hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
最終強度解析に基づく板構造の信頼性評価に関する研究

また,基礎的立体薄板構造モデルについて,その性能の確認を行った。(b)船体縦曲げ荷重下にある中央部主構造に本システムを適用し,数値計算を行った結果,崩壊モ-ドの特徴としてタンカ-では甲板要素の座屈・圧壊,バルクキャリヤ-では船側要素の座屈・圧壊が確率的に卓越している。また,船種によるシステム破損確率に大きな相達は見られなかった。(c)曲げに加えて剪断力を考慮すると,崩壊モ-ドの特徴が変ってくる。すなわち,両解析対象船とも縦通縦桁や縦隔壁等の鉛直部材が水平部材とともに全体の構造破損に寄与してくる傾向がある。(d)ハルガ-ダモデルでの簡易解析結果と本システムでの解析結果を比較すると,初期破損状態および断面崩壊状態ともに,ほぼ同程度の信頼性評価結果となっている。このことからも本システムの実構造への適用の有効性が確認できる。2.き裂を含む脆性板要素の取扱いについても,本システムの膜要素の剛性低下(板厚減少)モデルとして再解析する方法を検討中である。今後,具体的構造へ適用し,数値的検討を加えていきたい。
トラクタ用ロボティック・フロントローダの研究

本研究の目的は,農用フロントローダの機構を多自由度化し,かつロボット技術の応用からコンピュータ制御することを試みることによって,ロボットハンドに近い多様な機能を持ち,かつ操作が容易なロボティクフロントローダを開発することにある。主な研究成果は以下の通りである。1.フロントローダの多自由化に伴う動作のシミュレーションのために,フロントローダの幾何学的な関係をもとに運動解析ソフトウェアの開発を行い,ロ-ダの可動範囲などの設計要素と設計諸元との関係を検討した。その結果,動作速度は流量制御弁の性質上,10倍程度の範囲でし可変できないことが明らかとなった。2.油圧シリンダと比例制御弁により構成されるフロントローダの小型モデル機を試作して,その運動を確認した。さらに,パーソナルコンピュータを利用して,このモデルの操作制御を行うコンピュータシステムを構成し,作動を確認した。しかし,始動時のスティック抵抗が問題となったが,短時間に大きな入力を加えることでこの問題に対応できた。また,低速度での制御法,移動精度の検討,特に油温の上昇による作業遅れが問題となり,制御プログラムの変数として重要な問題であることがわかった。3.システム制御用の基本的なハンドリング機能を実現するソフトウェアの作成を行い,2本のアームを連携させて協調動作を実現する可能性を示した。4.ジョイスティックによる操作入力装置を作成し,フロントローダの動作精度を確認した。本年度は、フロントローダの基本設計とモデルの試作及びその基本動作確認を行った。1.フロントローダの運動解析ソフトウェアの開発を行った。ソフトウェアは、フロントローダの幾何学的な関係をもとに、ロ-ダの稼働範囲などの設計要素と設計諸元との関係を検討するものである。また、検討結果に適合する機構の使用についても繰り返し計算を行った。しかし、最適な設計条件を確認するにはいたらなかった。2.試作モデルの設計を行った。油圧シリンダと比例制御弁により構成されるフロントローダの小型モデル機を試作して、その運動を確認した。そして、購入したパーソナルコンピュータを利用して、このモデルの操作制御を行うコンピュータ・システムを構成し、作動を確認した。しかし、始動時のスティック抵抗が問題となった。これを克服方法として、ごく短時間に大きな入力を加えることで、この問題に対応できることが確認できた。しかし、完全に問題を解決ことはできなかった。また、低速度での制御法、移動精度の検討、特に油温の上昇による速度精度の調整等が残された問題となった。3.システムの制御用ソフトウェア開発の第一段階として、基本的なハンドリング機能を実現する基本ソフトウェアの作成を行った。また、その作動を実験により確認した。しかしながら、全体の協調動作を実現するにはいたらなかった。また、計算時間と計算精度の関係を整理し、使用機器の再検討を行うことが課題として残された。4.ジョイスティックによる操作入力装置を作成し、その効果について検討した。本研究では、フロントローダの機能拡大と操作の簡易化を目的として、フロントローダを多自由度化し、コンピュータ制御することを試みた。主な研究内容は次の通りである。ソフトウェアはフロントローダの幾何学的な関係をもとに、ロ-ダの稼働範囲などの設計要素と設計諸元との関係を検討した。その結果、動作速度は、流量制御弁の性質上、10倍程度の範囲しか変化できないことがわかった。そして、購入したパーソナルコンピューターを利用して、このモデルの操作制御を行うコンピュータ・システムを構成し、作動を確認した。しかし、完全に問題を解決することはできなかった。また、低速度での制御法、移動精度の検討、特に油温の上昇による速度精度の調整等が問題となった。3.システム制御用の基本的なハンドリング機能を実現するソフトウエアの作成を行った。
アルゴリズム公開型電子透かしに関する研究

電子透かしの安全性に関する基準を構築し、アルゴリズム公開可能な電子透かし方式を実現するために種々の検討を行った。まず、電子透かしの安全性に関する一つの基準として、電子透かしの評価ツールを開発し、効率的で統一的な評価を可能にした。また、電子透かしのアルゴリズム公開可能性については、まず電子透かしをその応用形態に応じて分類し、いくつかの種類の電子透かしに関してアルゴリズム公開の可能性を示した。その結果、印刷物保護用電子透かしと、改竄位置検出用電子透かし、可視電子透かし、可逆電子透かしに関し、アルゴリズム公開や標準化の議論の第一歩となる成果を得ることができた。(1)目標:電子透かしに対する攻撃ツールを2種類開発する(達成度70%)。実績:2種類の攻撃ツールの機能を1つにまとめた攻撃ツールを開発した。さらに、その結果を〔学会発表]の3番目に示す"電子透かしに対する攻撃ツールの実装"という論文にまとめ発表した。このツールは、従来の攻撃ツールがもつ単一画像による攻撃機能と、従来ツールが持たない結託攻撃などの複数の異なる電子透かし画像を用いて攻撃する機能を併せ持つ。さらに、従来の攻撃ツールがコマンドラインベースの使い勝手の良くないツールであったのに対し、開発した攻撃ツールはGUIをもち画像を見ながらの攻撃が可能であり、操作性も良い。意義:今までなかった電子透かし評価に対する基盤ツールとなり、今後の評価基準とできる。今後:攻撃ツールの機能をより充実をさせ、完成度を上げていく。(2)目標:アルゴリズム公開型電子透かしに関する研究と攻撃を体系化する(達成度20%)。実績:改竄位置検出という応用形態、特に公開鍵暗号を用いた改竄位置検出用電子透かしに対して従来研究やその攻撃を分類した。意義:一つの応用形態に対して想定すべき攻撃群や現在の研究状況が明らかになった。今後:それ以外の応用形態に対する分類・体系化を行う。(3)目標:最も実現しやすい応用形態を完全にカバーするアルゴリズム公開型電子透かし手法を提案する(達成度90%)。実績:公開鍵暗号を用いる改竄位置検出用電子透かしに対して、アルゴリズムを公開しても(2)で分析した全ての攻撃及びその組み合わせに安全な手法を提案した。さらに、その結果を〔学会発表〕の1,2番目に示す"公開鍵暗号を用いた改竄位置検出用電子透かしに関する考察と提案","アルゴリズム公開型改竄位置検出用電子透かし"にまとめ発表した。意義:1つの応用形態においてアルゴリズムが公開され、かつその応用形態で想定すべき全ての攻撃に対して安全性の根拠を持つ電子透かし手法が実現でき、標準化なども可能になる。今後:公開鍵暗号を用いる改竄位置検出用電子透かし以外の応用形態に対する研究を行う。また、上記論文に示した今年の結果を海外発表や査読論文に投稿する。(1)目標:電子透かしに対する攻撃ツールを2種類開発する(達成度90%)。実績:昨年開発した2種類の攻撃ツールの機能を1つにまとめた攻撃ツールの機能を安定させ、かつ向上させた。昨年開発したツールは操作を間違えると落ちるなど不安定な部分があったがそれを改善し、かつ抽出率やPSNRの表示や、拡大画像の一括表示など機能を充実させた。また、その結果を国際会議で招待論文として研究発表した。また、現在インパクトファクタ付きの国際ジャーナルに推薦され、現在審査中である。意義:今までなかった電子透かし評価に対する基盤ツールとして安定性を実現した。今後:バッチ処理を実現可能にして大量の評価を自動的にできるようにする。(2)目標:アルゴリズム公開型電子透かしに関する研究と攻撃を体系化する(達成度50%)。実績:種々のアルゴリズムを用途ごとに分類し、それに対する攻撃を検討した。意義:全ての応用形態に対して想定すべき攻撃群が検討された。今後:攻撃群の抜けなどを再検討し体系化する。(3)目標:最も実現しやすい応用形態を完全にカバーするアルゴリズム公開型電子透かし手法を提案する(達成度95%)。実績:昨年の提案に加えて二つ目の応用形態として、ドットによる印刷物保護の応用形態を検討し3件論文発表した。意義:情報漏洩の40%は印刷物によるが、印刷物保護は電子データに比べてあまり研究されていない。印刷物に対してアルゴリズム公開型の保護手段が実現されれば意義が大きい。今後:安全性に関する詳細な検討を行う。(1)目標:電子透かしに対する攻撃ツールを2種類開発する。意義:電子透かし評価に対する基盤ツールと国際的に認知させる第一歩が実現できた。(2)目標:アルゴリズム公開型電子透かしに関する研究と攻撃を体系化する。実績:電子透かしを強耐性電子透かしと弱耐性電子透かしに分類し、さらに強耐性電子透かしを応用形態に応じてデジタルコンテンツ保護用電子透かしと印刷物保護用電子透かしに分類し、それに対する攻撃をまとめた。

また、弱耐性電子透かしに関しても、応用形態毎に改竄位置検出用電子透かし、可視電子透かし、可逆電子透かしに分類し、その特徴別に攻撃をまとめた。意義:全ての応用形態に対して想定すべき攻撃群が検討された。(3)目標:最も実現しやすい応用形態を完全にカバーするアルゴリズム公開型電子透かし手法を提案する。実績:強耐性電子透かしのうち、アルゴリズム公開型のデジタルコンテンツ保護用電子透かしは実現が現時点では困難であるが、印刷物はデジタルコンテンツに比べ自然な改編が困難であるので、アルゴリズム公開できる可能性が高い。よって、印刷物保護用電子透かしに関し検討を進め査読論文2件が採録され、国際会議発表1件(査読有り)と国内発表2件を行った。また、弱耐性電子透かしに関しては1件の国際会議発表(査読有り)と2件の国内発表を行った。意義:情報漏洩の半分強は印刷物によるため、印刷物保護用電子透かしの実現は意義が大きい。また、可視電子透かし、可逆電子透かし等は研究自体が少ないため、今後発展が見込まれる。
領土紛争をめぐる日韓サーベイ実験

日本と韓国の間の領土問題に関連する国内・国外の研究は豊富である。本格的な研究書を取り上げても、たとえば、玄大松の『領土ナショナリズムの誕生』などが存在する。しかし、領土問題をめぐる民意に関して仮想的なシナリオを被験者に提示しその反応を観察するという、サーベイ実験手法を用いた研究は、国内外問わず乏しい。また、世論が領土問題に対する政府の対応の違いをどのように認識し、かつ、その違いが仮想の国政選挙での投票行動に与える影響は、従来の研究で十分に分析されておらず、本研究はその課題を解決することを狙いとした。サーベイ実験の結果、従来有効とされてきた国際司法裁判所の判決効果が乏しいことがわかった。本研究は、国際政治学を専門とする申請者が、社会心理学の若手研究者と研究グループを編成し、竹島・独島をめぐる領土紛争について、相手国に対する自国の譲歩や強硬的施策を日韓の両国国民がどのようにとらえるのか、明らかにするものである。いわゆる「旗のもとへの結集」理論によれば、相手国に譲歩する行為は自国国民から強く批判されるため、政府は領土問題において妥協的態度をとることが容易にできないとされる。これは広く受け入れられた通説であるが、領土問題での譲歩が政府に対する国民の批判を生むという点について十分な実証的証拠があるわけではない。この点、本研究はサーベイ実験手法を使用し、自国政府の譲歩を批判的に受け止める条件と寛容的に受け止める条件を精査すべく、研究を開始した。初年度は、いわゆるリタラチャレビューを実施して論点整理を行ったほか、関係する韓国研究者とのコンタクトをとった。しかし、きわめて残念なことに、現実の日韓関係の極度の悪化が影響し、当初予定していた韓国側研究者が本プロジェクトへの協力が難しいと年度途中で伝えてくる事態になった。急速な日韓関係の冷え込みが研究者協力のレベルにまで波及しているのは個人的にもショックであるし、また、研究遂行においても打撃であった。その後、社会心理学者との連携を進め、日本側での条件見出しであれば日韓協力の形での研究でなくても問題がないだろうという方針決定に至り、平成26年度中に本番の実験サーベイ調査を行うべく、質問票の確定などを進めている。本研究は、国際政治学を専門とする申請者が、竹島・独島をめぐる領土紛争について、相手国に対する自国の譲歩や強硬的施策を日韓の両国国民がどのようにとらえるのか、明らかにするものである。サーベイ実験を2014年11月に実施し、以下のような研究成果を得た。第一に、日韓の間の領土紛争を国際司法裁判所に持っていき解決する、または、二国間の直接交渉で解決するのかに関して、両者の間に顕著な差がないことがわかった。これは、通説からするときわめて意外なことで、大きな発見である。というのも、国際司法裁判所は、当該紛争当事国政府が対外的に妥協(コンセッション)を行うにあたり、国民の反対を抑制する中和機能を持つとされてきた(Allee and Huth American Political Science Review 2006)。不利な結論があっても、それが国際司法裁判所という中立機関が出したものである以上、それに従うという考え方は日本の調査対象者には浮かばなかったということになる。第二に、国際司法裁判所の判定結果(1:係争領土は日本のものであるとの裁定、2:係争領土が韓国のものであるとの裁定、3:係争領土については判断ができず、両者の話し合いを促すもの)について情報を得た後、日中の懸案事項である尖閣諸島について、領土紛争の解決の在り方を訪ねた。これは、中立的な司法裁判の帰結が、他国との領土紛争にも波及適用されると一般国民が類推するのかを検討する研究と言える。今回の実験の結果、波及効果の存在が確認できた。すなわち、日韓で出された結果が、日中でも同じようになると類推され、その結果として国民の態度表明に変化が生じていた。国際政治学実績報告にも記載したように、韓国での実験サーベイが、現実の日韓関係の極度の悪化の結果として難しいことがわかり、その部分は断念せざるを得なくなった。代替的に、日本でパネル実験サーベイをすることで、問題の本質に迫るべく準備を行っている。平成26年度は日本側で領土問題に関するパネル型実験サーベイを実施する。年度末までに成果をまとめ、早々に英語での研究報告を目指す。平成25年度は日韓関係が急速に冷え込み、首脳間の対話さえ実現できない異常事態であった。結果、そういったコンテクストで実験を強行することが大きなバイアスをもたらす危険性があり、平成26年度まで実験実施を待つことにした。オランダでの日韓米首脳会談の実現もあり、平成26年度は(平成25年度と比べれば)
運動特異的な脂肪組織リモデリングのメカニズム:細胞外マトリックスの役割

運動トレーニング(TR)による脂肪組織の再構築(リモデリング)のメカニズムを、脂肪細胞を取り巻く細胞外マトリックス(ECM)の役割に着目して検討した。ECM分子のひとつであるデルマトポンチン(Dpt)遺伝子が脂肪組織で豊富に発現していること、Dptの遺伝子発現が高脂肪食を摂取させた肥満マウスの副睾丸周囲の内臓脂肪組織で増加し、この発現増加をTRが抑えることが明らかになった。さらに、トレッドミルによるTRを行わせたラットの内臓脂肪組織では、ECMの受容体であるインテグリンα1遺伝子の発現が増加することもわかった。以上のことから、TRによる脂肪組織のリモデリングにDptやインテグリンα1などのECM分子が関与することが示唆された。肥満は脂肪細胞の肥大化やマクロファージの浸潤などによる脂肪組織の再構築(リモデリング)を引き起こし、これには脂肪細胞とそれを取り巻く細胞外マトリックス(extracellular matrix : ECM)との相互作用が重要な役割を果たしていると考えられている。一方、肥満の改善手段として有効な運動トレーニングも脂肪組織を減少させて脂肪組織のリモデリングをもたらす。しかし、脂肪細胞とECMの相互作用が運動トレーニングによってどのような修飾を受けるかはまったく不明である。そこで、マウスに高脂肪食摂取と運動トレーニングを実施し、脂肪組織において高脂肪食摂取ならびに運動トレーニングによって発現が変化するECM関連遺伝子を検索することにより、新しい運動効果を解明することを目的に検討を行った。先のDNAアレイを用いた網羅的遺伝子発現解析により、ECM関連分子であるdermatopontin (Dpt)の遺伝子が脂肪組織で豊富に発現していることがわかった。本実験では、このDptの遺伝子発現が高脂肪食を摂取させた肥満マウスの副睾丸周囲の内臓脂肪で増加し、この発現増加を運動トレーニングが抑えることが明らかになった。さらに、脂肪細胞株の分化過程においてDpt遺伝子の発現増加が観察された。DptはTGF-βのシグナリングなどに関与することが報告されているが、脂肪組織における役割は不明である。今年度の研究成果を踏まえて、このDptの脂肪細胞での役割を明らかにすることにより肥満・運動トレーニングによる脂肪組織のリモデリングのメカニズムを今後解明していきたい。Dptの機能が明らかになれば、運動の肥満改善効果について新たな知見を示すことができるだけでなく、Dptが肥満・糖尿病の改善のための新たなターゲット分子になり得る可能性があると思われる。肥満は、脂肪細胞の肥大化やマクロファージの浸潤などによる脂肪組織の再構築(リモデリング)を引き起こし、これには脂肪細胞とそれを取り巻く細胞外マトリックス(ECM)との相互作用が重要な役割を果たしていると考えられる。一方、肥満の改善手段として有効な運動トレーニング(TR)も脂肪組織を減少させて脂肪組織のリモデリングをもたらす。しかし、脂肪細胞とECMの相互作用がTRによってどのような修飾を受けるかはまったく不明である。前年度の検討では、ECM関連分子であるデルマトポンチン(Dpt)の遺伝子が脂肪組織で豊富に発現していること、このDptの遺伝子発現が高脂肪食を摂取させた肥満マウスの副睾丸周囲の内臓脂肪で増加し、この発現増加をTRが抑えることが明らかになった。DptはTGF-βのシグナリングなどに関与することが報告されており、TGF-βは白色脂肪組織の褐色脂肪組織化の抑制などを介して糖尿病の発症に関与するので、Dptはそれを亢進する可能性が考えられた。今年度は、さらに、他のECMについて検討を重ねた。その結果、トレッドミルによるTRを行わせたラットの内臓脂肪組織では、ECMの受容体であるインテグリンα1遺伝子の発現が増加することがわかった。インテグリンα1は、コラーゲンやラミニンなどのECMと結合することで細胞内にシグナルを伝達し、上皮細胞増殖因子受容体の活性を抑えることや活性酸素の発生を抑制的に調節することがわかっている。したがって、TRによる脂肪組織の酸化ストレス減少にインテグリンα1の増加が関わっている可能性が推測された。以上のことから、TRや肥満による脂肪組織のリモデリングにDptやインテグリンα1などのECM分子が関与することが示唆された。
マイクロチャンネルプレートに窒化ホウ素を被覆した中性子コンバータの開発

本研究は中性子検出用3-ヘリウムガスの代替コンバータとして、Micro-Channel Plate (MCP)の細孔内に窒化ホウ素を被覆した中性子コンバータを開発することを目指している。研究期間内において、新しい中性子コンバータの形状の最適化やガス放射線検出器としての動作条件の検討がおこなわれた。他にも、物理蒸着装置を整備し、簡単な形状に対する成膜作業が可能となった。本研究の目的は中性子検出用3-He(ヘリウム)ガスの代替コンバータとして、Micro-Channel Plate(MCP)の細孔内に窒化ホウ素(10-BN)を被覆した新しい中性子コンバータを開発することである。平成24年度の研究において、MCPの細孔内に10-BNを被覆する化学蒸着法の適用が難しいことがわかったので、10-B(ホウ素)含有MCPを浜松ホトニクス(株)から購入し、本研究の着想の有用性を確認することとした。10-B含有MCPは中性子用イメージインテンシファイアとして開発されたもので、通常、真空環境下で動作するが、本研究では、ガス雰囲気下で動作させる。MCPを放射線ガス検出器として動作させた例はX線検出器応用では前例があるが、中性子検出器応用では殆どない。X線検出器での動作条件を参考に、ラボテストをおこなった結果、中性子線源に対する応答を確認することができた。また、アルミ板上に10-Bを蒸着した簡単な形状を持つ中性子コンバータを自作するため、高エネルギー加速器研究機構内に電子ビーム蒸着装置を整備した。こちらの設備を使用し、10ナノメートル程の成膜が可能となった。中性子検出器用テストスタンドであるnGEMはGas Electron Multiplierを用いた二次元中性子検出器であり、中性子コンバータを取り換えることで、中性子コンバータの評価試験がおこなえる。nGEMについては、これまでにJ-PARC MLFおよび北海道大学において中性子照射試験がおこなわれ、検出器システムとして良好な結果が得られている。これらの開発状況については、3件の国内学会において発表されている。本年度の実績としては、粒子輸送コードGeant4シミュレーションを利用した形状デザインの最適化、10-B(ホウ素)成膜作業設備の構築、中性子検出器用テストスタンドの開発が挙げられる。Geant4シミュレーションの結果、MCPの細孔40μmφ、ピッチ50μm、厚み3mm、10-BNの膜厚を1μmとすることで、入射角10°の熱中性子に対して約60%の中性子感度が期待できることがわかった。10-BNの薄膜形成は猛毒ガスであるB2H6(ジボラン)などの使用が必須であるため、成膜作業設備の確保は上手くいっていない。その一方で、10-Bの成膜作業設備の構築は新しい中性子コンバータと比較するオーソドックスな中性子コンバータを作成するために進めている。この作業設備は高エネルギー加速器研究機構内にある蒸着装置をボロン蒸着がおこなえるようにしたものである。中性子検出器用テストスタンド(nGEM)はGas Electron Multiplier(GEM)を用いた二次元中性子検出器であり、中性子コンバータを取り換えることで、中性子コンバータの比較試験が可能となる。nGEMについては、これまでにJ-PARC MLFにおいて中性子照射試験がおこなわれ、検出器システムとして良好な結果が得られている。nGEMの開発については学会発表をおこなった。当初の計画では、MCPの細孔内に10-BNを被覆して新しい中性子コンバータを開発する予定であったが、蒸着作業の過程で使用する猛毒ガスの取り扱い等の問題により作業を進めることができなかった。高エネルギー加速器研究機構内に整備中の10-B蒸着装置は電子ビーム蒸着装置であり、MCPの細孔内に成膜することは困難であるが、比較用の簡単な形状を持つ中性子コンバータ作成には適している。現在、蒸着装置の調整をおこなっており、夏前から10-B蒸着作業が開始できる見込みである。その一方で、Geant4シミュレーションによる形状の最適化および中性子コンバータを収納し、中性子照射試験をおこなうnGEMの準備はほぼ完了している。MCPの細孔内に10-BNを被覆する化学蒸着法の適用は難しいので、中性子コンバータの開発としては、MCPを製作する浜松ホトニクス(株)から10-Bが被覆されたMCPを購入することを検討している。10-Bが被覆されたMCPは中性子用イメージインテンシファイアとして開発された実績を持ち、この場合、MCPは真空中に置かれるが、本研究においてはガス雰囲気中に置かれることになる。両者の違いにより動作安定性に問題が発生することが予想されるので、実際に中性子照射試験をおこない動作特性の理解や動作条件の決定等をおこなう予定である。10-B被覆MCPの有用性を評価するためにアルミ板上に10-Bを蒸着した簡単な形状を持つ中性子コンバータ(Bカソード)との比較試験をおこなう。

Bカソードの製作は高エネルギー加速器研究機構内で現在整備中の蒸着装置を活用するとともに、10-B蒸着技術のノウハウを得ることを目標とする。夏ごろまでに2種類の中性子コンバータを用意し、秋以降に中性子照射実験をおこなう。10-BNの成膜作業に関連して予定していた出張をおこなわなかったので次年度使用額が発生した。次年度に繰り越した研究費と翌年度分として請求した助成金を活用し、10-Bが被覆されたMCPを購入する他、Bカソードの作成もおこなう。中性子検出器システムの構築や中性子照射試験については、所属機関の設備や申請者等が管理しているJ-PARC MLFビームラインを活用するため多額の研究費の使用計画はない。その他に研究成果を発表するための国内出張と海外出張を計画している。
生物活性物質合成を指向した環境低負荷型触媒的脱水反応の開拓

高効率的な触媒的脱水縮合反応(脱水環化反応)の開発およびそれを利用した有用生物活性物質の合成研究を行った。多くの生物活性物質に含まれるチアゾリンは、システイン残基の脱水環化によって合成できるが、C5エキソメチン部位のラセミ化が深刻な問題である。本研究では、このラセミ化を引き起こすことなくシステイン残基の脱水環化を促進できる触媒として、酸化モリブデンービスキノリノラート錯体の開発に成功した。本触媒を用いる合成法により、生物活性物質の合成に有効なチアゾリンやオキサゾリンを含むビルディングブロックが効率よく簡便に合成できる。リン酸モノエステルはリン酸とアルコールの触媒的脱水縮合によって合成するのがもっとも理想的である。昨年度開発した過酸化レニウム触媒法に引き続き、新規なリン酸の脱水縮合法の開発を行った結果、ホスファゼン塩基が優れた触媒活性を示し、リン酸モノエステルが選択的に合成できることを見出した。本研究成果は、有機触媒によるリン酸の脱水縮合としての初の成功例であり、核酸塩基部を保護しなくてもヌクレオシドの5'水酸基が選択的にリン酸化できるのが特長である。DMAP触媒を用いた酸無水物によるアルコールのアシル化が無塩基・無溶媒条件下で効率よく進行することを見出した。本反応条件下、酸に不安定な3級アルコールや反応性の低いフェノール類、難溶性のポリオールなどのエステルが高収率で合成できた。また、ピバル酸無水物を用いることにより、無塩基・無溶媒条件下でのカルボン酸とアルコールの直接エステル化にも成功した。無塩基・無溶媒で実施できるため、小規模な反応容器で大量のエステルが合成でき、極めて実用性の高いエステル合成法である。高効率的な触媒的脱水縮合反応(脱水環化反応)の開発およびそれを利用した有用生物活性物質の合成研究を行っている。嵩高いジアリールアミンとペンタフルオロベンゼンスルホン酸とのアンモニウム塩は、エステル縮合の触媒として有効であり、穏和な条件下で脱水操作をしなくてもエステルが高収率・高選択的に合成できる。本研究では、アンモニウム塩触媒を用いた1,3,5-トリケトンのγ-ピロンへの脱水環化反応の検討およびアンモニウム塩触媒のX線構造解析を行うことにより、本アンモニウム塩触媒の優れた反応促進効果が触媒活性中心近傍に形成された疎水環境によるものであることを明らかにした。トレオニン残基の脱水環化によるオキサゾリン合成の触媒として酸化モリブデン(VI)が有効である。本研究では、サリチル酸とトレオニンのアミドの脱水環化において、触媒である酸化モリブデン(VI)に加えて触媒量のペンタフルオロ安息香酸を用いることで、得られるオキサゾリンの収率が飛躍的に向上することを見いだした。今回開発した合成法を利用し、抗腫瘍活性物質BE-70016の全合成を達成し、その絶対立体化学を含む構造を決定した。リン酸モノエステルはリン酸とアルコールの触媒的脱水縮合によって合成するのがもっとも理想的であるが、その成功例は報告されていない。本研究において、等モル量のリン酸とアルコールの直接的脱水縮合の触媒として過酸化レニウム(VII)が有効であることを見いだした。触媒の安定化剤としてジブチルアミンを20mol%添加することにより、触媒量を1mo1%に減らすことに成功した。本合成法により、様々なアルコールからリン酸モノエステルが選択的かつ定量的に合成できた。
スパイク・コーディングによる記憶情報の時空間表現

脳内情報が神経スパイク信号によってどのように表現されているかを知るために,(A)神経細胞がどのような条件でスパイク信号を発生し,どのくらいの情報を送ることができるか,を知る目的の脳切片スライス実験,(B)スパイク信号を送る神経細胞集団の数理モデルを構築し,その集団が入力シグナルに応じていくつかの状態を選択することができるか,を知る目的の理論的研究を,4年計画で推し進めた.(A)脳切片スライス実験について:京都大学医学部に派遣した院生の実験技能も確立し,変動電流通電実験に必要となる補助装置を導入し細胞内通電実験,変動電流通電実験を開始し,当初目的とした解析用データが出そろって,ついに軌道に乗り,データに基づいたモデル選択の研究を開始した.(B)数理モデルの構築について:スパイク生成モデルの数値シミュレーションの環境を整えて実験データとの比較によるモデル選定の段階に入っている.これらに加えて,大脳領野の神経活動データの分析に関してあたらしい発見があった.行動中のサルから得られたスパイク時系列の分析を通して,その時系列を生成した神経細胞の種類,細胞がおかれている層,などに関する情報を抽出することが可能になることを示した.特に,局所変動係数Lvと名付けた測度を導入し,活動中のサルから計測された神経スパイク時系列の特性を数値化したところ,スパイク時系列が大きく2つのタイプに分類できること,それらが新皮質細胞層と強く相関していることを発見し,大きな成果があった.脳内情報が神経スパイク信号によってどのように表現されているかを知るために,(A)神経細胞がどのような条件でスパイク信号を発生し,どのくらいの情報を送ることができるか,を知る目的の脳切片スライス実験,(B)スパイク信号を送る神経細胞集団の数理モデルを構築し,その集団が入力シグナルに応じていくつかの状態を選択することができるか,を知る目的の理論的研究を,4年計画で推し進めた.(A)脳切片スライス実験について:京都大学医学部に派遣した院生の実験技能も確立し,変動電流通電実験に必要となる補助装置を導入し細胞内通電実験,変動電流通電実験を開始し,当初目的とした解析用データが出そろって,ついに軌道に乗り,データに基づいたモデル選択の研究を開始した.(B)数理モデルの構築について:スパイク生成モデルの数値シミュレーションの環境を整えて実験データとの比較によるモデル選定の段階に入っている.これらに加えて,大脳領野の神経活動データの分析に関してあたらしい発見があった.行動中のサルから得られたスパイク時系列の分析を通して,その時系列を生成した神経細胞の種類,細胞がおかれている層,などに関する情報を抽出することが可能になることを示した.特に,局所変動係数Lvと名付けた測度を導入し,活動中のサルから計測された神経スパイク時系列の特性を数値化したところ,スパイク時系列が大きく2つのタイプに分類できること,それらが新皮質細胞層と強く相関していることを発見し,大きな成果があった.本研究は、脳内で記憶情報が神経スパイク信号によってどのように表現されているかを知るために、(A)神経細胞がどのような条件でスパイク信号を発生し、どのくらいの情報を送ることができるか、を知る目的の脳切片スライス実験、(B)スパイク信号を送る神経細胞集団の数理モデルを構築し、その集団が入力シグナルに応じていくつかの状態を選択することができるか、を知る目的の理論的研究を4年計画で推し進めるが、平成12年度はこの4年計画の初年度に当たる。(A)脳切片スライス実験について:脳切片スライス実験の準備実験を開始した。まずは当方の大学院生を京都大学医学部に派遣し、標準的な細胞内通電実験の技能を習得させた。それと同時に次年度以降に予定している本格実験の準備を行った。当方はこれまで行われてきた標準的な細胞内通電実験とは異なる新しい実験プロトコルについて検討を加え、その実験に必要となる補助装置も導入しその作動を確認した。(B)数理モデルの構築について:スパイク生成モデルを構築する際に補助となる現象論モデルの時間依存ポアソンモデルについて分析を行った。まず、3種類の時間依存ポアソンモデルについて間隔統計の解析解を求め、なおかつモデルの数値シミュレーションも行った。その結果これらのモデルによって実現できる間隔統計の分布域を確定することができた。一方、活動中の動物の脳神経細胞から計測されたスパイク時系列について、新しい間隔統計量を導入して分析を行った結果、細胞固有の特性を反映する統計量が存在することがわかった。本研究は,脳内で記憶情報が神経スパイク信号によってどのように表現されているかを知るために,(A)神経細胞がどのような条件でスパイク信号を発生し,どのくらいの情報を送ることができるか,を知る目的の脳切片スライス実験,(B)スパイク信号を送る神経細胞集団の数理モデルを構築し,その集団が入力シグナルに応じていくつかの状態を選択することができるか,を知る目的の理論的研究を4年計画で推し進めるが,平成13年度はこの4年計画の第2年度に当たる.(A)脳切片スライス実験について:京都大学医学部に派遣した院生の実験技能も向上し,標準的な細胞内通電実験が安定して得られるようになった.これまで行われてきた標準的な細胞内通電実験とは異なる新しい実験プロトコルについてさらに検討を加え,その実験に必要となる補助装置を導入しその作動を確認した.(B)数理モデルの構築について:スパイク生成モデルを構築する際に補助となる現象論モデルの時間依存ポアソンモデルについて分析を行った.まず,3種類の時間依存ポアソンモデルについて間隔統計の解析解を求め,なおかつモデルの数値シミュレーションも行った.

具体的には3種の時間依存ポアソン過程によって生成されるスパイク列が,変動係数CV歪度係数SK連続した間隔の相関係数CORの統計空間でどのように分布するかを解析的数値的に明らかにし,前頭連合野から計測されたデータと比較した.その結果二重確率過程がデータに照らし合わせていちばん適切なモデルとなっていることが分かり,またそのスパイク生成確率変動の時間スケールや振幅を推定することも可能になった.本研究は,脳内で記憶情報が神経スパイク信号によってどのように表現されているかを知るために,(A)神経細胞がどのような条件でスパイク信号を発生し,どのくらいの情報を送ることができるか,を知る目的の脳切片スライス実験,(B)スパイク信号を送る神経細胞集団の数理モデルを構築し,その集団が入力シグナルに応じていくつかの状態を選択することができるか,を知る目的の理論的研究を4年計画で推し進めるが,平成14年度はこの4年計画の第3年度に当たる.(A)脳切片スライス実験について:京都大学医学部に派遣した院生の実験技能も確立し,変動電流通電実験に必要となる補助装置を導入しその作動も確認した.そして標準的な細胞内通電実験,変動電流通電実験を開始し,当初目的とした解析用データがほぼ出そろった.(B)数理モデルの構築について:スパイク生成モデルの数値シミュレーションの環境を整えて(A)で得られた実験データとの比較によるモデル選定の段階に入っている.これに加えて14年度は,行動中のサル大脳領野の神経活動データの分析に関してあたらしい発見があった.これまでの前頭連合野のデータに加えて,補足運動野,前補足運動野,帯状回など多くの領野にわたるスパイクデータの提供を受け,それらのデータ分析を行ったところ,神経スパイク特性が領野によって大きく異なることが明らかになった.さらに,新しい統計量を考案し,細胞ごとに異なる特性が存在し,その特性が2種類に大別されることを発見した.本研究は,脳内で記憶情報が神経スパイク信号によってどのように表現されているかを知るために,(A)神経細胞がどのような条件でスパイク信号を発生し,どのくらいの情報を送ることができるか,を知る目的の脳切片スライス実験,(B)スパイク信号を送る神経細胞集団の数理モデルを構築し,その集団が入力シグナルに応じていくつかの状態を選択することができるか,を知る目的の理論的研究を,4年計画で推し進めたが,平成15年度はこの4年計画の最終年度に当たる.(A)脳切片スライス実験について:京都大学医学部に派遣した院生の実験技能も確立し,変動電流通電実験に必要となる補助装置を導入し細胞内通電実験,変動電流通電実験を開始し,当初目的とした解析用データが出そろって,ついに軌道に乗り,データに基づいたモデル選択の研究も始まった.(B)数理モデルの構築について:スパイク生成モデルの数値シミュレーションの環境を整えて実験データとの比較によるモデル選定の段階に入っている.これらに加えて,大脳領野の神経活動データの分析に関してあたらしい発見があった.行動中のサルから得られたスパイク時系列の分析を通して,その時系列を生成した神経細胞の種類,細胞がおかれている層,などに関する情報を抽出することが可能になることを示した.
近現代朝鮮文学と翻訳者たち:1940-60年代日米韓の朝鮮人米軍通訳研究

今年度は資料、聞き取り調査活動、論文執筆を中心的に行った。在日朝鮮人文学関連では、1950年代の大村収容所の在日朝鮮人による『大村文学』発行当時を知るほぼ唯一の方である、浅田石二氏への聞き取りを行った。また、児童文学の草分け的存在である京都在住の韓丘庸氏に、1960年代からの在日朝鮮人文学運動についてうかがった。神戸華僑歴史博物館では、在日朝鮮人と密接な協力関係にあった1940,50年代の華僑の人々との交流関係や、両者の同時期の文化運動の類似点と相違点の知見を得た。米軍通訳研究については、まず、米国モントレーの米軍防衛語学学校資料館で、朝鮮人米軍通訳および日系米軍語学兵に関する資料を集中的に閲覧し、今後の論文執筆の核となる情報を多く得た。ハワイ(科研費補助外)でも、関連資料の調査、関係者のインタビューを進めた。また韓国・仁川の韓国移民史博物館を訪問し、朝鮮の初期米国移民に関連する資料を閲覧し、韓国の視点からの米国移民たちの諸相を探った。神戸市立中央図書館では、入手困難となっている、米国の日系収容所に収容された新聞記者の手記を閲覧し、当時米軍通訳として監視役、検閲役を担った朝鮮系米人との関わりについて理解を深めた。その他、福岡の林えいだい記念アリラン文庫での調査では、さまざまな国や地域で行われた朝鮮人への聞き書き原稿に触れ、朝鮮人ダイアスポラ研究の視野を広げることができた。これらの調査をもとに、在日朝鮮文学関連資料集の解説、米軍朝鮮人通訳の歴史的変遷の整理をした論文を執筆した。朝鮮文化通史を扱った英語圏の書籍の翻訳、刊行も行った。また、米国ハワイでのシンポジウムでは、在日文学研究の成果を発表した。これらを通し、1940年代から50年代にかけての朝鮮人の移動と文学の様相がより明確化し、今後のまとまった論考執筆の下準備ができた。資料調査や聞き取り調査については、当初予定していた以上に、多くの成果を得た。1950年代刊行の在日朝鮮人発行文芸誌『大村文学』や、1960年代の在日朝鮮人文学運動を直接知る方々から話を伺い、理解をより深めた。去年の目標だった、英語圏で書かれた朝鮮文化関連の翻訳書の刊行も実現した。米国、韓国、日本各地で行った朝鮮人米軍通訳についての調査でも、新しい事実を発掘すると同時に、さまざまな資料館、博物館の訪問を通じて多角的な視点を得ることができた。それらの成果を、論文や著書の刊行を通じて発信できたことも、今後につながる足がかりとなった。当初の計画である「日本、朝鮮半島、米国における、朝鮮人通訳、翻訳者の実態を実証的に解明」にあたって、大きく前進できた。同時に、「言語別分業的な傾向があり、地域や言語を越えてコリアン・ダイアスポラを捉える視点」を執筆作業によって血肉化していくための基礎も築けたと考える。その成果をまとめた論文をより多く発表できればよりよかったが、全体的にみれば、2018年度は有意義な研究を進めることができたといえる。今後の研究の推進方策については、まず在日朝鮮人文学関連では、2018年度に行った調査で入手した資料を含む、新たな資料集の刊行を目指し、今後の在日朝鮮人文化、文学関連研究のための土台を築く作業に一区切りをつける。また、これまでの在日朝鮮人文学研究の成果を、日本国内外に積極的に発信していく。韓国での在日文学関連書刊行も目指す。米軍通訳については、前年度までに収集した膨大な資料を詳しく読み込みつつ、さらなる資料調査(米国国立公文書館、プランゲ文庫など)を行い、これまでの調査、理論研究の成果を論文にまとめたり、学会で発表したりすることで、日本の植民地統治下にあった朝鮮人の「トライリンガル」性の意味についてより深く考察する。その上で、朝鮮人通訳の全体像をとらえ、その存在の意味を探る内容の図書の刊行を目指したい。従来の地域的、時間的(戦前/戦後)な分断を超える空間軸を設定し、米国の影響も加えたより広い視野から近現代朝鮮文学を論じ、発信していきたい。今年度は調査、学会報告、論文執筆を通して研究を進めた。まず、在日朝鮮人文学関連、コリアン・アメリカン関連の両方の調査を並行して行った。高麗美術館(京都)では、創立者の鄭詔文をはじめ鄭貴文、金達寿関連の資料を渉猟し、1980年代頃までの交流の様相についての理解を深めた。その他、米軍通訳経験のある作家、北影一氏をよく知る関係者および、小説家金民氏の関係者へのインタビューも実施した。コリアン・アメリカンに関する調査としては、サンフランシスコのNational Japanese American Society(日系米人歴史協会資料館)にて、かつての情報部員だった日系米人たちのインタビュー資料を閲覧し、そこから朝鮮人に関する手がかりを掴んだ。職員の方から多くの情報提供とアドバイスを受けることができた。あわせて、米国国立公文書館(サンフランシスコ)、UCバークレー校バンクロフト図書館の東アジア図書館、中央図書館などでも資料の渉猟を行い、1950年代以前のサンフランシスコのコリアン・アメリカンについての資料を渉猟した。調査と並行しながらその成果の発表も行った。在日朝鮮人文学に関しては、これまでに論じられたことない、知られざる、しかし1950年、60年代の在日朝鮮人文学運動において大きな役割を果たした小説家金民を取り上げ、著作の整理、作品分析を合わせて行った。在日朝鮮人作家金石範の作品群における米軍、通訳の役割についても論文としてまとめた。

また、米軍通訳経験のあるコリアン・アメリカン作家と在日朝鮮人作家の比較研究の成果として学会発表を行った。全体を通して、1945年の植民地解放を挟んだ近現代における朝鮮人の移動と文学の様相を、今後本格的に論じていくための足がかりとなるような成果発表ができた。資料調査や聞き取り調査については、当初予定していたよりも多くの成果を得ることができた。たとえば、手がかりが少なく不明な点が多かった在日作家について、その関係者の方々との直接お話を伺うことができ、またその方々との交流を通して理解を深めることができた。また、米国で行った調査は今後研究を進めていくうえでの基礎となる背景知識を固めるのに大いに役立つものとなった。いくつかの発表を通してアイディアをまとめて中間報告をすることができた点も、今後につながる成果であると考える。「日本、米国、韓国で発表された文学作品の中から、朝鮮人通訳・翻訳者を扱った作品を抽出し、比較検討する」、「各地域の元通訳・翻訳者の作家および作品の比較研究を行う」という当初の計画の部分的な達成といえる。その一方で、収集した資料のデータの量が膨大になり、その読み込みと分析に時間を多くを割くことになり、当初計画していた理論的な研究の進捗が予定していたよりはゆっくりしたものになった。とはいえ、調査を通じて、これまで気づかなかった事実や視点を新たに得ることができたので、全体的に見れば、今後理論的な枠組みを固めるうえでも今年は有意義な研究を進めることができたといえる。今年度は資料、聞き取り調査活動、論文執筆を中心的に行った。在日朝鮮人文学関連では、1950年代の大村収容所の在日朝鮮人による『大村文学』発行当時を知るほぼ唯一の方である、浅田石二氏への聞き取りを行った。また、児童文学の草分け的存在である京都在住の韓丘庸氏に、1960年代からの在日朝鮮人文学運動についてうかがった。神戸華僑歴史博物館では、在日朝鮮人と密接な協力関係にあった1940,50年代の華僑の人々との交流関係や、両者の同時期の文化運動の類似点と相違点の知見を得た。米軍通訳研究については、まず、米国モントレーの米軍防衛語学学校資料館で、朝鮮人米軍通訳および日系米軍語学兵に関する資料を集中的に閲覧し、今後の論文執筆の核となる情報を多く得た。ハワイ(科研費補助外)でも、関連資料の調査、関係者のインタビューを進めた。また韓国・仁川の韓国移民史博物館を訪問し、朝鮮の初期米国移民に関連する資料を閲覧し、韓国の視点からの米国移民たちの諸相を探った。神戸市立中央図書館では、入手困難となっている、米国の日系収容所に収容された新聞記者の手記を閲覧し、当時米軍通訳として監視役、検閲役を担った朝鮮系米人との関わりについて理解を深めた。その他、福岡の林えいだい記念アリラン文庫での調査では、さまざまな国や地域で行われた朝鮮人への聞き書き原稿に触れ、朝鮮人ダイアスポラ研究の視野を広げることができた。これらの調査をもとに、在日朝鮮文学関連資料集の解説、米軍朝鮮人通訳の歴史的変遷の整理をした論文を執筆した。朝鮮文化通史を扱った英語圏の書籍の翻訳、刊行も行った。また、米国ハワイでのシンポジウムでは、在日文学研究の成果を発表した。
自律神経による心機能制御の分子メカニズム

カテコラミンの標的酵素であるアデニル酸シクラーゼは、細胞内cAMPを産生する。このセカンドメッセンジャーは、古典的にはPKAを活性化させるが、近年では、新規G蛋白調節因子であるEpacが第二の標的因子として注目を集めている。そこで、このEpacの役割を、古典的な第一因子であるPKAと比較しながら、心筋細胞におけるcAMPシグナルネットワークの構成因子として、心機能の調節と心不全発症の観点から、他の液性因子とともに網羅的に検討した。本研究によってcAMPシグナルネットワークの心臓における役割を最新の知見として明らかにすることができた。アデニル酸シクラーゼによって産生されるcAMPが、下流で制御する新規G蛋白調節因子(Epac)の役割をPKAと比較しつつ、「cAMPシグナルネットワーク」として「心機能・保護作用の調節」の観点から、関連因子とともに網羅的に検討していく。Epacは30年ぶりに同定されたPKA以外のcAMPの新規標的分子であり、RapなどのG蛋白制御など様々な細胞機能において役割を果たす。本申請によってcAMPシグナルネットワークの心臓における役割を明らかにしていく。重要課題の一つが、PKAによるフォスフォランバンのリン酸化の調節メカニズムであり、我々はこの制御はPKAだけではおこらず、Epacが必須の役割を果たしている事を先行実験から見出した。同様にアデニル酸シクラーゼによって産生されるcAMPは、無秩序に下流の標的分子であるPKAあるいはEpacを活性化するのではなく、関連蛋白の発現量の変化や細胞内局在性により、細胞死の制御も含めて異なる役割を果たすと考えている。これは心臓におけるcAMPシグナルネットワークの多様性な分子メカニズムとしての意義を実証するものであり、心不全をはじめとする各種心疾患に対する新しい治療法の開発を促すことになる。Epac1欠損動物では、軽度の心機能低下がみられること、フォスフォランバンのリン酸化の変化がみられること、慢性カテコラミンストレスや圧負荷ストレスに対して、心機能低下が起こらないことが判明した。また培養心筋細胞では、PKA刺激によってフォスフォランバンのリン酸化が亢進するが、Epac刺激によってもリン酸化が亢進することがわかった。これらの発見から、フォスフォランバンのリン酸化にはEpacを介する系が、PKAを介する系と独立して作用する事、さらに分子生物学的な検討から、PLCを介した系が重要な役割を果たすことがわかった。これらの系は心機能制御に重要な役割を果たすことが考察された。本研究では、アデニル酸シクラーゼによって産生されるcAMPが、下流で制御する新規G蛋白調節因子(Epac)の役割をPKAと比較しつつ、cAMPシグナルネットワーク」として心機能・保護作用の調節の観点から、関連因子とともに網羅的に検討した。本研究によってcAMPシグナルネットワークの心臓における役割を明らかにすることができた。重要課題の一つが、PKAによるフォスフォランバンのリン酸化の調節メカニズムであり、我々はこの制御はPKAだけではおこらず、Epacが必須の役割を果たしている事を確立した。これまではEpacを選択的に刺激することが不可能であったため、このメカニズムが発見されなかったと考えられる。本研究での最大の特徴は、Epacを欠損させた動物と、Epacを心臓特異的に過大発現させた動物モデルを使用できたことである。欠損および過大発現によって、同分子の心筋細胞内シグナルにおけるストイキオメトリーの重要性が解明されている。アデニル酸シクラーゼによって産生されるcAMPは、無秩序に下流の標的分子であるPKAあるいはEpacを活性化するのではなく、関連蛋白の発現量の変化や細胞内局在性により、細胞死の制御も含めて異なる役割を果たすとの予備データもとられている。これは心臓におけるcAMPシグナルネットワークの多様性な分子メカニズムとしての意義を実証するものであり、心不全をはじめとする各種心疾患に対する新しい治療法の開発を促すことになると結論付けられるこれまでの研究結果から、アデニル酸シクラーゼサブタイプにおいて5型と6型の果たす役割が異なるのと同様に、cAMPシグナルの下流にあるEpacとPKAの果たす役割も異なるとの仮説を得た。そこでEpacの各サブタイプを欠損ないし心臓特異的に過大発現する遺伝子操作動物を完成した。これらはコロニー形成を終え、バッククロスを進め、個体レベルでのEpacサブタイプの持つ意義に関する解析が進んだ。かつて、カテコラミン刺激はPKAの活性化をおこし、フォスフォランバンのリン酸化を起こすことによって変時効果が制御されることが明らかにされた。これに対して、平成26年度までの研究で、カテコラミン刺激か長期化した場合には、cAMPの産生刺激が亢進し、Epac分子が活性化される可能性を示した。高圧負荷や慢性カテコラミン刺激によって心不全を惹起した場合にも同様の変化が起こる可能性が示された。EpacはPKAとともに、フォスフォランバンの刺激を引き起こすが、どのような分子サイトがたいせつな役割を果たすかに違いがあることが推測された。そこで前年度までに得られた結果を基にして、平成26年度は、Epacによるフォスフォランバンのリン酸化に関与するキナーゼの種類の確定を行うとともに、加齢に伴う心機能変化におけるEpacの役割を含めて検討した。加齢は長年における交感神経負荷によって引き起こされることが知られ、心肥大や心筋細胞死が起こることが知られている。ところがEpac欠損によって、このような加齢変化がどのように制御されるのかを検討した。我々の実験結果では、加齢に伴う心機能低下が軽減されることが分かった。

自律神経によって心臓をはじめとする主要器官の機能が制御されている。とりわけ交感神経末端から分泌されるカテコラミンは、心筋膜表面上のアルファないしベータカテコラミン受容体に結合して、G蛋白質を活性化する。活性化されたG蛋白質は下流の酵素活性を制御することにより心機能を強力に制御することが知られている。カテコラミンの標的酵素であるアデニル酸シクラーゼは、細胞内cAMPを産生する。このセカンドメッセンジャーは、古典的にはPKAを活性化させるが、近年では、新規G蛋白調節因子であるEpacが第二の標的因子として注目を集めている。そこで、このEpacの役割を、古典的な第一因子であるPKAと比較しながら、心筋細胞におけるcAMPシグナルネットワークの構成因子として、心機能の調節と心不全発症の観点から、他の液性因子とともに網羅的に検討した。平成27年度の研究では、ベータ受容体刺激と心機能制御に対してアデニル酸シクラーゼの果たす役割を報告すると共に、心筋細胞内で受容体シグナルと下流酵素の共役について報告を行った。これまでに心筋細胞に発現する多種類のサブタイプがどのような共役をしているのかは不明な点が多かったがその重要な一部が解明された。さらにEpac自身が細胞増殖や遊走性の制御に果たす役割についても報告を行った。これらの所見は病態生理を理解するだけでなく、将来の治療法にも役に立つ。本研究によってcAMPシグナルネットワークの心臓における役割を最新の知見として明らかにすることができた。当初の計画通りにおおむね順調に実験結果が得られた。動物実験および細胞実験においては、当初の形態および機能変化を観測することができた。またその変化は、シグナル変化の下流としての帰結であり、我々の仮説と一致することが分かった。27年度が最終年度であるため、記入しない。循環制御医学cAMPシグナルを介した新しい信号伝達経路であるEpacが、心筋細胞の機能調節だけでなく、老化や心不全といった病態生理の発生にも重要な役割を果たしていることが判明した。今後はこの蛋白の分子生物学的な制御メカニズムを検討するとともに、将来の治療法開発へとつなげていきたい。動物実験における心機能変化や細胞内シグナル系の変化が、細胞実験でも確認された。