hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
研究用サルのBartonella quintanaと人血管内皮細胞に対する病原性

本菌を保有していたニホンザルは,野外から当該施設内に数年前(期間は確認中)に導入され,野外と隔離された環境下で飼育されていた。このことから,保菌ザルは,長期間に亘ってB. quintanaに持続感染していた可能性が考えられた。平成29年度の実施計画では,国内の研究施設の飼育ザルから血液を収集し,B. quintanaの分布状況と分離株の遺伝子性状を明らかにすることであった。当初の予定に従って,協力機関から血液試料(300検体以上)の提供を受けることができた。さらに,サル血液からの菌分離にも成功したこと,DNAシーケンスにより遺伝子性状の一部を解析することができたことから,当該年度の研究はおおむね順調に進展していると思われる。Bartonella quintanaは塹壕熱(発熱,筋肉の痛み等)の原因菌で,シラミが本菌のベクターである。免疫不全者がB. quintanaに感染すると,血管内皮細胞のアポトーシスが抑制され、細菌性血管腫を発症する。これまでに,海外では研究用のアカゲザルやカニクイザルからB. quintanaが分離されている。我々は野生ニホンザルにも本菌が分布していることを明らかにし,平成29年度の本研究では,わが国の研究機関Aにおいて飼育されているニホンザル(個体ID:TB1)からもB. quintanaを分離している。平成30年度には、サルの健康診断の一環として研究機関Aからニホンザル血液を再び収集し,本菌の分布状況と分離株の遺伝子性状を解析した。さらに,ヒト血管内皮細胞(HUVEC)に対するニホンザル由来MF1-1株の接着・侵入能を解析し,抗アポトーシス作用の責任遺伝子であるbepA(約1.5kbp)の有無を検討した。その結果,2頭のニホンザル(個体ID:MN51,57)からB. quintanaが分離され,MLST法によってこれら分離株はMF1-1株と共にST22に型別された。陽性の3頭は、2009年に野外から同施設へ導入され、外部寄生虫の駆虫処置を受けた後、産地ごとに群飼育されていた。Bartonellaは回帰性の菌血症を引き起こすことから,当該のサル3頭は野外でB. quintanaに感染し,施設内で長期間,本菌を保有していた可能性が考えられた。MOI=1の条件下でMF1-1株をHUVECに感作させたところ,2時間後から菌の接着・侵入が確認され,48時間後には10.4%の接着・侵入率であった。MF1-1株,TB1-1株,MN51-1株,MN57-1株からbepAを検出したところ,いずれの株においても本遺伝子の大部分が欠損しており,その塩基長は僅か180bpであった。平成30年度の実施計画では,HUVECに対するサル由来B. quintanaの感染性を検討することが目標であった。蛍光顕微鏡を用いた本菌株の接着・侵入能を評価できたため,概ね計画が順調に進展していると思われる。しかしながら,サル由来B. quintanaが感染したHUVECを電子顕微鏡によって解析する計画などは未実施のため,次年度の検討課題である。蛍光染色済のサル由来株をHUVECに感作させ蛍光顕微鏡下で観察したところ,細胞内にBartonellaと思われる構造物を確認できた。
腸管出血性大腸菌による脂質ラフトを利用した免疫応答制御機構の解析

腸管出血性大腸菌の感染成立時に宿主細胞膜上の脂質ラフトに埋め込まれるNleH蛋白質依存的に脂質ラフトに集積する蛋白質の解析およびNleH依存的な免疫応答に関わるシグナル伝達系の解明さらに機能未知のエフェクター分子群の中から免疫応答に関与する分子の分離同定を試みた。NleH依存的に集積する蛋白質や相互作用する蛋白質の同定はできなかった。NleHによるNfkBの活性化にはp38の活性化制御が必要であることを示唆するデータが得られた。また、機能未知の26種類のエフェクター分子の全ては感染細胞の膜分画に局在することが明らかとなり細胞膜あるいはオルガネラ膜上で細胞機能制御を起こすエフェクター分子の存在が示唆された腸管出血性大腸菌の感染成立時に宿主細胞膜上の脂質ラフトに埋め込まれるNleH蛋白質依存的に脂質ラフトに集積する蛋白質の解析およびNleH依存的な免疫応答に関わるシグナル伝達系の解明さらに機能未知のエフェクター分子群の中から免疫応答に関与する分子の分離同定を試みた。また、機能未知の26種類のエフェクター分子の全ては感染細胞の膜分画に局在することが明らかとなり細胞膜あるいはオルガネラ膜上で細胞機能制御を起こすエフェクター分子の存在が示唆されたIII型分泌機構を通して宿主細胞に直接挿入されるエフェクター分子群は免疫応答の制御を行っているが、その詳細はまだ一部しか明らかになっていない。当該研究は腸管出血性大腸菌の感染成立時に宿主細胞膜上の脂質ラフトに埋め込まれるNleH蛋白質を中心に免疫応答制御の分子機構を明らかにすることと機能未知のエフェクター分子群の中から免疫応答に関与する分子を分離同定し、その機能の詳細を明らかにすることを目的としている。NleH蛋白質と相互作用する脂質ラフト内分子の分離同定を行う目的で、免疫沈降により共沈した試料の質量分析を試みたが、宿主細胞由来のタンパク質を同定することはできなかった。一方、腸管出血性大腸菌による免疫応答制御に関わることが報告されているシグナル伝達系に関わる因子(p38, ERK1/2, Akt)の活性制御に対するNleH欠損株、NleH大量発現株の影響を腸管上皮由来のCaco-2細胞を用いて検討した。いずれの因子についてもNleH欠損株感染による活性化の抑制、NleH大量発現株感染による活性化が認められた。一方、阻害剤を用いた実験からp38活性化阻害によってNleH大量発現による腸管上皮由来のCaco-2細胞におけるNF-kBの活性化およびIL-8産生の誘導が阻害された。この結果はNleHを介した免疫応答制御はp38の活性化制御を介して行われていることを強く示唆している。一方、腸管出血性大腸菌0157:H7の保持する39のエフェクター分子群の中から相同性の非常に高いものを除いた26種類のエフェクター分子群を選別し、FLAG融合遺伝子を大量発現を誘導できる株を構築した。現在、これらの分子群の大量発現による腸管上皮由来のCaco-2細胞およびマクロファージにおけるNF-kBの活性化および各種サイトカイン産生への影響について検討中である。網羅的な解析により免疫応答に関与するエフェクター分子種および多様な相互作用解明の手がかりが得られることが期待できる。当該研究は腸管出血性大腸菌の感染成立時に宿主細胞膜上の脂質ラフトに埋め込まれるNleH蛋白質を中心に免疫応答制御の分子機構を明らかにすることと機能未知のIII型分泌エフェクター分子群の中から免疫応答に関与する分子を分離同定し、その機能の詳細を明らかにすることを目的とした。免疫沈降法と質量分析によりNleH蛋白質と相互作用する分子の分離同定を試みたが、宿主細胞由来のタンパク質を同定することは困難だった。一方、阻害剤およびリン酸化レベルの検討からNleHによるNF-kB活性化にp38キナーゼの関与が強く示唆される結果が得られた。検出できるレベルでの発現が認められたものについてNF-kBの活性化の影響について検討したが、腸管上皮細胞由来Caco-2細胞株に対しては顕著な影響は認められなかった。さらに、感染細胞の分画を行ったところ、ほとんどのエフェクター分子は膜画分へ移行することが観察された。
レーザーホログラフィを用いた三次元的地殻歪変化の精密観測の研究

1.地殻の微小ひずみ変化を精度良く測定するための新しい観測方法としてホログラフィ干渉計測法の原理に基づく観測システムが京大防災研究所において開発されたが,本研究では今年度,天ケ瀬地殻変動観測室(京都府宇治市)において,レーザーホログラフィ装置を用いた長期間の連続観測を実施した.得られた観測データーは,同観測室に既設のレーザー伸縮計(2成分)の記録と合わせて解析し,潮汐力による観測坑道の微小変形の空間的な特徴を明らかにしつつある.2.これとは別に,移動型のレーザーホログラフィ装置を用いた移動観測を近畿地方の2ケ所の観測室(屯鶴峯;奈良県香芝町,岩倉;京都市左京区)において2週間2ケ月の期間で行ない,これらの観測室の観測坑道の形状に固有なひずみ変化の局所的な特徴を明らかにするための基礎的なデーターが得られた.この成果は,今後近畿地方のテクトニックな応力場を統一的に理解する上で役立つと考えられる.3.さらに,将来,この地域の他の場所においてもホログラフィ装置を用いた移動観測を行なうための予備調査を,紀州観測室(三重県紀和町)において実施した.4.ホログラフィ干渉計測法は対象となる被写体(本研究の場合,観測坑道の壁面)に非接触で,その形状変化をレーザー光の波長を単位として定量的に検出できる優れた方法である.しかしこれを長期間の地殻変動連続観測に応用するためには,なお多くの問題点がある.この方法の難かしさの一つにホログラム乾板の取扱いがあるが,乾板を使用せずに干渉計測を行ない得るようにするため,エレクトロニック・スペックルパターン干渉法(ESPI)を導入して観測装置の改良を進めている.1.地殻の微小ひずみ変化を精度良く測定するための新しい観測方法としてホログラフィ干渉計測法の原理に基づく観測システムが京大防災研究所において開発されたが,本研究では今年度,天ケ瀬地殻変動観測室(京都府宇治市)において,レーザーホログラフィ装置を用いた長期間の連続観測を実施した.得られた観測データーは,同観測室に既設のレーザー伸縮計(2成分)の記録と合わせて解析し,潮汐力による観測坑道の微小変形の空間的な特徴を明らかにしつつある.2.これとは別に,移動型のレーザーホログラフィ装置を用いた移動観測を近畿地方の2ケ所の観測室(屯鶴峯;奈良県香芝町,岩倉;京都市左京区)において2週間2ケ月の期間で行ない,これらの観測室の観測坑道の形状に固有なひずみ変化の局所的な特徴を明らかにするための基礎的なデーターが得られた.この成果は,今後近畿地方のテクトニックな応力場を統一的に理解する上で役立つと考えられる.3.さらに,将来,この地域の他の場所においてもホログラフィ装置を用いた移動観測を行なうための予備調査を,紀州観測室(三重県紀和町)において実施した.4.ホログラフィ干渉計測法は対象となる被写体(本研究の場合,観測坑道の壁面)に非接触で,その形状変化をレーザー光の波長を単位として定量的に検出できる優れた方法である.しかしこれを長期間の地殻変動連続観測に応用するためには,なお多くの問題点がある.この方法の難かしさの一つにホログラム乾板の取扱いがあるが,乾板を使用せずに干渉計測を行ない得るようにするため,エレクトロニック・スペックルパターン干渉法(ESPI)を導入して観測装置の改良を進めている.
慢性関節リウマチ滑膜細胞の接着分子を介した細胞内シグナル伝達機構の解析

滑膜細胞上のICAM-1、VCAM-1にそれらに対するマウスmAb(一次抗体)を結合させ、さらに抗マウスIgG抗体(二次抗体)で架橋形成することで刺激したところ、下記の事実が明らかとなった。2.さらに、これらの遺伝子発現に関与する転写因子の活性化をEMSAにて検討したところ、AP-1およびNF-IL6の活性化が刺激後に見られること、CREB,NFkB,STAT等は活性化されないことが明らかとなった。3. AP-1およびNF-IL6の活性化に共通して関与する上流のkinaseについて検討したところ、ICAM-1を介する刺激により5-15分でMAPKの急峻な活性化が認められ、60分では前値に戻るごとが明らかととなった。また、この時に活性化されるMAPKはERK-1,2であり、p38およびJNKは関与していない事をkinase assayおよび抗リン酸化ERK-1,2、p38、JNK抗体を用いたwestern blottingにて確認した。4.このシグナル伝達活性化機構は、OAの滑膜細胞、線維芽細胞株、ICAM-1の発現ベクターを遺伝子導入して作成したCOS細胞などにおいてはほとんど認められなかった事よりRA滑膜細胞の異常活性化に基づく事象であることが示唆された。以上のように、ICAM-1は単にそのリガンドであるLFA-1,Mac-1を介した細胞接着のみならず、リガンドよりシグナルを受ける細胞上分子として機能し得ることが明らかとなった。2.ICAM-1を介する刺激により、IL-1β、IL-6の遺伝子発現に重要な働きをするAP-1およびNF-IL6の活性化が惹起され、それぞれのDNA結合モチーフに結合することをEMSAにて確認した。NFkB,CREB,STAT等の活性化はEMSAにて認めなかった。3.AP-1およびNF-IL6の活性化に共通して関与するMAPKがICAM-1を介する刺激により活性化されるか否かを検討したところ、ICAM-1分子の架橋刺激後5-15分でMAPKの急峻な活性化が認められた。今後さらに上流のMAPKK、Raf-1などの活性化についても特異抗体による免疫沈降やゲル内燐酸化法などにより検討する予定である。また、このシグナル伝達活性化機構が、RA滑膜細胞にのみ認められるものか、他の細胞にも生じる普遍的な事象であるのか、OAの滑膜細胞、線維芽細胞株、ICMA-1、VCAM-1の発現ベクターを遺伝子導入して作成したCOS細胞などを用いて比較検討する。4.Differential display法を用いてICAM-1,VCAM-1架橋刺激により明らかに増強したバンドをそれぞれ3-6のprimerの組み合わせで確認できた。今後各々のバンドにつき再度PCRを行ない、PCR産物の塩基配列をシ-クェンシングし、刺激により発現調節を受ける遺伝子を同定する。
刈り取り残渣を利用した二次草地および二次林における植生復元技術の開発

草原生植物の生育地である二次草地とよく管理された二次林を対象に,結実種子を含む刈り取り残渣という新たな植生復元材料を用いた生態緑化技術の開発を実施した。多数の種と種子量が得られる刈り取り時期は,二次草地で10-11月,二次林で10月となった。約800g/m2の残渣を撒き出すことで出芽個体数が最大化し,かつ飛来する雑草の出芽を抑制できた。3月に種子を播きだすと,その後の結実種子の出芽率は最大化するが,出芽後の雑草との競合も高まり,個体の残存率は低下した。7月に播きだしを行うと出芽個体数は低下するが出芽後の雑草との競合が緩和され,発芽適温域が高い種に対してはこの時期の種子導入が適すと考えられた。近年,生物多様性の回復を図る自然再生において,目標植物種の導入を通した植生復元が盛んになっている。こうした復元には,専ら,埋土種子を含む表土が復元材料として用いられてきた。しかし,草原生植物など埋土種子の形成されにくい種群に対して有効な植生復元手法は開発されていない。そこで,草原生植物の主要な生育地である二次草地と,植生管理が継続されている二次林を対象に,結実種子を含む刈り取り残渣という新たな復元材料を用いた植生復元技術を開発する。本課題では,刈り取り残渣を用いた植生復元を行う場合に復元の成否を左右する重要な項目として,1復元材料の取得,2復元材料の発芽,3発芽個体の成長という3点に着目している。平成24年度は,1,2に対応する研究,すなわち刈り取り残渣の撒き出し方法と発芽種子数との関係を解明し,刈り取り残渣に含まれる種子が高い確率で発芽する撒き出し方法を明らかにするための圃場栽培試験を実施した。1に関する研究として,クロマツ疎林下の異なる被陰下で刈り取り試験を実施した。その結果,林床の半閉鎖的な草原植生でも草原生植物は結実し,植生復元材料として利用可能であった。また,年2回の刈り取りは結実種数と結実量を大幅に低下させるため,年間1回の刈り取りが,植生復元用の残差を得るための管理としてより適切であると推測された。2に関する研究として,異なる被陰下の刈り取り残差を異なる撒き出し厚で撒き出した。その結果,750-800g/m2の残渣を復元地に撒き出すことで,出芽個体数が最大化することが明らかとなった。1刈り取り時期は結実種子量に影響を及ぼす主要な要因であり,多種多量の復元目標種の種子が得られる刈り取り時期の解明は,植生復元の際,重要な考慮事項である。そこで,草地と二次林において,時期を変えた刈り取り試験を行い,各試験区から得られた刈り取り残差に含まれる結実種子量を解明するための研究を実施した。また,3月に種子を播きだすと,その後の結実種子の出芽率は最大化するが,出芽後の雑草との競合も高まり,個体の残存率は低下した。

7月に播きだしを行うと出芽個体数は低下するが出芽後の雑草との競合が緩和され,発芽適温域が高い種に対してはこの時期の種子導入が適すと考えられた。近年,生物多様性の回復を図る自然再生において,目標植物種の導入を通した植生復元が盛んになっている。こうした復元には,専ら,埋土種子を含む表土が復元材料として用いられてきた。しかし,草原生植物など埋土種子の形成されにくい種群に対して有効な植生復元手法は開発されていない。そこで,草原生植物の主要な生育地である二次草地と,植生管理が継続されている二次林を対象に,結実種子を含む刈り取り残渣という新たな復元材料を用いた植生復元技術を開発する。本課題では,刈り取り残渣を用いた植生復元を行う場合に復元の成否を左右する重要な項目として,(1)復元材料の取得,(2)復元材料の発芽,(3)発芽個体の成長という3点に着目する。平成23年度は,(3)に対応する研究として,種間競争能の重要な指標の一つであり,個体の成長可否を左右する光環境に着目し,群落形成過程において光環境に対する個別種の生育パタンを収集した。植物社会学におけるススキクラス標徴種(ツリガネニンジン,ノハラアザミ,オガルカヤ,オミナエシ)と,同様の立地に多いトダシバ,オトギリソウ,ユウガギクを試験対象とした。全7種について,全天条件と相対日射量50%における地上部・地下部の乾物重の有意差は認められなかった。オガルカヤ,トダシバ,ユウガギク,オミナエシの相対日射量25%における乾物重は,より高い日射条件より有意に小さかった。うち前2者の相対日射量10%における乾物重は,同25%におけるそれよりさらに小さかった。ノハラアザミ,ツリガネニンジン,オトギリソウについては,相対日射量10%における乾物重が,同25%以上の乾物重と比較して有意に小さかった。オトギリソウ,トダシバ,オガルカヤ,ユウガギクは,1生育期で生殖成長ステージに達した。ツリガネニンジン,ノハラアザミは根出葉がみられたが地上茎は形成されず,生育期間を通して草高が10cm以下と低かった。昨年度までは,研究の進捗がやや遅れていたが,今年度の研究が概ね順調に進んだため,研究開始時に想定していた程度に研究が進捗している。平成23年度における栽培試験に用いるために,平成22年秋季に採取した刈り取り残渣が,平成23年の猛暑の影響によりほとんど結実種子を含まないものであった。このため,研究の一翼として予定していた栽培試験が,想定通りの結果を得ることができなかった。該当試験については,平成24年度に再試験を実施する。平成24年度の研究の結果,植生復元に適した刈り取り残差を得るための刈り取り時期,および刈り取り残差に含まれる種子を高い確率で発芽させるための発芽率に関する知見が得られた。そこで,得られた知見に基づき,平成25年度には,最も効率的に種子を発芽させることができる刈り取り残さの撒き出し方法に基づき,発芽した芽生えの残存率を高めることができる土壌条件を,遮光条件の異なる条件において調査する。調査に際して,1m×1mの植生調査枠を造成し,圃場試験を実施する。この試験の一部は平成24年度から開始され,平成25年度に本格的に研究に着手する。上述のように,平成23年度の研究の一部に遅れが生じているため,平成23年度に実施予定であった試験の一部を平成24年度に実施する。すなわち,刈り取り残渣の撒き出し方法と発芽種子数との関係を解明し,刈り取り残渣に含まれる種子が高い確率で発芽する撒き出し方法を明らかにするための圃場栽培試験を,平成24年度に実施する。くわえて,当初,平成24年度に実施する予定であった試験についても,予定通り平成24年度に実施する。主として,植生調査枠を設置するための費用を支出する。一定の成果が出ることが想定される秋季以降,成果を公表するために,学術雑誌への投稿や学会への発表に対する研究費を支出する。
生理活性物質封入DDS並びに遺伝子導入によるMn-SOD誘導、神経細胞死の救済(臨床応用へ向けて)

IL1あるいはTSH封入DDSでは10-20μU/個体(70gm)でMn-SODの誘導が得られる。蛋白量はほぼ正常値の1.5-2倍に達する。しかしながら周囲に神経細胞死が見られ、さらにこれらの細胞ではエンドラベリングでアポトーシスが認められた。コントロールとはなり得ないため、浸透圧作動微量注入装置に切り替えて検討中である。同装置にてDDC持続投与を行った実験系では海馬歯状回顆粒細胞がエンドラベリングでは陽性を示したが、超微形態的にはアポトーシスと異なった。培養系ではPC12細胞での検討を加えているが、DDC投与でのラジカルの増量は認められず、アポトーシスではなく壊死が起こっている。これらのことはラジカル負荷による神経細胞のアポトーシスの誘導は細胞の種類により異なるものと考えられ、AMLに認められるように運動系神経細胞において検討を加える必要があり、SOD低下、ラジカル増加に伴うアポトーシスが観察できれば、SODの誘導による効果が期待される。今後適当な細胞株の樹立が必要となった。一方electromagnetic thrombosisによる局所脳、脊髄梗塞モデルを作ることに成功した。60%に出血性梗塞ができ、臨床例に酷似している(Neuro Sci Lett,1996)。DNA single strand化の検証を新たに作成した抗体にておこなった。p53は神経細胞では選択的遅発性神経細胞死の起こる前に、星細胞では星細胞が減少する前に発現が認められた(Neuropath Jap,1996)。脊髄モデルでラットの脊髄背側に静脈性、砂ネズミでは前脊椎動脈系の梗塞が出来た。後者では症状と梗塞範囲様式が一致し、大きく五つのタイプに分類できた。今後このモデルを使用して脊髄運動系核においてラジカル負荷におけるアポトーシスを誘導し、control releaseによるSODの誘導を検討する。生体内容溶解性ポリマーを担体とした放出を抗がん剤を用いて動物実験、並びに臨床例において詳細に検討を加えた。主に乳酸ポリマーを対象としたが、分子量に反比例して放出速度は速くなった。検討した分子量では2200のものは有効濃度の放出が4週間に渡って認められた。さらに小さな分子量のものは担体の膨潤による容積増大が脳圧の増大を来し、実験系では放出された薬剤の効果を凌駕する為臨床系からは省かれた。polyethylen glycolでは1-2週間の放出期間であり、いずれの系にても一定濃度のcontrol releaseは得られておらず、新たに熱変性ポリマーを検討中である。TSHの脳室内投与に伴うMn-SODのinductionは低濃度ではdose dependentであるが高濃度では低下する。砂ねずみを使った前脳虚血のモデルでは、海馬でのMn-SODの蛋白量は約2倍にまで増加するが、海馬神経細胞に対する保護作用はTSHの投与量として1020μU/70gm(体重)にピークを有することが判明した。さらに臨床例に近い病態モデルを作成する為にelectromagnetic thrombosisによる局所脳、ないし脊髄梗塞モデルを作ることに成功した。この10μmの鉄粒子をembolusとするこの系では効率に出血性梗塞がみられ、再開通モデルとして臨床例に類似したモデルといえる。遅発性神経壊死の期待される部位にて、組織上でのDNA single strand化の検証を新たに作成した抗体にておこなった。さらにp53の発現時期の検討を行い神経細胞、星細胞、マイクログリア間でその発現に興味のある結果を得た。ラヂカル消去系とアポトーシスとの関係が証明できる結果が得られたものと考える。臨床例に近い病態モデルelectromagnetic thrombosisによる局所脳、ないし脊髄梗塞モデルを作ることに成功し検討を行った。

5μmの鉄粒子をembolusとする系では局所に100%の梗塞巣が作成でき、出血性梗塞が60%で、臨床例に酷似した再開通モデルといえる。遅発性神経壊死の期待される部位にて、組織上でのDNA single strand化の検証を新たに作成した抗体にておこなった。さらにp53の発現は神経細胞では選択的遅発性神経細胞死の起こる前に、星細胞ではGFAPをマーカーとした場合、星細胞が減少する前に発現が認められる。この時期にはすでに神経細胞での発現は認められない。脊髄モデルで磁力360ガウスの設定では、ラットの脊髄背側に強い静脈性の梗塞を、脊髄径の小さい砂ネズミでは前脊椎動脈系の梗塞が出来た。後者では症状と梗塞範囲様式が一致し、大きく五つのタイプに分類できた。一方IL1あるいはTSH封入polyethylen glycolを担体とするDDSでは1mm径ペレットとしたが、この周囲に圧迫による神経細胞死が見られ、さらにこれらの細胞ではエンドラベリングを指標としたアポトーシスが認められた。従ってコントロールとはなり得ないため、微量注入装置に切り替えて検討中である。ラヂカル消去系とアポトーシスとの関係をさらに検討するため、DDC持続投与を行った系ではエンドラベリングでは陽性であるが、形態的にはアポトーシスと異なった。培養系ではPC12細胞での検討を加えているが、DDC投与でのラジカルの増量は認められず、他の細胞株とは異なりアポトーシスではなく懐死が起こっている。運動系神経細胞において検討を加える必要があり、SOD低下、ラジカル増加に伴うアポトーシスが観察できれば、SODの誘導による効果が期待される。今後適当な細胞株の樹立が必要となった。
プロトン衝撃を利用する超高温発生

液中で2500°C以上の超高温を発生させることを目的として、以下の実験を実施し新しい知見を得た。1実験方法:電解液に黒鉛陽極と金属陰極を浸し、電極間に電圧を印加して金属陰極を発生水素で覆う。更に高電圧を印加して水素を通して放電を発生させ、プロトンの衝撃によって液中の金属陰極を加熱した。2電源:位相制御方式の電源は、放電による電気抵抗変化に伴い試料棒に振動騒音を引き起こし同時に電解液を激しく飛散させた。トランス方式の電源においては静かで液の飛散のない放電加熱が可能であった。3電解液:メタノール、エタノール、エチレングリコール、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、酢酸ナトリウム、酢酸カリウムの水溶液を試みた。このうちで炭酸ナトリウム水溶液系(炭酸ナトリウム濃度0.01-1.0モル%)が最も安定な放電加熱を示した。4加熱:銅、ステンレススチール、モリブデン、タングステン棒(管)の加熱を試みた。モリブデン(融点2622°C)、タングステン(融点3382°C)まで溶融できることが分かった。溶融温度まで加熱した試料は、タングステン棒はプロトン衝撃によるスパッタで幾分細くなるが、モリブデンまではスパッタ現象が少ない。このため約3000°Cまでの超高温実験が液中で行い得る見通しがついた。展望:今回はプロトン衝撃のための水溶液電解質を選んだが、電解液を炭素、窒素含有物としたチタン、ジルコニウム、タンタル等の浸炭、窒化あるいは超高温下における導電物質析出への応用が次の射程に入る。これらの成果は現在雑誌に投稿準備中である。
ウェーブレット解析に基づく心電図波形の高精度識別システムの構築

本研究では,ウェーブレット変換を主たる要素技術として,まず正常洞調律,心室細動などの心電図波形の解析し,個々の心電図波形の特徴量を抽出した.次いで,抽出した特徴量に基づき,各心電図波形の識別アルゴリズムを構築した.本研究で構築した識別アルゴリズムにより,既存のAEDでは捉えきれなかった心電図波形を識別することができ,従来の方法と比較して,より高精度の識別性能を達成することが可能となった.更に,心電図波形の状態が正常洞調律から心室細動へ遷移するような場合についても検討し,その有効性を検証した.本研究では,ウェーブレット変換を主たる要素技術として,まず正常洞調律,心室細動などの心電図波形の解析し,個々の心電図波形の特徴量を抽出した.次いで,抽出した特徴量に基づき,各心電図波形の識別アルゴリズムを構築した.本研究で構築した識別アルゴリズムにより,既存のAEDでは捉えきれなかった心電図波形を識別することができ,従来の方法と比較して,より高精度の識別性能を達成することが可能となった.更に,心電図波形の状態が正常洞調律から心室細動へ遷移するような場合についても検討し,その有効性を検証した.本研究課題では,心室細動のみでなく,心室頻拍などについても高精度で識別できるシステムの構築を目的とし,(1)心電図波形データの記録・収集とウェーブレット解析に基づく特徴抽出,(2)高精度識別システムの構築と検証,(3)心電図波形の状態遷移と患者(生体)の状態との関連性と評価方法の検討といった3点に絞って研究を進めている.本年度は,3ヵ年計画の第一段階にあたり,心電図波形データの収集,および分類作業,ウェーブレット変換に基づく心電図波形の特徴抽出作業を実施し,予定していた作業をすべて完了した.具体的な内容は,以下のとおり.(1)心電図波形データの収集,および分類本研究では,AHAデータベース,MIT-BIHデータベース,ならびに杏林大学医学部付属病院高度救命救急センターに保存されているデータを解析対象として,心室細動,心室頻拍などの症例毎に整理・分類した.これは,特徴解析,および次年度以降に進める高精度識別システムの構築と検証にも重要なものである.ただし,記録されている波形データの数が非常に多く,また,目視でも判断のつきにくいものもあり,想定していた以上に時間を要した.(2)ウェーブレット変換に基づく心電図波形の特徴解析(1)で整理分類した心電図波形データをウェーブレット変換を用いて解析し,特徴を整理した.その結果,心室細動では,最大エネルギーをもつ周波数成分が変動していることなど,各心電図波形の特徴が明らかとなってきた.また,今年度に明らかとなった特徴に基づき,心電図波形の識別についても検討した.その結果,ある程度の識別が可能となり,本研究で目的とする識別システムの準備が完了したといえる.ただし,精度(感度,特異度)の検証やより高い精度での識別を実現するため,更に詳細に特徴抽出を行っていくことも重要である.本研究課題では,心室細動のみでなく,心室頻拍などについても高精度で識別できるシステムの構築を目的とし,(1)心電図波形データの記録・収集とウェーブレット解析に基づく特徴抽出,(2)高精度識別システムの構築と検証,(3)心電図波形の状態遷移と患者(生体)の状態との関連性と評価方法の検討といった3点に絞って研究を進めている.本年度の研究の主体は,3ヵ年計画の第二段階である心電図波形の識別アルゴリズムの構築作業にあり,ウェーブレット変換に基づく心電図浪形解析や心電図波形データの収集・分類作業を含め,予定していた作業をすべて完了した.具体的な内容は,以下のとおり.(1)心電図波形データの収集,および分類本研究課題では,昨年度に収集した心電図波形データにウェーブレット変換を適用し,時間周波数解析を行った.本年度は,解析結果に基づいて心電図波形の識別アルゴリズムを構築した.構築した識別アルゴリズムにより,正常洞調律,心室細動,心室頻拍については,高い精度で識別することが可能となった.一方,心電図波形の状態が遷移する場合,あるいは自己心拍再開例などについては,今後検討する必要がある.また,現状のAEDにおいても識別ができてない2.0[Hz]以下にピーク周演数をもつ心室頻拍の症例がいくつかあることが明らかとなり,このような症例についての対策,さらには識別精度向上や高速化のためのカスタマイズも今後行う予定である.(2)ウェーブレット変換に基づく心電図波形解析,および心電図波形データの収集・分類杏林大学医学部付属病院高度救命救急センターでは,新たなデータが逐次集積されるため,前年度に引き続き,波形データの収集・分類を行うとともに得られた心電図波形データを解析し,特徴を整理した.本研究課題では,ウェーブレット変換を主たる要素技術として,自己心拍,心室細動,心室頻拍など,種々の心電図波形の特徴を抽出し,心臓の電気的活動状態,およびその遷移に関する詳細な情報を獲得することによって,各種心電図波形を高精度で識別するシステム(高精度識別システム)を構築することを主目的としている.これまでの成果から,2.0[Hz]以下の帯域にピーク周波数をもつ心室頻拍など,従来は識別が困難であった要除細動波形に対しても正しく識別することが可能となった.

これについては,心電図波形のウェーブレット変換から得られるスカログラムから新たな指標(NSI:Normalized Spectrum Index)を提案し,マハラノビス距離を用いたシンプルなアルゴリズムで識別が可能となっている.ただし,無脈静電気活動については,医師間でも判断が難しい場合もあり,識別結果について現場の医師とより詳細に検討する必要がある.また,自己心拍から心室細動へ心電図波形の状態が遷移する場合についても検討し,サポートベクターマシン(SVM:Support Vector Machine)を用いた状態遷移の検知を行うことが可能となった.このような状態遷移をともなう心電図波形データについては,データ数が少なく,更に検討する必要があるが,心電図波形にどのような状態遷移があるのかを知る際に重要な役割を果たすことが期待される.s更に,もう一つの研究目的である心電図波形の状態遷移と患者の回復との関連性については,杏林大学病院高度救命救急センターに設置されているシステム上の問題(レコーダの老朽化等)から年間に数例程度のデータしか集積することができなかったため,更なるデータ集積と解析が必要であるため,継続して研究を進める予定である.本研究課題では,心電図波形の高精度システムの構築を目的とし,(1)心電図波形データの記録・収集とウェーブレット解析に基づく特徴抽出,(2)高精度識別システムの構築と検証,(3)心電図波形の状態遷移と患者(生体)の状態との関連性と評価方法の検討といった3段階からなり,本年度の主体は,第二段階にあたる心電図波形識別アルゴリズムの構築にある.本年度は,前年度からの解析作業によって得られた結果に基づき,波形識別アルゴリズムの構築・検証を実施しており,次年度には,当初予定している作業を実施することができると考える.24年度が最終年度であるため、記入しない。本年度は,ウェーブレット変換に基づく心電図波形の解析結果に基づき,心電図波形識別アルゴリズムを構築した.次年度は,識別精度向上や高速化のためのカスタマイズを行うなど,次の2点に焦点をあてて研究を推進する(1)心電図波形識別アルゴリズムのカスタマイズ現状で識別が困難とされる重症不整脈やノイズを伴う心電図波形などを含め,より高精度,かつ短時間で識別ができるシステムを構築する.また,データベース構築についても検討する,(2)心電図波形の状態遷移と患者(生体)の状態との関連性と評価方法の検討心停止患者における自己心拍再開例のように,心電図波形の状態に遷移がみられる場合について詳細に調査し,心電図波形の状態遷移と患者の状態との関連について検討する.24年度が最終年度であるため、記入しない。
ミトコンドリアの品質管理からパーキンソン病の発症機構に迫る

Parkinの基質を探索する目的でミトコンドリア膜電位低下時にParkinと結合する因子を検索し、HKIを同定した。HKIはCCCP処理後にユビキチン化されてラダー状に分子量が増加した。またHKIはミトコンドリア上に局在し、Parkinによってユビキチン化されること、患者由来のParkin変異体はHKIをユビキチン化できないことを明らかにした。PINK1が活性化される仕組みについてはPINK1が自己リン酸化をされることを見出して、「PINK1のS228/S402の自己リン酸化を介した質的制御が異常なミトコンドリアの認識に決定的に重要である」ことを証明した。パーキンソン病はアルツハイマー病に次いで2番目に高い罹患率を示す老人性神経変性疾患である.病気が発症する仕組みの解明と,その知見を活かした根本的な治療法の確立が強く求められているが,その発症機構には未だ不明な点が多く残されている.申請者は研究計画に記したようにPINK1の基質を探索する過程で,PINK1自身がリン酸化をされていること,言い換えると「PINK1自身が基質である」可能性を見出した.そこで,この点に関して詳細な解析を行ない,1)PINK1がミトコンドリアの膜電位の低下に伴って自己リン酸化されること,2)このPINK1の自己リン酸化は種々の患者由来の変異で阻害されること,3)このPINK1の自己リン酸化はPINK1自身のキナーゼ活性に依存すること,を見出した.さらにMS解析とセリン/スレオニンに対する変異解析を組み合わせてPINK1の自己リン酸化部位Xを同定し,4)この部位をアラニンに置換した変異PINK1はParkinをミトコンドリアに移行させることができないのに対して,この部位をアスパラギン酸(リン酸基を模倣するアミノ酸)に置換するとPINK1は自己リン酸化非依存的にParkinをミトコンドリアに移行させること,を明らかにした.「PINK1がどのようにしてミトコンドリアの膜電位の低下を認識しているのか」について現在主流の仮説はPINK1の膜電位依存的な分解に注目したものであるが,上記の成果は現在の仮説に「PINK1の部位Xにおける自己リン酸化」という新しい視点を持ち込むものであり,大きなインパクトを有している.上記内容は当該年度に論文にまとめて,投稿した.また,ParkinのE3酵素活性(ubiquitin ligase活性)がミトコンドリア膜電位の低下によって上昇する仕組みについても,ParkinのドメインYがC-末端のubiquitin ligase酵素活性を抑制している可能性を見出しており,その仕組みについて更なる解析を行なう為の準備(予備実験など)を行った.申請者は研究計画に従ってPINK1やParkinの基質を探索し、既に以下の2つの知見を明らかにした。Parkinの基質を探索する目的でミトコンドリア膜電位低下時にParkinと結合する因子のスクリーニングを行い,VDAC, Tom70, NME2, CISD1, HKIを同定した。細胞質因子であるNME2は解析対象から外し、残りを培養細胞においてParkinと共過剰発現しCCCP処理を行ったところ、VDAC, CISD1,HKIについてユビキチン化に由来すると思われるラダー状の分子量の増加が観察された。他グループの網羅的解析と比較検討した結果、今まで解析されていなかったHKIに着目して解析を進めた。その結果、HKIはミトコンドリア上に局在し、Parkinによってユビキチン化されること、患者由来のParkin変異体はHKIをユビキチン化できないことを明らかにした。申請者はこれら一連の結果から、HKIがParkinの新規基質であることを提唱して論文にまとめたが(BBRC 2012)、後にPINK1研究で著名なMark Cooksonのチームからも類似の内容の論文が報告されて、結論の正しさが証明された(HMG 2014)。PINK1基質については、まずPINK1自身がリン酸化をされていること,言い換えると「PINK1自身が基質である」可能性を見出した。更にこの現象について詳細な解析を行い、「PINK1のSer228/Ser402の自己リン酸化を介した質的制御が異常なミトコンドリアの認識に決定的に重要である」ことを証明し、2012年に論文としてNat Comm誌に発表した。PINK1の基質については、その後も2D-DIGE(蛍光標識二次元ディファレンスゲル電気泳動解析)などを通じた検索を続け、ごく最近、有力な基質候補因子Xを単離することに成功した。現在、論文にまとめるべく実験を進めている。申請者は研究計画に記したようにPINK1の基質を探索し,PINK1自身がリン酸化をされていること,言い換えると「PINK1自身が基質である」可能性を見出した.

さらにこのPINK1の自己リン酸化に関する詳細な解析を行い、2012年に原著論文としてNat Comm誌に発表した。申請者は更にParkinの基質を探索する目的でミトコンドリアの膜電位を失わせた時にParkinと結合する因子のスクリーニングを行い,VDAC, Tom70, NME2, MitoNEET, HKIを同定した。これらの5つの因子の細胞内局在を調べたところ、NME2はCytosolicな因子であったので、解析対象から外した。次に培養細胞においてVDAC, Tom70, MitoNEET, HKIをParkinと共過剰発現し、CCCP処理を行ったところ、VDAC, MitoNEET, HKIについてはユビキチン化に由来すると思われるラダー状の分子量の増加が観察される一方、Tom70ではこのputativeユビキチン化シグナルは顕著ではなく、Tom70を解析対象から外した。さらにDr. MizushimaやDr. Chanなど他グループの網羅的な解析と比較検討した結果、HKIに特に着目して、集中して解析を行うことにした。その結果、HKIが確かにParkinによってユビキチン化されること、遺伝性パーキンソン病患者由来のParkin変異体はHKIをユビキチン化できないこと、HKIはミトコンドリアに局在すること、内在性レベルのParkinもHKIをユビキチン化できることなどを明らかにした。これら一連の結果は、HKIがParkinの新規基質であることを強く示唆しており、原著論文にまとめることができた(BBRC 2012)。研究計画調書の研究目的に「パーキンソン病の発症機構の解明や,新しいパーキンソン病発症関連因子の同定に挑む」と記したが,パーキンソン病の発症に関わる現象として新規に「ミトコンドリアの膜電位の低下に伴うPINK1の自己リン酸化」を見出しており,研究はおおむね順調に進展していると考える.25年度が最終年度であるため、記入しない。研究計画調書の研究目的に「パーキンソン病の発症機構の解明や,新しいパーキンソン病発症関連因子の同定に挑む」と記したが,新しいパーキンソン病発症関連因子として新規なParkinの基質候補であるHKIを見出しており,研究はおおむね順調に進展していると考える.当初計画に従って,予定通りにこのまま研究を推進する.25年度が最終年度であるため、記入しない。研究は概ね順調に進展しており、当初計画に従って,予定通りにこのまま研究を推進する.
気候システムの年々変動における季節サイクルと季節内変動の役割

本研究では、地球気候システムのなかでも大気熱源の中心域であり、アジアモンスーンと熱帯太平洋の大気・海洋結合システムの年変動の仕組みを理解する上でも重要な役割を果たしている熱帯西部太平洋でも対流活動と大気・海洋系における季節変化、季節内変動および、年々の変動とそれらの相互関連を調べた結果、以下のような事実が明らかとなった。1対流活動域の季節推移における突然の位置の変化(季節ジャンプ)が、毎年ほぼ決まった時期に、季節内変動の増幅を伴って起こっており、前者は東アジアにおけるモンスーン(梅雨)の当然の開始に、後者は、梅雨の突然の明けの現象を、同時に引き起こしている。2季節ジャンプ・季節内変動の増幅は、海面水温分布の季節変化と密接に関係し、大気・海洋系の非線形な相互作用が、対流活動・大気循環場の季節内変動の強弱に影響している。3経年変動は、この大気・海洋相互作用の強さによる季節ジャンプと季節内変動の振幅変調の結果として現れている。また、気候の変動のうち、外部強制と自然変動の分離する試みとして、本研究では、順圧大気モデルに年周期を強制し、年周期間の非線形効果により、他の周期成分が励起されるかどうかを調べた。モデルを年周期で強制し、100年間走らせ、年周期を含まないランの結果と比較した結果、モデル大気の全エネルギーの値は時間積分後、約一月で飽和に達し、その後はある一定のエネルギー幅で1年周期で変動することが示された。スペクトル解析の結果、周期が約50日以下の短周期変動は周波数の-3乗則に従うレッドノイズとして特徴付けられ、周期50日以上の長周期変動のスペクトルは1年周期を含むホワイトノイズになることが示された。この結果から、気候システムにおいて卓越する季節内振動や年々変動は、大気の年周期振動成分間の非線形相互作用により励起される自然変動ではないことが示唆された。本年度は、経年変動、季節変動と季節内変動が実態としてどのように相互に関連しているかを、熱帯モンスーン域の対流活動と日本付近の降水量変動について解析した。この結果、モンスーンの季節的な進行は決して一様ではなく、場所と時期により非常に短期間に"ジロンプ現象"として起こること、この位相は季節内変動の振幅変調と密接に関係していることが明らかとなった。一方、気候システムの季節変動や年々変動の中で、変動のどの部分が外部強制(forcing)によるもので、どの部分が自然変動として認識されるものかを分離することは、きわめて重要な研究課題である。この問題に対する最初の解答は、非定常forcingがない場合の自然変動の大きさの程度を見積ることであろう。本研究では、簡単な順圧大気モデルを1000年間積分し、自然変動の定量的な評価を行なうための時系列解析を行なった。このモデルの唯一のエネルギーsourceは、パラメタライズされた傾圧不安定による総観規模擾乱の励起であり、それが他の波数にカスケードや逆カスケードを起こし、摩擦などによる逸散過程でエネルギーを失う、というエネルギー循環が構成されている。この時系列のスペクトル解析の結果によると、約50日以下の短周期変動のスペクトルはレッドノイズとして特徴付けられるのに対し、それ以上の長周期変動は、ホワイトノイズになる事が解かった。つまり、約50日以下の周期の変動は過去のメモリーを持つのに対し、それ以上の周期の変動は過去のメモリーを持たず、予測が不可能な変動をしている事が結論付けられた。季節内振動は、季節進行および年々の変動と密接に関係している。その典型的な例として1993年の夏のモンスーン季におけるチベット高原での大気循環の季節内振動の様相を、高層ゾンデ観測により、明らかにした。

この高原では、年によって、30-40日振動が卓越したり、この年のように、10-20日振動が卓越したりという、非常に明瞭な年々の特性を持っている。このような年による周期の選択が何に依っているのか、今後の課題として興味深い。また、気候システムの季節変動や年々変動の中で、変動のどの部分が外部強制(forcing)によるもので、どの部分が自然変動として認識されるものかを分離することは、きわめて重要な研究課題である。モデルによる研究では、昨年度は簡単な順圧大気モデルを1000年間時間積分し、自然変動の定量的な評価を行なったが、そのモデルには自然変動を純粋なかたちで再現するために季節変化をあえて入れていなかった。そこで本年度は、この順圧大気モデルに観測される程度の年周期を強制的に励起させ、そのスペクトル特性を調べた。季節変動を導入した順圧大気モデルを100年間積分し、自然変動の変動特性を解析した結果、スペクトルピークは年周期にだけ現われて、HarmonicsやSubharmonicsは現われななかった。この結果は、季節内変動や年々変動は、年周期が大気の非線形性で変調したものではないことを示唆しているという重要な結論がえられた。過去2年間の研究においては、南半球高緯度地域で顕著な季節内変動や、アジアモンスーン地域に顕著な季節内変動が、その季節サイクルおよび経年変動とどのような関係にあるかを調べた。結果は、季節サイクルとのある程度の関連は認められたものの、その関係は依然として明らかではなかった。そこで、地球気候システムのなかでも対流活動の中心域である熱帯西太平洋での大気・海洋系に顕著な季節内変動について、その季節サイクルと年々の変動との関連を調べたところ、以下のような興味深い事実が明らかとなった。1季節推移における突然の変化(季節ジャンプ)が、ほぼ決まった時期に、季節内変動の増幅を伴って起こっており、この変化は、同時に東アジアにおける突然の梅雨の入りや明けの現象を引き起こしている。2季節ジャンプの出現の有無、年々の対流活動変化が、季節内変動の振幅と密接に関係して起こっている。3その季節ジャンプおよび季節内変動の増幅は、海面水温の季節変化と密接に関係しており、季節進行にともなう大気・海洋相互作用の微妙な変化が、季節内変動の強弱およびその積分した結果の経年変動をある程度決めている。一方モデルによる結果からは、以下のことが明らかとなった。簡単な順圧大気モデルを観測される程度の年周期を強制的に励起させ、100年間時間積分し、それが年々変動や季節内変動を励起するかどうかを調べた。卓越周期があるとそれが非線形的に自己増殖を引き起こすことにより、年周期より長周期の変動や、より短周期の変動が励起されることが乱流現象では観測されている。しかし、大気の季節変動のみを導入した順圧大気モデルを100年間積分し、そのタイムスペクトルを調べた結果によると、スペクトルピークは年周期にだけ現われて、これらの長短周期成分は現われなかった。これらのデータ解析とモデルの研究結果から、季節内変動や年々変動は、年周期が大気の非線形性で変調したものではなく、なんらかの大気と境界(海洋や陸面)との相互作用によってのみ形成されるという、重要な結論がえられた。
臨場感の伝達を配慮した遠隔地手話通訳システムのための基礎的研究

効果的かつ快適な遠隔地手話通訳支援システムのあり方を検討するために、遠隔地手話通訳システムの検討及び臨場感を伝達するための補助画像の有効性を検証をする実験を行った.1.聴覚障害者や手話通訳者の実状・要望を調査するために、日常生活の中での通訳が必要な場面についてのアンケートを行った.アンケートの結果、病院や役所で手続きを行う場面などで手話通訳を必要としていることがわかった.2.予備実験を行った結果に基づき、遠隔地手話通訳における補助画面の有効性検証のための実験システムを構築した.3.実験システムを用いて補助画像提示有り・無し、通常の通訳で以下の比較実験を行った.1対多:講義場面での評価実験として、実際の講義(筑波技術短期大学電子情報学科情報工学専攻「管理情報システム論」)において、以下の4つのを比較する実験を行った.[A]講師の隣で通訳を行う.(通常の方法)[B1]受講学生の映像のみを、遠隔地の通訳者に提示する.[B2]講師を中心とした正面映像のみを遠隔地の通訳者に提示する.[D]講師を中心とした正面映像と、受講学生映像の2画面を、遠隔地の通訳者に提示する.また、ろう者と聴者の1対1での会話場面において、次の3つの方法を比較する実験を行った.[A]話者と同じ場所で通訳を行う.(通常の方法)[B]被通訳者であるろう者の正面上半身映像のみを、遠隔地の通訳者に提示する.(1画面提示)[C]被通訳者であるろう者の映像と会話の全体的な状況を伝える補助的映像を、遠隔地の通訳者に提示する.(2画面提示)比較実験後の手話通訳者に対するアンケートの結果から、1対1会話場面及び1対多の講義場面において、コミュニケーションの全体的な状況を伝える補助的視覚情報提示が有効であることが示唆された.また、1対多の講義場面においては、受講学生の映像を提示した場合と講師の映像を提示した場合では、後者の方がより評価が高いことがわかる.すなわち遠隔地手話通訳において、主となるのは講師の映像であることが確認された.一方、方向感覚に関しては、画面を通すと左右が混乱し、通訳が非常に困難であることがわかる.講義場面では指し示す機会が多いため、今後検討が必要である.効果的かつ快適な遠隔地手話通訳支援システムのあり方を検討するために、遠隔地手話通訳システムの検討及び臨場感を伝達するための補助画像の有効性を検証をする実験を行った.1.聴覚障害者や手話通訳者の実状・要望を調査するために、日常生活の中での通訳が必要な場面についてのアンケートを行った.アンケートの結果、病院や役所で手続きを行う場面などで手話通訳を必要としていることがわかった.2.予備実験を行った結果に基づき、遠隔地手話通訳における補助画面の有効性検証のための実験システムを構築した.3.実験システムを用いて補助画像提示有り・無し、通常の通訳で以下の比較実験を行った.1対多:講義場面での評価実験として、実際の講義(筑波技術短期大学電子情報学科情報工学専攻「管理情報システム論」)において、以下の4つのを比較する実験を行った.[A]講師の隣で通訳を行う.(通常の方法)[B1]受講学生の映像のみを、遠隔地の通訳者に提示する.[B2]講師を中心とした正面映像のみを遠隔地の通訳者に提示する.[D]講師を中心とした正面映像と、受講学生映像の2画面を、遠隔地の通訳者に提示する.また、ろう者と聴者の1対1での会話場面において、次の3つの方法を比較する実験を行った.[A]話者と同じ場所で通訳を行う.(通常の方法)[B]被通訳者であるろう者の正面上半身映像のみを、遠隔地の通訳者に提示する.(1画面提示)[C]被通訳者であるろう者の映像と会話の全体的な状況を伝える補助的映像を、遠隔地の通訳者に提示する.(2画面提示)比較実験後の手話通訳者に対するアンケートの結果から、1対1会話場面及び1対多の講義場面において、コミュニケーションの全体的な状況を伝える補助的視覚情報提示が有効であることが示唆された.また、1対多の講義場面においては、受講学生の映像を提示した場合と講師の映像を提示した場合では、後者の方がより評価が高いことがわかる.すなわち遠隔地手話通訳において、主となるのは講師の映像であることが確認された.一方、方向感覚に関しては、画面を通すと左右が混乱し、通訳が非常に困難であることがわかる.講義場面では指し示す機会が多いため、今後検討が必要である.今後、テレビ電話などを活用した遠隔地からの手話通訳の実現が期待される。そのためのより効果的なシステムの検討を目的として、本年度以下の検討を行った。1.遠隔地手話通訳に関するアンケート調査の実施と検討聴覚障害者ならびに手話通訳者に対してアンケート調査を実施した。その結果、聴覚障害者が実際の生活の中で病院や役所などでの手続きを行う場面などで手話通訳を必要としていることや、手話通訳者が遠隔地からの通訳に対してどのように対応してよいのか戸惑っていることなどがわかった。2.予備実験に対する再検討以前に行った講義場面での遠隔地手話通訳実験の内容に関して再検討を行った。その結果、手話によるコミュニケーションではその認識に角度依存性が強いこと、また、表情やしぐさなどの非言語表現も双方向にやり取りできることや、話者が自分のコミュニケーション空間を正しく意識することなどが重要であることがわかった。