hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
絨毛癌における癌抑制遺伝子HTF12の機能解析

HTF12遺伝子はヒト7番染色体7q11.2に存在し、3つのスプライス変異によるcDNAが存在する。絨毛癌においてこの領域がホモ欠失であることから、絨毛癌化への関与を調べた。発現に特徴的な配列が有るのかどうか検討を行ったが、プロモーター配列に特異的な配列は見つからなかった。絨毛癌の摘出組織での発現解析は困難なため、正常絨毛における発現について発現部位を確認した。In situハイブリダイゼーション法にて合胞体化した栄養膜細胞で発現が認められた。合胞体化していない絨毛細胞では発現が認められなかった。このため、HTF12遺伝子は合胞体化に関わる遺伝子であることが推定された。さらに絨毛細胞を合胞体化させる化学物質であるフォルスコリンを添加した場合、明らかに合胞体化が促進され、合胞体細胞におけるHTF12の発現が増強された。このためフォルスコリンはHTF12を介して作用していることが示唆された。これまでに得られた奇胎組織ではHTF12領域の欠失は認められず、HTF12の発現も消失していなかった。HTF12は絨毛が奇胎化水腫化するレベルに作用するのではなく、発現消失することによって発癌のレベルで癌化に関与することが示唆された。また、胞状奇胎は嚢胞化した絨毛154例のうち、肉眼的に全奇胎は68例で、他に部分奇胎は、顕微鏡的奇胎が含まれていた。しかしながら多型を用いた解析では、120例が雄核発生であることが判明し、遺伝子診断による診断が今後、肉眼診断にとってかわれることを予見させる結果となった。これまで全奇胎以外からの癌化の症例について、再検討を行う必要性が確認された。多型解析により、これまで日本人に大きな多型解析のデータが無かったが、日本人の多型の分布が確認された。血液と奇胎組織の間で分泌に大きな偏りはなかった。絨毛癌においてホモ欠失が観察されたヒト7番染色体長腕7q11.21領域に局在が確認されたクローン6-8HTF(human teratoma factor)12遺伝子は選択的スプライシングによるcDNA3つが存在する。このうち、最初に単離されたHTF12-2は絨毛癌細胞株へ導入すると細胞が合胞体化を示し、増殖、造腫瘍性が抑制された。このことからHTF12-2遺伝子絨毛癌の癌抑制遺伝子であることが推定された。cDNAライブラリースクリーニングによりサイズの異なるスプライシング変異が同定された。HTF12-1,2,3それぞれ、完全長cDNAを単離し、絨毛癌細胞CC1へそれぞれ導入した。トランスフェクタントの細胞形態、細胞増殖特性及び造腫瘍性を評価した。スプライシング変異の違いはドメインの個数の違いによる。前半部分のKRAVドメインと後半にC2H2を含む、Znフィンガードメインを持つが、主に後半部分が異なる。いずれも導入した細胞は合胞体化を示した。このHTF12遺伝子のKRAV-Znフィンガー構造を有する遺伝子は19番染色体などでクラスターを形成して存在することもわかった。そのため、7番のこの領域のHTF12についてHTF12特異的オリゴプローブによるin situハイブリダイゼーション法を行った。正常絨毛組織では、合胞体細胞での発現が確認され、細胞性絨毛細胞での発現は弱かった。

絨毛外絨毛膜細胞、中間型細胞でも発現が認められ、合胞体化に加え、浸潤能にも関与している可能性が示唆された。HTF12遺伝子の発現状況確認のため、正常絨毛・流産絨毛及び胞状奇胎のサンプル収集を行った。収集された胞状奇胎のサンプル数は154例におよび、STRを用いた多型解析によりその由来を解析した。母胎血液より得られたDNAと奇胎組織より得られたDNAを用いて8ローカスの多型部位での繰り返し配列の個数の比較により、母体組織由来の成分の有無を判定した。母体に由来しないアリルによってのみ構成される雄核発生に由来する奇胎は120例に及び、これまで肉眼的に水腫化した嚢胞の大きさによって診断されていた診断基準が遺伝的な解析と適合しないことが判明した。つまり、大きさにより奇胎でないと肉眼的に判断された44サンプルのうち、実に26例が雄核発生を示した。分子生物学的に正常絨毛、流産絨毛、部分奇胎、全奇胎の分類を改めて行った。これまで、肉眼的な分類での検討のため、例外的な発現状況を示していた可能性もあるため、それぞれの群間であらためてHTF12領域の欠失について検討を行った。この結果、正常絨毛・流産絨毛・部分奇胎、全奇胎ではHTF12遺伝子に欠失は認められなかった。HTF12のホモ欠失は、絨毛癌に認められることになり、HTF12遺伝子は絨毛が奇胎化することとは関係なく、絨毛、奇胎に関係なく直接的により癌化、悪性化に関与するものであることが示唆された。このため、これまで全奇胎は高率に癌化すると考えられていたが、正常妊娠からの絨毛癌発生も少なくないことを含めて考えると直接癌化に導く遺伝子の存在が考えられてきたので、この結果は納得のいく結果と思われる。
非アルコール性脂肪性肝疾患を背景にした肝癌研究（新規モデルの作成および化学予防）

原発性肝がんの約90%を肝細胞癌が占め、その多くはB型およびC型肝炎ウイルスによるものである。近年、ウイルス性肝炎のない非B非C肝癌が増加しており、NASH由来の肝細胞癌が原因と考えらえている。NAFLD/NASHの病態は未だ不明な部分も多く、NASH由来の肝細胞癌についても同様である。我々はこれまでにNASHのマウスモデルを用いて、NASHの薬物治療について検討を行ってきた。近年、ウイルス性肝炎のない非B非C肝癌が増加しており、この背景にはNAFLDの増加が原因と考えらえており、その対応が急務である。非臨床試験における肝癌研究では、肝化学発癌剤であるジエチルニトロサミン(DEN:Diethylnitrosamine)が頻用されている。予備検討により、生後2週でDEN25mg/kgを腹腔内投与し、生後4週より食餌負荷、生後24週で評価を行い、肝発癌を認めた。しかしながら、生後2週のマウスを確保することの困難さがあり、予定していたプロトコールを断念せざるをえなかった。現在、B6C3F1マウス(C57BL/6J 3 C3H/HeJ hybrid)を用いて、DENを生後6,7,8,10,11,12週に45mg/kg投与し、生後5週よりALMLN食を負荷するプロトコールに変更し、研究を進めている。同モデルはChenら(The Journal of nutrition、2016)のプロコールをAMLN食に置換したものであり、生後2週のマウスを入手する必要なく、発癌マウスを作成可能である。予備検討を行い、Chenらのプロトコールで、B6C3F1マウスにDENを投与し、AMLN食を負荷することで肝発癌が肉眼的に認められたことを確認した。今後は、B6C3F1マウスにDENを生後6,7,8,10,11,12週で投与し、生後5週よりAMLN食を負荷することで、NAFLD/NASHを背景としたNASH肝癌モデルを作成する。同モデルに既存の治療薬を用いて非B非C肝癌の化学予防について検討する。中でも糖尿病治療薬であるメトホルミンやDPP4阻害薬、SGLT2阻害薬、脂質異常症治療薬であるpemafibrate、抗酸化剤であるグルタチオンなどを用いて、本研究で開発したモデルを使用し、肝発癌の化学予防について検討する。
呼気時間の延長が頭蓋内圧に及ぼす影響

【目的】人工呼吸では,頭蓋内圧(Intracranial pressure : ICP)は胸腔内圧を反映し吸気時に上昇,呼気時に下降する呼吸性変動が見られる.そこで,吸気時間を延長させ呼気時間を短縮し吸気呼気相比(I:E)が逆転する人工呼吸法Inverse Ratio Ventilation(IRV)が,ICPにどのような影響を与えるかを雑種成犬を用いて実験した.【方法と結果】I:Eは1:2から1.7:1,2.3:1,4:1まで吸気時間を延長させ,吸気流速波形は矩形波(矩形波群,n=10)と漸増波(漸増波群,n=10)の二種類を用い,流速波形の影響も検討した.動脈血炭酸ガス分圧は死腔チューブを調節して一定に保った.ICP,最高気道内圧,平均気道内圧,平均動脈圧,平均肺動脈圧,中心静脈圧,心拍出量をI:E変更30分後に測定した.ICPの変化は,I:E=1:2,1.7:1,2.3:1,4:1でそれぞれ矩形波群が12.7±3.1,12.4±4.6,12.3±3.3,14.4±3.5cmH20(mean±SD),漸増波群が12.0±6.6,14.0±6.0,12.0±6.3,13.8±2.8cmH20であった.両群ともICPは各I:E間で有意差なく,また両流速波形間でも有意差を認めなかった.次に,人工脳脊髄液の持続注入によりICPを上昇させたイヌ(頭蓋内圧亢進群,n=10)を用いて同様に検討した.ICPはI:E=1:2,1.7:1,2.3:1,4:1でそれぞれ29.4±7.0,28.6±7.0,28.1±7.1,27.0±6.2cmH20と有意の変化を認めず,吸気時間の延長はICPに影響を及ぼさなかった.また,3群とも平均気道内圧は全てのIRVで有意に(p<0.05)上昇したが,最高気道内圧および血行動態は有意な変化を認めなかった.【考察】IRVでは最高気道内圧が上昇しないので,頭蓋内動態への影響が少なくICPは上昇しない.この結果は,IRVは頭蓋内圧亢進患者の人工呼吸法として有用であることを示唆した.【目的】人工呼吸では,頭蓋内圧(Intracranial pressure : ICP)は胸腔内圧を反映し吸気時に上昇,呼気時に下降する呼吸性変動が見られる.そこで,吸気時間を延長させ呼気時間を短縮し吸気呼気相比(I:E)が逆転する人工呼吸法Inverse Ratio Ventilation(IRV)が,ICPにどのような影響を与えるかを雑種成犬を用いて実験した.【方法と結果】I:Eは1:2から1.7:1,2.3:1,4:1まで吸気時間を延長させ,吸気流速波形は矩形波(矩形波群,n=10)と漸増波(漸増波群,n=10)の二種類を用い,流速波形の影響も検討した.動脈血炭酸ガス分圧は死腔チューブを調節して一定に保った.ICP,最高気道内圧,平均気道内圧,平均動脈圧,平均肺動脈圧,中心静脈圧,心拍出量をI:E変更30分後に測定した.ICPの変化は,I:E=1:2,1.7:1,2.3:1,4:1でそれぞれ矩形波群が12.7±3.1,12.4±4.6,12.3±3.3,14.4±3.5cmH20(mean±SD),漸増波群が12.0±6.6,14.0±6.0,12.0±6.3,13.8±2.8cmH20であった.両群ともICPは各I:E間で有意差なく,また両流速波形間でも有意差を認めなかった.次に,人工脳脊髄液の持続注入によりICPを上昇させたイヌ(頭蓋内圧亢進群,n=10)を用いて同様に検討した.ICPはI:E=1:2,1.7:1,2.3:1,4:1でそれぞれ29.4±7.0,28.6±7.0,28.1±7.1,27.0±6.2cmH20と有意の変化を認めず,吸気時間の延長はICPに影響を及ぼさなかった.また,3群とも平均気道内圧は全てのIRVで有意に(p<0.05)上昇したが,最高気道内圧および血行動態は有意な変化を認めなかった.【考察】IRVでは最高気道内圧が上昇しないので,頭蓋内動態への影響が少なくICPは上昇しない.この結果は,IRVは頭蓋内圧亢進患者の人工呼吸法として有用であることを示唆した.陽圧呼吸では,頭蓋内圧(Intracranial pressure:ICP)は吸気時に上昇し呼気時に下降する呼吸性変動が見られる.

そこで,吸気時間を延長させ呼気時間を短縮し吸気呼気相比(I:E)が逆転する人工呼吸法Inverse Ratio Ventilation(IRV)が,ICPにどのような影響を与えるかを雑種成犬を用いて実験した.体位は腹臥位で,頭部を軽度挙上させ定位脳固定装置に固定した.I:Eは1:2から1.7:1,2.3:1,4:1まで吸気時間を延長させ,吸気流速波形は矩形波(矩形波群,n=10)と漸増波(漸増波群,n=10)の二種類を用い,流速波形の膨響も検討した.ICP,最高気道内圧,平均気道内圧,平均動脈圧,平均肺動脈圧,中心静脈圧,心拍出量をI:E変更30分後に測定した.ICPの変化は,I:E=1:2,1.7:1,2.3:1,4:1でそれぞれ矩形波群が12.7±3.1,12.4±4.6,12.3±3.3,14.4±3.5cmH_2O(mean ±SD),漸増波群が12.0±6.6,14:O±6.0,12.0±6.3,13.8±2.8cmH_2Oであった.両群ともICPは各I:E間で有意差なく,また両流速波形間でも有意差を認めなかった.次に,人工脳脊髄液の持続注入によりICPを上昇させたイヌ(頭蓋内圧亢進群,n=10)を用いて同様に検討した.ICPはI:E=1:2,1.7:1,2.3:1,4:1でそれぞれ29.4±7.0,28.6±7.0,28.1±7.1,27,0±6.2cmH_2Oと有意の変化を認めず,吸気時間の延長はICPに影響を及ぼさなかった.また,3群とも平均気道内圧は全てのIRVで有意に(p<0.05)上昇したが,最高気道内圧および血行動態は有意な変化を認めなかった.IRVでは最高気道内圧が上昇しないので,頭蓋内動態への影響が少なくICPは上昇しない.この結果は,IRVは頭蓋内圧亢進患者の人工呼吸法として有用であることを示唆した.終末呼気陽圧(PEEP)は,肺酸素化能を改善するが,頭蓋内圧(ICP)を亢進させ,中枢神経症状を悪化させうる.そこで本研究では吸気時間を延長させ吸気呼気相比(I/E)を逆転させて肺酸素化能を改善する人工呼吸法Inverse Ratio Vantilation(IRV)がICPにどのような影響を与えるかについて正常頭蓋内圧および頭蓋内圧を亢進させた犬を用いて実験した.人工呼吸の吸気流速波形は矩形波と漸増波の2種類を用い,流速波形の影響も検討した。I/Eを1:2,1.7:1,2.3:1,4:1の4種類に変化させ,ICP,脳灌流圧,平均気道内圧,最高気道内圧,平均動脈圧,平均肺動脈圧,中心静脈圧を比較した。その結果,I/E逆転時平均気道内圧がやや上昇したが,最高気道内圧には差を認めなかった.正常頭蓋内圧で吸気流速を矩形波で換気したグループではICP変化は,I:E=1:2,1.7:1,2.3:1,4:1でそれぞれ12.7±3.1,12.4±4.6,12.3±3.3,14.4±3.5cmH2O(mean±SD)で,ICPおよびその他の測定値に有意差は見られなかった(p<0.05).また,これらの結果は頭蓋内圧の設定値および流速波形の影響を受けなかった.すなわち,いずれの条件下でも人工呼吸中のICPは呼気時間の短縮に影響されないことより,最高気道内圧の上昇しないIRVは頭蓋内圧や呼気流速波形によらずICPへの影響がないことがわかった.したがって,IRVは頭蓋内圧亢進患者の人工呼吸法として有用であると判断された.
光線基準によるテ-ブル直進運動のナノメ-タ計測と制御

物理的な直線基準として、レ-ザ-ビ-ムなどの、光線を利用した直進運動体の高精度運動誤差測定法を提案し、実験的に種々の検討を行った結果、次のことが明らかになった。1.4分割フォトダイオ-ドとピエゾアクチュエ-タを用いて、直線基準となるレ-ザ-ビ-ム中心からの偏差を検出できるポジションセンサを開発した。本センサの分解能は約3nm、周波数応答は約200Hzであり、工作機械のテ-ブルなどの直進運動誤差をナノメ-トルレベルで検出することが可能である。2.開発したポジションセンサを用いて直進運動体上の1点における運動誤差成分を2次元に検出する実験を行なった。その結果、エアスライドや油静圧スライドなどの直進機構のエラ-モ-ションは、垂直・水平方向共に、100mm当たり0.050.1μmであるが、その再現性は極めて高く3nm程度であった。3.平行な2本のレ-ザ-ビ-ムを直線基準とし、直進運動体の2点における直進運動誤差を2次元的に検出することによって、ロ-リング角を除いた直進運動誤差成分を分離して検出することができた。また、3本の平行レ-ザ-ビ-ムを基準にすれば全運動誤差成分を分離して検出することができる。4.以上のように、光線基準を直線基準として利用すれば直進運体の運動誤差をナノメ-トルレベルで評価することが可能である。しかし、現在のところ、直線基準となるレ-ザ-ビ-ム自体の安定性は、約1分間程度の、短かい測定時間に対しては十分であるが、大型の機械要素や加工中の工作機械要素の直進精度を評価するには不十分である。主としてレ-ザ-ビ-ムの安定性を低下させる原因はレ-ザ-管の熱変形と光路中の空気流であり、本手法の実用化のためには、これらの影響を除いた高安定のレ-ザ管の開発が必要である。本研究は、機器の直進運動精度を高精度に測定するための直線基準としてレ-ザビ-ムを利用し、ナノメ-トルレベルで直進運動体の運動誤差を測定し、同時にそれらの運動誤差を補償することによって、姿勢角も含めた高精度直進運動体を開発しようとするもので、今年度の研究成果は次のとおりである。1.高安定レ-ザ管およびビ-ムドリフト制御システムの開発実測および有限要素法を用いたシュミレ-ションによって、レ-ザ管の温度分布の変化が共振ミラ-の相対変位を生じ、ビ-ムドリフトの原因となることを明らかにした。この結果にもとづき、低熱膨張材料を用いたレ-ザ管の設計を行うとともに、温度補償および、ピエゾ素子を用いたビ-ムドリフト補償システムを試作し、その有効性を確認した。2.広レンジポジションセンサの開発大型直進運動体の運動誤差を10nm以上の高い精度で計測。制御するために直径約5mmの4分割フォトダイオ-ドを用いたレ-ザビ-ム中心のポジションセンサを試作し、2m程度の可動範囲であれば、15μm程度の広いレンジにわたって、3nm以上の位置分解能および制御機能を有することを確認した。3.運動誤差信号処理システムの開発2または3本の平行レ-ザビ-ムを直線基準として用い、それらに対向する、運動体上に取り付けた2または3個のポジションセンサから得られる変位信号を処理することによって、運動体の直進運動誤差を平行移動および角度変化成分に分離して計測する手法を確立した。

本研究は、機器の直進運動精度を高精度に測定するための直線基準としてレ-ザ-ビ-ムを利用し、ナノメ-トルレベルで直線運動体の運動誤差を測定し、同時にそれらの運動誤差を補償することによって高精度な直進運動をする機構を開発しようとするもので、今年度の研究成果は次のとうりである。1.本測定技術の実用化のためには、直線基準となるレ-ザ-ビ-ムの振れを少なくとも10分程度の間にわたって、10^<ー8>rad程度に押えることが必要である。このレベルでの安定性はレ-ザ-管各部の温度および熱変形を制御し、光路を真空に保つことで得られることを実験的・理論的に明らかにした。2.本手法は、運動体の直進運動精度の測定のみならず、光線基準に沿って直進する運動体に変位計を取り付ければ、光線基準にもとづいて機構部品の真直度や平面度が高精度に評価できることを示した。3.1m程度の大型運動体の直進精度や大型部品の真直度を10nm以上の高い精度で評価できるシステムを目指してレ-ザ-ビ-ム中心を検出する広レンジポジションセンサおよび位置制御機構を開発し、実用実験装置を設計し、試作を行った。4.2本または3本の平行レ-ザ-ビ-ムを同時に直線基準として用い、それらに対向して運動体上に取り付けた2または3個のポジションセンサによって、運動体の直進運動誤差を平行移動および角度変化成分に分離して計測・制御する手法を確立した。
癌特異的な分泌型シアル酸転移酵素の形成機構

本年度は、詳細な解析の結果、膜に結合したシアル酸転移酵素ST6Gal lはBACE1で切断された後、単純に細胞外に可溶型酵素として分泌されるわけではなく、実は細胞内輸送過程で巧妙なプロセシングを受けた末に分泌されることを見出した。まず第一に本研究者らはin vitroでST6Gal lをBACE1で切断する実験系を確立し、切断部位を調べることにした。ST6Gal lの切断部位を含む1820アミノ酸残基から成る合成ペプチドを基質とし、BACE1-Fcを用いて酵素反応を行い、、MALDI-TOFMSを用いて反応産物の解析を行った。その結果、in vitroの実験では、BACE1はST6GallをGln^<37>とLeu^<38>の間で切断することが明らかになった。本研究者らは、ST6Gal lがBACE1によってGln^<37>とLeu^<38>の間で切断された後(以後、この反応産物をST6Gal l Q38型と呼ぶ)に分泌されるまでの過程において、何らかのプロテアーゼ活性がアミノ末端側のQAKという3アミノ酸残基を切断するのでないか、と推測し、このような酵素活性の検出を目指した。ST6Gal lQ38型を基質とし、培養細胞から調製したミクロソーム画分を酵素画分として酵素反応を行い、反応産物をE41抗体で免疫染色することで酵素活性を検出することを試みた結果、ミクロソーム画分を界面活性剤で可溶化した時のみ酵素活性が見出されたことから、膜内腔側にプロテアーゼ活性が存在することが想像された。このようなプロテアーゼ活性は、ST6Gal lをBACE1が切断した後のQ38型にのみ作用し、ST6Gal lそのものを基質としないことから、エキソペプチダーゼに属すると考えられる。可溶型糖転移酵素の形成機構自体が未解明である現段階においては、種々の細胞において通常ST6Gal Iの分泌に関与するプロテアーゼ(セクレターゼ)に関する知見を得る必要性があった。平成13年度は、このプロテアーゼが、アルツハイマー病の病理現象を密接な関わりを持つアミロイドベータペプチドの形成を促すBACE1であることをin vivoおよびin vitroの実験系で明らかにした(Proc.Natl.Acad.Sci.U.S.A.(2001)94,3650-3655)。まず第一に、COS細胞にST6Gal Iのプロテアーゼによる切断部位のアミノ酸残基を改変した各種変異体タンパク質を発現させ、分泌量を調べた。その結果、ST6Gal Iセクレターゼ活性は、切断部位周辺のアミノ酸残基を認識する性質を有することが分かった。また、ST6Gal Iセクレターゼ活性は細胞内のゴルジ装置で作用することが分かっている。そこで、ゴルジ装置局在であり基質特異性が類似しているBACE1を候補と考えた。BACE1をCOS細胞に大量発現させると、ST6Gal Iの分泌量は3倍程度増加し、その切断部位も内在性のセクレターゼ活性と同様であることが明らかとなった。また、COS細胞にBACE1の基質であることが知られているアミロイドベータ前駆体タンパク質(APP)を大量発現させたところ、ST6Gal Iの分泌量が減少したことから、細胞内でBACE1によるAPPの切断とST6Gal Iの切断の競合が起きたことが考えられた。次に、精製した組み替えBACE-Fcキメラタンパク質が、精製したprotein A-ST6Gal Iタンパク質をin vitroで切断したことから、直接BACE1がST6Gal Iを切断することが出来ることが判明した。以上の結果から、BACE1がST6Gal Iの切断・分泌に関与するプロテアーゼであることが明らかとなった。

このようなプロテアーゼ活性は、ST6Gal lをBACE1が切断した後のQ38型にのみ作用し、ST6Gal lそのものを基質としないことから、エキソペプチダーゼに属すると考えられる。
軟骨コラーゲン遺伝子異常による軟骨形成異常-トランスジェニックマウスと標的遺伝子組換えを用いた解析

本科学研究費補助金交付年度内に,軟骨形成異常につき,以下の3つのテーマで研究を行った.第一は,軟骨コラーゲンのXI型コラーゲンα2鎖の遺伝子発現制御に関する研究である.マウスXI型コラーゲンα2鎖の遺伝子をcDNAをプローブしてクローニングをおこなった.さらに,この遺伝子のプロモータをトランスジェニックマウスを作成することによりin vivoで解析した.本研究により,XI型コラーゲンα2鎖遺伝子のプロモーター部分には,胎生期の軟骨の形成を発生の時間軸と体の位置軸に沿って制御する領域があることを明らかにした.第二の研究は,軟骨形成性の骨軟部腫瘍の軟骨コラーゲン遺伝子発現につき解析した.その結果,腫瘍部の組織において,腫瘍の分化度,悪性度に応じてXI型コラーゲンのα1,α2,α3鎖それぞれの遺伝子においてmRNAレベルでスプライシングパターンに違いがあることが解明された.第三の研究は,軟骨コラーゲンであるXI型コラーゲン遺伝子異常を導入したトランスジェニックマウスを用いて,軟骨コラーゲン異常が関節と脊椎椎間板の異常をきたすことを示した研究であり,本研究によりヒトの関節,脊椎疾患において軟骨コラーゲン遺伝子異常が関与している可能性が示された.これら一連の研究により,軟骨コラーゲン遺伝子の発現は,胎生期から体の支持組織の形成に,時間的,空間的に制御され.また,その遺伝子発現のスプライシングパターン異常により種々の軟骨形成性腫瘍の形成に関わり,さらに,軟骨コラーゲン分子異常が変性性,退行性関節疾患の発症にも関わっていることを明らかにした.本科学研究費補助金交付年度内に,軟骨形成異常につき,以下の3つのテーマで研究を行った.第一は,軟骨コラーゲンのXI型コラーゲンα2鎖の遺伝子発現制御に関する研究である.マウスXI型コラーゲンα2鎖の遺伝子をcDNAをプローブしてクローニングをおこなった.さらに,この遺伝子のプロモータをトランスジェニックマウスを作成することによりin vivoで解析した.本研究により,XI型コラーゲンα2鎖遺伝子のプロモーター部分には,胎生期の軟骨の形成を発生の時間軸と体の位置軸に沿って制御する領域があることを明らかにした.第二の研究は,軟骨形成性の骨軟部腫瘍の軟骨コラーゲン遺伝子発現につき解析した.その結果,腫瘍部の組織において,腫瘍の分化度,悪性度に応じてXI型コラーゲンのα1,α2,α3鎖それぞれの遺伝子においてmRNAレベルでスプライシングパターンに違いがあることが解明された.第三の研究は,軟骨コラーゲンであるXI型コラーゲン遺伝子異常を導入したトランスジェニックマウスを用いて,軟骨コラーゲン異常が関節と脊椎椎間板の異常をきたすことを示した研究であり,本研究によりヒトの関節,脊椎疾患において軟骨コラーゲン遺伝子異常が関与している可能性が示された.これら一連の研究により,軟骨コラーゲン遺伝子の発現は,胎生期から体の支持組織の形成に,時間的,空間的に制御され.また,その遺伝子発現のスプライシングパターン異常により種々の軟骨形成性腫瘍の形成に関わり,さらに,軟骨コラーゲン分子異常が変性性,退行性関節疾患の発症にも関わっていることを明らかにした.軟骨細胞での特異的発現を制御しているII型コラーゲンのプロモーター/エンハンサーと、マウスのIX型コラーゲンα1鎖遺伝子を用いて、in frameで欠失や点変異を持つ4種の異なるconstructを作製し、これを導入した各々複数のトランスジェニックマウスを得た。これらのマウスの一部のlineでは四肢短縮型のdwarfismや頭蓋の変形(short snoutなど)が出現し、軟骨形成異常症を発症していた。また他のlineでは骨端の変化が強く、epiphyseal dysplasia様の変化を示していた。また変異の部位によっては、明白な異常形質を示さないものや、変形性関節症様の変化を呈するものも認められた。電顕レベルでは、異常形質を認めたlineで軟骨マトリックス中のコラーゲン細線維の密度や太さに種々の異常が存在した。これらの結果IX型コラーゲン遺伝子上のallelic variantによって、現われてくる形質には軽症から重症に至るheterogeneityが存在することが明らかとなった。一方、プロモーター領域を含むマウスXI型コラーゲンα2鎖遺伝子の全領域を得た。またその遺伝子構造を初めて明らかにするとともに、エクソン6、7、8が複雑なalternative splicingを受けており、各種組織におけるこれらのエクソン(各々が高度に酸性のドメインをコードする)の発現パターンが異なる事を示した。XI型コラーゲンα2鎖遺伝子のプロモーター領域とエンハンサーを含むと考えられる第一イントロンの種々の断片に、レポーター遺伝子(β-ガラクトシダーゼ)を繋いだconstructを作成し、これを導入したトラントラスジェニックマウスの系統を多数得た。これにより組織特異的発現に関わる遺伝子領域を現在in vivoで解析している。先にクローニングしていたXI型コラーゲンα2鎖遺伝子(col11a2)の転写開始位置を、S1 mappingとprimer extensionにより決定した。さらにこの遺伝子の742bp上流にRxr-b遺伝子の3′末端が存在することを見いだし、この結果よりcol11a2のプロモーターの主要部分がこの742bp内にあると考えられた。この結果にもとづいて、種々のプロモーター断片と第一イントロンにレポーター遺伝子(β-ガラクトシダーゼ)をつないだコンストラクトを導入したトランスジェニックマウスを多数作成した。この結果、上流742bpと第一イントロンの両者の存在により、レポーター遺伝子を軟骨組織特異的に発現させ得ることを知った。

さらに解析を進めた結果、まず軟骨特異的発現にかかわるcis-elementの位置をおおまかに明らかにした。その中で、第一イントロン内のelementが、脊索での発現に関わっていた。またプロモーター領域742bpより上流約300bpを除去するかあるいは第一イントロン配列を除くと、ほとんどの軟骨での発現は残存するものの、手根骨と足根骨の軟骨原基で位置特異的に発現が消失することをはじめて見いだした。この事実は、同じ軟骨であってもその領域によっては発現制御にかかわるcis-elementが異なることを示しており、さらに形態形成にかかわる転写遺伝子産物(Hoxなど)とcol11a2遺伝子上の調節領域との直接、間接の相互作用が有り得ることを示唆している。平成8年度内に軟骨形成異常につき,3つのテーマで研究を行った.第一は,軟骨コラーゲンのXI型コラーゲンα2鎖の遺伝子発現制御に関する研究である.XI型コラーゲンα2鎖のプロモーターの種々のフラグメントをレポーター遺伝子につないだコンストラクトをもつトランスジュニックマウスを作成することによりin vivoで解析した.本研究により,XI型コラーゲンα2鎖遺伝子のプロモーター部分には,胎生期の軟骨の形成を発生の時間軸と体の位置軸に沿って制御する領域があることを明らかにした.第二の研究は,軟骨形成性の骨軟部腫瘍の軟骨コラーゲン遺伝子発現につき解析した.その結果,腫瘍部の組織において,腫瘍の分化度,悪性度に応じてXI型コラーゲンのα1,α2,α3鎖それぞれの遺伝子においてmRNAレベルでスプライシングパターンに違いがあることが解明された.この事実は,腫瘍組織でさまざまな細胞内蛋白分子の遺伝子発現におけるスプライシング異常が過去に知られてきたが,それらに加えて,腫瘍組織が合成,分泌している細胞外マトリックス分子の遺伝子発現にもスプライシング異常が存在し,合成される細胞外マトリックスも種々の異常分子を含んでおり,さらにそのマトリックス異常がさらに腫瘍組織の分化度や悪性度の性格を反映しているというマトリックス形成性の骨軟部腫瘍に対する新しいコンセプトを導き出した.第三の研究は,軟骨コラーゲンであるIX型コラーゲン遺伝子異常を導入したトランスジェニックマウスを用いて,軟骨コラーゲン異常が関節と脊椎椎間板の異常をきたすことを示した研究であり,本研究によりヒトの関節,脊椎疾患において軟骨コラーゲン遺伝子異常が関与している可能性が示された.
海洋廃棄物(プラスチック及び漁網・ロ-プなど)による漁場汚染の実態調査研究

本研究では、東京湾の生物資源環境に及ぼすプラスチック廃棄物の影響を調べることを目的として、小型底曳網により、横浜沖を中心とした湾央部の10ケ所の定点において40回の操業を行い、海底に堆積しているゴミの調査を行った。回収したゴミはプラスチック、繊維、漁具・漁網、その他(金属、ガラス、木片など)の4種に分類し、定点別に個数、重量組成を調べた。特に、プラスチック類については比重を測定し、素材の同定を行った。調査の結果、回収したゴミの総数は約550個、その内訳はプラスチックが67%と最も多く、繊維4.4%、漁具・漁網9%と、高分子材料から成る廃棄物が全体の80%を占め、その他の廃棄物は20%に過ぎなかった。一方、重量(総量約35Kg)組成ではプラスチックは11%にしか過ぎず、それに対して漁具・漁網が64%と圧倒的に大きかった。定点別の分布を見ると、個数では平均的に分布していたが、重量では特に沿岸に近い漁場近辺(アナゴ及びタコ)の定点に重点的に分布しているのが認められ、重量に占める漁具の割合が大きいことが認められた。比重測定の結果、プラスチック類の60%以上が比重1前後(ρ=0.851.1)の軽い日用食品容器や包装袋など(ポリエチレンやポリスチレン)であった。これらプラスチック類が各定点にほぼ均等に分布していることより、これらの日用廃棄物は河川からの流出により、長期間の漂流後海底に沈下、堆積したものと考えられた。網の掃海面積から、単位面積(1ha)当りのゴミの個数及び重量の分布量を計算すると、それぞれ4個及び150g程度と比較的少なかったが、東京湾全体(全面積)に換算すると約40トンにも達するものと推定される。これらのプラスチック廃棄物の問題は量的な点だけでなく、廃棄物が非分解性であり。蓄積され続け生物生産の環境場を阻害していくことにある。実際、回収されたプラスチック類はほとんど劣化、分解の様子は認められなかった。今回は東京湾の中でも湾中央部付近を重点的に調査したが、湾口部やゴミの集積しやすい湾奥部及び日用プラスチック製品の流出源と思われる河口付近での調査は行えなかった。今後は、これらの未調査地点での調査とともに、湾内でのゴミ(特に、比重の小さいプラスチック類)の流出、集積機構を解明する必要がある。今年度の調査結果は平成3年度春季学会(日本水産学会)に発表し、学会誌に投稿の予定である。
モンゴル系言語保安語におけるチベット化とその過程に関する研究

本研究は,中国の甘粛省臨夏回族自治州積石山保安族東郷族撒拉族自治県で話されているモンゴル系言語の1つ保安語大河家方言に焦点をあて,そこに認められるチベット語アムド方言来源の借用語から保安族がチベット族との間にどのような民族接触を持っていたのかを明らかにしたものである。保安族が,現在の居住地の積石山で暮らすようになったのは,青梅省黄南省蔵族自治州同仁県から移動してきた清朝同治年間(1860年代)以降のことである。保安語大河家方言に数多く認められるチベット語アムド方言からの借用語は,保安族が青梅省に暮らしていた時代に周囲のチベット族との接触を通じて取り入れたものであるが,その詳細については今まで論じられたことはなかった。保安語大河家方言におけるチベット語アムド方言来源の借用語の形式と意味分野から,次が明らかとなった。1.保安族とチベット族との民族接触の形態は,期間,度合い,方向性から次のようなものであったらしい。接触の期間は,借用語の形式が示すように場合によっては400年以上にも渡る長期である。接触の度合いは,多数の鹿の重要な部分にまで浸透している身体名称語によって裏付けされるように強い。そして,接触の方向はチベット族から安保族への一方通行ではなく,婚姻に関する借用語が示すように保安族からチベット族へも及んだ。2.保安族へのチベット族への影響は,借用語の意味分野が示すように単に物質的な面にとどまらず,社会制度や精神活動にまで及んだようである。その中で特に注目されるのは,牧畜と鍛冶に関わる語の多さである。青梅省に住んでいた当時の保安族が毒血区や鍛冶に疎かったと単純に考えたくなるが,どうであろうか。
独立成分分析を用いた未知システムの振動検出と逐次学習による能動制振

本研究では、多変量解析の新しい手法である独立成分分析(ICA)を制御系の同定や設計に導入することを目的とする。動的システムのICAでは今のところ周波数領域法が主流であるが、制御工学では時間領域における処理ができればさらに望ましい。そこで、特に対象を自己回帰モデルに限定すれば、離散時間信号を時系列に展開し拡大状態空間表現することによって入出力関係を固定要素つきの代数方程式で記述できるため見通しよくICAを適用できる、というのが本研究の基本構想であった。まず、この構想をアルゴリズムとして完成して未知入力システム同定法として提案し、その有効性を理論解析とシミュレーションによって検証した。この成果を国内での口頭発表、国際会議報告、学会誌の論文によって発表した。次に、この手法を応用して変化検出と未知外乱除去という2種類の問題に適用することを検討した。変化検出については柔軟構造体による実験装置を作成し、仮想的な故障(構造変化)の下でデータを取得し提案手法を適用したところ有効性を確認できた。この結果は国内学会と国際会議で発表し、既に学会誌へも投稿中である。また未知外乱除去については、シミュレーションによって有効性を検証し、国内学会および国際会議で発表した。現在、学会誌への投稿を準備中である。また、これらと並行して領域極配置によるロバスト制御も学会誌で発表することができた。ただし、当初の計画にあった振動抑制実験についてはリアルタイム性に課題が残されているため、現在も研究を進めている。本研究では、多変量解析の新しい手法である独立成分分析(ICA)を、制御系の解析や設計に導入することを目標としている。制御で扱うのは一般に動的システムであるが、特に多変数ARモデルに限定すれば、離散時間信号を時系列ベクトルに展開することによって入出力関係を代数方程式で取り扱えるのでICAが適用できる、というのが本研究の基本構想である。本年度はまず、この基本構想を未知入力システムの同定アルゴリズムとして実現し、その理論的な正当性をKL情報量の概念に基づいて証明した。また、幾つかの数値例についてシミュレーションを行い、有効性を確認した。以上の成果については学術雑誌に投稿中である。次に、この手法を機械システムに適用し、実世界での性能を評価する段階に入った。まず、2つのバネと梁から成る簡易モデルを作成し、予備的な実験を行った。さらに、これを拡張して数本の細いパイプから成る柔軟構造物に加振器を取り付け、振動をモニタする変位センサと信号処理系を接続した実験システムを構築した。これは生産現場における機械を模擬しており、動特性と振動外乱がともに未知であるとして、これらの同時推定を行う。この構造体に異状(故障)が生じたときに、センサ出力信号のみをICAで処理することにより、この異状を検出することが目的である。これらの装置の準備と並行して、想定するシステムを2次元機構シミュレータによって模擬してICAの数値実験を繰り返し、今後の実験においてどのような条件を設定すべきかについて調査を行った。その結果、想定している実験システムの構造(パイプの長さや強度、加振器の周波数や振幅、パワーなど)に関しての予想を立てることができた。現在、実験システム構築の最終段階に入っている。本研究は、多変量解析の新しい手法である独立成分分析(ICA)を、制御系の同定や設計に導入することを目的としている。動的システムのICAでは周波数領域法が主流であるが、制御工学では時間領域における処理ができればさらに望ましい。そこで、特にベクトルARモデルに限定すれば、離散時間信号を時系列に展開し拡大状態空間表現することによって入出力関係を固定要素つきの代数方程式で記述でき、見通しよくICAを適用できる、というのが基本構想である。初年度の基礎固めに引き続き、最終年度にあたる16年度は研究の完成と成果発表を行った。まず、理論解析やシミュレーションを通じて、適用範囲や従来手法との関連など、幅広い見地からの検討を行うことによって提案手法の完成をみた。これについては学会誌への掲載が決定した。さらに、この手法の応用として外乱分離と故障検出という2種類の問題について適用を検討した。外乱分離については、シミュレーションによって有効性を検証し、国内学会および国際会議で発表した。

また、故障検出については昨年、取り掛かった実験装置を完成させ、これに仮想的な故障を発生させてデータを取得し提案手法を適用したところ有効な結果が得られた。これについても国内学会と国際会議で発表済みであり、学会誌へも投稿中である。ただし、当初の計画にあった振動抑制実験についてはリアルタイム性に課題が残されており、現在も研究を進めている。以上のように、固定要素つき代数方程式に帰着させる本手法は予想以上の成功をおさめたので、これをさらに発展させる研究を検討している。
コントロールをもつ分割型2因子実験の構成法の研究

2つの因子のそれぞれの水準のいくつかをコントロール,すなわち,標準的な処理(たとえば,実際に評価されている小麦の品種)とし,その他の水準をテスト処理(たとえば,新しく開発された小麦の品種)とする.テスト処理,コントロールの効果を比較し,どのテスト処理がコントロールより効果があるか,また,どのテスト処理,コントロールの組合せに効果があるかを調べるためのコントロールをもつ分割型2因子実験の構成法を与えた.2つの因子のそれぞれの水準のいくつかをコントロール,すなわち,標準的な処理(たとえば,実際に評価されている小麦の品種)とし,その他の水準をテスト処理(たとえば,新しく開発された小麦の品種)とする.テスト処理,コントロールの効果を比較し,どのテスト処理がコントロールより効果があるか,また,どのテスト処理,コントロールの組合せに効果があるかを調べるためのコントロールをもつ分割型2因子実験の構成法を与えた.因子A,因子Bの水準のそれぞれ1つをコントロール,すなわち,標準的な処理(たとえば,実際に評価されている小麦の品種),他の水準をテスト処理(たとえば,新しく開発された小麦の品種)とし,2因子実験におけるコントロールをもつsplit-block design, split-plot designの構成法を与えた.なお,各ブロックにおけるコントロールについては,主として,次の2つの場合を考えた.1.同じパターンのコントロールをもつ場合,すなわち,因子Aのコントロールをp個ずつもち,因子Bのコントロールをq個ずつもつ場合である.2.異なるパターンのコントロールをもつ場合,すなわち,因子Aのコントロールをp個あるいはp+1個ずつもち,因子Bのコントロールをq個あるいはq+1個ずつもつ場合である.1.の場合について,因子A,因子Bのテスト処理に対するdesignをresolvable designとして,2つのresolvable designの部分的なクロネッカー積を用いて,split designを構成し,その統計的性質,すなわち,層効率因子と多重層解析を用いて推定される主効果,交互作用効果の対比を一般的な形で与えることができた.この結果には,科学研究費補助金による研究(課題番号:16540114)の成果であるresolvable design,特に,square lattice designの固有ベクトルが一般的に表されることを用いている.2.の場合について,さらに,もっと一般の形でコントロールをもつ場合については,1.のような一般的な結果は得られず,数値的な結果しか得られなかった.これらの場合のsplit design,また,2つ以上のコントロールをもつsplit designの構1成法が今後の研究対象である.因子A、因子Bのそれぞれの水準のいくつかをコントロール、すなわち、標準的な処理(たとえば、実際に評価されている小麦の品種)、他の水準をテスト処理(たとえば、新しく開発された小麦の品種)とし、2因子実験におけるコントロールをもつsplit-block design、split-plot designの構成法を与えた.なお、各ブロックにおけるコントロールについては、主として、次の3つの場合を考えた.1.同じパターンのコントロールをもつ場合、すなわち、因子Aのコントロールをp個ずつもち、因子Bのコントロールをq個ずつもつ場合である.2.異なるパターンのコントロールをもつ場合、すなわち、因子Aのコントロールをp個あるいはp+1個ずつもち、因子Bのコントロールをq個あるいはq+1個ずつもつ場合である.3.因子A、因子Bのコントロールとコントロール、あるいは、テスト処理とテスト処理を組合せて、2因子実験を行う場合.1.の場合について、コントロールが1つのときの昨年度の成果を活かし、コントロールが2つ以上あるときのsplit designを構成し、その統計的性質を一般的な形で与えることができた.2.の場合については、1.のような一般的な結果は得られず、数値的な結果しか得られなかった.1.の場合のsplit designにおいては、標準対比の種類が多く、少し複雑であり、より実用的なsplit designとして、3.の場合を考え、各因子のコントロールが1つのときのsplit designを構成し、その統計的性質を一般的な形で与えることができた.この結果をコントロールが2つ以上のときに拡張すること、また、様々なパターンのコントロールをもつsplit designの構成法を提案することが今後の研究対象である.因子A,因子Bのそれぞれの水準のいくつかをコントロール,すなわち,標準的な処理(たとえば,実際に評価されている小麦の品種),その他の水準をテスト処理(たとえば,新しく開発された小麦の品種)とし,2因子実験におけるコントロールをもつsplit-block design, split-plot designの構成法を与えた,目的はコントロール,テスト処理の主効果,交互作用効果を比較し,どのテスト処理がコントロールより効果があるか,また,どのテスト処理,コントロールの組合せに交互作用効果があるかを調べることである.主として,実用性の観点から,因子A,因子Bのコントロールとコントロール,また,テスト処理とテスト処理を組合せて実施される2因子実験を考え,各ブロックにおけるコントロールについては,次の2つの場合を考えた.1.同じパターンのコントロールをもつ場合,すなわち,コントロールの組合せをp個ずつもつ場合である.2.異なるパターンのコントロールをもつ場合,すなわち,コントロールの組合せをp個ずつあるいはq個ずつもつ場合である.1.の場合について,コントロールが1つのときの昨年度の成果を用いて,コントロールが2つ以上あるときのsplit-block design, split-plot designを構成し,その統計的性質を明らかにした.また,2.の場合についても,コントロールが1つ以上あるときのsplit-block design, split-plot designを構成し,その統計的性質を明らかにした.
カザフスタン共和国セミパラチンスクの被曝実相解明研究:被曝証言調査を通して

平成16年度に収集した237件の被曝証言の内容分析を前年度に引き続き行った。主に次の3つの視点<(1)被曝体験の態様、(2)被曝体験当時と現在の気持ち、心的影響を含む健康状況>からセミパラチンスクの被曝実態解明を行った。2002年、2003年収集の証言とあわせ、次の点を明らかにした。1)閃光、爆風などの具体的な被曝体験。2)核実験時の避難体験などのセミパラチンスク特有の被曝体験。3)広島・長崎との比較検討により、セミパラチンスク被曝者が広島・長崎と共通する多くの被曝体験を有すこと。4)核実験体験による心的外傷を受けた被曝者が少なからずいる。5)セミパラチンスク被曝者の関心の中核をなすものは、実験後の健康被害である。6)被曝者の思いと要求を考察した結果、多くの被曝者に次の点が共通であることを明らかにした:(1)核実験に対する強い憤りの思いがある。(2)核兵器廃絶への切実な願い、そして核実験の即時中止を求める思いがある。(3)現在置かれた状況に対する(経済)援助、現在の健康不良に対する医療支援、そして被曝という現実に対する国家補償を求めている。以上の研究成果は、次頁掲載の論文等にまとめたほか、学会等で報告した。平成17年度(8月24日-27日)も前年度同様、カザフスタン共和国セミパラチンスク地区で被曝証言調査を実施した。調査地は、核実験場近郊のバラドリハ地区の6村で実施した。その結果、140名から被曝証言を収集した。また、11名の被曝者へのインタビューも実施し、貴重な体験を聞くことが出来た。被曝証言調査と同時にアンケートによる健康調査も実施した。そこでは281件の回答を得た。これは、被曝証言の分析・考察の際の重要な資料となると考えられる。平成17年度収集の被曝証言の日本語の翻訳、アンケートの集計は既に完了した。現在、これまでの調査結果とあわせ、検討・考察作業を行っている。カザフスタン共和国セミパラチンスク地区で被曝証言調査を実施した。核実験にまつわる体験、心残りなこと、現在の生活環境に対する要望等を自由に記述してもらった。設問内容は、日本被団協、旧厚生省、広島市、長崎市が実施した被爆実態調査を参考にした。今年度の調査は、2004年7月18日-21日に核実験場近郊の6村(ズナメンカ、ブラス、ボデネ、モスティク、チェリョムシュキー、グラチの各村)で実施した。その結果、当初予定を上回る237名から被曝証言を収集した。また、13名の被曝者へのインタビューも実施し、貴重な体験を聞くことが出来た。そこでは283件の回答を得た。被曝証言の日本語の翻訳、アンケートの集計は既に完了した。現在、次の3つの視点<(1)被曝体験の態様(核実験の存在に対する認識調査を含む)、(2)被曝体験当時と現在の気持ち、(3)健康状況>から考察を進めている。これまでの研究成果の一部は、次頁記載の雑誌にまとめた他、次の学会で報告した。(1)日本平和学会2004年度秋季研究集会(2004年11月6日、東京)、「カザフスタン共和国セミパラチンスクの核実験被害の実態:被曝証言調査を通して」また、収集した被曝証言は内容分析のために検索プログラムに入力した。本研究は、個人史、生活史を含む被曝体験の全体像の解明と被曝の実態解明に大いに資する。

被曝証言調査と同時にアンケートによる健康調査も実施した。そこでは281件の回答を得た。これは、被曝証言の分析・考察の際の重要な資料となると考えられる。平成17年度収集の被曝証言の日本語の翻訳、アンケートの集計は既に完了した。現在、これまでの調査結果とあわせ、検討・考察作業を行っている。
排便時ガスによる大腸癌新規診断法の研究

本研究は大腸がんの新規診断法として排便ガスの有用性を検討することを目的とする。大腸がんの診断が排便時のガスで判定できれば、従来の検診よりも、より非侵襲的・簡便に行える可能性がある。症例集積は大腸がん・大腸ポリープ・健常者、各120例(計360例)を予定している。排便ガス分析は被験者自宅トイレに排便ガス分析装置を設置し、データを測定している。データの測定はTOTO株式会社へ業務委託を行っている。2018年10月に院内の倫理委員会の承認をえて、12月から症例集積を開始している。2019年3月31日まで73例(大腸がん19例、大腸ポリープ・健常者53例)のデータを集積した。(解析未)倫理委員会の通過に時間を要したため、予定より症例集積の開始が遅れたため2019年度は200例(20例/月ほど)の症例集積を目標とする。
次世代両耳補聴器のための身体動作を考慮した能動指向性制御の検討

両耳補聴器の指向性を身体動作の情報をもとに制御し,さらに環境音の仮想的な付与を行うことにより自然な補聴デバイスを実現することを目的としている。ヒトは自然なコミュニケーションにおいて,複数の発話を積極的に聴取しようとする能動的な認知行動および身体動作を行っている。補聴器が十分な代替機能を行うには,正面以外の指向性をヒトの意思で制御する必要があるため,知覚→認知→行動の逆モデル,すなわち行動から聞きたい音の方向を推測する機能を構築することにより仮想的音空間に創出するための基礎研究を行った。本研究課題は、音源方向推定をし、推定した音源方向の音を強調する補聴器を高度化することが目的である。従来の両耳補聴器は、音が存在する方向を音響信号処理で推定し、その方向を強調する、もしくはユーザーの正面の音を提示する設計が主である。しかし、ユーザーは必ずしも音源の方向を正面として会話していているわけでもなく、頭部運動も伴う。よって、音響信号によって推定した方向やユーザーの正面のみをユーザーの望んでいる方向とすることは、違和感を感じさせる場面がある。そこで,本研究課題では、ユーザーの頭部運動を検出することにより、人が意識している空間領域を推定し、その領域の音響信号のみを強調するシステムの構築を目指す。システムは、両耳に装着したマイクロフォンとヘッドフォンの両耳補聴器に加え、頭部運動を検出するセンサーからなる。センサーは、左右いずれかの耳介付近に装着し、そのセンサーが加速度を検出し、頭部の回転角を推定する。そして、ユーザーの頭部運動を時系列で観察したデータより、機械学習を用いて会話中の空間領域を推定する。初年度の研究費を利用して、実験を記録するためのシステム構築とデータ取得の確認、さらに予備実験を行った。データ取得のためのセンサーおよび端末を購入し、頭部運動の際に生じる加速度および角速度の変化を無線で得られることを確認した。また、回転角と頭部運動中であるか否かを検出するモジュールの検討を始めた。平成25年度は被験者を用いて、設計する会話タスクに基づいて頭部運動による加速度および角速度のデータ収集を行い、頭部が運動中であるか否か、さらにはそれによる空間領域の推定を試みた。結果,センサーの固体差の補正関数を求め,さらには,3人から5人のグループディスカッションを模擬し,その際の頭部運動を解析し,その傾向を用いて,指向性制御方向の検討を行った。初年度の研究費を利用して、実験を記録するためのシステム構築とデータ取得の確認、さらに次年度に向けた予備実験を行った。この予備実験を通して必要な性能を確認できたため、多人数のデータ処理を行う計算機は、現在選定中である。本研究課題は,音源方向推定をし,推定した音源方向の音を強調する補聴器を高度化することが目的である。従来の両耳補聴器は,音が存在する方向を音響信号処理で推定し,その方向を強調する,もしくはユーザーの正面の音を提示する設計が主である。しかし,ユーザーは必ずしも音源の方向を正面として会話していているわけでもなく,頭部運動も伴う。よって,音響信号によって推定した方向やユーザーの正面のみをユーザーの望んでいる方向とすることは,違和感を感じさせる場面がある。そこで,本研究課題では,ユーザーの頭部運動を検出することにより,人が意識している空間領域を推定し,その領域の音響信号のみを強調するシステムの構築を目指す。システムは,両耳に装着したマイクロフォンとヘッドフォンの両耳補聴器に加え,頭部運動を検出するセンサーからなる。センサーは,左右いずれかの耳介付近に装着し,そのセンサーが加速度を検出し,頭部の回転角を推定する。被験者を用いて,設計した会話タスクに基づいて頭部運動による加速度および角速度のデータ収集を行い,頭部が運動中であるか否か,さらにはそれによる空間領域の推定を試みた。