hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
大気ー陸域間の生物地球化学的相互作用を扱うモデルの拡張と温暖化影響評価への適用

大気-陸域生態系間で行われる微量ガス交換を介した生物地球化学的相互作用総合的に扱えるよう、陸域生態系モデルVISITの高度化を進展させ、地球環境変動に関する研究に応用した。陸域起源の温室効果ガスのフラックスの空間分布とその時間的変動要因に関するモデル解析を行った。植物からの揮発性有機物質発生、メタン放出・酸化、バイオマス燃焼といった微量ガスフラックスを多数取り込んだモデルを構築し、陸域炭素収支の統合的な評価を行った。フラックス観測が実施されているいくつかのサイトで観測データと比較した検証を行った。現在、温暖化や大気汚染をはじめとする地球環境変動が大きな問題となっており、科学的観点からその変動メカニズムを解明し影響を予測することが求められている。そこでは、陸域が放出または吸収する微量物質が、気候変動や大気化学的なプロセスに多様かつ重要な影響を与えることが明らかにされつつある。現在の陸域生態系の生物地球化学的プロセスを扱うモデルに対し、不確定性を低減するとともに重要なメカニズムを包括して、より現実的な地球環境変動との相互作用の解析を行うことを本課題の目的とする。大気-陸域間の微量ガス交換(温室効果ガス、スス・有機エアロゾル、生物起源揮発性有機物質(BVOC)など)を統合的に扱うモデル(VISIT : Vegetation Integrative Simulator for Trace gases)を開発する。このモデルは、陸域炭素循環モデルSim-CYCLEをベースに、窒素循環、メタン交換、バイオマス燃焼、揮発性有機物質などの交換スキームを組み込んだものとなる。大気-陸域間の微量ガス交換(温室効果ガス、スス・有機エアロゾル、生物起源揮発性有機物質(BVOC)など)を統合的に扱うモデル(VISIT:Vegetation Integrative Simulator for Trace gases)を開発した。このモデルは、陸域炭素循環モデルSim-CYCLEをベースに、窒素循環、メタン交換、バイオマス燃焼、揮発性有機物質などの交換スキームを組み込んだもので、共通フレームワークのモデルでこのような多数の微量ガス交換を扱えるモデルはほとんど例がない。温室効果ガス交換については、複数の評価式が提案されているので、相互比較を行うことで特性を把握した。今年度は、岐阜高山、富士吉田、中国青海草原においてVISITを実行し、各温室効果ガスの寄与率などを推定した。例えば、中国・青海チベット高原において、生態系の地表付近におけるCH4、N20の生成・吸収機構を解明するために、現地の草原・潅木・湿地で採取されたCH4、N20のガスの濃度、および安定同位体比を分析した。あわせて、チャンバー法で測定されたガス交換速度と比較し、モデルの再現性を検証した。グローバルモデルの開発と思考的シミュレーションも開始しており、温室効果ガスだけでなくバイオマス燃焼やBVOCの放出分布マップを作成した。そこで、グローバルな炭素循環において燃焼や揮発性物質による炭素放出が、無視しえない規模で発生している可能性を示した。VISITにはエロージョンや溶存態有機物の流出過程も組み込まれているが、このような微量だが全球合計では重要な各フローの評価が可能になった。東アジア生態系の炭素吸収力を評価するために、すでに論文や学会発表要旨として出版された渦相関法による炭素循環研究の成果をレビューし、初歩的な統合解析を行った。温室効果ガス収支の評価や新モデルの開発について、国内学会や国際シンポジウムで積極的に発表を行った。大気-陸域間の微量ガス交換(温室効果ガス、スス・有機エアロゾル、生物起源揮発性有機物質(BVOC)など)を統合的に扱うモデル(VISIT:Vegetation Integrative Simulator for Trace gases)の開発を継続した。このモデルは、陸域炭素循環モデルSim-CYCLEをベースに、窒素循環、メタン交換、バイオマス燃焼、揮発性有機物質などの交換スキームを組み込んだもので、共通フレームワークのモデルでこのような多数の微量ガス交換を扱えるモデルはほとんど例がなく、生態系機能の定量化や気候的フィードバックの解析に非常に有効と考えられる。今年度は、岐阜高山、富士吉田、菅平においてVISITを実行し、各温室効果ガスの寄与率などを推定した。グローバルモデルの開発と試行的シミュレーションも開始しており、温室効果ガスだけでなくバイオマス燃焼やBVOCの放出分布マップを作成した。IPCC AR4で使用された複数種類の大気海洋時結合大循環モデルによる温暖化予測シナリオを用いて、2100年までの大気-陸域間微量ガス交換の変動とその推定不確実性を評価した。陸域からのメタン・亜酸化窒素放出が有意に増加する可能性を示唆した。グローバルな炭素循環において燃焼や揮発性物質による炭素放出が、無視しえない規模で発生している可能性を示した。

大気-陸域間の微量ガス交換(温室効果ガス、スス・有機エアロゾル、生物起源揮発性有機物質(BVOC)など)を統合的に扱うモデル(VISIT : Vegetation Integrative Simulator for Trace gases)の開発を継続した。このモデルは、陸域炭素循環モデルSim-CYCLEをベースに、窒素循環、メタン交換、バイオマス燃焼、揮発性有機物質などの交換スキームを組み込んだもので、共通フレームワークのモデルでこのような多数の微量ガス交換を扱えるモデルはほとんど例がない。今年度は、岐阜高山、富士吉田、菅平においてVISITによる将来予測を実行し、2050年までの生態系変動とそのメカニズムを推定した。日本列島を対象にした土壌表面からのCO2放出マップを、複数モデルのシミュレーション結果に基づいて作成した。グローバルモデルの開発と試行的シミュレーションも継続しており、複数の温室効果ガスによる放射強制力を考慮した地球温暖化係数(GWP)の分布マップを作成した。IPCCAR4で使用された、複数種類の土地利用変化シナリオと大気海洋結合大循環モデルによる温暖化予測シナリオを用いて、2100年までの大気-陸域間微量ガス交換の変動とその推定不確実性を評価した。将来の日射変動が陸域炭素収支への付加的な影響要因となり得ることを示した。グローバルな炭素循環において燃焼や揮発性物による炭素放出が、無視しえない規模で発生している可能性を示した。温室効果ガス収支の評価や新モデルの開発について、国内学会やIGBP-iLEAPSなどの国際シンポジウムで積極的に発表を行った。大気-陸域生態系間で行われる微量ガス交換を総合的に扱えるよう、陸域生態系モデルVISITの高度化を進展させた。陸域起源の温室効果ガスフラックスの空間分布とその時間的変動要因に関するモデル解析を行った。(1)アジア地域を特徴付けるモンスーン気候下で発生する台風が落葉を発生させることで森林生態系の炭素収支に与える影響を重点的に解析した。その結果、強風による落葉は光合成能力を一時的に低下させ、炭素固定量が低下することで炭素収支に影響を与えている可能性が示唆された。この結果は、長期的な陸域炭素収支を定量的に評価する上での撹乱影響の重要性を明示するものであり、このような不連続・不均質な減少を考慮することが温室効果ガス収支の高度化につながることが示唆された。ここで得られた成果は国際ワークショップおよび国内学会で発表され、論文として公表された。(2)土壌表面から発生するCO2量を広域的にモデル評価する上での不確実性と問題点を明確化するため、複数モデルによる相互比較研究を行った。異なる構造を持つ陸域モデルは、土壌有機物の平均滞留時間、分解速度の温度依存性、CO2発生源(植物根と土壌微生物)の組成に違いが見られた。日本列島を対象とした予備的研究の成果を論文として発表した。
Ｒｅｔｔ症候群モデルマウスを用いた病態機構解明と移植再生治療開発の試み

これまで申請者の施設において、Rett症候群(RTT)モデルマウスを用いた遺伝子治療と再生医療法の開発を行ってきた。また、ウイルスベクターを用いたCreリコンビナーゼ処理によってRTTの原因遺伝子であるMeCP2(methyl-CpG-binding protein 2)遺伝子を欠損させたRTTモデルES細胞を作製することに成功している。本研究課題では、RTTモデル動物より海馬スライスを作成し、分子生化学的・電気生理学な手法を用いる事によってMeCP2遺伝子の変異が神経細胞-グリア細胞で形成されるシナプス伝達機構に対し与える影響を解析し、MeCP2欠損による病態形成機構の解明を行った。さらに、前回ES細胞を用いた解析によりRTTでの病態形成にグリア細胞が関わるとの知見が得られたため、これを解析するためRTTモデルマウスよりグリア細胞を単離、その特性の解析を継続実験として行った。その結果、RTTモデルマウスより得られたグリア細胞では増殖能や形態、細胞障害因子に対する反応性はコントロールと有意な差を認めなかったが、神経伝達物質の一つであるグルタミン酸のグリア細胞内への取り込みがRTTモデルグリア細胞において有意な亢進をしている事が認められた。その後の解析において、RTTモデルグリア細胞内ではグルタミン酸の代謝酵素の発現が亢進しており、また、グルタミン酸取り込み蛋白質における細胞外グルタミン酸濃度に依存した調節機構に変異が認められ、これらの要因によりグルタミン酸取り込みの亢進が起こっている可能性が示唆された。このような神経伝達物質のシナプス間隙からの除去能力の変異により脳内での情報伝達に差異を生じ、以前より報告されているシナプス可塑性の変異やてんかん源性、認知機能障害の原因となっている可能性が示唆され、今後の更なる調査研究の焦点となると考えられた。
術前・術後の肝機能の指標としての血中7αヒドロキシコレステロールに関する研究

閉塞性黄疸患者13例に経皮経肝胆道ドレナージ(PTBD)を施行し、施行前および施行後1、3、5、7、14日目に血清とPTBDチューブよりの胆汁を採取した。胆汁中胆汁酸排泄量はPTBD翌日には正常値の約3倍と高値を呈し、3日目に最低となった。13例中7例では胆汁酸排泄量はその後次第に増加し、14日目には正常値の約2.8倍となったが、他の6例では殆ど増加がみられず14日目においても正常下限に留まった。血清7AHC濃度はPTCD前には92±12pmo1/m1(Mean±SEM)と正常値(226±26pmo1/m1)の半分以下であったが、先の7例では3日目より著明な増加が認められ、他の6例では殆ど増加が認められなかった。胆汁中胆汁酸排泄量と血清7AHC濃度との間には、強い正の相関が認められ、血清7AHC濃度は肝における胆汁酸合成量を反映することが示された。この結果をもとに血清7AHCのPTBD後の挙動と、術前の肝予備能および術後合併症の頻度の指標であるビリルビン減少率(b値)との相関を検討した。新たな閉塞性黄疸患者15例にPTBDを施行し、施行前および施行後1,3,5,7,14日目に血液を採取し、血清7AHCとビリルビンを測定した。血清7AHCが7日目までに急激に増加し、正常値(238±100pmo1/m1,Mean±SD)を越えるものをResponder(R群6例)、越えないものをNonresponder(N群9例)と分けると、14日目の血清7AHCはR群では525±83pmo1/m1、N群では145±86と著明な有意差が認められた。減黄率b値はR群では-0.234±0.152、N群では-0.057±0.067(P<0.05)と、R群はN群に比べ有意に減黄良好であった。血清7AHCとb値の間には有意な負の相関が認められた。以上の2つの研究により、閉塞性黄疸患者の減黄術前後における血清7AHC濃度の変動は、肝における胆汁酸合成量の回復を鋭敏に反映し、手術時期の決定や肝予備能の評価のための新しい検査法として有用であることが証明された。1)早期胃癌あるいは大腸癌のため開腹手術を施行した患者において、肝機能正常I群例の肝ミクロソーム7alpha水酸化酵素活性(7AHL)は6.31±2.88pmol/min/mg protein、血清7alphaヒドロキシコレステロール(7AHC)濃度は239±116pmol/mlであった。慢性肝炎あるいは肝硬変患者は4例のみであり、更に症例の蓄積が必要である。

2)閉塞性黄疸患者13例に経皮経肝胆道ドレナージ(PTBD)を施行し、施行前および施行後3、5、7、14日目に血清とPTBDチューブよりの胆汁を採取した。胆汁中胆汁酸排泄量はPTBD翌日には正常値の約3倍と高値を呈し、3日目に最低となった。13例中7例では胆汁酸排泄量はその後次第に増加し、14日目には正常値の約2.8倍となったが、他の6例では殆ど増加がみられず14日目においても正常下限に留まった。血清7AHC濃度はPTCD前には正常値の半分以下であったが、先の7例では3日目より著明な増加が認められ、他の6例では殆ど増加が認められなかった。胆汁中胆汁酸排泄量と血清7AHC濃度との間には、強い正の相関が認められ、血清7AHC濃度が肝における胆汁酸合成量を反映することが示唆された。血清ビリルビン濃度はPTBDにより減少したが、胆汁酸排泄量の増加した患者では黄疸が早期に軽快し、増加しなかった患者では黄疸が遷延する傾向が認められた。両群間において胆汁流量には有意差がなく、また血清胆汁酸濃度は両群ともPTBD後速やかに低下したので、両群間の差異はドレナージが十分でなかったためではないと考えられた。以上より閉塞性黄疸患者の減黄術前後における血清7AHC濃度の変動は、肝における胆汁酸合成量の回復を鋭敏に反映し、手術時期の決定や肝予備能の評価のための新しい検査法として有用であると考えられた。本研究は作業仮説を統計学的に検討するために、既に十分な症例数を蓄積し、かつ有意な結果を得たものと判定したので、現在英文誌に投稿すべく論文作成中である。平成5年度科学研究費(課題番号05671070)による研究成果により、閉塞性黄疸患者に経皮経肝胆道ドレナージ(PTBD)を施行後の胆汁中胆汁酸排泄量と血清7AHC濃度との間には、強い正の相関が認められ、血清7AHC濃度は肝における胆汁酸合成量を反映することが示された。この結果をもとに血清7AHCのPTBD後の挙動と、術前の肝予備能および術後合併症の頻度の指標であるビリルビン減少率(b値)との相関を検討した。新たな閉塞性黄疸患者15例にPTBDを施行し、施行前および施行後1,3,5,7,14日目に血液を採取し、血清7AHCと血清総ビリルビンを測定した。今回は、血清7AHCが7日目までに急激に増加し、正常値(238±100pmol/ml.Mean±SD)を越えるものをResponder(R群、6例)、越えないものをNonresponder(N群、9例)と分けると、14日目の血清7AHCはR群では525±83pmol/ml、N群では145±86と著明な有意差が認められた。減黄率b値はR群では-0.234±0.152、N群では-0.057±0.067(P<0.05)と、R群はN群に比べ有意に減黄良好であった。血清7AHCとb値の間には有意な負の相関が認められた。平成5年度の研究により、PTBD後の血清7AHCは肝における胆汁酸合成量を反映するので、減黄の良好な患者では、胆汁酸合成の回復も速やかであると結論した。以上の2つの研究により、閉塞性黄疸患者の減黄術前後における血清7AHC濃度の変動は、肝における胆汁酸合成量の回復を鋭敏に反映し、手術時期の決定や肝予備能の評価のための新しい検査法として有用であることが証明された。
地理的空間上の人口分布に応じた自律分散ネットワークの構築法

近未来の広域通信で予想される人口に応じてスケーラブルに増大する利用状況に適応的な、幾何学的な再帰分割やリンク淘汰に基づくネットワーク構築法を提案した。理論解析と数値実験から、提案モデルが分散ルーティングによる短い経路長で高い通信効率を持ち、不慮の故障や悪意のある攻撃に対する結合耐性が強い事を示すとともに、渋滞解消戦略や頑健性の向上策を見出した。近未来の広域通信における利用環境の変化に適応的なネットワークの構築法として、人口密度に比例した現実的なアクセス要求に従った基地局ノードの配置、自律分散処理に基づく効率的なルーティングと悪意な攻撃等に対しても結合耐性を強化できる障害回避戦略、渋滞発生メカニズムの解明とその解消策を探り、具体的アルゴリズムを開発することは重要課題である。今年度は、提案した地理的空間上のネットワーク構築法におけるトラフック特性として、平均経路長やパケット転送負荷を調べ、主に以下の成果を得た。また、関連する研究動向を学術雑誌の解説記事にまとめた。・統計データに基づく人口密度に比例して、正三角形や正方形の自己相似な分割を繰り返して成長するネットワークにおいて、各ノードの管轄領域内の人口に比例したパケット送受信要求が(ノードやリンクへの)負荷の集中にどう影響するかを明らかにした(国際会議発表)。・既存モデルの拡張版である、リンク長や中継数を最小にする種々の最適化基準による優先的選択に従ったネットワーク構築法と比較して、上記のネットワークはより短い平均経路長で、一部分のノードやリンクへの過剰な負荷集中がさけられる等で優位となることを示した(投稿中)。・インターネット接続関係の実測データに基づいて、種々のノード攻撃に対する結合耐性を調べ、通信機能を維持するための対処策として提案したリンク張替法の効果を検討した(国内外の研究発表)。独自開発中の複雑ネットワークに適した分析ツールの整備に関しては、Javaのバージョンアップに伴う基本部分の修正がかなり広範囲に及んだ為に、当初予定していたパケットダイナミクスの解析まで至らずに結合耐性やトポロジー指標の分析に関する部分に留まった。また、ノード数等の大規模化によるメモリ消費で分散処理が余り効果的でないことも判明した為、JavaRMIプログラミングの計画変更も行った。近未来の広域通信で予想される利用環境の変化に適応的なネットワークの構築法として、人口密度に比例した現実的なアクセス要求に従った基地局ノードの配置、自律分散処理に基づく効率的なルーティング、悪意な攻撃等に対しても結合耐性を強化できる障害回避戦略、渋滞発生メカニズムの解明とその解消策を探り、具体的アルゴリズムを開発することは重要課題である。昨年度までに、提案モデルの基本特性として、人口密度に応じたノード配置、故障や攻撃に対して最適に近い強い結合耐性、直線の高々2倍で抑えられる短い経路長(t-spanner性)などの優れた性質を明らかにした。今年度はさらに検討を進めて、主に以下の成果を得た。・統計データに基づく人口密度に比例して、正三角形や正方形の自己相似な分割を繰り返して成長するネットワークが効率的かつ頑健であることを、他の代表的な優先的選択や幾何学的なネットワークと比較しながら、リンク長の平均値や分布、ノードやリンクにかかる最大負荷のスケーリング則(ネット規模に対する渋滞の深刻度)等から定量的に示した。また、その自己相似な階層性を持つネットワーク生成をマルコフ連鎖として捉えて、フラクタル次元の効率的な近似計算法を提案した(国際学術論文2件)。・上記のネットワークにおいて、経路の平均ホップ数を最小にする最適なショートカットの追加法を、フラクタル次元と関連付けて検討し始めた(国際会議と国内研究会で各1件ずつ)。・また啓蒙活動として、地理的空間上のネットワーク自己組織化に関する研究動向を含めたサーベイを国内研究会3件(うち招待講演2件)で報告した。独自開発している複雑ネットワークに適したJava分析ツールにおいては、新たに加えた統合化モジュールの記述や効率的なプログラミング技法の説明を充実させ、Wikiにて整備した。近未来の広域通信で予想されるスケーラブルに増大する利用状況に適応的なネットワークの構築法として、人口密度に比例した現実的なアクセス要求に従った基地局ノードの配置、自律分散処理に基づく効率的なルーティング、悪意な攻撃等に対しても結合耐性を強化できる障害回避戦略、渋滞発生メカニズムの解明とその解消策を探り、具体的アルゴリズムを開発することは重要課題である。昨年度までの2年間で、再帰的面分割に基づく提案モデルの基本特性として、人口密度に応じたノード配置、故障や攻撃に強い結合耐性、直線の高々2倍で抑えられる短い経路長などの優れた性質を明らかにすると共に、短いリンクが主流で経済的なリンク長分布や最大負荷のスケーリング則等を定量的に示した。今年度はさらに検討を進め以下の成果を得た。・インターネットなど広く現実のネットワークに潜むScale-Free構造上で、局所情報である次数のべき乗に比例して隣接ノードを選ぶ確率的ルーティングのトラフィック特性を解析し、渋滞解消に適したパラメータ値やルーティング戦略を把握した(国際学術誌1件)。・空間に一様分布したノード同士が一定の電波到達範囲内で結合する無線通信網の初期構成から、人口密度に比例したパケット送受信要求に基づくパケットフローでリンク淘汰される新たなネットワーク構築法を提案した。

これと類似した平面上に拘束される粘菌にはないショートカット追加を施すと、短いリンクでホップ数も小さく効率的(サイズNで平均ホップ数が0(logN)のSmall-World性を満たす)で結合耐性も強化できることを示した(国際学術誌と国際会議発表各1件、招待講演を含めた国内研究発表)。・正方形などの自己相似なネットワーク構築法における中点分割の制約を無くした長方形分割に基づくモデルに拡張し、その階層構造について調べた(国際会議発表1件と招待講演を含めた国内研究発表)。近未来の広域通信で予想されるスケーラブルに増大する利用状況に適応的なネットワークの構築法として、人口密度に比例した現実的なアクセス要求に従った基地局ノードの配置、自律分散処理に基づく効率的なルーティング、悪意な攻撃等に対しても結合耐性を強化できる障害回避戦略、渋滞発生メカニズムの解明とその解消策を探り、具体的アルゴリズムを開発することは重要課題である。昨年度までの3年間で、再帰的面分割に基づく提案モデルの基本特性として、人口密度に応じたノード配置、故障や攻撃に強い結合耐性、直線の高々2倍で抑えられる短い経路長などの優れた性質を明らかにすると共に、短いリンクが主流で経済的なリンク長分布や最大負荷のスケーリング則等を定量的に示した。また、インターネットなど広く現実のネットワークに潜むScale-Free(SF)構造上で、局所情報である次数のべき乗に比例して隣接ノードを選ぶ確率的ルーティングのトラフィック特性を解析し、渋滞解消に適したパラメータ値やルーティング戦略も把握した。最終年度である本年にはさらに以下の成果が得られた。・辺上の二等分から任意の点で分割可能とするより現実的なモデルとして、自己相似な正方形の再帰的面分割を長方形に拡張し、その面積分布を解析的に示した(国際会議1件:企画提案、国際学術雑誌1件)。・上記の長方形分割に基づくネットワーク上の乱歩が、生物の最適餌探索と類似する移動距離分布を示す事を発見し、優れた探索効率を持つ基本特性を明らかにした(国際会議1件、招待講演を含めた国内研究発表)。・SF以外の種々のネットワークに対するOnion-like構造による頑健性:結合耐性の向上や、都市道路網の実データにおける面積分布の対数正規性を数値実験より得た(国内研究発表)。計算機科学と統計物理の両アプローチから、近未来の通信網に適した効率的かつ結合耐性が強いネットワーク自己組織化法を考え、人口密度に従ったノード配置、自己相似分割における短い経路長や負荷軽減、Zero Range Processによるトラフィック特性解析、粘菌より優れたリンク淘汰+ショートカット法などを提案し解決してきた。但し、間接的な研究環境整備等の協力を期待した博士課程学生の途中離脱により当初の見込みが若干崩れ、計画が全て実行出来た訳ではない。24年度が最終年度であるため、記入しない。
Gタンパクを介した新規の温度受容メカニズムの分子神経遺伝学

動物は光や匂い情報をGタンパク質共役型受容体で受容する。一方、温度情報はTRPチャネル型の受容体で受容すると考えられている。本研究では、温度1青報が、Gタンパク質を介して伝達される例を線虫をつかい全生物で初めて提示した。感覚神経の情報処理に関わる分子は線虫からヒトまで共通な例が多いことから、高等動物においても同様の機構が存在する可能性が考えられる。動物における匂いや光や温度などの感覚受容に関わる分子機構として、光と匂い情報はGタンパク共役型受容体で受容され、温度情報は、TRPチャネル型受容体で受容されることが明らかになっている。本研究では、温度情報伝達に関わる新規の分子メカニズムを明らかにする目的で、線虫C.エレガンスが示す温度に対する応答行動に異常をしめす変異体(eat-16)の解析を行った。eat-16変異体の原因遺伝子は3量体Gタンパク質の抑制因子であるRGSをコードしており、分子遺伝学的解析とカルシウムイメージングによる神経活動測定から、従来嗅覚ニューロンとして知られていたAWCニューロンが温度を感知し、温度情報がGタンパク質を介して伝達されていることを明らかにした(Kuhara, Okumura et al., Science, 2008)。さらに、Gタンパク質が関与する温度受容機構に関わる新たな分子を単離する目的で、eat-16変異体が示す温度走性異常を抑圧する変異体を単離を行った。温度走性変異体RGS eat-16を変異原であるEMS(エチルメタンスルホン酸)で処理し、F2世代の個体の温度走性を測定し、eat-16変異体が示す常に低温へ移動する温度走性異常を抑圧する変異体を単離した。単離された系統のひとつであるnj69変異について、戻し交配を行なった後に、野生株間のゲノムDNAの1塩基多系(SNP)を利用して変異の染色体上の位置のマッピングを行った所、X染色体の1Mbpの領域にマップされた。現在、ハイスループットシークエンサーを用いて変異部位の同定を行っている。温度は地球上に常に存在し、生体内の化学反応に変化をもたらす最も重要な環境情報のひとつである。そのため、地球上の全ての生物にとって温度の感知とその情報処理は必要不可欠である。これまでに、温度情報は6回膜貫通型のチャネルであるTRPによって受容され情報伝達されることが、ヒトからショウジョウバエの解析から明らかになっていた。しかし、神経系においてTRPを介さない分子経路に関しては明らかになっていなかった。本研究では、遺伝学に長けた実験動物である線虫C.エレガンスをつかい、温度に対する応答行動に異常をもつ変異体の解析から、新規の温度受容機構を明らかにした。具体的には、温度受容ニューロンにおける温度情報伝達に関して、哺乳類の視覚や嗅覚に必須な3量体Gタンパク質が必須であることが明らかにした(Kuhara, Okumura et al., Science, 2008)。つぎに、Gタンパク質を介した温度情報処理に関わる新規の分子を単離する目的で、Gタンパク質抑制因子であるRGSの変異体が示す温度応答行動の異常を抑圧する変異体を単離した。単離した変異体にかんして、野生株間の1塩基多型や、最新のハイスループットDNA配列同定技術などをもちいて原因遺伝子の同定を行なったところ、プロティンキナーゼCなどを含む幾つかの遺伝子に関しては原因遺伝子が同定された。以上の研究成果は、Gタンパク質を介した温度情報処理に関わる分子の同定に大きく寄与した。
チアカリックスアレーンの超分子錯体形成を利用する水中の微量有機分子のセンシング

本研究は新しいホスト分子、水溶性チアカリックスアレーン(TCAS)とその架橋硫黄酸化体(SO_2CAS)の希土類金属錯体を発光レセプターとして利用し、その超分子形成による水溶性有機分子のセンシングを目的としている。前年度までに、(i)TCAS、SO_2CASおよび従来のカリックスアレーンCASを用い、発光レセプター([Tb^<III>(tcas)]、[Tb^<III>(so_2cas)]および[Tb^<III>(cas)_2])を生成させ、(ii)これらの良好なエネルギー移動発光特性を。明らかにしている。これらをもとに、本年度は下記(III)を検討した。(III)カチオン性ゲストとの超分子錯体形成における発光挙動変化の評価・テトラアルキルアンモニウムイオン:ゲストの添加に対して各レセプターの励起スペクトル変化は小さく、感度は高くなかった。これはレセプターゲストの会合定数が小さいためと考えられる。・エチルビリジニウム(EtP^+イオン:[Tb^<III>(tcas)]および[Tb^<III>(cas)_2]の発光を感度良く消光した。これは各レセプターからEtP^+への電子移動によるためと考えられる。Stern-Volmerプロットから、EtP^+の検出限界(S/N=3)はそれぞれ5.6、5.9×10^<-8>Mであった。・エチルキノリニウム(EtQ^+)イオン:[Tb^<III>(tcas)]を高感度に消光し、検出限界(S/N=3)は6.7×10^<-10> Mであった。発光強度および寿命に対するStern-Volmerプロットは一致し、Tb(III)の励起状態からの失活を示唆している。また、消光速度定数は1.0×10^<10>M^<-1>s^<-1>であり、消光は拡散律速であることが分かった。以上、架橋硫黄型カリックスアレーンの錯形成能とゲスト分子認識能を超分子的に利用し、微量有機分子をセンシングできることを明らかにした。我々は近年カリックスアレーンの架橋CH_2を硫黄で置き換えたチアカリックスアレーンの簡易合成法を見出し,独自の新機能を見出している.本研究は水溶性チアカリックスアレーン(TCAS)の希土類金属錯体を生成させ,これを発光レセプターとして用い,超分子形成による水溶性有機分子のセンシングを目的としている.当年度はTCASと架橋硫黄酸化体(SO_2CAS),及び従来のカリックスアレーン(CAS)を比較に下記(i)(ii)を検討した.(ii)レセプターのエネルギー移動発光特性の評価以上は来年度に「(iii)超分子錯体形成における発光挙動変化の評価」を検討する上で重要な成果である.本研究は新しいホスト分子、水溶性チアカリックスアレーン(TCAS)とその架橋硫黄酸化体(SO_2CAS)の希土類金属錯体を発光レセプターとして利用し、その超分子形成による水溶性有機分子のセンシングを目的としている。明らかにしている。
肺障害の病態における肺胞上皮細胞Bcl-xLの役割

(目的)Bcl-xLはアポトーシスに関連する分子として同定されたが、細胞に対して保護作用を有することが報告されている。しかしながら肺胞上皮細胞に対してBcl-xLが細胞保護作用を有するかどうかについての検討は多くない。そこで本研究ではBcl-xLが肺胞上皮細胞傷害に関与するかどうか明確にするために検討をおこなった。(結果)1.ブレオマイシンによる肺上皮細胞由来MLE細胞に対する細胞障害モデルを作製した。ブレオマイシンは濃度依存的に細胞障害を誘導した。siRNAを用いてMLE細胞中のBcl-xL蛋白の発現量をノックダウンすると、ブレオマイシンによる細胞障害が増強することが確認された。2.過酸化水素負荷による肺上皮細胞由来MLE細胞に対する細胞障害モデルを作製した。過酸化水素は濃度依存性にMLE細胞に障害を誘導した。siRNAを用いてMLE細胞中のBcl-xL蛋白の発現量をノックダウンすると、この過酸化水素による細胞障害は過酸化水素低濃度では増強する傾向が確認されたが、高濃度では影響が確認されなかった。3.肺上皮細胞にのみ特異的にBcl-xLを欠損するマウス(肺上皮特異的Bcl-xL欠損マウス)を作製した。肺上皮特異的Bcl-xL欠損マウスでは生後の成長に異常は認めなかった。成長後の肺を組織学的に検討したが、特に形態学的な異常は認めなかった。(結論)以上の結果よりBcl-xLは肺の発生および成長には必須ではないと考えられるが、肺上皮細胞において各種ストレスに対して細胞保護作用を有することが示唆された。このことは肺上皮細胞におけるBcl-xLを活性化させることが様々な肺障害の治療法となりうる可能性を示唆した。我々は肺胞上皮細胞特異的にSTAT3を欠損するマウスを作製し、高酸素負荷、ブレオマイシン肺障害負荷に対して、この欠損マウスが著明な障害感受性を有することを確認した。これは肺上皮細胞においてSTAT3が細胞保護作用を担っていることを初めて示した結果であった。STAT3の作用のメカニズムを解明するうえで、Bcl-xLはSTAT3により発現が制御され抗アポトーシス作用を有することが既に報告されているため、今回我々はBcl-xLという分子に注目した。本研究では肺上皮細胞内Bcl-xLの機能解析をin vitroのみならずin vivoでの解析をおこなうために、まずcre-loxp systemを用いて肺胞上皮細胞特異的にBcl-xLを欠損させるマウスを作製した。このマウスは正常対照マウスと比較して生後3ヶ月の時点においては明らかな組織学的変化は観察上はっきりせず、肺胞上皮細胞内Bcl-xLは肺の発生および成熟の過程では特に重要な役割を担っていないと考えられた。この肺胞上皮細胞特異的Bcl-xL欠損マウスを用いて、ブレオマイシン肺線維症モデルの作製を試みた。この欠損マウスはストレスに対して感受性が高いと予想されたため、初期実験として少量(0.3mg/kg)のブレオマイシン投与でモデル作製を試みた。しかしながら、組織学的ならび生化学的な検討の結果、充分な肺障害および肺の線維化が誘導されていないことが判明した。今後ブレオマイシンの投与量を増量して検討を加える。またマウスの交配の効率をあげ、高酸素負荷モデルも検討する。(目的)Bc1-xLはアポトーシスに関連する分子として同定されたが、細胞に対して保護作用を有することが報告されている。しかしながら肺胞上皮細胞に対してBc1-xLが細胞保護作用を有するかどうかについての検討は多くない。そこで本研究ではBc1-xLが肺胞上皮細胞傷害とそれに伴う線維化に関与するかどうか明確にするために検討をおこなった。

(結果)1.過酸化水素負荷による肺上皮細胞由来MLE細胞に対する細胞障害モデルを作製した。過酸化水素は濃度依存性にMLE細胞に障害を誘導した。siRNAを用いてMLE細胞中のBc1-xL蛋白の発現量をノックダウンすると、この過酸化水素による細胞障害が増強する傾向が確認された。2.ブレオマイシンによる細胞障害モデルを作製し、siRNAを用いて上記と同様の検討を行った。MLE細胞中のBc1-xL蛋白の発現量をノックダウンすると、ブレオマイシンによる細胞障害が増強する傾向が確認された。3.肺上皮細胞にのみ特異的にBc1-xLを欠損するマウス(肺上皮特異的Bc1-xL欠損マウス)を作製した。肺上皮特異的Bcl-xL欠損マウスでは生後の成長に異常は認めなかった。成長後の肺を組織学的に検討したが、特に形態学的な異常は認めなかった。(結論)以上の結果よりBc1-xLは肺の発生および成長には必須ではないと考えられるが、肺上皮細胞において各種ストレスに対して細胞保護作用を有することが示唆された。このことは肺上皮細胞におけるBc1-xLを活性化させることが様々な肺障害の治療法となりうる可能性を示唆した。
批判的思考遂行プロセスの解明および教育支援プログラムの開発

批判的思考プロセスおよび知識提示の効果の検討:痩身効果を主張する疑似科学情報を評価し、その効果判断を行うプロセスにおける、批判的思考態度、批判的思考能力、事前信念の影響を検討した。また、科学的情報の見方に関する知識(以下、科学リテラシー知識)および思考のバイアスに関する知識(以下、思考バイアス知識)を提示し、それらの知識が判断プロセスに及ぼす効果を検討した。(1)通常の批判的思考プロセス:提示された疑似科学情報の評価に対し、批判的思考態度および能力、さらに事前信念も影響がみられなかった。また、痩身効果判断に対して、情報をどのように評価したかは影響をもたず、事前信念が影響を及ぼしていた。つまり、提示された情報を考慮せず、事前信念に従って痩身効果を判断するという信念バイアスがみられた。(2)科学的リテラシー知識提示の効果:痩身効果判断に対し、提示された情報に対する評価が影響を及ぼしていた。つまり、提示された情報を重視し、その情報の評価に基づき判断する傾向がみられた。しかしながら、情報の評価に対しては事前信念が影響を及ぼしており、適切な情報の評価は促進されなかった。また、効果判断に対する事前信念の直接的な影響もみられた。すなわち、科学リテラシー知識の提示により、情報を重視する傾向は高まったが、その情報の評価には信念バイアスがみられ、疑似科学情報の正しい理解は促進されなかった。(3)思考バイアス知識提示の効果:提示された疑似科学情報の評価、および痩身効果判断に対して、事前信念の影響はみられなかった。また、批判的思考能力が高いものは情報を適切に評価する傾向がみられた。そして、情報の評価が痩身効果判断に対して影響を及ぼしていた。つまり、思考バイアス知識の提示により、情報の評価および効果判断に対する信念バイアスがみられなくなり、提示された情報に基づく効果判断が促進された。1.批判的思考遂行プロセスの解明:事前に持つ信念と一致する情報,および,信念と不一致な情報に基づき,結論を導出する際の情報探索過程について検討した。(1)オンラインでの行動指標による測定:情報探索の指標として,情報参照時間および情報参照回数をオンラインで測定し,情報評価については各情報の重要性評価をオフラインで測定した。また,批判的思考態度や能力が,それらにどのように関わっているかについて検討した。その結果,情報参照時間については,批判的思考能力の高い者は,事前信念と不一致な情報をより長く参照することが明らかとなった。参照回数については,批判的思考態度および能力などによる差はみられなかった。情報の重要性の評価については,信念と不一致な情報の重要性の評価と,信念と一致した情報の参照時間との間に,負の相関がみられた。そして,適切な結論の導出にたいしては,情報参照時間や回数は影響しておらず,批判的思考態度の「探究心」が正の影響を,また,事前信念が負の影響を与える傾向がみられた。(2)言語報告による結論導出に関わる要因の検討:適切な結論の導出に関わる要因を検討するため,導出した結論の理由に関する自由記述の内容を検討した。適切な結論を導出したものの多くが,疫学的・科学的情報の見方に関して客観的に言及していた。科学的データの見方に関する知識を持っている,または情報から読み取ることができるということが,適切な結論の導出に関わっていることが示唆された。
ソフト・ガバナンスの台頭-市民社会、企業、そして国際組織による秩序の模索-

本研究では、90年代以降の国際社会において、なぜ多様な行為主体がグローバル・ガバナンスに直接参加し、法的拘束力を持たない私的なガイドラインを設定するソフトなタイプのガバナンスが台頭するに至ったのか、について探究した。その結果、グローバリゼーションによって生じた「不均等な法化」が原因であったことが、マクロな分析および特定のプライベート・レジームに関するミクロな実証分析を通して、明らかとなった。本研究の目的は、昨今国際関係に見られるソフト・ガバナンスの台頭の理由を明らかにしつつ、その特徴および有効性を理解するところにあるが、初年度の目標は、ソフト,ガバナンスに関する先行研究のレビューを行うことと、二次資料に基づく予備的な検討を通して分析の対象を絞ること、およびソフト・ガバナンスを類型化するととにあった。これらの目標を達成することで得られた知見は以下の通りである.第1に、ソフト・ガバナンスには様々なタイプのものがあることが判明した。目的別に分類すると、何らかの標準を設定するものと企業や政府の学習を促進するもりら分けらけた。前者にはForest Stewardship Council、ISO14001および世界ダム委員会のガイドラインなどが含まれ、後者には国連のグローバル・コンパクトなどが含まれる。そしでガバナンスへの参加主体別に分類すると、企業がイニシアティブをとって創設したもの、NGOがイニシアティブをとって創設したもの、さらには公的機関が関与したものに分類できだ。第2に、ソフト・ガバナンスが台頭した理由に関しては、NGOが関与したケースを中心に分析したところ、国連プロセスやブレトンウッズ体制などの多国間主義がうまく機能しなかったところに起因していたことが判明した。第3に、公的機関の関与がソフト・ガバナンスの性質にどのような影響を与える可能性があるのかに関して、ポスト世界ダム委員会の制度として創られた国連環境計画(UNEP)のダム開発プロジェクトを事例研究にそのプロセスに関与したNGOから聞き取り調査を実施した.それによりソフト・ガバナンスの普遍性を高めるには公的機関の関与が必要となるが、公的機関が関与することで基準の厳格性が損なわれるというジレンマが発生し得ることを確認することができた。本研究の目的は、昨今国際関係に見られるソフト・ガバナンスの台頭の理由を明らかにしつつ、その特徴及び有効性を理解するところにあるが、第2年度の目標は、ソフト・ガバナンスの現地調査を実施することと、企業やNGOなどの非政府組織と国際組織の相互作用の分析をすることにあった。前者に関しては、UNEP(国連環境計画)のDDP(ダム開発プロジェクト)プロセスに関与したIHA(国際水力発電協会)代表に対するインタビュー調査及びEUのETS(排出量取引制度)の形成プロセスに関与した欧州委員会環境総局と各種経営者団体及び市民社会団体の担当者へのインタビュー調査を実施できた。これらの調査結果を踏まえて、報告者は分析を行い、その成果の一部を論文として公表した。第一に、国際政治の社会分野においてソフト・ガバナンスが登揚している背景について「法化の不均等性」という視点から考察し、ソフト・ガバナンスの有効性・正統性を高める上で国際組織の役割が重要であることを改めて確認した。第二に、その重要性を確かめるために、UNEPにおけるDDPの事例を分析した。だがこの事例では、国際組織がプロセスに関与することでかえってソフト・ガバナンスの有効性が失われてしまった。聞き取り調査の結果、その原因がUNEPの自律性の低さにあったことが判明した。そこでUNEPとは対称的な、加盟国間の均質性が高く、自律性が高いEUに着目し、ソフト・ガバナンスがどのような時に有効になるのかを検討すべく、EU・ETSの形成に照準を定めて聞き取りを実施した。本年度は、この調査結果の分析を進め、上記の問いに関して理論的な考察を行うとともに、追加的な調査を実施したい。本研究の目的は、官民パートナーシップに代表されるソフト・ガバナンスの特徴を明らかにし、特定の事例についてソフト・ガバナンスが採用されるに至った理由および、ソフト・ガバナンスの有効性と正統性について国際制度論の視点から分析することにあった。その目的を達成すべく、平成21年度は、主に森林管理協議会(FSC)およびEU排出量取引制度(EU-ETA)に関する聞き取り調査を実施した。以下に、それぞれに関して調査結果を簡単に要約する。FSCは、純粋な私的な制度であり、森林の違法伐採に各国政府が歯止めをかけられなかったことなどがその設立の理由となった。FSCの最大の目的は、森林管理に関するグローバルな標準を設定し、その遵守を、独立認証機関を通して認証することにある。標準の設定には、マルチ・ステークホルダー・アプローチが採用され、セクター間の討議の機会が確保されている。森林管理に関しては、それと競合する森林認証支援プログラム(PEFC)などが存在するが、FSCの基準の方がより包括的であり、2000年以降、FSCに参加するセクターの数は増え続けている。その意味では、FSCは、正統性を確保しながら、社会統制の担い手として有効に機能していると言える。EU-ETSに関しては、ポスト京都議定書のグローバルな枠組みとの関係について関係者から聞き取りを行った。グローバルな制度的な枠組みを構築する中で、EUは、コペンハーゲン会議において「セクター別クレジット供与」の仕組みを提案した。

そのねらいは、新興諸国にも排出量取引への参加を促し、それによって域外企業との競争条件をより公正なものにし、EU-ETSの正統性を確保することにあった。この仕組みがもし他国にも受け入れられるのならば、今後政府間のレジームが成立しなくても、EU-ETSがそれに代る制度として有効に機能する可能性があることを確認できた。
コンポジットレジンペーストの粘性が重合硬化後の象牙質窩洞適合性に及ぼす影響

平成11年度は、8種市販コンポジットレジン(Clearfil AP-X, Estelite, Estio LC, Litefil IIA, Prodigy, Progress, Silux Plus, Z-100)を0.5M EDTA水溶液、35% glycerylmono-methacrylate水溶液、Clearfil Photo Bondからなる試作コントラクシヨンギャップフリーポンディングシステムで処理した象牙質円柱窩洞内に填塞硬化させた場合の窩洞辺縁適合性をコントラクションギャップ幅の計測によって評価した。この結果、Clearfil AP-X, Silux Plus, Esteliteの3種コンポジットレジンではすべての試片で完全な窩洞辺緑適合性の獲得を確認し、得られたコントラクションギャップ計測値が引っ張り接着強さおよび、直接引っ張り強さや曲げ強さなど重合硬化後のコンポジットレジンの機械的性能とはまったく相関性を示さないことを明らかにした。平成12年度は、回転式粘度計VT550に装着したコーンプレートセンサーのプレート温度を37°Cに設定して初期最大ずり応力と後期平衡ずり応力を計測し、これら8種市販コンポジットレジンのシキソトロピー指数(Thixotropy Index)を算出した。この結果、プレートのずり速度10.68s^<-1>で得られた8種コンポジットのシキソトロピー指数が、ギャップ計測値と有意な2次相関関係(r2=0.822)を示すことが確認された。平成13年度は、高出力なHAAKE RS75を用いて、プレート温度37°Cで降伏応力および流動履歴曲線を計測した。結果、降伏値はギャップ計測値と有意な1次相関関係(r2=0.757)にあり、流動履歴曲線から求められた粘稠性指数もまた、ギャップ計測値およびシキソトロピー指数のいずれとも有意な相関関係(r2=0.749,r2=0.659)にあった。平成11年度の成果平成11年度は、当該8種市販コンポジットレジンを前述の引っ張り接着強さ試験に用いたと同じ接着システム、すなわち0.5M EDTA水溶液、35% glyceryl mono-methacrylate水溶液、Clearfil Photo Bondからなる試作コントラクションギャップフリーボンディングシステムで処理した象牙質円柱窩洞内に填塞硬化させた場合の窩洞辺縁適合性をコントラクションギャップ幅の計測によって評価した。この結果、Clearfil AP-X,Silux Plus,Esteliteの3種コンポジットレジンではすべての試片で完全な窩洞辺縁適合性の獲得を確認した。なお、完全な辺縁適合性を獲得した試片の数は各10試片中でClearfil AP-X(10),Estelite(10),Silux Plus(10),Estio LC(9),Progress(8),Litefil IIA(3),Z-100(1),Prodigy(0)であり、得られたコントラクションギャップ計測値は引っ張り接着強さおよび、直接引っ張り強さや曲げ強さなど重合硬化後のコンポジットレジンの機械的性能とはまったく相関性を示さないことも明らかとなった。前年度、HAAKE VT550の出力可能なトルクでは、コンポジットレジンペーストの温度を高温にして流動性を高めて降伏値の計測および流動履歴曲線の決定は不可能であった。このため、センサーシステムをパラレルプレートに変更し、かつ、レジンペーストの温度を高温にしたが、降伏応力および流動履歴曲線を計測するには不十分であった。そこで、高出力なHAAKE RS75を用いて、プレート温度37°Cで降伏応力および流動履歴曲線を計測した。

計測には、室温(23±1°C)に24時間以上放置したコンポジットレジンを用いることとし、回転式粘度計RS75に先端を平坦にした直径20mmのコーンと温度を37°Cに設定したプレートからなるセンサーを装着し、プレート間距離0.14mmで降伏値を計測した。また、流動履歴曲線の決定には、回転式粘度計RS75に直径10mmのプレートをプレート間距離0.118mmで装着したパラレルプレートセンサーを使用した。この結果、2.流動履歴曲線から求められた粘稠性指数はコントラクションギャップ計測値および平成12年度に計測されたシキソトロピー指数といずれも有意な相関性(r2=0.749,r2=0.659)を示した。コンポジットレジンを試作するにあたり、これらコンポジットレジンの重合前のペーストの粘性のパラメーターが窩洞適合性を予測するための因子となり得る可能性が示唆された。
ラビットイアーチェンバー法による歯根吸収抑制の研究

背面から薬剤を挿入できる改良型ラビットイアーチェンバーを兎の耳介に装着し、内部の観察用テーブル上に微小循環網が再生したもの5例を用意した。ヒトの抜去歯(第三大臼歯)を抜去直後に生食水で洗浄し、タービンにて歯根部象牙質を細断、更に骨ノミとマレットで可及的に0.5m角の細片とした。歯根象牙質細片はEOG滅菌を施し、半分をコントロール群としてそのまま、半分は水酸化カルシウム-生理食塩水のペースト中に30分、24時間、又は1週間浸漬した。コントロール群2例、水酸化カルシウム群は各浸漬時間毎に1例計3例のラビットイアーチェンバーを選択し、各象牙質細片を滅菌生食水中で軽く洗浄し懸濁させて挿入した。挿入直後から、実体顕微鏡下にて細片と微小循環系の反応について検討した。コントロール群では挿入自体による初期の炎症反応が消退した後に、細片群には微小循環網が接近しその形態や血流動態に異常は認められなかった。1週間後からは細片周囲に数個の大小(510mum)の細胞の存在を認めたが、4週間を経ても細片周囲には吸収過程と思われるような所見は認められなかった。一方、水酸化カルシウム浸漬群では特に24時間と1週間浸漬の例において、アルカリ性に起因すると思われる細片周囲の組織空白部が50mu程の幅で生じた。12週後にはそれらは消失し血管枝が細片に接近しており、コントロール群と似た結果を示した。イヤーチャンバーの寿命が12ケ月であることを考えるとこの方法で象牙質吸収過程全体を観察するのは困難ではないかと考えている。
超高精細映像通信のための多眼画像処理による超高解像度撮像方式の基礎研究

将来の超高精細映像通信の実現の際には超高精細画像の撮像の問題が重要となる。本研ではこの問題を解決するための一方式として、複数のカメラを用いて同時に撮像した画像を信号処理の手法により統合化し、個々のカメラで撮像した画像よりも解像度の高い画像を取得する方式について実験的検討を行った。その結果、以下のことが明らかとなった。1.カメラに輻輳を付けて配置して撮像した場合や立体形状を有している撮像物体を撮像した場合、個々のカメラのアパーチャ(受光素子開口)形状が等しいと、画像の一部分の画素で撮像領域が重なり、高解像化に必要な画素ズレが生成できず解像度の改善ムラを生じる。2.上記1.の解像度改善ムラの問題は、アパーチャ形状の異なるカメラ(例えば、2台のカメラを用いる場合、横長と縦長のアパーチャ形状のカメラ)を用いることによって解決できる。アパーチャ形状が同一の時には標本化位置が同じ画素は撮像領域が重なってしまうが、アパーチャ形状が異なれば標本化位置が同じ画素でも撮像領域は重ならず常に画素ズレの生成が可能となり、カメラの輻輳配置や立体形状物体の撮像にも対応可能となる。本研究では、互いにアパーチャ形状の異なるカメラを用いることで多眼撮像方式がより柔軟なものなることを明らかにしたが、アパーチャの異なる(即ち空間解像度の異なる)画像間の対応関係を精度良く推定するための信号処理手法の開発が今後必要である。超高精細映像通信の実現に向け,特にその撮像の問題の解決のため,従来のデバイスの微細加工技術による撮像素子の高密度化とは異なる新なアプロ-チの検討を行った。すなわち,複数のカメラにより撮像された画像の信号処理の手法により統合化する方式について,高解像化や低雑音化の限界および必要とされる信号処理手法の検討を行った。その結果,以下の事が明らかとなった。1.固体撮像素子の撮像特性を検討した結果,固体撮像素子の開口率を100%と仮定した場合,提案方式により統合化された画像の解像度は,個々の固体撮像素子で撮像された画像の解像度に対して,最大2倍まで改善可能である事を明らかにした。また,統合化する画像数を増やすことにより,SN比の改善が得られることも明らかにした。2.多眼画像の統合化のための信号処理は,1)個々の画像間の対応関係の推定処理と,2)不均一間隔標本点を均一間隔標本点に変換する処理の2つの処理から成り,2)に関しては画像復元やCT等で用いられている反復アルゴリズムを用いれば,複数のカメラ任意の位置に配置して撮像した画像に対しても処理が可能であることが明らかとなった。本提案方式の今後の検討課題としては,1)の個々の画像間の対応関係の推定を安定かつ精度良く行う信号処理方式の開発が重要であり,その後は,ハ-ドウェア化の際の演算量の個々のカメラ系の撮像特性の差異への対処等の検討などが必要である。本研究ではこの問題を解決するための一方式として、複数のカメラを用いて同時に撮像した画像を信号処理の手法により統合化し、個々のカメラで撮像した画像よりも解像度の高い画像を取得する方式について実験的検討を行った。

本研究では、互いにアパーチャ形状の異なるカメラを用いることで多眼撮像方式がより柔軟なものとなることを明らかにしたが、アパーチャの異なる(即ち空間解像度の異なる)画像間の対応関係を精度良く推定するための信号処理手法の開発が今後必要である。
CD4及びCD8陽性T細胞に認識されるグリオーマ抗原を用いた特異的免疫療法の確立

近年CD8陽性T細胞活性の増強や維持にはCD4陽性T細胞が重要な役割を担っていることが明らかになった。我々は、グリオーマ患者血清を用いたSEREX (serological identification of antigens by recombinant expression cloning)法により、精巣組織由来のcDNA libraryをスクリーニングしたところ、胎生期に転写調節因子として機能するSOX6を単離した。さらにSOX6は、グリオーマ組織において高い発現を示し、グリオーマ患者血清中IgG抗体に高頻度に認識されることから、SOX6が抗原特異的にCD4陽性T細胞を活性化していることが示唆された。そこで、グリオーマ担癌マウスモデルにおいて、CD8陽性T細胞に認識される抗原としてマウスグリオーマ由来新規抗原遺伝子GARC-1を、CD4陽性T細胞が認識する抗原としてSOX6を用いた腫瘍特異的免疫の活性化を試みた。GARC-1とSOX6それぞれの全長を含んだplasmid DNAをC57BL/6マウス皮内に遺伝子銃による免疫を行い、免疫マウスの脾細胞を用いて両抗原を発現しているマウス由来のグリオーマ細胞GL261をターゲットにしたIFN-γassayを行ったところ、GARC-1とSOX6双方で免疫した群では各々単独で免疫した群やコントロール群と比してGL261に対するIFN-γ放出量の著明な増加を示した。このことから、GARC-1とSOX6双方で免疫した群ではGL261に対する特異的細胞障害性T細胞が誘導されたことが示唆された。また、最終ワクチンから2週間後に、免疫マウスの頭蓋内にGL261細胞を移植し、腫瘍の生着および増殖能を生存期間により検討したところ、GARC-1とSOX6双方で免疫した群ではコントロール群と比して有意に生存期間が延長された。これらの結果から、CD4陽性T細胞を活性化し得るSEREX抗原SOX6とCD8陽性T細胞に認識されるグリオーマ抗原両者を用いた免疫遺伝子治療によって、グリオーマ細胞に対する特異的細胞障害性が増強され、さらに腫瘍拒絶能を向上し得ることが示された。このことから、グリオーマ抗原SOX6を用いたDNAワクチンは、グリオーマに対する免疫遺伝子治療に応用できる可能性があると考えられる。