hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
新規セカンドメッセンジャーcGAMPの産生と炎症誘導の分子機構

身体の中で分解されずに蓄積したDNAは炎症を惹起し、貧血や関節炎の原因となる。本研究では、DNAの蓄積に伴い、新規炎症誘導物質cyclic GMP-AMP(cGAMP)が細胞内で生成されることを見出した。さらに、cGAMPの合成酵素であるcGAS遺伝子を欠損させると、cGAMPの生成量が低下し、DNAによる炎症を防げることがわかった。したがって、cGASおよびcGAMPはDNAの分解異常によって引き起こされる炎症性疾患の新たな治療ターゲットとなる可能性が示された。本研究では、自己のDNAが細胞内に蓄積すると何故炎症が誘導されるのかを明らかにするため、炎症シグナル伝達物質cyclic GMP-AMP(cGAMP)に着目し、その産生および炎症誘導機構の分子メカニズムを解明する予定である。本年度は自己の未分解DNAがリソソーム内に蓄積すると細胞質内DNAセンサータンパク質cGASが活性化し、cGAMPが合成されることを見出した。また、産生されたcGAMPがTBK1キナーゼの活性化を介してTNFα等の炎症性サイトカインを誘導する分子機構を解明するため、IMAC(固定化金属イオンアフィニティークロマトグラフィー)と2D-DIGE(蛍光標識二次元ディファレンスゲル電気泳動)を組み合わせたリン酸化プロテオーム解析を行なった。その結果、既知のTBK1基質であるIRF3に加え、複数の新規基質候補を同定した。自己のDNAが食細胞のリソソーム内に蓄積するとcGAMPが産生される過程において、cGAMPを作り出す酵素としてcGASを同定することができた。また、cGAMPによる炎症誘導メカニズムについては、cGAMPの下流で炎症性サイトカインの誘導につながるシグナル伝達因子の候補を複数同定することができた。本研究では、自己のDNAが細胞質内に蓄積することによって生成される環状ジヌクレオチドcyclic GMP-AMP(cGAMP)に着目し、その産生および炎症誘導の分子メカニズムを解明することを目的としている。cGAMPの産生機構については、昨年度に見出したcGAMP合成酵素であるcGASの生理的・病理的重要性を明らかにするため、ノックアウトマウスを作製した。そして、自己のDNAが異常蓄積して炎症性貧血を発症するDNaseII遺伝子欠損マウスにおいて、cGASを欠損させると貧血が改善されることを示した。また、cGAMPによる炎症誘導機構を解明するため、下流のTBK1キナーゼ基質の網羅的同定を試みた。昨年度はIMACと2D-DIGEを組み合わせたリン酸化プロテオーム解析を行ったが、真のTBK1基質を見出すことができなかった。そこで、TMT (tandem mass tags)標識とLC-MS/MSショットガン解析を組み合わせた定量性・網羅性の高い新たなリン酸化プロテオミクス法を構築・実施した。その結果、cGAMP刺激依存的にリン酸化が著しく亢進する新規TBK1基質としてオートファジー関連因子を同定した。cGAMP依存的に活性化されるTBK1の標的基質を同定するために想定以上の時間を費やしてしまった。当初計画していた実験手法を改善することで、ようやく有望な基質を発見したところである。現在までにTBK1によって直接リン酸化されることは確認したが、その分子機能の解析が遅れている。本研究では、新規セカンドメッセンジャーcyclic GMP-AMP(cGAMP)がどのように細胞内で産生され、どのような下流シグナルを伝えるのか、その分子メカニズムを解明することを目的とした。まず、cGAMPを高感度かつ特異的に検出するための独自のin vitroアッセイ系を開発した。このアッセイ系を利用し、DNAが恒常的に細胞質に漏出するDNaseII欠損マウスにおいて、cGAMPが過剰に蓄積していることを明らかにした。そこで、細胞質内DNAセンサー分子cGASに着目し、CRISPR/Cas9システムによってDNaseIIとcGASの二重欠損細胞あるいはマウスを作製した。その結果、二重欠損細胞およびマウスではcGAMPの蓄積が全く認められなかった。また、cGAMPが蓄積するDNaseII欠損マウスでは炎症性サイトカインの過剰産生により重度の貧血を引き起こすが、DNaseII/cGAS二重欠損マウスではサイトカインの産生が抑えられ、貧血が改善することを確認した。以上より、cGASが細胞質中に漏出した自己DNAを感知すると、cGAMPの産生を促して炎症を惹起することが明らかとなった。さらにcGAMPを介したシグナル伝達機構について解析を進め、下流で活性化するTBK1キナーゼの基質を網羅的に探索するため、定量性・網羅性の高い新たなプロテオミクス法を構築した。そして、新規TBK1基質としてオートファジー関連因子GABARAPL2の同定に成功した。さらに、GABARAPL2がリン酸化されると機能未知のタンパク質との相互作用が特異的に変化することを見出し、cGAMP下流シグナル伝達機構に新たな知見をもたらすことができた。今年度得られた新規TBK1キナーゼ基質候補について、TBK1により直接リン酸化されるかをin vitro kinase assayにより確認する。

さらに、Phos-tagウエスタンブロットによるin vivoでのリン酸化の変化を検証するとともにリン酸化部位の同定を行なう。また、cGAMP合成酵素として同定したcGASについては、その生体内における役割・重要性を明らかにするためにノックアウトマウスを作製し、実際にDNase II欠損マウスの病態発症に関わっているか否か確認する。TBK1基質として同定したオートファジー関連因子がリン酸化される意義を調べるため、野生型またはリン酸化部位に変異を入れたリコンビナントタンパク質を作製し、どのようなタンパク質と相互作用が変化するのかを調べる。また、ノックアウト細胞やノックアウトマウスを作製し、TBK1依存的な炎症反応にどのようにかかわっているかを確かめる。ノックアウトマウスについては、炎症性貧血や関節炎を発症するDNase II欠損マウスと交配する。自然免疫本年度に行なったリン酸化プロテオーム解析によってTBK1の基質候補をスムーズに同定することができ、当初計画していなかったphos-tagウエスタンブロットなどの生化学的実験を追加するため。TBK1基質の同定実験に時間がかかってしまい、予定していた分子機能や生理的役割の解析を研究期間内に行うことができなかったため、次年度使用額が生じた。研究期間を延長し、未使用額を使用してそれらを解析する予定である。リコンビナントタンパク質の作製およびそれを用いたタンパク質相互作用解析、ノックアウト細胞やノックアウトマウスの作製・解析費用にあてる。また、それらの実験のサポートを行ってもらう技術補佐員の雇用費にも使用する。
縮減期の中山間地域での社会的分業に向けた地域資源管理に関するビジネスモデルの構築

本研究は,人口減少と耕作者割合低下が進んだ縮減期の農村社会において,耕作者に高度に依存した相互扶助による農地周辺の資源管理から脱却する社会的分業システムを見出すことを目的としている。初年度である平成30年度は,農村の地域資源に関する既往の知見を整理し,研究の対象とする地域資源の選定と類型化を行った。また,農の担い手の変容が進み,従来の耕作者を中心とした自発的管理方法では集落環境の維持が困難となりつつある地域として,岡山県久米南町を対象地域として選定した。久米南町役場の地域振興および農業担当者の協力を得ながら,久米南町内の全集落を農業・社会構造や特徴的な地域資源により分類したうえで,特に1農の担い手の属性変化が著しい集落,2農の経営形態の変化が著しい集落,3農の担い手の減少が著しい集落を,半構造化インタビュー調査の対象として抽出した。既往の知見が集中する水関連の地域資源だけでなく農村地域に存在する多様な地域資源を対象に,管理強度や管理主体等の実態を把握した。管理の放棄や粗放化が発生する危険性の高い地域資源や,外部支援者等の補完的人的資源による管理の可否など整理し,さらにGIS(地理情報システム)を用いた空間的分布も分析を進めている。今後もインタビュー調査を継続し,地域資源の種別や集落条件(農業・社会・地形等)による傾向を分析し,課題に対応した脱却方策を検討したうえで,外部委託に関する調査も開始する。当初は岡山県の東部と西部の複数市町村を調査対象とすることを想定し,対象地の選定を進めていたが,平成31年度の大規模水害の影響を鑑み,西部のみを対象とすることと変更した。また,平成30年度の調査では,従来の地域資源管理の実態と限界を把握するにとどまり,外部委託に関する意向調査には至らなかったが,最終年度に予定していた空間解析の一部を開始した。2年目にあたる平成31年度は,岡山県久米南町を対象とした半構造化インタビュー調査,およびGISを用いた分析を継続する。それにより,まずは従来の耕作者を中心とした方法では持続的な管理が困難,または外部者による管理の導入が容易な地域資源および集落の特徴を明らかとする。この結果を用いて,地域資源管理における社会的分業体制を構築するために,外部委託の意向・条件・契約内容に関する調査を開始する。調査対象地域の一部を変更した結果,平成30年度は宿泊を伴う調査が不要となったため。また,研究計画内で予定していた調査の実施順序を変更したため,分析に必要な物品の購入や調査・分析補助の雇用等は2年目以降に実施することとした。
日本語学習者の自他動詞使用における認知と言語化の関連性：視線分析を用いた比較研究

本研究は、日本語学習者の誤用が多く見られる「自他動詞構文」を取り上げ、学習者に共通する言語的特徴(中間言語)や誤用の要因を明らかにするため、複数の母語(英語、中国語、ロシア語、ハンガリー語、イタリア語)の学習者グループの言語表現(各母語と学習言語である日本語)と日本語母語話者の表現との比較分析を行うものである。分析には、各言語における自他動詞構文の特徴を記述、発話場面によって異なる自他動詞選択の傾向を質問紙調査等で検証、自他動詞選択における事態認知傾向を視線分析装置で分析、という3つの手法を用いている。本年度は最終年度として、実験調査で得られた言語データを分析・考察し、その成果を発表することが中心であった。1調査データの分析、2各言語結果の比較・考察、3成果発表へとすすめていった。1は調査方法によって手順が異なる。質問紙調査においては、母語話者と学習者、そして言語間で比較可能となるように、調査データを共通の基準に基づいてコーディングを行った。質的データを量的データとして計算できるものにする作業である。視線データについては専用のソフトを用いて分析を行った。2では、各言語担当者との合同検討会として、言語内・言語間で比較したデータを元に議論する場を設けた。その中で、言語特有の傾向や学習者に共通する傾向などを考察した。3では、本研究の成果報告として、国際学会での研究発表や、国内外の雑誌への論文投稿を行った。本研究は、言語によって表現方法に特徴があり、日本語学習者の誤用が多く見られる「自他動詞構文」を取り上げ、学習者特有の表現の特徴や誤用の要因を明らかにすることを目的としている。従来、誤用には母語の影響(言語転移)や学習者に共通する言語的特徴(中間言語)があると指摘されてきたが、より厳密に解明するため、複数の母語(英語、中国語、ロシア語、ハンガリー語、イタリア語)の学習者グループの言語表現(各母語と学習言語である日本語)と日本語母語話者の表現との比較分析を試みる。分析には、各言語における自他動詞構文の特徴を記述、発話場面によって異なる自他動詞選択の傾向を質問紙調査等で検証、自他動詞選択における事態認知傾向を視線分析装置で分析、という3つの手法を用いる。本年度は、1日本語学習者の自他動詞構文における誤用の実態を明らかにするための方法を検討、そして、2母語の影響を検証するための基礎データとなる、各言語の自他動詞構文の言語的特徴をまとめる作業が中心となった。1については予備調査として母語が異なる日本語学習者を対象とした文法テストを実施し、その際、認知傾向を調べるために視線分析実験も同時に行った。2については、様々な言語を取り扱う上で分析方法のモデルパターンを決定するほうがよいと考え、対象言語の一つであるハンガリー語について、自他動詞構文の言語的特徴の記述やハンガリー語を母語とする日本語学習者を対象とした予備調査を行った。来年度以降の本実験の実施に向けた、基礎となるデータが収集できた。初年度となる平成28年度は、本実験の準備期間として位置づけられており、各言語の自他動詞構文についての記述、実験内容の検討、分析・検証方法の確立を目指した。実際には対象言語の一つであるハンガリー語に焦点をあて、研究協力者と連携し、ハンガリー語の自他動詞構文の特徴をまとめ、記述方法のパターンを検討した。研究協力者との連携は日本や現地でのミーティングだけでなくスカイプ等の通信手段も利用して議論を重ねることができた。また実験内容検討の一環として、学習者の自他動詞構文に対する認知傾向を探る予備調査を行った。自他動詞の形式や、格助詞との組み合わせに注目したもので、現在、データ分析に取り掛かっている。さらに、質問紙調査による語用論的側面からの比較調査を行うことも決定し、予備調査も行えたことから、実験内容だけでなく実施のために必要な作業等も精査することができた。自他動詞構文ではないが、対象としている言語に関する研究の公表として、国内外での学会発表、論文の公刊という形で成果を残すことができた。本年度は本実験に向けたパイロットスタディである実験・調査を行い、データを収集することができたことからも、おおむね順調に進展していると言えるだろう。本年度は本実験実施の年度として、1二つの実験(質問紙調査・視線分析調査)刺激・手法の確立、2本実験実施、3調査データの一部分析を行った。1については、前年度の予備調査の結果を踏まえ、実験刺激を完成させた。また質問紙調査に関しては、すべての対象言語共通となるデータ入力用紙も作成し、今後のデータ分析に必要な手順の効率化をはかった。2については、研究代表者や協力者が現地に赴き、各言語のデータ収集に努めた。日本語データ、ハンガリー語母語と第二言語データを取り終え、ロシア語データの収集にも取り掛かった。3については、質問紙調査の分析方法を検討し、すでに収集している日本語データの言語表現のコーディングも行った。

このコーディング基準を定めたことにより、他言語と共通の分析が可能になる基準が作成できた。本実験実施が中心となる平成29年度は、対象とするすべての言語ではないが、本実験に向けた準備を整え、順調にデータの収集が行われた。本実験の作成のために、各言語担当である研究協力者と個別にミーティングやスカイプ等を利用して議論を重ね、各言語の質問紙作成や実験手順の確認を行った。質問紙調査については、英語、ロシア語、ハンガリー語版が完成している。日本語版質問紙を元に、各言語の翻訳からはじめ、実験の目的や意図を研究協力者と確認ながら、各言語に合った表現を模索した。ネイティブチェックや予備調査を経て完成させた。視線分析の実験刺激については、日本語教師である研究協力者と議論し、自他動詞構文における動詞や助詞の選定などを行った。本実験実施においては、研究協力者により、現地での協力が得られ、順調にデータ収集が進んでいる。視線分析調査は質問紙調査と異なり、個別対応となるため時間がかかるが、着実にデータの収集をすすめている。成果発表もいくつか行うことができた。各言語における自他動詞構文の特徴記述の成果として、国立国語研究所の使役交替言語地図のデータベースに、イタリア語データを提供した。また、前年度に実施した視線分析調査の結果をまとめ、応用言語国際学会で研究発表を行った。さらに、視線分析の研究手法を習得するため、海外で行われたアイトラッキングの講習会にも参加した。そこでは具体的な分析方法を学んだだけでなく、様々な国の様々な分野の視線分析を用いる研究者と知り合うことができ、研究の輪を広げられたことも大きな成果であった。本年度は本実験の準備を整え、随時本実験を実施できたことから、おおむね順調に進展していると言えるだろう。本研究は、日本語学習者の誤用が多く見られる「自他動詞構文」を取り上げ、学習者に共通する言語的特徴(中間言語)や誤用の要因を明らかにするため、複数の母語(英語、中国語、ロシア語、ハンガリー語、イタリア語)の学習者グループの言語表現(各母語と学習言語である日本語)と日本語母語話者の表現との比較分析を行うものである。分析には、各言語における自他動詞構文の特徴を記述、発話場面によって異なる自他動詞選択の傾向を質問紙調査等で検証、自他動詞選択における事態認知傾向を視線分析装置で分析、という3つの手法を用いている。本年度は最終年度として、実験調査で得られた言語データを分析・考察し、その成果を発表することが中心であった。1調査データの分析、2各言語結果の比較・考察、3成果発表へとすすめていった。1は調査方法によって手順が異なる。質問紙調査においては、母語話者と学習者、そして言語間で比較可能となるように、調査データを共通の基準に基づいてコーディングを行った。質的データを量的データとして計算できるものにする作業である。視線データについては専用のソフトを用いて分析を行った。2では、各言語担当者との合同検討会として、言語内・言語間で比較したデータを元に議論する場を設けた。その中で、言語特有の傾向や学習者に共通する傾向などを考察した。3では、本研究の成果報告として、国際学会での研究発表や、国内外の雑誌への論文投稿を行った。
帯磁率異方性を用いた未固結堆積物の変形構造解析

小断層・泥細脈など剪断・破断による堆積物の未固結時変形構造は,近年の沈み込み帯を深海掘削によって、その方向が応力場と深く関係していることが明らかとなっている。本研究では房総・三浦半島の新第三系シルト岩において、古地磁気および従来より堆積ファブリックの研究に用いられている帯磁率異方性を用い変形の度合いやセンスの見積もりを試しみた。変形は、小断層・シアバンド・泥細脈・砕屑岩脈を含む試料と周囲の試料を比較することにより、その程度とセンスを検討した。結果として、それぞれの変形構造について以下のような結果を得た。(1)小断層:帯磁率異方性は、剪断の方向に関係なく最大圧縮主応力軸方向に短縮する変形が認められた。古地磁気も同方向の短縮による伏角の変化が認められた。これらは断層面における脱水・圧密を示す。(2)シアバンド:剪断帯が薄い場合(1mm以下)には、帯磁率異方性によって面に垂直な方向の短縮がみられる。古地磁気方位には変化が認められない。剪断帯が厚い場合(5mm程度)には、帯磁率異方性・古地磁気とも露頭から認められる剪断センスと調和的な変形が認められた。(3)泥細脈:帯磁率異方性の最小軸が、個々の脈の面に垂直になる。これは、脈中の粒子が壁面に平行に配列していることを示す。(4)砕屑岩脈:帯磁率異方性の最大軸が岩脈の壁面に平行で、かつ一定方向を示す。岩脈内の物質の移動方向を示すと考えられる。古地磁気方位は岩脈内で一定であるが母岩と異なり、地層が傾動後に岩脈が貫入したことを示唆する。以上まとめると、剪断帯では最大圧縮主応力軸方向の短縮が認められ、剪断帯が厚い場合にはそのセンスを捉えることが出来る。砕屑性貫入岩は、帯磁率異方性によって内部の粒子の配列、すなわち貫入方向を知ることが出来る。また、古地磁気によって貫入時の地層の傾動方向を知ることができる。
移動体用統合ディジタルマルチメディア通信に関する共同研究

前年度の活動の成果として得られた、シンタックス、ツール、アルゴリズム、プロファイルという4つの異なる要素から構成するフレームワークを基本構造とし、今年度は,主に,具体的要素技術の比較および評価,確認実験モデルの作成,動画像ドキュメントアーキテクチャの概念に基づく符号化方式の具体化作業を行なった。まず、具体的要素技術の比較評価テストについて。Functionality、テスト画像クラス、ビットレートによって評価対象を分類し、比較評価テストを行なった。ただし、テストの際、基準となる比較対象(アンカー)として、CIFフォーマットを用いたMPEG1およびCIFあるいはQCIFを用いたH.263を使用した。比較評価の結果、10kbpsを中心とした低ビットレート範囲ではビットレートが高くなるほどアンカーおよびブロックベース手法の結果が良好であること、低ビットレートにおいてはフレームレートの設定がその画質評価結果を大きく左右する要因であること、Content basedfunctionaliesを有する方式はアルゴリズムの種類が増大し要素としての評価が難しい傾向を示すこと、が主に明らかとなった。良好な性能を示す要素技術の候補としては、long term memory, short term memoryを併用する手法、イントラフレームにウェーブレットを適用する手法、グローバル動き補償とローカルアフィン動き補償の組合わせ、ブロック分割手法、matching pursuits手法等が挙げられた。次に、確認実験モデルの作成について。長期に渡る議論の結果、確認実験モデルとしてはビテオオブジェクト平面という概念で表される複数のビテオコンテントを入力情報源として適用可能なモデルが選択された。この確認モデルは、H.263の拡張動きベクトルおよびアドバンスト予測方式を採用すること、2値形状は4分木符号化、多値形状は4分木符号化+VQを使用すること、コンテント境界はpaddingを行って符号化することを主な条件として作成されることとなった。最後に、動画像ドキュメントアーキテクチャの概念に基づく符号化方式の具体化について。メディアの統合的扱いが可能なフォーマットおよび既存データの再利用機能が将来のマルチメディア情報環境において特に重要であるという観点から、文書の編集加工処理を構造的に行なうデータアーキテクチャであるODAの概念をビデオ・ドキュメントアーキテクチャ(VDA)として動画像符号化への適用を試みた。まず、ビデオコンテントをカメラの光軸に垂直な単一の静止平面(背景のみ)と仮定しこれを入力としてカメラパラメータを分離符号化する方式を検討した。続いて、αマップと原画像情報を入力として、VDAの概念に基づいたプロセッサブル符号化方式を検討した(H.263を基本とし、任意形状に対応した直交変換、αマップ符号化、コンテント・時間単位データ多重化を主に加えた構成)。実験の結果、前者の方式は正確なカメラパラメータが計測できる場合約50[dB]の平均SNRで複号化できる能力をもち、検出するパラメータ誤差が蓄積するに従ってこの値が急激に減少する傾向を子示すことが分かった。また、攻守の方式については、カメラ操作およびビデオコンテントの移動・消去・表示優先度・追加等の編集シミュレーションを行ない、意図した動画像の編集加工機能・データ再利用機能がVDAモデルにより効果的に実現されていることを確認した。また、簡単な加工用データ操作記述言語を試作することにより、編集処理の迅速性、内容の可読性が大きく向上されることを示した。今後は、画像合成を行なう際のMapping処理の高速化、ビテオコンテントのデータのバッファリング処理、透明度を考慮したαマップ符号化、ランダムアクセス機能の実現手法・ドキュメントアーキテクチャの概念で扱えるメディア範囲の拡張などが課題として挙げられた。

まず、ビデオコンテントをカメラの光軸に垂直な単一の静止平面(背景のみ)と仮定しこれを入力としてカメラパラメータを分離符号化する方式を検討した。続いて、αマップと原画像情報を入力として、VDAの概念に基づいたプロセッサブル符号化方式を検討した(H.263を基本とし、任意形状に対応した直交変換、αマップ符号化、コンテント・時間単位データ多重化を主に加えた構成)。実験の結果、前者の方式は正確なカメラパラメータが計測できる場合約50[dB]の平均SNRで複号化できる能力をもち、検出するパラメータ誤差が蓄積するに従ってこの値が急激に減少する傾向を子示すことが分かった。また、攻守の方式については、カメラ操作およびビデオコンテントの移動・消去・表示優先度・追加等の編集シミュレーションを行ない、意図した動画像の編集加工機能・データ再利用機能がVDAモデルにより効果的に実現されていることを確認した。また、簡単な加工用データ操作記述言語を試作することにより、編集処理の迅速性、内容の可読性が大きく向上されることを示した。今後は、画像合成を行なう際のMapping処理の高速化、ビテオコンテントのデータのバッファリング処理、透明度を考慮したαマップ符号化、ランダムアクセス機能の実現手法・ドキュメントアーキテクチャの概念で扱えるメディア範囲の拡張などが課題として挙げられた。まず,移動体用マルチメディア端末に求められるサービス機能の整理と未来予測について.長期に渡る議論の結果,移動体マルチメディア通信における標準符号化方式の満たすべき機能は,主に次の8点に絞られた.すなわち,符号化効率の向上,内容に基づくスケーラビリティ,内容に基づくデータ加工,強エラー耐性,内容に基づくデ-アクセス,複数データストリームの同時符号化,自然・合成画像混在データ符号化,超低ピットレートにおけるランダムアクセス向上である.次に,従来の動画像符号化方式の特徴と問題点の洗いだしについて.これまで標準化された符号化方式にはH261,MPEG-1,MPEG-2がある.これらの符号化方式をそのままポ-タブル端末に適用することも原理的には考えられるが,ディジタル移動体通信においては「目的に応じた利便性」が重要になると考えられ,この点を特に考慮すべきであることが明らかとなった.すなわち,再現面積の小さいディスプレイに対し利用者が利便性を十分満足できる画像の表示方式,画像の拡大・縮小・編集などの利用者の操作による自由な画像取得のためのデータ構造が課題である.
東アジアの生物多様性の保全と家畜生産性/健全性の関係解明に向けた日韓協働研究

生態系の生物多様性と家畜健康性/福祉性を高める放牧システムの構築を目指し,東アジア4サイト(宮城,岐阜,広島,韓国)において,放牧地の植物種多様性と家畜の養分利用性との関係を解明した。1.地上分光情報とUAV空撮により,放牧地草量と植被の特徴の高精度評価技術を確立した。2.ヤギとウシのbite-coding gridを作成し,多様な植生下での家畜の摂食様式の特徴を明らかにした。3.多様な植生下で家畜が摂取する広葉草本や木本はミネラルやアミノ酸を多く含み,家畜体内での植物の消化および血中養分バランスの向上に寄与することを示した。放牧地の植物多様性と家畜の養分摂取・健康性との関係を解明するため,植生および畜種の異なる条件下(宮城県:ウシ,牧草+野草,岐阜県:ヤギ,野草地,広島県:ウシ,人工草地,韓国:ウシとヤギ,牧草+野草)において調査を実施した。A.リモートセンシング:衛星画像から,各調査地における植生の広域的な評価を行った。また,3サイト(岐阜,広島,韓国)で無人飛行機(UAV: Unmanned Aerial Vehicle)を利用した空撮画像から高解像度DEM(Digital Elevation Model)およびGISデータセット(区画情報,立地環境)を整備した。広島サイトでは,携帯型分光放射計を用いた地上ハイパースペクトルデータ計測と地上部の刈り取り,その一般成分の分析から飼料成分を非破壊で推定するモデルの開発と生物多様性との関係を評価した。B.動物行動モニタリング:岐阜サイトにおいて野草地放牧ヤギを対象に,まず加速度センサと小型カメラの装着方法を確認し,摂食時のデータが取得可能なことを確認した。次に,直接観察によりバイトレベルでの摂食植物数,頻度および各植物に対する摂食様式を記録した。約100種の摂食植物種が観察されたが,上位10種が全体の90%以上を占めた。一方,摂食様式は,植物種および植物部位によって様々であるため,機器を用いた分析では,これらを類型(コード)化する必要性が示された。C.家畜の養分摂取ー利用の解明:各サイトで家畜に摂食された主要植物種の摂食部位を採取し,一般成分,ミネラル,アミノ酸の分析を行った。また放牧家畜の血液を採取し,成分を分析した。いずれのサイトにおいても,広葉草本および木本には微量元素(Mn,Cu,Se等)やアミノ酸を多く含む種が存在し,放牧家畜がイネ科牧草のみを摂食した場合にくらべ,広葉草本や木本も摂取した方が養分摂取バランスが向上することが示唆された。放牧地の植物多様性と家畜の養分摂取・健康性との関係を解明するため,植生および畜種の異なる条件下(宮城県:ウシ,牧草+野草,岐阜県:ヤギ,野草地,広島県:ウシ,人工草地,韓国:ヤギ,牧草+野草)において調査を実施した。A.リモートセンシング:広島と韓国サイトでは,無人飛行機(UAV)による空撮画像から圃場内の広域的な分布を明らかにした。また,韓国,宮城,広島サイトでは,携帯型分光放射計を用いた地上ハイパースペクトルデータ計測と地上部の刈り取り,その一般成分の分析データから地上部草量を非破壊で推定するモデルの開発を行った。B.動物行動モニタリング:野草地に放牧したヤギおよびウシの摂食行動を小型カメラにより撮影した。このうちヤギのデータについて映像を解析し,摂食した植物の種数,およびそれらの植物に対するバイト(一噛み)数とその様式の特徴および発現頻度を明らかにした。植物体中成分含量は年や季節によって変動したものの,初年度の結果と同様に,いずれのサイトにおいても広葉草本および木本にはミネラル(Mg, Ca, Mn等)や総アミノ酸含量の高い植物種が存在した。また,放牧家畜の摂食行動データから植物種別摂食割合を推定し,家畜の1日1頭あたりの養分摂取量を推定したところ,放牧家畜がイネ科牧草のみを摂食した場合にくらべ,広葉草本や木本も摂取した方が養分摂取バランスが向上することが示された。放牧家畜の血液成分分析の結果,大きな異常は認められず,正常であった。A.リモートセンシング:UAV空撮画像から,初年度に実施できなかった宮城サイトのGISデータ(区画情報,立地環境)を整備した。また,3サイト(宮城,広島,韓国)では,ハイパースペクトルデータに加えて,出現植物種と地上部草量およびその一般成分データを得た。以上の3サイトにおいて,地上分光情報から非破壊で草量を推定するモデルが得られており,今後,飼料成分を推定するモデルを開発することで,群落内の出現植物種との関係についても明らかになることが期待される。B.動物行動モニタリング:小型カメラおよび加速度センサを用いて野草放牧下でのヤギおよびウシの摂食行動を全てのサイトにおいて記録した。このうち,ヤギの摂食行動についてカメラ映像を分析し,摂食した植物の種数およびそれらに対するバイト(一噛み)数,植物の形態によるバイト様式の発現頻度が定量可能なことを確認した。また,この結果に基づき,放牧ヤギにおいては,タケおよび広葉草本の葉身を1枚あるいは2-3枚バイトする摂食様式の発現頻度が高いことを明らかにした。ウシの摂食行動についても順次解析を進めている。

C.家畜の養分摂取ー利用の解明:すべてのサイトにおいて,植生データ,放牧家畜の摂食植物データ,および主要植物種地上部の化学成分値が得られた。また,日本の3サイトでは放牧家畜の血液性状に関するデータも得られている。一部実施できなかった項目および現在分析中の項目があるものの,初年度および今年度の調査により,植物多様性の高い放牧地では家畜の養分摂取量(微量元素,アミノ酸)およびバランスが向上する可能性を示唆するデータが得られている。また,ルーメン内性状とルーメン消化機能についても解析を進めている。放牧地の植物多様性と家畜の養分摂取・健康性との関係を解明するため,植生および畜種の異なる条件下において,以下の調査を実施した。A.リモートセンシング:広島と韓国サイトでは,無人飛行機による空撮画像から圃場内の広域的な分布を明らかにした。また,韓国,宮城,広島サイトでは,携帯型分光放射計を用いた地上ハイパースペクトルデータ計測と地上部の刈り取り,その一般成分の分析データから地上部草量を非破壊で推定するモデルの開発を行った。広島サイトでは,放牧期間のドローン空撮画像データから植被と正規化植生指数(NDVIrb)の空間的な分布とその季節変動を明らかにした。B.動物行動モニタリング:野草地に放牧したウシの摂食植物種とその頻度を小型カメラにより撮影した。カメラ映像による推定精度(96-97%)は,直接観察(86-88%)にくらべ高かった。さらに,野草地放牧ヤギの摂食行動を小型カメラで記録することで,26種のバイト様式を識別できること,およびこのバイト様式を用いて摂取行動を時系列に解析し,摂取植物の栄養価を重ねることで放牧家畜の栄養摂取パターンを経時的に追跡できることを示した。C.家畜の養分摂取ー利用の解明:多様な植生下での放牧牛の血液成分を分析した結果,Ca等のミネラル濃度は高い多い一方,晩夏ー秋にエネルギーとリンが不足する傾向がみられた。野草地ヤギ放牧では,3年間の結果,栄養状態は概ね維持された。植物多様性の異なる草地で放牧飼養されたウシのルーメン内消化性の違いをin vitro法で分析したところ,イネ科牧草地由来ルーメン液ではイネ科牧草の初期消化が良好であったのに対し,多様な植生下の放牧牛由来ルーメン液では広葉草本の48 h後の消化率が高いことが明らかとなった。一方ヤギではルーメン消化と植物多様性との明確な関係は見出されなかった。A.リモートセンシング:広島サイトの空撮画像データから,放牧期間における植被は66%から33%に減少したのに対し,植生の活性を示すNDVIrbは夏期も0.55以上の高い値を維持した。NDVIと地上調査の種数と間に直接的な関係は認められなかったものの,春から夏にかけて寒地型から暖地型の牧草が優占する植生に変化していること,また地上部草量の減少には放牧期間中の再生産力が影響していることが示唆される。B.動物行動モニタリング:野草地放牧ヤギの摂食行動を小型カメラで撮影した結果,植物種,植物の構造,葉の形態および想定されるバイトサイズから26種のバイトカテゴリに識別できることを明らかにした。これに基づきバイト様式をコード化し,ヤギの摂食行動を時系列で記録し,さらに摂取植物種別の栄養価を分析することで,ヤギの栄養摂取パターンを経時的に解析する方法を提案した。
平面ヘテロ接合場における電荷ダイナミクス

本研究は高感度過渡吸収分光法により、構造が明確な電子ドナー/アクセプター界面における界面構造と電荷ダイナミクスの関係を明らかにすることを目的としている。製膜方法を適切にコントロールすることで結晶性の高いヘテロ膜と結晶性の低いヘテロ膜を作製し、過渡吸収分光法によりヘテロ積層膜中に発生した電荷の生成・再結合ダイナミクスを解析した。その結果、高結晶性膜の電荷解離効率は75%であったのに対し、低結晶性膜では50%まで低下し、膜の結晶性が向上するほど自由電荷の生成効率が向上することが分かった。また、電荷分離は主に非緩和電荷移動状態の高速プロセスにより進行していることが分かった。このことから高速電荷分離プロセスには膜の結晶性及びそれに伴う電荷の非局在化が重要であることが分かった。また、非フラーレン系の電子アクセプターを用いて電荷分離の競合過程である無輻射的対再結合の速度を調べたところ、ドナーおよびアクセプターの結晶性・凝集性が低下すると、無輻射失活速度が一桁以上速くなることが分かった。これは電荷の非局在化が無輻射失活の抑制にも寄与していることを示唆している。さらに、自由電荷の二分子再結合機構についても検討したところ、膜の結晶性が向上するほど二分子再結合が抑制されることが分かった。これは、結晶性の高い膜では界面近傍のアモルファス性の高い領域と、ドメイン中心付近の結晶性の高い領域とでポテンシャル勾配が生じ、電荷が界面に近づきにくくなっているためであると考えられる。本研究では超高感度過渡吸収分光法により、構造が明確な電子ドナー/アクセプター界面における電荷ダイナミクスを解析し、ヘテロ界面での構造と電荷ダイナミクスの関係を明らかにすることを目標にしている。研究計画における当該年度の目標は非共軸光パラメトリック増幅器(NOPA)の構築による、過渡吸収分光法の高感度化であった。具体的な実施内容は以下の通りである。チタンサファイアレーザーから出射された波長800nmの基本波をビームスプリッタにより二手に分割した。一方はBBO結晶を用いて第二高調波を発生させ、波長400nmに変換したのちこれをOPAのポンプ光とした。もう一方はサファイア結晶に集光し、自己位相変調を用いて白色光に変換したのちOPAのシード光とした。ポンプ光とシード光を別のBBO結晶に集光し、非共軸で光パラメトリック増幅することで増強された白色光を得た。現在は白色光の最適化を行うとともに、構築した超高感度過渡吸収分光装置の性能評価を行っている。また、当該年度では研究対象となるヘテロ膜の作製条件の検討も併せて行う予定であった。研究開始前より積層膜の作製方法は確立されていたが、電子アクセプターに電子ドナーよりも狭バンドギャップの材料を選択することで、ヘテロ膜の測定中に副反応として生じてしまう一重項励起子の二分子消滅過程を抑制することができることがわかったため、今後の測定では狭バンドギャップアクセプターを第一優先対象とすることにした。当該年度の一つ目の研究目標であるNOPAを構築し、増強された白色光を確認できたため、当初計画に沿った進行をしていると判断した。まだ性能評価が完了していない段階のため多少の遅れはあるものの、一方でもう一つの年次目標であったヘテロ膜の作製については当初計画以上の進展が得られたため、総合的にはほぼ想定の範囲内である。構築したNOPAを用いてヘテロ膜の実測定を行い、電荷ダイナミクスを評価する。結晶性など様々な構造因子を変化させた膜に対して一連の測定を行い。ヘテロ界面での構造と電荷ダイナミクスとの関係について検討を行う。消耗品の予想使用量と実使用量に差が出たため、わずかではあるが次年度使用額が発生した。当該費用は次年度においても消耗品の購入に充てる。
熱帯生物資源であるハリナシバチの実用化、特にハウス作物のポリネ-タ-としての利用に関する研究

これまで東南アジアと南米産の7種のハリナシバチの比較研究を通じて,南米産のカベハリナシバチNannotrigona testaceicornisがハウスイチゴの最適ポリネ-タ-と判断し,実用化に向けてマネ-ジメントを図った.マネ-ジメントに不可欠な1)コロニ-の発達と分割,2)花選択性,3)イチゴでの受粉能力とその効果,4)齢差分業,5)人工餌の作製とその給餌法の開発などを重点的に究明した.1)5)に関する結果の要約は次の通りである.1)コロニ-の分割は冬期を除き,全シ-ズン中可能であった.コロニ-の再生の最小単位は,女王とワ-カ-50匹と判断された.また,成熟コロニ-(23千匹のワ-カ-)にまで再生するのに,23ヶ月要した.2)個体レベルでは狭食性で,コロニ-レベルでは広食性であった.これは,majoringとminoringの2つの戦略によって花選択が決定されることを示す.花選択の基準として,花粉粒のサイズが重要な要因の1つであることを明らかにした.糖濃度の選択性も明確で,吸蜜効率を最大にするために吸蜜時間が決定された.3)イチゴの柱頭への接触は,花粉採餌蜂において高かったが,(80%),花蜜採餌蜂では低かった(24%).4回以上の連続訪花によって正常果が生産された.34m^2の実験区では,1群(ワ-カ-数約1,000匹)で最適放飼数と断定された.4)ワ-カ-の寿命は264日(平均33.6±11.6日)であった.日齢に伴い作業推移がみられた.内役の場所は,育房域→貯臓つぼ域→巣口へと拡大し,最終的に外役に従事した.外役に従事した個体数はわずか40%に過ぎなかった.5)花粉フィ-ダ-は実用的ではなかった.誘引性をもつ人工花の開発が必要とされた.冬期中,巣内にミツバチ貯蔵花粉挿入で,女王の日当り産卵数を低下させることなく飼養できた.入手しやすく安価な人工花粉の開発が望ましい.これまで東南アジアと南米産の7種のハリナシバチの比較研究を通じて,南米産のカベハリナシバチNannotrigona testaceicornisがハウスイチゴの最適ポリネ-タ-と判断し,実用化に向けてマネ-ジメントを図った.マネ-ジメントに不可欠な1)コロニ-の発達と分割,2)花選択性,3)イチゴでの受粉能力とその効果,4)齢差分業,5)人工餌の作製とその給餌法の開発などを重点的に究明した.1)5)に関する結果の要約は次の通りである.1)コロニ-の分割は冬期を除き,全シ-ズン中可能であった.コロニ-の再生の最小単位は,女王とワ-カ-50匹と判断された.また,成熟コロニ-(23千匹のワ-カ-)にまで再生するのに,23ヶ月要した.2)個体レベルでは狭食性で,コロニ-レベルでは広食性であった.これは,majoringとminoringの2つの戦略によって花選択が決定されることを示す.花選択の基準として,花粉粒のサイズが重要な要因の1つであることを明らかにした.糖濃度の選択性も明確で,吸蜜効率を最大にするために吸蜜時間が決定された.3)イチゴの柱頭への接触は,花粉採餌蜂において高かったが,(80%),花蜜採餌蜂では低かった(24%).4回以上の連続訪花によって正常果が生産された.34m^2の実験区では,1群(ワ-カ-数約1,000匹)で最適放飼数と断定された.4)ワ-カ-の寿命は264日(平均33.6±11.6日)であった.日齢に伴い作業推移がみられた.内役の場所は,育房域→貯臓つぼ域→巣口へと拡大し,最終的に外役に従事した.外役に従事した個体数はわずか40%に過ぎなかった.5)花粉フィ-ダ-は実用的ではなかった.誘引性をもつ人工花の開発が必要とされた.冬期中,巣内にミツバチ貯蔵花粉挿入で,女王の日当り産卵数を低下させることなく飼養できた.入手しやすく安価な人工花粉の開発が望ましい.これまでの東南アジア・南米産の8種のハリナシバチの比較研究を通じて、ブラジル産のカベハリナシバチが、最適種と判定した。その根拠は、(1)比較的低温下でも活動性が高く、採餌開始温度は晴天日なら16°Cである。(2)体長が(4.7mm)がイチゴの花サイズとほぼ適応し、柱頭上を十分に徘徊し、適切な受粉行動をする。(3)個体単位でみると明瞭な恒久訪花性を持つ。(4)ハウス内では、ミツバチのように天井部に逃亡するなどの異常な行動をしない。(5)コロニ-の分割が冬季を除きいつでも容易にでき、女王1匹に対して最低50匹のワ-カ-で、コロニ-の再生が可能である。(6)このサイズから。フルサイズ(自然分封の起こりうるサイズ=ワ-カ-数2000匹)へ再生するのに約23カ月を要する。

(7)花粉・花蜜源植物の不足時には、蜜と半人工花粉を巣内へ直接給餌することでコロニ-を維持できる。冬季もこれに準ずる。(8)巣材のヤニ源は、人工ヤニ(石油樹脂系粘着付与剤を素材)でほぼ代用できる。(9)温室内でのワ-カ-の平均寿命は4050日で、日令に対応して作業分担が変化する。(10)花粉・花蜜源植物の資源的価値が乏しくても、また不足しても採餌を継続する。ハウスのような閉鎖環境では、ランダム訪花する。来年度は、温室とビニ-ル・ハウスを用いて、ポット植えにした花粉・花蜜源植物を年間を通じて豊富に供給し、カベハリナシバチをガラス蓋つきの人工巣で飼育し、次の項目を研究する。(1)人工的に作製した女王餌で,人為的に女王を増産し、コロニ-の分割を促進させる。(2)人為的自然交尾法、あるいは改良した人工受精装置を用いて人工受精法を開発し、(1)がスム-スに行なえるようにする。(3)巣内外の諸行動をビデオ・カメラで撮影し、諸行動とコロニ-の発達との関連性を明らかにする。(4)採餌行動と花型、花色、花別の蜜の分泌量・花粉の放出量との相互システムを明らかにする。これまで東南アジアと南米産のハリナシバチ計8種の比較研究からブラジル産のカベハリナシバチ<Nannotrigona>___ー<testaceicornis>___ーを最適種と判定し、そのマネジメントを研究した。平成元年度は、1)活動性、2)受粉行動、3)訪花性、4)コロニ-の分割と再生、5)冬期間の管理法、6)人工ヤニの開発、7)ワ-カ-の日齢と作業分担などを明らかにした。平成2年度は、1)カベハリナシバチにおいてもワ-カ-(約10日齢)による栄養卵の産下と無女王コロニ-ニおけるワ-カ-の(無女王化から約1カ月後)オス卵の産下を記録した。卵巣組織の検鏡から前者は無核卵であることを明らかにした。2)女王餌とワ-カ-餌の化学分析(特に有機酸)を行った結果、後者では特に酢酸の含有量が面しく多いことを発見した。これを応用することで冬期間の人工給餌を可能とした。3)ハウスイチゴでの受粉効果は極めて良好で必要コロニ-数は2群/ア-ルと判断された。4)採餌戦略として。(1)リクル-ト行動によるコロニ-レベルの収益の最適化が図られること、(2)吸蜜効率を最大にするために吸蜜時間が決定されること、(3)訪花パタ-ンは訪花頻度の高低に対応し、分散的あるいは集中的となること、(4)花当たりの資源量に応じて滞留時間が決まり、その後の移動パタ-ンが決定されること、(5)新資源への転換はチェック行動によって誘起されること、(6)コロニ-サイズに応じてスペシャリスト・ジェネラリスト的傾向が決定され、収益の最大化が図られること、(7)資源である花粉の利用可否はそのサイズ(最適サイズ235×10^<-7>1633×10^<-1>mm^3)と強く関連し、これが中舌によって探知されること、(8)花色の選択性はないが、同一種内では同一花色の花を連続的に選択することなどを明らかにした。カベハリナシバチNannotrigona testaceicornisのコロニ-の人為分割に当り,不可欠な自然交尾法の開発を試みた.ハリナシバチ類の交尾タイプとして,1)きわめて狭い閉鎖環境でも交尾する.2)新女王の存在するコロニ-に由来する複数群のオスの溜り場ができ,新女王の出巣に伴い,これらのオスが追いかけて交尾する.3)新女王の存在するコロニ-の前で,オスが群飛し,そこに新女王が飛び込んで交尾するの3つに大別できる.本種の交尾タイプは,上記の1)であると推定し,小型の交尾用容器(プラスチック製,13.0(1)×21.0(w)×12.5cm(h))に複数群に由来するオス群(日齢不定,140匹)を放飼し,ここに269日齢の新女王を挿入し,交尾状態を観察した.オスのマウント行動は,新女王の2日齢から50日齢まで認められた.
iPS 細胞より誘導した樹状細胞と理想的がん抗原を利用したがんの細胞免疫療法の開発

がんを手術、抗がん剤および放射線療法などの既存の確立された治療法に加えて、患者さんが持っている免疫力で治す治療法を、開発するための研究を実施しています。樹状細胞と言う血液細胞の一種は、異物を排除するT細胞と言う免疫系の細胞に異物の侵入を知らせ、異物を排除すべくT細胞に強力な免疫反応を誘導します。本研究はヒトiPS細胞から樹状細胞を作り出し、これにがん細胞を攻撃するT細胞を活性化する能力を賦与する方法を開発し、がんの免疫療法に応用するための基礎研究に成功いたしました。マウスでは、がん抗原ペプチドをそのままin vivoに投与するよりも、体外でがん抗原またはがん抗原由来のペプチドを負荷、あるいはがん抗原遺伝子の導入によりがん抗原を発現させた樹状細胞(DC)を投与する方法が、がん免疫療法として有効であることが示されている。ヒトのがん治療においても、前立腺がんに対する自己DCを用いた細胞ワクチン療法の有効性が、大規模な臨床試験の結果をもとに報告されている。しかし一般的に、がん患者自身の末梢血の単球から樹状細胞を大量に調製することは困難である。そこで、我々はiPS細胞由来の血球を大量に調製し、これをDCに分化させる技術を開発した。さらに、あらかじめ大量にストックされているHLAが適合したアロiPS細胞をDCのソースとして利用できれば、患者自身よりiPS細胞を樹立する時間を短縮することができる。このために、ヒトiPS細胞を血球に分化させた時点で、細胞増殖を促進するc-MycとBMI-1遺伝子を強制発現させてin vitroで大量に分化誘導した、ミエロイド系細胞(iPS-ML)を調製することに成功した。また、このiPS-MLより抗腫瘍効果を発揮できる、マクロファージならびに樹状細胞を大量に分化誘導できる培養条件を確立した。さらに、患者とiPSドナーとの間で予想される組織不適合性を回避する目的で、TAP2遺伝子の標的破壊によりドナーiPS細胞の内因性HLA-I分子の発現を欠き、日本人で頻度が高いHLAクラスI遺伝子を発現するiPS-MLを大量に得ることに成功した。このiPS-MLより誘導したiPS-DCは、T細胞にアロHLA-Iに対する反応を誘導しないばかりでなく、現在臨床で使用されているヒト単球由来のDCよりも、強力なT細胞刺激活性と細胞傷害性T細胞の誘導能力を有することが判明し、細胞ワクチンとして有望であると考えている。ヒトiPS細胞よりin vitroにおいて分化誘導した樹状細胞(iPS-DC)を、免疫細胞療法に実用化するためには、(1)大量のiPS-DCを調整する技術の開発と、(2) iPS-DCドナーと患者(レシピエント)との間の、HLAを主とする組織不適合性の問題をクリアする必要がある。本研究では、(1)の問題を解決するために、ヒトの皮膚線維芽細胞にレンチウイルスベクターを用いて、Oct3/4, Sox2, c-Myc, Klf4の4つの初期化遺伝子を発現させ、リプログラミング後にミエロイド系細胞に分化させてc-Mycの発現を失った細胞に再度、c-MycおよびBMI1を強制発現させることにより、大量のiPS細胞由来のミエロイド系細胞を得ることに成功した。この細胞を、GM-CSFやIL-4を用いて培養することにより、iPS-DCを大量に樹立できた。(2)の問題については、ヒトiPS細胞が有する内因性のHLAクラスI関連分子の発現を欠損させるために、TAP2遺伝子を標的破壊したヒトiPS細胞を作製した。このTAP2欠損iPS細胞より分化させたiPS-DCでは、内因性のHLAクラスI分子の発現が著明に低下し、アロHLAクラスI反応性細胞傷害性T細胞による拒絶反応から逃避できることが判明した。この細胞に、日本人で頻度が高いHLAクラスI遺伝子を発現させることにより、当該HLAクラスI分子のみを発現するiPS-DCを作製する方法を開発した。また将来、iPS-DCを臨床応用する際には、OP9フィーダー細胞と血清を使用せずに、ヒトiPS細胞からiPS-DCを分化誘導する方法を確立する必要がある。そこで、種々の無血清培養液や特殊な表面加工を施した培養用容器を利用して、ヒトiPS-DCを分化誘導する方法について検討した。当初は、癌抗原遺伝子を強制発現させたヒトiPS-DCの作製を研究目標に掲げていたが、iPS-DCの実用化に向けてiPS-DCの収量を増やすこと、ならびにアロiPS-DCに対する拒絶反応を回避する方法の確立が、より重要な研究課題であると判断したため、これを最優先の研究課題とすることに変更した。収量の問題については、細胞をアポトーシスから守り、その増殖能を向上させるc-MycとBMI-1の強制発現により解決することが出来た。

さらにヒトiPS細胞における内因性HLAクラスI分子の発現を抑性するための、TAPあるいはβ2ミクログロブリンの遺伝子を標的破壊したホモ接合体細胞の樹立は、非常な困難を伴うと想定していたが、幸いにもTAP2遺伝子の標的破壊ヒトiPS細胞の樹立に成功したことにより、当初の目標をはるかに上回る研究成果が得られたと評価できる。平成23年度の研究成果により、iPS細胞ドナーの内因性HLAクラスI分子の発現を欠き、日本人で頻度が高いHLAクラスI遺伝子を発現する細胞を、大量に得ることができたので、この細胞に当初は平成23年度に実施する予定であった、理想的な癌抗原や免疫応答を促進する分子をコードする遺伝子を、強制発現させる。このようなiPS細胞からin vitroで分化誘導したiPS-DCが、癌抗原に特異的なCTLおよびTh1細胞を活性化できるかどうか検討する。さらに、平成23年度に引き続いてヒトiPS-DCをマウスフィダー細胞および異種血清が存在しない、いわゆるXeno-freeシステムで樹立するシステムについて、さらなる改良を加えて最適化された培養方法の確立を目指す。平成23年度に、多くの研究課題を解決するために、平成24年度の研究費を平成23年度に前倒しして使用したため、平成24年度は細胞培養に必要な培養液や培養用プラスチック製品等の消耗品の購入に、研究費のほとんどを費やす予定である。
運動計測情報に基づく人間の日常生活動作認識モデルに関する研究

人間と機械とが密に協調する,将来の人間支援システムにおいては,機械による人間の動作認識手法が基礎的技術の一つとして非常に重要となる.その中核には,人間動作解析技術と,人間によって行われる動作認識のモデル化が位置する.本研究では,人間の日常行動を解析するための道具立てを開発し,それにより記録・蓄積される生活行動情報に基づいて,人間による動作認識と同様の結果を出力する動作認識モデルを構築することを目指している.本年度は,まず,多数の運動情報計測ユニットよりなる運動情報計測装置を基礎に,人の室内における日常生活データを計測・蓄積するシステムを構築した.様々な局面での適用性を鑑み,オクルージョンに影響されず安定した三次元運動情報を取得できる磁気式装置をベースとした.また,計測データはスケルトンモデルの節の位置・姿勢が時系列に記録されるだけのものなので,別に取得する対象となる人の形状データと統合し,日常生活運動計測情報として蓄積した.さらに,運動情報計測装置より得られるデータを,運動情報解析システムにより統計的に分析し,それと同時に人間が自身で動作認識をする際の状況を内省し,注目点の空間分節化記述,運動状況の変化の時間分節化記述を行った.これらに基づき,日常生活の運動計測情報を動作として記述する基礎的な計算機デスクリプションモデルを開発した.例えば,「歩く」という動作の場合は複数の注目条件について,判別基準値を設け,運動情報全体を時空間的に記述する基礎的モデルとした.人間と機械とが密に協調する,将来の人間支援システムにおいては,機械による人間の動作認識手法が基礎的技術の一つとして非常に重要となる.その中核には,人間動作解析技術と,人間によって行われる動作認識のモデル化が位置する.本研究では,人間の日常行動を解析するための道具立てを開発し,それにより記録・蓄積される生活行動情報に基づいて,人間による動作認識と同様の結果を出力する動作認識モデルを構築することを目指している.本年度は,まず,多数の運動情報計測ユニットよりなる運動情報計測装置を基礎に,人の室内における日常生活データを計測・蓄積するシステムを構築した.様々な局面での適用性を鑑み,オクルージョンに影響されず安定した三次元運動情報を取得できる磁気式装置をベースとした.また,計測データはスケルトンモデルの節の位置・姿勢が時系列に記録されるだけのものなので,別に取得する対象となる人の形状データと統合し,日常生活運動計測情報として蓄積した.さらに,運動情報計測装置より得られるデータを,運動情報解析システムにより統計的に分析し,それと同時に人間が自身で動作認識をする際の状況を内省し,注目点の空間分節化記述,運動状況の変化の時間分節化記述を行った.これらに基づき,日常生活の運動計測情報を動作として記述する基礎的な計算機デスクリプションモデルを開発した.例えば,「歩く」という動作の場合は複数の注目条件について,判別基準値を設け,運動情報全体を時空間的に記述する基礎的モデルとした.