hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
運動による肝臓の代調節機構およびIL-6/STAT3/FGF21の役割の解明

肥満、糖尿病現在検討中の、Alb-Cre:STAT3-FloxマウスおよびCre発現アデノウイルス静注STAT3-Floxマウスを用いた運動実験の解析をすすめ、糖代謝や脂質代謝の変化に伴い、FGF21がどのように変化しているか、およびどの程度寄与しているか、データを統合して、検討する。In vitroにおいては、培養肝細胞株や、初代肝細胞に対して、IL-6で刺激することにより、細胞の代謝とFGF21がどのように変化するか検討をすすめる。さらに、骨格筋からのIL-6を含む液性因子が、肝臓の代謝を変化させるより生理的な条件を再現させる実験として(或はIL-6単独での変化が乏しい場合)、レコンビナントIL-6による刺激だけでなく、培養骨格筋細胞株(C2C12細胞など)との共培養、または骨格筋細胞の培養上清(conditioned media)の添加実験を考慮する。また、我々はデータベース検索から、FGF21のプロモーター領域に複数のSTAT3結合モチーフを見出しており、リン酸化されたSTAT3がFGF21の転写を調節している可能性がある。STAT3によるFGF21の転写制御は未だ報告されていないため、これを検証する。FGF21のプロモーター領域をクローニングし、プロモーターアッセイを行う予定である。
体外循環下の酸化ストレスと血管内皮機能障害の関係解明 : 末梢循環不全予防のために

本研究の目的は、体外循環下での心臓手術の際に起こる末梢循環障害や冠動脈スパスムといった血管収縮応答の異常に対して、血管内皮細胞から放出される一酸化窒素(NO)を産生する酵素であるNOSがNOS uncoupling(特定の条件下でNOSが活性酸素産生酵素として働くこと)を引き起こし、内皮依存性血管弛緩・拡張反応の低下に関与しているかどうかを明らかにし、また血管内皮機能に対する酸化ストレスの影響を検討することである。本研究では動物実験にて体外循環下に心停止とし、経時的に血管内皮機能の指標であるFlow mediated dilatation (FMD)、NOの代謝物であるNO_2^-/NO_3^-濃度、酸化ストレスマーカーである血漿TBARS、SOD/GPx活性、CoQ10、Vit. C等を測定することとした。動物実験として、ブタ体外循環モデルを用いてFMDの測定を行った。FMDとは、一定時間の血流遮断後の血流再開によって血管内皮細胞にずり応力が働き、NOを始めとする血管拡張物質が産生され血管が拡張する作用を用いて血管内皮機能を測定する方法である。本実験では頸動脈を遮断してFMDおよび酸化ストレスマーカーを測定したが、安定した結果が得られなかった。その原因として、第一に体外循環中に血行動態が不安定となることが考えられた。血液検査により、高度の血液希釈を認めたことから体外循環中に輸血製剤を使用することとした。また、血行動態安定化のために循環作動薬も使用することとした。第二に測定する血管の問題が考えられた。頸動脈では側副血行路の問題などでFMDの測定に再現性の問題を認めたため、上腕動脈を使用した実験に変更する必要性が生じた。
グルタチオン抱合体排出ポンプの構造と機能の解析

種々の腫瘍でのMRPの発現を調べた。肺扁平上皮癌、移行上皮癌、成人T細胞白血病(ATL)などで高率にMRPmRNAの発現がみとめられた。移行上皮癌では分化度の高い癌ほどMRPmRNAの発現が高かった。ATLでは34検体中14例(41.2%)陽性であった。急性型で治療前にMRP陽性例は,MRP陰性例に比較して生存期間が短かく、治療抵抗性との関連が示唆された。2、MRPを発現している多剤耐性癌細胞の耐性克服。ピリジン誘導体、PAK-104P、ロイコトリエンD4受容体拮抗阻害剤、ONO-1078、がMRPを発現した多剤耐性癌細胞(C-A120,C-A500)の抗癌剤感受性を高めることを報告したが、PAK-104P、ONO-1078、がMRPによるATP依存性ロイコトリエンC4(LTC4)取り込みを拮抗的に阻害することが明らかになった。3.シスプラチン耐性細胞KCP-4で発現しているシスプラチン排出ポンプの解析。15EA06:KCP-4細胞はシスプラチンをATP依存性に排出するポンプを発現していることを明らかにした。そのポンプはグルタチオン抱合体排出ポンプ(GS-X pump)であることを示唆する実験結果を得た。シスプラチン耐性KCP-4細胞とMRP発現C-A120細胞の重金属耐性にはメタロチオネインは関係のないことを明らかにした。KCP-4細胞とC-A120細胞へのアンチモンの蓄積はKB-3-1細胞の約1/10に減少しており、両細胞からのATP依存性のアンチモン排出はKB-3-1細胞に比べて亢進していた。シスプラチン耐性細胞にMRPとは異なるアンチモン(重金属)排出ポンプが発現していることを初めて明らかにした。KCP-4細胞では、ヒトMRPと46%の相同性のあるhuman cMOATのmRNAの発現が亢進していた。rat cMOATに対する抗体で認識される蛋白質の発現がKCP-4細胞で亢進していることが判明した。ヒトcMOAT蛋白質やその他のMRP homologsがKCP-4細胞のシスプラチン耐性やシスプラチン蓄積の減少に関与しているか調べている。

ピリジン誘導体、PAK-104P、ロイコトリエンD4受容体拮抗阻害剤、ONO-1078、がMRPを発現した多剤耐性癌細胞(C-A120,C-A500)の抗癌剤感受性を高めることを報告したが、PAK-104P、ONO-1078、がMRPによるATP依存性ロイコトリエンC4(LTC4)取り込みを拮抗的に阻害することが明らかになった。3、シスプラチン耐性細胞KCP-4で発現しているシスプラチン排出ポンプの解析。KCP-4細胞はシスプラチンをATP依存性に排出するポンプポンプを発現していることを明らかにした。そのポンプはグルタチオン抱合体排出ポンプ(GS-Xpump)であることを示唆する実験結果を得た。シスプラチン耐性KCP-4細胞とMRP発現C-A120細胞の重金属耐性にはメタロチオネインは関係のないことを明らかにした。KCP-4細胞とC-A120細胞へのアンチモンの蓄積はKB-3-1細胞の約1/10に減少しており、両細胞からのATP依存性のアンチモン排出はKB-3-1細胞に比べて亢進していた。シスプラチン耐性細胞にMRPとは異なるアンチモン(重金属)排出ポンプが発現していることを初めて明らかにした。KCP-4細胞では、ヒトMRPと46%の相同性のあるhuman cMOATのmRNAの発現が亢進していた。rat cMOATに対する抗体で認識される蛋白質の発現がKCP-4細胞で亢進していることが判明した。ヒトcMOAT蛋白質やその他のMRP homologsがKCP-4細胞のシスプラチン耐性やシスプラチン蓄積の減少に関与しているか調べている。
シルテーションによる水環境への水質学的影響とその制御手法に関する研究

1.生物科学的見地からのシルテーションの基礎構築(1)今回の現地観測の結果ではpHの変化による微細粒子への吸着量の顕著な違いは見られなかったものの、Fe^<3+>の単位gSS当たりの吸着量はFreundlich型の吸着等温線で表示可能であった。また海水混合の変化に伴う室内実験では、海水混合率の増加と共に銅イオンの吸着量が低下した。これは海起源の陰イオンの増加と共に粘土・シルト質との競合により、結果として微量重金属の微細粒子への吸着量が減少したためである。(2)農薬は農耕地から降雨流出等によって水環境内へ流入し、底面上へに高濃度な浮泥として存在するものと思われるものの、今回有用なデータを得ることができなかった。今後は詳細な現地観測をもとに最小律の原理より農薬の吸脱着に関与する重要因子を抽出することでシルテーションの生じる領域での最適なモデルの検討を行う。シルテーションの制御手法の確立吸着除去されたものは懸濁物質や高濃度浮泥として保持される。ここでは高濃度浮泥に着目し、振動流下における流動特性について検討を行った。(1)底面付近の高濃度層内粒子は上層水水粒子と比較して位相が最大で約pi/4先行する。これは高濃度層内に作用する水平方向の圧力勾配により生じるもので、境界層方程式をもとにその流動をシュミレートできる。また層内の濃度分布(あるいは粘性係数)を任意に仮定することで、それらにかかわるパラメータを算出できる。(2)同一の水理条件下であっても、水槽内の初期状態の差異により高濃度層内に保持される平均濃度は変化する。これは一度弱い剪断応力下で底面に沈積した微細粒子群は相互接触にともなって粘着性を増すためであり、このような場合可逆過程とならない。(3)鉛直方向の圧力変動により高濃度層内の粒子群の沈降・圧密が妨げられる。また層内の粒子混合が浮泥層厚を保持する主要因であると考えられる。
「責任ある経営」の拡張と越境――分配的正義を実現に導く持続可能な開発の理論考究

フィランソロピーの観点から「責任ある経営」を考察する昨年度の成果を深化させ、持続可能な開発目標(SDGs)に取り組む企業経営の意義を、徳倫理(Virtue ethics)、とりわけ正義の観点から理論的に検討した。SDGsは2015年に国連が提唱し、国連総会で採択された世界共通の目標である。17の目標群と169のターゲット群から構成され、2030年までに全世界での達成を目指している。各国政府は、地方自治体、学校、民間企業などの非政府機関に協力を求め、グローバル・パートナーシップの構築に向けた広報と啓発を進めてきた。しかし国連が提唱する政治課題や経済問題に取り組む企業の経営が、なぜ望ましいのか。本年度にはその経営上の規範性に着目し、この課題に倫理の観点から応答することを検討した。本研究ではSDGs関連文献を精査し、経営言説が内包する規範性を3つに分類した。1つ目に、地球規模課題の深刻さと解決の意義を謳う国連・政府視点の言説、2つ目に国際社会が企業の積極的な取り組みに求めていることを語る期待言説、そして3つ目として、統計や調査に依拠し、中長期的な需要と潜在的市場の規模を量る経営戦略言説である。しかし、これらはいずれも世界情勢と経営環境の変化を語る事実に依拠する半面で、経営規範への関心が薄く、倫理的な関心に立った望ましさを十分には論究しえないことを指摘した。今年度の研究では正義の着想を得て考察を重ね、次の結論を得た。SDGsへの参画を企業に促す言説の多くが政治的な矯正に依拠する傾向がみられる。しかし、その経営規範を配分の観点から検討してはじめて、企業が能動的にSDGsに取り組む意義を論じることができる。以上の研究成果を取りまとめ、『南山経営研究』に論考を投稿し、本年度の研究を終えた。本年度の研究は以下の理由から、おおむね順調に進捗したものと考える。1つ目に、持続可能な開発目標(SDGs)に関する文献を学際的な関心から収集し、その言説の整理を通じ、民間企業が「責任ある経営」としてSDGsに寄与する経営規範上の論点を整理することができた。2つ目に、民間企業が地球規模の課題解決に取り組む経営倫理的な意義を、国連によるグローバルパートナーシップ言説、国際社会からの期待言説、中長期的な経営戦略言説とは別の着想にもとづいて考究することができた。3つ目に、学会や研究会、シンポジウムへの参加を通じ、共通の関心を持つ研究者らとの学術的な交流とネットワークづくりを試み、本研究に資する助言を受け、意見交換ができた。4つ目に、研究成果をウェブサイトおよび論文に取りまとめ、年度内に発表・発信した。当初より設定した関心と過去2年分の研究成果を踏襲し、「責任ある経営」の倫理的な意義をより広範に考究する。研究対象を「持続可能な開発目標」に寄与する企業に特定しつつも、分析の枠組みを徳倫理における正義概念から現代正義論へ、さらには功利主義や義務論へと拡張して理論的な検討を進めることを目指す。また、研究成果を筆者が管理するウェブサイト上で発信するほか、学会発表や論文投稿を通じて刊行することを計画する。「責任ある経営」(Responsible Management)は、市場経済と経営戦略のグローバル化言説に呼応して形成されはじめた、企業の社会的責任の新たなアイディアである。本研究ではこのアイディアを2つの観点から整理し、その来し方行く先を理論的に検討する目的を掲げている。1つに「責任ある経営」とは、企業が開発途上国に新たな市場性を見出して越境する正当性を、地球規模の課題解決に求める着想である。そしてもう1つに、これまで国連、各国政府、NPO/NGOを担い手としてきた地球規模課題の解決を、企業の新たな責任として受容する戦略的CSRの拡張である。これらの例証として、2000年に発足したグローバル・コンパクト(UNGC)や2015年に採択された持続可能な開発目標(SDGs)をめぐる言説と、国内外の企業対応や取り組み事例を挙げることができる。本年度には企業がフィランソロピーに取り組む意義を、配分的正義の観点から検討した。ラテン語のフィロ(愛)とスロピー(人類)を語源にもつフィランソロピーは、日本語で「人類愛」や「博愛」と訳される。しかし経営の文脈でのフィランソロピーは、企業の社会貢献や、実業家による慈善活動を指す。本研究では語源と経営実践との理論的な連続性を探究することを通じ、責任ある経営の一端を解明することを試みた。先行研究では、企業が社会貢献に取り組む理由として、実務家の信仰、中長期的な利益概念(啓発された自己利益)、企業市民としての義務、そして戦略的CSRなどいくつかの観点から論じられてきた。本研究ではアリストテレスの正義論に着目し、経営上の利益配分の意義を配分的正義の観点から検討した。以上の成果を論文1編と学会報告1回として発表した。また、次年度に向けた下準備としてSDGsに関する文献リストと年表を作成し、研究者の管理するウェブサイトに掲載し、本年度の研究を終えた。以下の理由から本年度の研究はおおむね順調に進捗したものと思料する。1つ目に、企業の社会的責任、および経営倫理に関する文献を学際的な視野に立って収集し、その言説の整理を通じて「責任ある経営」の特徴を新たな観点から捉えることができつつあるため。

2つ目に、「啓発された自己利益」概念や戦略的CSRなど先行研究とは別のアプローチで、企業が社会貢献や慈善事業に取り組む意義を考察できたため。3つ目に、学会や研究会、シンポジウムへの参加を通じて、共通の関心を持つ研究者らとの学術的な交流とネットワークづくりを試み、本研究に資する助言を受け、情報交換ができたため。4つ目に、論文の執筆・掲載と学会発表、ウェブサイトを通じ、研究成果を取りまとめ、その一端を発表できたため。フィランソロピーの観点から「責任ある経営」を考察する昨年度の成果を深化させ、持続可能な開発目標(SDGs)に取り組む企業経営の意義を、徳倫理(Virtue ethics)、とりわけ正義の観点から理論的に検討した。SDGsは2015年に国連が提唱し、国連総会で採択された世界共通の目標である。17の目標群と169のターゲット群から構成され、2030年までに全世界での達成を目指している。各国政府は、地方自治体、学校、民間企業などの非政府機関に協力を求め、グローバル・パートナーシップの構築に向けた広報と啓発を進めてきた。しかし国連が提唱する政治課題や経済問題に取り組む企業の経営が、なぜ望ましいのか。本年度にはその経営上の規範性に着目し、この課題に倫理の観点から応答することを検討した。本研究ではSDGs関連文献を精査し、経営言説が内包する規範性を3つに分類した。1つ目に、地球規模課題の深刻さと解決の意義を謳う国連・政府視点の言説、2つ目に国際社会が企業の積極的な取り組みに求めていることを語る期待言説、そして3つ目として、統計や調査に依拠し、中長期的な需要と潜在的市場の規模を量る経営戦略言説である。しかし、これらはいずれも世界情勢と経営環境の変化を語る事実に依拠する半面で、経営規範への関心が薄く、倫理的な関心に立った望ましさを十分には論究しえないことを指摘した。今年度の研究では正義の着想を得て考察を重ね、次の結論を得た。SDGsへの参画を企業に促す言説の多くが政治的な矯正に依拠する傾向がみられる。しかし、その経営規範を配分の観点から検討してはじめて、企業が能動的にSDGsに取り組む意義を論じることができる。以上の研究成果を取りまとめ、『南山経営研究』に論考を投稿し、本年度の研究を終えた。本年度の研究は以下の理由から、おおむね順調に進捗したものと考える。1つ目に、持続可能な開発目標(SDGs)に関する文献を学際的な関心から収集し、その言説の整理を通じ、民間企業が「責任ある経営」としてSDGsに寄与する経営規範上の論点を整理することができた。2つ目に、民間企業が地球規模の課題解決に取り組む経営倫理的な意義を、国連によるグローバルパートナーシップ言説、国際社会からの期待言説、中長期的な経営戦略言説とは別の着想にもとづいて考究することができた。3つ目に、学会や研究会、シンポジウムへの参加を通じ、共通の関心を持つ研究者らとの学術的な交流とネットワークづくりを試み、本研究に資する助言を受け、意見交換ができた。4つ目に、研究成果をウェブサイトおよび論文に取りまとめ、年度内に発表・発信した。今後の研究の推進方策として、以下の3つの観点から「責任ある経営」概念の拡張と越境に関する理論的な考究に取り組む。1つ目に、利潤最大化を誘因とする経営戦略論から、持続可能な開発目標(SDGs)に適った経営実践へと「拡張」する企業側の動機とその変節過程を探ること。
半導体/絶縁体/金属複合構造による新しい量子機能材料の研究

半導体/絶縁体/金属のような全く異なる材料を接合し、量子機能を発現させるためには、ヘテロ界面が1電子層のオーダーで急峻に変化する必要がある。このような複合構造の作製は、従来からの成長方法では不可能である。我々は、新しく設計した成長装置と、1原子層のレベルで界面構造を明らかにできる蛍光EXAFS法を用いて、このような構造と量子機能を実現するための基礎研究として、本研究を遂行した。成長装置は、相異なる素材の原料がお互いに全く分離されて基板に供給されるよう、4槽からなる構造を持つ。また、相異なる素材をヘテロ成長させるために、化学的に活性なOMVPE(有機金属気相エピタキシ-)法を基本的に採用した。まず、代表的な化合物半導体であるInPとGaAsを、次いで、GaP、InGaAs、AlGaPの各種半導体において、通常のOMVPEモード(原料の同時供給)とIII族とV族の原料を別々に供給する独立供給(原子層制御成長を想定)によって成長し、完全な鏡面の成長層を得ることに成功した。これらを元に、4槽による原子層制御成長を行った。蛍光EXAFSでは、As原子を指標に、InP中のInAsの1原子層および1原子層以下の層におけるEXAFS測定に成功した。今まで報告さてている最も薄い層でのEXAFS測定である。今後、原子種を広げ、異質な界面での急峻性を明かにするとともに、このような異質な層の成長初期過程を明かにし、成長装置の構造と成長条件にフィードバックする。更に、X線CRT散乱法を適用することにより、1原子層レベルでのヘテロ層中及び界面の元素分布を初めて明らかにし、上記原子層制御成長のモニター及びEXAFS測定の解釈上極めて重要な情報が得られることを明らかにした。半導体/絶縁体/金属のような全く異なる素材を接合することは、一般には非常に困難である。また、量子機能を発現させるためには、ヘテロ界面が1原子層のオーダーで急峻に組成または構造が変化する必要がある。このような複合構造の作製は、従来からある成長方法では不可能である。我々は、新しく設計した成長装置と、1原子層のレベルで界面構造を明らかにできる蛍光EXAFSを用いて、このような構造と量子機能を実現しようとするものである。また、相異なる素材をヘテロ成長させるために、化学的に活性なOMVPE(有機金属気相エピタキシー)法を基本的に採用した。本年度は、本装置の組み立てと立ち上げに殆どを費やしたが、装置の基本性能を確かめるため、代表的な化合物半導体であるInPとGaAsを、通常のOMVPEモード(原料の同時供給)とIII族とV族の原料を別々に供給する独立供給(原子層制御成長を想定)によって成長した。完全に鏡面の成長層を得るに至ってはいないが、InPでは電子濃度1.6×10^<14>cm^<-3>、電子移動度5,500cm^2V^<-1>s^<-1>という最高水準の成長層が得られた。これらを元に、4槽による原子層制御成長を行う。蛍光EXAFSでは、As原子を指標に、InP中のInAs1原子層および1原子層以下の層におけるEXAFS測定に成功した。今まで報告されている最も薄い層でのEXAFS測定である。今後、原子種を広げ、異質な界面での構造を急峻性を明らかにするとともに、このような異質な層の成長初期過程を明らかにし、成長装置の構造と成長条件にフィードバックする。

また、量子機能を発現させるためには、ヘテロ界面が1原子層のオーダーで急峻に組成または構造が変化する必要がある。このような複合構造の作製は、従来からある成長方法では不可能である。我々は、新しく設計した成長装置と、1原子層のレベルで界面構造を明らかにできる蛍光EXAFSを用いて、このような構造と量子機能を実現しようとするものである。成長装置は、相異なる素材の原料がお互いに全く分離されて基板に供給されるよう、4槽からなる構造を持つ。また、相異なる素材をヘテロ成長させるために、化学的に活性なOMVPE(有機金属気相エピタキシー)法を基本的に採用した。本年度は、代表的な化合物半導体であるInPとGaAsを主に、GaP、InGaAs、AlGaPの各種半導体において、通常のOMVPEモード(原料の同時供給)とIII族とV族の原料を別々に供給する独立供給(原子層制御成長を想定)によって成長し、完全な鏡面の成長層を得ることに成功した。これらを元に、4槽による原子層制御成長を行う。蛍光EXAFSでは、As原子を指標に、InP中のInAs1原子層および1原子層以下の層におけるEXAFS測定に成功した。今まで報告されている最も薄い層でのEXAFS測定である。今後、原子種を広げ、異質な界面での構造を急峻性を明かにするとともに、このような異質な層の成長初期過程を明かにし、成長装置の構造と成長条件にフィードバックする。半導体/絶縁体/金属のような全く異なる素材を接合することは、一般には非常に困難である。このような複合構造の作製は、従来から存在する成長方法では不可能である。我々は、新しく設計した成長装置と、1原子層のレベルで界面構造を明らかにできる蛍光EXAFS法を用いて、このような構造と量子機能を実現するための基礎研究として、本研究を遂行した。また、相異なる素材をヘテロ成長させるために、化学的に活性なOMVPE(有機金属気相エピタキシ-)法を基本的に採用した。まず、代表的な化合物半導体であるInPとGaAsを、次いで、GaP、InGaAs、AlGaPの各種半導体において、通常のOMVPEモード(原料の同時供給)とIII族とV族の原料を別々に供給する独立供給(原子層制御成長を想定)によって成長し、完全な鏡面の成長層を得ることに成功した。これらを元に、4槽による原子層制御成長を行った。蛍光EXAFSでは、As原子を指標に、InP中のInAsの1原子層および1原子層以下の層におけるEXAFS測定に成功した。今まで報告さてている最も薄い層でのEXAFS測定である。今後、このような異質な層の成長初期過程を明かにし、成長装置の構造と成長条件にフィードバックする。更に、X線CRT散乱法を適用することにより、1原子層レベルでのヘテロ層中及び界面の元素分布を初めて明らかにし、上記原子層制御成長のモニター及びEXAFS測定の解釈上極めて重要な情報が得られることを明らかにした。
ディープラーニングから得た特徴抽出画像のルール表現・透明化に関する研究

2018年度は先ず不動点最適化理論を用いてSparsityとDiversityをもつ凸アンサンブル学習に対して最適性と収束性を解析的に示した点で大きな意義がある。次に、ニューラルネット、アンサンブル、サポートベクタマシンからルール抽出を行う大規模な比較実験を行った。この論文ではアンサンブル・ニューラルネットワーク、boosted shallow treeおよびサポートベクターマシンに対して10重交差検証により分類精度の計算方法を統一した上で多くの分類ベンチマークデータセットの網羅的な分類能力を示した最初の論文である。また、クレジットスコアリングを例題に分類精度と理解し易さを巧みにバランスさせて高精度優先分類器の提案を行った。既往の研究は分類精度のみを追求した研究が体制を占めていたが、本研究は理解度の充実も同時に実現した論文であり、現時点で当該論文を超えるパフォーマンスを示す論文は発表されていない。この点で大きな意義がある。センチメント分析に用いるサポートベクターマシンからルール抽出を方法も研究した。デジタルマーケティングへの応用意義がある。純粋医学への応用論文も発表した。対象はNASH(脂肪肝)患者に対する非侵襲的な推定モデルを作ることに世界で初めて成功したものであり、肝生検(腎臓に針を刺して細胞を採取する検査)を行わずに予測モデルを作る肝臓学における人工知能の画期的な応用といえる。2018年度は本研究課題の基礎的なメインテーマの一つである画像から専門家の知識を得て生成された比較的抽象度の高いデータをDBN(deep belief network)を用いて学習して得られたDNN(deep neural network)を簡潔なルール表現により透明化する方式を確立したした。この論文によりDBNのブラックボックス性の解消方式が示された点で画期的な意義がある。理論・アルゴリズムの構築および現実的な応用例への展開が全て予定以上に進捗している。2018年度は主として高精度分類器およびDBNの透明化に重点を置いたが、今後をより多く使われているCNN(Convolutional Neural network)への拡張を試みる。また、画像から生成されたより抽象度の低い画像への適用に付いても試みる。更に、CNNで学習して得られたDNNを簡潔な決定木に変換する方式についても検討する。これに成功すると画像・(時系列)数値混合データに対してルール表現による透明化が図ることが予想できる。研究用の消耗品費が当初予想より少なかったため。2019年度の研究用の旅費、人件費およびその他に使用する。
インターネット技術を活用したマルチリンガル言語運用教育システムと教育手法の研究

本研究では先端的な情報的基盤を活用して,東京外国語大学で必要とされる高度な外国語教育を実現するため、言語学と言語教育学と情報工学の専門家が協力し、IT技術の外国語教育への応用の可能性を模索するとともに、外国語教育の質と内容そのものに関しても、コンピュータ言語学やコーパス言語学の最新の成果を応用しつつ再検討を行う。そして、いつでもどこでも音声トレーニングやマルチメディアを利用した会話トレーニングができるようなユビキタス環境を構築する。本報告集は4章からなる。以下に各章の内容を簡単に解説する。第1章では,既存CALL教材のモニター調査を行い,その調査結果と分析が報告されている。結果は会話教材のシラバス設計に応用された。第2章は,通言語的発想に基づく文法教材とはどのようなものかを考察するための基礎資料として,フランス語,スペイン語,ポルトガル語,ドイツ語,中国語,朝鮮語で基本文法のプロファイルが作成された。これを基にして個別言語の文法構造によらず,広く異なる類型や系統の諸言語にある程度共通する通言語的文法構造を考察する。次に既存の言語コーパスを利用した分析とその文法教材への検討も行われた。また朝鮮語初級教材における基本動詞に関するコーパス分析の結果が掲載されている。最後にフランス語とトルコ語について発音教材の開発と基礎研究が行われた。第3章では,既存のWeb発音教材のアンケート調査とその評価と改訂版への提言が提示された。また,日本語学習者にとっての会話ニーズ調査を行い,その分析を行った。さらに,英語会話教材を用いた教育手法の研究に関する報告,とくに教師用手引きについての解説が掲載されている。最後の第4章は,東京外国語大学におけるユビキタス環境とe-Learningシステムについての研究報告が掲載されている。本研究の目的は、言語を基本言語層、日常言語層、文化言語層の三つにわけ、それぞれの言語層の特長を生かしながら、より高度な言語運用能力を学習者に取得させることのできる教育手法を開発することである。初年度はこのうち、とくに日常言語層を中心にした研究が行われた。本研究は、東京外国語大学大学院地域文化研究科において採択された21世紀COEプログラム「言語運用を基盤とする言語情報学拠点』と密接な関連性があるため、両プロジェクト間の連携をとりながら、それぞれが補完的な学術研究になるよう十分な配慮がなされた。先端的な外国語教育手法の開発は、最新の言語教育学および応用言語学の成果を土台としたものでなければならない。本年度はそうした研究基盤のインフラ整備を重点項目とした。そのため本学図書館における言語教育学・応用言語学関連の雑誌・図書の所蔵検索を実施し、重要なレファレンスであるにもかかわらず所蔵のない雑誌・図書をリストアップし、これらを優先的に購入した。他方、高度な言語教育手法を開発するための基礎研究を開始した。多言語CD学習教材のモニタリングを実施し、その結果が詳細に分析された。モニターによる分析の対象となった言語は、フランス語、スペイン語、ドイツ語、ポルトガル語、中国語であり、主に大学院生たちがモニターになり、各教材のコンテンツ、各課の配列、発音記述、文法記述、操作性などが詳細に比較検討された。この分析を通して、本学がこれから構築していくWeb教材のコンテンツ・モデルが検討された。また情報工学グループによって、Web教材の実現のための諸問題が検討された。6月から10月にかけて日常言語層の発音と会話をWeb教材化するための基礎研究が行なわれた。発音教材では学習レベルが設定され、会話教材では日常の言語運用における言語機能の分析が行われた。これらの基礎研究のほとんどは大学院生たちによって行われた。本研究の3つの研究グループがそれぞれ独立して研究をおこなった。言語班:各言論の文法を学習するための教材開発に向けた基礎研究を行った。

具体的には個別言語の文法プロファイルを作成し、これによって従来の個別言語的な文法だけでなく、複数の言語にわたる通言語的観点を重視し、一般文法の枠組みによって、個別言語の文法現象をとらえようとした。言語学班の音声研究グループでは、フランス語・ロシア語・朝鮮語・ポルトガル語などの韻律特徴が分析され、同時に、これらの基礎研究がどのように教材開発に応用されるかが検討された。評価班:本学の21世紀COEが開発したウェブ上の発音教材を学内外の教員・学生によって評価してもらった。評価シートを配布し、集計を行いそれらを統計処理した。その結果をふまえて、発音教材の改訂のための問題点などを整理した。一方、会話教材の内容改訂のために、各言語を学ぶ日本人および外国人留学生の学習ニーズ調査を行った。こちらも調査結果を踏まえて、改良点や問題点などの洗い出しを行った。情報班:インターネット上のモジュール教材の外部アクセスと内部閲覧のためのネットワーク環境整備を行った。また平成16年度から本格的にe-learningを行なうためのシステム開発も行った。本プロジェクトでは3つの班による研究が行われた。本年度は科研の最終年度であるため、それぞれの班が具体的な成果につながる研究を行った。言語班は平成15年度から作成を始めた個別言語の文法プロファイルをフランス語,スペイン語,ポルトガル語,中国語,朝鮮語で作成し,これらをデータベース化した。今後,そのデータベースを基に個別言語的観点と通言語的な観点から、各言語の文法特徴を比較対照する。一方、個別言語の文法現象を情報工学の援助を得てコーパス解析し、当該言語に特有の文法構造を解明し、その成果の言語教材への応用の可能性をさぐった。また言語学班では平成15年度から音声研究を実施してきたが、今年度はフランス語の既存の発音教材を分析し,新しいより理論的な発音教材の開発を模索した。他方,トルコ語についても発音教材を開発するための先行研究に関する基礎調査が行われた。評価班は平成15年度に本学大学院の21世紀COEが開発した発音教材の学内外の教員と学生によるアンケート調査を実施していたが,今年度は本科研プロジェクトの一環として,そのアンケート結果を集計し、統計処理を行い、発音教材の利点と問題点を指摘し、今後の改訂などに生かすための提言を行った。また平成15年度に会話教材の内容の改訂を目的とした、日本人および外国人留学生の学習ニーズ調査を行われたが,これについても本年度に調査結果をまとめ、会話教材の改良点と問題点の洗い出しを行ない、より効率的で学習者ニーズに適合した教材の実現のための提案を行った。英語会話教材については、クラスなどでの利用を考え、専用の教師用マニュアルを作成するとともに、教材を用いた教育手法について検討された。情報班はこれまで行ってきた発音教材と会話教材のウェブ化をさらに推し進め、ユビキタス環境を構築する。本年度よりインターネット上の教材を本格的にe-Learning化する。
CAD/CAMを用いたセラミックインレーの適合性改良のための臨床技法に関する研究

コンピューターを用いて修復物を作製するCAD/CAMは歯科医療に新しい可能性を提供する新技術として注目されている。しかし作製されたインレー体の適合性、合着用コンポジットレジンも満足のいく十分なものとはいえないのが現状である。本研究の目的は、どのような窩洞形式を行なえば適合性の良いインレー体が作製できるのか、どのような合着用コンポジットレジンを用いれば窩洞との敵合性が良く修復物辺縁部の間隙にも磨耗が少ないのかということを検討するために行った。その結果、セレックシステムによるCAD/CAMインレーの一般的傾向として2級窩洞の隣接面歯頚側隅角部の適合性に問題を残していることがわかった。即ち、歯肉壁の尖角部がシャープさに欠け最も適合性の劣ることがわかった。セラミックインレー体の窩洞への適合性はコンポジットレジンセメントの物性に影響を受けるものと思われる。そこで咬合面一級窩洞に形成したセラミックインレーをコンポジットレジンセメント種で合着した咬合面を磨耗試験にかけてその磨耗状態を観察した結果、それぞれのセメントの物性、特に強度とは強い相関はなく、むしろコンポジットレジンセメントの稠度に大きく影響をうけた。CAD/CAMを用いていて作製されたセラミックインレー体はそれ自体の適合性以外にセメントの稠度に左右されることが判明した。一方、咬合面窩縁部の適合性はメタルインレーなどに比べてセメントラインの幅が広く、この幅が広くなればそれに比例して磨耗量が大きくなる傾向が認められた。
マルチフォーカス立体ビデオ顕微鏡の開発と細胞内情報伝達機構解明への応用

マルチフォーカス立体カラービデオ顕微鏡の開発と細胞内情報伝達機構解明への応用を試み、以下の実績を得た。1.マルチフォーカス立体カラービデオ顕微鏡の構築平成9年度の本研究により、倒立型顕微鏡、ビームスプリッター、ミクロメーター型Z軸ステージ(自作)、モノクロCCDカメラ、リアルタイム画像解析装置(昨年度設備備品費にて購入)を組み合わせたマルチフォーカス立体ビデオ顕微鏡の開発に成功した。本年度はさらに、より高度な解析を可能にすることを目的とし、モノクロCCDカメラでは抽出できなかった色調による情報をカラーCCDカメラにより検出し、細胞内の蛍光物質の動態変化を3次元的に詳細に解析するマルチフォーカス立体力ラービデオ顕微鏡の構築を試み、開発に成功した(Analytica Chimica Acta 365,3-7;115-120)。2.RBL-2H3細胞におけるヒスタミン含有顆粒の動態細胞内カルシウム変化の3次元解析上記1.で構築したマルチフォーカス立体カラービデオは顕微鏡を用い、アレルギー反応時に重要な役割を果たしているマスト細胞(RBL-2H3細胞)でのヒスタミン含有顆粒の動態と細胞内カルシウム変化の3次元解析を試みた。その結果、fluo-3蛍光を指標として細胞内カルシウムの変化を、2つ以上の焦点面で同時に観察することにより、(1)紹胞膜の直下数百nmの部分に従来の染色法ではfluo-3により標識されないカルシウム・ストアーが存在すること、(2)この新しく見つけたストアーは小胞体であること、(3)この細胞膜直下の小胞体と細胞膜との間でのカルシウム濃度の上昇が、抗原抗体刺激時の開口放出に必須であること等を発見した。今回の発見は、これまでの1焦点面のみでの観察では行うことが困難であり、マルチフォーカス立体カラービデオ顕微鏡の開発により初めて可能となった(JapanJ.Pharmacol.in press他)。マルチフォーカス立体ビデオ顕微鏡の開発と細胞内情報伝達機構解明への応用を試み、以下の実績を得た。1.マルチフォーカス立体ビデオ顕微システムの構築異なる複数の焦点面の明視野像あるいは蛍光像を同時にリアルタイムで観察し、生きた細胞でリアルタイムに3次元的な観察を行うことを目的として、顕微鏡、ビームスプリッター、ハーフミラー、ミクロ型Z型ステージ(自作)、高画質業務用ビデオデッキ、リアルタイム画像解析装置(設備備品費にて購入)を組み合わせて、マルチフォーカス立体ビデオ顕微鏡を開発した(一部、Journal of Pharmaceutical and Biomedical Analysis 15,1483-1488に報告)。2.RBL-2H3細胞における開口放出機構の解明アレルギー反応時に重要な役割を演じるマスト細胞からのヒスタミンの遊離機構を、モデル細胞であるRBL-2H3細胞と本研究において開発したマルチフォーカス立体ビデオ顕微鏡を用い解析した。その結果、fluo-3蛍光を指標として細胞内カルシウムの変化を、2つ以上の焦点面で同時に観察することにより、抗原抗体刺激後の細胞内でのカルシウムイオンの動態は細胞内で一様に変化するのではなく部位により異なっており、しかも各々の領域は細胞内骨格タンパク質を中心とした障壁により隔絶されており、各々で独立して変化すること等を発見した。今回の発見は、これまでの1焦点面のみでの観察では行うことが困難であり、マルチフォーカス立体ビデオ顕微鏡の開発により初めて可能となった(J.Biol.Chem.272,13033-13039;Japan J.Pharmacol.73,68-69;bunseki,720-726)。
原子核表面におけるπ中間子分布の実験研究

原子核中での核子とπ中間子の相互作用を調べるコヒーレントπ中間子生成反応実験の測定装置の開発を行った。この反応は、400MeVのエネルギーを持つ陽子ビームから放出された仮想π中間子が、原子核中の核子との相互作用を繰り返すことによって、終状態に実π中間子が生成されるものである。そして、その反応確率は、核力の短距離成分の大きさに敏感である。そこで、今回Coherentπ中間子生成実験のために必要となる検出器、読み出し回路等の開発を行った。これで実験遂行の準備が整ったことになる。実験は、2004年度に予定されている。(1)π中間子検出のための高分解能位置検出器(ガス電子増幅検出器)の開発。陽子ビームとターゲットの反応点に隣接した分析電磁石周辺で、π中間子の運動量を高分解能・高効率で検出するために、高い位置分解能をもち、かつ、放射線損傷や放電に強いガス電子増幅検出器(GEM)の開発を行った。検出器の構造として、高速荷電粒子により電離されたガス電子を増幅する電極膜を多段に重ねることで、信号増幅度と効率を高めた。また、読み出しに、200μmピッチのストリップを薄い基板上に施し、位置分解能を高めた。また、ベータ線・ガンマ線源を用いて、検出器の基本特性(増幅度、効率等)を測定した。フローするガスの混合比、電極膜に印加する電圧を変化させ、それらのパラメータに対する増幅度・検出効率の依存性を測定し、実験に用いる場合のガス、電圧等のオペレーションパラメータの最適値を評価した。(2)高速シリアル信号読み出し回路の開発。検出器からの多チャンネル信号を、高速に読み出す回路を構築した。この回路は、(1)信号をバッファーに蓄積するとともに、順次、アナログ信号をシリアルに転送する信号読み出しカード、(2)読み出しカードからのアナログ信号をデジタル化するVMEベースのFADC、(3)読み出しカードの増幅度、波形整形時間等を制御するためにカード内臓のレジスタをプログラミングするためのField Programmable Gate Array(FPGA)ベースのボードの3つから構成される。今回、上記の3つのコンポーネントを動作させるのに必要な周辺回路を含めて開発を行い、動作確認を行った。原子核中での核子とπ中間子の相互作用、および核力の短距離成分を実験的に調べるために、Coherent Pion Productionの測定を計画した。この反応は、陽子ビームから放出された仮想π中間子が原子核中の核子との相互作用を繰り返すことによって最終的に実π中間子が生成されるものであり、その反応確率は核子とπ中間子の相互作用の強さに依存する。今年度は、生成されるπ中間子を測定するために、位置分解能力50100μm、高検出効率の性能をもつガス電子増幅検出器(Gas Electron Multiplier : GEM)の開発を行った。(1)電子を増幅する電極は、厚さ50μmのカプトンの両面に銅を蒸着し、直径70μmの穴を多数あけた膜から構成される。電極膜の両面に高電圧を印加することで、電極穴に急激な電場勾配が形成され、高電場中で電子のガス増幅が行われる。

今回の開発では、電極膜の耐久性を高めるため印加する電圧をさげ、電極を多段にすることで増幅度をあげる設計を行った。(2)増幅電子の読み出しには、1枚の基盤で荷電粒子の2次元位置情報を得ることができるように、200μmピッチのストリップを水平方向および垂直方向に並べた積層構造を持つ基盤を製作した。ストリップからの信号読み出しには、128チャネルの信号を一時的にパイプラインバッファーに蓄積しておき、順次マルチプレクサを通して1本のシリアルラインでアナログデータを高速に転送する。これらの機能をもつアナログ信号読み出しカードをGEM検出器に直接とりつける構造とした。Field Programmable Gate Array (FPGA)を用いて、アナログ信号読み出しカードの増幅度、読み出し速度等を遠隔で制御するようにした。上記開発と平行して、GEM電極にかわる新しいガス電子増幅のための電極材質の設計を行った。基板上に柱状に成長させたカーボンナノチューブは、高分解能の位置情報を持ちながら電子増幅を行う可能性を検討した。原子核中での核子とπ中間子の相互作用を調べるコヒーレントπ中間子生成反応実験の測定装置の開発を行った。この反応は、400MeVのエネルギーを持つ陽子ビームから放出された仮想π中間子が、原子核中の核子との相互作用を繰り返すことによって、終状態に実π中間子が生成されるものである。そして、その反応確率は、核力の短距離成分の大きさに敏感である。今年度は、Coherentπ中間子生成実験のために必要となる検出器、読み出し回路等の開発を完了した。これで実験遂行の準備が整ったことになる。実験は、2004年度に予定されている。(1)π中間子検出のための高分解能位置検出器(ガス電子増幅検出器)の開発。陽子ビームとターゲットの反応点に隣接した分析電磁石周辺で、π中間子の運動量を高分解能・高効率で検出するために、高い位置分解能をもち、かつ、放射線損傷や放電に強いガス電子増幅検出器(GEM)の開発を行った。検出器の構造として、高速荷電粒子により電離されたガス電子を増幅する電極膜を多段に重ねることで、信号増幅度と効率を高めた。また、読み出しに、200μmピッチのストリップを薄い基板上に施し、位置分解能を高めた。また、ベータ線・ガンマ線源を用いて、検出器の基本特性(増幅度、効率等)を測定した。フローするガスの混合比、電極膜に印加する電圧を変化させ、それらのパラメータに対する増幅度・検出効率の依存性を測定し、実験に用いる場合のガス、電圧等のオペレーションパラメータの最適値を評価した。(2)高速シリアル信号読み出し回路の開発。検出器からの多チャンネル信号を、高速に読み出す回路を構築した。この回路は、(1)信号をバッファーに蓄積するとともに、順次、アナログ信号をシリアルに転送する信号読み出しカード、(2)読み出しカードからのアナログ信号をデジタル化するVMEベースのFADC、(3)読み出しカードの増幅度、波形整形時間等を制御するためにカード内臓のレジスタをプログラミングするためのField Programmable Gate Array(FPGA)ベースのボードの3つから構成される。今回、上記の3つのコンポーネントを動作させるのに必要な周辺回路を含めて開発を行い、動作確認を行った。
多目的遺伝的機械学習手法の並列分散実装

数値データからの知識獲得において考慮すべきことは,知識の精度と分かりやすさである.しかし精度と分かりやすさの間にはトレードオフの関係があり,両者が最適になる知識は一般に存在しない.多目的遺伝的機械学習は,これら2つの目的を同時に最適化することで,精度と複雑性の異なる複数の知識を一度に獲得できる手法である.また,大規模データからの知識獲得が必要とされており,本研究では,多目的遺伝的機械学習の並列分散実装方法を検討する.また,並列分散実装の適用可能性を確かめるために,様々な条件部集合に基づく遺伝的機械学習への適用と,複数データセンタからの知識獲得への適用を検討する.平成25年度は,並列分散実装の多目的最適化への拡張の前段階として,進化計算で用いる加重和適応度関数の重みを,並列化した部分個体群毎に異なる値に設定し,精度と複雑性の異なる識別器(知識)の獲得を試みた.遺伝的ファジィルール選択を基にした場合,部分個体群間での移住操作を頻繁に行うことで,高精度の識別器が獲得できることを確認できた.さらに,学術雑誌「システム/制御/情報」において,解説「遺伝的機械学習を用いた大規模データからの知識獲得」を寄稿した.これまで均等分割ファジィ集合を用いた知識表現を多用してきたが,平成26年度は区間集合および区間導出型ファジィ集合を用いた知識獲得における並列分散実装に関しても調査を行った.大規模データに対しては,ファジィ度の高い区間導出型ファジィ集合を用いることで,大規模データに対して高い汎化性能が得られることを確認した.この成果を2014 IEEE International Conference on Fuzzy Systemsで発表した.多目的ファジィ遺伝的機械学習の並列分散実装において,高精度な知識が獲得できない問題に対して研究を行った.2つの目的関数(識別精度の最大化と複雑性の最小化)を回転行列を用いて修正し,複雑性の最小化を緩和することで,識別精度の最大化を強調するようにすることで,より複雑かつ高精度な知識が獲得できることを明らかにした.ただしデータによっては,単純に複雑な知識が増加するものの,精度が改善されないという問題も確認された.そこで,部分個体群ごとに,異なる回転角度で修正された目的関数を割当,探索性能の改善を試みた.この成果に関しては,国内外の会議にて発表を行った.またこれまでは,進化型多目的最適化手法として,優越関係に基づく代表的な手法であるNSGA-IIを用いてきたが,アルゴリズムの並列化と,目的関数の方向性を決定し易いという観点からMOEA/Dを用いた実装も行った.MOEA/Dは,多目的最適化問題をスカラー化関数を用いて複数の単一目的最適化問題に分割する手法である.様々なスカラー化関数を用いることができるため,データに合わせて異なるスカラー化関数を用いることができる.この成果に関しては,国内の会議にて発表を行った.さらに,ファジィ識別器だけでなく,区間集合を用いた識別器を設計することが可能である遺伝的機械学習手法GAssistの並列分散実装とファジィ遺伝的機械学習との比較を行った結果を国際会議論文としてまとめて採択された.論文発表以外では,台湾で開催された国際会議にて,遺伝的ファジィシステムとそのデータマイニングへの応用というタイトルでチュートリアル講演を行い,並列分散知識獲得を紹介した.また,グラナダ大学のSalvador Garcia博士に招聘され,進化型ファジィシステムのセミナーを行い,これまでの並列分散型知識獲得の成果を紹介した.数値データからの知識獲得において考慮すべきことは,知識の精度と分かりやすさである.しかし精度と分かりやすさの間にはトレードオフの関係があり,両者が最適になる知識は一般に存在しない.多目的遺伝的機械学習は,これら2つの目的を同時に最適化することで,精度と複雑性の異なる複数の知識を一度に獲得できる手法である.また,大規模データからの知識獲得が必要とされており,本研究では,多目的遺伝的機械学習の並列分散実装方法を検討する.また,並列分散実装の適用可能性を確かめるために,様々な条件部集合に基づく遺伝的機械学習への適用と,複数データセンタからの知識獲得への適用を検討する.今年度は,多目的ファジィ遺伝的機械学習の並列分散実装に関する基礎実験を様々な設定条件で行った.非並列非分散実装で得られるような複雑且つ高精度な知識が,並列分散実装で得られない原因として,データの分割による過剰適合が明らかになった.この問題を緩和する方法として,進化型多目的最適化における目的関数の変更を検討し,ある程度の改善が確認されている.また,国際会議での発表によりBest Regular Paper Awardを受賞したことから,一定の評価を得られていることが確認できた.計算知能

平成26年度で明らかになった問題点を考慮した目的関数の修正や,他の進化型多目的最適化手法の適用を検討する予定である.また,均等ファジィ集合の遺伝的調整手法の並列分散実装も行い,ファジィ集合の組合せ最適化の並列分散実装と合わせて,より汎化性能の高い知識の獲得を試みる予定である.多目的知識獲得の並列分散実装として,単純な進化型多目的最適化手法の適用ではなく,部分個体群毎に異なる適応度関数を用いるという新しいアイディアを検討したが,性能評価に関して,あまり多くのデータに適用できていない点と,部分データ集合の交換を実装していない点で,やや遅れていると思われる.逆に,より一般的な遺伝的機械学習への拡張という面では,部分個体群と部分データ集合の分割数に関するスケーラビリディ評価が行うことができ,多目的化へ向けた基礎実験に一定の成果が得られたと考えられる.年度末に外国での論文発表を行うために予算を確保していたが,微調整できるものではないため次年度使用額が生じた.また,予算を使いきるための無駄な消耗品購入を行わなかったためである.部分個体群サイズに偏りのある実装を引き続き検討し性能調査を行う予定である.多目的な探索として,加重和重み付け適応度関数の重みの偏りのある設定も検討し性能調査を行う予定である.また,ファジィ集合や区間集合だけでなく,区間集合から導出した非均一なファジィ集合の適用と有効性も検証する予定である.次年度予算と合わせて,学会発表あるいは非常勤職員の雇用に用いる予定である.年度末に必要な消耗品を購入したが,使い切るための無駄な購入を行わないようにしたため,2173円未使用となった.今年度は,研究成果の発表として国際会議に2回と国内会議3回を予定している.また,研究を進める上で,大学院生にプログラミングやデータ解析の補助を行ってもらう.本年度予算は主にこれらのために用いる予定である.
グルココルチコイド産生細胞の最終分化に関連するAP-1様転写調節蛋白質の同定

前年度までに、マウス副腎皮質由来のY1細胞をもちいた実験から,CYP11B1遺伝子の転写開始点の上流にAP-1様DNA結合蛋白質が結合すること、この配列がプロモーター活性に不可欠であることが明らかになった。また、AP-1配列の3'側にAd4結合蛋白質(Ad4BP)の結合配列が存在したが、蛋白質の結合は認められず、Ad4配列には転写活性化能は認められなかった。さらに、AP-1が、副腎皮質の全層に存在する転写因子であるAd4BPの結合を抑制して転写を活性化することが判明した。今年度は、Y1細胞の核抽出液に見いだされたAP-1様転写調節蛋白質の構成因子の同定と、ラット副腎皮質におけるAP-1様転写調節蛋白質の存在を解析を行った。1.AP-1の構成蛋白質junおよびfosファミリーのメンバーを認識する抗体を用いたゲルシフト法により、Y1細胞の核抽出液に見いだされたAP-1蛋白質は、junD蛋白質とFos関連蛋白質から構成されることが判明した。2.CYP11B1遺伝子が発現しているラット副腎皮質束状層細胞から核抽出液を調製し、AP-1配列とAd4配列を含む転写調節領域へのDNA結合蛋白質を調べた。その結果、Y1細胞の核抽出液で得られた結果とほとんど同一の結果が得られた。すなわち、束状層細胞の核抽出液には、AP-1とAd4BPの結合活性があり、AP-1の活性がAd4BPの活性に比べて数倍高かった。AP-1とAd4BPは同時には結合せず、副腎皮質束状層細胞においても、AP-1がAd4BPの結合を抑制することが判明した。以上の結果は、AP-1が、CYP11B1遺伝子の副腎皮質内における細胞層特異的発現に重要な役割を持つことを示す。
MIN6細胞株を利用したグルコース反応性インスリン分泌機構に関する研究

<研究の目的>グルコース反応性膵β細胞株MIN6細胞を限界希釈して得られたコロニーを単離し、グルコース反応性インスリン分泌が良好なm9株と、不良なm14株をサブクローン化した。本研究では、この2つのサブクローン化したMIN6細胞を用いて、グルコース反応性インスリン分泌機構とその破綻に関与する遺伝子を網羅的に同定し、それぞれの遺伝子のインスリン分泌における役割を解析する。<研究実績の概要>蛍光ディファレンシャルディスプレイ法、データベース検索およびノザン法により、m9株とm14株の間で発現量の異なる遺伝子を同定した後、分類した。その結果、カルシウム代謝に重要な分子の発現の差異が認められた。細胞内カルシウム濃度測定より、m14株ではm9株に比べ細胞内カルシウム濃度の増加をみとめ、グルコース反応性カルシウム濃度上昇を認めなかった。m14株をカルシウムチャネルブロッカーであるニフェジピン処置後、グルコース反応性細胞内カルシウム濃度上昇とグルコース反応性インスリン分泌が改善した。さらにm14株では、ニフェジピン処置後、ATP感受性カリウムチャネルおよび電位依存性カルシウムチャネルのサブユニットの発現がmRNAレベル、タンパクレベルともに上昇した。m9株ではカルシウムチャネル作動薬であるBay K8644によりATP感受性カリウムチャネルおよび電位依存性カルシウムチャネルのサブユニットの発現が低下した。以上の結果、慢性的な細胞内カルシウムの上昇が、m14株のインスリン分泌不良の原因であることが示唆された。m9株とm14株で発現の異なる遺伝子のうち、カルシウム代謝に関与する遺伝子は、m14株の細胞内カルシウム上昇およびそれに伴うインスリン分泌不良の原因である可能性がある。さらに糖尿病におけるインスリン分泌不全との関与も示唆される。