hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
標準VTSフレーズ集とこれに基づいた学習プログラムの作成

船舶の輻輳した海域や港湾内で船舶の運航支援(Vessel Traffic Service: VTS)を行うために必要な標準VTSフレーズ集を編纂、これらのフレーズに必要な語彙・文法事項を学習するために必要な教科書「VTS英語入門」及びこれらのフレーズに使われている単語をまとめた「標準VTS語彙集」(品詞別に例文を伴う辞書形式)を作成し、ネット上で公開した。さらにフレーズや語彙、必要な文法事項の習得を補助すための教材をQuizletというオンライン単語学習アプリに登録、e-learningで広く使われているMoodleというプラットフォームを利用し、学習の進捗状況のチェックを可能にした。平成25年度は、VTS業務に必要な語彙・文法を解明するために、チャートや水路図誌の英語記述を電子化し、IMOが大型商船で当直に立つ士官にその修得を義務づけているStandard Marine Communication Phrases (SMCP)も参考にしながら、VTS業務に必要と判断される文法事項を確定した。述語動詞の時制に関しては、現在、現在進行、現在完了、過去の4つの時制を、能動・受動で使うことができれば、VTS業務にはほぼ支障がないことが明らかになった。動詞はまた、現在分詞・過去分詞の形で名詞を修飾することもできれば、to不定詞や動名詞として使われることもある。これらの用法もVTS業務には必須である。船舶の輻輳した海域や港湾内において、無線通信を用いた船舶の運航支援はVessel Traffic Service(以下VTSと略記)と呼ばれている。日本の海域・港湾でこのVTSを提供する際、日本語を解さない外国船に対しては、当然英語での情報提供を行わねばならない。本研究の目的は、(1)この際に必要となる英語の語彙と文法の全体像を言語学的に明らかにし、簡単な語彙と文法を使った標準VTSフレーズ集を編纂し、(2)次にこれを効果的に身につける学習プログラムを作成することである。平成26年度には、海上保安庁(特に備讃瀬戸海上交通センター)並びにポートラジオの協力を得て、標準VTSフレーズ集の編纂を行った。それぞれの海域や港湾に特徴的なフレーズを含め、ほぼ完成に近いが、27年度にさらにその編纂を継続して行い、最終的な英語母語話者によるチェックを依頼する予定である。このフレーズ集に使われた単語を網羅的に導入し、例文を添えて学習できるようにするための、VTS語彙集の編纂も並行して進め、約1000語からなる語彙集が完成している。この作業と並行して、VTS英語に必要な文法事項を、VTSという文脈で使われる表現のみを利用して学習する教材を作成した。これにより、VTSオペレーターとなる新任者(海上保安庁の場合は、必ずしも若手とは限らない)が、VTS業務に必要な文法事項(時制、態、時や場所に関する前置詞表現など)を、実践的な語彙を使って学習することを可能にした。同時にこの教材をネットにアップし、学習者の進捗状況をモニターできるように、Moodleというフリーウェアを使ったプログラミングを開始した。これは27年度に向けての準備である。船舶の輻輳した海域や港湾内において、無線通信を用いた船舶の航行支援はVessel Traffic Service (以下VTSと略記)と呼ばれている。日本の海域ならびに港湾で航行支援を提供する際、相手が日本語を理解しない外国船の場合、これを英語で行う必要がある。本研究の目的は、(1)この際に必要となる英語の語彙と文法の全体像を言語学的に明らかにし、これに基づいて、簡単な語彙と文法を使った標準VTSフレーズ集を編纂し、(2)次にこれを効果的に身につける学習プログラムを作成することである。平成27年度には、標準VTSフレーズ集の編纂を継続して行い、英語を母語とするもとイギリス人キャプテンにそのチェックを依頼し、最終版を作成した。このフレーズ集に使われた語彙を、網羅的かつ効果的に学習するためのVTS語彙集も昨年度に引き続き編纂を続け、その完成を見た。これにより品詞別に必要な語彙を、例文つきで学習することが可能になった。この作業と平行して、昨年までの文法学習の成果を付録として取り込んだVTS英語入門という冊子を作成、紙媒体でVTS業務にあたっている現場の管制官向けの教材として3度に渡り使用し、数々の貴重な助言を賜った。その成果を取り入れ、次の年度には、これを上記のフレーズ集と語彙集とあわせ、ネット上で学習可能にする予定である。ネットワーク上の学習にはMoodleというプログラムを使う予定だが、作成を試みたもののやはり研究者の知識不足で、まずは稼動可能な簡単なシステムを外注し、これに基づいて次年度に運用を開始する予定である。VTS標準フレーズ集が、英語を母語とする専門家のチェックを経て完成、このフレーズ集で用いられた語彙集、基礎的な文法事項の学習を含めたVTS英語入門を作成、実際の管制官によるチェックも経て、いよいよネットワーク上での学習を進めるためのコンテンツが整った。Moodleを利用したプログラミングがうまく行かず、外注することになったが、次年度には運用が開始できる見込みである。船舶の輻輳した海域や港湾内において、無線通信を用いた船舶の航行支援は、Vessel Traffic Service(以下VTSと略記)と呼ばれている。本研究の目的は、(1)この際に必要となる英語の語彙と文法の全体像を言語学的に明らかにし、これに基づいて、簡単な語彙と文法を使った標準VTS

フレーズ集編纂し、(2)次にこれを効果的に身に付ける学習プログラムを作成することである。平成27年度には、標準VTSフレーズ集の編纂を行い、イギリス人船長によるチェックを経て、これを完成させると同時にこのフレーズ集に使われた語彙の品詞別リストを作成、例文とともに学習することが可能になった。同時にVTSフレーズに使われる文法事項を系統だてて学ぶVTS英語入門という小冊子を作製し、現場の管制官に対する研修に使用した。これを受け平成28年度には、語彙や文法をQuizletというe-learningソフト(ユーザーは無料)を学べるようにし、さらにムードルというシステムを使って、学習の成果を試験するシステムを開発し、保安庁の管制官研修で3度、ポートラジオのオペレータの研修で4度、大学での演習で実際に運用し稼働を確認した。28年度末にマレーシアで開催されたIALA(国際航路標識協会)のVTS英語のワークショップにも参加し、フレーズ集と語彙集を世界から集まったVTSの専門家とシェアした。研究の目的である標準VTSフレーズ集の編纂と、これに使われた語彙集、フレーズの作成に必要な文法事項をまとめる教材も完成し、語彙・フレーズをネット上で学習可能にするシステムも完成した。おおむね順調に進展しているといえる。本研究では、まず船舶の輻輳した海域や港湾内における船舶の運航支援(VTS)のために必要な標準VTSフレーズ集を編纂した。我が国においては、これらフレーズの利用者(日本人オペレーターと外航船員)の大部分が英語母語話者ではないことに鑑み、フレーズは、語彙・文法の両面から簡潔であることに重点を置き、実際に日本の海域でVTS業務にあたってる海上保安庁やポートラジオのオペレーターの意見を参考に作成、さらに英語母語話者であるイギリス人船長ならびにカナダのコーストガードで実際にVTS業務にあたっていたカナダ人の校閲を得て完成された。将来オペレーターとなる日本人のみならず、船舶職員として航行支援サービスの受け手となる学生が、標準VTSフレーズを効果的に学習するための教科書「VTS英語入門」を作成した。まったく実務経験のない初心者を対象とした本編では、無線交信の手順や、船舶航行支援に特有の英語表現を解説し、付録では英語の時制など、中学英語の基礎をVTSという文脈を利用して学べるように工夫した。練習問題も豊富に用意し、解答はQuizletという無料オンラインプログラムでチェックできるようにした。この教科書に加え、標準VTSフレーズに使われている語彙を効率よく学べるよう、品詞別(名詞、動詞、形容詞、副詞など)に語彙項目を分類し、それぞれに例文をつけた標準VTS語彙集も作成した。語彙と文法をマスターし、フレーズでは網羅しきれない場面への対応力を養うためである。近年多くの大学で利用されているMoodleという学習プラットフォームを利用し、VTSフレーズを学習、その進捗を評価するプログラムを作成、船舶実習中に実際に無線交信を行う学生を対象に実施した。乗船前にフレーズの習得を確認でき、学生は暗記したフレーズを実際の局面で使用する練習ができ、学習システム導入前と比べ、充実した実習が可能となった。
日本にシビル・ミリタリーギャップは存在するか

本研究では、幹部自衛官と文民エリートを対象とする意識調査を通じて、日本におけるシビルミリタリーギャップ(文民と自衛官との間の価値観や安全保障を巡る意識の相違)の有無について検証した。成果としては、12004年に行った調査結果と比較してギャップの拡大は観察されない一方、文民エリート・幹部自衛官の方が一般国民よりも日米同盟・海外任務について強く支持する傾向が変わらぬこと、2自衛隊内では若年層の方が海外派遣により積極的であるが、犠牲者忌避傾向については変化が少ないこと、3シビリアンコントロールについては、幹部自衛官の方が文民エリートよりも中立・抑制的な傾向がさらに強まったこと、等が挙げられる。本研究は、一般国民・文民エリート・幹部自衛官の間に、国際情勢認識、価値観、安全保障問題自衛隊の役割等についての認識ギャップ(シビル・ミリタリー・ギャップ)が存在するかについて、アンケート調査を通じて分析することを目的とする。具体的には、郵送によるアンケート調査を中心に実施され、当初予定では平成24年度に調査の実施、平成25年度に調査結果の分析と学会発表、平成26年度に調査結果の出版を行うことになっていた。昨年度は諸般の手続き上の理由により、調査の実施に至ることができなかったが、本年度は、昨年度の遅れを挽回し、順調に調査の実施とデータの入力を進めることができた。春に防衛大学校内の倫理委員会での審査、学士会、自衛隊各学校との調整を経て、夏には名簿の作成、調査票、送付用の切手を準備した。そして1月より補助(アルバイト)人員を確保し、調査票の送付、データの入力を開始した。送付先については、当初幹部自衛官OBをサンプルに入れる予定であったが、手続き上の問題により、予定を変更し、文民エリートサンプルを当初の予定の2000人から3000人に増やすこととした。なお、当初の計画では、平成25年度3月ー4月にかけて開催された国際関係学会(International Studies Association)にて研究の中間発表を行う予定であったが、米国国防総省の予算強制削減の影響でパネルがキャンセルになったため、出張を中止した。平成24年度は、研究の主目的である意識調査の内容について、研究者、関係機関においての意見聴取を行った。また、独自にシビルミリタリーギャップ調査についての各国の実施状況、研究の現況について調査を行い、その成果をまとめた。また調査の実施にあたり、協力を依頼する各自衛隊教育機関においての調整を行い、各担当者の了解を得た。さらに、所属機関(防衛大学校)において、調査に関する倫理審査委員会での審議を経て、調査の実施が承認された。現在、自衛隊外の協力依頼機関である学士会、隊友会との調査実施の方法について細部調整中である。平成25年3月末に、米国国際関係学会(International Studies Association)において、研究のこれまでの成果を発表するとともに、諸外国における類似調査を実施している研究者との意見交換、国際比較研究についての打ち合わせをする予定であったが、米国国防予算削減の影響で学会不参加者が多く、分科会がキャンセルとなったため、出張をキャンセルせざるを得なくなった。予算執行については、調査票の印刷費が中心となるが、印刷業者の入札が完了していないため、完了次第、調査票の印刷を行い、同時に郵送料(切手)、データ入力用の物品などを購入する予定である。本研究は、一般国民・文民エリート・幹部自衛官の間に、国際情勢認識、価値観、安全保障問題、自衛隊の役割等についての認識ギャップ(シビル・ミリタリー・ギャップ)が存在するかについて、アンケート調査(郵送)を通じて分析することを目的とする。昨年度までに調査票の配布、回収、単純集計までを完了し、本年度はデータのチェックと分析、論文執筆、発表を行った。最終的に、文民エリートサンプルについては配布数3000、回収数674(回収率22.5%)、幹部自衛官サンプルについては配布数1492、回収数1251(回収率83.5%)となった。調査結果について特記すべき点は、以下の通りである。1幹部自衛官・文民エリートの間で、意識のギャップの拡大は観察されなかった。日米同盟の重要性、自衛隊の国際活動については、幹部自衛官、文民エリート共に支持が拡大しているが、幹部自衛官の方がより積極的な傾向が見られた。一方、シビリアンコントロールについては、幹部自衛官の方が文民エリートよりも中立的、抑制的な傾向が前回に比べてより顕著であった。2一般国民との意識のギャップについては、自衛隊の増強についての意見の相違(幹部自衛官、文民エリートの方が支持多)が引き続き見られた一方、一般国民の自衛隊に対する印象は、幹部自衛官・文民エリートの認識よりも好意的であることが判明した。研究の成果については、7月の世界政治学会(International Political Science Association)年次大会、11月の日本国際政治学会で発表を行った。また引き続き、研究代表者、分担者共に、意識調査結果を踏まえた論文の執筆を行っているところである。

政治学、安全保障論、政軍関係論、公共政策論、米国政治、日本政治、政策過程論今年度は昨年度の遅れをほぼ取り返すことができた。具体的には調査の実施(調査実施機関との調整、調査票の配布、調査の実施、回収)、調査票の単純集計まで進めることができた。ただし、単純集計したデータのチェック作業が完了しなかったため、次年度にアルバイト人員を追加雇用することとなった。また、学会における発表についても、次年度に延期した。意識調査の実施に向けての関係機関における調整、了解を得るために予想外に時間がかかったこと、ならびに調査票の印刷をめぐる入札期間が予定より長かったため。今後の進め方については、平成26年度早々にデータチェック作業を終了し、6月から7月にかけて、計量的分析を行い、8月には自由回答欄の分析を行う予定である。また、7月には、IPSA(世界政治学会)年次大会(モントリオール市)において、暫定的結果について発表を行うことになっている。9月以降は、研究代表者、分担者、双方が研究成果を論文としてまとめる予定である。6月には意識調査の配布を完了し、調査を実施する。7月中に単純集計、8,9月に入力補助員によるデータ入力を完了させる。10月から11月に、まずは学会ペーパーの形で調査結果をまとめ、1ー3月に学会誌に掲載することを目的として論文を執筆する。データ追加入力、及びデータチェックが25年度中に完了しなかったため、アルバイト人員の派遣を追加で必要とした。また、学会発表については、25年度4月予定の学会パネルが中止となったため、26年度の世界政治学会のパネル(モントリオール市)において発表を行うこととなった。人件費(データ入力、データチェック)、及び学会出張のための旅費として使用予定である。7ー9月には、入力補助員を雇用し、データの入力作業を行う予定であり、そこで人件費として研究費を使用する。旅費については、調査の実施に合わせた形で、調査実施機関(各自衛隊教育機関など)を訪問する予定である。また、11月に行われる米国の学会(Inter-University Seminar on Armed Forces and Society)にて、調査の中間発表を行うために出張する予定である。
単一分子画像分光計測によるナノ光物理ダイナミックスへの展開

石英基板上に様々な手法で展開された分子ないし分子集合系を作製し,微視的な光電子物理の立場から単一蛍光分子の光物理と動的な分子配向・回転,構造変化の精密計測が実現可能かどうかの実証を進めた。偏光特性の計測が可能でかつ広い時間領域の時間相関に対応可能な時間分解単一分子蛍光画像分光計測のプロトタイプを開発した。この2年間で,1.数10ナノ秒から数千秒に至る時間領域での蛍光強度自己相関計測手法の開発,2.ラベル化色素分子系の基板上への結合構造作製の最適化,3.フィブリル構造をもつ新規な分子性J会合体の構造設計と作製,及び蛍光偏光分光の計測と解析を進めた。今年度は特に,(a)ナノ秒時間分解単一光子計数蛍光寿命計測及び蛍光強度自己相関関数計測装置の基盤整備,(b)TMRラベル化剤の異性体及び3-APTEOSによる石英ガラス基板への結合反応の計測と解析,(c)PIC以外のシアニン系色素としてBIC-C803によるフィブリル構造形成条件の可能性を見出した。(a)は初期動作を確認し,色素系,量子ドット系への予備実実験を展開中である。(b)は,試料合成の基本条件を把握し画像計測を行い,データ解析のアルゴリズムの作製と合わせて精密計測への感触を得た。色素分子の結合位置のみが異なり異性体分子間の微弱な差異までが検出された可能性がある。本手法の精密定量計測化に目処を付けたと考える。(c)については,単一分子画像計測と併せて顕微計測系改善の所期の目標を完了し,フィブリル構造を取るJ-会合体の反射・蛍光画像分光計測も著しく改善・進展させた。PIC-Jバンド構造に関する未決着部分解決に向けた部分な重要な手懸かりを得ると共に,BIC-C803系についても励起子ポラリトン形成に関する示唆を得て,単一分子画像分光計測によるナノ光物理ダイナミックス展開の基盤を固めた。石英基板上に様々な手法で結合された分子ないし分子集合系を作製し,微視的な光電子物理の立場から単一蛍光分子の寿命等の光物理と動的な分子配向・回転,構造変化の精密計測を実現し解明することを目的とする。その機構解明に必須となる手法として,偏光特性の計測が可能でかつ広い時間領域の時間相関に対応可能な時間分解単一分子蛍光画像分光計測のプロトタイプを開発する。そのために,次の項目を2年間で遂行するとした;1.数ナノ秒から数1000秒に至る時間領域に対応可能な単一遷移双極子偏光分光自己相関計測手法の開発。2.ラベル化色素分子系の探索と基板上への精密結合構造・条件の最適化。蛍光強度自己相関の計測と解析。3.フィブリル構造をもつ新規な分子性J会合体の構造設計と作製。蛍光偏光分光の計測と解析。その手始めとして今年度は,(a)ナノ秒時間分解単一光子計数蛍光寿命計測及び蛍光強度自己相関関数計測装置の設計と試作,(b)TMRラベル化剤の異性体及び3-A PTEOSによる石英ガラス基板への結合反応の最適化,(c)擬イソシアニンPIC以外のシアニン系色素によるフィブリル構造形成条件の探査を実施した。(a)については基本設計を終えて試作に着手し,特に相関器については初期動作を確認し,単一分子計測系への結合に展開中である。(b)は,親水性の石英基板上に3-アミノプロピルエトキシシランを架橋剤として繋ぎ,それにラベル化剤を用いてローダミン色素TAMRAを結合させる試料をモデル系に設定し,その作成条件の確定と画像計測を開始した。解析手法を含めて計測の精度が上がると,従来言われている単一分子計測の結果とは強度変化,時間変化共にかなり様相が異なることが判明しつつある。(c)については,単一分子画像計測と併せて顕微計測の整備が進み,フィブリル構造を取らせたJ-会合体の反射・蛍光画像分光計測が著しく進展し,重要な知見を幾つか得られた。

本手法の精密定量計測化に目処を付けたと考える。(c)については,単一分子画像計測と併せて顕微計測系改善の所期の目標を完了し,フィブリル構造を取るJ-会合体の反射・蛍光画像分光計測も著しく改善・進展させた。PIC-Jバンド構造に関する未決着部分解決に向けた部分な重要な手懸かりを得ると共に,BIC-C803系についても励起子ポラリトン形成に関する示唆を得て,単一分子画像分光計測によるナノ光物理ダイナミックス展開の基盤を固めた。
聴覚障害児の言語習得を支援するための手話学習ソフトの研究開発

平成30年度は、日常のコミュニケーションの中で記録される手話映像を活用し、聴覚障害児の言語である、手話と読み書き能力双方の習得を支援するための手話学習ソフトを開発し実証するため、本研究代表者・分担者らがこれまでに開発してきた、聴覚障害児者・者のコミュニケーションを支援するタブレットアプリの実用性をより高め、本研究で開発するアプリのベースになるべく、評価実験も行った。一方、手話教育の重要性をきちんと理解しつつ、書記文字の学習や、音声言語利用の保護者とのコミュニケーションや学習を支援するために、特に難聴児の手話と読み書き能力の双方を支援するためのモバイルアプリケーションの設計と、試作アプリを開発した。具体的には、手話アプリに関する研究や、既存のDVDや動画共有サイト上の手話学習用コンテンツを調査し、現状を把握した。そのうえで、以下4つの基本機能からなるモバイルアプリケーションを設計・試作した。それらの基本機能は福祉分野での調査結果も踏まえ、(1)モバイル端末のカメラから取得される手話動画にタグを結びつけて登録する機能、(2)手話動画をタグとセットで複数並べて保存する機能、(3)保存した手話動画とタグの並びを再生する機能、(4)利用者の学習履歴を保管する機能である。(1)と(2)と(3)の機能によって、手話とそれに対応する単語やフレーズを学習することができ,また、(4)の機能によって、学習者の理解度の促進や把握につながると思われる。平成30年度の研究計画は、福祉領域での調査と手話学習ソフト(タブレットアプリ)の基盤開発であった。現状、本研究代表者・分担者がそれぞれの得意分野を生かし、調査と開発を進めており、その成果が、手話と読み書き能力双方の習得を支援するためのモバイルアプリケーションの設計・試作として具現化されつつある。また、本研究の基盤ともなっている、聴覚障害児者・者のコミュニケーションを支援するタブレットアプリについてもその有用性を高めることができた。したがって本研究は、平成30年度はおおむね順調に進展している。平成30年度の研究では、手話教育の重要性をきちんと理解しつつ、書記文字の学習や、音声言語利用の保護者とのコミュニケーションや学習を支援するために、特に難聴児の手話と読み書き能力の双方を支援するためのモバイルアプリケーションを試作した。現状では、動画の登録や動画の閲覧履歴の保存など、本アプリの基本機能の動作確認までを行った。したがって今後は、本試作アプリを実際の手話動画の撮影、登録、そして利用を行うことによって、本アプリの効果を検証する。その際は、評価方法も工夫し、国際的に通用する基準から評価する。平成30年度のアプリ開発では、これまでに購入したタブレット端末やパソコンを有効活用し、試作を行った。しかしながら、タブレット端末のオペレーティングシステムのバージョンアップにともない、これまでに購入済みの端末では対応できないことも判明しており、平成31年度のさらなるアプリ開発と評価実験に向けて、新規購入を考えている。それに伴い、開発環境も改める必要がある。また、国際会議で研究成果を発表するだけでなく、アプリの国際化も視野に入れて研究を進めるため、海外の研究機関での研究打ち合わせも検討中である。
鯨類観測AUVの研究開発

鯨類の観測は船舶を用いた計量が主だが、近年は、小型無線機やARGOS衛星を利用した調査あるいは小型データローガーを鯨類に直接装着する方法による調査もおこなわれている。しかし、無線等では海表面にいる鯨類の観測は可能だが海中は観測できない。データローガーは、海面および海中での観測が可能だが鯨類に装着する必要があり、回収率が低いなどの問題がある。つまり、広い海域を高速で移動する大型鯨類の水中観測は困難である。本研究では、高速潜航性能に優れ雑音の少ない自律型海中ロボット(AUV : Autonomous Underwater Vehicle)を利用して、海中を移動する鯨類の身体に触れることなく観測できる新しい移動型観測プラットフォームを提案し、実海域実験を通じてその有効性を証明した。鯨類の多くは鳴音を出す。雄のザトウクジラの鳴音は複雑なフレーズを形成しており、マッコウクジラの鳴音はクリック音と呼ばれる。本研究では、それぞれの鯨類に特有な鳴音をそれに適合した手法で解析し、その音響特性を利用して、まったくパッシブな方法で音源を特定する小型音響装置を開発し、これをAUVなどに装着して展開、鯨類の位置情報(方位、深度)を得ることで、個体識別および個体数などのデータを取得する、というシステムを開発した。具体的には、マッコウクジラについては、小笠原海域で2002年から実験を開始、最終年度の2004年の実験では、AUVによるマッコウクジラの追跡ソフトを起動することができ、実験後のデータ解析により、AUVによるクジラの追跡が十分可能であることが証明された。ザトウクジラについては、鳴音モデルを開発し、データサンプルによるテストで85%以上の確率で同一個体の識別が可能となった。今後は本モデルを小型デバイス化しAUVに搭載し、実海域で展開実験をおこなっていくことが求められる。また、小型歯鯨類であるカワイルカ類の音響観測も本研究に端を発して開始した。今後は、本研究で開発した鯨類の3次元的観測システムを小笠原海域などで4次元的におこなうことを提案したい。鯨類の観測は船舶を用いた計量を主とするが、近年では、小型無線機やARGOS衛星を型用した調査もおこなわれている。だが、海面に浮上している状態の鯨類の観測は可能だが、広い海域の海中を高速で移動する鯨類の水中観測は困難を極める。そこで、本研究では、高速潜航性能が高く雑音の少ない自律型海中ロボット(AUV)を利用して、海中を移動する鯨類に触れることなく観測できる新しい移動観測プラットフォームの確立を目指す。研究初年度である本年は、鳴音データを基にしたクジラの個体識別をおこなうために、AUVに搭載可能なハイドロフォンの小型アレーを試作しマッコウクジラのクリック音を小笠原諸島において録音し、信号処理技術を用いて解析し、個体識別をおこなう研究を進めた。また、ザトウクジラについては別途録音した鳴音を解析し、7頭の個体を識別することに成功した。鯨類の観測は船舶を用いた計量を主とするが、近年では、小型無線機やARGOS衛星を利用した調査、あるいは小型化が進むデータローガーを鯨類に直接装着する方法による調査もおこなわれるようになってきた。無線等の場合には海面に浮上している状態の鯨類の観測は可能である。データローガーの場合には海面および海中での調査が可能だが、鯨類に直接装着する必要があり回収率が低いなどの難点がある。つまり、いまだに、広い海域の海中を高速で移動する大型鯨類の水中観測は困難を極めている。

そこで本研究では、高速潜航性能に優れ雑音の少ない自律型海中ロボット(AUV)を利用して、海中を移動する鯨類の体に触れることなく観測できる新しい移動観測プラットフォームの確立を目指す。2年目である本年度は、AUVを用いた観測の前段階として、マッコウクジラのクリックを利用して、クリックが聞こえてくる方向をリアルタイムで探知するシステムを構築した。これは、4個のハイドロフォンアレーから成る小型SBLシステム2組を作成し小型船2隻に搭載、マッコウクジラの深度情報(頭数識別)と航跡を演算計算により求めていくもので、船上のSBL処理部には高速信号処理装置FPGAを組み込み、リアルタイム性を追求している。8月、小笠原海域において、本装置を用いてマッコウクジラの観測試験をおこなった。収集したデータの解により、数頭のマッコウクジラの深度情報、航跡図が得られている。最終年度となる来年度は、JAMSTECの船「かいれい」を利用した研究として「小笠原海域でのAUVを用いたマッコウクジラの追跡実験」を応募し、実績が評価されて採択。2004年9月にAUVを用いてマッコウクジラの追跡試験をおこなうことが決まっており、現在、クリック解析ソフトのアルゴリズム等を検討している。また、マッコウクジラとならぶ大型鯨類の代表格であるザトウクジラについても鳴音解析による個体識別の研究を進めている。既存の音響データに加えて今年4月には小笠原海域において2チャンネルハイドロフォンを利用して新たな音響データを取得、これらを解析し個体識別のための鳴音モデルを開発。これを最新のデータサンプルでテストした結果、85%以上の確率で同一個体の識別が可能となった。経年変化への対応は今後の課題であるが、本システムをAUVに搭載しザトウクジラの群れが棲息する海域の観測を継続的におこなうことで、鯨類観測に新たな知見を拓くものと考える。なお、マッコウクジラ、ザトウクジラそれぞれの研究に関する最新成果について、9月のOceans'03国際学会および12月の国際海棲ほ乳類学会において発表をおこなった。鯨類の観測は船舶を用いた計量が主だが、近年は小型無線機やARGOS衛星を利用した調査や小型化が進むデータローガーを鯨類に直接装着する手法の調査もおこなわれている。しかし、無線等は海表面にいる鯨類の観測は可能だが海中では観測できない。データローガーは海面および海中での観測が可能だが鯨類に装着する必要があり、回収率も低い。つまり、広い海域を高速で移動する大型鯨類の水中観測は困難を極めている。そこで、本研究では高速潜航性能に優れ雑音の少ない自律型海中ロボット(AUV)を利用して、海中を移動する鯨類の身体に触れることなく観測できる新しい移動型観測プラットフォームを提案し、実海域実験を通じてその有効性を証明した。鯨類の多くは鳴音を出す。ザトウクジラの雄の鳴音は複雑なフレーズを形成し、マッコウクジラの鳴音はクリック音と呼ばれる。本研究では各々の鯨類に特有な鳴音をそれに適した手法で解析し、その音響特性を利用してパッシブな方法で音源を特定する小型音響装置を開発しAUV等に装着し展開、鯨類の位置情報(方位、深度)を得ることで固体識別および個体数などのデータを取得するシステムを開発した。
ビタミンD受容体の新たな生体内高次機能の解明

破骨細胞特異的ビタミンD受容体(VDR)遺伝子欠損マウスを作出し、解析した。その結果、野生型と比較し体長および体重に関しては差は認められなかったが、成長期後の大腿骨において骨量および骨密度の増加、海綿骨の増加、破骨細胞数の減少が認められた。また、破骨細胞初代培養系の結果と併せると、破骨細胞におけるVDRは破骨細胞分化に大きく寄与していることが明らかとなった。1.破骨細胞特異的VDR遺伝子欠損マウスの作出および解析まず、破骨細胞特異的CreノックインマウスとVDR遺伝子座へのloxP部位導入マウスであるVDR floxマウスを交配した。遺伝子型を考慮し、3世代交配を行うことにより目的の破骨細胞特異的VDR遺伝子欠損マウスを作成した。そして、破骨細胞特異的にVDR遺伝子が欠損していることをゲノムPCR法を用いて確認した。また、経時的に体調および体重を測定したところ、野生型と破骨細胞特異的VDR遺伝子欠損マウスとの間で差は認められなかった。2.骨芽細胞特異的Creノックインマウスの作出使用するプロモーターとしてbone sialopmtein(bsp)遺伝子を選択した。まず、骨芽細胞特異的にbspが発現していることをRT-PCR法にて確認した。そののち大腸菌株EL350内において、BAC recombineering法によりtargeting vectorの構築を行った。現在、第1段階の組み替えが終了した。1.破骨細胞特異的ビタミンD受容体(VDR)遺伝子欠損マウスの作出および解析破骨細胞特異的CreリコンビナーゼノックインマウスとVDR遺伝子座へのloxP配列導入マウスであるVDR floxマウスを交配し、その後3世代交配を続けることにより、目的の破骨細胞特異的VDR遺伝子欠損マウスを作出した。そこで、経時的に体長および体重を測定したところ、野生型と破骨細胞特異的VDR遺伝子欠損マウスとの間で差は認められなかった。しかし、成長終了後の大腿骨および脛骨の軟X線写真を測定したところ、野生型に比べ破骨細胞特異的VDR遺伝子欠損マウスの方が骨量が増加しているように見受けられた。また大腿骨の骨密度を比較したところ、野生型に比べ破骨細胞特異的VDR遺伝子欠損マウスの方が骨密度の増加が認められた。また大腿骨遠位部におけるμ-CT画像を測定したところ、野生型に比べ破骨細胞特異的VDR遺伝子欠損マウスの方が海綿骨の増加が認められた。2.骨芽細胞特異的Creリコンビナーゼノックインマウスの作出ノックインマウスに使用するプロモーターとして、bone sialoprotein遺伝子を選択した。BAC recombineering法によりtargeting vectorの作成を行った。最終段階の一段階前まで作成が終了したが、最終段階がなかなか成功しないため、目的のtargeting vectorの作成には至っていない。そのため、MultiSite Gatewayシステムを用いたtargeting vectorの作成の作成にも着手した。・破骨細胞特異的ビタミンD受容体(VDR)遺伝子欠損マウスの作出および解析破骨細胞特異的CreリコンビナーゼノックインマウスとVDR遺伝子座へのloxP配列導入マウスであるVDRfloxマウスを交配し、その後3世代交配を続けることにより、目的の破骨細胞特異的VDR遺伝子欠損マウスを作出した。そこで経時的に体長および体重を測定したところ、野生型と破骨細胞特異的VDR遺伝子欠損マウスとの間で差は認められなかった。しかし、成長期後の破骨細胞特異的VDR遺伝子欠損マウスにおいて、野生型と比較して大腿骨の骨量および骨密度の増加が認められた。また、大腿骨遠位部のμ-CT画像を測定したところ、野生型と比較して破骨細胞特異的VDR遺伝子欠損マウスにおいて海綿骨の増加が認められた。そこで骨組織の切片を作成したところ、野生型と比較して破骨細胞特異的VDR遺伝子欠損マウスにおいて破骨細胞数の減少が認められた。しかしながら、骨組織における破骨細胞関連遺伝子の発現量を検討したところ、Nfatc1、Dcstamp、Ctskにおいては、野生型と破骨細胞特異的VDR遺伝子欠損マウスの間で差は認められなかった。そこで、破骨細胞初代培養系において、活性型ビタミンD3の効果を検討したところ、活性型ビタミンD3により破骨細胞分化が阻害されたが、その阻害効果は破骨細胞特異的VDR遺伝子欠損マウス由来の破骨細胞の方が小さいものであった。以上より、破骨細胞におけるVDRは、破骨細胞分化に大きく寄与していることが明らかとなった。
細菌毒素の宿主細胞に対する作用の分子機構

本研究班の主要成果を以下簡単に記す(詳細は研究成果報告書参照)。1。細胞内毒素:LPSがマウス腹腔マアクロファージを刺激してTNF-αとIL-1βが産生される場合、TNF-αはprotein kinase C(PKC)に、IL-1βはcalmodulinに依存し、tyrosine kinaseはそれらのmRNA発現後を調節し(中野)、存在する4種類のPKCのうちPKCβのみが細胞骨核画分へ移行できる(赤川)。P.gingivalisのLPSはLPS不応答性C3H/HeJマウス脾臓B細胞を刺激し、tyrosine残基を特異的にリン酸化する(浜田)。LPS投与は副腎皮質ホルモンを介して胸腺でのプログラム細胞死を起こす(横地)。アオコ毒素microcystin(MC)を肝細胞と肝非実質細胞のco-cultureへ作用させると、肝細胞単独培養では殆ど影響しないMCの濃度で肝細胞の変形が起こる(白井)。2。外毒素:Vero毒素VT1の活性発現にはA subunitのN末端から167,170番目のアミノ酸(グルタミン酸とアルギニン)が重要(竹田)。ジフテリア毒素の活性化には細胞膜に存在するプロテアーゼfurinが必要(目加田)。陽炎ビブリオ溶血毒(TDH)は赤血球のレセプターに結合後、25kDaの膜蛋白を特異的にリン酸化させる(本田)。コレラ毒素の作用促進因子(ARFs)と抑制因子(ARIs)を精製した(野田)。大腸菌下痢毒素ST1の大腸菌内膜通過機序や、精製STIIの毒素活性を明らかにし(岡本)、ST受容体遺伝子部分をCOS7細胞に発現させて発現蛋白を調べた(平山)。C.difficileはtoxin Aとは異なる赤血球凝集活性物質を産生する(中村)。破傷風毒素が作用して神経伝達物質を放出するのにcalmodulinが関与する(松田)。listeriolysinO産生能の高いリステリア株のみがIL-1,TNF,IFN-γなどの炎症性サイトカインmRNAを発現させ、細胞性免疫を成立させる(光山)。A群溶連菌SHプロテアーゼとショック(前田)、スーパー抗原と猩紅熱、エルシニア感染症、川崎病との関連(内山)が調べられた。1。2。2.外毒素:Vero毒素の遺伝子の塩基を置換し、無毒変異毒素を作製(竹田)、C. dfficileの菌体内toxin Aの精製(中村)、A群レンサ球菌発熱性毒素A,B,C,Dの同時精製法の開発(五十嵐)、耐熱性下痢原因毒素ST2の活性測定法の確立(岡本)、耐熱性腸菅毒素STのcloning(平山)、ジフテリア毒素受容体関連蛋白DRAP27のcloning(目加田)に成功した。腸炎ビブリオ耐熱溶血毒は2段階穴形成毒素であり(本田)、コレラ毒素は標的細胞内で2種類の蛋白で毒性が制御され(野田)、緑膿菌プロテアーゼはそのキニン生成能による菌血症促進作用を発現し(前田)、破傷風毒素の作用にcalmodulinが関与し(松田)、リステリア溶血毒は細胞膜障害作用とIL-

I誘導作用が見られ(光山)、エルシニア毒素はスーパー抗原活性を有すること(内山)を明かにした。本年度の主要成果を以下簡単に列記する。1。細胞内毒素:LPSがマウス膜腔マアクロファージを刺激してTNF-alphaとIL-1betaが産生される場合、TNF-alphaはprotein kinase C(PKC)に、IL-1betaはcalmoduklinに依存し、tyrosine kinaseはそれらのmRNA発現後を調節し(中野)、存在する4種類のPKCのうちPKCbetaのみが細胞骨核画分へ移行できる(赤川)。口腔内細胞P.gingivalisのLPSはLPS不応答性C3H/HeJマウス脾臓B細胞を刺激し、tyrosine残基を特異的にリン酸化する(浜田)。LPS投与は副腎皮質ホルモンを介して胸腺でのプログラム細胞死を起こす(横地)。アオコ毒素microcystin(MC)を肝細胞と肝非実質細胞のco-cultureへ作用させると、肝細胞単独培養では殆ど影響しないMCの濃度で肝細胞の変形が起こる(白井)。2。外毒素:Vero毒素VT1の活性発現にはA subunitのN未満から167,170番目のアミノ酸(グルタミン酸とアルギニン)が重要(竹田)。ジフテリア毒素の活性化には細胞膜に存在するプロテアーゼfurinが必要(目加田)。腸炎ビブリオ溶血毒(TDH)は赤血球のレゼプターに結合後、25kDaの膜蛋白を特異的にリン酸化させる(本田)。コレラ毒素の作用促進因子(ARFs)と抑制因子(ARIs)を精製した(野田)。大腸菌下痢毒素STIの大腸菌内膜通過機序や、精製STIIの毒素活性を明かにし(岡本)、ST受容体遺伝子部分をCOS7細胞に発現させて発現蛋白を調べた(平山)。C.difficileはtoxin Aとは異なる赤血球凝集活性物質を産生する(中村)。破傷風毒素が作用して神経伝達物質を放出するのにcakmodulinが関与する(松田)。listeriolysinO産生能の高いリステリア株のみがIL-1,TNF,IFN-gammaなどの炎症性サイトカインmRNAを発現させ、細胞性免疫を成立させる(光山)。A群溶連菌SHプロテアーゼとショック(前田)、スーパー抗原と猩紅熱、エルシニア感染症、川崎病との関連(内山)が調べられた。
KIRリガンドミスマッチによる腎移植後悪性腫瘍発症抑制効果の検討

KIRリガンドミスマッチ腎移植ではKIRリガンドマッチ腎移植と比較して、グラフトを自己と見なすことができずにNK細胞は活性化を受けやすい状態となり、感染症や悪性腫瘍に対する抵抗力を保持できる可能性がある。この仮説に基づき、KIRリガンドミスマッチの有無による腎移植後悪性腫瘍の発症率を比較したところ、KIRリガンドマッチ群15%に対し、KIRリガンドミスマッチ群4%と有意な差が認められた(p=0.026)。この結果を受けて、腎移植後悪性腫瘍リスクとKIRリガンドミスマッチの関係を明らかにするために、はじめに腎移植レシピエントからPBMCを検体の採取と遺伝子解析を進めている。悪性腫瘍発症15例を含む生体腎移植患者98名よりPBMCを採取した。そのうち53名のKIR遺伝子を次世代シークエンサーにて決定し、活性型KIRを1種類しか持たないAタイプのホモ接合体が30名、活性型KIRを2種類以上保持するBタイプとAタイプのヘテロ接合体が23名であった(Bタイプのホモ接合体は現時点で0名)。また、活性型KIR遺伝子を1個有するcA01/tA01タイプが30名、2個有するcB02/tA01タイプが5名、45個有するcA01/tB01またはcB02/tB01タイプが18名であった。PBMCを用いたNK細胞活性を評価したところ、悪性腫瘍発生群と非発生群の比較では発生群で有意に低く(7.5%vs27.9%)、KIRリガンドミスマッチの有無で比較すると有る方が高い傾向が見られた(28.1%vs15.1%)。臨床的な免疫抑制療法のNK細胞幼若性への影響を評価するために、新規の生体腎移植患者の移植前から移植後に至る経時的な変化を評価する系を追加したため。KIRリガンドミスマッチ腎移植群が45例で、目標症例までとなるまで検体採取を継続する。KIR遺伝子及びHLA遺伝子タイピングは全例に対して行い、その遺伝情報に基づいてフローサイトメトリーによるNK細胞レパートリーの解析する。NK細胞レパートリー評価に関しては、シンガポール大学との共同研究で進める。この結果を受けて、腎移植後悪性腫瘍リスクとKIRリガンドミスマッチの関係を明らかにするために、現在は研究検体の採取と解析に必要な遺伝子タイピングを進めている。現在までに腎移植患者76名から本研究への参加同意取得し、PBMCを採取した(後悪性腫瘍を発症した13名を含む)。KIRリガンドミスマッチ腎移植群が少なくとも50症例となるまで検体採取を継続する。

KIR遺伝子及びHLA遺伝子タイピングは前例に対して行い、その遺伝情報に基づいてフローサイトメトリーによるNK細胞レパートリーの解析及びNK細胞活性能の解析を進める。NK細胞レパートリー評価に関しては、シンガポール大学との共同研究で進める予定としているKIRリガンドミスマッチ腎移植群が45例で、目標症例までとなるまで検体採取を継続する。KIR遺伝子及びHLA遺伝子タイピングは全例に対して行い、その遺伝情報に基づいてフローサイトメトリーによるNK細胞レパートリーの解析する。NK細胞レパートリー評価に関しては、シンガポール大学との共同研究で進める。NK細胞レパートリーの解析及びNK細胞活性能の解析用の費用が未執行である。次年度以降に段階的に進める。K細胞レパートリーの解析及びNK細胞活性能の解析はすでに進めているが、費用請求が昨年度中に間に合わず、支払いが未執行のため。
パイロジェン(病原性物質)計測用ピエゾ免疫センサ-の開発

本研究は、パイロジェン(病原性物質)の1つであるこエンドトキシンとカブトガニ血球凝固系のゲル化反応を原理として、その検出系としてピエゾ素子を利用することにより、簡便・迅速かつ高感度なパイロジェン測定装置の開発を目的としたものである。このために、まず従来は、ガス状物質の検知にしか用いられていなかったピエゾ素子の溶液中での挙動を詳細に検討し、ピエゾ素子を用いて溶性の粘性や弾性などの変化を測定できることを明らかにした。それらの知見をもとに、パイロジェンーカブトガニ血球凝固系反応をピエゾ素子を用いて測定したところ、共振周波数及び等価回路の抵抗成分を指標としてゲル化反応をモニタリングできることがわかった。ゲル化時間の測定は、測定デ-タから得た多項式近似式において、抵抗成分または共振周波数の最大変化量の90%を示す時間を用いたところ従来法による結果とよい一致を示し、検出限界は1pg・ml^<-1>であることが示された。得られた多項式をさらに微分し、変化速度が最大値からその10%に低下した時間をゲル化時間として求めたところ、同様に従来法の結果とよく一致した。エンドトキシン濃度測定の指標として、抵抗成分の最大変化速度を用いたところ、検出限界は1pg・ml^<-1>であり、エンドトキシン濃度測定に使用可能であることがわかった。また、この最大変化速度は40分以内に現れるため、低濃度試料では大幅な測定時間の短縮が可能であることが示された。これらの成果をもとに、ピエゾ素子ゲル化測定装置を試作し、実用化への足がかりとした。近年種々の分野で化学物質の計測が要望されており、これらを計測するセンサーの開発が盛んに行なわれている。特にパイロジエン物質、抗原物質などの各種病原性物質の計測は医薬品産業分野において極めて重要である。本研究では測定デバイスとして新たにピエゾ水晶発振子に着目した新しい原理に基づくセンシングシステムを開発することにした。水晶振動子は、重量変化や溶液の粘弾性変化などを極めて高感度に測定できるデバイスであり、免疫反応に伴なう物性変化を測定することが可能である。そこでまず、ピエゾ素子を溶液中で使用するための条件について検討した。インピーダンス測定により、種々の溶液条件で水晶振動子の等価回路を求めたところ。周波数変化が粘性変化と密接に関係していることがわかった。IgG結合反応に伴なう等価回路定数を測定したところ、周波数変化が重量変化及び界面の弾性的な性質と関係することが推定された。また、エタノル、グリセリン溶液を用いた実験より、抵抗周波数変化は(ρη)^<1/2>(ρ=密度、η=粘性率)に対して良い直線関係を示すことがわかった。そこでこの水晶振動子を用いてエンドトキシン(パイロジェンの一種)のゲル化反応を粘性変化として測定した。その結果、抵抗、周波数変化共に、一定の時間を経過したのちゲル化の進行に伴ない値が増加していき、ゲル化の終了と共に一定値になることがわかった。また、エンドトキシン濃度が高くなるほど短い時間でゲル化が進行していることがわかった。これにより、エンドトキシン濃度0.110^5ピュグラム/mlの濃度範囲で測定できることが示された。以上のように、本システムを用いることにより、パイロジェル物質が簡便かつ迅速に測定できることが示唆された。昨年度は、ピエゾ素子の溶液中での使用条件の検討を行い,溶液の粘性がピエゾ素子等価回路の各成分と密接に関係していることを見い出した。そこで本年度は粘度測定デバイスとしてのピエゾ素子の特性を利用して、パイロジェンの一種であるエンドトキシン測定へ実際に応用した。この方法は、カブトガニ血球抽出物とエンドトキシンがゲル化反応を起こすことを利用したものである。水晶振動子の抵抗R_1および共振周波数ともに、カブトガニ血球抽出物のエンドトトキシンによるゲル化反応をモニタ-できることが示された。

ゲル化時間の測定は、測定デ-タから得た多項式近似式において、R_1または共振周波数の最大変化量の90%を示す時間を用いたところ、従来法による結果とよい一致を示し、検出限界は、1pg・ml^<-1>であることが示された。得られた多項式をさらに微分し、変化速度が、最大値からその10%に低下した時間をゲル化時間として求めたところ、同様に、従来法の結果とよく一致した。エンドトキシン濃度の測定の指標として、R_1の最大変化速度を用いたところ、検出限界は、1pg・ml^<>-1であり、エンドトキシン濃度測定に使用可能であることがわかった。また、この最大変化速度は、40分以内に現れるため、低濃度試料では、大幅な測定時間の短縮が可能であることが示された。ゲル化反応前後のR_1および共振周波数の変化量とエンドトキシン濃度は直線的な変化を示すことが明らかとなり、濃度測定へ応用可能であるとともにこの変化に反応過程で生成した物質の吸着も関与していることが示唆された。
免疫細胞と放射線増感剤併用における時間放射線生物学モデルの構築

本研究では,免疫細胞と放射線増感剤併用における細胞放射線感受性および低酸素細胞への放射線増感特性について評価し,臨床応用が可能な免疫放射線増感剤の創出ならびに時間放射線生物学モデルに基づく線量評価と治療計画最適化の構築を進めている.今年度は,最終年度としてこれまでの知見を統合的にまとめ,実際の臨床応用に向けた検討を行うことを目標とし,時間生物学的な特性の評価とともに計算モデルの構築を行った.基礎実験では,腫瘍細胞に免疫細胞の添加をした際の共培養条件および増感剤(酸化チタンナノ粒子:p25)の紫外光による殺腫瘍効果について検討した.また,時間放射線生物学的モデルによる計算シミュレーションでは,放射線治療装置の物理特性および生物学的応答因子を考慮し,IMRT治療計画における線量分割,照射スケジュール,線量不均一性,細胞不均質性に伴うTCP/NTCPの変化から治療効果予測に関する詳細な考察を行った.今年度は,前年度に引き続きエックス線に対する増感剤併用時の免疫細胞応答や機序解明を行い,臨床治療計画における生物学的パラメータの詳細な影響因子と組み合わせた検討を行った.免疫細胞との共培養条件の最適化に関する検討の結果,コロニーアッセイ法では解決策を見いだすことが困難であることが明らかとなった.解決法として蛍光標識もしくはラジオイムノアッセイ法が考えられた.計算シミュレーションによる治療効果予測解析では,臨床治療計画を利用して種々の生物学的パラメータに対するTCP/NTCP応答を網羅的に探索し,分子標的型の放射線治療計画の実現性を明らかにすることができた.一方で,既存のLQモデルの限界も明らかとなった.本研究では,免疫細胞と放射線増感剤併用における細胞放射線感受性および低酸素細胞への放射線増感特性について評価し,臨床応用が可能な免疫放射線増感剤の創出ならびに時間放射線生物学モデルに基づく線量評価と治療計画最適化の構築を進めている.今年度の研究計画では,1)紫外光による免疫細胞と増感剤(酸化チタンナノ粒子)の殺腫瘍効果と作用機序を解明すること,2)免疫細胞と増感剤を投与した腫瘍細胞(EMT6/KU)に紫外線を照射し,殺腫瘍効果を評価することを目指し,時間生物学的な特性の評価とともに計算モデルの構築を行うことを目標として研究を行った.まず,正常細胞および腫瘍細胞をモデルと仮定し,酸素分圧の違い,免疫細胞の添加をした際の共培養条件について検討した.また,専用計算ソフトウェアおよびワークステーションによるシミュレーション環境を整備した.免疫応答を想定した時間放射線生物学的モデルでは,装置性能に関する物理特性および生物学的応答因子である再増殖・回復パラメータを考慮した.これらの解析では,IMRT治療計画における線量分割方法,線量不均一性,α/β値の変動に伴うTCP/NTCPの算出・評価を含めた治療効果予測への考察を行った.細胞への紫外光および放射線照射では,過去の知見からアポトーシス発現レベルが増加することが知られている.免疫細胞の添加により,それらの発現レベルは抑制されることが期待されるが,今年度の研究分担者が行った研究では免疫細胞と正常細胞および腫瘍細胞の共培養条件の検討に留まった.一方,研究責任者が行ったシミュレーションによる治療効果予測では,通常分割照射では総線量が高いほど,α/β比が高いほど高い治癒効果が期待されるが,再増殖,回復パラメータによって大きく変動することが明らかとなった.次年度以降,これらの生物学的パラメータと免疫細胞の関係や機序解明を更に進める予定である.研究計画において,目標としていた紫外光による免疫細胞と増感剤(酸化チタンナノ粒子)の殺腫瘍効果と作用機序を解明すること,2)増感剤として酸化チタン(ナノ粒子)を投与した腫瘍細胞(EMT6/KU)に紫外線を照射し,殺腫瘍効果を評価することについて計画していたが,一部の基礎実験について研究分担者の研究遂行がやや遅れる状況となった.そのため,他の研究分担者とともに速やかに協議し,次年度以降,遅れている実験も含めて実施する予定である.既に研究遂行に支障はないと考える.一方,研究責任者が主とする免疫応答を想定した時間放射線生物学的モデルの構築では,装置性能に関する物理特性および生物学的応答因子である再増殖・回復パラメータの影響を検討した.これらの解析では,IMRT治療計画における線量分割方法,線量不均一性,α/β値の変動に伴うTCP/NTCPの変化の算出・評価を含めた治療効果予測への考察を行い,免疫細胞を添加した際の放射線応答を予測可能とする基盤モデルの準備は整えられ,シミュレーション環境の構築は計画通りに遂行することができた.研究成果に関する初期報告では,基礎実験環境の整備とともに過去の実験結果を踏まえた免疫応答を模擬したシミュレーションでの考察を加えたほか,免疫放射線療法における正常細胞および腫瘍細胞所制御に及ぼす影響と放射線増感剤の効果について言及した.これらの結果については,国際学会発表および論文投稿に向けて,現在準備中である.また,シミュレーションにて分割照射および寡分割照射における回復効果のパラメータを利用し,モデル解析を行っているが,この成果については,細胞実験での検証も視野に入れて次年度以降,順次報告する予定である.本研究では,免疫細胞と放射線増感剤併用における細胞放射線感受性および低酸素細胞への放射線増感特性について評価し,臨床応用が可能な免疫放射線増感剤の創出ならびに時間放射線生物学モデルに基づく線量評価と治療計画最適化の構築を進めている.今年度は,前年度に引き続き,1)紫外光による免疫細胞と増感剤(酸化チタンナノ粒子)の殺腫瘍効果と作用機序を解明すること,2)免疫細胞と増感剤を投与した腫瘍細胞(EMT6/KU)に紫外光を照射し,殺腫瘍効果を評価することを目指し,時間生物学的な特性の評価とともに計算モデルの構築を行った.