hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
溶媒・蛋白質中分子の電子移動反応とそれに誘起されたプロトン移動反応の理論的研究

本研究は、非線形に熱浴と相互作用したブラン運動モデルや量子回転子モデル等、統計力学的なさまざまなモデルを用いて、凝縮相中の分子のプロトン移動反応や電子移動反応等の量子動力学的ふるまいを調べることおとび、そのような効果が2次元分光スペクトルに及ぼす効果について調べることを目的とした。多次元相関関数の計算は、新たに導出した量子フォッカー・プランク方程式や、経路積分の新しい定式化を用いて行った。非線形の熱浴相互作用に関しては、5次の2次元ラマン分光信号と、3次の2次元赤外分光信号(それぞれ2次の赤外分光過程と7次のラマン分光過程に対応)に関係した座標の3体と4体の相関関数について、ガウスマルコフ型非線形量子フォッカー・プランク方程式を数値積分することにより計算し、分子の振動子がノイズの相関関数の長さに応じて不均一から均一広がり分布変化する徳井なふるまいを、2次元分光信号の変化としてとらえられることを示した。また、2次元回転系の2次元分光についても、経路積分を用いて解析に求めた標識を使い、さまざまな条件下で詳細な解析を行った。回転系の1次元スペクトルでは、緩和をいれるとピークが大きく広がり量子的効果を観測することが困難であるが、2次元分光を用いると異なる準位に対する量子的遷移が、緩和が大きな場合も明瞭に観測され、量子効果を調べるのに有効な手段であることがわかった。以上の結果は9本のJCPやCPL等英文の論文としてまとめられ、発表した。本研究は、プロトン移動反応や電子移動反応の競合と、それら反応に及ぼす溶媒効果を調べる事を目標としている。本年度は、これらの反応過程を調べる前段階として、さまざまな溶媒効果を表す事の出来る新たなモデルを開発し、その効果が2次元ラマン等のスペクトル上でどのように観測されるかについて調べている。今回は、不均一広がりを量子ブラウンモデルに取り入れるため、Q2乗ブラウン運動モデルというのを作り、その解析を行った。このようなモデルを解くにあたり、新たにこの相互作用に対応した量子フォッカー・プランク方程式を導出した。この方程式は、熱浴との相互作用を高次まで取り込んだ非摂動論的な厳密な方程式であり、媒質系の密度演算子を、高次の熱浴と系の相互作用に対応た階層的要素で表した連立微分方程式になっている。この方程式は、散逸系の量子方程式であり、その熱平衡状態も保証されている。導出した方程式を数値的に解く事により、ラマン分光に対応するスペクトルを計算した通常のラマン分光は、物理過程の差異に対して鈍く、今回のようなブラウン運動モデルと全く異なるモデルを用いても、その差異を検出する事は難しい。しかしながら、我々の提唱した非共鳴5次ラマン分光は、より高次でより敏感なの3次の相関関数を測定するスキームであり、この差異を明確に示す事が出来る。さらに、ラマンエコーの実験に対応する7次の物理量である4階の相関関数についても計算し、2準位確率過程的モデルを用いて議論されたラマンエコーに対応するピークが、我々のモデルでも現れる事を示した。我々のモデルは、多準位モデルよりもさらに一般的であり、7次もシグナルでは、多準位モデルでは観測されないピーク等も見出している。本年度は、これらの反応過程を調べる前段階として、さまざまな溶媒効果を表す事の出来る新たなモデルを開発し、その効果が2次元ラマン等のスペクトル上でどのように観測されるかについて調べた。今回は、不均一広がりを量子ブラウンモデルに取り入れるため、2乗・線形結合(SL)ブラウンモデルを提唱した。このようなモデルを解くにあたり、新たにこの相互作用に対応した量子ファッカー・プランク方程式を導出した。この方程式は、熱浴との相互作用を高次まで取り込んだ非摂動論的な厳密な方程式であり、媒質系の密度演算子を、高次の熱浴と系の相互作用に対応した階層的要素で表した連立微分方程式になっている。

導出した方程式を数値的に解く事により、ラマン分光に対応するスペクトルを計算した。通常のラマン分光は、座標の2次の相関関数<Q(t)Q>を測定しているのであるが、このような物理量は、物理過程の差異に対して鈍く、今回のようなブラウン運動モデルと全く異なるモデルを用いても、その差異を検出する事は難しい。しかしながら、不均一広がりの効果を検出するために我々の提唱した非共鳴5次ラマン分光は、より高次でより敏感なの3次の相関関数<Q(t')Q(t)Q>を測定するスキームであり、この差異を明確に示す事が出来る。このようなスペクトルを計算し、3次のラマンでは対して違わないスペクトルも、5次の実験では、通常のブラウンモデルと完全に異なる事を見出し、2次元ラマンの有用性を示した。さらに、ラマンエコーの実験に対する、7次の物理量である4階の相関関数<Q(t")Q(t')Q(t)Q>についても計算し、2準位確率過程的モデルを用いて議論されたラマン・エコーに対応するピークが、我々のモデルでも現れる事を示した。本年度は二次元分光法の基盤を作る事を中心に研究を行った。まず、4次のモード・モード結合した2つのブラウン運動モデルを用い、モード・モード結合の機構を解析する基礎理論を導出し、3次の2次元IRや7次の2次元ラマンの信号を計算した。このフーリエ成分のクロスピークを調べる事により、通常の分光では困難な凝縮相中分子のこのようなモード結合の存在を調べられる事をデモンストレートした。次に、配位した波束を初期条件とした高次相関関数を計算する事により、非平衡な初期条件が2次元分光で効率的に検出可能である事を示した。得られた信号は初期値の運動量成分と座標成分が分離されて書け、この事より実験的に得られた信号を、2つの成分を調整する事によりフィットする事が出来れば、その大きさより初期波束の位置のみならず運動量まで決定できる事が示された。これは凝縮系の運動を解析する上では大変有用な結果である。また、散逸場の中におかれた2次元自由回転子の光応答のスペクトルを解析的に計算した。この問題は散逸系の量子力学とも関連した問題であるが、これまでこのような系の解析的な解として、調和振動子系と自由粒子系しか知られていなかったが、この解は3つめの解析解にあたる。解は量子的であり、散逸場がゼロの場合は量子化されたピークが現われ、散逸が多きい時は広がる。また温度効果も取り入れられており、高温でピークが高い波長ヘシフトして行く様も容易に解析可能である。また、既存の確率過程理論などによる古典的な解とも、古典極限で一致している。ここでは自由回転子を扱ったが、ポテンシャルを摂動的に加える事によってポテンシャルの効果も検討可能である。
自然現象や社会現象から得られる時空間データの統計モデリングと現象の理解の研究

2018年度に公開された論文の概要は以下の通りである.ドローンで地表面を観測した超高解像度画像は,解像度が数cmとなるため各画素ごとではなく,各タイル(例:5m四方)に,含まれているカテゴリを複数答えることが求められ,これをマルチラベル判別という.構造化SVMはデータの構造を反映するように構成された判別関数を定義し,L2損失に誤判別に対するペナルティを加えた目的関数最小化で判別を行う.提案手法は,さらに隣接タイル間の判別結果は大きく異ならないというルールを埋め込んだ構造化SVMを提案し,複数の実画像で構造化SVMより優れた性能を示した.ハイスループットな遺伝子発現データに基づき,植物の遺伝子ネットワーク(GRN)を推定する統計的手法や機械学習手法が進歩してきている.大きいGNRは遺伝子の機能を導き出す基本的道具であり,得られるハブ遺伝子は機能解析において重要である.ここではGNR推定に関連した60編以上の論文を,統計手法のみ,機械学習のみ,両者を併用した論文に大別してレビューした.またGNRは植物の成長過程に応じて変化するため,時系列を意識してGNR推定を行う論文にも注目した.コンピュータビジョンは植物の画像やビデオから成長の成長過程に関する有益な情報を抽出するためのキーテクノロジーである.画像解析には前処理,画像分割(葉と茎の同定,個別の葉の同定等),成長過程に関する特徴抽出,成長過程の判別といったプロセスが求められる.画像解析における最近の発展は深層学習等の機械学習の発展によるところが大きい.また人工衛星,航空機,ドローンやトラクター搭載のセンサで,複数の波長帯で観測するリモートセンシングが穀物の成長やデジタル農業に用いられている.本論文ではコンピュータビジョンを用いて植物の表現型を評価する131編の論文についてレビューした.平成30年度が最終年度であるため、記入しない。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。本研究は代表者・分担者との協働により,時空間の実データに対して統計モデルを開発・評価し,当該現象の特徴を把握することを目的とする.想定する分野は,地球環境,バイオインフォマティックス,企業の製品開発である.地球環境2:太陽の黒点数や太陽風の速度等の太陽活動に関する11種の物理量を説明変数として,磁気嵐指数を予測する時系列回帰問題を考察し,論文を発表した.バイオ:一般に遺伝子数が倍数体の植物は収量増加,塩害や日照り等のストレス耐性の向上等が観測される.(雑種強勢).この現象を遺伝子レベルで解明するため,遺伝子発現の時系列データから,遺伝子間ネットワークを推定する手法を提案した.提案手法で発見したハブ遺伝子を改変し,生長の違いを観察している.製品開発:道路の補修必要箇所を自動的に検出するため,車両に搭載したスマートフォンが内蔵している加速度センサーによる時系列データを用いた判別分析手法を考察した.本研究のビッグイベントの一つはIGARSSでinvited sessionを組織することであった.幸いにも提案セッションが採択され,有意義なセッションを組織できたことに満足している.またセッション後の懇談会で,講演者と親しく議論できたことは,何事にも代えがたい成果である.さらに磁気嵐指数の予測に関する論文を国際誌に発表できたこと,一方バイオインフォではハブ遺伝子を発見する手法を提案し,それに基づいて遺伝子改変を行って,生体への影響を実験的に検証する段階に進んでいることから,期待以上に研究が進展していると判断する.本研究は代表者・分担者との協働により、時空間の実データに対して統計モデルを開発・評価し、当該現象の特徴を把握することを目的とする。2016年度では植物の遺伝子間ネットワークの推定、環境時空間データのモデリング、色認識空間における楕円の推定等を研究した。公開された論文の概要は以下の通りである。科学研究費の研究代表者に採択されることと応募者の専門分野、学位、年齢、職階、大学の転任回数等の個人属性には統計的な関係がある。ここでは大学教員の公開データと科研採択の時系列データに基づき、科研採択を説明する良いモデルを探索した。それにより分野間の特性を抽出し、応募者の個人属性のうちで採択に関連する変数を選び出した。パターン認識には多くの統計的手法や機械学習の手法が提案されている。なかでもサポートベクターマシン(SVM)は強力な手法として知られている。ただ確率分布を仮定しない機械学習の手法であるため、情報量基準に基づく変数選択手法は利用できない。ここではSVMの母数を決定するときに用いられる目的関数に基づいて、入力変数それぞれの判別に対する貢献度を測る量により変数選択を行う手法を提案した。提案手法は高速で実行が可能である特徴を有し、多くのベンチマークデータで良い性能を示した。今年度の研究実績のほか、下記の研究を推進した。時空間現象の研究として「太陽風が弱い地震の引き金であることのデータサイエンス的検証」がその一つである。すでに統計モデルを用いるとマグニチュード4 (M4)の地震頻度は太陽風の影響を受けていることを発表した。さらに機械学習の手法を用いると、太陽風はM3、M4、M5の地震に影響するが、それ以上の地震への影響を検出できなかった。現在論文投稿の最終段階にある。また植物の遺伝子発現の時系列から遺伝子ネットワークを推定し、得られたハブ遺伝子を改変し、他の植物に導入すると生育に変化がみられることが分かった。こちらも現在論文投稿の最終段階にある。企業との共同研究では、色認識空間における楕円の推定等がある。正定値行列間のリーマン距離により、新しい知見が得られ、この課題についても投稿論文を作成中である。

なおこの研究は脳のMRI画像にも応用が可能であり、次年度で研究する新しい課題となっている。以上より期待以上に研究が進捗していると評価している。本研究は代表者・分担者との協働により,時空間の実データに対して統計モデルを開発・評価し,当該現象の特徴を把握することを目的とする.2017年度では植物の遺伝子間ネットワークの推定,環境時空間データのモデリング,色認識空間における楕円の推定等を研究した.公開された論文の概要は以下の通りである.試験植物Brachypodium distachyonの32,000遺伝子発現について,生育環境が制御されている実験室内で4時間おきに2日間計測した時系列データを3反復計測した.そのうち強発現している17,000遺伝子を選別し,昼夜の周期性が明確なものをウェーブレット解析で特定した(3,613遺伝子).それらの遺伝子発現の時系列に時間遅れをもつ説明変数,および自己回帰項も含む回帰モデルをあてはめ,Group SCADに基づくスパース推定を行った.これにより遺伝子間ネットワークを推定し,ハブ遺伝子を特定した.超高解像度土地被覆画像に対し,出力空間の階層的構造と入力同士の従属性を考慮したマルチラベル判別問題をSupport Vector Machine (SVM)ベースの判別器を提案した.すなわち出力空間の構造をStructured SVM (SSVM)によりモデル化し,更にSSVMの目的関数に予測画像の空間的滑らかさを促進する項を追加することにより,入力空間の空間的従属性をモデル化した.本手法を2種類の土地被覆画像データセットに適用し,従来手法と比較して有意に判別結果が改善されたことを示した.2017年度の「研究実績の概要」のほか,下記の研究を推進した.時空間現象の研究として「太陽風が弱い地震の引き金であることのデータサイエンス的検証」について,機械学習の手法を用いると,太陽風はマグニチュード3, 4, 5の全球での地震に影響するが,それ以上の地震への影響は検出できなかった.この論文を投稿し,査読コメントに従って改訂中である.Brachypodiumについては,distachyonとstaceiおよび2倍体と多倍体について,遺伝子レベルの違いを考察した.またネットワーク推定で得られたハブ遺伝子を改変し,他の植物に導入すると生育に変化がみられることが分かった.現在発表準備中である.企業との共同研究では,色認識を考察した.人間は色ごとに変化に対する検出能力が鋭敏か否かが異なる.そこで色違いの許容度を色認識空間における楕円で表現し,その推定について考察した.また楕円に対応する正定値行列間のリーマン距離やカルバック-ライブラー情報量によりクラスタリングを行った.この結果についても投稿論文を作成中である.2018年度に公開された論文の概要は以下の通りである.
新たな犬好中球機能不全症の病態解明と新しい治療法へのアプローチ

本研究は、好中球機能不全症を呈する症例犬の病態解明およびウシラクトフェリン(LF)療法の治療機序を明らかにするために実施されたものである。1症例犬は好中球CD18発現の低下により好中球の活性酸素産生能の著しい減弱を呈していたが、PKC以降のシグナル伝達障害の有無を調べた。PKCを直接刺激するPMAに対する活性酸素産生能試験の結果、症例犬では健常犬と同レベルの活性酸素の産生が認められたが、最大発光量に達するまでの反応時間は2.6倍ほど長く要した。したがって、症例犬ではPKC以降のNADPHオキシダーゼを活性化するシグナル伝達経路には障害はないが、外的刺激に対する反応時間の遅延がある為にNADPHオキシダーゼコンポーネントの過剰発現をもたらし、CD18非依存性活性酸素産生能を維持させている可能性が考えられた。2症例犬に対するLF療法では、慢性炎症に伴う二次性鉄欠乏性貧血を正常犬レベルまで回復させた。活性酸素産生には生体内の鉄が不可欠であることから、LFの慢性炎症の調節と血中鉄分補充効果が好中球の機能回復につながっているものと考えられた。LF療法は、OZが作用するCD18依存性活性酸素産生能を回復させていたことから、好中球性前骨髄球が主体のHL-60細胞へのLF添加試験にて効果を検討した。その結果、LF無添加群に比較してLF添加群がOZ刺激に対して約1.5倍の活性酸素の産生を認めた。一方、PMA刺激に対しては、LFの添加の有無に関わらず変化がなかった。以上より、HL-60細胞株においても、LFはPKC以前のCD18依存性活性酸素産生経路に作用・調節することで活性酸素産生を促すことが明らかとなった。遺伝性疾患を疑い、症例犬における好中球RNAについて、以前解析した部位以外の配列の解析を行うことを計画していたが、保存していた核酸での解析が困難であったことからITGB2全領域の解析に至らなかった。本研究は、申請者が発見した新しいタイプ、すなわち、殺菌能不全を主とする好中球機能不全症の犬に対して、ウシラクトフェリンの経口投与がその好中球機能を回復させた点に焦点を当てたものである。これまでの申請者の研究から、本病態には、好中球における膜CD18レセプターの発現低下とそのタンパクをコードするβ2インテグリン遺伝子の発現低下が強く関与することが示唆されている。さらに、この好中球機能不全症は家族性で認められたことから遺伝的背景が強く疑われたが、非常に類似した病態である犬白血球粘着不全症で報告のあるβ2インテグリン遺伝子の同様箇所での、CD18タンパクの異常を起こすような変異はまだ見つかっていない。また、β2インテグリン遺伝子のmRNA配列は部分的な報告しかなかったことから、H24年度では、遺伝的背景を探る目的で、健常犬の好中球のmRNAを対象にCD18タンパクをコードするイヌβ2インテグリンmRNAの解析を試みた。H25年度では、本症例犬のβ2インテグリン遺伝子のmRNA配列の解析を進め、健常犬との比較を試みた。本症例犬でのタンパク翻訳領域での変異は1カ所の塩基配列の変異が認められたがアミノ酸の変化は起こらない位置であったことからβ2インテグリン遺伝子の発現の低下およびCD18タンパクの発現低下には直接関与していないものだと考えられた。現在、非翻訳領域での遺伝子配列の解析をすすめ、β2インテグリン遺伝子のプロモーターアッセイを実施するための測定機材および手技の確立を行っているところである。また、イヌβ2インテグリン遺伝子のプロモーター領域の情報がないため、プロモーターアッセイ用の最適プライマーの選定を進めている。本研究は、ウシラクトフェリン経口投与が、申請者が発見した新しいタイプの好中球機能不全症の犬における好中球機能を正常化させた点に焦点を当て、本好中球機能不全症のさらなる病態解明およびラクトフェリンの治療機序の解明・新規治療法の開発を目的とし、研究を進めている。平成24年度においては、本症例における好中球機能不全症の発症のさらなる病態解明を目標とした。本症例では、好中球における膜CD18レセプターの発現低下とそのタンパクをコードするβ2インテグリン遺伝子の発現低下が観察された。はじめに、これまで報告されているイヌβ2インテグリンmRNAの部分的配列について、健常犬数例および症例犬の好中球RNAについてシークエンスを試みた。その結果、報告のある部分配列において、症例犬では1つの塩基配列の変化が認められたが、アミノ酸変化を起こすものではなかった。また、類似した症状・病態を示す犬白血球粘着不全症ではイヌβ2インテグリンmRNAのミスセンス変異が症状を引き起こすことが知られているが、本症例犬では当該箇所には遺伝子変異が認められなかった。次に、検索した領域が部分的な配列であったため、プロモーター領域を含む未検討の遺伝子配列をさらに調べる必要が生じたため、健常犬数例における好中球β2インテグリンmRNAの全長の塩基配列の解析をRACE法により行った。現在、症例犬における解析を進めているところである。産前産後の休暇および育児休業に伴う本基金の補助事業期間延長承認申請を行い、研究を中断をしました。平成28年4月から研究を再開する予定です。産前産後の休暇および育児休業の取得に伴う補助事業期間延長のため、研究を中断していました。産前産後の休暇および育児休業の取得に伴う補助事業期間延長申請をし、研究を中断したため。

【具体的内容】好中球機能不全症を示した症例犬は当初、著しい非再生性貧血を呈していた。そこで、ウシラクトフェリン投与前後による貧血状態の推移の解析を試みた。その際、対象となる健常犬群、症例との血縁関係にある子犬群も併せて調べた。症例犬の初診時は、赤血球数、ヘマトクリット値、ヘモグロビン濃度、血清鉄濃度、総鉄結合能が全て著しく減少していた。この結果と再発性の細菌感染の既往歴および現症を考慮すると、慢性炎症に伴う二次性の鉄欠乏性貧血であると考えられた。その後、症例犬に対するウシラクトフェリンの経口投与により、血清鉄濃度は2週間程度で、総鉄結合能は1か月程度で参照範囲内に回復し、赤血球数、ヘマトクリット値、ヘモグロビン濃度も緩徐ではあるが確実に増加していることが明らかとなった。一方、健常犬における1か月間のウシラクトフェリン投与では、各項目に有意な変化は認められなかった。血縁子犬群にはいずれも健常子犬群と同様、貧血の項目に関して異常値は認められなかった。【意義】ウシラクトフェリンの長期経口投与は、好中球機能の回復作用によって慢性炎症を調節し、血中の鉄分を補給する作用があることが推察され、慢性炎症に伴う鉄欠乏性貧血に対して臨床効果があることが明らかとなった点で非常に意義がある。【重要性】これまで、鉄欠乏性貧血に対しては、胃腸障害が問題となっている鉄製剤投与の治療が行われているが、胃腸障害の副作用のないウシラクトフェリンという選択肢が増えたことが臨床現場にとって重要であると思われた。次世代シーケンスの利用を考えていたが、情報収集や技術面での検討に時間がかかり、実際に着手しようとした際に、解析時間に数か月を有することが分かり計画が遅れてしまったため。また、産休・育休復帰後に、予想以上に研究の時間が取れなかったことも要因として挙げられる。産前産後の休暇および育児休業に伴う本基金の補助事業期間延長申請を行い、研究を中断しておりました。産前産後の休暇および育児休業の取得に伴う補助事業期間延長申請をし、研究を中断したため。本研究は、好中球機能不全症を呈する症例犬の病態解明およびウシラクトフェリン(LF)療法の治療機序を明らかにするために実施されたものである。1症例犬は好中球CD18発現の低下により好中球の活性酸素産生能の著しい減弱を呈していたが、PKC以降のシグナル伝達障害の有無を調べた。PKCを直接刺激するPMAに対する活性酸素産生能試験の結果、症例犬では健常犬と同レベルの活性酸素の産生が認められたが、最大発光量に達するまでの反応時間は2.6倍ほど長く要した。したがって、症例犬ではPKC以降のNADPHオキシダーゼを活性化するシグナル伝達経路には障害はないが、外的刺激に対する反応時間の遅延がある為にNADPHオキシダーゼコンポーネントの過剰発現をもたらし、CD18非依存性活性酸素産生能を維持させている可能性が考えられた。2症例犬に対するLF療法では、慢性炎症に伴う二次性鉄欠乏性貧血を正常犬レベルまで回復させた。活性酸素産生には生体内の鉄が不可欠であることから、LFの慢性炎症の調節と血中鉄分補充効果が好中球の機能回復につながっているものと考えられた。LF療法は、OZが作用するCD18依存性活性
実在・仮想データを用いた議論の論理に基づく紛争分析支援

議論は紛争に対する合理的,社会的かつ平和的な解決手段である.一方,今日行われている議論の多くはそれがどのようなデータに裏付けられるのか,反例となるデータは存在するのかなど,データを用いて議論を適切に評価したり構築したりすることが容易ではない.この問題に対処するために,本研究課題ではウェブに存在する非構造データから議論の構造を推定する一般的な方法論を研究した.本研究において合計10本の査読付き国際論文を発表した.IBM Researchによれば研究代表者が筆頭責任著者を務めるそのうちの2本の論文(IJCAI 2017, KR 2018)は推論研究の最難関の国際会議である.また別の2本の論文(Argument & Computation 2015, JLC 2017)は研究代表者の研究領域の主要な論文誌である.さらに本研究を進めるうちに新たな本質的な課題およびそれへの解法が明らかになり2019年に別の科学研究費を獲得するに至った.本研究の学術的貢献は,抽象的議論の逆問題を定式化したこと,そしてその一般的解法である抽象的議論に基づくベイズ推論システムを構築したことである.AI(人工知能)の研究の歴史から見てもこの逆問題の研究は重要である.なぜならそれは「知識獲得のボトルネック」という記号処理に基づくAIの弱点に取り組むからである.今日のデータ科学時代にAIに求められる能力はウェブやセンサーを介して取得される非構造データから何か有益な情報を獲得することである.議論の構造を入力とする順問題とは対照的に,抽象的議論の逆問題は議論に関する人々の賛否を入力とする.それらの賛否は様々なソーシャルネットワーキングサービスにおける投票として入手できるものである.従い,本研究は計算論的議論をデータ駆動にすることに貢献し,それは計算論的議論の広範囲に及ぶ応用を可能にするという実用的な貢献を含む.紛争研究には,データを組み合せて紛争の原因や和解案を模索したり,紛争における主張を裏付けるデータや覆すデータを踏まえて妥当な信念を批判的に探求することが求められる.本年度の研究成果は,言語的,合理的,社会的行為である議論を通して紛争を分析するための基礎となるものである.運営・管理者の協力の下,オンライン議論フォーラムのユーザから実験に必要なデータを取得する環境を構築した.この実験環境を用いて紛争に関する複数の議論データを取得し,議論に基づく受理可能性学習を評価した結果「良」の学習性能を得た.研究代表者が共同企画を務める議論学に関する国際ワークショップAAAにおいてこの結果の一部を発表した.当初は,議論に基づく受理可能性学習の学習性能が向上しない可能性を危惧していた.しかし,H27年度実施した評価実験により比較的良好な学習性能を示すことがわかった.実験環境や規模を変えたより厳密な評価が必要であるが,プロジェクトの1年目の成果としては評価に値する結果であると考える.一方で,H27年度中に着手を計画していたテキストマイニングの利用までは進捗を果たせなかった.しかし,その時間を議論に基づく受理可能性学習の詳細な学習性能の評価に充てられたこと,そしてその結果テキストマイニングを使わずに比較的良好な学習性能を示すことが判明した.従って,おおむね順調に進展していると判断できる.今日の紛争に関する議論の多くはそれがどのようなデータに裏付けられているのか,反例となるデータは存在するのかなどデータの観点から議論を適切に評価することが容易ではない.本年度は紛争の一つの形態である議論に対して,その対立構造を統計的に推定する研究を行った.昨今のオンラインフォーラムは多数の論証(意見)およびユーザによるそれらへの賛否(投票)を保持している.一方で,論証は自然言語で書かれており論証間の関係性(例えば反論関係)は自明ではない.もし反論関係を自動で抽出できれば,どの論証がどの論証を攻撃しており,どの論証がどの論証達によって守られているのかが明らかになる.これにより少数意見として無視される傾向にある一方で,紛争分析において重要な役割を果たす意見を発見できる.この問題に取り組むために,本研究では議論的推論の代表的な基礎理論であるDungの受理可能性意味論を統計的推論の代表的な基礎理論であるBayesの定理に適用した.これにより議論的推論を統計的推論として記述,実現した.そもそも議論的推論は議論の所与の反論構造からその議論を構成する個々の論証の受理状態を規範的に定義するものである.従い,本適用により,オンラインフォーラムにおけるユーザの賛成票・反対票から議論の反論構造の推定が可能になる.この初期の内容は人工知能の分野で最も権威がある国際会議の一つであるIJCAIに2017年に採択され,査読者からは学術的独創性および潜在性が高いとの評価を受けた.本研究の基礎を成す着想は,人工知能の分野で最も権威がある国際会議の一つであるIJCAIに2017年に採択され,査読者からは学術的独創性および潜在性が高いとの評価を受けた.この理由は,議論の反論構造を推定する研究の多くが自然言語処理や計算言語学に基づく手法を頼りにしているのに対して,本研究は数理議論学を頼りにしているためである.両者は共通の目的に対して異なる情報を分析している.従って,両者は将来的に互いの弱点を補完する可能性を秘めている.今年度は3件の国際会議での発表にかかる準備に時間を要した.また,紛争研究に関する基礎理論を発展させて実用的なものにするための文献調査やデモシステムの構築に想定よりも多くの時間を要した.そのため,本研究に関係する主要な研究拠点を訪問し,意見交換を実施するという計画を実行することができなかった.

議論は紛争に対する合理的,社会的かつ平和的な解決手段である.一方,今日行われている議論の多くはそれがどのようなデータに裏付けられるのか,反例となるデータは存在するのかなど,データを用いて議論を適切に評価したり構築したりすることが容易ではない.この問題に対処するために,本研究課題ではウェブに存在する非構造データから議論の構造を推定する一般的な方法論を研究した.本研究において合計10本の査読付き国際論文を発表した.IBM Researchによれば研究代表者が筆頭責任著者を務めるそのうちの2本の論文(IJCAI 2017, KR 2018)は推論研究の最難関の国際会議である.また別の2本の論文(Argument & Computation 2015, JLC 2017)は研究代表者の研究領域の主要な論文誌である.さらに本研究を進めるうちに新たな本質的な課題およびそれへの解法が明らかになり2019年に別の科学研究費を獲得するに至った.本研究の学術的貢献は,抽象的議論の逆問題を定式化したこと,そしてその一般的解法である抽象的議論に基づくベイズ推論システムを構築したことである.AI(人工知能)の研究の歴史から見てもこの逆問題の研究は重要である.なぜならそれは「知識獲得のボトルネック」という記号処理に基づくAIの弱点に取り組むからである.今日のデータ科学時代にAIに求められる能力はウェブやセンサーを介して取得される非構造データから何か有益な情報を獲得することである.議論の構造を入力とする順問題とは対照的に,抽象的議論の逆問題は議論に関する人々の賛否を入力とする.それらの賛否は様々なソーシャルネットワーキングサービスにおける投票として入手できるものである.従い,本研究は計算論的議論をデータ駆動にすることに貢献し,それは計算論的議論の広範囲に及ぶ応用を可能にするという実用的な貢献を含む.実験環境や規模を変えることでより厳密な評価実験を行う.またH27年度の課題となっていたテキストマイニングを利用することで議論に基づく受理可能性学習の学習性能がどの程度向上するかを詳細に評価する.また議論ファシリテーション技術を実際の紛争研究に用いることでその効果を評価する.本研究の実験的評価,計算量的評価と改善,実用的規模の問題の取扱,特定の紛争の分析と評価など残されている課題は多いが,最終年度までにやるべきことおよびその方法ははっきりしている.まずは統計的推論の最新の研究成果を取り入れることで先述した課題に取り組む.その結果を一流の国際会議・国際誌で発表した後,然るべき研究者や研究機関を訪問し意見交換することで多くの知見を得る.今年度の成果により,現状の基礎理論の数理モデル上,アルゴリズム上,プログラム上のより明確な拡張や改良の着想,知識,技術を得ることができた.来年度はこの成果をもって海外の主要な研究拠点を訪問し,意見交換を実施する予定である.また双方の研究を融合できる見込みが立てば論文を共同執筆する計画である.プロジェクト2年目となる平成28年度はより多くの国内会議および国際会議での発表,および論文誌での発表を計画している.また,評価実験を円滑に行うための実験環境構築費および被験者謝金を計画している.またウェブからデータを自動で取得するためのシステム開発費を計画している.
ベリー位相で新規量子相転移をデザインする

多体系の低エネルギーの振る舞いを記述する有効作用に「ベリー位相項」が存在すると、統計力学的な平均操作を行う際には配位間の量子位相干渉効果が生じて、新奇な挙動、特に新しい量子臨界現象に導く可能性がある。このシナリオが実現するケースとして、磁場中の反強磁性体の磁化プラトー間転移、トポロジカル絶縁体の量子相転移などについて詳しく調べた。(1)京大基礎物理学研究所の戸塚氏と共同で、強磁場の下での反強磁性体の相図を量子位相(ベリー位相)の観点から検討し直した(Physical ReviewB 79(2009)064412)。詳細な解析はこれまで一次元系についてのみ得られていたが、本研究では任意次元における量子効果を調べる方法を提示した。その概要は次の通り。まず、系の低エネルギー有効理論を導出した。いま、磁場方向の磁化ベクトルの揺らぎは、磁場の存在によりほぼ凍結しているので、主要な有効自由度は磁場に垂直な面内のスタガード磁化の運動である。これを反映して有効理論は一種のXY模型となるが、そこにはこのスタガード磁化の創るボルテックス励起に由来するベリー位相項が付加され、非自明な量子効果を生み出すことが分かった。これにより一次元系における押川等の磁化プラトーの量子化則が再現される他、高次元ではS-m(S:スピン量子数、m:サイト当たりの磁化)が有理数のときに離散的なゲージ対称性がダイナミカルに生じて、分数励起を持つスピン液体相が生じる余地のあることが新たに示された。(2)グラフェン様物質において系のリーマン曲率にベリー位相効果を介して電磁場が結合することを特定した。この新しいベリー位相効果を用いて、ボロンナイトライド等のグラフェン様の絶縁体において、電荷量子ホール効果やスピン量子ホール効果と等価の電磁応答を起こさせる可能性が示唆された。(2009年物理学会年次大会にて発表。論文を準備中。)1.グラフェン関連物質において起こり得る、電流やスピン流の量子輸送現象の分類を完結させた。電荷/スピン量子ホール効果の実現には、Haldane模型、Kane-Mele模型に代表されるような特殊な(少なくとも各スピン成分毎に時間反転対称性を破る)ハミルトニアンを要する。しかし、グラフェンに代表されるように運動量空間内に2つのディラックフェルミオンが存在する場合、より現実的な交替化学ポテンシャルやスピン密度波の平均場の存在により、各フェルミオン自由度に対してこれを実現できる。これらの自由度と直接結合するプローブは既にNiu等が提唱しており、それを利用することで新規量子輸送現象への応用につながると考えられる。2.熱流に対し同様の解析を行った。熱流に関するLuttingerによる線桂応答理論の定式化を援用することにより、熱量子ホール効果や熱輸送・電荷輸送間の交差効果は、場の理論の観点からは重力量子異常に由来することを明らかにした。(物理学会等で発表、論文準備中。)3.物質・材料研究機構の井上純一氏と共同で、通常絶縁体とトポロジカル絶縁体の間の光誘起相転移を起こす方法を理論的に解明した。トポロジカル絶縁体を実現する新しい指針を与え得る成果と考えている。(Physical Review Letter誌に投稿中。)1.従来型の絶縁体に円偏光レーザー光を照射することにより、トポロジカル絶縁体への量子相転移を誘起できることをフローケの摂動論的手法を用いて示した。(井上純一氏(物質・材料研究機構)との共同研究、Physical ReviewLetters掲載済)。2.線状転位欠陥の導入により、トポロジカル絶縁体の表面状態は、捩率のある時空にけるディラックフェルミオンとして記述される。その低エネルギー有効理論と、エネルギースペクトルの数値的研究を行った。(一部は井村健一郎、高根美武両氏(広島大学)との共同研究、論文をPhysical Review B他に投稿中。)3.フラストレート磁性体や、電子相関の強いトポロジカル絶縁体においては競合する秩序の間の双対性が、ベリー位相の起源とするトポロジカルな理由により誘起されることがある。その一般的な理論的枠組みを構築した。この双対性はいわゆるdeconfined criticalityと呼ばれる量子臨界現象において顕著となることが示せる。(International Conference on Frustration in Condensed Mattersにて発表)
X線と中性子の相補的活用による高圧ランダム物質の３次元構造探索

X線及び中性子の相補的利用によるリバースモンテカルロシミュレーションを用いて非晶質合金および酸化物ガラスの構造解析を行った。非晶質合金については各元素周囲の三次元モデルから、元素種ごとに特徴的な化学的秩序が存在することを明らかにした。また、ゲルマニウム酸化物ガラスについて多面体ネットワーク構造のアルカリ組成依存性を決定し、高圧下中性子回折実験により、圧力誘起による配位数増加と中距離構造の変化を明らかにした。ランダム系物質の構造は物性や化学結合性と密接に関わっており、原子レベルでの構造を解明することが化学的性質や機能発現の理解に不可欠である。本研究ではX線及び中性子をプローブとしたその場観察実験を行い、それぞれのプローブを相補的に活用することで高圧力下におけるランダム系の構造解析手法を確立することを目的とする。平成25年度は常圧におけるランダム系物質のX線回折測定及び中性子回折測定を行い、構造解析手法の検討とランダム系物質における中距離構造のモデル化に力点をおき研究を行った。研究成果を以下に述べる。1. X線異常散乱法を用いた環境構造解析とRMCシミュレーションによる3次元モデルの構築によりAl87Y8Ni5非晶質合金おける構造を考察した。この非晶質合金では強い中距離相関が存在することが指摘されている。ランダム充填モデルとの比較により、中距離相関がNi周囲の特徴的な多面体構造に由来することを明らかにした。2.X線回折、X線異常散乱及び中性子回折実験により、Fe-B系及びNi-B系非晶質合金の構造解析を行った。金属-非金属系非晶質合金では異種元素間の結合性により化学的短距離秩序構造が発達するとされている。本研究ではX線及び中性子の各構成元素に対する散乱能の違いを活用することで環境構造を精度よく抽出することを目的とし、X線と中性子を同時に満たす構造モデルの構築を行った。3.高速遠心分離機を導入し、ゾルゲル法による潜晶質酸化物の合成を行った。また、急冷法によるアルカリゲルマニウム酸化物ガラスの合成を行った。これら酸化物試料について、X線異常散乱及び高エネルギーX線回折測定により短距離秩序の組成依存性を評価した。今後、中距離構造変化に着目し構造の圧力依存性を明らかにする。ランダム系物質の原子レベルでの構造を解明することは化学的性質や機能発現の理解において重要である。一般的に物質を加圧した場合、体積収縮により常圧状態では観察されない特異な構造および物性が発現することが知られている。本研究ではX線および中性子を相補的に用いることで高圧下におけるランダム系物質の構造解析手法の開発に取り組んでいる。平成26年度は酸化物ガラスを対象として、X線異常散乱測定、X線吸収測定および中性子回折測定を行い、局所構造の組成依存性について知見を得た。また、高圧中性子回折実験を行い、圧力による構造変化について測定を行った。1.リチウムゲルマニウム酸塩ガラスについて、ゲルマニウム周囲の局所構造の組成依存性をX線異常散乱法およびX線吸収法により明らかにした。“ジャーマネート異常"として知られる密度変化の極大はゲルマニウムの配位数変化だけでは説明ができず、複数の配位数をとるゲルマニウム酸化物多面体の結合様式の変化、つまり中距離構造の変化と密接に関連していることが示唆される。2.上記1.に関連して、同組成のガラス試料について中性子回折測定を行い、高分解能の実空間データを導出した。今後、モデル物質との比較、計算機シミュレーションによる構造モデルの構築を行う。3.同組成のガラス試料について高圧中性子回折実験を行い約10 GPaまでの圧力領域において回折データを取得した。配位数変化を伴う局所構造変化が観察された。現在、より詳細な構造解析のためのデータ補正方法を検討中である。4.25年度にモデル物質として実施した非晶質合金のX線と中性子の併用による構造解析を環境構造の導出の観点から進め、金属元素周囲がランダム充填を基本とするのに対し、非金属元素周囲では結晶相類似の配位環境が出現することがわかった。ガラスや液体に代表されるランダム系の構造は配位数やネットワーク構造によって記述され、圧力により構造変化を示すことが知られている。本研究ではX線及び中性子をプローブとしたその場観察実験を行い、それぞれのプローブを相補的に活用することで高圧力下(GPaオーダー)におけるランダム系の構造解析手法を確立することを目的に技術開発を行っている。平成27年度の研究業績を以下に述べる。1.昨年度に取得したLi2O-GeO2系ガラスの高圧中性子回折データについて解析を進め、動径分布関数から高圧下での原子間距離の収縮およびネットワーク構造の変化を明らかにした。2. Ge酸化物の基礎的な配位多面体構造をもつ物質としてK2O-GeO2系ガラスを対象に放射光X線による構造解析を行い、X線吸収法およびX線異常散乱法の結果から、低アルカリ濃度において配位数増加の極大が存在することを明らかにした。3. X線異常散乱(AXS)法、中性子回折法およびreverse Monte Carlo(RMC)法を組み合わせる手法開発として、Fe-BおよびNi-B系非晶質合金を対象として3次元構造モデルを検討し、局所構造単位の定量的な検討を行った。X線および中性子の双方の情報をRMC計算に活用することにより、Fe周囲は二十面体構造の原子配置が多く出現する一方、B周囲ではFeやNiと異なり、化学的秩序によるアンチプリズム構造が支配的であることが明らかとなった。

本成果は圧力による局所構造およびネットワーク構造の変化の定量的評価に応用可能であると考えられる。X線及び中性子の相補的利用によるリバースモンテカルロシミュレーションを用いて非晶質合金および酸化物ガラスの構造解析を行った。非晶質合金については各元素周囲の三次元モデルから、元素種ごとに特徴的な化学的秩序が存在することを明らかにした。また、ゲルマニウム酸化物ガラスについて多面体ネットワーク構造のアルカリ組成依存性を決定し、高圧下中性子回折実験により、圧力誘起による配位数増加と中距離構造の変化を明らかにした。26年度は構造解析手法についてはAXS-ND-RMC法による構造モデル構築について精度向上ができたこと、高圧下のランダム構造解析については高圧中性子回折実験によりデータ取得に成功し、予備的な解析から構造の変化を示唆するデータが得られたことからおおむね順調に進展していると考えている。25年度から検討を進めてきたAXS-ND-RMC法については、中性子回折データの導入により軽元素周囲の構造が明瞭に抽出できたことから、X線と中性子の併用が情報量の増加という点で環境構造の導出に有効であることが実証できた。高圧中性子回折実験についてはデータ解析において高圧実験特有の問題(吸収補正、散乱強度の規格化)があり、目的とする中距離構造の解明には至っていないが、現在補正データの活用について検討を進めている。高圧物質科学27年度は取得したデータ解析に重点をおき、あわせて必要な補正データの取得を行っていく。これまでの成果から、X線と中性子の相補的利用は、ランダム構造物質における構造解析において重要とされる環境構造の導出に非常に有用であることがわかった。今後は、環境構造情報をのみならず、中距離相関を含めた構造の解明に力点をおく予定である。高圧下のランダム構造の高密度化においては局所構造だけでなく、中距離相関も大きく変化していると予想しており、この点を明らかにするためにはX線と中性子の酸素に対する散乱能の違いを活用し、多面体間の連結様式を検討することが有効であると考えている。課題である中性子散乱データの取り扱いに関して、各種補正方法を検討中であるが、この点については中性子散乱施設側装置研究者との連携のもと、着実に進展している。本年度はランダム系物質の合成法を確立し、X線回折及び中性子回折を用いた常圧下での評価を放射光施設KEK-PF及びJ-PARCのMLFにて行うことができた。構造評価のモデル物質として用いた非晶質合金の結果から中距離相関に関して、特徴的な配位多面体が関与することや、X線と中性子を併用するAXS-ND-RMC法により構造モデルの精度が向上することなどの知見をえることができ、今後の高圧下でのランダム系物質の構造評価手法の確立に向けて予定通り進行していると考えている。平成26年度には高圧実験に着手することを予定しており、高圧中性子実験のビームタイムを確保している。実験が順調にすすんだことから、消耗品である高圧力実験用セル材料の消費量が予定よりも少なかったため生じたものである。今後、本格的な高圧下でのデータ測定に取り組む。中性子実験はJ-PARCパルス中性子実験施設の高圧中性子回折装置を想定している。
悪性リンパ腫症例におけるBCl6転座に関与する遺伝子の変異と発現の検討

悪性リンパ腫発症の原因遺伝子ではないかと考えられているBCL6においては、正常な胚中心B細胞においても遺伝子変異が起こっていることはよく知られている。近年、BCL6転座のパートナーとして報告された遺伝子(pim-1、RhoH/TTF)のゲノムにもhypermutationが起こっていること、かつ、パートナー遺伝子における遺伝子変異は腫瘍特異的にのみ起こっていることが報告された。悪性リンパ腫症例において特異的に遺伝子変異の影響を受けやすい遺伝子が見いだされ、その遺伝子の変異が悪性リンパ腫の発症や進展、予後などと相関を示せば、これを分子マーカーとする遺伝子診断法の開発などに役立つのではないかと考えた。そこで、これまでに報告したBCL6転座のパートナー遺伝子(pim-1、transferrin receptor、CIITA、EIF4A2、ikaros)をその候補として、悪性リンパ腫68症例のゲノムにおける遺伝子変異の有無を検討した。方法について、具体的には、各パートナー遺伝子がBCL6と結合していた転座点近傍の領域、すなわちhypermutationが起こりやすいとされる領域のうち約1.5kbpについて、遺伝子変異の検索をまずはdirect sequencing法により行った。その結果、CIITA遺伝子イントロン中において約200bpの欠失をもつ症例、EIF4A2遺伝子5'非翻訳領域(エクソン)中にpoint mutationをもつ症例などの存在のほか、同一遺伝子内に複数の変異をもつ症例も認められた。複数の変異をもつ症例についてalleleごとの遺伝子変異をさらに詳細に検討するため、組換えDNA実験(承認済)を用いてクローニングおよびシーケンス解析し検索を行ったところ、alleleへの遺伝子変異の存在に傾向が認められないことなどがわかった。これらの成果について、学会(第28回日本分子生物学会、福岡、12月)にて示説発表を行った。悪性リンパ腫症例において特異的に遺伝子変異の影響を受けやすい遺伝子が見いだされ、その遺伝子の変異が悪性リンパ腫の発症や進展、予後などと相関を示せば、これを分子マーカーとする遺伝子診断法の開発などに役立つのではないかと考えられる。そこで、これまでに報告したBCL6転座のパートナー遺伝子(pim-1、transferrin receptor、CIITA、EIF4A2、ikaros)をその候補として、悪性リンパ腫のゲノムにおける遺伝子変異の有無を検討した。症例数は、昨年度の50症例にさらに10症例加えた。その結果、CIITA遺伝子イントロン中において約200bpの欠失をもつ症例、EIF4A2遺伝子5'非翻訳領域(エクソン)中にpoint mutationをもつ症例などの存在が示された。そこで本年度は、alleleごとの遺伝子変異についてさらに詳細に検討するため、組換えDNA実験(本年度新規にて申請し、承認を得た)を用いてクローニングおよびシーケンス解析し検索を行った。この結果について、学会(第27回日本分子生物学会、神戸、12月)にて示説発表を行った。

複数の変異をもつ症例についてalleleごとの遺伝子変異をさらに詳細に検討するため、組換えDNA実験(承認済)を用いてクローニングおよびシーケンス解析し検索を行ったところ、alleleへの遺伝子変異の存在に傾向が認められないことなどがわかった。これらの成果について、学会(第28回日本分子生物学会、福岡、12月)にて示説発表を行った。
ヒト胚着床・胎盤形成誘導機構の分子生物学的解析-反発作用分子、走化性因子および膜結合型peptidaseに着目して-

ヒト胚の子宮内膜への接着調節および子宮内膜上皮間への侵入には反発を誘導する因子が重要な役割を演じていることを確認する目的で、正常子宮内膜上皮でのEph-ephrin系分子群およびNeuropilin-semaphorin系分子群の発現様式の検索と発現制御因子の検討を行ったところ、ヒト胚にEphA1およびephrinA1がまた子宮内膜上皮にEphA1,2,4およびephrinA1が発現することが示された、さらにマウス胚盤胞を用いた実験にて、EphA1が胚の接着を抑制し、胚接着前の期間を可逆的に制御している可能性が示され、反発作用誘導因子であるEph-ephrin系分子群が胚接着の初期に重要な役割を演じている可能性が実証された。またヒト子宮内膜上皮由来細胞株であるIshikawaおよびRL95-2細胞の細胞間結合力に対する反発誘導分子群の細胞間結合解除作用に関する検討を行ったところ、Ishikawa細胞に存在するEphA1,2,4にephrinA1を作用させると細胞間間隙形成が促進されることが示され、Eph-ephrinA系分子群が胚の接着時期の制御に密接に関与している可能性が示され、このシステムにて子宮内膜上皮間の結合が減弱し、胚の子宮内膜への侵入が促進されている新しい概念が提示された。またヒト絨毛外栄養膜細胞の浸潤制御機構を明らかにする目的で、胚着床部位の絨毛外栄養膜細胞におけるchemokine受容体、Eph-ephrin系、Neuropilin-semaphorin系分子の発現を検討し、primary cultureから分離した絨毛外栄養膜細胞での機能分子の発現検索と分離絨毛外栄養膜細胞の増殖能、浸潤能に対するchemokineおよび反発誘導分子の作用の解析したところ、細胞膜結合型peptidaseが重要な役割を演じていること、chemokineの供給源として母体血管内に沈着している血小板が強く関与している可能性が示され、ヒト絨毛外栄養膜細胞の血管内侵入機構に母体の凝固系システムが深く関わっていることが示唆された。ヒト胚の子宮内膜への接着調節および子宮内膜上皮間への侵入には反発を誘導する因子が重要な役割を演じていることを確認する目的で、正常子宮内膜上皮でのEph-ephrin系分子群およびNeuropilih-semaphorin系分子群の発現様式の検索と発現制御因子の検討を行い、マウス胚盤胞における反発作用誘導因子であるEph-ephrin系分子群およびNeuropilin-semaphorin系分子群の発現様式の検索と発現制御因子の検討を、さらにマウス胚盤胞の接着能に対する反発作用誘導因子分子群の作用と接着作用誘導因子であるALCAM分子作用の検討を施行した。またヒト子宮内膜上皮由来細胞株であるIshikawaおよびRL95-2細胞の細胞間結合力に対する反発誘導分子群の細胞間結合解除作用に関する検討とヒト正常子宮内膜上皮細胞を用いたEph-ephrin系分子群およびNeuropilin-semaphorin系分子群の細胞間結合解除作用に関する検討をおこなった。その結果、Eph-ephrinA系分子群が胚の接着時期の制御に関与している可能性が示された。さらにこのシステムにて子宮内膜上皮間の結合が減弱し、胚の子宮内膜への侵入が促進されている可能性が示された。

またヒト絨毛外栄養膜細胞の浸潤制御機構を明らかにする目的で、胚着床部位の絨毛外栄養膜細胞におけるchemokine受容体、Eph-ephrin系、Neuropilin-semaphorin系分子の発現を検討し、primary cultureから分離した絨毛外栄養膜細胞での機能分子の発現検索と分離絨毛外栄養膜細胞の増殖能、浸潤能に対するchemokineおよび反発誘導分子の作用の解析したところ、細胞膜結合型peptidaseが重要な役割を演じており、chemokineの供給源として血小板が強く関与している可能性が示された。また血小板由来の遊走因子としては、CCR-1のligand以外の分子も関与していることが示唆された。ヒト胚の子宮内膜への接着調節および子宮内膜上皮間への侵入には反発を誘導する因子が重要な役割を演じていることを確認する目的で、正常子宮内膜上皮でのEph-ephrin系分子群およびNeuropilin-semaphorin系分子群の発現様式の検索と発現制御因子の検討を行ったところ、ヒト胚にEphA1およびephrinA1がまた子宮内膜上皮にEphA1,2,4およびephrinA1が発現することが示された、さらにマウス胚盤胞を用いた実験にて、EphA1が胚の接着を抑制し、胚接着前の期間を可逆的に制御している可能性が示され、反発作用誘導因子であるEph-ephrin系分子群が胚接着の初期に重要な役割を演じている可能性が実証された。またヒト子宮内膜上皮由来細胞株であるIshikawaおよびRL95-2細胞の細胞間結合力に対する反発誘導分子群の細胞間結合解除作用に関する検討を行ったところ、Ishikawa細胞に存在するEphA1,2,4にephrinA1を作用させると細胞間間隙形成が促進されることが示され、Eph-ephrinA系分子群が胚の接着時期の制御に密接に関与している可能性が示され、このシステムにて子宮内膜上皮間の結合が減弱し、胚の子宮内膜への侵入が促進されている新しい概念が提示された。またヒト絨毛外栄養膜細胞の浸潤制御機構を明らかにする目的で、胚着床部位の絨毛外栄養膜細胞におけるchemokine受容体、Eph-ephrin系、Neuropilin-semaphorin系分子の発現を検討し、primary cultureから分離した絨毛外栄養膜細胞での機能分子の発現検索と分離絨毛外栄養膜細胞の増殖能、浸潤能に対するchemokineおよび反発誘導分子の作用の解析したところ、細胞膜結合型peptidaseが重要な役割を演じていること、chemokineの供給源として母体血管内に沈着している血小板が強く関与している可能性が示され、ヒト絨毛外栄養膜細胞の血管内侵入機構に母体の凝固系システムが深く関わっていることが示唆された。