hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
エピゲノム編集による体細胞核移植法の改善

体細胞核移植法では体細胞核のエピゲノムを初期化し、クローン個体を作り出すことができるが、その効率は非常に低く未完成の技術である。これまでの申請者らの研究から、クローン胚の発生異常は、ドナー体細胞に存在するヒストン修飾の一種であるH3K9me3、および核移植後のXist遺伝子の過剰発現が大きな原因であることを示している。また、上記の二つの異常原因を回避して作ったクローン胚でも、着床直後からは異常な表現型を示すことから、着床前の胚盤胞期には既にその後の発生異常の原因となるエピゲノム異常が存在することが強く示された。そこで、上記のようにして作製した胚盤胞期クローン胚のトランスクリプトームおよびエピゲノムを解析した結果、最近新たに発見されたヒストン修飾(H3K27m3)依存的なインプリント遺伝子が、クローン胚ではインプリント情報を失って両アリルから発現していることを発見した。実際に、微小スケールでのChIP-seq法を用いて着床前胚でのヒストン修飾(H3K27me3)の分布をゲノムワイドに解析した結果、クローン胚ではH3K27me3によるインプリント情報が失われていることを確認した。さらに、パブリックなデータベースを用いて、様々な体細胞でのヒストン修飾を解析した結果、ドナー体細胞の時点でこのインプリント制御に関わるヒストン修飾(母方アリルでのH3K27me3)が失われていることが明らかになった。これらの結果を国際誌に発表するとともに(Matoba et al., Cell Stem Cell, 2018 a)、体細胞クローンによる初期化メカニズムに関する総説も発表した(Matoba et al., CellStem Cell,2018b)。また、上記の結果をもとに、H3K27me3を人為的に体細胞およびクローン胚に導入するエピゲノム編集技術の開発に挑戦している。まず、計画していた通り、平成30年度までに着床前のクローン胚を用いてトランスクリプトーム・エピゲノム解析を進めて、体細胞核移植による初期化異常領域・およびそのパターンを理解することに成功し、論文として発表した(Matoba et al., Cell Stem Cell, 2018 a)。また、これまで我々をはじめとする様々なグループで行われたクローン胚のエピゲノム初期化解析の結果を包括的な総説として発表した(Matoba et al., Cell Stem Cell, 2018 a)。これまで同定したエピゲノム異常のうち、H3K27me3依存的なインプリント遺伝子はその多くが胎盤形成や着床後の発生にかかわることから、この破綻がもっともクローン胚の発生効率に影響する可能性が高いと考えた。そこで、平成30年度後半からは、予定通り、H3K27me3をターゲットとしてエピゲノム編集技術を用いてその修復・補正を試みている。具体的には、H3K27me3の導入酵素であるPRC2を構成する必須因子、Eed, Suz12, Ezh1/2をクローニングし、これらをクローン胚で同時に強制発現させることでグローバルにH3K27me3を導入する実験を行った。その結果、明らかなクローン胚の胚発生の改善は認められなかった。おそらく、H3K27me3は様々な遺伝子の発現制御に広くかかわっていることから、今後はインプリント遺伝子のみをターゲットにしたアリル特異的なエピゲノム編集法を開発する必要がある。最終年度となる平成31年度も、30年度に引き続き、H3K27me3によるインプリント制御の破綻について、その修正・修復を試みる。30年度はPRC2によるグローバルなエピゲノム編集を試みたが、グローバルがゆえに毒性もあるため期待通りの表現型回復の結果は得られなかった。そこで、アリル特異的なエピゲノム編集技術を検討する。CRISPR/Cas9技術を使うことで、アリル特異的なエピゲノム編集が可能であることが報告されているので、この手法をクローン胚に適応する。一方で、H3K27me3によるインプリント遺伝子は数十個存在するため、効率的なエピゲノム編集を行ううえでは、どの因子がクローンの表現型異常に関連するのかを明らかにすることも重要である。そこで、CRISPR法によって個別の遺伝子のヘテロノックアウトマウスを作製し、それらの体細胞をドナーとして使用することで、クローンの遺伝子発現量を補正して表現型の原因となっている遺伝子を探る、という遺伝学的なアプローチも同時に行っている。最後に、以上のようなエピゲノム編集・ドナーゲノム編集実験の結果、クローン胚で認められたトランスクリプトームおよびエピゲノム異常が回復するかを確認する。これらの分子レベルでの解析と同時に、クローン胚特有の着床後の異常な表現型が回復するかについても、胚移植実験によって確認する予定である。体細胞核移植法では体細胞核を卵子内に注入することでエピゲノムを初期化し、クローン個体を作ることができるが、こうして作られたクローン胚の発生効率は非常に低く未完成の技術である。これまでの申請者らの研究から、クローン胚の着床前の発生異常は、ドナー体細胞に存在するH3K9me3が主たる原因であることを明らかにしている(Matoba et al., 2014; Chung et al., 2015)。さらに、着床後の発生異常の原因のひとつがXist遺伝子の過剰発現であることを示している(Inoue et al., 2010; Matoba et al., 2011)。以上の二つの初期化異常については、それぞれヒストン脱メチル化酵素(Kdm4)とXistノックアウト体細胞をドナーとして使うことで補正できる。

そこで、まずはこの2つの異常を同時に補正した場合にクローン胚の発生効率がどの程度回復するかを判定した。卵丘細胞、セルトリ細胞の2種類のドナー体細胞を用いて実験を行った結果、野生型細胞をドナーとして使用すると、Kdm4dの注入によって7-8%程度の率でクローン産仔が得られるのに対し、Xistノックアウト体細胞を使用した場合、Kdm4dとの併用によって産仔率が15-20%程度にまで上昇することが明らかになった。しかし、この率は通常の受精胚の高い効率(50-80%程度)と比較するとまだかなり低い。さらに、胎盤の過形成というクローン胚特有の異常も、全てのクローン胚で認められた。以上の結果から、この2つの同時補正によっても着床後にみられるクローン胚特有の異常な表現型はレスキューされないことが明らかになった。これは即ち、クローン胚において未同定の初期化異常が存在することを強く示唆している。今後の研究ではエピゲノム解析によって、この初期化異常の詳細を明らかにする予定である。まず、計画していた通り、28年度中にKdm4dとXistノックアウトの組み合わせによるクローン胚の発生改善程度を明らかにすることができた。その結果、H3K9me3除去とXistノックアウト細胞の併用によって作ったクローン胚では、着床直前までは受精胚と同様に発生するものの、着床直後から異常な表現型を示すことから、着床前の胚盤胞期には既にその後の発生異常の原因となるエピゲノム異常が存在することが強く示唆された。28年度から29年度にかけては、上記のようにして作製した胚盤胞期クローン胚のトランスクリプトームおよびエピゲノムを受精胚のそれらと比較解析し、初期化異常が起きているゲノム領域を同定する予定である。トランスクリプトーム解析については、予定通り所属研究室において単一胚からのRNA-seq解析系の立ち上げを完了した。また、エピゲノムの統合的解析については、中国浙江大学のLi Shen教授、米国ハーバード大学のYi Zhang教授などの共同研究者と既にサンプルの受け渡し、及びデータ解析を開始しており、計画通りに順調に進展していると言える。体細胞核移植法では体細胞核のエピゲノムを初期化し、クローン個体を作り出すことができるが、その効率は非常に低く未完成の技術である。これまでの申請者らの研究から、クローン胚の発生異常は、ドナー体細胞に存在するヒストン修飾の一種であるH3K9me3、および核移植後のXist遺伝子の過剰発現が大きな原因であることを示している。前年度までの研究により、上記の二つの異常原因を回避して作ったクローン胚でも、着床直後からは異常な表現型を示すことから、着床前の胚盤胞期には既にその後の発生異常の原因となるエピゲノム異常が存在することが強く示された。そこで、上記のようにして作製した胚盤胞期クローン胚のトランスクリプトームおよびエピゲノムを解析し、初期化異常の同定を試みた。WGBS法によってゲノムワイドなDNAのメチル化を解析した結果、クローン胚で特異的に起こる異常なDNAメチル化パターンを見出した。
血液単球分画由来リボ核酸を使用した肺癌診断

血中内の単球あるいは血中に循環する腫瘍細胞内の遺伝子断片を測定し、肺癌早期診断への有用性を検討した。肺癌患者65症例と健常者15例の末梢血の単核球分画からRNAを抽出し、96遺伝子を対象としてlow density arrayでPCRを行った。8遺伝子は健常者でほぼ測定不能であった。腫瘍患者の血中遺伝子量が健常者に比して有意に増加していた遺伝子はFGF2、MMP9、NANOG、PPBP、S100A4、STAT3、TYMPの7遺伝子で、うちPPBPは腫瘍組織遺伝子量とも有意に相関したが、決定係数は小さかった。血中単核球分画のRNA測定は、現時点において肺癌の早期診断に有用でなかった。平成24年度は以下を行った。(1)肺癌患者65例(腺癌51例、扁平上皮癌10例、腺扁平上皮癌2例、大細胞癌1例、小細胞癌+大細胞癌1例)のRNAを抽出しした。(3)肺癌患者65症例の結果は、細胞内では恒常的に一定とされるGAPDH遺伝子を使用し、各遺伝子mRNA /GAPDH mRNAを計算した。血中遺伝子量で腫瘍患者と正常コントロール間に有意差が認められたもの(腫瘍患者>正常コントロール): FGF2、MMP9、NANOG、PPBP、S100A4、STAT3、TYMPであった。今年度は肺腺癌患者65例(腺癌51例、扁平上皮癌10例、腺扁平上皮癌2例、大細胞癌1例、小細胞癌+大細胞癌1例)と健常人7例の血液21mlと切除検体を使用し、末梢血単球分画内と腫瘍内からRNAを抽出、90遺伝子(増殖因子・アポトーシス・細胞間質関連等の96遺伝子、内在コントロール遺伝子を含む)を対象としてTaqMan low density arrayを用いて検索した。[結果]健常者では96遺伝子のうち、8遺伝子が殆ど測定できなかった。結果は、細胞内では恒常的に一定とされるGAPDH遺伝子を使用し、各遺伝子mRNA /GAPDH mRNAを計算した。各遺伝子mRNA /GAPDH mRNAでは、YWAHZ mRNA/GAPDH mRNAが最も高く、平均1.06であり、それに続いてS100A4、SOX4で高い値を示した。肺癌患者の結果は、各遺伝子mRNA /GAPDH mRNAを計算した。血中遺伝子量で腫瘍患者と正常コントロール間に有意差が認められたもの(腫瘍患者>正常コントロール)はFGF2、MMP9、NANOG、PPBP、S100A4、STAT3、TYMPであった。血中遺伝子量と腫瘍からの遺伝子量の相関に有意の相関がPPBPに認められたものの、決定係数R2は小さかった。また、KRT19に血液内RNAが高くなると腫瘍で報告されているが、肺癌の我々のデータでは相関はみられなかった。[考察]TaqMan low density array解析のデータを基に、93遺伝子を使用し、増加した遺伝子群のみからの数式によるモデル化を試みたが、末梢血単球分画内に増加する腫瘍関連遺伝子は少数であり、数式によるモデル化はできなかった。しかし、一部の遺伝子では腫瘍細胞内と末梢血単球分画内で緩やかな相関を持つものがみられ、検索外の遺伝子群に相関を持つものがある可能性を示唆した。全体の仕事量は(1)全体を腫瘍、健常者のRNAの抽出、(2)癌患者の単核球分画RNA、健常者の単核球分画RNAのPCR施行、(3)腫瘍本体のRNA抽出とPCR、からなるが、全体の1/3に相当すると考える。今後の推進方策:研究を予定通り進める。研究を予定通り進める。科研費と講座研究費を使用して次年度、11.(3)「腫瘍本体のRNA抽出とPCR」を行う予定である。科研費と講座研究費を使用して次年度、11.(2)「癌患者の単核球分画RNA、健常者の単核球分画RNAのPCR施行」を行う予定である。
高齢者の口腔ケアと骨粗鬆症・各種代謝性疾患の予防・改善を謳う機能性食品の開発

カテキンのオリゴマーから成るプロアントシアニジンは、非常に高い抗酸化活性をするポリフェノールである。我々は、ヒト歯肉線維芽細胞(hGF)に歯周病の原因菌であるPorphyromonas gingivalis由来のlipopolysaccharide (LPS)で刺激すると炎症応答の指標の一つであるinterleukin 8(IL-8)の産生が増強されること、およびhGFを予め1分間プロアントシアニジンを高含有するブドウ種子エキス(grape seed extract, GSE)で処理すると、このIL-8の産生増強が濃度依存的に抑制されることを見出した。加えて、in vivoでは卵巣摘出(卵摘)マウスにGSEを連日経口投与すると卵摘による体脂肪および内臓脂肪の増加に起因する肥満を抑制するのみならず、卵摘による耐糖能の低下および腰椎骨量の減少のいずれも抑制する効果を発揮することを見出いした。本年度は、卵摘マウスでみられた各種影響が腸内フローラを介したものかどうかを間接的に検証する目的で、卵摘マウスと偽手術(卵摘を行わず、開腹のみ実施))マウスの同居実験および糞便移植実験を行った。その結果、卵摘マウス+偽手術同居群における卵摘マウスの体重は、卵摘マウス単独飼育群に比べ増加が抑制される傾向がみられた。また卵摘マウス+偽手術同居群における偽手術マウスの大腿骨量は、偽手術マウス単独飼育群に比べ有意に低下した。これらの結果は、マウスの食糞行動を介しての影響、すなわち卵摘マウスの糞中に体重を増加させるとともに骨量を低下させる菌が存在していることを示唆している。実際に無菌マススに卵摘マウス由来の糞を移植すると体重が増加するとともに骨量は低下した。現在、どの菌種がこれらの代謝性変化を誘発しているかを明らかにすべく、次世代シークエンス技術を用いて菌叢解析を実施中である。卵摘マウスと偽手術(卵摘を行わず、開腹のみ実施)マウスの同居実験および無菌マウスへの卵摘マウスの糞便移植実験を行い、糞便中に存在する卵摘マウスに特徴的な菌種(菌叢)が体重増加および骨量減少を誘発していることが示唆する結果までは得られた。腸内細菌叢の解析を次世代シークエンス技術を用いて実施しているが、現時点では再現性のある結果が得られていない。そこで卵摘マウスに種々の抗生物質を投与して、卵巣摘出の影響が軽減される条件を設定し、その時に変化する菌種を同定するという試みを開始している。そのためプロアントシアニジンの経口摂取による影響を検討する試験の開始が予定より少し遅れている。口腔ケアに関する研究では、プロアントシアニジンの骨代謝改善作用に着目し、歯科用インプラントの骨結合強度改善効果についてin vivoで検討を行う。代謝性疾患に関する研究では卵摘マウスで変化する菌種の同定を進め、最後にプロアントシアニジンの抗肥満、抗糖尿病、骨代謝改善作用が同一の機序によるのかを見極める。もし同一の機序なら、それは腸内フローラの変化を介するものかどうかを検証する。同時に腸内フローラの変化がなぜ代謝性疾患の改善に寄与するかを血中あるいは腸内の低分子化合物を中心とした代謝産物の網羅的解析を行い、その変化を追跡することで分子レベルでの機序まで提唱できればと考えている。我々は、プロアントシアニジンを高含有するブドウ種子エキス(grape seed extract, GSE)の短時間処理が直接的な抗酸化活性に依存せずに過酷環境下におかれたヒト歯肉線維芽細胞(hGF)を保護する作用を有すること、および経口摂取で腸内細菌叢を改善することを見出した。そこで、本研究ではGSEによる口腔内炎症性疾患の予防・改善作用と腸内細菌叢を介した高脂血症、糖尿病といった代謝性疾患の予防・改善作用を検証し、将来的には機能性表示可能なdual functionalサプリメントとしての効能を確立することを目的とする。本年度は、hGFに歯周病の原因菌であるPorphyromonas gingivalis由来のlipopolysaccharide (LPS)で刺激した時に起こる炎症応答の指標としてinterleukin 8 (IL-8)の産生増強をタンパク質レベル(ELISA)および遺伝子レベル(qRT-PCR)で確認するとともに、hGFを予め1分間GSEで1分処理すると、このIL-8の産生増強が濃度依存的に抑制されることを見出した。この成果は、高齢者の口腔内におけるGSEの短時間処理が細菌性刺激等による炎症応答の誘発を抑制する可能性を示唆するものである。これら効果がGSEの抗炎症効果によるものか、あるいは腸内フローラの変化を介し発現したのかについては、次年度の検討課題とする。In vitroではGSE短時間前処理によるhGFのLPS誘導性炎症応答の抑制効果を確認することで高齢者の口腔ケアへの応用の可能性が現実性を増したと判断した。

In vivoでは卵巣摘出マウスでの肥満、耐糖能低下および骨量変動などの代謝的変化をGSEの反復経口投与は抑制することを見出し、GSEの経口摂取は閉経女性の各種代謝性変化を抑制・改善する可能性があることを確認した。今後は、前者では安全性を確認するとともにin vivoでの口腔内炎症モデルを構築し、その効果を検証していく。後者ではin vivoでのGSEの効果がin vitroでみられたGSEの抗炎症効果によるものなのか、あるいは仮説として立てた腸内フローラの変化を介したものなのかの検討に入るので、全体として概ね順調に推移していると判断した。カテキンのオリゴマーから成るプロアントシアニジンは、非常に高い抗酸化活性をするポリフェノールである。我々は、ヒト歯肉線維芽細胞(hGF)に歯周病の原因菌であるPorphyromonas gingivalis由来のlipopolysaccharide (LPS)で刺激すると炎症応答の指標の一つであるinterleukin 8(IL-8)の産生が増強されること、およびhGFを予め1分間プロアントシアニジンを高含有するブドウ種子エキス(grape seed extract, GSE)で処理すると、このIL-8の産生増強が濃度依存的に抑制されることを見出した。加えて、in vivoでは卵巣摘出(卵摘)マウスにGSEを連日経口投与すると卵摘による体脂肪および内臓脂肪の増加に起因する肥満を抑制するのみならず、卵摘による耐糖能の低下および腰椎骨量の減少のいずれも抑制する効果を発揮することを見出いした。本年度は、卵摘マウスでみられた各種影響が腸内フローラを介したものかどうかを間接的に検証する目的で、卵摘マウスと偽手術(卵摘を行わず、開腹のみ実施))マウスの同居実験および糞便移植実験を行った。その結果、卵摘マウス+偽手術同居群における卵摘マウスの体重は、卵摘マウス単独飼育群に比べ増加が抑制される傾向がみられた。また卵摘マウス+偽手術同居群における偽手術マウスの大腿骨量は、偽手術マウス単独飼育群に比べ有意に低下した。これらの結果は、マウスの食糞行動を介しての影響、すなわち卵摘マウスの糞中に体重を増加させるとともに骨量を低下させる菌が存在していることを示唆している。実際に無菌マススに卵摘マウス由来の糞を移植すると体重が増加するとともに骨量は低下した。現在、どの菌種がこれらの代謝性変化を誘発しているかを明らかにすべく、次世代シークエンス技術を用いて菌叢解析を実施中である。卵摘マウスと偽手術(卵摘を行わず、開腹のみ実施)マウスの同居実験および無菌マウスへの卵摘マウスの糞便移植実験を行い、糞便中に存在する卵摘マウスに特徴的な菌種(菌叢)が体重増加および骨量減少を誘発していることが示唆する結果までは得られた。腸内細菌叢の解析を次世代シークエンス技術を用いて実施しているが、現時点では再現性のある結果が得られていない。そこで卵摘マウスに種々の抗生物質を投与して、卵巣摘出の影響が軽減される条件を設定し、その時に変化する菌種を同定するという試みを開始している。そのためプロアントシアニジンの経口摂取による影響を検討する試験の開始が予定より少し遅れている。口腔ケアに関する研究では、in vivo動物モデル作製を目標とする。
大規模遺伝情報・医療保険情報解析によるイヌの近交弱勢に関わる遺伝子の解明

近交弱勢は遺伝的に近い個体から生まれた子の死亡リスクが上昇したり、生殖能力が低下する現象である。この現象の遺伝的な理解は、ウシやブタなどの畜産分野での生産性の向上や、個体数が減少した希少動物の保護に有用であるが、その機構については遺伝子のレベルではほとんどわかっていない。本研究では、弊社グループ企業であるアニコム損害保険株式会社が独自にもつ2,000万件を超えるイヌの医療情報データと、数百個体規模のゲノム解析を用いることで、近交弱勢に関わる遺伝子を探索する。
人工物を強化するための社会的制約条件

「人工物を強化するための社会的制約条件」のこの3年の研究において、人工物というシステムの外部環境にあたるものの制御に焦点を当てる(いわゆる環境問題)のではなく、人工物そのもののいわばメンテナンスを一般的に論じることが中心問題だということを見てきた。それを踏まえて最終年度では、「一般メンテナンス学」を構築するために、どのような社会システムを問題にすべきかを考えてきた。もともと、時間的に複雑さを示す系において、現在まで個別に行われている対処法はいわゆるメンテナンスとして様々な工学分野でそれぞれ行われている。この問題の基本的な社会的対処として、故意でなく過失に焦点を当てることがまず必要となる。そのうえで、市民社会で使われた所有権によるコントロールができにくい状況を抽出した。結果的には不法行為法の問題として法学内部でここ数十年取り上げられてきた問題を技術論の立場から見直すことになった。研究に直接関連する学会発表は、「サステイナブルな社会に向けての技術論」応用哲学会第10回年次大会2018年4月7日と「人工物の強化に社会制度はどう関わるか」機械学会年次大会2018年9月10日「人工物に関わる所有権」日本科学哲学会立命館大学2018年10月14日の3つであり、関連する発表を記念講演として行った。「工学倫理」第20回岐阜県建築鉄骨技術交流会2018年10月6日、「工学倫理についてー設計の考え方と工学倫理の考え方はほぼ等しいー」設計工学会関西支部創立50周年記念特別講演2018年12月15日。そして、これまでの研究をまとめて、それに続くものとして「テクノロジーにおける個別化の論点」応用哲学会2019年4月21日を発表している。実際上研究の枠組みを展開することは、短時間の学会発表ではできず、『事故の哲学』講談社メチエ(2019)でその概要を論じ、公表することになった。「人工物を強化するための社会的制約条件」が本研究課題であるが、現在2つの事例について資料を収集しつつ考察を進めている。一つは、建築に関する事例であり、200年住宅として知られるものである。建築におけるメンテナンス(システムのサステナビリティ)は、大きなテーマになっており、システムのサステナビリティを考える事例の基本となりうる。ただ、現代の空き家問題は、建物がサステイナブルであっても、問題の解決には寄与しないかもしれない、という意味で奇妙な環境条件になっている。もう一つは、自動運転車である。これは技術的問題の多くは解決されつつあるようだが、倫理的、社会的、法的問題は残っている。これがどういう射程を持つかを考えることがサステイナブルの問題でもある。なお、更にまた区別種の第三の事例を探索中である。今のところ関心を持っている事例は食品である(できるだけ多様な事例を考えている)。食中毒や病虫害に耐えるものを作るというのも、食品という人工物を強化する枠組みの事例となりうる。ただ、この場合にも食料危機や水不足に対する対応が基礎として必要になる。ここにおいても広大な問題領域が残ることが予想される。まだ考え通してはいないが、一つの可能性として考えている。現在、これらの考察の基礎をなすはずの技術論を、著書として執筆中である。これは、2017年中には出版できるはずである。既存の技術論の枠組みでは捉えがたい問題を理解するための枠組みを作るための試みがあらかじめ行われている。本年度は3回研究会を開いた。そして数回に及ぶ研究会に出張参加した。当然、科研のテーマと一致する研究がおこなわれているわけでもないので、その周辺に当たる研究の探索を行ってきた。そのために、多様な研究の調査をすることにもなった。まだまだ多様な分野の調査が必要となっている。200年住宅と自動運転車については資料を収集中だが、そこからの教訓を引き出すまでには至っていない。(安易な結論は有害だろう)。また、現在のところ資料収集の段階であるために「遅れている」という評価も可能だが、どのように全体の枠組みを作るかが問題であるために、個人的な感想としては「順調」だともいえる。「人工物を強化するための社会的制約条件」という課題に関して、私自身の方法論としては、多様な現実の実例を踏まえて、そこから考え方の枠組みを抽出することにある。そのための事例の分析は行ってきた。そのアイディアを練るために、平成29年度は技術者の研究会を中心にして機械学会で3回、科学技術社会論学会で1回の計4回発表を行った。それぞれの発表時間が限られ、技術論と工学倫理に焦点を当て、さらにテーマも限定されているために、幾つかのポイントに関して深い知見が得られたが、全体としての枠組みの批判的評価を獲得するのは先になる。また、この4月7日には、応用哲学会で「サステイナブルな社会に向けての技術論」という題で、人工物を強化することについて論じてきた。これは、本課題に直接関わるテーマとなる。さらに、2018年度の9月の機械学会年次大会で「人工物の強化に社会制度はどう関わるか」という題で発表し、これまでの考えについて批判を乞いたいと思っている。さらに、著書として技術論に関わる本の推敲を進め、1年がかりで完成に近づいてきた。それの最終稿を提出しており、9月に講談社から出版の手筈となっている。全体の考えの枠組みを作ることが、本研究課題に関して、私が行うべき仕事であるから、その一部をこの著書を仕上げることをもって代えることになる。

ひとつの論文や一つの実験結果では、本研究課題に応答することは難しいというのがポイントである。なお、年に2回、関西大学でそれぞれ2人の講演者を呼び、関心を持つ研究者を集めて研究会を行っている。そこでは、活発な議論が行われ、工学という学問の理解にとって重要なインパクトを与えるものとなっている。基本は、哲学的な枠組みの提案となるが、それには多様な観点からの批判的考察が必要となる。そのために、技術者を中心とする研究会や学会、さらには哲学者や社会科学者を中心とする研究会で発表してみることが必要となる。そのために、技術論の提案を含めて本年度は4回研究発表を行ってきた。1「法学におけるアーキテクチュア論は工学倫理にどういう影響を持つか?」機械学会於:久留米高専2017年10月21日、2「科学技術はどのような意味でパターナリズムなのか?」科学技術社会論学会大会2017年11月25日於:九州大学、3「新しい技術論の提案」機械学会関西支部シニア会情報交流サロン大阪駅前第1ビル神戸大の凌霜クラブサロン館2017年12月22日、4「技術論のための事例分析」日本機械学会関西支部第93期第2回専門部会(第5部会)機械学会関西支部大阪科学技術センター6階15時17時2018年2月20日このうち、2は、社会科学者や哲学者が中心の学会であり、1、3、4は、工学者、技術者が中心の研究会となっている。しかも、3、4は特に技術者として名を成した人々の会である。厳しい意見も頂きつつ、議論を重ね、思考を深めていった。「人工物を強化するための社会的制約条件」のこの3年の研究において、人工物というシステムの外部環境にあたるものの制御に焦点を当てる(いわゆる環境問題)のではなく、人工物そのもののいわばメンテナンスを一般的に論じることが中心問題だということを見てきた。それを踏まえて最終年度では、「一般メンテナンス学」を構築するために、どのような社会システムを問題にすべきかを考えてきた。もともと、時間的に複雑さを示す系において、現在まで個別に行われている対処法はいわゆるメンテナンスとして様々な工学分野でそれぞれ行われている。この問題の基本的な社会的対処として、故意でなく過失に焦点を当てることがまず必要となる。そのうえで、市民社会で使われた所有権によるコントロールができにくい状況を抽出した。結果的には不法行為法の問題として法学内部でここ数十年取り上げられてきた問題を技術論の立場から見直すことになった。研究に直接関連する学会発表は、「サステイナブルな社会に向けての技術論」応用哲学会第10回年次大会2018年4月7日と「人工物の強化に社会制度はどう関わるか」機械学会年次大会2018年9月10日「人工物に関わる所有権」日本科学哲学会立命館大学2018年10月14日の3つであり、関連する発表を記念講演として行った。「工学倫理」第20回岐阜県建築鉄骨技術交流会2018年10月6日、「工学倫理についてー設計の考え方と工学倫理の考え方はほぼ等しいー」設計工学会関西支部創立50周年記念特別講演2018年12月15日。
ジストニア発症にかかわる小脳・視床・基底核間の機能的神経路構築

本研究は、ジストニア発症に関与する小脳と基底核間の機能的神経回路連絡の全体像を系統的に理解するため、マウスを用いて、小脳核の各部から視床等間脳の各部位に至る出力経路の軸索投射パタン、および、それに関連した視床・基底核間の投射パタンを、従来からのビオチン化デキストランアミン(BDA)を用いる方法と、特別研究員が経験のあるウイルストレーサーを用いる手法で解明することをめざした。昨年度までに、ビオチン化デキストランアミン(BDA)の小脳核(中位核、外側核)への注入によって小脳出力軸索を標識し、標識された小脳核ニューロン軸索を10本あまり再構築し、外側核ニューロン軸索が中脳レベルと視床において広範な分岐をもつことを明らかにした(昨年度学会発表)。また、昨年度までに、研究室にとっては初めてのウイルスベクターの導入となるアデノ随伴ウイルスベクターを用いる神経標識実験の準備が終了した。それにより、本年度は、Cre依存ウイルスベクターをGpr26-Creマウスの小脳核に注入し、Gpr26陽性の小脳核ニューロンの軸索を特異的に標識する実験を行った。特定の分子発現を持つニューロンは特定の投射先(例えば、視床の中の大脳基底核と関連した特定部位)と連絡するという仮定に反して、Gpr26陽性の小脳核ニューロンは、視床の複数の部位と中脳の複数の部位に多彩な分枝パタンを持つという結果が得られつつある。現在、データの解析を続けている。また、この実験と平行して、小脳と基底核間の神経回路連絡を把握するのに重要な基本的な小脳の小葉構造、特にヒト小脳で肥大化する第I脚・第II脚の領域に関してヒト・サル(マカク)およびマウスの間での相動性を明らかにした。これにより、マウス小脳をモデルとしてもヒトや霊長類の小脳機能を対象とした実験結果が正しく解釈できるようになることが期待される。この研究の成果を論文として発表した。28年度が最終年度であるため、記入しない。本研究は、ジストニア発症に関与する小脳と基底核間の機能的神経回路連絡の全体像を系統的に理解するため、小脳核の各部から視床等間脳の各部位に至る出力経路の軸索投射パタン、および、それに関連した視床・基底核間の投射パタンを、従来からのビオチン化デキストランアミン(BDA)を用いる方法と、特別研究員がこれまで学んできたウイルストレーサーを用いる手法で解明することをめざしている。11月28日の研究員着任後、ビオチン化デキストランアミン(BDA)による小脳核ニューロン標識実験を、マウスを用いて行い、再構築可能な標本を10例以上作り出すことができた。これらからの再構築の作業に取りかかっている。また、それと平行して、アデノ随伴ウイルスベクターを用いる実験開始のための準備を開始し、組換えDNA実験の申請書を作成し、3月末にその承認を得ることができた。次いで動物実験センターの感染実験室を使うための手続きなどを進捗させた。さらに、蛍光標識された単一軸索の再構築のため、共焦点顕微鏡画像からパソコン上での再構築する方法の開発にとりかかった。研究室において保有しているAldoc-Venusマウスの蛍光標識プルキンエ細胞軸索、蛍光色素で標識されたデキストランアミンで標識されたノルアドレナリン軸索等をサンプルとして用いている。本研究は、ジストニア発症に関与する小脳と基底核間の機能的神経回路連絡の全体像を系統的に理解するため、マウスを用いて、小脳核の各部から視床等間脳の各部位に至る出力経路の軸索投射パタン、および、それに関連した視床・基底核間の投射パタンを、従来からのビオチン化デキストランアミン(BDA)を用いる方法と、特別研究員がこれまで学んできたウイルストレーサーを用いる手法で解明することをめざしている。昨年度は、ビオチン化デキストランアミン(BDA)の小脳核(中位核、外側核)への注入によって小脳出力軸索を標識し、標識された小脳核ニューロン軸索を10本あまり再構築することができ、その成果を学会にて発表した。外側核ニューロン軸索が中脳レベルと視床において広範な分岐をもつことが判明した。基底核からの軸索標識も試みたが、まだ、単一軸索再構築には至っていない。また、それらBDAによる標識実験と平行して、アデノ随伴ウイルスベクターを用いる標識実験の開始のための準備を進めた。研究室にとっては初めてのウイルスベクターの導入になるため準備に時間がかかったが、動物実験センターの感染実験室を使うための手続きが終了して、Cre依存ウイルスベクター、Gpr26-Creマウスも搬入され、すぐに実験を開始できるようになった。こちらの実験は、昨年度の予備的調査により、特にGpr26陽性の小脳核ニューロンが視床を経由して大脳基底核との間に神経回路を作る可能性が示されたため、特に注目することにしたものである。また、この実験と平行して、小脳のモノアミン投射の単一軸先形態の解析を継続し、成果を発表した。本研究のうちのBDAによる小脳核ニューロン標識実験に関しては、研究室にこれまで整備されてきていた環境で行うことができる実験であること、研究室内の大学院生も研究に参加してくれたことなどにより、多数の標本を作り出すことができた。そして、研究員による再構築作業は進展し、その結果を学会発表した。

アデノ随伴ウイルスベクターの実験開始に関しては、受け入れ研究室の側で、これまで全く経験がなかったが、その経験のある研究員の参加により可能になった。研究員が外国人であるため、日本語で記載する必要のある種々の申請書等は研究代表者が記載しなくてはならないなどの点で、大変な作業であったが、平成27年3月末に、組換えDNA実験計画書の最初の承認を得ることができた。それに基づき、動物実験センターの感染実験室における実験計画書を申請し、一方では、ウイルスベクターとその実験を行うCreマウス入手に向け、搬入許可の手続きを行った。途中、組換えDNA実験計画書の改訂が2回必要になるなど、受入研究室ではアデノ随伴ウイルスベクターの実験が未経験だったため手間取ったが、平成27年度中にすべての手続きが順調に終了し、ウイルスベクター入手が終了しCreマウスの繁殖も開始され、実験室のオリエンテーションも終了し、実験室における注入実験のための機器の作製も終了するなどすべての準備が整った。このように、やや困難な準備段階が正当な手順を経て終了し、平成28年度初めから、実験を開始できるようになった。本研究は、ジストニア発症に関与する小脳と基底核間の機能的神経回路連絡の全体像を系統的に理解するため、マウスを用いて、小脳核の各部から視床等間脳の各部位に至る出力経路の軸索投射パタン、および、それに関連した視床・基底核間の投射パタンを、従来からのビオチン化デキストランアミン(BDA)を用いる方法と、特別研究員が経験のあるウイルストレーサーを用いる手法で解明することをめざした。昨年度までに、ビオチン化デキストランアミン(BDA)の小脳核(中位核、外側核)への注入によって小脳出力軸索を標識し、標識された小脳核ニューロン軸索を10本あまり再構築し、外側核ニューロン軸索が中脳レベルと視床において広範な分岐をもつことを明らかにした(昨年度学会発表)。また、昨年度までに、研究室にとっては初めてのウイルスベクターの導入となるアデノ随伴ウイルスベクターを用いる神経標識実験の準備が終了した。それにより、本年度は、Cre依存ウイルスベクターをGpr26-Creマウスの小脳核に注入し、Gpr26陽性の小脳核ニューロンの軸索を特異的に標識する実験を行った。特定の分子発現を持つニューロンは特定の投射先(例えば、視床の中の大脳基底核と関連した特定部位)と連絡するという仮定に反して、Gpr26陽性の小脳核ニューロンは、視床の複数の部位と中脳の複数の部位に多彩な分枝パタンを持つという結果が得られつつある。現在、データの解析を続けている。また、この実験と平行して、小脳と基底核間の神経回路連絡を把握するのに重要な基本的な小脳の小葉構造、特にヒト小脳で肥大化する第I脚・第II脚の領域に関してヒト・サル(マカク)およびマウスの間での相動性を明らかにした。これにより、マウス小脳をモデルとしてもヒトや霊長類の小脳機能を対象とした実験結果が正しく解釈できるようになることが期待される。この研究の成果を論文として発表した。11月28日の研究員着任後、4ヶ月の期間であるが、研究員は、受け入れ研究室において、順調に研究を開始している。これには、受け入れ研究室の側で、研究員の研究スペースを予め確保していたこと、そして、齧歯類in-vivo実験環境、組織学実験環境、明視野顕微鏡下の描画環境など、基本的な研究室環境を誰でもすぐ使えるように常々整備していることが寄与している。
小型ダイポールアンテナを用いたワイヤレス電力伝送の基礎検討

電界結合型の無線電力伝送(独立伝送形)方式について、その等価回路解析により、動作原理と特性の検討を行った。シミュレーション、実験と比較してその各素子定数を決定した。伝送効率に対する各素子パラメータの影響について検討した。伝送効率では、周波数と負荷抵抗を適宜調整すれば伝送距離を伸ばせることを確認した。一方、同一アンテナにおいて金属板間のキャパシタンス(結合容量)を減らせば伝送効率を上げられる可能性がわかった。また、受信アンテナの近傍電界制御は位相線路の追加、調整により可能なことがわかった。さらに本システムを電子ペーパとして活用するエネルギーマネジメントシステムを構築したワイヤレス電力伝送の実現可能性を探るため、コンデンサを挿入した平衡二線伝送路により空間で電力を伝送する方法を提案する。これは独立した2つの伝送路(線路)で空間の局所的な2点に電位差を発生させる案である。回路的検討により比較的高い伝送効率が得られることがわかったが、アンテナの構成法が問題である。そこで、本年度は以下を行った。1)等価回路解析電界結合型の無線電力伝送(独立伝送形)方式について、その等価回路解析により、動作原理と特性の検討を行った。まず等価回路を作成し、シミュレーション、実験と比較してその各素子定数を決定した。次に伝送効率に対する各素子パラメータの影響について検討した。伝送効率については、LとCのQ値が与える影響は同等であること、周波数と負荷抵抗を適宜調整すれば伝送距離を伸ばせることを確認した。これは本方式特有の性質である。2)整合回路の設計と実測上記解析により、アンテナ間結合が小さくなるにつれ入出力インピーダンスが数Ω以下低下することがわかった。このため伝送距離を伸ばすと50Ω系では不整合による効率低下が支配的になるため、本方式に適合する整合回路を設計し実測を行った。整合回路は共振用インダクタ素子と結合コイルを介したものである。本整合回路により、50Ω系においてアンテナ最大幅と同等の伝送距離で90%程度の効率を得た。本方式は送受信アンテナの位置ずれに関して効率劣化が少なく、大電力の伝送でも熱上昇が抑えられる。一方、電極が平面であるため装置への設置性が良い。伝送距離はアンテナ幅程度であるが、実験において高い効率を得たことからヘリカルコイルを用いた磁界結合方式に対して、本二枚電極形の電界結合方式が電気自動車の充電システムにより適切であると思われる。さらに本システムを電子ペーパとして活用するエネルギーマネジメントシステムを構築した・基本検討電磁界共振結合形による電力の伝送では高いQのアンテナ実現が難しく限界があるため、電界結合により空間の局所的な2点に電位差を発生させる電力伝送方法を提案した。これは単純に金属板同士の静電結合(コンデンサ)2つを用いて電力を伝送するものである。すなわちアンテナ素子を2つのコンデンサの電極と考え、それぞれを独立になるような経路を用いて電位差(ポテンシャル)を伝送するのである。回路的検討により数平方cmの電極を1m程度離した非常に小さなコンデンサでも、伝送位相差を利用して独立な2つの経路を実現すれば30%程度の伝送効率が得られることがわかった。・伝送効率の検討そこで具体的なアンテナを設計しシミュレーションと実験を行った。コンデンサとしての結合を強くするため対向する平板金属でアンテナ素子(電極)を構成した。このアンテナ素子を二枚平行に配置し、各素子を出来る限り離してかつ高インピーダンスと50Ω給電系との整合をとるためにテーパ給電線路を用いた。アンテナ素子は遠方界の放射を抑えるために方形金属の中心に給電線を接続し素子上の電流が相殺するようにした。実験では金属地板によりイメージ法を用いて不平衡系での測定を行った。伝送効率の距離特性を計算および実測したところ約50mmの間隔(1/10スケールモデル)でシミュレーションは約30%、実測は約15%となり、まだ従来の電磁界共振結合形に比べて高い効率を得ることは出来ていない。しかし本構成は電界結合形なのでアンテナ素子は金属板を用いているため導体損失の影響が少なく、シミュレーションに近い値が実装置で実現できると考えられる。ただしこの構成では電極間の結合が相殺出来ていないこと、及び電極を離すことで不要な放射界が発生して損失になることが本結果となった要因と考えられる。1)電子ペーパ(小型充電器)の試作電界結合形のアンテナが非常に薄い金属板で作製可能な利点を活かし、卓上充電器と端末(電子ペーパ)を試作した。これは、アンテナ金属上に置くだけで電力を伝送するものであり、非常に送受間隔が狭いので効率は高いが自由度が無く、電子機器の置き場所が制限される。そこで、市松模様形の複数金属板と磁石スイッチを利用した充電装置を考案し実験的検討を行った。この結果、充電設置位置は増えたものの位置ずれによる効率低下があり、設置状態による電力伝送効率のバラツキが発生した。

二層構造による改善を検討している。また本装置はデモとして実働させる。2)等価回路による検討電界結合型の無線電力伝送(独立伝送形)方式について等価回路を作成し、シミュレーション、実験と比較してその各素子定数を決定した。また伝送効率については、LとCのQ値が与える影響は同等であること、周波数と負荷抵抗を適宜調整すれば伝送距離を伸ばせることを確認した。一方、同一アンテナにおいて金属板間のキャパシタンス(結合容量)を減らせば伝送効率を上げられる可能性がわかった。これは本方式特有の性質であり、今後検討する予定である。3)実験的検討シミュレーション/等価回路解析により長い伝送距離を得るには低いポートインピーダンスに対する整合回路が重要であることがわかっている。そこで金属板の背後または前面にコイル状整合回路を設置して実験を行った。これは、整合回路も磁界結合アンテナとして動作させ、より効率を上げようと考えたものである。実験の結果、整合を取ることは可能であったがその調整が伝送距離に応じて必要であること、磁界結合の効果は高くないことがわかった。従って、やはり整合回路はコイルのQ値が最も重要であり、そこを上げる工夫と距離によって変わるポートインピーダンスに対応した調整機能が必要であることが分かった。アンテナ伝搬提案段階では、本年度に屋内空間で送受信アンテナの位置自由度を上げるための対策を明らかにすることが目標であった。しかし、このような条件を満たすアンテナ配置や制御方法を各種検討したもの、十分効率が高く実用的な手法を見出すには至らなかった。特に空間分割多重原理(MIMO)の活用は可能性は高かったものの、電力伝送の伝送効率向上においては小型アンテナとなる低い周波数が、MIMOでは放射特性形成を狙った高い周波数が適していることから、そのトレードオフで両立が出来なかった。そこで、ある程度のアンテナ位置自由度に限定して効率の向上を優先することとした。従って、本方式実用化イメージが電気自動車や小型電子機器の充電に重きを置く方向になってきている。しかし、実用化を目指すにはより適切な修正であると考えている。順調にシミュレーションおよび実験を遂行している。特にシミュレーションにおいては波長に比べて非常に小さなアンテナであるため、その数値的誤差が大きく値の精度は良くない。このため主に傾向を把握し設計指針を得る目的で利用している。すなわち正確性を求めることなく、アンテナ構成の改良や修正の方向性を決めるために用いることとしている。一方実験は平衡系給電モデルに対して、大型の金属地板を用いてイメージ法によりアンテナを構成することで不平衡系での実験を可能とした。ただし半空間のみの実験のため効率は二倍になることに注意して実験を行っている。ただし利用形態として同じ環境(金属机上など)になれば、本実験よりかなり効率は高い値を得ることができる。
The six major puzzles in Internationaleconomics: Wavelet analysis

本研究では、オープンマクロ経済学や国際金融論におけるパズルを解明するために、ウェーブレット分析を行った。特に、パズルの一つであるFeldstein-Horioka (FH) Puzzleの分析を行った。FH Puzzleとは、金融自由化が進むにつれて貯蓄と国内投資の相関が下がらないといけないのに、実際には下がらなかったことでパズルとして知られるようになった。本研究は、1885年から2010年までの9ヶ国のデータを集め、FH Puzzleが時間軸・周期軸でどのように変わってきたかを明らかにした。また、既存研究でパズルの要因とされてきた候補の貢献度を推計した。当初の平成27年度の研究実施計画の通り、オープンマクロ経済学や国際金融論においてのパズルを説明するためにデータを収集・加工し、実証分析に利用可能な計量モデルを提供できるようにすることができた。2016年度は、オープンマクロ経済学や国際金融論におけるパズルの一つであるFeldstein-Horioka (FH) Puzzleの分析を行った。本研究は次の特徴がある。第一に、貯蓄と投資の関連を経済学的に分析するために、ウェーブレット(Wavelet)分析においてRealなところだけを抽出した。第二に、経済学におけるWaveletの活用は今まで2変数間の関連を分析したのが多かったが、今研究ではFH Puzzleの解明にあたって、説明要因とされる候補を一つずつコントロールしながら、貯蓄と投資の相関が下がるかと試みた。分析に用いた主な説明変数は、人口成長、生産性上昇、財政バランス、貿易コスト、グローバルな共通ファクターである。推計においては、データが利用可能である9か国を対象に1885年から2010年までの年次データを用いて分析を行った。主な結果は次の通りである。第一に、アメリカやイタリアなど、国のサイズが大きい国が小規模の国よりも貯蓄と投資の相関が高いことが観察された。第二に、資本自由化パターンを時間軸で見ると、大きく分けてU字型と右下がり型の二つのパターンが観察された。第三に、財政バランスが多くの国で貯蓄と投資を最も説明する要因であることが分かった。第四に、グローバルファクターも重要な要因であることが分かった。本研究は国際金融論・オープンマクロ経済学において長年謎として知られた六つのパズルを分析するために、ウェーブレット(Wavelet)という手法を用いた。また同論文を著名なジャーナルに投稿し、結果を待っている状況である。2017年度はひきつづきオープンマクロ経済学や国際金融論におけるパズルの解明をするため、主に計量分析の観点から行った。特に、パズルの一つであるFeldstein-Horioka Puzzleを理解するための分析を主に行った。Feldstein-Horioka Puzzleとは、金融自由化が進むにつれて貯蓄と国内投資の相関が下がらないといけないのに、実際には下がらなかったことでパズルとして知られるようになった。研究論文の改善のために、日本経済学会やAmerican Economic Associationなど国際的なコンファレンスに参加し、著名な研究者達と沢山意見交換を行った。また、King's College LondonのAssistant ProfessorであるEvangelos Dioikitopoulos氏をお招きし、研究発表をしてもらい、また研究打ち合わせをした。引き続き国際金融論のパズルに関連するデータ構築作業を進める。また実証面において、集めたデータの下でウェーブレットの推定などを行い、グローバル経済における各国の連動性を明らかにし、ファクトの整理を行う。また、実証分析で得られた結果を経済学的に解釈ができるよう、既存の理論モデルで予想される理論面と実証面の整合性を定量的かつ定性的に確かめる。引き続き国際金融論の六つのパズルに関連するデータ構築やFeldstein-Horioka Puzzle以外のパズルの分析にも取り掛かる。またウェーブレット分析で得られた結果と既存の理論モデルと整合的か確かめる。既存の理論モデルと非整合的な場合は、それを補完する理論モデルの構築を試みる。研究の成果はディスカッションペーパーなどで積極的に公表し、著名なジャーナルに投稿する。経済学人件費・謝金などで予定より余りができた。次年度の人件費・謝金や物品費に回したい。
加速器ニュートリノビームを用いたＣＰ対称性解明に向けた実験的研究

ニュートリノ振動の研究を中心に、反ニュートリノを使った基礎研究、次世代大型ニュートリノ実験に向けた開発研究をおこなった。T2K実験で、ミューオンニュートリノから電子ニュートリノへの振動の信号を観測し、7.3σの信頼度で電子ニュートリノ出現を発見した。電子ニュートリノへの振動の確率を測定し、世界で初めてニュートリノCPの破れに制限を課した(δCP=-0.5πが最適値)。反ニュートリノビームを生成し、反ニュートリノ振動のパラメータを世界最高精度で測定した。次世代実験ハイパーカミオカンデを使ったCPの破れの測定感度を調べた。また、高性能光センサーの開発に成功した(浜松フォトニクスと共同開発)。本研究の主目的は「ニュートリノにおけるCP対称性の解明に向け」、(1) CP研究のシグナルとなるミューオンニュートリノから電子ニュートリノへの振動現象をT2K実験で確立する、(2)電子ニュートリノ出現の確率を精密に測定することでニュートリノ振動におけるCP対称性の情報を得る、(3)反ニュートリノビームを使った実験感度を検討する、(4)将来のCP対称性測定実験の実現において重要な基幹技術である光センサーの開発研究、の4点である。このうち、(1)の電子ニュートリノ出現に関して、T2K実験でこれまでに取得した6.6E20陽子数の全データを使って、28個の電子ニュートリノ信号を観測した。電子ニュートリノ信号の信頼度は7.3σと大幅に向上し、当初の大目標であった電子ニュートリノへの振動現象を確立することに成功した。(2)CP対称性の研究に関しては、本測定と原子炉反ニュートリノ振動の測定と組み合わせることで、ニュートリノCPのパラメータδに世界で初めて制限を与えることに成功した。δの領域で、0.19π<δ<0.80πを90%の信頼度で排除した。(3)に関して、T2K実験で反ニュートリノビームを利用した場合の物理感度を見積り、プロポーザルとしてJ-PARC PACに提出した。反ニュートリノビーム利用による、CP対称性や質量階層性に対する感度の改善を検討し、その優位性を実証した。(4)の新型光子センサー開発に関しては、8インチのHybrid Photo Detector (HPD)、高いQuantum Efficiencyをもった20インチ光電子増倍管の基礎特性を測定した。そして、神岡坑内のテスト用水チェレンコフ測定器に設置し、長期の水中試験のデータ収集を開始した。以上、研究課題4点とも、当初の目標を十二分に達成した。本研究の主目的は、(1)T2K実験で、2011年に発見したミューオンニュートリノから電子ニュートリノへの振動の信号を確実なものとし、電子ニュートリノ出現の確率を測定することでニュートリノ振動における最後の混合角θ13を決定する、(2)反ニュートリノビームに関係する基本情報(ビームフラックス、ニュートリノ反応断面積、スーパーカミオカンデ測定器由来の系統誤差等)を高精度で決定する、(3)将来のCP対称性測定実験の実現において重要な測定器基幹技術である光センサーの開発研究、である。このうち、(1)の電子ニュートリノ出現に関して、2012年度中にこれまでの4倍のデータ量に相当する6E20陽子数のデータを収集した。2012年夏に開催された国際高エネルギー物理学会議(ICHEP2012)において、3E20陽子数のデータを使って、11個の電子ニュートリノ信号の発見を発表した。信号の信頼度は3.2σと大幅に向上し、sin22θ13=0.094+0.053-0.040と高精度で決定した。(2)に関して、T2K実験における反ニュートリノビームフラックスをシミュレーションで見積もり、その結果を使ってT2K実験での反ニュートリノビームによる物理感度を見積もった。結果として、T2K実験でCP対称性や質量階層性を研究する場合には、反ニュートリノビームによる実験が有効であるという結論を得た。この結果は、J-PARC加速器のプログラムアドバイザリー委員会(PAC)で発表した。(3)に関しては、新型光子センサーHPDの開発を浜松フォトニクスと共同で進め、8インチのHPD約20本を試験し、その基礎性能を測定した。また、平行して、高量子効率の光電面を備えた20インチ光電子増倍管の開発も行った。両方の光子検出器の開発は概ね順調で、水チェレンコフ測定器の実証試験に使用できることを確認した。本研究の主目的は、「ニュートリノにおけるCP対称性の解明」に向け、(1)CP研究の信号となるミューオンニュートリノから電子ニュートリノへの振動の研究、(2)CP測定における最大の系統誤差であるニュートリノ反応不定性の改善、(3)反ニュートリノビームを使った反ニュートリノ振動の研究、(4)将来のCP対称性測定実験の実現に向けた基幹技術である光センサーの開発、の4点を実行することである。平成26年度は特に、ハドロン事故で停止していたJ-PARCの再開において、(3)の反ニュートリノビーム生成の実現が最重要課題であった。ニュートリノビームラインを改造し、平成26年6月に反ニュートリノビーム生成に成功した。その後、約4ヶ月間、最大ビーム強度320kWで反ニュートリノビームでデータを収集し、ニュートリノ振動解析に必要なデータを蓄積した。これは、今年度の研究実績としてもっとも重要なものである。