hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
非リーマン塑性論とその応用に関する研究

本年度は,とくに場の理論(量子論)的アプローチを新たに導入することにより現象を自ら駆動し得る理論体系への拡張を図った.パターン形成を含む転位過程を巨視的数の転位集団が示す協同現象.すなわち一種の相転移と捉え,その合理的記述に「場」の概念と理論的手法を用いた.まず転位を秩序場の素励起と捉え,現象論であるGinzburg-Landau理論に基づき,支配方程式(Ginzburg-Landau方程式)を導出し,これが反応-拡散方程式と一致することを示した.また,同方程式は,結晶体内で転位群を含む系の第二量子化されたハミルトニアンが与えられれば,原理的に厳密に導出できることをGor'kovの方法に基づき指摘した.さらに,転位は結晶空間というそれ自身トポロジカルな背景にあるトポロジカルな欠陥であり,したがって,転位を背景と独立した自由粒子的に取り扱うことはできない.すなわち,背景場との相互作用を考慮する必要がある.そのための二通りの方法.すなわち(1)ゲージ場を導入する.および(2)微分幾何学的制約条件を課す,を提案した.両者は数学的に等価であり.とくに(1)のゲージ場を導入することにより,ゲージ変換に伴う理論(作用積分)の不変性の要請から接続係数,さらにはねじれや曲率が自然に導入され,非リーマン塑性論における欠陥場との対応関係が得られることを示した.最後に,より複雑な転位挙動,すなわち転位tangleによる3次元セル構造形成等に対しては,新たなゲージ場の導入が必要であることを指摘した.一例としてChern-Simonsゲージ場を導入した場合について検討を加えた.すなわち,同ゲージ汎関数を経路積分で表した形式は2特異線間の相関関数を意味するが,これはGaussの絡み数と呼ばれる位相不変量を与えることが知られている.上記特異線を転位線とみなすと,このことは転位間のentlanglement挙動が,そのミクロな詳細に依存しない大域的な位相不変量で記述できる可能性を示唆している.本研究では,ミクロからマクロに至る各階層概念を統一し得る力学概念の有力候補として非リーマン塑性論を取り上げ,その基本概念,拡張の方向等について検討を加えることを目的としている.本年度は、まず金属結晶体中の欠陥構造に対する幾何学的解釈とその定義の拡張を図った.ここではひずみおよび応力空間における各量の完全結晶を基準とする幾何学的定義を,転位群,転位組織,結晶粒さらに多結晶に対して行して行い,例えば応力空間における偶応力のスケール変化に伴う変動等について考察を加えた.ミクロ→マクロ方向のスケール変換,すなわち"粗視化"操作は,数学的にはくりこみ半群に基づくくりこみ変換に対応することを指摘した.次に,物質場の概念を導入し,その幾何学的・物理的状態の内的遷移および外的遷移を定義した.前者は適合変形を表し弾性変形に,後者は不適合変形を意味し非弾性性変形にそれぞれ対応する.同概念に基づき,近藤が提案した場の方程式を導入し,外的遷移に対する条件について議論した.さらに,空間のねじれおよび曲率を増分的に評価する方法を考え,上記場の方程式が,ひずみ空間では物質場の硬化状態の発展,応力場では損傷状態の発展として解釈できることを明らかにした.最後に,上記諸概念の動力学場および高次空間への拡張について考察を加えた.前者では3次元空間と時間を統一的に扱う4次元時空空間に基づいて場の量を考えることによる拡張を考えた.後者では,空間のねじれ,曲率といった幾何学的場の量と,各点に付随する物理的内部自由度に対応する場の量の2通りが存在し,両者の相互作用場が,ミクロ・マクロ両現象間の相関を記述することを示した.さらに,物理的内部自由度の代わりにミクロ変形場を導入することで,ミクロ変形とマクロ変形の相関は計量間の変換として記述され,したがって,介在物に対するマイクロメカニクス的手法や均質化法などが,非リーマン塑性論の体系に包含されることを指摘した.本年度は,とくに場の理論(量子論)的アプローチを新たに導入することにより現象を自ら駆動し得る理論体系への拡張を図った.パターン形成を含む転位過程を巨視的数の転位集団が示す協同現象.すなわち一種の相転移と捉え,その合理的記述に「場」の概念と理論的手法を用いた.まず転位を秩序場の素励起と捉え,現象論であるGinzburg-Landau理論に基づき,支配方程式(Ginzburg-Landau方程式)を導出し,これが反応-拡散方程式と一致することを示した.また,同方程式は,結晶体内で転位群を含む系の第二量子化されたハミルトニアンが与えられれば,原理的に厳密に導出できることをGor'kovの方法に基づき指摘した.さらに,転位は結晶空間というそれ自身トポロジカルな背景にあるトポロジカルな欠陥であり,したがって,転位を背景と独立した自由粒子的に取り扱うことはできない.すなわち,背景場との相互作用を考慮する必要がある.そのための二通りの方法.すなわち(1)ゲージ場を導入する.および(2)微分幾何学的制約条件を課す,を提案した.両者は数学的に等価であり.とくに(1)のゲージ場を導入することにより,ゲージ変換に伴う理論(作用積分)の不変性の要請から接続係数,さらにはねじれや曲率が自然に導入され,非リーマン塑性論における欠陥場との対応関係が得られることを示した.

最後に,より複雑な転位挙動,すなわち転位tangleによる3次元セル構造形成等に対しては,新たなゲージ場の導入が必要であることを指摘した.一例としてChern-Simonsゲージ場を導入した場合について検討を加えた.すなわち,同ゲージ汎関数を経路積分で表した形式は2特異線間の相関関数を意味するが,これはGaussの絡み数と呼ばれる位相不変量を与えることが知られている.上記特異線を転位線とみなすと,このことは転位間のentlanglement挙動が,そのミクロな詳細に依存しない大域的な位相不変量で記述できる可能性を示唆している.
プロテインチップを用いた膵癌特異的血清蛋白の同定と膵癌早期診断・治療への応用

治癒切除術を施行された膵臓癌患者(20例)の術前術後の血清をSELDI-TOF MSおよびProtein Chip Systemを用い同一個体内での血清蛋白発現量の相違を比較検討した。その結果、術前と比べ術後で有意に発現量の低下した特異的蛋白候補を4種類見出し、その内の1つの蛋白を精製、同定し、Apolipoprotein C-1(ApoC-1)蛋白であることを見出した。免疫組織学的染色にてApoC-1蛋白が正常膵管にはほとんど発現せず、膵臓癌組織の癌細胞内に特異的に発現していることを確認した。さらに、Western blotにて4種類の膵癌細胞株(MIA PaCa II、PanC-1、CFPAC-1、AsPC-1)および、その培養上清中にApoC-1蛋白の発現を認めた。加えて、外科切除を受けた69例の膵臓癌患者の検討により、術前血清中ApoC-1発現量の多さが膵癌患者の予後不良と有意に相関していることを見出した(p=0.023)。receiver-operator-characteristics (ROC)解析においてCA19-9をしのぐ予後予測能を持つことが示された。これらの結果より膵臓癌細胞で過剰産生されたApoC-1蛋白が血清中に逸脱することで血清値の上昇につながると考えられ、膵臓癌の早期診断・予後腫瘍マーカーとして非常に有効な蛋白であることを強く示唆する結果が得られた。ApoC-1特異的siRNAを細胞内にtransfectionしApoC-1を抑制すると有意に細胞増殖能が低下し、アポトーシスが増加することをすることが明らかになり、ApoC-1蛋白が膵癌においてアポトーシスを減少させることにより腫瘍増殖能を高めている可能性が示唆された。ApoC-1蛋白は膵癌治療の新しい標的分子となる可能性が示唆された。ProteinChipSystemを用いて、当科で手術施行された浸潤性膵管癌20例の術前術後血清において、同一個体問で術後に有意に低下した蛋白を4種類見つけ、その中の分子量約6000Daの1蛋白を精製、単離、同定した結果、ApolipoproteinC-1(ApoC-1)であることを見出した。これら20例の術前血清中のApoC-1蛋白をSELDI-TOF-MS解析によるPeak intensityの高さにより高低2群に分けると高値群では低値群に比べ有意に生存期間が短かった(p=0.0328)。膵癌組織でのApoC-1蛋白発現量と局在をWestern blot法及び免疫染色法にて確認したところ正常膵組織及び正常膵管に発現は認められず、膵管癌組織の細胞質に発現を認めた。続いて、膵癌組織(n=13)の癌部、非癌部のmRNA発現量をQuantitative-PCRにて確認したところ、ApoC-1/GAPDHratioで癌部は非癌部より平均値約252倍(101719倍>であり、中央値にて2群に分けると血清と同様に高値群では低値群に比べ生存期間が有意に短かった。これによりApoC-1のmRNA発現量も予後と相関することが示唆された。4種の膵癌細胞株MIAPaCaII,PanC-1,CFPAC-1,AsPC-1において、ApoC-1mRNAの発現を特異的siRNAを用いて抑制することによりApoC-1の癌細胞での機能解析を行った。

このシステムではApoC-1mRNAは膵癌細胞野生株の10%程度に減少することを確認し、次にMTTassayを用い細胞増殖能を検討すると、siRNAにてApoC-1の発現を抑制することで、4つの細胞株すべてで非特異的control-siRNAに比べ有意に増殖能が低下した。以上よりApoC-1が膵癌細胞の増殖に関与している可能性が示唆された。治癒切除術を施行された膵臓癌患者(20例)の術前術後の血清をSELDI-TOFMSおよびProteinChipSystemを用い同一個体内での血清蛋白発現量の相違を比較検討した。その結果,術前と比べ術後で有意に発現量の低下した特異的蛋白候補を4種類見出し,その内の1つの蛋白を精製,同定し,ApolipoproteinC-1(ApoC-1)蛋白であることを見出した。免疫組織学的染色にてApoC-1蛋白が正常膵管にはほとんど発現せず,膵臓癌組織の癌細胞内に特異的に発現していることを確認した。さらに,Westernblotにて4種類の膵癌細胞株(MIAPaCaII,PanC-1,CFPAC-1,AsPC-1)および,その培養上清中にApoC-1蛋白の発現を認めた。加えて,外科切除を受けた69例の膵臓癌患者の検討により,術前血清中ApoC-1発現量の多さが膵癌患者の予後不良と有意に相関していることを見出した(p=0.023)。receiver-operator-characteristics(ROC)解析においてCA19-9をしのぐ予後予測能を持っことが示された。これらの結果より膵臓癌細胞で過剰産生されたApoC-1蛋白が血清中に逸脱することで血清値の上昇につながると考えられ,膵臓癌の早期診断、予後腫瘍マーカーとして非常に有効な蛋白であることを強く示唆する結果が得られた。ApoC-1特異的siRNAを細胞内にtransfectionしApoC-1を抑制すると有意に細胞増殖能が低下し,アポトーシスが増加することをすることが明らかになり,ApoC-1蛋白が膵癌においてアポトーシスを減少させることにより腫瘍増殖能を高めている可能性が示唆された。
状態空間モデルに基づく高次元時系列データ解析の理論と方法論の研究

近年様々な研究分野や社会領域で膨大な時系列データが集積されている中,データ測定技術の革新や情報技術の高度化に伴い,データベクトルめ高次元化が著しく進行している.その一方で,研究体制の未整備や社会的費用に関する諸問題が原因で,データベクトルの次元(p)に比べて,集積可能なサンプル数(n)が極端に少ない時系列データが顕在化している.例えば,DNAマイクロアレイデータでは,データベクトルの次元は解析対象遺伝子の個数,サンプル数はマイクロアレイ実験の回数によって決まる.通常の解析では,対象遺伝子数は数千から数万のオーダーであるのに対して,マイクロアレイ作成に要する費用的制約,あるいはサンプル収集に関する医療体制上の限界から,使用可能なマイクロアレイ数は高々数十程度である.このようなデータの次元とサンプル数の極端な不均衡は統計科学において「n<<p問題」と呼ばれ,従来の統計理論の多くがその有効性を失うことから,現時点で確立された統計解析技術は未整備のままである.本課題では,時系列データの「n<<p問題」に焦点を絞り研究を実施した.特に,「状態空間モデルに基づく正則化自己回帰モデリングの方法と理論の構築」を行い,遺伝子発現プロファイルの時系列データ(DNAマイクロアレイデータ)を利用して転写モジュールの相互作用ネットワークを同定するためのデータ解析技術の開発を実施した.開発手法に関してはソフトウェア化を実施し,無償配布を行っている(http://daweb.ism.ac.jp/yoshidar/software/ssm/近年様々な研究分野や社会領域で膨大な時系列データが集積されている中,データ測定技術の革新や情報技術の高度化に伴い,データベクトルの高次元化が著しく進行している.その一方で,研究体制の未整備や社会的費用に関する諸問題が原因で,データベクトルの次元(p)に比べて,集積可能なサンプル数(n)が極端に少ない時系列データが顕在化している.このようなデータの次元とサンプル数の極端な不均衡は統計科学において「n<<p問題」と呼ばれ,従来の統計理論の多くがその有効性を失うことから,現時点で確立された統計解析技術は未整備のままである.本研究では,時系列データの「n<<p問題」に焦点を絞り研究を推進してきた.数理的研究としては,「状態空間モデルと正則化自己回帰モデルとの関連性についての考察」,「統計的正則化理論に基づく状態空間モデルの推定手法の開発」を行った.また,応用領域として,「時系列マイクロアレイデータに基づく遺伝子制御ネットワークの推定」を行い,原著論文としてまとめた.具体的には,膨大なシミュレーション実験や理論研究に基づき,推定された遺伝子ネットワーク個々に対して,その信頼度に応じてスコアリングを行うシステムを開発した.また,開発手法が実問題においてどの程度の高次元性に対して有効に機能するのかを検証し,サンプル数が二十弱,データの次元が数百のオーダーのデータに対しても十分な性能を示すデータ解析技術の開発に成功した.近年様々な研究分野や社会領域で膨大な時系列データが集積されている中,データ測定技術の革新や情報技術の高度化に伴い,データベクトルめ高次元化が著しく進行している.その一方で,研究体制の未整備や社会的費用に関する諸問題が原因で,データベクトルの次元(p)に比べて,集積可能なサンプル数(n)が極端に少ない時系列データが顕在化している.例えば,DNAマイクロアレイデータでは,データベクトルの次元は解析対象遺伝子の個数,サンプル数はマイクロアレイ実験の回数によって決まる.通常の解析では,対象遺伝子数は数千から数万のオーダーであるのに対して,マイクロアレイ作成に要する費用的制約,あるいはサンプル収集に関する医療体制上の限界から,使用可能なマイクロアレイ数は高々数十程度である.このようなデータの次元とサンプル数の極端な不均衡は統計科学において「n<<p問題」と呼ばれ,従来の統計理論の多くがその有効性を失うことから,現時点で確立された統計解析技術は未整備のままである.本課題では,時系列データの「n<<p問題」に焦点を絞り研究を実施した.特に,「状態空間モデルに基づく正則化自己回帰モデリングの方法と理論の構築」を行い,遺伝子発現プロファイルの時系列データ(DNAマイクロアレイデータ)を利用して転写モジュールの相互作用ネットワークを同定するためのデータ解析技術の開発を実施した.開発手法に関してはソフトウェア化を実施し,無償配布を行っている(http://daweb.ism.ac.jp/yoshidar/software/ssm/
心的外傷後ストレス障害に対する認知処理療法の有効性及び臨床展開

本研究では、心的外傷後ストレス障害(PTSD)に対する治療とケアの向上を目的として、認知処理療法(Cognitive Processing Therapy; CPT)について3つの研究(個人版CPTのランダム化比較試験、集団版CPTの前後比較臨床試験、CPT心理教育マテリアルの開発)を実施してきた。加えて、我が国におけるPTSD関連疾患の病態理解のための大規模なインターネット調査を行った。平成30年度は、個人版CPTの臨床試験は23例の登録まで達成し、附属研究のための脳画像の撮像を継続した(計9症例)。集団版CPTについては目標症例数の21例までの登録を達成し、最終グループの介入期間を終えた。心理教育マテリアル開発については、自助団体の当事者からのヒアリングを進め、イラストや漫画を多用したわかりやすいリーフレット最終版を作成した。大規模調査のデータについては、それぞれの研究目的に応じて、13編の英語論文として研究チーム内で執筆を進めた。そのうちPCL-5の検証論文が公表された。さらに、共同研究者であり、認知処理療法の開発者であるデューク大学教授Patricia Resick博士を招へいした。16日間の滞在中に、トラウマケア・臨床の基本研修(武蔵野大学で開催)、認知処理療法研修(兵庫こころのケアセンターで開催)を開催するだけでなく、当研究班のすべての研究や論文についての議論を重ねた。さらに、個人CPTと集団CPTについては上級コンサルテーション研修を実施した。その過程で、セラピストスタックポイント尺度、PTSDのスクリーニング尺度(PC-PTSD)を逆翻訳手続きを通して翻訳した。さらに、CPTを紹介するビデオや、CPTのデモンストレーションビデオの日本字幕付き版を作成した。そして、認知処理療法の最新版の包括手引きを翻訳し、出版した。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。本研究は、心的外傷後ストレス障害(PTSD)に対する治療とケアの向上を目的として、認知処理療法(Cognitive Processing Therapy; CPT)について3つの研究を行う。研究の中心は個人版CPTのランダム化比較試験である。加えて、集団版CPTの前後比較臨床試験と、CPTを幅広い対象に広めるための心理教育マテリアルの開発を試みる。具体的な目的は5点ある。(1)評価者盲検ランダム化比較試験によるPTSDに対する個人CPTの有効性の検討,(2)治療プロセスデータの解析による個人CPTの治療機序の解明,(3)個人CPTの有効性に関与する神経基盤と治療反応性を予測する神経マーカーの同定,(4)前後比較試験による集団版CPTの実施可能性、安全性、有効性の検討,(5)CPTの簡易版心理教育マテリアルの開発とその有効性の検討である。(1)は、共同研究者や連携研究者、そしてCPTの開発者であるリーシック教授と協議しながら、臨床試験のデザインを進めた。他に、中央登録の割付システムの設定、最新のPTSD評価尺度であるCAPS-5の評価者訓練、DSM-5に対応した自己記入式尺度PCL-5の翻訳(National PTSD Center担当者を含めた逆翻訳)、リーシック教授を招聘してのベーシック及びコンサルテーション研修による治療者訓練、最新版の治療およびマテリアルマニュアルの翻訳とDTP、臨床試験コーディネートや効果安全性委員会、モニタリング等の手順書整備、倫理委員会の審査申請(承認済)、そして、臨床試験登録を行った。(2)に関係して、治療メカニズムに関係する尺度(PMBS, TRGI)の翻訳を行い、(3)については脳画像撮像のプロトコルを設定した。(4)は、集団版CPTの臨床試験を継続し、新たに2クールを実施した。(5)は、性被害を受けた方を対象としてプログラムを検討した。臨床試験のデザインを細部まで整備し、その運用が可能となるような様々な体制を整えることができた。しかし、臨床試験デザインにおいて、解析手法の設定と、サンプルサイズの計算方法において時間を要することとなった。(1)は、平成28年4月1日から臨床試験を開始し、本年度に6例を登録した。臨床試験の運用として、手順書の作成と更新を続けた。手順書に則り、かつ、当センター臨床研究推進部の支援を得て、年に二回の中央モニタリング、最初の3症例に対する施設モニタリングを実施した。介入治療のアドヒアランスを高めるために、米国の共同研究者(Patricia A. Resick博士)からのコンサルテーションを円滑にするシステムの構築を進めた。さらに、リクルート促進のために、サイトでの広報のほか、精神保健福祉センターなどに訪問し研究の紹介を行った。

さらに、治療における毎回のセッションで用いられるPTSD Checklist-5の標準化等のために、大規模なインターネット調査を行った。(3)は臨床試験を進める中で、データを蓄積した。(4)は、集団版CPTの臨床試験を継続し、新たに1クールを実施した。(5)は、性被害を受けた方を対象としてプログラムを試作し、その臨床応用を検討した。臨床試験のリクルートペースは当初予定していたよりも大幅に遅れているものの、評価、介入、コーディネート、モニタリングなど、細やかな手順書を作成し、厳密に臨床試験を進めることにはある程度成功できていると考えられる。また、インターネットを通した大規模な観察研究により、PCL-5の信頼性と妥当性を検証するとともに、今後、さまざまな観点からPTSDを理解するためのデータが得られたと考えている。本研究では、心的外傷後ストレス障害(PTSD)に対する治療とケアの向上を目的として、認知処理療法(Cognitive Processing Therapy; CPT)について3つの研究(個人版CPTのランダム化比較試験、集団版CPTの前後比較臨床試験、CPT心理教育マテリアルの開発)を実施してきた。加えて、治療における毎回のセッションで用いられるPTSD Checklist-5の標準化や、我が国におけるPTSD関連疾患の病態理解のための大規模なインターネット調査を行った。平成29年度は、個人版CPTの臨床試験は16例の登録まで達成(本年度10例の登録)し、附属研究のための脳画像の撮像を継続した。臨床試験のリクルートを推進するために、関連の医療機関や、犯罪被害者等の相談を受ける専門機関の関係者と話し合いを進め、連携体制の構築を進めてきた。集団版CPTについては、17例までの登録を達成した。心理教育マテリアルについては、自助団体の当事者からのヒアリングを進めた。大規模調査のデータについては、それぞれの研究目的に応じて、数編の論文として研究チーム内で執筆を進めた。そのうちPCL -5の検証論文は国際誌に投稿し、審査中である。同データを用いて、PTSDの診断基準として新たに提案されているICD-11 Beta版とDSM-5基準とを比較した結果を学会発表し、論文化を進めている。さらに、次年度に共同研究者のResick教授を招へいするための交渉を継続しており、次年度の外国人研究者招へい事業に応募する予定である。個人CPTのRCTについては当初予想していたリクルートペースにはたどり着いていないものの、前年度に比してリクルートペースは大幅に向上した。臨床試験の運用のための独立評価者会議、スーパービジョンは毎週定例化して継続できている。集団CPT、心理教育マテリアル開発、調査研究など、我が国のPTSD理解と治療のための知見を包括的に集積するための研究を継続できたと考えられる。
ニューキノロン薬の金属カチオン含有製剤による吸収阻害

疾患構造の変化とともに患者が複数の疾患に罹患し、複数の薬剤を併用することが少なくない。薬剤の併用が珍しくないことから、それにより利益、不利益を総称して「相互作用」と呼んでいる。抗菌薬、とくにニューキノロン薬はアルミニウム(Al)、マグネシウム(Mg)を含む制酸剤あるいは鉄剤との併用により吸収・排泄に影響を受け、biovailabilityが著明に低下することなども「相互作用」として解明されなければならない。すなわち、ニューキノロン薬と金属カチオン含有の制酸剤との併用によりCmax(最高血中濃度)の著明な低下、Tmax(最高濃度到達時間)の延長、AUC(血中濃度曲面下面積)の著しい減少などの血中濃度の変化が認められることが知られている。しかし、その程度はニューキノロン薬ごとに大きな差が認められる。今までノルフロキサシン(NFLX)、シプロフロキサシン(CPFX)では影響は大きく、呼吸は低下、併用により測定限界値(臨床効果が期待できない値)まで低下するが、オフロキサシン(OFLX)では影響は少なく、エノキサシン(ENX)はその中間にあたることを報告している。今年度においてはニューキノロン薬と鉄材の併用により両薬の影響について検討を行った。一般的にニューキノロン薬は鉄材との併用により大きく影響を受けることを明らかにしたがトスフロキサシン(TFLX)での影響は少なく今後一層の検討を必要とする。ニューキノロン薬の腎排泄機序を知る目的にプロベネシドを用いて検討を行った。排泄機序としては糸球体濾過とともに尿細管分泌により排泄されると考えられる成績を得た。
個人の筆記のくせを反映した手書き風文字フォント自動生成の研究

近年のワープロの普及により,誰でも美しい文字を書くことができるようになったが,その一方で,画一的なフォントに不満を抱いている人間もまた多く存在している.もし,個人のくせを反映した文字フォントが作成できれば,コミュニケーションにいくらかの暖かみを加えることができるであろう.そのような考えのもと,本研究では,ユーザーがペンを用いて書いたときの個人のくせを反映した任意の文字フォントを自動的に生成する手法を提案した.具体的にはまず,ユーザーに筆記してもらった文字群(100文字程度)をイメージスキャナにより計算機に入力する.計算機には既に標準となるペン字体フォント(数体)が内蔵されている.そして,その標準文字フォントと入力文字との間でいかなる幾何学的変形(歪み)およびスケール変換(大小の変化)が行われているかを解析し,ユーザーの個人のくせを抽出する.この文字変形ルールを逆に標準文字フォントに付加してやれば,任意の文字種に対して個人のくせを反映させた文字を自動的に生成できる.提案するアルゴリズムを実装した「くせ文字フォント自動生成システム」を開発し,性能評価を行った.ここでいうシステムとは,スキャナで取り込んだ手書き文字から個人の"くせ"を抽出し,それをもとに,キーボードで入力した文字に対して個人の"くせ"を反映させてディスプレイ表示するかあるいは印字できる装置を指す.実際に多数の被験者(数十人)に筆記してもらった手書き文字から,その被験者らのくせを反映した文字フォントを出力し,目視による比較や定量的な検討をおこなうことで,そのアルゴリズムの有効性を確認した.また,研究成果は新聞・雑誌等に数多く紹介された.さらに,成果は直ちに企業へ技術移転され,平成15年2月にソフトウェアの商品として販売開始された.近年のワープロの普及により,誰でも美しい文字を書くことができるようになったが,その一方で,画一的なフォントに不満を抱いている人間もまた多く存在している.もし,個人のくせを反映した文字フォントが作成できれば,コミュニケーションにいくらかの暖かみを加えることができるであろう.そのような考えのもと,本研究では,ユーザーがペンを用いて書いたときの個人のくせを反映した任意の文字フォントを自動的に生成する手法を提案した.具体的にはまず,ユーザーに筆記してもらった文字群(100文字程度)をイメージスキャナにより計算機に入力する.計算機には既に標準となるペン字体フォント(数体)が内蔵されている.そして,その標準文字フォントと入力文字との間でいかなる幾何学的変形(歪み)およびスケール変換(大小の変化)が行われているかを解析し,ユーザーの個人のくせを抽出する.この文字変形ルールを逆に標準文字フォントに付加してやれば,任意の文字種に対して個人のくせを反映させた文字を自動的に生成できる.提案するアルゴリズムを実装した「くせ文字フォント自動生成システム」を開発し,性能評価を行った.ここでいうシステムとは,スキャナで取り込んだ手書き文字から個人の"くせ"を抽出し,それをもとに,キーボードで入力した文字に対して個人の"くせ"を反映させてディスプレイ表示するかあるいは印字できる装置を指す.実際に多数の被験者(数十人)に筆記してもらった手書き文字から,その被験者らのくせを反映した文字フォントを出力し,目視による比較や定量的な検討をおこなうことで,そのアルゴリズムの有効性を確認した.また,研究成果は新聞・雑誌等に数多く紹介された.さらに,成果は直ちに企業へ技術移転され,平成15年2月にソフトウェアの商品として販売開始された.本研究の目的は、日本語で使用する文字(ひらがな、カタカナ、漢字)を対象とし、少数の手書きを文字からその筆者の"くせ"を抽出して、それをもとに、任意の文字種に対して筆者の"くせ"を反映した文字フォントを自動生成するシステムの製作にある。今年度は、まず手書き文字のどこに個人性があらわれるかを調べるために、多数の手書き文字を収集し、目視による比較をおこなうことからスタートした。その結果、一文字分の大きさ、及び歪み具合に個人性があることが明らかになった。歪み具合とは、縦長、横長、丸文字、角張った文字、斜めに傾いた文字などを全て含んでいる。そこで、これら2種類の個人性特徴を標準的なペン字フォントに付加することで、個人のくせを反映した手書き文字フォントを自動生成するアルゴリズムを完成させた。そのアルゴリズムに基づき、パーソナルコンピュータ、イメージスキャナ、インクジェットプリンタにより構成される「くせ字フォント自動生成システム」のソフトウェア開発を開始し、そのβ版を完成させた。構築したシステムは大規模なシンポジウムや展示会などでデモンストレーション機として出展し、合計100人以上の被験者に試してもらった。反応は極めて上々であった。今年度の終わり頃には多数の新聞・雑誌にも取り上げられ、一般社会における本研究の注目度の高さをうかがい知ることができた。近年のワープロの普及により,誰でも美しい文字を書くことができるようになったが,その一方で,画一的なフォントに不満を抱いている人問もまた多く存在している.もし,個人のくせを反映した文字フォントが作成できれば,コミュニケーションにいくらかの暖かみを加えることができるであろう.そのような考えのもと,本研究では,ユーザーがペンを用いて書いたときの個人のくせを反映した任意の文字フォントを自動的に生成する手法を提案した.具体的にはまず,ユーザーに筆記してもらった文字群をイメージスキャナにより計算機に入力する.計算機には既に標準となるペン字体フォントが内蔵されている.そして,その標準文字フォントと入力文字との間でいかなる幾何学的変形およびスケール変換が行われているかを解析し,ユーザーの個人のくせを抽出する.

この文字変形ルールを逆に標準文字フォントに対してかけてやれば,任意の文字種に対して個人のくせを反映させた文字を自動的に生成できる.提案するアルゴリズムを実装した「くせ文字フォント自動生成システム」を開発し,性能評価を行った.ここでいうシステムとは,スキャナで取り込んだ手書き文字から個人の"くせ"を抽出し、それをもとに、キーボードで入力した文字に対して個人の"くせ"を反映させてディスプレイ表示するかあるいは印字できる装置を指す.実際に多数の被験者に筆記してもらった手書き文字から,その被験者らのくせを反映した文字フォントを出力し,目視による比較や定量的な検討をおこなうことで,そのアルゴリズムの有効性を確認した.また,研究成果は新聞・雑誌等に数多く紹介された.さらに,成果は直ちに企業へ技術移転され,平成15年2月にソフトウェアの商品として販売開始された.
幾何学的環の性質から見るネーター環の研究

環A上の加群Mが入射A-加群であるかは、Aの任意のイデアルIについてExt^1_A(A/I_1M)=0となることで特徴付けられるが、Aがネーター環の場合には、Iとして素イデアルのみ調べればよいという基本的な結果が知られている。Aがネーター環でない場合、これは本当に成立しないのかという問題から、実数Rを値群にもつ付値環の研究をすることになった。ネーター環にならないもののうち、比較的構造の単純なこの環で上の問題の反例は見つかったのであるが、それではそこの直既約な入射加群を決定できるのではないかということになった。Matlisの理論によれば、この付値環A直既約な入射加群は、同型を除いて3つしかないことはすぐわかるのだが、実際それがどんな形をしているのかは、1つがその商体Kと同型という以外は簡単ではない。もう一つの形は、離散付値環の場合と同様にK/Aの形でないかと予想されたが、研究の結果これは、入射的でないことがわかった。そして結局残りの2つ形も決定できたのであるが、それは基礎論と多少結びついた面白い結果となった。直和因子定理及び、Jacobian予想については、精力的研究努力がなされたにもかかわらず、問題の困難さを更に認識するという結果しか得られなかった。又、本研究課題と深い関わりを持つGeneral Neron desingularizationについての研究代表者の成果は、世界の研究者の長い精察の末に認められて、本年度公表された。一方、研究分担者の伊藤は、有限離散空間のmidsetの性質の一意性についての結果を得た。
糖脂質及びカベオラによるミクログリアの機能調節機構の解明-神経疾患からのレッスン

昨年度で見つけた異常の原因を探るべく現在まで研究を展開してきた。a.家族性ADの脂質代謝異常の原因:前年度の研究で変異型PS1を発現する細胞ではグルコシルセラミドの合成抑制、ひいてはガングリオシドの合成抑制が明らかとなったため、その分子機序を明らかにすることを目的とした。まず、野生型、変異型PS1を発現する細胞を免疫細胞化学的にグルコシルセラミド合成酵素(GlcT-1)に対する抗体で観察すると野生型、空ベクターのみを発現する細胞では核周囲のゴルジ装置に明らかな免疫原性を認めたが、変異型では認めなかった。そこで、抗-GlcT-1抗体を用いた免疫沈降法によりこれら細胞に発現するGlcT-1量を比較すると変異型ではあきらかに同タンパク量が著減していた。現在、なぜ変異型でのみGlcT-1量が著減していたのかその分子機序を解明中で、この点が明らかになれば変異PS1の異常な作用の実態が解明できる。現在、鋭意論文作成中である。b.MGに関する研究:神経保護的、神経障害的両MGの脂質分析を行ったところ、神経障害的MGではグルコシルセラミドのsteady state levelが減少しており、したがってガングリオシド総量も減少していた。そこで、グルコシルセラミドを細胞培養液に投与し超音波処理後細胞に投与したところ、神経保護的MGは投与後1日で80%の細胞に細胞死が惹起されたが、神経障害的MGには影響を与えなかった。そこで、この外因的にグルコシルセラミドを投与された神経障害的MGのサイトカイン産生能をRT-PCR法でプロファイリングすると、そのプロファイルは神経保護的MGと同様な所見を示すことが判明し、これら両サブタイプでは相互変換が起きる可能性が示唆された。この知見は今後本細胞を神経疾患の治療に細胞担体として利用しようとする場合極めて重要な情報と思われる。初年度である本年度は、現在大きな社会問題となっている老年痴呆特にアルツハイマー病(Alz)に焦点を絞りその病態形成に於ける糖脂質及びカベオラの役割の解明を神経系細胞の培養系で先ず検討した。家族性本症FADの原因遺伝子であるプレセニリン1(PS1)の野生型及び変異型(I143T)cDNAを強制発現させたヒト神経芽細胞腫SH-SY5Y細胞のstable transfectantを作成し、その脂質分析を行い変異PS1の存在が及ぼす脂質への影響を調べた。その結果、1)変異型PS1を発現する細胞では、ガングリオシド合成が著明に抑制されていた、2)このガングリオシド合成抑制はグルコシルセラミド(GlcCer)の合成抑制が主因であること、3)GlcCer合成低下はその合成酵素であるグルコシルセラミド合成酵素タンパク(GCS)の減少が主因でありRT-PCRで見る限りそのmRNA産生には異常はないと考えられること、4)野生型及びMockではGCSはゴルジに存在したが、変異型では核画分に分布していた、5)変異型細胞では、酸化ストレスに他の細胞に比し極めて高い脆弱性を示すこと、6)変異型細胞に発現する神経成長因子受容体のTrkの発現レベルは他の細胞系と変わらなかったが、リガンドに対する反応性は消失していたことなどを明らかにしカベオラ機能にも大きな影響を与えている可能性を明らかにした。現在この知見は論文製作中である。さらに、ミクログリアについても神経保護的・神経障害的両サブタイプで脂質組成を同様に調べた結果、両者で極めて顕著な脂質組成の差異が明らかになった。次年度はこの点をさらに追及すると共に神経細胞-ミクログリア間の相互作用に及ぼす糖脂質の影響を明らかにすることを通じ本疾患の新規治療法を開発したい。
閉塞性動脈硬化症、糖尿病患者の自律神経機能と麻酔中の脳循環に関する検討

糖尿病および閉塞性動脈硬化症患者の自律神経機能と全身麻酔中の脳血管の炭酸ガス反応性を検討した。糖尿病を有する患者10例(以下DM群)および閉塞性動脈硬化症の患者6例(ASO群)、合併症のない患者10例(対照群)を対象とした。患者には本研究の内容について説明し同意を得た。〈研究方法〉手術前に自律神経機能検査(1)起立時血圧変化(2)起立時心拍数反応(3)深呼吸時心拍数変動、を測定し点数化した(6点満点)。測定および記録には瞬時心拍計、AD変換器(本年度の研究費にて購入)を使用した。手術当日、全身麻酔導入後、経頭蓋超音波ドップラー法で中大脳動脈血流速度Vmを測定し、PaCO_2を生理的範囲内で変化させた時の血流速度の変化ΔVm/ΔPaCO_2をもって脳血管の炭酸ガス反応性を評価した。〈結果〉1.脳血管の炭酸ガス反応性はDM群(3.3±1.3cmsec^<-1> mmHg^<-1>)>対照群(2.2±0.8)>ASO群(1.5±0.4)の順で、DM群と対照群の差は統計学的に有意であった。2.DM(2.3±0.9点)およびASO(2.2±1.3)の患者では対照群(3.7±0.8)に比べて自律神経機能は障害されていた。DM群と対照群の間には統計学的有意差を認めた。3.DM群において自律神経機能の障害の程度と脳血管の炭酸ガス反応性の間には有意な相関関係はなかった。〈考察・まとめ〉今回の研究結果よりDMやASOでは脳血管の炭酸ガス反応性が異なる可能性が示唆された。脳血管の炭酸ガス反応性において自律神経機能の関与は未知であるが、今回の検討では自律神経機能の障害されたDM群で炭酸ガス反応性は亢進していた。DM患者の麻酔中の脳循環維持にPaCO_2管理が重要であることが明らかになった。今後各疾患を病期に分け、自律神経機能障害の程度と脳血管の反応性との関係の詳細な検討を課題としたい。
経済・生態システムの自己組織化と秩序形成に関する遺伝的行動モデルの研究

本研究は、社会現象や生態系において、ミクロな多数の個体の行動からマクロな集団としての社会システムや個体群システムが、いかに自己組織化され、一定の秩序が形成されていくのかを、最近の人工生命・人工社会分野で発達した遺伝的アルゴリズムを取り入れた遺伝的行動モデルを開発することにより分析したものである。研究代表者がこれまでに開発してきた閉鎖性水域や沿岸域における赤潮の発生現象を、複雑系としての経済・生態系システムと考えて、プランクトン種の個体群と人間活動との関係をシミュレーションする枠組みを遺伝行動モデルによって構築した。1)平成10、11年度では、沿岸域で発生している赤潮現象、深層水における溶存酸素の減少傾向等を分析する生態系モデルを構築し、プランクトンの競合と捕食関係、汚濁物質と栄養塩、溶存酸素量の移流と拡散による分布を、海域で数値計算できるように、既存の3次元流体モデルを改良して、沿岸域における汚濁物質の流入の経済モデルと結合させて、経済・生態系モデルを構築した。2)平成12年度では、生物種の個々の個体を直接に取り扱えるマルチ・エージェントによる遺伝行動モデルとして新しい展開を図った。すなわち、赤潮状態をつくり出す植物プランクトン種を構成する個体毎に多様な遺伝的な特性を持たせることにより、水域や沿岸域における人間の経済活動による生息環境の変化に対する、生態系の遷移のダイナミクス(自己組織化と秩序形成)を分析する数値シミュレーション手段を開発した。この数値シミュレーションでは、2種の植物プランクトン、1種の動物プランクトン種の各個体に、増殖度、遊泳速度、シスト化等の生物機能を遺伝子としてコード化して、遺伝アルゴリズムによる生態系の遷移のシミュレーションを通じて、(1)多様な生態系の種の遷移と新しい秩序への動的過程、(2)人間の生態系の資源利用と生物個体群の生存活動が一種の社会システム的ジレンマを形成するようなシステム的課題の検討の分析を可能とした。平成10年度は、遺伝的行動モデルの原型として、複数種の植物プランクトン、動物プランクトン、溶存態有機物(デトリタス)、懸濁態有機物(COD)、酸素、栄養塩(窒素、燐)からなる海洋生態系の個体群モデルを設計して、半閉鎖系である海洋空間での動的な行動(動態)を数値シミュレーションで解析できるようなソフトウェアを開発した。この海洋生態系モデルは、北東アジア大陸の付属海である日本海を対象として、その海域での個体群、栄養塩、酸素の分布を長期的に計算するものである。また、人間による経済活動との相互関係は、1)水質汚濁物質の流入、2)有害化学物質の流入、3)漁業資源の収奪、等があるが、このモデルでは、日本海に流入する河川系からの有機性汚濁物質(COD)のみを取り入れている。そこでは、中国東北部、極東ロシア、南北朝鮮半島、日本列島において、日本海へ流れ込む河川流域での工業、農業、家計(人口)等の統計データを用いて有機性汚濁量が推算されて、流入河川のそれぞれ河口部から日本海へ流入することになる。この海洋生態系の数値シミュレーションは、本研究費で増強された高速のワークステーション上で行われ、演算結果は画像処理されて、3次元海洋空間上の任意の場所での個体群、栄養塩、酸素の濃度分布を示すことができるようになった。次年度以降には、これらの個体群のプランクトンの増殖、移動、捕食、死亡等の生物機能に遺伝的な要素を取り入れて、海洋の物理、化学的な条件、人間による汚濁物質、廃棄物の種類や量にどのように反応し、遷移していくのかをモデルに組み込み、生物個体群の遺伝的行動モデルの挙動を解析することになる。

本年度は、これまで研究代表者が開発してきた閉鎖性水域や沿岸域における赤潮の発生から衰退までの現象を例題として取り上げて、流域における人間の経済活動と水域での生物個体群活動から成る経済・生態系のモデル(多くの異なった個体と個体群の相互作用のモデル)を構成し、高性能計算機(ワークステーション)によって、海洋の有機汚濁物質(COD)、栄養塩(窒素、リン)、赤潮プランクトン(鞭毛藻類)、珪藻プランクトン、溶存酸素量等の分布が、海域においてどのように自己組織的に形成していくのか、数値実験を行える環境を構築した。このような経済・生態系の数値シミュレーションでは、多くの変数とパラメータを含むために、モデル構造の変数選択やパラメータの感度解析、生物の適応(遺伝子の組み合わせの選択等)を効率良くかつ適切に行えるような数値実験の仕組みが必要となる。そのために、高速ワークステ-ションによる数値実験結果の図形処理、結果の解釈等が容易に行えるような計算機インターフェイスが必要になる。本年度は、日本海全域を取り上げて,その沿岸域で発生している赤潮現象、中層水や深層水における溶存酸素の減少傾向等を分析する生態系モデルを構築した。そこでは、個別プランクトンの競合と捕食関係、汚濁物質と栄養塩、溶存酸素量の移流と拡散による分布を、日本海の全海域で数値計算できるように、既存の3次元流体モデルを改良して、沿岸域における汚濁物質の流入の経済モデルと結合を図った。本研究は、複雑系としての社会現象や生態系において、ミクロな多数の個体の行動からマクロな集団としての社会システムや個体群システムが、いかに自己組織化され、一定の秩序が形成されていくのかを、最近の人工生命・人工社会分野で発達した遺伝的アルゴリズムを取り入れた遺伝的行動モデルを開発することにより分析しようとするものである。平成12年度では、これまでに開発してきた閉鎖性水域や沿岸域における赤潮の発生現象としての経済・生態系モデルを、栄養塩や生物種をコンパートメントとした生態系モデルから個々の個体を直接に取り扱えるマルチ・エージェントによるシミュレーション・モデル(人工社会システム)として新しい展開を図った。すなわち、赤潮状態をつくり出す植物プランクトン種を同一の性質をもった個体群のみならず、この個体群を構成する個体毎にも遺伝的な特性を持たせることにより、水域や沿岸域の流域における人間の経済活動による生息環境の変化にたいする、生態系の遷移のダイナミクス(自己組織化と秩序形成)を分析する数値シミュレーション手段を開発した。この数値シミュレーション実験では、2種の植物プランクトン、1種の動物プランクトン個体群に対して、増殖度、遊泳速度、シスト化に対する生物機能を遺伝子としてコード化して、それを個体群を構成する個体(数万の個体)にもたせて、遺伝アルゴリズムによる生息環境での動態を分析できる。これらの数値実験を通じて、(1)閉鎖性水域における多様な生態系の種の遷移とその均衡状態へ移行する動的過程、(赤潮現象をつくりだす多様なプランクトン種の相互作用や棲み分け等)(2)人間の経済活動(生態系の資源利用)と生物個体群の生存活動が一種の社会システム的ジレンマを形成するようなシステム的課題の検討(種の多様性と資源利用効率等)、の分析が可能となる。
ブタ精巣由来の幹細胞株の樹立と遺伝子改変技術への応用

本研究は、ブタの精巣から幹細胞を分離するとともに、得られた細胞を体外で長期的に培養し、幹細胞培養株からの効率的な遺伝子導入技術への応用を目指している。昨年まで得られた成果から、精巣由来の幹細胞(前原精子細胞)の特異的マーカー(レクチンの一種であるDBA)を見出したので、本年1度はこのマーカーを利用して、分離・精製した前原精子細胞の体外培養を試みた。前精原細胞は、成長因子などの非存在下で体外で活発に増殖し、少なくとも1週間の期間DBAを発現する前原精子細胞として体外で維持された。さらに、これらの細胞は、未分化細胞マーカーである、Nanogをタンパク質および遺伝子レベルで発現し、その他の複数の未分化マーカーも発現することを明らかにした。そこで、ヌードマウスの精巣内にこれらの細胞を注入したところ、精巣内での前原細胞の存在部位で細胞の増殖が認められたことから、これらの細胞が幹細胞としての性質を維持しながら、体外で培養が可能であることを示した。今後、成長因子などの添加によって、体外培養条件を整備することによって、家畜における精巣由来の幹細胞株の作出に展望が開けた。また、本研究では、ブタ精巣の低温下での短期的(12日)な保存と、これらの保存精巣からの前原精子細胞の回収と液体窒素下での凍結保存を試み、前原精子細胞は前述と同様の幹細胞としての性質を体外で維持することを明らかにした。精巣由来の幹細胞は、野生動物や絶滅危惧種など貴重な遺伝資源の保護にも、今後有用な技術となりうると思われた。未成熟ブタ精巣からパーコールグラディエント遠心法によって精粗細胞分画を分離し、D-MEM培地内で培養した。培養後、1週間で胚性幹細胞(ES細胞)様のコロニーが出現した。これらのコロニーは、精粗細胞特異的マーカーといわれているα-6-インテグリンに対して陽性反応を示し、精粗細胞から分化したType A spermatocyteのマーカーとして知られるc-kitに対しては陰性反応を示した。コロニーをトリプシン処理により細胞を回収し、再び継代培養したところ、同様のコロニーを形成するとともに凍結保存に対しても耐性を示した。これらのことから、本実験によって得られたコロニーは、精粗細胞由来の幹細胞株である可能性が示唆された。しかし、これまでブタにおける精粗細胞の特異的マーカーは報告がなく、本実験においてもα-6-インテグリンの陽性反応を確認したにすぎない。また、ヌードマウス精巣内へのコロニーの注入も試みているが、成熟した精子への細胞分化は確認されていない。さらに、ヌードマウス皮下への注入によって、テラトーマ形成等が認められなっかことから、コロニーの未分化性についても必ずしも明瞭になっているわけではない。今後、精粗細胞の特異的マーカーについて組織学的、分子生物学的に同定するとともに、精粗細胞の培養条件についてさらに検討を加えたい。これまでにも、精巣に由来する細胞を利用した同種の試みは多いが、それらの細胞を体外で培養しても多くの場合体細胞の混入によって細胞分化が起こり、長期的な細胞培養は困難であった。それを困難にしている要因は、精巣に由来する幹細胞を体細胞と見分ける特異的なマーカーはなく、唯一、細胞の形態的特長によって判断するしかなかったことによる。従って、精巣から細胞を分離しても、それがどんな種類の細胞であるのか明らかではなかった。これまでに、精巣から分離した細胞から未分化細胞マーカーや未成熟な精子で発現しているマーカーを中心に幹細胞特異的なマーカーを検索してきたが、マウスの精巣由来の細胞では反応が見られても、ブタでは幹細胞の特定が難しかった。そこで、本年度は出生直後の子豚の精巣を用いて、始原生殖細胞のマーカーであり、レクチンの一種であるDolichos biflorus agglutinin(DBA)を用いたところ、DBAは形態的に精原細胞としての特徴をもつ細胞だけに特異的に結合するとともに、多くの体細胞マーカーや未分化細胞マーカーとは結合しないことが明らかになった。さらに、DBAの結合は、出世以後の時間の超過とともに消失することから、DBAと特異的に結合している細胞は、精原細胞の中でも特に未熟な幹細胞を認識していると考えられた。また、精巣からこれらの幹細胞を分離する方法についても検討を進め、パーコールの濃度勾配遠心法によって70%の精度で幹細胞が精製できることが明らかになった。これらの細胞をDMEM/F12培地で培養すると、活発に細胞増殖を維持し、少なくとも培養後7日間は体外での培養が可能になった。また、このようにして培養した細胞は、DBAの結合能を有しており、幹細胞としての性質を維持していると考えられた。次年度は、精製した精巣由来の幹細胞について、さらに体外での培養条件と遺伝子導入についても検討を進める予定にしている。

前精原細胞は、成長因子などの非存在下で体外で活発に増殖し、少なくとも1週間の期間DBAを発現する前原精子細胞として体外で維持された。さらに、これらの細胞は、未分化細胞マーカーである、Nanogをタンパク質および遺伝子レベルで発現し、その他の複数の未分化マーカーも発現することを明らかにした。そこで、ヌードマウスの精巣内にこれらの細胞を注入したところ、精巣内での前原細胞の存在部位で細胞の増殖が認められたことから、これらの細胞が幹細胞としての性質を維持しながら、体外で培養が可能であることを示した。今後、成長因子などの添加によって、体外培養条件を整備することによって、家畜における精巣由来の幹細胞株の作出に展望が開けた。また、本研究では、ブタ精巣の低温下での短期的(12日)な保存と、これらの保存精巣からの前原精子細胞の回収と液体窒素下での凍結保存を試み、前原精子細胞は前述と同様の幹細胞としての性質を体外で維持することを明らかにした。精巣由来の幹細胞は、野生動物や絶滅危惧種など貴重な遺伝資源の保護にも、今後有用な技術となりうると思われた。
子宮内膜間質細胞におけるケモカイン産生に関する研究

これまでの研究成果を基に、子宮内膜間質細胞におけるケモカイン産生の調節因子についてさらに検討を行った。子宮内膜にはマクロファージ、リンパ球などが存在しており、TNF-α、IL-1β、IL-4、IL-6、IL-8、IFN-γ、TGF-βなどの多様なサイトカインを産生する。また妊娠時には、胎児成分である絨毛細胞が子宮内膜内に浸潤し、同様に多種のサイトカインを産生する。これらのサイトカインは子宮内膜間質細胞に対して、直接的に作用する。我々は、炎症反応などの免疫反応を制御する作用を有し、絨毛細胞から分泌されるIFN-γが、子宮内膜間質細胞からのIL-6、MCP-1、M-CSFの産生を促進する一方で、IL-8の産生を抑制することを報告した。またplatelet-activating factor、IL-1β、TMF-α、lipopolysaccharideによりIL-8、MCP-1、RANTES、MIP-1αの産生が亢進することも報告した。本研究期間内には、特に免疫反応を制御する作用を有するTh1/Th2サイトカインに着目し、子宮内膜間質細胞のケモカイン産生に対する効果について検討を行い、以下に示す結果を得た。1.Th1/Th2サイトカインとして、IL-2、IL-4、IL-13、TNF-βに注目し、これらのサイトカインが子宮内膜間質細胞のケモカイン産生に及ぼす効果について検討したその結果、IL-2は子宮内膜間質細胞のケモカイン産生に全く影響しなかった。IL-4およびTNF-βはIL-8およびMCP-1の産生を増強した。IL-13はIL-8の産生を抑制したが、一方MCP-1の産生を増強した。2.IL-13の作用は、中和抗体の添加により、抑制された。