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不安定核の二次核反応による中性子多体系の研究

中性子多体系のダイナミクスの情報を得るために、不安定原子核の内部エネルギーを利用した原子核反応-発熱型荷電交換反応-を用いて軽い中性子過剰核および4中性子系の生成過程を調べることが目的である。これを実現するために、反応高分解能磁気分析装置(SHARAQスペクトロメータ)および高分解能ビームラインにおいて飛跡を分析する検出器を設計・製作し、4中性子系の生成に最も適した原子核反応(8He, 8Be→2α)で測定する2個のα粒子の検出システムを開発した。発熱型荷電交換反応による高励起状態および二重荷電交換反応による中性子過剰核12Beの生成に成功し、2012年前半に実施予定の4中性子系生成実験の礎が固められた。本研究は、不安定核ビーム(RIビーム)の中間エネルギー直接反応を用いて、3および4中性子系、超重水素同位体6,7Hおよび中性子ドリップラインを超えた軽い原子核を生成し、そこに発現する中性子相関を調べることにより、中性子多体系のダイナミックスを解明することを目的とする。具体的には、核子あたり100-200MeVの二重荷電交換反応およびαノックアウト反応の測定を行い、実験で得られる反応断面積、質量欠損スペクトルおよび崩壊との相関の分析により中性子の多体相関のダイナミクスの解明をめざす。本研究は,不安定核ビーム(RIビーム)の中間エネルギー直接反応を用いて,3および4中性子系,超重水素同位体6,7Hおよび中性子ドリップラインを超えた軽い原子核を生成し,そこに発現する中性子相関を調べることにより,中性子多体系のダイナミックスを解明することを目的とする。具体的には,核子あたり100-200MeVの二重荷電交換反応およびαノックアウト反応の測定を行う。加速器を用いた実験は平成21年度以降に行うが,本年度は,そのための準備として以下の研究を行った。(1)高分解能磁気分析器SHARAQ焦点面検出器(CRDC)の開発本研究で測定する中間エネルギーのα粒子を含む軽い重イオンの焦点面における飛跡を測定する検出器の開発を行っている。高分解能を実現するために物質量の少ない検出器として,低ガス圧で動作するCRDC(CathodReadoutDriftChamber)の設計を行い,詳細仕様を確定した。有感領域55cm×30cmの検出器2台で構成され,分割カソード(1024チャネル)に誘起される電荷分布の重心を求めることにより,半値幅300μm以下の分解能が期待される。(2)多チャンネル検出器のための高速データ収集システムの開発CRDCの多数の信号処理として,フランスで開発された前置増幅器にマルチプレクサを組み込んだASICを用いることとし,これを製作した。また,Multi-HitTDCおよびFlashADCといったデッドタイムのほとんどないアナログデジタル変換器を高速で読み出すためのシステムの検討を始め,プロトタイプシステムの製作を進めている。(3)ノックアウト反応モデルの検討中間エネルギー領域では,インパルス近似がよい精度で適用可能であることがわかり,それに基づくモデルの検討を始めた。α粒子ノックアウトに関しては,分光学的因子の見積もりが必要であるが,殻模型とクラスター模型の関連についての研究を進めている。具体的には、核子あたり100-200MeVの二重荷電交換反応およびαノックアウト反応の測定を行う。加速器を用いた実験は平成21年度以降に行う予定が、本年度は、そのための準備として以下の研究を行った。(1)高分解能磁気分析器SHARAQ焦点面検出器(CRDC)の製作本研究で測定する中間エネルギーの□粒子を含む軽い重イオンの焦点面における飛跡を高分解能で測定するために物質量の少ない低ガス圧で動作するCRDC(Cathod Readout Drift Chamber)を昨年度確定させた詳細仕様に基づき製作した。有感領域55cm×30cmの検出器2台で構成され、分割カソード(1024チャネル)に誘起される電荷分布の重心を求める。α線源および核子あたり200MeVの窒素ビームを用いて、半値幅300□m以下の分解能が得られることを実証した。(2)多チャンネル検出器のための高速データ収集システムの開発CRDCの多数の信号処理として、フランスで開発された前置増幅器にマルチプレクサを組み込んだASICを用いることとし、これを製作した。また、Multi-Hit TDCおよびFlash ADCといったデッドタイムのほとんどないアナログデジタル変換器を高速で読み出すための第一段階のシステムを製作しSHARAQスペクトロメータのコミッショニング実験に用いた。(3)SHARAQ

スペクトロメータによる8Be測定シミュレーション8Beから崩壊する2つのα粒子をSHARAQスペクトロメータで測定するためのシミュレーションに必要な、電磁石の精密な磁場測定を行った。高次の収差をふくむイオン光学上のパラメータがほぼ決まり、2粒子測定効率の見積もりのための基礎データが得られた。(4)ノックアウト反応モデルの検討中間エネルギー領域では、インパルス近似がよい精度で適用可能であることがわかり、それに基づくモデルの検討を始めた。□粒子ノックアウトに関しては、分光学的因子を殻模型とクラスター模型で見積もる方向で理論研究者との研究交流を図った。本研究は、不安定核ビーム(RIビーム)の中間エネルギー直接反応を用いて、3および4中性子系、超重水素同位体6,7Hおよび中性子ドリップラインを超えた軽い原子核を生成し、そこに発現する中性子相関を調べることにより、中性子多体系のダイナミックスを解明することを目的とする。具体的には、核子あたり100-200MeVの二重荷電交換反応およびαノックアウト反応の測定を行う。本年度は、加速器を用いた実験の準備として以下の研究を行った。(1)SHARAQスペクトロメータの焦点面で用いる荷電粒子測定装置の開発本研究の二次核反応測定では、1つあるいは2つのα粒子を、高分解能磁気分析装置SHARAQで測定する。そのための荷電粒子飛跡検出器2台を製作しその基本性能評価を完了した。、一粒子に対するSHARAQの検出効率に基づいて8Be→2α過程からの2つのα粒子の軌道解析および検出効率の導出を行い、2α検出のためのSHARAQの設定条件および検出器の改良点を明らかにした。(2)ビームライン検出器の開発実験で用いる8Heビームの飛跡を高精度で測定するための検出器を製作し、核子あたり250-350MeVのt,3He,6He,6Li等の粒子に対する基本性能評価実験を実施し、いずれの粒子に対しても検出効率90%以上、位置分解能250ミクロン以下(半値全幅)を達成した。これらは本研究のために十分な性能である。(3)反跳粒子検出器の開発二次核反応で反跳される、水素同位体および中性子をコンパクトに検出するための装置の仕様を検討し、ファイバー状のシンチレータの読み出しのための多アノード型光電子増倍管を導入した。(4)二重荷電交換反応のモデル計算二重荷電交換反応に関するモデル計算のための計算コードを整備し、遷移密度の計算を始めた。本研究は、不安定核ビーム(RIビーム)の中間エネルギー直接反応を用いて、3および4中性子系および超重水素同位体6,7H等の中性子ドリップラインを超えた軽い原子核を生成し、そこに発現する中性子相関を調べることにより、中性子多体系のダイナミックスの解明を目指すことを目的とする。具体的には、主に核子あたり100-200MeVの二重荷電交換反応の測定を行う。本年度は、加速器を用いた実験の準備として以下の研究を行い、実験プロポーザルが採択された。(1)SHARAQ
語彙と音韻，及び発音に基づく語感の計算モデル構築と複数文書要約への適用

研究課題「語彙と音韻,及び発音に基づく語感の計算モデル構築と複数文書要約への適用」に関して,平成30年度は特に語感データベースの構築について研究を行った.「語感の辞典」(岩波書店),「日本語オノマトペ辞典(擬音語・擬態語4500語)」(小学館)に収録されている語彙をデータベースに登録した.また,「感情表現辞典」(東京堂出版)の語句も登録した.各語彙には,語感推定に必要となる音韻情報と発音の仕方に関する情報を付与し,教師付きデータを作成した.しかし,音韻情報と発音の仕方のデータはより多くの項目を追加する必要があることがわかり,現在より正確なデータを追加しているところである.音韻情報については十分な情報を入力できていると思われるが,特に発音の仕方(声道の形状,動き,口腔,鼻腔の特徴などの情報)を細かく入力する必要があると考え,現在入力中である.また,現在不完全ながら,作成した教師付きデータを用い,深層学習により学習を行いモデルを作成した.現在,作成した学習モデルを用い,辞書に登録されていない語彙を語感辞書クラスに分類することを行っている.また,複数の新聞社の新聞(毎日新聞,朝日新聞,読売新聞,及び日本経済新聞)を用い,評価データを作成している.それと並行して,語感辞書作成とそれを利用した語感推定に関する論文を国際会議PACLING2019(ベトナム,ハノイ10月計算言語学に関する国際会議)に投稿する準備をしているところである.平成30年度に実施した「語感辞書の構築」はほぼ完成した.音韻情報と発音の仕方に関する情報の入力について簡便なデータは入力済みであるが,精度向上のため,より精密な情報を入力する必要があることがわかり,現在新しい情報の入力を行っているところである.深層学習による語感推定の実験は平成30年度にも行ったが,音韻情報と発音の仕方に関する情報を変更したため,今年度も引き続き継続して行うこととした.平成30年度に実施してきた「語感データベースの構築」についてはほぼ完了したので,音韻情報と発音の仕方のデータの更新を今年度の8月までに完了させる.その後,「意図の体系化と抽出」に関する研究を実施する.この研究は平成30年度に作成した語感データベースを利用することにより要約対象となる各文書における書き手の意図を判定する.書き手の意図は,批判的,同調的,条件付賛成,条件付反対,独自の提案・提言の5種を検討しており,文間の修辞関係,及び文中の主体者の語感とそれに対する書き手の語感から判定される.語感と修辞関係,及び意図が付与された教師付きデータを深層学習により学習し,要約対象とする各文書を5種の意図タイプへ分類する.研究課題「語彙と音韻,及び発音に基づく語感の計算モデル構築と複数文書要約への適用」に関して,平成30年度は特に語感データベースの構築について研究を行った.「語感の辞典」(岩波書店),「日本語オノマトペ辞典(擬音語・擬態語4500語)」(小学館)に収録されている語彙をデータベースに登録した.また,「感情表現辞典」(東京堂出版)の語句も登録した.各語彙には,語感推定に必要となる音韻情報と発音の仕方に関する情報を付与し,教師付きデータを作成した.しかし,音韻情報と発音の仕方のデータはより多くの項目を追加する必要があることがわかり,現在より正確なデータを追加しているところである.音韻情報については十分な情報を入力できていると思われるが,特に発音の仕方(声道の形状,動き,口腔,鼻腔の特徴などの情報)を細かく入力する必要があると考え,現在入力中である.また,現在不完全ながら,作成した教師付きデータを用い,深層学習により学習を行いモデルを作成した.現在,作成した学習モデルを用い,辞書に登録されていない語彙を語感辞書クラスに分類することを行っている.また,複数の新聞社の新聞(毎日新聞,朝日新聞,読売新聞,及び日本経済新聞)を用い,評価データを作成している.それと並行して,語感辞書作成とそれを利用した語感推定に関する論文を国際会議PACLING2019(ベトナム,ハノイ10月計算言語学に関する国際会議)に投稿する準備をしているところである.平成30年度に実施した「語感辞書の構築」はほぼ完成した.音韻情報と発音の仕方に関する情報の入力について簡便なデータは入力済みであるが,精度向上のため,より精密な情報を入力する必要があることがわかり,現在新しい情報の入力を行っているところである.深層学習による語感推定の実験は平成30年度にも行ったが,音韻情報と発音の仕方に関する情報を変更したため,今年度も引き続き継続して行うこととした.平成30年度に実施してきた「語感データベースの構築」についてはほぼ完了したので,音韻情報と発音の仕方のデータの更新を今年度の8月までに完了させる.その後,「意図の体系化と抽出」に関する研究を実施する.この研究は平成30年度に作成した語感データベースを利用することにより要約対象となる各文書における書き手の意図を判定する.書き手の意図は,批判的,同調的,条件付賛成,条件付反対,独自の提案・提言の5種を検討しており,文間の修辞関係,及び文中の主体者の語感とそれに対する書き手の語感から判定される.語感と修辞関係,及び意図が付与された教師付きデータを深層学習により学習し,要約対象とする各文書を5種の意図タイプへ分類する.計画では計算機と新聞記事データを平成30年度に購入する予定であったが,以下の理由により平成31年度に購入することにした.

1.平成31年度に行う「意図の体系化と抽出とその評価」のため,深層学習を行う必要があり,より高性能な計算機が必要であるとわかったため.2.平成30年度に予定していた国際会議に参加できなかったため,平成31年度に参加することにしたため.仕様計画:1.深層学習を利用するため高性能なGPUとCPUを搭載した計算機を2台購入する.2.語感データベース評価のためのデータとして最新の新聞記事を購入する.3.成果発表のため国際会議で研究発表を行う.
衛星画像に含まれる空間的情報の抽出と利用に関する研究

平成元年度は、1)実験用デ-タセットの作成・整備、および2)画素分類における誤分類の発生状況の把握、の2点に注目した。衛星画像に含まれる空間的情報の表れ方は、衛星デ-タの地上解像度や地表被覆物の状態に大きく依存する。したがって、一定のテストサイトに対して、各種多時期の衛星デ-タと地表被覆物のティジタルマップを同一座標系上に集積したデ-タセットを用意し、それに対して体系的に研究をすすめる必要がある。上記1)は、この目的のために行った。デ-タセットを構成する衛星デ-タは、現在のところ4時期のLandsat TMデ-タと2時期のSPOT HRVデ-タであり、その原デ-タと画素分類結果の2種類の形で畜積されている。また、地表被覆物のディジタルマップとしては、1984年版と1988年版の2種類を作成した。含まれる被覆項目は、52項目であり、1画素が2m×2mに対応している。採用した座標は、UTM座標系である。空間的情報の利用方法としては、従来の画素分類手法が苦手としている対象に対してのみ空間的情報を利用するという方法が処理精度・処理時間の観点から最も現実的と思われる。この方法論に基づいた分類を行うには、画素分類時に発生する誤分類を検出する必要がある。上記2)は、誤分類の発生状況の把握と検出の可能性を評価するために行った。1)で作成したデ-タセットを用いて、誤分類画素の分布画像デ-タセットを作成した。これによると大部分の誤分類は、MIXELが関与していることがわかった。また、検出指標としては、誤分類と正分類の対数尤度の差および分類の上位候補に対する対数尤度の変化率の2種類を検討した。実験結果によると、残念ながら少なくともこれら2種類の指標では各地表被覆物に対する安定的な検出は困難であることが判明した。
喫煙による肺胞マクロファージの遺伝子損傷と染色体異常に及ぼす影響

喫煙により肺胞マクロファージのO_2^-産生が増強されることから、肺胞マクロファージの遺伝子(DNA)損傷と染色体異常に及ぼす喫煙の影響について検討した。喫煙により肺胞マクロファージのDNA損傷が認められ、また染色体異常も引き起こされていた。染色体の異常は、全ての染色体で異常部位が認められた。異常部位から、43000個の遺伝子について検討したところ、異常の認められた総遺伝子数は280遺伝子で、非喫煙に比べて、2倍以上の遺伝子発現の増加が認められた遺伝子数は127個、2倍以上減少した遺伝子数は153個であった。特に、喫煙により影響を受けた遺伝子の中で、発現が増加した遺伝子はケモカインに関する遺伝子で、逆に減少した遺伝子は、接着分子及びプロスタサイクリン合成酵素の遺伝子であった。また、肺組織のDNAでは、発癌と密接に関連した8-OHdGの増加が喫煙により認められ、その発現は細気管支の粘膜上皮細胞に認められた。これらの成績より、喫煙による肺胞マクロファージの免疫機能の抑制機構は、O_2^-からH_2O_2を経て生じたOHによりDNA損傷が引き起こされ、抗原提示分子の発現、サイトカインの産生の抑制が生じた結果による可能性が示された。これらの機能抑制とタバコ煙による肺胞マクロファージから過剰に産生された活性酸素による8-OHdGの生成の増加が、肺癌の発生にも関与していることが示唆された。また、タバコ煙による肺胞マクロファージの免疫機能の抑制はB細胞の初期段階に影響を及ぼし、その結果抗体産生を抑制し、易感染性を増加させる可能性が示唆された。主要設備であるタバコ自動喫煙装置(ハンブルグII)を用いて、C57BL/6、雌、8週齢マウスに一定量、一定期間(10日間)、モニターNo.2リファレンスタバコを喫煙させ、喫煙マウスを作製した。喫煙後、マウスを麻酔死させ、主気管支を露出後注射器で主気管支内にPBSを1ml注入し回収する操作(気管支肺胞洗浄法)により肺胞マクロファージを採取し、サイトスピン標本を作製し、メイ・ギムザ染色を行ったところ、99%が肺胞マクロファージであった、調整した肺胞マクロファージ浮遊液の一定濃度をFACSでDot plot解析し、細胞サイズ(FSH)と細胞内構造の緻密さ(SSC)により、肺胞マクロファージがタバコ煙に曝露されていることが確認され、同時に抗原提示などの免疫反応に関係した肺胞マクロファージの細胞表面抗原であるClassII、CD11b、CD14などの発現が、喫煙により影響を受け抑制されていた。肺胞マクロファージが、喫煙により影響を受けていることが確認されたことより、採取した肺胞マクロファージを、24時間試験管内で非刺激、LPS刺激培養後、サイトカイン遺伝子への影響を検討した。IL-1β、TNA-αのmRNA発現が、喫煙により減少していることが認められた。現在、染色体への影響について正常マウスから、リンパ球を分離後、ConAにより分裂刺激を行い、染色体標本を作製している。さらに、肺胞マクロファージの遺伝子損傷を検出する条件が基礎検討により決定したので、今後、喫煙により肺胞マクロファージのDNAが損傷を受けている可能性について検討するとともに、DNAを抽出し、遺伝子、染色体への異常について検討を加える予定である。喫煙による肺胞マクロファージの遺伝子損傷と染色体への影響について、主要設備であるタバコ自動喫煙装置(ハンブルグII)を用いて、C57BL/6、雌、8週齢マウスに一定量、一定期間(10日間)、モニターNo.2リファレンスタバコを喫煙させ、喫煙マウスを作製した。喫煙後、マウスを麻酔死させ、主気管支を露出後注射器で主気管支内にPBSを1ml注入し回収する操作(気管支肺胞洗浄法)により肺胞マクロファージを採取し、DNAを抽出した。

抽出したDNAを増幅し、さらに制限酵素でDNAを切断し、カラムを用いて、切断したDNAを精製した。コントロールとして非喫煙マウスから肺胞マクロファージを採取し、DNAを抽出後、同様の操作により切断してDNAを精製した。精製したDNAを蛍光色素で標識した。喫煙の染色体異常への影響については、正常マウスから、リンパ球を分離後、ConAにより分裂刺激を行い、染色体標本を作製し、上記で作成した標識DNAをハイブリダイズさせ、CGH法により各染色体ごとに解析を行っている。また、各染色体を認識出来るCGH染色体アレイを用いて、標識DNAをハイブリダイズ後、染色体の異常部位の検出と解析を現在進めている。一方、肺胞マクロファージの遺伝子損傷をコメット法を用いて検出する条件が基礎検討により決定したので、今後、喫煙により肺胞マクロファージの遺伝子、DNAが損傷を受けている可能性について検討するとともに、損傷程度をテールレングスとテールモニュメントにより正確に解析を加える予定である。また、これらの結果から、喫煙により影響を受ける染色体とその部位を特定後、遺伝子を特定し、損傷部位との関連について検討を加える予定である。喫煙による肺胞マクロファージの遺伝子損傷と染色体への影響について、前年度に確立した方法により、引き続き検討を加えた。マウスにタバコ自動喫煙装置(ハンブルグII)を用いて、一定量、一定期間(10日間)、モニターNo.2リファレンスタバコの主流煙を喫煙させ、喫煙マウスを作製した。喫煙後、マウスを麻酔死させ、主気管支を露出後注射器で主気管支内にPBSを1ml注入し回収する操作(気管支肺胞洗浄法)により肺胞マクロファージを採取し、DNAを抽出した。精製したDNAをそれぞれスペクトラムグリーンとスペクトラムレッドを用いて蛍光標識した。標識したDNAをCGHマイクロアレイにより、各染色体及び約43000個の遺伝子について、喫煙による影響を検討した。第1番から19番染色体及びX染色体について検討したところ、全ての染色体で喫煙による異常部位が検出され、喫煙による影響が認められた。異常部位は、限局した部位に認められず、広範囲な部位に及んでいた。また、喫煙が肺胞マクロファージのDNAを損傷していることも認められた。染色体の異常部位について、調べた遺伝子のうち、喫煙により異常が認められた遺伝子総数は280個で、そのうち153個の遺伝子の発現が喫煙により減少もしくは欠損しており、127個の遺伝子の発現が増加していた。これらの結果から、喫煙により影響を受けた染色体とその部位が特定出来、さらに喫煙により影響を受けた遺伝子も特定することが出来た。今後、喫煙により異常を受けた遺伝子の確認とDNA損傷部位との関連について検討を加える必要がある。
伝統産業における革新の研究

本研究は、伝統産業、とりわけ伝統的な木造建築産業において、イノベーションがいかに生成され普及していくのかについて、新制度派組織論の視点から考察するものである。事例としては、伝統的形式を維持しながら現代的な価値を入れ込んで再生を行うという「古民家再生」という革新的実践に焦点を当て、組織フィールドがどのように形成され、変容していったのかをアンケート調査および関係者等へのインタビュー調査を用いて分析を行った。これまでの新制度派組織論におけるイノベーションの普及研究は、組織フィールドにおける制度的圧力の形成による「組織同型化」という文脈で語られていた。しかしながら、このアプローチには3つの課題があることが見いだされた。第一に、組織フィールドは与件とされていたが、実際にはイノベーションに関連するアクターは普及過程において事後的に出現し発見されることである。第二は、組織フィールドの構造化のあり方をあまり考慮していないことである。共通の市場や技術をめぐって構造化されるのか、イシューをめぐって構造化されるのかによって、イノベーション普及が変わってくると考えられる。そして第3は、同型化という視点では普及過程における変容を説明できないという点である。本研究では、古民家再生の組織フィールドが伝統的技術の継承ではなく、住文化の継承というイシューによって構造化されたことによって、これまでとは異質なアクターが参入し再生の意義を高めたこと、これらのアクターは個々に直面する支配的ロジックへの対抗手段としてイノベーションを利用するという意図があったこと、普及するにつれてバリエーションが発生したことが見いだされた。本研究は、新制度派組織論への理論的発展に貢献するとともに、外部アクターの発見と支配的ロジックへの注目という点で、実践的示唆を得たことに意義がある。本研究は、主として社会学的制度理論の視点から「伝統からの革新」、とりわけ伝統的木造建築産業を事例として取り上げ、古民家再生のイノベーションをめぐる組織フィールドがどのように形成され、革新が普及・制度化していったのかについて考察する。平成20年度は、この目的を達成するために、ロジャースのイノベーション普及学および制度の変化・普及おける制度理論のレビューを行うとともに、古民家再生の先駆者である建築家降幡廣信氏をはじめ、古民家再生に意欲的に取り組んでいる建築家やNPO民家再生リサイクル協会にインタビューを行った。その結果、組織フィールドの構造化においてNPOの成立が大きな役割を果たしていることが見いだせたが、革新の普及に大きく貢献したのは、古民家再生を行ってきたアクターではなく、むしろ古材リサイクル、町づくり、地域活性化といった、これまで関連をもたなかったアクターであり、彼らが組織フィールドに参入してきたことが影響していたことが判明した。これまで、制度理論では、埋め込まれた行為者による革新説明するために、制度の企業家というアクターを想定してきたが、革新の普及の段階では、革新の正当性を制度内部のアクターによる理論化だけではなく、外部のアクターによる理論化も行われているという新たな知見を発見した。これを意味ネットワークの焦点化という観点から「相乗りとしての制度化」という概念で表現した。この知見を昨年の日本情報経営学会全国大会で発表したが、今年度、同学会誌においても論文を発表する予定である。
歯牙および骨組織における神経機能の分子生物学的解析

1.マウス骨芽細胞株MC3T3-E1において、代表的な神経成長因子ファミリー(ニューロトロフィン)であるNGF,BDNF,NT-3が発現していることを遺伝子および蛋白質レベルで明らかにした。mRNA発現量としてはNGFが最も多く、RT-PCR法による定量においては多い時でアクチンの約15%であった。ニューロトロフィンの発現量はMC3T3-E1の培養経過に伴って変化し、対数増殖期と骨細胞分化期において増大した。in vivoで骨形成を誘導するTGF-betaを培養系に添加すると、ニューロトロフィンの発現量は一過的に増大した。またMC3T3-E1の培養上清には、ニューロトロフィンが約0.3ng/ml存在し(イムノブロットによる定量)、抗NGF抗体を結合したアフィニティーカラムによる吸収実験によって、この培養上清中に存在するPC12D細胞に対する突起伸長誘導活性がほとんど吸収されることも明らかとなった。2.MC3T3-E1において発現される新規なニューロトロフィンを検索するため、既知のニューロトロフィンのDNA塩基配列間で共通性の高い部分においてプライマーを作製し、RT-PCRによって増幅を試みたところニューロトロフィンDNA断片の混合物が得られた。この断片の塩基配列を決定中であるが、現在のところNGFおよびNT-3の変異体が見つかっている。3.MC3T3-E1におけるニューロトロフィン受容体遺伝子(trkファミリー)の発現の有無についてはtrk共通プライマーを用いたRT-PCR法によって解析を行っている。現在のところ、無刺激状態でtrkより約100bp長いDNA断片の増幅が確認されており、その塩基配列を決定中である。
乾燥・収縮挙動が自然堆積粘土の理工学的性質に及ぼす影響に関する研究

研究代表者の藤井克己(岩手大学)は、八郎潟干拓地で代表的な膨潤性粘土モンモリロナイトを対象試料に選定し、そのサスペンション・ペースト状態における物性変化を粘性率測定を通じて把握した。特にこれらの流動曲線結果より降伏値を導出し、これに及ぼす間隙溶液の塩濃度の影響を定量的に明らかにした。加えて、非膨潤性で安定な粘土鉱物カオリナイトについても、比較のための実験を行ない、その粘性率の時間変化を粘土粒子の構造変化との関わりで考察した。これらの計測の自動化に研究分担者古賀潔(岩手大学)の助言を仰いだ。一方、研究分担者の足立泰久(筑波大学)は、淡水環境にある粘土粒子のイオン濃度変化による凝集沈降の様子を、顕微鏡写真撮影装置により観察し、その沈降速度を画像データ処理により解析した、これに加えて、取出伸夫(佐賀大学)は、有明海堆積粘土をサンプリングし、海水環境下におかれた粘土の透水性、電気伝導度と試料固相率、塩分濃度との関係について実験的な検討を行なった。本研究計画の最終年度にあたる平成13年度は、既往の研究成果の総合化を図り、乾燥・収縮挙動の理工学的性質への影響を、粘土粒子の構造変化という観点から検討を加え、報告書に取りまとめた。平成11年度は,研究代表者と3名の分担者が,担当地域に特徴的な粘土試料の調整を行ないながら基本的な物性値の把握に努めた。つまり研究代表者の藤井克己(岩手大学)は,八郎潟干拓地で代表的な膨潤性粘土鉱物モンモリロナイトを対象試料に選定し,そのサスペンジョン・ペースト状態における物性変化を粘性率測定を通じて把握した。また凍結乾燥装置を導入し,水分の多い状態での粘土構造の定量的把握を試みた。一方,緩やかに水分が減少する際の水分ポテンシャル変化をデータロガーにより長期間計測した。特に風乾状態での測定には新たに購入したサイクロメータを用いた。一方,研究分担者の足立泰久(筑波大学)は,淡水環境にある粘土粒子のイオン濃度変化による凝集沈降の様子を,顕微鏡写真撮影装置により観察し,その沈降速度を画像データ処理により解析した。これに加えて,研究分担者の取出伸夫(佐賀大学)は,有明海堆積粘土をサンプリングし,海水環境下におかれた粘土の透水性と塩分濃度の関係について実験的な検討を展開した。平成12年度は,3地区で異なる粘土試料を互いに共有のものとして,実験データの共有化と知識の総合化を図る予定である。特に,乾燥による体積の減少,亀裂の発生という長期的な時間変化を伴う問題に対して実験的検討を加える。平成12年度は、研究代表者と3名の研究分担者が、担当地域に特徴的な粘土試料の調整を行ないながら、基本的な物性値の把握に努めた。つまり研究代表者の藤井克己(岩手大学)は、八郎潟干拓地で代表的な膨潤性粘土モンモリロナイトを対象試料に選定し、そのサスペンション・ペースト状態における物性変化を粘性率測定を通じて把握した。一方、研究分担者の足立泰久(筑波大学)は、引き続き、淡水環境にある粘土粒子のイオン濃度変化による凝集沈降の様子を、顕微鏡写真撮影装置により観察し、その沈降速度を画像データ処理により解析した。これに加えて、取出伸夫(佐賀大学)は、有明海堆積粘土をサンプリングし、海水環境下におかれた粘土の透水性、電気伝導度と試料固相率、塩分濃度との関係について実験的な検討を展開した。平成13年度は、本研究計画の最終年度であり、3地区で異なる粘土試料の実験データの共有化と知識の総合化を図り、乾燥・収縮挙動の理工学的性質への影響を、粘土粒子の構造変化という観点から検討を加える。平成13年度、研究代表者の藤井克己(岩手大学)は、八郎潟干拓地で代表的な膨潤性粘土モンモリロナイトを対象試料に選定し、そのサスペンション・ペースト状態における物性変化を、粘性率と液性限界の測定を通じて把握した。

特にこれらの液性限界状態に対応する固相率を、実験的に導出し、これに及ぼす間隙溶液の種類と塩濃度の影響を定量的に明らかにした。加えて、非膨潤性で安定な粘土鉱物カオリナイトについても、比較のための実験を行ない、その粘性率の時間変化を粘土粒子の構造変化との関わりで考察した。一方、研究分担者の足立泰久(筑波大学)は、引き続き、淡水環境にある粘土粒子のイオン濃度変化による凝集沈降の様子を、顕微鏡写真撮影装置により観察し、その沈降速度を画像データ処理により解析した。加えて、希薄なモンモリロナイトのサスペンションにおいて、甚大な粘性率と降伏値が発現する機構について、粒子間の相互作用の点から理論的検討を加えた。平成13年度は、本研究計画の最終年度にあたるため、在外研究中の取出伸夫(佐賀大学)の研究成果を含めて総合化を図るとともに、乾燥・収縮挙動の自然堆積粘土の理工学的性質への影響を、粘土粒子の構造変化という観点から検討を加え、冊子体としての報告書にまとめた。
増殖停止・アポトーシス誘導活性を有するTGFβファミリーの骨髄腫治療への応用研究

我々は,これまでtransforming growthfactor-β(TGF・β)ファミリーメンバーであるBMP-2の骨髄腫細胞の増殖と生存に及ぼす効果を解析してきた。ヒト骨髄腫培養細胞6株および6例の患者より分離した骨髄腫細胞においてBMP-2による増殖抑制とアポトーシス誘導がみられた。BMP-2は、骨髄腫細胞においてp21^<CIP1/WAF1>(p21)とp27^<KIP1>の発現レベルの増加とRbの低リン酸化、およびBcl-X_Lの発現レベルの低下を誘導した。BMP-2は、リン酸型STAT3を減少させ、このためBcl-X_L転写が低下することが示唆された。さらに、p21プロモーター解析によって、BMP-2によるp21の発現誘導は、p21プロモーターに存在するSmad結合配列へSmad1およびSmad4が結合し、p21の転写を活性化するためであることを明らかにした。また、p21の骨驚腫細胞の増殖とアポトーシスにおよぼす効果を解析するために、マウス骨髄腫由来細胞株HS-72に昆虫ホルモンecdysoneによるp21発現誘導系を確立した。ecdysoneによるp21の発現は、BMP-2同様にHS-72細胞のRb低リン酸化と細胞周期G1期を引き起こした。しかし、BMP-2は、24時間以内にHS-72仙胞のアポトーシスを誘導するのに対して、ecdysoneによるp21発現誘導後96時間で初めてアポトーシスが引き起こされた。以上から、p21とRbの低リン酸化は、BMP-2によるアポトーシスの直接の引き金ではないことが明らかとなった。しかしp21単独発現により、G1期停止と遅延型アポトーシスが誘導されることから、骨髄腫の遺伝子治療にp21を用いることができることが示唆された。骨髄腫は,骨髄に原発する形質細胞の悪性腫瘍で,腫瘍細胞の産生する異常免疫グロブリンや破骨細胞活性化因子Osteoclast activating factor OAF(IL-1,IL-6,TNFβ)により,極めて多彩な臨床症状を呈する。本症は,高齢者に多く,OAF産生に伴う骨吸収により,病的骨折を併発しやすく,患者の自立度(ADL)やQuality of Life(QOL)を著しく低下させる。口腔内・下顎骨の原発やアミロイドーシスによる巨舌macroglossiaなどの口腔内病変をはよく知られており,歯科口腔外科領域においても重要な疾患である。しかし,これまでのところ,高齢者にも施行しうるような安全性の高い,また治癒の期待できるような治療法は確立されていない。本研究において我々は,transforming growth factor-β(TGF-β)ファミリーメンバーであるBMP-2の骨髄腫細胞の増殖と生存に及ぼす効果を解析した。さらに、これらの細胞内分子シグナルを解析し、BMP-2の増殖抑制に関しては、p21^<CIP1/WAF1>とp27^<KIP1>の発現レベルの増加とRbの低リン酸化がみられ、アポトーシス誘導に関しては、Bcl-X_Lの発現レベルの低下が観察され、これらの遺伝子発現の変化の関与が示唆された。Bcl-X_Lの発現レベルの低下にかんしては、STAT3によるBcl-X_L転写をBMP-2が抑制することが示唆された。我々は、これまでtransforming growthfactor-β(TGF-β)ファミリーメンバーであるBMP-2の骨髄腫細胞の増殖と生存に及ぼす効果を解析してきた。

ヒト骨髄腫培養細胞6株および6例の患者より分離した骨随腫細胞においてBMP-2による増殖抑制とアポトーシス誘導がみられた。BMP-2は、骨髄腫細胞においてp21^<CIP1/WAF1>(P21)とp27^<KIP1>の発現レベルの増加とRbの低リン酸化、およびBcl-X_Lの発現レベルの低下を誘導し、これらの遺伝子がBMP-2による増殖抑制とアポトーシス誘導関与していることが示唆された。本年度の研究では、BMP-2によるp21の発現誘導機構を明らかにするために、p21プロモーターにおよぼすBMP-2の効果を解析した。そして、p21プロモーターにSmad結合配列が存在し、BMP-2刺激によってその配列へSmad1およびSmad4が結合し、p21の転写が活性化されることを明らかにした。また、p21の骨髄腫細胞の増殖とアポトーシスにおよぼす効果を解析するために、マウス骨髄腫由来細胞株HS-72に昆虫ホルモンecdysoneによるp21発現誘導系を確立した。ecdysoneによるp21の発現は、BMP-2同様にHS-72細胞のRb低リン酸化と細胞周期G1期を引き起こした。しかし、BMP-2は、24時間以内にHS-72細胞のアポトーシスを誘導するのに対して、ecdysoneによるp21発現誘導後96時間で初めてアポトーシスが引き起こされた。以上から、p21とRbの低リン酸化は、BMP-2によるアポトーシスの直接の引き金ではないことが明らかとなった。しかしp21単独発現により、G1期停止と遅延型アポトーシスが誘導されることから、骨髄腫の遺伝子治療にp21を用いることができることが示唆された。
地球温暖化が昆虫類の生存や絶滅、地理的分布に及ぼす影響

現在、地球上では、人間が行う様々な営みによる複合的な要因によって、急激な温暖化やオゾン層の破壊、酸性雨、海洋汚染など深刻な問題が生じており、それらに伴う野生生物種の絶滅や森林面積の減少、砂漠化などが危倶されている。とくに温暖化については、人間が排出する二酸化炭素やメタンなどを含む温室効果ガスの濃度が急激に上昇しており、そのため地球上の平均気温は年々上昇し、今後もそれが長く続くことが予想されている。昆虫類に対する気候温暖化の影響を整理するために、本報告では、最初に、地球温暖化と日本の気侯変動に関する背景について概観し、エルニーニョ現象や華南付近の下層南風域の拡大過程などを勘案しながら、日本付近の暖冬や梅雨、降雪など、地球温暖化にも関連した日本の夏や冬の異常気象、とくに、季節進行の異常について言及した。昆虫に及ぼす温暖化の影響については、発育ゼロ点や1世代に必要な発育有効積算温量に基づく年間世代数の増加と、チョウなどに見られる北方への分布域の拡大という二つの観点から取り上げられることが多かったが、本研究では、上記の2つに加えて、昆虫と寄主植物とのシンクロナイゼイションという観点からも、温暖化の影響について論じることの必要性を強調した。さらに、地球温暖化は農業生態系の構成種、とくに、捕食寄生性昆虫の行動や生存率などにも様々な影響を及ぼすことが懸念されることについても考察を行った。そして、これらの影響が昆虫類の局地的な絶滅、ひいては生物多様性の低下をもたらすことについても言及した。平成12年1月に桐谷圭治博士(農林省名誉研究員)を招いて講演会と研究報告会を開催し、分担者の加藤内蔵進氏による「1990年代の日本付近の気候システムの変動例」を参考に、以下のような結果をとりまとめた。虫えい昆虫の出現期と寄主フェノロジーと同時性のずれが、タマバエでは劣位の産卵場所を選択させ、タマバチでは虫えい形成率を低下させること、アブラムシでは寄主フェノロジーに適応した局所的な遺伝集団が形成されていることを明らかにした。ブナ食者の種構成や個体数は降雪量の地域、年次差により大きな違いが見られた。ヨコバイでは過去の温暖化(ウルム氷期→第四期完新生)による海進が分布を分断し、微細構造を変えて種文化を促進した。日本と朝鮮半島のアリ200種の分布様式と九州での過去100年間のチョウの採集記録を調査し、温暖化に伴い北進する種を指定した。近年のニホンミツバチの都市部における増加傾向と温暖化の影響が検討された。植食者-寄生蜂系では、ミカン害虫のヤノネカイガラムシと2種の寄生蜂の16年間にわたる個体群動態を解析し、寄生活動が初冬の気温に大きく影響を受けること示した。平成13年2月に桐谷圭治博士(農水省名誉研究員)を招いて講演会と研究分担者による研究報告会を開催し、傾向加藤内蔵進氏による「温暖化や異常気象に関連した東アジアの気象解析」によって報告された初冬の晩秋化・冬季の積雪量の減少などを参考に、以下のような結果をとりまとめた。虫えい昆虫であるシロダモタマバエは寄主植物への産卵部位は、タマバエの選好性よりも寄主植物とのシンクロナイゼーションを大きく影響を受けていることが明らかとなった。温暖化によって産卵部位がより樹冠部へ移動していき、分布域の北限では産卵が不可能となることが予測された。また、ナラ類の集団枯死をもたらすカシノナガキクイムシでは、近年の温暖化によって垂直分布が上方へ移動し、それまで利用することのなかったミズナラを寄主として利用することができるようになり、近年のような集団枯死を招いているものと推測された。

この他、ヒートアイランド現象による都市部によるニホンミツバチやアルゼンチンアリの増加傾向、メッシュ気候図を用いたヤシオオオサゾウムシの分布範囲の拡大予測、南方系チョウ類の九州における定着傾向、アブラムシに対する変温環境の影響、温暖化にともなう異常気象による昆虫類の行動への影響予測、ミカンーカイガラムシー寄生蜂系への気温と降水の影響について温暖化との関連を考察した。平成13年9月に日本昆虫学会大会においてシンポジウム「地球温暖化と昆虫」を企画・開催した。平成13年12月に桐谷圭治博士(農水省名誉研究員)を招いて講演会と研究分担者による研究成果に対する報告・検討会を開催した。地球温暖化によって昆虫類に大きな影響を及ぼす要因として夏冬期の異常気象に注目し、これらによる昆虫と寄主植物のシンクロナイゼーションヘの影響、分布範囲の変化、繁殖行動の変化、世代数の変化などについて研究をとりまとめた。おもな研究成果は、1)シロダモタマバエと寄主植物とのシンクロナイゼーションに対する冬春の気温の影響。2)寄主植物と厳密なシンクロナイゼーションを必要としないタマバチに対する地球温暖化の影響。3)ブナ科を寄主植物とするタマバエやナガキクイムシイの個体群密度に対する冬季の気温や積雪の影響。4)アブラムシの孵化に対する異常気象などの急激な気温変動の影響。5)寄生性天敵の繁殖に対する高温・乾燥ストレスの影響。6)温室をモデルとした地球温暖化時における害虫の生物的防除システム。7)ミカン圃場の害虫-天敵に対する気温と降水量の影響。8)地球温暖化に関連したチョウ類の分布拡大と北進現象。9)地球温暖化時におけるチョウ・コウチュウ・セミ類の分布範囲変化シミュレーション。10)ニホンミツバチに対するヒートアイランド現象の影響。
タバコの喫煙と皮膚老化・皮膚疾患-大規模分子疫学調査から分子メカニズム解析まで

大規模分子疫学的調査:人種差による環境因子(喫煙、紫外線、大気汚染)に対する皮膚老化の差違(ドイツ・デュッセルドルフ大学環境医学研究所との共同研究)-JAGE project(JAGE=Study of extrinsicskin ageing of Japanese and German women)の疫学調査をすすめ、解析をすすめた。ドイツ人では早期にしわができやすく、日本人ではしみができやすいこと、しみに関しては大気汚染との関連が統計上明らかとなった。また、喫煙としわの関係が明らかとなった。JAGE2として、都市と郡部での皮膚老化に対する違いを検討する予定である。また、喫煙者のTH17が末梢血中に多いことが明らかとなり、乾癬、掌蹠膿疱症でTH17が末梢血中で上昇していることが明らかとなり、タバコ煙抽出液でTh17が誘導されることが明らかとなった。さらに、タバコの煙には3800以上の成分があるともいわれ、水溶性以外に水不溶性の成分が含まれる。その中には、Aryl hydrocarbon receptor(AhR)のシグナル伝達経路を活性化するものが含まれていることが推定されている。タバコ煙抽出液の水不溶性成分とAhRの関係を分析するために、ヘキサンに溶解するタバコの煙抽出液(ヘキサン抽出液)を作成し、培養人繊維芽細胞を使用した。ヘキサン抽出液は、AhRのシグナル伝達経路であることを示すチトクロームP1B1(CYP1B1)発現を有意に上昇させ、また有意にMMP-1発現誘導した。また、AhRノックダウンした細胞では、タバコ煙抽出液の添加で、MMP-1の上昇はなく、AhR経路の活性化によってMMP-1表現を誘導することを明らかとなった。このことは、タバコ煙がAhR経路を活性化することを示しただけでなく、AhR経路が、環境因子による皮膚老化に関与することを示唆するものである。大規模分子疫学的調査:人種差による環境因子(喫煙、紫外線、大気汚染)対する皮膚老化の差違(ドイツデュッセルドルフ大学環境医学研究所との共同研究)-JAGE project (JAGE=Study of extrinsicskin ageing of Japanese and German women)の疫学調査をすすめ、解析をすすめた。また、以前の疫学調査と同じように、喫煙としわの関係が明らかとなった。さらに、喫煙者のTH17が末梢血中に多いことが明らかとなり、今後、乾癬や掌瞭膿疱症患者と喫煙に関しても、解析予定である。一方、これまでの研究では水溶性タバコの煙抽出物を使用したが、タバコの煙には3800以上の成分があるともいわれ、水溶性以外に水不溶性の成分が含まれる。ヘキサン抽出液は、AhRのシグナル伝達経路であること示すチトクロームP1B1 (CYP1B1)発現の有意の上昇させ、また有意にMMP-1発現誘導した。また、CYP1B1とMMP-1誘導は、AhRのアンタゴニストである3-メトキシ-4-ニトロ・フラボンとα-ナフトフラボンで有意に抑制された。すなわち、ヘキサン抽出液によって、AhR経路の活性化によって剛P-1表現を誘導することを明らかとした。

このことは、タバコ煙がAhR経路を活性化することを示しただけでなく、AhR経路が、環境因子による皮膚老化に関与することを示唆するものである。大規模分子疫学的調査:人種差による環境因子(喫煙、紫外線、大気汚染)対する皮膚老化の差違(ドイツデュッセルドルフ大学環境医学研究所との共同研究)-JAGE project(JAGE=Study of extrinsicskin ageing of Japanese and German women)の疫学調査をすすめ、解析をすすめた。ドイツ人では早期にしわができやすく、日本人ではしみができやすいこと、しみに関しては大気汚染との関連が統計上明らかとなった。喫煙としわの関係が明らかとなった。JAGE2として、都市と郡部での皮膚老化に対する違いを検討する予定である。また、喫煙者のTH17が末梢血中に多いことが明らかとなり、乾癬、掌蹠膿疱症でTH17が末梢血中で上昇していることが明らかとなり、タバコ煙抽出液でTh17が誘導されることが明らかとなった。さらに、タバコの煙には3800以上の成分があるともいわれ、水溶性以外に水不溶性の成分が含まれる。その中には、Aryl hydrocarbon receptor(AhR)のシグナル伝達経路を活性化するものが含まれていることが推定されている。タバコ煙抽出液の水不溶性成分とAhRの関係を分析するために、ヘキサンに溶解するタバコの煙抽出液(ヘキサン抽出液)を作成し、培養人繊維芽細胞を使用した。ヘキサン抽出液は、AhRのシグナル伝達経路であること示すチトクロームP1B1(CYP1B1)発現の有意の上昇させ、また有意にMMP-1発現誘導した。また、AhRノックダウンした細胞では、タバコ煙抽出液の添加で、MMP-1の上昇はなく、AhR経路の活性化によってMMP-1表現を誘導することを明らかとなった。線維芽細胞での解析で3-methoxy-4-nitroflavoneなどのAhRの特異的阻害薬によってAhRを介してMMP-1の発現がみられることを明らかにした。ケラチノサイトをレンチウイルスshRNAを用いた系AhR knockdownして、ケラチノサイトにおけるタバコ煙抽出液(水溶性・ヘキサン)とAhRの働きの解析を行い、ヘキサン分画では、AhRを介した経路がその後の遺伝子発現に重要であることが明らかとなった。ドイツ環境医学研究所との共同研究から、環境因子、生活習慣、食事を含めた質問票(日、英、独)を用い、白人としてドイツ人(50名)をデュッセルドルフにて、日本人(50名)を名古屋近傍で、健常人ボランティアで解析をJAGEプロジェクトの第1段階としておこなった。人種差としては、白人は若い段階からシワができやすく、日本人ではシミができやすいことがあきらかとなった。さらに、環境因子としては、タバコ喫煙がシミやシワの形成に関与すること、さらには、幹線道路から近いことがシミの形成に関与することがドイツ側で明らかとなったが、日本(名古屋)では明らかではなかった。
発作性夜間血色素尿症(PNH)クローンの腫瘍性増殖機構

PNHは造血幹細胞の変異に起因し、溶血、造血障害、白血病化など多彩な病態を呈するが、溶血以外の発生機構は依然不明である。その解明には病的クローンの細胞学的特性の解析が重要な手がかりとなる。PNHでは、一般人口に比し白血病発生が約千倍と高率であることや、病的クローンが正常細胞を凌駕して増殖することなどから、PNH細胞の特性の1つとして白血病類似の増殖異常が指摘される。事実、我々はPNH骨髄細胞のSCIDマウス移植実験でPNHクローンの内因性増殖異常を検出し(Blood87:4944,1996)、また腫瘍細胞によく観察されるアポトーシス耐性も検出した(Blood90:2716,1997)。そこで本研究では、PNHおよび正常細胞間で発現差のある遺伝子をDifferential Display(DD)法によりスクリーニングし、その中からPNHクローンの増殖異常を説明しうる遺伝子を同定し、その病的意義を確立することを目的とした。まずDD法により健常人および患者由来リンパ球株細胞間で発現差のある遺伝子断片を約70個得た。その中で最も発現差のある遺伝子断片1個をクローニングし塩基配列を決定した。この情報を基に、血液細胞由来cDNAライブラリーを用いた5'RACE法によりcDNAの全塩基配列を決定した。その結果、本遺伝子はインターフェロンで誘導される既知遺伝子1-8D(Eur J Biochem 199:417,1991)とほぼ同一で、ロイシンジッパーモチーフを有する132アミノ酸残基からなる機能不明の蛋白質をコードすることが明らかとなった。本遺伝子発現の発現差は、複数の株細胞、多症例の末梢血Tリンパ球(免疫ビーズで90%以上に純化)や顆粒球でも認められたことから、本遺伝子の病的意義が強く示唆された。
内因性・外因性毒性物質による黒質神経細胞死のメカニズムに関する分子生物学的研究

パーキンソン病の発症機序として、内因性・外因性毒性物質による黒質ドーパミン神経細胞死の可能性が指摘されており、患者剖検脳及び髄液においてTIQ誘導体等の神経細胞毒候補物質が検出されている。我々はラットを用いて黒質線条体培養系(co-culture)を確立し、外因性毒性物質であるMPP^+、内因性毒性物質であるNM-IQ^+、NM-TIQによる細胞毒性を形態学的・生化学的に検索し、患者の濃縮脳室内髄液による毒性発現様式と比較検討した。MPP^+、NM-IQ^+、NM-TIQ投与によりTH陽性細胞数が48時間後に50%減少する濃度はそれぞれ25muM、1mM、5mMであり、TH活性が50%抑制される濃度はそれぞれ1.5muM、600muM、1.9mMであった。NM-IQ^+とNM-TIQでは細胞数の減少と、TH活性の低下が比較的平行していたのに対し、MPP^+ではTH活性の低下が細胞数減少よりも顕著であった。MPP^+投与後最も早期に観察された形態学的変化はneurite末端の縮れであり、以後neuriteの膨化・捻れ・消失を生じ、最後に細胞体の変性崩壊に至った。この変性過程はMPP^+が神経終末で取り込まれ逆行性に輸送されるという説を支持するものである。NM-IQ^+では軽度ではあるものの同様の変化が認められたが、NM-TIQでは末端の変化が出現せず、むしろ細胞が定着しなくなる非特異的障害様式を呈した。脳室内髄液中のバイオプテリン濃度が低く、黒質線条体ドーパミン神経終末部の障害が著しいと考えられる患者の髄液を20倍に濃縮し培養系に投与したところ、TH陽性細胞数は減少したが、高濃度のNM-TIQ投与時と同様にその変化は非特異的なものであった。髄液中に存在する電解質等の影響も考慮されるため、現在マイクロ・アシライザー使用後の濃縮髄液を用いて検討を進めると共に、MPP^+等により培養細胞のミトコンドリアDNAに特異的な変化が生じているか否か検索中である。
細胞がん化に伴う細胞性遺伝子の発現制御の分子機構:コラゲナーゼ遺伝子の発現抑制因子について

細胞がん化にともない発現誘導されるラットのストロメリシン遺伝子のプロモーター領域の発現調節に与るシスおよびトランス因子を解析した。ラットの繊維芽細胞継代株及びこれを人の活性化H-ras遺伝子でトランスフォームした培養細胞より核抽出液を調製し、DNaseフットプリント法、ゲルシフト法を用いて解析した結果、-100および-128領域に新たなシス因子とこれに結合するトランス因子を見い出した。-100領域には、ラット繊維芽細胞由来の32Kdの、またトランスフォームした細胞由来では60Kdのトランス因子が結合することが明かとなった。トリプシンによる限定分解など種々の解析から、両タンパク質は同一の構造を持つが、トランスフォーメーションにより一部構造変化がおこり見かけの分子量が変化するものである事が明かとなった。最近わずかに報告された同一遺伝子のスプライシングの変化による調節の可能性が高い。-128領域にはTREのハーフサイトが見いだされ、トランスフォームした細胞ではJunBとc-Fosがこれに結合し、-65領域に見られるTREへのこれらの因子の結合とあわせて転写の促進に働いていることが判明した。2つのTRE領域がどの様に関連するのか興味深い。シス領域に変異を導入したレポータープラスミドを作製し解析した結果、-100領域のトランス因子の結合は転写の抑制に寄与することが明かとなった。またトランスフォームした細胞でも因子の結合が転写に必須であるという興味深い結果が得られた。現在-100領域に結合するトランス因子をサウスウエスタン法でクローン化することを目指している。
コンテンツ指向のデータモデルライフサイクルを支援するデータベースの研究開発

本研究では、コンテンツを主体とした効率のよい「データモデルのライフサイクル」を支援するデータベース環境を確立するために、データモデルのライフサイクルを典型的なデータ解析処理(単純ベイズ、クラスタリング、深層学習等)と具体的事例(政府統計データ、オープンデータ)を用いてコンテンツ主体のデータ管理手法を設計し、「データモデルのライフサイクル」の支援の有効性について具体的事例を基に検討する。平成30年度は、1)「データモデルのライフサイクル」および「知識発見プロセス」の過程からコンテンツと共にあるべきログ情報(クレンジングの過程、特徴量抽出や学習過程等)およびライブラリィ情報(処理アリゴリズム、最終の予測・推定モデル等)に関する検討を行うための、実験環境の準備、整備を行い、予備実験として簡単なアプリケーションを構築した。具体的には、データ解析処理の典型例と処理対象のデータ(予定:単純ベイズを用いた混雑予測モデルと野球動員数、k-means法を用いた特徴量抽出とレストランデータ、SVMを用いた教師用データの生成、深層学習(CNN)を用いた姿勢推定モデルとスポーツ画像)の収拾を行い、データベースおよび従来のデータ解析処理環境(R、python, Tensorflow)を準備した。さらに新曲が多く発表される音楽を対象に、音楽データベース情報の収集を行い、推薦モデルを構築し、データ変化によるデータモデルライフサイクルの実験準備を行った。データ準備、モデル構築など順調に進んでいる。研究当初の計画通りに進める予定である。30年度は、既存のデータ収集用システムを利用して、準備を行ったため、当面予定していた新しい実験環境の構築は次年度となった。次年度、既存のデータ収集用システムを基に新たなシステム(データ差分ごとの実験環境)を構築する予定である。