hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
高脂肪食による肥満症における転写因子ARID5Bの役割

ARID5B遺伝子の遺伝子多型は、虚血性心疾患・糖尿病の遺伝学的危険因子である。高脂肪食下のARID5Bヘテロノックアウトマウスは、野生型マウスより肥満が軽度であり、これは倹約遺伝子として知られるPPARγヘテロノックアウトマウスの表現型に類似している。また、3T3-L1細胞を用いた解析では、ARID5Bはアディポネクチンの発現を制御しており、この発現制御はPPARγアゴニストであるチアゾリジン誘導体を添加するとより顕著となることから、ARID5Bがチアゾリジン誘導体によるPPARγ活性化を高める可能性が示された。この現象のメカニズム解明を図るとともに、肥満・代謝性疾患の新規治療法の発見を目指し検証をすすめている。1)普通食下のARID5Bヘテロノックアウトマウスにチアゾリジン誘導体(ピオグリタゾン)を2週間投与した。投与前後で体重・精巣上体白色脂肪組織重量・血清アディポネクチン濃度・白色脂肪組織のアディポネクチンmRNAレベルはいずれも両群で有意差を認めなかった。2)野生型でのピオグリタゾン投与の有無、ARID5Bヘテロノックアウトマウスでのピオグリタゾン投与の有無という4群で比較すると、ピオグリタゾン投与時の反応性はARID5Bヘテロノックアウトマウスの方が高い傾向にあった。これは、PPARγが倹約遺伝子であり、高脂肪食下ではPPARγ活性の中等度の低下が肥満・インスリン抵抗性を改善させることに類似しており、ARID5BがPPARγの上流として機能している可能性を示唆するものと考えられた。7匹ずつの野生型マウスとARID5Bヘテロノックアウトマウスを準備し、8週間の高脂肪食負荷の後にピオグリタゾンを2週間投与した。ピオグリタゾン投与前の段階ですでにARID5Bヘテロノックアウトマウスは野生型よりも肥満が有意に抑制されており、投与後もこの体重差は維持された。アディポネクチンに関しては普通食下と同様に血清中の濃度・白色脂肪組織のmRNAレベルともに両群で有意差は認めなかった。野生型でのピオグリタゾン投与の有無、ARID5Bヘテロノックアウトマウスでのピオグリタゾン投与の有無という4群での比較では、ピオグリタゾンを投与した時の反応性は両群でほぼ同様であり、普通食下のような傾向は明らかではなかった。インスリン負荷試験・ブドウ糖負荷試験でも両群に明らかな差は得られなかった。脂肪組織のmRNAを解析すると、野生型よりもARID5BヘテロノックアウトマウスでPPARγ2の発現が有意に上昇し、aP2の発現も上昇傾向があった。ARID5Bヘテロノックアウトマウスで小型脂肪細胞の分化が進んでいることが示唆された。脂肪分化においてPPARγは必須であり、高脂肪食下ではPPARγ活性の中等度の低下が肥満・インスリン抵抗性を改善させることが知られている。また、PPARγアゴニストであるチアゾリジン誘導体はPPARγ活性を著しく上昇させ、肥大化した脂肪細胞の分化を起こし小型脂肪細胞を増加させることでインスリン抵抗性を改善させると考えられている。高脂肪食下のARID5Bヘテロノックアウトマウスの表現型はPPARγヘテロノックアウトマウスの表現型に類似しており、ARID5BがPPARγ活性を高め脂肪細胞の肥大化を抑制することにより肥満に影響を与えている可能性がある。しかし、耐糖能評価の結果は小型脂肪細胞の分化が進んでいることと合致せず、おそらく肥満にかかわる炎症や免疫系の異常などが複雑に影響していると考えられる。このメカニズムのさらなる検証のため、白色脂肪細胞でARID5Bを選択的にノックアウトしたコンディショナルノックアウトマウスを作製し、肥満における脂肪組織のARID5Bの関与を評価している。このマウスはこれまでに報告がなく、Flox-ARID5Bマウスを作製し、その後、臓器特異的Cre発現マウスとの交配をすすめた。自然交配でまとまった数の個体を得た後に、まずは普通食下での体重差・精巣上体白色脂肪組織重量差を確認した。現時点で両群に有意差は認めていない。今後、アディポネクチンをはじめとしたアディポサイトカインや耐糖能異常を評価したい。さらに高脂肪食下での表現型も検証をすすめたい。

これは、PPARγが倹約遺伝子であり、高脂肪食下ではPPARγ活性の中等度の低下が肥満・インスリン抵抗性を改善させることに類似しており、ARID5BがPPARγの上流として機能している可能性を示唆するものと考えられた。7匹ずつの野生型マウスとARID5Bヘテロノックアウトマウスを準備し、8週間の高脂肪食負荷の後にピオグリタゾンを2週間投与した。ピオグリタゾン投与前の段階ですでにARID5Bヘテロノックアウトマウスは野生型よりも肥満が有意に抑制されており、投与後もこの体重差は維持された。アディポネクチンに関しては普通食下と同様に血清中の濃度・白色脂肪組織のmRNAレベルともに両群で有意差は認めなかった。野生型でのピオグリタゾン投与の有無、ARID5Bヘテロノックアウトマウスでのピオグリタゾン投与の有無という4群での比較では、ピオグリタゾンを投与した時の反応性は両群でほぼ同様であり、普通食下のような傾向は明らかではなかった。インスリン負荷試験・ブドウ糖負荷試験でも両群に明らかな差は得られなかった。脂肪組織のmRNAを解析すると、野生型よりもARID5BヘテロノックアウトマウスでPPARγ2の発現が有意に上昇し、aP2の発現も上昇傾向があった。ARID5Bヘテロノックアウトマウスで小型脂肪細胞の分化が進んでいることが示唆された。脂肪分化においてPPARγは必須であり、高脂肪食下ではPPARγ活性の中等度の低下が肥満・インスリン抵抗性を改善させることが知られている。また、PPARγアゴニストであるチアゾリジン誘導体はPPARγ活性を著しく上昇させ、肥大化した脂肪細胞の分化を起こし小型脂肪細胞を増加させることでインスリン抵抗性を改善させると考えられている。高脂肪食下のARID5Bヘテロノックアウトマウスの表現型はPPARγヘテロノックアウトマウスの表現型に類似しており、ARID5BがPPARγ活性を高め脂肪細胞の肥大化を抑制することにより肥満に影響を与えている可能性がある。しかし、耐糖能評価の結果は小型脂肪細胞の分化が進んでいることと合致せず、おそらく肥満にかかわる炎症や免疫系の異常などが複雑に影響していると考えられる。このメカニズムのさらなる検証のため、白色脂肪細胞でARID5Bを選択的にノックアウトしたコンディショナルノックアウトマウスを作製し、肥満における脂肪組織のARID5Bの関与を評価している。このマウスはこれまでに報告がなく、Flox-ARID5Bマウスを作製し、その後、臓器特異的Cre発現マウスとの交配をすすめた。自然交配でまとまった数の個体を得た後に、まずは普通食下での体重差・精巣上体白色脂肪組織重量差を確認した。現時点で両群に有意差は認めていない。今後、アディポネクチンをはじめとしたアディポサイトカインや耐糖能異常を評価したい。さらに高脂肪食下での表現型も検証をすすめたい。白色脂肪細胞でARID5Bを選択的にノックアウトしたコンディショナルノックアウトマウスを作製するため、Flox-ARID5Bマウスと臓器特異的Cre発現マウスとの交配をすすめた。実験には同時にまとまった数の個体を得る必要があり、IVFも検討していたが、時間は要したものの自然交配で個体を得ることができた。
脂肪細胞の新しいシグナル伝達機能解析

1.レプチンによる摂食・代謝中枢の制御ラット視床下部弓状核NPYニューロンは、脂肪レプチンと胃グレリンにより相反性に制御され、その相互作用はレプチンのPI3K-PDE3とグレリンのcAMPシグナル伝達の拮抗による。2.レジスチンの膵島作用アディポカインのレジスチンを、アデノウイルスを用いてマウス骨格筋に過剰発現させると、肥満を伴わない全身のインスリン抵抗性が誘導される。さらに、膵島でインスリン抵抗性が惹起され、その結果グルコース誘発インスリン分泌が低下し、膵島機能障害を起す。3.脂肪酸による膵島機能の制御遊離脂肪酸のオレイン酸は、ラット膵β細胞の膜受容体GPR40を活性化し、PLC・L型Ca^<2+>チャネルを介したCa^<2+>流入、細胞内Ca^<2+>増加によりグルコース誘発インスリン分泌を促進する。一方、オレイン酸はα細胞内[Ca^<2+>]i増加を介してグルカゴン分泌も起し、これはGPR40を介さず、小胞休Ca^<2+>遊離とCa^<2+>流入による。これらの反応は、内臓肥満に伴う高インスリン血症、グルカゴン分泌亢進に関与すると推察される。4.スタチンの脂肪細胞への作用高コレステロール血症治療薬HMG CoA還元酵素阻害剤の中で、アトルバスタチンは、3T3-L1脂肪細胞のGlut4レベルを低下させ、グルコース取り込みを低下させ、また、3T3-L1細胞の分化・成熟を抑制する。2型糖尿病NSYマウスにアトルバスタチンを与えると脂肪細胞Glut4発現を抑制し、インスリン抵抗性を増加させ、耐糖能を悪化させる。5.非肥満GKラットの内臓脂肪蓄積、過食、NPYニューロンの亢進2型糖尿病GKラットは6-14週に内臓脂肪蓄積と過食を呈する。高血糖と併せてメタボリックシンドロームモデルとなる。GKラットの糖尿病性過食は<内臓脂肪蓄積-中枢レプチン抵抗性-NPYニューロン亢進-過食>の悪循環による。脂肪細胞から放出される膵島制御因子とその膵島β細胞における作用機序を明らかにする目的で、二つの研究を行った。第一に、脂肪細胞から放出される既存の物質として脂肪酸がある。その主成分の一つであるオレイン酸の、ラット膵島β細胞の細胞内カルシウム濃度([Ca^<2+>]i)への作用を調べた。それ自身β細胞に[Ca^<2+>]i増加を起さない非刺激濃度(2.8mM)のグルコースの下では、オレイン酸10μMは効果を示さないが、刺激濃度のグルコース(11.2mM)存在下に、同じ濃度のオレイン酸を加えると、大きな[Ca^<2+>]i増加が起った。従って、オレイン酸は、グルコース反応の増強物質として作用している。このオレイン酸による[Ca^<2+>]i増加は、細胞外液Ca^<2+>除去およびL型Ca^<2+>チャネル阻害剤ニトレンデイピンによって抑制された。また、ホスホリパーゼC阻害剤のU73122の添加により完全に抑制されたが、ホスホリパーゼCに影響を与えないネガティブコントロール化合物は影響しなかった。

従ってオレイン酸の作用機序としては、ホスホリパーゼCを活性化し、L型Ca^<2+>チャネルを活性化し、Ca^<2+>が流入し、インスリン分泌の増強につながっていると考えられる。なお、オレイン酸によるホスホリパーゼC活性化の機序に関しては、従来から知られていたβ細胞で代謝されてシグナルをつくる系に加えて、最近、β細胞に発現する脂肪酸受容体としてGPR40が発見されており、これら二つの系の役割は今後の検討課題である。第二に、ラット内臓脂肪の培養上清、および、株化3T3L-1脂肪細胞の培養上清を、β細胞に添加すると、大きな[Ca^<2+>]i増加が起こった。従って、脂肪細胞から放出される物質の中に強いβ細胞活性化作用があることが明らかになった。今後、培養上清中の脂肪酸組成の分析を進める。1)レプチン、オレキシン、PACAPによる摂食調節機構視床下部弓状核NPYニューロンは摂食亢進、POMCニューロンは摂食抑制に重要な役割を担う。ラットから単離した弓状核ニューロンにおいて、細胞内Ca^<2+>濃度([Ca^<2+>]_i)に対するホルモンの作用を測定し、抗NPY、POMC抗体を用いた免疫染色により細胞同定した。オレキシン(摂食亢進ペプチド)の弓状核局所投与は摂食を亢進した。弓状核NPYニューロンの[Ca^<2+>]_iをオレキシンは増加させ、レプチンは低下させた。POMCニューロンの[Ca^<2+>]_iをレプチンは増加、オレキシンは低下させた。オレキシン情報は両ニューロンに伝えられ、レプチンによる干渉を受けた後、出力されると考えられる。PACAPは、インスリン分泌促進と脂肪細胞におけるインスリン作用増強作用をもつが、その摂食作用を検討した。PACAPはNPYニューロンを活性化した。PACAP KOマウスでは摂餌量と体重が低下した。PACAPの摂食亢進作用が明らかとなった。2)膵内因性グレリンによるインスリン分泌制御グレリンは、成長ホルモン放出促進因子受容体(GHS-R)のリガンドであり、胃で産生される。グレリン、GHS-RのmRNAは膵島にも局在した。マウスにグレリン受容体(GHS-R)拮抗薬を腹腔内投与すると、血中インスリン濃度が増加した。ラット単離膵島に、GHS-R拮抗薬、抗グレリン血清を添加すると、グルコース刺激によるインスリン分泌および[Ca^<2+>]_i上昇は増加した。反対に、グレリンの添加は、グルコース刺激による膵島インスリン分泌、膵島[Ca^<2+>]_i上昇、単離β細胞[Ca^<2+>]_i上昇を抑制した。グレリンは膵島内因性のインスリン分泌制御因子であり、β細胞[Ca^<2+>]_i低下により抑制作用を発揮する。血中グレリン濃度低下が、肥満、空腹時高インスリンと相関する報告を考慮すると、グレリン機能低下が肥満、高インスリン血症の原因となる可能性が示唆される。代表的な遊離脂肪酸であるオレイン酸は、血漿生理的濃度において、ラット膵島のグルコース誘発インスリン分泌を増強した。同様に、刺激濃度グルコースの存在下で、ラットβ細胞の細胞質遊離Ca^<2+>濃度([Ca^<2+>]_i)を増加させた。新規脂肪酸受容体GPR40の遺伝子発現を抑制するsiRNAで処理したβ細胞においては、オレイン酸による[Ca^<2+>]_i増加は消失した。
金融派生商品の価格情報を利用した最適ポートフォリオ構築の新手法

当年度研究員は、まず近年発展の著しいニューラルネットワークと呼ばれる人口知能技術を新しい金融資産クラスである仮想通貨の取引に応用する研究を行った。既存の文献で説明されているように、仮想通貨は伝統的な金融資産とは異なる資産特性を持っており、必ずしも伝統的なポートフォリオ理論に基づく運用が適切ではない。加えて、高頻度データが無料で入手可能であるため、過去の大量のデータから有用なパターンを発見することを可能とするニューラルネットワークを活用した運用方法が非常に有効であった。こうした研究を取りまとめた論文は、査読プロセスを経て、英文学術誌Physica Aへの掲載が決定した。加えて現在、これまでの状態空間モデルや人工知能を資産運用に活用する研究を統合するような新しい枠組みを提案する研究を行っている。人工知能モデルは、非常に複雑な環境においても、機械学習のプロセスを経て環境に適したパターン、あるいは行動を発見することを可能とする一方で、周囲の環境そのものが変化していく動的な状況においては、一度発見したパターンをそのまま使用し続けることには無理がある。金融市場は、こうした意味でまさに動的な環境であり、こうした状況変化に応じた機械学習の手法が必要となってくる。研究者は、こうした動的な環境下での学習に、状態空間モデルの枠組みを活用することを提案した。具体的には、金融投資に関するファジィシステムを作成し、そのファジィシステムに対し、状態空間モデルを活用した適応的学習を実行することにより、周囲の環境変化に対応した有効な人工知能モデルが実現されることを示した。この研究も論文として取りまとめ、英文学術誌に投稿し、すでに査読プロセスに入っている。昨年度の時点で、すでに初期の研究目的に沿った研究成果が上がってきており、今年度も着実に国際的な学術誌への論文の投稿を進めている。加えて高頻度データや金利のイールドカーブ、仮想通貨など、通常の時系列分析ではあまり研究対象とされていないようなデータまで含めた分析を行い論文を執筆しつつ、より一般的な枠組みの提案も行っている。現在査読プロセスにある論文を確実に掲載決定にまでもっていくことが第一優先の課題となる。その後、現在提案している機械学習手法の枠組みの有効性を示す研究や、より多様で高頻度な金融資産データの活用など、非線形性や高次元性を高める一般化に向けた研究を行っていく。本年度は,まず状態空間モデルに基づく資産運用の新しいフレームワークを提案した.従来,状態空間モデルは,投資の意思決定そのものではなく,意思決定の前提となる平均や分散といったパラメータの推定において活用されていた.しかし,研究員の研究では,観測方程式において記述される基準を満たす,最適な資産配分を観測不能な状態変数としてフィルタリングにより逐次推定することを提案した.これは,パラメータ推定を含めた投資の意思決定にかかる全プロセスを状態空間モデルの枠組みにおいて統一的に表現するという先駆的な試みであり,その内容を報告した論文は国際学術誌Expert Systems with Applicationsに掲載された.次に,近年発展の著しい人工知能技術のひとつである,ファジィ・システムという手法を資産運用の問題に適用した.ファジィは,人間が日常的に行う多層的・総合的な意思決定過程をコンピュータ上で再現する技術である.特に研究員は,この技術により運用パフォーマンスの安定化させるスキームを提案した.即ち,一般に平均分散ポートフォリオやテクニカル分析といった,数量的手法に基づく資産運用においては,パラメータを含む投資モデルの条件設定の微妙な差異により,パフォーマンスが不安定化する事例が数多く報告されている.そこで研究員は,事前に想定しうる複数パターンの条件設定の中から,ファジィにより多角的な評価基準から最良と判断されるパターンを選出するスキームを提案した。これにより,安定的に高パフォーマンスを示す平均分散ポートフォリオが実現された.この研究をまとめた論文は国際学術誌Knowledge-based systems等に掲載された.加えて,金利モデルに基づき日本銀行による国債購入がイールドカーブに与える影響を分析する研究を債券取引に携わる実務家等と共に行い,同じく国際学術誌へ掲載された.まず,研究員の研究計画において記した本年度の作業目標は,すべて達成された.即ち,計画通り,状態空間モデルやフィルタリングのプログラム作成は完了した.また,研究計画書において指摘した投稿中の論文は,改訂プロセスを経て掲載が決定した.更に,執筆中であった論文に関しても,同様に掲載が決定した.加えて,研究を進めるにあたり,ファジィと呼ばれる人工知能技術が研究員の研究において非常に有用であることが明らかになり,この技術に関してもコンピュータに実装し,実際に国際学術誌Knowledge-based systemsに掲載された論文において活用された.この論文は,匿名の査読者から"innovative"と評された上,雑誌のChief-in-Editorからもその有効性が認められ,同Chief-in-Editorの主催する国際学会SoMeT2017へ招待された.更には,日本経済において重要な影響を発揮する日本銀行の金融政策,特に大規模債券購入が日本の国債市場に与えるインパクトを,状態空間表現した金利モデルに基づき定量的に分析する研究も行い,論文が英文学術誌に掲載された.以上の点により,研究員は現在の進捗状況を「当初の計画以上に進展している」と判断する.当年度研究員は、まず近年発展の著しいニューラルネットワークと呼ばれる人口知能技術を新しい金融資産クラスである仮想通貨の取引に応用する研究を行った。

こうした研究を取りまとめた論文は、査読プロセスを経て、英文学術誌Physica Aへの掲載が決定した。加えて現在、これまでの状態空間モデルや人工知能を資産運用に活用する研究を統合するような新しい枠組みを提案する研究を行っている。人工知能モデルは、非常に複雑な環境においても、機械学習のプロセスを経て環境に適したパターン、あるいは行動を発見することを可能とする一方で、周囲の環境そのものが変化していく動的な状況においては、一度発見したパターンをそのまま使用し続けることには無理がある。金融市場は、こうした意味でまさに動的な環境であり、こうした状況変化に応じた機械学習の手法が必要となってくる。研究者は、こうした動的な環境下での学習に、状態空間モデルの枠組みを活用することを提案した。具体的には、金融投資に関するファジィシステムを作成し、そのファジィシステムに対し、状態空間モデルを活用した適応的学習を実行することにより、周囲の環境変化に対応した有効な人工知能モデルが実現されることを示した。この研究も論文として取りまとめ、英文学術誌に投稿し、すでに査読プロセスに入っている。昨年度の時点で、すでに初期の研究目的に沿った研究成果が上がってきており、今年度も着実に国際的な学術誌への論文の投稿を進めている。加えて高頻度データや金利のイールドカーブ、仮想通貨など、通常の時系列分析ではあまり研究対象とされていないようなデータまで含めた分析を行い論文を執筆しつつ、より一般的な枠組みの提案も行っている。今年度の研究において導入した人工知能技術のファジィ・システムの活用の幅を一段と広げていくことを予定している.多様な知識に基づく複合的な意思決定をコンピュータ上で実現するファジィ・システムは,研究員の当初の研究計画の主題である「多様な情報の活用」と非常に親和性が高く,状態空間モデルや粒子フィルタ同様に,今後とも大いに活用の余地が残っていると考えている.現在査読プロセスにある論文を確実に掲載決定にまでもっていくことが第一優先の課題となる。その後、現在提案している機械学習手法の枠組みの有効性を示す研究や、より多様で高頻度な金融資産データの活用など、非線形性や高次元性を高める一般化に向けた研究を行っていく。
東シベリアタイガ林の生態系機能変動解析

東シベリアタイガ林およびタイガ-ツンドラ境界において水循環、炭素循環、窒素循環に関する野外観測を実施した。カラマツ年輪の幅と炭素同位体比から過去100年間のタイガ林の土壌水分を復元し、2006-2007年の過湿が極端現象であったこと、このような状況では中流域から1年を通して流出があったと考えられる。また、タイガ林の窒素動態を調べ、土壌無機態窒素プールが地温の季節変化と連動して大きな季節変化を示すことを明らかにした。北東ユーラシア永久凍土帯に広がるタイガ林は、地球上の水と炭素の循環に大きな影響を及ぼしていると考えられる。本研究では、生理生態学的手法と安定同位体比を利用した物質循環プロセス研究を進め、年々大きな変動を示しながら温暖化の影響により変化していると考えられる東シベリアタイガ林生態系において、土壌水分の変動がもたらす3つの機能(水文学的機能、炭素固定機能、ポテンシャルとしてのメタン放出機能)の変動を解明するため、21年度はヤクーツクとチョコルダにおいて以下のような観測を実施した。1ヤクーツク(1)リター生産量、樹木生長量の観測、光合成速度、有機物炭素同位体比の測定(継続)(2)大気中CO2の炭素・酸素安定同位体比の測定のためのサンプリング(3)年輪幅と炭素同位体比。12本の樹木年輪を採取。(4)15N窒素トレーサー実験および、イオン交換樹脂法による土壌中の無機態窒素量の測定、有機物窒素含量とその窒素同位体比、植物体内の硝酸還元酵素活性の測定。2チョコルダ(タイガ-ツンドラ境界)において観測サイトを設定(1)地温、土壌水分と酸化還元電位と植生(2)水および氷のサンプリング(3)チャンバー法によるCH4観測立ち上げ(4)カラマツの光合成速度、年輪同位体比測定のためのサンプリング北東ユーラシア永久凍土帯に広がるタイガ林は、地球上の水と炭素の循環に大きな影響を及ぼしていると考えられる。本研究では、生理生態学的手法と安定同位体比を利用した物質循環プロセス研究を進め、年々大きな変動を示しながら温暖化の影響により変化していると考えられる東シベリアタイガ林生態系において、土壌水分の変動がもたらす3つの機能(水文学的機能、炭素固定機能、ポテンシャルとしてのメタン放出機能)の変動を解明するため、ヤクーツクとチョコルダにおいて以下のような観測を継続した。1ヤクーツク(1)リター生産量、樹木生長量の観測、光合成速度、有機物炭素同位体比の測定(継続)(2)2007-2008年に過湿により枯死した植物・カラマツ年輪および植生が変化した場所の植物の採取。(3)15N窒素トレーサー実験および、イオン交換樹脂法による土壌中の無機態窒素量の測定、有機物窒素含量とその窒素同位体比、植物体内の硝酸還元酵素活性の測定。(4)地下水およびレナ川河川水のサンプリング2チョコルダ(タイガ-ツンドラ境界)において観測サイトを設定(1)地温、土壌水分と酸化還元電位と植生(2)凍土のボーリングによる水および氷のサンプリング(3)チャンバー法によるCH4観測(4)カラマツの光合成速度、年輪同位体比測定のためのサンプリング北東ユーラシア永久凍土帯に広がるタイガ林は、地球上の水と炭素の循環に大きな影響を及ぼしていると考えられる。1ヤクーツク(1)リター生産量、樹木生長量の観測、光合成速度、有機物炭素同位体比の測定(継続)(2)過去200年に遡る環境復元のための年輪採取(3)15N窒素トレーサー実験および、イオン交換樹脂法による土壌中の無機態窒素量の測定、有機物窒素含量とその窒素同位体比、植物体内の硝酸還元酵素活性の測定。(4)地下水およびレナ川河川水のサンプリング2チョコルダ(タイガ-ツンドラ境界)において観測サイトを設定(1)地温、土壌水分と酸化還元電位と植生観測の継続(2)凍土のボーリングによる水および氷のサンプリング(3)チャンバー法によるCH4観測と同位体比観測(4)カラマツの光合成速度、同位体比測定のためのカラマツ葉と枝、年輪サンプリング(5)土壌中無機窒素量の測定ヤクーツクのタイガ林生態系では、土壌水分の変動が窒素循環の変化を通して炭素循環に影響を及ぼしていることを示す観測結果が得られ、現在公表に向けて準備を進めている。チョクルダでは、メタンフラックスに大きな空間的変動が見られ、メタン放出機能が土壌水分および植生に依存していることを示すデータが得られている。

同位体比のデータとあわせて放出プロセルの解析を行っている。北東ユーラシア永久凍土帯に広がるタイガ林は、地球上の水と炭素の循環に大きな影響を及ぼしていると考えられる。高緯度地域は将来の地球温暖化で最も大きな変化が予想され、この森林の現在と過去の解析は、地球の将来を占う上で極めて重要である。本研究の目的は、生理生態学的手法と安定同位体比を利用した物質循環プロセス研究を進め、年々大きな変動を示しながら温暖化の影響により変化していると考えられる東シベリアタイガ林生態系において、土壌水分の変動がもたらす3つの機能(水文学的機能、炭素固定機能、ポテンシャルとしてのメタン放出機能)の変動を解明することである。ヤクーツクスパスカヤパッドにおけるタイガ林は、乾燥した気候帯に位置するため土壌水分の動態が生態系の炭層固定機能を支配することを示した。一方で、20052007年の異常な湿潤な環境はこの地域のタイガ林生態系に大きなダメージを与えた。本研究では年輪炭素同位体比を用いて過去の森林の水分環境の変動を明らかにした。また、15Nトレーサー実験と窒素プールの観測により、タイガ林のカラマツは、有機態窒素は利用せず無機態窒素を利用していること、土壌窒素プールは極めて大きな季節変動を示しており、植物が利用できる窒素は極めて乏しい状況にあり、これが炭素固定にも影響を及ぼしていることを示唆する結果が得られた。タイガ-ツンドラ境界に位置するチョクルダでは、メタン放出量およびカラマツの光合成に関する観測を実施し、地表面の植生は土壌水分を反映していること、またカラマツの分布は表層付近の水分が低く保たれる場所に限られていること、メタン放出量も土壌水分に依存し大きな差があることなどが明らかとなった。また、タイガ-ツンドラ境界においてもカラマツが利用できる窒素は限られており、葉の質量、樹木のサイズは葉の窒素含量と明瞭な相関を示した。東シベリアレナ川流域に広がる平地タイガ林では最も重要な変動要因は土壌水分であるが、その変化と栄養塩(窒素)の変動との関係の解明に目処がたち、加えて、利用可能な窒素量が生産量にも影響をおよぼしている可能性を示すデータが得られた。24年度が最終年度であるため、記入しない。チョクルダサイトでのマニュアル観測は順調に進んでおり、メタン放出の空間変動、年々変動が明らかになってきたが、各サイトに測器を設置して地温と土壌水分の観測に多くの欠測や異常値が発生している。夏に1回のみの観測であるため、測器やデータロガーのメンテナンスが充分に行えないためである。今年度は初夏から現地に入り、より丈夫なロガーに交換するなどもして、基礎的データの季節変化と空間変動を示すことができるようにする。その他の観測継続するとともに、成果をまとめつつある準備中の論文を完成させて公表する。
積雪寒冷地に生活する高齢者の歩容に関する生理的多型性と上肢・下肢協関メカニズム

摩擦係数の異なる3種類の路面環境(通常の床面,雪面,氷面)において,下肢筋活動,腰部動揺,ならびに,手の振り運動から歩容を評価した.歩行路面の摩擦係数を外部変数とし,下肢から得た筋電図と上肢の加速度を内部変数として相関分析を行うことで,上肢と下肢の協関メカニズムを検討した.その結果,路面の摩擦係数が低下するに従い,歩行に関連する前脛骨筋と腓腹筋の筋活動量は増加する一方,上腕の振り運動は小さくなるという負の相関関係が認められた.摩擦係数が極度に低い氷面での実験環境では,多くの被験者が心理的な緊張や不安を示す摩擦係数の異なる3種類の路面環境(通常の床面,雪面,氷面)において,下肢筋活動,腰部動揺,ならびに,手の振り運動から歩容を評価した.歩行路面の摩擦係数を外部変数とし,下肢から得た筋電図と上肢の加速度を内部変数として相関分析を行うことで,上肢と下肢の協関メカニズムを検討した.その結果,路面の摩擦係数が低下するに従い,歩行に関連する前脛骨筋と腓腹筋の筋活動量は増加する一方,上腕の振り運動は小さくなるという負の相関関係が認められた.摩擦係数が極度に低い氷面での実験環境では,多くの被験者が心理的な緊張や不安を示す本研究は,積雪寒冷地域に生活する高齢者の歩容に関する生理的多型性に着目し,摩擦係数の低い路面環境への適応能を下肢と上肢の協調運動から明らかにすることを目的としている.研究初年度である今年度は基礎実験充実の年とし,まず,健常成人に対して歩容実験を繰り返すことで安全な実験方法や環境を確立することを最優先の課題とした.その後,実験の対象を段階的に高齢者へ拡大することとした.本研究を遂行するにあたり,今年度前半では有線式のEMGシステムを利用して実験を行ってきた.しかしながら,有線式EMGシステムは被験者に対する拘束性が強く,本研究の軸となる「移動を伴う実験」,「路面の摩擦係数を変化させる実験」,「体幹バランスを一時的に崩すような実験」の実施が困難であった.今年度後半,科学研究費補助金により完全にワイヤレスな状態にてEMG信号,及び,3軸の加速度信号の同時計測が可能となるシステムを導入した,新しい実験システムを利用して予備実験を繰り返し行った結果,新たな実験プロトコルを確立することができた.一方,6月にデンマークで行われた国際会議に出席し,本研究テーマに隣接する分野の研究サーベイを行った.その一つの成果として,歩容研究を進める中で外的環境への適応過程をより深く理解するためには,単に歩容のみの実験を行うだけでは無く,例えば歩容とは逆に,体幹や下肢の可動領域を固定したペダリング運動を運動習熟度別の観点から比較検討することが有用であるという仮説を立て検証を行った.得られた結果は9月に山形県で行われた生体情報計測セミナーにて報告した.なお,3月,4月の二度の強い地震に伴い実験装置を制御するPCに不具合が生じたため,今後,実験環境の再整備を急ぐと共に,今年度予定していたEMGデータや加速度データの周波数解析は来年度の課題としたい.本研究の最終目標は,積雪寒冷地域に生活する高齢者の歩容に関する生理的多型性に着目し,摩擦係数の低い路面環境への適応能を下肢と上肢の協調運動から明らかにすることである.本年度は体幹のバランスを崩した際の歩容の評価と,体幹と下肢の可動領域を制限したペダリング運動における適応能の検討を行った.得られた研究成果は以下の2点である.1健常成人において,通常の摩擦係数を有する路面環境下で歩行実験を行い,下肢筋群の筋電図と腰部の動揺を評価した.体幹のバランスを崩すために与えた外乱要因としての負荷は(a)4kgの錘を右手のみで保持,(b)4kgの錘を両手にそれぞれ保持,(c)8kgの錘をリュックサックを用いて保持,の3種類とした.コントロールとして無負荷での歩行を行い比較した.その結果,4kgの錘を右手のみで保持した場合と4kgの錘を両手にそれぞれ保持した条件での歩行は無負荷時の歩行や8kgの錘をリュックサックを用いて保持した場合の歩行と比べ有意に腰部の動揺が増加し,前頸骨筋と腓腹筋の筋電位が増加した.腰部の動揺が大きくなる歩行では歩幅が小さくなる傾向が認められた.2体幹を固定した実験としてペダリング運動を行った。運動の適応能を検討する目的で下肢筋群の筋電図と加速度をサイクリストと非サイクリスとで比較した.ペダリングの運動負荷として,ケイデンスを一定とした条件下で80%MVCと90%MVCの2通りを課した,その結果,ペダリング中の左右方向の加速度はサイクリストの方が非サイクリストよりも有意に小さく,筋電図の%RMS値は90%MVC負荷時において前頸骨筋と腓腹筋でペダリング運動の習熟度により差が認められた.近年,トレーニングによる運動制御の変化を筋シナジーから説明しようとする研究が行われるようになった.

筋シナジーとは,複数の筋群が時間的・空間的にコヒレーントに活動することを言う.先行研究から,関節自由度が小さいぺダリング運動に関して,トレーニングを受けたサイクリストの下肢筋群の筋電図信号に非負値行列因子分析を施すことで,3つの筋シナジーが確認されている.本研究では,下肢筋群の中で,特に,筋シナジーへの寄与率が高く,かつ,被験者間変動が小さいとされる腓腹筋に着目し,筋電図信号にウェーブレット解析を行うことでトレーニング効果の特徴を明らかにした.[具体的な成果]腓腹筋の筋電図信号に対して連続ウェーブレット変換を行った.サイクリストでは非サイクリストよりも全体的に低周波数領域での筋活動が認められた.特に,上死点から下死点までの踏み込み期で35Hz45Hzの帯域にピークを持つ筋活動が認められた.この活動は腓腹筋を構成する筋線維の収縮様態がシンクロナイゼーションすることで生じる徐波化の影響ではないかと推察され,トレーニング効果を示す指標になり得る可能性が示唆された.次に,Daubechies離散ウェーブレット解析により得られたエネルギーEjについて,各周波数帯域ごとに比較した.二元配置分散分析を行った結果,周波数帯域の効果(F5,72=4.81, p<0.001)と被験者群の効果(F1,72=8.76, p<0.001)とで主効果が認められた.Tukey法による事後検定では,ミドルパワー負荷ペダリング時の4つの周波数帯域において1%有意で差が認められた.以上の結果より,筋シナジーを構成する寄与率の高い単一筋群を被験筋とし,筋電図信号にウェーブレット解析を施すことで得られる周波数とエネルギーの情報は,トレーニング効果を定量的かつ簡便に評価する尺度として有効であることを見出した.1.本年度の研究費の交付に関して,年度初めに研究費が削減される可能性があるとの知らせが届いたり,実際の交付においては分割されるなど遅延し.計画通りに研究費を使用して研究活動を行うことが出来なかったため.2.東日本大震災により,既存の実験設備が損壊し,修復に時間と費用を要したため.24年度が最終年度であるため、記入しない。年度単位で立てた研究計画を見直し,次年度にまたがる形で継続的に研究を行い成果をあげる.24年度が最終年度であるため、記入しない。
ベトナム・ハノイの水環境中における重金属汚染とそれによる農業環境への影響

1.背景と目的近年ベトナム経済は目覚しい成長を遂げている一方で環境汚染が深刻化し、特に首都ハノイ周辺における河川や湖沼の水質汚染は顕著であり、汚染実態の把握と環境改善の優先順位が最も高い地域と位置づけられている。本研究では漁業や農業用水等に利用されているハノイのTo Lich川、Nhue川及びTay湖を対象地点とし、環境水および底質中重金属類の濃度レベルの把握とそれらの農業環境への影響を評価することを目的とした。本年度は水と底質の重金属濃度を測定し汚染実態とそれらの挙動を把握した。2.結果と考察2006年6月に上記した河川及び湖から水と底質試料を採取した。To Lich川、Nhue川そしてTay湖の水中Zn濃度は0.7,g/L-231,g/Lであり、このうちTo Lich川の平均濃度(88.1,g/L)は日本の環境基準値30,g/Lを超過し、また他地点の平均濃度の5倍-30倍高い結果であった。またAsはTay湖において平均濃度が最も高く(濃度:19.7,g/L)、ベトナム環境基準(A)の10,g/Lを超過した。その他の水中重金属類の濃度は環境基準と比較しても顕著に高い結果ではなかった。底質中Zn濃度は水試料と同様にTo Lich川において高く最大で1032,g/gとなり、報告されている非汚染地域の濃度に比べ顕著に高かった。カドミウム濃度はTo Lich川中流(Moi橋付近)で31,g/gであった。次にハノイの底質中重金属非汚染濃度を得る為、Tay湖のコアサンプルを採取し、底部(50センチ)の重金属濃度を測定した。その結果、To Lich川のZnとCd濃度は、ハノイの非汚染濃度に比べてそれぞれ最大で10倍と100倍以上高く、特に底質中のCdについては著しく汚染されていることがわかった。その他の重金属類は全ての試料採取地点でバックグラウンド濃度に対して同程度約5倍高かった。階層分析を用いて調査対象地点の重金属汚染のランク付けをおこなったところ、To Lich川の中下流域が最も汚染していることがわかった。この情報は重金属汚染対策をおこなう際に有用な情報となるであろう。
プロラクチンレセプター遺伝子発現の調節機構と家畜改良への適用

本研究では、生理的時期の異なる乳腺においてプロラクチンレセプターの遺伝子発現がどのように調節されているのかを明らかにした。泌乳のマカ-としてカゼインについても分析を行なった。最初にこれら2種類のタン白質のメッセンジヤ-RNAを測定するため、競合DNAを作成し、競合的RT-PCR法を確立した。得られた成果は以下の通りである。(1)妊娠初期まではプロラクチンとエストロゲンが促進的に、一方、プロゲステロンは抑制的に作用し、プロゲステロンは上記二つのホルモン作用を抑制した。(2)妊娠中期ではプロゲステロンがプロラクチンレセプターの発現で抑制した。卵巣除去によりプロゲステロンが急速に減少し、15時間でレセプター遺伝子が活性化された。レセプター遺伝子の発現は、分娩前に起こることを明らかにした。(3)泌乳中において泌乳とレセプター遺伝子発現の関係を調べた。レセプターmRNAは離乳により急速に低下し、再哺乳により回便した。mRNAレベルは合成と分解との比であり、区別して測定できることを明らかにした。変化の最大の要因としてミルク存在による乳腺内圧が、レセプター遺伝子発現を調節し得る事を明らかにした。(4)泌乳1、5、10、15日において(3)と同様な実験を行なった。レセプター遺伝子発現は、1日目で最も活発であり、以後徐々に低下した。一方、カゼインmRNAの合成は、5日で最も活発であった。このちがいは、レセプターは膜に結合して長期間細胞に留まる。カゼインは合成後細胞外に排出するためと考えられる。カゼイン合成とプロラクチンレセプター数と良く相関することからも推測できる。レセプター遺伝子発現から乳腺機能を明らかにした。プロラクチンは泌乳を制御するホルモンである。乳腺細胞のプロラクチンレセプターと結合して乳腺細胞を刺激する。乳腺は、プロラクチンレセプター数を変化することによりプロラクチンの刺激を調節している。泌乳開始時に著しく増加し、泌乳最盛期に最大になる。プロラクチンレセプターは蛋白質である。このため遺伝子レベルでの解析が必要である。本年度において、遺伝子発現の機構を明らかにするため、その基礎として以下の研究を行なった。(1)妊娠中期に卵巣を除去すると泌乳を誘起できる。この実験システムを用い、遺伝子発現が短時間で起こることを明らかにした。(2)妊娠から泌乳全期間に渡りプロラクチンレセプターメッセンジャーRNA量の変化を明らかにした。しかし、メッセンジャーRNA量は合成と分解のバランスで決まる。合成速度と分解速度を知るため、泌乳中に哺乳停止、哺乳再開という実験手法を用いた。この結果、プロラクチンレセプター遺伝子の発現調節は速やかに行なわれることを明らかにした。泌乳中のメッセンジャーRNA量は、主として、合成速度により調節されていることを明らかにした。(3)本研究で用いたメッセンジャーRNAの測定方法は、コンペテェテェブ・ポリマレースチェーン反応である。本年度の研究を開始するに先立ち多方面から基礎的検討を行なった。充分に信頼できる正確性と再現性を認めたうえで行なったものである。本年に行なった研究は順調に進み、中には当初の予想を上回る成果が得られ学術上重要な成果が得られた。プロラクチンレセプター(以下PRL-R)は分子量約8万の糖たんぱく質で、泌乳開始のシグナル、また、泌乳中の乳腺細胞においてミルクの合成を調節する。PRL-Rを正確に測定する必要がある。

著者らが開発した「競合的RT-PCR」は特定の遺伝子発現をメッセージャンRNA(以下mRNA)のレベルで正確に測定する方法である。この方法をPRL-RmRNAの測定に適用し、マウスを用いて以下の点を明らかにした。(1)泌乳開始は分娩に伴って起こる。PRL-R遺伝子が何時の時点で発現するのか不明である。本研究の結果、PRL-RmRNAは分娩が起こる約時間10時間前から始まり、約6時間前に最高のレベルに達する。以後泌乳を継続しても徐々に減少するから、分娩前に起こるPRL-RmRNAの一過性の増加が泌乳開始のシグナルであると結論した。(2)泌乳の継続とPRLL-RmRNAとの関係、および、PRL-RmRNAを調節する因子を明らかにした。泌乳中に乳子を隔離する離乳9時間から12時間の間で約90%のPRL-RmRNAが消失する。一方、離乳24時間後に乳子を同居させると6時間で最初のレベルにまで回復した。活発な合成と分解によりPRL-RmRNAレベルは保たれている事を明らかにした。乳腺のミルク貯留量は離乳12時間後が最大である。哺乳により乳腺から急速に減少する。ミルクによる乳腺内圧の上昇と減少がPRL-RmRNAレベルに影響を与える。オキシトシン投与、部分的なミルクの除去などによる乳腺内圧力の変化と平行してPRL-RmRNAレベルが変化した。ミルクの貯留による乳腺内圧の上昇がPRL-R遺伝子発現を低下すると結論した。本研究により、泌乳開始および維持に係るPRL-Rの役割を解明し、PRL-Rは遺伝子発現のレベルで調節を受けている。
本地垂迹の視点から見た慈円法楽歌についての基礎的考察

本研究は、新古今歌人慈円の和歌活動を探求するために、その特徴の一つである法楽歌に焦点を絞り背景を為す彼の思想体系を検証するものである。家集内の百首歌序・跋に展開する宗教観・歴史観などを中心に、彼独自の思想体系解明してゆく。単なる伝本収集に留まるのではなく、周辺領域である仏教・神道の中世的実態というべき「本地垂迹」などに目配りを行う。特に伊勢に関する調査・分析として、国文学研究資料館所蔵『神宮典略』内の「神宮正権祢宜和歌」及び神宮文庫蔵『二十一代集抜萃』を検証することで、『御裳濯和歌集』の価値について考究を行った。その結果、「二見浦百首」作者の解明に繋がることになった。家集『拾玉集』内には多くの百首歌が収録されているが、その百首歌の序・跋には宗教観・歴史観などが展開されるなど、彼独自の思想体系解明の糸口が提示されている。現在の研究状況は天台仏教や伊勢神道だけでなく日本思想史の研究者からの幅広い言及が相継いでいるので、これまでの基礎的考察に寺社縁起の背景などの思想体系解明への視点を加味して対応しなければならない。慈円の法楽歌群に関する調査・収集作業を前提とするので、これまでの科学研究費補助金基盤研究(C)「法楽歌分析による寺社縁起との相関関係に関する基礎的考察」(歌題番号:21520199)で推進してきた作業の上に、達成できなかった新しい領域に調査範囲を拡張して行うことになる。すなわち法楽歌群の伝本収集に留まるのではなく、周辺領域である仏教・神道の中世的実態というべき本地垂迹などにも目配りしていくことになる。一般的に寺社に所蔵の貴重文献(内典)は写真頒布が許可されないことが多く、手作業で調査しなければならないので、そういう困難に対処すべく、足繁く諸機関に通わなくてはならない。幸い内務省神社局本『神宮典略』写本の所在が判明したので、比較的スムーズに調査収集を進めることができた。今後も伊勢関係の資料を中心に考究を進めていきたい。本研究は、新古今歌人慈円の和歌作品検証のために、その特徴の一つである法楽歌を中心に多方面から分析考究するものである。家集『拾玉集』内の数種の法楽百首に付された序・跋はその法楽意図が端的に表出されているので、彼の法楽歌の背景をなす思想体系究明の糸口となるものである。現在の研究は仏教・神道、さらに日本思想史の研究者が積極的に言及しているので、これまでの家集内の序・跋の分析に留まらず、寺社縁起に関係した彼自身の思想体系総体への視点を加味しなくてはならない。慈円の法楽歌群に関する調査・収集作業は、これまでの科学研究費補助金・基盤研究(C)「法楽歌分析による寺社縁起との相関関係に関する基礎的考察」(課題番号:21520199)で推進してきた作業成果の上に、達成できなかった新しい領域に調査範囲を拡張して行うことになる。すなわち法楽歌の伝本収集に留まらず、周辺領域である仏教・神道の中世的実態というべき本地垂迹などにも目配りしていくことになる。一般的に寺社所蔵の貴重文献(内典)は写真頒布が許可されないことが多く、また手作業で調査した上でパソコンなどに入力せざるを得ないので、かなりの労力を要する。幸い内務省神社局本『神宮典略』などの所在も確認でき、「神宮正権祢宜和歌」閲覧・翻刻を完成させることもでき、より一層の内容開明を進展させることが可能となった。今後も伊勢神宮関係の資料を中心に、彼の思想体系の根幹をなすものの考察を進めていきたい。本研究は、新古今歌人慈円の和歌作品検証のために、その自省期における「法楽歌」を中心に多角的な分析考究するものである。家集『拾玉集』収録の諸社法楽百首群に付された序・跋はその法楽意図が端的に表出しているので、彼の法楽歌の背景をなす思想体系究明の糸口となるものであった。現在の慈円研究は仏教・神道、さらに日本思想史の研究者が積極的に言及しているので、これらの成果を視野に入れながら、家集『拾玉集』内の諸社法楽百首群の序・跋の分析だけに留まらず、寺社縁起に関係した彼の思想体系全体への視点を加味しなくてはならないと思われる。平成27年度には、前年度の「神宮正権祢宜和歌」閲覧・翻刻を完成させたことを承け、この作品中にある『二十一代集抜粋伊勢神宮作者』という作品の解明にあたることができた。神宮文庫蔵『二十一代集抜粋伊勢神宮作者』閲覧・翻刻を許可され、全容解明を完了できた。つまり、「神宮正権祢宜和歌」との関係を明確にすることが出来たのだが、「神宮正権祢宜和歌」を検証することによって、「二見浦百首」作者を確定する危うさに言及した。また慈円の法楽作品についての中間報告として『慈円法楽和歌論考』という著書を刊行することができた。これによって、慈円の法楽歌をより一層の内容究明を進展させることが可能になったのである。

これからも伊勢神宮関係の資料を中心に、彼の思想体系の根幹をなすものの考察を進めていきたい。25年度は勤務校が替わるということで少し送れ気味であったが、26・27年度は進捗の度合いが上がっている。特に『神宮典略』所載の内務省神社局本「神宮正権祢宜和歌」の翻刻を完成させ、その頭註にある「二十一代集抜萃伊勢神宮作者」なども調査範囲を拡張し、かなりの成果を挙げることができた。今後もこれらの調査・解析の上に、新しい考究を重ねていきたい。本研究は、新古今歌人慈円の和歌作品検証のために、その自省期における「法楽歌」を中心に多角的な分析考究するものである。家集『拾玉集』所収の諸社法楽百首群に付された序・跋はその法楽意図が端的に表出しているので、彼の法楽歌の背景をなす思想体系究明の糸口となるものであった。現在の慈円研究は仏教・神道、さらに日本思想史の研究者が積極的に言及しているので、これらの成果を視野に入れながら、家集『拾玉集』内の諸社法楽百首群の序・跋の分析だけに留まらず、寺社縁起に関係した彼の思想体系全体への視点を加味しなくてはならない。平成28年度には、前年度の国文学研究資料館蔵「神宮典略」内『神宮正権祢宜和歌』、神宮文庫蔵『二十一代集抜萃伊勢神宮作者』双方の翻刻を承け、所収和歌の関係性について分析考究することが出来た。これに拠り、『御裳濯和歌集』の伝える「二見浦百首」作者の解明に繋がることになった。上記の天理図書館蔵『御裳濯和歌集』本文の校注・口語訳(新たに追加)、国文学研究資料館蔵『神宮正権祢宜和歌』翻刻、神宮文庫蔵『二十一代集抜萃』翻刻を承けて、1御裳濯和歌集、2「二見浦百首拾遺」及び「御裳濯和歌集」との関係、3「神宮正権祢宜和歌」、4「二十一代集抜萃」及び「神宮正権祢宜和歌」との関係、5「二見浦百首」作者検証から成る解説を加えて『御裳濯和歌集の研究』を刊行すべく、努めた。本研究は、新古今歌人慈円の和歌活動を探求するために、その特徴の一つである法楽歌に焦点を絞り背景を為す彼の思想体系を検証するものである。家集内の百首歌序・跋に展開する宗教観・歴史観などを中心に、彼独自の思想体系解明してゆく。単なる伝本収集に留まるのではなく、周辺領域である仏教・神道の中世的実態というべき「本地垂迹」などに目配りを行う。特に伊勢に関する調査・分析として、国文学研究資料館所蔵『神宮典略』内の「神宮正権祢宜和歌」及び神宮文庫蔵『二十一代集抜萃』を検証することで、『御裳濯和歌集』の価値について考究を行った。その結果、「二見浦百首」作者の解明に繋がることになった。25年度は少し遅れ気味であったが、26年度は伊勢に近いという立地の大学に勤めることになったこともあり、かなり調査の進度が上がった。『神宮典略』所載の「神宮正権祢宜和歌」を翻刻を完成させ、それを基に新しい資料へと進めることになった。今後もこれらの調査・解析をさらに推進していきたい。昨年度までに国文学研究資料館蔵(内務省神社局本)「神宮正権祢宜和歌」内に記された薗田守宣に拠る頭註を手掛かりに、神宮文庫蔵「二十一代集抜萃伊勢神宮作者」を閲覧・筆写した上で、紙焼写真の頒布も戴いた。今後は、当該資料についての考察を基に、天理図書館蔵『御裳濯和歌集』の読解・全釈を進め、総合的解説として「神宮正権祢宜和歌」「二十一代集抜粋伊勢神宮作者」との関係を書き下ろした上で、『御裳濯和歌集全釈』を刊行したいと交渉中である(出版社は快諾)。これらの著作を中心に、慈円の法楽作品における本地垂迹思想を体系的に解明し、本研究の目的に沿うべく粛々と推進していきたい。中世和歌、特に慈円(今後の推進方策)「神宮正権祢宜和歌」内に記された薗田守宣に拠る頭注のいう「二十一代集抜萃伊勢神宮作者」という資料が正しく神宮文庫に所蔵されていることが判明した。
食品成分による新規抗癌活性：アノイキス誘導による癌細胞の浸潤・転移抑制機能の解析

近年,食生活と発癌リスク,すなわち,癌体質を作る現代人の食事情が明らかにされてくる中,食を活用した癌予防対策が注目されている.これまで,我々は発癌予防効果を有する食品成分に備わる共通の新機能として,“熱ショック蛋白質調節による発癌抑制機能"について解析してきた.本研究では,これら食品成分による熱ショック蛋白質に対する発現抑制作用が,どの様にして癌細胞を障害するのか,癌幹細胞を含む足場非依存性癌細胞群を対象に細胞周期停止機能と細胞死誘導機能に焦点を合わせその詳細を分子レベルで明らかにすると共に,マウスを用いたヒト癌(移植)モデルを作成し食品成分による発癌抑制効果について検証する.近年,食生活と発癌リスク,すなわち,癌体質を作る現代人の食事情が明らかにされてくる中,食を活用した癌予防対策が注目されている.これまで,我々は発癌予防効果を有する食品成分に備わる共通の新機能として,“熱ショック蛋白質調節による発癌抑制機能"について解析してきた.本研究では,これら食品成分による熱ショック蛋白質に対する発現抑制作用が,どの様にして癌細胞を障害するのか,癌幹細胞を含む足場非依存性癌細胞群を対象に細胞周期停止機能と細胞死誘導機能に焦点を合わせその詳細を分子レベルで明らかにすると共に,マウスを用いたヒト癌(移植)モデルを作成し食品成分による発癌抑制効果について検証する.
劣駆動機械システムの先進制御設計

平成30年度において,平成29年度に引き続き,劣駆動システムについて以下のように研究を行った。2自由度劣駆動システムについて,まず,フライホイール型倒立振子の運動軌跡追従制御に関して,inverse motion手法という制御則を導出し,シミュレーションによりその有効性を検証し,従来の手法に比べ,本手法のロバスト性が非常に優れていることが分かった。また,シミュレーションにおいて,制御対象の各種パラメータがそれぞれ5%および10%変動させても,本手法の制御性能はほとんど変わらないことがわかった。それから,その研究成果をさらに車輪型倒立振子などの2自由度劣駆動システム制御に拡張することを試み,この手法が計測ノイズにも強いことがわかった。3リンクを持つ劣駆動システムについて,全運動空間における運動軌道の設計法について共同で新たに提案した。この手法を用いることにより,従来の安定化制御問題を追従制御に変換し,3自由度劣駆動鉄棒ロボットの運動制御が容易に実現できるだけでなく,システムの動特性も簡単に解析できるという特徴を持っている。特有構造を持つ劣駆動システムとして,TORAシステムが宇宙空間で広く用いられる。この種のシステムの安定化問題は非常に難しく,従来から機械制御分野の難問としてクローズアップされてきている。本研究は座標変換手法を導入して新しい安定化制御則を打ち出した。その手法の有用性を,さらにバネにより結合される2リンクマニピュレーターに拡張し,非常に優れた結果を得た。研究を行っているうちに,劣駆動システムの有限時間安定化の可能性を発見した。これにより劣駆動システムの動特性を大幅に向上させる可能性が出てきた。ディスカッションを重ねた結果,有限時間安定化のシステム構成がきまり,制御則の導出ができた。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。劣駆動機械システムは,運動自由度より少ないアクチュエータしか持たないシステムである。この種のシステムはフル駆動システムに比べ,システムの軽量化と省エネが図れるため,航空宇宙,運送,製造,医療保健などの分野で広く使用されている。一方,劣駆動機械システムは非線形が強く,ホロノミックまたは非ホロノミックの制約を受けるので,従来のシステムの制御手法を用いて制御系を設計するのは困難である。そのため,この種のシステムに対して簡単な制御系設計法を開発することが急務である。本研究では,アドバンスト制御系設計の新しい方策を考案し,医療およびリハビリ分野への応用を検討する。平成29年度においては,鉄棒ロボットの運動軌道制御問題を検討した。従来の制御問題を,最適軌道設計と追従という二つの問題に分けて制御系設計を考えた。まず,3リンク劣駆動鉄棒ロボットに対して,その動特性を分析し,出発点から最終目標位置までの最適軌道を設計するために,時間軸を反転してinverted trajectoryというアイデアで最適軌道を簡単に構築した。次に,最適軌道上に安定化させるように制御則を設計した。本手法は,従来の手法に比べ,設計が簡単であり,ロバスト性も非常に強いという特徴を持っている。従来の制御系設計法には主に二つの問題点がある。一つは,制御対象が線形性の強いもののため,制御系設計は主に安定性だけに注目して行った。もう一つは,最適軌道の設計は,非常に複雑である。この手法を用いることにより,このような問題点が簡単に解決でき,劣駆動システムの制御に新しい設計手段を提供している。得られた成果をThe 11th Asian Control Conferenceで発表し,活発なディスカッションを行った。研究計画通り,まず,研究の準備を行い,研究環境の整備は思う以上に早くでき,早速研究に専念できた。予定していた3リンク劣駆動鉄棒ロボットの運動制御も完成し,その結果を論文にまとめ,学会で無事に発表できた。