hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
ハードウェアモデルを用いた非同期パルス形カオスニューラルネットワーク

(2)我々が提案するパルス形カオスニューロンモデルを用いて環状ニューラルネットワークを構成し,短期記憶回路に用いる時系列パターン識別モデルへ応用可能であることを明らかにした(雑誌論文2番目)。また,パルスタイミングに着目し,テンポラルコーデングによる学習アルゴリズムをハードウエアで実現することを目的に,今回,パルスタイミングに着目した可塑性であるSTDPを,FPGAを用い構成し,構成したSTDPモデルをC言語を用いシミュレーションを行った。その結果,Songらのモデルを簡略化したモデルにおいて、多少のばらつきは生じてしまうが、シナプス強度に分布が生じ,発火率が調整されることを示した。本研究では,非同期パルス形カオスニューラルネットワークをVDECを通して構築し,脳の神経回路網の情報処理原理,すなわち記憶・学習などについての解明を目的とするとともに,その原理を応用し,工学的応用を目指して,電子回路によって連想記憶回路を構成し,図形認識を行うシステムを構築する。特に,人間の脳のような柔軟な発想をもった神経回路網モデルの構築に向けアプローチする。本年度は,以下のテーマについて検討を行った。(1)ニューラルネットワークシステム部。(2)ニューラルネットワークシステムの開発。その結果,我々が提案するパルス形カオスニューロンモデルを用いて環状ニューラルネットワークを構成し,短期記憶回路へ応用可能であることを明らかにした(雑誌論文1番目)。また,パルスタイミングに着目し,テンポラルコーデングによる学習アルゴリズムをハードウエアで実現することを目的に,パルスタイミングに着目した可塑性であるSTDPの効果について,我々が提案しているパルス形カオスニューロンモデルを用い確認し,ノイズに埋もれた情報をデコード可能であることを示し,本ニューラルネットワークシステムに用いることが可能であることを示した。さらに,パルス形カオスニューロンモデルを用いてCPGモデルを構成し,外部入力を与えることにより,四足歩行動物の代表的な歩行パターンである,walk, pace, trot, transverse galloP, rotatory gallopに対応する振動パターンの生成・移行が可能であることを明らかにし(雑誌論文2番目),ニューラルネットワークシステムの一例を示した。
血小板および巨核球系ドック180ファミリーの生理的意義の解明

血小板は正常止血のみならず,病的血栓症にも関連する.血小板の機能は複雑なシグナル伝達系により制御され,これは,抗血小板薬の標的となっている.従って,血小板シグナル伝達系の研究は臨床医学上も重要である.低分子量Gタンパクの一つracは血小板の機能制御に深く関与する.RacはGTP型が活性型でGDP型が非活性化型である.Racを活性化型に変換するのが,rac-GDP-GTP交換因子(rac-GEF)である.ところが,血小板のrac-GEFに関しては,極めて知見に乏しい.報告者は特異抗体を用いて,rac-GEFであるDOCK180も血小板に存在することを発見した.さらにDOCK180と相同性の高い,DOCK5に関しても検討を加えて,ヒトDOCK5の二つのアイソフォームのうち,Hela細胞に存在するタイプが血小板に存在し,A549細胞に存在するタイプではないこと,さらに,伸展血小板では細胞質内全体に点状にこれが局在することを発見した.DOCK5に関しても,COS7細胞などへの強制発現実験などを通じて,これがrac-GEFであり,かつcrkやELMO1などと結合することなどを確認した.血小板タンパクのほとんどは巨核球由来である.従って,本研究は全く手つかずであった,血小板のDOCK180ファミリーに関してのさらなる研究の基礎作りに寄与するものと思われる.血小板は正常止血のみならず,病的血栓症にも関連する.血小板の機能は複雑なシグナル伝達系により制御され,これは,抗血小板薬の標的となっている.従って,血小板シグナル伝達系の研究は臨床医学上も重要である.低分子量Gタンパクの一つracは血小板の機能制御に深く関与する.RacはGTP型が活性型でGDP型が非活性化型である.Racを活性化型に変換するのが,rac-GDP-GTP交換因子(rac-GEF)である.ところが,血小板のrac-GEFに関しては,極めて知見に乏しい.報告者は特異抗体を用いて,rac-GEFであるDOCK180も血小板に存在することを発見した.さらにDOCK180と相同性の高い,DOCK5に関しても検討を加えて,ヒトDOCK5の二つのアイソフォームのうち,Hela細胞に存在するタイプが血小板に存在し,A549細胞に存在するタイプではないこと,さらに,伸展血小板では細胞質内全体に点状にこれが局在することを発見した.DOCK5に関しても,COS7細胞などへの強制発現実験などを通じて,これがrac-GEFであり,かつcrkやELMO1などと結合することなどを確認した.血小板タンパクのほとんどは巨核球由来である.従って,本研究は全く手つかずであった,血小板のDOCK180ファミリーに関してのさらなる研究の基礎作りに寄与するものと思われる.血小板は病的血栓形成において中心的細胞である.心筋梗塞などの病的血栓症の治療予防法のさらなる改良および改善のためには,血小板の基礎的研究が欠かせない.研究代表者は本年Rac活性化分子DOCK5のC末端に対する抗体の特徴づけをした.この抗体は血小板や様々な細胞を用いた結果から,人,マウス,犬など,様々な種の内因性DOCK5を認識する.大変興味深いことに,全長型のFLAG標識DOCK5をCos7細胞に発現させると,この抗体はcortical actinの共局在するDOCK5を認識することが判明した.DOCK180ではactin結合タンパクERMファミリーとの間接的結合が言われている.DOCK5でも同様でしかも局在化に関連することが強く示唆された.すなわち,この種を超えた新規DOCK5抗体は,ERMファミリー結合DOCK5のみ細胞染色では認識する可能性があり,当該分野の研究発展に寄与することが期待される.また,DOCK5とERMファミリータンパクの結合という新規研究分野の開拓も期待されよう.さらに,研究代表者は東大医科学研究所江藤浩之博士らと,共同で,多様な手法を駆使して,血小板低分子量Gタンパクの制御と関係の深い,インテグリン下流のシグナルにLNKタンパク質があることを発見し,JCI誌上にその成果を報告した(2010年).代表者は本研究課題の申請書に忠実に則り,血小板のRacなどの低分子量Gタンパクおよびその調節因子に関して一定の成果を挙げた.A549(ヒト),Hela(ヒト),C2C12(マウス),MDCK(イヌ)細胞において,興味深い知見が得られた.cDNAの予想配列に基づきDOCK5のN末端に対する特異抗体を作製した.この抗体は,COS7細胞に強制発現させたDOCK5は当然,強く認識する.この抗体は,予想通りC2C12,MDCK細胞では内因性のDOCK5も認識する.ところが,ヒト血小板でもHela細胞でも,この抗体は全く内因性のDOCK5を認識できないのである,既に作製済みのC末端に対する抗DOCK5抗体は両者で予想分子量のタンパクをWestern Blottingで認識するので,ヒトでは既存のデータベースにないDOCK5が,血小板のみならずHela細胞にタンパクレベルでは優位に発現しているという全く新しい知見が得られた.

したがって,この優位に発現するヒトDOCK5のcDNAクローニングをしなければならないことになった.ところが5'RACEを試みたところ大腸菌のDNAと一部組替わってしまうことがわかった,そこで,これを解決するために,この組替わりが置き難い特殊な大腸菌(SURE2)を利用して検討し,大腸菌由来ではない配列が得られるようになった.また,既報では血小板にも発現する別のracの活性化因子βPIXがミオシンIIa重鎖と結合し,しかもβPIXのrac活性化能を抑制するとされている.ところが,申請者はミオシンIIa重鎖とDOCK5やDOCK180が結合できないことを見出した.すなわち,通常,血小板βPIXはミオシンIIa重鎖による制御を受け,DOCK5やDOCK180はその制御を受けない.ところがミオシンIIa重鎖の異常により,βPIXは抑制が解かれて,DOCK5やDOCK180とのアンバランスが生じることによる.Racは細胞骨格の制御に必須のタンパクであるので,その制御の異常が巨大血小板の生成に関与する可能性が示唆された.本研究の主要対象の一つであるDOCK5では二つのN末端の異なるアイソフォームが存在することがデータベース上知られている.しかし,その両者がどのような組織や細胞で発現しているかに関しては簡便に検討する手段がこれまで知られていなかった.このことは,この二つのアイソフォームの生理的相異を検討する上で重大な障害である.報告者はその両者に共通するC末端配列に対して作製した特異抗体を用いて、ヒト血小板,A549(ヒト),Hela(ヒト) ,C2C12(マウス),MDCK(イヌ)細胞の細胞溶解液を免疫ブロット法でスクリーニングしたところ分子量180kDaのバンドがいずれにも認められた。しかし,A549に発現している,DOCK5のcDNAから予想されたN末端の配列に対する抗体を用いたところ,A549,C2C12,MDCK細胞の細胞溶解液ではC末端に対する抗体同様に180kDaのバンドが認められたが,血小板およびHela細胞では,全くバンドが認められなかった.即ち,血小板やHela細胞にはA549細胞からクローニングされたDOCK5アイソフォームは全く発現せず,もう一方のアイソフォームのみ発現することが明らかとなった.一方,C2C12やMDCKには,A549細胞からクローニングされたDOCK5アイソフォームに対応するものが発現していることが示唆された.この両抗体に認識されたバンドは,低Mg2+存在下で,グルタチオンセファロースに固相化されたGST-rac-1によりpull downされ,racのGEFである,DOCK5を正しく認識していることが確かめられた.このように血小板やHela細胞などは単一のDOCK5アイソフォームのみ発現しており,このアイソフォームを検討するのに有用な系であることが示唆されていると同時に,DOCK5の二つのアイソフォームのタンパクレベルの発現の簡便なスクリーニングが可能であることも示唆された.
水溶液プロセスによる金属酸塩化合物の階層構造制御と高機能設計

水溶液プロセスによって、金属酸塩化合物のナノからマクロにわたる階層構造体を作製し、リチウムイオン二次電池電極としての特性評価をはじめその機能開拓に関する多面的な検討を行った。具体的には以下の3つの材料の合成と機能開拓を試みた。1、水溶液中の化学合成プロセスを活用し、リチウムイオン二次電池電極として使われているマンガン酸リチウム結晶の階層構造体の合成を行った。合成時にコバルトイオンをドープすることで組成の制御を行い、リチウムイオン二次電池電極としてのサイクル特性(繰り返し充放電における耐久性)向上を確認した。2、水溶液プロセスによって一酸化スズナノ構造体や酸化マンガンの階層構造体の合成を行い、その電気化学デバイスとしての特性や光電気化学特性の評価を行った。これらの階層構造体は、合成時に様々な有機分子を添加するこどで反応と結晶成長を制御し、通常の合成条件では作製しにくい結晶多形や酸化数を持つ化合物の析出、ナノスケールから構造が制御された結晶を得ることに成功している。これらの材料に関してもリチウムイオン二次電池電極としてのサイクル特性の向上や、ナノスケールでの構造制御に特異的な光電流の生成などを確認している。3、金属酸塩化合物を前駆体とした金属酸化物の合成を行い、ナノ結晶が凝集することなくオパールのようにマクロなスケールまで均一に集積した構造が作製できることを見出した。このプロセスは様々な化合物への適用が可能であり、次年度以降の展開および機能化への準備段階の実験が完了したといえる。
強相関酸化物ヘテロ構造の競合性を利用した機能開拓

「強相関モット転移」、すなわち通常の半導体とは全く異なる動作原理で発現するスイッチング現象と、強誘電体の複合により不揮発デバイス機能を開拓した。特に、新しい強相関酸化物(モット転移を示す物質)と強誘電体を組み合わせたトランジスタにおいて、強相関酸化物としてはこれまでで最大となる不揮発抵抗スイッチング(強誘電電界効果)を発見した。また強相関酸化物/強誘電体間の界面原子配列に着目することにより、その動作原理を解明した。本研究課題は強相関酸化物の有する「相競合性・多機能性」と、強誘電体の有する「不揮発性・電場制御性」を、ヘテロ接合として複合化することにより、新奇な機能開拓を目指している。昨年度研究においては強誘電体BiFeO3をゲート層およびモット絶縁体(強相関酸化物)CaMnO3をチャネル層とする電界効果トランジスタにおいて、(1)強誘電体の分極方向によってチャネル抵抗が不揮発変調すること(強誘電電界効果)、(2)抵抗変化に伴いCaMnO3においてホール濃度が変化している(静電キャリア変調)ことを見出した。これを踏まえ25年度研究においては、見いだされた強誘電電界効果の起源および動作機構を探求した。まずホール濃度変化の膜厚依存性を解析した結果、BiFeO3・CaMnO3界面において、強誘電性とは無関係に界面分極が形成され、チャネルに誘起されるキャリアは、強誘電分極との和で表されることが分かった。これは、accumlationの時は、強誘電分極と界面分極が強め合うため、CaMnO3の総キャリア濃度は大きく上昇するが、depletionの時は両者が打ち消しあうので、元来有しているキャリア濃度と同程度である(つまり、本来の意味でdepletionすることができない)ことが分かった。つぎに界面分極の役割を検証するため、強誘電体としてBaTiO3、強相関酸化物としてSrRuO3, SrMnO3, LaMnO3の超薄膜からなるヘテロ接合を形成し、その強誘電性をPFMにより評価した。その結果、界面分極が極めて小さいSrRuO3およびSrMnO3では、分極の向きが一方に固定されてしまう(つまり不揮発変調できなくなる)傾向があることが分かった。つまり、界面分極は強相関酸化物の強誘電電界効果において必須の役割を果たしていることが分かった。本研究課題では、強相関酸化物の相競合性と強誘電体の電場制御性を組み合わせた酸化物ヘテロ接合を作製し、新奇な不揮発デバイス機能を開拓することが目的である。それ踏まえ次年度研究においては以下の研究を遂行した。(1)強相関酸化物として半導体であるCaMnO3薄膜をチャネルに用い、強誘電体として、正方晶BiFeO3薄膜をゲートに用いた「強誘電電界効果トランジスタ」を作製した。その結果、強誘電体の分極反転に伴い、室温で大きな不揮発抵抗スイッチングを発見した。OFF/ON比は最大で400%に達成した。ホール効果の測定から、強誘電体による静電キャリアドーピングであることを実証した。これは強相関・強誘電FETとしてはこれまでで最大のデバイス応答である。また、OFF/ON比およびホール効果の詳細な膜厚依存性から、界面におけるdead layerによる影響がきわめて強いことが示唆された。本成果は、強相関酸化物を用いた強誘電FETにおける、チャネルの微視的状態を解明した初めての例である。よって今後、適切な界面構造を設計することにより、電界による磁性制御といった高機能デバイス実現に結びつくことが期待される。(2)バリア層として、強誘電体BaTiO3の超薄膜、下部電極としてSrRuO3、上部電極として白金を用いたトンネル接合(強誘電トンネル接合)を作製し、室温において不揮発抵抗スイッチングを見出した。スイッチング電圧は1V未満であり、世界的に注目されている素子である、コバルトを上部電極に用いた強誘電トンネル接合のそれ(2V)に比べ大幅低減に成功した。メカニズムは現在解明中であるが、本成果は、強誘電トンネル伝導における界面の役割を明確に示すものであると考えられる。本研究課題申請後から開始に至る期間において、申請者は、正方晶BiFeO3(強誘電体)および電子ドープマンガン酸化物(Ca,Ce)MnO3(強相関酸化物)からなるヘテロ接合の開発に成功した。これにより、強相関・強誘電ヘテロ接合を作製するノウハウが想定以上に蓄積され、本研究課題初年度においてはデバイス機能の評価により多くの時間をあてることができた。さらに、上述のヘテロ接合を用いたトンネル接合素子試作・評価まで事前に行えたことで、強誘電トンネル接合に関する研究において真に明らかにすべき点を、研究課題開始時において、より明確にすることができた。強誘電電界効果トランジスタに関しては、ペロブスカイト構造を有する典型的な強相関酸化物材料をチャネルに用いて素子を作製するとともに、界面構造を改良する。

たとえば、常誘電体とのハイブリッド構造にする、界面の価電子不整合のない急峻な界面の構築などを行う。これらにより、素子性能の向上を図る。強誘電トンネル接合に関しては、初年度に見出した、白金・BaTiO3接合における不揮発抵抗スイッチングに関して、作製プロセスの改善による特性の向上の検討・ピエゾ応答顕微鏡による強誘電特性の解明・放射光やTEMなどによる界面電子状態の解明などを行うことにまず注力する。さらに、次年度においては、上部電極として酸化物伝導体を用いた強誘電トンネル接合、すなわち、すべての構成要素に酸化物を用いた強誘電トンネル接合の開発する体制を整える。これにより酸化物界面の微視的理解に基づく総合的な不揮発抵抗スイッチング機能の最適化を目指す。全酸化物構造においては、白金やコバルトのように、スイッチングのカギとなる界面相が自己組織的に形成されるわけではないので、精密な素子構造の設計が求められる。具体的には、(1)強誘電バリア層の界面における局所ドーピング(2)強誘電体・バンド絶縁体ヘテロ接合をバリアに用いる、すなわちハイブリッドバリア層の導入(3)電極材料として、新奇な希薄電子伝導体の導入といった多面的な側面から検討をおこなう必要がある。そのために必要な材料の薄膜化・トンネル接合作製プロセスの開発を行う。本研究課題申請後から開始に至る期間における研究の進展から、前年度は特に基板・ターゲットといった材料費を想定より低く抑えることができた。また、強誘電性の評価に必須となるピエゾ応答顕微鏡を所属研究グループが購入することになったため、既存の装置を改良せずより効率的に研究がすすめることができた。次年度は、それらのアドバンテージにより得た成果を発展させるため、材料開発やピエゾ応答顕微鏡による評価に要する費用に集中的に投資する予定である。具体的には、備品50万円(カンチレバーホルダー)・内国旅費20万円・外国旅費30万円・役務10万円(学会参加費)・消耗品110万円(基板50万円、ターゲット15万円、フォトマスク20万円、他)を予定している。
否認事件の裁判員裁判における医学証人の尋問技術に関する研究

現行制度において、法医鑑定人に対するアクセス権は捜査機関、検察側がほぼ独占している。しかし、検察側は裁判員にとって平易かつ明快な医学証拠を探求するために、犯罪被害者の死因に関して、より専門分野に近い医師に供述や意見書を求める傾向がある。そのため弁護人が検察側に対抗するためには、協力する医師や専門家の確保が不可欠となるが、検察側の証拠が開示された後にそうした人選を行うことには困難をきわめる。また、国選弁護である場合が多く、費用面で厳しい立場に立たされることにもなる。刑事裁判において当事者の対等な攻撃防御を保障するためにも、今後は、弁護人が容易にアクセス可能な専門家の確保が必要とされるであろう。可能な限り、裁判員裁判以外の事件も含め、医学的な争点が存する事件の裁判傍聴を行い、当事者への聴き取り調査などを実施した。そうした活動の過程で、医学的因果関係が裁判の争点となった複数事件の裁判記録や証拠書類等の提供を受け、複数の弁護士と協力し、立証方法や反対尋問の内容に関する助言を行った。1事件の控訴審においては、意見書を提出するなどの訴訟協力を行った。また、犯罪・事故被害者、他分野の研究者等の求めに応じて、提供を受けた裁判資料の分析と解説を行った。その成果としては、後掲論文234として、まとめた。現在、強制起訴で2件目、「嫌疑不十分」決議事例としては国内初となった「松本柔道事故」に関する論稿を執筆中であり、本学紀要に投稿予定である。さらに本研究での成果は、2013年11月明治大学社会科学研究所主催シンポジウム「今裁判員裁判を考える」で、元裁判官、弁護士、法学研究者らとともにシンポジストとして登壇し、「法医学の立場から見た裁判員裁判の問題点」において報告し、各方面の専門家や学生、市民たちとの意見交流と啓発のために役立てることができた。今年度は前年度に引き続き、国内の刑事事件の裁判傍聴や裁判記録の収集活動、各種シンポジウムへの参加や意見の提出などを行いながら、司法実務家や専門家との意見交換を積極的に行うよう努め、研究を進めてきている。とりわけ、複数の柔道事故については、弁護士等の訴訟担当者に協力し、積極的に医学意見を述べるよう努め、さらに裁判で同意見がどのように扱われているのかの確認のための傍聴を行ってきた。また、それらの医学意見の刑事裁判での取扱い方法とその妥当性については、積極的にメディア取材を受けた。また、医学的証拠に特化した議論ではないが、裁判員裁判における状況証拠の取扱いと弁護士の尋問方法の問題点につき「鳥取連続不審死事件からみる裁判員裁判と死刑判決」(NCCD Japan: 48(=121))として発表した。また、女性犯罪研究会編『性犯罪・被害ー性犯罪規定の見直しに向けてー』(尚学社)において、裁判員裁判における性犯罪の取り扱い方の問題点について論じた。本研究では、裁判員裁判における医学証人に対する主尋問と反対尋問のあり方とその問題点を明らかにし、これまでわが国では顧みられることのなかった「口頭主義における尋問技術」のあり方を、医学・法学双方の見地から検証するよう努めた。その方法としては、被告人が起訴内容につき否認する殺人ないし致死事件にかかる裁判員裁判を対象として、裁判傍聴や研究協力者の提供にかかる裁判記録の閲覧、メディア報道、公刊・公表物、司法解剖実務などにより、当事者の訴訟戦略および訴訟活動、公判での攻防などに着目した検討を行うこととした。また、そうした研究活動を行う課程において、弁護士からの刑事公判廷に提出する意見書作成の協力要請も数件受けた。研究の結果として、裁判員裁判において医学証人、とりわけ法医鑑定人に対する当事者の尋問の傾向とその問題点が明らかになった。法医学鑑定人は、司法解剖を依頼した捜査機関が独占的にアクセス権限を有しており、裁判員にとっての「分かりやすさ」という点では、主尋問と反対尋問においては、圧倒的に前者に軍配が上がる。しかし、検察側は犯罪の立証方法として、必ずしも法医鑑定人を重視しておらず、法医鑑定やそれを補充する法医鑑定人の供述調書などを、より専門分野に近い領域の医師/医学者に閲覧させ、供述調書や意見書を得ることによって、より直截的に犯罪事実を証明するよう努める傾向がある。しかし、その専門家が法医鑑定所見に明るくない場合には、専門家の意見が法医学所見と部分的に矛盾する事態も生じている。こうした場合、弁護士が解剖医や他の法医学者に意見を求めた上で、反対尋問に臨む必要性が強く示唆された。同研究成果については、とりわけ司法解剖実務や弁護側依頼意見書作成にかかる事件に関しては、事件の確定を待つ必要があるため、確定次第、学術論文数本にまとめる予定である。

当該年度より学校事件・事故被害者全国弁護団との連携関係を持つことになり、また、被害者団体などとも繋がりを維持することで、学校事故に関する紛争や裁判に対し医学的意見を述べる機会を多く持つことができた。これは、他資金ではあるが、冊子『部活動の安全指導』を刊行し、各被害者団体を通じ、インターネットでのダウンロードを可能としてもらうことができたことから、法律家や事故当事者、メディアなどにも多く取り上げられることとなり、実質的な「否認事件」となることの多い学校事件・事故における医学的知見の活用の仕方や立証方法などについての意見交換を行い、メディアを通じた啓発活動を行うことができるようになった。今後、上記の成果を刑事事件、とりわけ裁判員裁判の否認事件に応用するための足掛かりを得ることができ、大きく研究を前進させたと考えている。刑事法学アメリカの陪審員制度とわが国の裁判員制度の違いを踏まえた上で、両制度における刑事弁護士における尋問技術の相違点、それぞれの利点と弱点について、考察を行っていく。そのためには、個別具体的な事件の裁判例の検索、裁判員裁判の傍聴などを併せて行ってゆくが、とりわけ所属研究機関において実施される司法解剖のうち、裁判員裁判にかかる事件に着目し、被害者の死因に関する捜査機関の医学的解釈、それに対抗する弁護士の医学的解釈を抽出、分析する作業を行うことを重視する。そこでの成果は、とりわけ司法関係者に対し、学会や学術論文を通じて広く発信してゆきたいと考えている。事件関係者のプライバシーに関しては、事件報道の内容も踏まえた上で最大限考慮し、疑義が生じる場合には所属機関の倫理委員会の判断を仰ぐこととする。明治大学社会科学研究所主催シンポジウム「今裁判員裁判を考える」で、本年度の研究成果を公表し、各方面の専門家との意見交流を行えたことが非常に大きい。同シンポジウムの反響は大きく、様々な問い合わせを受け、次年度からの研究活動への大きな推進力となった。なお、同講演内容は、明治大学社会科学研究所第31回社会科学研究所公開講演会「いま裁判員裁判を考える」(2014年3月発行)冊子に収録されている。また、弁護士や犯罪・事故被害者との連携関係を実現し、実際の裁判において意見を提出し、本研究成果が活かされたことも予想以上の成果であった。さらに学会発表や論文発表を通じ、捜査機関や関係機関、マスコミからの問い合わせも多く、当初の予想以上の情報発信を行うことができた。学術論文として、1「自殺と犯罪、刑事司法」、2「学校事故における修復とはー2つの柔道事故と学校側の対応から考えるー」、3「柔道練習中の死亡事例への刑法の適用に関する考察」、4Case of Fatal Head Trauma Suffered During Japanese Judo. 5「ネグレクト事件に対する裁判員の評価に関する一考察」、6「性犯罪と裁判員裁判」、7Mother who starved her baby todeath: Is she culpable of murderor of another crime?8鳥取連続不審死事件からみる裁判員裁判と死刑判決、学会発表として(1)「児童虐待事件裁判員裁判における医学証拠の役割」第5回日本子ども虐待医学研究会・学術集会, 2013年7月,(2)「裁判員裁判における児童虐待死事件の量刑判断」第97次日本法医学会学術全国集会, 2013年6月,
偏波干渉レーダによる地表の新しい3次元イメージング

この研究は,電波の持つベクトル性(偏波)と可干渉性を利用した新たな3次元イメージングに関するものであり,近年,地球温暖化において問題となっている森林領域の高機能イメージングの可能性を理論的に検討し,実際の合成開口レーダにおいて得られたデータに適用し,有効性を実証することを目的とした.研究期間の前半は,理論的な電磁波の偏波の取り扱い,すなわち偏波の表現方法,レーダ受信電力,物体の偏波散乱特性の表現を踏まえて,観測される森林領域の散乱行列をどのように解析することで,森林領域の特徴を捉えることができるかを理論的に考察した.ここでは特に成分分解手法である3成分分解法,三成分散乱モデル分解法やポーラリメトリックエントロピー,アルファといったパラメータに着目した.さらに偏波に加え干渉特性を加えた解析・森林領域のコヒーレンスに関する詳細な解析を行い,超解像手法であるESPRIT法を利用したPolarimetric SAR Interferometryの理論を構築した.後半では,ESPRIT法によるPolarimetric SAR Interferometryの有効性と従来法との関係を明らかにし,開発された手法の有効性を実証するためのデータ解析に主眼を移した.スペースシャトルにより取得されたNASAのSIR-C/X-SARデータ,および,航空機SARであるドイツDLRのE-SARデータにより,いずれのプラットフォームにより取得されたデータにおいても開発手法が有効に機能することを確認した.特に従来法による森林高の推定では,フルポーラリメトリック観測が必須であるのに対し,開発した手法では2偏波観測のみで森林高の推定可能となることを明らかにした.これにより2偏波で運用されている地球環境衛星のデータ解析も可能となるものと考えられる.この研究は,電波の持つベクトル性(偏波)と可干渉性を利用した新たな3次元イメージングに関するものであり,近年,地球温暖化において問題となっている森林領域の高機能イメージングの可能性を理論的に検討し,実際の合成開口レーダにおいて得られたデータに適用し,有効性を実証することを目的とした.研究期間の前半は,理論的な電磁波の偏波の取り扱い,すなわち偏波の表現方法,レーダ受信電力,物体の偏波散乱特性の表現を踏まえて,観測される森林領域の散乱行列をどのように解析することで,森林領域の特徴を捉えることができるかを理論的に考察した.ここでは特に成分分解手法である3成分分解法,三成分散乱モデル分解法やポーラリメトリックエントロピー,アルファといったパラメータに着目した.さらに偏波に加え干渉特性を加えた解析・森林領域のコヒーレンスに関する詳細な解析を行い,超解像手法であるESPRIT法を利用したPolarimetric SAR Interferometryの理論を構築した.後半では,ESPRIT法によるPolarimetric SAR Interferometryの有効性と従来法との関係を明らかにし,開発された手法の有効性を実証するためのデータ解析に主眼を移した.スペースシャトルにより取得されたNASAのSIR-C/X-SARデータ,および,航空機SARであるドイツDLRのE-SARデータにより,いずれのプラットフォームにより取得されたデータにおいても開発手法が有効に機能することを確認した.特に従来法による森林高の推定では,フルポーラリメトリック観測が必須であるのに対し,開発した手法では2偏波観測のみで森林高の推定可能となることを明らかにした.これにより2偏波で運用されている地球環境衛星のデータ解析も可能となるものと考えられる.次期地球観測人工衛星ALOS-PALSARにおける新たな3次元観測手法の一つとして,今年度は,森林領域の3次元観測手法について検討し,そのアルゴリズムの開発を行った.この提案手法はL-Band帯のインターフェロメトリ(干渉)SAR観測に適用されるものであり,2枚のSAR画像の個々のピクセルにおいて,森林樹冠内の散乱中心と森林を透過し地表面において散乱される電磁波の散乱中心を分離検出することにより,森林の3次元構造(森林高),さらにはバイオマス量の推定を可能とするものである.同種の手法として,フルポーラリメトリック(例えばHH, HV, VV)観測において適用可能なPolarimetric SAR interferometryが存在するが,この研究において開発した手法は,超解像法として知られるE SPRIT法を応用したものであり,画像データに含まれる散乱波の統計的な性質を利用することにより,近接した物理的な散乱中心を分離し,その位相差を直接導出するものである.特別なパラメータマッチングなどを必要としないため高速な処理が可能で,かつ2偏波(HH, VV)以上で適用可能という特徴を有する.このような特徴は既存の手法には実現されていなかったものである.特に2偏波での適用可能性は,幅広い陸域のカバーが計画されているALOS-PALSARの2偏波モードにおいて威力を発揮するものと期待される.今年度は,SIR-C/X-SARおよびE-SARデータでの実証実験に加え,実験室ベースでの散乱モデル実験による精度検証システムの構築を行った.樹冠を模擬したランダムダイポール層および地表面に対応する平板からなる森林散乱モデルを構築し,様々な入射角度でのフルポーラリメトリック実験を可能とするシステムを構築し,正確なモデル実験を行うための種々のモデル設定パラメータに関する検討を行った.次年度は,これらのパラメータを用いた実証実験を行う予定である.

この研究は,電波の持つベクトル性(偏波)と可干渉性を利用した新たな3次元イメージングに関するものであり,近年,地球温暖化において問題となっている森林領域の高機能イメージングの可能性を理論的に検討し,実際の合成開口レーダにおいて得られたデータに適用し,有効性を実証することを目的とした.今年度の研究期間の前半は,理論的な電磁波の偏波の取り扱い,すなわち偏波の表現方法,レーダ受信電力,物体の偏波散乱特性の表現を踏まえて,観測される森林領域の散乱行列をどのように解析することで,森林領域の特徴を捉えることができるかを理論的に考察した.ここでは特に成分分解手法である3成分分解法,三成分散乱モデル分解法やポーラリメトリックエントロピー,アルファといったパラメータに着目した.さらに偏波に加え干渉特性を加えた解析・森林領域のコヒーレンスに関する詳細な解析を行い,超解像手法であるESPRIT法を利用したPolarimetric SAR Interferometryの理論を構築した.後半では,ESPRIT法によるPolarimetric SAR Interferometryの有効性と従来法との関係を明らかにし,開発された手法の有効性を実証するためのデータ解析に主眼を移した.スペースシャトルにより取得されたNASAのSIR-C/X-SARデータ,および,航空機SARであるドイツDLRのE-SARデータにより,いずれのプラットフォームにより取得されたデータにおいても開発手法が有効に機能することを確認した.特に従来法による森林高の推定では,フルポーラリメトリック観測が必須であるのに対し,開発した手法では2偏波観測のみで森林高の推定可能となることを明らかにした.これにより2偏波で運用されている地球環境衛星のデータ解析も可能となるものと考えられる.
人間の認知システムを基にしたマルチモーダルデータ検索エンジンの開発

深層学習の発達により,画像分類の問題ならば性能は人間を上回っている.しかし,画像やテキストに複数の概念(物体や動作))が含まれ,概念間の関係性が重要である場合,それらの認識はいまだ困難である.これは,従来の学習法では複合概念を分解したり,分解した個々の概念のマッチングができないためである.すなわち,複合概念は組み合わせ数だけ存在するため,単純にデータ量を増やすだけでは問題を解決することはできない.本研究課題では「人間や生物が持つ認知システムの特性が概念の分解に貢献するのではないか?」という問いを基に,深層学習の構成と訓練方法を改良し,高性能なマルチモーダルデータ検索エンジンを研究・開発する.深層学習の発達により,画像分類の問題ならば性能は人間を上回っている.しかし,画像やテキストに複数の概念(物体や動作))が含まれ,概念間の関係性が重要である場合,それらの認識はいまだ困難である.これは,従来の学習法では複合概念を分解したり,分解した個々の概念のマッチングができないためである.すなわち,複合概念は組み合わせ数だけ存在するため,単純にデータ量を増やすだけでは問題を解決することはできない.本研究課題では「人間や生物が持つ認知システムの特性が概念の分解に貢献するのではないか?」という問いを基に,深層学習の構成と訓練方法を改良し,高性能なマルチモーダルデータ検索エンジンを研究・開発する.
T2K実験におけるニュートリノビーム生成についての研究

本研究の目的は、T2K実験において、電子ニュートリノ出現事象に対する背景事象の数を精度よく見積もる事、また、ミューオンニュートリノ消失事象から混合角、質量自乗差を精密に測定するためにスーパーカミオカンデ検出器(SK)での振動がない場合のエネルギー分布の不定性を小さく抑える事である。そのために、陽子と炭素ターゲットとの相互作用からのハドロン(ニュートリノの親粒子であるπ中間子やK中間子)の生成を測定し、この結果をT2K実験のニュートリノビーム生成のシミュレーション(Beam MC)の中で使用する事で、ハドロン生成の不定性を減らして研究目的の達成を目指す。今年度は、陽子と炭素ターゲットとの1次相互作用からのハドロン生成分布の高統計のデータをCERN SPS加速器を用いたNA61実験で収集した。1次相互作用からのπ中間子については、本研究の目的を達成するために必要な統計量をほぼ達成した。また、平成19年度に測定したハドロン生成のデータの解析を海外共同研究者と協力して行い、正電荷および負電荷のπ中間子の運動量一角度分布をまとめた。次に、T2K実験のbeam MCを用いた研究を進めて、本研究で収集したデータとこれまでBeam MCで使用していたハドロン生成モデル(GEANT-FLUKAモデル)と比較し、ニュートリノのエネルギー分布の違いについて約5%以下である事を暫定的に確認した。さらに、将来の「ニュートリノ振動における粒子・反粒子対称性の破れ」を測る実験に向けて、反ニュートリノビームの生成についての基礎研究を行う。そのために、陽子と炭素ターゲットとの相互作用からのハドロン(ニュートリノの親粒子であるπ中間子やK中間子)の生成を測定し、この結果をT2K実験のニュートリノビーム生成のシミュレーション(Beam Mc)の中で使用する事で、研究目的の達成を目指す。今年度の研究では、昨年度(19年度)にCERN NA61実験にて測定したハドロン生成のデータの解析および理解を海外共同研究者と協力して行ってきた。これまでの解析により、反ニュートリノの親粒子となる負電荷のπ中間子について、実験データより生成分布を求めハドロン生成モデルを仮定したモンテカルロシミュレーションの結果との比較を行った。一方、ニュートリノの親粒子となる正電荷のπ中間子/K中間子については、実績データを用いて事象の再構成を行った。研究最終年度の次年度では、検出器の検出効率やアクセプタンスの補正を行い、生成断面積分布を求めていく。
ビスホスホネート関連顎骨壊死に対する高気圧酸素療法のＰＥＴと骨シンチによる評価

薬剤関連顎骨壊死(MRONJ)に対する画像診断としては、パノラマX線写真・CT・MRI、骨シンチグラフィーによる病変範囲の評価が一般的であるが、北海道大学病院口腔診断内科ではこれらに加えFDG-PETによる画像診断を行っている。一般に顎骨骨髄炎におけるFDG-PETによる評価では、顎骨内に浸潤した白血球等の炎症性細胞に18F-FDGが取り込まれることで、炎症病巣の活動性と範囲を示すことが可能であり、当科ではこの点に着目し、各種骨髄炎に対してFDG-PETによる評価を行っている。MRONJに関しては保存療法の非奏功例に、術前後の高気圧酸素療法(HBO)を伴う外科的消炎術を実施しており、HBO前後でのFDG-PET撮像により、MRONJに対するHBOの消炎効果、また症例ごとの活動性について評価検討を実施した。16名のMRONJ患者に対し、HBO前後の血液検査および各種画像診断を実施し、FDG-PETではSUVmaxに加え、SUV値を三次元に合計したmetabolic volume (MV)やMVとSUVmeanの積であるtotallesion glycolysis=metabolic activity(MA)をそれぞれ算出し、検討を行った。この結果、血液検査ではHBO前後の変化が認められない一方で、SUVmax、MV、MAにおいて有意な低下が確認され、FDG-PETによるMRONJの活動性の評価が可能であることが示された。この低下はHBOによる血液循環の亢進、白血球での酸素依存性殺菌効果の増強などに伴う抗炎症作用を示したものと考えられる。29年度が最終年度であるため、記入しない。
放射光X線二色性分光による強相関係界面新規電子相の研究

本研究では,強相関遷移金属酸化物の界面電子状態の研究に適した手法のひとつである軟X線磁気円二色性測定,軟X線磁気線二色性測定を手段として用い,界面に出現する新規電子状態を観測しその発現機構解明することを目的とした.この目的ために,高性能で効率的な軟X線磁気円二色性,軟X線磁気線二色性測定系を,高エネルギー加速器研究機構・物質構造科学研究所と協力して開発することを計画した.フォトンファクトリーの偏光スイッチングビームラインに設置する新しい軟X線磁気円二色性測定装置として,イットリウム系超伝導マグネットを用いた軟X線磁気円二色性測定装置の仕様を検討し,測定系の設計を行なった.分割された小型の超伝導マグネットの中心で1テスラの磁場が得られることが設計の段階で確認された.また,寒剤を用いない伝導冷却で超伝導マグネットを動作させる方針で,軟X線磁気円二色性測定装置の仕様策定を行い,周辺の機構の細部設計を開始めた.これと並行して既存の軟X線磁気円二色性装置を用いて,二重ペロブスカイトLa_2CrFeO_6,およびSrTiO_3でキャップした強磁性体(La,Sr)MnO_3薄膜の軟X線磁気円二色性測定を行なった.La_2CrFeO_6については鉄原子とクロム原子のそれぞれに小さな磁気モーメントが観測された.(La,Sr)MnO_3薄膜については膜厚・磁場・温度に依存した大きな磁気モーメントが観測され,膜厚の増加による反強磁性絶縁体から強磁性金属への転移を示す結果が得られた.本研究では,強相関遷移金属酸化物の界面電子状態の研究に適した手法のひとつである軟X線磁気円二色性測定,軟X線磁気線二色性測定を手段として用い,界面に出現する新規電子状態を観測しその発現機構解明することを目的とした.この目的ために,高性能で効率的な軟X線磁気円二色性,軟X線磁気線二色性測定系を,高エネルギー加速器研究機構・物質構造科学研究所と協力して開発することを計画した.フォトンファクトリーの偏光スイッチングビームラインに設置する新しい軟X線磁気円二色性測定装置として,イットリウム系超伝導マグネットを用いた軟X線磁気円二色性測定装置の仕様を検討し,測定系の設計を行なった.分割された小型の超伝導マグネットの中心で1テスラの磁場が得られることが設計の段階で確認された.また,寒剤を用いない伝導冷却で超伝導マグネットを動作させる方針で,軟X線磁気円二色性測定装置の仕様策定を行い,周辺の機構の細部設計を開始めた.これと並行して既存の軟X線磁気円二色性装置を用いて,二重ペロブスカイトLa_2CrFeO_6,およびSrTiO_3でキャップした強磁性体(La,Sr)MnO_3薄膜の軟X線磁気円二色性測定を行なった.La_2CrFeO_6については鉄原子とクロム原子のそれぞれに小さな磁気モーメントが観測された.(La,Sr)MnO_3薄膜については膜厚・磁場・温度に依存した大きな磁気モーメントが観測され,膜厚の増加による反強磁性絶縁体から強磁性金属への転移を示す結果が得られた.
CHD2クロマチンリモデリング因子変異による無秩序遺伝子発現

ATP依存的クロマチンリモデリング因子SWI/SNFfamilyは、ATP依存的にクロマチン構造を変換することによって遺伝子の転写を制御している。現在までに、骨格筋分化において、クロマチン構造変換よりも前段階で骨格筋分化に関わる遺伝子群が統合的に制御されるメカニズムがあることが示されている。Chd2は、SWI/SNF familyのひとつと予測されているが、その機能はまだ明らかとなっていない。我々は、Chd2遺伝子変異マウスを作製し、このマウスが個々の組織において秩序だった遺伝子発現パターンが消失し高頻度に発がんすることを見出した。そこで、chd2遺伝子が骨格筋分化における高次遺伝子制御に関わっているかについて検討した。新たに作出したChd2mAbを用いたクロマチン免疫沈降法によって、Chd2は骨格筋の分化マーカー遺伝子のプロモーター領域に遺伝子発現よりも前の段階でリクルートされていた。さらに、CHD2の機能阻害を行ったところ、骨格筋への分化が抑制された。そこで、更にChd2の分子機能を解明するために、抗体アフィニティクロマトグラフィーにより、Chd2複合体の精製を行った。その結果Chd2はヒストンバリアントH3.3及び筋特異的転写因子群と選択的に複合体を形成することが明らかとなった。ゲノムワイドにH3.3筋が取り込まれている領域を探索したところH3.3はプロモーターやエンハンサー等の制御領域にはChd2の活性依存的に取り込まれるのに対し、他のゲノム領域への取り込みには関与していなかった。これらChd2を介する選択的なH3.3特異的の取り込みは他のクロマチン制御と比しても極めて早い段階で行われており、その破綻ががん化に関わっていることからも今後も詳細な分子メカニズムについて引き続き解析が求められる。CHD2は、SWI/SNF familyのひとつと予測されているが、その機能はまだ明らかとなっていない。我々は、Chd2遺伝子変異マウスを作製し、このマウスが個々の組織において秩序だった遺伝子発現パターンが消失し高頻度に発がんすることを見出している。新たに作出したCHD2 mAbを用いたクロマチン免疫沈降法によって、CHD2は骨格筋の分化マーカー遺伝子のプロモーター領域に遺伝子発現よりも前の段階でリクルートされていた。CHD2は、骨格筋分化制御にとって必須であり、その破綻ががん化に関わっていることが示唆されている。詳細な分子メカニズムについて引き続き解析が求められる。
血管撮影で使用する造影剤をどこまで減らせるか

血管造影では造影剤の使用は不可避である。近年、血管内ステント療法などの発展により、血管造影法を用いた治療や診断において造影剤の使用量は増加する傾向にある。その一方で、腎機能保持のために、造影剤の使用量には使用量に限界があり、それを超えると造影剤腎症のリスクが高まる。造影剤腎症は造影剤の使用量に依存して発症する血管造影に伴う合併症である。これを解決するために、高輝度で散乱線のない放射光と、高感度受像体であるHARP管を用いたシステムにより、どこまで造影剤を希釈して有効な血管造影を得ることができるかどうか、検討を行った。In vitro実験では、放射光+HARP管システムでは2%の造影剤が検出可能であった。ラット下肢血管造影では、8%の造影剤を用いて判別できた血管分枝数と32%の造影剤で判別できた血管分枝数には有意差はなかった。本システムでは8%の希釈造影剤が32%とほぼ同等に用いることができることが示された。これは、造影剤腎症の予防になる一方で、許容使用量の範囲内では、現行の4倍の回数で血管造影ができることを意味する。放射光由来の単色X線を用いた放射光血管造影システムに、高感度のHARP受像管を用い、希釈された造影剤を使用しても、臨床的に有用な血管造影画像を得ることが出来るかどうか検討した。放射光由来の高輝度単色X線は直進性と解像度(26μm/pixel)に優れている。HARP撮像管は、光を電気に変換する光電変換膜に特殊材料を用い、なだれ増倍現象で信号を増幅することにより、超高感度化を得る。撮像時間は30msec。対照としてCCDカメラを用いた(撮像時間:150msec)。32%のイオン性ヨード造影剤を用いた。各画像は256階調のグレイスケールに変換し、その階調差(差分値)で検討した。(1)invitro実験(mock実験):24Gの静脈カテーテル外筒32%,16%,8%,4%,2%,1%の各濃度の造影剤入れ、放射光由来単色X線で撮像し、CCDおよびHARP受像管で比較した。256階調において、背景値と10の差があれば血管と認識できることが判明した.(2)invivo実験(ラット下脚放射光血管造影):Wistarラット(n=20、各群n=5)を用いた。32%,16%,8%,4%の各濃度の各希釈率の造影剤を1m/secで2秒間(計2ml)注入した。HARP管の各濃度でのラット下肢血管造影のgray scale差分値は、それぞれ4%:14+/-12,8%:22+/-10,16%:25+/-11,32%:40+/-10であった。血管としての判別は、4%から可能であったが、臨床的に有意な血管造影を行うことができる造影剤希釈濃度は、8%であった。これにより、受像管にHARP管を用いると造影剤腎症の発生は1/4に減少し、腎障害を有する患者でも十分な造影剤を用いた診断と治療が行われることが示唆された。放射光由来の単色X線を用いた放射光血管造影システムに、高感度のHARP受像管を用い、希釈造影剤が有効に撮像できるかどうか、平成20年度に検討した。高感度受像管であるHARP受像管は光を電気に変換する光電変換膜にアモルフォスセレンを基盤とした特殊材料を用い、なだれ増倍現象で信号を増幅することにより、通常のCCDカメラより100倍の高感度化が可能である。その結果4倍希釈(8%造影剤)まで、従来の32%造影剤とほぼ同等の血管造影画像を得ることができた。平成21年度は、高感度性をさらに高めるため、放射線を可視光化した後の光の伝達法を従来の「レンズカップリング法」から光ファイバーを用いた「FOP法」に変え検討した。

その結果S/N比がさらに改善し、増幅効果+S/N比向上の相乗効果が得られ希釈造影剤のさらなる高希釈化の技術的基盤に進歩がみられた。一方、同法を用いて、ラットの腎臓の造影を行った。希釈造影剤と非希釈造影剤の腎機能あたえる影響を動画像として(機能的に)評価するために、ラット腎集合管の造影剤移動が撮像可能かどうか検討した。その結果、希釈造影剤を想定した造影剤の経静脈投与であっても、個別の腎集合管の同定とその造影剤の移動時間、濃度変化の検討が可能であった(n=6)。平成22年度(最終年度)は、この成果をもとにして、希釈造影剤の現システムでの最大希釈率の算定と、それによる腎不全ラットにおける腎機能保護効果を検討する予定である。放射光由来の単色X線を用いた放射光血管造影システムに、高感度のHARP受像管を用い、希釈造影剤が有効に撮像できるかどうか、平成20年度に検討した。高感度受像管であるHARP受像管は光を電気に変換する光電変換膜にアモルフォスセレンを基盤とした特殊材料を用い、なだれ増倍現象で信号を増幅することにより、通常のCCDカメラより100倍の高感度化が可能である。その結果4倍希釈(8%造影剤)まで、従来の32%造影剤とほぼ同等の血管造影画像を得ることができた。平成21年度は、高感度性をさらに高めるため、放射線を可視光化した後の光の伝達法を従来の「レンズカップリング法」から光ファイバーを用いた「FOP法」に変え検討した。平成22年度は、FOP-HARP受像管のphotoconductive systemの最適化をさらに測った。その結果、蛍光板を通常1/6に縮小すると、FOP-HARPにphoton情報を引き継ぐことが最適になることが判明した。これを用いて造影剤を順次負荷しながら、尿細管-集合管撮像を行った。集合管の造影剤蓄積度は1本つつ分別可能であり、将来、造影剤を用いた治療を行いながら、リアルタイムに腎尿細管-集合間の造影剤蓄積を高感度で観察することにより造影剤の使用限界を認識できるシステムの構築が可能であることが示唆された。
血液系細胞分化におけるサイクリン依存性キナーゼ抑制因子の役割

1.巨核球系,単球系以外の系統の造血細胞の分化過程におけるCKlの関与:臍帯血CD34陽性細胞由コロニーにおいてp21CIP1ならびにp27KIP1蛋白の発現を免疫細胞化学で解析した.赤芽球ではp21CIP1蛋白は極く一部にしか陽性細胞を認めず,少なくとも巨核球や単球に比して低発現と考えられた.また,赤芽球にのみp27KIP1 mRNAが分化に沿って発現上昇したにも関わらず,蛋白の発現は検出されなかった.さらに,顆粒球系コロニーにおいても両者の蛋白は検出することができなかった.Steinmanらの報告と異なり末梢血中の顆粒球でもp21CIP1やp27KIP1蛋白は検出されなかった.以上から,これらの蛋白が赤芽球系や顆粒球系分化に必須である証拠は得られず,巨核球や単球に比較して赤芽球系や顆粒球系の分化におけるp21CIP1ならびにp27KIP1の役割は乏しいと推測された.2.骨髄穿刺標本の免疫組織化学による検討:p21CIP1蛋白の発現を正常もしくは本態性血小板血症患者の骨髄において免疫組織化学において解析したところ,明らかに核が陽性に染色される細胞は巨核球の一部であった.連続切片を用いてKi-67染色と比較すると,Ki-67強陽性とp21CIP1強陽性との間には明らかに相反する傾向があり,p21CIP1蛋白の発現は細胞周期停止間際の細胞集団であることが推測された.一方,Ki-67陰性巨核球の約半数はp21CIP1陰性であることから,その発現が一過性であることが示唆さkeれた.つまり,巨核球が多倍体化のため細胞周期を回り,最終的に停止する間際にp21CIP1蛋白が発現し,その後発現が低下することが考えられた.その他の骨髄細胞でのp21CIP1蛋白の発現は我々の検出系では認められなかった.1.MEG-01s細胞のTPAによる分化モデルにおけるCKIの役割:antisense oligonucleotideによる実験についてはTPAによる強力なp21の発現誘導をoligoで抑制することができず系の確立を断念した.p27の発現は細胞増殖を抑制できない低濃度のTPAで誘導されることから,p21が細胞周期停止に中心的役割を果たしていると考えられた.さらに,我々が使用しているMEG-01s細胞にはRb蛋白が欠損していることが判明し,分化に伴うp21の発現誘導とそれによる細胞周期停止にRbを介する経路が不要であることが示唆された.2.臍帯血CD34陽性細胞の巨核球系分化誘導系による検討:TPOを用いて得られた多数の巨核球系コロニーを解析すると,巨核球の最終分化段階においてp21の発現が検出され,これまで,我々が解析してきたMEG-01s細胞におけるTPAによる分化誘導モデルが実際の巨核球の分化・増殖にも一部当てはまることが確認された.3.単球・マクロファージ系細胞分化に伴うCKIの発現:これまで単球系細胞株の分化モデルでは,分化誘導とともにp21の発現が誘導されることが報告され,分化の上流にp21の発現が存在する可能性が指摘されていた.定量的RT-PCRによる今回の解析でも,ヒト臍帯血由来単球・マクロファージコロニーの最終分化段階で,p21mRNAの発現レベルが上昇することが確認された.しかし,発現時期は,ほとんどがマクロファージに分化した段階以降であった.また,免疫細胞化学では,一部のマクロファージの核にのみp21蛋白が認められた.これらは,正常細胞ではp21の発現が最終分化のむしろ下流にあることを示し,最終分化には必須でないことを示唆しいている.これは,p21欠損マウスで造血に大きな異常がないこととよく符号する.1.巨核球系,単球系以外の系統の造血細胞の分化過程におけるCKlの関与:臍帯血CD34陽性細胞由コロニーにおいてp21CIP1ならびにp27KIP1蛋白の発現を免疫細胞化学で解析した.赤芽球ではp21CIP1蛋白は極く一部にしか陽性細胞を認めず,少なくとも巨核球や単球に比して低発現と考えられた.また,赤芽球にのみp27KIP1 mRNAが分化に沿って発現上昇したにも関わらず,蛋白の発現は検出されなかった.さらに,顆粒球系コロニーにおいても両者の蛋白は検出することができなかった.Steinmanらの報告と異なり末梢血中の顆粒球でもp21CIP1やp27KIP1蛋白は検出されなかった.以上から,これらの蛋白が赤芽球系や顆粒球系分化に必須である証拠は得られず,巨核球や単球に比較して赤芽球系や顆粒球系の分化におけるp21CIP1ならびにp27KIP1の役割は乏しいと推測された.2.骨髄穿刺標本の免疫組織化学による検討:p21CIP1蛋白の発現を正常もしくは本態性血小板血症患者の骨髄において免疫組織化学において解析したところ,明らかに核が陽性に染色される細胞は巨核球の一部であった.連続切片を用いてKi-67染色と比較すると,Ki-67強陽性とp21CIP1強陽性との間には明らかに相反する傾向があり,p21CIP1蛋白の発現は細胞周期停止間際の細胞集団であることが推測された.

一方,Ki-67陰性巨核球の約半数はp21CIP1陰性であることから,その発現が一過性であることが示唆さkeれた.つまり,巨核球が多倍体化のため細胞周期を回り,最終的に停止する間際にp21CIP1蛋白が発現し,その後発現が低下することが考えられた.その他の骨髄細胞でのp21CIP1蛋白の発現は我々の検出系では認められなかった.