hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
学校数学における方程式の学習指導を改善する方法の開発

本研究は,学校数学における方程式の学習指導を改善するために、方程式の中の文字の見方による生徒の困難性の特定とその要因の解明を目指す。その中でも、二元一次方程式に関する仮説的な学習プロセスに着目し、方程式の見方を「相等関係」から「関数関係」へと変換することに伴って方程式の中の文字の見方を「未知数」から「変数」へと変換する必要のある場面を分析した。その分析を通じて、方程式と関数の学習の関連について検討し、一貫した文字の意味で学習指導する必要性を示した。本研究は、学校数学における方程式の学習指導を改善するために、方程式の見方を「相等関係」から「関数関係」へと変換する場面に焦点を当て、方程式の中の文字の見方を「未知数」から「変数」へと変換する際に生起する困難性を数学的概念の二面性を視点として特定し、生徒の理解を促進させる学習指導の方法を開発することを目的としている。この目的を達成するために、設定した研究課題のうち、本年度は次の考察を行った。第一に、数学的概念の二面性に関連する文献を精読し、代数学習における方程式及び整式の見方の変容を理論的に検討した。具体的には、数学的概念が持つ二面性(操作・構造)に着目し、代数史の分析を行っているSfard & Linchevski(1994)の研究を、その基盤となるReification理論を考慮しながら解釈し、Sfardらの理論的仮説を特定した。この仮説を踏まえ、数学学習において代数史と同様に、方程式とその中の文字の見方が変容する局面を特定するために、「仮説的学習軌道」(Simon,1995)を用いて、学習指導要領と検定教科書を組織的に分析した。雑誌論文1件、研究発表2件はいずれも、この検討の成果である。この考察の意義は、代数学習の系統性の中に生徒が困難を抱く箇所を特定したことである。数学を教授する教師は、この点を踏まえ学習指導の計画を立てる必要があるからである。第二に、次年度に実践的考察に向けて、予備調査の計画・設計を行った。具体的には、方程式とその中の文字の見方による困難性を顕在化させる方法を課題を中心に検討した。代数学習の系統性から、整式の見方に焦点を当てる必要性が指摘されたが、具体的な方策までは明らかでない。生徒の困難性をより多面的に捉える方策の解明を目指し、理論的考察と実践的考察とを総合することに、この考察の意義を指摘できる。「研究実績の概要」に記載した通り、本年度の研究実施計画におおむね沿って成果を上げられた。第二の課題においては、予備調査の計画・設計を進めたが,実施に至っていない。この点は十分に行えなかった。ただし、次年度の実践的考察において補うことが可能である。本研究の目的は、学校数学における方程式の学習状況を改善することを目指して、方程式の中の文字の見方を変更する場面に焦点を当て、生徒の困難性とその要因を特定するとともに、困難性を解消する方法を提案することであった。この目的を達成するために、平成28年度は次のように研究を遂行した。第一に、数学的概念の二面性を視点として仮説的な学習過程の理論的考察を行った。理論的考察の対象は、「数と式」領域で取り扱われる整式、方程式、関数の学習過程である。この理論的考察により、仮説的な学習過程に潜在している、プロセスプロダクトジレンマ(Sfardら、1997)や本研究が焦点化する文字の見方の変更に関わる教科内容を教材レベルで特定することができた。つまり、文字に対する困難性のうち数学的概念の二面性に起因するものに影響を及ぼし得る教材を明らかにした。第二に、変数概念の育成を目標に提案された教科書「Concepts in Algebra」と日本の教科書との比較を行った。この比較により、本研究において理論的考察の対象とした仮説的な学習過程の特徴が顕著に表れた。比較した双方の教科書では「未知数」としての文字の取り扱いに違いがあることが明らかになった。この成果に基づき、教授実験の設計を進め、困難性を解消する方法を考察した。以上の考察の意義は、これまで特に研究対象とされてこなかった、文字の見方を変更する際に顕在化する困難性に焦点化し、数学的概念の二面性をもとにその困難性の要因を考察したことにある。一方で、数学的概念の二面性により生起する生徒の困難性の綿密な分析や、困難性を解消する方法の実証的な検証には至っていない点に課題がある。次年度は,次の三つの課題に取り組む。第一に、予備調査の設計・計画を進める。第二に,現職教員に助言を得ながら、予備調査を実施・分析する。さらに,分析に基づいて教授実験の方法を開発する。第三に、教授実験の設計・計画を進め、実施する。これらの取り組みに関わる一連の研究成果を総合し,方程式の学習指導への示唆を導出する。28年度が最終年度であるため、記入しない。
深層ニューラルネットワークを用いた人物動作の多様体モデルの構築

3次元コンピュータグラフィックスを使用した映像コンテンツには人型のキャラクタが登場し,人のように行動することが多い.本研究の目的は,多様で自然なキャラクタの動作を生成することができるシステムを構築することである.本研究では,動作の生成過程は複雑で非線形だと考え,この過程を深層ニューラルネットワークによりモデル化する.ネットワークの学習の際に,生成とは逆の過程(推論過程)も同様に深層ニューラルネットワークにより表現し,両ネットワークのパラメータを推定する.このようにすることで,動作の生成過程と推論過程を明らかにする.3次元コンピュータグラフィックスを使用した映像コンテンツには人型のキャラクタが登場し,人のように行動することが多い.本研究の目的は,多様で自然なキャラクタの動作を生成することができるシステムを構築することである.本研究では,動作の生成過程は複雑で非線形だと考え,この過程を深層ニューラルネットワークによりモデル化する.ネットワークの学習の際に,生成とは逆の過程(推論過程)も同様に深層ニューラルネットワークにより表現し,両ネットワークのパラメータを推定する.このようにすることで,動作の生成過程と推論過程を明らかにする.
プラスチド遺伝子の発現に及ぼすサイトカイニンの作用

1.黄化キウリ子葉を18時間、暗所で5μMベンジルアデニン(BA)処理後に明所に移すと、核ゲノム支配のLHC【II】アポロ蛋白質およびプラスチドゲノム支配のPS【II】-【Q_B】アポ蛋白質や【CF_1】-αおよび-βに対応するプラスチド膜蛋白質の増加ならびに数種の膜蛋白質の減少が水処理対照に比べて促進された。暗所BA処理のみでも、リブロース-1.5-ビスりん酸カルボキシラーゼ(RUBISCO)含量は対照の約3倍に増大された。これらは、BAプラスチド遺伝子の発現促進あるいは発現情報の安定化に作用することを示唆する。2.暗所BA処理子葉から単離したエチオプラストの蛋白質合成活性は対照の約4倍であるが、対照のエチオプラストに直接BA処理をしても無効であった。したがって、BAは核・細胞質に対する作用を介してプラスチドに作用するのかもしれない。3.単離エチオプラストによる【^(35)S】-メチオニン標識産物は、膜画分で53,39,34kD、可溶画分で52,40,35kD付近にみられたが、BA区では対照区に比べて39kD成分およびRUBISCO大サブユニットと思われる52kD成分、その他の合成が促進されており、対応するmRNAの増加が示唆された。4.黄化子葉の総RNAの小麦胚抽出物による翻訳産物は、RNA当りの総量では処理区と対照区とで有意差がなかった。しかし、BA区では対照に比べて数種の産物の増加および別の数種の産物の減少が認められ、転写可能なRNA種が量的に変化していることを示した。5.さらに、エチオプラストRNAの大腸菌S30による翻訳産物の分析、プローブDNAによるRNA分析およびゲノム数分析、光処理区との対比等を進め、プラスチド遺伝子発現におけるサイトカイニンの作用点を明らかにする研究目的を果す計画である。
乳癌・前立腺癌の核内受容体ER・ARによるリガンド共有型の新規転写抑制機構の解析

前立腺癌は、男性ホルモンであるアンドロゲンにアンドロゲン受容体(AR)が応答して細胞増殖するホルモン応答性の癌であるが、本研究では前立腺癌由来の培養細胞であるLNCaP細胞を始めとした種々の細胞で、女性ホルモンであるエストロゲンがARを活性化することを見出した。前立腺癌ではしばしばARに変異が生じ、この変異がエストロゲンへの応答を引き起こすことが知られているが、本研究では変異型ではない野生型ARによるエストロゲンへの応答性を明らかにした。このことから、前立腺癌のARの活性化機構にはいまだ未知なるシグナル経路が存在すると期待され、今後の研究に興味が持たれる。ヒト乳癌培養細胞を用いた先行研究において、エストロゲン受容体(ER)が本来のリガンドであるエストロゲン(E2)以外にもアンドロゲン(DHT)をリガンドとして認識するというクロストークが存在することを見出している。これを起因として本研究では、ヒト乳癌培養細胞であるMCF7細胞と前立腺癌培養細胞であるLNCaP細胞を主に用いて、ステロイドホルモンとその受容体である核内受容体との関連について、またそれらステロイドホルモン-核内受容体による標的遺伝子の遺伝子発現制御機構の解析に関連する下記の2点の研究を行った。1すでにMCF7細胞においてE2-ERが副甲状腺ホルモン(PTHrP)をホルモン依存的に抑制することを見出していることから、その転写抑制機構に迫るべく、その制御領域の同定をレポーターアッセイやクロマチン免疫沈降法によって解析した。その結果、PTHrPの転写開始点上流-12kbの領域にERが結合してホルモン応答に関与する候補領域を見出しつつある。この候補領域にはERのコンセンサス配列に類似した配列も観察されている。2前立腺癌培養細胞であるLNCaP細胞における種々のステロイドホルモンと核内受容体による転写制御の関係を、核内受容体のsiRNAによるノックダウンや、レポーターアッセイ、免疫染色やGFP融合型発現ベクターを用いた実験で調査したところ、前立腺癌での主要な核内受容体であるアンドロゲン受容体(AR)が本来のリガンドであるDHT以外にE2にもそのARの変異に依存せずに応答することを明らかにした。本年度は、前立腺癌細胞でのアンドロゲン受容体(AR)によるステロイドホルモン依存的な転写抑制機序の解明をPTHrP遺伝子を中心に解析を進めた。主に、ヒト前立腺癌より樹立された培養細胞株であるLNCaP細胞を実験に使用した。アンドロゲン依存的に増殖するLNCaPは、核内受容体の中でもARを高発現しているが、このARにはThr-Ala877の変異がリガンド結合領域内に存在し、この変異がリガンド特異性を緩めることでエストロゲンのE2やプロゲステロンのアゴニストであるR5020がAR(Thr-Ala877)に交差することが知られていた。この知見は、本研究の先行研究結果である、乳癌培養細胞であるMCF7細胞においてエストロゲン受容体(ERα)が本来のリガンドであるE2以外にもアンドロゲンをリガンドとして認識するというクロストークと鏡像関係にある。そこで本研究では、LNCaP細胞でのE2やR5020によるAR(Thr-Ala877)へのクロストークが、変異に依存したクロストークなのかどうかを詳細に検討することにした。実験は種々の核内受容体の発現をsiRNAによりノックダウンし、ステロイドホルモンを細胞に投与した後にその標的遺伝子の発現変動をRealtime-PCR、免疫細胞化学、ウェスタンブロッティング、マイクロアレイなどの手法で行った。また、野生型ARとAR(Thr-Ala877)のリガンド特異性の比較検討をするために、これらの発現ベクター、もしくはGFP融合型発現ベクターと、AR応答領域を含んだルシフェラーゼベクターを構築し、ルシフェラーゼアッセイや細胞内局在解析でのARのリガンド応答実験を行った。その結果、LNCaP細胞だけでなく、その他の複数のステロイドホルモン感受性の癌細胞株において、E2は変異が無い野生型のARに応答し、ARの標的遺伝子群が制御されることが示された。本結果は、そこにまだ未明のE2-ARのシグナル伝達機構が存在することを示すものである(J Cell Physiol. 2015 Jul;230(7):1594-606.)。平成26年度までに、前立腺癌細胞でのアンドロゲン受容体(AR)によるステロイドホルモン依存的な転写抑制機序の解明をPTHrP遺伝子を中心に解析を進めたところ、ARとステロイドホルモンによる未明のシグナル伝達機構が存在することを見出していた。主に、ヒト前立腺癌より樹立された培養細胞株であるLNCaP細胞を使用した研究となった。アンドロゲン依存的に増殖するLNCaP細胞は、核内受容体の中でもARを高発現しているが、このARにはThr-Ala877の変異がリガンド結合領域内に存在し、この変異がエストロゲンであるE2やプロゲステロンにも交差することが知られていた。しかし詳細な検討から、LNCaP細胞だけでなく、その他の複数のステロイドホルモン感受性の癌細胞株において、E2は変異が無い野生型のARに応答し、ARの標的遺伝子群が制御されることが示された。本結果は、ステロイドホルモン感受性の癌細胞において、まだ未明のE2-ARのシグナル伝達機構が存在することを示すものであった(J Cell Physiol. 2015 Jul;230(7):1594-606.)。本年度では、これらの平成26年度までの本研究課題で明らかにした知見を、BMB2015(第39回日本分子生物学会年会と第89回日本生化学会大会の合同学会)にて発表した。

またこの発表では、前年度までの研究をより発展させ、LNCaP細胞におけるARとビタミンD3の交差応答に関する研究成果も併せて発表した。前立腺癌は、男性ホルモンであるアンドロゲンにアンドロゲン受容体(AR)が応答して細胞増殖するホルモン応答性の癌であるが、本研究では前立腺癌由来の培養細胞であるLNCaP細胞を始めとした種々の細胞で、女性ホルモンであるエストロゲンがARを活性化することを見出した。前立腺癌ではしばしばARに変異が生じ、この変異がエストロゲンへの応答を引き起こすことが知られているが、本研究では変異型ではない野生型ARによるエストロゲンへの応答性を明らかにした。このことから、前立腺癌のARの活性化機構にはいまだ未知なるシグナル経路が存在すると期待され、今後の研究に興味が持たれる。今年度はLNCaP細胞において変異に依存せずともE2が野生型ARを介して転写制御を行うという新規知見を得ることができ、国際誌への投稿論文で発表することができた点は、研究が進んでいると評価できる(J Cell Physiol. 2015 Jul;230(7):1594-606.)。しかし、当初の目的であった、ステロイドホルモンによるPTHrPの転写抑制機構の解明を順調に進めることができなかった。乳癌細胞株のMCF7や前立腺癌細胞株のLNCaPなどで共通してPTHrPはE2やDHT処理によって抑制されることを明らかにし、その制御領域をレポーターベクターを用いて解析を進めた。その結果、MCF7細胞においてE2-ER応答候補領域を同定することはできたが、その結果は転写抑制でなく、逆の転写促進に作用してしまった。これはおそらくレポーターベクターにクローニングした制御領域内にER結合領域は含まれているが、野生型でなく部分的に組み替えた人工的な制御領域となってしまったため、本来の制御機構がレポーターベクターで再現されなかったのではないかと予想できた。またMCF7で同定したPTHrPのERによる応答候補領域は、LNCaP細胞でのARによる応答領域ではないことも明らかになり、細胞種、もしくは機能する核内受容体によってPTHrPの転写抑制機が異なることは推測できた。分子生物学PTHrPのERやARによる制御領域の同定を、レポーターアッセイだけでなく、ChIPアッセイや、TALEN、CRISPR/Cas9などの実験手法を用いて明確に示すことが必要である。また、マイクロアレイ解析の結果、LNCaP細胞においてARを介して種々のステロイドホルモンに応答して発現が抑制される遺伝子群をPTHrP以外で多く同定することができた。これらの遺伝子に着目することで、新たな研究の展開が望めるかもしれない。当初の平成25年度における研究計画では、「PTHrP等の標的遺伝子発現の性ステロイド依存的な抑制的制御機構の責任を担う制御領域を同定すること」を目的としていた。この研究課題において平成25年度では、MCF7細胞にけるERによるPTHrP遺伝子発現抑制機構に対してレポーターアッセイやクロマチン免疫沈降法を行い、PTHrPの転写開始点上流-12kbの領域にERが結合してホルモン応答に関与する候補領域を見出しつつあり、この候補領域にはERのコンセンサス
有機化合物の職業性曝露における経皮呼吸の寄与度

化学物質の職業性曝露には、経気道吸収とともに経皮呼吸が大きな位置を占めており、両者のどちらに大きな比重があるかを知ることは曝露対策の上で重要なことである。本研究は、化学物質の職業性曝露における経皮吸収の寄与度を、主として実際の作業現場での曝露調査(対象物質:クロルビリホス(CP)、p-tert-ブチルフェノ-ル(PTBP)、4.4'-メチレンビス(2-クロロアニリン)(MBOCA))により判定しようとするものである。また、調査結果から経皮呼吸の寄与を推定するための前提となる知見を得るため、代謝、尿中排泄、経皮呼吸に関する実験的研究をあわせて実施した。結果は以下に述べるとおりである。1.実験的研究:CPとPTBPの代謝と尿中排泄率をラットを用いて検討した。その結果、いずれの物質も投与後48時間以内にその大半が尿中に排泄されることが確認された。また、ボランティア2名を対象にして、PTBPの経皮吸収実験を行い、皮膚に付着したPTBPがきわめて速やかに吸収されることを認めた。2.フィ-ルド調査:CPを散布する作業に対して曝露調査を実施した。作業中にマスクを使用しているこの職場では、尿中代謝物濃度は気中CP濃度よりもむしろ身体付着CP量とつよく相関することと、マスク装着によってCPの経気道吸収がほぼ完全に防止されていたことより、曝露のほとんどは経皮吸収であると結論した。次にPTBPの使用職場において同様の曝露調査を実施した。PTBPの尿中排泄量は、気中濃度、呼吸量、作業時間、マスク捕集量より計算によって導かれる経気道吸収量よりも明らかに多かった。このことよりPTBP曝露作業においても経皮吸収の存在していることが定量的に確認された。さらに、MBOCA取り扱い作業においても曝露調査を実施し、気中濃度が等しくても、作業形態に伴って尿中代謝物濃度が変化することが判明し、経皮吸収の存在が示唆された。生物学的モニタリング、とくに尿中代謝物濃度を用いて化学物質の曝露評価を行うことの有用性は高く評価され、いくつかの化学物質について、環気中濃度と尿中代謝物濃度間の相関性が確認されている。しかし、化学物質によっては、環気中濃度と尿中代謝物濃度間の相関が必ずしも高くない場合もある。このような化学物質は経気道ばかりでなく、経皮的にも吸収されると推定されているが、経皮吸収の寄与を定量的に示した報告は少ない。本研究は、主として職場における曝露調査によって、化学物質の体内侵入における経皮吸収の寄与度を判定し、その結果もとに経皮吸収量を推定するための方法論を確立しようとするものである。昭和63年度の研究実績は以下のごとくである。1.有機リン系農薬(OP)を散布する作業に対して曝露調査を実施し、作業環気中OP濃度、作業者尿中代謝物濃度、作業者身体付着OP量などを測定した。作業中にマスクを使用している場合には、尿中代謝物濃度は環気中濃度よりもむしろ身体付着量とつよく相関すること、マスクへのOP捕集量は環気中濃度、呼吸量、作業時間より算出される理論値に一致していることが判明した。OP散布作業において、経皮呼吸が大きな寄与をはたしていると結論された。2.アルキルフェノール(AP)化合物の使用職場において同様の曝露調査を実施した。

APの尿中排泄量は、作業環気中濃度、呼吸量、作業時間、マスク捕集量より計算によって導かれる経気道吸収量よりも明らかに多かった。このことによりAP曝露作業においても経皮吸収の存在していることが認識された。3.芳香族アミン取り扱い作業においても曝露調査を実施した。環気中濃度が等しくても、作業形態に伴って尿中代謝物濃度が変化することが判明し、経皮吸収の存在が示唆された。本研究は、化学物質の職業性曝露における経皮吸収の寄与度を、主として実際の作業現場での曝露調査により判定しようとするものである。しかし、調査結果から経皮吸収の寄与を定量的に推定するためには実験によって明らかにしなければならない事柄がある。具体的には当該化学物質の代謝と尿中排泄に関する知見である。本年度においては、前年のフィ-ルド調査において対象とした物質の中で、とくにpーtertーブチルフェノ-ル(PTBP)について、(1)ラットを用いた代謝と尿中排泄に関する実験と、(2)ボランティアによる経皮吸収実験を実施した。結果は以下に述べるとおりである。1.ラットに6.7および66.7μg/kgのPTBPを腹腔内投与し、投与64時間後までの尿中および糞中PTBP排泄量を測定した。いずれの投与量においても、投与24時間後までに投与したPTBPの5060%が尿、56%が糞中に、投与64時間後までには投与量の70%以上が尿、約20%が糞中に、いずれもPTBPの抱合体として排泄されていた。経時的にみると、尿中PTBP排泄量は、いずれの投与量においても投与46時間後に最大値を示し、前年度の調査において、PTBP取り扱い者において認められたのと同様の結果が得られた。2.ボランティア2名を対象にして、PTBPをオリ-ブ油に溶解させて直接皮膚に貼付し、実験的に経皮吸収の有無を検討した。PTBP貼付1時間後の尿中よりPTBPが検出され、23時間後に尿中濃度の最大値が得られた。以上のことより、皮膚に付着したPTBPはきわめて速やかに吸収されると考えられた。なお、この実験については、より定量的な追試を行う予定である。3.なお、本年度に計画していた送気マスク使用下(経気道吸収を100%防止した条件下)での曝露調査は平成2年度に実施予定である。
人工衛星画像及びレ-ダ-高度計デ-タによる南極・内陸山地域の地形学的研究

1.GEOSATデ-タの準備我々はコロラド大学のWDC/NSIDCを通じてERM150(1986年11月8日1989年3月6日)Land/Iceデ-タを購入した。SEAS-ATのGDRと異なり1秒毎の平均デ-タ以外に0.1秒毎の生の計測デ-タが含まれいてるので、精密な相対地形を得るのに適していると考えられる。目的とする内陸露岩隣接氷床地形図作成のため、購入した全球デ-タから60度以南のデ-タを切り出して一次デ-タとし、5本のテ-プに編集した。今後の作業予定は、(1)一次デ-タセットから軌道会合点誤差を差し引いた二次デ-タセットを作成する。(2)二次デ-タセットからリタ-ンパルス波形が連続して良好に得られる部分を選択する。(3)WDRを購入し、(2)について各種補正を再検討した高度計算を行い最終デ-タセットを作成することである。2.衛星画像デ-タの選定露岩隣接氷床域では基盤地形の起伏などを反映し、クレバス帯、裸氷帯などが発達する。本年度作業として20°E40°EのLANDSAT画像100シ-ンを検討し、レ-ダ-高度計デ-タと合わせ解析するための適切なシ-ンをやまと山脈について2葉、セ-ルロンダ-ネ山地について2葉選択した。今後の作業予定は、(1)選択シ-ンのCCTデ-タを購入する。(2)選択シ-ンについて雪面、裸氷域、モレ-ン、氷河等の分類とクレバス帯のパタ-ン強調を行う。(3)レ-ダ-高度計デ-タとの重合を行うことである。3.グランドトル-スデ-タの編集やまと山脈及びその隣接氷床域でこれまで蓄積された重力、地磁気、氷厚測定などの点デ-タ、測線デ-タを作業図上で編集する作業を進め、また周辺海氷域を含め航空写真判読によるデ-タ-集積を行っている。
パルス伝達型細胞モデルの教師あり学習則に関する研究

我々はパルスを伝達情報として用いるニューロンモデル(パルスニューロンモデル:PNM)を用いた聴覚情報伝達経路モデルを提案している。しかし、前年度までの研究成果ではPNMにおけるパラメータの自動設定機能が実装されていないため、これが実用規模のネットワークを構築する上での問題点となっていた。そこで、本研究ではPNMのための汎用的な学習則の構築を目的とした。初年度においては、PNMのためのパルス間の特定位相差を学習するための学習則、およびパターン分類のための教師無し学習則を提案した。これら学習則をPNMに適用することにより、PNMを用いて非線型分離写像の獲得を行なうことが可能となった。第2年度においては、このPNMのための教師あり学習則を実際の音源定位および音源認識問題に適用することで学習則の性能を評価した。音源の方向を推定するネットワークの一部である入力信号間時間差検出モジュールを、音源認職ネットワークの前処理機構として適用することで、複数の音が存在する場合でも、ある特定の方向の音のみを特異的に認職するシステムを構築することができた。さらにPNMを効率よく論理回路としてハードウェア実装する手法に関しても提案し、提案手法を実用的な問題に適用する場合のハードウェアコストに関して検討も行った。これら成果については電子情報通信学会NC研究会(平成11年12月,平成13年3月)およ国際会議ICONIP'99(平成11年11月),IJCNN2000(平成12年7月)において発表された。本研究の目的はパルスを伝達情報として用いるニューロンモデル(パルスニューロンモデル:PNM)を用いて生理学上の知見に基づいた聴覚情報伝達経路モデルを構築することである。本研究課題の前段階において、我々はPNMのための教師あり学習則を提案し、簡単な線形分離問題においてこの学習則が動作することを確認した。本研究課題においては、このPNMのための教師あり学習則を非線型分離問題に応用可能な、汎用的な学習則を確立することを目的とした。PNMのための汎用的な学習則の構築を考え、本年度はPNMのためのあらたな学習則を2種類提案した。ひとつはパルス間の特定位相差を学習するための学習則、もうひとつはパターン分類のための教師無し学習則である。音源定位などの特徴量認識課題は大きくわけて線形分離写像獲得と非線型分離写像獲得にわけることができる。前途の教師あり学習則はこれらのうち線形分離写像を実現することが出来るが、多階層ネットワークへの学習則の拡張が困難なため、非線型分離写像を実現することが困難であった。そこで、今回あらたにPNMのための教師無し学習則を提案することで、PNMに対して入力信号空間の量子化を行い、量子化後のネットワーク出力を教師あり学習則で学習することにより非線分離写像の獲得を行うことが可能となった。また、時系列信号に関しては情報は信号の強度のみではなく、信号間の位相差としても伝達される。そこで提案する教師あり学習則に、信号間位相差情報を獲得するための学習則を追加し、時系列信号に含まれる複数の情報を効率よく学習することを可能とした。また、提案学習則の応用として環境把握のための音源識別システムを構築し、本システムによって音による緊急自動車の判別が可能であることを検証した。これらの成果については電子情報通信学会NC研究会(平成11年12月)および国際会議ICONIP'99(平成11年11月)において発表された。我々はパルスを伝達情報として用いるニューロンモデル(パルスニューロンモデル:PNM)を用いて生理学上の知見に基づいた聴覚情報伝達経路モデルを構築することで両耳入力信号間の時間差と音圧差というふたつの特徴量を抽出、音源の方向を推定するネットワークモデルを提案している。しかし、現在の所のPNMにはパラメータの自動設定機能が実装されていないため、この点がPNMを用いた実用規模のネットワークを構築する上での問題点となっている。我々は最近の研究においてPNMのための教師あり学習則を提案し、簡単な線形分離問題においてこの学習則が動作することを確認した。

そこで、本年度の研究においては、このPNMのための教師あり学習則を実際の音源定位および音源認識問題に適用することで学習則の性能を評価した。今回、音源の方向を推定するネットワークの一部である入力信号間時間差を検出するモジュールを、音源認識ネットワークの前処理聞こうとして適用することで、複数の音が存在する場合でも、ある特定の方向の音のみを特異的に認識するシステムを構築することができた。また、これら情報処理システムの前処理機構としても使用が可能であるパルスニューロンを用いた教師無し学習ネットワークに関しても提案を行い、実環境における音信号を取り扱う場合に効率よく情報を圧縮することが可能であることを検証した。さらにパルスニューロンモデルを効率よく論理回路としてハードウェア実装する手法に関しても提案した。これら成果については電子情報通信学会NC研究会(平成13年3月)および国際会議IJCNN2000(平成12年7月)において発表された。
放物型方程式における解の特異性保持メカニズムの解明

本研究の目的は放物型方程式の解が動的な特異性を保持するためのメカニズムを解明し,特異解の構造を理解することである.近年,半線形熱方程式に対し動的特異点を持つ解(時間依存して動く1点に特異性を保持する解)が構成され,特異解の分類も含めて様々な進展があった.しかし多孔質媒体型方程式,ポテンシャル付き熱方程式,半線形熱方程式の連立系といった放物型方程式に対しては分かっていないことが多々ある.本研究においてはこれらの方程式を高次元特異集合も含めて扱い,動的な特異性を持つ解の分類と構成を行う.そして,個別の問題に共通する特異性保持メカニズムを抽出することで統一的視点を探る.本研究の目的は放物型方程式の解が動的な特異性を保持するためのメカニズムを解明し,特異解の構造を理解することである.近年,半線形熱方程式に対し動的特異点を持つ解(時間依存して動く1点に特異性を保持する解)が構成され,特異解の分類も含めて様々な進展があった.しかし多孔質媒体型方程式,ポテンシャル付き熱方程式,半線形熱方程式の連立系といった放物型方程式に対しては分かっていないことが多々ある.本研究においてはこれらの方程式を高次元特異集合も含めて扱い,動的な特異性を持つ解の分類と構成を行う.そして,個別の問題に共通する特異性保持メカニズムを抽出することで統一的視点を探る.
食物アレルギー発症機序と腸の防御機構に関する免疫組織化学的・超微形態学的研究

食物アレルギー発症機序の初期的段階において、食物性抗原(アレルゲン)になり得る高分子物質が消化管の上皮層を通過するかどうかについて詳しく解明する目的で、新生児期、乳飲期、離乳期および成熟期のラットを用いて本研究を行った。まず、食物アレルギーの発症機序及び食物アレルギーに対する防御機構に関する基礎的研究を行い、次に消化管の部位およびトレーサーの種類による食物アレルゲンの侵入経路の差異について検索を行った。さらに、消化管上皮層に傷害を起こさせ、正常な消化管と比較し、高分子物質の通過経路に差異があるかどうかについて超微形態学的に検索を行った。本研究の結果より、正常な消化管においては、管腔内の高分子物質は新生児期および乳飲期ラットの上部小腸においてのみ上皮層を通過し、粘膜固有層内に侵入する可能性が示唆された。また、それらの通過量は消化管上皮を覆う粘液の量の影響を受けることも考えられた。しかし、乳飲期の下部小腸、大腸及び成熟期の消化管においては、高分子物質の通過は起こらないと思われる。また、乳飲期、離乳期及び成熟期ラットへのオレンジ果汁の経口投与、および成熟期ラットへのストレス負荷を行った結果、小腸上部の絨毛先端部の上皮細胞に障害が見られ、それらの部位より食物性抗原を含む高分子物質の侵入が確認された。以上の結果より、正常な場合では上部小腸において、高分子物質が上皮層を通過する経路は限られており、通過量もあまり多くないことが考えられるが、何らかの原因で粘液が正常に分泌されない場合、また上皮に傷害が起きた場合には、その部位の上皮細胞内に管腔内の高分子物質が大量に侵入する可能性が示唆された。また、消化管の発達が未熟な乳飲期だけでなく、消化腺も発達し、十分に機能していると思われる成熟期においても、傷害を受けた上皮において高分子物質の通過が起こることが示唆され、それらがアレルゲンとなり得る可能性が示唆された。食物アレルギー発症機序に関する基礎的研究乳飲期、離乳期および成熟期ラットの腸管腔内にhorseradish peroxidase(HRP)、免疫グロブリンG(IgG)-HRP、植物性レクチン、ovalbuminを投与し、経時的に小腸(空腸・回腸)および大腸(上部・下部)を採取し、光学顕微鏡または電子顕微鏡を用いて、形態学的検索を行った。乳飲期ラット(生後14日目)の空腸において、上記の高分子物質トレーサーは吸収上皮細胞内にエンドサイトーシスにより取り込まれ、ライソゾーム系で細胞内消化を受ける経路とライソゾーム系を経由せずに、細胞側壁へ輸送される経路(トランスサイトーシス)があることが示唆された。同時期の回腸吸収上皮細胞において、トレーサーはエンドサイトーシスにより大量に取り込まれ、核上部のジャイアントライソゾーム内に蓄積された。しかし、トランスサイトーシスは観察されなかった。離乳期および成熟期ラットの小腸および大腸管腔内にトレーサーを投与した実験において、吸収上皮細胞内への取り込みは観察されなかった。食物アレルギーに対する防御機構に関する基礎的研究乳飲期、離乳期および成熟期ラットの血管内に、HRPまたは免疫グロブリンA(IgA)-HRPを投与し、血管側から消化管の管腔側への分泌経路を知る目的で、超微形態学的検索を行った。乳飲期、離乳期および成熟期小腸および大腸の吸収上皮細胞において、トレーサーは基底側部からエンドサイトーシスによって取り込まれ、ライソゾーム系に輸送される経路と管腔側へ輸送される経路が認められた。

特に、血管側から管腔側へのトランスサイトーシスは空腸において著明であった。このことから、高分子物質およびIgA等は血管側から吸収上皮細胞内を通過して、管腔側へ輸送されることが考えられた。特に、IgAは細胞表面で異物の侵入に対する防御に関与していることが示唆された。食物アレルギー発症機序の初期的段階において、食物性抗原(アレルゲン)のような高分子物質が消化管の上皮層を通過するかどうかについて詳しく解明する目的で、本研究を行っている。平成9年度は食物アレルギーの発症機序及び食物アレルギーに対する防御機構に関して基礎的研究を行ってきた。平成10年度は、平成9年度の成果を踏まえ、さらに種々の高分子物質のトレーサーを用いて、粘膜固有層への侵入に差異が認められるかどうか、また腸管の保護を行っている粘液が減少した場合、高分子物質の侵入に差異が認められるがどうかについて検討を行った。食物アレルギー発症機序に関する基礎的研究乳飲期ラットの小腸管腔内に高分子物質のトレーサーとして、horseradish peroxidase(HRP)を投与し、細胞化学的、超微形態学的検索を行った結果、HPPは空腸ではエンドサイトーシスによって吸収上皮細胞内へ取り込まれ、ライソゾームで細胞内消化を受ける経路と、ライソゾームを経由せず、細胞側壁へ移動し、細胞間隙から粘膜固有層内へ入る経路が示唆された。管腔内に陽極化したトレーサー、HRP標識を行ったレクチン、またはFIRPで標識した食物性抗原を投与した結果、トレーサーの種類によって、空腸吸収上皮細胞内への取り込みの程度に差異が認められた。しかし、同時期の回腸、結腸では、いずれの高分子物質のトレーサーも細胞内へ大量に吸収されるが、ジャイアントライソゾーム内に運ばれて細胞内消化を受け、細胞間隙へは輸送されないため、高分子の形での粘膜固有層への侵入は認められなかった。このことから、空腸と回腸では、高分子物質の輸送経路が異なることが示唆された。また、空腸において、高分子物質の種類によって、粘膜固有層内への侵入の程度には差異があり、食物アレルギー発症機序の初期的段階を引き起こし易い高分子物質とそうでない高分子物質があることが示唆された,食物アレルギーに対する防御機構に関する基礎的研究乳飲期ラットの小腸上皮を覆っている粘液を生理的食塩水で洗い流した後、管腔内にトレーサーを投与し、上記と同様に検索を行った。その結果、空腸において、正常な状態ではあまり吸収上皮細胞内に反応産物が認められなかったトレーサーにおいても、吸収上皮細胞内及び細胞間隙に反応産物が認められたことから、高分子物質の種類による差はあるものの、腸管を保護する粘液が減少した状態においては、高分子物質の侵入は容易になることが示唆された。食物アレルギー発症機序の初期的段階において、食物性抗原(アレルゲン)になり得る高分子物質が消化管の上皮層を通過するかどうかについて詳しく解明する目的で、本研究を行っている。平成9、10年度は食物アレルギーの発症機序及び食物アレルギーに対する防御機構に関して基礎的研究を行ってきた。平成11年度は、平成9、10年度の成果を踏まえ、さらに全小腸及び大腸を用い、トレーサーの種類によって粘膜固有層への侵入に差異が認められるかどうかについて検討を行った。これまで、ラットの小腸(空腸・回腸)及び大腸(上部・下部)に高分子物質のトレーサーとして、horseradish peroxidase(HRP)を投与し、細胞化学的、超微形態学的検索を行ってきたが、本年度はさらに全小腸及び大腸を用いて検索を行った。
周縁的な統語現象における標示付けアルゴリズムの解明

生成文法理論では、統語部門が作り出す構造表示がいかなる特性を持つかということを探求している。この構造表示が意味と音の両インターフェースに解釈可能となるためにどのような演算が働くのかが重要な問いである。近年この問題は、標示(Label)という考えに焦点が置かれ、中核的な統語現象に対しての検討が行われている。しかし、この標示が周縁的な統語現象に対して、どのように適用されるのか、そして、どのような問題が生じるのかという検証は十分に行われていない。本研究では、標示、並びに標示付けアルゴリズム(Labeling Algorithm)が周縁的な統語現象にどのような経験的・理論的含意を持つのかを検証する。
遺伝子発現解析データのエビデンスに基づいた腎癌細胞の抗癌剤応答マーカーの探索

グルコース枯渇耐性腎癌細胞株と感受性腎癌細胞株に対する次世代シーケンサーを用いた網羅的な発現解析データと腎癌の臨床検体の網羅的遺伝子発現解析データを活用して、予後予測マーカーの同定と、新規分子標的の発見を試みた。その結果、腎癌患者の予後予測マーカーとして、SOD2、HIF-2、TRAIL、ARL4C遺伝子等を同定した。SOD2等によるミトコンドリア活性を標的とする糖尿病治療薬Buforminと脂肪酸のベータ酸化阻害剤のEtomoxir、並びに、TRAILによるアポトーシスを抑制するFLIPを活性化するHIF-2を標的とするChetominを腎癌の治療薬候補として示すことができた。細胞外フラックスアナライザーを用いて、グルコース枯渇耐性腎癌細胞株と感受性腎癌細胞株のグルコース代謝と呼吸能について解析したところ、枯渇耐性株は、感受性株に比べて、炭素源のストックが高くグルコース枯渇下でも解糖並びに呼吸が維持できること、並びに、ミトコンドリア内の活性酸素発生量が低く効率よく呼吸によるATP産生を行っていることが解った。更に、糖尿病治療薬のBuformin、脂肪酸のベータ酸化阻害剤のEtomoxirが、枯渇耐性株をグルコース枯渇下でその呼吸能を阻害することにより細胞死に至らしめることが解った。この結果は、栄養枯渇による標準薬物治療に抵抗性の腎癌に対して、これらの薬剤の併用が有効であることを示した。また、ミトコンドリア内の活性酸素発生量を低くする因子として、SOD2の寄与が予想された。グルコース枯渇耐性腎癌細胞株と感受性腎癌細胞株に対する次世代シーケンサーを用いた網羅的な発現解析データ、並びに、臨床腎癌組織の次世代シーケンサーを用いた網羅的な発現解析データにおいて、SOD2遺伝子の発現が、枯渇耐性株、並びに、術後再発して予後不良の腎癌組織で高いことが予備的に示されていたので、標準薬物治療後に再発した患者の予後とSOD2の遺伝子発現とを調べたころ強い相関があり、SOD2の発現が予後予測マーカーとして有用であることを明らかにした。これらの成果は、Scientific Reportsに掲載確定となっている。グルコース枯渇耐性腎癌細胞株と感受性腎癌細胞株に対する次世代シーケンサーを用いた網羅的な発現解析データから、枯渇耐性株で優位に活性化しているHIF-1-alpha transcription factor networkの解析から、枯渇耐性株では、ヒドロキシル化したHIF-2がその耐性に寄与していることを明らかにした。現在、投稿準備中である。グルコース枯渇耐性腎癌細胞株と感受性腎癌細胞株に対する次世代シーケンサーを用いた網羅的な発現解析データ、並びに、臨床腎癌組織の次世代シーケンサーを用いた網羅的な発現解析データを併用し、かつ、腎癌細胞株、並びに、腎癌組織を用いた実験による検証を行うというコンセプトの有効性が、平成27年度の研究で実証された。その中で、腎癌の治療薬候補として、従来から期待されているBuformin、並びに、新たに脂肪酸のベータ酸化阻害剤のEtomoxirを示すことができた。また、腎癌の予後予測マーカーとしてSOD2を示すことができた。グルコース枯渇耐性腎癌細胞株と感受性腎癌細胞株に対する次世代シーケンサーを用いた網羅的な発現解析データにおいて、27年度に行ったパスウェイ解析から導かれたグルコース枯渇耐性腎癌細胞株ではヒドロキシル化したHIF-2がその耐性に寄与しているという結果、並びに、グルコース枯渇耐性腎癌細胞株は、siRNA処理でHIF-2の発現をノックダウンすると死滅するという結果を論文にまとめ、Am J Cancer Resに掲載した。更に、グルコース枯渇耐性腎癌細胞株で特に発現が高かった細胞死を誘導するTRAILに着目して、上記のHIF-2の発現をノックダウンすると死滅するという現象との関連を調べた。その結果、グルコース枯渇耐性腎癌細胞株では、HIF-2の発現により、TRAILから誘導されるアポトーシスを抑制するFLIPの発現が亢進されており、自ら発現しているTRAILによるアポトーシスをHIF-2により抑制していることが解った。TRAILを発現することにより、免疫細胞からの防御を行っている可能性が考えられたので、腎癌罹患患者の標準薬物治療後に再発した予後と臨床腎癌組織におけるTRAILの遺伝子発現を調べたころ強い相関があり、TRAILが予後予測マーカーとして有用であることが解った。また、HIF-2とFLIPが腎癌の治療ターゲットであることが示された。臨床腎癌組織の次世代シーケンサーを用いた網羅的な発現解析データの解析においては、腎癌の予後予測マーカー遺伝子候補を抽出して、各遺伝子発現に対する予後のROC解析を行い、診断率90%以上の遺伝子を7つ見つけた。昨年度の成果で見つけたSOD2遺伝子と共に、抗癌剤応答マーカーとして臨床応用可能であるかを検討する予定である。グルコース枯渇耐性腎癌細胞株と感受性腎癌細胞株に対する次世代シーケンサーを用いた網羅的な発現解析データ、並びに、臨床腎癌組織の次世代シーケンサーを用いた網羅的な発現解析データを併用し、かつ、腎癌細胞株、並びに、腎癌組織を用いた実験による検証を行うというコンセプトに基づき、研究論文を2件出すことができた。このコンセプトに基づき更にデータを集積しており、抗癌剤応答マーカー探索という研究目的が順調に進んでいる。本研究では、グルコース枯渇耐性腎癌細胞株と感受性腎癌細胞株に対する次世代シーケンサーを用いた網羅的な発現解析データと腎癌の臨床試料の網羅的遺伝子発現解析データを活用して、予後予測マーカーの同定と、新規分子標的の発見を目的とした。その結果、以下の知見が得られた。

1)グルコース枯渇耐性腎癌細胞株は、SOD2遺伝子を高発現しており、ミトコンドリア内の活性酸素量が低く効率よく呼吸によるATP産生を行っていることが解った。また、患者の予後とSOD2の遺伝子発現とに強い相関があり、SOD2の発現が予後予測マーカーとして有用であることが解った。更に、この活性を標的に、糖尿病治療薬Buforminと脂肪酸のベータ酸化阻害剤のEtomoxirを腎癌の治療薬候補として示すことができた。2)グルコース枯渇耐性腎癌細胞株は、ヒドロキシル化したHIF-2が活性化しており、その耐性に寄与しており、siRNA処理でHIF-2の発現をノックダウンすると死滅することが解った。この細胞死は、グルコース枯渇耐性腎癌細胞株で発現が高いTRAILにより引き起こされており、この細胞死は、HIF-2の発現により、TRAILから誘導されるアポトーシスを抑制するFLIPの発現亢進により抑制されていることが解った。また、患者の予後とTRAILの遺伝子発現とに強い相関があり、TRAILの発現が予後予測マーカーとして有用であることを明らかにした。更に、HIF-2とFLIPが腎癌の治療ターゲットであることが示された。3)臨床腎癌組織の次世代シーケンサーを用いた網羅的な発現解析データの解析においては、腎癌の予後予測マーカー遺伝子候補を抽出して、各遺伝子発現に対する予後のROC解析を行い、診断率90%以上の遺伝子を7つ見つけた。その一つであるARL4C遺伝子が、予後予測マーカーとして臨床応用可能であることがわかった。グルコース枯渇耐性腎癌細胞株と感受性腎癌細胞株に対する次世代シーケンサーを用いた網羅的な発現解析データと腎癌の臨床検体の網羅的遺伝子発現解析データを活用して、予後予測マーカーの同定と、新規分子標的の発見を試みた。その結果、腎癌患者の予後予測マーカーとして、SOD2、HIF-2、TRAIL、ARL4C遺伝子等を同定した。SOD2等によるミトコンドリア活性を標的とする糖尿病治療薬Buforminと脂肪酸のベータ酸化阻害剤のEtomoxir、並びに、TRAILによるアポトーシスを抑制するFLIPを活性化するHIF-2を標的とするChetominを腎癌の治療薬候補として示すことができた。1.グルコース枯渇耐性腎癌細胞株と感受性腎癌細胞株に対する次世代シーケンサーを用いた網羅的な発現解析データから得られた結果を成果としてまとめる。第一の成果として、パスウェイ解析から導かれたグルコース枯渇耐性腎癌細胞株ではヒドロキシル化したHIF-2がその耐性に寄与しているという結果を論文にまとめる。2.SOD2の発現が予後予測マーカーとして臨床応用可能であることを、腎癌組織のパラフィン切片を用いた免疫染色で実証する。3.グルコース枯渇耐性腎癌細胞株と感受性腎癌細胞株に対する次世代シーケンサーを用いた網羅的な発現解析データ、並びに、臨床腎癌組織の次世代シーケンサーを用いた網羅的な発現解析データの解析を引き続き進めて、新たな腎癌の治療薬のターゲット遺伝子並びに腎癌の予後予測マーカー遺伝子の探索並びに有用性の検証を行う。
てんかんマウス(Elマウス)脳におけるオピオイドσレセプターの解析

遺伝的に痙攣素因を有するElマウスは、ヒトにおける二次性全般化複雑部分発作(側頭葉てんかん)の優れたモデルと考えられている。我々はこれまで、痙攣とオピオイドペプチドの関係を明らかにするため、Elマウスの脳内オピオイド系の研究を行ってきた。脳内の3つのオピオイド系の内、プロエンケファリン系およびプロダイノルフィン系については、Elマウスの痙攣に対して抑制的に働くenkephalinergic neuronおよびdynorphinergic neuronの機能低下が、Elマウスの痙攣発現に関与していることを明らかにした。プロオピオメラノコルチン系については、痙攣履歴により脳内β-endorphinergic neuronの機能が亢進しており、そのため痛覚鈍麻が存在することを明らかにした。今回は、精神分裂病やてんかんなどの中枢神経系疾患との関連が注目されている、σレセプターに着目して受容体の密度の測定を行った。σ受容体は、もともとは、オピエ-ト類の種々の作用のうち幻覚作用を惹起するオピオイド受容体のサブタイプの1つと考えられた。しかし、その後の研究によって、σ受容体はオピオイド受容体のサブタイプの1つと考えられた。しかし、その後の研究によって、σ受容体はオピオイドアンタゴニストに非感受性であることなどから、非オピオイド系であることが明らかにされた。
伝統産業、観光等の地域発起業家の新市場創造におけるエフェクチュエーション

本研究の目的は、市場創造の新しいパターンとしての「エフェクチュエーション」(サラスバシー)のモデルにもとづいて、伝統産業、観光、小売商業などの地域発の起業、事業創造のプロセスを解明することである。理論的には、マーケティングのイノベーションとして起業を理論化し、実務的には、それにもとづく地域創生等の展開をめざしている。2018年度の研究では下記の3点について取り組んだ。第1に、起業のアプローチでの少子・高齢化、人口減少社会への対応についての調査研究結果をとりまとめて、出版した。本研究では、地域の人たち自身の取組として、地域の人たちのリソースを活用して、地域の人たちのニーズを「発見」していくことが重要であるとして、地域でのワークショップ型のアプローチを提案した。第2に、起業アプローチでのNPOの事業展開についての経過を調査分析して、その内容を国際カンファレンスで発表した。本研究では、NPOによる批判的思考教育の展開について、2011年以降の歴史的経過と海外比較を通じて、日本独特の発展パターンを明らかにした。第3に、起業家へのインタビュー調査を通じて、起業における新市場・新事業創出プロセスについての探究を行い、そのパターンの特徴を明らかにして、学会報告を行った。本研究では、佐藤善信『企業家精神のダイナミクス』における「企業家的発見」、サラスバシー『エフェクチュエーション』における「新市場の創造」に注目し、5つの上場企業の起業家にインタビューを設計し実行した。今回の5つのインタビュー結果からは、新市場の発見は、A顧客(自らを含む)からの問いかけ・要望・苦情対応というスタイル、B既存業界への反発というスタイル、C将来の大局的な変化というトレンドを見通したビジョン・ドリブンのスタイルの3つを発見した。起業アプローチによる調査研究については着実にすすめることができたと評価できる。特に起業家インタビューでは、新市場・新事業創出のプロセスのポイントを明確にすることができた。しかしながら、エフェクチュエーションの理論の再検討および調査方法の見直しという点では、着手しているものの、まだまだ成果をとりまとめるには至っていない。以上のことから、おおむね順調ではあるが、残された課題も大きいと評価する。今後の研究では、引き続き起業家インタビュー、あるいはプロデューサー人材へのインタビュー調査を計画して実行する。同時に、調査手法の開発に努め、エフェクチェーションの理論的深化をすすめられる研究方法の具体化をすすめていくこととする。そのために、起業家研究者との共同研究等を推進していくことも具体化する。一部調査旅費が当該計画と変わったことによるものであり、翌年度の調査旅行計画で執行する予定である。
免疫性皮膚疾患における制御性B細胞の役割とその分子メカニズム

腹腔内B-1細胞が接触過敏反応の後期に抑制性の働きをもつことを示した。また、脾臓の抑制性B細胞としてはたらくmarginal zone B細胞の表現型を明らかにし、全身性エリテマトーデスの動物モデルにおける抑制性B細胞の役割を明らかにした。接触過敏反応を抑制するはたらきのある制御性B細胞は、表現型としてCD5陽性CD1d強陽性を特徴とする脾臓B細胞であり、CD23弱陽性CD21強陽性を示し、IL-10の産生が機能的な特徴であることを明らかにした。この制御性B細胞は、CD19欠損マウスではほぼ欠損しており、これに対してCD19をB細胞に過剰に発現させたトランスジェニックマウスにおいては逆に増加していることがわかった。したがって、B細胞におけるCD19の発現量により制御性B細胞の発達が規定されている可能性が示唆された。また、実験性自己免疫性脳脊髄炎のモデルにおいては、B細胞の関与が、正と負の両面から示唆されていたが、抗マウスCD20抗体を用いたB細胞除去療法によって、発症前にB細胞を除去すると症状の増悪がみられるが、反対に発症直後にB細胞を除去すると症状が軽快することが示された。発症から時間が経過してからB細胞を除去しても、臨床症状は変わらなかった。さらに、発症前にB細胞を除去された野生型マウスにCD20欠損マウス由来の制御性B細胞を移入すると症状の増悪は抑制されたことから、実験性自己免疫性脳脊髄炎におけるB細胞の関与は、時期依存的に2つの相反する作用があり、抑制については上述の制御性B細胞が担っていることが明らかにされた。また、全身性エリテマトーデスのマウスモデルであるNZB/NZW F1マウスでは、CD19を欠損させると、抗体産生は抑制されるにもかかわらず、腎炎の発症や生存率は逆に悪化することが示され、全身性エリテマトーデスの症状発現の抑制においても制御性B細胞の関与が示唆された。免疫反応を抑制するはたらきのある制御性B細胞は、表現型としてCD5陽性CD1d強陽性を特徴とする牌臓B細胞であり、CD23弱陽性CD21強陽性を示し、IL-10の産生が機能的な特徴であるが、全身性エリテマトーデスのマウスモデルであるNZB/NZW F1マウスにおいて、この制御性B細胞のはたらきを検討した。B細胞に特異的に発現する膜表面蛋白であるCD19を欠損したNZB/NZW F1マウスでは、C57BL/6のバックグラウンドの場合と同様に、B細胞の著明な活性化不全が認められ、これはCD19の細胞質ドメイン上のチロシン基を介したSrc-familyチロシンキナーゼやPI-3キナーゼの活性化が障害されるためによるものと考えられた。にもかかわらず、抗核抗体や抗dsDNA抗体の産生は抑制され、その一方で、糸球体腎炎の発症(蛋白尿)や生存率はCD19の欠損により逆に悪化することがわかった。これは、CD19欠損マウスにおいて制御性B細胞の数が減少しているためと考えられた。野生型マウス(NZB/NZW F1バックグラウンド)からの制御性B細胞を含んだB細胞分画の移入によって、CD19欠損NZB/NZW F1マウスの腎炎発症および生存率は有意に改善した。また、制御性B細胞の移入によって牌臓における制御性T細胞の増加も認められた。以上より、全身性エリテマトーデスの症状発現の抑制においても制御性B細胞の関与が重要であることが示唆された。皮膚免疫疾患における制御性B細胞の役割を検討した。これまでに報告されている脾臓辺縁帯のCD5陽性CD1d強陽性を特徴とするB細胞以外に、腹腔内に存在するB-1a細胞が、接触過敏反応の抑制性の働きをすることを、CD22欠損マウスなどを用いて明らかにし、新しい制御性B細胞の分画であると考えられた。また、全身性エリテマトーデスのマウスモデルであるNew Zealand black(NZB)マウスとNew Zealand white(NZW)マウスのF1マウスについて引き続き検討を行い、CD19を欠損したNZB/NZW F1マウスにおいて、制御性B細胞が欠損しているために、症状が増悪し、制御性B細胞を野生型マウスから移入すると症状が改善できることを明らかにした。また、NZB/NZW F1マウスにおいて抗CD20抗体を用いてB細胞除療法を行うと、生後4-8週の比較的早期に行った場合には、症状が増悪して生存率が低下し、一方で、生後12-20週で行った場合には症状は改善して生存率も上昇した。このように、B細胞の中で疾患を増悪させるサブセットと抑制するサブセットの双方が存在し、これらは病期により比重が異なると考えられた。ヒト膠原病患者末梢血における制御性B細胞の解析を行い、全身性強皮症では、制御性B細胞の数が減少していることが見出された。