hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
眼球運動発現に関係する神経情報の大脳基底核内での形成機構

随意的眼球運動,とくにサッケードの発現に大脳基底核が重要な関与をしていることが最近明らかになってきた.黒質網様部のニューロンは上丘のサッケード性ニューロンを持続的に抑制しているが,この抑制を一過性に取り除くことによって,上丘ニューロンのバースト発射を促し,これがサッケードをひきおこすと考えられている.これまでの研究で,黒質網様部にたいして,強い結合をもつとされる尾状核のニューロンの多くが,随意的なサッケードに先行して発火をすることを示した.とくに,一群の尾状核ニューロンは,視覚依存性のサッケードではまったく活動を示さず,記憶依存性のサッケードに特異的に関連して活動を示した.このなかには,サッケードの直前に発火を示すニューロン,将来つくべき標的点の位置を示す予告刺激にのみ応答するニューロンが含まれる.このことから,これらの尾状核ニューロンが黒質網様部のニューロンを抑制することによって,上丘にたいする持続的抑制が取り除かれると考えた.さらに本研究では,視覚性情報と期待や予測など記憶に依存する情報が,大脳基底核の中でどのように眼球運動情報に変換されるか,を電気生理学的に解析した.その結果,黒質網様部のサッケードに関連するニューロンの半数以上が尾状核内の100uA以下の刺激によって明らかな抑制を受けた.また,尾状核の比較的尾側の中央部の刺激がもっとも有効だった.これは,サッケードに関連するニューロンが限局して存在する領域に一致した.これらの結果から,サッケードに関連する黒質網様部ニューロンの発射活動の減少は尾状核からの抑制性信号によっておこることが示唆される.いいかえると,大脳基底核は,〈脱抑制〉によって眼球運動の発現に関与すると考えられる.随意的眼球運動,とくにサッケードの発現に大脳基底核が重要な関与をしていることが最近明らかになってきた.黒質網様部のニューロンは上丘のサッケード性ニューロンを持続的に抑制しているが,この抑制を一過性に取り除くことによって,上丘ニューロンのバースト発射を促し,これがサッケードをひきおこすと考えられている.これまでの研究で,黒質網様部にたいして,強い結合をもつとされる尾状核のニューロンの多くが,随意的なサッケードに先行して発火をすることを示した.とくに,一群の尾状核ニューロンは,視覚依存性のサッケードではまったく活動を示さず,記憶依存性のサッケードに特異的に関連して活動を示した.このなかには,サッケードの直前に発火を示すニューロン,将来つくべき標的点の位置を示す予告刺激にのみ応答するニューロンが含まれる.このことから,これらの尾状核ニューロンが黒質網様部のニューロンを抑制することによって,上丘にたいする持続的抑制が取り除かれると考えた.さらに本研究では,視覚性情報と期待や予測など記憶に依存する情報が,大脳基底核の中でどのように眼球運動情報に変換されるか,を電気生理学的に解析した.その結果,黒質網様部のサッケードに関連するニューロンの半数以上が尾状核内の100uA以下の刺激によって明らかな抑制を受けた.また,尾状核の比較的尾側の中央部の刺激がもっとも有効だった.これは,サッケードに関連するニューロンが限局して存在する領域に一致した.これらの結果から,サッケードに関連する黒質網様部ニューロンの発射活動の減少は尾状核からの抑制性信号によっておこることが示唆される.いいかえると,大脳基底核は,〈脱抑制〉によって眼球運動の発現に関与すると考えられる.これまでの研究で、サルの大脳基底核が、眼球運動の発現に重要な働きをしていることを明らかにした。黒質網様部のニューロンは通常高頻度に発火しているが、その発火を一時的に停止することによって、上丘にたいする抑制を取り除き、眼球サッケードの発現を促進する。そして、この黒質ニューロンの一時的な発火の停止は、尾状核ニューロンからの抑制に由来することが示唆された。本研究では、この仮説を、尾状核の電気刺激実験によって確かめた。具体的には、まず尾状核に微小電極を刺入して、眼球サッケードに関係するニューロンを同定した。これらは限局して存在した。同様に黒質網様部のサッケードに関係する領域を同定した。さらに、これら尾状核と黒質網様部のサッケード関連領域にガイドチューブを刺入し、固定した。これらの準備の後に、ガイドチューブを通して二本の微小電極を同時に刺入した。まず、黒質網様部の単一ニューロンの活動を記録した。そして、尾状核の電極の深さを変えながら、単一パルス電流を流して刺激し、黒質網様部ニューロンのスパイク発射にたいする効果を調べた。この実験によって明らかになったことは、1)黒質網様部ニューロンの約30%が、尾状核刺激によって抑制された、2)これらの半数以上は同時に興奮性の効果を受けた、3)尾状核刺激の効果を示した黒質網様部ニューロンの多くは、サッケードに何らかのかたちで関係しており、4)とくに、視覚依存性のサッケードではなく、記憶依存性のサッケードに関係するニューロンが多かった、5)黒質網様部ニューロンに効果をおよぼす刺激部位は尾状核の中でも限局しており、それはサッケードに関係するニューロンが限局する領域によく一致していた。
マラリア制圧へのナッジー熱帯アフリカにおける新規統合戦略の開発

マラリア根絶は21世紀人類の課題である。今般の対策展開加速にも関わらず、対象とするケニア・ヴィクトリア湖畔を代表とした熱帯アフリカでは高度マラリア伝播が続く。この要因として無症候性感染者、殺虫剤耐性・屋外吸血性媒介蚊、感染防御に対する住民の不適切な行動を見出した。本研究ではこれらに対し(1)イベルメクチンを含む集団投薬、(2)感染リスクを最小化し、発症した場合に早期診断治療を受けるよう住民を「ナッジ」する経済学的インセンティブを検証する。この両者を統合した戦略と多角的モニターにより、対象地のマラリア残留伝播を抑え、提唱する包括的・住民主導マラリア撲滅戦略の熱帯アフリカにおける概念実証を目指す。高度マラリア流行地域であるビクトリア湖畔において、マラリア撲滅を目指してイベルメクチンを含む薬剤の集団投薬と感染予防に対する住民への働きかけを行い、その効果を確認しようという研究である。住民が予防プログラムに積極的に参加するよう、行動経済学で評価されている「ナッジ」という方法をプログラムに取り入れている。薬剤の集団投薬に加えて行動経済学的手法を取り入れたマラリア撲滅プログラムとしての統合戦略は独自性がある。また、熱帯アフリカの低開発国においてこれまで解決困難とされてきたマラリア残留伝播が抑えられることへの期待のみでなく、包括的・住民主導マラリア撲滅戦略の効果を実証しようとしている点は社会への波及性が高く期待される。
磁気力による伝熱性能向上効果の定量的評価および熱交換デバイスへの応用

熱交換デバイスの伝熱性能向上を目的として,磁場の力(熱磁気力)の効果を定量的に明らかにした.まず熱交換チューブを想定した強制対流を対象とし,磁場を印加したところ,磁極において流れや温度分布が変化することがわかった.熱磁気力は温度が高くなると相対的に弱くなることからリブのような効果を持つことが判明した.逆に冷却管の場合は流れ場が窪むことも分かった.この流れの変化により局所的に熱伝達率が低下・上昇することがわかった.次にフィンを想定した鉛直加熱平板周りの自然対流を対象とした場合でも評価をおこなった.その際,ブロック型の磁石を用いた場合と電線から生じる磁場とでは傾向が異なることがわかった.鉛直平行平板間内の自然対流熱伝達に及ぼす磁化力効果を評価するために実験装置を設計・製作し,相応する解析系による数値解析を実施することでメカニズムの理解と熱伝達促進・抑制効果に関する定性的な評価を行うことができた.しかしながら実験装置の設計段階で温度計測点の制限があったため,H27年度の期間内では限られた条件でしか実験を実施できなかった.数値解析においてはほぼ目的は達成され,磁石位置や磁束密度の影響を評価することができたものの,平行な電線から生じる磁場を考慮するにとどまった.ただし,ブロック型の磁石から生成する磁場分布に関しての調査は既に終えており,実験と併用したより定量的な評価に向けての準備を整えることができた.一方で加熱円管内流れにおける磁化力効果について数値解析を実施することで,層流域における現象を議論し,上述の熱伝達への影響を評価するうえで重要な知見を得た.磁化率の温度依存性によって磁化力が局所的に作用する際に,これが突起物のような役割を果たすことが判明し,磁石よりも上流側の局所熱伝達率が減少する一方で,再付着点に相当する場所の局所熱伝達率が上昇することがわかった.さらに管路損失におよぼす効果も検討し,損失を低減することのできる条件を明らかにすることができた.これらを応用することで,系全体の熱伝達率を向上させ,管路損失低減のためのヒントを得た.この成果を国際会議で発表するとともに,熱流体力学関連の学会誌に投稿し,現在査読中である.実験装置の設計・製作に関して業者と打ち合わせをしていく中で,作成不可能な個所を指摘されたり高額な提案をされ,なかなか発注に漕ぎ着けなかった.結果としては上記を回避するための設計をこちらでやり直してから発注をした.一方で微小かつ磁石の強い反発力の作用する実験装置であったため実験装置の故障が生じたり,試験装置内で緑青が発生したことから測定データが限られてしまった.前年度の鉛直平衡平板での実験では,狭隘流路に加熱壁や熱電対を配置する必要があったため,実験装置の故障が相次ぎ,磁場印加効果を発現させるまでには至らなかった.この反省から,実験装置について再考し,単一鉛直平板自然対流に及ぼす磁場印加効果実験に着手した.これまで課題であった,加熱板を介した磁石と作動流体の距離をなるべく短くするために,加熱板を薄くする必要があったが,これは金属箔をラミネート加工するアイデアにより解決した.また磁石の配置を工夫することで,平板の裏に並べた磁石の磁場を強くすることができた.以上の結果より,永久磁石でも十分な対流制御効果が出ることが実証できた.この成果は国際会議での発表を予定している.また,前年度明らかにした円管内流れに及ぼす効果についても更に検討した.磁気力の分布やその熱伝達率に及ぼす効果を検討したところ,加熱の場合には突起というよりは流路壁に「こぶ」を設置したような効果になることが明らかとなった.一方で,壁面が冷却されている場合は場合は力の方向が逆になるために「くぼみ」のような効果を持つことがわかった.このような流れ方向に熱伝達率が小さくなるような流れ場においては,冷却壁にした場合の伝熱抑制効果が顕著になることを新たに見出した.この成果は国際会議で既に発表しており,英文雑誌への投稿も完了している.さらに複雑流動場の解析においては,永久磁石から生じる磁場分布を予測することが可能となり,また熱流動解析コードもGPGPU化により高速化を実現した.このことにより,大規模計算に適した解析コードの開発ができた.当初の目的であった平行平板ではないものの,磁気力が作用しにくい単一平板で実験を実施し,効果を確認できたことは大きい.これは加熱平板の薄型化に成功したことと,磁場勾配を大きくすることのできる磁石配置を考案したことに起因する.また,数値解析においても永久磁石を用いた磁場分布の解析コードの開発および熱流動解析コードの高速化(GPGPU)までこぎつけたことから,最終年度へのめどが立ったと考えている.単一鉛直加熱平板に沿って生じる自然対流に及ぼす磁場印加効果を実験ならびに数値解析により明らかにすることを目標とした.この場合,磁石印加効果を顕在化させるためには磁石の配置を工夫する必要があり,磁気ネックレスに着想を得た配置を試した.実験においては局所的な熱伝達率の低減や,わずかではあるが上昇する箇所も確認されたが,実験結果の定量的再現性がやや乏しく,実験装置の改良が必要となった.また,磁場分布の計測を行うことで複数磁石を配置した際の効果について議論することができた.数値解析においては当初,実験と同じ条件を模擬することを目的としたため,複数磁石からの磁場を単一永久磁石から生じる磁場の解析解を重ね合わせて用いた.しかしながら,実験結果との相違が大きいため詳細に調査したところ,計測した磁場分布と異なることがわかった.

したがって,磁場分布解析解の重ね合わせでは対応できないことがわかった.そこで,直流電流から誘起される磁場に変更することで,定性的に一致する傾向を見出した.追加の解析として鉛直加熱平行平板での解析にも立ち返って調査した.ここでは2つの磁石で平行平板を挟む配置となる.N-Sでの一様磁場とN-Nでのカスプ磁場で比較したところ,磁場印加効果に支配的な要因である磁束密度の二乗勾配値がほとんど変わらないことを発見した.これは従来カスプ磁場が効果的と言われていたことと異なるが,流れ場に対して磁石のスケールが小さい場合にこのようなことが起こることを見出した.熱交換デバイスの伝熱性能向上を目的として,磁場の力(熱磁気力)の効果を定量的に明らかにした.まず熱交換チューブを想定した強制対流を対象とし,磁場を印加したところ,磁極において流れや温度分布が変化することがわかった.熱磁気力は温度が高くなると相対的に弱くなることからリブのような効果を持つことが判明した.逆に冷却管の場合は流れ場が窪むことも分かった.この流れの変化により局所的に熱伝達率が低下・上昇することがわかった.次にフィンを想定した鉛直加熱平板周りの自然対流を対象とした場合でも評価をおこなった.その際,ブロック型の磁石を用いた場合と電線から生じる磁場とでは傾向が異なることがわかった.この先の研究を進めるにあたり,昨年度のデータを増やすことが肝要であり,さらに数値解析における定量的評価を完了させる必要がある.したがって,まずは研究進度を上げる予定である.実験装置に関しては改良および修理を施しながら進める予定である.強制対流での実験を予定していたが,単一平板での結果が良好であることから,自然対流に及ぼす効果を単一平板で訴求することを目的としたい.具体的には平板の角度により自然対流と磁気熱対流の効果がどのように変化するのかを明らかにする.多孔体内流動への影響は数値解析によって明らかにし,多孔体側のパラメータおよび磁気力のパラメータの組み合わせから現象を明らかにすることを目的とする.熱流体工学実験において可視化を想定したため蛍光粒子や可視化ソフトなどの実験消耗品を計上していたが,実験装置の設計仕様変更に伴い可視化が難しくなったため,伝熱促進の定量的計測をめざし温度計測に重点をおいた.その結果次年度使用額が生じた.当初想定していた強制対流実験から自然対流実験での成果追及にシフトしたために,購入予定だった定流量ポンプならびに装置製作費を使用しなかったためH27年度に作成した実験装置の改良に利用する.特に作動流体に用いているガドリニウムは高価であり,一度入れ替えるだけでも60万円程度が必要となる.また今後設計する強制対流実験装置に必要とされる物品(低流量ポンプ,大型恒温槽)に利用する予定である.常磁性流体にするための薬品(硝酸ガドリニウム)が予想以上に高価で,現在所有の溶液が劣化している.次年度も実験を実施するにあたり大量に使用するために,次年度経費は薬品の購入に充てる予定である.
DM腎症の網羅的遺伝子発現解析:NF-κB、IRBに対する治療法開発

ヒト腎生検組織をmicro disectionし、mRNAを抽出してDNAマイクロアレイによる網羅的遺伝子発現解析を行ったが、充分な感度は得られていない。急性腎障害動物モデルに関するDNAアレイ研究につきバイオ・インフォマティクス・ツールで解析を行い、共通した発現変化を示す遺伝子群を同定した。これらの遺伝子群を糖尿病性腎症(DN)におけるDNAアレイ結果と比較し、進行性DNをclustering解析で予測できた。さらに転写調節機構の解析方法の確立に努めたヒト腎生検組織をmicro disectionし、mRNAを抽出してDNAマイクロアレイによる網羅的遺伝子発現解析を行ったが、充分な感度は得られていない。さらに転写調節機構の解析方法の確立に努めた本研究の目的は、糸球体と尿細管・間質部にmicrodisectionしたヒトII型糖尿病性腎症腎生検組織において、cDNAアレイ法によりgenome-wideに網羅的遺伝子発現解析を行い、糖尿病性腎症進展に関わるpathway並びに転写調節機構を解析し、新規創薬ターゲットを同定することである。これまでの研究成果により、ヒトII型糖尿病性腎症腎生検組織尿細管・間質部において、発現変動する遺伝子群を同定し、バイオ・インフォマティクス解析を行うことで、尿細管・間質部においてNF-κB target遺伝子群の発現亢進、さらにはNF-κBとinterferon regulatoryfactor(IRF)の2つの転写因子が相乗的に作用して、RANTESなどの遺伝子発現を制御していること、また上皮細胞増殖因子(EGF)や血管内皮細胞増殖因(VEGF)-A発現が低下していることを報告した。これらの成果に基づき本研究では、(1)糖尿病性腎症におけるNF-κB、IRF発現亢進の機序解明と治療法の確立、(2)ヒトII型糖尿病性腎症生検組織よりmicrodisectionした糸球体における網羅的遺伝子発現解析、を行う。平成20年度の成果として、共同研究するドイツ・ミュンヘン大学において確立されたヒト腎生検組織のmicro disection技術の確立に努めた。さらに米国腎臓学会において、ドイツ・ミュンヘン大学、米国・ミシガン大学に加え、スイス・チューリッヒ大学の研究者と協議し、共同研究計画を立案した。今後、日本の腎生検組織よりmRNAを抽出し、Agilent techndogy社のWhole Human GenomeオリゴDNAマイクロアレイを一色分析法により感度を改善して、cDNAアレイ法によるヒト糖尿病性腎症糸球体部の網羅的遺伝子発現解析を行う予定である。またcDNAアレイ法により得られた結果を効率的に解析するために、バイオ・インフォマティクス・ツールが不可欠である。これまでに確立されたPathway解析(dChip、SAMソフトウェア、Gene Ontolgy, DAVID, Ingenuityソフトウェアによる)による、詳細な解析を予定している。さらにGenomatixソフトウェアによる転写調節機構の解析についてもライセンスを有する共同研究機関との連携において進める予定である。ヒト腎生検組織をmicro disectionし糸球体部よりmRNAを抽出し、Agilent technology社のWhole Human GenomeオリゴDNAマイクロアレイを一色分析法を用いて、ヒト糖尿病性腎症糸球体部の網羅的遺伝子発現解析を行った。mRNA抽出までの技術は確立できたが、元となる糸球体数が少ないことから、これまでのところ充分な感度は得られていない。バイオ・インフォマティクスツールの有用性を検証する目的で、急性腎障害動物モデルに関するDNAアレイによる網羅的遺伝子発現データを、各種バイオ・インフォマティクス解析ソフトウェアにより、pathwayレベル、転写調節機構レベルでの解析を行った。さらに3種のAKIモデル動物における4DNAアレイ研究での発現変動を比較して、共通して発現変動する遺伝子群を同定した。発現亢進する39遺伝子、減弱する6遺伝子の群について、腎障害群として糖尿病性腎症13例、腎硬化症15例、また対照群として糸球体基底膜菲薄症6例、微小変化型ネフローゼ4例、生体腎移植7例、腎摘除術における摘出腎組織4例、合計49例のヒト腎生検組織でのDNAアレイ結果において検証した。ヒト腎生検組織においても、腎障害群では発現亢進する39遺伝子中24遺伝子(61.5%)、また減弱する6遺伝子中2遺伝子(33.3%)において同様な発現変動を確認し、これらの遺伝子発現レベルはCr値や腎生検での腎障害度と相関を認めた。さらにこれら45遺伝子によるclustering解析により、DNのうち進行性腎障害群を軽度の腎障害やコントロール群と鑑別可能であった。
海洋開発による魚類への影響評価手法の開発

海洋エネルギー施設等の新たな海域利用を展開する際に、それに伴う環境影響評価は不可欠であり、そのための手法の開発は喫緊の課題である。我が国の沿岸域における海洋開発による生態系への影響のうちで特に重要であると考えられる魚類への影響に着目し、人工構造物周辺の行動、および湾灘スケールにおける分布の周年変動や資源量に与える影響を、評価するためのモニタリングおよびシミュレーション手法を開発する。これらにより、沿岸性魚類の行動特性に関する科学的知見が飛躍的に拡充するとともに、海洋開発と漁業との協調や沿岸域生態系保全に対して有益な情報を提供できる。
大腸癌細胞におけるCDX1とCDX2によるNotchシグナルの抑制機序の解明

本研究課題では、腸上皮細胞に特異的に発現しているホメオボックス転写因子CDX1とCDX2が、大腸癌細胞において、Notchシグナルのエフェクター因子RBP-Jを介して、直接的にNotchシグナルを制御することを明らかにした。また、CDX1またはCDX2と複合体を形成するタンパク質の一つとして、NAD-dependent deacetylase活性をもつSirtuin1を同定した。さらにその機能解析により、大腸癌の癌化過程において、CDX2とSirtuin1は拮抗的にNotchシグナルの活性を制御している可能性を新たに示唆できた。本研究課題において私たちは、大腸癌細胞におけるCDX1とCDX2によるNotchシグナルの抑制機序の解明を進めている。Notchシグナルの下流標的遺伝子の転写活性化は、DNA結合タンパク質であるRBP-Jを介して起こることが知られている。そこで、ホメオボックス転写因子であるCDX1とCDX2が、Notchシグナルのエフェクター分子であるRBP-Jを介した遺伝子発現を制御する可能性を検証した。最初に、Flag-CDX1またはFlag-CDX2の発現をTetシステムにより誘導する、私たちが作成した大腸癌細胞株を用いて、CDX1またはCDX2とRBP-Jのタンパク質間互作用を、共免疫沈降法により解析した。その結果、CDX1とCDX2が、RBP-Jと複合体を形成することが分かった。そこで、CDX1とCDX2は、直接的にNotchシグナルを制御していると仮説を立てた。次に、CDX1とCDX2によるNotch標的遺伝子の発現量の調節機構を解明するため、上述のFlag-CDX1またはFlag-CDX2誘導大腸癌細胞株を用いて、次世代シークエンサーを使用したクロマチン免疫沈降法(ChIP-seq法)による解析を行った。その結果、Notch標的遺伝子(HES1など)の発現調節に関与すると思われるゲノム領域において、CDX1またはCDX2が結合する新規のゲノム領域を同定した。同定したゲノム領域は、ChIP-qPCR法により、内在性のCDX1またはCDX2が結合することも確認した。これらの結果から、CDX1とCDX2は、本研究により同定したゲノム領域を介して、直接的にNotch標的遺伝子の発現を制御していると考えられる。これまでの解析によって、ホメオボックス転写因子であるCDX1とCDX2が、Notchシグナルのエフェクター分子であるRBP-Jと、タンパク質複合体を形成することを明らかにした。この結果は、大腸癌細胞において、CDX1とCDX2が直接的にNotchシグナルを制御していることを強く示唆している。CDX1とCDX2は成体では腸上皮細胞に特異的に働く分子であることから、CDX1とCDX2に着眼した本研究の遂行により、大腸癌細胞のNotchシグナルを特異的に抑制する分子機序を解明できると考えている。また、ChIP-seq法により、CDX1またはCDX2が結合するゲノム領域を網羅的に解析した。さらに、同定したCDX1とCDX2の結合領域の近傍に位置する遺伝子を解析したところ、HES1などのNotch標的遺伝子の他に、大腸癌悪性化に関与することが知られている遺伝子も含まれていた。したがって、本研究課題の遂行により、大腸癌細胞におけるCDX1とCDX2によるNotchシグナルの抑制機序の解明のみならず、大腸癌悪性化の機序解明に貢献することが期待される。上記の実験は予期していたよりも順調に進んでいる。また、ショウジョウバエをモデル生物として用いた、CDX1とCDX2によるNotchシグナル活性の制御に関与する新規遺伝子の網羅的スクリーニングの実験も徐々に進んでいる。以上の理由により、本研究課題はおおむね順調に進展していると判断した。私たちはこれまでに、ホメオボックス転写因子であるCDX1とCDX2が、Notchシグナルのエフェクター分子であるRBP-Jとタンパク質複合体を形成することを明らかにした。さらに、CDX1またはCDX2と複合体を形成するタンパク質を、ショットガン質量分析法(LC-MS/MS)により網羅的に解析したところ、CDX1またはCDX2と複合体を形成する複数のタンパク質を同定した。それらの中からNotchシグナルの制御に関与する可能性のある分子としてSirtuin1を見出した。実際に、CDX2がSirtuin1とタンパク質複合体を形成することが共免疫沈降法により確認できた。Sirtuin1は、NAD-dependent deacetylase活性をもち、Notchの転写不活性型の構成因子のひとつであることが知られている。そこで次に、Notchシグナル活性の制御におけるCDX2とSirtuin1の機能的相互作用を解析した。この目的のために、大腸癌細胞HCT116細胞において、CDX2またはSirtuin1の発現をTetシステムにより誘導させ、Notchシグナルの活性をレポーターpGa981-6で測定した。その結果、CDX2の発現を誘導させた細胞では、活性化型Notchにより誘発されたNotchシグナルの活性が顕著に抑制された。一方で、CDX2とSirtuin1を同時に発現させた細胞では、CDX2によるNotchシグナル活性の抑制が解除された。以上の解析から、CDX1とCDX2による大腸癌の癌化抑制がNotchシグナル経路の抑制を介していることや、その抑制はRBP-Jとの相互作用による可能性を示唆できた。さらに、大腸癌の癌化過程において、CDX2とSirtuin1が、Notchシグナル経路の活性制御において拮抗的に相互作用している可能性を新たに示唆できた。

本研究課題では、腸上皮細胞に特異的に発現しているホメオボックス転写因子CDX1とCDX2が、大腸癌細胞において、Notchシグナルのエフェクター因子RBP-Jを介して、直接的にNotchシグナルを制御することを明らかにした。また、CDX1またはCDX2と複合体を形成するタンパク質の一つとして、NAD-dependent deacetylase活性をもつSirtuin1を同定した。さらにその機能解析により、大腸癌の癌化過程において、CDX2とSirtuin1は拮抗的にNotchシグナルの活性を制御している可能性を新たに示唆できた。CDX1とCDX2はホメオボックス転写因子である。既知の転写因子は単独では機能せず、多数の転写因子と複合体を形成し、標的遺伝子の転写を活性化することが報告されている。そこで、CDX1またはCDX2と、既知のRBP-J結合タンパク質(MAMなど)との相互作用を、共免疫沈降法により検証する。さらに、CDX1またはCDX2と複合体を形成するタンパク質を、ショットガン質量分析法(LC-MS/MS)により網羅的に解析する。同定したタンパク質は、予測される機能に応じて実験系を構築する。とくに、CDX1またはCDX2との複合体形成によって誘発される、Notch受容体の翻訳後修飾(ユビキチン化やアセチル化)や、Notchシグナルの活性の変化を、培養細胞を用いた生化学的実験やルシフェラーゼレポーター解析により調べる。また、これまでの研究では、Notch標的遺伝子の発現調節領域における、CDX1とCDX2が結合するゲノム領域を同定した。今後、同定した結合領域を含むゲノム領域をクローニングし、ルシフェラーゼ遺伝子を含むレポーター解析用のベクターに組み込む。そのレポーターコンストラクトを大腸癌細胞(DLD1またはLS174T)に導入し、CDX1とCDX2による直接的な発現調節の可能性を検証する。さらに、CDX1とCDX2のゲノム結合領域を狭めてから、CDX1とCDX2が結合する配列(TATAAAA)とRBP-J結合配列((C/T)GTGGGAA)を検索し、それらの配列に変異を導入する。その変異型レポーターを用いて、ルシフェラーゼレポーター解析などを行い、CDX1とCDX2のDNAへの結合を介した転写機能依存性のNotch標的遺伝子の発現量の調節機構を解析する腫瘍学
自己免疫疾患発症とmicroRNAに関する研究

microRNAは18-24塩基程度の小さなRNAで標的mRNAの翻訳を阻害する。数多くのヒトのゲノム、ウイルスのゲノムがエンコードするmicroRNAが報告されている。自己免疫疾患の発症とEpstein-Barr(EB)ウイルスの関係は以前から知られているが、microRNAの中でも特に、EBウイルスがエンコードするmicroRNAに注目し、これらと全身性エリテマトーデス(SLE)など自己免疫疾患の発症との関係を解明することを目的とした。SLE患者Bリンパ球由来EBウイルス感染リンパ芽球様細胞株を作成し、対照として健常人由来のものも作成した。これらから抽出したRNAにおいて、Real-time PCR法によりEBウイルスがコードするmicroRNAの発現量を比較した。健常人の細胞株由来のmicroRNAと比較して、5個のEBウイルスがコードするmicroRNAのうち、BHRF l-3、BART 1の発現量がSLE患者の細胞株由来のもので低下する傾向が結果として得られた。また、これらEBウイルス感染リンパ芽球様細胞株において、hsa-miR-155というヒトのゲノムがエンコードするmicroRNAの発現が、SLE患者と健常人で異なることを見出した。現在これらの機能を解析するとともに、SLEの病態における病態形成の機序について、特にhsa-miR-155をトランスフェクションした細胞株を用いて検討中である。数多くのヒトのゲノム、ウイルスのゲノムがエンコードするmicroRNAが報告されているが、microRNAの中でも特に、自己免疫疾患と関係を指摘されているEpstein-Barr(EB)ウイルスがコ一ドするmicroRNAに注目し、これらと全身性エリテマトーデス(SLE)など自己免疫疾患の発症との関係を解明することを目的として研究を開始した。はじめに、健常人Bリンパ球由来EBウイルス感染リンパ芽球様細胞株を作成し、これらからtotal RNAを抽出し、cDNAを作成、Real-time PCR法にてのEBウイルスがエンコードする5個のmicroRNAの半定量法を確立し、測定を可能とした。次に、SLE患者Bリンパ球由来EBウイルス感染リンパ芽球様細胞株を作成し、対照として健常人由来のものも作成した。これらから抽出したRNAにおいて、Real-time PCR法によりEBウイルスがコードするmicroRNAの発現量を、SLE患者と健常人にて比較した。健常人の細胞株由来のmicroRNAと比較して、5個のmicroRNAのうちBHRF 1-3、BRT 1の発現量がSLE患者の細胞株由来のもので低下する傾向が結果として得られた。現在、症例数を増やして検討中である。また、SLE患者の代表的な臓器障害であるループス腎炎の腎組織を用いて、RNAを抽出し、これらmicroRNA定量目的のcDNAテンプレートを作成中である。
IL8抗体のヒト型化とサイトカイン遺伝子調節因子NFkBを標的とした抗炎症剤開発

我々は急性炎症反応における好中球浸潤に本質的な役割を担っているIL-8に対するマウス単クローン性抗ヒトIL-8抗体のヒト型化をCDR(complementarity determining region)graftingにより完成し、現在大量発現に成功した。この抗体の標的とする臨床疾患を特定するためにウサギを用いた様々な急性炎症モデル作製し、その効果を確認している。中でもより臨床病態に近いモデルとして敗血症誘導性ARDSモデルや脳虚血後再潅流モデルを作製した。これらのモデルにおいては、抗IL-8抗体投与により病態悪化を著明に抑制することが明らかとなり、ヒト型化抗IL-8抗体の臨床応用の可能性を示唆する結果となった。一方、NF-kBを標的とした抗炎症剤開発については、我々はヒト単球系細胞株THP-1細胞抽出液中にIKBαに会合してリン酸化するIKBa会合キナーゼを同定し、そのリン酸化部位がIKBαのC末端領域酸性ドメインのSer/Thr残基であることを見いだした。しかもその後の研究から、これはカゼインキナーゼIIやTNFα及びIL-1のシグナル伝達系における同様の機能を有するキナーゼ(IKKα,β)とは異なるIKBα会合C末端キナーゼであることがわかり、この酸素の精製をすすめ成功した。SDS-PAGEの結果、分子量約40Kdで、精製酵素は293のセリンを主にリン酸化することが明らかとなった。しかし遺伝子クローニングの目的で蛋白の微量分析を試みたが、N末端の閉鎖により結果は得られず、さらにLys-C消化物をTOF-MSにより分析したが結果は得られず、現在さらに酵素の精製をすすめ、蛋白の微量分析としてのマススペクトロメトリーを含め、検討を行っている。1)抗IL-8抗体のヒト型化マウス抗ヒトIL-8抗体WS-4を産生するハイブリドーマから、total RNAを抽出し、PCR-cloning法によって、WS-4抗体のH鎖ならびにL鎖をの可変領域をコードするcDNAを単離した。このcDNAをもとに、H鎖についてはその構造が最も類似していたヒト抗体VDR26を鋳型として、L鎖についても構造の類似していたヒト抗体REIを鋳型として、再構成したヒト型化抗体発現ベクターを作成した。これらの両者の発現ベクターを遺伝子導入したCOS細胞培養上清中より、ヒト型化抗体を精製した。精製した抗体は、固相に固定化したヒトIL-8と結合するのみならず、ヒトIL-8のヒト好中球への結合も、元々のモノクローナル抗体と同様に抑制することも証明した。しかし、H鎖の鋳型に用いたVDR26はlgG1に属し、好中球などに存在するFcレセプターとの結合する可能性があることから、現在lgG4に属するヒトigG抗体を鋳型としたヒト型化抗体の作成も試みている。2)NF-kB活性化に関与する分子を標的とする抗炎症剤の開発ヒト単球性白血病細胞株THP-1の細胞質分画を用い、リポ多糖類(LPS)刺激によって誘導される、lkBaのリン酸化酵素の精製を行い、ほぼ純品に近く精製された。現在、この純品のアミノ酸配列の決定を試みている。一方で、粗精製したlkBaリン酸化酵素を用い、lkBaのリン酸化部位の同定を行い、C末端側の279から303番目のアミノ酸からなる、酸性アミノ酸に富んだ部位であることが判明した。そのなかでも、LPS刺激によって誘導されるリン酸化酵素は主に293Serをリン酸化する以外に、288Ser・291Thrもリン酸化することを明らかにした。しかも、C末端側の279から303番目のアミノ酸に相当するペプチドによって、無細胞系で認められるLPS依存性に起きるNF-kB活性化とIkBaリン酸化が抑制されることを明らかにして、J.Bio.Chem.に報告した。本年度は以下の実験結果を得た。

1)抗IL8抗体投与によって、好中球浸潤に伴う急性炎症の発生が予防されることを報告してきた。本年度は、より臨床に近いモデルとして、急性呼吸窮迫症候群(ARDS)モデルの確立を試み、このモデルへの抗体の影響を検討した。ウサギの気管内にOK-432を投与36時間後に、リポ多糖類(LPS)を静脈投与した。LPS投与後に、著明な好中球浸潤・フィブリン沈着・血漿滲出を伴う肺胞の破壊が生じ、低酸素血症が認められ、70%のウサギは死亡した。これらの所見はヒトARDSでの所見と一致いていた。この時、肺局所でのIL8産生を示す免疫染色での結果を得たので、OK-432およびLPS投与時に抗IL8抗体を投与したところ、肺での病理変化・低酸素血症の発生は抑制され、死亡率は著明に改善された。以上の結果は、ARDSの発症にIL8が関与しており、抗IL8抗体はARDSの治療薬となりうることを示していた。2)前年度までに抗IL8抗体のヒトIgG1タイプのヒト型化は終了した。しかし、臨床応用した時のFcレセプターを介する反応を軽減することを目的として、これをIgG4タイプのヒト型化抗体に改変した。3)IL8などの炎症性サイトカイン遺伝子活性化を制御している転写因子NFkBの活性化は、IkBのリン酸化に伴い起きる。我々はすでにIkBαのC末端部分の酸性アミノ酸に富んだ部分のリン酸化が、NFkBの活性化に必須であることを報告した。この領域をリン酸化する酵素の精製を試み、その結果、恒常的に活性を示す分子と、リポ多糖類刺激によって活性が亢進する分子の2種があり、前者はカゼイン・キナーゼであるのに対して、後者は未知のキナーゼである可能性を示唆する結果を得た。4)抗体投与実験から、抗基底膜抗体投与によって起きる腎硬化症を伴う腎不全発症への、IL8の近縁分子である単球走化活性化因子の本質的関与を明らかにした。我々は急性炎症反応における好中球浸潤に本質的な役割を担っているIL-8に対するマウス単クローン性抗ヒトIL-8抗体のヒト型化をCDR (compl ementarity determining region) graftingにより完成し、現在大量発現に成功した。この抗体の標的とする臨床疾患を特定するためにウサギを用いた様々な急性炎症モデル作製し、その効果を確認している。中でもより臨床病態に近いモデルとして敗血症誘導性ARDSモデルや脳虚血後最潅流モデルを作製した。これらのモデルにおいては、抗IL-8抗体投与により病態悪化を著明に抑制することが明らかとなり、ヒト型化抗IL-8抗体の臨床応用の可能性を示唆する結果となった。一方、NF-kBを標的とした抗炎症剤開発については、我々はヒト単球系細胞株THP-1細胞抽出液中にIkBαに会合してリン酸化するIkBa会合キナーゼを同定し、そのリン酸化部位がIkBaのC末端領域酸性ドメインのSer/Thr残基であることを見いだした。しかもその後の研究から、これはカゼインキナーゼIIやTNFα及びIL-1のシグナル伝達系における同様の機能を有するキナーゼ(lKKα,β)とは異なるlkBα会合C末端キナーゼであることがわかり、この酸素の精製をすすめ成功した。SDS-PAGEの結果、分子量約40Kdで、精製酵素は293のセリンを主にリン酸化することが明らかとなった。
地域住民による琵琶湖沿岸の<生命賑わい>総合調査の方法論と具体的手法の確立

地域住民による琵琶湖沿岸の総合調査の現代的な方法論と具体的手法の確立を目的として、「生きものの分布・生態」調査グループ、「生態系多様性」調査グループ、「住民調査とその連携のありかた」調査グループに分かれ、文献資料の収集、モデル的な事業などを実施した。その結果、住民参加型調査における調査前、調査中、調査後の課題を明らかにするとともにその解決法についても提案した。また、研究を進捗させるために2回の公開講演会と成果の一部を琵琶湖博物館で展示した。22年度は,研究の1年目として内部打ち合わせを平成22年4月15日に開催し,平成22年度の予算,会議・講演会等の日程,体制と役割を検討した.交付決定通知後の6月10日には,研究代表者・分担者会議を開催し,全体計画の確認,各研究グループ別の計画検討,その他体制等の検討・確認も行い,具体的な作業に入ることになった.その後,7月3日・4日の日本自然保護協会による市民調査全国大会への参加をはじめいくつかの講演・セミナーへの参加と発表,資料・情報収集および実際の市民参加の調査なども研究グループごとに実施してきた.それらをふまえて,平成23年1月8日の午後に,研究代表者,分担研究者,連携研究者および一般参加も募って公開講演会を開催した.講演は,「河川環境を生物学的に評価する」「古民家の保存・活用と住民連携」「博物館を活用した市民参加型調査」と題したもので,北海道大学,滋賀県立大学,大阪自然史博物館に所属する分担研究者,連携研究者による発表が行われた.翌1月9日には,研究代表者・分担研究者・連携研究者による打ち合わせ会議を開催した.「生きもの分布・生態調査」グループは,4回の市民調査会合等への参加を行い,その調査方法について報告するとともに,今後の調査地点の選定について討議した.「生態系多様性調査」グループは,西の湖沿岸の住民による魚類食性調査について報告を行った.この調査では,生物間の相互関係,食う食われる関係の実態把握,住民主体調査の方法論的検討などが行われた.「住民調査とその連携のあり方」グループはタンポポ調査とそれに伴うフォーラムについての報告を行った.これらの報告をもとに総合討論が行われ,23年度以降の調査に向けての課題がだされた.23年度は,研究の2年目として具体的な調査活動が行われた.活動は,3つのグループで行った.「生きもの分布・生態調査」グループでは,魚類分布調査の事例について約200の文献の収集と分析と市民調査会合等への参加を行い,これらを通じて市民参加の調査における課題を探った.「生態系多様性調査」グループでは,西の湖沿岸の住民による魚類食性調査とアンケート,家棟川における生態回廊再生調査,和邇湖岸ヨシ造成地の測量調査,喜撰川魚道の効果検証調査,草津市環境課による「アカトンボ調査」において参加者の意識調査や生態系多様性調査などを実施し,具体的な調査に基づいて検討を行った.「住民調査とその連携のあり方」グループでは,タンポポ調査とそれに伴うフォーラムを行ったほか海外事例調査(中国)や地域住民による遺跡保護運動に関する調査も行った.これらの活動から以下のような課題が明らかとなった.・従来の調査結果を利用する際には,データ精度のバラつきがあり定量的な比較には使用できない.・調査には,技術をもった指導者が必要になるが,多くの人を確保することが困難データの質と量を確保するためには,この指導的役割を果たす地域リーダーの養成が課題.・調査のやり方としては,各地で行われている観察会などを活用する方法が考えられる.・魚類食性調査や鳥類調査においては,顕微鏡や双眼鏡などの機材が大量に必要となる.・アンケート調査によって,一般市民は調査技術を向上させることに興味を示さないことがわかった.・生物全体の調査よりも特定の分類群の生物調査の方が参加する人が多い傾向にある.・データの収集に関しては,統一したフォーマットが有効なので,どのような形式にするか検討課題24年度は,最終年度としてこれまでの調査を継続させるとともに,そこから住民が参加する調査の課題と解決法について総括した.また,公開講演会も実施し,成果の一部を公表した.課題としてあがった点は以下のような事柄である.1.調査前における課題については, 1参加住民の確保, 2興味ある調査テーマの提案の必要性について検討された.住民参加の確保のためには,幅広い世代・地域へのアピールが必要である.今回実施した調査では,地域の市民団体への呼びかけ,市の広報,博物館の制度や広報を通じてのお知らせなどの他に,テレビ番組製作会社との共同体制作りなどが実際に行われた.また,興味あるテーマとしては,「生態系多様性」調査グループが行った「魚類の食性調査」は有望な課題であることが分かった。2.調査中における課題と解決法については,1調査データの精度,2参加者数の増加に伴う設備、経費、スタッフ不足, 3調査表の検討, 4情報交換と参加者への対応の重要性,5調査方法の提案などについて検討された.

このうち,データの精度をあげたり,スタッフ不足を解消したりするためには,専門家やセミプロ(アマチュア研究者)がどれだけ多く参加できるか,あるいは地域住民のリーダーの養成がどれくらいできるかが鍵となる.今回の研究では、博物館の「はしかけ制度」を利用して,各種研究項目の講義や実習を繰り返すことによるリーダー養成も行われた.また、「生態系多様性」調査グループが関係して行った草津市による「生きもの調査」における参加住民へのアンケート結果からは,事前の配布資料,講習会,観察会、統一した調査表などを実施することで一定程度成果があがったことがわかった。その他,調査制度をあげるために,実物を送ってもらって専門家が同定する方法や,簡単な報告をしてもらう調査者とより詳細な調査を行う調査者に分けて調査する方法が有効であると思われた.研究2年目において,3つのグループでそれぞれに活動が本格化してきたことで,市民参加の調査における課題が少しずつ見えてきた.24年度が最終年度であるため、記入しない。本年度は研究の最終年度にあたることから,これまでの調査を継続しながらも,まとめの作業にあたる.このため,11月ごろにシンポジウムを開催し,市民参加の調査を行っている個人,グループに参加してもらい,本研究の課題を考え,今後の本格的な調査の機運を盛り上げたい24年度が最終年度であるため、記入しない。
光学活性が異なるアミノ酸水溶液中の分子間水素結合構造

アミノ酸分子の光学活性の違いが、水溶液中の分子間水素結合構造に及ぼす影響を明らかにする目的で、2.5mol%L-およびDL-アラニン重水溶液に対して飛行時間法中性子回折実験を行った。その結果、DL-アラニン溶液に比較してL-アラニン溶液中の水分子間水素結合が約2%強い事が明らかになった。さらに1および2.5mol%DL-、L-およびD-アラニン重水溶液に対して分子動力学計算を行った。その結果、1 mol%アラニン重水溶液では、アラニン分子の光学活性の違いによる分子間水素結合構造の差は無かった。一方、飽和濃度に近い2.5mol%アラニン重水溶液では、L-およびD-アラニン溶液中の水分子間水素結合は、L-アラニン溶液中の水分子間水素結合に比較して約1%強い事が明らかになった。DL-およびL-アラニン重水溶液中におけるアラニン分子のカルボキシル基周囲の水和構造に差異があるかどうかを調べる目的で、ATR法による赤外吸収スペクトル測定を行い、アラニン分子内COO^-逆対称伸縮振動バンドの中心波数および半値全幅の濃度依存性を調べた。その結果、カルボキシル基周囲の水和構造には、アラニン分子の光学活性の違いは影響を及ぼしていない事が分かった。アラニン分子の光学活性の違いがアラニン分子のアミノ基周囲の水和構造に及ぼす影響を解明するために、3 mol% DL-およびL-アラニン重水溶液に対して、^<14>N/^<15>N同位体置換法中性子回折実験を実施した。観測されたアミノ基N原子周囲の分布関数G_N(r)には、DL-およびL-アラニン溶液で有意な差が見られた。アラニン分子のアミノ基周囲の最近接水分子数は、DL-アラニン溶液に比較してL-アラニン溶液では減少している事が明らかになった。天然に存在するアミノ酸は、その殆どがL-体である。D-体およびL-体アミノ酸分子自体の安定性は同一であるが、濃厚な溶液中では、DL-ラセミ体を含む場合と、L-体のみを含む場合では溶液内の分子間水素結合に何らかの差異が観測されるのではないかと考えられるが、未だにこれを確認する研究はなされていない。本研究では、光学活性の異なるアミノ酸を含む水溶液中における分子間水素結合構造を明らかにする目的で、以下の実験を実施した。1.置換可能な水素原子についてH/D同位体分率が異なる6種類の2.5mol%DL-およびL-アラニン水溶液に対して中性子回折実験を行った。日本原子力研究所JRR-3M炉に設置されている東京大学物性研究所4G(GPTAS)分光器を使用した。96.1%Dを含むDL-およびL-アラニン重水溶液について観測された散乱断面積の差Δ(Q)には統計誤差を超えて有意な差が見られた。Δ(Q)のフーリエ変換から得られた分布関数Δg(r)r2Å付近には負のピークが観測された。96.1%Dを含む同じ試料については、高エネルギー加速器研究機構に設置されているHIT-II分光器で飛行時間法を用いた中性子回折実験を実施した。HIT-II分光器から得られたDL-およびL-アラニン重水溶液に対する散乱断面積の差は、全く測定原理の異なる4G分光器から得られたデータと良く一致した。H/D同位体分率が異なる試料から4Gを用いて得られたデータを使い、DL-アラニン水溶液中の分子間部分構造因子および部分分布関数を得ることができた。

部分構造因子の最小二乗法解析結果および、HIT-II分光器から得られたΔ(Q)の解析結果を比較したところ、DL-アラニン水溶液中における分子間水素結合はL-アラニン水溶液に比較して約2%程弱いことが実験から直接確かめる事ができた。2.2.5mol%DL-およびL-アラニン重水溶液に対して、X線回折実験を実施した。データを解析した結果、分子間最近接水素結合0-0距離であるr2.8Å付近に約2%程の差が観測され、上述の中性子回折実験と矛盾のない結果が得られた。X線回折実験については、さらに良好な統計制度を得るためにデータ収集を継続している。アミノ酸分子の光学活性の違いが、水溶液中の分子間水素結合構造の及ぼす影響を明らかにする目的で、1および2.5mol%DL-、L-およびD-アラニン重水溶液に対して、分子動力学計算を行った。その結果、1mol%アラニン重水溶液では、アラニン分子の光学活性の違いによる分子間水素結合構造の差は無かった。一方、飽和濃度に近い2.5mol%アラニン重水溶液では、L-およびD-アラニン溶液中の水分子間水素結合は、L-アラニン溶液中の水分子間水素結合に比較して約1%強い事が明らかになった。この結果は、2.5mol%アラニン重水溶液について既に中性子回折実験により求められた結果と良く一致する。さらに、DL-およびL-アラニン重水溶液中におけるアラニン分子のカルボキシル基周囲の水和構造に差異があるかどうかを調べる目的で、ATR法による赤外吸収スペクトル測定を行い、アラニン分子内COO^-逆対称伸縮振動バンドの中心波数および半値全幅の濃度依存性を調べた。その結果、カルボキシル基周囲の水和構造には、アラニン分子の光学活性の違いは影響を及ぼしていない事が分かった。アラニン分子の光学活性の違いがアラニン分子のアミノ基周囲の水和構造に及ぼす影響を解明するために、3mol%DL-およびL-アラニン重水溶液に対して、^<14>N/^<15>N同位体置換法中性子回折実験を実施した。観測されたアミノ基N原子周囲の分布関数G_N(r)には、DL-およびL-アラニン溶液で有意な差が見られた。アラニン分子のアミノ基周囲の最近接水分子数は、DL-アラニン溶液に比較してL-アラニン溶液では減少している事が明らかになった。濃厚アラニン水溶液中における水分子間0-0部分分布関数に対する、アラニン分子の光学活性の違いが及ぼす影響を調べる目的で、Spring-8に設置されている高エネルギーX線回折装置を用いた実験を年度末に実施する予定である。
時間周波数解析による音声明りょう度の客観的評価

音声の品質を評価する指標の1つである明りょう度は,熟練した試験員により主観的に評価されてきたが,相当な労力と時間を必要とした.一方,従来から提案されている客観的な評価法では,音声伝送路系の周波数特性や雑音特性が未知の場合,主観的明りょう度との相関が小さかった.本研究では、母音のホルマントや子音のスペクトルピークの経時変化に注目し,時間周波数解析法を用いて,より高精度に音声明りょう度を評価する方法について検討した.【音声明りょう度の主観的評価】音声明りょう度の客観的評価を行う前に,複数の試験者による主観的評価実験を行った.評価の対象は,様々な狭帯域通信方式における通話音声とした.また,音声の品質を評価する他の方法として,オピニオン評価法による通話の快適さと一対比較法による自然度を取り上げ,明りょう度との比較検討を行った.【明りょう度の客観的評価法】主観的明りょう度と音声の周波数帯域幅の相関に注目した.音声の物理的特徴を損なわないような通信方式の場合,明りょう度の評価値が良いという結果を考慮し,母音のホルマントや子音の主要なスペクトルピークの存在する周波数帯域に限定したスペクトルの距離を求めることによって,明りょう度を客観的に評価した.また,音節等の非定常信号も評価の対象とするため,最大エントロピー法を時変的に用いて時間周波数平面上で解析した。【明りょう度の評価実験】主観的評価実験で用いた同じ音声を対象として,時間周波数解析法による客観的評価を与え,比較検討した.単音明りょう度,音節明りょう度ともに,客観的評価値は主観的音声明りょう度に良く対応した.また,この客観的評価値は,通話の快適さや自然度とは対応せず,明りょう度のみに対応したことから,本方法の有効性が確認できた.音声の品質を評価する指標の1つである明りょう度は,熟練した試験員により主観的に評価されてきたが,相当な労力と時間を必要とした.一方,従来から提案されている客観的な評価法では,音声伝送路系の周波数特性や雑音特性が未知の場合,主観的明りょう度との相関が小さかった.本研究では、母音のホルマントや子音のスペクトルピークの経時変化に注目し,時間周波数解析法を用いて,より高精度に音声明りょう度を評価する方法について検討した.【音声明りょう度の主観的評価】音声明りょう度の客観的評価を行う前に,複数の試験者による主観的評価実験を行った.評価の対象は,様々な狭帯域通信方式における通話音声とした.また,音声の品質を評価する他の方法として,オピニオン評価法による通話の快適さと一対比較法による自然度を取り上げ,明りょう度との比較検討を行った.【明りょう度の客観的評価法】主観的明りょう度と音声の周波数帯域幅の相関に注目した.音声の物理的特徴を損なわないような通信方式の場合,明りょう度の評価値が良いという結果を考慮し,母音のホルマントや子音の主要なスペクトルピークの存在する周波数帯域に限定したスペクトルの距離を求めることによって,明りょう度を客観的に評価した.また,音節等の非定常信号も評価の対象とするため,最大エントロピー法を時変的に用いて時間周波数平面上で解析した。【明りょう度の評価実験】主観的評価実験で用いた同じ音声を対象として,時間周波数解析法による客観的評価を与え,比較検討した.単音明りょう度,音節明りょう度ともに,客観的評価値は主観的音声明りょう度に良く対応した.また,この客観的評価値は,通話の快適さや自然度とは対応せず,明りょう度のみに対応したことから,本方法の有効性が確認できた.