hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
環太平洋地域に残存する日本語の調査研究

昨年同様、南洋班(渋谷・由井)、台湾班(土岐・宮島)の2班に分かれ、それぞれ調査を行った。本年度の具体的な調査・分析内容は以下の通り。南洋班:13、台湾班:46。1.パラオ共和国、ミクロネシア連邦、マーシャル共和国において高年層の日本語話者にインタビューを行い、MDで録音、文字化した。2.渋谷は、談話データを文字化しつつ、パラオ共和国に残る日本語の文法面での特徴を、話者間の違い、あるいは同じミクロネシア地域のヤップに残る日本語との異同などにも留意しながら、分析した。また、パラオコミュニティカレッジ図書館において、戦前・戦中期のパラオ・ミクロネシアの日本語教育・日本語生活の実態を示す資料を収集した。3.由井は、同じく談話データを文字化しつつ、ミクロネシア連邦とマーシャル共和国に残る日本語の語彙の諸相を整理し、その特徴を明らかにすることを試みた。4.土岐・宮島・簡は、台湾東部地域および台北近郊地域において昨年度に引き続き調査(今年度は補充調査)を実施し、高年層日本語話者の談話をDATで録音・文字化した。またその会話場面を、DVDビデオカメラで記録した。5.録音、文字化データについて、土岐が台湾日本語の音声面を、研究協力者の簡月真が広く動詞の文法カテゴリーを分析し、報告書にまとめた。また、土岐・簡および研究協力者の真田信治が台湾高年層の日本語談話のテキストを編集し、同じ報告書に掲載した。6.その他、宮島が戦前・戦中期に書かれた作文を利用してその方言的な特徴を分析し、報告書にまとめた。南洋班(渋谷・由井)、台湾班(土岐・宮島)の2班に分かれ、それぞれ調査を行った。具体的な調査・分析の成果・実績は以下の通り。南洋班:13、台湾班:47。1.パラオ共和国・ミクロネシア連邦・マーシャル共和国において高年層の日本語話者にインタビューを行い、DATおよびMDで録音、文字化した。2.文字化したデータの一部を分析し、当該地域に残る日本語のテンス・アスペクト・ムード面での特徴(渋谷)および語彙面での特徴(由井)を、話者間の違いにも留意しながら取り出した。テンス・アスペクト面では形式-意味対応が単純化されていること、ムード形式はほとんど分化していないこと、また語彙面では汎用が目立つことなどを見出している。3.渋谷は、パラオの日本語を形成するのにあずかったと思われる社会言語的な要因を、報告書にまとめた。4.台湾東部地域において予備調査を実施し、高年層日本語話者へのインタビューを試みることによって、日本語話者のおおよその日本語能力を把握した。また、日本語話者の居住地情報なども入手した。5.現地の研究者と共同で研究会をもち、今後の研究のためのネットワークを組織した。研究会の内容については、宮島が報告書にまとめた。6.DATで録音したインタビューデータを一部文字化した。また、研究協力者の簡月真を中心として、人称代名詞の使用状況などについて予備的分析を施し、報告書にまとめた。7.土岐は国立国会図書館等において、戦前・戦中期の台湾の日本語教育の実態を示す資料を収集した。昨年同様、南洋班(渋谷・由井)、台湾班(土岐・宮島)の2班に分かれ、それぞ調査を行った。具体的な調査・分析の内容は以下の通り。南洋班:14、台湾班:57。1.パラオ共和国において老年層の日本語話者にインタビューを行い、MDで録音、文字化した。2.記述書に付すテキストとして、日本語によるパラオの昔話を収集し、文字化した。3.渋谷は、文字化した談話データの一部を分析し、当該地域に残る日本語の可能表現面での特徴を、話者間の違い、同じミクロネシア地域のヤップに残る日本語との異同などにも留意しながら、報告書にまとめた。主に、形態面での簡略化の諸相を明らかにしている。4.国立国会図書館等において、戦前・戦中期のパラオ・ミクロネシアの日本語教育・日本語生活の実態を示す資料を収集した。5.台湾東部地域および台北近郊地域において本調査を実施し、老年層日本語話者の談話を大量にDATで録音・文字化した。6.録音・文字化したデータについて、土岐が台湾日本語の音声面を、また研究協力者の簡月真が人称代名詞(自称詞.対称詞)・可能表現・丁寧形式などに見られるスタイルの切換えの実態を分析し、報告書にまとめた。7.研究協力者真田信治と簡月真は、協力して台湾の言語事情を展望し、それにかかわる論文(黄宣範『語言・社会與族群意識-台湾語言社会学的研究-』第4章第2節)を訳出して報告した(「台湾における『国語』普及計画」)。

3.由井は、同じく談話データを文字化しつつ、ミクロネシア連邦とマーシャル共和国に残る日本語の語彙の諸相を整理し、その特徴を明らかにすることを試みた。4.土岐・宮島・簡は、台湾東部地域および台北近郊地域において昨年度に引き続き調査(今年度は補充調査)を実施し、高年層日本語話者の談話をDATで録音・文字化した。またその会話場面を、DVDビデオカメラで記録した。5.録音、文字化データについて、土岐が台湾日本語の音声面を、研究協力者の簡月真が広く動詞の文法カテゴリーを分析し、報告書にまとめた。また、土岐・簡および研究協力者の真田信治が台湾高年層の日本語談話のテキストを編集し、同じ報告書に掲載した。6.その他、宮島が戦前・戦中期に書かれた作文を利用してその方言的な特徴を分析し、報告書にまとめた。
能動制御キャスターの体系的制御手法の提案と複数制御による低振動・低衝撃台車の実現

振動や衝撃を嫌う物品の運搬・搬送では,路面の突起乗越えなどの外乱の影響を伝達しない手法にニーズがある.本研究を通じ最終的に,貨物や荷物の運搬用ハンドトラック(台車)に関して,低衝撃・低振動を実現する台車の実用化を目指す.特に,本研究では台車に使用するキャスターに着目する.これまでにパッシブ型の減衰要素や緩衝機構をもつキャスターの研究を進めてきたが,産業界が求める性能にはまだ達していない.物品に伝達される衝撃加速度のさらなる緩和や残留振動時間のさらなる低下などの,より低衝撃・低振動性能を有する台車の実現が求められるようになった.そこで研究代表者らはこれまでに,アクティブ型のダンパを搭載したキャスターの研究を進め,キャスター単体の試作・評価を行ってきた.本研究を通じ,これまで試行錯誤的であった制御手法を見直し,制御手法を体系的に明らかにする.さらに,実環境で性能検証し,低衝撃・低振動性能台車の実現を目指す.実験装置(制御対象)のばね定数などのパラメータは,要素ごとのカタログ値をもとにシミュレーションしていたが,製品のばらつきや加工・組付け誤差を考慮していなかった.そこで,スイープ実験(掃引実験)を行い,これまでに基礎研究を行っているモデルをもとにしたシミュレーションと比較し,モデルパラメータの同定を行った.実証実験に向けて,実験システムを再検討した.制御手法については,これまでは勘と経験によって試行錯誤的に決定していた部分があるので,学術的に体系立てて再設計している.例えば,制御手法の一つとしてH無限大制御や,振動系の解析や制御の分野でよく用いられるモード解析の手法を応用することを検討した.実際にH無限大制御制御器を設計し,実装実験を行った.実験システムの再構築を行ったが,実験に使用する加速度センサを新たに調達・製作しなければならない事情が発生し,仕様の見直しなども含めやや時間を要した.さらに,ノイズの対策が不十分で,特定に時間を要したことから,予定していた再構築は計画途上である.制御手法の実装実験を行ったが,ノイズなども含め当初予期していないことが起きた.そのため,やや時間を要しているが,他機関の協力者にも協力してもらえる体制を築いているので,おおむね順調である.よって総合すると研究の進捗はやや遅れているが,おおむね実験やシミュレーションが順調に進んでおり,最終年度内に完了できるものと考えている.進捗状況にやや遅れが生じているので,応用研究として位置付けていた搬送重量の変化に対応する制御方法の開発を,一時中断するなどし,研究計画を見直し遅れの解消に努める.研究協力者らとの相談を定期的に実施し,客観的な意見をいただき研究のPDCAサイクルを構築し効果的に進める予定である.振動や衝撃を嫌う物品の運搬・搬送では,路面の突起乗越えなどの外乱の影響を伝達しない手法にニーズがある.本研究を通じ最終的に,貨物や荷物の運搬用ハンドトラック(台車)に関して,低衝撃・低振動を実現する台車の実用化を目指す.特に,本研究では台車に使用するキャスターに着目する.これまでにパッシブ型の減衰要素や緩衝機構をもつキャスターの研究を進めてきたが,産業界が求める性能にはまだ達していない.物品に伝達される衝撃加速度のさらなる緩和や残留振動時間のさらなる低下などの,より低衝撃・低振動性能を有する台車の実現が求められるようになった.そこで,アクティブ型のダンパを搭載したキャスターの研究を進め,キャスター単体の試作・評価を行ってきた.本研究を通じ,これまで試行錯誤的であった制御手法を見直し,最適な制御手法を体系的に明らかにする.さらに,実環境で性能検証し,低衝撃・低振動性能台車の実現を目指す.これまでの制御手法は勘と経験によって試行錯誤的に決定していたので,学術的に体系立てて再設計する.例えば,制御手法の一つとしてH∞制御や,振動系の解析や制御の分野でよく用いられるモード解析の手法を応用することを検討した.スイープ実験(掃引実験)の結果と,これまでに基礎研究を行っているモデルをもとにしたシミュレーションを比較し,モデルパラメータの同定を行った.実証実験に向けて,実験システムを再検討した.実験システムは実応用を指向した環境を構築する.モデルパラメータの同定においてスイープ実験(掃引実験)を行った.スイープ実験のチューニングは試行錯誤的に実施するしかなく,やや時間を要した.設定パラメータとなる振動数範囲,掃引速度,加速度,変位,速度,試験時間について,すべてを満たす条件を探っていく必要があり,やや時間を要した.並行して実験システムの再構築を行ったが,こちらも信号ノイズの特定に時間を要したことから,予定していた再構築は計画途上である.よって研究の進捗はやや遅れているが,実験結果とシミュレーションの比較が順調に進んでおり,最終年度内に完了できるものと考えている.振動や衝撃を嫌う物品の運搬・搬送では,路面の突起乗越えなどの外乱の影響を伝達しない手法にニーズがある.本研究を通じ最終的に,貨物や荷物の運搬用ハンドトラック(台車)に関して,低衝撃・低振動を実現する台車の実用化を目指す.特に,本研究では台車に使用するキャスターに着目する.これまでにパッシブ型の減衰要素や緩衝機構をもつキャスターの研究を進めてきたが,産業界が求める性能にはまだ達していない.物品に伝達される衝撃加速度のさらなる緩和や残留振動時間のさらなる低下などの,より低衝撃・低振動性能を有する台車の実現が求められるようになった.そこで研究代表者らはこれまでに,アクティブ型のダンパを搭載したキャスターの研究を進め,キャスター単体の試作・評価を行ってきた.本研究を通じ,これまで試行錯誤的であった制御手法を見直し,制御手法を体系的に明らかにする.

さらに,実環境で性能検証し,低衝撃・低振動性能台車の実現を目指す.実験装置(制御対象)のばね定数などのパラメータは,要素ごとのカタログ値をもとにシミュレーションしていたが,製品のばらつきや加工・組付け誤差を考慮していなかった.そこで,スイープ実験(掃引実験)を行い,これまでに基礎研究を行っているモデルをもとにしたシミュレーションと比較し,モデルパラメータの同定を行った.実証実験に向けて,実験システムを再検討した.制御手法については,これまでは勘と経験によって試行錯誤的に決定していた部分があるので,学術的に体系立てて再設計している.例えば,制御手法の一つとしてH無限大制御や,振動系の解析や制御の分野でよく用いられるモード解析の手法を応用することを検討した.実際にH無限大制御制御器を設計し,実装実験を行った.実験システムの再構築を行ったが,実験に使用する加速度センサを新たに調達・製作しなければならない事情が発生し,仕様の見直しなども含めやや時間を要した.さらに,ノイズの対策が不十分で,特定に時間を要したことから,予定していた再構築は計画途上である.制御手法の実装実験を行ったが,ノイズなども含め当初予期していないことが起きた.そのため,やや時間を要しているが,他機関の協力者にも協力してもらえる体制を築いているので,おおむね順調である.よって総合すると研究の進捗はやや遅れているが,おおむね実験やシミュレーションが順調に進んでおり,最終年度内に完了できるものと考えている.スイープ実験とシミュレーションの比較はできているので,パラメータの同定を進める.実験結果との相違が見受けられるので,収集データの見直しを含め実験計画を見直す.現在までの進捗状況がやや遅れているので,研究協力者である博士後期課程時の指導教員との打合せや,専門メーカー(元勤務先)との相談を定期的に実施し,研究のPDCAサイクルを構築し効果的に進める予定である.進捗状況にやや遅れが生じているので,応用研究として位置付けていた搬送重量の変化に対応する制御方法の開発を,一時中断するなどし,研究計画を見直し遅れの解消に努める.研究協力者らとの相談を定期的に実施し,客観的な意見をいただき研究のPDCAサイクルを構築し効果的に進める予定である.当初,導入設備として計測データ収録機や制御コントローラを購入する予定であったが,研究計画調書作成時点より価格改定があり予算超過となり購入できなかった.(再検討中)年度途中に,所属研究機関異動が決まり,新たな所属研究機関の施設・設備(ソフトウェア含む)などの兼ね合いもあり計画を見直した.よって,次年度使用額が生じた.当初,導入設備の価格改定や,所属研究機関の異動があり,本研究を実施するための研究環境に変化があったため.数値計算ソフトウェア,設計解析ソフトウェアを新たに導入する必要があり計画を見直していたため,次年度使用額が生じた.所属研究機関異動につき削除の可能性あり.
即興仮面劇から市民劇へ-18世紀ヴェネツィア社会の鏡としての演劇

本研究は,18世紀半ばのヴェネツィアで活躍した劇作家カルロ・ゴルドーニの『別荘3部作』(1761年)の内に,この年に同時進行していたヴェネツィア共和国の政変と国家的危機意識の反映を読み取ろうとする試みである。このクェリーニ事件と呼ばれる政変は,ちょうどこの3部作が執筆され,相次いで上演された時期と重なっており,当時の観客の大多数-参政権を持たない市民階級-は,この劇の主人公である若くて大胆な市民階級の娘ジャチンタの内に,急進改革派の象徴を,また商人の老フルジェンツィオの内に,伝統と良識の擁護者で保守派の代表を認めて,この3部作をいわば《際物》的に享受していたように思われる。本研究は,この劇作家とヴェネツィアの観客たちが暗黙の了解のもとに,別荘狂いの喜劇を政治劇としても読み解いて,二重に楽しんでいたことを検証した。1)18世紀のヴェネツィア演劇史は,バロック的な即興仮面劇から近代的な市民劇へと発展する過程であるが,本年度はその具体的例証として,年老いた商人のキャラクターとして名高い《パンタロ-ネ》を取り上げて,ゴルド-ニの喜劇作品におけるその役割の変遷を追った。2)それ以前の即興仮面劇においては、パンタロ-ネは頑固で吝嗇で好色な老人,つまり家族や召使いたちの正当な欲求に耳を借さない反動的な既成支配者層の代表として演じられて来た。それに対してゴルド-ニの50年代の前期・中期の喜劇では,家業と家庭に専念し,若者や召使いたちの逸脱をたしなめる健全な家長として描かれる。この立派な父親としてのパンタロ-ネ像は,当時のヴェネツィア社会において始頭しつつあった新興ブルジョワジ-階層(ゴルド-ニ自身もその階層に属する)を表現していると解釈される。3)ところが,彼の60年代始めの後期の喜劇では,パンタロ-ネ像は再び保守化する傾向が見られる。つまり,社会的現実との接触を失って,自分の考えに固執し,家族や召使いたちに笑われる《ルステゴ》(頑固者、田舎者)として描かれる。これは何を意味しているのか。4)通説(たとえばバラッタの説)では,ヴェネツィアのブルジョワジ-階級の行き詰まりと停滞を象徴するものと解釈されているが,これは余りに図式的すぎる。むしろ揶揄されている対象は,伝統的なヴェネツィア商人階級でなく,17世紀後半のペスト渦の後に田舎からヴェネツィアに流入して商人になった新参者たちであり,都会に移っても以前の田舎の粗野で非社交的な性格と習慣を持ち続ける階層のことであろうという結論に達した。ゴルドーニの戯曲作品の内に当時のヴェネツィアの政局や社会的事件の反映を読み取る試み.1)ゴルドーニが自分の作品の中で当時の政局や社会的事件に直接言及けた例は全くない.しかし,当時のヴェネツィアの観客が,作者の意図のあるなしに拘わらず,彼の作品の内に当時の政局や事件の反映を読み取り,その劇自体になまなましい現代性と同時代性を感じた可能性は大いにある.その1例は,1761年の政度である.この頃ヴェネツィア共和国では,大貴族への富の集中と中小貴族の零落が進行し,アンジェロ・クェリーニを中心とする血気盛んな若手不満分子が体制改革と富の再配分を求めて制度を企てていた.この政治危機に対処するために,政府は大貴族フィスカリーニを中心とする5名の《矯正委員》を選出し,事件は若手不満分子の逮捕によって結着となった.保守派と良識派の勝利である.2)この新旧両世代の間の議論が激しかった時期に,ゴルドーニは『別荘3部作』を上演している.この物語は,上層市民階級の気の強いジェチンタ(新世代の自由擁護主義者)と,その文の友人のフルジェンツィオ(伝統的な市民道徳と家族観の擁護者)の思想的対立を軸に展開され,この両極の間を彼女の父と恋人が右往左往するという構図を持っている.その結論は,ジャチンタの屈服と伝統的家庭観の受入となる.3)当時の観客は,若い大胆なジェチンタの内に当時の急進改革派を,老フルジェンツィオの内にヴェネツィアのの伝統的自由と良識の擁護者であるフォスカリーニ派を認めていた可能性は大いにある.そして,常にヴェネツィアの観客のために戯曲を書き続けたゴルドーニも,観客一般と同様に体制派を支持したことが,資料から知られている.

ゴルドーニの『別荘3部作』に1761年のヴェネツィアの政変の反映を読み取る試み。(1)上記戯曲は,上層市民階級の勝気な娘ジャチンタ(新世代の自由擁護主義者)と,彼女の父の友人フルジェンツィオ(伝統的市民道徳の擁護者)の思想的対立を軸に,3部に渡って展開され,最後にはジャチンタの屈服と伝統的道徳の受入れとなって幕が下りる。(2)この3部作が上演されていた時期は,まさにヴェネツィア共和国が新旧対立の政変に翻弄されていた時期と重なっており、当時の観客は若い大胆なジャチンタの内に急進改革派を,老フルジェンツィオの内に伝統と良識の擁護派を認めて,この3部作を同時進行中の政変の寓意劇として享受したと思われる。いわゆる《際物》としての享受である。(3)以上の仮説を証明するために,3部作の構造や登場人物の分析をすると同時に,ヴェネツィアのコッレル図書館所蔵の1761年政変に関する未刊の手続き資料を収集して,当時のヴェネツィア社会の政治状勢と様々な社会階層の政変に対する態度を分析した。
三次元歩行解析に基づく２足歩行ロボットの運動制御系モデル構築と福祉用具の定量評価

本研究課題では,歩行解析に基づき人間の運動制御系をモデル化し,外見だけでなく制御の点からも人体運動が模擬可能な2足ヒューマノイドロボットを開発することを目的とし,研究を遂行した.具体的には,歩行解析を通して頭部姿勢安定化モデルと軟弱路面での歩行安定化制御を構築し,ロボットでの実験を通して,提案手法の有効性を確認した.また,水平面と前額面における人間の歩行運動が模擬可能な下腿機構と人間の足部の機械的特性を模擬した着靴可能な足部機構を開発した.本研究課題では,歩行解析に基づき人間の運動制御系をモデル化し,外見だけでなく制御の点からも人体運動が模擬可能な2足ヒューマノイドロボットを開発することを目的とし,研究を遂行した.具体的には,歩行解析を通して頭部姿勢安定化モデルと軟弱路面での歩行安定化制御を構築し,ロボットでの実験を通して,提案手法の有効性を確認した.また,水平面と前額面における人間の歩行運動が模擬可能な下腿機構と人間の足部の機械的特性を模擬した着靴可能な足部機構を開発した.本研究課題では,三次元歩行解析に基づき人間の運動制御系をモデル化し,外見だけでなく制御の点からも人体運動が模擬可能な2足ヒューマノイドロボットを開発することを目的としている.最終的には人間の代わりにロボットを被験者として使用し,福祉用具の定量評価を目指す.ロボットはそれ自身がセンサの集合体であり,また人間を被験者にした場合に比べ倫理的な問題がなく,再現性も高いなど,多くの利点がある.平成24年度は,以下の2点について研究を推進した.1.歩行運動の計測・解析人間の歩行運動をモーションキャプチャシステムと床反力計を用いて計測した,赤外線反射マーカについてはPlug-in gait modelの定める39箇所に貼付し計測を行った.従来の歩行解析では矢状面や前額面のみに注目し,二次元で解析しているものが多いが,本研究では三次元的に歩行解析を行うことに特色がある.歩行解析の結果から,(1)水平面における遊脚の着地点は立脚と重心の投影点とを結ぶ線上に存在する,(2)着地時の力学的エネルギーに基づいて着地時の両足の間隔を決定している,という2つの知見を得た.2.三次元歩行解析に基づく運動制御系モデルの構築歩行解析の結果に基づき,ロボットのための運動制御系モデルを考案した.これは次の2つのポイントからなる.(1)立脚を原点とした極座標空間において,重心の転倒する方向を検出し,遊脚を同じ方向に着地させる.(2)遊脚が着地する前に重心の転倒角度・角速度から着地時の力学的エネルギーを推定し,これを任意の範囲に収めるように歩間隔を修正する.さらに,人間は歩行中に頭部を安定化すること(Head Stabilization)が知られているが,頭部を安定化可能な運動生成法も確立した.本研究課題では,三次元歩行解析に基づき人間の運動制御系をモデル化し,外見だけでなく制御の点からも人体運動が模擬可能な2足ヒューマノイドロボットを開発することを目的としている.平成25年度は,以下の3点について研究を推進した.1.軟弱路面での歩行解析:脚接地面が変形する軟弱路面において,人間の歩行運動をモーションキャプチャシステムで計測した.歩行解析の結果から,1歩幅と歩隔に有意差はないが軟弱路面では足上げ高さが高くなる傾向がある,2剛体路面と軟弱路面において左右方向の重心動揺に有意差がない,という2つの知見を得た.2.歩行解析に基づく軟弱路面歩行安定化制御の開発:歩行解析結果で得られた知見から,左右方向の重心位置を安定化する制御法を考案した.これは,片脚支持期には足関節でトルクを発生することで重心位置を安定化し,両脚支持期には各足の床反力を目標床反力に収束させるように脚長を修正することで,重心位置の安定化を図るものである.実際にロボットを用いた歩行実験より,軟弱路面において足踏み動作と前進歩行を実現した.また,剛体路面歩行時と軟弱路面歩行時において重心動揺に有意差がないことから,本提案手法の有効性を確認した.3.狭い歩隔と爪先開きが実現可能な下腿機構の開発:現在のロボットは下腿部のサイズが人間よりも大きいため,歩行時の歩隔は180[mm]と広く,人間と同じような90[mm]という狭い歩隔が実現できない.そこで,人間と同程度の外形寸法を有し,歩隔を狭めることが可能な下腿機構を開発した.また,足関節にYaw軸を追加したため,人間と同様に12[deg]という爪先開き角も模擬することが可能になった.本研究課題では,三次元歩行解析に基づき人間の運動制御系をモデル化し,外見だけでなく制御の点からも人体運動が模擬可能な2足ヒューマノイドロボットを開発することを目的としている.平成26年度は,以下の2点について研究を推進した.1.踵接地・爪先離地歩行が可能なオンライン歩行パターン生成法の開発:従来のオンライン歩行パターン生成法は,踵から着地し,爪先から離れるというヒト特有の歩行に対応ができなかった.そこで,歩容を「踵接地ー足底接地」「足底接地ー踵離地」

「踵離地ー遊脚期」の3つに分割し,それぞれの区間のロボットの動きを倒立振子でモデル化することで,踵接地・爪先離地歩行が可能なオンライン歩行パターン生成法を開発した.シミュレーションと実機での実験を通して,その有効性を確認した.2.着靴可能な人間形足部機構の開発と各機械的特性が歩行に与える影響の調査:ヒト足部のアーチ構造と足裏の皮膚の機械的特性を模擬し,着靴が可能な足部機構を開発した.アーチ構造を回転ばね・ダンパ系でモデル化し,ヒト足部の皮膚を圧縮方向とせん断方向に弾性をもつ弾性体としてモデル化した.アーチ構造の弾性の模擬は,高さの異なる2種類のばねを並列に用いることで実現した.足底の機械的特性に関しては,せん断弾性特性に関する先行研究を見つけることができなかったため,専用の測定装置を開発し,足裏のせん断弾性測定実験を行い,目標値を11.2N/mmと定めた.最終的に,厚み8mmの人肌ゲル(超軟質ウレタン造形用樹脂)を用いて,皮膚の機械的特性の模擬を実現した.さらに,靴が歩行に与える影響を調査できるように,開発した足部機構は靴を履けるような形状になっている.2足ヒューマノイドロボット実機での実験を通して,アーチ構造や皮膚,靴が歩行に与える影響を検証した.26年度が最終年度であるため、記入しない。ロボット工学26年度が最終年度であるため、記入しない。当初の計画通り,歩行解析結果に基づいたロボットのための運動制御系モデルが構築できており,順調に進展している.当初の計画通り,三次元歩行解析に基づく歩行安定化制御が開発でき,狭い歩隔と爪先開きという水平面での人体運動が模擬可能な下腿機構も開発できたため,順調に進展している.26年度が最終年度であるため、記入しない。平成24年度までに運動制御系モデルが構築できたため,平成25年度はシミュレーションを通してその有効性を検証し,実機に実装する上で必要な2足ヒューマノイドロボットのハードウェアを改良する.平成25年度までに三次元歩行解析に基づく歩行安定化制御の開発とハードウェアの改良が完了したため,平成26年度は実際に2足ヒューマノイド・ロボットを用いて福祉用具を評価する.また,一部の感覚器官の情報を欠落させるなどし,障害歩行が再現可能か確認する.26年度が最終年度であるため、記入しない。平成24年度は初年度であったため,研究成果発表のための旅費が当初計上していた金額よりも少なくなった.しかし,平成25年度はすでに国際会議などでの発表を多く予定しており,そのために必要な旅費に使用する.研究成果を発表した国際会議が東京や秋田といった国内で開催されたため,旅費が当初計上していた金額よりも少なくなった.平成26年度は,参加予定の国際会議がアメリカやブラジルで開催されるため,そのための旅費に使用し,また学術雑誌への投稿に必要な費用に充てる.
核融合研究に関する総合総括的推進

エネルギー特別研究(核融合)の第6年度として、第2期の3年計画の目標達成と、それを踏まえた第3期3年計画への有効な発展を図るべく、総合総括班会議5回、班長会議4回を開催し、わが国の核融合研究の総括的推進に努めた。本特別研究で得られた成果を確実に把握し、適切な展開方向を明示するために、評価委員による現場視察を含む評価活動を更に充実し、評価委員会議(評価委員のみ)4回、評価委員会(評価委員及び各班長)1回を開催した。さらに、総合総括班事業として下記のような課題をとりあげ、研究会及び作業を行った。(事業番号と事業課題及び会合回数を示す。)60-1「核融合炉材料としてのフェライト系ステンレス鋼の適性」2回開催、60-2「プラズマ、核融合技術研究会の開催」1回開催、60-3「核融合炉工学研究開発の評価」2回開催、60-4「PWI研究の為のトリチウムプラズマ実験装置の設計、検討」3回開催、60-5「核融合装置用黒鉛材料の総合的検討と問題点の整理」4回開催、60-6「D-T燃焼核融合実験装置周辺構成要素における材料的諸問題の整理と検討」1回開催、60-7「中型トカマク実験装置の超伝導化に関する作業会報告書」、60-8「プラズマディスラプション時の第一壁の健全性評価」1回開催、60-9「核融合システムの安全性に関する作業会」4回開催、60-10「標準データファイルおよび材料データシステムの汎用化とその高度化」使用先16機関に送付、60-11「核融合開発のためのコード整備」新たに3コードを整備、60-12「共同研究の推進」27件の共同研究を実施、60-14「第2次ワーキング・グループ」8回開催。なお、本特別研究全体の第2期3年間(昭和58-60年度)の成果は、昭和61年8月に成果報告会の形でまとめて発表される予定である。
電気化学材料が創る新しい知能情報処理デバイス

これまでシリコントランジスタを用いて開発されてきた知能情報処理デバイスのさらなる高性能化を行うためにイオン伝導体を用いた研究が注目されている.そこで本研究では硫化銀やタンタル酸化膜を用いた人工シナプスデバイスの構築とその高性能化を行った.さらに,学術的観点からナノスケールでの電気化学反応の観察を行い,ナノスケール金属フィラメントの直接観察に成功した.従来までの知能情報処理デバイス・システムの研究において,シナプスやニューロンの模倣は主にトランジスタ,回路設計およびプログラミングが用いられ,基本的にはデジタル回路設計に依存している.このような状況の中,研究代表者は従来までの知能情報処理デバイスとは構成材料そして動作原理が全面的に異なる“無機シナプス"の現象を報告した(Ohno et al., Nature Mater. 2011).このシナプス模倣動作の特徴は,1電気化学材料中のイオンと原子の移動を利用してシナプス特性をうまく再現できる,2入力電気信号の演算(判定)とその記憶の両方を同時に行える,3回路設計やプログラミングが必要無いこと,である.本研究課題では研究代表者が発見したイオンと原子の酸化還元反応に基づいて実現する新規な人工シナプス動作デバイスの開発とそれを実装した電気化学材料ベースの知能情報処理ハードウェアの構築を目指す.当該年度はトンネル電流が流れることのできる電極間隔の形成を目的としてナノファブリケーション技術の構築を行った.電子線描画装置および極薄薄膜成膜装置を用いて白金や銀電極をナノメートル間隔を有して配置する構造を試作した結果,電極間隔の違いによって電流値の大きさの変化が見られ、その傾向からトンネル電流伝導を確認した.また,電極間隔を金属酸化膜で満たした場合に良いトンネル伝導が確認された.従来までの知能情報処理デバイス・システムの研究において,シナプスやニューロンの模倣は主にトランジスタ,回路設計およびプログラミングが用いられ,基本的にはデジタル回路設計に依存している.このような状況の中,研究代表者は従来までの知能情報処理デバイスとは構成材料そして動作原理が全面的に異なる“無機シナプス"の現象を報告した(Ohno et al., Nature Mater. 2011).このシナプス模倣動作の特徴は,1電気化学材料中のイオンと原子の移動を利用してシナプス特性をうまく再現できる,2入力電気信号の演算(判定)とその記憶の両方を同時に行える,3回路設計やプログラミングが必要無いこと,である.本研究課題では研究代表者が発見したイオンと原子の酸化還元反応に基づいて実現する新規な人工シナプス動作デバイスの開発とそれを実装した電気化学材料ベースの知能情報処理ハードウェアの構築を目指す.当該年度は本研究に必要な揮発性スイッチ特性を得るためのデバイス試作と電気計測実験を行った.その結果,電気信号の入力時間や電圧の大きさに依存して揮発および不揮発の両方の特性を発生させることができることが分かった.また,走査型プローブ顕微鏡を用いて揮発・不揮発性の特性に大きく寄与する金属析出物の直接観察に成功した.本年度はイオンと原子の酸化還元反応に基づいて動作するデバイスにおいて揮発特性を得ることができ,順調に進んでいる.従来までの知能情報処理デバイス・システムの研究において,シナプスやニューロンの模倣は主にトランジスタ,回路設計およびプログラミングが用いられ,基本的にはデジタル回路設計に依存している.このような状況の中,研究代表者は従来までの知能情報処理デバイスとは構成材料そして動作原理が全面的に異なる“無機シナプス"の現象を報告した(Ohno et al., Nature Mater. 2011).このシナプス模倣動作の特徴は,1電気化学材料中のイオンと原子の移動を利用してシナプス特性をうまく再現できる,2入力電気信号の演算(判定)とその記憶の両方を同時に行える,3回路設計やプログラミングが必要無いこと,である.本研究課題では研究代表者が発見したイオンと原子の酸化還元反応に基づいて実現する新規な人工シナプス動作デバイスの開発とそれを実装した電気化学材料ベースの知能情報処理ハードウェアの構築を目指す.当該年度はシナプスおよびニューロン特性に必要な信号の蓄積と判断を行うためイオン伝導体ベースのデバイスの試作を行い,それらを用いた電気特性の評価を行った.その結果,複数回の電気信号の入力によって信号出力の大小を制御することができた.デバイスの試作に関しては主に電子ビーム露光および電子ビーム蒸着法を用いてトンネル伝導の生じるナノスケールの構造を作製したが,それによってシナプスおよびニューロンのアナログ的な動作を再現した.本年度の目標の一つとしてニューロンの発火現象の再現を挙げていたが,生物学的なニューロンの電気信号に近い値での再現までに至らなかったためである.従来までの知能情報処理デバイス・システムの研究において,神経生理学で重要な役割を果たすシナプスやニューロンの模倣は主にシリコントランジスタ回路の設計およびプログラミングが用いられ,基本的にはデジタル回路設計に依存している.このような状況の中,研究代表者は従来までの知能情報処理デバイスとは構成材料そして動作原理が全面的に異なる“無機シナプス"の現象を報告した(Ohno et al., Nature Mater. 2011).このシナプス模倣動作の特徴は,1電気化学材料中のイオンと原子の移動を利用してシナプス特性をうまく再現できる,2入力電気信号の演算(判定)とその記憶の両方を同時に行える,3回路設計やプログラミングが必要無いこと,である.本研究課題では研究代表者が発見したイオンと原子の酸化還元反応に基づいて実現する新規な人工シナプス動作デバイスの開発とそれを実装した電気化学材料ベースの知能情報処理ハードウェアの構築を目指した.当該年度はシナプスおよびニューロン特性で必須となる発火現象を再現するためのデバイス試作を行い,その電気特性を評価した.その結果,高電圧印加が必要ではあるが、プログラミングや回路設計無しに電気信号の振動現象を確認することができた.

この結果が得られた理由の一つはデバイス中における金属フィラメントの伸縮現象にあると考えられる.これまでシリコントランジスタを用いて開発されてきた知能情報処理デバイスのさらなる高性能化を行うためにイオン伝導体を用いた研究が注目されている.そこで本研究では硫化銀やタンタル酸化膜を用いた人工シナプスデバイスの構築とその高性能化を行った.さらに,学術的観点からナノスケールでの電気化学反応の観察を行い,ナノスケール金属フィラメントの直接観察に成功した.本年度はナノスケールの電極間隔の形成とそのデバイス中でのトンネル電流伝導の確認ができ,順調に進んでいる.本年度得られた揮発特性をベースにしたシナプス・ニューロン特性を再現するための単一人工シナプス・ニューロンデバイスの試作を行い,その特性を確認する.本年度得られたシナプス・ニューロン特性を再現する単一人工シナプス・ニューロンデバイスの接続を行い,その動作特性を評価する.29年度が最終年度であるため、記入しない。工学本年度得られたナノ電極間隔構造を有するデバイスを用いて,揮発性を有するスイッチング特性を得ることを目指す.加えて,揮発性の特性をさまざまな時間スケールで実現できるデバイス構造を実現する.本研究課題では初年度に新規な成膜装置一式を導入しているが,高品質な膜の形成のためには一部の真空部品の定期的な交換および追加導入が必要であり,したがって次年度での継続的な物品購入が不可欠である.本研究課題では初年度に新規な成膜装置一式を導入しているが,高品質な膜の形成のためには一部の真空部品の定期的な交換および追加導入が必要であり,したがって次年度での継続的な物品購入が不可欠である.29年度が最終年度であるため、記入しない。今年度新規の成膜装置一式を導入したが,一部の部品選定に時間を要し,結果的に次年度での追加部品の導入が必要となったため.次年度使用額分は初年度に導入した成膜装置一式の真空関連の交換・追加部品代として使用する予定である.次年度使用額分は初年度に導入した成膜装置一式の真空関連の交換・追加部品代として使用する予定である.29年度が最終年度であるため、記入しない。次年度使用額分は今年度導入した成膜装置一式への追加部品代として使用する予定である.また,当該装置で使用する材料ソースなどの消耗品代としても使用する.29年度が最終年度であるため、記入しない。
古典主題と北方美術-「ピュラモスとティスベ」図像の総合的研究

「ピュラモスとティスベ」は、ルネサンス美術における古典主題の源泉としてもっとも重要なテクストのひとつであるオウィディウスの『変身物語』第4章で語られる物語であり、16世紀の北方美術に比較的多くの作例が残っていることが特徴的である。本研究は北方美術における「ピュラモスとティスベ」の図像の広がりと展開を明らかにすることを目的とし、この研究の基礎となるイメージマップのために「ピュラモスとティスベ」の主題が表現された作品を収集して画像データベースを構築した。データベースの作成にあたっては、ロンドンのウォーバーグ研究所写真資料およびマンハイム大学ヘルマン・ヴァルター教授の協力により入手することができたオウィディウス『変身物語』刊本挿絵の目録「Mannheimer Ikonographische Repertorium zu den Metamorphoses des Ovid」を核とし、大英図書館、パリ国立図書館における調査で収集した画像および関連文献も参照した。収集の対象は12世紀から19世紀までの絵画、版画、彫刻、工芸の作品とし、図像を次の6種類に分類した。1,サイクル表現、2,ライオンから逃げるティスベ、3,自殺するティスベ、4,ピュラモスを発見するティスベ、5,その他、6,他の図像と結合したもの。現在入力した作例は242点である。収集した作例から、とくに16,17世紀には実際にイタリアよりも北方において多くの作例が存在することが判明し、「ピュラモスとティスベ」図像が北方美術に特徴にあらわれているという事実が改めて確認された。本データベースは、もっとも典型的に表される「自殺するティスベ」の図像の比較や、例外的な場面表現の分析に有効である。今後はこのデータベースを引き続き充実させると共に、インターネット等で公開することを目指したい。平成14年度は、「ピュラモスとティスベ」の図像および関連文献の収集、データベース構築のための機器整備、オウィディウス『変身物語』の挿し絵入り刊本の海外実地調査を主に行った。海外調査は、11月24日から12月2日までパリの国立図書館および版画素描室において行った。同図書館では、挿し絵入り刊本としては、1484年の最初のブリュージュ本に次いで2番目のものとなる、1493年にパリでアントワーヌ・ヴェラールにより出版された『La Bible des Poetes』の豪華な手彩色本を、すでに調査を行った大英図書館所蔵の同本の資料と比較し検討することが目的であった。同本は、後に版型を変えて2度出版されるが、彩色が加えられているのは1493年の初版本だけである。パリ国立図書館所蔵本については、1点のみが知られていたが、今回の調査により2点存在することが確認された。彩色は同一のタイプではなく、大英図書館本とも異なることから、別の彩飾画家によるものと考えられる。装飾の方法などさらに詳細な検討が必要であり、そのためにマイクロフィルムを購入した。彩色された版画については、これをテーマとした初めての展覧会「Painted Prints. The Revelation of Color」が2002年10月にボルティモア美術館(セント・ルイス美術館巡回)で開催されたことが注目される。同展の企画については数年前から情報を得ていたが、カタログが充実しており、本研究にも大いに参考となる資料である。データベースについては、ファイルメーカーを用いることにし、最適なフォーマットを形成すべく、各種のデータベースを検討した。本年度は本研究の最終年度であり、資料収集とその分析を行いつつ、研究成果をまとめることを目的として作業を進めた。資料収集については、昨年度に引き続き、「ピュラモスとティスベ」図像関連の文献および写真等を収集した。また、昨年度の海外調査の際に入手した1493年パリ版『変身物語』(パリ国立図書館蔵)のマイクロフィルムは、書物のかたちに復元して分析を行った。

初期印刷本はしばしば彩色されたとはいえ、このように豪華な彩飾が施される実態についてはまだ十分に明らかにされておらず、さらに他の作例の調査検討が必要であると思われる。本年度の中心的な課題は「ピュラモスとティスベ」図像のデータベースの構築であった。データベースを構築するにあたっては、「ピュラモスとティスベ」図像の総合的研究ためのイメージマップおよび図像研究の基礎として有効となるように、その形式・内容を検討した。ヘルマン・ヴァルター教授の協力により入手することができたマンハイム大学の『変身物語』刊本の目録は18世紀までの刊本をほぼ網羅しており、非常に貴重な資料としてデータベースに反映させた。ただし、同一本が複数回にわたり出版される印刷本のデータベースの形式は多様なメディアを含む本データベースには適さない。データの取り方について、また画像とデータの連動については他のデータベースも参考にして検討を重ねた。形式を検討するには予備的なデータベースの試作が必要となり、データ入力等の資料整理補助のアルバイトは当初の予定よりも多くなった。本研究のデータベースの構築から、「ピュラモスとティスベ」図像が北方美術に特徴にあらわれているという事実が改めて確認された。
遺伝子工学・細胞組織工学を応用した拡張型心筋症の新しい治療法の確立

細胞移植とHGF遺伝子導入、およびその併用により,DCMハムスターにおける心機能改善効果・心筋組織の再生効果を検討。【対象と方法】対象:27週令BIO TO-2 DCMハムスターに対して,筋芽細胞(FIBハムスター)溶液を注入した群(T群)筋芽細胞溶液とhHGFcDNAを含むHVJ-liposomeを注入した群(T+H群),hHGFcDNAを含むHVJ-liposomeを注入した群(H群),培養液を注入したコントロール群(C群)を作成。方法:直視下に左室の3箇所,右室の1個所にNeedle injection。処置後各週ことに,心機能はDd, DsEFを各群間で比較。組織評価は処理後に,HE,マッソン染色,Factor VIII染色,各細胞骨格蛋白(α-dystroglycan(DG)、α-β-sarcoglycan(SG))の免疫組織染色を施行。【結果】心機能:術後3週にEFはC群:32.9%(mean%),H群:45.1%, T群:41.2%, T+H群:45%とC群に比べ有意に改善。4週以後はいずれの群も心機能は徐々に低下したが,T+H群ではH群,T群に比べ心機能が高く維持された。HE,マッソン染色/Factor VIII染色:C群に比べ他の3群で左室壁厚が増大傾向にあり,H群,T+H群では線維化は抑制され、C群に比べ他の3群で有意に血管新生が認められた。免疫組織染色:C群,T群でα-DGおよびα-,β- SGの発現が認めなかったが、H群,T+H群では認められた。【まとめ】DCMハムスターに対して,HGF遺伝子導入や筋芽細胞移植の単独治療で心機能や組織学的な改善効果が認められた。HGF遺伝子導入と筋芽細胞移植の併用療法では、単独療法に比べ心機能の改善が維持された。HGF遺伝子導入と筋芽細胞移植の併用療法はDCMの組織・機能再生に有用である可能性が示唆された。細胞移植とHGF遺伝子導入の併用により,DCMハムスターにおける心機能改善効果・心筋組織の再生効果を検討。【対象と方法】対象:27週令BIO TO-2 DCMハムスターに対して,筋芽細胞(FIBハムスター)溶液を注入した群(T群;n=10),筋芽細胞溶液とhHGFcDNAを含むHVJ-liposome 0.15mlを注入した群(T-H群;n=10),hHGFcDNAを含むHVJ-liposomeを注入した群(H群;n=10)培養液を注入したコントロール群(C群;n=8)を作成。方法:各群とも直視下に左室の3個所,右室の1個所にNeedle injection。処置前,処置後各週ごとに,心臓超音波にてLVDd, LVDsを測定しEFを算出し,各群間で比較。組織評価として,処置前,処置後各週ごとに組織を採取し,HE,マッソン染色,各種細胞骨格蛋白(α-dystroglycan(DG)およびα-,β-sarcoglycan(SG))の免疫組織染色を施行。【結果】心機能:術後3週にEFはC群:32.9%(mean%),H群:45.1%,T群:41.2%,T+H群:45.0%とC群に比べ他の3群で有意に改善。術後4週以後はいずれの群も心機能は徐々に低下したが、T+H群ではH群,T群に比べ心機能が高く維持される傾向にあった。HE,マッソン染色:C群に比べ他の3群で左室壁厚が増大傾向にあり,H群,T+H群では線維化は抑制されていた。免疫組織染色:C群,T群でα-DGおよびα-,β-SGの発現は認めなかったのに対し、H群,T+H群では認められた。【まとめ】DCMハムスターに対し,HGF遺伝子導入及び筋芽細胞移植の併用療法はそれぞれの単独療法に比べ心機能の改善が維持された。HE,マッソン染色/Factor VIII

染色:C群に比べ他の3群で左室壁厚が増大傾向にあり,H群,T+H群では線維化は抑制され、C群に比べ他の3群で有意に血管新生が認められた。免疫組織染色:C群,T群でα-DGおよびα-,β- SGの発現が認めなかったが、H群,T+H群では認められた。【まとめ】DCMハムスターに対して,HGF遺伝子導入や筋芽細胞移植の単独治療で心機能や組織学的な改善効果が認められた。HGF遺伝子導入と筋芽細胞移植の併用療法では、単独療法に比べ心機能の改善が維持された。HGF遺伝子導入と筋芽細胞移植の併用療法はDCMの組織・機能再生に有用である可能性が示唆された。
ミトコンドリアを介した体内時計ニューロンの制御メカニズム

今年度は、ヒト網膜色素上皮細胞モデル(hRPE-YC細胞)やショウジョウバエを用いて、LETM1ノックダウンの評価を行い、ATP産生に対する有意な抑制作用等を観察した。また、LETM1ノックダウンを施した視交叉上核(SCN)ニューロンのBmal1転写リズムが減衰することも観察した。さらに、hRPE-YC細胞において、ミトコンドリア内Ca2+インジケーター(Rod-2AM)とケージドCa2+(NP-EGTA-AM)を用いて、UVフォトリシス実験を行い、細胞質Ca2+を人為的に増加させた場合に、ミトコンドリアが取り込むCa2+を評価した。その結果、LETM1ノックダウンがミトコンドリアのCa2+取り込みを半減させることを明らかにした。次年度(最終年)の研究仕上げに向けて、さらにミトコンドリアのCa2+取り込みに概日リズムがみられるのかどうかについて、hRPE-YC細胞およびSCNニューロンの双方で研究を進めており、それらのプリリミナリーな結果については、シンポジウム発表を行っている。キイロショウジョウバエの細胞内代謝やミトコンドリアの働きに大きな影響を及ぼすことが知られている細胞内共生細菌(Wolbachia)が、Per-lucをはじめとする実験系統に広く感染していることを突き止め、その除菌系統のリズム解析を行った。その結果、除菌により末梢時計振動が大きく減衰することを観察した。キイロショウジョウバエの概日リズムはノーベル賞対象となった種々の研究結果も含め、細胞内共生の影響下にあることが考えられる。この成果は、本研究分野に及ぼすインパクトが大きいことから、速報性の高い電子ジャーナル(Scientific Reports誌)に報告を行ったところ、各所から結果の詳細について問い合わせを受けている。これまでの研究により、評価モデル細胞の確立に関し2編の国際原著論文(Scientific Reports 7: 44175, 2017; Frontiers in Endocrinology 9: 108, 2018)を発表しており、さらに1報の論文を投稿準備中である。また、昨年度はキイロショウジョウバエの細胞内代謝やミトコンドリアの働きに大きな影響を及ぼすことが知られている細胞内共生細菌(Wolbachia)が、体内時計システムに大きな影響を及ぼすことを世界に先駆けて報告(Scientific Reports 8:15432, 2018)するなど、研究は順調に進んでいる。前年度までの研究で、LETM1が時計細胞のミトコンドリアのCa2+/H+トランスポートに実際に関与することを突き止めており、ショウジョウバエのノックダウン系統では行動リズムが変調することも突き止めている。最終年では、hRPE-YC細胞、キイロショウジョウバエ時計ニューロン、あるいはSCNニューロンのそれぞれにおいて、概日時刻に依存したミトコンドリアCa2+取り込みが存在するのかについて解析を行う。また、単離ミトコンドリア内へのCa2+取り込みについても評価を行う予定である。これらの結果を集大成として一本の学術論文にまとめる予定である。赤色蛍光たんぱく質(RFP)でタグされたラットLETM1 shRNAあるいはそのスクランブル配列コントロールRNAを安定発現させたC6細胞株を作成した。この細胞株をリアルタイムRT-PCRを用いてLetm1遺伝子発現レベルを解析したところ、LETM1 shRNA発現株のLetm1遺伝子発現が半減することが明らかになった。また、この細胞株に細胞内Ca2+センサー(YC3.6)を発現させ、細胞内Ca2+ホメオスタシスの異常の有無を解析した。その結果、ATP刺激後のCa2+増加応答に要する時間(潜時)が、有意に短縮されることが明らかになった。この結果は、ミトコンドリアCa2+バッファリングの機能が、LETM1ノックダウンにより減弱することを示唆している。また、この細胞にBmal1-lucレポーター遺伝子を組み込み、分子時計の挙動解析を行った。その結果、LETM1 shRNA発現株はスクランブル配列コントロールRNA発現株に比べ、転写リズムの周期や位相には大きな差異は認められないものの、リズム振幅が約3倍に増幅することが明らかになった。また、体内時計の性質により近いモデル細胞として、ヒト網膜色素上皮由来の細胞株であるhRPE細胞を用い、同じくBmal1-lucレポーターやYC3.6を用いて解析を行った。その結果、これらの細胞では、フォルスコリン刺激(cAMPシグナル)やムスカリン受容体(Ca2+シグナル)により、Bmal1転写リズムに、それぞれ0型や1型の位相反応を引き起こすことを突き止めた(Scientific Reports 7:44175, 2017)。なお、この細胞におけるLETM1 shRNAの作用は、現在解析中である。ラットグリオーマモデル細胞を用いた実験では、すでに幾つかの結果を得ており、今後ヒト網膜色素上皮由来の細胞株であるhRPE細胞において、さらに詳細な検討を進める予定である。ラットSCNスライス培養を用いたニューロンレベルの研究も行っており、LETM1 shRNAとYC3.6の共発現に成功している。また、このサンプルをもちいた長期カルシウムイメージング実験も開始したところである。キイロショウジョウバエ時計ニューロンにおける細胞内Ca2+/H+リズムに対するLETM1ノックダウンの影響を調べるために、昆虫脳組織のイメージング実験もおこなっている。これらのニューロンに対するLETM1ノックダウンの影響について結論を得るには、もう少し時間を要するものと思われるが、研究全体の進捗状況は順調に推移しているものと考えられる。

今年度は、ヒト網膜モデル細胞(hRPE-YC細胞)を用いて、ヒトLETM1 shRNAの作用の評価を行い、Bmal1-luc発光リズムを、多チャンネルルミノメーターを用いて解析した。その結果、shRNA安定発現株のBmal1-lucレベルがscramble RNA安定発現株に比べて、有意に低下することが明らかになった。なお、以前に行ったラットC6細胞における解析結果は、細胞の増殖に対する間接的な作用であり、体内時計振動に対する作用ではないことも明らかとなった。よって、以後モデル細胞を用いた評価系では、hRPE-YC細胞を用いることとした。なお、hRPE細胞を用いて、ヒスタミン刺激(IP3/Ca2+シグナル)がBmal1転写リズムの1型位相反応を引き起こすことを報告した(Frontiers in Endocrinology 9: 108, 2018)。さらに、ヒスタミンによる細胞内Ca2+増加応答にもLETM1が関与する可能性も突き止めている。今年度はさらに、ラットSCNスライス培養に対し、遺伝子銃を用いてLETM1 shRNAおよびYellow Camereon3.6を強制発現させ、細胞内Ca2+リズムに対する影響を解析した。その結果、概日Ca2+リズムがLETM1ノックダウンにより長周期化することや、減衰することを観察した(日本時間生物学会発表)。また、これらの研究に加え、キイロショウジョウバエ時計ニューロンにおける細胞内Ca2+/H+リズムに対するLETM1ノックダウンの影響について解析を進めている。これまでの研究により、評価モデル細胞の確立に関し2編の国際原著論文(Scientific Reports 7: 44175, 2017; Frontiers in Endocrinology 9: 108, 2018)を発表しており、LETM1ノックダウンの影響を調べる技術基盤が確立したといえる。さらにラットSCNスライス培養を用いたニューロンレベルの研究も学会発表レベルまでデータを蓄積できている。キイロショウジョウバエ時計ニューロンにおける細胞内Ca2+/H+リズムに対するLETM1ノックダウンの影響を調べるために、昆虫脳組織のイメージング実験も進めており、GCaMP6センサーを用いた解析も順調に進んでいる。よって、研究全体の進捗状況は順調に推移しているものと考えられる。今年度は、ヒト網膜色素上皮細胞モデル(hRPE-YC細胞)やショウジョウバエを用いて、LETM1ノックダウンの評価を行い、ATP産生に対する有意な抑制作用等を観察した。また、LETM1ノックダウンを施した視交叉上核(SCN)ニューロンのBmal1転写リズムが減衰することも観察した。さらに、hRPE-YC細胞において、ミトコンドリア内Ca2+インジケーター(Rod-2AM)とケージドCa2+(NP-EGTA-AM)を用いて、UVフォトリシス実験を行い、細胞質Ca2+を人為的に増加させた場合に、ミトコンドリアが取り込むCa2+を評価した。