hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
高病原性鳥Ｈ５Ｎ１インフルエンザウイルスの　哺乳類間における伝播の解析

【背景・目的】鳥由来ウイルスであるH5N1ウイルスの人への感染・死亡例は依然増え続けている。近年、日本でもH5N1ウイルスが野鳥から分離されており、これらのウイルスがヒトに伝播する可能性がある。そこで、これらのウイルスがヒトに伝播した際の病原性の評価を行うために、マウスモデルを用いて病原性の解析を行った。平成24年度および平成25年度に、病原性が大きく異なるA/mandarin duck/Kochi/3901C005/2011株(以下、Kochi株:病原性が強い株)およびA/common pochard/Hyogo/2801B004/2011株(以下、Hyogo株:病原性が弱い株)を選択した。さらに、遺伝子組み換えウイルスを用いた解析により、選択した2株の病原性の違いは、Kochi株のPB2タンパク質に起因することを明らかにしてきた。本年度は、病原性に関与しているアミノ酸を同定することを目的とし、実験を進めた。【結果・考察】病原性の強いKochi株と病原性の弱いHyogo株のPB2タンパク質は3か所アミノ酸(202番目、271番目、491番目)が異なる。そこで、今年度は病原性の弱いHyogo株のPB2分節に変異を導入したウイルスを作出し、マウスにおける病原性を比較した。その結果、PB2タンパク質の202番目のメチオニンと491番目のスレオニン、271番目のメチオニンと491番目のスレオニンまたは、271番目のメチオニンと491番目のスレオニンの組み合わせがKochi株の高い病原性に寄与していることが明らかとなった。本結果は、高病原性鳥H5N1インフルエンザウイルスのサーベイランスをする上で、重要な指標となると考えられる。26年度が最終年度であるため、記入しない。「高病原性鳥インフルエンザウイルスの病原性の解析」【目的と意義】鳥由来ウイルスであるH5N1ウイルスの人への感染・死亡例は依然増え続けている。【結果】国内で分離された37株のH5Nlウイルス株をマウスに感染させ、マウスにおける病原性を比較した。今年度は選択した病原性の異なるこれら2株の、細胞における増殖について解析を行った。Kochi株およびHyogo株はともにトリ由来細胞株であるDF-1細胞では同程度の増殖を示したが、イヌ由来細胞株のMDCK細胞やヒト由来細胞株のA549細胞では病原性の強いKochi株の方が高い増殖能を示した。このことから、Kochi株は哺乳類での増殖に有利なアミノ酸を保持していることが示唆された。次に病原性の弱いHyogo株をバックボーンとして各分節を病原性の強いKochi株に入れ替えたウイルスを作出し、各細胞における増殖を比較した。その結果、Kochi株のポリメラーゼタンパク質PB2またはPBIを有するウイルスが、哺乳類由来の細胞株で効率よい増殖を示した。【今後の展望】Invitroの実験からKochi株のポリメラーゼタンパク質が、哺乳類の細胞における増殖に重要であることが示唆された。今後は、これらのタンパク質がマウスにおける病原性発現においても重要なのかを検討するために、マウスモデルを用いて解析を行っていく。鳥由来ウイルスであるH5N1ウイルスの人への感染・死亡例は依然増え続けている。平成24年度、国内で分離された37株のH5N1ウイルス株をマウスに感染させ、マウスにおける病原性を比較した。最も病原性が強い株として、A/mandarin duck/Kochi/3901C005/2011株(以下、Kochi株)を、最も病原性が弱い株として、A/common pochard/Hyogo/2801B004/2011株(以下、Hyogo株)選択した。選択した2株は、トリ由来細胞株であるDF-1細胞では同程度の増殖を示したが、イヌ由来細胞株のMDCK細胞やヒト由来細胞株のA549細胞では病原性の強いKochi株の方が高い増殖能を示した。さらに、遺伝子組換えウイルスを用いた実験より、Kochi株のポリメラーゼタンパク質が、哺乳類の細胞における増殖に重要であることが示唆された。本年度は、Kochi株のポリメラーゼタンパク質がマウスにおける病原性発現においても重要なのかを検討するために、マウスモデルを用いて解析を行った。今年度は病原性の異なるこれら2株をもとに作出した遺伝子組換えウイルスの病原性の比較解析を行った。方法として、病原性の弱いHyogo株をバックボーンとして各分節を病原性の強いKochi株に入れ替えたウイルスを作出し、マウスにおける病原性を比較した。その結果、Kochi株およびHyogo株の病原性の違いは、ポリメラーゼ蛋白質複合体を形成するPB2に起因することが明らかとなった。

近年、日本でもH5N1ウイルスが野鳥から分離されており、これらのウイルスがヒトに伝播する可能性がある。そこで、これらのウイルスがヒトに伝播した際の病原性の評価を行うために、マウスモデルを用いて病原性の解析を行った。平成24年度および平成25年度に、病原性が大きく異なるA/mandarin duck/Kochi/3901C005/2011株(以下、Kochi株:病原性が強い株)およびA/common pochard/Hyogo/2801B004/2011株(以下、Hyogo株:病原性が弱い株)を選択した。さらに、遺伝子組み換えウイルスを用いた解析により、選択した2株の病原性の違いは、Kochi株のPB2タンパク質に起因することを明らかにしてきた。本年度は、病原性に関与しているアミノ酸を同定することを目的とし、実験を進めた。【結果・考察】病原性の強いKochi株と病原性の弱いHyogo株のPB2タンパク質は3か所アミノ酸(202番目、271番目、491番目)が異なる。そこで、今年度は病原性の弱いHyogo株のPB2分節に変異を導入したウイルスを作出し、マウスにおける病原性を比較した。その結果、PB2タンパク質の202番目のメチオニンと491番目のスレオニン、271番目のメチオニンと491番目のスレオニンまたは、271番目のメチオニンと491番目のスレオニンの組み合わせがKochi株の高い病原性に寄与していることが明らかとなった。本結果は、高病原性鳥H5N1インフルエンザウイルスのサーベイランスをする上で、重要な指標となると考えられる。26年度が最終年度であるため、記入しない。昨年度、in vitroにおいて、高病原性鳥インフルエンザウイルスの増殖に関わる因子を絞り込むことができた。これまでの研究はおおむね、計画通りに進んでおり、この結果をもとに病原性や伝播に関わる因子を同定できることが期待される。昨年度、in vivoにおいて、高病原性鳥インフルエンザウイルスの病原性に関わる因子(Kochi株PB2)を絞り込むことができた。これまでの研究はおおむね、計画通りに進んでおり、この結果をもとに高病原性H5N1鳥インフルエンザウイルスの病原性や伝播に関わる因子を同定できることが期待される。これまでに、in vitroの実験から病原性の強いKochi株のポリメラーゼタンパク質が、哺乳類の細胞における増殖に重要であることが示唆された。今後は、これらのタンパク質がマウスにおける病原性発現においても重要なのかを検討するために、マウスモデルを用いて解析を行っていく。その後、それらのアミノ酸が哺乳類間伝播に与える影響について検討を行う。マウスにおけるKochi株の高い病原性はPB2に起因することが明らかとなったので、来年度は、病原性に関与しているアミノ酸の同定および病原性発揮のメカニズムについて、解析を進めていく。
アジアの共通語としての英語の異文化間場面における談話研究

録音した対話やインタビューのデータの30%は転写済み、20%は分析が終わった。予備的の成果を2014年3月の第三早稲田大学ELF国際ワークショップと2014年11月の第四早稲田大学ELF国際ワークショップで発表した。全体を「Journal of English as a Lingua Franca」に提出する前提で論文が作成中。主にアジアの参加者の間における英語共通語(リンガフランカとしての英語、ELF)のコーパスの編集を続いた。前の年と同じように、音声とビデオ録画された小グループの討論や発表と(英語のアジアのコーパスとこの別のプロジェクトのニーズにそれぞれと一致した)2つの様式に記録されたデータの転写を伴う。この小さなコーパスの分析の項目をやや半分を完了した。下記(達成度)に書いたように、香港教育大学のACE(Asian Corpus of English)というプロージェクトの助力を延期した(今まで収集できたデータの「アジア」代表率が少ないため)。2012年のデータは、主に日本人とヨーロッパ人と北アメリカ人ですが、分析の目標を変わらずデータが役に立つになるはずです。分析は、これまでネイティブスピーカーへのウィーン・オックスフォード国際英語コーパス(Vienna-Oxford International Corpus of English)と香港口語英語コーパス(Hong Kong Corpus of Spoken English)の外部比較で対処してきました。その上、コーパスがまだ小さいため、異なるバックグラウンドや役割の参加者の間での内部の比較は、手動でも分析を行うことができる。特に、モダリティの表現仕方が注目で、それぞれの参加者がどのようにモダリティの表現を使うことによってディスカッションを取り組むかを調査した。日本のNGOが運営したアジアの諸国から来た研修生のための国際研修プログラムを見学する許可を得て、5週間の間の6回の見学をわたって7時間20分の分の対話(主に英語)を録音できて、今年5月中旬まで50分の分を転写・分析が終わった。予備的の結果を第三早稲田ELF国際ワークショップで発表して、そのワーキング・ペーパーを2014年6月に出版の予定。日本と国際的な経営の学生で構成された多文化のディスカッショングループで国際共通語としての英語(リンガフランカとしての英語、ELF)の相互作用として、予備調査と英語のコーパスの編集を行った。これは、音声とビデオ録画された小グループの討論や発表と(英語のアジアのコーパスとこの別のプロジェクトのニーズにそれぞれと一致した)2つの様式に記録されたデータの転写を伴う。この小さなコーパスの分析の一部を完了しました。その結果は:1)異文化間の場面で、全体的に見て、参加者はモダリティを表すことが比較的少ない。2)より英語能力のあるとして認識される参加者、また、ディスカッションを支配して英語を"所有"するとして認識される参加者は、より多くモダリティ表すが、明示的ではない。"所有"ではないとして認識される参加者はよりはっきりモダリティをマークする。3)また、主にのみモダリティを表現する発話が高い"所有"グループの間でより頻繁にかもしれません。言語学前年と同じように、録音させてくれた参加者にはアジア人が少なかったため、香港教育大学のACE(Asian Corpus of English)というプロージェクトの助力を延期した。変わりに、談話分析の結果(上記のモダリティ)に重視した。録音させてくれた組織や参加者の中にアジア人が少なかったため、香港教育大学に中心したACE(Asian Corpus of English)というプロジェクトの助力を延長して、新たに見学・録音させてくれる組織を捜した。上記のNGOからの許可が出たら、データ収集の仕事を9月に始められた。今年度まで、録音したデータを15%ぐらい転写・分析したところです。当初の計画通りに進んでいる。ただし、参加者の構成はアジア人が思ったより少ない。これから、検査の対象にする職場を選ぶ条件を見直す。九月から新しいサイト(職場)でコーパスデータの収集を始めて、また「アジアの共通語の英語」という強調ができる。そして、3年のデータをまとめて、広範囲の分析を終えて、ウエブサイトや論文の作成に進む。今年の9月までに転写・分析を終わる予定。最終的な結果を発表する論文は年末まで作成する予定。コーパスデータを収集する。学会発表およびワークショップへ参加する。研究成果をWEBで発表する。多ヶ所の調査査の職場を23年度の間に選ばれる。パイロット・スタディの英語による講義と多国籍の職場が決まり、調査のご承諾をもらったら調査が始まる。各現場で,最初の3ヶ月は職場での対話や会議を録音したり,職場の観察をしたり、職場の社員を面接したりするつもりだ。6ヶ月目まで、録音されたデータを書き写す(書き写す方法の訓練を含む)。8ヶ月目まで、会話分析をしたり、コーパスの分析を通して談話文法の特徴を探す。コーパスデータの収集(謝金、交通費)840000円

学会、コーパスデータの分析方法のワークショップへの参加180000円物品360000円録音させてくれた組織や参加者の中にアジア人が少なかったため、香港教育大学に中心したACE(Asian Corpus of English)というプロジェクトの助力を延長して、新たに見学・録音させてくれる組織を捜した。上記のNGOからの許可が出たら、データ収集の仕事を9月に始められた。今年度まで、録音したデータを15%ぐらい転写・分析したところです。コーパスの分析ソフトウエアーコンピュータ謝金(転写・書類の運営)コーパスデータの収集380000円学会、コーパスデータの分析方法のワークショップへの参加620000円物品200000円
ウェブアンケートに基づく地震被害と震度の研究-地震災害情報Web2.0-

昨今の震度6以上を記録する被害地震において、計測震度と被害実態とが合わないことが指摘されている(2008年岩手・宮城内陸地震,岩手県沿岸北部の地震など)。そこで報告者は、地震発生後に誰でも体感震度報告ができるようなウェブフォームを構築した。昨今の震度6以上を記録する被害地震において、計測震度と被害実態とが合わないことが指摘されている。これは計測震度では人体感覚に合うような周期1秒以下の地震動に対して重みがあるフィルター特性が用いられているのに対し、震度6以上の震度階級解説文に書かれている建物被害には周期1秒から2秒の地震動が影響を及ぼすことによる。震度表示が軽視されるようになれば地震直後の救援初動体制に悪影響を及ぼしかねない。そこで報告者および研究分担者らは,ウェブ投稿による体感震度報告システムを構築した.震度計による計測震度が自治体単位で得られるようになったため,従来のようにアンケートの回答を統計処理することで震度を算出するのではなく,各人の感じた震度を数値でより直接的に報告してもらうシステムである.具体的な内容としては,(1)フォアグランドにおける投稿システムの構築、(2)バックグランドにおけるリアルタイム処理、(3)視覚に訴えるような結果の出力、である。(3)に関しては,地震発生地域や投稿地域が地図上に表示されるようにするため,GoogleのAPIを導入した.また,投稿者はオプションとして安否連絡方法などを問うアンケートに回答することができ,統計処理された結果は図表やグラフで表示される.これはアンケートに回答する過程で被災時の連絡方法や災害に関する正しい知識を得るといった防災リテラシー向上のための工夫である.更に希望者はコメントを記入することもでき,これは地図上に表示される.得られた成果は電子情報通信学会にて報告され,地震研究所のサイトから公開されている.昨今の震度6以上を記録する被害地震において、計測震度と被害実態とが合わないことが指摘されている(2008年岩手・宮城内陸地震,岩手県沿岸北部の地震など)。申請者は、地震発生後に誰でも体感震度報告ができるようなウェブフォームを構築した。フォームはアンケートに基づき、統計的に体感震度を算出するものを検討していたが、多くの日本人は体感によって「震度○」と各自が判断しているため、直接体感震度を入力できるようなシステムとした。この点において、地震国ながら地震発生頻度が圧倒的に少ないアメリカやイタリアにおける同様なシステムとの大きな違いがある。また、体感震度と郵便番号(あるいは市区町村名)の入力を必須項目とし、入力した体感震度はGoogle Map上に表示されるようになった。国内の一部で限定的に試験されていた既存のシステムとの差別化をはかった。オプションとしてコメントも記入できるようになっている。これにより、インターネットをコミュニケーションプラットフォームとして活用した参加型/双方向情報流通型の防災リテラシー向上システムの構築(地震災害情報のWeb2.0化)が実現された。
雄豚精のう腺の新規ホルモン、リラキシンのcDNAのクローニングと塩基配列の解析

リラキシン[Relaxin,以下RXNと略す]は、妊娠ホルモンの一つで、妊娠の維持や分娩に重要な役割を果たす卵巣由来のペプチドホルモンであると考えられてきた。しかし申請者は、類似の物質が、豚の精液並びにその分泌源の精嚢腺に存在することを見出し、雄の新規ホルモンとしてのRXNの研究分野の確立を目指してきた。本研究は、申請者により発見された豚精嚢腺の新規ホルモンであるRXN様物質について、cDNAのクローニングとその塩基配列の解析を計画し、以下の成果を得た。cDNAのクローニング:クローニングのために、まず、豚精嚢腺cDNAライブラリーを作製した。即ち、精嚢腺よりTotal RNAを調製後、poly(A)+mRNAを精製した。これを鋳型に、オリゴdTをプライマーとして逆転写酵素でcDNAを合成し、λgt10に挿入し、インビトロパッケージングを行い精嚢腺cDNAライブラリーを作製した。ついで、申請者が既に決定した豚精嚢腺RXNの部分アミノ酸配列情報に基づいて合成した2種類のオリゴヌクレオチド(約20mer)をプライマーとして用い、精嚢腺で作製した一本鎖cDNAを鋳型としてPCR反応を行い、cDNAの断片を増幅させた。更に、これをプローブに用い、プラークハイブリダイゼーションにより、精嚢腺cDNAライブラリーのスクリーニングを行い、陽性のcDNAクローンを得る事に成功した。塩基配列の解析:得られたクローンの塩基配列を決定したところ、全長約0.7Kbで、5'非翻訳領域からpoly(A)付加シグナル並びにpoly(A)配列を含みmRNAの全長をカバーしていた。本クローンは、分泌タンパク特有のシグナルペプチドを有し、翻訳領域の配列の中に、以前決定したペプチドの部分アミノ酸配列が存在し、精嚢腺RXN様物質をコードしていることが明かとなった。ホモロジー検索から、精嚢腺のRXN様物質は、卵巣RXNとは異なる遺伝子から発現した産物であることが示唆された。
自由多視点魚眼カメラ画像による高精度3次元形状計測法の研究

医療用近接形状計測への適用を考慮した高精度3次元形状計測法を開発した.計測距離の自由度を大きくするために被写界深度が大きく超広角撮影が可能な魚眼カメラを用いた.まず,歪みの大きい魚眼画像から空間ベクトルを高精度に取得するために,魚眼カメラの内部パラメータの高精度較正法を開発した.つぎに,少数の撮影画像から物体上の多数点の奥行き値を高精度で取得する方法として輝度比法を開発した.これらの技術を活用して,新しい高精度自由視点3次元計測法を開発した.医療用近接形状計測への適用を考慮した高精度3次元形状計測法を開発した.計測距離の自由度を大きくするために被写界深度が大きく超広角撮影が可能な魚眼カメラを用いた.まず,歪みの大きい魚眼画像から空間ベクトルを高精度に取得するために,魚眼カメラの内部パラメータの高精度較正法を開発した.つぎに,少数の撮影画像から物体上の多数点の奥行き値を高精度で取得する方法として輝度比法を開発した.これらの技術を活用して,新しい高精度自由視点3次元計測法を開発した.医療用の3次元形状計測などに適用する目的で,魚眼カメラの特長を活用した自由多視点ステレオ計測法の研究開発を行った.魚眼カメラを用いることによって,計測範囲と形状分解能に関する自由度が極めて大きく,かつ簡易な機材で,高精度,高分解能の3次元形状計測が実現できるものと期待できる.初年度である本年は,高精度化のために,内部パラメータ較正データの高精度取得法を中心に研究を進めた.魚眼カメラは超広角であるため,通常の透視投影方式カメラと同じ較正法では十分な較正精度が得られない.そこで,筆者らは直線群を球面投影した場合に得られる性質を利用した新しい較正法を開発し,較正誤差を従来法の1/10程度に削減することに成功していたが,それでも通常のカメラに比べると3次元計測精度が不足していた.その原因は,広角の魚眼カメラは一般カメラに比べて一定視覚あたりの画素数が少なく分解能が低下し精度が低下することによる.そこで,分解能が低くても精度低下が抑制できるような較正手法が必要になる.筆者らは,サブピクセル精度の較正を可能にする手段として,輝度傾斜格子縞パターンを用いる較正法と,レンズの色収差の影響を排除するためにカラーサブプレーンごとに内部パラメータを得る手法を考案し,実験により評価を行った.その結果,これまでの球面投影較正法よりさらに50%程度精度を改善することができた.輝度傾斜格子縞パターンを用いる方法は,内部パラメータ較正時だけでなく,形状計測時に適用することによって,サブピクセル精度の形状計測を可能にするものと考えられ,理論的検討と実験準備を進めた.研究成果を電子情報通信学会総合大会などで発表した.魚眼カメラは非常に深い被写界深度と超広角性を持つので,内視鏡のような近距離や狭い閉空間内部の3次元計測に適する.外部パラメータ取得用マーカと被計測部分を同一視野内に写し込んで外部パラメータを取得することが可能であり,接近して取得した狭い範囲の複数の詳細な部分3次元形状を相互に接合することも容易である.しかし,魚眼カメラは視野角が大きいため空間分解能が低く計測精度が低いという欠点を改善する必要がある.計測精度に大きな影響を与える内部パラメータ較正精度を向上させるため,LCDに表示した格子パターンを用いる方法を考案した.従来の内部パラメータ較正では2値較正パターンが用いられることが多かったが,画像上のパターンエッジのぼけにより較正精度の改善が困難であった.LCD表示パターンは幾何精度が高く,輝度の多値表示が可能で,かつ幾何精度を保ったままパターンを変更できる.そこで,パターンエッジの輝度を意図的に傾斜させ,かつその反転パターンとの画像上の輝度交点をパターンエッジと判定する方法を用いた.その結果,2値パターンで生じるパターンエッジのボケの影響を除去することができ,空間分解能の低い魚眼カメラでも高精度な内部パラメータ較正が実現した.限られた範囲のLCDパターンで超広角視野全体を較正するために,LCDに対して様々な位置姿勢にカメラを置き,較正パラメータと同時に撮影時のカメラの位置姿勢を画像全体で最適化する方法により多数の画像で視野全体をカバーして較正する幾何学的較正法を適用した.その結果,視野全体にわたって誤差の少ない較正結果が得られた.またLCD表示パターンを利用して較正精度を評価する方法を開発し適用した.本較正法はカメラの色コンポーネントごとにパラメータを求めることが可能で,魚眼カメラで問題になる色収差の影響を除去することが可能なことも高精度化に有効である.医療用の近接3次元形状計測に適用することを念頭に,計測範囲と形状分解能に関する自由度がきわめて大きく,occlusion領域を低減可能で,かつ簡易な機材で実現できる3次元形状計測法の実現を目的とした.魚眼カメラの被写界深度を利用した固定焦点任意距離撮影により校正時精度を保った計測ができること,超広視野角を利用して撮影時のカメラ外部パラメータの高精度取得を可能にして高精度自由視点計測を実現した.形状計測方式はアクティブステレオ方式である.少ない投射画像枚数で高分解能の3次元形状を取得するために位相シフト法が用いられることが多いが,投射画像の輝度直線性が形状精度に大きく影響する.我々は投射画像の輝度直線性の補正が容易で高精度,かつ投射画像数が位相シフト法より少ない輝度比法を開発し適用することによってカメラ外部パラメータと形状情報の高精度同時取得を実現した.その結果,従来の多視点

ステレオ法が計測器を一定の軌道上で移動することを前提にしているのに対して,本方式は計測ごとに外部パラメータを持つため,自由視点の多視点ステレオ法が実現し,必要な形状分解能で必要な部分の形状を自由に計測できるようになった.ある計測視点で生じたocclusion領域も他の任意の視点に移動して計測することができ,筆者らが先に開発した高精度部分形状接合法^*を適用して全体形状を再構成することが可能である.*電子情報通信学会論文誌D, J91-D, 2, pp484-496(2008)
海馬場所細胞にヒントを得た移動ロボット用認知地図の構築とその高機能化

1.対象物を見る仰角の確率分布を課題に応じて設定し、これに対応した曲面の傾斜角を求める。この傾斜角を自己組織化マップ(SOM)の入力とし、1次元自己組織化学習を行う。これを繰り返し計算することにより、仰角の確率分布にほぼ比例した解像度を持つ全方位ミラーの設計を行えることを確認した。ただ確率分布によっては凸面の範囲内で確率分布にほぼ比例する解像度の実現は無理であり、凹面まで含めて比例的解像度が初めて実現可能になる。2.パノラマ画像での局所自己相関関数の平行移動不変性と、全方位画像での局所自己相関関数の回転不変性が等価であることに着目し、極座標形式の局所自己相関関数を定義することにより、回転不変特徴量を求めた。これを利用して、パーティクルフィルタを用いて移動ロボットKheperaIIの位置および方位を実時間で推定し、平均位置誤差が31mm、平均方位誤差が5.5度の推定精度を得た。3.モジュール型自己組織化マップ(mnSOM)を用いた分節化により、直進、右折、左折という3個の抽象概念の形成に成功した。獲得されたmnSOMに対して学習用とは異なるテストデータを適用した結果、分節化の正答率は95.2%であった。これに基づき比較的単純な実環境を対象とし、グリッドベース地図を抽象化したグラフベース地図を構築できた。4.異地点センサ情報を統合する際、障害物が緩やかに移動する場合、そのまま情報統合を行ったのではデータの不整合を生ずる。フォワードモデル法およびEMアルゴリズムを併用し、EMアルゴリズムによる尤度最大化により、データの不整合を解消できることを、シミュレーションおよび実機で確認した。ケペラロボットを購入し、プログラム部分を含め、基本的操作を習熟し、環境の全方位画像を取得した。情報圧縮手法として大津の提案した局所自己相関関数を用いた。移動ロボットへの適用に際し二つのアイデアを提案した。第一のアイデアは、パノラマ画像での平行移動が全方位画像での回転に相当すること、および局所自己相関関数の平行移動不変性に着目し、パノラマ画像での局所自己相関関数の平行移動不変性と、全方位画像での自己相関関数の回転不変性が等価であることを示したことである。第二のアイデアは、パノラマ画像での局所自己相関関数の計算に際し、原画像である全方位画像をパノラマ画像に変換することなく、全方位画像から直接計算できる方法を示したことである。これにより量子化誤差が減少する。なおこのため全方位画像上での特殊なセル分割を行った。これら二つのアイデアを統合し、ケペラロボットで取得した全方位画像に基づいて位置推定の予備実験を行った。10cm間隔で全方位画像を取得し、ランダムな位置にロボットを置き、その場所の全方位画像情報のみに基づいて推定した結果、平均位置誤差10.9cmを得た。これは部に大きな位置誤差を含むからである。もちろんベイズ推定を用い何ヶ所かの全方位画像に基づいて位置推定を行えばこの数分の1の位置誤差になるはずである。さらに回転不変性の活用により、計算量の大幅な増加なしにベイズ推定を用いて、ロボットの位置のみならず方位をも推定できるものと期待している。これは平成16年度実施して検証する予定である。全方位ミラーの設計に関しては計画よりも遅れている。SOMを用いた設計、試作、及びその有効性の検証は平成16年度以降に実施する予定である。(1)全方位ミラーの設計を行った。まず対象物を見る仰角(俯角は負符号で表現)の確率分布を課題に応じて設定し、これに対応した曲面の傾斜角を求める。この傾斜角を自己組織化マップ(SOM)の入力とし1次元自己組織化学習を行う。この繰り返し計算により、仰角の確率分布にほぼ比例した解像度を持つ全方位ミラーの設計を行い、これを局所的放物面で近似することを当初想定していた。

実際には確率分布によっては凸面の範囲内で確率分布にほぼ比例する解像度の実現は無理であり、凹面まで含めて比例的解像度が初めて実現可能になることが分かった。(2)パノラマ画像での局所自己相関関数の平行移動不変性と、全方位画像での局所自己相関関数の回転不変性が等価であることに着目し、極座標形式の局所自己相関関数を定義することにより、回転不変特徴量を求めることが可能となった。これを用いて、計算量の大幅な増加なしにベイズ推定による移動ロボットの位置および方位を推定した。その際通常のベイズ推定ではセル毎の存在確率を計算することとなり非効率なので、代わりにパーティクルフィルタを用いた。Kheperaロボットを用いた実験を行い、実時間でロボットの位置と方位が推定できることを示し、平均位置誤差が31mm、平均方位誤差が5.5度の性能を得た。(3)グリッドベース地図を抽象化してグラフベース地図に変換する方法の検討を行った。これはロボットの移動という連続的な時空間情報に基づいて記号を創発することに相当する。抽象化の方法として、理研の谷らの提案したリカレントネットワークの競合学習よりも、本学古川らの提案したmnSOMの方が、空間的に近接したモジュール間の類似性という自然な関係を有していることから、より適していると考えられる。センサー情報をmnSOMの入力とした予備的実験を行い、良い感触を得ている。1.標準型のmnSOMはデータクラスが既知であるという前提に基づいているのに対し、実際のロボットから得られるセンサー情報や制御信号はこの前提条件を満足しない。そこで系列を多数の部分系列に分割し、部分系列の中ではデータクラスが変化しないという仮定を用いてモジュール型自己組織化マップ(mnSOM)の学習を行うことを提案した。併せて、勝者モジュールの時間的連続性を確保するため勝者決定に自乗誤差に比例した閾値を導入すること、および必ずしも全てのモジュールが勝者になるわけではないにもかかわらず全モジュールをラベル付けする方法を提案した。このmnSOMを用いた分節化により、直進、右折、左折という3個の抽象概念の形成に成功した。獲得されたmnSOMに対して学習用とは異なるテストデータを適用した結果、分節化の正答率は95.2%であった。これに基づき比較的単純な実環境を対象とし、グリッドベース地図を抽象化したグラフベース地図を構築できた。2.グラフベース地図およびmnSOMの分節化能力を利用し、実ロボットのナビゲーションを行った。これにより生成されたグラフベース地図の有効性を確認した。3.異地点センサー情報を統合する際、障害物が緩やかに移動する場合、そのまま情報統合を行ったのではデータの不整合を生ずる。フォワードモデル法およびEMアルゴリズムを併用し、センサーが感知する範囲をセンサー毎に定め、あるグリッドを感知範囲に含む観測データ群に基づいてEMアルゴリズムにより尤度最大化を図ることにより、データの不整合を解消できることを、シミュレーションおよび実機で確認した。
中世東国における寺院什物帳（文物台帳）と請来遺物（唐物）の発展的研究

当初、研究最終年度とした3年目は、これまで調査で漏れていた寺社史料の調査、および伝世文物との関連を調査した。また、屏風下張りとして発見された新出資料についても、寺院伝来文書の使用法の観点から調査と研究を進めた。参照資料としては個別寺社のほか、京都国立博物館等の収蔵史料も検討対象とした。京都国立博物館では羽田聡氏の協力を仰いだ。東寺や醍醐寺といった寺院の史料も看過できないが、本務である日本女子大学では醍醐寺における資料調査の伝統もあり、資料の知見を得る上で有利作用した。美術・工芸・考古分野の遺品研究はそれぞれの研究成果を援用、協業しながらデータ集積に努めるた。上記国立博物館のほか、府県の埋蔵文化財センターの調査報告書等も参照してデータの集積につとめた。なお、年度の研究成果の大きな部分としては、神奈川県立歴史博物館で「鎌倉ゆかりの芸能と儀礼」展(2018年10月27日から12月9日)を開催し、寺社に伝わる什物帳の意味を展示を利用して広く観覧者に還元した。この展示は信仰の継承がモノと文字資料が相まって可能となること、ひいては、それにかかわる多様な資料が内包する、豊かな世界を明らかにしたもので、名古屋大学人類文化遺産テクスト学研究センターで5年間にわたって行われた「宗教テクスト遺産の探査と綜合的研究ー人文学アーカイヴス・ネットワークの構築ー」の研究成果をも反映するものであり、同時期に国文学研究資料館、國學院大學博物館、神奈川県立金沢文庫で開催された展示(人間文化研究機構博物館・展示を活用した最先端研究の可視化・高度化事業『列島の祈り』)と相互に連携したものである。当初想定していたよりも、什物帳の種類が多岐にわたり、また内容解読にも相応の時間を要したため、研究の進捗に遅れが生じた。本研究の成果は、一般学術誌、学内誌への掲載、報告書によって公表されるほか、博物館との共催を得て、展示で最新の研究成果として反映される予定である。博物館での報告は、実物資料と歴史史料の相互検証の場としては最も適切な国民への還元の方策であると考えている。本研究の手法はこれまでの継続的な研究によりほぼ確立しているので、経費的には基礎研究、発展研究段階と研究方針およびそれに伴う経費自体にも大きな変更はないが、最終年度である本年度は、研究成果の報告を印刷媒体および展示等の活動を通じた公開で行う予定である。本研究は、日本の中世社会(12世紀半ばから16世紀を措定)に受容された大陸からの請来品、いわゆる「唐物」が、実際にはどのような文物であり、どのような意識を持って受けとめられていたかを明らかにする比較史(資)料論であり、東アジア的視点に立つ文化交流史である。具体的には、中世前期に宋元の文物が移入された東国領域を対象とし、文物台帳としての什物帳を残している寺院史料に検討を加えることにより、当該期における「唐物」の位置づけを明らかにし、同時に種々の請来遺品との比較検討によって具体像を明らかにする基礎的研究である。研究系計画では、具体的に1.寺院史料の調査研究、2.美術・工芸・考古分野の遺品研究、3.美術・工芸・考古分野の遺品研究(データ集積)からなっており、方法は、実査、撮影、調書作成が主体となる。このうち、1,2については、これまでの応募者(研究代表者)の研究等で端緒が付けられているものもあり、調査の継続が必要なものについては随時実施した。中世東国領域の寺院史料調査については、史料所蔵寺院との信頼関係も重視しなければならないが、本務である神奈川県立歴史博物館の従来からの関係がすでに構築されている。加えて、東国中世史料の収蔵・保管拠点である神奈川県立金沢文庫には多くの寄託史料が存在し、資料閲覧を行った。また、美術・工芸・考古分野の遺品研究はそれぞれの研究成果を援用、協業しながらデータ集積に努めたが、上記県立金沢文庫のほか神奈川県教育委員会文化遺産課、鎌倉市教育委員会文化財部、鎌倉国宝館(鎌倉市)の協力を得た。特に、平成28年度には鎌倉国宝館が保管する東国諸寺院の史料群を検証した。応募者(研究代表者)は平成26年度までの3カ年、科学研究費補助金(基盤研究(c)平成2426度、課題番号:24520732)「中世鎌倉地域における寺院什物帳(文物台帳)と請来遺品(唐物)の基礎的研究」の交付を受けており、その成果は鎌倉地域を中心とした基礎的研究の成果報告書(264頁)を刊行、配布した。本研究は、この研究成果を東国領域に発展的に広げるものであり、寺院什物帳の分析と寺院伝世文物の関係を追求するとういう方法論を発展的に東国に広げるものである。計画では、継続的に作業を進めていく予定であったが、平成29年度より研究代表者の所属研究機関が変更になったことにより、その準備などのために時間が割かれてしまった。具体的には、平成28年度には鎌倉国宝館が保管する東国諸寺院の史料群を検証するほか、関東近県の寺院資料類と伝世文物との関係を明らかにする予定であったが、後者は十分に検証できなかった。本年度は、従前からの応募者の研究等で端緒が付けられている寺院史料の調査研究を行い、美術・工芸・考古分野の遺品研究はそれぞれの研究成果を援用、協業しながらデータ集積に努めた。方法は、実査、撮影、調書作成が主体となる。考古遺物の場合は参考遺品が量的に多いためデータ集積を継続した。

研究手法はこれまでの基礎研究で確立しているため、本年度も初年度と大きな変更はなかった。この成果は、最終年度である3年目には研究成果の展示活動を通じた公開に向けた準備を行う予定である。本研究では中世東国領域に関係して残された寺院什物帳(文物台帳)にみられる請来遺品の完全把握と史料論的検討、大陸から請来された伝世文物、出土遺物の実体把握、およびその比較検討を行うものとしており、1.寺院史料の調査研究、2.美術・工芸・考古分野の遺品研究、3.美術・工芸・考古分野の遺品研究(データ集積)からなっており、方法は、実査、撮影、調書作成が主体となる。本年度の成果として具体的には、北条氏、上杉氏等を介して鎌倉と関係を持つ山梨県域(各自治体史)、新潟県域(上越・中越・下越)の史料(『新潟県史』所収史料、実査は「越後文書宝翰集」等)を中心として、県域に伝来する文物および県外に所在する史料、文物の研究にあてた。研究協力者として山梨県立博物館海老沼真治氏などの協力を得た。データ集積については、考古遺物の場合、参考遺品が量的に多いためデータ集積のための雇用を継続して行ったが、特に本年度は、新潟県胎内市教育委員会が所蔵する城氏、中条氏関連遺構出土の遺物(江上館遺跡他)および新潟県立歴史博物館所蔵資料の研究にあてた。前者については胎内市教育委員会水澤幸一氏の報告および調査報告書の参照を行っている。応募者(研究代表者)は平成26年度までの3力年、科学研究費補助金(基盤研究(C)平成24-16年度、課題番号24520732)「鎌倉地域における寺院什物帳(文物台帳)と請来遺品(唐物)の基礎的研究」の交付を受けており、その成果は鎌倉地域を中心とした基礎的研究の成果報告書(264頁)を刊行、配布した。本研究は、この研究成果を東国領域に発展的に広げるものであり、寺院什物帳の分析と寺院伝世文物の関係を追求するとういう方法論を発展的に東国に広げるものである。計画では、継続的に作業を進めていく予定であったが、平成29年度より研究代表者の所属機関が変更になったことにより、その準備などのために時間が割かれてしまった。具体的には、鎌倉国宝館他が保管する東国所寺院の史料群を検証するほか、関東近県の寺院資料調査伝来文物との関係を明らかにする予定であったが、後者は十分に検証できなかった。当初、研究最終年度とした3年目は、これまで調査で漏れていた寺社史料の調査、および伝世文物との関連を調査した。また、屏風下張りとして発見された新出資料についても、寺院伝来文書の使用法の観点から調査と研究を進めた。参照資料としては個別寺社のほか、京都国立博物館等の収蔵史料も検討対象とした。京都国立博物館では羽田聡氏の協力を仰いだ。東寺や醍醐寺といった寺院の史料も看過できないが、本務である日本女子大学では醍醐寺における資料調査の伝統もあり、資料の知見を得る上で有利作用した。美術・工芸・考古分野の遺品研究はそれぞれの研究成果を援用、協業しながらデータ集積に努めるた。上記国立博物館のほか、府県の埋蔵文化財センターの調査報告書等も参照してデータの集積につとめた。なお、年度の研究成果の大きな部分としては、神奈川県立歴史博物館で「鎌倉ゆかりの芸能と儀礼」展(2018年10月27日から12月9日)を開催し、寺社に伝わる什物帳の意味を展示を利用して広く観覧者に還元した。
付加体中の劈開の発達過程と地質構造形成に与える影響についての研究

日本列島などのプレート収束帯で特徴的に形成される付加体には,厚さ数km以上に及ぶ劈開の発達したメランジュの存在が知られている.本研究では,近畿中部地方の美濃帯ジュラ紀付加体に分布するメランジュに着目し,劈開の産状や変形構造について露頭および顕微鏡下で詳細な記載を行い,メランジュの形成過程を考察した.その結果,劈開の発達は主に,フィロ珪酸塩鉱物の形態定向配列によって規定されていることを明らかにした.メランジュではフィロ珪酸塩鉱物が形態定向配列することによって,含水下で流動的な変形を受けやすくなり,付加体形成に伴う変形がこの部分に集中することを,実験的研究と比較しながら示した.また,劈開の発達度や変形構造の違いから,美濃帯のメランジュの一部は,白亜紀の東アジアにおける横ずれ運動などの,付加体形成後の後生的な構造運動に伴う変形を重複して受けることにより,劈開の発達が密になっていることを明らかにした.さらに,近畿中部地方の美濃帯ジュラ紀付加体において,メランジュに発達する変形構造から,変形を起こした運動方向を調べた結果,右横ずれの運動方向が卓越することが明らかとなった.この右横ずれの運動方向が生じた原因として,ジュラ紀のある時期の東アジアでは,海洋プレートが海溝に対して右斜めに沈み込んでいたために,運動方向が海溝に平行な方向と垂直な方向とに分配されたことを挙げ,メランジュが保存している運動方向は,海溝に平行な右横ずれ運動の方向を示しているという可能性を示した.プレート収束帯で運動方向の分配が起こる場合,大陸側ではしばしば横ずれ断層帯が形成されるが,本研究では,美濃帯の北側に位置する飛騨外縁帯の一部に,複数の横ずれ断層帯が形成されていることを見出し,それらがプレート収束帯での運動方向の分配によって形成された横ずれ断層帯に相当する可能性を指摘した.日本列島などのプレート収束帯で特徴的に形成される付加体には,厚さ数km以上に及ぶ劈開の発達したメランジュの存在が知られている.本研究では,近畿中部地方の美濃帯ジュラ紀付加体に分布するメランジュに着目し,劈開の産状や変形構造について露頭および顕微鏡下で詳細な記載を行い,メランジュの形成過程を考察した.その結果,劈開の発達は主に,フィロ珪酸塩鉱物の形態定向配列によって規定されていることを明らかにした.メランジュではフィロ珪酸塩鉱物が形態定向配列することによって,含水下で流動的な変形を受けやすくなり,付加体形成に伴う変形がこの部分に集中することを,実験的研究と比較しながら示した.また,劈開の発達度や変形構造の違いから,美濃帯のメランジュの一部は,白亜紀の東アジアにおける横ずれ運動などの,付加体形成後の後生的な構造運動に伴う変形を重複して受けることにより,劈開の発達が密になっていることを明らかにした.さらに,近畿中部地方の美濃帯ジュラ紀付加体において,メランジュに発達する変形構造から,変形を起こした運動方向を調べた結果,右横ずれの運動方向が卓越することが明らかとなった.この右横ずれの運動方向が生じた原因として,ジュラ紀のある時期の東アジアでは,海洋プレートが海溝に対して右斜めに沈み込んでいたために,運動方向が海溝に平行な方向と垂直な方向とに分配されたことを挙げ,メランジュが保存している運動方向は,海溝に平行な右横ずれ運動の方向を示しているという可能性を示した.プレート収束帯で運動方向の分配が起こる場合,大陸側ではしばしば横ずれ断層帯が形成されるが,本研究では,美濃帯の北側に位置する飛騨外縁帯の一部に,複数の横ずれ断層帯が形成されていることを見出し,それらがプレート収束帯での運動方向の分配によって形成された横ずれ断層帯に相当する可能性を指摘した.
利得飽和型パラメトリック増幅器と非線形伝送路符号を適用した次世代光伝送方式の研究

(1)利得飽和型光パラメトリック増幅器を適用した光伝送路の設計モデル構築とSNR特性解析小信号理論を適用した光伝送路設計モデルの検討を、主に下記の2つの内容で進展させた。a.小信号理論によるSNR特性の妥当性解析:小信号理論とビーム伝搬法に基づく数値解析法との比較を実施した。分散条件に関わらず1000km以下の伝送条件においては、小信号理論の計算値がビーム伝搬法に基づく数値解析とよく一致し小信号理論の妥当性を確認した。b.小信号理論による波長多重伝送路のSNR特性の妥当性解析:前述の見解に基づき波長多重伝送路における小信号理論を開拓し、波長多重伝送路における光雑音の伝達関数を理論的に明確化した。変調不安定性が発生する周波数条件が波長チャネル数に依存することも理論的に示すことができた。これらの成果は、CLEO Pacific Rim 2018などの国際会議に計3件発表した。(2)利得飽和型光パラメトリック増幅器に適した伝送路符号化(変復調)方式の解析利得飽和型パラメトリック増幅器に適した伝送路符号化法式とて連続位相変調方式に着目し伝送性能を明らかにした。連続位相変調方式においては、利得飽和型パラメトリック光増幅器において振幅ゆらぎの軽減を図ることができる。しかしながら、零分散条件以外の分散条件においては、信号波形劣化が顕著となり、追加の対策が必要となることが明らかとなった。研究計画書で記載したリスク回避計画にのっとり理論研究の比重を高めて研究を進めている。その過程で、利得飽和型光パラメトリック増幅器を適用した光伝送路の設計モデル構築とSNR特性解析を行い、本研究の着想を裏付ける理論特性が得られることが確認できている。連続位相変調方式に着目し伝送性能解析をさらに進める。連続位相変調方式では、利得飽和型パラメトリック光増幅器における光雑音の抑制効果が見込める一方、波形劣化の影響がリターンツーゼロ型の位相変調方式と比較して大きくなる傾向が確認されている。光雑音の抑制効果に対する反作用として波形劣化の増大が見受けられるため、これを抑圧する方式の検討と理論研究を継続的に実施する。(1)利得飽和パラメトリック光増幅器として周期分極反転ニオブ酸リチウム光導波路に注目し、量子論的に雑音特性解析を行った。励起光電力500mWの条件下で70mW以上の光信号電力を入力させることで利得飽和現象が発生し、入力される位相変調光信号の光位相雑音を増大させることなく、振幅光雑音だけを抑圧する動作が見込めることを理論的に明らかにした。一方、シリカファイバをはじめとする三次光非線形光学効果を用いるパラメトリック光増幅器においては、期待動作が得られないことも理論的に明らかにした。(2)利得飽和パラメトリック光増幅器を適用した多中継光伝送系の信号対雑音比(SNR)劣化特性を理論的に明らかにし、例えば800kmの10中継光伝送系に適用した場合、3dBの信号対雑音比の改善効果が得られることを明らかにした。また本提案方式によるSNRの改善効果は、Lバンド帯伝送システムよりもSバンド帯伝送システムの方がより大きくなることも明らかにした。(3)波長多重伝送系における非線形位相雑音を解析すべく、波長多重伝送路のシュレーディンガー方程式を小信号近似により線形化した。このことにより、波長多重伝送系を伝搬する光位相雑音成分の線形伝達関数を初めて定式化し、非線形位相雑音電力に対するファイバ分散値の影響を明らかにした。この成果は、非線形位相雑音のみならず非線形波形劣化に対する新たな補償法に応用できる可能性があるもので、受信器におけるディジタル信号処理回路で逆演算処理を行うことで光信号の受信特性を改善し得るものである。(1)利得飽和パラメトリック光増幅器の雑音特性に関して量子光学的に理論解析を行い、本研究着手時の着想を裏付ける理論特性を得ることができた。(2)利得飽和パラメトリック光増幅器を適用した多中継光伝送系の信号対雑音比の改善効果を明らかにし、本研究着手時の着想を裏付ける理論特性を得ることができたのと同時に、改善量についても期待を上回る効果が示された。(3)波長多重伝送系を伝搬する光位相雑音成分の線形伝達関数の定式化に成功したことで、非線形位相雑音のみならず非線形波形劣化に対する新たな補償法を創出できる可能性を得た。

(2)利得飽和型光パラメトリック増幅器に適した伝送路符号化(変復調)方式の解析利得飽和型パラメトリック増幅器に適した伝送路符号化法式とて連続位相変調方式に着目し伝送性能を明らかにした。連続位相変調方式においては、利得飽和型パラメトリック光増幅器において振幅ゆらぎの軽減を図ることができる。しかしながら、零分散条件以外の分散条件においては、信号波形劣化が顕著となり、追加の対策が必要となることが明らかとなった。研究計画書で記載したリスク回避計画にのっとり理論研究の比重を高めて研究を進めている。その過程で、利得飽和型光パラメトリック増幅器を適用した光伝送路の設計モデル構築とSNR特性解析を行い、本研究の着想を裏付ける理論特性が得られることが確認できている。(1)提案方式の優位性について理論的な裏付けが得られたものの、提案方式の光増幅に適用できる光増幅媒質が周期分極反転ニオブ酸リチウムであり、シリカファイバでの適用が困難であることが理論的に明らかになったことから、実験的な検証計画を一部見直す。具体的には実験検証に関しては、提案符号化方式の変調や復号に関するものに留める。(2)その代わりとして提案符号化方式の効果に関わる理論評価に力点の比重を高める。連続位相変調方式に着目し伝送性能解析をさらに進める。連続位相変調方式では、利得飽和型パラメトリック光増幅器における光雑音の抑制効果が見込める一方、波形劣化の影響がリターンツーゼロ型の位相変調方式と比較して大きくなる傾向が確認されている。光雑音の抑制効果に対する反作用として波形劣化の増大が見受けられるため、これを抑圧する方式の検討と理論研究を継続的に実施する。調達予定機器の値引き交渉の結果、次年度使用額が発生した。
肝細胞と脂肪細胞におけるRubiconを介した脂肪代謝の制御

脂肪細胞株である3T3-L1細胞を分化させてパルミチン酸を投与した際のオートファジーの変化を検討した。リソソーム阻害薬Bafilomycinを用いてオートファジーフラックスを測定すると、パルミチン酸の投与濃度依存的にオートファジーフラックスの上昇を認めた。続いて、脂肪細胞のオートファジーと脂肪分解との関連性を検討するため、脂肪分解作用のあるイソプロテレノール投与時の3T3-L1細胞のオートファジーの変化を検討したところ、オートファジーフラックスの亢進が見られ、交感神経刺激性脂肪分解にオートファジーが関与する事が示唆された。そこで野生型マウスの皮下脂肪を採取してex vivoでの脂肪分解を検討したところ、イソプロテレノール刺激による脂肪分解亢進作用は、オートファジー抑制薬クロロキン投与により抑制された。以上より、脂肪細胞は脂肪酸負荷時にオートファジーが亢進し、これは交感神経刺激性の脂肪分解に関わることが示唆された。続いて前年度に作成した成熟脂肪細胞特異的Atg7欠損マウスに対し高脂肪食を摂取させたところ、同腹仔のコントロールと比較して皮下脂肪の肥大を認めた。組織学的に細胞あたりの脂肪含有量が増加していたが、皮下脂肪組織における脂質合成系遺伝子発現亢進は見られず、前述のin vitroおよびex vivo実験の結果から、皮下脂肪分解抑制が皮下脂肪肥大の原因であることが示唆された。本マウスの肝病態につき検討したところ、肝重量の低下、肝細胞内脂肪滴量の減少、肝内中性脂肪量の減少、血清ALT値の改善を認め、肝脂肪蓄積と肝障害は改善していた。以上より、脂肪組織のオートファジーを抑制することにより、脂肪組織の脂肪分解が低下し、肝病態が改善することが示唆された。29年度が最終年度であるため、記入しない。これまで、肝細胞特異的Rubicon欠損マウスでは高脂肪食摂取による脂肪滴蓄積が軽減していることを報告してきた。本年度は臓器間相互作用に焦点を当てて、肝臓における脂肪滴蓄積軽減の機序を検討した。Rubicon欠損マウスは高脂肪食摂取により肝重量が低下する一方で内臓脂肪重量が有意に増加していた。肝臓において分解された脂肪滴内の脂質が肝外に放出され内臓脂肪蓄積に至っている可能性が示唆された。次に、高脂肪食摂取における脂肪組織のオートファジーを検討した。高脂肪食摂取マウスの内臓脂肪では、Rubicon蛋白の減少と共にLC3-IIの増加とp62の蓄積減少を認め、オートファジー亢進を示唆する結果であった。Leupeptinを用いたIn vivo flux assayにより、肝臓ではオートファジーが抑制傾向であるのに対し、脂肪組織では亢進傾向にあった。マウスより採取した脂肪組織をライソソーム阻害薬であるクロロキン処理し、Ex vivoの状態での脂肪分解を評価したところ、クロロキン処理した脂肪組織では有意に脂肪分解が抑制された。そこで、成熟脂肪細胞特異的Atg7欠損マウスを作成し検討を行った。本マウス内臓脂肪・皮下脂肪・褐色脂肪組織のいずれの脂肪組織においてもAtg7のノックアウトを認め、LC3-IIの消失とp62の蓄積を認めたことから、本マウスの各脂肪組織においてオートファジーが抑制されていることがわかった。内臓脂肪と皮下脂肪における褐色脂肪マーカーであるUcp1, Cidea, Cox8bの発現を見たところ、上昇は見られず、白色脂肪細胞の褐色化は生じていないと考えられた。また、脂肪分解酵素であるATGLやHSLの発現にも変化を認めず、脂肪分解リパーゼの発現もコントロールと同等であると考えられた。肝細胞特異的Rubicon欠損マウスは高脂肪食摂取時にオートファジーによる肝内の脂肪滴分解の促進により、肝内脂肪蓄積の減少と内臓脂肪量増加を来していることが明らかになった。また、高脂肪食摂取時のマウスの内臓脂肪ではRubicon低下を伴うオートファジー亢進がみられること、脂肪組織のオートファジーは脂肪分解に影響することが示された。また、成熟脂肪細胞特異的Atg7欠損マウスの脂肪組織は各脂肪組織においてオートファジーが抑制されているが、褐色脂肪マーカーの上昇やリパーゼの発現変化は認めなかった。RubiconがNAFLDにおける新たな治療ターゲットと成り得ることに加え、オートファジーが臓器間の脂肪蓄積制御に関わっている新たな知見が得られる可能性があり、研究はおおむね順調に進展していると考えられる。

続いて前年度に作成した成熟脂肪細胞特異的Atg7欠損マウスに対し高脂肪食を摂取させたところ、同腹仔のコントロールと比較して皮下脂肪の肥大を認めた。組織学的に細胞あたりの脂肪含有量が増加していたが、皮下脂肪組織における脂質合成系遺伝子発現亢進は見られず、前述のin vitroおよびex vivo実験の結果から、皮下脂肪分解抑制が皮下脂肪肥大の原因であることが示唆された。本マウスの肝病態につき検討したところ、肝重量の低下、肝細胞内脂肪滴量の減少、肝内中性脂肪量の減少、血清ALT値の改善を認め、肝脂肪蓄積と肝障害は改善していた。以上より、脂肪組織のオートファジーを抑制することにより、脂肪組織の脂肪分解が低下し、肝病態が改善することが示唆された。平成28年度の結果をもとに以下の検討を行う。1)脂肪細胞における脂肪酸負荷のオートファジーへの影響:マウス脂肪細胞株3T3-L1や、マウスの皮下脂肪や内臓脂肪から採取した脂肪前駆細胞を分化させた状態で、脂肪酸を投与することによるオートファジーの変化と、オートファジーの変化が脂肪分解に与える影響につき検討する。2)肝細胞と脂肪細胞におけるRubiconの脂質代謝に与える影響:肝細胞株や脂肪細胞株において、siRNAによるRubicon knockdownが脂肪滴蓄積や脂質合成系遺伝子発現に与える影響につき検討する。また、脂肪滴を抽出して脂肪滴内の中性脂肪・コレステロールを解析することにより、Rubicon欠損による脂肪滴の構成成分の変化の有無を検討する。3)マウス脂肪組織の高脂肪食摂取時のオートファジーの変化の検討:高脂肪食摂取マウスの内臓脂肪でオートファジー亢進が示唆されたため、これが皮下脂肪や褐色脂肪組織においても同様の事が生じているかを検討する。また、高脂肪食摂取マウスの脂肪組織で脂肪分解が亢進しているかどうかを検討する。4)成熟脂肪細胞特異的Atg7欠損マウスの高脂肪食摂取における表現型の検討:本年度に作成した成熟脂肪細胞特異的Atg7欠損マウスに高脂肪食を摂取させた状態における表現型を検討し、脂肪組織におけるオートファジー抑制が脂質代謝に与える影響と、肝脂肪蓄積に与える影響につき検討する。29年度が最終年度であるため、記入しない。