hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
脳科学に寄与する新指標の提案と脳機能評価法の確立

本研究は、新指標としてNIRS信号の脈派の割合から見かけの動脈血酸素飽和度(App-SpO2)を定義した。ラット頭皮除去モデルの脳賦活NIRS信号をオプトード分離距離(S-D)2.5-10mmで測定し、脳内App-SpO2値として妥当であるか評価した。また、頭皮血流モデルでは、独立成分分析(ICA)を用い、脳賦活の脳内App-SpO2値が再現できるか検討した。頭皮除去モデルでS-Dが5.0-7.5mmの賦活前のApp-SpO2値は、約60-70%であった。賦活中は、賦活前に比べ約3%増加した。また、ICAで頭皮血流の影響を除去すると、賦活中のApp-SpO2値は、賦活前に比べ約2%増加した。ラット脳を局所に賦活させる方法を、従来のヒゲ刺激のプロトコルに基づいて再現した。頭皮除去モデルで、体性感覚野(バレル皮質)に対し、頭蓋骨ブレグマ右前方1mm外側方6mmから前方-5mm外側方6mmに沿って研磨ドリルを用い幅約3mmの長円形の頭蓋窓を作製した。ヒゲ刺激プロセスは、安静1分、ヒゲ刺激1分、ヒゲ刺激後2分とした。ヒゲ刺激は、左顔面のヒゲをモーターで連続電動反屈(10Hz程度)した。脳血流(CBF)計測は、レーザードップラー血流計で、外径1mmのプローブを用いた。プローブ位置は、マニピュレーターで調整し、長円形の頭蓋窓の長軸端からバレル皮質を縦断するように1 mm間隔毎に移動させ固定した。CBF応答は、1.25%イソフルラン、30%O2 -70%N2O麻酔下で、ヒゲ刺激プロセスおける、頭蓋窓の各プローブ位置から得られた経時変化である。CBF応答から、頭蓋窓とバレル領域の関係が明らかとなり、従来のプロトコルで再現できた。得られた再現パラメータに基づき、本研究実施計画に移行した。近赤外分光法(NIRS)装置は、ラットの心拍数に準拠したファームウェアに更新し、その頭部用の光ファイバーケーブルを実装したNIRS計測システムを構築した。CBF応答の結果を踏まえ、酸素化ヘモグロビン(HbO)および脱酸素化ヘモグロビン(HbR)濃度長の経時変化(NIRS信号)が脳賦活時に変化することを確認した。同時に、最適となるオプトード(光照射部と光検出部の対)分離距離を最近接2.2から5.0mmで精査した。その結果、その分離距離は、3.0-4.5mmであった。次に、見かけの動脈血酸素飽和度(App-SpO2)を検討した。NIRS信号に対し適切なバンドパス処理を行い、抽出したHbOとHbR波形強度からApp-SpO2を算出した。その結果、App-SpO2値は、最適オプトード分離距離、ヒゲ刺激プロセスで有意な変化が検出できなかった。また、HbOとHbRの位相成分は、ヒトの場合同位相であったのに対し、180°ずれていた。先ずNIRS装置は、ラットに特化した仕様で、その心拍数に準拠したファームウェアに更新し、その頭部用に改良した光ファイバーケーブルを実装したNIRS計測システムを構築した。CBF応答の再現性の結果を踏まえ、NIRS信号が脳賦活時に変化することを確認した。同時に、最適となるオプトード分離距離を精査した。その結果、その分離距離は、3.0-4.5mmであることが判明した。次に、最適オプトード分離距離において、App-SpO2が、ヒゲ刺激プロセスでどの様な変化をするのか検討した。NIRS信号に対し適切なバンドパス処理を行い、抽出したHbOとHbR波形の拍動成分強度からApp-SpO2を算出し評価した。その結果、App-SpO2値は、ヒゲ刺激プロセスにおいて低下すると予想していたが、有意な変化が検出できなかった。また、HbOとHbRの位相成分は、ヒトの場合同位相であったのに対し、ラットでは約180°反転して観測された。この様に、App-SpO2に関して、当初予期していない問題が起こり、その原因の調査と分析を行うため、進捗がやや遅れている。このApp-SpO2の問題は、HbOとHbR波形の拍動成分強度からApp-SpO2を算出する過程で、特にHbRの強度の変化量が小さいことに起因すると考えられた。ヒトのオプトード分離距離は、通常30mmであるのに対し、ラットでは3.0-4.5mmと短い。NIRS信号の単位が濃度長、すなわち濃度と光路長の積で与えられることから、光路長の観点からラットのNIRS信号の変化量は、1/7程度となり、HbOとHbR波形の拍動成分強度もNIRS信号と同様に低下すると考えられた。また、通常の脳組織の酸素飽和度を考慮すると、HbR濃度は、HbOと比べ低値である。従って、HbRの拍動成分の濃度長変化は、検出感度が低く、評価できるか吟味する必要がある。昨年度は、頭皮除去モデルにおける、酸素化ヘモグロビン(HbO)および脱酸素化ヘモグロビン(HbR)濃度長の経時変化(NIRS信号)の拍動成分が十分に抽出できなかった。そのため今年度は、NIRS装置の信号対雑音比(S/N比)の更なる向上に取り組んだ。製造メーカにより、ファームウェアの更新やハードウェアの実装などの技術供与を受けた。

サンプリング時間を5.12×10^-3 secに、量子化ビット数を18ビットとし、測定性能を高めることで、解析精度が期待できる。また、光学的なS/N比向上にも取り組んだ。ラットに用いている光ファイバーケーブルは、装置本体の送受光センサーに接触させ、小さい口径に変換するため、その境界面で放射束の減衰が起こる。ファイバー径を1.0mmφから1.5mmφに拡幅することで、放射束は実測で約2倍となった。頭皮血流の影響を検討するため、頭皮剃毛モデルでは3チャンネル(4mm間隔×3)で、頭皮除去モデルでは2チャンネル用(3mm間隔×2)で計測ができるように、分離距離が異なる2種類のアタッチメントを作製し、マニピュレーターと組み合わせることで、脳賦活領域上の頭皮や頭蓋窓で微調整しながら精度よく設置できた。NIRS信号のS/N比は、旧システムと比べ、頭皮剃毛モデル、頭皮除去モデル共に向上したことを認めた。頭皮除去モデルの最適オプトード分離距離は、血液血行動態反応を踏まえ、6mmであった。NIRS信号を隣接平均法によりスムージングを施すとHbO波形の拍動成分が概ね認められた。HbO拍動成分の周期は、ラットの心拍数と合致した。しかしながら、HbR波形の拍動成分は小さく、明確な周期性を認められなかった。結果として、見かけの動脈血酸素飽和度(App-SpO2)値は、ヒゲ刺激プロセスにおいて、リアルタイムに有意な変化を検出することが困難であった。App-SpO2値は、ヒゲ刺激プロセスにおいて、リアルタイムに有意な変化を検出することが困難であった。そこで、HbOとHbR波形の拍動成分を時間領域から周波数領域へ解析法を変更した。30秒毎の時間平均として、フーリエ変換を行い、得られた振幅スペクトルからHbOとHbRの拍動成分を評価した。30秒毎のHbOとHbR拍動成分の振幅スペクトルのピークは、同一周波数で、ラットの心拍数(5-8Hz)に対応した。HbOとHbRのピーク強度は、HbRに比べHbOが大きかった。HbRのピーク強度は、ノイズレベルに近い状態ではあるが、検出可能であった。今後、HbOとHbRのピーク解析からApp-SpO2値を算出し、周波数領域のApp-SpO2として、血液血行動態反応との関係を吟味したい。当初予期していないこととして、血液血行動態反応に起因するNIRS信号の変化は、従来、ヒゲ刺激時にHbO濃度長が徐々に増加し、鏡像的にHbR濃度長が減少して総ヘモグロビン(HbO + HbR)濃度長が増加する経時変化を示す。しかし、ある頻度でこのパターンとは異なる経時変化が認められた。すなわち、ヒゲ刺激時にHbO濃度長が急峻に増加し、鏡像的にHbR濃度長が急峻に減少する経時変化のパターンや、HbOが減少しHbRが増加する経時変化の逆パターンである。文献調査の結果、吸入麻酔(1.25%イソフルラン、30%O2 -70%N2O)の影響であることが判明した。そこで、脳循環代謝関連の動物実験に用いられている、α-クロラロース(50mg/kg)による腹腔内麻酔を導入した。ラット前処置では、適切な吸入麻酔(3-4%イソフルラン、30%O2)で行い、前処置後、α-クロラロースの腹腔内麻酔に切り替えNIRS計測を行うこととした。麻酔をα-クロラロースに換えてから、従来とは異なる経時変化のパターンは、減少した。ヒゲ刺激によるバレル皮質の賦活化を確実かつ効率的に行うため、3Hzの連続電動反屈をマイコンにより制御した。
ホルモン不応性前立腺癌の分子標的治療に関する基礎的研究

ソマトスタチンはヒト体内で細胞の機能を抑制するホルモンで、また、ソマトスタチンアナログ製剤は、ソマトスタチン受容体SSTR2a陽性腫瘍に有効な治療法である。今回の研究は、前立腺癌細胞が男性ホルモン非存在環境下において、特定の誘導因子によって、ソマトスタチンの受容体(SSTRsmRNA)が誘導されることを証明した。ホルモン治療後、残存する男性ホルモン不応性前立腺癌に対して、ソマトスタチンアナログ製剤による分子標的治療法の可能性が期待される。本研究は、前立腺癌治療標的分子の探索、とくにホルモン非感受性前立腺癌細胞に対する新しい治療戦略の可能性を探索することを目的とする。具体的には、長期間のホルモン療法後ホルモン不応性となり再発・転移した前立腺癌を対象として、ソマトスタチンレセプター(SSTR)を標的とする新たな分子標的治療法開発のための基礎的検討を行う。我々は、これまで前立腺癌のホルモン治療によって癌の細胞生物的特性が変化することに着目し研究を続けてきた。長期間ホルモン療法を施行した前立腺癌症例では、ホルモン非感受性癌細胞のみが残存し最終的には治療抵抗性となることから、現在、ホルモン非感受性癌細胞に対する新しい治療戦略が必要とされている。我々は、ホルモン治療後、ホルモン非感受性となった前立腺癌症例のうち約半数(52%)においてSSTR2が発現するようになることを初めて明らかにした。この研究成果をもとに、新たに発現したSSTRを標的としたホルモン非感受性前立腺癌の分子標的治療を試みる点が、本研究の第一の特色である。また、ホルモン治療後、SSTR陽性とならなかったホルモン非感受性前立腺癌については、DNAメチル化阻害剤、脱アセチル化抑制剤などによりSSTRの発現を誘導し、その後、この人為的に発現させたSSTR分子を標的として治療を行う、2段階分子標的治療法を提案する点が本研究の学術的な特色・独創的な点である。また、ソマトスタチンアナログ製剤が前立腺癌増殖抑制・転移抑制に有効であることを証明できれば、ホルモン非感受性前立腺癌治療の新しい治療法の開発にもつながると期待される。本研究は、前立腺癌治療標的分子の探索、とくにホルモン非感受性前立腺癌細胞に対する新しい治療戦略の可能性を探索することを目的とした。具体的に、本年度は、前立腺癌細胞が男性ホルモン非存在環境下において、特定の誘導因子によって、SSTRs mRNAが誘導されることを証明する。方法:1)男性ホルモン非感受性前立腺癌培養細胞PC3およびDU145、男性ホルモン感受性前立腺癌培養細胞LNcapをDMEM培地にて培養後、DNAメチル化阻害剤(5'-aza)、脱アセチル化抑制剤(TSA)による前立腺癌細胞SSTRの発現を誘導行い、real-time RT-PCRにてSSTRs mRNAの定量を行った;2)男性ホルモン感受性前立腺癌培養細胞LNcapを男性ホルモン除外培地にて培養し(20回継代、Charcoal濾過serum)、以上の1)の細胞と同様な誘導実験を行い、real-time RT-PCRにてSSTRs mRNAの定量を行った。3)さらに、Cell Titer96 Assayによる細胞の増殖能を測定した。結果:1)PC3は、SSTR1-4mRNAの増加(p=0.007)、DU145は、SSTR1-5mRNAの増加(p=0.007),LNcapは、SSTR3-5mRNAの増加(p=0.050)が認められた;2)男性ホルモン除外培地にて培養したLNcap細胞SSTRI-5mRNAはいずれも増加し(p;0.050)、さらに、その増加はSSTR1,2,4mRNAにおいて、通常血清培地で培養したLNcap細胞よりも著しく増加した(p=0.050)、3)Cell Titer96Assayによる細胞の増殖能は通常培地で培養したLNcap細胞より低下していた。考察:前立腺癌の培養細胞は、DNAメチル化阻害剤(5'-aza)および脱アセチル化抑制剤(TSA)の刺激によって、SSTRs mRNAは増加傾向にある。その増加傾向は、長期間男性ホルモン除外培地にて培養したLNcap細胞により強く認められた。ホルモン治療後、残存する男性ホルモン不応性前立腺癌に対して、5'-azaおよびTSAによりSSTRsの発現を誘導し、この人為的に発現させたSSTRsを標的としたソマトスタチンアナログ製剤による分子標的治療法の可能性が期待される。本年度は、ヒト前立腺癌検体および前立腺癌培養細胞が男性ホルモン非存在環境下において、SSTRsが誘導されるかどうかを追加検討した。方法:1)男性ホルモン感受性前立腺癌培養細胞LNcapを男性ホルモン除外培地にて、前年度に続いて培養し(Charcoal濾過serum)、DNAメチル化阻害剤(5'-aza)、脱アセチル化抑制剤(TSA)による前立腺癌細胞SSTRの発現を誘導行い、real-time RT-PCRにてSSTRs mRNAの定量を行った;2)さらに、CellTiter96 Assayによる細胞の増殖能を測定した;

3)新たにホルモン療法後前立腺摘出術を受けた前立腺癌症例40例を選出し、それらの症例のホルマリン固定パラフィン包埋切片に対してSSTR1,2,4の免疫組織化学を行った。結果:1)男性ホルモン除外培地にて培養したLNcap細胞SSTR1-5mRNAはいずれも増加し、その増加はSSTR1,2,4mRNAにおいて、通常血清培地で培養したLNcap細胞よりも著しかった;2)CellTiter96Assayによる細胞の増殖能は通常培地で培養したLNcap細胞より低下していた;3)ホルモン療法後前立腺摘出術を受けた前立腺癌症例において、SSTR1,2,4の免疫組織化学はそれぞれ、55%, 25%, 25%の陽性例が認められた。特に、SSTR2では、ホルモン療法非施行例(13%)に比べて、明らかに増加した。考察:本研究の結果は、ホルモン治療後、残存する男性ホルモン不応性前立腺癌に対して、SSTRsを標的としたソマトスタチンアナログ製剤による分子標的治療法の可能性を示唆した。研究代表者本人は、今年度中2回も転職したため、研究の環境が変わり、研究に使える時間が少なかった。24年度が最終年度であるため、記入しない。来年度は、さらに、男性ホルモン除外培地(Charcoal濾過serum)にて培養したLNcap細胞の継代培養を延長し、その前立腺癌細胞SSTRsの変化、増殖能の変化、できれば、形態的変化を確認する予定。初回計画書に、動物実験を予定していたが、現在の研究施設は、動物実験が困難な環境にあり、部門外の共同研究をこれから開発する予定。
レプトンによる中間子生成反応とエキゾチックバリオンの研究

バリオン共鳴は強く相互作用する系の力学に関して重要な情報を与える。とくにエキゾチックな量子数を持つハドロンや、ハドロン分子構造を持つバリオンの存在は低エネルギーにおける強い相互作用を理解する鍵なる。ここでは(1)電子線・光子をプローブとする中間子生成反応の解析から(2)ストレンジダイバリオン生成反応の解析かハドロン共鳴のスペクトル、遷移形状因子、ハドロン共鳴の構造を明らかにしていった。バリオン共鳴は低エネルギーQCDの性質に関する重要な情報を与える。特にエキゾチックな量子数を持つハドロンやハドロン分子的構造を持つバリオンはハドロンの構造を理解する鍵を与える可能性がある。本研究計画では、(1)電子線・光子による中間子生成反応によるバリオン共鳴の形状因子、スペクトル、(2)ストレンジダイバリオン共鳴、(3)格子QCD、有効場の理論の方法と中間子発生反応の解析によりエキゾチックなバリオン共鳴の構造を明らかにしていく。本研究の目的はバリオン共鳴、エキゾチックハドロンの構造を解明していくことにある。本年度は(1)光子による中間子発生反応によるバリオン共鳴のスペクトル(2)ストレンジダイバリオン共鳴に関して以下の研究成果をあげた。1.中間子生成反応解析の出発点となるパイ中間子一核子反応及びエータ粒子生成非弾性反応の統一的解析を行い、中間子生成反応模型を構築した。2.1.で構成した強い相互作用の模型を用い、共鳴の電磁結合定数を現象論的パラメタとしてW<1.6GeVのエネルギー領域におけるパイ中間子光子発生過程の研究を行い、パイ中間子生成断面積が非常に良く記述されることがわかった。3.1.で構築した模型の予言する非弾性過程、とくに重要な寄与をもつ2パイ中間子生成過程に注目して解析を行った。このこれにより、中間子生成模型のpi-Delta, rho-N振幅に修正を加えることにより2パイ中間子生成断面積もうまく説明できていることが解った。4.共鳴エネルギーは散乱振幅の極で与えられ、またその電磁的性質は振幅の極におけるresidueから与えられる。1,2,3の解析からえられた中間子発生反応の振幅から共鳴の情報を引き出すために、振幅の解析接続の方法および共鳴のエネルギー、電磁形状因子を抽出する方法を開発した。5.KPPの共鳴であるストレンジダイバリオンの解析を行った。この共鳴粒子の質量を決定するには、Faddeev方程式によるチャンネル結合3体問題を取り入れた解析を行うことが非常に重要性であることが明らかになった。以上の成果にうち1,2については雑誌に発表済み、3-5に関してはすでに投稿済みで近日出版される。1.中間子発生反応の解析により得られた振幅を用い、前年度開発した解析接続の方法を適用して散乱振幅から核子共鳴極のエネルギーを抽出した。さらに散乱振幅の共鳴極のresidueから核子共鳴の遷移電磁形状因子を抽出する方法を開発した。このように共鳴極のresidueとして曖昧さなく共鳴の電磁形状因子を導いた研究は世界でも例がなく非常に重要な核子共鳴の情報を得ることが出来た。今年度はP33,P11,D13共鳴に注目して解析を行った。P33,D13共鳴に関しては極の位置、電磁形状因子ともに従来の予備研究と矛盾ない結果が得られ、中間子雲の効果が形状因子の運動量移行が小さい領域で非常に大きな寄与をすることが見いだされた。これにより従来のクォーク模型の困難を解決することが解った。一方ハドロンの分子的共鳴状態と言われているP11に関する研究から、'Roper'共鳴はπΔ閾エネルギー近傍にある異なるリーマン面上の2つの極から構成されることが解った。これらの研究成果は学術雑誌に投稿中である。2.ストレンジダイバリオンであるKNN共鳴の共鳴エネルギーの解析を進めた。今年度はストレンジダイバリオン共鳴エネルギーのよくわかっていないKN相互作用の模型依存性を調べた。カイラルユニタリ模型が予言するエネルギー依存型KN相互作用を用いると従来の模型とは異なり2つのストレンジダイバリオン共鳴が現れることが解った。この結果は、ストレンジダイバリオン共鳴の実験的研究によりKN相互作用模型を検証するあらたな可能性を与えた。本年度は1.光子による中間子発生反応によるバリオン共鳴のスペクトル2.ストレンジダイバリオン共鳴3.格子QCDと有効場の理論の方法に関して以下の研究成果をあげた。1.中間子発生反応の解析により得られた振幅を用い、核子共鳴の構造を特徴付ける共鳴の崩壊分岐比の解析を行った。一般に共鳴粒子の崩壊分岐比は現象論的に共鳴断面積により定義される。一方理論的には共鳴は散乱振幅の極として得られる。

共鳴が2粒子に崩壊する場合散乱振幅の共鳴極におけるResidueから崩壊分岐比を求められることが分かった。さらに核子共鳴で大きな分岐比をもつ3粒子崩壊の場合Residueを用いた分岐比の導出は自明ではない。そこでここでは3粒子崩壊にも適応可能な分岐比導出の方法を開発した。2.有効レンジ理論を用いてKN-πΣ相互作用について解析を行った。この相互作用はストレンジダイバリオンであるKNN共鳴において中心的な役割を果たす相互作用である。KN観測量を再現するという条件のもとでカイラル有効模型、現象論的分離型相互作用を用いて閾値近傍の物理量(散乱長、有効レンジ)の解析を行い相互作用模型のoff-shell依存性を検討した。その結果KNより低い閾値を持つπΣ散乱の閾値物理量はKN共鳴であるΛ(1405)の構造を大きく反映しまた閾値以下のKN相互作用を制限する非常に有用な物理量であることが分かった。3.核子共鳴であるΔ(1232)のアイソベクトル型軸性ベクトル流形状因子を世界で初めて格子QCDを用いて導いた。得られた結果はまたカイラル有効理論による結果と比較しパイ中間子質量依存性などを検討した。結合定数と比較した。本研究の目的はバリオン共鳴、エキゾチックハドロンの構造を解明していくことにある。本年度は1.光子による中間子発生反応によるバリオン共鳴のスペクトル2.ストレンジダイバリオン共鳴に関して以下の成果を得た。1中間子生成反応の模型を拡張し、新にストレンジネスを生成するハイペロンとK中間子のチャンネルを取り入れた。これによりSU(3)8重項の基底状態Goldstone Bosonとスピン1/2バリオンからなるバリオン・メソンチャンネルをすべて取り入れることができた。新しい模型を用いて不変質量が2GeVの領域までのパイ中間子および光子と核子反応における中間子生成過程の解析し、得られた散乱振幅の複素エネルギー平面における解析性を前年度に開発した方法を用いて調べた。その結果不変質量が2GeV以下の質量領域における共鳴粒子のスペクトル崩壊幅、分岐比の研究を完成した。これまで発見されたとされる共鳴粒子の幾つかは我々の包括的な中間子生成反応の解析からは同定されず、今後詳細な検討を進める予定である。2理論的に予言されたストレンジクオークを含むK中間子が2核子と束縛したストレンジダイバリオンの存在が最近光子やK中間子を用いた実験により調べられようとしている。本研究ではKNN-πYNのチャンネル結合AGS方程式を初めて実運動量・実エネルギー上で解き、3体の散乱振幅に現れるストレンジダイバリオン共鳴のシグナルを解析した。実運動量・実エネルギー上における3粒子散乱振幅の解析は1粒子交換過程による3粒子問題グリーン関数の特有特異性のために生じる数値解法上の困難がある。ここではpoint methodと呼ばれるパデ近似により解析接続する方法を用いてこの特異性を処理した。解析の結果、KNN-πYN系の散乱振幅にストレンジダイバリオン共鳴のシグナルが実際見られることが示された。
実システムへの適用に適したロバストゲインスケジューリング制御器設計法開発と実証

2016年度に開発した「オブザーバ併合型出力フィードバックロバスト制御器とスケーリング行列の同時設計法」を用いた実験用航空機MuPAL-αの横/方向運動制御に対する制御器設計を試みたものの,従来設計結果ほどの制御性能が得られなかったため,一旦設計を中止した.一方,以前に開発した「不確かなスケジューリングパラメータを想定したゲインスケジュールド出力フィードバック制御器設計法」の定式化について,その保守性が確認されていたものの,その原因及び改善策が得られていなかった点について再考し,用いていた「不確かなスケジューリングパラメータをover-boundingする方法」が保守性を生じる原因であること,およびその改善策として消去補題(elimination lemma)と呼ばれる方法を用いることが有効であることを確認した.そこで,消去補題を用いた「不確かなスケジューリングパラメータを想定したゲインスケジュールド出力フィードバック制御器設計法」の定式化を行い,その有効性を国際会議にて報告した.さらに,MuPAL-αの横/方向運動に対する制御器設計を行い,設計および事後解析において従来手法による制御器に比べて制御性能が向上することを確認し,国際会議にて報告した.なお,飛行試験においても制御性能が向上することを確認したが,これは未発表である.昨年までに「不確かなスケジューリングパラメータを想定したゲインスケジュールド出力フィードバック制御器設計法」を開発しているが,そこでは,実際のスケジューリングパラメータ値と無関係な絶対的な不確かさを想定していた.しかし,実システムにおいては,実際のスケジューリングパラメータ値に比例した不確かさも存在する場合があり,実用性を更に高めたゲインスケジューリング制御器として,両方の不確かさ(絶対的な不確かさおよび比例的な不確かさ)に対処可能な制御器が望まれ,設計法の開発を進めた.その結果,過去に開発した設計法の条件がスケジューリングパラメータおよび不確かなスケジューリングパラメータに関してaffineであることから,両方の不確かさの区別が実質的には存在しないことを示すと共に,この事実を利用することで両方の不確かさに対処可能な制御器設計法を提案した.提案方法では,想定したスケジューリングパラメータおよび想定した不確かなスケジューリングパラメータから構成された直積集合を覆うminimum convex polytopeを考えることで,両方の不確かさに対処可能であることを示し,提案設計法の有効性を数値例により示した.また,提案設計法を用いたゲインスケジュールドモデルマッチング制御器を実験用航空機MuPAL-αの横/方向運動に対して設計し,制御性能確認のための飛行試験を行った.そこでは,スケジューリングパラメータである対気速度に含まれる計測誤差をより厳密に見積もることで,絶対的な不確かさと比例的な不確かさの二つのタイプの不確かさが混在していると問題設定を行い,制御器を設計した.飛行試験では,予想通り,提案設計法を用いて設計した制御器は,不確かさを想定しないゲインスケジュールド制御器よりもマッチング性能が高いという結果が得られた.当初は,27年度にオブザーバ併合型状態フィードバック制御の構成を有するゲインスケジュールド制御器の設計法開発を実施する予定だったが,年度途中において,上司の退職があり,それに伴い,実験用航空機のメンテナンス管理が研究以外の仕事として追加された.その結果,研究時間を削減せざるをえず,進捗に少し遅れが発生している.2015年度に設計したゲインスケジュールドモデルマッチング制御器の飛行試験結果を国際会議にて発表した際に,繰り返し計算による計算負荷を低減することの重要性を指摘された.これを受け,本研究の本来の目的であった「オブザーバー併合型状態フィードバック制御器設計」という設計仕様に加えて,H∞制御の拡張であるμ設計やscaled-H∞制御において必要となるスケーリング行列も同時に最適化する設計法の開発に取り組み,線形時不変システムに対する基本的な結果を得て,現在,国内雑誌へ投稿中である.この設計法は,dilated LMIと呼ばれる行列拡大法をベースにしており,その際に導入する行列に構造的な制約を加えることで当該設計法を得ているが,数値例においては,その構造的な制約が保守性をもたらさない場合があることを確認しているのみならず,スケーリング行列の同時最適化による性能改善も確認できており,提案設計法の有用性は高いと考えられる.なお,ゲインスケジュールド制御への拡張のみならず,不確かなパラメータしか得られない場合のゲインスケジュールド制御への拡張も容易に可能である.(現在,これらの成果は国際会議へ投稿中である.)その他,風力発電のタービンブレードピッチ角制御や航空機の突風軽減制御に適用可能な事前に入手した外乱情報を有効に用いるフィードフォワード制御器設計問題に一般化KYP補題を用いることで,特定の周波数帯域での制御性能改善を目指した設計法を開発し,国際会議にて発表した.ここでは,事前外乱情報は正確に得られると仮定していたが,実際には不確かさを含んだ情報しか得られないことを考慮し,そのような場合への拡張を行い,2017年のIFAC World Congressにて発表する予定である.実験用航空機のメンテナンス管理,およびHorizon2020による国際共同研究実施にともなう実験実施の雑務などにより,設計法の開発がおくれている.昨年度考案した,線形時不変システムに対する「オブザーバー併合型状態フィードバック制御器と性能評価を特徴付けるスケーリング行列の同時設計」を拡張し,不確かさをあらわすパラメータを有する線形パラメータ依存システムに対する設計法,および運用条件の変化をあらわすスケジューリングパラメータを有する線形パラメータ変動システムに対する設計法(不確かなスケジューリングパラメータしか得られない条件下の定式化を含む)を考案し,国際会議にて報告した.なお,前者に対しては,国内学会論文誌にて成果の一部を報告した.

また,スケーリング行列をより一般化した線形パラメータ依存システムに対する定式化についても論文作成を行い,現在,国際学会誌に投稿中である.以上により,理論的研究における当初目標は達成した.また,上記の研究を実施する上で,ほとんどの制御器がオブザーバと推定状態量をフィードバックする「オブザーバ構造型状態フィードバック制御器」として等価に記述できることを示し,Mediterranean Control Conference 2018にて報告する予定である.一方,実験システムによる有効性および有用性検証については,遅延が生じている.本来の計画であれば,今年度に実験システムに対する設計,有効性検証を実施する予定であったが,実験用航空機MuPAL-αの実験コンピュータが2017年3月に故障し,修理完了が2018年1月まで要したこと,無人航空機に対する法改正の影響より,QTW無人機および放射線観測無人機の運用が以前ほど容易ではなくなったことから,実験システムに対する設計が2017年度には実施できなかった.実験システムへの適用による検証が遅れているが,その要因は以下による.(1)実験用航空機MuPAL-αを管理してた上司の退職に伴う業務管理の増加(3)無人航空機の運用条件の厳格化2016年度に開発した「オブザーバ併合型出力フィードバックロバスト制御器とスケーリング行列の同時設計法」を用いた実験用航空機MuPAL-αの横/方向運動制御に対する制御器設計を試みたものの,従来設計結果ほどの制御性能が得られなかったため,一旦設計を中止した.一方,以前に開発した「不確かなスケジューリングパラメータを想定したゲインスケジュールド出力フィードバック制御器設計法」の定式化について,その保守性が確認されていたものの,その原因及び改善策が得られていなかった点について再考し,用いていた「不確かなスケジューリングパラメータをover-boundingする方法」が保守性を生じる原因であること,およびその改善策として消去補題(elimination lemma)と呼ばれる方法を用いることが有効であることを確認した.そこで,消去補題を用いた「不確かなスケジューリングパラメータを想定したゲインスケジュールド出力フィードバック制御器設計法」の定式化を行い,その有効性を国際会議にて報告した.さらに,MuPAL-αの横/方向運動に対する制御器設計を行い,設計および事後解析において従来手法による制御器に比べて制御性能が向上することを確認し,国際会議にて報告した.
小児白血病患者における日和見感染経路の解明とその防御対策に関する研究

前年度において、病楝に入院中の小児白血病児におけるガンジダ酵母の保有について実態調査を計画し、免疫不全状態にある患者とその家族、医療従事者からガンジダ酵母を分離した。分離した株の染色体電気泳動核型及び制限酵素SmaIによる切断パターンを解析した結果は、主として以下の点に要約される。第1に、制限酵素SmaIによる切断パターンが、個人に由来する菌株を識別するのに有効であること。第2に、調査した5症例について臨床経過と菌の検出時期との関係を調べ、患者から分離された菌株の由来を解析した。患者が免疫不全状態に陥った時期に、母親から患者へと菌の移行があったと推測された症例を見出だした。この結果は、母親から患児へ菌株が移行するという感染の経路を示唆していた。また、母親とは別の菌株が患者から分離される例もあり、感染経路にはいくつかの様式があることが推察された。本年度は以上の研究結果をまとめ、学会や学術誌において報告してきた(第14回日本看護科学学会、Doi et al.1994)。今後に残された点として、患者に接する他の家族や医療従事者等の分離株についての解析がなされていないので、現在それらについては、さらに例数を増やした研究が進行中である。我々はこれまで、パルスフィールドゲル電気泳動法によって多数の研究室保存株や臨床分離株の染色体核型の解析を行い、カンジダ属酵母の同定法を確立してきた(Iwaguchi et al.,1990:Doi et al.1992)。これらの基礎的な検討の後に、病棟に入院中の小児白血病児におけるカンジダ酵母の保有について実態調査を計画した。本年度の研究は、当初の予定通り、免疫不全状態にある患者とその家族、医療従事者からカンジダ酵母を分離できたので、染色体電気泳動を行なった。分離した株の染色体電気泳動核型及び、制限酵素SmaIによる切断パターンを調べた。その結果、制限酵素SmaIによる切断パターンは、個人に由来する菌株を識別するのに有効であることを示した。さらにアイソトープで標識したDNAプローブによってハイブリダイズさせた実験においても、制限酵素切断パターンの結果と同様の結果が得られ、SmaIパターンの有効性が確認された。次に、今回調査した数症例について、臨床経過と菌の検出時期との関係を調べ、患者から分離された菌株の由来を解析した。患者が免疫不全状態に陥った時期に、母親から患者へと菌の移行が推測された症例を見出した。この結果は、母親から患者へ菌株が移行するという感染の経路を示唆していた。また、母親とは別の菌株が患者から分離される例もあり、感染経路にはいくつかのパターンがあることが推察された。今後さらに多数の臨床分離株を解析し、感染経路を明確にすることが必要である。前年度において、病棟に入院中の小児白血病児におけるカンジダ酵母の保有について実態調査を計画し、免疫不全状態にある患者とその家族、医療従事者からカンジダ酵母を分離した。患者が免疫不全状態に陥った時期に、母親から患者へと菌の移行があったと推測された症例を見出した。今後に残された点として、患者に接する他の家族や医療従事患者等の分離株についての解析がなされていないので、現在それらについては、さらに例数を増した研究が進行中である。
平滑筋細胞におけるT型カルシウムチャネルの生理学的意義

平滑筋細胞の収縮はCaチャネルから流れ込むCa^<2+>量に依存し、収縮に必要なCa流入に関与するL型とL型の制御を行うT型に分けられる。平滑筋細胞にはα1G及びα1Hの2種のT型Caチャネルが存在し、妊娠経過や病態によって発現量が変化する。両T型Caチャネルは近似したチャネル特性を持つが、クモ毒であるProTx-Iはα1Gに特異的な抑制を示す。このことから、両T型Caチャネルが共存することで、毒物等の侵入による機能不全を回避するシステムを構成していると考えられた。平滑筋細胞にT型電位依存性Caチャネルが存在しているが、平滑筋細胞はT型Caチャネルの活性化には適していない環境下にあると信じられてきたため、その存在意義については疑問視されてきた。T型Caチャネルのうちα1Hは消化管や心筋などの末梢組織に多く分布することが知られており、α1Gやα1Iとは組織分布に大きな違いがある。特定の平滑筋組織において特定のサブタイプが発現するという事実は、平滑筋組織におけるT型Caチャネルの役割を十分推測させるものである。妊娠ラット子宮筋におけるCaチャネル発現の計時的変化を調べた研究(Ohkubo et al., Gynecol.Obstet.Invest., 59:80-85, 2005)でも、よく知られているL型Caチャネルの妊娠末期の変化と連動してT型Caチャネルの変動も起こること、また、妊娠中期ではL型Caチャネルとは独立に変動することを見つけた。環境変化によるCaチャネル発現の質的変化(出現サブタイプの変動)はstreptozotocin誘発糖尿病ラット脊髄においても見られ、Caチャネル発現の質的変化が細胞・組織の機能変化に強く関係していることを確認した(この場合はstreptozotocin誘発糖尿病ラットで見られる知覚過敏)(Umeda et al., Life Sci., 79:1995-2000, 2006)。現在、ラットa1H及びa1G T型Caチャネルサブタイプ特異的なsiRNAの分子設計を行っている。また、各組織の初代培養細胞作成について技術向上を図っている。平滑筋細胞にT型電位依存性Caチャネルが存在しているが,平滑筋細胞はT型Caチャネルの活性化には適していない環境下にあると信じられてきたため,その存在意義については疑問視されてきた。T型Caチャネルのうちα1Hは消化管や心筋などの末梢組織に多く分布することが知られており,α1Gやα1Iとは組織分布に大きな違いがある。特定の平滑筋組織において特定のサブタイプが発現するという事実は,平滑筋組織におけるT型Caチャネルの役割を十分推測させるものである。今年度は特にα1G及びα1Hの機能の違いを調べる目的でこれらチャネルのキメラチャネルを作成し,電気生理学的特徴の変化を調べた。その結果,2種類のチャネルの電気生理学的な差はあまりないが,α1Gのdomain IV S3-S4をα1Hに入れ替えるとある種の生物毒に対して抵抗性が増すことがわかった。これらのことはこれら2つのチャネルは生理的な環境下では同質の機能を有しているが,病的環境下では異なる機能を発揮する可能性を持つことを示している。現在,ラットalH及びalGT型Caチャネルサブタイプ特異的なsiRNAの分子設計を行っている。また,各組織の初代培養細胞作成について技術向上を図っている。平滑筋細胞に存在するT型Caチャネルのうちα1Hは消化管や心筋などの末梢組織に多く分布することが知られており、α1Gとは組織分布に大きな違いがある。α1Hの電気生理学的な性質は静止膜電位の浅い平滑筋細胞で機能しやすい特徴を持っているが、チャネルを流れる電流としての性質はα1Gと殆ど変らない。そのため、この両チャネルは遺伝子としては異なるが、生理機能に関しては類似した機能を持つと考えられる。そのため、今年度は、当初、RNA干渉およびアンチセンスによるT型Caチャネル発現阻害実験を行い、その効果を検討することを考えていたが、α1G及びα1Hチャネルの違いを明確にするため、薬理学的実験を先行して行った。T型Caチャネルを遮断する薬物はmibefradilなど数種が報告されているが、特異的な遮断薬ではないため、薬理学的アプローチも可能になった。そこで、T型Caチャネル特異的阻害作用を持つProTx-Iの抑制効果をα1H及びα1Gチャネルを用いて検討したところ、ProTx-Iはα1Gに特異的な抑制を示し、この抑制作用はDomain IV S3-S4接続部のアミノ酸配列で決定されることがわかった。ProTx-Iは試薬として入手可能であるが、投与法を改善することにより、T型Caチャネルの生理機能を調べる安価で確実な方法が確立できると考えられている。今後、平滑筋の収縮測定、活動電位測定がアッセイ系として十分な感度を持つかどうかを検証する。
大脳皮質の興奮性と抑制性の神経細胞がつくる機能的回路形成の分子基盤

ホモフィリックな細胞接着分子c-Pcdh遺伝子群は、CTCFの制御下で確率的な発現様式を持ち、個々の神経細胞に分子的多様性を与えるが、その役割は未だ明らかとはいえない。一方、大脳皮質の興奮性と抑制性の神経細胞は別々の場所で産生され、大脳皮質で統合されて機能的な神経回路を形成するが、その分子基盤は不明な点が多い。本研究では、大脳皮質の興奮性と抑制性の神経細胞でc-Pcdh遺伝子群およびCTCFを操作することで神経回路がどのように変化するかの詳細な解析をおこない、c-Pcdh遺伝子群のホモフィリックな細胞接着とCTCFによる確率的な遺伝子発現制御が機能的神経回路形成の分子基盤として働いていることを明らかとすることを目的とする。本年度は、特定のc-Pcdhを抑制性神経細胞特異的に欠損させ、c-Pcdhが欠失した細胞を蛍光タンパク質で可視化できるマウスを作製して解析をおこなった。まず、蛍光タンパク質を目印にc-Pcdhが欠失した抑制性神経細胞が大脳皮質でどのような分布を示すのかを全脳イメージングにより解析した。また、より詳細に解析するため、大脳皮質体性感覚野でいくつかの抑制性神経細胞特異的な抗体を用いて解析をおこなった。その結果、特定のc-Pcdhを抑制性神経細胞特異的に欠損させた場合に異常が認められることが分かった。現在、特定のc-Pcdhを欠損させた場合に認められる異常が何によるものなのかを明らかにするため解析を進めている。一方、CTCF抑制性神経細胞特異的欠損マウスでも、欠損した抑制性神経細胞で蛍光タンパク質が発現して可視化できるマウスの作製を進めた。CTCF欠損マウスでもc-Pcdh欠損マウスで認められたような異常がないかの解析を進めている。c-Pcdh、あるいはCTCFを欠損させた神経細胞を可視化する必要があった。そのため、これらの遺伝子が欠失すると同時に蛍光タンパク質が発現するマウスの作製をおこなった。蛍光タンパク質を目印に解析を進めることで、内在性の分子マーカーに頼ることなく解析することが可能となり、これらの遺伝子が欠失すると抑制性神経細胞にどのような異常が生じるかの一端を明らかにすることができた。これまでの研究成果をもとに、本年度はc-Pcdh、あるいはCTCFを欠損させた神経細胞で認められる異常がどのようなメカニズムで生じているのかの解析を進める予定である。また、蛍光タンパク質を目印として遺伝子を欠失した細胞をセルソーターにより分取して、遺伝子の発現変化の解析をおこない、どのような分子の遺伝子発現が影響を受けているのかを解析する。

本研究では、大脳皮質の興奮性と抑制性の神経細胞でc-Pcdh遺伝子群およびCTCFを操作することで神経回路がどのように変化するかの詳細な解析をおこない、c-Pcdh遺伝子群のホモフィリックな細胞接着とCTCFによる確率的な遺伝子発現制御が機能的神経回路形成の分子基盤として働いていることを明らかとすることを目的とする。本年度は、CTCFを抑制性神経細胞特異的に欠損させたマウスを作製して、解析をおこなった。抑制性神経細胞特異的にCTCFを欠損させると、マウスはてんかん様の症状を呈し、生後1ヶ月以内に死亡することが分かった。そこで、CTCFが欠損すると抑制性神経細胞にどの様な変化が起きているのかの詳細な解析を進めた。その結果、大脳皮質の神経活動に異常を示すデータを得ることができた。一方、c-Pcdh遺伝子群の興奮性と抑制性の神経細胞での役割を明らかにするため、それぞれの細胞特異的にc-Pcdh遺伝子群の一部を欠損させたマウスの作製をおこなった。その結果、欠損させたc-Pcdh遺伝子群で見る限り、興奮性より抑制性の神経細胞で欠損させた方が強い表現形を示すことがわかった。また、大脳皮質の神経活動にCTCF欠損マウスと類似した異常を示すデータを得ることができた。本年度は、まず興奮性細胞でc-Pcdh遺伝子群の一部を欠損させたマウスを作製して解析をおこなう計画であったが、当初の計画通り遂行することができた。また、抑制性神経細胞でc-Pcdh遺伝子群の一部を欠損させたマウス、CTCFを欠損させたマウスも計画通り作製して解析を進めることができた。また、来年度に計画していた実験にも着手することができた。これまでの研究成果をもとに、本年度はc-Pcdh、あるいはCTCFを欠損させた神経細胞で認められる異常がどのようなメカニズムで生じているのかの解析を進める予定である。また、蛍光タンパク質を目印として遺伝子を欠失した細胞をセルソーターにより分取して、遺伝子の発現変化の解析をおこない、どのような分子の遺伝子発現が影響を受けているのかを解析する。本年度は、研究計画に従って上記の3種類のマウスを作製して、解析を進めることができた。得られた解析結果をもとに、さらに詳細な解析を進めることでc-Pcdh遺伝子群およびCTCFの神経回路形成における役割を明らかにしていく。また、研究計画に従って、興奮性および抑制性の神経細胞で特定のc-Pcdhアイソフォームを発現するマウスを作製して解析を推進していく。本年度は、研究室の異動に伴い当初考えていたほど十分に実験をする時間を確保することができなかったため、使用額が少なくなった。次年度は、マウスの購入や遺伝子改変マウスの飼育、繁殖、免疫組織化学に必要な試薬、in vivoで遺伝子導入をするために必要な試薬や機器、その他実験に必要な試薬などに予算を使用しながら引き続き計画を進めていく予定である。マウスの作製と交配により目的の神経細胞特異的に遺伝子を欠損させるのに時間を要したため、本年度は当初の予定より使用額が少なくて済んだ。次年度からは、作製したマウスを用いてより詳細な解析を進めるために予算を使用する計画である。
電子回路特性評価効率化のための新周波数解析の提案と応用

2次元ダイアモンド型離散周波数分布の周波数成分を計算する時のサンプリング点数を圧縮する問題を調査した。その結果、2次元のダイアモンド型周波数分布を持つフーリエ解析で、必要な周波数データ数と同じ数のサンプリング点数を持つサンプリング方法を見つけることができた。このやり方を3次元の一般的なサイズのダイアモンド型周波数分布を持つフーリエ解析に適用できないか調査した結果、適用できないことが分かった。そこで次に、3次元のダイアモンド型周波数分布を持つフーリエ解析で、できるだけサンプリング点数の少ない方法を調査した。その結果、必要な周波数データ数の約1.1倍のサンプリング点数を持つ効率的なサンプリング方法を見つけることができた。本研究の目的は、主に以下の2つである。(1)すでに、ハーモニックバランス法に用いる2次元フーリエ変換のデータ圧縮を可能にする手法に関する論文を2つ発表した。これは数学的原理面から導出したものであり、これらを実際の問題に応用して、この解析方法が本当に有効であるかを調べること。(2)すでに、3次元フーリエ解析の1例では、データ圧縮が可能であることを示すことができた。しかし一般的な3次元の場合にも成り立つかは分かっていない。そこで、3次元の一般的な場合でも成立するか調べること、4次以上の次元の場合でも、成り立つかを調べること。21年度研究実施計画では、この(1)、(2)を計画していた。実際には、このうち(2)に重点を置き、3次元の一般的な場合でも、データ圧縮が可能であることを調べた。その結果、・3次元の(2M+1)*(2M+1)*(2M+1)の、各次元で(2M+1)ポイントずつサンプリングする一般的な場合に対して、サンプリング点数の削減が、すべてのMに対して可能である。・数値解ではなく、解析解が存在し、Mを与えると、サンプリング点数をMの関数として、表現することができる。・従来のサンプリング方法では、必要な周波数成分数に対して6倍のサンプリング点数が必要だが、新しく提案するサンプリング方法では、1.5倍のサンプリング点数で済み、従来に比べて4倍のデータ圧縮が可能である。ことなどを示すことができた。そこで上に得られた成果を、IEEEのTCAS-Iに投稿中である。本研究の目的である、ダイアモンド型周波数分布を持つ3次元フーリエ変換時のサンプリング点数の圧縮の問題を中心に調査した。その結果、得られた結果は以下のとおりである。(1)21年度に、3次元の一般的なサイズのダイアモンド型周波数分布を持つフーリエ解析で、(2M+1)*(2M+2)*(2M+3)の組織化されたサンプリングで、従来の単純な方法に比べてデータ圧縮が可能であり、必要な周波数データ数の1.5倍程度のサンプリング点が必要なことが分かった。そこで、組織化されていないサンプリング点の取り方(これをスポラディック・サンプリングと命名)では、1.2倍程度のサンプリング数にまで圧縮できることを見つけた。(2)1.2倍よりももっと少ない、効率的なサンプリング方法を調査した。具体的には、従来連続フーリエ変換で使用されている2次型サンプリングを離散化してこの問題に適用する方法を試みた。その結果、データ圧縮そのものについては成果が得られてはいないが、従来の2次型サンプリングを離散型フーリエ変換にも適用できることを見つけた。また離散型2次型サンプリングの特徴を調べているうちに、3次型以上の高次型サンプリングも、適用可能なことが分かった。21年度の成果をまとめたIEEE投稿論文が却下されたのは残念であった。(1)2次元の一般的なサイズのダイアモンド型周波数分布を持つフーリエ解析で、必要な周波数データ数と同じ数のサンプリング点数でサンプリングが可能なことが分かった。2002年以来考え続けてきた問題は、2次元の場合にようやく満足のいく解を得ることができた。そこで、このやり方を3次元の一般的なサイズのダイアモンド型周波数分布を持つフーリエ解析に適用できないか調査した。その結果、そのままでは適用できないことが分かった。(2)3次元の一般的なサイズのダイアモンド型周波数分布を持つフーリエ解析で、できるだけサンプリング点数の少ない方法を調査した。従来までの方針を決めて調べる方法をとる代わりに、可能なサンプリング方法すべてを調べ上げる方法を採用した。その結果、必要な周波数データ数の約1.1倍のサンプリング点数を持つ効率的なサンプリング方法を見出した。これらの結果を、論文としてまとめて、投稿予定である。
近世中後期から近世近代移行期の蝦夷地・北海道における芸能文化の基礎的研究

本研究は、近世中期から近世近代移行期に、松前三湊と呼ばれた福山、江差、箱館で行われた芸能興行について、その基礎的なデータの集積と、それをもとにして「芸能」に視座を置いて、当該期の蝦夷地・北海道の社会構造・文化を明らかにすることを目的とした。平成15年度の実績は以下の通りである。(1)平成14年度以来、調査・収集を続けてきた、北海道大学附属図書館などが所蔵する関連史料についてデータベース化を進めた。また、本研究では、「芸能」に視座を置いて、北前船交易ルートの文化史的意義の解明に向けての展望を得ることも目的であり、東北・北陸地方において関連史料の所在調査を行い、新潟県・十日町情報館所蔵徳永家文書など、実際に所在が確認できたものについて予備的調査を実施した。(2)収集した史料の一部を用いて、近世後期の松前三湊における芸能興行について、その興行主の動向を明らかにした。具体的には、天保期の松前三湊には「三ヶ場所芝居建テ本」と呼ばれた興行主が存在して、松前三湊の芝居小屋での芸能興行を取り仕切っていたこと、その興行主は松前で「旅人宿」も務め、松前和人地を訪れる旅人の管理・統制を幕藩権力から担わされていたこと、そして、そうした興行主の社会的存在の位相は、近年の近世芸能史研究において芸能興行の運営における重要性が指摘されている「侠客的存在」と同様に位置付けられること、つまりは松前三湊における都市下層社会の動向の一端を明らかにし得たこと、が挙げられる。今後は、本研究課題での成果をもとに、当該期における松前三湊の社会構造や文化について考察を深めていくとともに、松前三湊での芸能興行を担った芸能者・芸能集団に関する調査を継続して行い、北前船交易ルートの文化史的意義の解明に迫っていきたいと考えている。本研究は、近世中期から近世近代移行期に、松前三湊と呼ばれた福山、江差、箱館で行われた芸能興行についての基礎的なデータの集積と、そのデータをもとに、「芸能」に視座をおいて、当該期の蝦夷地・北海道の社会構造・文化の一端を明らかにすることを目的としている。平成14年度は、北海道立図書館、北海道立文書館、北海道大学附属図書館、市立函館図書館、松前町教育委員会、江差町教育委員会、国立国会図書館などが所蔵する史料から、本研究に関わる史料の収集に重点を置いた。その概要は、以下の通りである。(1)芸能興行の制度的な枠組みに関して、近世期の松前三湊の「沖ノ口改」のなかの「興行」に関する規定、町年寄の公務日記に見られる芸能興行を出願した願書類、近代期の法令集から芸能興行に際して賦課された租税に関する規定などについての史料を収集した。(2)芸能興行の実態を把握するためには、松前三湊に暮らしたさまざまな身分・階層の人々の日記類、そこを訪れた全国各地の武士・商人・知識人、外国人などの紀行文などが重要である。近世期から近代初期にかけての主な史料としては、松浦武四郎の紀行文、松前の神主・白鳥家の日記、松前藩士・木村氏の日記、場所請負人・伊達家の福山店の日記、江差の豪商・関川家の日記類などが挙げられる。また、近代期の史料としては新聞記事も重要であり、明治20年代までの『函館新聞』から、関係するデータを収集した。以上については、データベース化を進めている。また、収集した史料の一部は、平成14年度に北海道開拓記念館が実施した分野別研究、特別展のなかで活用した。今後、東北・北陸地方との関わりを示す史料、民俗芸能に関する史料など、さらなる史料の収集とデータベース化を進め、本格的な分析に取り組んでいきたいと考えている。
最新の遺伝子解析技術を駆使した先天性尿細管チャネル・輸送体異常症の分子機構の解明

先天性尿細管チャネル・輸送体異常症として発症頻度の高い、Bartter症候群、Gitelman症候群、偽性低アルドステロン症に関する最新の解析技術を用い、良好な結果を得たので報告を行った。1, Bartter症候群・Gitelman症候群:それぞれの病気において、遺伝子解析における変異検出率は決して高くないことが知られているが、私たちは、従来のゲノムDNAからのPCRおよび直接シークエンス法に加え、尿中落下細胞から抽出したmRNAを用いたRT-PCR法やPCR半定量による広範囲ヘテロ接合体欠失の同定など、最新の遺伝子解析技術を駆使することで、その変異検出率を大幅に向上させることに成功した(Nozu Pediat Research 2009, Nozu Hum Genet 2009)。2,偽性低アルドステロン症:同疾患は新生児期に高カリウム血症、体重増加不良を認めるものの自然軽快する疾患である。更に本疾患は常染色体優性遺伝形式をとる疾患であるが、その発症機序は変異のあるalleleが産生するタンパクによるdominant negative効果により発症するか、一つのalleleに変異があるためMR受容体産生量が減少することによるhaplo insufficiency効果により発症するのか未だに不明である。私たちは従来の解析方法でMR遺伝子に新規の変異を同定し、さらに尿中落下細胞から抽出したmRNAを用いたsplicing異常の同定により、dominant negative効果により発症する機序が否定できないことを証明した(Kanda, Nozu BMC Nephrol 2009)。