hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
長期低酸素環境が前立腺癌細胞の悪性化に与える影響についての研究

本研究では、前立腺癌の悪性化(アンドロゲン非依存性獲得や増殖・浸潤能の亢進)において長期低酸素環境が重要な役割を果たしていることを示し、そのメカニズムを解明した。長期低酸素下培養前立腺癌細胞を解析することにより、長期低酸素環境が細胞増殖能、細胞浸潤能の亢進に関わり、そのメカニズムとして細胞内シグナルの亢進や、遺伝子発現の変化が関与することを示した。前立腺癌の悪性化に関わる候補遺伝子を同定、解析し、それを阻害することにより抗癌剤などの抗腫瘍作用が増強することを示し、新たな治療法の可能性を示した。・長期低酸素下培養前立腺癌細胞の細胞増殖能、細胞遊走・浸潤能の検討・細胞増殖、細胞遊走・浸潤に関与するシグナル伝達の解析細胞増殖能、細胞遊走・浸潤能が亢進することやAkt, Stat, HIFといったシグナルの関与を確認した。・長期低酸素環境による遺伝子発現変化の網羅的解析および機能解析アレイを用いた解析によりいくつかの候補遺伝子を確認した。その中でvav3についてさらなる検討を行った。・長期低酸素下培養前立腺癌細胞のin vivoでの腫瘍形成能の検討および中和抗体、siRNAなどの抗腫瘍効果の検討in vivoでの腫瘍形成能亢進を確認し、vav3についてsiRNAと抗がん剤併用による抗腫瘍効果について検討した。・長期低酸素環境による悪性化に関わる遺伝子発現変化の解析により候補遺伝子として挙げたvav3について解析を進め、論文化を行った。・Angiopoietin-like protein 4(ANGPTL4)の前立腺癌細胞での発現や機能を解析し、論文化を行い、長期低酸素下培養前立腺癌細胞での発現亢進などを確認し、学会発表をおこなった。前立腺癌研究計画の大部分を実施し論文等にて成果の報告を行った。学会参加による情報収集を行った。長期低酸素下培養前立腺癌細胞の癌幹細胞様変化の有無など、in vitroおよびin vivoにて検討を進め、学会発表や論文化を進める。研究が概ね順調に進んだことで、当初予定していた抗体や試薬が少なくて済んだため。論文の投稿を予定しているため英文校正、投稿代等にあてる予定である。
Late preterm児の周生期ストレスに対する脳循環制御の解明

本研究は,子宮外環境における様々なストレスの積み重なりが脳循環制御の破綻へと導き,高次脳機能障害につながるという仮説に基づき,脳血流量や脳酸素代謝をベッドサイドでモニタリングし、そこから短期エンドポイントであるMRI評価および長期エンドポイントである認知機能・高次脳機能を占う早期マーカーを確立することを目的としている.研究初年度には,新生児集中治療室に入院した児において各種パラメータの情報を(1)いかに検者間、症例間の差がなく収集が可能か(2)年間どの程度の症例数集められるか(3)現実的にどの程度のインターバルで経時的にデータ収集が可能かを検討し以下の結論を得た.(1)各種パラメータの収集法の統一化をはかった.(2)年間入院数によって変動はするものの年間20例前後は収集可能なことがわかった.(3)生後早期は収集回数が多く欠損値が出やすいものの,パラメータの集約化,統計学的手法の工夫により解決可能なことがわかった.本年度の目的であった症例の蓄積,データの収集は進んでいる.急性期のデータ収集については病的新生児においても多くは施行可能であることが示された.また短期エンドポイント(MRI),長期エンドポイント(発達予後)の評価方法も入院外来まで一貫してシステムを構築することで確立されている.各種パラメータについて,取得したデータを解析可能な形に変換できるかどうかを検討する必要がある.近赤外線スペクトロスコピーや超音波検査など日常的に使用されていて,かつポイント毎に得られるパラメータの解析は比較的簡単にできるが,呼吸心拍情報など長期連続データについては収集されたデータの解析方法に確立されたものがない.そのため解析方法から検討する必要がある.またより多くの症例を対象とするために情報収集スケジュールを再度検討する必要がある.本研究は,子宮外環境における様々なストレスの積み重なりが脳循環制御の破綻へと導き,高次脳機能障害につながるという仮説に基づき,脳血流量や脳酸素代謝をベッドサイドでモニタリングし、そこから短期エンドポイントであるMRI評価および長期エンドポイントである認知機能・高次脳機能を占う早期マーカーを確立することを目的としている.研究初年度には,新生児集中治療室に入院した児において各種パラメータの情報を(1)いかに検者間、症例間の差がなく収集が可能か(2)年間どの程度の症例数集められるか(3)現実的にどの程度のインターバルで経時的にデータ収集が可能かを検討し以下の結論を得た.(1)各種パラメータの収集法の統一化をはかった.(2)年間入院数によって変動はするものの年間20例前後は収集可能なことがわかった.(3)生後早期は収集回数が多く欠損値が出やすいものの,パラメータの集約化,統計学的手法の工夫により解決可能なことがわかった.本年度の目的であった症例の蓄積,データの収集は進んでいる.急性期のデータ収集については病的新生児においても多くは施行可能であることが示された.また短期エンドポイント(MRI),長期エンドポイント(発達予後)の評価方法も入院外来まで一貫してシステムを構築することで確立されている.各種パラメータについて,取得したデータを解析可能な形に変換できるかどうかを検討する必要がある.近赤外線スペクトロスコピーや超音波検査など日常的に使用されていて,かつポイント毎に得られるパラメータの解析は比較的簡単にできるが,呼吸心拍情報など長期連続データについては収集されたデータの解析方法に確立されたものがない.そのため解析方法から検討する必要がある.またより多くの症例を対象とするために情報収集スケジュールを再度検討する必要がある.超音波検査のプローブが耐用年数に近づいており購入の必要がある.超音波検査は数あるパラメータの中でも重要であり,正確・確実なデータ収集に購入は必須であると考える.
水性二相ナノ液滴の創製と応用

水性二相系とは,複数種類のポリマーや塩を高濃度で含む水溶液が自発的に二相に分離する系であり,ポリエチレングリコール(PEG)とデキストラン(DEX)は水性二相系を構成する代表的なポリマーの組み合わせである.本研究では,これをエマルション液滴内で実現した水性二相ナノ液滴の開発を目指し,膜乳化法を利用してPEG-DEX均一水溶液を分散相とするエマルション調製後に,エマルション液滴内のPEG-DEXを濃縮することで,コンセプト通り水性二相ナノ液滴を調製できることを実証した.平成27年度は,膜乳化法を利用したミクロンオーダーの水性二相マイクロ液滴の調製法の開発を行った.ポリエチレングリコール(PEG)水溶液とデキストラン(DEX)水溶液を混合すると,高濃度領域で自発的に二相に分離する.このため,低濃度のPEG-DEX混合水溶液を分散相としたWater-in-Oil (W/O)エマルションを膜乳化法を用いて調製し,ここに高濃度のグルコース水溶液を分散相とし膜乳化法で調製したW/Oエマルションを混合すると,2つのエマルションの浸透圧差に伴い,PEG-DEX混合水溶液を分散相としたW/Oエマルションから,グルコース水溶液を分散相としたW/Oエマルションへ,水分子が油相を介して移動する.これにより低濃度のPEG-DEX混合水溶液は液滴中で高濃度となり,分散相内で二相に分離した液滴を得ることができると考えた.油相に界面活性剤を含んだケロシンを用い,細孔径12ミクロンのShirasu Porous Glass (SPG)膜を用いてエマルションを調製し,2つのエマルションを混合したところ,2時間程度で水性二相マイクロ液滴が得られることが分かった.水性二相液滴が得られるまでの時間は,初期のPEG-DEX濃度などさまざまなファクターが影響を与えると考えているが,この点はまだ定量的に整理できていない.また,SPG膜の細孔径を小さくしても同様に水性二相マイクロ液滴を得ることができた.SPG膜を利用した膜乳化法では,エマルション径はSPG膜の細孔径の約3倍となるため,これは水性二相マイクロ液滴のサイズを制御することができることを意味し,意義は大きい.さらに浸透圧差を与える溶液として,グルコース水溶液の替わりに塩化ナトリウム水溶液を用いても同様に水性二相マイクロ液滴を得ることができた.これは化学種に依らず,浸透圧差を与え水分子を油相を介して移動させることが,本手法の重要な点であることを示すものである.研究実施計画通り,検討すべき課題を実施することができた.平成28年度は,平成27年度の成果を基に,まずは膜乳化法を利用した水性二相液滴の小液滴化を検討した.ポリエチレングリコール(PEG)水溶液とデキストラン(DEX)水溶液を混合すると,低濃度域では均一相であるが,高濃度域でPEGリッチな相とDEXリッチな相に分離する.このため,低濃度のPEG-DEX混合水溶液を分散相としたWater-in-Oil(W/O)エマルションを膜乳化法を用いて調製し,さらに高濃度の低分子溶質を溶解した水溶液を分散相として膜乳化法により調製したW/Oエマルションを混合すると,2つのエマルションの分散相の浸透圧差に伴い,PEG-DEX混合水溶液からなるエマルションから低分子溶質を溶解した水溶液からなるエマルションへ水分子が移動する.これにより低濃度のPEG-DEX混合水溶液は高濃度化し,分散相内で二相に相分離した液滴となる.膜乳化法におけるエマルション径は,利用するShirasu Porous Glass(SPG)膜の細孔径で制御できるため,水性二相液滴の小液滴化のため細孔径の小さなSPG膜を用いて実験を行った.本研究では細孔径を1.1ミクロンまで小さくして検討し,細孔径に応じて得られる水性二相液滴の径を小さくすることができた.さらに水性二相液滴の粒子化の検討を行った.ジアクリレート基を有するPEGとDEXにおいても水性二相液滴が調製されることを確認後,PEGのみを架橋し粒子として回収することを目指し,水性二相液滴に対しUV架橋を施した.水性二相液滴から期待される粒子形状は半球であったが,真球に近い形状であった.これは架橋速度が想定ほど速くなかったため,半球状態を維持したままで粒子化できなかったためと考えられる.今年度論文発表はできなかったが,上記点を解決後,論文発表を行う予定である.水性二相系とは,複数種類のポリマーや塩を高濃度で含む水溶液が自発的に二相に分離する系であり,ポリエチレングリコール(PEG)とデキストラン(DEX)は水性二相系を構成する代表的なポリマーの組み合わせである.本研究では,これをエマルション液滴内で実現した水性二相ナノ液滴の開発を目指し,膜乳化法を利用してPEG-DEX均一水溶液を分散相とするエマルション調製後に,エマルション液滴内のPEG-DEXを濃縮することで,コンセプト通り水性二相ナノ液滴を調製できることを実証した.

平成27年度は順調に検討を進めることができたので,次年度も実施計画通り検討を進めていく.膜工学研究は順調に遂行することができたが,試薬・消耗品の使用が1年前の計画時よりはわずかに少なめであったためである.試薬・消耗品の購入に充てる.また研究は順調に進展していることから,計画の変更などは行わない.
ヒトマスト細胞膜に特異的に発現する新しい分化マーカーのクローニングとその臨床応用

1.ヒトとラットのマスト細胞の膜表面に発現するタンパク(以下mast cell surface antigen : MASA、国際特許出願中)を新規にクローニングした。ヒトでは第11染色体に存在する遺伝子によってコードされ786個のアミノ酸から構成される。ラットでは821個のアミノ酸で構成されヒトMASAと66%のhomologyを示す。2.DNP-KLHを抗原としてI型アレルギーモデルで腹腔マスト細胞を刺激すると、3日後からMASAが発現してきた。いくつかのサイトカインを調べた結果、特にTGFβ(1-10ng/ml)によって強く発現が誘導された。3。ヒトMASAは皮膚や肺、消化管等正常組織の細胞では発現せず、炎症組織のマスト細胞に発現していた。95例の各種疾患において気管支肺胞洗浄液BALF中のマスト細胞数とMASA陽性細胞数、及びサイトカイン濃度を測定した。BOOP、サルコイドーシスや結核など、慢性炎症でMASA陽性のマスト細胞が増加しており、TGFβ-1やstem cell factorが高値であった。以上の結果MASAはマスト細胞活性化のマーカーとして、病態に関与する情報をあたえるものであり臨床的にも有用と考えられる。現在モノクローナル抗体5C12が認識する抗原タンパクのクローニングも進めている。3。1ヒト培養マスト細胞を皮膚線維芽細胞と共生培養して得たtryptase、chymase両者陽性細胞(以下MC-TC)2×10^6個からpolyA RNAを抽出してc-DNAライブラリーを作製し、イムノスクリーニングで得られた陽性クローンについてその塩基配列を決定した。BLASTによるホモロジーサーチを行なった結果、tryptase III、FcγレセプターIIbと新規のタンパク(以下mast cell surface antigen : MASA、特許出願中)であることが判明した。MASAは第11染色体に存在する遺伝子によってコードされ、786個のアミノ酸から構成される膜タンパクであることが明らかになった。もうひとつの抗ヒトマスト細胞モノクローナル抗体5C12(以下5C12)が認識する抗原の遺伝子も近く同定できると考えている。2培養マスト細胞や組織のマスト細胞について、5C12と抗MASA抗体を用いる蛍光抗体法で二種類の抗原の発現を検索した。5C12とtryptaseまたはchymaseの二重染色を行うと、5C12は皮膚や肺等正常組織の結合組織型マスト細胞に強く発現しており、ケロイド組織やアレルギー疾患の気管支のような炎症組織では発現量が低下した。これに対してMASAは皮膚や肺、消化管等正常組織の細胞では発現せず、stem cell factorやIL-6の存在下で培養したマスト細胞及び間質性肺炎やサルコイドーシス等、炎症組織のマスト細胞(BALで得られた細胞を含む)に発現することが明らかになった。従ってMASAはIL-6などの炎症性サイトカインで誘導される可能性が高い。皮膚や鼻、子宮や精巣等についても検討している。ヒトマスト細胞の膜表面に発現するタンパク(以下mast cell surface antigen:MASA、国際特許出願中)を新規にクローニングした。このタンパクは第11染色体に存在する遺伝子によってコードされ、786個のアミノ酸から構成される。MASAは皮膚や肺、消化管等正常組織の細胞では発現せず、炎症組織のマスト細胞に発現しており炎症性サイトカインで誘導されると考えられる。(1)MASAの機能を動物実験で検討するためにラットのMASAをクローニングした。このタンパクは821個のアミノ酸で構成されヒトMASAと66%のhomologyを示す。DNP-KLHを抗原としてI型アレルギーモデルで腹腔マスト細胞を刺激すると、3日後からMASAが発現してきた。(2)昨年度から継続して95例の各種疾患において気管支肺胞洗浄液BALF中のマスト細胞数とMASA陽性細胞数、及びサイトカイン濃度を測定した。BOOPサルコイドーシスや結核など、慢性炎症でMASA陽性のマスト細胞が増加しており、TGFβ-1やstem cell factorが高値であった。蛍光抗体法でtryptase陽性細胞数(全マスト細胞)を測定し、toluidine blue染色で検出できる顆粒豊富な細胞数との差(脱顆粒後の細胞)をとると、MASA陽性細胞と強い相関を示した。

従って、(1)の実験結果が臨床的にも確認され、MASAはマスト細胞活性化のマーカーとして、病態に関与する情報をあたえるものであり臨床的にも有用と考えられる。(3)ヒト皮膚のマスト細胞ではMASAの発現は確認できていない。現在m-RNAの測定など、より鋭敏な検出法で確認を急いでいる。また、モノクローナル抗体5C12が認識する抗原タンパクのクローニングも進めている。
中枢性脳卒中後疼痛動物モデルを用いた反復経頭蓋磁気刺激における新規刺激法の開発

反復経頭蓋磁気刺激法(rTMS)は難治性疼痛を緩和することが分かってきているが、実際の臨床における治療法として確立するためには、新規刺激法を含め最善な刺激パラメータの決定が重要である。本研究では、当初、中枢性脳卒中後疼痛のラットモデルを作成し、新規刺激パラメータでのrTMSを予定していた。ラットに磁気刺激を定量的に与える実験系と脳表血流の測定系を確立したが、モデルラットの作製は難易度が高く、まだ完成していない。そこで、まず安全性の確立している範囲の各刺激法を疾痛患者に行い、除痛効果を判定した。5名の神経障害性疼痛患者に縦来刺激、リバースドカレント刺激、閾値上刺激、シータバースト刺激、シャム刺激を行ったところ、従来刺激とリバースドカレント刺激が最も良好な除痛効果を示す傾向が見られた。今のところ従来刺激を超える刺激パターンは見つかっていないものの、従来刺激かリバトスドカレント刺激が最善な条件に近いものと考えられる。多くの慢性痛は実験的な誘発痛とは異なり、持続的に疼痛が存在し、その状態そのものを検討する必要がある。次に5名の神経障害性疼痛患者にrTMS(従来刺激パターン)前後に安静時fMRIを撮影し、安静時における脳内の機能的結合を検討した。刺激部位(一次運動野)との機能的結合はrTMSにより変化はなく、Default mode networkや疼疼痛関連領域、情動関連領域などで機能的結合の変化が見られた。この結果から、従来から推定されているように、刺激部位より遠隔部で、脳の様々な領域にrTMSが作用していることが示唆された。安静時fMRIの結果をもとに、rTMSの除痛機序の解明や、効果予測などが可能になると考えられる。そこで、まず安全性の確立している範囲の各刺激法を疼痛患者に行い、除痛効果を判定した。5名の神経障害性疼痛患者に従来刺激、リバースドカレント刺激、閾値上刺激、シータバースト刺激、シャム刺激を行ったところ、従来刺激とリバースドカレント刺激が最も良好な除痛効果を示す傾向が見られた。今のところ従来刺激を超える刺激パターンは見つかっていないものの、従来刺激かリバースドカレント刺激が最善な条件に近いものと考えられる。刺激部位(一次運動野)との機能的結合はrTMSにより変化はなく、Default mode networkや疼痛関連領域、情動関連領域などで機能的結合の変化が見られた。予想以上に中枢性脳卒中後疼痛のラットモデルの作製は難しく、そのため研究はやや遅れている。

最終的な臨床応用のためにはヒトに対する研究が必要で、動物実験と並行して臨床研究も重要である。ヒトに対する研究も追加して行ってきた。中枢性脳卒中後疼痛ラットモデルの作製を継続する。また、慢性疼痛患者に対する様々な新規刺激パターンの除痛効果の検討やrTMS前後の安静時fMRIの撮影は、被験者数を増やして、さらに詳細な検討を行うことが望まれる。2012年4月15日をもって海外留学のため当研究施設を退職し、当研究助成も廃止予定である。
アミノ酸転移酵素AGXT2に注目した精神障害の解析研究

AGXT2(アラニン:グリオキシル酸アミノ基転移酵素2型)は、チミン分解の中間産物D-3-アミノイソ酪酸に関わる唯一の酵素であり、非対称性ジメチルアルギニンも分解することから、一酸化窒素系に関わることがわかっている。AGXT2は脳にも存在し、日本人の約3割が酵素活性を欠損していることから、日本人での精神神経疾患との関連が予想される。まず、ラットを用いてAGXT2酵素が脳に広範に分布すること、そして、AGXT2活性欠損の遺伝メカニズムを明らかにし統合失調症と関連しないことを示した。最後に健常者の頸動脈内中膜厚とAGXT2遺伝子機能性多型に有意な相関があり、血管障害と関わることを明らかにした。まず、alanine:glyoxylate aminotransferase 2(AGXT2)の脳内分布を調べるために、ラットを用い、AGXT2遺伝子mRNAの脳内分布を調べた。ラットの脳組織(大脳皮質、大脳白質、線条体、視床、中脳、橋、小脳)よりRNA分画を精製しcDNAを作成する。そのあと、AGXT2遺伝子mRNAに特異的Taqman probeを用い定量的real-time PCR法を行い、各組織でのAGXT2mRNA定量を行った。内部標準としてGAPDH遺伝子を用いた。その結果、ラットのすべての脳組織でAGXT2遺伝子が発現していることが確認され、有意ではないが、大脳皮質や海馬に発現が多かった。AGXT2遺伝子には、機能性多型があり、日本人の約3割がこの酵素活性を欠損していることがわかっている。AGXT2活性の欠損するものでは、尿中のアミノイソ酪酸量が増加することから、AGXT2遺伝子の機能性多型を調べるため、5名の日本人のすべてのエクソンを含む領域の遺伝子配列を決定し、尿中アミノイソ酪酸との関連を調べた。3つのAGXT2遺伝子の一塩基多型と尿中アミノイソ酪酸量と関連することを確認した後、健常日本人85名の尿中アミノイソ酪酸量を定量し、確認した。その結果、既に報告のある3番エクソンにあるrs37370および4番エクソンにあるrs37369の他に、6番エクソンにあるrs180749の一塩基多型も関係していることがわかった。これらの多型はすべて連鎖平衡の位置にあるため、異なった創始者効果を持っていると考えられた。また、これら3つの一塩基多型以外にAGXT2活性に影響を与える多型は存在しないことを確認した。アラニン:グリオキシル酸アミノ基転移酵素(AGXT2)は、チミンの中間分解産物D-3-アミノイソ酪酸を唯一分解する酵素であるが、AGXT2には機能性多型があり、日本人の約3分の1でAGXT2活性を欠いていることがわかっている。AGXT2は、また、一酸化窒素合成を阻害する非対称性メチルアルギニンを分解し一酸化窒素合成を調節していることもわかっており、脳機能に大きな影響を与えている可能性が考えられる。我々は、今回、AGXT2活性と精神障害との関連を解析することを目的としている。今年度は、AGXT2遺伝子に存在する4つの一塩基多型が機能性多型であることを統計学的に証明し、それぞれが独立してAGXT2活性に関係していることを示した。そして、1426名の日本人ボランティアの協力を得て、頸部動脈の内中膜厚carotid intima-media thickness (carotid IMT)とAGXT2の機能性多型が関連することを明らかにした。carotid IMTは、動脈硬化と関連する指標であることがわかっており、AGXT2が血管障害による疾患に関与することが明らかとなった。AGXT2(アラニン:グリオキシル酸アミノ基転移酵素)は、チミンの分解中間産物D-3-アミノイソ酪酸を代謝する生体内で唯一の酵素であるが、一酸化窒素合成酵素の非競合阻害物質である非対称性ジメチルアルギニンの分解にも関わることから、一酸化窒素の分解調節に関わるアミノ基転移酵素であることがわかっている。AGXT2は、肝腎に多く分布するが、脳にも存在していることから中枢神経系で重要な役割をしている可能性がある。このAGXT2酵素の欠損は疾患には関係しないとされるが、約3割の日本人が本酵素活性を欠損しているため、興味が持たれる。今回の解析では、AGXT2遺伝子の脳内分布を明らかにし、酵素活性の欠損の遺伝的メカニズムを明らかにし、統合失調症と酵素活性の欠損が関係しないことを示した。そして、AGXT2活性が欠損すると一酸化窒素濃度が低くなることから、高血圧と関連する頸動脈内中膜厚と酵素活性の関連を調べたところ、正に相関することが示された。すなわち、AGXT2活性の欠損により高血圧となることが示された。この結果は、これまでに報告されているAGXT2欠損モデルマウスを用いた研究と一致している。現在、AGXT2欠損モデル動物を作成中であり、モデル動物の解析から、さらにAGXT2の役割が明らかになってくると思われる。

まず、ラットを用いてAGXT2酵素が脳に広範に分布すること、そして、AGXT2活性欠損の遺伝メカニズムを明らかにし統合失調症と関連しないことを示した。最後に健常者の頸動脈内中膜厚とAGXT2遺伝子機能性多型に有意な相関があり、血管障害と関わることを明らかにした。AGXT2遺伝子の解析から、ヒトでの精神神経疾患を解析する研究に取り組んでいるが、今回は、ヒトで脳機能と関係する可能性のある動脈硬化の変化との関連を明らかにすることができたため。27年度が最終年度であるため、記入しない。精神医学本年度の結果から、AGXT2遺伝子と血管性変化が明らかになったため、この機能性多型と血管性の変化が予想される器質性精神障害を含めた精神障害の疾患-対照遺伝子相関解析を行う予定である。中枢神経系でAGXT2遺伝子の役割を調べる目的で研究しており、平成25年度に予定した中枢神経系での遺伝子mRNA発現調べ、すべての脳組織で発現していることを確認した。そして、日本人では、AGXT2遺伝子の遺伝子産物であるアミノ基転移酵素活性を欠失しているものが存在することから、酵素活性を欠損する機能性多型を調べ、3つの一塩基多型が酵素活性に関係していることを明らかにでした。以上から研究内容を予定通り達成できている。これから、中枢神経でのより詳細な遺伝子発現解析および精神神経疾患との関連を解析する予定であり、順調に進展していると考える。AGXT2遺伝子産物であるアミノ基転移酵素AGXT2は、チミンの分解中間産物であるD体のアミノイソ酪酸を唯一分解する酵素であるが、最近になり、非対称性ジメチルアルギニンなど一酸化窒素合成酵素を競合阻害する物質の分解にも関わることが報告された。また、今回の研究から、脳内にはAGXT2が存在していることが確認されたことから、中枢神経系でも重要な役割を持っていることが想定される。AGXT2活性には人種差があり、たとえば、白人では5%程度の割合で本酵素活性を欠損しているが、約3割の日本人が活性を欠損していることがわかっている。以上から、日本人での精神神経疾患との関連が予想されると思われ、興味深い。平成25年度の研究で、AGXT2活性欠損に関わる日本人の一塩基多型を3つ確認しているので、これらの機能性多型を用いて、精神神経疾患の疾患-対照遺伝子関連解析を行うことにより、AGXT2遺伝子との関連が明らかにできる可能性がある。まず、統合失調症やうつ病、アルツハイマー病、脳血管障害など一酸化窒素が関連する疾患と解析を行う予定である。
脳微小血管機能の加齢変化とコレステロールによる修飾

6ケ月齢,12ケ月齢のウイスターラットを用いた。それぞれを2群に分け、コレステロール食群とコントロール食群とした。各食餌で1ケ月間維持後、断頭にて脳を摘出し、Hwangらの方法で微小血管分画を得た。即ち、大脳を0.32モルショ糖液でホモジナイズし,10分間の遠心で沈渣をとる。それを分散けん濁し再遠心する。同様の操作を6回繰返し微小血管標品を得る。脂質の抽出はBligh-Dyerの方法で行なった。脂質組成の分析はTLC-デンシトメトリーの方法によった。総リン脂質の定量にはBartlett法を用いた。コレステロールは酵素法を用いて定量した。得られた微小血管標品の外観は糸くず様であり、光学顕微鏡の観察では分岐構造を有する外径10μm前後の微小血管がとれていると判断された。他の細胞の混在はほとんど認められなかった。6ケ月齢と12ケ月齢のラットのコントロール食群と、コレステロール食群から得た脳微小血管について脂質分析値を比較した結果、加齢とコレステロール負荷の影響が明瞭に認められた。加齢によって、遊離のコレステロールよりもコレステロールの増加が顕著にみられた。前者は細胞膜コレステロールの増加を意味し、後者は細胞内に蓄積されるコレステロールを示すと考えられる。細胞内コレステロールの蓄積は、コレステロール食に加齢の因子が加わると著しく増長されることがわかった。特に注目される所見は、12ケ月齢ラットにコレステロールを負荷すると、リン脂質含量が低下することである。その結果、レシチンに対する遊離コレステロールのモル比が著明に上昇していた。このことは、微小血管細胞膜の膜流動性の低下(微小粘度の上昇)をもたらし、それに伴う膜機能低下を招いている可能性を示唆すると考えられた。今後は、膜流動性の低下との関わりで膜酵素活性の加齢変化を明らかにする予定である。
社会資本の整備を題材とした「効率」と「公正」概念の学習モデル開発

本研究は,2008年公示の学習指導要領中学校社会科編で導入された「効率」と「公正」の概念に関して経済学,社会学の立場から両概念に理論的分析を加え,それをもとに社会資本整備を題材とした学習モデル開発を目的としている。本年度は,理論研究として「効率」と「公正」の概念の経済学的分析を実施し,比較研究としてオランダにおける「効率」と「公正」の概念の扱いについて現地で調査を行なった。「効率」と「公正」の概念の経済学的分析に関しては,当初は厚生経済学の援用を考えていたが,議論の結果,行動経済学をもとに分析を進めることにした。当該分析の結果得られた成果としては,次のことが挙げられる。従来の経済学の考え方においては,完全合理性の下で自己の利益を最大化するために常に合理的な決定を行うという人間像を描くが,行動経済学では限定合理性の下でより現実的な人間像を考える。この限定合理性を取り入れて「効率」と「公正」の愛念について考えると,人間の行動には経済的行動と非経済的行動とがあり,限定合理性の考え方では経済的行動で自己の利益を最大化するのではなく,一定の利益を非経済学的行動に振り分ける。この非経済学的行動をもたらす重要な要素が「公正」であると考えられる。すなわち,一人の人間の中で,限定合理性の下で「効率」と「公正」のバランスを考慮して,その時々の意思決定を行うのである。これによって両概念を対立的あるいは二者択一的に捉えるのではなく,両概念の割合をケースバイケースで変えながら柔軟に意思決定を行うと考えることができるのである。また,比較研究の一環として2019年3月にオランダで調査を実施した。SLO(カリキュラム研究所),中学校等を訪問し,シチズンシップ教育における「効率」と「公正」の概念の扱い方について,意見交換とともに資料収集を行なった。これについては現在,分析と考察を進めているところである。本研究の1年目については,「効率」と「公正」の概念に関して経済学的分析を加える理論研究を中心に,比較研究としてオランダでの調査を実施し,オランダのシチズンシップ教育における「効率」と「公正」概念の扱い方について考察するという計画であった。理論研究に関しては,当初計画していた厚生経済学の手法を用いた分析を進めたが,中学校社会科での学習モデルの開発につなげるという観点からの議論の結果,行動経済学の手法を用いた分析に変更した。その結果,「効率」と「公正」の概念を対立的あるいは二者択一的に捉える人間像ではなく,両概念を併せ持った人間像として考えることができるようになり,より良い成果を出すことができたと考えている。比較研究に関しては,オランダでの調査を実施し,オランダのシチズンシップ教育における「効率」と「公正」の扱い方についての意見交換,資料収集を進めることができた。しかしながら,実施時期が2019年3月となったため,年度内にその分析,考察を十分に進めることができず。現在も継続して行なっている状況である。以上のことから,現在までの進捗状況に関しては,比較研究において若干の遅れがあるものの,おおむね順調に進展していると評価できると考えている。本研究の2年目の活動については,理論研究(1年目から継続),比較研究(1年目から継続),開発研究を行う予定である。理論研究については,社会学的分析を中心に行う。当該分析においては,環境社会学における合意形成プロセスの考え方を援用して「効率」と「公正」の概念について理論的分析を加える。具体的には,NIMBY(Not-In-My-Backyard)を争点とする環境紛争について何らかの結論を出すための意思決定プロセスを明らかにする環境社会学の手法を用いて,人間の意思決定のける「効率」と「公正」の関係を明らかにすることを試みる。比較研究については,2019年3月のオランダ調査での得た知見,資料をもとにオランダのシチズンシップ教育での「効率」と「公正」の扱われ方の分析,考察を行う。さらに,それをもとに中学校社会科で両概念を扱う際の課題の抽出を試みる。また,比較研究の一環としてシチズンシップ教育の盛んな諸外国での調査を実施する予定であり,2年目については英国における調査を予定している。ただし,今後の研究によって,さらにオランダでの調査を深める必要があると考える場合には,調査先のオランダへの変更も検討する。開発研究については,理論研究及び比較研究での成果をもとに,社会資本の整備を題材とした「効率」と「公正」の概念について中学校社会科の学習モデルの開発に着手する。

この限定合理性を取り入れて「効率」と「公正」の愛念について考えると,人間の行動には経済的行動と非経済的行動とがあり,限定合理性の考え方では経済的行動で自己の利益を最大化するのではなく,一定の利益を非経済学的行動に振り分ける。この非経済学的行動をもたらす重要な要素が「公正」であると考えられる。すなわち,一人の人間の中で,限定合理性の下で「効率」と「公正」のバランスを考慮して,その時々の意思決定を行うのである。これによって両概念を対立的あるいは二者択一的に捉えるのではなく,両概念の割合をケースバイケースで変えながら柔軟に意思決定を行うと考えることができるのである。また,比較研究の一環として2019年3月にオランダで調査を実施した。SLO(カリキュラム研究所),中学校等を訪問し,シチズンシップ教育における「効率」と「公正」の概念の扱い方について,意見交換とともに資料収集を行なった。これについては現在,分析と考察を進めているところである。本研究の1年目については,「効率」と「公正」の概念に関して経済学的分析を加える理論研究を中心に,比較研究としてオランダでの調査を実施し,オランダのシチズンシップ教育における「効率」と「公正」概念の扱い方について考察するという計画であった。理論研究に関しては,当初計画していた厚生経済学の手法を用いた分析を進めたが,中学校社会科での学習モデルの開発につなげるという観点からの議論の結果,行動経済学の手法を用いた分析に変更した。その結果,「効率」と「公正」の概念を対立的あるいは二者択一的に捉える人間像ではなく,両概念を併せ持った人間像として考えることができるようになり,より良い成果を出すことができたと考えている。比較研究に関しては,オランダでの調査を実施し,オランダのシチズンシップ教育における「効率」と「公正」の扱い方についての意見交換,資料収集を進めることができた。しかしながら,実施時期が2019年3月となったため,年度内にその分析,考察を十分に進めることができず。現在も継続して行なっている状況である。以上のことから,現在までの進捗状況に関しては,比較研究において若干の遅れがあるものの,おおむね順調に進展していると評価できると考えている。本研究の2年目の活動については,理論研究(1年目から継続),比較研究(1年目から継続),開発研究を行う予定である。理論研究については,社会学的分析を中心に行う。当該分析においては,環境社会学における合意形成プロセスの考え方を援用して「効率」と「公正」の概念について理論的分析を加える。具体的には,NIMBY(Not-In-My-Backyard)を争点とする環境紛争について何らかの結論を出すための意思決定プロセスを明らかにする環境社会学の手法を用いて,人間の意思決定のける「効率」と「公正」の関係を明らかにすることを試みる。比較研究については,2019年3月のオランダ調査での得た知見,資料をもとにオランダのシチズンシップ教育での「効率」と「公正」の扱われ方の分析,考察を行う。さらに,それをもとに中学校社会科で両概念を扱う際の課題の抽出を試みる。また,比較研究の一環としてシチズンシップ教育の盛んな諸外国での調査を実施する予定であり,2年目については英国における調査を予定している。
チベット文化域におけるポン教文化の研究

(1)ポン教の実践とポン教集団の実態にかかる統計的調査を全員で実施した。調査は中国チベット自治区、同四川省、同雲南省、インド、ネパール、において網羅的に行い、従前まったく知られていなかったがポ初めて明確になった。この取り纏めは代表者とツェリン・タールが行っている。(2)ポン教と仏教の教学(特にゾクチェン)の比較研究は、御牧とサムテン・カルメイが行い、西藏自調査とパリ・大阪・京都における文献調査研究を平行させて実施した。(3)図像・儀礼の調査は立川、小野田、ペル・クヴェルネ、森、山口、正木、テンジン・ナムタクが中国治区、青海省、インド、ネパールで実施した。この結果、ポン教マンダラのセットが入手できる見込み在購入方法を検討中である。(4)ポン教集団の人生儀礼を石井がネパール中部で、社会構造と憑依現象を長野禎子が青海省南部で調査した。(5)ポン教典籍の所在調査とその構造分析は、ツェリン・タールとダン・マーチン、三宅伸一郎が主とし自治区で実施した。この結果、ポン教経典の集成であるカンギュル(経部)とテンギュル(論部)双方ことができた。今後のポン教研究にとって基礎的な資料が始めて国内に揃ったことになる。(6)西ヒマラヤ諸語の記述研究は、武内・高橋がインド・ガルワール地方で行い、また、長野泰彦が四川ギャロン語の記述研究を行った。これと関連して、長野・武内はフランス国立文書館・大英図書館にシュン語・ナム語文献を調査・収集し、電算化した。北村・西は中国におけるポン教集団での言語生究を行った。(7)外国人分担者4名を招聘して全員の調査研究結果をレヴューし、研究者がそれを共有できるようデータベース化の方法を協議した。また、1999年に予定される国際集会・出版等による研究成果の公開方法と将来のポン教の総合的研究のための国際学術研究や共同研究の方法を検討した。チベットの基層文化を構成する重要な要素のひとつ、ポン教文化を言語学・文化人類学・宗教学の立場から、フィールドワークと文献研究により総合的に研究するため、初年度において下記の事項について調査研究を行った。(1)ポン教寺院・集団の統計調査は全員が実施し、従前知られていなかったポン教寺院や集団の存在が明らかになりつつある。また、当初入領許可が得られなかった地域へ入ることが可能になったため、追加予算を得て3名の分担者を派遣し、実態調査を行った。(2)ポン教典籍の所在調査により、従来知られていなかった文献を多数発見しコピーをとった。(3)ポン教学研究及び、マンダラ、図像学、宗教儀礼の調査は主としてポン教学僧との共同で行われ、仏教との比較研究により、従来言われてきたようなチベット仏教古派との単純な対照によってだけでは解決できない部分が多いことが判明した。(4)人生儀礼についてはネパールで、社会構造と言語使用については中国青海省で調査を行い、チベット社会の古い層を代表するいくつかの特徴が明らかになった。(5)シャンシュン語についてはフランス国立文書館に蔵する敦煌出土文献の一部を電算化した。(6)シャンシュン語と系統的に関連のある西ヒマラヤ諸語の記述研究は、主としてキナウル語とスピティ語についてこれを行った。従前信頼すべきモノグラフがなかった西ヒマラヤ諸語のデータが整えられつつある。

(1)ボン教寺院とポン教集団の実態についての統計的調査はツェリン・タールが中国青海省・成都市において行い、その取りまとめを代表者が行った。(2)ポン教教学(特にゾクチェン)について、カノレメイが中国青海省とチベット自治区において、チベット人学僧と共同で調査した。御牧はフランス国立高等研究学院においてポン教教学と仏教教学との比較研究を行った。(3)図像・儀礼の記述調査は、クヴェルネ、マーチン、立川、山口しのぶ(研究協力者)がネパール・カトマンズ地区とインド北部ドランジにおいて、小野田がラサで実施した。(4)ポン教典籍の所在調査は正木星(研究協力者)と三宅伸一郎(研究協力者)が分担者サムテン・カルメイとツェリン・タールの指導のもとに中央チベットにおいて網羅的に行った。(5)ポン教集団の社会構造は長野禎子(研究協力者)が分担者ツェリン・タールの指導のもとに中国青海省で調査を実施した。(6)シャンシュン語と系統的に近いと考えられる西ヒマラヤ諸語については、高橋がインド・レコンピオでキナウル語の記述調査を行った。また、長野はシャンシュン語と何らかの系統関係があると言われるキャロン語につき、中国四川省で記述調査を行った(7)敦煙出土シャンシュン語文献の調査研究とデータベース化は武内・長野がロンドン・パリにおいて実施した。(1)全員でポン教の実践とポン教集団の実態にかかる統計的調査を実施した。(2)ポン教と仏教の教学(特にゾクチェン)の比較研究のため、御牧をパリに、サムテン・カルメイを西藏自治区へ派遣した。(3)図像・儀礼の調査は立川・山口(研究協力者:拓殖大学商学部非常勤講師)がネパールで、小野田が西藏自治区で、ベル・クヴェルネが四川省西北部において、森が青海省において、それぞれ実施した。(4)ポン教集団の人生儀礼を石井がネパール中部で、社会構造と憑依現象を長野禎子が青海省南部で調査した。(5)ポン教典籍の所在調査とその構造分析のため、ツェリン・タール、三宅伸一郎(研究協力者:大谷大学真宗総合研究所非常勤研究員)を西藏自治区へ派遣した。(6)西ヒマラヤ諸語の記述研究は、高橋がインド・ガルワール地方で行った。また、長野泰彦が四川省西北部でギャロン語の記述研究を行なう。これと関連して、武内はフランス国立文書館・大英図書館に蔵するシャンシュン語・ナム語文献を調査・収集し、電算化した。(7)外国人分担者(サムテン・カルメイ)を招聘して全員の調査研究結果を検討し、研究者がそれを共有できるようデータベース化の方法を協議した。また、本年に予定されている国際集会・出版等による研究成果の公開方法と将来のポン教の総合的研究のための国際学術研究や共同研究の方法を検討した。
骨芽細胞のプロスタグランジンF_2の刺激による細胞内情報伝達機構の解明

プロスタグランジンF2α(PGF2α)は細胞成長因子の一つと考えられている。骨芽細胞のPGF2α刺激による細胞内情報伝達機構の詳細は不明のままである。われわれは,骨芽細胞のPGF2α刺激による細胞内情報伝達機構を解明する目的で,平成12,13,14年度科学研究費補助金(基盤研究(C)(2))を得て,PGF2α刺激によるホスホリパーゼD(PLD)の活性化におけるGTP結合蛋白質(G蛋白質)の役割について骨芽細胞様細胞MC3T3-E1を用いて検討した。PLDの活性測定は,[^3H]ミリスチン酸で細胞を標識し,第1級アルコール(ブタノール)存在下でPLD特有のホスファチジル基転移反応によって生じるホスファチジルブタノール([^3H]PtdBut)の放射活性を測定する方法で行った。1.0.25%ブタノール存在下にPGF2α(1μM)で10分間細胞刺激すると,[^3H]PtdButは未刺激のコントロール(0.18±0.03%)に比べ7倍(1.32±0.05%)の産生量を呈し,PGF2α刺激によるPLDの活性化を認めた。2.PGF2α刺激によるPLDの活性化に関与するGTP結合蛋白質の役割を検討する目的で,Digitoninを用いて膜透過性を亢進させた細胞で0.25%ブクノール存在下にGTPγS刺激をおこなったところ,PLDの活性は濃度依存的(10μM100μM)にまた時間依存的(60分)に増加した。GTPγS(20μM)で30分間細胞刺激するとPLDの活性は未刺激のコントロール(0.26±0.30%)に比べ16倍(4.16±0.50%)活性化された。PLDの活性化は,1μMのCa^<2+>,1mMのMg-ATPでも認められた。骨芽細胞においてもGTPγS刺激によるPLDの最大活性化にはCa^<2+>とMg-ATPの存在が必要であった。3.細胞を百日咳毒素(PT)(100ng/ml)にて12時間前処理したのちGTPγS刺激をおこなったところ,PLDの活性化は阻害されず,PGF2α刺激によるPLDの活性化にはPT非感受性のGq蛋白質を介する経路も関与することが示唆された。骨芽細胞の増殖および分化の制御は,チロシンキナーゼ受容体,セリン/スレオニンキナーゼ受容体,ステロイドホルモン受容体,GTP結合蛋白質(G蛋白質),情報変換ホスホリパーゼ,蛋白質リン酸化反応等の活性化により転写因子に情報伝達されて作動しているが,その詳細なメカニズムについては明らかでない。細胞は各種刺激により情報変換ホスホリパーゼの一つであるイノシトールリン脂質特異的ホスホリパーゼ

C(PI-PLC)が活性化され,ホスファチジルイノシトール4,5-二リン酸(PIP_2)を分解してイノシトール1,4,5-三リン酸(IP_3)と1,2-ジアシルグリセロール(DG)を産生する。IP_3は細胞内Ca^<2+>貯蔵部位よりCa^<2+>を動員し,細胞内遊離Ca^<2+>濃度を上昇させ,DGはプロテインキナーゼC(PKC)を活性化する。骨芽細胞のPI-PLCには複数のアイソザイムが存在し,それらの活性化機構も異なる。また,DGは膜リン脂質の主要成分であるホスファチジルコリン(PC)からホスホリパーゼD(PLD)とPAホスホヒドロラーゼにより産生され,ホスホリパーゼD(PLD)は細胞増殖や分化の情報伝達に重要な役割を果たしており,今までにMC3T3-E1細胞の分化誘導過程においてはプロスタグランジンF2α刺激によりPI-PLCやPLDは抑制的に制御されていることを明らかにし研究成果を学会発表および論文公表してきた。PGF2αによるPLDの活性化は,PI-PLCの下流でPKCの活性化を介する場合とPKCを介さない場合が報告されている。また,最近では骨芽細胞以外の細胞でPLDの活性化にはPKCの他に低分子量G蛋白質(ADP-リボシル化因子(ARF)やRhoファミリーG蛋白質)およびPIP_2が関与することが明らかにされている。骨芽細胞のプロスタグランジンF2α(PGF2α)刺激による細胞内情報伝達の変化を検討する。骨芽細胞の増殖および分化の制御は,チロシンキナーゼ受容体,セリン/スレオニンキナーゼ受容体,ステロイドホルモン受容体,GTP結合蛋白質(G蛋白質),情報変換ホスホリパーゼ,蛋白質リン酸化反応等の活性化により転写因子に情報伝達されて作動しているが,その詳細なメカニズムについては明らかでない。細胞は各種刺激により情報変換ホスホリパーゼの一つであるイノシトールリン脂質特異的ホスホリパーゼC(PI-PLC)が活性化され,ホスファチジルイノシトール4,5-二リン酸(PIP_2)を分解してイノシトール1,4,5-三リン酸(IP_3)と1,2-ジアシルグリセロール(DG)を産生する。また,DGは膜リン脂質の主要成分であるホスファチジルコリン(PC)からホスホリパーゼD(PLD)とPAホスホヒドロラーゼにより産生され,ホスホリパーゼD(PLD)は細胞増殖や分化の情報伝達に重要な役割を果たしている。また,最近では骨芽細胞以外の細胞でPLDの活性化にはPKCの他に低分子量G蛋白質(ADP-リボシル化因子(ARF)やRhoファミリーG蛋白質)およびPIP2が関与することが明らかにされている。骨芽細胞のプロスタグランジンF2α(PGF2α)刺激による細胞内情報伝達機構を検討する目的で,ホスホリパーゼD(PLD)活性化のメカニズムを解明する。骨芽細胞の増殖および分化の制御は,チロシンキナーゼ受容体,セリン/スレオニンキナーゼ受容体,ステロイドホルモン受容体,GTP結合蛋白質(G蛋白質),情報変換ホスホリパーゼ・蛋白質リン酸化反応等の活性化により転写因子に情報伝達されて作動しているが,その詳細なメカニズムについては明らかでない。細胞は各種刺激により情報変換ホスホリパーゼの一つであるイノシトールリン脂質特異的ホスホリパーゼC(PI-PLC)が活性化され,ホスファチジルイノシトール4,5-二リン酸(PIP_2)を分解してイノシトール1,4,5-三リン酸(IP_3)と1,2-ジアシルグリセロ-ル(DG)を産生する。
状態遷移確率モデルを用いたレーダ信号処理法の構築とその探査・診断技術への応用

電磁波レーダはコンクリート構造物の非破壊検査や地中埋設物の探査・識別・同定など,センシング手法として幅広い応用が期待されているが,その性能はまだ十分とは言えない.本研究は,超広帯域レーダを用いたセンシング技術の性能向上を目的として,新しいレーダ信号処理法の開発を行ったものである.その結果,識別・同定・診断の性能向上に適した信号処理法を構築することができた.また,構造物深層部のデータ取得のため,挿入型のセンシングアンテナの開発も併せて行い,良好な性能のアンテナを設計・製作した.本研究は,超広帯域レーダを用いたセンシング技術の性能向上を目的として,確率的手法を用いたレーダ信号処理法の開発を行い,その埋設物識別や構造物非破壊診断への応用を目指すものである.開発する手法では,二次元空間におけるレーダ信号の状態遷移確率モデルを構築し,高い識別性能の実現を目指す.具体的応用として,人道的地雷除去技術,およびコンクリート構造物の非破壊検査技術への応用を想定している.初年度は信号処理技術の理論的な面を中心として,レーダ信号からターゲット応答を精度よく抽出する方法.および識別・診断のための特徴量について検討を行った.概要と得られた結果について以下に示す.(1)埋設物からのターゲット応答は,地表面からの強い反射応答や土壌の不均質性によって乱されるため,ターゲット応答の抽出は容易ではない.本研究では,これまで提案してきた位相情報を考慮したMatching Pursuitsの手法を適用し,計測信号の中から埋設物応答波形を分離する方法について検討を行った.また,屋内実験により測定した地中埋設物からの応答データを用いて,抽出の有効性について確認した.その結果,均質な土壌中の埋設物からの応答は精度よく抽出できる見通しが得られた.(2)本研究では,時間領域と周波数領域における特徴量について検討を行っている.また,空間上で連続的に取得したデータの情報を有効に利用するため,特徴量の状態遷移確率モデルを構築し,特徴量の系列情報を有効に利用する.特徴量については現在検討中であり,具体的な特徴量の詳細については次年度に確定予定である.状態遷移確率モデルについては今年度定式化を開始し,現在検討を進めている段階である.本研究は,超広帯域レーダを用いたセンシング技術の性能向上を目的として,確率的手法を用いたレーダ信号処理法の開発を行い,その埋設物識別や構造物非破壊診断への応用を目指すものである.初年度は精度のよいターゲット応答の抽出方法について検討し,良好な結果が得られることを示した.また,識別・診断のための特徴量について検討を開始した.この結果を踏まえて,今年度は特徴量と系列情報の処理法の検討を進めるとともに,挿入型アンテナの設計・製作を行った.以下にその概要と得られた結果をまとめる.(1)特徴量については,初期応答波形から求めた散乱システム関数の位相パラメータを用いる方法を新たに提案した.初期応答には散乱中心近傍の情報が含まれているため,初期応答の位相パラメータを有効に利用することにより,識別・診断性能の向上が期待できる.このため,シミュレーションによるパラメータの抽出方法と有効性について検討を行い,良好な結果が得られる見通しを得た.(2) Bスキャン,Cスキャンデータにより得られる特徴量の系列情報の利用のため,隠れマルコフモデルを用いた識別処理の検討を開始した.ただ,適当なサンプルデータが準備できなかったため,詳細な性能の検討までは至らなかった.(3)本信号処理法の適用範囲を広げるため,アレイアンテナに加えて,対象構造物の深部まで診断できる挿入型小型アンテナの開発を開始した.挿入するタイプのアンテナとしては,ダイポールアンテナに比べて帯域が十分広く,ボアホールレーダにも適用可能である.シミュレーションにより,良好な性能が得られることが確認できたため,現在プロトタイプの製作を行っている.本研究は,超広帯域レーダを用いたセンシング技術の性能向上を目的として,確率的手法を用いたレーダ信号処理法の開発を行い,その埋設物識別や構造物非破壊診断への応用を目指すものである.前年度までに,識別・診断のための新たな特徴量の提案,状態遷移確率モデルを用いた計測データの系列情報の処理法の検討を行うとともに,センシング用アレイアンテナの製作,挿入型センシングアンテナの設計を行ってきた.今年度は最終年として,これまで得られた結果を踏まえて,提案した特徴量の有効性の検討,系列情報処理法の検討,挿入型センシングアンテナの特性評価を行った.以下,その結果についてまとめる.(1)散乱伝達関数の位相特徴量については,波形のわずかな変化に対しても敏感であり,整合フィルタでは検出や識別が難しい場合でも有効であることが確認できた.(2)状態遷移確率モデルを用いた系列情報処理については,隠れマルコフモデルを用いることにより,散乱応答の系列データを処理し,尤度を用いて識別・診断する方法を示した.次のステップとして,実際のデータを用いた具体的な性能評価を行う必要があるが,これは今後の課題である.(3)挿入型センシングアンテナについては,シミュレーションにより設計したアンテナのプロトタイプの作成を行った.その結果,アンテナ単体の特性としては概ね期待どおりの良好な性能が得られた.このアンテナを実際に使用する場合,アンテナを保護するスリーブを装荷し,細穴に挿入しなければならない.そのような環境下ではアンテナの特性が変化するため,さらに詳しくアンテナの構造を検討する必要がある.これに関しては今後の研究課題である.電磁波レーダはコンクリート構造物の非破壊検査や地中埋設物の探査・識別・同定など,センシング手法として幅広い応用が期待されているが,その性能はまだ十分とは言えない.