hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
ネオウイルス学：生命の源流から超個体、そしてエコ・スフィアーへ

(1)計画・公募研究の推進:計画・公募研究を、研究活動支援システム、領域班会議などを通じて積極的にサポートし、計画研究とともにネオウイルス学創成に目がけた研究を推進している。高度情報処理支援として、計画研究班および公募研究班に対し、スーパーコンピュータシステム・シロカネの利用による高速処理体制を構築するとともに、シロカネ上でデータ解析プログラムの連携・共有を行った。(2)領域班会議の開催:平成30年度は、4月1315日に高知県において第4回領域班会議、また11月1113日に兵庫県淡路島において、第5回領域班会議を行い、各計画・公募研究班による未発表データを含めた進捗報告を行った。会議では、活発な議論が展開され、共同研究や技術提供が活性化されるとともに、領域内の研究者間の有機的な連携が強化された。また今年度は、テレビ会議システムを用いて、月に一度の定例会を行い、各計画・公募研究班の研究進捗の報告などを行なうことによって、領域全体の研究の推進を図った。(3)広報活動:本領域の研究活動を国民に広く発信するため、ホームページ/フェイスブックページ/ツイッターにおいて、平成30年度は26/29/169件の記事を掲載した。フォロワー数は平成29年度と比較して、フェイスブックページは160から206名、ツイッターは152から239名に増加した。また平成30年度は、領域の研究内容の概説を掲載したニュースレターを2回発行した。さらに活発なアウトリーチ活動を行なった。全体として概ね順調に進展していると評価できる。「(1)計画・公募研究の推進」については、計画・公募研究を、研究活動支援システム、領域班会議などを通じて積極的にサポートした。スーパーコンピュータシステム・シロカネの利用による高速処理体制を構築するとともに、シロカネ上でデータ解析プログラムの連携・共有を行った。シロカネの利用は、各々の班に捉われることなくドライ研究者、ウェット研究者間の連携を促進しており、論文・学会発表といった成果にも現れ始めている。国際活動支援班との連携によって、海外試料提供体制が整備され、共同研究を進めている。「(2)領域班会議の開催」については、領域班会議を2回実施した。またテレビ会議システムを利用して、月に一度の定例会を開催している。これらの会議では、活発な議論が展開され、共同研究や技術提供が活性化されるとともに、領域内の研究者間の有機的な連携が強化されていると評価できる。「(3)広報活動」については、領域HPの内容の充実化を図っている。ホームページ/フェイスブックページ/ツイッターにおいて、平成30年度は26/29/169件の記事を掲載した。さらに活発なアウトリーチ活動を行なっており、中高生や一般の方に向けた講義などを行なった。また女性研究者や若手研究者の活動への参画も活発である。平成30年度は、発表論文数や学会発表数が大幅に増えており、領域全体の研究が概ね順調に進展していると評価できる。(1)計画・公募研究の推進:第2期の公募研究班を採択した。公募研究を、研究活動支援システム、領域会議などを通じて積極的にサポートし、計画研究とともにネオウイルス学創成に目がけた研究を推進する。(2)領域会議等の開催:毎年、領域会議、公開シンポジウムを開催し、計画・公募班員間すべてにおいて積極的な情報交換・研究支援を行って連携を深めていく。また、複数の領域研究者が関連する学術集会(例:ウイルス学会、菌類遺伝学会、微生物生態学会、植物生理学会等)の際、小会議を開催し、各学会での新情報をもとに、本領域の方向性等を頻繁に検討し、その内容をフィードバックすることで、本領域の推進に反映させる。また、5年目に、国際シンポジウムを開催し、海外研究者を招聘し、交流を図るとともに、研究成果を国際的に発信する。(3)広報活動:ホームページを通じて、研究成果を積極的に社会に発信する。定期的に、班員の研究成果や研究者間の連携実績をまとめたニュースレターを発刊する。その際、内容を噛み砕き小・中・高校生等の次世代の担い手にも、インパクトを与えられるよう配慮する。(1)領域事務局の整備:東京大学医科学研究所に領域事務局を整備し、メーリングリストや電話会議システム等を用いて、総括班内および計画研究班間の密な連絡体制を構築した。(2)研究活動支援システムの整備:高度情報処理支援として、次世代型スパコン・シロカネ3の利用によるビックデータの高速処理体制を構築した。感染症研究国際ネットワーク推進プログラムにより構築済みの研究拠点と国際活動支援班によって形成される研究拠点において、海外試料を採取・提供する体制を整備した。また各計画研究班においてトレーニングコースを設置し、特殊な実験方法などの技術講習会を行い、領域内研究の連携や推進に務めた。(3)領域会議・キックオフシンポジウムの開催:平成28年9月27日にキックオフシンポジウムを行い、計画研究班の研究概要紹介や公募研究班募集の説明を行った。また平成29年2月7日に第1回領域会議を開催し、各計画研究班による未発表データを含めた進捗報告を行った。

また今年度は、計4回の総括班会議において領域全体の運営について話し合うとともに、平成28年11月からはテレビ会議システムを用いて、月に一度の定例会を開始し、総括班内での連絡事項や各計画研究班の研究進捗の報告などを行なうことによって、領域全体の研究の推進を図った。(4)広報活動:本領域の研究内容を国民に広く発信するため、ホームページを作成し、充実化を図った。また領域の研究内容の概説を掲載したニュースレターを発行した。また活発なアウトリーチ活動を行なった。(5)公募班員の募集:公募研究の募集については、本領域研究の活性化を図るため、2年間を公募期間として、独創性の高い研究提案や、若手研究者や女性研究者の研究提案を積極的に受け入れた。全体として概ね順調に進展していると評価できる。「(1)領域事務局の整備」については、東京大学医科学研究所に領域事務局が整備され、総括班内および計画研究班の間の密な連絡体制を構築することができた。「(2)研究活動支援システムの整備」については、次世代型スパコン・シロカネ3を利用したビックデータの高速処理体制を整備した。国際活動支援班との連携によって、海外試料提供体制が整備され、実際に共同研究を開始しており、整備された体制が適切に構築された。また各計画研究班においてトレーニングコースを設置し、特殊な実験方法などの技術講習会を行ったところ、領域内研究の連携や推進に大きく貢献したと自己評価できる。「(3)領域会議・キックオフシンポジウムの開催」については、キックオフシンポジウム一回、領域会議一回、及び総括班会議を4回実施した。また11月からは、テレビ会議システムを利用して、月に一度の定例会を開催している。これらの会議では、活発な議論が展開され、共同研究や技術提供が活性化されるとともに、領域内の研究者間の有機的な連携が強化されていると評価できる。「(4)広報活動」については、領域HPの内容の充実化を図っている。英語版HPを作成し、計画通りに更新をしている(更新回数39回)。また領域の研究内容の概説を掲載したニュースレターを一回発行した。さらに活発なアウトリーチ活動を行なっており、中高生や一般の方に向けた講義などを8回行なった。また女性研究者や若手研究者の活動への参画も活発である。「(5)公募班員の募集」では、本領域研究の活性化を図るため、2年間を公募期間として、独創性の高い研究提案や、若手研究者や女性研究者の研究提案を積極的に受け入れた。平成28年度は、7月の採択以来、発表論文数が25、学会発表数が82を数えており、領域全体の研究が概ね順調に進展していると評価できる。(1)計画・公募研究の推進:計画・公募研究を、研究活動支援システム、領域班会議などを通じて積極的にサポートし、計画研究とともにネオウイルス学創成に目がけた研究を推進している。高度情報処理支援として、昨年度に引き続き計画研究班、そして公募研究班に対し、次世代型スーパーコンピュータシステム・シロカネの利用によるビックデータの高速処理体制を構築した。また各計画研究班においてトレーニングコースを通じて、特殊な実験方法などの技術講習会を行い、領域内研究の連携や推進に務めた。
側鎖置換基をもつアセン分子の空間を介した光物性変調とπ空間制御

側鎖を変化させることによりテトラセン分子の固体光物性が変化する現象が他の共役系骨格を有する分子においても見れらるかを確認するために、ジベンゾ[b,k]クリセン誘導体の合成と固体状態の構造と光物性の調査を行った。ジベンゾ[b,k]クリセン誘導体は、1,5-ナフタレンビスアライン前駆体とアルキル基を有するジフェニルイソベンゾフランとのDiels-Alder反応を経由して合成された。アルキル側鎖の種類としてはt-ブチル、ブチル、ペンチル、ヘキシル基を導入することに成功した。これらの分子は溶液状態ではほぼ同一の光物性を示した。しかし、固体状態では違いが見られた。まず固体の色調は、t-ブチル体で黄色、ブチル体で黄色味がかったオレンジ色、ペンチル体でかすかにオレンジ色がかった黄色、ヘキシル体で黄色となった。しかし、乳鉢ですりつぶすろとれも一様な黄色に変化した。また、固体の蛍光量子収率はブチル体が最大値(0.69)となり他の誘導体より大きくなる結果となった。固体状態の物性の違いの原因を探るために、粉末状でしか得られなかったt-ブチル体を除いて、X線単結晶構造解析を行った。アルキル側鎖を除いてジベンゾ[b,k]クリセン骨格部分は類似した構造となっていた。しかし、ジベンゾ[b,k]クリセン環の配列に大きな違いが見られた。ブチル体ではπ重なりが見られなかったのに対し、ペンチル体とヘキシル体ではπ重なりが見られた。この違いが固体光物性に違いにつながったと考察された。24年度が最終年度であるため、記入しない。特定の位置にアルキル基が修飾されたテトラセン分子の固体状態の光物性と構造との相関関係を調べるために、2,3位にジアルキル基を有するテトラセンの詳細な調査を行った。1,4-アントラキノンと3,4-ジアルキルチオフェンジオキサイドとのDiels-Alder反応により、前駆体のテトラセンキノンを得た。テトラセンキノンからテトラセンへの変換において、THF-メタノール中水素化ホウ素ナトリウムを用いてヒドリド還元を行い続けて塩化スズ(II)塩酸溶液を続けて加えることにより、副生成物の発生なしに2,3-ジアルキルテトラセンが高収率で合成できることを見出した。ブチル体においてX線結晶構造解析に成功し、二つのブチル基はジグザグ平面を形成することおよび一つのブチル基はテトラセン平面と共平面であるがもう一つのブチル基はテトラセンと直交する配座をとることを見つけた。テトラセン部位はヘリンボンに似た二次元配列をとることもわかった。粉末X線回折測定からアルキル基が短いものは結晶性であるのに対し、アルキル基が長いものは非晶性部分が増えていくことが示唆された。時間分解マイクロ分光法から光伝導特性を調査した。アルキル基が長くなるにつれて電荷キャリヤ移動度の上昇が見られ、テトラセン部分の重なりが良い実験結果が得られた。このことからアルキル基が長くなるにつれてアルキル部位の乱れ構造が増えると予想されるがテトラセン部分の配列が良くなることが予想された。また、キャリヤ寿命に関してもアルキル鎖が長い方が寿命が長いことがわかり、アルキル鎖が長い方が構造の欠陥が少ないことが示唆された。初年度の研究成果であるが、学会発表および論文が複数発表されているため。

テトラセンの固体状態の光物性に対する置換基効果をの調査をさらに進めるため、アルキル置換体の追加、骨格の異なる拡張クリセン誘導体の合成について検討を行う。X線結晶構造解析が不可能な固体については粉末X線回折測定から分子配列に関する情報を取得するように努める。
日本の篆刻に関する実証的研究―歴史・技法・鑑賞の研究から科学的解明を目指して―

本研究では、日本における篆刻や印章の研究、篆刻家や印譜の、広い視野に立った体系的な研究を目指している。篆刻・篆刻家・印章の研究である。これまで日本や中国における印章や篆刻家に興味を持ち、それへの史的考察や作品研究をテーマに据え論考を発表した。全国の関連の研究機関・個人収蔵の篆刻や印章における関係資料の調査・研究をし、基礎となる資料をデーター化し、その内容の分析と研究を行ってきた。そのために、基礎研究を更に充実させるとともに、実証的に体系化をはかる。全国の関連の研究機関・個人収蔵の篆刻や印章における関係資料の調査・研究をし、基礎となる資料をデーター化し、その内容の分析と研究を行った。今年度は、京都・東京・山口・滋賀等を中心とした。実施した研究により、基礎データを充実させることができ、同研究に役立つものとなった。山田寒山・正平、木村竹香の事績や作品鑑賞の研究、それへの史的考察をテーマに据え論考を発表した。更に、日本篆刻の歴史に関する和文英訳を行い、篆刻に関する和文英訳の課題と展望に関して研究し論考を発表した。篆刻・印章の研究は、中国の篆刻・印章の研究が必要で、両国のそれの比較・検討が大切である。今回、中国(台湾)研修では、国立故宮博物院や・中央研究院語言研究所などで、篆刻・書画の関係資料の調査をし、中国と日本の比較・検討ができ、より研究を深められた。今後は、これまでの基礎研究を踏まえつつ、その歴史・技法・鑑賞の実証的・科学的解明を行いたい。具体的には、日本全国の関係諸機関の調査・研究を広く・深く、可能な限り進めたい。本研究課題は、おおむね順調に進められている。本研究は、日本の篆刻や印章の歴史的、文化史的そして科学的な解明を目的としている。総括的には日本の印学の体系化を目指す。そのため、基礎研究を踏まえつつ、具体的には、歴史・技法・鑑賞の実証的・科学的解明を行う。本研究で扱うテーマの多くは、書学においても書道史においても、今日的課題であり、長い伝統を持つ篆刻・印章という芸術を、今日的視点から捉え直す。これまで、関連する全国の諸機関・個人の収蔵する篆刻や印章と関係資料の調査・研究をし、基礎となる文献・資料を丁寧にデーター化し、その内容理解と分析、作品研究などを行ってきている。今後篆刻や印章の基礎研究を更に充実させ、実証的・総合的・科学的に本研究を進め、研究をより充実させたく考えている。今後の研究は、これまでの基礎研究を踏まえつつ、発展的にその歴史・技法・鑑賞の実証的・科学的解明を行う。具体的には、以下の諸機関の中から、適宜重要な地域を選び、調査・研究を進めたい。本務校の熊本大学と、関連機関である永青文庫、東京荻窪在住の山田家の子孫、長崎市在住の小曽家の子孫、京都市在住の園田家の子孫、京都市在住の秦家の子孫等に伝わる篆刻・印章、そして東京都の藤山商事株式会社に収蔵する文献・資料の調査・研究などである。更に、東京国立博物館、大東急記念文庫、池大雅美術館、新潟県立図書館、早稲田大学、山梨県立図書館、会津八一記念館、大阪府立中之島図書館、和泉市久保惣記念美術館、長崎市立博物館等である。今後発展的に、その他、日本各地の書道や篆刻、そして関連の芸術・歴史機関を訪れ、より広く詳細な調査をする。つまり、全国の関連の研究機関・個人収蔵の篆刻・書道・芸術における関係資料の調査・研究をし、基礎となる資料をデーター化し、その内容の分析と研究を深める。

今後は、これまでの基礎研究を踏まえつつ、その歴史・技法・鑑賞の実証的・科学的解明を行いたい。具体的には、日本全国の関係諸機関の調査・研究を広く・深く、可能な限り進めたい。本研究課題は、おおむね順調に進められている。本研究は、日本の篆刻や印章の歴史的、文化史的そして科学的な解明を目的としている。総括的には日本の印学の体系化を目指す。そのため、基礎研究を踏まえつつ、具体的には、歴史・技法・鑑賞の実証的・科学的解明を行う。本研究で扱うテーマの多くは、書学においても書道史においても、今日的課題であり、長い伝統を持つ篆刻・印章という芸術を、今日的視点から捉え直す。これまで、関連する全国の諸機関・個人の収蔵する篆刻や印章と関係資料の調査・研究をし、基礎となる文献・資料を丁寧にデーター化し、その内容理解と分析、作品研究などを行ってきている。今後篆刻や印章の基礎研究を更に充実させ、実証的・総合的・科学的に本研究を進め、研究をより充実させたく考えている。今後の研究は、これまでの基礎研究を踏まえつつ、発展的にその歴史・技法・鑑賞の実証的・科学的解明を行う。具体的には、以下の諸機関の中から、適宜重要な地域を選び、調査・研究を進めたい。本務校の熊本大学と、関連機関である永青文庫、東京荻窪在住の山田家の子孫、長崎市在住の小曽家の子孫、京都市在住の園田家の子孫、京都市在住の秦家の子孫等に伝わる篆刻・印章、そして東京都の藤山商事株式会社に収蔵する文献・資料の調査・研究などである。更に、東京国立博物館、大東急記念文庫、池大雅美術館、新潟県立図書館、早稲田大学、山梨県立図書館、会津八一記念館、大阪府立中之島図書館、和泉市久保惣記念美術館、長崎市立博物館等である。今後発展的に、その他、日本各地の書道や篆刻、そして関連の芸術・歴史機関を訪れ、より広く詳細な調査をする。つまり、全国の関連の研究機関・個人収蔵の篆刻・書道・芸術における関係資料の調査・研究をし、基礎となる資料をデーター化し、その内容の分析と研究を深める。次年度にフイルドワークを、多く行いたいため、次年度使用をお願いしたく思います。また、2年目として、必要物品の購入をしたく予定しております。
非加法的測度による積分を用いた数理モデルの構築とデータ解析への応用

3年間の研究期間において、非加法的測度による非線形積分である包除積分を用いた数理モデルの構築とデータ解析への応用に関する成果を得た。数理モデルの構築手法と構築したモデル式が記述している目的変数の決定プロセスの解釈手法を提案した。また、包除積分が単調性を持つための測度や積分に用いるinteraction operatorが満たすべき十分条件を与えた。さらに、非線形積分が決定する関数空間の線形性と位相的性質の考察を行った。積分の定義の一般化に関しても部分的な非離散化に成功した。研究代表者は2010年に包除積分という非加法的測度による積分の新しいクラスを導入した。このクラスはルベーグ積分や、非加法的測度による積分として最もよく知られているショケ積分を含む自由度の高いクラスである。非加法的測度による積分を通した非加法的測度空間論の構築と、この積分の応用としてデータ解析手法を考案することが本研究の目的である。本研究費のお蔭で初年度からいくつかの研究成果を得ることができた。国際会議と国内研究会で発表した成果の他に、投稿中の論文や未だ論文の形になっていない研究成果がいくつかある。ここでは、国際会議、及び研究集会にて発表した成果の概要を述べる。1.積分が非負性、単調性を満たすための多項演算の十分条件、及び、優加法性、劣加法性を満たすための多項演算の十分条件を示した。包除積分は自由度が高く記述性に富む一方で、積分の同定のためには非加法的測度と多項演算を定める必要があり、どのように決定するかが課題であった。この課題の解決に一歩踏み出したといえる。2.非加法的測度による積分の性質を明らかにするため、ショケ積分に基づくLp空間、及び双対Lp空間の線形性と位相的な性質を考察した。特に、Lp空間が線形であること、及び、双対Lp空間が完備距離空間であることを証明した。3.非加法的測度の応用として、CGアニメーションの動作作成を対象とした研究に着手した。当該年度は種々の歩行動作と48個の形容詞の間の印象についてアンケート調査を行い、CGアニメーションの歩行動作に対して形容詞を用いて直感的に調整可能な入力インターフェースの構築を行った。複数の被験者を対象にユーザビリティテストを行い、従来手法よりも短時間で目標動作を作成することができることを確認し、この結論の妥当性を統計的に示した。非加法的測度論の理論研究と非加法的測度を用いた具体的なデータ解析手法の構築、及び、実際の問題を対象にした提案手法の有効性の検証という3つの研究について成果を相互に作用しながら研究を進捗させ、それぞれ成果発表をすることができた。理論研究は国内研究会4件、及び国際会議1件(予定)、データ解析手法構築は国内研究会3件、国際会議2件の発表を行うことができ、それぞれ、予定通りに順調に成果をあげることができた。実データ解析に関しては、当初、疾病の検査データから進行度の予測モデルの構築することを目標としていたが、都合により医療データの利用ができなくなったため、CGアニメーションの主観評価の研究をより拡大することにした。予定していたアニメーションの評価に加え、直感的な動作生成インターフェースのための数理モデルの構築を目指し、データ収集やインターフェースの構築を行い、国内研究集会1件、国際会議1件(予定)と順調に進捗している。本助成により28年度は多くの研究成果を得ることができた。まず、2本の論文を出版した。内容は以下の通りである。1.本研究計画により提案する非加法的な積分である包除積分の定義と基本的性質について理論を整備した。またこの積分をデータ解析に用いる際の数理モデル構築手法についての具体例を示した。これらは本研究計画の今後の発展の基盤となる研究成果である。2.包除積分の応用研究については、人間の主観的評価のような通常の重回帰分析等の既存モデルでは表現できない複雑な事象の記述において威力を発揮すると考えている。ここでは、オノマトペの音印象を包除積分モデルによって表現する。人間の主観データについて被験者の負担の少ないアンケート法を提案し、負担が大幅に軽減されること、既存のアンケート手法と同程度の正確なデータが収集できることを実験で検証した。次に、3件の国際会議発表を行った。1.非加法的積分によりLp空間を定義しこれらの空間の距離構造と線形性を明らかにした。2.包除積分を用いた数理モデル構築についてさらに発展し具体的なパラメータ決定手法を提案した。主観評価に関するオープンアクセスデータを用いて、既存手法との比較し有効性の検証を行った。3.コンピュータグラフィックスのアニメーション作成インターフェースとして形容詞を用いた主観的な入力方法を提案した。実際に動作生成入力システムを作成し動作情報を直接入力する方法との比較実験を行った。入力データの統合関数として包除積分を利用した。他に、7件の口頭発表を行った。これらの成果は次年度に論文としてまとめる予定である。この他に国際共同研究を実施し現在2件の論文を国際会議に投稿中である。本助成金のお蔭で、課題の当初の計画、及び計画以上の研究成果を得ることができた。研究発表の雑誌論文リストで挙げた論文の概要は以下の通りである。1.本論文では包除積分の考え方を応用したaggregation functionを定義し基本的な性質を調べた。ここで導入したaggregation functionは扱いやすく自由度の高いものであり、今後の精密な解析と様々な分野への応用が期待される。

3.包除積分と同様、非加法的な測度による非線形積分の1つである菅野積分を用いて定義されるL1関数空間について考察したものである。この空間が準距離構造を持つ線形空間であること、一般には必ずしも位相空間とはならないことを示し、この空間の最大の線形部分空間の明確な特徴づけを行った。本成果は非線形積分により導入されるLp空間の解明の第一歩であり、今後さらなる研究を進めていきたい。4.1の論文をさらに発展させた研究成果である。包除積分に基づくAggregation functionについて、OWA演算との関連性に重点をおいた特徴づけ、特にinteraction operatorの性質に起因する演算の振る舞いを解析し、全体集合が2点集合の場合のグラフを用いて振る舞いの可視化を行った。この研究をさらに発展させ一般の場合の演算の振る舞いについて直観的な理解を深めながら解析と進めたい。上記の他に、包除積分が単調性を満たすための十分条件を与え、さらにこれまで包除積分ははもっぱら有限集合上の関数の積分についての議論であったが、ようやく非離散的な関数の積分に一般化することに成功しこれについての学会発表を行った。これら成果については現在論文にまとめたものを学術雑誌に投稿中である。3年間の研究期間において、非加法的測度による非線形積分である包除積分を用いた数理モデルの構築とデータ解析への応用に関する成果を得た。数理モデルの構築手法と構築したモデル式が記述している目的変数の決定プロセスの解釈手法を提案した。また、包除積分が単調性を持つための測度や積分に用いるinteraction operatorが満たすべき十分条件を与えた。さらに、非線形積分が決定する関数空間の線形性と位相的性質の考察を行った。積分の定義の一般化に関しても部分的な非離散化に成功した。引き続き、計画通りに研究を行う。1.包除積分で用いる多項演算にパラメトリックt-ノルムを利用し、包除積分の自由度が高さを保存し、なおかつ扱いやすい積分のクラスを導入する。2016年度には多項関数t-ノルムのパラメータと非加法的測度の決定方法、及び実現可能な具体的アルゴリズムを考案する。2.ショケ積分に基づくLp空間、及び双対Lp空間の線形性と位相的な性質についてさらに詳しく解析を行う。特に、Lp空間が準距離空間となるための必要十分条件を明らかにすることが2016年度の目標である。3.CGアニメーションの動作作成インターフェースの改良を行う。主観評価モデルに関しては数理モデルに関する2015年度の成果を取り入れ改良する。より多数の直感的な印象を反映したインターフェースを構築するため、多くの被験者に対してアンケート調査とユーザビリティテストを行う予定である。申請時の研究計画にそって研究を推進する他、次の問題を研究課題に加える。1.全体集合を非離散的な集合とした場合に拡張し、定義と基本性質を整備する。2.提案した本積分を利用した数理モデルの構築手法をさらに発展させ他の既存手法とぅ見合わせた、より精度の高いモデル構築手法を考案し、複数の実データを用いて既存手法との比較を行う。
ニューラルエージェントを用いた発生的計算による原日本語助詞の発生シミュレーション

1モデルの設定(1)主な計算機アルゴリズムを評価検討した。結果、従来の言語獲得・言語発達の計算機モデルに、いくつかの言語学的欠陥を確認した。同時に、ニューラルネットワークに拘らない計算モデル考案の必要性を確認した。2新モデルのための理論的及び計量的な予備考察(2)従来モデルにおける言語学的欠陥を補いうる、動態系言語モデルの可能性について、認知言語学の知見を中心に考察した。(3)ドイツ語及びフランス語のジップ則(Zipfs Law)に関わる研究論文の翻訳化を完成した。(4)既存データベース(源氏物語他)に特定のマイニングを実行し、ジップ則検証のための計量計算可能なデータベースを構築した。3計算機実験(5)多数の古日本語データベース等について、ジップ則の検証計算を実行した。(6)上記の計算結果をもとに、ジップ則成立に関わるパラメタを計量した。(7)人工語彙をモンテカルロ法により発生させ、多数の計算機実験を実行した。(8)同上の実験結果データについて、各々のジップ則の検証計算を実行し、ジップ則成立に関わるパラメタを計量した。4データ解析と考察(9)同上のジップ則に関わる実験結果、及び、モンテカルロ法による人工語彙の発生計算とによって、新モデル設定に必要なパラメタに関する具体的なヒューリスティクスを得た。5モデルの修正(10)新モデル(ジップ則を評価関数とするモンテカルロ法シンボル発生計算による記号系発生モデル)の概念図とプランを完成した。主として以下の4種のトピック(IIV)について、理論を整理し、多数の計算機実験を行なった。現在、各トピックの関連学会(国際学会を含む)での口頭発表をそれぞれ準備している。I系進化ではなく系発生を観察でき、かつ、より少ない誘導性によってシンボル計算できるアルゴリズムを設計することについて。II文法系(動的な発展生成系としての)を記述するために、諸々の言語実体(linguistic entities)と各要素間の諸関係を、主として認知類型言語学の知見を踏まえてモデリングすること、また、論証課題としての諸仮説を設定することについて。・第2回認知言語学フォーラムにて研究成果(「格関係はなぜ接続関係へと進化するのか」)をすでに公開している。この発表を含め、2種の基盤認知スキーマを考案し、文法系の発生をより単純に記述することを試みている。III系として自己組織化するプロセス、及び組織化後における系の安定/不安定性を観察できる創発モデルとその理論(仮説)を、言語記号系において設定することについて。・Zipf則とその関連研究を整理し、系の自己組織化現象における構成素の挙動を多数の計算機実験によって計量し、上述の創発理論モデルヘの手掛かりを得た。IV自然言語記号系の系統発生と個体発生について、既存のデータベースをもとに、計算機実験することについて。・『源氏物語』全編について、単語分かち書きローマ字データベース処理を施した後、Zipf則を計算した。また、系統発生プロセスのヒューリスティクスとして、個体発生レベルで観察される幼児の言語獲得に関わる先業データをもとに、計算機実験を行なっている。注:( )内の数字は、平成12年度研究実施計画(「平成12年度交付申請書」)に対応している。1モデルの設定(1)→平成11年度に引き続き、他の作業に平行して、主な計算機アルゴリズムを評価検討した。結果、従来の言語獲得・言語発達の計算機モデルに、いくつかの重大な言語学的欠陥の可能性を確認した.現在、議論を整理中.(2)→新モデルの概念図を完成した。現在,計算機へのプロットに設定するパラメタ同定実験を継続中。(2)→ドイツ語及びフランス語の重要文献の翻訳化を完成した。他の作業と平行して、これらの各議論についての詳細な考察を継続中。(4)→データベースを構築し、十分なマイニングを完了した。次いで、各データベースについて、多数のZipf則計算を実行した。結果、新モデル設定パラメタに関する具体的かつ重要なヒューリスティクスを得た。2計算機実験(5)→人工語彙をモンテカルロ法により発生させ、多数の計算機実験を実行した。

結果、新モデル設定パラメタに関する具体的かつ重要なヒューリスティクスを得、さらに、言語の個体発生(個体における言語系の獲得)に関する新たな課題を見いだした。3データ解析と考察(6)→人工語彙をモンテカルロ法により発生させ、多数の計算機実験を実行した。結果、新モデル設定パラメタに関する具体的かつ重要なヒューリスティクスを得、さらに、言語の系統発生(個別言語系の発生)に関する多くの課題を見いだした。4モデルの修正(7)→次年度以降への持ち越し課題となった。5研究目的(発生的計算によって助詞類の発現を同定する)の達成(8)→次年度以降への持ち越し課題となった。
ミカン搾汁残渣の有効利用による環境浄化システムの開発

バイオマス廃棄物であるミカンジュースの搾り糟そのもの、あるいはその主要な構成成分であるペクチン酸を利用した重金属の吸着剤を調製し、その性能の評価を行い、以下の成果を得た。1)ミカンジュースの搾り糟そのものを原料とした吸着剤の調製の鉛イオンの吸着・除去吸着剤の調製は以下のように行った。すなわち乾燥させたミカンジュース搾り糟をまずエタノールで洗浄して油分などアルコール可溶成分を除去した後、苛性ソーダのアセトン溶液で一部がメチルエステルとなっているペクチンを加水分解してペクチン酸とした。これをエピクロロヒドリンで架橋した後、水で洗浄して水可溶分を除去し、さらに真空乾燥させて実験に供した。鉛と亜鉛の吸着をバッチ法、ならびにカラム法により行った。以前行ったペクチン酸より調製した吸着ゲルには及ばないが、市販の弱酸性陽イオン交換樹脂と比較して鉛を遥かに強力に吸着した。また亜鉛に対しての選択性もより優れていた。この吸着剤を充填したカラムにそれぞれ100ppmの亜鉛と鉛を含む溶液を通液して両者の分離を行ったところ、良好な分離が達成され、このようなバイオマス廃棄物を利用した吸着剤が鉛の除去のために有効であることを明らかにした。2)ペクチン酸の吸着剤による砒素の吸着・除去以前調製法を報告した架橋ペクチン酸にまず第2鉄イオンを担持させ、この鉄イオンに5日の砒素の吸着を試みた。その結果、低pH領域では砒素の吸着剤として市販されている吸着剤よりも2倍以上の吸着能の発現が見られた。
ナイミーヘン症原因遺伝子産物と複合体形成するMRE11によるテロメア構造維持

毛細血管拡張性失調症(AT)とその亜系であるナイミーヘン症候群(NBS)は常染色体性劣性の遺伝性疾患であり、染色体異常、多発がん家系となることが知られており、それぞれ原因遺伝子が、ATM、NBSであることが判明している。また、毛細血管拡張性失調症類似症(ATLD)の患者由来の細胞はAT,NBS由来の細胞と大変類似した表現型を持つことが知られており、原因遺伝子がMRE11であることが判明した。高頻度に相同組み換えをおこすトリB細胞、DT40を用いてこのMre11の欠損細胞を樹立し、その機能を解析した。Mre11は細胞の増殖に必須であり、その欠損により致死となる際に染色体に断裂、中心体の過分裂が観察された。さらに、Mre11欠損により放射性感受性が高くなり、相同DNA組み換え頻度が減少することを観察した。従ってMre11は相同DNA組み換え機構に重要な役割を持ち、組み換え修復による染色体維持機構に大きく寄与することにより有糸分裂に必須となることが示唆された。また、Mre11欠損細胞ではテロメアのG-strand overhangが正常細胞に比べて長くなる傾向が観察されたため、テロメア構造の維持にもMre11の関与する相同DNA組み換え機構が関与している可能性が示唆された。毛細血管拡張失調症(AT)とその亜系であるナイミーヘン症候群(NBS)は常染色体性劣性の遺伝子疾患であり、染色体異常、多発がん家系となることが知られており、それぞれ原因遺伝子が、ATM、NBSであることが判明している。また、最近新たな毛細血管拡張性失調症類似症(ATLD)の原因遺伝子がMRE11であることが判明した。これらの患者から樹立された細胞は大変類似した表現型を持つことが知られている。高頻度に相同組み換えをおこすトリB細胞、DT40を用いて樹立したMRE11欠損細胞を用いて、これらの機能を解析した。Mre11は細胞の増殖に必須であり、その欠損により致死となる際に染色体に断裂が観察されることによりゲノム・インテグリティーを保持するのに必要であると考えられた。さらに、我々は相同DNA組み換え機構が亢進しているDT40細胞を用いることによりMre11が非相同DNA組み換えよりもむしろ相同DNA組み換え機構に重要な役割を持ち、その欠損により染色体断裂が起きることを示した。このことにより、NBS,ATLDで観察される染色体不安定性は修復異常が原因の一つであるという可能性を示唆した。また、MRE11欠損細胞ではテロメアのG-strand overhangが正常細胞に比べて長くなる傾向が観察されたため、テロメア構造の維持にもMRE11の関与する相同DNA組み換え機構が関与している可能性が示唆された。ATM,NBS,ATLD細胞でテロメア構造の変化が観察されるかが興味を持たれる。また、MRE11がどのように染色体維持機構に関わるかを解明するため生化学的解析も重要である。

また、Mre11欠損細胞ではテロメアのG-strand overhangが正常細胞に比べて長くなる傾向が観察されたため、テロメア構造の維持にもMre11の関与する相同DNA組み換え機構が関与している可能性が示唆された。
唾液腺細胞におけるインスリンのシグナル伝達機構の解明

インスリンの多種多様な作用は,インスリン分子が標的細胞の細胞表面に存在するレセプターと特異的に結合することにより情報が伝達される。最近Whiteらは,CHO細胞において急速にリン酸化をうける基質の存在を見い出し,IRS-1と命名した。彼らはIRS-1のチロシン残基がリン酸化された後、次のシグナル伝達の結合SH2含有蛋白質群と結合することを提唱している。これまで,インスリンレセプターには,これらのSH2部位を有するシグナル伝達の結合はなかなか証明できなかったが,近年,PI3KがIRS-1に結合することが明らかにされた。本研究では,IRS-1にPI3K以外のSH2含有蛋白質も結合する可能性があるとの仮説をたて,3種類のSH2含有蛋白質(PI3K,GAP,PLCγ)の抗体を用いて,すでにインスリンによる増殖を確認したマウスの唾液腺実験系でのSH2含有蛋白質の発現を追及した。実験系はインスリンをマウスの筋肉内に反復投与し,耳下腺組織の細胞分画分を分離した。細胞分画分を,IRS-1抗体にて免疫沈降させ,Westernblotにて抗PI3K,抗GAP,抗PLCγの各種抗体との反応を調べた。その結果,インスリンレセプターと同時にPI3K,GAP,PLCγのそれぞれの抗体と反応するバンドを検出した。また,抗フォスフォチロシン抗体も,先のバンドに特異的な反応を呈した。それぞれの特異的に反応した部位を比較検討した結果,インスリン投与の時間の経過と共に3種のSH2含有蛋白質は増加傾向を示した。以上の結果から,既にインスリンによる増殖を確認した実験系で耳下腺細胞を用い、IRS-1と結合するSH2含有蛋白質には、PI3Kの他に,GAPとPLCγがあることを確認され,新しいインスリンの情報伝達経路を見い出した。これらの新しい情報伝達経路は耳下腺細胞の細胞増殖などに影響を与えることが示唆された。
歯牙硬組織の病的石灰化の発現機構に関する研究

歯胚の外傷により生じる歯牙硬組織の形成不全の発現機構や外傷の時期と硬組織形成障害との関連を把握するために、ラットの異なった発育段階の臼歯歯胚に穿刺による器械的外傷を与え、経日的変化と障害の程度や部位を光顕的及び走査電顕的に追求し、次の結果を得た。生後1日の硬組織が形成されていない時期の外傷では、顕著なエナメル質減形成が限局性に出現し、走査電顕的にも一部でエナメル質の実質欠損が観察された。象牙質では不規則象牙質形成されたが、徐々に正常な象牙質が形成された。生後3日の外傷では一部に外傷以前に形成された硬組織が存在するが、エナメル質減形成や不規則象牙質の形成がみられた。走査電顕的には一部の咬頭の形態不整とエナメル質減形成がみられた。生後5日、7日の基質形成期の外傷では、障害は複数咬頭に及び、外傷部から離れた歯頸部側にもエナメル質と象牙質の形成障害が生じた。走査電顕的にもエナメル質表面は粗造であった。この時期には歯冠の遠心転位や骨性癒着を伴う萌出障害もみられたことから、エナメル基質形成期の外傷では、外力が歯冠全体に応力として働き、ことに歯頸部側に集中し、障害を及ぼすと考えられた。象牙質では象牙芽細胞の象牙質からの剥離が生じ、予後に細胞封入を伴う不規則象牙質の形成や肥厚が出現した。生後10日の外傷では障害は比較的軽度であるが、歯頸部側には類似の硬組織形成不全が多く出現した。またエナメル質も一部で基質の残存が多くみられ、石灰化不全も伺われた。以上の結果から外傷の時期により歯牙硬組織形成障害の程度や部位は異なることが示唆された。病的石灰化の発現を追求する目的で、ラット臼歯歯胚を用い、歯科用ファイルで穿刺による器械的外傷を与え、歯牙硬組織の形成障害に関する実験的研究を行っている。平成7年度はとくに発育段階の異なる歯胚すなわちエナメル質形成開始直前、エナメル基質形成開始期、エナメル基質形成期、エナメル質石灰化期の4段階の歯胚にそれぞれ外傷を加え、その予後におけるエナメル芽細胞や象牙芽細胞などの損傷の状態や硬組織形成傷害の程度について光顕的並びに走査電顕的に比較検索した。その結果、エナメル質形成直前の時期の外傷においては、エナメル芽細胞や象牙芽細胞の傷害に伴い、エナメル質では限局性のエナメル質欠如が明瞭に出現した。一方、象牙質では一時的に不規則象牙質が形成されるが、象牙芽細胞の再生に伴い、徐々に正常な象牙質が形成された。エナメル基質形成期の外傷では、硬組織形成障害が広範囲に出現した。外傷以前に形成されていた一層の薄いエナメル質は存在するものの、外傷後にはエナメル質がほとんど形成されず、また象牙質でも外傷直後より象牙芽細胞の象牙質からの剥離が生じ、その部では長期にわたり不規則象牙質の形成が出現した。さらに外傷部位から離れた歯頸部側でもエナメル質や象牙質の形成障害が生じ、歯胚に加わった器械力による歪が原因と考えられた。エナメル質石灰化期における外傷では、エナメル質や象牙質の形成傷害は一見明瞭でないが、外傷部を中心に広範囲にエナメル質の石灰化不全がみられ、この時期の外傷はとくにエナメル質の石灰化に影響を与えることが伺われた。さらに、歯頚部側でもエナメル質や象牙質の形成不全が出現し、ときに骨性癒着、歯胚の捻転、萌出障害もみられた。

以上のことから、歯胚の外傷の時期によって、硬組織形成への影響が著しく異なることが明らかとなった。平成8年度は、これら硬組織形成障害の発現について、さらに詳細な検索を行う予定である。歯胚の外傷により生じる歯牙硬組織の形成不全の発現機構や外傷の時期と硬組織形成障害との関連を把握するために、ラットの異なった発育段階の臼歯歯胚に穿刺による器械的外傷を与え、経日的変化と障害の程度や部位を光顕的及び走査電顕的に追求し、次の結果を得た。生後1日の硬組織が形成されていない時期の外傷では、顕著なエナメル質減形成が限局性に出現し、走査電顕的にも一部でエナメル質の実質欠損が観察された。象牙質では不規則象牙質形成されたが、徐々に正常な象牙質が形成された。生後3日の外傷では一部に外傷以前に形成された硬組織が存在するが、エナメル質減形成や不規則象牙質の形成がみられた。走査電顕的には一部の咬頭の形態不整とエナメル質減形成がみられた。生後5日、7日の基質形成期の外傷では、障害は複数咬頭に及び、外傷部から離れた歯頸部側にもエナメル質と象牙質の形成障害が生じた。走査電顕的にもエナメル質表面は粗造であった。この時期には歯冠の遠心転位や骨性癒着を伴う萌出障害もみられたことから、エナメル基質形成期の外傷では、外力が歯冠全体に応力として働き、ことに歯頸部側に集中し、障害を及ぼすと考えられた。象牙質では象牙芽細胞の象牙質からの剥離が生じ、予後に細胞封入を伴う不規則象牙質の形成や肥厚が出現した。生後10日の外傷では障害は比較的軽度であるが、歯頸部側には類似の硬組織形成不全が多く出現した。またエナメル質も一部で基質の残存が多くみられ、石灰化不全も伺われた。以上の結果から外傷の時期により歯牙硬組織形成障害の程度や部位は異なることが示唆された。
新規分子シャペロンORP150を利用した遺伝子治療に関する実験的研究

血管新生は胎児発生における血管系の発育に中心的役割を果たすだけでなく、生後では損傷の治癒、慢性低潅流領域における側副血行路の発達、さらに腫瘍の増殖などにも関与する生体応答であるこの生体応答を構成するのは血管内皮細胞であり、低酸素環境下における血管内皮細胞の増殖が血管新生の本態である。血流を必要とする細胞は、低酸素環境下において、VEGF(Vascular endothelial cell growth factor)をはじめとする増殖因子を産生、これに対し血管内皮細胞は増殖因子に対する受容体を発現、低潅流領域に選択的な血管新生が成立する。従来より、低酸素環境における血管新生に関しては、腫瘍細胞をはじめとする血流要求細胞がVEGFを誘導するメカニズムのみが研究され、低酸素環境での細胞内輸送に関する研究は全くなされていなかった。本研究では、血管新生のきわめて盛んなヒトglioblastoma病理組織で、血管周囲でのORP150の発現とVEGFの発現パターンがきわめてよく一致することを見いだした。このことは、血流の相対的不足部位で、これらの小胞体分子シャペロンが腫瘍細胞からのVEGF分泌に深く関わることを示唆している。さらにアデノウイルスベクターを用いてORP150による遺伝子治療を行うことにより、強力な血管新生因子であるVEGFが低酸素環境で産生されるためには、ORP150を介する経路が必須であることを示し、将来的にはORP150の発現調節による血管新生のコントロール、ガン増殖・進行の抑止が可能であることを示した。低酸素により誘導される分子シャペロンORP150は小胞体に局在し蛋白の成熟に関与している。VEGFは血管新生に関わる蛋白であり小胞体を経由して分泌されることが知られており、癌細胞におけるVEGF蛋白の分泌とORP150との関わりは興味深い。すなわちVEGF蛋白の成熟過程にORP150が関わっていればアンチセンスORP150がVEGFの分泌を抑制し抗腫瘍効果を発揮することが期待される。そこでVEGFを産生する前立腺癌細胞株DU145にアンチセンスORP150を導入し、VEGF分泌能に対する影響、血管新生能、造腫瘍能に対する影響を検討した。ORP150とVEGFのin vitroにおける発現をWestern blot、およびELISAにて測定した。血管新生能はCAM assayにて評価し、造腫瘍能はヌードマウス背部皮下腫瘍移植モデルを用いて検討した。LacZ遺伝子、アンチセンスORP150遺伝子を組み込んだadenovirus vectorを用いて20MOl、24時間培養にてDU145細胞において100%の感染効率が得られた。この条件下にアンチセンスORP150を導入するとORP150の発現は約50%減少し、細胞培養液中に分泌されるVEGF量はコントロールベクター導入細胞の約50%に低下した。またアンチセンス導入細胞ではCAM assayにおいて血管新生能の低下傾向が認められた。さらにアンチセンス導入細胞をヌードマウス背部皮下に移植下した際の腫瘍増殖速度は明らかに遅延し、腫瘍形成率は約40%であった。以上よりアンチセンスORP150は前立腺癌細胞株DU145においてVEGFの分泌を抑制し造腫瘍能を低下させることが示され、癌遺伝子治療への応用の可能性が示唆された。血管新生は胎児発生における血管系の発育に中心的役割を果たすだけでなく、生後では損傷の治癒、慢性的潅流領域における側副血行路の発達、さらに腫瘍の増殖などにも関与する生体応答である。この生体応答を構成するのは血管内皮細胞であり、低酸素環境下における血管内皮細胞の増殖が血管新生の本能である。

本研究では、血管新生のきわめて盛んなヒトglioblastoma病理組織で、血管周囲でのORP150の発現とVEGFの発現パターンがきわめてよく一致することを見いだした。このことは、血流の相対的不足部位で、これらの小胞体分子シャペロンが腫瘍細胞からのVEGF分泌に深く関わることを示唆している。さらにアデノウイルスベクターを用いてORP150による遺伝子治療を行うことにより、強力な血管新生因子であるVEGFが低酸素環境で産生されるためには、ORP150を介する経路が必須であることを示し、将来的にはORP150の発現調節による血管新生コントロール、ガン増殖・進行の抑止が可能であることを示した。
解析的集合の特異点の幾何構造の研究

研究代表者は,ト-リック解消理論を更に精密な手法として,みがきをかけ,非退化な超曲面の研究のみならず,完全交差系のミルナ-束の決定,ゼ-タ-函教の決定を完全に組み合せ的情報のみを使って行なった。退化した平面曲線のト-リック理論による研究は2年前からパリ大のLe氏と始めたものであるが,その方向で,従来の平面曲線の理論が極めて統一的に理解できる事が示された。これらの結果は,イタリヤのピビ大学での特異点解消理論(5月末)で発表し,大変好評であった。8月末からイタリヤのトリエステで特異点論夏期大学に出席,ト-リック理論の一般論の解説をした。ヌザリスキ-の基本群の研究を実対称曲線の理論を使って,展開した。11末より約2ヵ月,スイスのバ-ゼル大学で,アカンポ教授と共同研究を行い,12月にはスペインでの代数幾何学国際会議で招待公演を行った。猶これら一連の仕事は講議録として,フランスの出版社より出版を予定している。藤田はアンプル束で,階数が多様体の次元を下らないものの構造を明らかにした。S.Phaseの方法で,剰余項をn→∞の時に一様評価した。これはFeynman積分にも応用がある。丹野は積分可能性を仮定しないで,CR構造をしらべ,ある種の(1.3)型不変量の存在を示した。大鹿はKlein群の変形空間の境界で幾何的構造を明らかにした。宍倉は複素力学系の極限集合の研究で,世界的に注目される成果を得た。1月中旬より、ブラジルでの国際集会に招待されている。原瀬は多変数有理函数を全て包む,刑式環の構造を研究し,良い結果を出した。二木はアインシュタイン計量と複素微分幾何学において,著しい結果を出し,現在ドイツのMax Plauck研究所に招待されて,滞在中です。
超小型内視顕微鏡を用いたバソプレシン受容体遺伝子欠損による神経疾患発症機構の解明

脳下垂体から分泌されるホルモンの一種アルギニンバソプレシン(arginine vasopressin: AVP)は、腎臓からの水の再吸収、概日リズムや社会行動に関わるホルモンである。AVPを感受する受容体には、V1aR、V1bR、V2Rがある。これらの受容体遺伝子を欠損したマウスはてんかん発作の強化や社会的行動の低下を示すが、その発症メカニズムは不明である。そこで申請者は、ATP・cAMP・グルコースなどの細胞内シグナル分子可視化センサーをマウスの神経細胞に導入し、生きたマウスの脳内を直接観察する超小型内視顕微鏡を用いて、これらの症状の原因を解明する。
抗FGF2アプタマーを用いた関節リウマチの病態制御

本研究は関節リウマチの病態形成に関わる線維芽細胞増殖因子FGF2に対するRNAアプタマーを創成し、発症機序解明と治療薬の開発を目的としている。申請者が作製した抗FGF2アプタマーはFGF2依存的なシグナルを強く遮断して、リウマチ関節炎モデルマウスを用いた投与試験で明らかな予防及び治癒効果を示す。GPI誘導関節炎モデルを用いて行った投与試験では病態形成後にアプタマーを投与した場合に於いても明らかな病態の軽減や早期の回復が確認された。さらにアプタマーの改変でより血清中安定性の高かった候補品の投与を行い、より薬効の高い候補の絞り込みを達成することが出来た。本研究ではFGF2タンパク質を特異的に認識するRNAアプタマーを開発し、FGF2が関節リウマチの病態形成や病態の維持にどのように影響しているかを生体内で詳細に解析することを目的としている。FGF2の過剰発現により、滑膜細胞から産生される破骨細胞形成抑制因子(OPG/ OCIF)が抑制される一方、骨芽細胞からのRANKLの発現が促進され、破骨細胞への分化が促進されることが示唆されている。これらの作用が関節リウマチの発症に関わっているなら、抗FGF2アプタマーをマウスモデルの発症前に投与することで、リウマチの発症を阻害するはずである。申請者はマウスGPI誘導関節炎モデルを用いアプタマーの投与試験を行った結果、関節リウマチの発症を強く抑制することが解った。しかしアプタマーは核酸を素材とするため、ヌクレアーゼにより体内で分解が起こっていることが予想される。実際天然のRNAはリボースの2'位が水酸基であるため、RNA分解酵素によって極めて短時間に分解され消失する。この分解を防ぐ為に、初年度はリボースの2'位をフッ素(F)化、デオキシ(H)化、メチル(OMet)化することを試みた。改変によりFGF2への結合を失うことが無い様、相互作用試験で確認しながら改変を進めた結果、血中の安定性が高い変異体を多数得ることに成功した。さらに、生細胞を用いたシグナル阻害試験でも、作製した改変アプタマーは強いFGF2阻害効果を示した。今後さらに改変を進め、より薬効の高い、副作用の少ないアプタマーを目指し創り込んで行きたい。また、改変した候補をマウスGPI誘導関節炎モデルを用いて検証する準備も進めている。本研究ではFGF2が関節リウマチに及ぼす影響を解析するために、RNAを素材とするタンパク質のアンタゴニストを作製している。しかし、天然のRNAはリボースの2'位が水酸基であるため、RNA分解酵素によって極めて短時間に分解され消失する。この分解を防ぐ為に、リボースの2'位をフッ素(F)化、デオキシ(H)化、メチル(OMet)化することが必要で、医薬として動態やコストを勘案して、候補アプタマーの全てのリボース2'位をOMetを優先しつつ、HやFに置換する作業を実施した。またヒト血清を用いて分解速度を計測するとともに、表面プラズモン共鳴法及び滑膜細胞を用いた活性評価試験でFGF2への阻害効果を再確認した。さらにヒト(や実験動物)での体内動態を向上させるためにアプタマーRNAの両端あるいは片端にポリエチレングリコール(PEG)やコレステロールの付加を検討した。その結果、これまでに作製したアプタマーと比較し、約10倍程度の安定性を確認することができた。今後、マウス関節炎モデルを用いた薬効評価を予定している。in vivoにおけるアプタマーの薬効試験はGPI誘導関節炎モデル及びCIA(Collagen-Induced Arthritis)モデルを用いて行う。予備試験として既に抗FGF2アプタマーを用いて治癒効果を解析しており、この結果病態形成後にアプタマーを投与した場合に於いても明らかな病態の軽減や早期の回復が確認された。アプタマーの改変でより血清中安定性の高かった候補品の投与を行い、より薬効の高い候補の絞り込みを行う。CIAモデルはコラーゲンを動物に免疫することで炎症が惹起されるモデルであり、同様に投与試験を行う。またその際、投与量や投与間隔、投与方法についても検討を行う。本研究では関節リウマチの病態形成に関わる線維芽細胞増殖因子FGF2に対するRNAアプタマーを創成し、発症機序解明と治療薬の開発を目的としている。線維芽細胞増殖因子(FGF; fibroblast growth factor)はヘパリン結合性増殖因子で、細胞増殖因子、血管新生因子、神経栄養因子として広い機能を有し、間葉系細胞、神経外胚葉細胞、内皮細胞を含む様々な種類の細胞の増殖を促進する。中でもFGF2は骨形成促進作用を有する一方で、高濃度に於いては骨吸収因子として機能することが明らかとなってきた。ヒトやマウスの関節リウマチはFGF2が強く発現していることが報告されており、1関節部位での血管新生、2滑膜細胞から産生される破骨細胞形成抑制因子(OPG/ OCIF)の発現抑制、3骨芽細胞からのRANKL(Receptor activator of nuclear factor kappa-B ligand)の発現促進、を通じて破骨細胞への分化を促進する可能性が示唆されている。本研究ではin vivoにおけるアプタマーの薬効試験、GPI誘導関節炎モデルを用いて行った。GPI誘導関節炎モデルで、アプタマーは免疫直後より腹腔内投与を隔日で行い、関節炎の発症及び病徴を非投与群と比較した。