hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
大豆中に存在するバクテロイデス・ジンジバリス由来のコラゲナーゼ阻害剤の精製と性質

大豆中に、歯周病の病原因子と考えられるB.gingivalis由来のコラゲナーゼの活性を阻害する物質が含まれることを初めて明らかにした。大豆ならびにその加工物は日本人にとって貴重な栄養源である。したがって、本物質によってB.gingivalisの病原性の減弱化ができれば、歯周病の予防につながるのではないかとの考えから、本物質を抽出精製しその性質を調べるとともに細胞レベルでその影響を調べた結果、次のことが判明した。1.大豆より抽出した、B.gingivalis由来のコラゲナーゼの活性阻害物質はソイビーン・トリプシン・インヒビターとは全く異なる物質である。2.分子量は約700Kdaltonと大きいが、ラウリル硫酸ナトリウムにより処理すると、100Kdalton以下25Kdalton以上の45個のサブユニットに分れる。3.ソイビーン・トリプシン・インヒビターとは異なり加熱に対して非常に安定で、阻害活性はむしろ増強される。4.本物質はB.gingivalisのコラゲナーゼの活性を阻害するが、C.hystolyticumのコラゲナーゼやB.gingivalisのプロテアーゼには作用しない。5.本物質を加熱処理すると、B.gingivalis由来のコラゲナーゼがヒト歯肉線維芽細胞(HGF)に示す強い細胞傷害に対し抑制作用を示す。6.本物質はHGFそのものに対し何等為害性を示さない。以上の結果より、大豆より抽出部分精製したB.gingivalisのSH依存性コラゲナーゼの活性を阻害する物質は、B.gingivalisによる歯肉の細胞傷害を予防することにより、その病原性を減弱させることが判明した。このことは大豆ならびにその加工食品は歯周病に対する保健食品としての可能性が示唆されるとともに、将来、本物質を歯周病の予防に応用出来る可能性をも示唆したといえる。市販の乾燥大豆をコーヒーミルで粉砕し、60メッシュ以下のものを集め、10mM Tyis-HCL buffer、pH7.4に2%になるようにした。Polter Elvehjemでホモジナイズ後、ナイロンクロスで濾過し、濾液を10,000xg,15min遠沈した上清を大豆抽出液とした。Bacteroides gingivalis由来のSH依存性コラゲナーゼは、菌の培養上清を冷アセトンによる分画(2倍容の冷アセトンを添加)、Sepharose CL-6Bによるゲル濾過、超遠心(100,000xg,60min)による沈査を0.8%N-オクチルグルコシドで可溶化すること等により約70倍の活性上昇をみたものを用いた。大豆抽出液は0.45μmのフィルターで濾過後、ウルトロクロムGTi生体分離システムにより、TSK DEAE-5PWカラムにより吸着クロマトグラフィーを行うと、明瞭な七つのタンパクピークに分離した。この中で、約0.3M Nacl相当部分にSTI(ソイビーン・トリプシン・インヒビター)活性がなく、コラゲナーゼ活性を阻害するピーク(P-【VII】)を認めた。この画分を集め、さらにTSK G3000SWカラムによるHPLC(高速液体クロマトグラフィー)を行ったところ、コラゲナーゼ阻害物質はほぼ排除画分に溶出され、分子量は約6070万ダルトン以上と推定された。現在、さらに正確な分子量を推定するため、高分子の分画に用いられるTSK G4000SWによるHPLCを行う準備をしている。

以上の結果から、大豆中には、STIとは全く異なる、かなり高分子のバクテロイデス・ジンジバリス由来のコラゲナーゼを阻害するタンパクが存在することが明確になり、本物質は自然食品中に存在することから毒性等の心配もなく、しかも熱に安定であるため、食品加工により変性しない等の特徴があり、将来、歯周病の予防あるいは治療に応用できる可能性が示唆された。今後は、本物質の構造解析を進め、阻害メカニズム等について研究を進めたい。前年度の報告においてBacteroides gingivalis 381より抽出したSH依存性のコラゲナーゼ活性を阻害する物質が,市販の大豆抽出物中に含まれ,分子量のかなり大きな物質であることをウルトロクロムGTiー生体分離システムにより確認した.本年度は本物質の性質をさらに詳細にしらべるため,より広範囲の分子量のものが分画できるTSKー4000SWにより分画し,トリプシン阻害物質との異同を観察しながら分離と精製を試みた.前報と同様の方法で10mMTrisーHClの緩衝液, pH7.1に抽出した大豆抽出液を, 0.22μmのフィルターで瀘過し,この標品をただちにTSKーG4000SWを用いて高速液体クロマトグラフィー(HPLC)を行った.その結果,推定分子量が100万以上のものから5千以下のものにまで分画されたが,この中でコラゲナーゼ活性を阻害する物質は分子量4万以上の高分子画分のすべてに認められた.活性の存在した5つの画分の中で,分子量の大きな3つの画分にはトリプシン阻害する活性は全くなく,他の分子量の小さな2つの画分には強いトリプシン阻害活性が存在していた.コラゲナーゼ活性の阻害物質のみが存在した3つの画分をSDSーポリアクリルアミドゲルによる電気泳動を行うと,いづれの画分も数本のタンパクバンドに分れ,本物質は単一のものではなく,いくつかのサブユニット的な電子が会合して存在していることが示唆された.現在,本物質をさらに精製し,構造解析を行うとともに,ヒト歯肉由来の線維芽細胞を用いてBacteroides gingivalis由来のSH依存性コラゲナーゼとの相互反応による影響を追求中である.本年度は、歯周病の病原因子と考えられるSH依存性B.gingivalis由来のコラゲナーゼが、ヒト歯肉線維芽細胞の培養系にどのような影響を与えるかを調べ、これに対するヒト大豆から抽出し部分精製したB.gingvalisのコラゲナーゼの活性阻害物質の効果を細胞レベルで調べるとともに、本研究課題の成果の取りまとめを行なった。ヒト歯肉線維芽細胞に対する作用は次のとおりである。1.B.gingivalis由来のSH依存性コラゲナーゼの部分精製標品はコンフルエントの状態になったヒト歯肉線維芽細胞に対し、強い細胞障害性を示した。2.大豆から抽出し部分精製したSH依存性B.gingivalisのコラゲナーゼ活性阻害物質は、上記細胞障害に対し、何ら効果を示さなかった。3.本物質を加熱処理すると、B.gingivalis由来のコラゲナーゼがヒト歯肉線維芽細胞に示す強い細胞傷害に対し抑制効果を示した。以上の結果より、大豆より抽出部分精製したB.gingivalis由来のSH依存性コラゲナーゼの活性を阻害する物質は、B.gingivalis由来のSH依存性コラゲナーゼの活性を阻害する物質は、B.gingivalisによる歯肉の細胞傷害を予防することにより、その病原性を減弱させる可能性を示唆した。
13C乳糖を用いた乳糖不耐症における乳糖消化吸収動態の解明と効果的な治療法の検討

「低栄養」は健康寿命短縮の原因として注目されている。栄養改善には良質なタンパク質の摂取が推奨される。「卵」や「牛乳」は完全栄養食品と言われているが、特に、カルシウムを豊富に含む「牛乳」は栄養改善のみならず、骨粗鬆症対策の観点からも飲用が勧められる食品である。ところが、「乳糖不耐症」症例は牛乳飲用によって生じる腹部症状のため牛乳の飲用を避けることが多い。「乳糖不耐症」ではラクターゼ製剤の使用によって乳糖の消化吸収が改善し腹部症状が消失し、牛乳を飲用することが可能になる。「乳糖不耐症」には「顕性」と「潜在性」が存在し、両者の相違点の有無について「13C乳糖」を用いた呼気検査で明らかにしたい。
NF-κBとCXCR4関連miRNAを標的とした口腔癌に対する複合的治療法の開発

miR-146aは,転移促進分子であるCXCR4と増殖促進因子であるEGFRの発現およびNF-kBの活性化を負に制御することより,増殖転移抑制に主眼をおいた口腔癌の複合的治療の標的になる可能性が示唆された.しかしながら,培養細胞においてはその効果は細胞種特異的であり,今後,患者由来組織の移植モデルを用いた解析や培養細胞を用いた新規miRNAカスケードの探求の必要である.miR-146aは、癌細胞の増殖因子であるNF-κBの活性化や転移関連分子であるCXCR4の発現、さらには多くの癌の進展に関与している上皮成長因子受容体(EGFR)の発現をも制御する癌抑制型miRNAとされている。本研究ではmiR-146aを用いた口腔癌における複合的治療の可能性を探求した。NF-κBの恒常的活性化とCXCR4の高発現、およびEGFRの発現を有する口腔癌細胞株B88と唾液腺癌細胞株ACC-MではmiR-146aの発現は、定量性PCRにていずれも低レベルであった。そこで、miR-146aの合成miRNAを10 nMの濃度でB88細胞に導入したところ、MTT assayにて著しい細胞死(95%以上)を認めた。この条件でCXCR4とEGFRの発現を定量性PCRにて検討したが、発現は低下するものの、細胞毒性に由来したmRNAの非特異的分解の可能性が考えられた。また、細胞遊走能に関しても同様で、遊走は顕著に低下するが細胞死の影響が大きすぎたため、細胞運動への直接的関与を明らかにすることができなかった。ただし、10 nMという導入濃度は一般的にそれほど高いわけではなく、miR-146aがこれらの口腔癌細胞株における癌抑制型miRNAである可能性が高いことは示唆された。本年度は導入濃度を1 nMにすることで、miR-146aの標的分子であるCXCR4、NF-κB、EGFRの関連を明らかにし、機能的解析を進めていきたいと考えている。miR-146aは、NF-κBの活性化やCXCR4の発現、さらにはEGFRの発現をも制御する癌抑制型miRNAとされている。昨年度、われわれはNF-κBの恒常的活性化とCXCR4とEGFRの発現を有する口腔癌細胞株B88と唾液腺癌細胞株ACC-Mでは、miR-146aの発現が低レベルであり、合成miR-146aの導入によりCXCR4とEGFRの発現が低下することを明らかにした。しかしながら、10 nMの合成miRNAによる細胞毒性を強く認めたため、今年度は導入濃度を1 nMにし、同様の検討を行った。さらに、CXCR4の発現がなく、EGFRを高発現している口腔癌細胞株CAL27、BHY、IHを用いて同様の検討を行った。1 nMの合成miR-146aを導入したB88とACC-M細胞では、10 nMに比較して若干劣るものの、CXCR4とEGFRの発現低下を認めた。さらに、これらの細胞では、10 nMと同程度の増殖抑制と細胞遊走の低下を認めた。次にCAL27細胞におけるmiR-146aの発現を検討したところ、B88およびACC-M細胞とは異なり、高レベルに検出された。そこで、miR-146aのLNA阻害剤をCAL27細胞に導入したところ、CXCR4の発現は低レベルではあるが誘導されたのに対し、EGFRの発現はもともとのレベルが高いためかほとんど影響を受けなかった。一方、合成miR-146aの導入は、BHYとIH細胞におけるCXCR4とEGFRの発現に影響を与えなかった。以上の結果より、miR-146aはCXCR4とEGFRの発現調節に関与はするが、その作用は細胞特異的である可能性が示唆された。本年度は上記実験をSAS、HSC-2, HSC-3などのその他の口腔癌細胞株を用い検討し、上述の細胞を含めたNF-κBの調節機構に関するレポーターアッセイ、放射線感受性試験を予定している。本年度は,HSC-2細胞で同様の検討を行ったが,miR-146a導入でCXCR4とEGFRの発現に有意な変化は認めなかった.miR-146aによるCXCR4とEGFRの発現は,細胞特異的であることが予想されたため,B88細胞を用い,miR-146aの導入がNF-kBの活性化に与える影響を検討した.その結果,miR-146aの導入はNF-kB活性を抑制した.そこで,臨床材料を用い,検討済みであったCXCR4,EGFRを除き,NF-kBサブユニットであるp65の核での発現を78例の口腔癌組織を用い,免疫組織化学染色にて検討した.その結果,核p65の発現は24%で陽性を示した.しかし,miR-146aの発現をin situ hybridizationにて検討したが,バックグラウンドが強く,パラフィン切片を用いた検出は困難であり,p65,CXCR4, EGFR発現との関連を示せなかった.一方,核p65発現は分化度、転移、生存率と相関関係を示した.以上より,miR-146aはCXCR4とEGFRの発現とNF-kBの活性化を負に制御するが,その効果は細胞特異的であり,miR-146aの関与しない他のカスケードも存在していることが示唆された.miR-

146aは,転移促進分子であるCXCR4と増殖促進因子であるEGFRの発現およびNF-kBの活性化を負に制御することより,増殖転移抑制に主眼をおいた口腔癌の複合的治療の標的になる可能性が示唆された.しかしながら,培養細胞においてはその効果は細胞種特異的であり,今後,患者由来組織の移植モデルを用いた解析や培養細胞を用いた新規miRNAカスケードの探求の必要である.上述以外の口腔癌細胞株(SAS, HSC-2, 3)においてもmiR-146a, EGFR, CXCR4の発現を検討する予定であったが、細胞の保存状態が悪く実施できなかった。また、合成miR-146aの至適濃度を決定することはできたが、放射線感受性試験とレポーターアッセイを行うことができなかった。27年度が最終年度であるため、記入しない。口腔外科昨年度解析できなかった口腔癌細胞株(SAS, HSC-2, 3)に関しては、共同研究者である内田大亮より新たに供与を受けて同様の解析を行う。昨年度決定した1 nMの至適濃度で合成miR-146aをB88, ACC-M, CAL27細胞に導入し、NF-κBのレポーターアッセイと放射線感受性試験を行う。さらにmiR-146a阻害剤を導入したCAL27細胞の増殖能と遊走能を検証する。これらの実験系でmiR-146aとNF-κB、CXCR4、EGFRとの関連が明らかにできれば、造腫瘍性のある上記3株を用いて、合成miR-146aとアテロコラーゲンの複合体を用いた動物実験を行いたいと考えている。上述以外の口腔癌細胞株(SAS, HSC-2, 3)においてもmiR-146a, EGFR, CXCR4の発現を検討する予定であったが、細胞の保存状態が悪く実施できなかった。上述のごとく、前年度はmiR-146の導入による細胞死の影響が強かったため、CXCR4やEGFRのmRNA発現やNF-kBのレポーターアッセイを含めた実験系では、導入濃度を1 nMに減量する実験系と、10 nMの導入後24時間以内に細胞を回収する実験系を考えている。また、24時間以上の長期の観察が必要なmigration assayや放射線感受性実験では、導入濃度を1nMに減量し、細胞毒性を軽減することを考えている。さらに、B88, ACC-M以外の口腔癌細胞株(BHY、IH、CAL27、SAS、HSC-2、HSC-3)においてもmiR-146a、EGFR、CXCR4の発現とNF-κBの活性化を検討する。これらの実験系でmiR-146aとNF-kB, CXCR4, EGFRとの関連が明らかにされれば、可能であれば動物実験を行えればと考えている。昨年度解析できなかった口腔癌細胞株(SAS, HSC-2, 3)に関しては、新たに供与を受けて同様の解析を行う。
環境行政決定の受容を容易化する民主主義的参加手続の法理の再構築

2018年度においては以下の検討を行った。第一に、わが国の環境行政領域における民主主義的参加の既存の法理が、参加結果の受容のための手続的仕組みを組み込む基盤を有するか否かの整理・検討を行うこととしていた。この点については、環境影響評価法に基づく環境影響評価手続と公有水面埋立法に基づく埋立許可手続及び埋立承認手続を素材にして検討を加え、これらの手続は、行政(埋立許可・埋立承認権者)と事業者(環境影響評価書作成主・埋立権者)が、環境影響評価書作成手続から埋立竣功までの間に、環境配慮の内容を継続的段階的に見直すdeliberativeな手続構造を有していることを明らかにした。このような手続によって、手続当事者は、行政決定の内容をより受容しやすくなると思われる。とりわけ、埋立承認手続では、埋立権者としての国と承認権者としての地方公共団体が当事者として登場する。これらの主体は、私人とは異なり,「憲法的価値を有する環境」を擁護実現し、「公益に最も適するように活動する義務を有している」。このような法的地位を有する主体が当事者となるdeliberativeな手続では、一方当事者が民間事業者である手続よりも、より高い水準での工法・環境保全措置・対策を講じることが期待できることも明らかにした。第二に、オーストラリアのシドニー、ウロンゴン及びキャンベラを訪問し、環境行政決定手続において、invisibleな組織がどのように関与しているかについて調査を行った。その結果、キャンベラにもウロンゴンにも、わが国の自治会と類似した組織があるが、強制介入でなく、ボランタリーなものであった。ニューサウスウェールズ州の環境影響評価手続では州当局とinvisibleな組織とが積極的に対話を行っていることも明らかになった。2018年度は、1わが国の環境行政領域における民主主義的参加の既存の法理が、参加結果の受容のための手続的仕組みを組み込む基盤を有するか否かを整理・分析し、2既存の法理の意義と内在的限界を検討すること、3地方自治体を訪問して、参加手続運用に係る実態調査も実施することを予定していた。実定法と判例の分析を踏まえて、1については成果を公表したが、2既存の法理の意義と限界について検討作業は行っているが、成果の公表に至っていない。また、3については、広島県の自治会や環境保護団体への調査を進めているが、当初予定していた島根県雲南市や長野県佐久市への実態調査は、相手方の日程調整がうまくいかず、行うことができなかった。比較法研究については、調査対象につき若干の変更があったが、オーストラリア国立大学、ウロンゴン大学、ニューサウスウェールズ大学を訪問し、研究者へのヒアリングと資料収集を行った。2018年度の当初の計画では予定していなかったが、キャンベラ及びウロンゴンに在住する市民への聞き取り調査を行い、invisibleな組織の活動に係る情報を入手することができた。2018年度に行った研究の整理と課題の分析を踏まえて、2019年年度は比較法研究を中心に研究を行う。オーストラリアにおいて、環境行政決定とinvisibleな組織をめぐる調査を具体的に進めていく環境が整ったため、同国を中心に比較法研究を進めていくとする。具体的には、第一に、民主主義的参加手続をめぐって先進的な議論が展開されているオーストラリア行政法及び環境法学において、環境行政過程における民主主義的参加がどのように論じられてきたかについての理論分析を行うとともに、参加結果の受容を容易化する手続的仕組みについて、どのような法制度がいかなる理論的背景のもとに整備されてきたのかを精査する。これを併せて、オーストラリア行政法及び環境法の参加手続瑕疵の是正の救済法理を解明する。第二に、オーストラリア国立大学、ウロンゴン大学、ニューサウスウェールズ大学の研究者、オーストラリアで環境保護にかかわる草の根運動やNPOに携わっている市民から聞き取りを行い、参加手続の運用実態、環境課題の解決に取り組むinvisibleな組織が社会・地域にいかなる影響を及ぼしているのか、民主主義的参加手続にいかなる関与を行っているのか、参加結果の受容の容易化にどのような影響を与えているかについて実態調査を行う。オーストラリア国立大学に所属する、東アジアのinvisibleな組織を研究している研究者にもインタビューを実施し、東アジアのinvisibleな組織を分析し、これを通じて、わが国のinvisibleな組織の特色を析出することを試みる。以上の研究に加え、2018年度において実施できなかった地方自治体への聞き取りを行い、わが国における参加手続運用に係る実態調査を行う。

このような法的地位を有する主体が当事者となるdeliberativeな手続では、一方当事者が民間事業者である手続よりも、より高い水準での工法・環境保全措置・対策を講じることが期待できることも明らかにした。第二に、オーストラリアのシドニー、ウロンゴン及びキャンベラを訪問し、環境行政決定手続において、invisibleな組織がどのように関与しているかについて調査を行った。その結果、キャンベラにもウロンゴンにも、わが国の自治会と類似した組織があるが、強制介入でなく、ボランタリーなものであった。ニューサウスウェールズ州の環境影響評価手続では州当局とinvisibleな組織とが積極的に対話を行っていることも明らかになった。2018年度は、1わが国の環境行政領域における民主主義的参加の既存の法理が、参加結果の受容のための手続的仕組みを組み込む基盤を有するか否かを整理・分析し、2既存の法理の意義と内在的限界を検討すること、3地方自治体を訪問して、参加手続運用に係る実態調査も実施することを予定していた。実定法と判例の分析を踏まえて、1については成果を公表したが、2既存の法理の意義と限界について検討作業は行っているが、成果の公表に至っていない。また、3については、広島県の自治会や環境保護団体への調査を進めているが、当初予定していた島根県雲南市や長野県佐久市への実態調査は、相手方の日程調整がうまくいかず、行うことができなかった。比較法研究については、調査対象につき若干の変更があったが、オーストラリア国立大学、ウロンゴン大学、ニューサウスウェールズ大学を訪問し、研究者へのヒアリングと資料収集を行った。2018年度の当初の計画では予定していなかったが、キャンベラ及びウロンゴンに在住する市民への聞き取り調査を行い、invisibleな組織の活動に係る情報を入手することができた。2018年度に行った研究の整理と課題の分析を踏まえて、2019年年度は比較法研究を中心に研究を行う。オーストラリアにおいて、環境行政決定とinvisibleな組織をめぐる調査を具体的に進めていく環境が整ったため、同国を中心に比較法研究を進めていくとする。具体的には、第一に、民主主義的参加手続をめぐって先進的な議論が展開されているオーストラリア行政法及び環境法学において、環境行政過程における民主主義的参加がどのように論じられてきたかについての理論分析を行うとともに、参加結果の受容を容易化する手続的仕組みについて、どのような法制度がいかなる理論的背景のもとに整備されてきたのかを精査する。これを併せて、オーストラリア行政法及び環境法の参加手続瑕疵の是正の救済法理を解明する。第二に、オーストラリア国立大学、ウロンゴン大学、ニューサウスウェールズ大学の研究者、オーストラリアで環境保護にかかわる草の根運動やNPOに携わっている市民から聞き取りを行い、参加手続の運用実態、環境課題の解決に取り組むinvisibleな組織が社会・地域にいかなる影響を及ぼしているのか、民主主義的参加手続にいかなる関与を行っているのか、参加結果の受容の容易化にどのような影響を与えているかについて実態調査を行う。
薬物送達システムを利用した生体多機能化による即時荷重インプラントの開発

即時荷重インプラントは、治療期間を短縮し患者のQOLの向上に貢献することが広く認識されていることから、安全確実な即時荷重インプラントを開発するために、タンパク質活性化薬剤の徐放システムにより早期骨形成と早期のオスセオインテグレーションを達成し、同時に抗菌性合成ペプチドを固定し機能させることにより細菌感染を防止するインプラント表面を開発することを目的とした。本研究結果より、合成ペプチドを利用した薬物送達システムによるインプラントの表面改質法は、早期の骨結合能とバイオフィルム抑制能を併せ持つ多機能性を有し、即時荷重インプラントに適した方法であることが明らかとなった。オッセオインテグレーションを荷重条件下で獲得する即時荷重インプラントは、機能圧が顎骨に早期に伝達されることにより周囲骨のリモデリングを促進するとともに、抜歯後に発現する周囲組織の退縮・吸収を防止することから、治療期間を短縮し患者のQOLの向上に貢献することが広く認識されている。早期荷重や即時荷重インプラントを成功させるには、初期固定、良好な骨質、連結が推奨されることは認識されつつあるが、インプラントの表面に対する統一的な評価は定まっていない。僅かに表面形状の重要性が指摘されているのみであり、表面の修飾(改質)法に関しての検討は殆どなされていないのが現状である。このような状況のもと、即時荷重に最適なインプラント表面を創製することは重要かつ緊急な課題となっている。我々は、チタンの表面改質によって、骨組織接触部位、上皮下結合組織、上皮組織、および口腔内露出部位、全てに適合する表面を持つ"生体多機能化(組織適合型)インプラント"の開発研究を行ってきた。本研究は今までの研究成果を発展させ、安全確実な即時荷重/早期荷重インプラントを開発するために、タンパク質活性化薬剤の徐放システムにより早期骨形成と早期のオスセオインテグレーション(骨結合)を達成し、同時に抗菌性合成ペプチドを固定し機能させることにより細菌感染を防止するインプラント表面を開発することを目的とした。本年度は、骨芽細胞のBMP-2産生を促進するシンバスタチンを利用して有効な骨形成の改善に結びつけるために、グルコースが6個8個環状に取り巻いた空洞構造を有するシクロデキストリンに本剤を包接し、シンバスタチンの徐放特性を検討した。その結果、シクロデキストリン・シンバスタチン溶液のpHを変化させることにより、シンバスタチンの徐放性を制御できることが明らかとなった。オッセオインテグレーションを荷重条件下で獲得する即時荷重インプラントは、治療期間を短縮し患者のQOLの向上に貢献することが広く認識されている。本年度は、骨芽細胞のBMP-2産生を促進するシンバスタチンを利用して有効な骨形成の改善に結びつけるために、グルコースが6個8個環状に取り巻いた空洞構造を有するシクロデキストリンに本剤を包接し、シンバスタチンの徐放特性を検討した(Dental Matedals J,26:451-456,2007)。また、トレシルクロリド法によりfibronectinを固定したチタン上での骨芽細胞の動態を検討した結果、骨分化が促進されることが明らかとなった。我々は、チタンの表面改質によって、骨組織接触部位、上皮下結合組織、上皮組織、および口腔内露出部位、全てに適合する表面を持つ"生体多機能化(組織適合型)

インプラント"の開発研究を行ってきた。本研究は今までの研究成果を発展させ、安全確実な即時荷重/早期荷重インプラントを開発するために、タンパク質活性化薬剤の徐放システムにより早期骨形成と早期のオスセオインテグレーション(骨結合)を達成し、同時に抗菌性合成ペプチドを固定し機能させることにより細菌感染を防止するインプラント表面を開発することを目的とした。本年度は、チタン結合ペプチドにBMP-2ペプチドを担持した生理活性物質をチタンインプラントに固定し、動物埋入試験を行った。その結果、BMP-2ペプチドを担持したインプラント周囲に有意な早期骨形成を認めた。また、唾液中に存在する抗菌性ペプチドHistatin5とLactoferricinを合成するとともに、チタン表面に特異的に結合するチタン結合ペプチドとの共役ペプチドを作製し、歯周病原菌に対する抗菌活性を検討した結果、これらのペプチドは抗菌活性を有することが明らかとなった。以上の3年間の研究成果より、特に合成ペプチドを利用した薬物送達システムによるインプラントの表面改質法は、早期の骨結合能とバイオフィルム抑制能を併せ持つ多機能性を有し、即時荷重インプラントに適した方法であることが明らかとなった。
看護学における生活構造論の構築に向けての検討〜震災後1年目の生活変化の体験から〜

震災により看護婦自らの生活と看護の対象者であるクライエントの生活がどのように変化したかの実態を把握して、調査項目を抽出した。そして、それぞれの生活の視点を明らかにするとともに、各生活構造を因子分析によって導き、両者の差異を明確化することから看護学における生活構造論を打ち立てることを目的として、その第1段階としての本研究に取り組んだ。対象は、兵庫県下を10地区に分け、地区ごとに約50名の計500名の看護職者を(看護婦7:保健婦2:助産婦1の割合)、看護協会の協力を求めて多段抽出した。約10日間の留め置きで、郵送調査を行い、回収率89.3%を得た。調査内容は、震災後の生活の変化の回答からその特性を明らかにするのがねらいではないので、質問を平常化させている。自分とクライエントの生活の場合ともに、同一の質問に対して5段階の重要度で回答を求めた。解析は、重みづけの単純集計とともに、主因子法バリマックス回転で因子分析を行い、各因子に命名して、両者の生活に対する意識を比較した。その結果、(1)41の質問項目中22項目において、クライエントの生活に比べて自分の生活に対する重みづけが有意に大きいことが認められた。すなわち、相手の立場で感じ・考えることのギャップは大きいことが分かる。(2)両者の生活構造を比較すると、自分の生活においては「ゆとり」や「安定性」および「関係性」などの人間の存在の根幹をなす構造が位置づいている。クライエントの生活に対しては、このような因子は乏しく、どちらかと言えば看護の役割意識や現在の医療事情が先行した管理的な生活のみつめ方になっている。(3)クライエントの生活に対しては、看護婦の属性の影響は少ない。要は、自分の生活感覚を通して相手を理解するのではなく、生活理解の別枠組みが作用しているようである。(4)以上より、「生活者主体」や「生活に根ざした」看護の実践に遠い生活構造が明らかになった。本年度の研究の目的は、看護婦が震災後1年目において認識した自分およびクライエントの生活の変化を把握することに始まり、そしてそれらを構成している生活項目を抽出することであった。調査は、兵庫県下10地区から計100名の看護者を対象としたが、震災1年目の生活に意味を見出していたので、先行して平成8年1月にデータを収集した。調査用紙は、震災によって自分およびクライエントの生活が変化したこと、それに対して感じ・考えたこと等の質問で構成しており、自由記載法で回答を求めた。内容にはプライベートな事柄が含まれるため、拒否する権利を伝えた。有効回答数は94件であった。分析は、記載内容文から各5個の一行文を作り、それを研究者間で見解の一致が図れるまで検討を加えた。いずれも約480枚のカードを完成させ、これらをKJ法で分類し、グループ編成および空間配置を行い、生活の変化の全体像を図解化した。その結果、以下の通りの文脈の中で生活の大項目(次元)が抽出された。1)自らの生活においては、居住環境の激変・家族状況の変化・次の地震への恐怖心・ゆとりの喪失・生活の仕方の変化・生理的欲求の変化・経済的負担・仕事内容の変化などから、震災1年後も気持ちの安定が図れない状況を生んでいる。そして、看護の使命感に燃えて非日常的な仕事に従事しているが、安定できない気持ちを家族や職場の人間関係に支えられながら、なんとか落ち着きたい或いは癒したいと努力している。2)クライエントの場合、身体症状や精神症状の出現

・喪失体験などから不安定な状態になっており、医療依存が高まっているという『状況の変化』が前面に表現されていた。生活状況の変化や人間関係の変化の現象は若干異なるが、看護者の場合と同様の大項目であった。以上の結果を踏まえて、9年度は生活の中項目でそれぞれに重みづけを得て、生活構造の解析を進めたい。本年度の研究目的は、看護職者が意識している「看護婦自身の生活」と「クライエントの生活」への視点を明らかにするとともに、各生活構造を因子分析によって導き両者の着眼点の差異を明確化することにある。まず、前年度把握した震災により看護婦自身およびクライエントの生活の変化の全体像から、調査項目を抽出し、それぞれ5段階の重みづけ(重要度)を得られる質問紙を作成した。次に、兵庫県下10地区から約500名の看護職者(看護婦7:保健婦2:助産婦1の割合)を抽出し、上記の質問紙による調査を依頼し、同意の得られた対象に留置法(1度の督促)で郵送調査を実施した。解析は、統計パッケージSPSSを用い、「自分の各生活上の重みづけ」と「クライエントの各生活上の重みづけ」との項目別粗点平均点の差を検定(t検定)するとともに、主因子法バリマックス回転で因子分析を行い、各因子に命名して、両者の生活に対する意識を比較した。その結果、(1)41の質問項目中22項目において、クライエントの生活に比べて自分の生活に対する重みづけが有意に大きいことが認められた。すなわち、相手の立場で感じ・考えることのギャップは大きいことが分かる。(2)両者の生活構造を比較すると、自分の生活においては「ゆとり」や「安定性」および「関係性」などの人間の存在の根幹をなす構造が位置づいている。クライエントの生活に対しては、このような因子は乏しく、どちらかと言えば看護の役割意識や現在の医療事情が先行した管理的な生活のみつめ方になっている。(3)クライエントの生活に対しては、看護婦の属性の影響は少ない。要は、自分の生活感覚を通して相手を埋解するのではなく、生活理解の別枠組みが作用しているようである。(4)以上より、「生活者主体」や「生活に根ざした」看護の実践に遠い生活構造が明らかになった。
食品タンパク質の経口投与により誘導される不応答化T細胞の特性の分子生物学的解析

1)不応答化T細胞に特異的に発現する遺伝子の探索抗原の経口投与により誘導された不応答化T細胞とコントロールT細胞(抗原の非経口投与により誘導されたT細胞)間でsubtractive hybridization法を行うことにより、不応答化T細胞に特異的に発現する遺伝子クローニングした。Differential screeningを行うことにより、擬陽性クローンを排除した。候補クローンについては塩基配列の解析を行った。さらに定量的RT-PCR法を行うことにより、候補クローンの発現特異性について検討し、候補の絞り込みを行った。現在、候補クローンについて全長cDNAのクローニングを行っているところである。2)不応答化T細胞の抗原認識とシグナル伝達不応答化T細胞を抗原/抗原提示細胞で刺激し、raftにおけるシグナル伝達について検討した。すなわちT細胞を非イオン性界面活性剤であるBrij98で可溶化した後、ショ糖密度勾配遠心法によりraft画分を分離した。raft画分に含まれるシグナル伝達分子についてはwestern blotting法により解析した。その結果、コントロールT細胞においては抗原刺激依存的にraftに局在するT細胞レセプター(TCR)、ZAP70、LATなどのシグナル伝達分子の量が増加するのに対し、不応答化T細胞ではこれらシグナル伝達分子の量の増加は認められなかった。さらに共焦点レーザー顕微鏡を用いてTCR、raftマーカーGM1の細胞膜上の局在を調べたところ、コントロールT細胞とは異なり、不応答化T細胞ではTCRやGM1が抗原提示細胞との接触面に局在しているものが少なかった。以上より、不応答化T細胞はraftの局在、raftにおけるシグナル伝達制御に障害があることが示された。1.T細胞に不応答化を誘導する系の確立オボアルブミン(OVA)特異的なT細胞レセプター(TCR)を発現するトランスジェニックマウスDO11.10にOVAを4週間経口投与することで、OVA特異的T細胞に不応答化が誘導されることを確認した。またこの不応答化T細胞のin vitro抗原刺激に対する挙動についてsingle celllevelで詳細に検討した。2.不応答化T細胞に特異的に発現する遺伝子の探索OVAを経口投与することで不応答化を誘導されたT細胞をDO11.10マウスより磁気細胞分離システムをを用いて分離精製した。比較対象としてアジュバントとともにOVAを非経口投与されたマウスから、応答性を保持したT細胞を分離した。両T細胞からmRNAを調製し、PCR法を用いたsubtraction hybridization法を行うことにより、OVAを経口投与されたマウス由来T細胞に特異的に発現する遺伝子をクローニングした。さらにdifferential screeningを行うことにより、擬陽性クローンを排除した。現在、得られたクローンの塩基配列を解析している。3.T細胞の活性化に伴う細胞膜近傍分子の挙動解析マウスT細胞膜表面に存在するスフィンゴ脂質とコレステロールを主要成分とするlipid raftと称される脂質マイクロドメインの分離方法を確立した。すなわちマウスT細胞を非イオン性可溶化剤Brij58を含むlysis bufferにて可溶化後、これを不連続のショ糖密度勾配法にて超遠心し、lipid raft画分を分離した。得られたlipid raft画分にはsrc型キナーゼであるlck, fynやアダプター分子であるLATなどシグナル伝達に重要な分子が集積していることを確認した。
微小循環障害による内耳血管条の虚血性細胞変性メカニズムの解明

申請者は、循環障害なしに内耳組織に適用できる新しい固定手技を開発した(14年度)。細胞質およびミトコンドリアの電子密度・体積の変化を形態計測法により検証したところ、新たに開発した固定法により、辺縁細胞の暗細胞化が抑制された。反対に虚血処理を積極的に与えた標本では、従来どおり暗細胞化がおこり、さらにミトコンドリアの膨化も誘発されていることがわかった。以上の実験結果は、極めて短時間(3分以内)の虚血処理が内耳血管条辺縁細胞に劇的な細胞内変化を引き起こすことを示している。特に、辺縁細胞の体積については虚血処理により、明らかに収縮傾向が認められ,辺縁・中間・基底細胞からなる血管条における細胞体積調節に関わるイオン輸送機構を明らかにしなければならない。本年度では、暗細胞化に関わる細胞レベルのイオン輸送機構のメカニズムに焦点をしぼり、細胞体積変化に着目した解析を行った。その結果、血管条内での細胞体積変化に寄与する重要な膜輸送体として、辺縁細胞の基底側膜側に発現しているNa^+-K^+-ATPaseや共輸送体のNa^+-K^+-2Cl^- cotransporterおよびCl^-チャネルが、辺縁細胞の体積変化だけではなくintra-strial sapceの体積変化にも関与していることが判明した。さらに内リンパ液の体積調節異常に起因して発症するメニエル病に関連して、水分子の輸送に関係する水チャネルのアクアポリンの血管条内での発現を検討したところ、中間細胞の細胞膜にアクアポリンファミリーの1つであるAQP1の発現をRT-PCRと免疫組織化学により確認した。以上の結果から、血管条においてはいくつかの膜輸送分子が連携してその体積調節にかかわっており、その調節系の一部のバランスが崩れることにより、様々な病態が顕在化してくるものと考えられた。今後は本研究で明らかとなった個々の機能分子が血管条全体としてどのように調節されて特定のイオンや水分子の輸送に関わっているのかを明らかにする必要がある。電子顕微鏡の開発とともに内耳の超微形態が明らかとなった.特に血管条の上皮細胞である辺縁細胞についてはその細胞質の電子密度の高さから,今日に至るまで別称'暗細胞'と呼ばれている.申請者は予備実験により,辺縁細胞のこの特徴が,高い代謝活性を示す脳神経細胞や心筋細胞の虚血による細胞障害(アポトーシスあるいはネクローシス)の様相と極めて類似していることを突き止めた.この特徴が固定操作にともなう虚血により誘起されるアーチファクトだとすれば,組織が固定液に接触するまでに起こる循環障害を取り除くことにより,この暗細胞化が阻止されるはずである.そこで本年度は,循環障害なしに内耳組織に適用できる新しい固定手技を開発し,細胞質およびミトコンドリアの電子密度・体積の変化を形態計測法により検証した.その結果,新たに開発した固定法により,辺縁細胞の暗細胞化が抑制された.反対に虚血処理を積極的に加えた標本では,従来どおり暗細胞化がおこり,さらにミトコンドリアの膨化も誘発されていることがわかった.以上の実験結果は,極めて短時間(3分以内)の虚血処理が内耳血管条辺縁細胞に劇的な細胞内変化を引き起こすことを示している.従って,内耳機能は極めて虚血に脆弱であると考えられた.次年度では,暗細胞化に関わる細胞レベルのメカニズムに焦点をしぼり,不可逆的な細胞変性をきたすまでの虚血処理時間の推定,虚血により誘導される辺縁細胞の細胞内変性がミトコンドリアを介するアポトーシス様変化であるのかあるいはネクローシス様変化であるのかを単離細胞を用いて調べる,さらに細胞体積変化に関係するイオンチャネルを同定しこの現象にかかわるイオン輸送機構を明らかにする必要がある.申請者は、循環障害なしに内耳組織に適用できる新しい固定手技を開発した(14年度)。

以上の結果から、血管条においてはいくつかの膜輸送分子が連携してその体積調節にかかわっており、その調節系の一部のバランスが崩れることにより、様々な病態が顕在化してくるものと考えられた。今後は本研究で明らかとなった個々の機能分子が血管条全体としてどのように調節されて特定のイオンや水分子の輸送に関わっているのかを明らかにする必要がある。
免疫寛容という立場から正常妊娠、異常妊娠を再考する

異物である胎児を許容するために免疫寛容が必須である。今回、免疫寛容を誘導する制御性T細胞(Treg)が着床ならびに初期妊娠維持に必須であること、父親抗原特異的Tregが精漿により誘導され、同Tregが着床1日前にすでに子宮領域リンパ節に集簇することをマウスの系で証明した。ヒトにおいても胎児染色体正常流産では、基底脱落膜で機能性Tregが減少するが、胎児染色体異常例では、Tregの減少を認めなかった。妊娠高血圧腎症においても、特に機能性Tregの減少を末梢血で認めた。その他、胎盤由来のmicroRNAが母体のT細胞やNK細胞に取り込まれており、母体免疫系を調節している事を見出した。異物である胎児を許容するため、制御性T細胞(Treg)が重要であることは知られているが、これまで父親抗原特異的Tregについては十分に検討されてこなかった。我々は独自に父親抗原特異的Treg(PA-Treg)に同定するシステムを構築した。マウスの系において、(1)PA-Tregは着床する前に、すでに子宮の領域リンパ筋に集族していること、(2)着床すると直ちに子宮へ移動すること、(3)精嚢腺除去したマウスでは精漿がないが精子が存在するため妊娠するが、妊娠効率が悪く、PA-Tregが子宮領域リンパ節や妊娠子宮に集族しないことを見い出した。さらにPA-TregにはCCR4、CCR5を高発現することを見い出した。(4)Treg以外に妊娠子宮に増加するCD25+NK細胞が樹状細胞(DC)上のMHC classII抗原発現を減弱させ、MLR反応を減少させることを発見した。流産マウスNK細胞ではstathminlが低下していることを証明した。ヒトの臨床検体において流産を胎児染色体正常と異常に大別したところ、(1)Tregは胎児染色体正常例で著しく減少していたこと、(2)着床近傍部で特に胎児染色体正常例ではTreg細胞が減少していたことから、免疫異常が正常胎児を流産に陥らせている可能性を示した。(3)また妊娠高血圧腎症(PE)ではトレランスを誘導するgalectin1発現が末梢血T細胞、甑細胞で減少していること、(4)PEではCD25^+Foxp3^+TregもCD25-Foxp3^+Tregも減少すること、(5)PEでは児の性別が女児であることが多いこと、(6)双胎では胎児抗原量が2倍になるためPEのリスクが高まること、(7)PEではNK細胞のgranulysinが増加しTh1型免疫となること、(8)肥満例ではNK細胞、T細胞中のgranulysinが増加してTh1型免疫となっていることを見い出した。つまリヒト流産でも胎児染色体が正常であれば免疫が関与する流産が存在すること、妊娠高血圧腎症では胎児許容機構が破綻していることが明らかとなった。さらにナノシリカが自然免疫を活性化させ、流産・死産、IUGRをきたすこともマウスモデルで明らかにした。(8)分娩前の妊婦の単核球、NK細胞において胎盤特異的miRNAが検出され、分娩後4日目には、これら細胞において検出量が有意に低下または消失し、クリアランスされることがわかった。一方、Treg細胞では、胎盤特異的miRNAの取り込みがほとんど認められなかった。胎盤由来のmiRNAがNK細胞に取り込まれ、その遺伝子制御に関わる可能性を示唆する新知見を得た。(1)マウス実験において、父親抗原特異的制御性T細胞(PA-Treg)を同定する系を確立した。アロ妊娠系では、Ki67+PA-Treg(父親抗原を認識し活性化されたTerg)が着床1日前の子宮所属リンパ節(uLN)で増加し、着床後に妊娠子宮で増加した。一方、同系マウス妊娠では、このような変化を認めなかった。精嚢除去(精漿欠損)、精管結紮(精子欠損)雄マウスを作製し、アロ妊娠で交配すると、精嚢除去マウスでのみuLNでのPA-Tregの増加が認められなかった。またTregを誘導する免疫制御樹状細胞の誘導も認められなかった。即ち精漿がPA-Tregを誘導し着床を促進していることを初めて証明した。ヒトではFoxp3陽性細胞はnaiive Treg、機能的Treg、免疫抑制のないeffector T(Teff)に大別できる。ヒト妊娠において、流産例を胎児染色体正常と異常に大別したところ、胎児染色体正常流産でのみ子宮内膜で機能的Treg細胞が減少し、Teff細胞が増加していることが判った。ヒト胎児染色体正常流産では、Treg減少による免疫寛容破綻が起こっていることを初めて示した。(2)PA-Treg細胞特異的mRNA発現:PA-

Tregは少数しか存在しないため、このプロジェクトは細胞収集に極めて難渋した。PA-Treg特異的に亢進する166遺伝子と低下する103遺伝子が同定できた。今後、詳細に解析するとともに、制御性NK細胞の特異的に発現するmRNAを同定する予定である。(3)NK細胞はT細胞に比し、多種類の胎盤由来miRNAを含んでいた。脱落膜NK細胞は末梢血NK細胞に比し、212種類のmiRNAを多く含有しており、うち胎盤由来miRNAは20種類であった。mRNA発言は脱落膜NK細胞で157種類が低下しており、うち144種類がmiRNAの標的遺伝子候補であった。マウスの実験系では、従来注目されていなかった少数しか子宮にいないNKT細胞が、LPSに対する炎症を惹起するのに重要で、NKT細胞を欠損するマウスでは樹状細胞、T細胞、NK細胞が中等量のLPSで活性化されず、早産率も低率である事を見出し論文化した(J.Immunol.2012:188:4681)。また流産にはNK細胞のNKG2Dを介したTNFαの産生が重要である事も見出した(J.Immunol.2013:190:3639)。制御性T細胞(Treg)の検討ではBALB/c(♀)x DBA/2(♂)の系で父親抗原特異的制御性T(PA-Treg)細胞をフローサイトメトリーで純化し、mRNAの発現をDNA arrayで検索し166遺伝子が増加し103遺伝子が減少することを見出し、現在詳細につき検討中である。精嚢切除で精漿を除くと着床前の子宮所属リンパ節、着床後の子宮にPA-Treg細胞が有意に減少する事を見出した(論文作成中)。更に精漿がないと樹状細胞のMHC classII、CD80/86の低下が起こらず、免疫抑制効果が認められなかった。ヒトでは流産症例を胎児染色体正常と異常に分け、子宮内膜中のTreg分画を検討した。その結果、胎児染色体正常流産では着床部のTregが減少しており、かつKi67陰性のTreg細胞が減少していた(J.Reprod.Immunol.2013:97:104)。現在Treg細胞をmemory、naive、胸腺由来、胸腺外、hCG-R陽性に分画し、いづれのTreg細胞が妊娠維持に最も重要かを検討している。脱落膜NK細胞と末梢血NK細胞でmiRNA発現パターンを網羅的に解析し、19ヶの胎盤由来miRNAが増加する事を見出した。更に脱落膜と末梢血NK細胞のmRNA発現をDNAチップを用い検討した。現在miRNA発現とmRNA発現の相関を検討しているところである。(1)マウス実験において、父親抗原特異的制御性T細胞(PA-Treg)を同定する系を確立した。アロ妊娠ではKi67+PA-Tregが着床1日前の子宮領域リンパ節で増加し、着床1日後から子宮で増加し、妊娠11.5日ではTreg中でのPA-Treg細胞率が20%を超えた。しかし、resting PA-Treg(Ki67-PA-Treg)は変化せず、脾臓や表在性リンパ節ではKi67+PA-Treg細胞率に変化はなかった。同系マウスでも変化はなかった。(2)精嚢除去(精漿欠損)、精管結紮(精子欠損)雄マウスを作製して、アロ交配したところ、精管結紮マウスでは着床1日前に子宮領域リンパ節にKi67+PA-Tregの増加を認めたが、精嚢除去マウスでは変化せず、また着床率の低下も認めた。
大規模な仮想空間システムを構築する放送型サイバースペース関する研究

本研究では,仮想空間システムを構成するデータをサーバからクライアントへ効率的に配信するための基盤技術に関する研究を推進した.まず,三人称視点による表示やバードビューにより、アバタの周囲の空間だけでなく広範囲の空間を観察できる環境を想定し,仮想空間をあらかじめ複数の部分空間に分割して,部分空間ごとのデータをひとつにまとめてデータアイテムを作成し,放送するためのスケジューリング方式およびユーザの行動特性を考慮したデータのキャッシング方式を考案した.これらの考案方式を詳細なシミュレーション実験によって性能評価し,その有効性を確認した.さらにアバタの密度と空間の連続性を考慮したデータのスケジューリング方式を考案し,隣接する部分空間のデータの更新時間を可能な限り統一し,隣接する部分空間同士での不整合を低減することに成功した.次に,ウォークスルーなどの一人称視点のアプリケーションにおいて仮想空間を利用することを想定し,アバタの視野範囲に含まれる空間に存在するオブジェクトの放送スケジュール方式について検討した.考案方式では,空間内に存在するユーザ群の視野と,ユーザとオブジェクトの距離に着目して,放送するオブジェクトを決定する.また,注目されるオブジェクトにも,高速で移動するオブジェクトと低速で移動するオブジェクトで要求される更新頻度が異なるため,上述のユーザ群の視野およびユーザ・オブジェクト間距離に加えて要求更新頻度を考慮して、最終的に放送すべきオブジェクトを決定する。考案方式の有効性を検証するため,シミュレーション実験を行った.その結果,仮想空間内で多くのユーザが注目しているオブジェクトと,クライアントで大きく表示されると考えられる,ユーザの近くに存在するオブジェクトの更新データが頻繁に放送され,システム全体としてのパフォーマンスが向上することを確認した.本研究では,仮想空間システムを構成するデータをサーバからクライアントへ効率的に配信するための基盤技術に関する研究を推進した.まず,三人称視点による表示やバードビューにより、アバタの周囲の空間だけでなく広範囲の空間を観察できる環境を想定し,仮想空間をあらかじめ複数の部分空間に分割して,部分空間ごとのデータをひとつにまとめてデータアイテムを作成し,放送するためのスケジューリング方式およびユーザの行動特性を考慮したデータのキャッシング方式を考案した.これらの考案方式を詳細なシミュレーション実験によって性能評価し,その有効性を確認した.さらにアバタの密度と空間の連続性を考慮したデータのスケジューリング方式を考案し,隣接する部分空間のデータの更新時間を可能な限り統一し,隣接する部分空間同士での不整合を低減することに成功した.次に,ウォークスルーなどの一人称視点のアプリケーションにおいて仮想空間を利用することを想定し,アバタの視野範囲に含まれる空間に存在するオブジェクトの放送スケジュール方式について検討した.考案方式では,空間内に存在するユーザ群の視野と,ユーザとオブジェクトの距離に着目して,放送するオブジェクトを決定する.また,注目されるオブジェクトにも,高速で移動するオブジェクトと低速で移動するオブジェクトで要求される更新頻度が異なるため,上述のユーザ群の視野およびユーザ・オブジェクト間距離に加えて要求更新頻度を考慮して、最終的に放送すべきオブジェクトを決定する。考案方式の有効性を検証するため,シミュレーション実験を行った.その結果,仮想空間内で多くのユーザが注目しているオブジェクトと,クライアントで大きく表示されると考えられる,ユーザの近くに存在するオブジェクトの更新データが頻繁に放送され,システム全体としてのパフォーマンスが向上することを確認した.本研究では、データ放送による情報システムを基盤とした仮想空間システムを構築することを目的とし、平成15年度は空間特有のデータ間の3次元的な関係を考慮した放送プログラムのスケジューリング手法に関する研究を中心に行った。具体的には、多数のユーザが広大な空間を共有して利用する仮想空間システムにおいて、空間を構成する大量のモデルデータを効率よくユーザへ配信するため、仮想空間内におけるユーザの活動に着目したスケジューリング手法を考案した。考案手法では、空間データを配信する際の放送帯域幅と空間内を移動するユーザの速度を考慮することで、ユーザが仮想空間内を移動する際の待ち時間を低減し、仮想空間内におけるできる限りスムースな移動を可能にしている。また、考案した手法のシミュレーションによる評価を行い、その有効性を検証した。一方、本研究で想定する大規模な仮想空間モデルを構築するための手法の考案およびプロトタイプシステムの構築を行った。想定する仮想空間は大規模かつリアルな空間であり、その空間を構成するデータは莫大なものである。したがって、その構築コストの低減も考慮して、現実空間を撮影した写真を用いて仮想空間を構築した。プロトタイプシステムでは、多数のユーザが協調して空間を構築できるようにすることで、より大規模な仮想空間の構築を可能にした。今後は、サーバのスケジューリング手法の改良と、クライアント側でのプリフェッチングおよびキャッシング手法の考案、今年度構築した大規模仮想空間モデルを用いた実験環境の構築、各手法を実システム上で実現し手法の有効性の検証および運用上の技術課題の抽出を予定している。本研究では、データ放送による情報システムを基盤とした仮想空間システムを構築することを目的とし、平成16年度はユーザの行動を考慮した放送データのプリフェッチング手法に関する研究を中心に行った。具体的には、ユーザが部分空間の切り替えに必要な時間を低減するために、クライアントが次にアクセスする部分空間を、部分空間の接続関係とユーザの移動特性から予想してデータを取得するプリフェッチング手法を考案した。考案手法ではユーザが、ある目的地に向かって移動している場合のように比較的進行方向を変更しない場合と、ある地点で周りを散策する場合のように進行方向を頻繁に変更する場合の二つに分類し、ユーザが進行方向を大きく変更しない場合は進行方向に応じてその先の部分空間データを、また、進行方向を頻繁に変更する場合は、ユーザの現在位置から距離が最も近い部分空間のデータを取得する。これらの二つのデータ取得方法をユーザの移動特性に応じて適応的に選択することによって、データを取得するための待ち時間を低減し、仮想空間内におけるスムースな移動を可能にしている。