hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
生体模倣系でのタンパク質凝集の観測と機構解明

生体内でのタンパク質の凝集は様々な疾患を引き起こすことで知られている。中でもアミロイドと呼ばれる凝集体が有する細胞毒性はアミロイド病という一連の疾患と関係することが明らかになっており、その機構解明が求められている。当初、アミロイドの細胞毒性はアミロイドの成熟型凝集体であるアミロイド線維に由来すると考えられていたが、近年ではアミロイドの細胞毒性が主にアミロイドの形成初期段階のオリゴマーに由来することが示されたため、アミロイドの物性研究の対象はアミロイド線維からオリゴマーに移ってきている。しかし、アミロイドの成熟型であるアミロイド線維が細胞毒性を有することも事実である。したがって、アミロイドの細胞毒性を解明するためには、オリゴマーの物性だけでなくアミロイド線維の物性の理解も必要である。現在、アミロイドの毒性の原因の一つとして挙げられているのがアミロイドと細胞膜の相互作用である。そこで、本年度の当該研究ではアミロイド線維と細胞膜の相互作用を理解するために、アミロイド線維と脂質二重膜の相互作用を調べた。アミロイドの観察には前年度までに報告したタンパク質凝集体観測系を利用した。アミロイド線維の各形成段階における脂質二重膜破壊能を調べたところ、アミロイドの線維伸長に伴って脂質二重膜の破壊量が増加することが明らかになった。さらに、脂質二重膜の破壊はアミロイド線維と脂質二重膜の不可逆な吸着に起因することが示された。タンパク質分子がアミロイド線維へ変化する過程で備わる高電荷密度・剛直性・疎水性がこのような脂質二重膜の吸着・破壊をもたらすことが示唆された。本結果はアミロイドの成熟型であるアミロイド線維と細胞膜の相互作用に関する基礎知見となる。今後、脂質二重膜との相互作用に関して、オリゴマーとアミロイド線維の差異を明らかにすることが、アミロイドの細胞毒性の理解につながると期待される。タンパク質の凝集は疾患因子として知られており、タンパク質の凝集を理解・制御することが医療および蛋白質科学の分野で期待されている。細胞内ではさまざまなタンパク質や生体低分子化合物が存在しており、現在のところ凝集プロセスの主因となる物理化学的な性質は明確ではない。細胞内での凝集を支配する因子を抽出するための最もシンプルな系が、生体内に近い実験系を構築したin vitro観察である。本研究ではポリマーや脂質二重膜を利用した生体模倣系を構築し、タンパク質の凝集を誘導させることで、生体内でのタンパク質凝集と物理化学的性質の因果関係を解明することを目指した。本年度はポリマーを用いて生体内の混み合った溶液環境を模倣し、タンパク質凝集に与える影響を調べた。その結果、分子量1,000程度のPEGにはリゾチームの熱凝集を抑制する働きがあり、分子量35,000以上では熱凝集抑制効果が低下することがわかった。分子量1,000程度のPEGは、その両親媒性によって、多点的にリゾチームと相互作用し、タンパク質分子間相互作用を抑制すると考えられた。分子量が増加するにつれてPEGの凝集抑制効果が低下したことは、タンパク質の凝集が排除体積効果の影響を受けることを示唆している。さらにアミノ酸などの低分子化合物を添加することで、凝集抑制能が飛躍的に向上することがわかった。低分子化合物の効果を詳細に調べた結果、低分子化合物の荷電状態とタンパク質への結合能が凝集抑制に支配的であることが分かった。このように生体内ではポリマーと低分子化合物が補完的にタンパク質の凝集を抑制することが示唆された。本研究で得られた物理化学的な機構に基づいた溶液特性を応用することが疾患原因のタンパク質凝集を抑制する新しいアプローチにつながると考えられた。タンパク質の凝集は疾患因子として知られており、包括的な理解及び制御が求められている。生体内には多くの生体高分子や低分子化合物が存在しており、その複雑さゆえにタンパク質の凝集機構は現在のところ完全には解明されていない。これまでに希薄な溶液環境におけるタンパク質の凝集機構が調べられてきているが、実際の生体内は高分子や細胞膜などによって混み合っており、生体内でのタンパク質凝集を理解するためには、これらの物質の作用機序を無視できない。そこで本研究ではポリマーと脂質二重膜を利用した生体模倣系を構築してタンパク質の凝集を観察することで、生体内でのタンパク質凝集を溶液および膜の物理化学的性質の立場から理解することを目指している。本年度は研究計画に従って、生体内の混み合った環境がタンパク質凝集過程に与える影響を調べるとともに、タンパク質凝集体と脂質二重膜の相互作用を調べた。その結果、PEGなどの高分子によって混み合った溶液環境ではタンパク質の凝集成長速度が低下することがわかった。本結果は、生体内での非特異的なタンパク質凝集抑制機構を示唆するものである。また、本実験を通して、タンパク質の凝集体構造の一形態であるアミロイド線維が、脂質二重膜との相互作用という点で、タンパク質/カーボンナノチューブ複合体と似た物性を示すことを発見した。アミロイド線維は脂質二重膜に対してタンパク質/カーボンナノチューブ複合体と同様な剛直性を示すため、アミロイド線維のこのような機械的特性が脂質二重膜との相互作用に支配的であることが示唆された。今後、顕微鏡観察などを通して、タンパク質由来のナノ粒子がもつ生体毒性に関する共通した見方を提案できると期待される。

当初、アミロイドの細胞毒性はアミロイドの成熟型凝集体であるアミロイド線維に由来すると考えられていたが、近年ではアミロイドの細胞毒性が主にアミロイドの形成初期段階のオリゴマーに由来することが示されたため、アミロイドの物性研究の対象はアミロイド線維からオリゴマーに移ってきている。しかし、アミロイドの成熟型であるアミロイド線維が細胞毒性を有することも事実である。したがって、アミロイドの細胞毒性を解明するためには、オリゴマーの物性だけでなくアミロイド線維の物性の理解も必要である。現在、アミロイドの毒性の原因の一つとして挙げられているのがアミロイドと細胞膜の相互作用である。そこで、本年度の当該研究ではアミロイド線維と細胞膜の相互作用を理解するために、アミロイド線維と脂質二重膜の相互作用を調べた。アミロイドの観察には前年度までに報告したタンパク質凝集体観測系を利用した。アミロイド線維の各形成段階における脂質二重膜破壊能を調べたところ、アミロイドの線維伸長に伴って脂質二重膜の破壊量が増加することが明らかになった。さらに、脂質二重膜の破壊はアミロイド線維と脂質二重膜の不可逆な吸着に起因することが示された。タンパク質分子がアミロイド線維へ変化する過程で備わる高電荷密度・剛直性・疎水性がこのような脂質二重膜の吸着・破壊をもたらすことが示唆された。本結果はアミロイドの成熟型であるアミロイド線維と細胞膜の相互作用に関する基礎知見となる。今後、脂質二重膜との相互作用に関して、オリゴマーとアミロイド線維の差異を明らかにすることが、アミロイドの細胞毒性の理解につながると期待される。
歯胚培養技術を応用した新たな歯髄処置法の開発

(1)歯胚と唾液腺は、口腔上皮由来という共通の発生由来を有する器官としてだけではなく、上皮間葉相互作用により形態形成が行われ、生体においても口腔領域の環境構築という上では密接な関連性を有している組織である。歯の発生において重要な関与を示すと言われているHomeobox遺伝子の一つであるBarx遺伝子群が唾液腺の発生にどのように関与するかを検索する目的で実験を行った。その結果、複雑な形態を有する唾液腺組織の形態形成機構にHomeobox遺伝子が重要な役割を果たすことが示されただけでなく、唾液線組織の形態形成機構の解明に対して重要な知見となるものと考えられる。このような基礎的な知見の積み重ねにより、唾液線組織、ひいては口腔諸組織の再生医療が実現可能になるものと考えられる。したがって、今回の研究成果は非常に意義のあるものである。(2)炭酸ガスレーザーは、10.6μmの波長を示すハードレーザーで、その出力によって組織や細胞を活性化するLLLT作用と、組織を蒸散させるHLLT作用を有する。近年、歯周治療やインプラントを用いた療法においてLLLT作用を応用し、歯槽骨の再生を行う試みがなされている。しかしながら、細胞レベルでのエビデンスが少ないまま治療が先行してしまっている感は否めない。我々は炭酸ガスレーザー照射をメカニカルフォースと捉え、その照射により脛骨の骨髄側に骨形成を誘導すること、それには骨細胞の存在が重要であること、そして形成された骨はやがて吸収されてしまうことを報告してきたが、これをインプラント治療に応用できないかと考えるに至った。その結果、炭酸ガスレーザー照射により脛骨骨髄側に誘導された骨は、早期にオッセオインテグレーションを獲得するという結果を得た。現在、成果を国際誌に投稿中であり、新たなインプラント埋入法の開発が期待される。歯胚と唾液腺は、口腔上皮由来という共通の発生由来を有する器官としてだけではなく、上皮間葉相互作用により形態形成が行われ、生体においても口腔領域の環境構築という上では密接な関連性を有している組織である。今年度は、口腔領域に属する器官の発生に対する基礎的な知見を得ることを目的として研究を計画した。その中でも、唾液腺(顎下腺および舌下腺)の発生に着目し、歯の発生において重要な関与を示すと言われているHomeobox遺伝子の一つであるBarx遺伝子群が唾液腺の発生にどのように関与するかを検索する目的で実験を行った。具体的には、形態学的な検索法として免疫組織化学的手法を、生化学的な手法としてreal-time PCRを応用し、Barx2遺伝子がマウス胎仔顎下腺および舌下腺の発生へどのように関与しているのかを検討した。その結果、Barx2は唾液線発生の初期(胎生11.514.5日)における、上皮組織を構成する細胞の核内にのみ発現することが示され、Barx2は細胞接着因子の一つであるNCAM-L1の発現を、上皮組織の側で調節している可能性が示唆された。このことは、複雑な形態を有する唾液腺組織の形態形成機構にHomeobox遺伝子が重要な役割を果たすことが示されただけでなく、唾液線組織の形態形成機構の解明に対して重要な知見となるものと考えられる。炭酸ガスレーザーは、10.6μmの波長を示すハードレーザーで、その出力によって組織や細胞を活性化するLLLT作用と、組織を蒸散させるHLLT作用を有する。

近年、歯周治療やインプラントを用いた療法においてLLLT作用を応用し、歯槽骨の再生を行う試みがなされている。しかしながら、細胞レベルでのエビデンスが少ないまま治療が先行してしまっている感は否めない。我々は炭酸ガスレーザー照射をメカニカルフォースと捉え、その照射により脛骨の骨髄側に骨形成を誘導すること、それには骨細胞の存在が重要であること、そして形成された骨はやがて吸収されてしまうことを報告してきたが、これをインプラント治療に応用できないかと考えるに至った。そこで、10週齢のメスSDラットを用い、A群は右脛骨にレーザー照射を行った後、インプラント埋入を行い、左脛骨にはレーザー照射のみを行った。B群は右脛骨に疑似手術を行い、左脛骨にはインプラントの埋入を行った。埋入後、7日21日で試料の回収し、固定後に軟エックス線撮影を行った後、脱灰しパラフィン切片を作製、ヘマトキシリンエオジン(以下H-E)染色を行い観察した。その結果、炭酸ガスレーザー照射により脛骨骨髄側に誘導された骨は、早期にオッセオインテグレーションを獲得するという結果を得た。このような基礎的な知見を積み重ねることにより、物理的刺激を応用した新たなインプラント埋入法の確立が可能になると考えられる。したがって、今回の研究成果は非常に意義のあるものである。現在、成果を国際誌に投稿中である。
男性統合失調症におけるX染色体上CpGアイランドの異常高メチル化の機能解析

統合失調症の発症率や重症度に性差があることは知られているが、その生物学的機序は不明である。また、統合失調症の発症にはDNAメチル化などのエピジェネティクスが深く関連していると考えられているものの、現時点ではGWASなどのゲノム配列解析に比して知見は遅れている。我々は二つの異なるDNAメチル化頻度解析手法(DNAメチル化頻度網羅的解析・メチル化特異的定量PCR法)とヒト末梢血サンプルセットを用いて、男性統合失調症の約3割において、X染色体上のあるCpGアイランドが異常に高メチル化(通常の10%前後に比して90%前後)している現象を見出した。同領域と重なるTAF1遺伝子はX染色体性知的障害やジストニアとの関連は示唆されているが、統合失調症との関連は報告がなかった。本研究期間内において、まず予備的研究で対象とした上記のサンプルについて、MassARRAYを用いて、同CpGアイランド内のすべてのCpGサイトのメチル化頻度を測定し、予備的研究のメチル化異常の結果を再現することに成功した。また異常高メチル化を認めた男性統合失調症12名については、再採血を行い、異常高メチル化が維持されていることを確認した。さらに異常高メチル化群の末梢血について、関連遺伝子TAF1のmRNA発現量を測定し、対照群との比較を行った。これらの知見について現在論文化を進めている。ヒト男性由来神経幹細胞の培養系を確立し、CRISPR/Cas9法にて異常高メチル化領域のDNA配列の機能欠失を行い、細胞表現型にどのような影響があるかも検討中である。その他、本研究と関連して得られた統合失調症患者の染色体末端テロメア構造やY染色体モザイク欠失についての解析結果や、網羅的メチル化頻度データを用いてエピジェネティック老化指標を測定した研究について、それぞれ期間内に英文雑誌にて報告した。また、統合失調症の発症にはDNAメチル化などのエピジェネティクスが深く関連していると考えられているものの、現時点では統合失調症の大規模サンプルを用いたDNAメチル化の網羅的解析は世界的にも報告が少なく、GWASなどのゲノム配列解析に比して知見は遅れている。同領域と重なるTAF1遺伝子はX染色体性知的障害やジストニアとの関連は示唆されているが、統合失調症との関連は報告がなく、また本現象の生物学的意義、細胞、生体への影響は不明である。H28年度は予備的研究で対象とした上記のサンプルについて、MassARRAYを用いて、同CpGアイランド内のすべてのCpGサイトのメチル化頻度を測定し、予備的研究のメチル化異常の結果を再現することに成功した。さらにヒト男性由来神経幹細胞の培養系を確立し、CRISPR/Cas9法にて異常高メチル化領域のDNA配列の機能欠失を行っているところである。H28年度は予定していたヒト末梢血サンプルについて、MassARRAYを用いて、目的のCpGアイランド内のすべてのCpGサイトのメチル化頻度を測定し、予備的研究の結果を再現することに成功した。また異常高メチル化を認めた男性統合失調症12名については、再採血を行い、異常高メチル化が維持されていることを確認できた。さらにヒト男性由来神経幹細胞の培養系を確立し、CRISPR/Cas9法にて異常高メチル化領域のDNA配列の機能欠失を行っているところであり、計画している研究内容を順調に進めることができている。H29年度は、異常高メチル化群の末梢血について、関連遺伝子TAF1のmRNA発現量を測定し、対照群との比較を行った。

またヒト男性由来神経幹細胞の培養系を確立し、CRISPR/Cas9法にて異常高メチル化領域のDNA配列の機能欠失を行い、細胞表現型にどのような影響があるかを検討中である。H28年度は一部の男性統合失調症における目的のCpGアイランド内の異常高メチル化を追試することができ、H29年度は異常高メチル化群の末梢血において関連遺伝子のmRNA発現変化があるか、さらにはヒト男性由来神経幹細胞の培養系を確立し、CRISPR/Cas9法にて異常高メチル化領域のDNA配列の機能欠失を行うなど、機能的意義について迫るための研究内容を順調に進めることができている。統合失調症の発症率や重症度に性差があることは知られているが、その生物学的機序は不明である。また、統合失調症の発症にはDNAメチル化などのエピジェネティクスが深く関連していると考えられているものの、現時点ではGWASなどのゲノム配列解析に比して知見は遅れている。我々は二つの異なるDNAメチル化頻度解析手法(DNAメチル化頻度網羅的解析・メチル化特異的定量PCR法)とヒト末梢血サンプルセットを用いて、男性統合失調症の約3割において、X染色体上のあるCpGアイランドが異常に高メチル化(通常の10%前後に比して90%前後)している現象を見出した。同領域と重なるTAF1遺伝子はX染色体性知的障害やジストニアとの関連は示唆されているが、統合失調症との関連は報告がなかった。本研究期間内において、まず予備的研究で対象とした上記のサンプルについて、MassARRAYを用いて、同CpGアイランド内のすべてのCpGサイトのメチル化頻度を測定し、予備的研究のメチル化異常の結果を再現することに成功した。また異常高メチル化を認めた男性統合失調症12名については、再採血を行い、異常高メチル化が維持されていることを確認した。さらに異常高メチル化群の末梢血について、関連遺伝子TAF1のmRNA発現量を測定し、対照群との比較を行った。これらの知見について現在論文化を進めている。ヒト男性由来神経幹細胞の培養系を確立し、CRISPR/Cas9法にて異常高メチル化領域のDNA配列の機能欠失を行い、細胞表現型にどのような影響があるかも検討中である。その他、本研究と関連して得られた統合失調症患者の染色体末端テロメア構造やY染色体モザイク欠失についての解析結果や、網羅的メチル化頻度データを用いてエピジェネティック老化指標を測定した研究について、それぞれ期間内に英文雑誌にて報告した。統合失調症男性および健常者男性の末梢血・死後脳サンプルを追加して、目的のCpGアイランドのメチル化頻度およびTAF1遺伝子のmRNA発現の相関を解析する。CRISPR/Cas9及びCRISPRiの手法を用いて、ヒト神経幹細胞において同CpGアイランド領域の機能を欠失、または転写因子結合を阻害することで、細胞表現型にどのような変化を来すかを解析する。さらには同CpGアイランドの機能を修飾した神経系細胞とコントロールの神経系細胞の遺伝子発現をDNAマイクロアレイにより検出・比較し、同領域のもつ機能を網羅的な遺伝子発現変動の視点から解析する。
伸展刺激による血管内皮細胞リモデリングの分子機構

血管内皮細胞は、紡錘形を呈し血管走行に対してその長軸を平行に配列している。この形態や配列は血流に対する機械的抵抗を激弱し、内皮細胞の血管壁からの剥離を防ぐという大切な意義がある。本研究の最終目的は、培養内皮細胞を用いて伸展刺激による形態配列応答の分子機構の全容を明らかにすることにある。これまでに伸展受容体(SAチャネル)とセカンドメッセンジャー(Ca^<2+>)の同定、形態変化に伴うストレスファイバーの動態、および接着斑会合蛋白質(接着斑キナーゼ、FAK)のチロシン燐酸化について解析してきた。本年度は主としてFAKの分子生物学的解析とその上流に位置するチロシンキナーゼ(src)の生化学的解析、およびキナーゼ活性化と細胞内Ca^<2+>増加の関連について解析し、以下の結果を得た。1)FAKアンチセンスの効果:アンチセンス処理後48時間でFAKの発現抑制のピークが観察され、その時点での処理細胞のFAK発現量はセンス処理細胞の10%以下であった。アンチセンス処理細胞の外観には特に変化はみられず、フィブロネクチン処理のシコリン膜にも安定に生着した。しかしこれに所定の伸展刺激を加えても形態反応は誘起されなかった。FAKとそのチロシン燐酸化が形態応答に極めて重要であることが強く示唆された。2)伸展刺激によるsrcの活性化:FAKの上流に位置する可能性の高いチロシンキナーゼとしてsrcに注目し、その活性の伸展刺激依存性を解析した。その結果、伸展刺激開始直後から活性が上昇し続け、約20分でピークを迎えることが分かった。その時間経過パタンは、やや先行する形で、FAKのチロシン燐酸化の時間経過パタンとよく一致した。またこの活性上昇は、細胞外Ca^<2+>に依存し、ガドリニウム(Gd^<3+>)で抑制されたので、<SAチャネル→細胞内Ca^<2+>上昇>の下流に位置することが強く示唆された。
オートファゴゾーム膜の生化学的性質とそのリソゾーム経由蛋白分解に於ける役割

細胞の蛋白質がリソゾームで分解する過程では、rough ER由来の、細胞質成分を取り込んだ自食胞が先ず形成され、これがエンドソームやリソゾームとの融合を経てさらに熟成すると考えられているが、その分子機構は殆ど分かっていない。その最大の理由は、形成間もない、オートファゴゾームと呼ばれる段階の自食胞を分離することが難しく、その生化学的性質が分かっていないためである。ラット肝にロイペプチンやE64cを投与するとリソゾームでの蛋白分解が阻止され、リソゾームと融合した形の自食胞が多数蓄積し、これをパーコール密度勾配遠心で分離しその外側の膜を調べたところ、リソゾームと融合した後のものであるにも関わらず、オートファゴゾームが由来するとされるERのマーカーやエンドゾームのマーカーをも保持していることが示された。このことは、この膜には他のオートファゴゾーム特異的なマーカーも残存しているかも知れないことを示唆している。そこで本研究の初年度では、自食胞膜を更に分画することに専念し、AL-HとAL-Lの二つの分画を得、Hの方が、上に述べたERやエンドゾームのマーカーに富むことを明らかにした。二年目の成果としては、先ずH分画に対する抗体が認識する70k蛋白を分離し、pIの異なる二つの成分が存在することを明らかにした。この内主要な方の成分は糖蛋白で、オートファゴゾームに特異的なマーカーである可能性が高く、この膜蛋白の動態を手掛かりにして自食胞の形成の機構をさらに詳細に明らかにすることが出来ると期待される。また、H分画に含まれるcytochrome P450について詳細な検討を行ったところ、アミノ酸の配列から、これまでに知られていないタイプのものである可能性が示唆された。このことは、更に多くの実験を行って確証を得なければならないが、小胞体からオートファゴゾーム膜が派生する場合に、ランダムにでは無く、特定の部分から形成されたり、特定のP450が選択的に自食胞膜に使われる可能性があることを意味していて興味深い。これらの成果に鑑み、H分画は自食胞形成・熟成の分子機構を明らかにするための極めて有用な研究対象と成り得るであろう。12時間絶食後のラットにロイペプチン・E64cを投与し、研究計画調書に記載した方法に従ってオートリソゾーム(以下ALと略)を調製。これを低張処理に依って破砕し、AL膜分画を得た。AL膜を更に10mMCaで処理すると、低速遠心で沈殿する分画(AL-H)と上清に残る分画(AL-L)とに分かれた。これらの膜分画を、デキストランを投与したラット肝から得られたリソゾーム膜(Lm)と比較し、以下の知見を得た。2.AL-HはAL-Lと異なり、小胞体マーカーであるcytochrome P450とLmマーカーであるlgp120を持つ。一方、AL-Hをウサギに免疫して得られた抗体はイムノブロットで60-70kのポリペプチドと強く反応するが、この成分は小胞体やLm、AL-Lには存在しない。

細胞内蛋白分解の主要経路であるオートファゴサイトーシスでは、細胞質成分を取り込んだオートファゴゾーム(AP)が形成され、APはリソゾームと融合してALとなり、AP膜成分は、取り込まれた細胞質共々分解される。APの由来やALへの熟成過程には不明な点が多く、AP膜の一部が小胞体に由来することが分かっている程度である。上の結果は、AL膜の中に、より熟成したAL由来のもの(AL-L)と、小胞体とLmの両方のマーカーを持つ若いAL由来のもの(AL-H)が混ざっていることを示し、更にAL-Hには他のオルガネラに無いマーカーが存在することを示唆し、これがAPの固有マーカーである可能性が有る。平成5年度では、このマーカー成分に焦点を絞りその性質を明らかにしたい。前年度の実験で、ロイペプチン・E64cを投与したラット肝から分離した自食胞膜をさらに10mMCaCl_2で処理した後、低速の遠心で沈澱する分画(AL-H)は、自食胞膜が由来するとされる小胞体マーカー(cytochrome P450)の外、エンドゾームマーカー(マンノース6リン酸受容体)及びリソゾームマーカーを共有し、形成後間もない初期の自食胞に由来すると考えられた。5年度はこのH分画の蛋白成分の生化学的解析を行い、次の知見を得た。1.AL-H分画を二次元電気泳動で解析し、新たに小胞体マーカーとしてBiP、エンドソームマーカーとしてトランスフェリン受容体の、二つが同定された。2.AL-Hをウサギに免疫して得られた膜抗体をAL-H分画に特異的な70k成分を認識する。二次元電気泳動で分離した膜蛋白のイムノブロットより、標的抗原はpIの異なる2つの成分に分かれ、この内主要な方は酸性の糖蛋白であった。小麦胚芽レクチンに依るアフィニティークロマトグラフィーで精製し、目下アミノ酸の1次配列の決定を試みているが、酸性の糖蛋白であるから、複合型の糖鎖を持つ可能性が高い。一方、この膜抗体全体から70kに対する抗体をアフィニティ精製し、免疫電顕に依って自食胞膜への局在を調べることを計画したが、70kの含量が少ないことと、この抗体が認識するもう一つの主要抗原が1gp120であることから、先ず1gp120と反応する抗体を抗原で吸収して除き、70k特異的な抗体のみを精製しようと試みている。3.AL-H分画に含まれるcytochrome P450は、グループ特異的な抗体によるイムノブロットで2Cタイプが主要成分で有ること、その他に2B、2Eタイプも若干含まれることが判明した。しかしながら二次元電気泳動で分離したP450のアミノ酸一次配列は既存の2CタイプのP450のものとは合致せず、新しいタイプのものである可能性が示唆された。
絨毛細胞由来サイトカインによる胎盤の内分泌及び免疫機能の調節機構の解析

我々は本研究で胎盤由来のサイトカインの胎盤機能調節機序を検討した。胎盤由来サイトカインの内分泌機能調節機序として、(1)IL-1とTNF-αがIL-6分泌を促進し、そのIL-6が絨毛性ゴナドトロピン(hCG)や胎盤性ラクトーゲン(hPL)産生に関与していること、(2)IL-6は血中のsIL-6-Rとの結合で胎盤内分泌機能を昴進させ、(3)絨毛細胞内チロシンキナーゼを介して細胞内情報伝達経路を活性化していること、(4)TGF-βが負のサイトカイン機能調節因子として作動していること、(5)これらサイトカインによるホルモン分泌系は従来よりのGnRHやEGF依存性分泌機序とは全く独立して作動していることを明らかにした。他方、胎盤由来サイトカインの胎盤免疫能のうち、特に生体防御能についても研究した。IL-1、TNF-α、IL-6、IL-8、MCAFについて検討すると、陣痛の有無でIL-1のみ変動したが、絨毛羊膜炎を合併するといずれのサイトカイン産生も著増した。このことからIL-1とTNF-αは炎症初期の活性化因子として働き、IL-6は胎盤局所での血栓形成、急性期タンパク質の合成、抗原特異体免疫反応の増強に働き、IL-8は好中球を活性化して殺菌能を増強し、MCAFは単球を活性化してIL-8と異なった方法で胎盤の生体防御能を増強している。更に、胎児由来サイトカインによる胎児生体防御能を研究によると、絨毛羊膜炎を合併した胎児は胎内でリンパ球を既に活性化して、芽球化しており、それらリンパ球のサイトカイン産生能は増強していた。これは胎内で胎児が生体防御能を亢進していることを示し、臍帯血中IL-6とIL-8は高値を示した。高IL-6の児にRDS(呼吸窮迫症候群)の発症は低く、高IL-8の児の絨毛羊膜炎は重症を示すことが多かった。以上本研究により胎盤由来サイトカインは、胎盤内分泌機能調節のみならず、子宮内感染時に母児の生体防御能の調節に重要な役割を演じていることが明らかになった。我々は昨年に胎盤の内分泌機能調節に胎盤由来の各種サイトカインが関与することを報告した。すなわちinterleukin-1(IL-1)とtumor necrosis factor-α(TNF-α)が胎盤よりIL-6の分泌を促進し、IL-6レセプター(-R)を介して胎盤ホルモンの一つであるhuman chorionic gonadotropin(hCG)の分泌調節していることを示した。今回はこの調節系でIL-6-R以後の細胞内情報伝達経路の特性につき検討した。IL-6-Rを介して活性化された細胞内情報伝達系が、protein kinase A(PKA)やPKC、calcium-calmodulin依存性蛋白酵素を介するかをそれぞれに特異的蛋白酵素阻害剤を用いて検討したが阻害効果はみられず、tyrosine kinase阻害剤のgenisteinで濃度依存性にhCG産生低下が観察された。

一方、gonadotropin releasing hormone(GnRH)によるhCG産生はgenisteinで影響を受けず、Ca^<2+>-calmodulin依存性酵素阻害剤で特異的阻害を受けることより、hCG産生に2種類の全く性格を異にして細胞内情報伝達経路が関与していることが明かとなった。サイトカインの重要な生物活性に生体防御賦活機能が知られているが、我々は本研究で胎盤由来サイトカインによる母児生体防御機能賦活作用についても併せて検討した。周産期感染症の重要な疾患である絨毛羊膜炎は胎盤の細菌感染によって惹起されるが、これに伴いIL-1、IL-6及びIL-8産生が著明に増強した。産生増強したIL-1は陣痛発来を招来し、IL-6は胎盤局所での組織抵抗性の増強、胎児免疫能増強、肺胞サーファクタント蛋白合成促進によるrespiratory distresssyndrome(RDS)発症防止に働き、IL-8は胎盤へ侵入する細菌を好中球活性化を介して排除し、同時に絨毛羊膜炎の重症度に従い血中濃度も上昇することから、母児血中のIL-8の測定は絨毛羊膜炎の診断のマーカーとなりうる可能性を示した。しかし、このIL-8により活性化された好中球が肺胞構築期に存在すると、肺胞破壊に伴い児のWilson-Mikity症候群の発症に重要な因子ともなることを示した。我々は昨年度に胎盤が種々のサイトカインを分泌し、胎盤内分泌機能調節に関与していることを報告した。本年度は先の系を用いて、IL-6レセプター(-R)の可溶性(soluble form)分子の役割について検討した。正常婦人と妊婦血中のsIL-6-RレベルをEIAで測定すると、数ng/mlの量で存在した。この分子の生体内での役割を検討するために、IL-6を用いたhCG産生系へ添加すると、sIL-6-Rの容量依存性にhCG産生系へ添加すると、sIL-6-RがIL-6 transducer(gp130)を介してsignal伝達されて、絨毛細胞の活性化を誘導していることが明らかとなった。今まで我々はIL-6によるhCG分泌のみを検討してきたが、抗IL-6-R抗体を用いた研究より、hPL(ヒト胎盤性ラクトーゲン)もIL-6依存性分泌が示された。このことからsIL-6-rがIL-6とともにhCGのみでなく、hPLプロゲステロン産生にも強い影響を発現することが明らかとなった。我々は感染胎盤を用いた研究より、胎盤は感染に晒されることによりhCGやhPLの産生などの内分泌機能が著しく低下することが明らかとなった。in vivoで絨毛細胞をendotoxin(lipo-polysacchainde,LPS)で刺激すると全く同様のホルモン分泌能の低下がみられるのに対し、MnSOD産生は反対に上昇した。このことは、感染状況下でbacteriaのendotoxinにより絨毛細胞内でスーパーオキサイドが生成して、絨毛細胞の内分泌機能を障害している可能性を示している。更に、前年度に胎盤由来の各種サイトカインは胎盤および胎児の生体防御を賦活化していることを報告した。今年度は単球の活性化因子であるMonocyte Chemotactic & Activating Factor(MCAF)が胎盤で恒常的に産生され、絨毛羊膜炎時に著増するのを見いだした。このことから、胎盤炎症時に末梢血中に存在する単球を炎症局所に集積させ、マクロファージに分化させた後に殺菌作用の強いスーパーオキサイドなどを分泌するようになり、IL-8と異なった形で胎盤の生体防御能を賦活化することを明らかにした。
歴史的価値のある地下空間の風化調査

2018年8月下旬に来日したため、2018年度下半期が実質の研究期間である。まず、吉見百穴、田谷洞窟、大谷凝灰岩に関する既存文献を収集し、研究動向を詳細に確認した。また、吉見百穴と田谷洞窟を訪問し、それぞれの地質、地形などの地球科学的な基礎情報を確認するとともに、人口坑道の歴史について学んだ。訪問の際には、洞窟を構成する地盤試料と洞窟壁面の変質部分を採取し、環境モニタリングサイトを設置した。ハイグロクロンによる各サイトの坑内温度と湿度のデータ収集は、設置後すぐに開始した。持ち帰った試料は、鉱物分析や化学分析に供するために、試料調整を行った。埼玉大学科学分析支援センターで所有するXRD(X線粉末回折)、XRF(蛍光X線分析)、ICP-AES(誘導結合プラズマ発光分析のほか、SEM-EDS(分析電子顕微鏡)について、それぞれについて数日ずつの講習を受け、使用ライセンスを取得した。岩石試料および塩類析出物等の鉱物種・化学組成の関する基本的なデータについては、ほぼ分析を終えた。また、受け入れ教員の実験室で所有するポロシメータを用いて間隙径分布を測定し、剥片作成も行った。2018年度の研究活動により、洞窟構成材料としての地盤の岩石物性の把握は終了し、主に環境変動を中心とした継続観測の段階に移行しつつある段階である。調査箇所3か所のうち、2か所については環境モニタリングの軌道に乗った段階である。もう1か所についても近日中に設置できる目途がたっている。試料の分析については、最も時間がかかる装置講習についてはすべて終了している。試料の分析も半ば以上は終了しており、十分なデータは得られている。2019年度は、34か月に1回の頻度でデータ回収に赴き、温湿度データを収集する。また、基本的な物性データに加え、より精密な条件(たとえば、SEM-EDSによる元素濃度マッピング)での分析も行う予定である。また、定期的な雨水・地下水も採取して分析し、特定された塩類鉱物に合わせて実験溶液をつくり、溶液を含浸させることで風化状況を模擬する試験(塩類風化実験)を行う。複数の実験環境(温度と湿度)により実験を行うことで、析出塩の温度湿度条件を決定する。
交通行動の分析に基づいた駐車管理手法

駐車行動は駐車場の整備状況、運用状況、駐車料金、駐車場案内情報の提供、駐車に関する法制度ならびにそれに基づく違法駐車取締り、違法駐車に関する社会全般の姿勢等が様々に変化する状況の下で、各ドライバ-が駐車目的あるいは予定駐車時間等を念頭において、駐車場でけでなく現実には違法な路上スペ-スも含めた駐車場所を選択する行動である。実効ある駐車管理手法は、このような駐車行動の分析に基づいたものでなければならない。本研究は駐車場所の選択行動を分析し、これに基づいて駐車管理手法の効果について検討したものであり、成果は以下のようにまとめられる。1)路上駐車を含めた駐車場所の選択行動を分析する場合、実態調査のみからデ-タを取得することは容易でないため、仮想的な実験から得られたデ-タに基づいて駐車場所の選択モデルを構築した。したがって、本モデルは顕在化した駐車行動を直接分析したものではないが、モデルの再現性、ならびに別途実施した実態調査結果との適合性が良好であるから、駐車場所の選択行動を表現する妥当なモデルであると孝えられる。2)本モデルは駐車場間の選択、ならびに駐車場と路上駐車の選択を同時に扱うものであり、前者の要因として、駐車料金、目的施設までの距離、入庫持ち時間、後者の要因として、駐車取締り頻度、駐車予定時間を用いている。3)本モデルを利用し、駐車料金の変更の影響、違法駐車取締り強化の効果、月極駐車場・専用駐車場の一時預かり化等の駐車場の弾力的運用の効果といった駐車管理手法の効果について検討を加えた。本研究は、ドライバ-の駐車行動を分析し、定常状態における駐車場所の選択行動を表す静的なモデルおよび駐車場の案内・誘導に直接結びつく動的なモデルを構築するとともに、それらのモデルを用いて有効な駐車管理手法を提案することを目的とするものである。今年度は、大都市都心部での駐車実態調査、ならびに仮想的な駐車条件の下で路上も含めた駐車場所の選択行動に関する実験を行った。静的なモデルに関しては、まず実態調査から得られた実際の駐車場選択行動結果に基づいて集計型の選択モデルを構築した。続いて、現実の場においては種々の選択要因が組み合わされて存在しているとは限らないので、目的地までの距離、駐車料金、混雑状況、取締りの状況を実験計画法に基づいて与えた仮想的な実験を行い、この結果より、路上駐車と路外駐車場間の選択、および路外駐車場の選択を同時に表せる非集計型のモデルを構築した。このモデルの妥当性は実態調査結果を用いて確認した。動的なモデルの構築に関しては、今年度はこれを具体的に提案するには至っていないが、案内情報提供に伴う行動変化の実験結果を整理するとともに、商業業務地区における案内システムについて調査し、動的なモデル作成の準備を進めた。駐車管理手法に関しては、主として静的なモデルを用いて、概略的な検討を行った。駐車行動は駐車場の整備状況、運用状況、駐車料金、駐車場案内情報の提供、駐車に関する法制度ならびにそれに基づく違法駐車取締り、違法駐車に関する社会全般の姿勢等が様々に変化する状況の下で、各ドライバ-が駐車目的あるいは予定駐車時間等を念頭において、駐車場だけでなく現実には違法な路上スペ-スも含めた駐車場所を選択する行動である。したがって、本モデルは顕在化した駐車行動を直接分析したものではないが、モデルの再現性、ならびに別途実施した実態調査結果との適合性が良好であるから、駐車場所の選択行動を表現する妥当なモデルであると考えられる。

2)本モデルは駐車場間の選択、ならびに駐車場と路上駐車の選択を同時に扱うものであり、前者の要因として、駐車料金、目的施設までの距離、入庫待ち時間、後者の要因として、駐車取締り頻度、駐車予定時間を用いている。3)本モデルを利用し、駐車料金の変更の影響、違法駐車取締り強化の効果、月極駐車場・専用駐車場の一時預かり化等の駐車場の弾力的運用の効果といった駐車管理手法の効果について検討を加えた。
ラドン散逸係数と土壌物性との関係および散逸ラドンの地下水への影響に関する研究

本研究では,これまで研究事例が少なかった土壌中でのラドン散逸現象や,散逸後のラドンの環境挙動について現地測定ならびに実験による定量化を試みた。また,その好適なフィールドとして,比較的高い自然放射線レベルを呈する沖縄県を選定した。さらに,実験によるラドン散逸係数の評価,土壌物理パラメータの測定,鍾乳洞における滴下水中ラドン濃度の測定を行い,これらのデータを用いて土壌からの散逸ラドンの地下水への移行量を推定した。沖縄島に分布する土壌のラドン散逸係数を実験的手法によって評価した結果,乾燥および湿潤状態におけるラドン散逸係数の算術平均値は,それぞれ0.19および0.29となった。実験に使用した土壌は,沖縄県における伝統的な区分に従い,島尻マージ,国頭マージおよびジャーガルの3種に大別できるが,島尻マージの散逸係数が他の土壌より高い値を呈した。逸係数の変動要因を調べるために土壌の放射性核種濃度と物理パラメータの分析を行った結果,ラドン散逸係数の変動は,主に含水量,粒径, 238U系列濃度によって規定されることが示唆された。次に,土壌から散逸したラドンの地下水への挙動について沖縄島南部に所在する玉泉洞を対象として検討した。玉泉洞内における滴下水中ラドン濃度を液体シンチレーションカウンターによって測定した結果,算術平均値は8.6 kBq m-3であった。ラドン散逸係数を用いて推定した滴下水中ラドン濃度は約9 kBq m-3となった。これらから,土壌からの散逸ラドンが,約10日間かけて琉球石灰岩中を浸透した玉泉洞内の滴下水に含まれていることが強く示唆された。以上から,土壌粒子中で生成されたラドンの土壌空隙への移行を定量的に評価することで,土壌を起源とするラドンの地下水中濃度への寄与が推定可能である。26年度が最終年度であるため、記入しない。本研究は、ラドン散逸係数と土壌物性(粒経分布および比表面積)との関係およびラドン散逸係数を利用した地下水・鍾乳洞内ラドン濃度における土壌からの散逸ラドンの影響解明を目的とする。本年度は,従来の規格化あるいは簡素化された実験系ではなく、実環境と同様の土壌環境を実験室において保持あるいは再現し、土壌からのラドンの散逸・移行を評価することを目指し,ラドン散逸係数と土壌の粒径分布との関係解明を主たる目的として研究を進めた。特にラドン散逸係数の評価法を改善するため,従来のラドン濃度測定手法の見直しを行い,バックグランド測定およびラドン濃度測定について改良を行った。従来の実験手法では,バックグランド計数率は0.37-1.70cpmの範囲であったが,改良を行った結果,0.30-1.57cpmとバックグラウンドの最大値を低減することができた。沖縄県全域を対象としたラドン散逸係数の評価を行うため,宮古島・南大東島・北大東島および与那国島において土壌の採取を行った。評価されたラドン散逸係数の算術平均値は,含水比0wt%で0.19および10wt%で0.32と水分の増加によりラドン散逸係数が上昇することが明らかとなった。また,土壌粒径の違いによるラドン散逸係数の変化について測定を実施し、有為なデータを得た。沖縄県特有の土壌別に比較すると,赤黄色土(国頭マージ)は赤褐色土(島尻マージ)より有意に低いラドン散逸係数を呈することが明らかとなった。この有意な差が,赤黄色土と赤褐色土の土壌の粒径分布の違いによる可能性が示唆された。これらの実験と並行して、成果の一部を下記の国際誌ならびに国内学会で発表した。実験系の改良・データ取得に加え、その後に得られた成果についても公表準備を進めている。藩本研究は、ラドン散逸係数と土壌物性との関係およびラドン散逸係数を利用した地下水・鍾乳洞内ラドン濃度における土壌からの散逸ラドンの影響解明を目的とする。本年度は,散逸ラドンの地下水への影響を明らかにすることを主たる目的とし,沖縄県南部に所在する玉泉洞において滴下水中ラドン濃度の測定を行った。測定は,平成25年5月から開始し,約1ヶ月間隔でサンプリングを行い, 1年分のデータを取得する予定である。水中ラドン濃度の測定器は,簡易型液体シンチレーションカウンタ(PerkinElmer社製, BetaScout)を用いた。濃度の算出には積分バイアス法を用いた。試料採取地点を選定するにあたって,観光洞として公開されていない場所に存在する滴下速度が著しく大きいストローを選定した。玉泉洞の滴下水中ラドン濃度の算術平均値士標準偏差および範囲は, 8.6±1.4BqL^<-1>および6.911.4BqL^<-1>であった。7月から9月に若干高くなる傾向が認められたが,変化の幅は小さく,年間を通して一定量のラドンが滴下水から洞内に供給されていることが明らかとなった。滴下水中に含まれるラドンの起源を推定するために,これまでに測定された土壌中ラジウム濃度,ラドン散逢係数,間隙率および土壌粒子密度を用いて,土壌間隙気相中ラドン濃度を求めた。さらに土壌下部では気液平衡が成立していると仮定し,士壌間隙水中ラドシ濃度を算出した。

沖縄県南部における琉球石灰岩の透水係数と玉泉洞上の琉球石灰岩の厚さを用いて,間隙水が琉球石灰岩中を浸透する時間を求めた。これらの値を用いて,土壊間隙水が琉球石灰岩を浸透する時間におけるラドンの減衰を考慮した滴下水中ラドン濃度推定値を算出した。算出された滴下水中ラドン濃度推定値と測定から得られた滴下水中ラドン濃度算術平均値は概ね一致した。本研究では,これまで研究事例が少なかった土壌中でのラドン散逸現象や,散逸後のラドンの環境挙動について現地測定ならびに実験による定量化を試みた。また,その好適なフィールドとして,比較的高い自然放射線レベルを呈する沖縄県を選定した。さらに,実験によるラドン散逸係数の評価,土壌物理パラメータの測定,鍾乳洞における滴下水中ラドン濃度の測定を行い,これらのデータを用いて土壌からの散逸ラドンの地下水への移行量を推定した。沖縄島に分布する土壌のラドン散逸係数を実験的手法によって評価した結果,乾燥および湿潤状態におけるラドン散逸係数の算術平均値は,それぞれ0.19および0.29となった。実験に使用した土壌は,沖縄県における伝統的な区分に従い,島尻マージ,国頭マージおよびジャーガルの3種に大別できるが,島尻マージの散逸係数が他の土壌より高い値を呈した。逸係数の変動要因を調べるために土壌の放射性核種濃度と物理パラメータの分析を行った結果,ラドン散逸係数の変動は,主に含水量,粒径, 238U系列濃度によって規定されることが示唆された。次に,土壌から散逸したラドンの地下水への挙動について沖縄島南部に所在する玉泉洞を対象として検討した。玉泉洞内における滴下水中ラドン濃度を液体シンチレーションカウンターによって測定した結果,算術平均値は8.6 kBq m-3であった。ラドン散逸係数を用いて推定した滴下水中ラドン濃度は約9 kBq m-3となった。これらから,土壌からの散逸ラドンが,約10日間かけて琉球石灰岩中を浸透した玉泉洞内の滴下水に含まれていることが強く示唆された。以上から,土壌粒子中で生成されたラドンの土壌空隙への移行を定量的に評価することで,土壌を起源とするラドンの地下水中濃度への寄与が推定可能である。26年度が最終年度であるため、記入しない。試料採取、実験系構築、基礎実験実施など、当初計画に沿って研究を進めており、成果の一部は国際誌Radiation Protection Dosimetryに原著論文として掲載された。これに加えて、研究室が実施している関連共同研究にも参画し、国内学会において成果発表を行った。試料採取,実験および測定の実施など,当初の計画にそって研究を進めており,研究成果を国際誌へ投稿するために準備中である。これに加えて研究室が実施している関連共同研究にも参画し,国内外の学会において成果発表を行った。これらの研究成果についても学術雑誌への投稿準備を進めている。沖縄県内で採取された土壌のラドン散逸係数の評価および土壌の粒径分析を進めるとともに,県外においても代表的な土壌(シラス・関東ロームなど)を採取し,沖縄県の土壌との比較を行う。また,ラドン散逸係数に影響する土壌のパラメータとしてこれまでにラドン散逸係数を評価した土壌の比表面積を算出し,ラドン散逸係数と土壌の比表面積との関係を明らかにする。得られたデータに基づきラドン散逸係数と土壌物理パラメータとの関係について取りまとめを行い,国内外の学会で発表し,原著論文として国際誌に投稿する。沖縄県内で採取された土壌のラドン散逸係数の評価および土壌物性の分析を継続す多とともに,地下水中ラドン濃度データの拡充に務める。
マルチユーザ型群集歩行シミュレータの開発とそれによる探索・避難行動の研究

人間の図式と行動、それを取り巻く環境のかかわりを、迷路や地下鉄駅舎における探索行動を例に明らかにしょうとした。そのために以下の研究を行った。1.実在する地下鉄駅舎で、アイカメラを装着した被験者による探索歩行実験を行い、迷路での実験結果と比較しながら分析を行った。その結果(1)サインへの注視は反復的かつ集中的になる、(2)斜交い注視には壁以外に柱、人、階段や天井などを遮蔽縁とするものがある、(3)経路学習後は柱やサインへの注視が減少し、床や人への注視が増加することが分かった。2.アイカメラを装着した被験者が地下鉄駅舎出入口の階段を上る実験と下る実験を行った。その結果、(1)階段上り歩行時は階段のどの場所にいるのか、その手前では直進歩行であるか曲がり歩行であるかによって注視行動が変化する、(2)階段下り歩行時とその手前での注視行動の差は明確でなく、むしろ個人やシーンによるばらつきが大きいことが分かった。3.キーボードと平面スクリーンを用いたシミュレータを用いて、アイカメラを装着した被験者による探索歩行実験を行い、現実空間での実験結果と比較を行った。その結果(1)現実空間で見られる短時間注視がほとんど見られない、(2)障害物と自分の身体との距離の把握が困難になる、(3)現実空間の歩行では見られない受動的な注視が生じる、(4)現実空間では容易なはずの行動をとることがしばしば難しくなることが明らかになった。4.多数の被験者が自由に情報交換しながら探索歩行が可能なマルチユーザ型群集歩行シミュレータを開発した。そして、4人または8人の被験者が自由に会話しながら目的地を探索する実験を行った。実験結果の分析から、実験中に見られる行動や会話の種類、被験者が実験後に描くイメージマップの特徴などが明らかになった。今後さらに実験結果の分析を進め、災害時の避難行動などの解明も目指す予定である。人間の図式と行動、それを取り巻く環境のかかわりを明らかにするため、以下の研究を行った。1.アイカメラを用いた探索歩行実験(1)アイカメラを用いた迷路内探索歩行実験の結果をもとに、コンピュータ上で注視と歩行行動を同時に再現可能なシミュレーションモデルの開発を試みた。そして実験結果とシミュレーションモデルの比較、検討を行った。(2)さらに地下鉄駅舎でもアイカメラを用いた探索歩行実験を行い、迷路探索歩行実験の結果と比較しながら注視行動を分析した。その結果から注視対象による注視時間分布の違い、階段や天井越しの斜交い注視、サインを注視する際の注視パターン、経路学習による注視対象の変化などを明らかにした。2.仮想迷路を用いた複数の被験者による探索行動実験(1)建築空間における集団行動の解明のため、仮想現実空間内で複数の被験者が情報交換と探索歩行可能なシステムFreeWalk-VRMLを開発した。本システムでは、複数の被験者が自分自身の化身であるアバタを介して仮想現実空間に参加する。そして各被験者はCCDカメラやヘッドセットを用いて他の被験者と会話を行う。このシステムを用いることにより、探索方法や探索経路、会話の制限を行わずに実験を行い、会話や歩行軌跡のデータを詳細に記録することが可能になった。(2)仮想現実空間内に迷路を構築した。

そしてまず4人の同一被験者群に対し、2人ずつが組になり他の組と競争して目的地を探索する競合協調型の探索行動実験と、4人の被験者が協調して目的地を探索する協調型の探索行動実験を行った。これらの実験結果から実験中にみられる探索行動の種類、ある行動をしている状態から別の行動をしている状態への遷移である状態遷移、情報交換でみられた会話の種類や、実験後の被験者が描画したイメージマップの特徴などについて明らかにした。さらに8人の被験者からなる集団でも同様の実験を行った。人間の図式と行動、それを取り巻く環境のかかわりを、迷路や地下鉄駅舎における探索行動を例に明らかにしようとした。そのために以下の研究を行った。1.実在する地下鉄駅舎で、アイカメラを装着した被験者による探索歩行実験を行い、迷路での実験結果と比較しながら分析を行った。その結果(1)サインヘの注視は反復的かつ集中的になる、(2)斜交い注視には壁以外に柱、人、階段や天井などを遮蔽縁とするものがある、(3)経路学習後は柱やサインヘの注視が減少し、床や人への注視が増加することが分かった。2.アイカメラを装着した被験者が地下鉄駅舎出入口の階段を上る実験と下る実験を行った。その結果、(1)階段上り歩行時は階段のどの場所にいるのか、その手前では直進歩行であるか曲がり歩行であるかによって注視行動が変化する、(2)階段下り歩行時とその手前での注視行動の差は明確でなく、むしろ個人やシーンによるばらつきが大きいことが分かった。3.キーボードと平面スクリーンを用いたシミュレータを用いて、アイカメラを装着した被験者による探索歩行実験を行い、現実空問での実験結果と比較を行った。その結果(1)現実空間で見られる短時間注視がほとんど見られない、(2)障害物と自分の身体との距離の把握が困難になる、(3)現実空間の歩行では見られない受動的な注視が生じる、(4)現実空間では容易なはずの行動をとることがしばしば難しくなることが明らかになった。4.多数の被験者が自由に情報交換しながら探索歩行が可能なマルチユーザ型群集歩行シミュレータを開発した。そして、4人または8人の被験者が自由に会話しながら目的地を探索する実験を行った。実験結果の分析から、実験中に見られる行動や会話の種類、被験者が実験後に描くイメージマップの特徴などが明らかになった。今後さらに実験結果の分析を進め、災害時の避難行動などの解明も目指す予定である。