hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
RNA-FISH技術を用いた染色体機能異常症のための萌芽的診断法開発研究

【研究目的】従来の染色体検査では診断できなかった構造変化を認めず機能異常だけを認める染色体異常性疾患、いわゆる「染色体機能異常症」の診断を可能にする染色体検査の開発研究を行った.【平成16年度の研究成果】昨年度の基礎的成果をふまえ、今年度は臨床応用にむけて、染色体異常を有する患者検体を用いての解析をおこなった.1)SNRPNプローブを用いた解析Prader-Willi症候群の責任遺伝子SNRPNのDNAプローブを用いたRNA FISH解析を継続した.その結果、検体の質により、RNAシグナルがはっきりしない症例が存在する場合があった.RNA FISH法を実用的な検査法にするために、検体の質を問わず、安定してSNRPN遺伝子シグナルが検出できることが必要と考えられた.この問題の克服のために、シグナルの高感度増幅法を現在試している.2)XISTプローブを用いた解析不活化X染色体特異的遺伝子XISTのcDNAプローブを用いたRNA FISH解析は、上記のSNRPNゲノムプローブに比べて、発現シグナルが安定して研究することができた.この方法で、46,X,i(Xq)の核型を有する発達障害患者の解析を行った.その結果、正常X染色体からはXIST遺伝子の発現は見られず、XIST発現はi(Xq)染色体からに限られていることが判明した.またi(Xq)染色体上の2か所のXISTはいずれも発現していた.この結果から、この患者において、i(Xq)染色体は選択的に不活化されており、またXIST遺伝子は同一染色体上の他方の同遺伝子の発現産物により不活化されることがないことが示唆された.【本研究の今後の課題】2.がんの診断応用をふまえて、固形組織においてもRNAシグナルを検出できる方法を確立すること【研究目的】従来の染色体検査では診断できなかった構造変化を認めず機能異常だけを認める染色体異常性疾患、いわゆる「染色体機能異常症」の診断を可能にする染色体検査の開発研究を行った.【平成15年度の研究成果】1)基礎的成果染色体上の遺伝子発現の有無を判定できる染色体技法であるRNA FISH法の臨床応用にむけての基礎的検討を行った.その結果、患者の血液検体を培養液に入れて輸送すると、RNAが安定的に保持され、少なくとも3日間の輸送後の検体でもRNAシグナルが得られることがわかった.2)応用的成果Prader-Willi症候群の責任遺伝子SNRPNのDNAプローブを用いたRNA FISH解析において、正常対照者においてはリンパ球核内に発現が認められたのに対し、患者においては、4例全例で発現がみられなかった.この結果より、SNRPNプローブを用いたRNA FISH解析が本症の診断に使用可能であることが示唆された.不活化X染色体特異的遺伝子XISTのcDNAプローブを用いたRNA FISH解析において、正常対照者においてはその発現が認められたのに対し、不活化が生じない重篤患者においては発現がみられなかった.またXXX患者では2つのXISTシグナルがリンパ球核内に認められ、XXXXY患者では3つのシグナルが認められた.これらの結果よりXISTプローブを用いたRNA FISH解析は、X不活化異常患者の診断やX異数体患者の不活化状態の把握に使用可能であることが示唆された.【平成16年度の課題】2.多数の患者の検体に上記方法を適用し、診断法として確立すること.【研究目的】従来の染色体検査では診断できなかった構造変化を認めず機能異常だけを認める染色体異常性疾患、いわゆる「染色体機能異常症」の診断を可能にする染色体検査の開発研究を行った.【平成16年度の研究成果】昨年度の基礎的成果をふまえ、今年度は臨床応用にむけて、染色体異常を有する患者検体を用いての解析をおこなった.1)SNRPNプローブを用いた解析Prader-Willi症候群の責任遺伝子SNRPNのDNAプローブを用いたRNA FISH解析を継続した.その結果、検体の質により、RNAシグナルがはっきりしない症例が存在する場合があった.RNA FISH法を実用的な検査法にするために、検体の質を問わず、安定してSNRPN遺伝子シグナルが検出できることが必要と考えられた.この問題の克服のために、シグナルの高感度増幅法を現在試している.2)XISTプローブを用いた解析不活化X染色体特異的遺伝子XISTのcDNAプローブを用いたRNA FISH解析は、上記のSNRPNゲノムプローブに比べて、発現シグナルが安定して研究することができた.この方法で、46,X,i(Xq)の核型を有する発達障害患者の解析を行った.その結果、正常X染色体からはXIST遺伝子の発現は見られず、XIST発現はi(Xq)染色体からに限られていることが判明した.またi(Xq)染色体上の2か所のXISTはいずれも発現していた.この結果から、この患者において、i(Xq)染色体は選択的に不活化されており、またXIST遺伝子は同一染色体上の他方の同遺伝子の発現産物により不活化されることがないことが示唆された.【本研究の今後の課題】2.がんの診断応用をふまえて、固形組織においてもRNAシグナルを検出できる方法を確立すること
胸腔鏡手術用センサ付鉗子の開発と臨床応用

本研究では胸腔鏡手術時のポートから胸腔内に挿入可能な肺組織用センサ付鉗子を試作し、センサから得られたデータから肺内病巣の硬さを算出し、この情報を直感的に提示するシステムの開発を行った。また,肺内病巣探知へ向け、軟組織中の硬質物の大きさを推定するアルゴリズムの構築を行い、シリコーンゴム球を埋植したゼラチンモデルを対象に原理確認を行った。今後は生体試料を対象とした評価を実施し、実用化を目指す。平成27年度は、肺での使用に向けたセンサ付鉗子のハードウェア開発およびセンサ付鉗子により計測される硬さ提示ソフトウェア実現に向けた把持対象の厚さ算出アルゴリズムの開発を行った。ハードウェア開発にあたり、まず、ブタ肺の大きさとヤング率計測を行った。ブタ肺の胚葉数や大きさはヒトの肺とは異なるもののブタの肺葉の中でヒトの肺にもっとも大きさが近いブタ下葉を対象にハードウェア設計を行うこととした。ヤング率の計測結果を見ると、現在用いているMEMS 3軸触覚センサは、正常の肺の硬さを計測するのに十分なレンジを持つことが確認された。試作する鉗子の機構としては、体内で簡易的な圧縮試験を行うことを想定し、鉗子の2つの先端把持部が平行を維持したまま開閉動作を行うことが可能なスコットラッセル機構を採用し、動作確認用の試作を行った。次年度以降、硬さ計測性能の評価を行っていく予定である。把持対象の厚さ算出アルゴリズムとしては、センサ付鉗子により計測される圧縮力の時系列データにおいて、把持対象を把持した瞬間に圧縮力が急激に増加することを利用し、圧縮力の時間変化から厚さを算出するアルゴリズムを構築した。また、腫瘍モデルとしてのシリコーンゴム球を埋植したゼラチンを生体モデルとして、センサ付鉗子による硬い腫瘍モデルの検出可能性について検討した。生体モデルをセンサ付鉗子で把持したところ、腫瘍モデル近傍を把持した際に計測されるせん断力が大きくなった。腫瘍モデル直上を把持した際には、圧縮力が最大となると同時にせん断力の値が腫瘍モデル近傍を把持した際に比べ小さくなった。以上のことから、センサ付鉗子により対象を把持した際に計測される圧縮力とせん断力を複合的に利用することで、腫瘍モデルであるシリコーンゴムの大きさやセンサ付鉗子の把持位置に対する腫瘍モデルの存在する方向を推定できる可能性を確認した。ヤング率のリアルタイム提示ソフトウェアの開発については、厚さ計測アルゴリズムの構築にとどまったものの、肺を想定したセンサ付鉗子の設計試作については、当初の計画以上に進展している。また、シリコーンゴムを埋植したゼラチンを対象として、センサ付鉗子による腫瘍判別の可能性が確認された。以上のことから、おおむね順調に進展していると判断した。平成28年度は、前年度に肺用に試作したセンサ付鉗子による硬さ計測の実現可能性の評価とセンサ付鉗子の鉗子最大径を10mm以下とする設計を行った.また,硬さ情報提示用ソフトウェアとして,把持対象の硬さに応じてディスプレイに表示される色が変化するソフトウェアを試作した.ハードウェアであるセンサ付鉗子については,昨年度試作した動作確認用試作機によりゼラチンとブタ肺を対象として硬さ計測の性能評価を行った.試作機により対象を把持することで硬さの指標を算出し,フォースゲージを用いた手法により算出した硬さ指標との比較を行った.その結果,センサ付鉗子により算出した値は,フォースゲージによる値の0.3倍の値で硬さの指標が算出され,肺用に設計した試作機により硬さの見積りが可能であることが示唆された.また,径12mmのポート孔からの胸腔への挿入へ向け,鉗子最大径を10mm以下とする設計を行った.次年度以降実際に試作を行い,ヒト組織を対象とした評価へ向けた準備を行う.医師への硬さ情報提示用ソフトウェアとして,センサ付鉗子により得られる対象に加わる力と鉗子の開閉量から,対象の厚さ・硬さを算出するアルゴリズムを実装したソフトウェアを試作した.ソフトウェアには,医師が直感的に対象の硬さを把握できるよう,把持した部分の硬さに応じてディスプレイに表示される色が変化する機能を実装した.次年度以降,センサ付鉗子を含む硬さ計測システムとしての評価を行う.また,センサ付鉗子システムにより,肺中の腫瘍サイズを推定するアルゴリズムを提案し,肺中の腫瘍を模擬したゼラチンとシリコーンゴム球のモデルを対象に,提案手法の原理確認を行った.また,提案手法の生体への応用可能性を評価するため,シアノアクリレート系瞬間接着剤を腫瘍モデルとして埋植したブタ肺を対象に評価を開始した.硬さ情報提示用ソフトウェアの試作により,硬さ計測システムとしての試作が完了し,システムとしての評価を行うことが可能となった.これにより,肺用のセンサ付鉗子の開発と並行して,ブタ肺等の生体組織を対象としたシステムの評価を行うことが可能となった.システムに含まれるセンサ付鉗子は市販の鉗子を使用しているものの,肺用のセンサ付鉗子が試作でき次第置き換えることが可能なシステムとなっている.以上のことから、おおむね順調に進展していると判断した。

平成29年度は前年度に設計した鉗子最大径10 mm以下としたセンサ付鉗子を試作した.また,センサ付鉗子で肺を把持した際の肺の損傷を評価するため,センサ付鉗子のエンドエフェクタモデルでブタ肺を圧縮した際の損傷の評価を行った.センサ付鉗子の試作については,まずは3Dプリンタによる試作により動作確認を行ったところ,駆動軸のぶれによる開閉動作の不具合等の課題が生じた.これら課題を改善した設計を行ったのち,金属鉗子にも用いられている材料を用いてセンサ付鉗子を試作した.試作したセンサ付鉗子において,閉じた状態の把持部が内径10 mmのパイプの内側を通過できることを確認した.肺の損傷評価に関しては,センサ付鉗子のエンドエフェクタ部を模擬したモデルによりブタ肺に対して圧縮試験を行い,圧縮時の圧縮力が2, 4, 6 Nとなるよう圧縮した際の圧縮部の外観評価および組織学的評価を行った.外観の評価においては,すべての圧縮力で肺組織に把持面の圧縮痕を確認したものの,2, 4 Nの圧縮力では圧縮終了後1分未満で圧縮痕が緩和した.6 Nにおいては,圧縮痕は残留したものの肺胞膜の破壊はみられなかった.また,組織の切片をHE標本にし,顕微鏡観察により組織学的評価を行った結果,すべての圧縮力において組織の変化はみられなかった.これらの結果より,計測時の圧縮による対象の損傷は十分小さいことが確認された.研究期間全体では,ヒト組織を対象とした評価にはいたらなかったものの,肺用に特化した胸腔鏡ポートから胸腔内に挿入可能なサイズのセンサ付鉗子の試作と,センサ付鉗子から得られたデータから硬さを算出し,硬さ情報を直感的に提示するシステムの開発を行った.今後はブタを対象とした評価,摘出したヒト組織を対象とした評価を実施し,実用化を目指す.本研究では胸腔鏡手術時のポートから胸腔内に挿入可能な肺組織用センサ付鉗子を試作し、センサから得られたデータから肺内病巣の硬さを算出し、この情報を直感的に提示するシステムの開発を行った。また,肺内病巣探知へ向け、軟組織中の硬質物の大きさを推定するアルゴリズムの構築を行い、シリコーンゴム球を埋植したゼラチンモデルを対象に原理確認を行った。今後は生体試料を対象とした評価を実施し、実用化を目指す。肺内腫瘤が探知可能と考えられる性能が達成された時点で、学内倫理委員会の承認を得た上で、手術時のヒト摘出肺を用いて、実際の臓器において病巣部位同定が可能か否かの実験を行う予定である。この時、同時にリアルタイムで鉗子先端のセンサの情報を表示するソフトウェアと、その装置についても完成に向けて製作を継続する。鉗子の十分な性能が得られた時点で、臨床応用に向けて、実験動物(豚)を用いて、全身麻酔下で主として装置の安全性を検証する。本年度設計した最大径10 mm以下のセンサ付鉗子を試作し,肺用の硬さ計測システムとしての1次試作を完成させる.その後,臨床への応用へ向け,センサの滅菌性の評価等ハードウェアとしての安全性評価を行うとともに,センサ付鉗子が生体組織へ与える損傷の程度等の評価を行い,実際のヒト組織への応用を目指す.胸部外科現在までの進捗状況で、予定した装置作成は次年度になると見込まれたため、費用を翌年に繰り越した。予定よりも消耗品が安価に購入できたため、予定額が余り、次年度に使用することとなった。次年度は、装置作成とその検討作業にはいるため、繰り越した金額はすべて装置作成に使用される予定である。次年度の消耗品購入にあてる。
定量的ＤＮＡ損傷による細胞老化誘導系の確立と加齢病態解明への応用

DNA二重鎖切断の数が細胞老化誘導を決定していると予想し、細胞内にゲノムDNA上に存在しない制限酵素部位I-SceIサイトを複数箇所導入して細胞運命を解析した。しかしながら、一カ所のDNA二重鎖切断であっても細胞周期のG2期におこった場合、p53依存的な細胞分裂期回避がおこり、4倍体G1期細胞が生じて細胞老化が誘導される事が分かった。この細胞分裂期回避の分子機構として、p53-p21の発現誘導による早期APC-C/Cdh1の活性化と、p53-pRb経路による転写抑制による細胞分裂期タンパク質の著減が重要な役割を果たしている事が分かった。DNA損傷、とりわけDNA二重鎖切断の数が細胞運命、すなわち一過性細胞周期停止、アポトーシスあるいは細胞老化誘導を決定していると予想し、細胞内にゲノムDNA上に存在しない制限酵素部位I-SceIサイトを複数箇所導入して細胞運命を解析した。しかしながら、研究を進める過程でDNA損傷量(DNA二重鎖切断数)により細胞運命が決まるのではなく、DNA損傷が生じた細胞周期に依存して細胞老化が誘導されるか、一過性G1期停止がおこるかが決まる事が明らかとなった。すなわち、一カ所のDNA二重鎖切断であっても細胞周期のG2期におこった場合、p53依存的な細胞分裂期回避がおこり、4倍体G1期細胞が生じて細胞老化が誘導される事が分かった。このような細胞分裂期回避が個体内でも細胞老化誘導に関わっているかどうかを明らかにする目的で、ヒト母斑細胞性母斑のDNA含量および、S期マーカーおよびG2期マーカについて解析した。その結果、母斑細胞性母斑においてはDNA含量が同じ切片の表皮細胞、あるいは血管内皮細胞と比較して約2倍である事が分かった。さらにS期あるいはG2期のマーカーについてはいづれも陰性であった。これらの結果は、個体内においても細胞分裂期回避が老化誘導に重要であり、老化細胞が4倍体G1期細胞である事を示していると考えられた。細胞老化は個体の加齢性変化に重要な役割を果たしているとともに、発がん防御機構の一つとして機能していることが知られている。しかしながら、いかなる分子機構により細胞老化が誘導されるのか?またどの時期に細胞周期から逸脱して恒久的に増殖を停止するのか等不明な点が多い。本研究では、細胞老化誘導の分子機構を明らかにし、最小限のDNA二重鎖切断を細胞内の非機能遺伝子領域に導入して細胞老化を誘導することで、個体における老化細胞の役割を明らかにするものである。老化誘導機構についてはFucciによる可視化技術により、p53依存的な細胞分裂期のSkipにより生じる4倍体化が重要な役割を果たしていることを明らかにした。さらにこの4倍体細胞は細胞周期のG1期で恒久的に停止していること、またこの誘導にはp53依存的なAPC/C Cdh1の早期活性化と、Rbファミリータンパク質の活性化によるE2F転写因子抑制の両方が必要であった。興味深いことに、内在性のMDM2阻害化合物であるNutrin3aで正常細胞を処理するとDNA損傷非依存的に細胞老化を誘導できることを明らかにした。本年度はこの老化細胞を用いて個体内での老化細胞の機能を明らかにする予定である。これまでに目標としていた細胞老化誘導機構の解明、および機能的遺伝子の不全を伴わない細胞老化誘導技術の開発についてはすでに確立済みであり、研究はおおむね順調に進展していると考えている。とりわけ、内在性MDM2阻害剤であるNutrin3aによる細胞老化誘導法は、DNA損傷非存在下において可逆的にp53を活性化することができるため、いったん細胞老化が誘導されたのちにNutrin3aを除去すると内在性p53の不活性化が起こるため、個体内での老化細胞の機能解析にもっともすぐれた老化誘導系であると考えられる。このNutrin3aにより誘導された老化細胞の性質は、これまで知れられいるDNA損傷に応答した老化細胞、あるいは分裂寿命を経た老化細胞、がん遺伝子活性化誘導老化細胞等の性質と調べた限り同等であり、この点においても本年度の個体を用いた解析に非常に有用であると考えている。昨年度の当該研究において、細胞老化誘導がp53依存的なMitosis Skipにより生じた4倍体G1細胞による生じることを明らかにし、さらに内在性p53をDNA損傷非存在下において可逆的に活性化させるNutrin3aにより効率的に老化細胞が誘導されることを明らかにした。昨年度は、このNutrin3a誘導老化細胞を用いて免疫不全マウスに対して癌細胞等とともに移植することでがん細胞の増殖、悪性化に及ぼす老化細胞の影響を解析する予定である。

さらに、内在的なMDM2の発現を抑制するテトラサイクリン誘導特異的shRNAシステムを構築し、トランスジェニックマウスを作製して、個体レベルで時空的に誘導可能な老化誘導モデルマウスを作製し、個体レベルにおける老化細胞の役割、とりわけ老年病発症と癌発症に対する影響を明らかにする予定である。主として研究の遅れのために発生した繰越金に関しては、次年度の研究、とりわけマウス個体を用いる実験を一層推進する目的で、使用する個体数を増やす等の費用に充填する予定である。
データ構造とアルゴリズムを活用した制御系の解析・設計に関する研究

本研究の主な成果は以下のようにまとめられる.いずれの課題に関しても,プログラムの実装等においてデータ構造とアルゴリズムを工夫している.・線形システムに対するロバスト制御器の設計に関する検討値集合を用いる方法の従来の結果の整理と拡張を行った.また,完全分解できない関数に対する値集合の算出についても,かなり有効な方法を考案できた.また,これに基づいた多変数多項式に対するプログラムのインプリメントはほぼ完成している.・区分的線形リヤプノフ関数の生成に関する研究リヤプノフ関数の構成が,安定定理から導かれる線形計画問題として定式化できることを明らかにした.これにより,凸多面体リヤプノフ関数の場合よりもその構成法が見通しのよいものととなった.さらに,現在の自由度では,リヤプノフ関数が構成できない場合に自由度を増やすための適切な分割超平面の計算法なども提案するとともに,この自由度を増やした場合に対して対応する線形計画問題を高速に解く方法も提案した.また,超平面で分割するだけでなく,区分的な超平面で分割すること,不連続系への検討も行った.区分的な超平面で分割する方法に関しては,更に一般化を行い,区分的な超平面と関連する連続な区分的線形関数を用いたリヤプノフ関数の構成法も提案した.・双線形問題の解法区分的線形リヤプノフ関数を用いた制御系の設計の際に問題となるのは,安定条件などに,区分的線形リヤプノフ関数に含まれるパラメータと制御ゲインのパラメータの積が現れるため,双線形問題を解く必要があることである.これに対して,Zoutendijk法を用いた解法を提案し,これのインプリメントも一応完了し,双線形計画問題を解くことができるようになった.双線形問題は,非凸問題であり,これを解くのはそれ程容易ではないが,双線形行列不等式条件よりは,解き易い問題と予想される.実際,双線形であることを利用すると,探索方向を決めた後の直線探索は高速に実行できる.本研究の主な成果は以下のようにまとめられる.いずれの課題に関しても,プログラムの実装等においてデータ構造とアルゴリズムを工夫している.・線形システムに対するロバスト制御器の設計に関する検討値集合を用いる方法の従来の結果の整理と拡張を行った.また,完全分解できない関数に対する値集合の算出についても,かなり有効な方法を考案できた.また,これに基づいた多変数多項式に対するプログラムのインプリメントはほぼ完成している.・区分的線形リヤプノフ関数の生成に関する研究リヤプノフ関数の構成が,安定定理から導かれる線形計画問題として定式化できることを明らかにした.これにより,凸多面体リヤプノフ関数の場合よりもその構成法が見通しのよいものととなった.さらに,現在の自由度では,リヤプノフ関数が構成できない場合に自由度を増やすための適切な分割超平面の計算法なども提案するとともに,この自由度を増やした場合に対して対応する線形計画問題を高速に解く方法も提案した.また,超平面で分割するだけでなく,区分的な超平面で分割すること,不連続系への検討も行った.区分的な超平面で分割する方法に関しては,更に一般化を行い,区分的な超平面と関連する連続な区分的線形関数を用いたリヤプノフ関数の構成法も提案した.・双線形問題の解法区分的線形リヤプノフ関数を用いた制御系の設計の際に問題となるのは,安定条件などに,区分的線形リヤプノフ関数に含まれるパラメータと制御ゲインのパラメータの積が現れるため,双線形問題を解く必要があることである.これに対して,Zoutendijk法を用いた解法を提案し,これのインプリメントも一応完了し,双線形計画問題を解くことができるようになった.双線形問題は,非凸問題であり,これを解くのはそれ程容易ではないが,双線形行列不等式条件よりは,解き易い問題と予想される.実際,双線形であることを利用すると,探索方向を決めた後の直線探索は高速に実行できる.1.区分的蘇形リヤプノフ関数(PLLF)を用いた非線形制御系の解析と設計PLLFの構成は、線形計画問題(LP)として定式化できるが、本年度の研究では、現在の自由度では、PLLFが構成できない場合に自由度を増やすための適切な分割超平面の算出法を提案するとともに、この自由度を増やした場合に対応するLPを高速に解く方法も提案した。また、超平面で分割するだけでなく、区分的な超平面で分割することと不連続系への適用の検討も行った。一方、設計問題においては、PLLFの含むパラメータと制御器のパラメータの双線形問題となる。これを解く方法として、相補性問題としての定式化を検討したが、あまり効率がよくないことが判明したので方針を転換し、非線形最適化問題からのアプローチを検討し、一定の結果を得、成果の公表を準備中である。2.非線形サーボ系の設計2次形式リヤプノフ関数を用いる場合について、線形行列不等式を用いる方法の提案を行い、結果の公表を行った。さらに、過渡応答特性の改良を試みる方法についても検討を行い、一定の結果を得、その成果の公表を準備中である。また、この問題についてもPLLFを用いることによって安定条件などの保守性を軽減できる見通しも得ている。3.ハイブリッド制御系の解析と設計本年度は複数のリヤプノフ関数を用いる方法によって検討を行い、安定解析・ロバスト制御系の設計などに関して結果を得、その公表を行った。また、ハイブリッドシステムの典型的な例の1つとして、パワーエレクトロニクス回路を対象としてそのwell posednessについて考察し、実用上ほとんどの場合に満たされるある仮定の下に、well posednessが保証されるという結果も得、成果の公表を準備中である。

なお、いずれの研究においても、データ構造とアルゴリズムを工夫することによって、計算効率の向上を図っている。本年度の主な成果は以下のようにまとめられる.いずれの課題に関しても,プログラムの実装等においてデータ構造とアルゴリズムを工夫している.・区分的線形リヤプノフ関数の生成に関する研究リヤプノフ関数の構成が,安定定理から導かれる線形計画問題として定式化できることを明らかにした.これにより,凸多面体リヤプノフ関数の場合よりもその構成法が見通しのよいものととなった.さらに,現在の自由度では,リヤプノフ関数が構成できない場合に自由度を増やすための適切な分割超平面の計算法なども提案するとともに,この自由度を増やした場合に対して対応する線形計画問題を高速に解く方法も提案した(一部発表済,一部現在投稿中).また,超平面で分割するだけでなく,区分的な超平面で分割すること,不連続系への検討も行った.区分的な超平面で分割する方法に関しては,更に一般化を行い,区分的な超平面と関連する連続な区分的線形関数を用いたリヤプノフ関数の構成法も提案した(現在投稿中).・双線形問題の解法区分的線形リヤプノフ関数を用いた制御系の設計の際に問題となるのは,安定条件などに,区分的線形リヤプノフ関数に含まれるパラメータと制御ゲインのパラメータの積が現れるため,双線形問題を解く必要があることである.これに対して,Zoutendijk法を用いた解法を提案し,これのインプリメントも一応完了し,双線形計画問題を解くことができるようになった(投稿準備中).双線形問題は,非凸問題であり,これを解くのはそれ程容易ではないが,双線形行列不等式条件よりは,解き易い問題と予想される.実際,双線形であることを利用すると,探索方向を決めた後の直線探索は高速に実行できる.・切り替え制御系の設計凸多面体リヤプノフ関数を用いた切り替え制御系の設計法を提案した(投稿準備中).これについては,バンプレス制御への適用などにおいてまだ改良すべき点が多々ある.
火災時における片まひ者の避難安全計画の研究

片まひ者を対象として、日常の防火対策と意識、防災訓練への参加状況と意識、防火戸を通行する避難実験を行った。その結果、自宅の防火・避難対策は十分ではなかったが、訓練への参加も含めて防災意識は比較的高いことがわかった。しかし、訓練の情報提供や移動手段等の課題も明らかになった。避難実験では、防火戸の開け方や通行方法など動作の特徴を把握した。防火戸の通行に長い時間を要することや、通行時に身体バランスを崩す可能性が得られた。また、防火戸の開く方向と麻痺側の関係から防火戸通行後に必要となるスペースが必要なことなども示唆され、片まひ者に配慮した避難計画を考える基礎資料を得ることができた。研究実施計画は、一部項目を除き、概ね計画通り実行できた。以下、具体的に記載する。1.片まひ者の火災時における避難安全の意識に関する研究:防火と避難について、自宅での対策、意識・経験(実際の災害と訓練)について調査を行った。その結果、1自宅での対策は十分ではなかったが、可燃物の管理を行うことや足下灯や常夜灯を利用しての避難経路の確保など工夫している人もいた。また、共同住宅の居住者は避難時にエレベータが使用できないことについて不安の意見が得られた。2防災訓練への参加者数は少ないが参加を希望する意見は比較的多かった。課題として、防災訓練の情報を得られてない点(知らないこと)、訓練会場までの移動手段が不十分であることなどがあり、支援の必要性について知見を得られた。以上の結果は学会への論文として投稿した。2.避難行動に関する研究(避難行動・防火戸の開閉):実験方法の整理、実験会場の設定、対象者の選定について検討を完了した。片まひ者による実験の実施については平成28年度に変更した。実験方法等の検討結果は次のとおりである。1方法と会場:当初は建物に設置されている防火戸を使用した実験を想定したが、検討の結果、避難行動の中でも特に防火戸開閉行為自体に関する詳細なデータ収集の必要性が分かったため、実験状況を厳密に設定するために実験室を用意してその中に防火戸を設置し実験することになった。2対象者:健常者で実施した防火戸開閉動作の検討から一定以上の身体機能が必要と想定されたため、対象者は比較的身体機能の高い片まひ者とすることとした。以上の事前検討を済ませ、平成28年度に滞りなく実施する準備を完了した。平成27年度は、片まひ者の火災時の避難安全を検討するための基礎的資料を得ること、特に、片まひ者の防災に関係する生活実態と防災意識について把握することを中心に進めてきた。本研究では、片まひ者の「生活実態・意識」と「避難動作」を把握することが軸であるが、平成27年度は「生活実態・意識」について細かく把握することができた。具体的には、片まひ者へのヒアリング調査から、自宅での防災対策がやや低いこと、しかし防災訓練に参加したいという希望は高く、情報面等で参加を支援する工夫が必要であること、防火戸の開閉には力が必要であるため一定以上の身体機能の片まひ者を被験者とすべきことなど一定の基礎的知見が得られている。しかし、当初計画していた片まひ者による避難実験については、実験方法や計測方法の検討および健常者による防火戸開閉動作の検討を通して得られた結果から、片まひ者のより基礎的な避難行動のデータを得る必要性(実際の建物を利用した実験よりも、実験室を設定して避難行動を計測する必要性。特に防火戸の開閉行為自体に関するデータ。)がわかった。そのため、データ取得の精度を高めるために研究計画を再検討し、片まひ者による避難実験は平成28年へと変更した。そのため進捗状況はやや遅れていると評価した。研究実施計画は、おおむね計画通り実行できた。1.初年度に実施した防火・避難に関する意識調査の継続分析:取得データの分析を引き続き行い、片まひ者の防火・避難意識、防災訓練への参加状況などについての知見を得た。その中では、片まひ者の中には防火意識の高い人が比較的目立つ結果も得られたが、一方で参加することへの気おくれなどの課題も得られた。この点は、片まひ者自身への防火意識の啓もうだけでなく、他の健常者への啓もうもあわせて必要であることの課題が得られたといえる。また、アンケート結果は、「2」に記載する防火戸通行の避難実験および、避難実験時に行うアンケートの内容に対して参考となった。2.防火戸通行の避難実験:片まひ者を被験者とした防火戸通行実験を行った。防火戸の上部と側面からのビデオ撮影により防火戸を通行する際の各行為(扉を開ける、通過する等)の所要時間を計測、および、身体の動き方の特徴についてデータを得た。所要時間については、障害の状況にもよるが、健常者に比べて3倍程度要していることや、防火戸を開ける直前での杖の持ち替えに時間がかかること、さらに、防火戸の開け方の教示無しでは開けるまでに大きく所要時間がかかること(開け方が分からない)などの情報が得られた。歩行状況については、杖使用者による杖の持ち替えの課題(身体バランスの維持との関係)や、防火戸通過時の身体の動きの特徴などについて知見を得た。以上の結果は、学会への論文として投稿した。平成28年度は、前年度に実施した調査結果を活かし、予定通りの防火戸通行実験を実施できた。

被験者数はおおむね予定人数(20人程度)を集めることができ、同時に実施した実験の感想等に対するアンケート調査を通して、防火戸を通行することに対する意識を知ることができた。上記のように、本研究の核となる実験データおよびアンケートを得ることができ、今後の分析に必要な資料が収集できた。そのため、進捗状況は、おおむね順調に進展していると評価した。1.最終年度の研究計画はおおむね計画通り実行できた。最終年度は、アンケートおよび実験データの分析を更に進めた。その結果、防火戸通行時の所要時間に開け方の教示の有無の影響が大きく現れ、身体機能だけでなく防火戸通行行為全体で検討することが片まひ者にとって特に大きいことが分かった。また、動画分析より、開け方の教示が無いケースでは防火戸を開ける時の試行錯誤時に身体に左右のブレが生じ、その影響が扉通過後にも現れ、教示有りの歩行軌跡に比べて無駄な動きが多いことがわかった。更に、扉の開く方向と麻痺側の関係で扉通過後の身体の動きに特徴があることがわかった。以上の分析から得られた意義および重要性は、避難経路上の的確な情報提供の重要性が改めて数値的(避難時間の遅延)に示されたこと、片まひ者にとって安定した歩行様態で避難できるための防火戸の位置づけを考える必要があること、麻痺側と扉の開閉方向によっては、防火戸通行後にスペースが必要なことがわかり、階段室の扉の設置位置などに結果を応用できる可能性があることである。2.研究期間全体を通じて実施した研究についてはおおむね計画通り実行できた。3年間の研究では、片まひ者の災害経験や防災意識のアンケート調査および防火戸通行実験を行い、これまで明らかでなかった片まひ者の防災に関わる基本的な知見と避難時の課題を得られた。具体的には、自宅での可燃物管理や避難経路の確保など各自で工夫を行っている実態と同時に、災害時のエレベータ利用への不安など課題が得られた。また、防災訓練へ参加意識は比較的高かったが参加方法の確保といった課題も得られた。防火戸通行実験を通して、片まひ者の防火戸通行の所要時間は健常者の数倍を要し、通常の廊下の歩行も時間を要することもあわせて考えると、現在の建築基準法で提示されている各種の避難規定では安全を担保できない事実なども明らかになった。片まひ者を対象として、日常の防火対策と意識、防災訓練への参加状況と意識、防火戸を通行する避難実験を行った。その結果、自宅の防火・避難対策は十分ではなかったが、訓練への参加も含めて防災意識は比較的高いことがわかった。しかし、訓練の情報提供や移動手段等の課題も明らかになった。避難実験では、防火戸の開け方や通行方法など動作の特徴を把握した。防火戸の通行に長い時間を要することや、通行時に身体バランスを崩す可能性が得られた。また、防火戸の開く方向と麻痺側の関係から防火戸通行後に必要となるスペースが必要なことなども示唆され、片まひ者に配慮した避難計画を考える基礎資料を得ることができた。平成27年度は、片まひ者の防災意識や防火戸開閉実験への基礎情報が得られたため、今後は、得られた知見の社会への還元、および片まひ者による防火戸通過実験を中心に研究を進めていく。そのために、以下のとおり推進方策を行う。1.平成27年度の成果の社会への還元を行う。具体的には、1日本建築学会大会での論文発表を行う(論文投稿済み)。2福祉技術に関する展示会への出典を行う(7月末予定)。
主流中へ流出するトランスバースジェットに沿う渦対構造の生成・拡散機構の解明

1.噴流中心線、渦流中心線及びこれらに沿う速度成分を用い、局所二次元の仮定なしに三次元的取扱いにより、トランスバースジェット(以下、噴流と呼ぶ)径路に沿って誘起される渦流の循環分布の計算法を与えた。速度比(=噴流々出速度/主流速度)<5では循環分布の実験値と良く一致し、目的を達した。しかし、速度比が5以上で増すにつれ、実験値からの偏りが増すので循環計算の基礎積分方程式導出途中で用いた簡単化の仮定を精密化する必要があると考えている。計算で得た循環分布を用いて任意噴流横断面における渦対の中心を結ぶ線分上の誘導速度を知ることによりその線分を横切って噴流中へ巻き込まれる主流々体の流量を求めた。そして、これを用いて任意の噴流横断面における噴流々体と主流々体の平均混合比を算出できることを示した。2.そのさい噴流横断面積の評価が重要となる。そのため水蒸気又は石鹸泡(11.2粍^φ)を噴流に混入し、レーザー又は水銀灯光シートで噴流横断面を可視化して得た噴流横断面写真から画像処理により噴流横断面積を決めた。結果は従来の噴流横断面積の経験式が過小評価を与えることを示した。本干渉流れ場に対する混入石鹸泡の追従・拡散特性、噴流中における混入水蒸気の拡散・蒸発特性を考慮して、写真撮影にさいし露光時間を決めるべきことを知った。このことは特に噴流孔から遠い噴流横断面の面積を決めるさい考慮されねばならない。3.混入水蒸気による可視化写真から噴流と主流の干渉で渦対が生成される機構と発達過程を定性的に明らかにした:噴流は流出後、噴流中心線に沿い、噴流孔径の(12)倍の間で主流方向噴流厚さを変えず、主流に対し垂直方向にだけ拡散する。その拡散域は噴流内部に比し低運動量のため主流方向へ押し流されると同時に、噴流のすぐ下流に回り込み、渦流を生じる。この渦流は連続的に生じ、噴流々体と共に移動するので、噴流に沿う一対の渦流を生じるのである。
緩衝機能を有する落橋防止装置の耐力と変形性能の評価および動的設計法の開発

橋梁構造物の耐震安全性を最終的に保障する落橋防止装置について、耐力や変形性能および衝撃緩衝性能に関する、工学的に根拠のある新しい動的設計手法を開発することを目的とした。現行の落橋防止システムは、死荷重反力の1.5倍に相当する耐荷力を保証するよう定められているが、この根拠は必ずしも明らかではない。また、作動するときの状況を考えると、衝撃的な力が作用することが予測される。緩衝機能をもつ落橋防止装置の開発と、その設計法の整備が望まれている。まず、落橋防止装置の作動時速度について検討した。落橋しようとする桁の運動エネルギーを装置の位置エネルギーに変換することによって、桁の運動を止めて落橋を防ぐことが可能になる。したがって、装置の作動時速度を推定することによって、装置の設計荷重と必要剛性を設定することができる。本研究では、隣接構造系間の固有周期比によって、地震時に生じる最大相対速度の推定を行い、それをグラフ化して表現した。次に、ゴムの受圧面積と厚さを変化させた衝突実験を行い、衝突する2物体の質量、衝突速度、緩衝材の大きさをパラメータとして、最大衝撃力の推定式の作成を行った。この結果は、ゴム製緩衝材の設計に役立てることができる。また、落橋防止ケーブルを取り付けた桁模型を用いて、ケーブルの衝撃引張載荷実験を行い、桁取り付け部の挙動を明らかにした。多径間連続橋の落橋防止装置については、落橋防止ケーブルに必要な断面積や長さについて、その設計手順について検討した。何らかの原因で端部支承が破壊した場合に、他の支承や桁に過度の応力が発生しないようにするために必要な落橋防止ケーブルの強度と変形能力について定式化を行った。橋梁構造物の耐震安全性を最終的に保障する落橋防止装置について、耐力や変形性能および衝撃緩衝性能に関する、工学的に根拠のある新しい動的設計手法を開発することを目的とする。落橋防止装置の中でも、特に、連結ケーブル方式のデバイスを対象とし、数値解析と実験結果を元に要求性能を明らかにすることを目的とした。今年度の研究では、まず、装置の作動時速度について検討した。装置の作動時速度によって、装置に作用する荷重が変化する。よって、隣接構造系間の固有周期差あるいは比によって、地震時に生じる最大相対速度の推定を行い、それをグラフ化して表現した。次に、緩衝材を含めた落橋防止装置の履歴復元力特性について検討した。ゴムを緩衝材として用いた場合、その圧縮特性が問題となる。これをいかに数値化するかについて、衝撃載荷実験結果との比較を行い、モデルの妥当性を検証した。また、多径間連続橋の落橋防止装置について、その設計手順について検討した。橋梁構造物の耐震安全性を最終的に保障する落橋防止装置について、耐力や変形性能および衝撃緩衝性能に関する、工学的に根拠のある新しい動的設計手法を開発することを目的としている。

また、作動するときの状況を考えると、衝撃的な力が作用することが予測される。緩衝機能をもつ落橋防止装置の開発と、その設計法の整備が望まれている。今年度の研究では、昨年度に引き続き、装置の作動時速度について検討した。装置の作動時速度によって、装置に作用する荷重が変化する。よって、隣接構造系間の固有周期差あるいは比によって、地震時に生じる最大相対速度の推定を行い、それをグラフ化して表現した。次に、緩衝材を含めた落橋防止装置の履歴復元力特性について検討した。桁間衝突用緩衝材ゴムの圧縮剛性に関する実験的検討を行い、数値解析モデルの妥当性を検証した。落橋防止ケーブルに関しては、桁供試体に取り付けたケーブルを油圧アクチュエータによって引っ張り、取り付け部の性能について検討した。また、多径間連続橋の落橋防止装置については、落橋防止ケーブルに必要な断面積や長さについて、その設計手順について検討した。何らかの原因で端部支承が破壊した場合に、他の支承や桁に過度の応力が発生しないようにするために必要な落橋防止ケーブルの強度と変形能力について定式化を行った.橋梁構造物の耐震安全性を最終的に保障する落橋防止装置について、耐力や変形性能および衝撃緩衝性能に関する、工学的に根拠のある新しい動的設計手法を開発することを目的とした。現行の落橋防止システムは、死荷重反力の1.5倍に相当する耐荷力を保証するよう定められているが、この根拠は必ずしも明らかではない。まず、落橋防止装置の作動時速度について検討した。落橋しようとする桁の運動エネルギーを装置の位置エネルギーに変換することによって、桁の運動を止めて落橋を防ぐことが可能になる。したがって、装置の作動時速度を推定することによって、装置の設計荷重と必要剛性を設定することができる。本研究では、隣接構造系間の固有周期比によって、地震時に生じる最大相対速度の推定を行い、それをグラフ化して表現した。次に、ゴムの受圧面積と厚さを変化させた衝突実験を行い、衝突する2物体の質量、衝突速度、緩衝材の大きさをパラメータとして、最大衝撃力の推定式の作成を行った。この結果は、ゴム製緩衝材の設計に役立てることができる。また、落橋防止ケーブルを取り付けた桁模型を用いて、ケーブルの衝撃引張載荷実験を行い、桁取り付け部の挙動を明らかにした。多径間連続橋の落橋防止装置については、落橋防止ケーブルに必要な断面積や長さについて、その設計手順について検討した。何らかの原因で端部支承が破壊した場合に、他の支承や桁に過度の応力が発生しないようにするために必要な落橋防止ケーブルの強度と変形能力について定式化を行った。
人工細胞モデル構築のための膜蛋白質複合システム機能の再構成

人工細胞モデル構築のための膜蛋白質複合システム機能の統合的再構成法の確立をめざし,まず基幹的シグナル伝達経路である『G蛋白質共役型受容体(GPCR)/促進性3量体G蛋白質(Gs)/アデニル酸シクラーゼ(ADCY)経路』に与る膜蛋白質群機能を巨大リポソーム(Giant Unilamellar Vesicle ; GUV)膜へ再構成することを目標として,研究した。そして,バキュロウイルス/昆虫細胞遺伝子発現系とそれによって得た組換え膜蛋白質要素搭載出芽ウイルス(BV)とGUVとの膜融合を利用して経路因子を組み込む,巨大プロテオリポソーム作製法をほぼ確立できた。具体的には次の通りである。前年度まではGUVと共沈する画分中で,上記因子を抗体検出しその組込み確認していた。本年度は各膜蛋白質に特異的に結合する蛍光標識リガンド(ホルモンなど)でGUV膜を可視化した。これにより本手法でリポソーム膜に組み込まれた膜蛋白質の機能保持が強く示唆された。さらに経路機能の発現をGUV内でのcAMP産生により検出した。当初,顕微鏡による直接可視化を試みたが困難であったため,GUVの特性を活かしたスピンダウンアッセイを開発した。このアッセイでは,ADCYの基質類を封入したGUVを,各因子を含むBVと融合させた後,穏やかな遠心で巨大プロテオリポソームのみ回収,一定時間cAMP合成反応をさせてから副産物のピロリン酸量を測定する。その結果,GUV上で,Forskolin, SQ22536によるADCYの特異的活性亢進,阻害をそれぞれ検出した。さらにGs/ADCYを組み込んだGUVでも,GTP, GTPγSによるADCYの特異的活性化を実現し,経路の一部が繋がった。本手法は形質膜上の膜蛋白質一般への適用が可能と期待されることから,本研究により膜蛋白質複合システム機能再構成の汎用手法が確立できたと言える。これまで、人工モデル細胞構築のため、組換え膜蛋白質複合体提示したバキュロウイルス(AcNPV)と人工巨大ベシクル(リポソーム、GUV)との融合技術を基礎に情報伝達に与る膜蛋白質複合システムをGUVへ再構成する方法を研究してきた。20年度は、古典的情報伝達経路であるG蛋白質共役型受容体(GPCR)、促進性三量体G蛋白質(Gsα/βγ)、およびアデニル酸シクラーゼ(AC)、すなわち受容器・伝達器・効果器からなる情報経路を、GUV膜上へ再構成し、機能を確認することを目標とした。その結果、これまでに因子ごとのGUV膜提示は確認されていたが、複数のサブユニットでも、提示されることが分かった。また、再構成されたGCPRのうち、副腎皮質刺激ホルモン放出因子(CRF)に対する受容体(CRHR1)については、組換えバキュロウイルスを用いた本方法により作製されたプロテオリポソームが、特異的にCRFと結合することを示唆するデータが得られた。バキュロウイルスシステムで作製した組換えAcNPV出芽ウイルス(BV)上における情報伝達経路を構成する各因子の活性保持については、リガンドなどの特異的結合能と、ACの活性上昇により、個別に確認が既にできている。本年度は、経路構成因子間の伝達機能の保持について検討し、全成分を保持したBV上において、(1)効果器(AC)機能のフォルスコリンによる直接亢進と、(2)伝達器(Gs α:グアニンヌクレオチドに対する特異的結合能をもつGTPase)の非水解性GTPアナログ(GTP γS)による刺激に応じたAC機能の亢進、が可能であることをACが産生するcAMP(セカンドメッセンジャー)の免疫測定で確認した。今後、ホルモンを用いたAC刺激を確認し、反応物を封入したリポソームへ情報伝達システムを再構成し、外部刺激が内部反応を惹起することが可能なGUVの作製をめざす。

その結果,GUV上で,Forskolin, SQ22536によるADCYの特異的活性亢進,阻害をそれぞれ検出した。さらにGs/ADCYを組み込んだGUVでも,GTP, GTPγSによるADCYの特異的活性化を実現し,経路の一部が繋がった。本手法は形質膜上の膜蛋白質一般への適用が可能と期待されることから,本研究により膜蛋白質複合システム機能再構成の汎用手法が確立できたと言える。
データキャリアを利用した公共交通システムの改善

本年度の研究は大別すると,近未来のデータキャリア能力により初めて可能になる公共交通の改善法自体に関する研究とその改善効果の予測に関する研究となり,公共交通の改善は更にその手法の開発と,その手法の導入による改善効果の推定に分けた。これらに関する研究成果の概要は以下のとおりである。1.ゲートレス運賃徴収による改善は,駅施設の簡素化,旅客動線の短縮,手続き所要時間(待ち時間を含む)の短縮、現状の不完全な自動改札システムによる正当な旅客への不快感の軽減、現状の不完全な自動改札システムによる運賃補脱の軽減などであり,その効果を試算した。2.リアルタイム個別案内による改善は,従来型の運行を前提にしても得られる改善と,この案内が可能になることによって初めて実現できる新形態の運行によるものとに分けて考えるべきことを示した。3.前者の改善には,不慣れな乗客やサービスを知らない乗客にも利用ができるようになることによるものと,従来から利用している乗客の所要時間短縮,快適性の向上とがあり,それぞれの効果を概算した。4.新サービスの可能性としては,案内が困難であるためにこれまで採用されなかった,複雑で合理的な列車ダイヤが使用できる利点が大きく,これの発展系としてのはみだし停車,運転整理の場面での臨時通過など,従来タブーとされてきたことが使える利点が大きく,これらの手法の開発と概略の評価を行った。5.詳細需要情報自動収集による改善は、輸送資源の適正配分による着席率の向上,待ち時間の軽減などのサービス向上と,無駄の排除によるコストの節減等であり,改善効果を概算した。6.ハードウェアの選定に関する議論としては、当社から考えられてきた非接触型のICカードに加えて,携帯電話・PHS,ポケベルや玩具類など,各種の携帯情報端末の可能性を調査した。7.ソフトウェアの開発コストを削減する,交通事業に特有の方法を提案した。本年度の研究は大別すると、データキャリアの持つ能力を想定した上での公共交通の改善に関する研究と、データキャリア自体の機能を実現するためのハードウェアとしての能力を備えた装置の選定に関する研究になる。公共交通の改善を、単に利用者にとって便利になるというレベルの議論から進めて、利便性の向上を、提案しているシステムの持つ三つの機能、つまり、ゲートレス運賃徴収機能、リアルタイム個別案内機能、詳細需要情報自動収集機能別にできる限り定量化して、社会的便益の向上などとして評価することと、この機能を利用して従来とは異なる形態の輸送サービスを行うことによる輸送の質の向上、輸送コストの減少などに分けて論じる。これらに関する研究の現状は以下のとおりである。1.ゲートレス運賃徴収による改善は、駅施設の簡素化、旅客動線の短縮、手続き所要時間(待ち時間を含む)の短縮、現状の不完全な自動改札システムによる正当な旅客への不快感の軽減、現状の不完全な自動改札システムによる運賃補脱の軽減、などについて定量化を進めている。一方、データキャリアと旅客との対応関係を完全につけることが難しい問題があり、この面での負の効果も推定する必要がありそうである。2.リアルタイム個別案内による改善は、不慣れな乗客にも利用できるようになることによるものと,従来から利用している乗客の所用時間短縮,快適性の向上が主である。3.詳細需要情報自動収集による改善は、輸送資源の適正配分による着席率の向上,待ち時間の軽減などのサービス向上と,無駄の排除によるコストの節減である。4.新サービスの可能性としては、案内が困難であることを理由にこれまで採用それなかった複雑で合理的な列車ダイヤが使用できる利点が大きく,これの発展系としてのはみだし停車,運転整理の場面での臨時通過など,従来タブーとされてきたことが使える利点が大きい。

5.ハードウェアの選定に関する議論としては、当初から考えられてきた非接触型のICカードに加えて,携帯電話・PHS,ポケベルや玩具類など,各種の携帯情報端末の可能性を調査している。本年度の研究は大別すると,近未来のデータキャリア能力により初めて可能になる公共交通の改善法自体に関する研究とその改善効果の予測に関する研究とになり,公共交通の改善は更にその手法の開発と,その手法の導入による改善効果の推定に分けた。これらに関する研究成果の概要は以下のとおりである。1.ゲートレス運賃徴収による改善は,駅施設の簡素化,旅客動線の短縮,手続き所要時間(待ち時間を含む)の短縮,現状の不完全な自動改札システムによる正当な旅客への不快感の軽減,現状の不完全な自動改札システムによる運賃補脱の軽減などであり,その効果を試算した。2.リアルタイム個別案内による改善は,従来型の運行を前提にしても得られる改善と,この案内が可能になることによって初めて実現できる新形態の運行によるものとに分けて考えるべきことを示した。3.前者の改善には,不慣れな乗客やサービスを知らない乗客にも利用できるようになることによるものと,従来から利用している乗客の所要時間短縮,快適性の向上とがあり,それぞれの効果を概算した。4.新サービスの可能性としては,案内が困難であるためにこれまで採用されなかった,複雑で合理的な列車ダイヤが使用できる利点が大きく,これの発展系としてのはみだし停車,運転整理の場面での臨時通過など,従来タブーとされてきたことが使える利点が大きく,これらの手法の開発と概略の評価を行った。5.詳細需要情報自動収集による改善は,輸送資源の適正配分による着席率の向上,待ち時間の軽減などのサービス向上と,無駄の排除によるコストの節減等であり,改善効果を概算した。6.ハードウェアの選定に関する議論としては,当初から考えられてきた非接触型のICカードに加えて,携帯電話・PHS,ポケベルや玩具類など,各種の携帯情報端末の可能性を調査した。7.ソフトウェアの開発コストを削減する,交通事業に特有の方法を提案した。
活性化星細胞はサイトグロビンを介して肝細胞のがん化に直接的に関与するか？

肝がんは病因を問わず線維化肝から出芽するが、線維化やその主役の活性化星細胞(hepatic stellate cells, HSCs)の発がんへの直接的関与については不明である。我々はHSCsに発現するCytoglobin(CYGB)を発見し、Cygb欠損マウスを用いたin vivo肝障害モデルによりCYGB欠損が肝炎症・線維化反応を増強させ、肝発がんを促進することを証明した。また、CYGBはHSCs活性化の鍵因子であり、その欠損は活性酸素や生理活性因子、細胞外マトリックスの過剰産生を惹起する。本研究はHSCsにおけるCYGBの発現調節機構の詳細な解析と同時に、CYGB-HSC軸が隣接する肝細胞のDNA損傷を通じた発がんへの寄与について明らかにする。