hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
国語辞典における多義語の意味レベルの使用実態と意味構造の解明

【成果概要】(1)動詞100語,形容詞24語,名詞100語について,市販の国語辞典の記述の比較を完了させた。『岩波国語辞典』第六版(岩波書店),『新明解国語辞典』第六版(三省堂),『新選国語辞典』第八版(小学館),『明鏡国語辞典』(大修館書店),以上4冊を用いた。最終年度にあたり,『岩波国語辞典』の記述を基に,全対象語の多義語の辞典問の意味区分の認定と構造化における観点の差異を比較した。(2)形容詞と名詞についても「階層」や「区分最大値」を求め,動詞同様,『明鏡』の「区分最大値」の多さや,『岩国』のまとめあげる階層化の定量的な確認をした。(3)動詞について,多義用法の『分類語彙表』(国立国語研究所)の収録状況を調査した。(4)3年間の研究成果を報告書にまとめた。【研究成果】〔受賞〕昨年度の下記成果発表に対し,「人工知能学会2006年度研究会優秀賞」を受賞した。(2007年6月に表彰)柏野和佳子「国語辞典における多義語の意味区分の比較『人工知能学会第2種研究会ことば工学研究会資料』SIG-LSE-A601-4,p.37-43,2006年8月〔報告書〕柏野和佳子『国語辞典における多義語の意味記述の比較』平成17(2005)年度平成19(2007)年度科学研究費補助金若手研究(B)研究成果報告書,2008年3月1『岩波国語辞典』(岩波書店)を中心に,そもそも国語辞典が,多義語を含め,どのように釈義を行い,用例を掲載しているかについて調査,分析をした。そして,用例掲載に関わる,現実の使用において生じている格結合の変化例を調査した。また,『岩波国語辞典』の編者である水谷静夫氏に,辞書編纂法についての聞き書き調査を行った。2『岩波国語辞典』第5版(岩波書店)に基づく意味タグを付与した,資料1『毎日新聞記事テキストデータベース』(3000記事)と,資料2『岩波国語辞典第5版テキストデータベース』とを用いて,岩波国語辞典の各多義語の,意味ごとの使用頻度を調査,分析し,多義語の意味レベルでの使用実態を整理した。3資料1『毎日新聞記事テキストデータベース』(3000記事)において,使用頻度の高い意味(上位20位)を含む,動詞,形容詞,名詞,各20語について,市販の国語辞典の記述を比較した。使用した辞書は次のとおり。『広辞苑』『岩波国語辞典』(以上,岩波書店),『大辞林』『新明解』(以上,三省堂),『新選国語辞典』(小学館),『明鏡』(大修館書店)上記,1で得られた成果に関し,下記のとおり,学会発表を行った。柏野和佳子(2006)『国語辞典の釈義と用例の検討』言語処理学会第12回年次大会発表論文集,pp8-11.【成果概要】(1)動詞100語,形容詞24語,名詞22語について,市販の国語辞典の記述を比較した。『岩波国語辞典』第六版(岩波書店),『新明解国語辞典』第六版(三省堂),『新選国語辞典』第八版(小学館),『明鏡国語辞典』(大修館書店)を用いた。特に,動詞100語の辞典間の差異を分析し,『明鏡』の区分の多さや,『岩国』のまとめあげる階層化を定量的に確認した。また,《得る》や《進む》を例に,釈義と用例を個別に比較し,区分の認定,用例の分類,比喩の扱い等における問題点を明らかにした。(2)『岩波国語辞典』の編者である水谷静夫氏に,辞書編纂法についての聞き書き調査を行っていたものを,文部科学省科学研究費特定領域研究「日本語コーパス」辞書編集班の研究分担者の丸山直子氏に引き継ぎ,共に,成果報告書としてまとめた。【研究成果報告】東京女子大学mogの会研究会において,7月と11月に口頭発表したほか,下記の成果報告を行った。柏野和佳子「国語辞典における多義語の意味区分の比較」『人工知能学会第2種研究会ことば工学研究会資料』SIG-LSE-A601-4,p.37-43,2006年8月柏野和佳子「国語辞典における多義語の意味記述の比較」『言語処理学会第13回年次大会発表論文集』,p.863-866,2007年3月(編集)特定領域研究「日本語コーパス」平成18年度研究成果報告書『辞書編纂談義-水谷静夫先生が語る-』(全96ページ),2007年3月【受賞】人工知能学会2006年度研究会優秀賞SIG-LSE-A601-4(8/5)[国語辞典における多義語の意味区分の比較]【成果概要】(1)動詞100語,形容詞24語,名詞100語について,市販の国語辞典の記述の比較を完了させた。

最終年度にあたり,『岩波国語辞典』の記述を基に,全対象語の多義語の辞典問の意味区分の認定と構造化における観点の差異を比較した。(2)形容詞と名詞についても「階層」や「区分最大値」を求め,動詞同様,『明鏡』の「区分最大値」の多さや,『岩国』のまとめあげる階層化の定量的な確認をした。(3)動詞について,多義用法の『分類語彙表』(国立国語研究所)の収録状況を調査した。(4)3年間の研究成果を報告書にまとめた。【研究成果】〔受賞〕昨年度の下記成果発表に対し,「人工知能学会2006年度研究会優秀賞」を受賞した。(2007年6月に表彰)柏野和佳子「国語辞典における多義語の意味区分の比較『人工知能学会第2種研究会ことば工学研究会資料』SIG-LSE-A601-4,p.37-43,2006年8月〔報告書〕柏野和佳子『国語辞典における多義語の意味記述の比較』平成17(2005)年度平成19(2007)年度科学研究費補助金若手研究(B)研究成果報告書,2008年3月
適応的分散並列遺伝的アルゴリズムに基づく構造システムの最適化

遺伝的アルゴリズムは複雑な最適化問題に対して有効な方法である.しかしながら,その欠点は計算負荷が高いことである.そこで並列処理が不可欠となるが,並列化における分散モデルによっては並列性が十分に上らない,あるいは並列性は上るが最適解の品質を高めることが出来ない,などの問題が残っている.こうした問題を解決するために,まず遺伝的アルゴリズムにおける種々の分散化モデルを基に並列性の高い新しいモデルを構築した.次に,遺伝的アルゴリズムの解の品質が交差率や突然変異率など多くのパラメータに依存することから,分散母集団モデルにおける各集団でのパラメータを広い範囲で変化させ,最適解が自動的に最適なパラメータを探すメカニズムを考えた.その結果,次の結果が得られた.1)母集団を分割し,一定期間間隔で移住を行うモデルは,最も並列性が良好で,かつ,解の精度も良好であった.2)解の精度が向上した原因は母集団の分割による初期収束の回避である.サブ母集団での独自の進化が全体に良好な影響を及ぼしたことが明らかとなった.3)遺伝的アルゴリズムの遺伝パラメータである交叉率と突然変異率に関しては,単一母集団の場合と分割母集団の場合ではそれらの最適値が異なることがわかった.4)最適化遺伝パラメータが不明な場合に最適なモデルとして,分散環境をもつ分散遺伝的アルゴリズムを提案した.このモデルの有効性を検証し,良好な結果を得た.なお,これらの研究結果はいくつかの学会などの研究会において発表し,また一部は論文投稿を行った.遺伝的アルゴリズムは複雑な最適化問題に対して有効な方法である.しかしながら,その欠点は計算負荷が高いことである.そこで並列処理が不可欠となるが,並列化における分散モデルによっては並列性が十分に上らない,あるいは並列性は上るが最適解の品質を高めることが出来ない,などの問題が残っている.こうした問題を解決するために,まず遺伝的アルゴリズムにおける種々の分散化モデルを基に並列性の高い新しいモデルを構築した.次に,遺伝的アルゴリズムの解の品質が交差率や突然変異率など多くのパラメータに依存することから,分散母集団モデルにおける各集団でのパラメータを広い範囲で変化させ,最適解が自動的に最適なパラメータを探すメカニズムを考えた.その結果,次の結果が得られた.1)母集団を分割し,一定期間間隔で移住を行うモデルは,最も並列性が良好で,かつ,解の精度も良好であった.2)解の精度が向上した原因は母集団の分割による初期収束の回避である.サブ母集団での独自の進化が全体に良好な影響を及ぼしたことが明らかとなった.3)遺伝的アルゴリズムの遺伝パラメータである交叉率と突然変異率に関しては,単一母集団の場合と分割母集団の場合ではそれらの最適値が異なることがわかった.4)最適化遺伝パラメータが不明な場合に最適なモデルとして,分散環境をもつ分散遺伝的アルゴリズムを提案した.このモデルの有効性を検証し,良好な結果を得た.なお,これらの研究結果はいくつかの学会などの研究会において発表し,また一部は論文投稿を行った.最適化の手法として遺伝的アルゴリズムを考える.これは本質的に並列性が高いため,並列処理が有効である.しかしながら,並列化における分散モデルによっては並列性が十分に上らない,あるいは並列性は上るが最適解の品質を高めることが出来ない,などの問題が残っている.こうした問題を解決するために並列性の高い新しいモデルを構築した.次に,遺伝的アルゴリズムの解の品質が交差率や突然変異率など多くのパラメータに依存することから,分散母集団モデルにおける各集団でのパラメータを広い範囲で変化させ,最適解が自動的に最適なパラメータを探すメカニズムを考えた.遺伝的アルゴリズムの並列化に関する国内外の研究を調査し,構造システムの解析と最適化のために有用な方法を調査した.特に,分割母集団に関する研究と,パラメータの適応的決定に関する研究を重点的に調査した.次に,分散母集団アプローチによる分散並列遺伝的アルゴリズムを用いた並列計算機コードを作成した.8台のPentiumマシンにLinexをインストールし,これを高速のイーサネットでネットワーク結合し,Parallel Virtual Machineを用いて仮想的なバス型の並列計算機を開発した.交差率,突然変異率などのパラメータの他,分散化にともなって新たに生じる各母集団個体数,移住率,移住頻度などのパラメータの影響を調べた.分散並列遺伝的アルゴリズムの各種のパラメータが最適解に及ぼす影響を調べたのち,各母集団が異なるパラメータを持ち,解自身が最適なパラメータを探索して移住するアプローチを提案し,そのアプローチに従う並列プログラムを開発し,二つのアーキテクチャの並列計算機上で数値実験を行った.これより提案するアプローチの有効性と有用性を確認した.遺伝的アルゴリズムは複雑な最適化問題に対して有効な方法である.しかしながら,その欠点は計算負荷が高いことである.そこで並列処理が不可欠となるが,並列化における分散モデルによっては並列性が十分に上らない,あるいは並列性は上るが最適解の品質を高めることが出来ない,などの問題が残っている.こうした問題を解決するために,まず遺伝的アルゴリズムにおける種々の分散化モデルを基に並列性の高い新しいモデルを構築した.次に,遺伝的アルゴリズムの解の品質が交差率や突然変異率など多くのパラメータに依存することから,分散母集団モデルにおける各集団でのパラメータを広い範囲で変化させ,最適解が自動的に最適なパラメータを探すメカニズムを考えた.その結果,次の結果が得られた.1)母集団を分割し,一定期間間隔で移住を行うモデルは,最も並列性が良好で,かつ,解の精度も良好であった.

2)解の精度が向上した原因は母集団の分割による初期収束の回避である.サブ母集団での独自の進化が全体に良好な影響を及ぼしたことが明らかとなった.3)遺伝的アルゴリズムの遣伝パラメータである交叉率と突然変異率に関しては,単一母集団の場合と分割母集団の場合ではそれらの最適値が異なることがわかった.4)最適化遺伝パラメータが不明な場合に最適なモデルとして,分散環境をもつ分散遺伝的アルゴリズムを提案した.このモデルの有効性を検証し,良好な結果を得た.なお,これらの研究結果はいくつかの学会などの研究会において発表し,また一部は論文投稿を行った.
ジャンプ過程の確率解析と漸近展開

Wiener-Poisson空間上にソボレフ空間を構成した。この空間上の解析を伊藤型のSDEに適用し、密度関数の存在となめらかさを証明した。また、数理ファイナンスに現れる汎関数の漸近展開を与えた。烏賊巨大神経細胞の神経活動電位をモデルとするSDEを構成し、その漸近展開を与え、密度関数を計算した。これらの成果を論文および著書にまとめて出版した。この研究の目的は(a)漸近展開の理論を伊藤型確率微分方程式(SDE)の場合に拡張すること(b)ソボレフ空間上の漸近展開の種々の例を構成すること(c)漸近展開の数理ファイナンスおよび神経回路モデルへの応用を得ることである。この研究の目的は、(1)漸近展開の理論を伊藤型の確率微分方程式(SDE)の場合に拡張すること(2)ソボレフ空間上の漸近展開の種々の例を構成すること(3)漸近展開の数理ファイナンスおよび神経細胞モデルへの応用を得ることである。目的(2)については次年度の課題とした。目的(3)については、連携研究者である山野辺博士と打ち合わせを2回行い、神経回路の数学モデルを作成し、確率解析を使ってそれを解析した。論文による次の結果を得た:Yasushi Ishikawa, Nerve cell model and asymptotic expansion,統計数理研究所共同研究リポート300, 33--43 (2013).Wiener-Poisson空間上にソボレフ空間を構成した。また、数理ファイナンスに現れる汎関数についてマリアバン解析を使った計算を行い、その漸近展開を与えた。より詳しくは、Hayashi-Ishikawa論文(2012)において、Poisson空間上の漸近展開の基礎付けを行い、Wiener-Poisson空間に拡張し、併せて数理ファイナンスで現れる汎関数への応用を行った。これはcanonical過程とよばれるタイプのジャンプ過程である。これを一般の伊藤型SDEで与えられるジャンプ過程に拡張することは、flowの性質が保証されないことから種々の困難がともなう。これを解決するため、大きいジャンプに関する摂動法を開発した。Ishikawa-Yamanobe論文(投稿中)において、神経細胞中の神経電位を表わす確率変数の漸近展開を与えた。ここで用いた過程は1次元のきわめて単純なジャンプ-拡散過程である。更に、神経電位の密度関数を計算した。これらの成果を論文にまとめて出版し、また、オーストリアで開かれた確率解析の国際会議で講演した。確率解析研究目的(a), (c)についてはさきがけとなる論文を作成することができ、順調に進行している。研究目的(b)については著書(2013)に例を収録した。また、神経回路モデルに関連した計算例を得ることができた。研究目的(1), (3)については先駆けとなる論文を作成することができ、順調に進行している。研究目的(2)については、時間をかけて計算を行い、背景となる理論体系とともに著書ないし論文の形で公表する予定である。研究目的(c)の神経回路モデルについては、大まかな計算が完成し、論文原稿を作成中である。さらに推敲を重ね、重要な学術雑誌に投稿する計画である。次年度の使用計画英国スワンジー大学のN. Jacob教授に、研究打ち合わせのため面会する予定である。研究目的(2)については、単に計算例を示すだけでなく、Wiener-Poisson空間上のソボレフ空間における汎関数と、その確率解析による計算の具体例としての漸近展開を合わせて体系的に解説した著作を作成していく。研究目的(3)については、さらにモデルの最適化と計算を進め、生物物理ないし生理学分野の研究者の参考になるような本格的な論文を作成することを計画している。2013年7月にポーランドで開かれるレビー過程に関する国際会議に参加し、確率解析に関する最新の情報収集および研究打ち合わせを行う予定である。このため外国旅費を使用する。2013年9月に東京で開かれる統計関連の国際会議において神経回路モデルと漸近展開について講演する予定である。また、連携研究者の山野辺博士および林博士と緊密に打ち合わせを行う。これらのため国内旅費を使用する。
話者視点の統語的具現化から見たインターフェース研究

本研究では、話者の視点の統語的具現化の観点から言語インターフェース現象を探求した。その成果として、話者の発話行為と結びつく直示的時制と主節の事象と結びつく非直示的時制の統語的分布を捉える素性システムを提案した。それに基づき、時制の一致に関わる現象には、直示的過去時制の生起に対する既知の制限に加えて、非直示的現在時制の生起に対する制限が存在することを明らかにした。さらに、二重接触現象は、従属節をLFで主節時制の作用域外に移動し、痕跡位置の現在時制は主節動詞に同定される非直示的時制として、移動された節の現在時制は話者の発話行為を表示する機能範疇に同定される直示的時制として解釈する可能性を示唆した。本研究は、生成文法の極小主義プログラムの枠組みで、時制、モダリティー、人称代名詞等の指標性(indexicality)現象において基軸となる「話者の視点」の統語的具現化の考察を手がかりとして、統語論と意味論等の他部門とのインターフェースの解明をめざすものである。具体的には、(1)話者の視点の統語的具現化メカニズムの解明、(2)談話機能の統語的具現化メカニズムの解明、(3)統語的具現化の観点による言語インターフェース理論の構築、の点を目標としている。(1)の目標については、Khomitsevich (2008)、Wurmbrand (2007,近刊)、Kaneko (2013)等の批判的検討を行った。(2)については、Haegeman (2012)を中心に機能範疇の普遍的統語階層を仮定することによって談話機能と統語構造のインターフェース解明をめざすカートグラフィー理論を批判的に検討するとともに、普遍的統語階層を仮定せず,意味論等の要因からの帰結として導き出す可能性も探った。(3)については、Gallego (ed.)(2012)等のフェイズ理論の文献を中心に、言語インターフェース理論の考察を行った。併せて、文献の収集と整理、関連研究者との交流による情報収集や講演会開催を行った。以上の研究活動の成果として、金子(2014)「英語における時制の一致の認可と時制解釈について」を発表した。同論文では、英語の定形従属節に見られる時制の一致現象に焦点をあて、時制の一致の環境では、従来指摘された直示的過去時制が生起できない制限に加えて、非直示的現在時制も生起できないことをを指摘した。さらに、二重接触現象では、従来指摘されてきた従属節の述語が表す事象だけでなく、(話者ではなく)主節の主語のモダリティーも二重接触現象を示すことを指摘した。本研究は、生成文法のミニマリスト・プログラムの枠組みで、時制、モダリティー、話者指向の副詞表現等の指標性現象の中核概念である「話者の視点」の統語的具現化の考察を手がかりとして、統語論と他部門とのインターフェースの解明に寄与することを目的とする。具体的には、(1)話者の視点の統語的具現化メカニズムの解明、(2)談話機能の統語的具現化メカニズムの解明、(3)統語的具現化の観点による言語インターフェース理論の構築、の3点を目標とする。平成24年度は研究基盤年度とし、3つの目標の基礎的研究を行った。(1)については、Giorgi (2011)、Higginbotham (2009)、金子(2009, 2010)等の批判的検討を行った。(2)については、談話機能の統語的具現化の解明をめざすカートグラフィー理論に基づくHaegeman (2010, 2012)による一連の付加詞節の研究を批判的に検討し、金子(2011)の提案の発展的展開の道を検討した。(3)については、Di Sciullo and Hill (2010)、Uriagereka (2012)等の批判的検討を中心に、言語インターフェース理論の基盤的整備を行った。併せて、文献の収集と整理、関連研究者との交流により情報収集を行った。以上の研究活動の成果として、金子(2013)「英語における時制の内部素性とその分布特性について」を発表した。同論文では、英語の種々の定形節のTP主要部を構成する時制を、定形性素性[+/-finite]、直示的[+/-deictic]、叙法素性([+indicative]、[+hypothetical]、等)の複合をとして捉える分析を提案した。その分析に基づき、話者の発話の時点と定形節の評価時EvT (evaluation time)の同定プロセスにおける統語特性の考察を行った。

本研究は3ヶ年の研究であり、平成24年度の基盤的研究、平成25年度の拡充的研究を踏まえ、平成26年度は総括的研究を行った。本研究は、(1)話者の視点の統語的具現化メカニズムの解明、(2)談話機能の統語的具現化メカニズムの解明、(3)統語的具現化の観点による言語インターフェース理論の構築に関して総括的研究の3つを目標としている。(1)については、Uribe-Echevarria (1994)、Ogihara (2011)、Ogihara and Sharvit (2011)等を中心に、二重接触現象をはじめとする定形補部節の時制解釈の研究を行った。(2)については、Arcazar and Saltarelli (2014)、Speas and Peggy (2003)等を中心に、遂行仮説との関わりを中心に、カートグラフィーアプローチと極小主義プログラムとの統合の可能性を検討した。(3)については、Chomsky (2012, 2014)等を中心に、フェーズ理論における統語論・意味論・語用論インターフェース特性の統語的具現化を検討した。その成果はKaneko (2014)、金子(2015)として発表された。特に、金子(2009)で主張された遂行句PfmPの二重接触現象における役割が明らかとなった。二重接触現象では、従属節CPがLFで主節TPの外側に移動し、移動したCPの定形時制の評価時は遂行句PfmP主要部から発話時と同一と同定され、一方痕跡位置のCPの定形時制の評価時は主節の動詞よって主節の事象時と同一と同定されると分析することができる。この結果、二重接触現象もつ時制解釈の2重性が説明される。このような結果から、遂行句Pfmを中核とする新たな遂行仮説を、より制限力の強いフェーズ理論において探求すべき課題であることが明らかとなった。英語学本研究は3ヶ年の研究であり、平成24年度は研究基盤年度、平成25年度は研究拡充年度、平成26年度は研究総括年度と位置づけられている。研究拡充年度である平成25年度は、前年度の研究を踏まえ、(1)話者の視点の統語的具現化メカニズムの解明、(2)談話機能の統語的具現化メカニズムの解明、(3)統語的具現化の観点による言語インターフェース理論の構築、の3つの目標の拡充研究を行い、平成26年度の研究総括に向けての研究拡充を行った。その成果を金子(2014、近刊)としてまとめたが、発話時と直示的定形節の評価時との結びつけが「同時」の指定ではなく、「同一性」の指定である可能性が強まり、評価時と指示時、および指示時と事象時の関係づけとの相違が浮き彫りとなった。その結果、話者の視点と直示的定形時制の評価時は一種の束縛現象と分析する経験的根拠が得られ、話者の視点の統語的解明にとって重要な示唆をえることができた。なお、平成25年度の研究では、音声化に関するインターフェースの知見が少なかったので、最終年度はこの点にも留意して研究をすすめたい。以上から、平成25年度の研究に関しては概ね順調に進展しているものと判断される。本研究は、3ヶ年の研究であり、平成24年度は研究基盤年度、平成25年度は研究拡充年度、平成26年度は研究総括年度と位置づけられている。研究基盤整備年度である平成24年度は、(1)話者の視点の統語的具現化メカニズムの解明、(2)談話機能の統語的具現化メカニズムの解明、(3)統語的具現化の観点による言語インターフェース理論の構築、の3つの目標の基礎的研究を行い、次年度以降の研究のための基盤整備を行った。
高い匿名性と安全性を有する家庭向けオーバーレイネットワークシステム

本研究において,匿名通信における匿名性の向上と,携帯端末などの性能の低い計算機や家庭や移動端末等のネットワーク環境における匿名通信利用について研究を行った.さらに,新しい通信方式である送信者追跡困難通信を開発した.この新方式は,追跡困難性による利用者個人情報の保護と,匿名性の悪用を防止することが可能である.これらの研究成果は,個人情報を保護するネットワークを備えたネットワークインフラの構築に貢献できると考える.本年度は、昨年度までに検討を行ったIDベース暗号を用いた分散ハッシュテーブル(DHT)方式について論文を発表した。本手法により、ディレクトリサーバによる匿名性の低下を抑制する手法が完成したと考える。また、ノード離脱対策として、IDベース暗号に基づく方式を開発し発表を行った。本方式は、IDベース暗号を用いることで、ノードの検索を行うことなしに離脱したノードの代理ノードとの間で鍵共有を行うことが可能である。さらに、匿名通信手法の基盤となるDHTについて、その安全性の検討を行い、匿名性を保ちつつDHTに参加するノードの攻撃(正常なノードの存在を隠す等)を防ぐ方式を開発した。本方式を、情報処理学会研究会において発表を行った。この方式により、匿名性を保ったまま安全に参加ノードを検索することが可能となる。本方式は、次年度に国際会議に投稿する予定である。また、従来の匿名通信とは異なる新たな方式として、WWWサーバの管理者による利用者の行動追跡を困難とする通信方式の検討を開始した。これは、研究計画における新しい軽量な匿名通信方式の研究に位置づけられるものである。本方式は、完全な匿名性ではなく、ユーザの行動がWWWサーバ管理者に追跡されて特定されることによるプライバシーの低下からユーザを保護する通信方式である。このため、完全な匿名性は保障されない。このため、何らかの問題発生時には、その送信者を特定できる方式である。その一方で、家庭や携帯端末での利用を想定して軽量な通信方式となる。本方式は、次年度に発表を計画している。最終年度は、家庭環境でも使用できるプライバシーを保護する通信システムとして、Webサーバ運用者による利用者の行動追跡困難性を向上させた新しい種類の通信機構を開発した。これは、完全な匿名性を提供する機構ではなく、利用者の行動(アクセスパターン)解析が困難になるように通信路を構築する機構である。本通信機構の特長として、通信解析困難性の解除が可能なことである。もし本機構が犯罪に使用された場合には、通信基盤運用者らが連携することによって利用者を特定することができる。しかし、Webサーバ運用者や単独の通信基盤運用者だけでは、利用者を特定することができない。これによって、利用者にとっては、匿名通信と同様の効果を得つつ、犯罪などの悪用防止を実現できる方式となっている。また、既存のWeb技術を応用して実現しているため、家庭環境からの利用(NATなど)に問題は生じない。研究期間において、分散ハッシュテーブルを用いて家庭環境から匿名通信を行う方式の研究を行った。家庭環境におけるNATやファイアウォールでの分散ハッシュテーブルの構築手順、および、携帯端末を用いた多重暗号による匿名通信において暗号の可否を選択することによる負荷軽減機能について研究を行った。これらにより、NATが設置されたネットワーク環境や、計算能力が非力な携帯端末が、分散ハッシュテーブルによる多重暗号ネットワークに参加することが可能となる。さらに、中継ノードが離脱した場合への対応について、分散ハッシュテーブルの性質を利用して、匿名性を低下させずに自動で経路を修復する機能について実現した。最後に、分散ハッシュテーブルを用いた匿名通信路構築において、近隣ノードが協力することで匿名性を保ったまま悪意あるノードを検出する機構を実現した。本研究において,匿名通信における匿名性の向上と,携帯端末などの性能の低い計算機や家庭や移動端末等のネットワーク環境における匿名通信利用について研究を行った.さらに,新しい通信方式である送信者追跡困難通信を開発した.この新方式は,追跡困難性による利用者個人情報の保護と,匿名性の悪用を防止することが可能である.これらの研究成果は,個人情報を保護するネットワークを備えたネットワークインフラの構築に貢献できると考える.本年度は、IDベース暗号を用いた安全かつ匿名性を備えた分散ハッシュテーブル(DHT)の検討を行い、その基本設計を終えた。これにより、DHTによる検索時に偽情報を入手することがなくなる。本方式は、通信を行う2ノード以外が通信を行うことはないことから、匿名性を有すると言える。また、IDベース暗号にRSA暗号を組み合わせることで、予備評価では既存のセキュア検索方式と比較しての速度低下を最低限に抑えた。ノード離脱対策の課題は、2つの方式を検討して実装を行っている。一つは上記セキュア検索を用いる方式である。もう一つは、ノードID割り当て局による事後鍵配布方式である。この方式では、ただ1つのノードに復号鍵を配布することが可能で、これにより複数のノードに復号鍵のコピーが配布されて攻撃に利用されることを防止する。研究計画では24年度実施予定であったが、NAT環境におけるDHTの実現方式の検討を行った。これは、今後の研究のために、早期に実現した方が良いと考えたためである。DHTでは通常、任意のノードと通信できることを前提としているが、NAT環境対応では任意のノードとの通信はできない。そのため、任意のノードから接続できるグローバルIPアドレスを有するノードとNAT配下にあるノードを参加時に区別する方式を検討し、プロトタイプシステムを構築した。これにより、NAT配下にあるノードがDHTに参加できることを確認した。今後は、この方式を匿名通信方式に組み込む計画である。

昨年度よりの検討が完了した事項から、順次実装を行い国内研究会での発表に進んでいる。提案するDHT方式について、ノードを管理するサーバの分散化が負荷軽減および安定性の向上のために必要であるため、この実現が課題である。さらに、計画にある、新たな手法の検討にも着手している。この手法は、家庭環境におけるNAT利用が問題とならない。さらに、匿名性の不正利用においてその通信者を特定しつつ、プライバシーを保護することが可能である。今年度は、この方式の実現が重点課題となる。しかし、国際会議への投稿が進んでおらず、研究の成果発表という点においては、予定より遅れていると考えている。しかし、研究全体を見て、計画は順調に進んでいると考えている。課題の内の経路情報の漏えいや安全な経路検索に関する設計はほぼ終えたと言える。今後は、実際にシステムを構築し、想定通りの動作が可能かまた性能評価を順次行う。また、ノードの異常離脱の課題については、複数の提案を検討しており、これも実装途中である。家庭内環境においては、NAT環境におけるDHTに対する基本的な方式の検討が完了した。今後は、匿名性の検討や実際にシステムに組み込む必要がある。しかし、匿名通信に適したDHTの検討や、検索時の匿名性向上の検討が不十分である。このため、今年度はこれらの課題について取り組む必要がある。全体を見て、研究は予定通りに進んでいると考える。今年度に研究を開始した新たな通信方式の充実を主に行う。プライバシー保護を可能としつつも、不正利用においてはその送信者を特定可能にする方式である。また、家庭環境やスマートフォンなどの携帯端末での利用も容易である。しかし、インターネットサービスプロバイダによる協力が不可欠であるため、実運用が課題となると思われる。そこで、実験用のネットワークシステムを構築し、実験環境において性能測定等を行い、提案方式の有用性を明らかにする。この方式は、早期に学会発表を計画している。また、匿名性と安全性を備えたDHTについて、管理サーバの分散化の実現を行い本方式を国際会議およびジャーナル論文に投稿する計画である。今年度の検討結果を踏まえて、実装と性能評価を中心に取り組む。また、その結果を国際会議やジャーナル論文へと投稿する計画である。また、検討が十分できなかった課題については、検討を継続して提案方式に組み込む計画である。特に、家庭用端末としてスマートフォンやタブレット端末が急速に主流になりつつある。そのため、本研究においてもこれらを主要ターゲットとして組み入れ、これら用の匿名通信方式の検討を行うとともに開発を行う計画である。持ち越しの主な理由として、国際会議への投稿の遅れがあげられる。国際会議参加のための予算が持ち越しとなっている。
グルタチオン代謝を担う古典的酵素の新規機能：破骨細胞活性化の構造基盤

γ-グルタミルトランスペプチダーゼ(GGT)は、グルタチオン(GSH)分解を介して酸化的ストレスから細胞を保護する「酵素」であると信じられてきた。一方で最近、GGTは破骨細胞活性化因子であるという驚くべき事実が報告され、骨粗鬆症の原因の一つであることが分かってきた。本研究では、GGT本来の生理学的意義を明らかにすることをゴールとし、酵素活性と破骨細胞の新規活性化因子としての機能という独立した2つの分子機能の解明を目的としている。GGTは二つのサブユニット(L-およびS-subunit)から構成されるヘテロダイマー構造を持ち、この構造が大きく変化する可能性を予想している。そこで、分子表面のCys50-Cys74およびCys192-Cys196のジスルフィド結合が構造変化に関係しているのではないかと考え、変異導入と精製を試みた。しかし、前段階のhGGTのHis-tagによる精製が難航している。さらに、ロイシンリッチモジュール構造を持つTLR4細胞外ドメインおよびその補因子MD-2を得るために、昆虫細胞(High-Five)を用いた発現・精製系の構築を試みた。Bac-to-Bacバキュロウイルスシステムによって、ヒト由来TLR4とMD-2遺伝子を細胞内に導入した。SDS-PAGEや銀染色、吸光度を用いたサンプル発現の評価を行い、MD-2は精製標品を得ることができた。しかし、TLR4の発現の有無は評価できなかった。現在、大腸菌を用いたTLR4とMD-2の発現・精製系を構築している。当該年度は、hGGTの分子表面に存在するCys50-Cys74およびCys192-Cys196のCys残基に変異を導入することを計画していた。まず、変異を導入することでGSH活性が落ちてしまうため、hGGT wild-typeのHis-tagによる発現・精製を試みた。昆虫細胞系(バキュロウイルス系)による発現においては、His-tagが糖鎖に埋もれて精製できない可能性が示唆された。そこで、hGGTからHis-tagまで100残基付与して発現系を構築した。タグ付きのhGGTは、GSH分解活性を有していることがわかったが、予定していたhGGTのHis-tagによる精製ができておらず難航している。また、昆虫細胞(High-Five)によるBac-to-Bacバキュロウイルスシステムを用いたヒト由来TLR4とMD-2の発現・精製系の構築を試みた。MD-2は問題なく発現・精製することができ、培地150 mLから0.2 mg/mL得られた。しかし、TLR4は発現系を組むことすら難しい状況である。そこで現在、大腸菌を用いてヒト由来TLR4とMD-2の大量発現系を構築している。さらにhGGTの基質認識機構を探索するために、基質フリーのサンプルを用いた基質結合アナログ型阻害剤のソーキングおよび共結晶化のスクリーニングを進めていった。約1200条件のスクリーニングの中から構造解析可能なデータこそ得られていないものの、現在、新しい結晶化条件で結晶が析出している。本年度は、hGGTのHis-tagによる精製が難航しているため、タグを変えて再度発現・精製系を構築し、Cys残基に変異を導入したhGGTを得る。ヒト由来TLR4およびMD-2は、大腸菌を用いて発現させる。TLR4とMD-2の発現・精製に成功した際、hGGTとの相互作用を見極める。予想しているhGGTの構造変化を検出するために、サーマルシフト法・Native-PAGEおよび動的光散乱法による解析を進めていく。

まず、変異を導入することでGSH活性が落ちてしまうため、hGGT wild-typeのHis-tagによる発現・精製を試みた。昆虫細胞系(バキュロウイルス系)による発現においては、His-tagが糖鎖に埋もれて精製できない可能性が示唆された。そこで、hGGTからHis-tagまで100残基付与して発現系を構築した。タグ付きのhGGTは、GSH分解活性を有していることがわかったが、予定していたhGGTのHis-tagによる精製ができておらず難航している。また、昆虫細胞(High-Five)によるBac-to-Bacバキュロウイルスシステムを用いたヒト由来TLR4とMD-2の発現・精製系の構築を試みた。MD-2は問題なく発現・精製することができ、培地150 mLから0.2 mg/mL得られた。しかし、TLR4は発現系を組むことすら難しい状況である。そこで現在、大腸菌を用いてヒト由来TLR4とMD-2の大量発現系を構築している。さらにhGGTの基質認識機構を探索するために、基質フリーのサンプルを用いた基質結合アナログ型阻害剤のソーキングおよび共結晶化のスクリーニングを進めていった。約1200条件のスクリーニングの中から構造解析可能なデータこそ得られていないものの、現在、新しい結晶化条件で結晶が析出している。本年度は、hGGTのHis-tagによる精製が難航しているため、タグを変えて再度発現・精製系を構築し、Cys残基に変異を導入したhGGTを得る。ヒト由来TLR4およびMD-2は、大腸菌を用いて発現させる。TLR4とMD-2の発現・精製に成功した際、hGGTとの相互作用を見極める。予想しているhGGTの構造変化を検出するために、サーマルシフト法・Native-PAGEおよび動的光散乱法による解析を進めていく。
非病原性アメーバ株の形質変換による赤痢アメーバ病原性関連遺伝子の解析

これまで赤痢アメーバ(Entamoeba histolytica)の病原性に関与すると考えられている因子は複数が報告されている。我々は、既に遺伝子情報の明らかにされた因子のin vivoでの機能を解析するために、E,histolytica及び非病原性のE.disparにこれらの遺伝子を導入し、強制発現させ、発現型の変化を検討する系を作成することを目的とした。E.histolyticaへの遺伝子導入にはエレクトロポレーションよりも、リポフェクタミンを用いたリポフェクションが優れた導入効率を示した。導入した遺伝子としては、細胞接着に関与することが示されているガラクトース阻害性レクチン(HGL5)、システイン代謝に関与するシステイン合成酵素(CS)、及びコントロールとして蛍のルシフェラーゼ(LUC)を用いた。CS及びLUCは過剰発現が達成されたが、HGL5の過剰発現は見られなかった。その理由は不明であった。CSを過剰発現したアメーバ株は過酸化水素などの酸化物に対して低い程度ながら耐性を示した。この結果は赤痢アメーバにおいて、システイン合成経路が抗酸素機能をもつことを直接的に示したものであった。E.disparへの導入は多くの種類のイオン性・非イオン性リポソームを試みたが、効率的に導入できる商業的担体はなく、E.disparに適合する脂質の種類、特にコレステロールなどの割合を至適化することが必要であると思われる。赤痢アメーバシステイン合成酵素遺伝子の5',3'非翻訳領域(NCR)及びルシフェラーゼ遺伝子(LUC)を用いてtransient transfection用のプラスミド(pCSLUC)を作製し、カチオニックリポゾーム及びエレクトロポレーションを用いて赤痢アメーバ栄養型に導入を試みた。カチオニックリポゾームはlipofectin,lipofectamine,DOPA,DATAP,DOSPER,fugeneなどを試みたが、唯一、lipofectamineだけが、高い導入効率を示した。至適導入条件は2-5μgのプラスミドをlipofectamine plusと混合した後、4-10μgのlipofectamineと複合体を形成させる。この複合体を1ml MEM中で37°C3時間虫体と反応させる。アクチンの上流域・下流域にネオマイシンリン酸転移酸素IIを挿入したカセットを上述のpCSLUCに挿入し、stable transfection用のプラスミドを作製した。上記の至適化された条件を用いてtransfectionを行い、24時間後にG418を1-10μg/ml加え、stable transformantを選択した。約3日後、野生株は全て死滅し、stable transformantが獲得された。stable transformantのルシフェラーゼ活性はtransient transfectionの100-1000倍であった。更に、G418濃度は50μg/mlまで増加させることが可能であり、薬剤濃度をコントロールすることでルシフェラーゼ活性を変化させることが出来た。以上、予定されていたEntamoeba histolyticaのtransient並びにstable transfectionの系は初年度に完全に確立された。
知床世界自然遺産エリアの保全と順応的管理:海域-陸域生態系の相互作用

知床世界自然遺産海域の海洋環境と海洋生物のモニタリング手法の開発とフィールド調査を実施した。その結果、知床半島の南北沿岸における基礎生産システムの違いが明らかになった。さらに、知床世界遺産地域に遡上するサケ属魚類の遡上産卵動態とヒグマの行動パターンとの関係を明らかにするとともに,カラフトマスによる海起源物質の陸域生態系への輸送の動態とメカニズムを明らかにした。順応的管理をベースとした資源管理技術による生態系管理方法を検討した結果、知床の沿岸漁業については、漁獲量と漁獲高を用いて、魚種別評価を行う方法を提案できた。世界自然遺産に登録された知床半島とその周辺海域における海産哺乳類,海鳥類を含む海洋生態系の多様性の保全と,水産資源および漁業の順応的管理方策の確立を目的とする。海洋生態系の保全を前提とする重要な漁業対象種の持続的資源管理のための海域管理計画を立てるために,知床世界自然遺産海域の海洋環境と海洋生物のモニタリング手法の開発とフィールド調査を実施している。さらに,知床生態系における攪乱ダイナミズムと海洋-陸域生態系の相互作用を明らかにし,順応的管理をベースとした資源管理技術による生態系管理方法を検討している。最終的には,生態系ベースによる環境評価と持続的水産資源管理技術の確立を目指している。世界自然遺産に登録された知床半島とその周辺海域における海産哺乳類,海鳥類を含む海洋生態系の多様性の保全と,水産資源よび漁業の順応的管理方策の確立を目的とする。海洋生態系の保全を前提とする重要な漁業対象種の持続的資源管理のための海域管理計画を立てるために,知床世界自然遺産海域の海洋環境と海洋生物のモニタリング手法の開発とフィールド調査を実施する。さらに,知床生態系における攪乱ダイナミズムと海洋-陸域生態系の相互作用を明らかにし,順応的管理をベースとした資源管理技術による生態系管理方法を検討する。最終的には,生態系ベースによる環境評価と持続的水産資源管理技術の確立を目指す。本年度の成果は次のようにまとめられる。(1)衛星データを解析し、次のことを明らかにした。春(夏)のブルームが起こる時期は、半島北側で6月上旬、南側で8月上旬である。秋のブルームが起こる時期は半島の北側、南側共に10月上旬-中旬である。海面水温が約10°Cまで上昇すると春/夏のブルームが起こる。夏に20°Cまで上昇した海面水温が約10°Cまで低下すると秋のブルームが起こる。(2)2006年11月および2007年3月に,根室海峡の羅臼沖にて,ROVによる海洋生物調査を実施,11月では海底岩礁域の多様な底生生物群集,3月は0°C前後の冷水が水深300mまで覆い,今年度スケトウダラ不漁の要因と推定された。(3)音響カーテンシステムを,2006年8月28日9月1日に,知床半島周辺海域(斜里側:9台,羅臼側:4台)及び斜里川,羅臼川の河口に設置し、予備的なシロザケ回遊行動調査を実施した。(4)安定同位体比から,カラフトマスあるいはシロザケのδ^<15>Nが陸域生態系の生物にどの程度濃縮されるか,陸生昆虫やヒグマなどを通して河畔林へどの程度輸送されるかを検討した。(5)知床世界遺産の海域管理について、多様な魚種を利用することの有効性、多魚種管理におけるMSY理論の問題点を整理した。また、海洋保護区の有効性について数学的に検討した。さらに、知床世界遺産を例にしたガバナンスの重要性を議論した。1.衛星データを2005年1月から2007年10月まで解析し、次のことを明らかにした。春(夏)のブルームが起こる時期は、半島北側で4-6月、南側で5-8月である。秋のブルームが起こる時期は半島の北側、南側共に9-11月である。

2.2007年6月および2008年1月に、根室海峡の羅臼沖にて,ROVによる海洋生物調査を実施、海底岩礁域の多様な底生生物群集などの知床周辺海域の特有な海洋環境と生態系の対応を観察できた。3.音響カーテンシステムを、2007年7月31日8月5日に、知床半島周辺海域で計26台の音響受信機(VR2,Vemco社)を設置し、9月7日までカラフトマスの回遊行調査を実施した。4.知床半島ルシャ川におけるサケ族魚類の河川遡上動態および陸域生態系への物質輸送について調査した。カラフトマスあるいはシロザケのδ^<15>Nが陸域生態系の生物にどの程度濃縮されるか,陸生昆虫やヒグマなどを通して河畔林へどの程度輸送されるかを検討した。5.知床世界遺産の海域管理について、多様な魚種を利用することの有効性、多魚種管理におけるMSY理論の問題点を整理した。また、海洋保護区の有効性について数学的に検討した。さらに、知床世界遺産を例にしたガバナンスの重要性を議論した。本年度の成果は次のようにまとめられる。1. 2008年5月29日6月2日に北海道大学水産学部練習船うしお丸によって海洋観測を実施した.半島の北側(ウトロ側)と南側(羅臼側)の両方の沿岸において,海面から海底まで低水温であった。底棲魚類やベントスへの影響も懸念された。春季と夏季の知床半島周辺海域においてサイズ別基礎生産量を測定した。岸近くでは大型(>10μm)植物プランクトンの寄与が高く、沖合ではオホーツク海側で大型、根室海峡側で小型(<2μm)の寄与が高かった。2.春季の宗谷暖流前駆水のまわりで鉛直スケール10m前後の顕著な密度逆転がみられ、低気圧性渦が形成されていた。数値モデルから高密度な前駆水が湾から半島沿いを運ばれる間に沈降していた可能性がある。これはオホーツク海中層のベンチレーションの一端を示す毛のである。3.知床世界遺産地域に遡上するサケ属魚類の遡上産卵動態とヒグマの行動パターンとの関係を明らかにするとともに,カラフトマスによる海起源物質(MDN)の陸域生態系への輸送の動態とメカニズムを明らかにした。4. 9月上旬知床半島部の水深50mから2000mの沿岸部で海鳥の目視調査をした。明瞭な水塊構造は認められず、昨年の同時期と同様アカカシミズナギドリ、ハイイロミズナギドリが出現した。-昨年の春には、羅臼側の冷水塊に多数のハシボソミズナギドリが出現しており、はっきりした季節性が認められた。5.サケ類の移動生態調査で2種のサケ類にデータロガーを装着して放流した結果、カラフトマスの平均の遊泳水深と水温は、11.7±3.6m,15.1±0.6°Cであったが、シロザケは、9月に放流した群で55.3±39.0m,14.4±2.9°C,10月が6.9±5.8m,15.5±0.9°Cであった。6. 2008年6月,同9月(ウトロ側),および2009年1月(羅臼沖)にてROVよる生物調査を実施した。半島周辺海域は半島の東西に関わらず,水深,底質,などの変化に伴って,生物相も多様に変化し,本海域の生物の多様性に大きく寄与している可能性が示された。7.サンマの生産調整が大型魚の魚価下落を招いた問題について、魚価と大型魚比率の関係を分析し、サンマの齢構成資源動態モデルを用いて、今後の資源崩壊リスクと赤字リスクを推定した。知床の沿岸漁業については、漁獲量と漁獲高を用いて、魚種別評価を行う方法を提案した。
睡眠呼吸障害が頚動脈硬化の進展におよぼす影響に関するコホート研究

睡眠呼吸障害(SDB)は睡眠中に一部もしくは完全な気道閉塞が繰り返し起こることが特徴である。近年、欧米を中心に睡眠呼吸障害を持つ対象者の心血管系疾患リスクの増大が注目されている。しかしながら、日本における睡眠呼吸障害の疫学研究は乏しい。そこで、本研究では日本人を対象として、心血管系の動脈硬化の進展と睡眠呼吸障害の重症度または高感度CRPの高値との関連を調査するためのコホート調査を実施した。その結果、未診断・未治療の睡眠呼吸障害は、日本人における心血管系に起こす動脈硬化の進展の原因である可能性が示唆された。睡眠呼吸璋害(SDB)の重症度と頚動脈硬の進展に明らかな関連塵があるかどうかを、長年循環器疾患のコホート調査を実施している日本国内2箇所の地域住民を対象に追跡を実施した。今年度(平成20年度)の研内成果は、(1)秋田県井川町(202人)および大阪府八尾市南高安地区(120人)において、それぞれSDBスクリーニング検査(パルスオキシメトリ法およびフローセンサ法)を実施し、SDBの重症度を測定した。また、同時に各種身体測定、バイオマーカーなどを測定した。(2)頚動脈硬化進展をみるため、ベースラインデータである実施済み頚動脈エコー検査記録(井川町約100人)から動脈硬化指標である頚動脈内膜中膜厚(IMT)を計測した。この一次計測結果を用い共同研究者の北村明彦らとともに頚動脈エコー検査手技およびIMT計測精度の確認を行った。今後の予定として、(1)で得られたSDBの重症度および(2)で得られたIMT値は、それぞれ過去に実施にした当該被検者のもの比較検討するとともに、各種身体計測値、バイオマーカーとの関連を続計解析する。SDBスクリーニング検査の2法は、末梢動脈血酸素飽和度または鼻口呼吸気流の計測からSDBの重症度を調べるものである。また、頚動脈エコー検査は、記録済みVTRから専用解析ソフトを用い、頚動脈硬化の進展を調べるものである。いずれも、われわれが実施してきた大規模研究で実績のある標準的な検査法であり再現性も高い。この研究から得られる疫学調査結果から、わが国におけるSDBの早期検出と活療が、頚動脈硬化の進展に伴う心筋梗塞甦や脳梗塞などの心血管系疾患の発症を減少させるという重要なエビデンスを得ることが最終目的である。睡眠呼吸障害(SDB)の重症度と頚動脈硬化の進展に明らかな関連があるかどうかを、長年循環器疾患のコホート調査を実施している日本国内2箇所の地域住民を対象に追跡研究を実施した。今年度(平成21年度)の研究成果は、(1)秋田県井川町(228人)において、頚動脈硬化の進展をみるため、ベースラインデータである実施済み頚動脈エコー検査記録から動脈硬化指標である頚動脈内膜中膜厚(IMT)を計測した。(2)愛媛県東温地区(455人)において、SDBスクリーニング検査(パルスオキシメトリ法およびフローセンサ法)を実施し、SDBの重症度を測定した。また、頚動脈硬化の進展をみるため、ベースラインデータとして頚動脈エコーを実施し、動脈硬化指標である頚動脈内膜中膜厚(IMT)を計測した。今後の予定として、(1)で得られたSDBの重症度および(2)で得られたIMT値は、それぞれ過去に実施した当該被検者のもの比較検討するとともに、各種身体計測値、バイオマーカーとの関連を統計解析する。最終年度であるため、いままでの研究データの解析を進めるが、地域集団に対し研究データを取得することを目指している。この研究から得られる疫学調査結果から、わが国におけるSDBの早期検出と治療が、頚動脈硬化の進展に伴う心筋梗塞や脳梗塞などの心血管系疾患の発症を減少させるという重要なエビデンスを得ることが最終目的である。
アポトーシス耐性能付与による、人工臓器に適した新規有用動物細胞株の創製

長期間持続して利用できるハイブリッド型人工肝臓の実現を目指した。ハイブリッド型人工肝臓では、肝細胞系の細胞が用いられており、人工肝臓が長期の利用に耐えれない原因の一つにアポトーシスという細胞死を想定した。そこで、アポトーシスを抑制する遺伝子をヒト肝細胞株に導入することでアポトーシスを抑制し、肝機能の持続を目指した。前年度はBc1-2遺伝子導入で細胞死抑制を目指したが、今年度はさらなる効果を期待して、アポトーシス進行で重要な役割を果たしている酵素カスパーゼに対して、阻害的に作用するウイルス由来のタンパク質を用いて検討した。研究は、次のように実施した。肝ガン細胞株HepG2にバキュロウイルス由来のp35あるいはカウポックスウイルス由来のcrmAをリポフェクチン法で導入した。その結果、次の結果を得た。アポトーシス耐性は、温熱で誘導したアポトーシスの抑制で検討したが、p35導入株・crmA導入株いづれもアポトーシスを抑制し、その効果はBc1-2発現株を大きく上回っていた。さらに、肝機能の評価については、チトクロームP450-1A1についての薬剤除去能力を検討したところ、p35導入株は約二倍程度まで高まっていた。しかしながら、薬剤除去に関する持続性についてはBc1-2発現株が勝っていた。さらに、もう一つの重要な肝機能であるタンパク合成能としてアルブミン産生を検討したところ、やはりp35導入株は二倍以上高いアルブミン産生を示した。以上のように、ハイブリッド型人工肝臓のための有効な細胞株を樹立できた。有効なハイブリッド型人工肝臓の実現を目指した。ハイブリッド型人工肝臓では、肝細胞系の細胞が用いられており、人工肝臓が長期の利用に耐えられない原因の一つにアポトーシスという細胞死を想定した。一般的に、アポトーシスを抑制する蛋白としてBcl-2がよく知られている。そこで、bcl-2遺伝子をヒト肝癌細胞に導入することでアポトーシスを抑制し、肝機能の持続を目指した。次のように実施した。肝ガン細胞株HepG2にBCMG-bcl-2をリポフエクチン法で導入した。細胞死耐性は、培地を交換しない回分培養で検討した。アルブミン産生は、培養上清をELISA法で定量した。アンモニアは、細胞の入った各ディッシュにNH3負荷培地を加えてNH3濃度の経日変化をアンモニアテストワコー(和光純薬)により測定した。bcl-2遺伝子の発現は、Western blotting法により確認した。bcl-2の過剰発現によって細胞死への耐性は、SF-O2培地(三光純薬)を用いた19日間の回分培養では、未導入株の生存率7.0±1.4%に対してbcl-2導入株では73±1%と大幅に改善された。アルブミン産生は細胞死耐性ほどには改善せず、bcl-2導入によって30%程度の向上しか認められなかった。アンモニア代謝能力は、他の多くの肝癌系細胞株と同様に、未導入株・bcl-2導入株も双方とも、除去するよりもむしろ産生していた。アンモニア代謝能については、株化した肝細胞株では失われていることが知られている。そこで、グルタミンシンテターゼ経路によるアンモニア代謝能を付与された肝細胞株(大阪大学、大政博士より入手)を対象に上記と同様の検討を開始した。