hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
硝子体固有可溶性蛋白が網膜・硝子体発達に及ぼす影響に関する研究

1.ウシ硝子体のSDSポリアクリルアミドゲル電気泳動後の免疫拡散法で認められた沈降線の部を標準タンパク質のSDSポリアクリルアミドゲル電気泳動によって得られた分子量推定曲線に乗せ、分子量を推定したところ約3万であった。2.ゲルクロマトグラフィをおこない、蛋白量を220nmで測定し、同じ分画のヒアルロン酸量を測定したところ最初のピイクはヒアルロン酸と考えられ、次のピイクはアルブミンで分子量6万から1千までの低分子領域にはヒアルロン酸分解産物は存在しないことが判明した。3.ウサギ硝子体の二次元電気泳動でCBB染色で約27個、銀染色で約51個のスポットが検出されたが、これらスポットは等電点4.67.6、分子量2万4千7万3千に分布していた。4.同時に泳動した血清では、CBB染色にて約17個、銀染色で約33個のスポットが認められ、等電点4.57.0、分子量2万3千8万4千に分布していた。5.硝子体と血清の泳動像を比較すると、硝子体に認められたスポットのうち17個は血清のものとほぼ一致したが他のものは血清には認められず、その多くは等電5.07.0、分子量6万以下に分布した。6.房水では血清に認められたスポットとほとんど一致して分布した。7.幼若ビーグル犬における酸素過剰投与は網膜症とともに硝子体血管にも増殖病変が生ずることが判明した。8.ニワトリ胎児の漿尿膜法を用いて血管形成因子の生物学的活性を評価した。この方法の特徴的な弱点は感染を容易におこし非特異的に血管発達が遅延あるいは停止することであった。1.ウシおよびウサギ硝子体の可溶性蛋白のゲルおよび高速液体クロマトグラフィーを行い各分画を抽出した.2.ウシおよびウサギ硝子体の可溶性蛋白抗体をウサギおよびモルモットで作成し各部分の固有性を免疫学的に確認することを検討した.3.硝子体固有可溶性蛋白の1つは分子量2万を示した.4.ニワトリ胎児の漿尿膜法を用いて血管形成因子の生物学的活性を評価した.ニワトリ授精卵を加温し漿尿膜に生ずる血管をタマゴの殻に穴を開け直視できる様にし評価すべき物質を膜上に投与した時,発達中の血管のパターンの変化を顕微鏡を用いて観察した.血管のパターンは非特異的条件で容易に変化しその判定には慎重を要することが判明した.胎生9日の漿尿膜の血管に線維芽細胞成長因子を投与すると血管の怒張,迂曲蛇行が認められたが明らかな車軸状を示した血管増殖パターンは得られなかった.この方法の最っとも特長的な弱点は感染を容易におこし血管発達が停止することであった.5.ウサギ硝子体では等電点電気泳動で等電点4.67.4の範囲に約30本のバンドが認められ同時に泳動した血清と比較するとそのほとんどが血清に認められた.しかし等電点6.1付近に血清には認められないバンドが認められた.6.ウサギ硝子体のSDSポリアクリルアミドゲル電気泳動で分子量23,000101,000の範囲に約17本のバンドが認められた.同時に泳動した血清と比較するとそのいずれにも血清との同一性が認められ固有性は認められなかった.7.ウサギ硝子体の二次元電気泳動でCBB染色で約27個,銀染色で約51箇のスポットが検出された.1.ウシ硝子体のSDSポリアクリルアミドゲル電気泳動後の免疫拡散法で認められた沈降線の部を標準タンパク質のSDSポリアクリルアミドゲル電気泳動によって得られた分子量推定曲線に乗せ、分子量を推定したところ約3万であった。

2.ゲルクロマトグラフィをおこない、蛋白量を220nmで測定し、同じ分画のヒアルロン酸量を測定したところ最初のピイクはヒアルロン酸と考えられ、次のピイクはアルブミンで分子量6万から1千までの低分子領域にはヒアルロン酸分解産物は存在しないことが判明した。3.ウサギ硝子体の二次元電気泳動でCBB染色で約27個、銀染色で約51個のスポットが検出されたが、これらスポットは等電点4.67.6、分子量2万4千7万3千に分布していた。4.同時に泳動した血清では、CBB染色にて約17個、銀染色で約33個のスポットが認められ、等電点4.57.0、分子量2万3千8万4千に分布していた。5.硝子体と血清の泳動像を比較すると、硝子体に認められたスポットのうち17個は血清のものとほぼ一致したが、他のものは血清には認められず、その多くは等電点5.07.0、分子量6万以下に分布した。6.房水では血清に認められたスポットとほとんど一致して分布した。7.幼若ビーグル犬における酸素過剰投与は網膜症とともに硝子体血管にも増殖病変が生ずることが判明した。
価値共創を分析・支援するサービスシステム科学の基盤構築

サービスシステムの価値共創のメカニズムとプロセスの分析・解明のコアとなるサービスシステムモデルのプロトタイプを構築・整備した。1)プロバイダーとカスタマー間の価値共創に焦点を当て、Value Orchestration Platformモデルを精緻化するとともに、サービスエコシステムイノベーションモデルを提唱した。2)インドネシア・バンドン近郊およびソロ、ジョグジャカルタにおける産業クラスターに対するサイトビジットと実証研究を実施した。3)Springerから代表者が編集責任者を務める書籍シリーズを刊行し、上記成果をService Systems Scienceとして刊行した。1)研究領域を明確化し、考察すべき課題を確定した。◎(1)安心・安全・快適性、リスクマネジメント能力など社会的インフラストラクチャーの基礎的な価値、(2)革新的なサービスビジネスモデルなど企業組織のイノベーション価値、(3)紛争解決、合意形成などグローバルな持続可能性、の3つのレベルを研究領域として設定した。◎そこでの価値共創のメカニズムとプロセスをサービスシステムとして統一的に分析・解明する枠組みを構築することを課題として確定した。2)研究方法の重層的展開◎サービスシステムの価値共創のメカニズムとプロセスの分析・解明に向けて、概念・数理、シミュレーション、実証のアプローチを重層的に開発・展開し、そのコアとなるサービスシステムモデルのプロトタイプを構築した。ア)概念・数理:プロバイダーとカスタマー間の価値共創に焦点を当て、誤解と相互理解、相互学習を定式化するハイパーゲーム、ドラマティックモデルを含む広範囲の概念・数理アプローチを用いて、これらの概念がステークホルダー間の内部モデルのすり合わせに関するという統一的な視点から体系化を行い、モデルの骨格を構築した。その結果、「サービスイノベーションの5Coモデル」を提案した。イ)シミュレーションと実証:エージェントベース社会シミュレーションを用いて、プロバイダーとカスタマー間の革新的な自律と共生のプロセスを記述して、「航空会社のサービス政策開発のためのシミュレーションモデル」を開発した。3)4年間の研究の出発点として、社会的インフラストラクチャーの基礎的な価値、企業組織のイノベーション価値、グローバルな持続可能性、の3つのレベルに問題状況に対してプロトタイプモデルを整備し、平成24年以降に可視化と支援の処方箋を提供できるように周到な計画を行った。サービスシステムの価値共創のメカニズムとプロセスの分析・解明に向けて、概念・数理、シミュレーション、実証のアプローチを重層的に開発・展開し、そのコアとなるサービスシステムモデルのプロトタイプを構築した。具体的内容は次の通り。1)概念・数理:プロバイダーとカスタマー間の価値共創に焦点を当て、誤解と相互理解、相互学習を定式化するハイパーゲーム、ドラマティックモデルを含む広範囲の概念・数理アプローチを用いて、これらの概念がステークホルダー間の内部モデルのすりあわせに関するという統一的な視点から体系化を行い、モデルの骨格を構築した。併せて、Jim SpohrerらとValue Orchestration Platformモデルを精緻化した。2)シミュレーション:エージェントベース社会シミュレーションと遺伝的アルゴリズムを融合して、プロバイダーとカスタマー間の革新的な自律と共生のプロセスを記述するシミュレーションモデルを開発した。そのモデルを、カーシェアリングシステムの普及問題等に適用して、その環境持続性への効果を検討した。これにより、Transition Managementという新たな学問領域への進出につなげた。3)実証:フィンランド・ヘルシンキ郊外エスポー地区における産業集積、インドネシア・バンドン近郊およびソロにおける産業クラスターに対する実証研究を実施した。システム科学の視点から、多様なステークホルダーがプロバイダーとカストマーの立場から価値共創を行うサービス事象のメカニズムとプロセスをサービスシステムとして捉え分析・解明し、それに基づき新たなサービスシステムを設計・支援する「サービスシステム科学」の研究基盤を構築することを目的とする。平成24年度においては、昨年度の実績に基づき、企業・組織だけでなく、社会や地域など多様なステークホルダーが社会的・文化的・経済的な価値を共創する事象をサービスシステムとして捉え、その価値共創のメカニズムとプロセスを分析・解明するモデルを、数理・シミュレーション・実証の3つのアプローチを重層的に駆使して構築する準備を行った。具体的には、まず、安心・安全・快適性、リスクマネジメント能力など社会的インフラストラクチャーの基礎的な価値、革新的なサービスビジネスモデルなど企業組織のイノベーション価値、紛争解決、合意形成などグローバルな持続可能性、の3つのレベルの価値共創のメカニズムとプロセスを分析・解明するValue Orchestration Platform Modelを概念・数理モデルアプローチにより構築した。次いで、これを基礎に、カーシェアリングシステムと経済的持続可能性との関係を社会シミュレーションアプローチと実証アプローチを重層的に駆使して構築した。サービスシステムの価値共創のメカニズムとプロセスの分析・解明に向けて、概念・数理、シミュレーション、実証のアプローチを重層的に開発・展開し、そのコアとなるサービスシステムモデルのプロトタイプを構築・整備した。

併せて、Jim Spohrer、Steve Vargoらと直接議論し、Value Orchestration Platformモデルを精緻化するとともに、サービスエコシステムイノベーションモデルを提唱した。2)シミュレーション:エージェントベース社会シミュレーションと遺伝的アルゴリズムを融合して、プロバイダーとカスタマー間の革新的な自律と共生のプロセスを記述するシミュレーションモデルを、昨年度の成果を踏まえこれをより発展させた。これにより、Transition Managementという新たな学問領域への進出につなげた。3)実証:フィンランド・ヘルシンキ郊外エスポー地区における産業集積、インドネシア・バンドン近郊およびソロ、ジョグジャカルタにおける産業クラスターに対するサイトビジットと実証研究を実施し、その結果をまとめた。4)Springerから代表者が編集責任者を務める書籍シリーズを刊行し、その第2巻として上記成果をとりまとめて、Service Systems Scienceを刊行した。26年度が最終年度であるため、記入しない。システム科学26年度が最終年度であるため、記入しない。当初計画では、初年度は研究の方向付けとその初動研究を狙っていたが、実際は共同研究者との議論やその他の活動により、「サービス・イノベーションの5Coモデル」や「航空会社のサービス政策開発のためのシミュレーションモデル」など具体的で目に見える成果を導出することができたため。(理由)本年度の当初計画を超えて、共同研究者との議論やその他の活動により、昨年度提唱した「サービス・イノベーションのCoモデル」を基礎にValue Orchestration Platformモデルを開発し精緻化するとともに、実証研究とワークショップ・情報発信を活発に行った。具体的成果は以下の通り。1)「航空会社のサービス政策開発のためのシミュレーションモデル」を発展させて、エージェントベース社会シミュレーションと遺伝的アルゴリズムを融合して、プロバイダーとカスタマー間の革新的な自律と共生のプロセスを記述するシミュレーションモデルを開発でき、そのモデルを、カーシェアリングシステムの普及問題等に適用できた。
電子スピン分極イメージング法の開発による光電荷分離立体構造の三次元映像化

本研究では、人工光合成など次世代のクリーンエネルギー創出に向け分子機構の解明が喫緊課題となっている様々な反応系において、反応初期過程の仕組みをオングストローム領域の三次元映像化によって明らかにする画期的な実験的方法論を開発する。高周波時間分解電子スピン共鳴法による計測から複雑な機能を有する分子集合体の初期過程で生成する電荷分離状態の中間体立体構造を、高い空間分解能にて三次元映像として可視化する「時間分解電子スピン分極イメージング法」を開発する。1)光合成タンパク質であるホウレン草のPSIIにおいて生成する初期電荷分離状態の不対電子軌道を特定し、2)中間体分子の距離および位置と分子配向を高い空間分解能にて画像化する。さらに、3)不対電子軌道間の重なりの大きさ(電子的相互作用)を正確に特徴付ける。以上の高精度計測から、高効率な光エネルギー変換を引き起こす根源的な分子機構の解明に挑戦する。X線回折パターンから得られる三次元構造データのように、電子スピン共鳴スペクトルと一対一で対応する構造情報データを三次元映像として可視化し、構造情報をその精度(空間分解能)と共にわかりやすく説明するツールの提供を目標とする。今回、2)においてQバンド時間分解電子スピン共鳴法によるPSIIの解析を電子スピン分極イメージング法で行った。中間体であるフェオフェチンの分子面内配向が決定され、電子的相互作用との相関を分子軌道レベルで議論することができるようになった。現在、電子スピン分極イメージング法の開発による光励起中間体立体構造の解析は、PSIIの光電荷分離状態のみに限らず、有機薄膜太陽電池における界面電荷分離状態の立体構造や、シングレットフィッションで生成する多重励起子の励起五重項状態など、様々な系で有用性が確認させている。これにより当研究は予想をはるかに超えるペースで計画以上の進展が見られている。PSIIの光電荷分離機構の詳細な解明を進めるために、立体構造、再結合ダイナミクスに対する温度効果を観測し電荷分離に至るわずかな構造変化とその活性化エネルギーを求める計測と解析を進めている。ホウレン草から抽出したPSIIチラコイド膜を、連携研究者である三野(名大)から提供を受け、Xバンドマイクロ波によるスピン分極計測を進めた。さらに溶液試料において、極低温条件でのレーザー励起Qバンド時間分解EPR測定を行い、ナノ秒領域の高周波時間分解EPRスペクトルを取得した。電子スピン分極の量子力学的モデルに従い、電荷分離状態の電子的相互作用(J)、スピン双極子間相互作用テンソル(d)、超微細相互作用テンソル(a)、gテンソルを考慮し光電荷分離状態および初期電荷再結合による時間分解EPRスペクトルを再現した。aテンソルに注目すると、電荷分離状態を構成する電子受容体は窒素原子上に大きなスピン密度を持つため芳香環面外方向に大きな主値を持つ。この異方的効果により、外部磁場がこの分子の面外方向を指した場合は量子力学的混合が効率よく起き、三重項電荷再結合収量の増大になる。溶液中無配向試料の電子スピン共鳴スペクトルは、外部磁場の各空間的方向に対して得られる電子スピン分極信号の重ね合わせとして再現される。そこで電子スピン分極強度を各磁場ベクトル方向に分解し、この単位ベクトル終点の集合からなる球面に投影した。dテンソルではラジカル間を結ぶ方向が主軸となり、双極子間相互作用がB0方向に依存する。dテンソルに起因し再結合量子収量の異方性が見られ、磁場強度ではラジカル間を結ぶベクトル方向では最小の収量となる。また電荷分離状態g因子の異方性(gX,gY,gZ)も電荷分離状態の一重項ー三重項変換に大きく貢献するため、電子スピン分極は各分子の配向によって大きく変化する。このように三重項量子収量の異方性を画像投影し、分子配向が明らかになった。今回我々が開発した電子スピン分極イメージング法を再結合で生成した三重項励起状態の観測に応用した所、電荷分離状態を構成するフェオフェチンの面内分子配向の詳細まで明らかになった。これは当初の予定になかった進展である。

現在、電子スピン分極イメージング法の開発による光励起中間体立体構造の解析は、PSIIの光電荷分離状態のみに限らず、有機薄膜太陽電池における界面電荷分離状態の立体構造や、シングレットフィッションで生成する多重励起子の励起五重項状態など、様々な系で有用性が確認させている。これにより当研究は予想をはるかに超えるペースで計画以上の進展が見られている。膜配向試料についても同様の手続きでイメージ像を取得できる。EPR測定では外部磁場B0と配向膜基板の法線ベクトルC2が平行、垂直となるよう試料を設置し電荷分離状態を計測する。上記の計測条件では、外部磁場の方向ベクトルは分布をもつため、ガウス関数により磁場方向分布を考慮したイメージング処理を行うことによって、各種の磁気異方性をハイライトさせて表示することができる。同様の解析は励起光偏光方向とB0方向を平行、垂直とするEPR計測に対しても有効であり、この計測も進める。PSIIの光電荷分離機構の詳細な解明を進めるために、立体構造、再結合ダイナミクスに対する温度効果を観測し電荷分離に至るわずかな構造変化とその活性化エネルギーを求める計測と解析を進めている。電子スピン共鳴分光計に装備されている温度可変装置の修理が平成30年度以降にずれ込んだ。既存の装置であるQバンド電子スピン共鳴法によるイメージング構造解析の進展を優先させたため、物品の執行を後回しとした。今後は過渡吸収分光法を用いた外部磁場効果観測に専念するため光学系の物品購入に充てる予定である。
漢字かなまじり文章を入力とするアナウンス文音声出力システムの開発

本研究は、漢字かなまじり文章を入力として自然な発話のアナウンス文音声を出力する音声規則合成システムを、小型ワ-ク・ステ-ションとディジタル・シグナル・プロセッサ(DSP)を用いたコンパクトなシステムとして実現し、実用化の検討を行うことを目的とするもので、以下のように、当初の目標を達成する成果をあげた。(1)形態素項目、音素表記、品詞・活用型、アクセント型、重要度からなる単語辞書をワ-ク・ステ-ションのハ-ド・ディスクに作成した。(2)辞書項目との最長一致を基本とし、単語間の接続関係をみて、入力文章を単語単位に区分する形態素解析方式を作成した。さらに、隣あう句読点間で統語・意味解析を行って、統語構造を節・ICRLB(右枝境界で区切られた語連鎖)等の境界で表現する手法を開発した。(3)単語区分結果(重要度を含む)と統語境界の情報をもとに単音・韻律記号列を導出するプログラムをワ-ク・ステ-ション上に作成した。(4)生成機構の異なる音声毎に個別の直列型合成回路を有し、声帯・摩擦・破裂の3種の音源の波形を持つタ-ミナル・アナログ型音声合成器を開発した。特に、破裂音について明瞭度の著しい向上がみられた。(5)上記の音声合成器のための音節蓄積パタ-ンを各自節について作成し、ワ-クステ-ションのハ-ド・ディスクに格納した。(6)蓄積パタ-ンを接続して連続音声の特徴パラメ-タ時系列を生成するプログラムを作成した。なお、母音型音声の接続にはホルマント周波数軌跡を目標関数の線形結合で表すことを基本とする手法を用いた。(7)音響パラメ-タ時系列を入力として合成音声を出力するモジュ-ル型の小型タ-ミナル・アナログ型音声合成器を、DSP他で構成した。(8)モジュ-ル型合成器をワ-クステ-ションに組込み、アナウンス文音声出力のト-タルシステムを作成し、システムの有効性を確認した。本研究は、漢字かなまじり文章を入力として自然な発話のアナウンス文音声を出力する音声規則合成システムを、小型ワ-ク・ステ-ションとディジタル・シグナル・スロセッサ(DSP)を用いたコンパクトなシステムとして実現し、実用化の検討を行うことを目的とするもので、以下の実績をあげた。1.音声・韻律記号列の導出に適した形の単語辞書として、形態素項目、音素表記、品詞・活用型、アクセント型、重要度からなる辞書をワ-ク・ステ-ションのハ-ド・ディスク装置上に作成した。2.辞書項目との最長一致を基本とし、単語間の接続関係をみて、入力文章を単語単位に区分する形態素解析方式を作成した。さらに、区分結果にもとづき、隣あう句読点間で統語・意味解析を行って、統語構造を文・連節・節・ICRLB(左枝分れ境界のみからなる語連鎖)の境界で表現する手法を、天気概況文章について開発した。3.単語区分結果(辞書照合で得られる各単語の音素表記、品詞・活用型、アクセント型、重要度も含む)と統語境界の情報をもとに単音・韻律記号列を導出するプログラムをワ-ク・ステ-ション上に作成した。4.生成機構に異なる音声ごとに個別の直列型合成回路を有し、音声音源・摩擦音源・破裂音源の3種の音源波形を持つタ-ミナル・アナログ型音声合成器を開発した。これを用いて各音節の合成を行った結果、特に、破裂音について明瞭度の著しい向上がみられた。

5.上記のタ-ミナル・アナログ型音声合成器のための音節蓄積パタ-ンを、各音節についてワ-ク・ステ-ションのハ-ド・ディスク装置上に作成した。さらに、蓄積パタンを接続して連続音声の特徴パラメ-タ時系列を生成する接続プログラムを作成した。以上、研究は、ほぼ当初の計画通りに進行している。本研究は、漢字かなまじり文章を入力として自然な発話のアナウンス文音声を出力する音声規則合成システムを、小型ワ-ク・ステ-ションとディジタル・シグナル・プロセッサ(DSP)を用いたコンパクトなシステムとして実現し、実用化の検討を行うことを目的とするもので、本年度は前年度の成果をふまえ、以下の実績をあげた。(1)前年度提案したタ-ミナル・アナログ型音声合成器のための音節蓄積パタ-ンを各音節について作成し、ワ-ク・ステ-ションのハ-ド・ディスク装置に格納した。従来詳細な分析結果が得られていなかった鼻子音・鼻音化母音については、AーbーS分析法に基づく詳細な極・零分析を行い、高品質合成のための蓄積パタ-ンを用意した。(2)連続音声のホルマント周波数軌跡を音素程度の時間的に狭い範囲に分布する目標関数の線形結合で表すこととし、自然音声について目標関数を求めたところ、それがほぼ音素に対応する位置に得られることを明らかにした。さらに、ホルマント周波数軌跡を高精度に制御・合成する手法を開発し、その有効性を合成音声の聴取により確認した。(3)単音記号に対応する蓄積パタ-ンをハ-ド・ディスクから呼び出して接続し、連続音声の特徴パラメ-タ時系列を生成するプログラムを作成した。なお、母音型音声の接続には上記(2)の成果を取り入れた。(4)音響パラメ-タ時系列を入力として合成音声を出力するモジュ-ル型の小型タ-ミナル・アナログ型音声合成器を、DSP、メモリIC、制御用IC、DA変換用IC等で構成した。(5)上記(4)をワ-クステ-ションに組み込み、漢字かなまじり交章からアナウンス文音声を出力するシステムを作成した。天気概況文章、ニュ-ス文章等を用いて音声を合成し、システムの有効性を確認した。以上、交付申請書に記載された研究計画はほぼ予定通りに達成した。
２ループ輻射補正計算システムの構築

素粒子物理学ではヒッグス粒子の発見により標準模型の精密な検証および標準模型を超える粒子を探索するという時代に突入した。電子・陽電子衝突型のリニアコライダーの精密実験においてヒッグス粒子の精査により標準模型を超える理論の方向性が示されることが期待されている。更に標準模型を超える理論の探索のためには、標準模型の整合性についてより厳密に調べなければならない。我々は2ループの電弱相互作用まで含んだ全てのダイアグラムについて計算するためのシステムを開発してきた。電弱相互作用の2ループではダイアグラムの数が増えしかもファイマン・ループ積分が多次元となり計算能力が必要になってきている。我々はミュオン異常磁気能率の2ループ補正電弱相互作用を例として、理論的定式化に基づいたプログラムの研究開発を行った。我々は次元正則化を用い、On Shell繰り込みを用いている。次元正則法により一般的には数式処理などを用いて発散部分を取り出すが、我々は次元正則のパラメータをそのまま数値的に保持して、発散部分、有限部分を数値的に取り出すことがユニークなところである。一方計算科学の側面からすると、またファインマン・ループ積分は特異性のある積分であり、またゲージ相殺が激しい。このため指数部ビットを増やした多倍長の計算が必要である。多倍長の計算に関しては通常の計算機の演算器では行えないので、ハードウェアによる多倍長の計算の高速化の研究開発を行った。近年プログラムの自由度が高く省エネルギーであるFPGA(field-programmable gate array)というデバイスを用いた多倍長計算を高速に行うことができる専用システムを構築した。ミュオン異常磁気能率の2ループ補正電弱相互作用について計算を終え論文に発表された。専用システムなどをを使って数値検証を行った。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。素粒子物理学においてはヒッグス粒子の発見により、標準模型の精密な検証および標準模型を超える粒子を探索するという時代に突入した。このためには標準模型における2ループの電弱相互作用における補正計算を行うことが必要不可欠になっている。しかしながら、1ループの輻射補正に比べ、ダイアグラムの数が増えしかもファイマン・ループ積分も複雑になる。このためダイアグラムを生成し、ファインマン・ループ積分の紫外発散の処理を行い数値計算可能式を導出し、ファンマン・ループの数値積分を行う処理を計算機上で自動的に遂行することを目指している。平成27年度はミュオン異常磁気能率への2ループ補正電弱相互作用の寄与の解析を目的として理論的定式化のプログラム作成とファインマン・ループ積分を実行するための専用システムの研究開発を行った。ミュオン異常磁気能率の2ループ・ファインマン・ダイアグラムは1780個あり、これらは14種類のトポロジーに分類される。トポロジー毎の次元正則化を行い、紫外部分と有限部分に分離し、数値計算の2ループ積分のソース・コードを生成する。on-shell繰り込みを用いて対応するカウンター項の1ループ・ファインマン・ダイアグラムは70個あり、2ループ積分とカウンター項の紫外発散は数値的に相殺されることを確認した。物理的な値となる有限項の計算については、2ループのQEDダイアグラムについては、先行計算と一致を確認した。QEDダイアグラムとその他の電弱相互作用のダイアグラムの絶対値のオーダとしては、ミュオンの質量/ボゾンの質量の二乗の桁で小さくなる。そのため、電弱相互作用としては、QEDのオーダより5,6桁ほど小さくなる。ダイアグラム間で5,6桁程度の大きな相殺が発生しており、多倍長計算可能な専用システムを構築して数値的検証を進めている。ミュオン異常磁気能率の2ループ電弱相互作用の補正計算に関しては、2ループバーテックス型のトポロジー14種類に対しての理論的定式化とそれを数式処理するためのプログラムの研究開発を行った。プログラムでは、ファインマン・ループ積分を遂行するための式を出力し、数値積分シミュレーションをして数値結果を分析している。数式処理から数値積分までの一連の流れはできたので概ね自動化の目途がたったと考えている。計算結果を確認するために、2ループでも1ループと分離できるトポロジーについては、2ループを一度に解かず、連続して求める処方を確立し、数式処理プログラムを開発・数値的な検証を行った。また一部ではあるが、セルフ型の2ループについては、繰り込み部分を合わせたものを数式処理する方法を確立し、こちらについても数値的な検証を行うことができた。一方、多倍長計算専用システムについては、アクセラレータとして用いるFPGAボードの入荷が遅れたが、年度内のシステムを構築することができた。全体として4倍精度、6倍精度、8倍精度と精度を変更できるシステムである。多倍長演算については、商用のCPUでソフトでも実現できるが、それらに比べて100倍以上の性能を有する。多倍長が必要なQEDの計算などで検証を進めている。また、積分プログラムのアルゴリズムなどの研究開発も行った。とりわけ次元正則化のパラメータ自体をプログラムの変数として数値計算を行い、紫外発散・有限の部分を求める方法を確立した。高精度の計算を遂行するための効果的な式の導出方法が必要があることが分かった。自動化システム、専用システム、積分アルゴリズムに関しては共同研究者らと日本物理学会で発表を行った。また、ファインマン・ループ積分の高速化について情報処理学会の研究会で発表した。将来の電子・陽電子衝突型のリニアコライダー実験により精密実験が切望される。

標準模型における2ループの電弱相互作用まで含んだ理論計算が必要であり、標準模型の整合性について深く議論しなければならない。しかしながら、1ループの輻射補正に比べ、ダイアグラムの数が増えしかもファイマン・ループ積分も複雑になる。電弱相互作用の2ループ補正に関しては、近似式を用いる方法しかない。ミュオン異常磁気能率の2ループ補正電弱相互作用を例として、我々は理論的定式化のプログラム作成とファインマン・ループ積分を実行するための専用システムの研究開発を行った。専用システムについては計算能力増強を行った。ミュオン異常磁気能率の2ループ・ファインマン・ダイアグラムは1780個あり、これらは14種類のトポロジーに分類される。トポロジー毎の次元正則化を数式処理により紫外部分と有限部分に次元正則化パラメータで展開する方法と、次元正則パラメータをそのまま変数として数値解析により数値結果を求める方法を開発して検証を行っている。繰り込みに関してはon-shell繰り込みを用いて対応するカウンター項の1ループ・ファインマン・ダイアグラムは70個あり、2ループ積分とカウンター項の紫外発散は数値的に相殺されることを確認し、梯子タイプのフェルミオン・ループがあるものについては数値結果を公表するに至った。電弱相互作用計算では、ボゾンの質量/ミュオンの質量の二乗の桁、すなわち5,6桁ほどが異なるトポロジーで数値的な相殺が発生する。我々はこのため、多倍長積分計算可能な専用システムを構築すると共に用いている2重指数変数変換方式などの数値積分アルゴリズムについてもプログラム開発を行った。ミュオン異常磁気能率の2ループ電弱相互作用の補正計算に関しては、2ループバーテックス型のトポロジー14種類に対して、次元正則化のパラメータでローラン展開して数値計算する方法と次元正則化のパラメータを変数とおいて数値解析して求める方法で検証を行う方法を確立した。バーテックス型梯子タイプの2ループにおいては、紫外発散部分及び有限部分について、第一の方法と比較して検証を行うことができた。QEDダイアグラムのような赤外発散のあるダイアグラムでは、次元正則化のパラメータを負にすることにより数値計算で求めることができることを確認した。QEDの2ループ・ダイアグラムに関しては、1957年の計算は6桁の一致した。三角形のフェルミオン・ループ・ダイアグラムでZ粒子の結合がある場合には、アノマリーが発生する。1992年の近似計算と比較することができて、第一世代、第二世代のフェルミオン・ループ・ダイアグラムのそれぞれの和はほぼ一致することがわかった。第三世代ではトップ・クォーク粒子のダイアグラムの導出不明な近似式とは一致していない。これらについては一部、高速で多倍長計算可能な専用システムにおいて検証も行った。これらについて国際会議で発表し論文を投稿した。
生活習慣病遺伝子を指標としたアジア地域での農耕・遊牧への遺伝的適応の実証研究

遊牧民族であるモンゴル人と、農耕を中心的な生業としてきた日本人では、肥満などの生活習慣病への感受性に大きな差を示す。このような差は、両集団が異なる生業に遺伝的に適応してきたことに部分的に由来すると考え、ゲノム人類学・遺伝疫学的解析を展開した。その結果、モンゴル人と日本人などの農耕民族の間で、アルコール代謝、脂肪酸代謝、糖新生・解糖などに関与する遺伝子群や、脂肪蓄積に関連する遺伝子セットが大きな遺伝的分化を示すこと、内臓脂肪蓄積に関連する遺伝子多型が東アジア人で正の自然選択を受けていたことが明らかになった。東アジア人における農耕あるいは遊牧への生物学的適応の証拠を見つけるべく、生活習慣病・代謝異常に関与する遺伝子の多型・変異を、約5,000人分の東アジア人のDNA試料を用いて遺伝疫学的・集団遺伝学的に解析した。平成23年度は遊牧民族であるモンゴル人のゲノムワイドハプロタイプ地図の作成準備を進めると共に、幾つかの候補遺伝子について詳細な解析を行った。その中でも、細胞内シグナル伝達に関与する偽キナーゼとして知られるTRIB2の遺伝的多様性を日本人3,013人について調査し、TRIB2遺伝子の3非翻訳領域に存在する一塩基多型(SNP)が、腹囲周径・内臓脂肪面積と強く関連することを見出した。さらに、パイロシーケンシング法によってTRIB2遺伝子領域の多型・変異検索を行ったところ、同SNPはTRIB2遺伝子のポリA付加シグナル近傍の、進化的に保存された領域に存在する2塩基の挿入/欠失多型と強く連鎖しており、TRIB2の転写量に影響を与えていることが明らかになった。さらに、東アジア人集団におけるTRIB2遺伝子周辺のSNPハプロタイプ情報を精細に調査したところ、腹囲周径・内臓脂肪面積と強い関連をしめしたSNPを含むハプロタイプ群に正の自然淘汰が作用したことを支持する証拠を見出した。このような正の自然淘汰の痕跡はアフリカ人・ヨーロッパ人のゲノムには認められず、TRIB2遺伝子に作用した自然淘汰は東アジア人特異的であると考えられた。興味深いことに、正の自然淘汰によって頻度が上昇していたのは、より小さい腹囲周径・内臓脂肪面積と関与する"痩せ型"のアレル群であり、これはTRIB2遺伝子が乏しい食料資源を効率的に脂肪として蓄えるための、いわゆる"倹約遺伝子"としてではなく、別の生物学的意義によって自然淘汰の標的となったことを示している。平成25年度は、遊牧集団に特的な環境要因に適応的であったと考えられる遺伝子多型を、全ゲノムレベルの解析で包括的に調査した。モンゴル人48名について約220万のSNPのジェノタイピングを行い、公共データベースに登録されている日本人、中国漢人の全ゲノムSNPジェノタイプ情報と比較を行うことにより、遊牧集団と農耕集団の間で大きく多様度が異なるゲノム領域を検索した。古典的な遺伝的分化度の指標であるFixation Indexと遺伝子セットエンリッチメント解析を組み合わせた進化遺伝学的解析の結果、この三集団の間では、1)アルコール脱水素酵素遺伝子ファミリーやアルデヒド脱水素酵素遺伝子ファミリーに代表されるアルコール代謝・糖新生・脂質代謝に関わる遺伝子群、2)ヒト白血球抗原遺伝子群やインターロイキン遺伝子ファリーなどの原虫・細菌感染や腸内細菌叢の恒常性に関わる遺伝子が特に大きな遺伝的分化度を示すことが明らかになった。これらの遺伝子群は、遊牧生活に特徴的な環境要因、すなわち、動物性脂質利用が優勢な食行動や家畜由来の感染症の蔓延などと、生物学的に密接な関係があり、遊牧生活への適応の遺伝的基盤の一部であると考えられる。さらに、3)脂肪細胞の機能・分化に関わる遺伝子群や4)低酸素暴露反応に関わる遺伝子群など代謝異常の発露に大きく関わる遺伝子群も集団間で大きな差を示していた。3)に含まれる遺伝子群の中で、特に大きな遺伝的分化度を示すSNPについて、日本人3013名を対象として肥満形質との関連解析を行ったところ、2型骨形成タンパク質(BMP2)とcAMP応答配列結合タンパク質1(CERB1)の近傍のSNPが、ボディマス指標や内臓脂肪面積と関連を示すことが明らかになった。これら集団間で大きな遺伝的分化度を示すSNPが、モンゴル人と日本人の間で観察される代謝特性の差異に寄与していることが考えられる。平成23年度に同定した東アジア人における中心性肥満感受性遺伝子であるTRIB2について、内臓脂肪面積を測定した2つの日本人コホートを用いた関連解析を行い、TRIB2の3'非翻訳領域に位置する一塩基多型(SNP)であるrs1057001が、ボディマス指標や腹囲径よりも内臓脂肪面積とより強力に関連することを見出し、同遺伝子が内臓脂肪蓄積に特異的に影響をおよぼす遺伝子であることを明らかにした。また、1000人ゲノム計画で公表されている全ゲノムSNPデータを集団遺伝学的に解析することにより、同SNPの低内臓脂肪アレルが、最終氷期最大期のあたりにおきた正の自然選択によって東アジア人の祖先集団中で急速に広まったことを支持する結果を得た。

この成果はHuman Genetics誌にて公表した。モンゴル人・日本人の代謝特性の民族差に寄与している遺伝的多型を同定する目的で、互いに血縁関係のないモンゴル人32人について約240万のSNPマーカーを収載した全ゲノムSNPマイクロアレイを用いて遺伝子型判定した。国際HapMap計画および1000人ゲノム計画で利用されている日本人の全ゲノムSNP情報と照会することにより、インスリン抵抗性や体脂肪の分布、炎症・免疫反応に関与するいくつかの遺伝子付近のSNPが、両集団で非常に大きな頻度差を示すことが明らかになった。内臓脂肪の蓄積に関連する新規の遺伝子を同定したうえ、日本人など農耕を生業としてきた東アジアの人類集団で特異的に正の自然淘汰が作用した証拠を見出すことができた。25年度が最終年度であるため、記入しない。全ゲノムSNP解析に用いたアレイが仕様変更のために入手するのが遅れ、モンゴル人全ゲノムSNP解析の進捗が当初の計画より若干遅れたが、平成25年度以降に集中的に解析を行うので、研究期間全体としての目標を達成するのには支障はない。平成23年度の主な成果は候補遺伝子アプローチ研究によって得られたが、モンゴル人の全ゲノムハプロタイプ地図の作成を続行し、前提によらない網羅的ゲノム解析により遊牧民・農耕民に特異的な正の自然淘汰の痕跡を検索し、各種代謝パラメータと当該遺伝的多様性の関連性を究明していく予定である。平成24年度で得られた32人分のモンゴル人全ゲノムSNP情報をさらに精細に解析する。集団間で大きな遺伝的分化度を示すSNP群についてgene ontology解析を行うことにより、これらのSNP群が特定の生物学的パスウェイに関与する遺伝子群に偏って存在しているか、そしてそれが両集団の代謝特性の差異に符合し得るかなどについて検討を加える。24年度内に行った試験的な解析で、すでにいくつかの医学的重用な遺伝子の近傍に存在するSNPが、モンゴル人と日本人との間で非常に高い遺伝的分化度を示すことが明らかにしたので、周辺領域の遺伝的多様性の調査を、さらに大きなサイズのサンプル(1001000人程度)で行う。同領域内に存在するSNPが各種代謝パラメーターへ及ぼし得るかどうか、日本人3013名のゲノムコホートを中心とした大規模な関連解析で検証する。大きな遺伝的分化度を示すも、周囲に代謝特性への影響が報告されている既知の遺伝子が存在しない場合には、新規の代謝関連遺伝子が近傍に存在することを見越して、バイオインフォマティック解析と実験的機能解析を駆使、表現形への関与を追求する。また、これら大きな遺伝的分化度を示したSNPとその周辺領域のゲノム多様性情報を、モンゴル人・日本人を対象に進化遺伝学的に解析することにより、局所的に正の自然選択が作用した証拠の探索を行う。局所的な正の自然選択の証拠が得られた場合、その自然選択の年代推定を通して、自然選択が遊牧や農耕の成立に伴う環境変化に関連したものであるかを明らかにする。
高品質なデータ通信を実現する車車間ネットワークに関する研究

今年度は主に以下の項目について研究を実施した.1.遭遇情報を利用したルーティングプロトコルCHRの提案Contact-based Hybrid Routing(CHR)は,各ノードが過去に遭遇したノードへの潜在的経路を遭遇履歴として記憶しており,遭遇したノードへの経路探索要求が発生する場合,遭遇履歴を辿るたけで通信経路を発見する手法である.CHRは既存の位置情報ルーティングプロトコルと異なり,車両間だけでなく,車両,基地局,歩行者が混在する環境を想定しており,位置情報など環境に関する特別な知識や指向性アンテナのような特別な装置を必要としなく,装備コストを低く抑えることができる.比較実験において低いメッセージオーバヘッドで通信経路を高い発見率で発見できたことを確認した.2.仮想ネットワークを車車間ネットワーク上に構築する手法の検討現実空間を道路単位に複数の領域に分割し,各区域に移動車両の協調もしくは固定局による静的な仮想ノードを実現し,仮想ノードを車車間ルーティングプロトコルGVGridにより接続することで,広域内の任意の地点間の通信を容易にする仮想ネットワークを構築するプロトコルを提案している.各ノードは付近にある仮想ノードを介して送受信を行うことで,送信先ノードやネットワークトポロジに関する情報を取得する必要がなくなった.このため,提案する仮想ネットワークの上で,静的なネットワーク用のアプリケーションやプロトコルを展開する際,ネットワークの流動性を対処することなく容易に展開可能になると考えられる.今年度は主に以下の項目について研究を実施した.1.遭遇情報を利用したルーティングプロトコルCHRの提案Contact-based Hybrid Routing(CHR)は,各ノードが過去に遭遇したノードへの潜在的経路を遭遇履歴として記憶しており,遭遇したノードへの経路探索要求が発生する場合,遭遇履歴を辿るたけで通信経路を発見する手法である.CHRは既存の位置情報ルーティングプロトコルと異なり,車両間だけでなく,車両,基地局,歩行者が混在する環境を想定しており,位置情報など環境に関する特別な知識や指向性アンテナのような特別な装置を必要としなく,装備コストを低く抑えることができる.比較実験において低いメッセージオーバヘッドで通信経路を高い発見率で発見できたことを確認した.2.仮想ネットワークを車車間ネットワーク上に構築する手法の検討現実空間を道路単位に複数の領域に分割し,各区域に移動車両の協調もしくは固定局による静的な仮想ノードを実現し,仮想ノードを車車間ルーティングプロトコルGVGridにより接続することで,広域内の任意の地点間の通信を容易にする仮想ネットワークを構築するプロトコルを提案している.各ノードは付近にある仮想ノードを介して送受信を行うことで,送信先ノードやネットワークトポロジに関する情報を取得する必要がなくなった.このため,提案する仮想ネットワークの上で,静的なネットワーク用のアプリケーションやプロトコルを展開する際,ネットワークの流動性を対処することなく容易に展開可能になると考えられる.
サービス業におけるアーキテクチャの国際比較に関する研究

本研究は、製造業の分析で用いられているアーキテクチャという概念をサービス業に適用することを試みたものである。特に、日系サービス業の海外進出によって、アーキテクチャがどのように変化するのかに注目した。本研究は、サービス業における企業間の差異をアーキテクチャの視点で分析するものである。特に対象を小売業に限定し、また、まず母国の異なる小売業が多く進出している中国をフィールドとすることで、同一環境におけるアーキテクチャの違いの影響を明らかにした上で、アーキテクチャの決定要因としての環境について分析を行う。本研究の意義については、以下の点が考えられる。まず、アーキテクチャ概念の非製造業への拡大である。このテーマについては、幾人かの研究者が取り組んでいるが、まだ統一的なフレームワークには熟成していない。そこで、本研究で、このフレームワーク構築の一助としたい。次に、小売業の新たなる分析視角の提示である。アーキテクチャ概念がフレームワークとして有用であることを示すためには、特定の業種において、この概念を用いることで新たな分析が可能になることが必要である。小売業においては、ローカルなコンテキストに依存しない概念としてアーキテクチャを用いることで、新たな分析が可能になると考えている。また、小売業への適用を通じて、この概念を洗練させることで、他のサービス業への適用可能性も高まると考えられる。最後に、実務上の示唆として、サービス企業が自社の戦略を構築、実行する際に、アーキテクチャの選択を考慮することにより、より適切な戦略を選ぶことが可能になるだろう。本年度は、研究期間の初年度であり、主にデータ収集を中心に研究活動を行った。まず、過去の既存研究の収集と整理を行った。サービスとはなにかについては、まだ学界で合意が得られていない。そこで、アーキテクチャの概念をサービス活動に適用するには、サービスをプロセスの視点から定義することが必要だということがわかり、Johnstonらの所説を中心にサービス定義をサーベイした。そのうえで、サービスを顧客に価値情報を転写していくプロセスだと定義することで、その転写される情報の構成をもってサービスのアーキテクチャと定義することとした。次に、上記のサーベイで得られた視角に基づいて、日本のサービス業のデータ収集を行った。これは2つの部分に分かれる。ひとつは、既存文献の整理であり、小売業の海外進出に関する調査・研究を収集し、整理した。もうひとつは、研究代表者自身による現地調査を含めた一次データの収集活動である。後者については、小売業のイトーヨーカ堂、教育サービス業として公文教育研究会である。イトーヨーカ堂については、3月に中国の北京と成都の現地店舗を調査し、過去の調査をつき合わせることで、そのプロセスの変化を明らかにした。また、公文にっいては日本の本社へのインタビューを行った。公文については、次年度以降に、日本の教室および海外の教室の調査を行う予定である。この2つの事例は、ともに転写される情報を「作り込んでいく」事例である。そこで、こうした作り込み行為を海外に定着させて行くにはどうすれば良いのかが、次年度以隆の調査テーマとなった。本年度は、研究期間の第2年度であり、初年度に引き続き、主にデータ収集を中心に研究活動を行った。特に、今年度は2回の中国調査を行った。9月に中国の上海、香港、成都の日系サービス業(イオン、ベネッセ、イトーヨーカ堂、伊勢丹、公文教育研究会)の現地調査を行った。また、3月にはイオン、イトーヨーカ堂、伊勢丹、公文教育研究会についての追加調査を行った。その結果、インタビュー記録、写真、ビデオなどの豊富なデータが収集された。こうしたデータの整理・分析を行った。特に小売業では、複数店舗間の比較を可能にするように、食品などの同一機能間の比較を可能にするための写真のラベリング作業を中心として数千枚の写真やビデオの整理をした。その上で、店舗間での違いを析出していった。手法としては、いわゆるグラウンデッド・セオリーも用いて、複数店舗におけるアーキテクチャを構造化していった。こうした1次情報に根ざした、サービス現場のアーキテクチャ記述は、これまで行われたことはないはずで、その点で本研究の意義があると考えている。特に、サービス現場は、製品アーキテクチャと異なり、安定性や可視性に欠けるため、固定的な構造として捉えることは難しいが、ある種の構造化に基づく安定した状態を析出することで、今後の更なる分析の基盤を作ることができた。また、こうした手法は、今後の他の産業や組織にも利用可能だと考えられる。本研究は、海外、特に中国における本年度は、研究期間の3年目であった。合計2回の中国での現地調査を行い、直近の日経小売業の中国進出の状況を確認した。特に、2回目の調査では範囲を青島に広げ、いわゆるドミナント戦略に基づく、地理的拡大だけでなく、既存店舗のリノベーションが大きな課題になりうることを発見した。これは、日本型サービス・アーキテクチャの中国移転と中国化(中国独自のアーキテクチャへの変異)の同時進行というダイナミズムに加えて、時間軸においてさらに変異するということを意味し、より複雑なマネジメントを必要とする。こうした実態認識を踏まえ、本年度の後半では、新たなモデル構築を模索した。まだ、十分ではないが、母国と現地の相互作用を超えたモデルを提示することにより、新たな研究の知見をもたらすことができればと考えている。

さらに一部の日本企業にとって、中国進出にあたり、中国以前に進出していた国の現地法人経験者が大きな役割を果たしているということもわかった。これも多国間の相互作用をモデル化するという意味で、重要である。次年度は、こうした点も踏まえ、中国以外のアジアの海外進出にも注意を払う予定である。また、これまでの研究データに基づき、組織学会研究発表大会において「ANTによるサービス現場の分析」と題する研究発表を行った。本年度は、引き続き現地調査を中心に研究を実行した。主な調査地は、マーレシアおよびタイ、ベトナムである。マレーシアおよびタイは、日系企業の進出が早くから行われ、小売フォーマットとしてのアーキテクチャは、ある程度確立していた。しかし、それは固定的なものではなく、むしろ試行錯誤の連続であったことが現地調査で判明した。一方で、こうしたアーキテクチャの確立は、店舗展開の効率化をもたらし、拡張スピードに影響を与えていることもわかった。こうしたアーキテクチャの確立は、他方で企業戦略にも影響を与えている。実際、ある種の企業は、日本本社からの直接統制ではなく、アセアン本社を設立し、アセアン諸国への進出をコントロールしようとしている。これは、戦略の機動性を向上させることにつながるが、その前提として小売フォーマットがある程度固まったからだと考えられる。ベトナムにおける日系小売業の進出は、現地企業との合弁によるコンビニエンス業態が主たるものであるが、今後、スーパーマーケット等の他業態の進出も計画されている。さらに、ラオス、カンボジア、ミャンマーなどの地域への進出も計画されている。こうした進出計画の状況を確認することができた。また、進出形態も、これまでは、単独または現地合弁企業による進出で主たるものであったが、M&Aなど多様な進出形態を取るようになってきている。これは、複数アーキテクチャのポートフォリオとして海外進出を考えるようになったということを意味している。これまでの日系小売業の海外進出は、比較的スローペースであると言われてきたが、スピードを増しつつあるといえる。こうした、進出スピードとアーキテクチャとの関係を明らかにすることが今後の課題となる。本年度は、最終年度であった。そこで、これまで収集した情報を整理することに重点をおいた。過去の調査において、中国、マレーシア、ベトナム、タイ、シンガポールなどに進出した日系小売企業の状況を把握することができた。本研究は、そうした進出状況、および現地での活動をアーキテクチャの視点から分析することをテーマとしているが、この研究期間は、まさにそうしたアーキテクチャの変化の時期であったということがわかった。それまでの散発的な進出から、統制がとれた組織的戦略的進出に変化する過程で、小売フォーマット(品揃え、接客、PR方法など)も変化している。一方で、東アジア、東南アジアの消費市場自体が変化している。
マルチプローブ顕微鏡技術を用いた発生胚メカニクス計測法の開発

マルチプローブ顕微鏡システムを用いて「張力」と「弾性率」の同時測定法を開発する。ナノピペットプローブを用いて局所的且つ可逆的に薬剤刺激を与えて細胞内の力を制御することにより、細胞形状が変化する。この形状変化を測定することにより、細胞間に働く張力を算出することができる。薬剤添加前後のAFMマッピング測定から、発生胚の張力と弾性率の時空間挙動を同時に評価できる計測技術を確立する。
ソラマメラジカル消去タンパク成分によるカテプシンBと細胞エイジングに関する研究

1.長期培養下における実験(1)継代寿命延長効果の確認-ソラマメラジカル消去タンパク成分(WSP)1.25μg/ml、2.5μg/mlを培養細胞TIG-1のPDL20(若齢細胞)と、PDL50(老齢細胞)へ投与した。結果、最終的な継代寿命への延長効果は見られなかった。(2)継代時毎の細胞内抗酸化酵素活性、若齢細胞、老齢細胞に1.25μg/ml WSPを投与しながら継代培養を行い、若齢細胞についてはPDL40(28日目)、PDL50(42日目)を、老齢細胞についてはPDL60(20日目)、PDL70(40日目)の細胞内抗酸化酵素活性を測定した。サイトゾール内スーパーオキシドディスムターゼ(Cu,Zn,SOD)及び、グルタチオンペルオキシターゼ(GSH-Px)活性はコントロールに比べて酵素活性の増加は見られなかった。しかし、カタラーゼ活性については、WSP投与により、コントロールに比べ、実験を行った全ての群において酵素活性の上昇(3080%)が見られた。2.カテプシンB活性の測定(1)細胞分裂速度への影響-カテプシンB活性と細胞増殖速度との関連性は本実験に用いたヒト正常2倍体線維芽細胞(TIG-1)においては見られなかった。(2)各継代時-若齢細胞、老齢細胞に1.25μg/ml WSPを投与しながら継代培養を行った、若齢細胞群PDL40(28日目)、PDL50(42日目)、老齢細胞群PDL60(20日目)、PDL70(40日目)のカテプシンB活性を測定した。若齢細胞群PDL40(28日目)においてはカテプシンB活性の上昇は見られなかったが、PDL50(42日目)においては30%程の活性上昇が見られた。(3)老齢細胞期-老齢細胞群PDL60(20日目)、PDL70(40日目)のカテプシンB活性は、WSP投与による酵素活性の上昇は見られなかった。3.今後の研究展開WSPは、スーパーオキシド、II_2O_2を消去するラジカルスカベンジャーであるが、今回WSP投与による細胞内でのカタラーゼ活性の上昇が確認できた。過去の研究から細胞内抗酸化酵素活性は、細胞老化に伴い,SOD、GSH Pxは、不変または、増加傾向にある反面、カタラーゼ活性、及びグルタチオンは減少することが報告されている。故に、カタラーゼ活性を上昇させる結果となったWSP投与群は、細胞老化に対して何らかの影響を及ぼす可能性がある。更に、WSPは細胞増殖(WI-38)を促進させることが分かっているが(昨年度の科学研究費報告)、ガン細胞との関連性が報告されているカテプシンB活性は、正常細胞において、増殖との関係を明らかに出来ず、WSP投与によるカテプシンB活性の上昇も見られなかった。以上の結果をもとに、今後の展開は、WSPの細胞内での作用部位および、増殖因子等他の成分との比較検討、更に、細胞寿命の回数券とされるテロメア、及びテロメラーゼ酵素との関連性の検討を行うことにより、WSPの細胞老化、個体老化への有用性および、フリーラジカルと老化との機構を明らかにして行きたい。

3.今後の研究展開WSPは、スーパーオキシド、II_2O_2を消去するラジカルスカベンジャーであるが、今回WSP投与による細胞内でのカタラーゼ活性の上昇が確認できた。過去の研究から細胞内抗酸化酵素活性は、細胞老化に伴い,SOD、GSH Pxは、不変または、増加傾向にある反面、カタラーゼ活性、及びグルタチオンは減少することが報告されている。故に、カタラーゼ活性を上昇させる結果となったWSP投与群は、細胞老化に対して何らかの影響を及ぼす可能性がある。更に、WSPは細胞増殖(WI-38)を促進させることが分かっているが(昨年度の科学研究費報告)、ガン細胞との関連性が報告されているカテプシンB活性は、正常細胞において、増殖との関係を明らかに出来ず、WSP投与によるカテプシンB活性の上昇も見られなかった。以上の結果をもとに、今後の展開は、WSPの細胞内での作用部位および、増殖因子等他の成分との比較検討、更に、細胞寿命の回数券とされるテロメア、及びテロメラーゼ酵素との関連性の検討を行うことにより、WSPの細胞老化、個体老化への有用性および、フリーラジカルと老化との機構を明らかにして行きたい。