hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
河姆渡文化研究の再構築-余姚田螺山遺跡の学際的総合調査-

人骨および動物骨のアイソトープ分析の結果、当時の食餌内容において海産資源の占める比率が小さかったこと、また、イノシシからブタへの家畜化が完全には進行していなかったことが明らかとなった。河姆渡文化前期の1点の木製円筒器がイチョウ製であると同定された。イチョウ製木製品としては世界で唯一の出土例であり、過去のイチョウの分布状態を考察する上で格好の材料を提供することとなった。今年度は4度にわたり延べ10名が訪中し、計4週間を実地調査に費やした。調査の主体を占めたのは田螺山遺跡であるが、併せて関連遺跡の踏査等をも実施した。具体的には、各種出土遺物の観察・実測・写真撮影、木器・木製品の樹種同定、魚骨の同定、土壌試料の花粉・珪藻・プラントオパール分析、土器付着炭化物の放射性炭素年代測定などからなる。これら一連の調査・分析から得られた主な成果は以下の通りである。河姆渡文化前期「魚骨坑」出土の魚骨はそのほとんどがコイ科によって占められること、中でもフナが圧倒的に多いことが明らかとなった。また、その体調分布から、産卵期に岸辺に集まったものを集中的に捕獲したものと判断された。河姆渡文化中期層から一括出土した根株がツバキ属であると同定された。人為的に植栽されたと考えられることからチャノキ(茶)である可能性がきわめて高いと判断される。茶樹栽培の起源を探るうえで画期的な発見といえる。11月に2008年度上半期までの研究成果報告書を中国語で出版した。それに合わせ、同月、杭州市(中国)と金沢市で研究成果報告会を開催した。関連学界はもとより、マスコミからも大きな反響があり、新聞・雑誌等で数多くの報道がなされた。また、関連研究者から新たな共同研究の申し入れもあり、今後の研究の深化が期待できる。今年度は主に4年間の研究成果のとりまとめを行った。海外調査については、2度にわたり延べ5名が訪中し、計17日間を実地調査に費やした。田螺山遺跡出土遺物の補足調査と関連遺跡の踏査を実施した。日本国内では、放射性炭素年代測定、出土木製品の樹種同定、漆塗膜分析、出土ツバキ属樹木根株のDNA分析などを実施した。1)日中両国の複数の研究機関により実施された放射性炭素年代測定の結果は概ね整合的であった。一部に層位との逆転などがみられるものの、遺跡全体の存続期間を紀元前50003500年とほぼ確定することができた。2)田螺山遺跡前期層出土の円筒器表面にみられる塗膜が黒漆であることが判明した。特に上塗り漆に黒色顔料を混ぜる技法は日本の縄文時代にはみられないもので、中国独自の技法といえる。3)ツバキ属樹木根株にはすでにDNAが残存しておらず、遺伝学的な樹種同定は不可能であった。これらの分析・研究と並行して、研究成果報告書の執筆・翻訳・編集を進めた。2月には中国から共同研究者4名を日本へ招聘し、研究成果発表会を開催するとともに、研究成果報告書に関する最終的な打ち合わせを行い、その内容を確定した。年度末の3月下旬に、その研究成果報告書(総267ページ)を刊行した。
生体内におけるPPAR-gammaの翻訳後修飾とその役割

研究成果の概要:糖尿病などに代表される生活習慣病の最重要原因は肥満であり、核内受容体型転写制御因子PPAR-gammaは、脂肪細胞の分化制御を介した肥満の倹約因子である。今回我々は、PPAR-gammaのSUMO化修飾の生理学的意義を明らかにすることを目的に、まずPPAR-gamma2特異的ノックダウンマウスを作成した。そしてこのマウスは、痩せの大食いと共に、脂肪肝が全く認められないという表現系を示した。糖尿病などに代表される生活習慣病の有病率の増加や若年化は,日本において最も重要な社会問題の一つとなっている。この生活習慣病の最重要原因は肥満であり,「肥満=脂肪細胞の異常な分化,肥大」という事実に基づき,脂肪細胞の分化制御機構を分子,細胞,個体レベルで明らかいすることが,肥満防止の最重要課題と考える。特に,ペルオキソーム増殖因子の核内受容体型転写因子であるperoxisome proliferator-activated receptor-γ(PPAR-γ)は,組職発現部位部やその転写活性制御機構に関して詳細に解析さており,脂肪細胞の分化,脂大を支配する倹約遺伝子として機能することが明らかとなってきた。しかし,PPAR-γと脂肪細胞の分化,さらに糖尿病発症を結ぶ分子メカニズムは明らかいされていないため,今回申請者は,脂肪細胞の分化制御機構におけるPPAR-γの作用機序を明らかにするために,哺乳類に2種類存在するPPAR-γのうち,その組職発現部位部が脂肪細胞に限局するPPAR-γ2に着目し,RNA干渉法(RNAi)を利用したPPAR-γ2のsmall ubiquitin-like modifier(SUMO)化の生理学の意義を細胞および個体レベルで明らかにすることを目的とした。現在,組職学的,生化学的知見に基づき,さらに解析を続けている。糖尿病などに代表される生活習慣病の最重要原因は肥満であり、「肥満=脂肪細胞の異常な分化、肥大」という事実に基づき、脂肪細胞の分化制御機構を分子、細胞、個体レベルで明らかにすることが、肥満防止の最重要課題と考える。特に、ペルオキソーム増殖因子の核内受容体型転写因子であるperoxisome proliferator-activated receptor-γ(PPAR-γ)は、組織発現部位やその転写活性制御機構に関して詳細に解析さており、脂肪細胞の分化、肥大を支配する倹約遺伝子として機能することが明らかとなってきた。しかし、PPAR-γと脂肪細胞の分化、さらに糖尿病発症を結ぶ分子メカニズムは明らかにされていないため、今回我々は、脂肪細胞の分化制御機構におけるPPAR-γの作用機序を明らかにするために、哺乳類に2種類存在するPPAR-γのうち、その組織発現部位が脂肪細胞に限局するPPAR-γ2に着目し、RNA干渉法(RNAi)を利用したPPAR-γ2のsmall ubiquitin-like modifier (SUMO)化の生理学的意義を細胞および個体レベルで明らかにすることを目的とし、以下の点を明らかにした。野生型マウスと比較して、PPAR-γ2特異的ノックダウンマウスは、1)、過食であるにも関わらず、体重増加率は低い。2)、血中レプチン量は約40%であった。3)、高脂肪食負荷時の重度の脂肪肝は認められなかった。
三次元多様体上の群作用

多様体上にいくつかの非自明な自己同相があり、それらの同相が、写像の合成を法として群構造をなしているとき、その多様体に群作用があるという。有向閉三次元多様体上に有限群が作用している場合について研究した。有向閉三次元多様体上の周期的な自己同相、すなわち、巡回群の群作用については、その固定点集合の位相的特徴が知られているが、一般の有限群については、一つの群を固定したとき、その群が群作用として実現できる多様体が存在するか、また逆に、多様体にホモロジー群上の制限を与えたとき、そのような多様体の属の上に作用する群には、どのような特徴があるかは、あまり知られていない。研究実績としてまず、多様体を有理係数ホモロジー球面に制限し、固定点集合が孤立集合からなるとき、その群作用は、位数2の巡回群でしかあり得ないことを証明した論文を完成し、発表した。また、この結果の延長として、一般の有向閉三次元多様体上に固定点集合が孤立点集合からなる二面体群が作用するときの、多様体のベッチ数と群の位数の間にある関係式についての論文を完成した。次に、どのような有限群もある適当な有理係数ホモロジー球面に、固定点を持たない群作用として作用できることが、近年証明されたことを受けて、その証明を独自に解釈するとともに、その結果の延長として、固定点を持たない有限群の一般の有向閉三次元多様体上の群作用について、多様体のベッチ数と群の位数の間にどのような制限もしくは関係式が存在するかを研究しようとしている。
力覚制御ロボットによる生体関節の摩擦係数の測定

今年度は、主としてイヌ膝関節を対象とした関節の起動摩擦(最大静止摩擦)測定を行った。動摩擦と静摩擦について教科書レベルでは、最大静止摩擦すなわち運動開始時の起動摩擦は、運動中の摩擦すなわち動摩擦より大きいとされている。また、関節の摩擦が、荷重時間に依存して変化するという結果が、従来報告されている。こうした観点から、動摩擦より大きな起動摩擦の存在が予想される。しかし、従来、それを明確に測定した報告はない。起動摩擦は短時間の現象であるため測定が困難であったのが、その理由である。本研究では、ロボットアームの動作により運動と静止の条件を精度よく再現させることにより、起動摩擦の検出を試みた。最初に、シーケンシャル制御で、摩擦面の検索を行った。すなわち、ロボットの末端効果器を垂直方向に動作させて、摩擦面が接触した位置を力覚センサで認識し、末端効果器に検索した順序の番号を付してロボットのコントロールボックスにある記憶装置に格納する作業を行った。全すべり距離を3mm、荷重を10Nとした。次に、記憶された番号に沿ってロボットを動作させ、末端効果器を摩擦面に沿って運動させた。1.5mm摩擦した地点で0100sの間で設定した時間、静止させ、その後、1.mm摩擦した。検索段階と測定段階のいずれも脛骨側に固定された6軸力センサでセンシングして、DIOボードを介してパーソナルコンピュータに入力した。予備実験として、まず高密度ポリエチレン/鋼の摩擦を測定した。その結果、無潤滑で摩擦した場合、起動摩擦は、動摩擦より1割程度大きい事がわかった。次に、イヌ膝関節について測定した結果、起動摩擦は、静止して荷重を加えた時間に大きく依存して変化することがわかった。たとえば、100秒間の静止では、摩擦係数が0.1を越えることがわかり、静止荷重が、関節の潤滑メカニズムに大きな変化を及ぼすことがわかった。
微生物起源新規抗ハブ毒剤の開発に関する生化学的研究

微生物起源新規抗ハブ毒剤を開発するために、平成2年度及び平成3年度に渡り研究を行ない以下の成果を得た。1.ハブ毒出血因子NR2bの全一次構造決定(平成2年度)ハブ毒出血因子HR2bの一次構造をタンパク質化学的に研究し、その全構造を決定した。その結果、HR2bは204個のアミノ酸から構成されていて、分子量は23,500、糖を含まない金属タンパク質であることがわかった。同出血因子に存在する6個のシステイン残基は全てジスルフィド結合を形成していた。すなわち、HR2bには遊離のシステインは存在しなかった。HR2bの一次構造には金属プロテア-ゼの亜鉛結合部分のコンセスサス配列が存在し、同出血因子がプロテア-ゼ活性を有することが示唆された。このことは、実際にアゾルブミン、アゾカゼイン、ジメチルカゼインを基質としてプロテア-ゼ活性測定することにより確認できた。2.マング-ズ及びハブ抗出血因子の作用機構解明(平成3年度)HR2bに対するこれらの抗出血因子の作用を調べたところ、両抗出血因子ともHR2bのプロテア-ゼ活性を阻害すること、及びその阻害は出血活性に対する阻害と関係していることが分かった。さらにその阻害機構を超遠心分析、分光学的分析、高速液体クロマトグラフによる解析を行い、従来知られているプロテア-ゼ阻害剤と機構が異なることを明らかにした。3.微生物起源抗出血因子の検索(平成3年度)各種土壌から約500種類の放射菌を単離した。これらの菌の培養濾液についてHR2bに対する阻害を調べたところ、阻害活性を示す菌を検出することはできなかった。微生物起源新規抗ハブ毒剤を開発するために、本年度は以下の研究成果が得られた。1.ハブ毒出血因子HR2bの全一次構造決定カルボキシメチル化HR2bをBrCN分解、トリプシン、リジルエンドペプチタ-ゼ、V8プロテア-ゼ消化により断片化した。生成した各ペプチドをセファデックスを用いるゲル濾過、イオン交換樹脂および逆相カラムをによる高速液体クロマトグラフィ-を行うことにより精製した。さらに、各精製ペプチドのアミノ酸組成、アミノ酸配列を、それぞれアミノ酸分析計、気相法プロテインシ-ケンサ-を用いて決定した。各ペプチドのアミノ酸配列を組み合わすことによりHR2bの全一次構造を決定することができた。HR2bは204個のアミノ酸から構成されていて、分子量は23,500、糖を含まない金属タンパク質であった。HR2bの一次構造には金属プロテア-ゼの亜鉛結合部位のコンセンサス配列が存在し、同出血因子がプロテア-ゼ活性を有することが示唆された。このことは、実際にアゾアルブミン、アゾカゼイン、ジメチルカゼインを基質としてプロテア-ゼ活性測定することにより確認できた。2.マング-ズ抗出血因子の作用機構解明HR2bの有するプロテア-ゼ活性を利用してマング-ス抗出血因子の作用を調べたところ、マング-ス抗出血因子はHR2bの出血活性は阻害するが、プロテア-ゼ活性は阻害しないことがわかった。この結果は、プロテア-ゼ活性と出血活性が相関していないことを示してをり、今後さらに検討する予定である。
古典インド思想における命題論理としての背理法とその応用の研究

本研究の中心をなすクマーリラにおける背理法による論証(arthapatti)の機能についての研究成果のみを要約する。クマーリラがarthapattiとanumanaとの相違を検討する際に実例とした「外出想定のarthapatti」において,「チャイトラは生きているのに家にいない」という外出想定の状況に「チャイトラは生きているときには家の中か家の外にいる」という前提を加えることによって,そこから「チャイトラは家の外にいる」という帰結を演繹的に導出することができる。その際には,チャイトラ以外の人物について家の中にいるか外にいるかを検討する必要はない。外遍充論の立場であれ内遍充論の立場であれ,いずれのanumanaも「基体xに或る属性Pがあれば,xには別の属性Qがある」という,基体となる個体一つと二つの属性との相関関係を個体領域において普遍化することにより,述語論理のような量化を伴う論理体系のなかで論証をおこなう。これに対し「外出想定のarthapatti」は全称量化子による全称肯定文を必要とせず,チャイトラ一人を主語とした命題だけを用いて命題論理の範囲内で論証しようとするものである。したがって,クマーリラがarthapattiをanumanaとは別種の独立の知識根拠としたのは,論理学的にみて正当だと言えよう。またクマーリラは,シャバラが引用するVrttikaraによる分類を継承してarthapattiを「観察からの必然的帰結」(drstarthapatti)と「伝聞からの必然的帰結」(srutarthapatti)の二種に大別した。更に彼は,srutarthapattiは「知識手段を把捉するもの」(pramanagrahini)であるとし,この点でそれは「事柄」(artha)を認識対象とするdrstarthapattiから区別されるとする。クマーリラはsrutarthapattiが新たな「事柄」ではなく,新たな事柄を言明する知識手段としての「言葉」を知らしめるものであることを詳論しており,この区別は彼の晩年の著作Brhattikaに至るまで一貫している。本研究は平成10年度の追加採択となったので,図書の発注や調査旅行が可能となったのが11月はじめであった.このため当初の研究予定を大幅に遅れて遂行せざるをえなくなったが,研究全般のための基本的作業をかなりの程度に達成することが出来た.即ち,研究代表者は,本研究の中心的な研究対象となるクマーリラの著『韻文による評釈』(Slokavartika)のArthapati章についてテキスト入力を行い,この章全体の論述を詳細に分析した科段表を作成した.また,記号論理学の研究書を基に命題論理と述語論理との区別を了解し,クマーリラが本章において定式化したarthapattiは,インド論理学研究で一般に準拠される述語論理ではなく,命題論理の見地から解明するべきであるという見通しを得ることが出来た.さらに,論文「クマーリラにおける祭式構造論の転換」において,クマーリラが,ミーマーンサー学派で伝統的に個々の祭式の独自類型を表すのに用いていた術語apurvaを個人の自我のうちに形成される一種の潜勢力の意味に転換する際に,伝統的なapurva顕現説を離れてapurva生起説を採用しつつ,arthapattiとして定式化された背理法を祭式規定解釈の各段階で順次に応用していくことによって,必要最小限のapurvaのみを想定するのに成功したことを指摘した.研究分担者は,それぞれインド仏教文献とヴェーダ文献とからarthapattiないし背理法に関連する叙述箇所を収集した.この収集成果を整理して,arthapattiの定式化における仏教論理学との交渉及びarthapattiを応用したヴェーダ文解釈の実際を解明する作業は,平成11年度に持ち越される.本研究の中心をなすクマーリラにおける背理法による論証(arthapatti)の機能についての研究成果のみを要約する。

更に彼は,srutarthapattiは「知識手段を把捉するもの」(pramanagrahini)であるとし,この点でそれは「事柄」(artha)を認識対象とするdrstarthapattiから区別されるとする。クマーリラはsrutarthapattiが新たな「事柄」ではなく,新たな事柄を言明する知識手段としての「言葉」を知らしめるものであることを詳論しており,この区別は彼の晩年の著作Brhattikaに至るまで一貫している。本研究代表者は、今年度の研究を総括する論文「arthaapattiとanumaanaとの論理学上の相違について」で次のような研究成果を発表した。「外出想定のarthaapatti」を敢えてanumaanaの形式に当てはめれば、「チャイトラは外にいる」「生きていて家にいないから」「生きていて家にいないものは誰であれ、外にいる」という三支作法の論証式が出来上がる。けれども、「チャイトラは外にいる」を導き出すために、現実には、チャイトラ以外の人物について家の中にいるか外にいるかを検討する必要はない。クマーリラは、連言や選言の機能を解明して命題論理学の体系を築いたわけではないけれども、論理学の根幹に関るひとつの問題提起を行った。即ち、常に全称肯定文を推論の根拠とするanumaanaとは異なったやり方で、或る命題から別の命題を導出することが可能なのではないかという論理学上の見通しを、anyathaanupapattiという名称での背理法による導出の方向づけと共に提起したのである。外遍充論の立場であれ内遍充論の立場であれ、いずれのanumaanaも「基本xに或る属性Pがあれば、xには別の属性Qがある」という、基体となる個体一つと二つの属性との相関関係を個体領域において普遍化することにより、述語論理のような量化を伴う論理体系のなかで論証をおこなう。これに対し、クマーリラにおいては未だ見通しの域を出ていないにせよ、「外出想定のarthaapatti」は、全称量化子による全称肯定文を必要とせず、チャイトラ-人を主語とした命題だけを用いて命題論理の範囲内で論証しようとするものである。それ故、「外出想定のarthaapatti」の論理形式をanumaanaに還元することはできない、と言うことができる。来年度には、本研究代表者は、研究分担者の協力の下に、スートラの時代からクマーリラ以前にかけてのミーマーンサー学派におけるarthaapattiとanumaanaの関係を解明し、研究分担者がこれまでに収集した資料とも比較検討しつつ、3年間の研究成果をまとめて報告書を作成する。本年度は本研究の最終年度であるため,昨年度の研究成果であるクマーリラが完成した背理法の理論の成立背景を専ら調査すると共に,研究成果報告書の作成に従事した。クマーリラが所属する聖典解釈学派では背理法を用いた論証をarthapattiと呼び習わすが,聖典解釈学派ではこの呼称は,6世紀初めの仏教徒ディグナーガと聖典解釈学派のシャバラスヴァーミンがそれぞれの著作の中で引用する別々の註釈作者たちが用い始めたものであり,聖典解釈学派が成立当初から用いていたものではなかった。聖典解釈学派の根本典籍である『ミーマーンサー・スートラ』のなかには数箇所にわたって"arthapatti"という語の用例が見出される。すなわち7.4.16;7.4.18;9.2.49;10.3.35;10.4.35の個所である。
深層学習を用いた環境音認識による聴覚障害者支援システム基盤の開発

平成30年度は,実用化に必要な課題として,新たに1)学習データの追加収集,2)識別処理と伝達方法の改善,3)音源方向の推定,について検討を重ねた結果,多種多様な警告音への対応が最優先と判断し,1)を重点的に実施した.具体的には,Urban Sound Dataset(世界中のユーザがアップロードした音データから都市の日常音を選別しラベリングしたデータ・セット)から車のクラクション428個,救急車のサイレン929個,自転車のベル169個を追加収集した.その後,それらからノイズの比較的少ないデータとして,車のクラクション151種,救急車のサイレン120種,自転車のベル103種(各種12個)を選定し,これまでの識別対象5種(車のクラクション,救急車のサイレン,自転車のベル,火災報知器,騒音)に追加の上,実験を行った.5-fold法で評価した結果,約97%の識別率を得た.すなわち,新種の音データに対して,同一のアルゴリズムにより,学習データを追加するのみで対応可能なことを確認した.なお,追加の学習データ採取システムについては,非営利のマイクロボランティア・クラウドソーシングプラットフォームであるCrowd4Uを用いることで実現可能となることを確認した.研究期間全体を通じて実施した研究の成果として,1)歩道などの騒音の多い環境下においてもスマートフォンのみで警告音5種(車のクラクション,救急車のサイレン,自転車のベル,火災報知器,騒音)を識別し,2)ユーザが選択した警告音種のみ通知可能であり,3)新規の警告音種についてはデータを追加し再学習することで識別可能となるシステムを構築した.今後については,これまでの成果を発展させることで,クラウドソーシングによる学習データ採取システムの構築,識別対象の拡張,識別処理と伝達方法のさらなる改善,音源方向の推定等に取り組んで行く予定である.本研究は,難聴高齢者を含む聴覚障害者が安全・安心かつ質の高い生活(QOL)を送るため,近年様々な分野で大幅に識別性能を向上している深層学習と,多くの人々がインターネットを通して容易に協力可能なクラウドソーシングのしくみを用いることで,環境音を非常に高い精度で識別しユーザに伝達する,聴覚障害者支援システム基盤を開発するものである.本システムは,1)スマートフォンやウェアラブル端末を活用することで日常的に利用可能,2)クラウドソーシング技術により深層学習に必要な大量データを容易に確保可能,3)学習機能により新規の環境音に対応可能,という利点を持つ.本助成期間においては,環境音の中でも安全・安心に直結する警告音(クラクション,救急車等)を主な対象とする.平成28年度は,警告音の中でも自転車のベル2種と救急車のサイレンを対象とし,深層学習を用いて環境音の中からそれら警告音を識別してユーザに伝達する警告音認識システムを開発した.具体的には,TensorFlowを使った学習システムとスマートフォン(iPhone)録音・識別アプリの作成,並びに,実環境での性能評価実験を行なった.結果,雑音の無い室内環境下では,自転車のベルと救急車の音に対して100%の検知・識別率を確認できた.しかし,騒音のある屋外の実環境においては,100cm離れてベルを鳴らしたときの検知率は平均で87%であった.ただし,警告音を検知後の平均識別率は99.6%(914/918)と高い識別率を得ている.また,クラウドソーシングによる学習データ採取システムについては,仕様についての検討を行った.本研究の実施により得られた成果については,複数の国内学会,国際会議,雑誌論文において発表を行った.当初の計画通り,少数の警告音種を対象とし,日常雑音環境下で90%以上の精度で認識・伝達可能なシステムを開発した.また,本研究の実施により得られた成果については,複数の国内学会,国際会議,雑誌論文において発表を行った.本研究は,難聴高齢者を含む聴覚障害者が安全・安心かつ質の高い生活(QOL)を送るため,近年様々な分野で大幅に識別性能を向上している深層学習と,多くの人々がインターネットを通して容易に協力可能なクラウドソーシングのしくみを用いることで,環境音を非常に高い精度で識別しユーザに伝達する,聴覚障害者支援システム基盤を開発するものである.本システムは,1)スマートフォンやウェアラブル端末を活用することで日常的に利用可能,2)クラウドソーシング技術により深層学習に必要な大量データを容易に確保可能,3)学習機能により新規の環境音に対応可能,という利点を持つ.本助成期間においては,環境音の中でも安全・安心に直結する警告音(クラクション,救急車等)を主な対象とする.平成29年度は,識別可能な警告音にこれまでの救急車のサイレンと自転車のベルに加えて,自動車のクラクションと火災警報音を追加し,更に,雑音を第5クラスの対象音として学習することで雑音への対策を行なった.結果,騒音の多い実環境下においても,クラクション,自転車のベル,救急車のサイレン,火災警報音全ての場合で99%以上の識別精度を確認できた.また,未知のクラクション音に対しても95%以上の識別率が得られた.一方で,警告音と同時に大きな雑音が発生した場合は,警告音が雑音として識別されることがあったものの,更なる統合処理を加えることで正しく警告音を伝達できる可能性が示された.クラウドソーシングによる学習データ採取システムについては,非営利のマイクロボランティア・クラウドソーシングプラットフォームであるCrowd4Uを活用することで平成30年度に構築する予定である.本研究の実施により得られた成果については,複数の国内学会,国際会議,雑誌論文において発表を行った.当初の計画通り,対象警告音の種類を初年度から増やし,更に日常雑音環境下における識別精度を99%以上まで向上させた.

また,本研究の実施により得られた成果については,複数の国内学会,国際会議,雑誌論文において発表を行った.平成30年度は,実用化に必要な課題として,新たに1)学習データの追加収集,2)識別処理と伝達方法の改善,3)音源方向の推定,について検討を重ねた結果,多種多様な警告音への対応が最優先と判断し,1)を重点的に実施した.具体的には,Urban Sound Dataset(世界中のユーザがアップロードした音データから都市の日常音を選別しラベリングしたデータ・セット)から車のクラクション428個,救急車のサイレン929個,自転車のベル169個を追加収集した.その後,それらからノイズの比較的少ないデータとして,車のクラクション151種,救急車のサイレン120種,自転車のベル103種(各種12個)を選定し,これまでの識別対象5種(車のクラクション,救急車のサイレン,自転車のベル,火災報知器,騒音)に追加の上,実験を行った.5-fold法で評価した結果,約97%の識別率を得た.すなわち,新種の音データに対して,同一のアルゴリズムにより,学習データを追加するのみで対応可能なことを確認した.なお,追加の学習データ採取システムについては,非営利のマイクロボランティア・クラウドソーシングプラットフォームであるCrowd4Uを用いることで実現可能となることを確認した.研究期間全体を通じて実施した研究の成果として,1)歩道などの騒音の多い環境下においてもスマートフォンのみで警告音5種(車のクラクション,救急車のサイレン,自転車のベル,火災報知器,騒音)を識別し,2)ユーザが選択した警告音種のみ通知可能であり,3)新規の警告音種についてはデータを追加し再学習することで識別可能となるシステムを構築した.今後については,これまでの成果を発展させることで,クラウドソーシングによる学習データ採取システムの構築,識別対象の拡張,識別処理と伝達方法のさらなる改善,音源方向の推定等に取り組んで行く予定である.サンプル音の更なる収集を行い,認識対象警告音の種類を増やす.その際,評価実験の結果,騒音のある屋外の実環境において,100cm離れてベルを鳴らしたときの検知率は平均で87%であったため,検知閾値の設定を見直す等により検知率100%に近づける.また,自動車の大きな走行音が同時に入ると誤検知してしまうことがあったため,自動車の走行音を集めて第4クラスの対象音として学習する手法ついても検討する.また,クラウドソーシングによる学習データ採取システムの開発を行い,学習データの容易な収集を可能とする.未知のクラクション音の識別率を向上させるため,更なる学習データの収集を行う.その際,クラクションの種類は多種多様であるため,多くの協力者を募ってクラウドソーシングの手法によりデータ収集を行う.また,実用化を目指し,アプリケーションの改良によるユーザビリティの向上,情報伝達デバイスの活用,集音デバイスの活用などについて検討する.更に,新たな環境音データを追加登録可能なシステム基盤についても検討する.物品を安価に購入できたことにより発生した少額の差引額を次年度に有効活用するため.(理由)学部生が特別研究のテーマとして学習データの採取を行うこととなり,謝金の支払いが発生しなかったため.
「Lipo-signal」を用いた脳神経系疾患に対する治療法の開発

2年間にわたる研究期間で得られた成果の概要を以下に記す。課題1「Lipo-signal」を用いた脳腫瘍に対する新しい免疫療法の開発(1)「Lipo-signal」を用いた脳内での全身性免疫の惹起:グリオーマ細胞抽出液と小型の正電荷リポソームと混合した「Lipo-signal」は、腫瘍特異的免疫を誘導した。メラノーマモデルでは、転移性病巣にも作用した「Lipo-signal」は脳を含む全身性免疫を効率よく誘導できることがわかった。(2)「Lipo-signal」の樹状細胞への影響:リポソームと腫瘍抗原とを混合した「Lipo-signal」を樹状細胞に添加することで、すみやかにCD80、CD86が増強されることを確認した。また、この効果を担癌マウスでも確認した。課題2「Lipo-signal」を用いた神経再生医療の開発(1)血管から脳内への投与方法の検討:「Lipo-signal」を血管内カテーテルを介して脳血管内皮細胞に投与したが、脳への移行はほとんどなかった。リポソームにlactocerebrosideを添加することで血管から脳への移行が高まった。このことは中枢神経系への新しいdrug deliverysystemの開発につながるものと思われた。(2)細胞内シグナルの検討:「Lipo-signal」の細胞内動態を共焦点レーザー顕微鏡で観察した。脂質はエンドサイトーシスで細胞内に取り込まれ、核膜近傍まで30-60分前後で到達した。その後分解されるものと、細胞分裂時の核膜消失に伴い、核内に移行し、染色体と同じ挙動をとるもののあることがわかった。さらに分裂後期の核膜形成に合わせて核外に脂質が能動的に排出される現象が確認できた。以上のように腫瘍抗原、サイトカイン、抗体、分化誘導因子、成長因子等のシグナル伝達因子をリポソームと絡めた「Lipo-signal」は添加物の生物学的活性を高めたり、組織移行性をコントロールするなど多くの利点を持つことがわかった。本研究の成果はこの「Lipo-signal」を用いた脳神経系疾患に対する新しい治療法の開発を進める上で大いに役立つものと思われた。今年度行った研究によって得られた新たな研究成果の概要を以下に示す。課題1「Lipo-signal」を用いた脳腫瘍に対する新しい免疫療法の開発:グリオーマ細胞より抽出した脳腫瘍抗原を含む細胞抽出液を、小型の正電荷リポソーム(small unilamellar vesicles : SUV)と混合し、樹状細胞にパルスし、脳内に誘導される全身性免疫の性状を解析した。その結果、腫瘍内浸潤細胞は主にCD8陽性の細胞障害性Tリンパ球であった。この細胞を選別し、宿主に移植したグリオーマ細胞に添加し、その抗腫瘍効果をみたところ、特異的抗腫瘍効果を有していた。同様の実験をメラノーマを対象に行ったところ、ほぼ同じ効果が得られた。このとき、リポソームと一緒に腫瘍抗原を含む細胞抽出液を樹状細胞に添加することで、すみやかにCD80、CD86が増強されることが確認できた。課題2「Lipo-signal」を用いた神経再生医療の開発:

VEGF含有リポソームを神経幹細胞に添加することで血管様細胞への分化が促進されることが共焦点レーザー顕微鏡を使った観察でわかった。現在、細胞の性状解析が進められている。課題3「Lipo-signal」の投与法の検討:蛍光標識された「Lipo-signal」を血管内カテーテルを介して脳血管内皮細胞に投与したが、脳実質への移行は少なく、血管腔に留まっていた。一方、「Lipo-signal」を定位脳手術的に直接脳内に注入したところ、約1cm径の広がりを見せた。作用時間は、添加する蛋白の種類によりまちまちであった。次年度はこれらの研究成果を基に、脳神経系疾患モデルを用いた検討を行い、脳神経系疾患の治療法の開発を目指す。昨年度得られた研究成果をもとにさらに研究を進め、以下のような成果を得た。課題1「Lipo-signal」を用いた脳腫瘍に対する新しい免疫療法の開発:グリオーマ細胞抽出液と小型の正電荷リポソームと混合した「Lipo-signal」は、腫瘍特異的免疫を誘導した。メラノーマモデルでは、転移性病巣にも作用した。課題3「Lipo-signal」の投与法の検討:昨年度の検討では、蛍光標識された「Lipo-signal」を血管内カテーテルを介して脳血管内皮細胞に投与した場合、脳実質への移行はほとんど見られなかった。しかし、リポソームの構成成分にlactocerebrosideを添加することで血管からの脳内への移行を高めることができた。次に「Lipo-signal」の細胞内動態を共焦点レーザー顕微鏡で観察した。脂質はエンドサイトーシスで細胞内に取り込まれ、核膜近傍まで30-60分前後で到達した。その後分解されるものと、細胞分裂時の核膜消失に伴い、核内に移行し、染色体と同じ挙動をとるもののあることがわかった。さらに分裂後期の核膜形成に合わせて核外に脂質が能動的に排出される現象が確認できた。以上のように腫瘍抗原、サイトカイン、抗体、分化誘導因子、成長因子等のシグナル伝達因子をリポソームと絡めた「Lipo-signal」は添加物の生物学的活性を高めたり、組織移行性をコントロールするなど多くの利点を持つことがわかった。
超音速空気流における水素燃焼領域の衝撃波干渉による安定化

年々高負荷化が著しい航空宇宙エンジンにおいて,CO_2フリー燃料としての水素は高速反応の観点からも優れている.本研究は,未来型航空エンジンである,水素を燃料したスクラムジェットエンジンの保炎に関するもので,エンジン内の燃焼領域に衝撃波を入射させることによって保炎性能を向上させることを目的としている.本年度は,三角柱ストラット保炎器後流の燃焼領域に入射する衝撃波の非対称化,衝撃波入射位置,衝撃波強度,流路閉塞率を変化させ,保炎性能に及ぼす影響を調べた.その結果,以下の知見を得た.1)衝撃波入射位置がストラット後端に近づくにつれて、再循環流は強化され保炎限界流量は増加することがわかった.逆に,ストラット高さ以上下流へ入射すると保炎限界流量は低下せず、閉塞率の高い場合には逆に上昇する複雑な挙動を示すことがわかった.2)衝撃波が強いほど再循環流が拡大・強化され、保炎限界流量は増加すること,ストラット後端近傍に入射すると保炎限界流量の増加は大きいが,下流へ入射する場合、衝撃波の強さの違いよる差は少なくなることがわかった.3)衝撃波非対称入射では,再循環流と噴流は後流内で偏り,保炎限界流量が増加し保炎性能向上に有効であることがわかった.4)衝撃強度の増大および入射位置の非対称化は,閉塞率を大きくすると,後流幅が減少し保炎限界が低下することが明らかになった.また,次に,総括反応速度を変化させることを目的として,水素に少量のメタンを添加した場合の保炎実験を行った.その結果,以下の知見を得た.5)水素流量に対する2%以下のわずかなメタン添加でも保炎限界が大きく狭まり,メタン添加量の増大により,保炎限界全温も上昇することが判明した.これは,メタン分解反応によりHラジカルが消費されるため,メタンの熱分解が完了するまで活性種の増殖が起こらず,着火時間が増大することが原因と考えられる.年々高負荷化が著しい航空宇宙エンジンにおいて,CO_2フリー燃料としての水素は高速反応の観点からも優れている.本研究は,未来型航空エンジンである,水素を燃料したスクラムジェットエンジンの保炎に関するもので,エンジン内の燃焼領域に衝撃波を入射させることによって保炎性能を向上させることを目的としている.本年度は,三角柱ストラット保炎器後流の燃焼領域に入射する衝撃波の非対称化,衝撃波入射位置,衝撃波強度,流路閉塞率を変化させ,保炎性能に及ぼす影響を調べた.その結果,以下の知見を得た.1)衝撃波入射位置がストラット後端に近づくにつれて、再循環流は強化され保炎限界流量は増加することがわかった.逆に,ストラット高さ以上下流へ入射すると保炎限界流量は低下せず、閉塞率の高い場合には逆に上昇する複雑な挙動を示すことがわかった.2)衝撃波が強いほど再循環流が拡大・強化され、保炎限界流量は増加すること,ストラット後端近傍に入射すると保炎限界流量の増加は大きいが,下流へ入射する場合、衝撃波の強さの違いよる差は少なくなることがわかった.3)衝撃波非対称入射では,再循環流と噴流は後流内で偏り,保炎限界流量が増加し保炎性能向上に有効であることがわかった.4)衝撃強度の増大および入射位置の非対称化は,閉塞率を大きくすると,後流幅が減少し保炎限界が低下することが明らかになった.また,次に,総括反応速度を変化させることを目的として,水素に少量のメタンを添加した場合の保炎実験を行った.その結果,以下の知見を得た.5)水素流量に対する2%以下のわずかなメタン添加でも保炎限界が大きく狭まり,メタン添加量の増大により,保炎限界全温も上昇することが判明した.これは,メタン分解反応によりHラジカルが消費されるため,メタンの熱分解が完了するまで活性種の増殖が起こらず,着火時間が増大することが原因と考えられる.
点字楽譜作成支援システムに関する研究

点字楽譜は、2次元的に表現される五線譜を、点字を用いて表記するものであり、視覚障碍者が音楽を楽しむために重要なものである。しかし、楽譜点訳は、点字楽譜の表記法に関する専門的な知識を必要とするため、少数のボランティアが手作業で行っているのが現状であり、需要に応えられていない。当研究課題は、(1)視覚障碍者が直接使用できる点字楽譜の生成を目的とした五線譜から点字楽譜への自動変換と、(2)点訳者が点訳した点字楽譜の校正を支援することを目的とした点字楽譜から五線譜への自動変換の二つの部分課題を含んでいる。(1)ネットワーク環境で楽譜情報を扱うために、MusicXMLと呼ばれる楽譜記述言語が提案されている。本サブタスクで作成された試作システムは、インターネット環境で公開するためにJAVA言語で書かれ、MusicXMLで表現された楽譜の音楽情報から、XSLTとDOMを併用した構文解析により、点字楽譜の文法に対応した木構造を生成し点訳を行っている。試作システムはユーザインターフェースを受け持つクライアント部と変換を行うサーバ部からなる。ユーザは、まず、市販の楽譜読み取りソフト等によりスキャナで読み込んだ五線譜からMusicXMLの形式に変換された楽譜ファイルを作成する。続いて、インターネット上に公開されたページを呼び出し、楽譜ファイルを指定すると、点訳サーバが楽譜を点字楽譜に変換し、結果を返す。(2)MusicXMLは、五線譜による楽譜を電子的に扱うための形式として標準になりつつある。本サブタスクでは、視覚障碍者に点字楽譜を提供する楽譜点訳者を支援するため、手作業で点訳された点字楽譜を解析しMusicXMLによる五線譜に変換することにより点訳作業の検証を行うためのシステムを、構文解析手法による解析エンジンとMusicXML形式への出力機構で実現した。当課題では、五線譜(MusicXML)→点字楽譜(以下の(2)、(4)の実働化)、点字楽譜→五線譜(同(1)、(3))、二つの方向の変換システムを実現し、検討している。本課題の実績として公表された論文は以下である。(1)「文脈自由文法に基づく点字楽譜の自動解析の検討」では、点訳技術者が自らの点訳を検証する作業を支援するためのシステムについて検討されている。ここでは点字楽譜を文脈自由文法で定義された人工言語としてとらえ、言語処理の枠組みを用いた解析手法を提案するとともに、実際の点字楽譜を用いた評価実験について報告されている。(2)「楽譜記述言語を用いた点字楽譜作成支援システムの検討」では、ネットワークを介した楽譜情報の交換手段としてXMLを拡張した楽譜記述言語MusicXMLに着目し、MusicXMLにより記述された五線譜の2次元的な図形データを解析し音楽情報を抽出し、点字楽譜に変換する方式、試作システムの実現、およびその評価を含めた検討がなされている。(3)「構文解析手法による点字楽譜の自動解析」について、(1)のシステムはUNIXに組み込まれているYaccを基本としているため点字楽譜を一度に解析する手法を取り、点字楽譜が本質的に持つ暖昧性に弱く、小節以下では精度を出すことが出来なかった。ここで提案されたシステムでは、自然言語処理によく使われ文法の暖昧性に頑健なチャート法による構文解析手法を導入し改良を図っている。(4)「譜記述言語MusicXMLを利用した点字楽譜生成システム」では、(2)の実績をもとに、それまでの試作システムで対応していない楽譜記号に対するエラー解析について機能を拡張し、これを含めて検討されている。本年度では、点字楽譜作成支援システムにおいて、(1)五線譜から点字楽譜へ、

(2)点字楽譜から五線譜へと、それぞれの方向の変換をサブタスクとして検討し、以下の実績をあげた。(1)ネットワーク環境で楽譜情報を扱うために、MusicXMLと呼ばれる楽譜記述言語が提案されている。一方、視覚障害者の音楽活動のための楽譜点訳は、点字楽譜の表記法に関する専門的な知識を必要とするため、少数のボランティアが手作業で行っているのが現状である。本サブタスクで作成された試作システムは、インターネット環境で公開するためにJAVA言語で書かれ、MusicXMLで表現された楽譜の音楽情報から、XSLTとDOMを併用した構文解析により、点字楽譜の文法に対応した木構造を生成し点訳を行っている。試作システムはユーザインターフェースを受け持つクライアント部と変換を行うサーバ部からなる。ユーザは、まず、市販の楽譜読み取りソフト等によりスキャナで読み込んだ五線譜からMusicXMLの形式に変換された楽譜ファイルを作成する。続いて、インターネット上に公開されたページを呼び出し、楽譜ファイルを指定すると、点訳サーバが楽譜を点字楽譜に変換し、結果を返す。(2)MusicXMLは、五線譜による楽譜を電子的に扱うための形式として標準になりつつある。本サブタスクでは、視覚障害者に点字楽譜を提供する楽譜点訳者を支援するため、手作業で点訳された点字楽譜を解析しMusicXMLによる五線譜に変換することにより点訳作業の検証を行うためのシステムを、構文解析手法による解析エンジンとMusicXML形式への出力機構で実現した。研究成果は、電子情報通信学会福祉情報工学研究会、情報処理学会音楽情報科学研究会で発表された。点字楽譜は、2次元的に表現される五線譜を、点字を用いて表記するものであり、視覚障碍者が音楽を楽しむために重要なものである。しかし、楽譜点訳は、点字楽譜の表記法に関する専門的な知識を必要とするため、少数のボランティアが手作業で行っているのが現状であり、需要に応えられていない。当研究課題は、五線譜から点字楽譜への自動変換と、点字楽譜から五線譜への自動変換の二つの部分課題を含んでいる。前者は、視覚障碍者が直接使用できる点字楽譜の生成を目的としたものであるが、後者は、点訳者が点訳した点字楽譜の校正を支援することを目的としている。一方、ネットワーク環境で楽譜情報を扱うために、MusicXMLと呼ばれる楽譜記述言語が提案されている。実績として示した一編の論文は、MusicXMLで表現された楽譜の音楽情報から、点字楽譜を生成するシステムについて述べられており、MusicXMLの利点をもとにして、ネットワーク環境からの利用を想定している。提案されたシステムでは、XSLT(XSL Transformations)とDOM(Document Object Model)を併用した構文解析により、MusicXMLの論理構造を点字楽譜の文法に対応した木構造に変換する。さらに、MusicXMLと点字楽譜の要素を対応付けた点字楽譜変換辞書を参照しながら変換を行い、点字(base形式)を出力する。また、インターネット上に普及しつつあるMusicXMLによる楽譜を点字楽譜に変換できるように、楽譜自動点訳システムをweb経由で利用するためのインタフェースが開発されている。
受容体多重遺伝子系の形成と発現

抗原受容体遺伝子の活性化と多様化に必要なV(D)J組換えには、組み換えシグナル配列(recombination signal sequences : RSS)及び組み換え活性化遺伝子(recombination activating gene : RAG)の産物であるRAGタンパク質が必須である。この組み換えにおいて、RAGタンパク質はまずRSSに結合し、coding配列とRSSとの間に2重鎖切断を導入する。その結果、signal end(SE)側には平滑末端が、一方coding end(CE)側にはhairpin構造が形成される。hairpin構造を持つCEは、まず開環され、次に末端がプロセスされた後、最終的に結合され、functionalな抗原受容体遺伝子が形成される。我々は、本研究でin vitroでの再構成実験を行い、RSS切断後にRAGタンパク質が果たす重要な役割について明らかにした。まず、CEに相当する合成DNAをSE complexに取り込ませることにより、CEを含むpost-cleavage型複合体をin vitroで再構成することに成功した。このpost-cleavage型複合体をフットプリント法で解析したところ、CEとして取り込まれた合成DNAは末端から十数塩基対にわたってRAGと強く相互作用することが示された。また、RAGのjoining変異体を用いると、CE型DNAがSE complexに取り込まれず、切断前のpre-cleavage複合体においてもcoding領域とRAGとの相互作用が低下していることが示された。これらの観察は、RAGタンパク質がRSSの切断後もcoding領域と相互作用し、CEの3'末端のプロセシングやligation反応の為の場を提供している可能性を示している。我々は更に、上にのべたpost-cleavage複合体の中で、2つのステップからなるCEの3'末端プロセシング反応が起こることを見出した。CEに相当する基質DNAとして3'突出末端を持つ二本鎖DNAを用いると、その3'オーバーハング構造がSEにtransferすることが見いだされた。こうして生じた3'突出SE中間体は、速やかに解消し、3'オーバーハング構造は一本鎖環状DNAとして放出される。ここで観察されたstrand transfer反応は、in vivoで見られる開環されたヘアピンCEの3'ヌクレオチド欠失反応に相当するのではないかと考えられる。ほ乳類の免疫系は、神経系と並び最も高度に進化したシステムであり、外界から侵入してくる様々な有害生物に対処している。無限といってもよい抗原を認識するために10^2オーダーの受容体遺伝子を利用し、実に1兆種類を超える多様な抗原受容体を作ることができる。この限られた遺伝情報を利用し多様な抗原受容体を発現させるのがV(D)J組み換えである。我々は、DNA切断前と後の2種類の高次組み換え複合体について、それらの構造と機能を解析することにより、この組み換えの分子機構の解明を目指している。V(D)J組み換えの初期段階では、組み換えシグナル配列(RSS)と組み換え酵素であるRAGタンパク質との相互作用が重要な役割を果たす。まず、2つのRSSとRAGタンパク質によりpre-cleavage complexが形成され、RSSの二重鎖切断が生じる。切断前後に生じる種々のcomplexに関して、我々はこれまでフットプリント法等を用いて解析し、RSS-RAG相互作用の様式を明らかにしてきた。

この組み換えの過程をさらに明らかにするためには、組み換え複合体の構造をさらに詳細に解析することが重要である。組み換え複合体を大量に確保できれば、X線結晶解析による複合体の高分解能立体構造解析をめざし結晶化を試みることができる。今年度は、16年度に確立された方法を用い12RSSと23RSSの両方を含む正しい高次複合体を高度に精製することを目指し、様々な条件を検討した。また、結合活性(CJやSJ形成効率)が高まっている変異体や、複合体形成能が高まっている変異体、また切断活性が高まっている変異体などを単離することを試みた。現在得られた変異体タンパク質の候補を解析中である。このような変異体を用いれば、高次複合体を安定にかつ大量に得ることができるのではないかと期待している。また、抗原受容体の起源と進化について知見を得るため、下等な脊椎動物に存在する抗原受容体遺伝子についての解析も開始した。
エストロゲン反応性に見られる脳の性差の細胞生理学基盤の解明

エストロゲン受容体α(ERα)は、ヒトゲノムでは少なくとも7つのプロモータ配列が同定されるなど、複数のプロモータにより部位・時期特異的な発現制御を受けることが想定されているが詳細は未だ不明である。本研究計画は、ラットのプロモータ0/B(Gene Bank Map No.1-2186,2.2kb)によりEGFPの遺伝子(クローンテック社)を発現するトランスジェニック系統を樹立し、ERα陽性ニューロンを可視化して当該プロモータの機能を明らかにするばかりでなく、同定されたニューロンを神経内分泌学的、細胞生理学的研究に供する目的で開始した。計画年度内にトランスジェニックラットの作成に成功し、脳ではERαの存在が免疫組織学的に確認される視索前野ならびに分界条床核のニューロンにEGFPを発現する系統を確立することができた。これらの部位におけるEGFPの発現は卵巣摘除により増加し、エストロゲン投与により減少したことから、エストロゲンによる性腺刺激ホルモン分泌のネガティブフィードバックに関わるニューロンが標識されると結論した。一方、視床下部腹内側核のERα免疫陽性ニューロンには見るべきEGFP発現が起こらず、この部位のERαはプロモーター0/Bの調節のもとにはないと考えられる結果を得た。一連の結果はMoecularl Brain Research 139(1):42-51(2005)に発表したが、引き続き解析を進めたところ、免疫組織学的研究では従来ERαの存在が疑問視され、性分化の機序について議論の絶えなかった内側視索前野の性的二型核(SDN-POA)ニューロンがEGFPを発現しており、免疫組織学的学的にもERα陽性であるとの所見を得た。免疫学的手法による先行研究がERαを検出しなかったのは、SDN-POAが周辺の多数のERα免疫陽性ニューロン群に埋没したためと考えており、ERα分子のみでなく、プロモー一タの使い分けに注目することで、SDN-POAの形態形成や生理機能など、予期していなかった使用価値があるトランスジェニック系統を得ることができた。ラットエストロゲン受容体(ER)α遺伝子の3'上流に存在するプロモーターO/A(2100 bp)にウサギ(633 bp)β-グロビン遺伝子のイントロンを介してDsRed1遺伝子(4110 bp)をつないだもの、さらに1kb上流のプロモータO/B(2185 bp)に同様にしてEGFP遺伝子(4151 bp)をつないだもの2種のトランスジーンをラット胚に注入し、ERα陽性ニューロンを可視化したトランスジェニックラットを得た。DsRed1は脳内には発現せず、近位のプロモータO/Aは少なくとも脳組織では作動していないと考えられた。EGFPによる標識は内側視索前野、視床下部腹内側核、扁桃核内側部、中脳中心灰白質など、かねてからin situ hybridizationや免疫組織化学に核内ERαの存在が示されている領域のニューロンに出現した。内側視索前野では多数のニューロンにEGFPが発現したのに対し、腹内側核は少数に留まり、2つの領域でプロモータの使われ方が異なることが示唆された。ただし、腹内側核では、逆行性標識により中脳中心灰白質に投射することが確認できたニューロンにEGFPが発現した。大脳皮質や海馬など、これまで放射性エストラジオールによるオートラジオグラフィーでは結合が示されていたものの、組織化学的にERαが検出されない部位のニューロンもEGFPで標識された。

我々が行った免疫反応組織化学的検討でも、免疫反応陰性ニューロンにEGFPが発現する例があることを認め、これらの部位に最近示唆されている、膜結合型のERαが存在する可能性を考えて実験を進めている。非神経組織では手根骨などにEGFPが発現した。脳における発現には経時的変化があり、例えば大脳皮質では新生仔期に高い発現を認めた。今後年計画に従い、雌雄ラットの脳から採取したEGFP標識ニューロンについて、エストロジェンが膜特性に及ぼす効果の解明を進める。ラットエストロゲン受容体(ER)αの脳内発現の部位特異性を検討する目的で、マウスのプロモーターAに相当する位置にあるラットERα遺伝子2.1kbの塩基配列0/A (GeneBank Map no.2336-4436)とより上流のプロモーター0/B (GeneBank Map No.1-2186,2.2kb)のそれぞれに、ウサギβグロビンの第2イントロンをはさんでDSRed (4.2kb)とenhanced greenfluorescent protein (EGFP,4.1kb)の遺伝子(共にクローンテック社)を結合し、ポリAサイトを付加したトランスジーンを作成し、ワイエスニューテクノロジー社(石橋町、栃木)に委託して2つのトランスジーンを同時にラット受精卵に注入し、サザンブロットで双方が導入されたトランスジェニック動物22匹を確認した上で、蛍光強度を指標に系統選抜を行った。0/A配列は、プロモーターとして動作しておらず、出生当日から49日令の成熟個体に至る発達段階の何れの時期においても脳、全身臓器にDsRedの発現は見られなかった。一方、EGFPは脳内の複数の部位に発現し、たとえば11日令では大脳皮質第2、5層、海馬歯状回など、内側視索前野、分界条床核などに強い蛍光を認めた。中等度の蛍光が中脳中心灰白質、視床下部前野、不確帯、扁桃核に見られた。視床下部腹内側核や弓状核での蛍光発現は少数の細胞に限られていた。固定後の同一切片におけるERα抗体による免疫組織化学的染色の結果と比べると、内側視索前野の特に尾側や分界条床核では56%の蛍光標識ニューロンに抗原性が共存した。分布パターンの一致は扁桃核内側部や中脳中心灰白質でも顕著であった。視床下部腹内側核と弓状核では免疫陽性細胞の一部のみが蛍光発色を示した。この時期の大脳皮質では免疫活性があり、海馬での蛍光発現も従来の我々の免疫組織学に基づく観察よりも多数であった。一方、免疫活性が全く認められない視床腹部の一群の細胞群に蛍光発色が認められた。明年度以降これらのEGFPタンパクの発現が非特異的なものか、これらの細胞でのERαの抗原提示が低いため、免疫組織化学的に検出できないかについて検討する。また、膜のカベオラ構造に発現し、少なくともリガンド結合部位についてはERαと高い相同性を保っているという新奇のERなど、エストロゲンの膜受容体についてもさまざまな議論があり、本トランスジェニックラットを用いて検討を加える。