉄がフェロポルチンを介して2価鉄として動員され、GPI結合型セルロプラスミンによって酸化されて3価鉄になりトランスフェリンに取り込まれ、神経細胞に運ばれる。神経細胞からフェロポルチンを介して細胞外へ動員された鉄はβアミロイド前駆体蛋白質によって酸化され、再びトランスフェリンに結合してアストロサイトへ運ばれる。脳内の1日鉄必要量は血中から取り込む量では足りず、半閉鎖的な脳内鉄サイクルを形成することで鉄を再利用している。今回はこのような脳内の鉄再利用メカニズムの一端を明らかにした。細胞から鉄が放出される場合、2価鉄が細胞膜に存在するフェロポルチンのトランスポーター作用により細胞内から細胞外へ輸送され、これがトランスフェリンに結合するメカニズムの解明を行った。従来はセルロプラスミンの鉄酸化作用により2価鉄が3価鉄に酸化されることは分かっていたが、実際に細胞表面においてGPI結合型セルロプラスミンがその役割を果たしているのか、また、フェロポルチンに結合して細胞内での分解を促進することにより細胞からの鉄放出を抑制しているヘプシジンとフェロポルチン、セルロプラスミンの相互作用はどのようになっているのかは不明であった。今回は、これらについて培養細胞を用いて検討した。その結果、GPI結合型セルロプラスミンが細胞内から輸送された2価鉄を酸化し、鉄のトランスフェリンへの結合を促進していることを明らかにした。また、GPI結合型セルロプラスミンが細胞膜に存在しないとフェロポルチンの安定性が低下し、容易に分解されることが明らかになった。臨床的には、全身組織の鉄過剰症である無セルロプラスミン血症の血中ヘプシジンは減少しており、フェロポルチンの分解は抑制されていることになる。しかし、セルロプラスミンがないことでフェロポルチンは安定して細胞膜に存在できずに蛋白発現早期に分解されていることを患者の肝組織細胞で証明した。これにより、無セルロプラスミン血症の細胞内への鉄蓄積メカニズムが明らかになった。更に、患者脳でもフェロポルチンの安定性は障害されており、正常ではGPI結合型セルロプラスミンが存在するアストロサイトに過剰な鉄が沈着する機序が明らかになった。この沈着鉄はアストロサイト内で封入体を形成し、これが細胞傷害を惹起する要因のひとつであると考えられた。遷移金属の鉄は、生命維持に必要な種々の蛋白質、酵素に必須であるが、一方、活性酸素やフリーラジカルの産生を力に触媒してアポトーシスや細胞膜の破壊、蛋白質の凝集などを促進する。したがって、生体内の鉄は欠乏あるいは過にならないように厳密に調整されている。しかし神経系での鉄代謝はほとんど解明されていなかった。われわれが脳内鉄蓄積をきたす神経変性症のaceruloplasminemiaを報告した頃より、鉄関連蛋白質が相次いで同定され、その機能と互作用について明らかにしてきた。血液中のトランスフェリン鉄はトランスフェリン受容体を介したエンドサイトーシスによって血液脳関門を通って取り込まれ、脳脊髄液の吸収を介して循環系に戻る。しかし脳の鉄必要量は血液からの供給量よりも多く、脳内で鉄サイクルを形成して再利用していると考えられる。

このため、体内の鉄欠乏あるいは鉄過剰の影響が脳内に及ぶことは少なく、代表的な鉄過剰症である遺伝性ヘモクロマトーシスでも体内への過剰な鉄蓄積はあるものの脳への異常鉄沈着は認められない。遺伝性鉄代謝異常症のaceruloplasminemiaやneuroferritinopathyでは脳内の鉄サイクルが障害され、鉄が蓄積するとともに神経変性症を生じることを生化学的、病理学的に証明した。ただ今のところ、中枢神経系の鉄代謝における詳細な制御・調節機構は未解明なところが多い。今回は、古くから知られていた脳の鉄蓄積を伴う神経変性症Hallervorden-Spatz病やInfantile neuroaxonaldystrophyがCoenzyme Aを介したミトコンドリアのエネルギー産生、あるいは脂質代謝と関連していることの証拠を示した。さらにライソゾーム酵素の異常によるゴーシェ病でミトコンドリアへの鉄供給の障害によって鉄蓄積が起こること、また、膜脂質のセラミドを中心とした細胞内シグナル伝達の障害に伴い二次性の脳内鉄蓄積症を生じうることを示した。すなわち、神経細胞の活動はダイナミックな鉄代謝と深く関連していることが予想される。鉄は、生命維持に必要な種々の蛋白質、酵素に必須であるが、一方、活性酸素やフリーラジカルの産生を強力に触媒してアポトーシスや細胞膜の破壊、蛋白質の凝集などを促進する。したがって、生体内の鉄は欠乏あるいは過剰にならないように厳密に調整されている。われわれが脳内に鉄蓄積をきたす神経変性症のaceruloplasminemiaを1987年に報告した頃より、鉄関連蛋白質が相次いで同定され、その機能と相互作用について明らかになってきた。ただ未だに中枢神経系の鉄代謝における詳細な制御・調節機構は未解明なところが多い。今回われわれは、セルロプラスミンの脳内での機能を明らかにした。セルロプラスミンは主にアストロサイトで発現し、(1)細胞からの鉄の動員(細胞内から細胞外への排出)に関与する、(2)鉄酸化活性を有し2価鉄を3価鉄にする、(3)直接トランスフェリンに結合しない、(4)細胞膜の鉄トランスポーターであるフェロポルチンを安定化する、(5) GPI結合型として細胞膜に結合して細胞外に存在し、フェロポルチンを介して排出された2価鉄を3価鉄に酸化してトランスフェリンに結合させる。脳内には血中の鉄イオンが血管上皮のフェロポルチンを介して細胞間隙に2価鉄として取り込まれ、あるいはアストロサイト内の鉄がフェロポルチンを介して2価鉄として動員され、GPI結合型セルロプラスミンによって酸化されて3価鉄になりトランスフェリンに取り込まれ、神経細胞に運ばれる。神経細胞からフェロポルチンを介して細胞外へ動員された鉄はβアミロイド前駆体蛋白質によって酸化され、再びトランスフェリンに結合してアストロサイトへ運ばれる。脳内の1日鉄必要量は血中から取り込む量では足りず、半閉鎖的な脳内鉄サイクルを形成することで鉄を再利用している。今回はこのような脳内の鉄再利用メカニズムの一端を明らかにした。遺伝性の脳内鉄蓄積症である新たなaceruloplasminemiaやPantothenate kinase-associated neurodegenerationの家系を同定し、原因遺伝子の変異の同定を行い、その発現を培養細胞で行って機能解析をしてきた。
高精度方位角検出器を用いた大型対象物の高精度形状評価

角度検出に基づく形状評価法は,形状基準の精度に影響されないことから,古来,高精度形状評価に用いられる一方で,形状基準を用意することの難しい大型対象物の評価にも有効と考えられる.本研究では,傾斜計では検出できない水平面内の評価ができ,オートコリメータのように測定光による評価範囲の制限を受けない,ジャイロを角度検出器に用いた形状評価法の実現を目指した.これまでに,回転するジャイロから得られる角度信号の2階差分値から,差分測定の原理に基づき角度信号の時間変化の影響を除去し,互いに反対方向に回転するジャイロを用いて,地球自転軸に対する回転軸の方位角を導出する方法を考案し,その有効性を実証した.水準器やジャイロなどの角度検出器を用いた形状評価(アライメント評価)は、対象物の並び(形状)の一階微分値(差分値)となる方位角を検出し、それらを積分することで行われる。これらは、形状基準を不要とすることから、高精度な形状基準を用意することが難しい大型対象物の形状評価に有利であると考えられる。これまでに行われた、全長600mの直線型粒子加速器であるKEK入射器の水準器を用いた真直度評価では、標準偏差10microrad程度の方位角検出が可能となり、実際に1セクター約71mの繰返し評価時の標準偏差が49micro-m以下となり、3つの連続するセクター約206mのアライメント評価を実現し、さらに、KEK入射器最長の500mの直線部において、サブmmレベルでの真直度評価が可能と見積もられた。本検討は、角度検出にジャイロを用いることで、重力方向に依存することなく当該手法を実現し、水準器では検出することのできない水平面内の評価への適用を可能とし、さらに、鉛直面内の評価において、地球の丸みの影響を除去可能とすることを目的とする。ジャイロによる方位角検出精度はドリフトにより支配されるが、ドリフトによる変動が無視できるほど短い間隔で繰返し反転測定することで、その影響が除去できるものと期待される。これまで予備実験として行った3mrad/h程度のドリフトを持つ光ファイバジャイロの60秒間隔での反転測定において、地球自転に起因する59microrad/s程度の方位角変化と、61microrad/s程度のジャイロレートオフセットを分離、検出し、これらの影響を受けることなくジャイロの方位角を求めることができた。2014年度は、ジャイロ最大の誤差要因と考えられるレート(角速度)オフセット(ジャイロドリフト)を除去する方法について、連続回転モデルに基づく解析を行うと同時に、光ファイバジャイロと回転機構を用いた実験的な検証を行った。それらの結果、1.ジャイロをその角度検出軸と直交方向の軸周りに回転させた場合に得られる角度信号について、その回転周期の半周期および1周期後の信号との2階差分値を得ることにより、ジャイロの角度オフセット、レートオフセット、設置角のずれに影響されることなく回転軸の方位角を求めることが可能であることを示した、2.回転機構を用いた実験では、振幅数10数100urad程度の周期的な角度変化を示す、回転軸の方位角信号が得られた。これらの信号については、変動周期がジャイロ回転周期と一致していることや、変動幅が回転機構の組付け誤差やガタから予想される値に近いことなどから、求めるべきジャイロ回転軸の方位角の振れに起因するものと考えられた、3.検証実験で見られたジャイロ取り付け角のずれの影響は、複数の回転速度での測定値を連立させることで、検出・除去が可能であることが示され、その効果が実証された、4.互いに反対方向に回転する2つのジャイロの角度出力を用いることで、ジャイロに作用する、地球自転に代表される外来の角速度の影響が除去可能であることが示された、5.ジャイロの連続反転測定によるレートオフセットおよび地球自転の影響除去に関する検討についての講演予稿論文が、The 15th International Conference on Precision Engineering (ICPE2014)において、Best Paper Awardの表彰を受けた。角度検出に基づく形状評価は、形状基準の精度に制限されることなく、高精度な形状評価が可能であることから、古来、定盤や光学表面などに対する高精度形状評価に用いられる一方で、形状基準を定義することの難しい大型対象物の形状評価にも有効と考えられる。本研究では、角度検出器にジャイロを用いることで、重力方向の影響を受ける水準器(レベル)や測定光の到達距離により評価長が制限されるオートコリメータなどに代わる、より適用範囲の広い高精度形状評価を、100mを超える大型の対象物に対して実現することを目指す。研究最終年度となる2015年度は、これまでに引き続きジャイロ最大の誤差要因と考えられるレート(角速度)オフセットを、回転機構を用いた連続反転測定により取り除き、その影響を受けることなく、ジャイロを用いた角度検出とそれに基づく高精度形状評価を実現するための検討を行った。まず、その角度検出軸と直交する軸周りに回転するジャイロから得られる角度信号の二階差分値をもとに、レートオフセットの影響を受けることなく、ジャイロ回転運動で変調された地球自転角速度を検出し、その信号振幅と位相をもとに、回転するジャイロから得られる角度信号の妥当性を検証した。さらに、上記検討の結果、互いに逆方向に回転するジャイロから得られる角度信号の二階差分値をもとに、ジャイロ回転軸の地球自転軸に対する2つの方位角が求められることが示され、検証実験により実際に方位角が得られることが実証された。

角度検出に基づく形状評価法は,形状基準の精度に影響されないことから,古来,高精度形状評価に用いられる一方で,形状基準を用意することの難しい大型対象物の評価にも有効と考えられる.本研究では,傾斜計では検出できない水平面内の評価ができ,オートコリメータのように測定光による評価範囲の制限を受けない,ジャイロを角度検出器に用いた形状評価法の実現を目指した.これまでに,回転するジャイロから得られる角度信号の2階差分値から,差分測定の原理に基づき角度信号の時間変化の影響を除去し,互いに反対方向に回転するジャイロを用いて,地球自転軸に対する回転軸の方位角を導出する方法を考案し,その有効性を実証した.2014年度は、1.光ファイバジャイロと回転機構を用いた検証装置の制御、および、データ取得系の設計製作、2."1"を用いた間隔1秒前後の連続反転測定のジャイロレートオフセット除去効果についての検証、3.全長600 mの直線型加速器であるKEK入射器の真直度評価への適用を目指した方位角検出装置の設計製作、を目標として検討をすすめた。それらの結果、1,2については達成できたが、3については未着手である。これは、制御系の開発のトラブルにより"1"に予想以上の期間(8ヶ月)を要したためである。しかしこの間、現用の光ファイバジャイロと同程度の性能を持つ、より小型、軽量、安価なマイクロマシン(MEMS)ジャイロが入手可能となり、KEK入射器の真直度評価に適する、より小型軽量な装置の設計製作が可能となった。さらに、"2"の検証過程において、当初解決に向けた具体的なアイデアの無かった、地球自転の影響除去法を考案した。これらを勘案し、若干のスケジュール変更があったものの、研究計画はおおむね順調に進展しているものと考える。精密形状測定研究計画最終年度となる今年度は、以下の3つを目標として検討をすすめ、これまでの検討結果を含め、研究計画全体を総括する。1.光ファイバジャイロを用いた検証装置にて得られた方位角信号の検証を行う、2.安価かつ小型軽量なMEMSジャイロを用いて、これまでの検討を通して考案された、地球自転に代表される測定系に加わる外来の角速度の影響除去法の効果を実証するための実証器を設計、製作し、当該方法の有効性を実証する、3."2"の実証器をもとに、KEK入射器の真直度評価への適用が可能な、小型軽量な装置を設計、製作する研究初年度となる平成25年度は、市販の光ファイバジャイロをベースに、その方位角検出面に定義された軸周りに回転する回転機構を組み合わせることで、反転測定によりジャイロドリフトを除去するジャイロドリフト除去検証装置の設計、製作を行うことを当初計画での目標とした。まず、長納期が予想された光ファイバジャイロを年度当初において選定、発注し、年度内に入手した。さらに、それを用いてジャイロドリフトの基本特性を求め、60秒間隔での連続反転測定により、地球自転に起因する方位角変化とジャイロレートオフセットを検出、除去し、これらの影響を受けることなくジャイロの方位角が導出可能であることを示した。その一方で、連続反転によるジャイロドリフト除去検証装置機構系の設計、製作を行い完成させた。これらに伴う装置コンセプトや設計パラメータの決定過程、さらに、実際に得られたジャイロドリフト特性と反転測定によるその除去などについて、精密工学会等にて講演を行い、他研究機関の技術者や研究者の意見を得ることができた。
幼少期ストレスが発達期脳神経細胞の転写・翻訳制御に及ぼす影響－自閉症との関連－

自閉症を含む発達障害の発症機序は多くの研究が進められているが、未だ明らかではない。本研究の目的は幼若期のストレスが出生後のepigeneticな遺伝子制御に影響し、発達障害の発症への関連の可能性を明らかにすることである。幼若期ストレスとして出生早期の母子分離を2種類の分離期間により行い、ストレスの大きさと血中コルチコステロン値の関連を調べた。出生後6週間、3ヶ月後で両ストレス群間に明らかな差は認められなかった。ストレスにより起こる変化についてGR以外にもエピジェネティックな制御の可能性を探索するためにDNAメチル化解析並びにマイクロアレイを行ったが明らかなターゲット遺伝子の抽出はできなかった。本研究の目的は幼若期のストレスが出生後のepigeneticな遺伝子制御へ及ぼす影響さらに発達障害の発症への関連の可能性を明らかにすることである。幼若期ストレスがepigeneticな遺伝子制御へ及ぼす影響に関しては、幼若期ストレスとして出生早期の母子分離を2種類の分離期間により行うことにより、ストレスの大きさと血中コルチコステロン値の関連を調べた。また、脳内コルチコイド、脳内バソプレッシンに関しても両群間に明らかな差は認められなかった。ストレス暴露による海馬のグルココルチコイドレセプター(GR)の発現増強に関し、セロトニンの関与が報告されたことより、ストレス暴露による5HT関与について初代培養系を用いて実験を進めている。また、ストレスにより起こる変化についてGR以外にもエピジェネティックな制御の可能性を探索するために現在次世代シークエンスを用いた解析を準備している。同時に神経シナプスでのRNA granules翻訳制御に及ぼす影響を調べるために現在、マウス胎児脳を用いた初代培養系により実験を進めている。ストレス暴露による海馬のグルココルチコイドレセプター(GR)の発現増強に関し、セロトニンの関与が報告されたことより、ストレス暴露による5HT関与について初代培養系を用いて実験を行ったがストレス群とコントロール群間にあきらかな差は認められなかった。ストレスにより起こる変化についてGR以外にもエピジェネティックな制御の可能性を探索するために現在次世代シークエンスを用いた解析並びにマイクロアレイを行ったが、明らかなターゲット遺伝子の抽出はできなかった。しかし、表現形として5週齢マウスの行動において、ストレス群により行動activityが上昇している傾向が認められていたため、今後中脳領域を中心に探索を続きて行きたいと考えている。脳内コルチコイド、脳内バソプレッシンに関して現在サンプル調整を行って、測定準備を行っている。同時に神経シナプスでのRNA granules翻訳制御に及ぼす影響を調べるために現在、マウス胎児脳を用いた初代培養系により実験を進めていく準備を行っている。昨年研究推進のための手続き並びに実験準備に時間がかかりスタートが遅くなっていた上に、多方面より出された新たな報告により軽微な方向性の修正等を行うことで遅くなっている。研究推進のための手続きならびに実験準備に時間が必要であったために研究のスタートが多少遅くなった。幼若期ストレスによって起こる脳内の変化についてその機序の解明の一旦としてエピジェネティックに着目して研究をすすめているが、現在遂行中の5HTの系とともにストレスにより起こる変化についてGR以外にもエピジェネティックな制御の可能性を探索するために現在次世代シークエンスを用いた解析を準備している。同時に神経シナプスでのRNA granules翻訳制御に及ぼす影響を調べるために現在、マウス胎児脳を用いた初代培養系により実験を進めていく。

幼若期ストレスとして出生早期の母子分離を2種類の分離期間により行うことにより、ストレスの大きさと血中コルチコステロン値の関連を調べたが、出生後6週間、3ヶ月後で両ストレス群間に明らかな差は認められなかったことから、ストレスの時期ではなく、時間的な影響を調べるために新たな実験スケジュールで追加して行う予定であるが、その他は現在進行中のものをそのまま行っている予定である。研究遂行のために、薬品・試薬類、抗体、培養器材などが必要となるため、消耗品として使用する。研究遂行のために、薬品・試薬類、抗体、培養器材などが必要となるため、消耗品費として使用し、あわせて、情報収集等のため学会・研究会への参加のための旅費として使用する。
インド・西太平洋のスナガニ科カニ類の社会進化に関する生態学的研究

Vca(シオマネキ属)のインド西太平洋の亜属の配偶・攻撃行動を調べて, Vca属の社会進化を解明することが1つの目的である.本研究では祖先種に最も近いと考えられているDettuca亜属・その祖先種が,社会的種分化の最も顕著るアメリカの亜属に進化したとされるThalassuca亜属を研交対象とし,アメリカ亜属のグループ(Celuca)でのこれまでの我々のグループで行ってきた研究や北中米で行なわれた研交結果と比較することによって,アメリカの亜属の行動システムが進化した理由を明らかにする.また同じスナガニ科に属すIlyoplax属も研究対象に含めアメリカの亜属との類似点の多い本属のシステムがどの様な進化的プロセスを経て生じたのかを明らかにして,スナガン科の系統進化を社会行動の方向から究明することが第2の目的である.本年は予備調査であった.Vcaの2種については社会行動を予備的に調査した. V.tetragononについては,アメリカの亜属がもつ交尾・求愛様式が本種でも20%の割合で起り,この点から,上記の様式はアメリカ大陸におけるVca属の適応放散のプロセスで獲得出来た行動ではなく,その前から持っていたことが判った.また上記の様式が成立する条件がこれまでいくつか考えてきたが,雄側の条件が満たされていないが,雌側の条件はある程度,Vcaの祖先種に最も近いグループでも満されていることが, V.roseaの社会行動を調べた結果明らかになった.だから,雄側の条件が満されるような方向への進化とともに,アメリカの亜属に見られる様式への切変われが起っただろうと推測出来た.Ilyoplaxについては,主に分布調査に終ったが, Vcaとは系統的に異なるこのグループで,アメリカの亜属に見られる交尾様式を持つことを観察出来た.このグループで本様式がどこから進化したのか,今後の調査で究明出来ればスナガニ科の社会進化を解明出来ると思われるので,本属の研究も合わせ行いたい.本調査では今回の調査方針に基づいてデータを取るとともに,その周辺のデータも取る計画である.その1つは,スナガニ科のグループの系統に関するもので,生化学的な方法で系統の問題にアプローチする予定である.共同研究を予定しているマラヤ大学のYONG教授の下では,この方面の設備が完備されているので,遺伝生態学的な研究を分担してもらう予定である.Vca(シオマネキ属)のインド西太平洋の亜属の配偶・攻撃行動を調べて, Vca属の社会進化を解明することが1つの目的である.本研究では祖先種に最も近いと考えられているDettuca亜属・その祖先種が,社会的種分化の最も顕著るアメリカの亜属に進化したとされるThalassuca亜属を研交対象とし,アメリカ亜属のグループ(Celuca)でのこれまでの我々のグループで行ってきた研究や北中米で行なわれた研交結果と比較することによって,アメリカの亜属の行動システムが進化した理由を明らかにする.また同じスナガニ科に属すIlyoplax属も研究対象に含めアメリカの亜属との類似点の多い本属のシステムがどの様な進化的プロセスを経て生じたのかを明らかにして,スナガン科の系統進化を社会行動の方向から究明することが第2の目的である.本年は予備調査であった.Vcaの2種については社会行動を予備的に調査した. V.tetragononについては,アメリカの亜属がもつ交尾・求愛様式が本種でも20%の割合で起り,この点から,上記の様式はアメリカ大陸におけるVca属の適応放散のプロセスで獲得出来た行動ではなく,その前から持っていたことが判った.また上記の様式が成立する条件がこれまでいくつか考えてきたが,雄側の条件が満たされていないが,雌側の条件はある程度,Vcaの祖先種に最も近いグループでも満されていることが, V.roseaの社会行動を調べた結果明らかになった.だから,雄側の条件が満されるような方向への進化とともに,アメリカの亜属に見られる様式への切変われが起っただろうと推測出来た.Ilyoplaxについては,主に分布調査に終ったが, Vcaとは系統的に異なるこのグループで,アメリカの亜属に見られる交尾様式を持つことを観察出来た.このグループで本様式がどこから進化したのか,今後の調査で究明出来ればスナガニ科の社会進化を解明出来ると思われるので,本属の研究も合わせ行いたい.本調査では今回の調査方針に基づいてデータを取るとともに,その周辺のデータも取る計画である.その1つは,スナガニ科のグループの系統に関するもので,生化学的な方法で系統の問題にアプローチする予定である.共同研究を予定しているマラヤ大学のYONG教授の下では,この方面の設備が完備されているので,遺伝生態学的な研究を分担してもらう予定である.
中国の協調発展型地域開発政策と産業立地の動態分析－空間統計学的手法を用いて

中国で1995年、2004年、2008年に実施されたセンサスならびに約2800ある県級行政区画の地理情報をもとに、製造業企業の立地の地理的集中・集積ならびにその動態的変化について分析を行った。その結果、農産品加工、繊維アパレル等の軽工業企業の立地は沿海部から内陸の大都市周辺への移転がみられたものの、化学工業、電子工業分野では、分析期間中を通じて、沿海部での集積が進んでいることがわかった。中国では1990年代後半より地域格差対策として、税制優遇などで沿海部から内陸部へ移転を促す政策を実施しているが、分析結果より現状ではあまり効果がみられていないことがわかった。中国では1970年代末の改革開放開始後、交通アクセスなど経済発展の条件のよい沿海地域の経済発展を優先させる戦略がとられた。その結果、沿海部各地に産業集積が形成されたが、このことは沿海内陸間の地域格差の原因の一つともなった。そこで、1990年代半ば以降、中国政府は拡大していた地域格差に対応するため、内陸部を含む総合的な地域開発戦略へと政策転換を行った。本研究では、中国の1995年・2004年・2008年に実施されたセンサスデータと約2800ある県レベルの地理的位置情報をもとに、製造業企業と外資企業の立地の地理的集中・集積の状況ならびにその動態的変化を分析し、上記の1990年代半ばに行われた政策転換の効果を評価した。平成25年度は、先に入手していた1995年・2004年センサスデータに加え、新たに入手した2008年センサスデータも合わせて企業の地理的分布について分析を行った。1995年と2004年の結果を比較したところ、農産品加工や繊維アパレル等の軽工業企業の立地は、沿海部の集積地からの飛び地的な分散が見られ、一部では内陸の省都といった大都市への移転も見られた。その一方で、プラスチックやゴム等の化学工業や電子計算機、通信設備等の電子工業分野では、沿海部の集積地の地理的範囲の拡大がみられた。2004年と2008年の比較では、2004年までに軽工業で見られた省都大都市周辺への集積範囲のわずかな拡大が見られた。その一方で、化学工業や各種機械製造は沿海部集積地への集中がより進んでいた。また、統計データからの分析を裏付けるために、沿海部の広東省での聞き取り調査も行ったが、内陸部での人件費の上昇もあり、多くの企業は内陸への移転は予定していないとのことであった。以上より、政策のねらいであった内陸地域の産業の移転・高度化という点では政策的効果は限定的であるいことがわかった。中国では、「西部大開発」や「東北振興」に代表されるように、沿海・内陸間で拡大し続けていた地域格差の是正を旨とした地域開発政策が2000年代に入り、順次、本格的に実施され、企業所得税の優遇など企業の移転を促すような具体的な政策も実施されている。このような地域開発政策が、企業の立地にどのような影響をもたらしているかを分析するために、2012年度は、地理情報が付けられた1995年中国工業センサスならびに2004年経済センサスGISデータを用いて、三ケタ産業分類レベルで製造業170業種の産業集積地の動向を空間統計学的手法により集計した。分析の結果、まず企業数についてであるが、中国の急速な経済発展ならびに工業化のの進展により、地域を問わず、大半の産業で大幅な企業数の増加がみられることがわかった。続いて企業立地の地理的な分布であるが、プラスチックやゴム等の化学工業ならびに電子計算機や通信設備等の電子工業分野で1995年時点で集積が確認された地域の周辺部へと集積の地理的範囲が拡大した一方で、農産品加工や繊維アパレル等の軽工業分野では、立地の飛び地的な分散が進んでおり、一部では内陸部への移転も見られた。ただし、製造業の全体的な傾向としては、2004年時点では依然として経済発展が先行して進んでいる沿海部に集積が形成されており、そこから離れて内陸へ移転しようとする傾向はほとんど見られなかった。このことから、企業立地により地域格差を是正するためには、より一層の内陸への企業の移転を促す必要があることがわかった。本研究で明らかにすることとして、1.基礎的な統計の集計による経済状況の空間分布、2.産業集積が空間統計学的に有意に検出される地域とその動態、3.企業の立地分布の要因、4.地域開発政策の成果の評価ならびに問題点の明示を挙げていた。これらを明らかにするために、1995年・2004年・2008年の3時点のセンサスデータを用いて分析を行う予定であった。

しかし、データベンダーの都合により、2008年センサスデータが2013年4月時点で入手できていない状態となっている。そのため、1995年と2004年データのみを用いて、明らかにすべきことのうち1、2、4を完了させている状態である。前述の通り、2008年データがまだ入手できていない状態である。2013年度が研究期間の最終年度であることを踏まえ、2008年データの入手を待つとともに、すでに入手している代替の2008年の企業個票データベースをもとに、空間情報を付与したデータベースを構築し、当初の目的であった1995年・2004年・2008年の3時点での企業立地の比較分析を行う。同時に、現時点で一通りの分析を終えている1995年と2004年データを用いて論文を執筆する。なお、申請時の計画にあった学会発表は6月に代替データを用いて予定通り実施する。前年度に購入予定であった2008年度経済センサスデータ(3400USドル)が支出の中心となる。残りは、6月の学会報告費用、論文投稿にかかわる英文校閲や消耗品購入、ソフトウェア更新費用に使用予定である。ただし、最近の急激な円安の進行により、消耗品購入は見合わせる可能性がある。
オープンソースを用いたユビキタス空間情報処理ウェブサービスの開発

今年度の成果として,goGPSコアアルゴリズム(最小二乗法による衛星軌道,測位計算,コード・フェーズ観測におけるカルマンフィルタ処理)をJavaにより実装を行った。その中で,入出力インターフェースの開発を行い,リアルタイム/後処理,ローカル処理/クライアント・サーバー構成での測位処理を可能にした。MATLABとJava版でのgoGPS測位処理の性能実験では,Java版の処理において大幅に処理速度が向上した。また,両バージョンの測位結果の正確性に関しては,goGPSのすべての測位法(コードのみスタンドアロン測位,コードのみ相対測位,コード・フェーズによるカルマンフィルタリングなど)において,高い値を確認した。さらに,goGPS Javaの測位処理を,国際標準仕様(OGC WPS)の規格に準拠したウェブサービスに実装した。ウェブサービスの開発では,DEMなどの他のデータ開発や,軌跡の単純化と道路データを用いたマップマッチング処理を中心に,補助的ウェブサービスを開発した。実装したアルゴリズムには,Douglas-PellckerやAGNES凝集型分類技術と,重み付き最小二乗法を用いた実験的アルゴリズムを用い性能比較を行った。また,受け入れ研究室においてgoGPS測位処理とGPSログ管理システムと統合することにより,GPS軌跡データの品質フィルタやマップマッチング処理を実装した。goGPSカルマンフィルタの誤差分散行列を元にしたデータ品質指標(KPDOP, KHDOP, KVDOP)を提案した。KHDOPと標準指標HDOPでのフィルタリングを比較し,KHDOPを用いることで,悪条件下の測位データをうまくフィルタリングできることを示した。また,これらの改善はマップマッチング処理の精度向上にも寄与する。本研究の目的は、低コストGPS機器や無線技術により、精度の高い測位方法を開発することである。例えば、低コスト受信機によって測位された位置を修正するために、インターネット上の固定GPS基地局ネットワークの利用や、カルマンフィルタリングのような受信機の運動学を考慮するアルゴリズムを適用することによって、測位精度を改善することができる。MATLABで開発されたオープンソースソフトウェアのgoGPSは、固定GPS基地局ネットワークを利用し、信号精度に従って衛星に重みを設定する。低コストGPS機器に存在する性能制限を補うために、特別に改良したカルマンフィルターを利用することで、低コストGPSによる測位精度を改善した。初年度研究成果の要約・複数のテストを異なるGPS受信機で行い、精度を検証した。(通常、精度は210メートルの範囲で、空の視界度とGPSアンテナ品質に依存する。)・固定GPS基地局ネットワークを使用して、goGPS MATLABコードの実験を行った。これらの実験は、処理速度、頑健性、ソフトウェア有用性など、全体的なコードの改良につながった。また、GUIを開発した。最新バージョンはSourceforge.netで公開した。また、開発者とユーザー間で簡単にコミュニケーションできるように、フォーラム、メーリングリスト、IRCチャンネルと一緒に専用のウェブサイトを作成した(www.gogps-project.org)。・新しい測位アルゴリズムを開発し、現地で集められたデータを使って実験を行った。低コストGPSを用いたgoGPSの精度は、50cmまで改良された。・goGPSのリモート処理(サーバー側)のテストを行うため、サーバー機を構築し、LANあるいはモバイルインターネットで接続されているクライアント機(ノートPC)を使用した。
人間支援ロボットのための触覚に基づく環境認識

本研究課題ではロボットをはじめとする人間支援機器の触覚信号を処理する技術を提案した。力覚センサを支持部にのみ設置した簡易な機構で人間および環境の接触情報を抽出する触覚信号処理技術を開発した。その応用例として触覚を持たせた机の試作機を開発し、多種多様な条件において触覚信号処理技術が適用できることを確認した。本研究課題で開発された技術によって、限られた数のセンサデバイスで機器が多種多様な情報を操作者から取得できることが示された。ロボットは身体的に人間を支援する系であるため、外力情報を適切に判断し、人間ー機械・環境ー機械間の力学的インタラクションを処理する制御系が必要である。しかし触覚センサ・力センサに重畳して加わる様々な信号を正確に認識できないことが汎用的な人間支援ロボット開発の障壁となっている。以上に鑑みて本研究課題ではロボットの触覚信号を適切に処理する技術を提案している。平成25年度には触覚信号から人の力と環境を認識・分離する手法や触覚に基づくジェスチャ入力を認識する技術を開発した。本技術を実証するデモ用装置として机型インタフェース"Haptic Desk"を開発し、人が机に接触したときの力と接触位置を同定するアルゴリズムを構築した。また、物を乗せたときの重力を分離する信号処理技術を開発し、机に複数の物が乗っている場合でも本技術が適用できることを示した。人の入力応答から命令を認識し、机と連携したPCを操作するアプリケーションを開発し、机が情報系のインタフェースとして利用できることを実験的に示した。本アルゴリズムが剛体と想定できる物体に限定されないことを実証するため、柔軟な素材を持つ場合の補償アルゴリズムを開発し、その性能を実証した。以上の成果を国際会議(IECON2014)および国内会議(電気学会研究会)において発表した。また、2014年5月には電気学会論文誌産業応用部門誌にその成果が発表される予定である。代表者らは6軸力覚センサとカバーのみで構成される簡易な方式で全身触覚を実現する技術「ハプティックアーマ」を本研究課題開始時までに開発している。本技術は触覚に基づくインタフェースを実用化する上で有力な候補であるが、その形状および素材が限定されていることが大きな制約となっていた。そこで、3年間の研究実施期間の1年目である2012年度には、触覚に基づく認識インタフェースに本技術を実装するための基盤となる信号分離技術を開発した。具体的には、(1)ポリウレタンなどの柔軟性を有する素材でカバーを構成した場合の検証と補正技術の開発、(2)非凸包形状への本技術の拡張、を実施し本触覚技術の汎用性を高めた。またこれらの研究を遂行するための試作機を構築し、実機的検証を行った。本成果により多種多様な形状と素材のインタフェースが開発可能になった。まず(1)の項目について述べる。カバーを構成する柔軟素材として50mm厚のポリウレタンを採用し、ひずみに起因する外力作用点の位置誤差を補正する処理方法を開発した。補正処理により、ひずみに起因する誤差の8割以上が無効化されることが確認された。次に(2)の項目について述べる。非凸包形状で本技術を実装すると外力作用点の候補が複数あるために一意に位置を決定できないという問題があった。これを解決するため時系列で変化する外力ベクトルの情報を利用する独自の手法を開発した。そして8割弱の確率で正しく位置が同定できることが実験的に確認された。本研究課題は外力情報を適切に判断し、人間ー機械・環境ー機械間の力学的インタラクションを処理する技術に関するものである。平成25年度には力覚センサの情報から接触点位置を推定する技術を開発し、その情報から人の力と環境を認識・分離する手法や触覚に基づくジェスチャ入力を認識する技術を開発した。平成26年度にはその技術を実証するデモ装置として机型インタフェース“Haptic Desk"を開発し、人が机に接触したときの力と接触位置を同定するアルゴリズムを開発した。本年度は本提案技術に基づく応用技術を開発した。市販のPCソフトウェアや独自開発のアプリケーションプログラムと連携し、触覚情報に基づく新たなサービスを構築した。そしてその基盤となる信号処理技術を確立した。力覚センサの情報から接触点位置を推定する際に外力が小さいとS/N比が下がってしまう、という課題を克服するため、力センサの情報に加えて微分情報を有効利用するアルゴリズムを開発し、位置特定の最大誤差を大幅に抑制できることを示した。また、構造体の剛性が低くて振動が発生した際には慣性力が誤差の原因となる課題を克服するため、加速度センサを加えて高い性能を得る手法を開発し、構造体が振動しているときにも本手法を適用できることを実証した。そしてこれらの信号処理技術をHaptic Deskのアプリケーションプログラムに実装し、新たな形式の触覚インタフェースとして利用できることを実験的に確認した。これらの成果は国際論文誌および国内会議において複数発表される予定である。制御工学力覚センサに基づく信号処理技術の原理的検証はほぼ計画通り進んでいる。

具体的には触覚信号から人の力と環境を認識・分離する手法や触覚に基づくジェスチャ入力を認識する技術を開発しており、その結果は既に国際会議や国内学会、展示会等で発表済みである。また、本アルゴリズムを実装した机型インタフェース"Haptic Desk"を展示会で発表したところ、産学にまたがる様々な分野から反響が得られ、新聞やテレビでも複数取り上げられた。その結果、本技術を応用した製品開発の申し出が複数分野の企業から得られている。科学的検証が計画通り遂行されたのに加え、当初の想定を超える応用の可能性が出てきたことから、本技術開発は当初想定以上に進展している。力覚センサ1つで外力作用点の中心を求める手法は比較的古くからある手法だが、その形状に制約が大きいために極めて限られた用途にしか使われていなかった。代表者らの提案する「ハプティックアーマ」は傾斜の非連続な形状でも外力作用点が十分正確に求められることを示した世界で初めての技術であるが、形状は凸包に限られるのが課題であった。日常で扱うものの多くは非凸包の形状をしていることからも、この課題を解決しない限りは大きな制約を受けることが容易に推察される。本研究課題では時系列で変化する外力ベクトルの情報を利用する独自の手法により、非凸包の形状にこれらの技術を応用し、本技術の適用範囲を大幅に拡大している。また、剛性の高い素材に限らず、柔軟な素材にも対応し、高い精度を得られることが示されている。これらの技術は克服すべきハードルが高いものであるが、信号処理技術の開発、試作機の構築ともに当初の予定通りこれを実現しており、概ね順調に研究が達成されていると言える。プロジェクトの最終年度に当たる本年度はこれまでに開発した装置の性能評価を中心に研究を進める。具体的には机型インタフェース"Haptic Desk"の理論を一般化し、様々な条件で動作するプログラムを作成する。そしてそのインタフェースとしての性能を評価する。次に本プロジェクトで構築した信号処理技術をロボット制御系に実装し、触覚信号処理に基づく人間支援動作の実現を試みる。また、次年度使用額は生じていない。本年度はこれまでに構築したシステムの性能評価に際して必要なロボットの改修と成果発表に予算を多く使用する予定である。初年度の研究成果により、信号の分離技術、実験機等、今後の基盤となる技術、施設は整いつつある。本基盤に基づき、本年度は触覚信号に基づく環境認識技術を開発する。環境からの外力として判別された信号の応答から環境情報の変化を同定するアルゴリズムを構築し、ロボットの置かれている状況と接している人間の意図を判断する技術を開発する。人間の意図を判断する信号処理技術としては、音声処理にしばしば応用されるDPマッチング法を実装するが、候補となるその他の手法も検討する。そして本技術を実機に実装し、評価を行う。本技術はロボットのみならず家電や机のインタフェースとして応用される可能性があるため、これを検討する。該当なし
柔構造決定過程モデルに関する学習アルゴリズムの研究

本研究は柔構造決定過程モデルに関する適応型及び強化学習型のアルゴリズムの理論及び実用的な応用を目的として研究を進め、主な研究成果は次の通りである。1.柔構造モデルの構成及び解析法の発展研究(a)ファジイ数学のpossibility及びcredibilityの基礎研究を進めて、可信性拡張定理を用いて、条件付き可信性測度群からCredibilistic process(可信性過程)を構成することに成功した。これによりfuzzy環境のもとでの決定過程について、公理論的な裏付けのもとで理論展開の可能性が生まれたことになる。(b)吸収壁をもつ零和セミマルコフゲームに対して一般効用最適方程式を導出して、最適戦略の存在と特徴付けに成功した。(c)ベイズ推定による品質管理において、未知パラメータの事前情報を測度を要素とする凸集合(区間)で表したより柔軟な品質管理法を提案し、従来のものと比較検討してその有効性を検証した。2.適応型マルコフ決定過程の学習アルゴリズムの研究推移確率行列が未知の多重連鎖Markov decision processに対して、得られたデータから推移行列の構造パターンを学習し、時間的差分型の学習アルゴリズム(TD-学習)を取り入れる"pattern matrix学習法"を開発した。これにより多重マルコフ連鎖の場合は基本的に解決される。3.強化学習型の応用研究(a)モデルの近似解を得るための強化学習アルゴリズムについては、ニューロ動的計画法の種々のモデルに適用可能なTD-型及びActor-Critic型のアルゴリズムの収束性を検討して、簡単なモデルでの数値実験によりその有効性を比較検討した。(b)ファジイ環境の下での最短経路問題などのORモデルに対して、種々のfuzzy評価基準の下での最適解を求める手法(主に線形計画法)及び、遺伝的アルゴリズム、ファジイシミュレーションなどを組み合わせた新しいアルゴリズム(hybrid intelligent)を開発し、数値例により有効性を検証した本研究は柔構造決定過程モデルに関する適応型及び強化学習型のアルゴリズムの理論及び実用的な応用を目的として研究を進め、主な研究成果は次の通りである。(b)ファジイ環境の下での最短経路問題などのORモデルに対して、種々のfuzzy評価基準の下での最適解を求める手法(主に線形計画法)及び、遺伝的アルゴリズム、ファジイシミュレーションなどを組み合わせた新しいアルゴリズム(hybrid intelligent)を開発し、数値例により有効性を検証した柔構造決定モデルの構成及び解析法の理論と学習アルゴリズムについての主な研究成果は次の通りである。1.柔構造モデルの理論研究について(a)Credibility(可信性)-マルコフ決定過程(Markov Decision Processes MDP)モデルの構成に向けて、ファジイ数学のpossibility及びcredibilityの基礎研究を進めて、構成を可能にするいくつかの知見と見通しを得た。(b)吸収壁をもつゼロ和セミマルコフゲームに対して一般効用最適方程式を導出して、最適戦略の存在と特徴付けに成功した。これらは数学会(平成19年3月於埼玉大学)で発表している。2.多重連鎖MDPについて、時間的差分学習(Temporal Difference-学習,TD-学習)による最適適応政策の構成に成功した。TD-学習による学習アルゴリズムにより値関数(value function)を推測し、ε-強制法により多重性の困難性を克服する適応政策を開発し、数値実験によりその有効性を確認した。これらの結果は平成19年8月に開催される国際会議(MDAI 2007,於北九州市立大学)で発表する予定である。3.柔構造モデルの近似解を得るための強化学習アルゴリズムについては、ニューロ動的計画法の種々のモデルに適用可能なTD-法型及びActor-Critic型のアルゴリズムの収束性を検討して、簡単なモデルでの数値実験によりその有効性を比較検討した。また、Howardの有名な自動車取替え問題に適用して学習シミュレーションを実施し、シミュレーションに於けるループの発生、部分解から最適解を見つける可能性などに一定の知見を得た。その他、本研究に参加した研究者は、本研究の実施計画に基づきそれぞれ一定の成果をおさめ、研究論文として発表している。柔構造決定モデルに関する理論と学習アルゴリズムについての主な研究成果は次の通りである。(1)柔構造モデルの構成と解析方法の研究について

(a)中国清華大学のB.Lui教授が開発した可信性拡張定理を用いて,条件付き可信性測度群からCredibilistic process(可信性過程)を構成することに成功した。これによりfuzzy環境のもとでの決定過程を公理論的な裏付けのもとで理論展開の可能性が生まれたことになる。(b)一般効用関数の下での零和型のセミ・マルコフゲームの昨年度の研究成果を非零和型に拡張する場合に有効な不動点定理を開発する必要性を確認して,新しい研究課題を発掘した。(c)アークの長さや顧客の需要がfuzzy変数で表される最短経路問題,最小木問題,最適設備配置問題に対して,いろいろなfuzzy評価基準の下での最適解を求める手法(主に線形計画法)を開発し,数値例でその有効性を検証をした。(d)ベイズ推定による品質管理において,未知パラメータの事前情報を測度を要素とする凸集合(区間)て表したより柔軟な品質管理法を提案し,従来のものと比較検討してその有効性を検証した。(II)柔構造モデルの学習アルゴリズムについて(a)推移確率行列が未知のマルコフ決定過程に対して,得られたデータから推移行列の構造パターンを学習し,最も適合するTD型の学習アルゴリズムを取り入れる"pattern matrix学習法"を開発した。これにより多重マルコフ連鎖の場合は基本的に解決される。(b)fuzz環境の下での最短経路問題などの有限最適問題に対して,遺伝的アルゴリズム,ファジイシミュレーションなどを組み合わせた新しいアルゴリズム(hybrid intelligent algorithm)を開発し,数値例により有効性を検証した。
新規遺伝子改変マウスによる間質性肺炎発症および増悪に関するCCL1の機能解析

肺特異的にCCL1を過剰発現するCCL1 transgenicマウス(SPC-CCL1 Tgマウス)を作製し、BCG感染モデルで検討を行ったところ、本マウスで肉芽腫の増加、肺間質の炎症抑制を認めた。DNA microarray解析で“生物的ストレスに対する応答"に関連する47の遺伝子で発現増加を認め、小胞体ストレスと肉芽腫形成に関わるErn1、免疫グロブリン関連遺伝子のIghg、IGHV、Igk-V5発現亢進を認めた。Ern1がコードする小胞体膜貫通型キナーゼであるIre1の自己リン酸化体であるPhospho-Ire1の発現亢進を認めた。CCL1の過剰発現は、肺BCG感染時に肉芽腫形成を増加させた。Ern1はこの肉芽腫形成促進に重要な役割を演じている可能性が示された。遺伝子改変マウスを用いて肺内に炎症を惹起し、野生型マウスとの炎症の病態形成に差があるかを組織学的および遺伝子レベルでの解析を行ってきた。DNA microarray解析により生物学的ストレスに対する応答に関連する遺伝子や免疫グロブリン関連遺伝子の発現に差を認めたことから、CCL1の遺伝子発現が炎症性肺疾患の病態形成に何らかの関与をしていることが明らかになった。現在までにそれらの遺伝子から誘導される因子につき検討を行ってきたが、マイクロアレイおよび免疫染色では差異を認めたものの、RNAの発現レベルでは有意な差を認めなかった。これまでの実験系ではBCG投与による炎症惹起モデルであり、今後他の炎症疾患モデル、特に間質性肺炎をより誘導しうるモデルを作成することにより、CCL1が肺組織の炎症疾患の病態にどのような関与をしているかが明らかになることが期待される。肺特異的にCCL1を過剰発現するCCL1 transgenicマウス(SPC-CCL1 Tgマウス)を新規に作製し、Bacille de Calmette et Gu&eacute;rin(BCG)気管内投与を行い感染モデルを作製し、肺における病態を評価した。また、DNA microarray解析を用いてこれらのマウスの肺における遺伝子発現を検討した。顕微鏡的観察では、SPC-CCL1 Tgマウスで有意に肉芽腫の増加を認めた。また肺間質における炎症は抑制されていた。DNA microarray解析及びクラスター解析の結果、SPC-CCL1 Tgマウスは野生型に比べ、“生物的ストレスに対する応答"に関連するタグをもつ47の遺伝子で顕著な発現増加を認め、小胞体ストレスと肉芽腫形成に重要な役割を果たしているErn1が野生型に比べSPC-CCL1 Tgマウスで発現が亢進していた。また免疫グロブリン関連遺伝子であるIghg、IGHV、Igk-V5遺伝子の発現が亢進していることが示された。Ern1がコードしている小胞体膜貫通型キナーゼであるIre1の自己リン酸化体であるPhospho-Ire1を免疫染色で評価したところ、SPC-CCL1 Tgマウスで発現の亢進を認めた。Ern1および活性化したIre1により誘導される転写因子であるXbp1(X-box binding protein 1)をreal time PCRで定量評価したが両群で有意な差異を認めなかった。肺癌や呼吸器感染症、慢性閉塞性肺疾患急性増悪の患者の血清検体においてCCL-1の濃度をELISA法にて測定を行ったがいずれの検体も検出限界以下という結果であった。これらの結果よりCCL-1は遺伝子レベルにおいて何らかの差異を有するものの、血清における蛋白レベルでは検出限界以下のレベルでしか発現していないことが明らかとなった。当年度においては、遺伝子改変マウスを用いて肺内に炎症を惹起し、野生型マウスとの炎症の病態形成に差があるかを組織学的および遺伝子レベルでの解析を行った。DNA microarray解析により生物学的ストレスに対する応答に関連する遺伝子の発現に差を認めたことから、CCL1の遺伝子発現が炎症性肺疾患の形成に何らかの関与をしていることが明らかになった。今後遺伝子発現に差を認めた因子の機能解析や、他の炎症性疾患のモデルを作成することで、CCL1の肺における機能を明らかにしていく計画である。<CCL1過剰発現が実験間質性肺炎モデルに及ぼす影響の検討>肺特異的CCL1発現マウスおよびコントロールマウスに対し、代表的な間質性肺炎のモデルとして知られるブレオマイシン誘導間質性肺炎モデルを作成する。A;マウスに対しOsmotic pumpを用いて経皮的にブレオマイシンを連続投与し、ブレオマイシン誘導間質性肺炎モデルを作成する。B;組織学的検討を行い、肺組織障害の有無を検討し、定量評価を行う。またエラスチカマッソン染色や免疫染色を用いて細胞外マトリックス成分の量や分布の変化を評価する。C;肺組織からRNAを抽出し、DNA microarray解析による網羅的な遺伝子発現変化の解析を行う。

D;呼吸機能検査:ブレオマイシン投与後にマウス呼吸機能に変化を生じているかどうかを、呼吸機能測定システム(Buxco Research Systems)にて評価する。肺活量、0.1秒量、静肺コンプライアンスを評価指標とする。<DNA microarray解析から得られた網羅的遺伝子発現データの検証>A.microarray解析によって発現の差が認められた遺伝子(候補遺伝子)について、肺組織から得られたmRNAを用いてRT-PCRを行い、遺伝子発現の定量化を行う。B.肺組織中から採取されている蛋白を用いて、microarray解析で差が認められた因子につきWestern blottingを用いて蛋白発現の差を検討する。C.培養細胞を用いた検討:候補遺伝子が主に発現している細胞を、文献的にかつ免疫組織染色所見を基に判定する。その細胞に相当する培養細胞を用いて候補遺伝子の機能を解析する。呼吸器内科<CCL1過剰発現が実験間質性肺炎モデルに及ぼす影響の検討>肺特異的CCL1発現マウスおよびコントロールマウスに対し、代表的な間質性肺炎のモデルとして知られるブレオマイシン気管内投与を行い、間質性肺炎を誘導する。A.DNA microarray解析:抽出したtotal RNAに対して、DNA microarray解析による網羅的な遺伝子発現変化の解析を委託にて行う。B.肺組織:線維化の定量評価:作成したHE標本を光学顕微鏡を用い、肺組織障害の程度を定量評価する。さらに、エラスチカマッソン染色や免疫染色にて、細胞外マトリックス成分の量や分布の変化を観察する。C.呼吸機能検査:ブレオマイシン投与後にマウス呼吸機能に変化を生じているかどうかを、呼吸機能測定システム(Buxco Research Systems)にて評価する。予定されていた予算はほぼ使用したが、1,998円とわずかに残金が生じた。予算は計画通りほとんど使用しているが、端数となる額が残金として残りました。来年度に消耗品購入に使用する予定である。次年度に消耗品の購入で使用する計画です。