hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
洋上ウィンドファームのための耐雷および接地に関する研究

洋上ウィンドファームでは海水電位をウィンドファーム全域の電位基準とすることが妥当であるが、陸上部の絶縁設計においては設備立地の接地極電位も機器設計上の基準電位として考慮する必要性がある。連接ケーブルのモデリングには地中ケーブルと同等を用いることができる。また、各部位が陸上架設-水上架設-水中敷設と様々な設置形態となる洋上ウィンドファームの連接ケーブル内では、多種多様なモードの進行波が往復伝搬し、各境界面での反射が過電圧に与えることを確認した。最も影響が大きいのは陸上設備側の接地抵抗値である。本研究は洋上ウィンドファームにおける接地・連接ケーブルの雷サージ過電圧に与える影響を実験的・解析的に明らかにし、洋上ウィンドファームの絶縁設計指針を提案することを目的としている。本研究で得られる成果は今後、加速度的に増加してゆくであろう洋上ウィンドファーム、中でも浮体式洋上ウィンドファームの絶縁設計時の信頼性、合理性の裏付けに資するものと考えられる。H24年度は、さらに高精度に検討することを目的として、浮体式洋上風力発電機のスケールモデルを模擬した測定点を具備する実験系の構築について検討・制作を実施した。しかしながら、実験機器の防潮・防水処理と測定用ボートの洋上設定位置での準停泊方法の検討に予想以上の時間を要し、実現に至っておらず、実験系の確立を急いでいるところである。本研究は洋上ウィンドファームにおける接地・連接ケーブルの雷サージ過電圧に与える影響を実験的・解析的に明らかにし、洋上ウィンドファームの絶縁設計指針を提案することを目的としたものである。本研究に得られる成果は、今後その設備容量が加速度的に増加してゆくであろう洋上ウィンドファームの絶縁設計時の信頼性、合理性の裏付けに資するものと考えられる。浮体式風車のスケールモデルを用いた洋上でフィールドテストの結果より、風車間をつなぐ連接ケーブルは低抵抗率土壌中の埋設ケーブルと概ね同様の性質を示し、既存の地中ケーブル系設計の知見が大いに参考となるとの結果を得た。また、洋上ウィンドファームの地上側に接地を考慮したスケールモデルによる実測結果とEMTPのシミュレーション結果は良好に一致し,洋上WFにおける連接ケーブルの数値計算モデルは地中埋没ケーブルと同様の手法で作製できることを確認した。さらに、本研究で確立した準停泊状態での実験手法はさらなる浮体式洋上ウィンドファームに関する実験的検討に役立つものと考えられる。本研究で得られる成果は、今後加速度的に増加してゆくであろう洋上ウィンドファームの絶縁設計時の信頼性、合理性の裏付けに資するものと考えられる。H23年度の年度別目標の一つであった「電流を測定パラメータとした連接ケーブルのサージ特性の測定」に関し、"A TRANSIENT ANALYSIS ON A SCALED MODEL FOR A SUBMARINE CABLE CONNECTED WITH AN OFFSHOREWIND FARM"としてElectric Power Systems Research誌において、海中の連接ケーブルは低抵抗率土壌中の埋設ケーブルと概ね同様の性質を示し既存の地中ケーブル系設計の知見が大いに参考となるとの結果を発表している。上記報告では実験系の制約のため、地上サイドから試験パルスを入力した時の反射波測定結果を用い間接的に検討を行っているが、さらに高精度に検討することを目的として、洋上に測定点を設置するための実験設備について作業・検討を実施した。(1)水中より試験パルス電圧を模擬連接ケーブルに印可するための装置の改良。(2)連接ケーブルを海中敷設するための装置の改良。(3)浮体式洋上風力発電タワーのスケールモデルの試作。(4)測定用ボートの購入および洋上設定位置での準停泊方法の検討。もう一つのH23年度の年度別目標であった「ウィンドファーム連接ケーブルを模擬した実験系の確立」については、ハンディオシロの機種選定および納期調整に時間を要したため、完成はしていない。しかしながら、H24年5月現在において測定器は購入済みであり、実験系の確立を急いでいるところである。「電流を測定パラメータとした連接ケーブルのサージ特性の測定」「ウィンドファーム連接ケーブルを模擬した実験系の確立」実験機器の防水・防潮処理および海上での安全・確実な実験方法の検討に予想以上の時間を要し、昨年度の測定シーズン内に実験系の確立が未達成となった。今年度が研究最終年度であり、実験実施に向けて全力を挙げているところである。「ウィンドファーム連接ケーブルを模擬した実験系の確立」洋上測定点で使用するハンディオシロの機種選定および納期調整に時間を要したため、確立には至っていない。H24年5月現在において測定器は購入済みであるが、さらに防水・防潮処理が必要。その他の準備については完了しているため、達成度は70%。「電流を測定パラメータとした連接ケーブルのサージ特性の測定」"A TRANSIENT

ANALYSIS ON A SCALED MODEL FOR A SUBMARINE CABLE CONNECTED WITH AN OFFSHOREWIND FARM"としてElectric Power Systems Research誌において報告。おおむね達成済みと考えている。「ウィンドファーム連接ケーブルを模擬した実験系の確立」を急ぎ実施したうえで、「電位を測定パラメータとした連接ケーブルサージ特性の測定」、「洋上ウィンドファームにおける実用的電位基準の選定」および「洋上風力発電機基礎の過渡電位・過渡接地インピーダンスの測定」に関する検討を実施する。H25年度には洋上風力発電設備の絶縁設計に供し得る数値計算モデルを開発し、研究成果のまとめとする。また、得られた知見については(財)電気学会『雷性状を考慮した風力発電設備耐雷技術調査専門委員会』委員として、委員会にて他の専門家と情報を提供し、洋上風力発電設備の耐雷指針の策定に貢献する。「ウィンドファーム連接ケーブルを模擬した実験系の確立」を急ぎ実施する。さらに、「電位を測定パラメータとした連接ケーブルサージ特性の測定」を通して、「洋上ウィンドファームにおける実用的電位基準の選定」および「洋上風力発電機基礎の過渡電位・過渡接地インピーダンスの測定」に関する検討を実施し、H24年度にはInternational Conference on Lightning Protectionにおいて成果発表を行う。種々の実験的知見をもとにH25年度には洋上風力発電設備の絶縁設計に供し得る数値計算モデルの発表を行い、研究成果のまとめとする。実験機器の防水・防潮処理および海上での安全・確実な実験方法の検討に予想以上の時間を要し、昨年度の測定シーズン内に実験系の確立が未達成となった。そのため未使用分の研究費が発生している。H24未使用額890,887円、H25入金分100,000円【H25使用計画】実験系構築費35万円:、実験系の改良もしくは再構築費用国内研究旅費40万円:電気学会委員会旅費5万円×5、電気学会高電圧研究会5万円等成果発表費用20万円:電気学会論文誌別刷洋上測定点で使用するハンディオシロの機種選定および納期調整に時間を要したため、H23年度末時点で、約68万円の「次年度使用額」が発生したが、H24年5月の時点で、概ね予定通りの予算執行状況となっている。H24年度の主な予算使用計画配下の通り。ハンディオシロ:37万円(H24年5月現在、購入済)International Conference on Lightning Protection(ICLP)参加料および旅費:40万円国内研究旅費:10万円
携帯情報端末を利用した知識駆動型地域医療支援システムの開発

本研究では,以下のサブシステムから成るクライアント/サーバ型の知識駆動型地域医療診療支援システムを開発し,地域医療機関との間で運用試験を行い,その有効性を評価検証した。1.サーバシステム:(a)病院情報システムに蓄積された症例データから診療知識を生成する診療情報生成システム,(b)診療知識に基づき診断候補を推論する推論システム,(c)クライアントシステムからの要求を受け付け,推論結果を返すサーバアプリケーション。2.クライアントシステム:推論に必要な質問項目の入力,推論結果の表示等を行うためのクライアントアプリケーション。平成15年度にサーバ機器を島根大学医学部に設置,これまでに開発済みの診療情報生成システム,ルールベース推論システム並びに症例準拠推論システムをサーバ上に実装した。次に,クライアントとの通信を仲介するサーバアプリケーションを開発実装し,PDA(携帯情報端末)およびノート型パソコンによって,サーバとの通信機能を確認した。平成16年度には,これらのシステムの運用試験を計8台のPDA及びクライアントソフトを実装した2台のノート型パソコンにより行った。平成16年度後半には,代表研究者が島根地域医療ネットワークに加入している地域医療機関に出向き,試験運用を試みた。結果として,本システムはPHSをサポートするエリアにおいて,ノート型パソコンを使用することで十分使用に耐えうることが確認できた。しかしながら,PDAでの開発環境およびPHSを用いた通信環境については,以下のような問題点が明らかになった:(1)PDA上での開発環境はインターフェイス構築が主体となっており,知的クライアントソフトを開発する環境は整っていない。そのため,PDA上での運用試験はWebインターフェイスに頼らざるを得なかった。(2)過疎地域においてはPHSがサポートされておらず,他のインターネット環境に頼らざるを得なかった。これらのことから,現状の環境では,PDAによる地域医療連携ネットワークの活用はある程度の制限が必要であることがわかった。これらの成果については,本年度のWeb Intelligenceに関する国際会議にて報告する予定である。本研究では,携帯情報端末(PDA)を用いたクライアント/サーバ型の知識駆動型地域医療診療支援システムを開発し,地域医療機関との間で運用試験を行い有効性を評価検証する。システムの開発は平成15年度と16年度前期に行い,16年度後期に地域医療機関との運用試験を重ねてシステムを洗練させる。なお,当初予定では平成15年度中にシステム開発を終える計画であったが,研究開始が平成15年度前期から同後期へ延期されたため,システム開発期間を16年度前期まで延長し,同後期に運用試験並びに評価を実施することとした。本年度は,各機器の導入及びクライアント-サーバ間の基礎的な通信環境の構築を行った。サーバシステム及びクライアントシステムの開発環境として,DELL Power Edgeを中心としたサーバシステム一式およびノートPC1台を購入し,島根大学医学部に設置した。同サーバに多機能ルータを接続し,当初予定にあったPHSによる通信機能に加え,現在医療機関で導入が進んでいる無線LANによる通信機能を実装した。同サーバにRADIUS認証システムを組み込んだ後,クライアントPDA端末としてSony Clieを3台導入し,PHSおよび無線LANによるサーバとの通信環境を構築,通信疎通を確認した。これから来年度前期にかけて,知識駆動型診療支援システムのサーバへの実装,サーバ-クライアント通信を仲介するサーバアプリケーションの開発実装,並びにPDA上で動作するクライアントシステムの開発実装を進める予定である。1.サーバシステム:

(a)病院情報システムに蓄積された症例データから診療知識を生成する診療情報生成システム,(b)診療知識に基づき診断候補を推論する推論システム,(c)クライアントシステムからの要求を受け付け,推論結果を返すサーバアプリケーション。2.クライアントシステム:推論に必要な質問項目の入力,推論結果の表示等を行うためのクライアントアプリケーション。平成15年度にサーバ機器を島根大学医学部に設置,これまでに開発済みの診療情報生成システム,ルールベース推論システム並びに症例準拠推論システムをサーバ上に実装した。次に,クライアントとの通信を仲介するサーバアプリケーションを開発実装し,PDA(携帯情報端末)およびノート型パソコンによって,サーバとの通信機能を確認した。平成16年度には,これらのシステムの運用試験を計8台のPDA及びクライアントソフトを実装した2台のノート型パソコンにより行った。平成16年度後半には,代表研究者が島根地域医療ネットワークに加入している地域医療機関に出向き,試験運用を試みた。結果として,本システムはPHSをサポートするエリアにおいて,ノート型パソコンを使用することで十分使用に耐えうることが確認できた。しかしながら,PDAでの開発環境およびPHSを用いた通信環境については,以下のような問題点が明らかになった:(1)PDA上での開発環境はインターフェイス構築が主体となっており,知的クライアントソフトを開発する環境は整っていない。そのため,PDA上での運用試験はWebインターフェイスに頼らざるを得なかった。(2)過疎地域においてはPHSがサポートされておらず,他のインターネット環境に頼らざるを得なかった。これらのことから,現状の環境では,PDAによる地域医療連携ネットワークの活用はある程度の制限が必要であることがわかった。これらの成果については,本年度のWeb Intelligenceに関する国際会議にて報告する予定である。
感覚検査の負担軽減を目指す非接触方式表在・深部感覚検査の技術確立と評価

リハビリテーション診療の医療現場では,これらの各体性感覚に対して,病状の診断や回復度合いおよび治療効果の確認などを目的とするスクリーニング検査が行われる。スクリーニング検査で用いられる器具の条件として,準備に手間を掛けずに操作が容易で,しかも被験者に時間的,体力的な拘束を強いらないことが求められる。主としてスクリーニングを目的とした医療現場で用いられるようなツールを試作してその性能評価を実験により行った。装置はコントローラ(130×80×40mm)に温冷覚刺激プローブ、振動覚刺激プローブ、触覚刺激プローブをカートリッジ式で着脱可能。温度覚刺激プローブはペルチエ素子を使い、5°Cから45°Cまで温度遷移が可能。室内温度からの遷移時間は45°Cまでは5秒、5°Cまでは15秒。刺激範囲は直径12mm角で温覚で約23個、冷覚で8個を刺激。健常者と疾患があると思われる者に対して実験を行ったところ、疾患の疑いがある者は健常者よりも温度刺激に対して鈍感であることがわかった。温度覚刺激プローブは刺激温度を段階的に設定できるので、各受容体に対しての検査が可能。付加機能として被験者被験部の温度を計測する機能も本装置に組み込み、±1°Cの性能を出すことがわかった。この機能を付加することでより最適な温度刺激が可能になる。深部感覚検査用振動覚プローブは,電磁コイルを用いた振動発生機構を用いた。医療現場で使用されている音叉と同じ周波数128Hzを発生することに成功。振動を徐々に大きくしていくモードも発生させることができ、より厳密な検査が可能。触覚検査用プローブは、風圧による非接触式であるため傷等部位に対しても刺激可能。刺激範囲は半径13mmで約143個の感覚点を刺激。ターゲットフォースとして0.0080.07gの触覚正常と0.160.40gの触覚低下の区別ができる。温冷覚刺激、触覚刺激、振動覚刺激について実験が可能となるコントールボックスを製作した。CPUにH8/3052Fを用い、温冷覚刺激、触覚刺激、振動覚刺激各プローブをアタッチメント式で用いることができる。100V交流電源を使用し消費電力は9V×2.5A、ボックスのサイズは125×175 ×45mm。作成したプログラムをUSBでダウンロードして使用する。音叉と同等の振動を発生する振動覚刺激プローブとして、PWM信号で128Hzの電流パルス信号を電磁コイルに印加する機構を開発した。この特徴として、加速度0から線形的に加速度を増加させるモードと、加速度最大値から加速度を減少させるモードの2つのモードを持つ。この機能により振動覚検査でより詳細の臨床検査が可能となる。振動レベルは12段階で調整可能。加速度センサで計測した結果、最大で3Gの加速度が得られた。音叉のよる振動は最大で2Gであるので十分な振動が得られていることが確認できた。筆と同等の触覚刺激を得る方法として風圧による非接触刺激方式を採用した。ブロアーで風を発生するプローブである。被検体から10mm離して風を送るものとした。その結果、0.050.25gの風を発生できる。0.05gは触覚正常者が検知できる刺激である。このときの風噴出口径は2mmが最適という結果になった。風による触覚刺激時に温冷覚を刺激することなく触覚だけを刺激することにある。この機能実現としてニクロム線で気流を温め温度センサで温度計測し噴出した空気が皮膚温度と同じとしている。温冷覚刺激は、ペルチェ素子で温度制御する。試作したプローブには温度センサを内蔵しているが、このセンサの時定数が大きいためにプローブの温度設定が正しく行えないという不具合を生じた。この解決策が次年度の課題の一つである。この温冷覚刺激プローブには、検定者の体表温度を計測する機能も組み込んでいる。1年目は複合型刺激装置について、コントローラを開発して基本の刺激が提示できるかを確認することを目標としていた。今回はそのコントローラおよび各プローブを開発することができた。各刺激プローブを制御するコントロールボックスを開発した.検査する各刺激プローブをカートリッジ式で接続する.コントロールボックスはH8/3052Fマイコンを搭載しマイコンへのプログラムの書き込みはUSBケーブルを介して行う.スクリーニング検査で衛生面を考慮して風で刺激する非接触式タイプを開発した.ブロワーで風を発生し,温冷覚を刺激しないように発生させた風を人肌程度(30°C40°C)の温度を設定できた.風の風圧を吹き出し口から10mmの距離で計測結果は0.003g,0.016g,0.045g,0.086g,0.124gである.これは、知覚テスター評価一覧より触覚正常と触覚低下の項目をカバーする.吹き出し口を筆と同様の形状にした場合の圧力は0.02g,0.09g,0.18g,0.30gである.健常者を被験者として2台のプローブで実験を行い正しく刺激を提示できることを確認できた.皮膚とプローブの先端の距離を一定に保つために,光を用いるアイデアの実験を行った.皮膚とプローブの先端の距離が10mmのとき、結像の大きさが最小となり結像直径は3mmとなった.光源は赤色LEDを用いた.

振動覚検査装置の電磁コイルを用いた振動発生プローブについて、加速度フィードバックによる振動の安定化制御について実験の結果、ある程度の振動の安定化が実現された。電磁コイルを用いた振動発生プローブを総計3台試作したが、振動の発生に関して各装置固有のバラツキがあり、上述のように安定化制御を行う必要があることが分かった。そこで、安定化制御不要なプローブの開発を視野に振動発生原理を変更し、骨振動タイプのイヤホンスピーカの流用を検討した。この点に関し、当該製品を購入して振動発生実験を実施し、振動発生プローブとしての可能性を確認した。当初予定していた複数の感覚検査が可能な装置(コントロールボックス)と各プローブは開発することができた。振動覚について安定化制御不要なプローブの開発を行ったが、このプローブの装置の一体化については未着手なので今後に予定している。さらに、臨床での性能評価実験については一部しかできていないので次年度の課題である。昨年度までに試作した装置は3台(装置A,装置B,装置C)の3台である。温冷覚刺激プローブには検査する部位の温度を計測する機能を持つ。この温度計測器機能は、予め実験により求めた検定式を使い測温するアルゴリズムであるが、その実験により求めた検定式は装置Aを用いて作成した。この検定式を装置B,装置Cにも同じパラメータのものを組み込んだ。この性能評価のために、被検者10人に対して温度計測の評価実験を行ったところ、装置Aでは±0.8°Cのばらつきであった。装置B,Cでは、+0.7°C、ー1.9°Cであった。各装置のデバイスがばらつきがあり各装置ごとに検定式を作成しなければいけないことがわかった。実際に臨床評価する場合には必要であるが今回は確認までに留めた。触覚刺激プローブの性能を評価したところ、皮膚との間隔を10mmとし、風圧のレベルを装置の最大値5に設定したときに、刺激する範囲はΦ27mmであり、これは人間の皮膚の触覚間隔点数は1cm2あたり約25個であるので約143個の触覚点を刺激することがわかった。触覚刺激プローブの風圧評価実験では、風圧レベル1で0.00g、風圧レベル2で0.01g、風圧レベル3で0.03g、風圧レベル4で0.09g、風圧レベル5で0.12g、となることが判明し、モノフィラメント知覚テスタ評価一覧の触覚正常と触覚低下の項目にあたることが判明した。触覚刺激プローブは非接触タイプのため、計測時に皮膚と間隔が一定にならないことが想定される。それを回避するために、赤色LEDとレンズからなる簡易な光学式測距方式を考案し実験装置を3Dプリンタで製作した。焦点距離10mmと15mmのレンズで評価したところ15mmの方が、間隔の変化による投影像の明瞭度の差が大きいことがわかった。ケーブルレス化のためのバッテリー化の検討も行いNOTEBOOKPOWERBANKを検討した。実験用の試作装置を開発して基本的な装置の性能までは実験で確かめることができたが、その結果を論文等で発表するまでには至っていないので論文化して公表することが課題である。リハビリテーション診療の医療現場では,これらの各体性感覚に対して,病状の診断や回復度合いおよび治療効果の確認などを目的とするスクリーニング検査が行われる。スクリーニング検査で用いられる器具の条件として,準備に手間を掛けずに操作が容易で,しかも被験者に時間的,体力的な拘束を強いらないことが求められる。
銀行の競争度の推定と国際比較

これまでの競争度の指標は、適切に競争度を測定できない場合があることが指摘されてきた。そこで新たに提案されたBoone指標を用いて、国内の都道府県、および様々な国の銀行市場の競争度を測定した。これまでの指標と比較すると、Boone指標はおおむね同じ方向に競争度は変化するものの、変動がかなり大きいことが明らかとなった。また、Boone指標にはいくつかの推定方法が存在するため、それらのパフォーマンスをモンテカルロ・シミュレーションによって評価した。平成22年度は、世界中の個別の銀行データを収集すると同時に、企業の競争度を計測する手法について研究を進めた。まず、銀行データについてはBureau van Dijk社の金融機関データベースBankScopeから数万行の数年間にわたる財務諸表のパネルデータを得た。処理が膨大であるため時間をかけて整理する必要があるが、平成23年度はじめには必要な加工をして計量分析できるよう完成させたい。また、競争度の測定手法については、Booneの一連の研究を銀行に当てはめる際のいくつかの方法を考察した。これまでに確認されている問題点としては、利潤や費用の定義、および、効率性の指標としての限界費用の計測があげられる。これらは多くの先行研究でもそれぞれ定義や推定方法が異なるため、複数の定式化を試しながら、頑健な結果が得られる工夫をしていきたい。さらに、推定式については、対数線形の式から利潤の効率性に対する弾力性を得ることを検討している。企業の利潤関数を特定化せず一次近似として推定することを想定したものだが、今後は関数型を特定化してより効率的に推定することも検討している。アジアの銀行データは一部整理が終わったため、Boone指標による競争度の推定を行い、その成果を第12回East Asian Economic Association大会(韓国、ソウル)にて報告した。討論者およびフロアーからは、データの定義などについて質問や助言を受けた。これらの点を改善し、次年度の成果に活かしたい。本年度は、先ず、前年度に購入したデータベース、Bureau van Dijk社のBankScopeから抽出した個別銀行データを利用可能な形に丁寧に整理した。銀行業は様々な業務を行なっているが、仮定として貸出市場での競争を考察することにした。その上で、どの指標を利潤とし、どの指標を費用とするかを先行研究や研究者の方々への聞き取りを参考にして選定し、計量経済学による分析が可能なデータとしてまとめた。抽出したサンプルは先進国だけでなく新興国・発展途上国をも広く含む192カ国の合計24,750機関であるが、変数が利用可能であるかどうかによって今後減らすこともありうる。次に、このデータから銀行業の競争度を推定するためのモデルを考察した。本研究では、上記の大規模なデータについて、利潤の効率性に対する弾力性を競争度の指標とみなすBoone指標を推定し評価することを目標としている。推定には限界費用と利潤弾力性の2段階の推定が必要となる。そのため、それぞれのパラメータが理論的に予想される符号となるまでコントロール変数の選定を行った。限界費用の推定にはトランスログ費用関数を用い、利潤弾力性の推定には対数線形近似した利潤関数を用いる。後者は様々な近似がありうるが、基本モデルを各近似法によるモデルで検定を行い、サイズおよび検出力をモンテカルロ・シミュレーションで評価し、最も当てはまりが良いものを選んだ。現在までの結果としては、概ね直感と整合的な推定値が得られている。本年度は、昨年度までに作成したデータを元に推定を行った。先ず、競争度指標であるBoone指標の推定を行い、日本全体と地域別の競争度、および国別の競争度を明らかにした。特に、Bureau van Dijk社のBankScopeを用いた大規模な比較はこれまでにないものである。また、これらの推定値を用いて、競争度がどのような要因と相関があるのか、他のマクロ経済変数にどのような影響を与えているのかを推定した。これに関連するいくつかの推定についても進めることができ、年度終了後も引き続き推定した指標を利用して行きたい。さらに、これらとは独立して、Boone指標が統計的に適切に競争度を捉えることができるかどうかをモンテカルロ・シミュレーションによって検証した。Booneは自らの手法を主に理論と現実のデータを用いて検証しているが、それらが統計的にどのような声質を持つのかについてはまだ明らかになっていなかった。そこで、Booneが例としてよく用いるクールノー・モデルから作られたデータにおいて、Boone指標が同じ競争度の経済を誤って異なると判別してしまう可能性が低いか、異なる競争度の経済を正しく異なると判別できるかをシミュレーションした。その結果、いくつかの指標の中でも、最も単純ないくつかの指標のパフォーマンスが優れていることが明らかとなった。データの整備・クリーニング、モデルや変数の選択等を終え、推定も順調に進んでいる。24年度が最終年度であるため、記入しない。今後は推定結果が頑健であるかどうかを厳しくチェックし、論文としてまとめ、すぐに学会・コンファレンス・ワークショップ等で報告していきたい。

推定に時間がかかるため、頑健性のチェックは時間との戦いとなることが予想されるが、論文を査読付き雑誌に投稿するまで丁寧に確認作業を行いたい。24年度が最終年度であるため、記入しない。
淡水産藻類によるヒ素汚染水の浄化法

1目的著者が自然界からスクリーニング・単離したヒ素耐性淡水産藻類は、ヒ素を高濃度に生体濃縮する能力を有するので、これらの生命活動を利用してヒ素汚染水の浄化を行うための基礎的知見を得る。ヒ素の高等生物に対する毒性は、その化学形によって大きく左右し、高度にメチル化されたヒ素化合物の毒性は極めて小さいことが分っており、藻類を取り込んだ無機ヒ素をメチル化する可能性があるので、藻体中のヒ素の化学形を調べる。2結果を考察(1)純粋培養に成功したクロレラ,ヒドロコリウム,ノストック,ホルミジウムの4種について、ヒ素耐性と生体濃縮を調べた結果、これらは全て数千ppmのヒ素溶液に耐性があり、ヒ素生体濃縮は培地ヒ素濃度の増加とともに増加することが分った。(2)ヒ素を生体濃縮した藻体を2規定水酸化ナトリウム水溶液で湿式分解したのち、著者が自作した装置で、混在する非メチル化ヒ素、モノメチル化ヒ素、ジメチル化ヒ素,トリメチル化ヒ素をそれぞれアルシン,モノメチルアルシン,ジメチルアルシン,トリメチルアルシンに還元し、それらの沸点の差を利用して、原子吸光光度計により分別定量した。その結果、4種のいずれの藻類についても、メチル化ヒ素が検出されたが、非メチル化ヒ素に比べて濃度が小さかったので、藻体をメタノール,クロロホルム,水で分画し、脂質画分,水溶性画分,抽出残塩について、それぞれ湿式分解したのちメチル化ヒ素を分別定量した。すべての藻類について、メチル化ヒ素のうちジメチル化体が最も多く、脂質画分,水溶性画分に含まれていた。モノメチル化体をトリメチル化体はクロレラの水溶性画分に見出れたが、他の藻類ではこん跡量のみであった。総ヒ素のうち大部分を占めていた無機体ヒ素化合物は、細胞中で遊離の化合物として存在するのではなく、細胞組織成分(糖,タンパク質)と強く結合していることがわかった。
遺伝性皮膚疾患における表皮細胞の癌化機構解析

今年度は、国内および海外共同研究機関(米国サンフォード・バーナム医学研究所)にて研究を実施した。国内では、遺伝性皮膚疾患モデル表皮細胞(ABCA12欠損マウス)を用いて、その不死化細胞を樹立した。この不死化細胞を用いて細胞増殖能を評価したが、明らかな増殖能の変化は認められなかった。細胞増殖に関連するシグナル分子(Erk1/2)のリン酸化の差などについて免疫プロット法で解析を行ったが、これにおいても差は認められなかった。次に、ABCA12欠損細胞における抗アポトーシス機構を解析するために、AKTシグナルの解析を行った。免疫プロット法を用いてリン酸化AKTを解析したところ、ABCA12欠損表皮細胞ではリン酸化AKTの量が著明に増加していた。このAKTのリン酸化の差は、ABCAI2欠損表皮における癌化機構に関与している可能性が考えられた。また疾患モデルマウス新生仔皮膚の皮膚移植実験を実施し、その方法について理解・習得した。この移植皮膚を長期に(6か月)観察したが、明らかな表皮細胞の増殖異常や癌化については認められなかった。海外機関での研究では、表皮角化細胞および他の癌細胞を用いて、癌細胞におけるアポトーシス回避機構に関与する分子をSiRNAスクリーニング法により同定した。スクリーニングには、前立腺がんPPC-1細胞を用いた。まずSiRNAライブラリーをReverse transfectionにてPPC-1細胞に導入し、48時間後にFasを含む培地に交換、さらに24時間の時点でCell viabilityを測定した。この方法によって、約30の候補遺伝子を同定することができた。この中からリン酸化蛋白(Kinases)を数個選び、その遺伝子に対するSiRNA導入およびテトラサイクリン誘導性ShRNAによるアポトーシス増強効果の確認、Caspase 8の活性化の検出などを行った。特別研究員採用1年目である今年度は、国内(北海道大学)および海外共同研究機関(米国サンフォード・バーナム医学研究所)にて研究を実施した。国内の研究では、遺伝性皮膚疾患モデルマウス表皮細胞(ABCA12欠損マウス)を用いて、その不死化細胞を樹立した。また移植皮膚の病理学的検討を行い、移植後の表皮組織の構造変化について解析を行った。今後、この不死化細胞および移植皮膚片を用いた発癌実験を試みる予定である。海外機関での研究では、表皮角化細胞および他の癌細胞を用いて、アポトーシス誘導による癌細胞に対する治療を試みた。具体的には、デスシグナル(Fas,TRAIL)によるアポトーシスを増強するような分子をPPC-1細胞を用いたSiRNAスクリーニング法により約30遺伝子を同定した。この中から数個の遺伝子選び、その遺伝子に対するSiRNA導入(もしくはレンチウイルスによるShRNAの導入)によるアポトーシス増強効果の確認、Caspase8の活性化の検出、デスレセプター以外の経路によるアポトーシス効果の検討を行った。候補分子のいくつかは、デスレセプター経路特異的にCaspase8を活性化していることが分かった。これらの分子をターゲットにしたSiRNAや阻害剤の開発は、将来的にTRAILなどのデスレセプターを介した癌治療に律立つ可能性がある。学会発表については、平成23年4月、第110回日本皮膚科学会総会にて遺伝性角化症についての教育講演「角化症の病態と遺伝子診断」を行った(東日本大震災のため誌上にて発表を行った)。当初計画した内容に沿って、おおむね順調に研究結果がでている。不死化細胞の樹立および皮膚移植術の習得によって、今後の癌化機構解析の準備ができた。また海外機関との共同研究によってアポトーシスを利用した癌治療戦略について学ぶことができた。樹立した初代培養不死化

細胞を用いて、癌遺伝子の導入などの方法で、コントロール細胞と悪性度(増殖能・転移能など)を比較していく予定である。海外機関での研究については、免疫沈降法・酵母2ハイブリッド法などを用いてアポトーシス機序の検討をしていく予定である。
高精度ウォルターミラーを用いた軟Ｘ線結像顕微鏡の開発

軟X線を用いた顕微鏡は可視光顕微鏡に比べて高い空間分解能を示すことに加えて、元素識別能に優れるため複雑な化学組成を持つ対象の分析に有用である。斜入射反射型軟X線結像素子であるウォルターミラーは色収差が無く高効率な上、大開口を有する理想的な軟X線結像素子である。しかし作製困難な形状を持つため十分な精度を持つウォルターミラーは実現されていなかった。申請者は高精度ウォルターミラーを独自に作製し、高輝度超短パルス軟X線光源である高次高調波や軟X線自由電子レーザーを用いたフェムト秒パルス軟X線顕微鏡を開発した。ウォルターミラーの作製には所属研究室で新規に開発された有機砥粒研磨法を用いた形状修正加工装置を利用した。加工と形状計測を反復することで形状精度を向上させ、1 nm RMSを超える形状精度の母型を作り、その形状転写によってウォルターミラーを得た。高次高調波はアト秒からフェムト秒のパルス幅を持つ超短パルス軟X線である。高次高調波を用いた軟X線顕微鏡の開発を行った。シングルショット顕微観察により40 fsの時間分解能とサブミクロン空間分解能を実現した。本システムにアト秒高次高調波光源を導入することでこれまで実現されていないアト秒時間分解能イメージングが可能となる。高強度な軟X線光源である軟X線自由電子レーザーを用いた結像顕微鏡を構築し、一般的な可視光顕微鏡を上回る250 nmの空間分解能を実現した。高強度超短パルス照明が可能な本顕微鏡の特性を活かし、非線形光学現象の一種である軟X線可飽和吸収の可視化に成功した。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。X線顕微鏡は、可視光顕微鏡に比べて高い空間分解能で物体の観察が可能である、試料中の元素の判別が可能であるという優れた特徴を持つ。X線顕微鏡による物体のナノ構造観察には高倍率・高分解能の結像を実現する結像光学素子が重要な役割を果たす。ウォルターミラーは斜入射ミラー型軟X線結像素子であり、回転楕円面と回転双曲面を組み合わせた形状を持つ。色収差が無く開口が大きいため、暗い光源を用いても明るい像を得ることができる[1]。しかし加工の困難さから十分な性能を持つ物は作製されておらず、顕微分野においては実用化に至っていない。実用化可能な精度を持つウォルターミラーの作製を実現するために、ウォルターミラー作製技術の開発と高分解能結像の実証に取り組んできた。前年度行ったのは、1ウォルターミラーの作製、そして2軟X線結像顕微鏡の構築である。1では、所属研究室で開発を進めている回転体ミラー作製プロセスがウォルターミラーに適用可能であることを示すため、開発途中の作製プロセスを用いてウォルターミラーの試作を行った。ウォルターミラーは長く細い回転体形状を持ち、その内面が反射面となる。反射面の直接加工が困難なため、反転形状を持つマンドレルを作製し、その表面形状を転写することで作製する。作製したウォルターミラーの形状測定を光学的な波面測定法により行ったところ、形状誤差67 nm RMSとの結果が得られた。2では、作製したウォルターミラーの結像性能評価のために軟X線結像顕微鏡の構築を行った。試作したウォルターミラーを照明素子、結像素子として用い、軟X線顕微を行った。結果、可視光回折限界結像と同等の結像分解能1 μmを達成した。適用した作製プロセスが軟X線顕微用のウォルターミラー作製にも有効であることが示された。当初からの研究計画では、軟X線結像用高精度ウォルターミラーの作製、結像工学系の構築、結像性能評価を行い、高分解能顕微を達成することが目標となっている。本年度までに、プロトタイプのウォルターミラーの作製と結像光学系の構築が行われ、高精度ウォルターミラー作製の準備が整った状態となっている。所属研究室で並行して行われている加工・計測システムの開発でも、高精度ミラー作製の目処が立っている。本年度と来年度を通じて高精度ウォルターミラーの作製と評価を行うには十分な時間があると考える。本研究のテーマは軟X線結像用光学素子であるウォルターミラーを高精度に作製し、評価を行うこと、そしてその応用光学系の提案と開発である。作製昨年度までに、軟X線用結像素子であるウォルターミラーの作製と性能評価を行っている。1高次高調波軟X線を用いたコヒーレント結像続いて本年度はウォルターミラーを用いた新規光学系の提案とその実現を進めている。具体的には、FELや高次高調波のような優れた特性を持つコヒーレント光源の軟X線結像顕微への応用を行う。これらの光源とウォルターミラーを組み合わせて結像顕微システムを構築することで、フェムト秒シングルショット結像やマルチスペクトル結像が可能となる。高次高調波を光源とした軟X線結像系を構築し、コヒーレント結像の実証実験を行った。サブミクロン空間分解能を実現し、ウォルターミラーを用いた軟X線コヒーレント結像が可能であることを示した。課題として、ウォルターミラーの形状精度が理想的な軟X線コヒーレント結像を行うには不足していることが明らかになった。ミラーの形状誤差による不規則な干渉により照明分布が不均一になるという、コヒーレント結像に特有の問題が発生した。よりクオリティの高い軟X線コヒーレント顕微を実現するためには、ウォルターミラーの形状精度を向上させる必要がある。

2FELを用いたコヒーレント結像高強度フェムト秒パルス光を放射するFELを用い、同様にウォルターミラーによるコヒーレント顕微を行った。高次高調波を用いた結像顕微と同じくサブミクロン結像分解能を達成し、本コヒーレント結像手法が光源によらず可能であることを示した。さらに、高強度パルス光を用いてフェムト秒シングルショット結像を実現した。当初の計画では、軟X線結像用光学素子であるウォルターミラーを高精度に作製し、これまで達成されることのなかった高空間分解能の結像を実現することが目的であった。しかし共同研究と研修により軟X線コヒーレント光源である高次高調波、自由電子レーザーの利用が可能となり、これまでにない新たな結像手法の提案が可能となった。当初利用を想定したX線管はコヒーレンスが低くさらに暗いため、これを用いた新規の有用な光学系の提案は困難であった。一方で高次高調波や自由電子レーザーは直進性が高い、パルス幅が短い、スペクトルがブロードでは無いなどの優れた特徴を持つ。これら新規の光学系と高精度なウォルターミラーとを組み合わせることで、時分解結像やマルチスペクトル結像、高速度イメージングのような高度な結像法が可能となる。これらのコヒーレント軟X線を用いた顕微、さらにフェムト秒時間分解イメージングを実験的に実現するに至っており、研究は当初計画以上に進展していると言える。軟X線を用いた顕微鏡は可視光顕微鏡に比べて高い空間分解能を示すことに加えて、元素識別能に優れるため複雑な化学組成を持つ対象の分析に有用である。斜入射反射型軟X線結像素子であるウォルターミラーは色収差が無く高効率な上、大開口を有する理想的な軟X線結像素子である。しかし作製困難な形状を持つため十分な精度を持つウォルターミラーは実現されていなかった。申請者は高精度ウォルターミラーを独自に作製し、高輝度超短パルス軟X線光源である高次高調波や軟X線自由電子レーザーを用いたフェムト秒パルス軟X線顕微鏡を開発した。ウォルターミラーの作製には所属研究室で新規に開発された有機砥粒研磨法を用いた形状修正加工装置を利用した。加工と形状計測を反復することで形状精度を向上させ、1 nm RMSを超える形状精度の母型を作り、その形状転写によってウォルターミラーを得た。高次高調波はアト秒からフェムト秒のパルス幅を持つ超短パルス軟X線である。高次高調波を用いた軟X線顕微鏡の開発を行った。シングルショット顕微観察により40 fsの時間分解能とサブミクロン空間分解能を実現した。本システムにアト秒高次高調波光源を導入することでこれまで実現されていないアト秒時間分解能イメージングが可能となる。高強度な軟X線光源である軟X線自由電子レーザーを用いた結像顕微鏡を構築し、一般的な可視光顕微鏡を上回る250 nmの空間分解能を実現した。高強度超短パルス照明が可能な本顕微鏡の特性を活かし、非線形光学現象の一種である軟X線可飽和吸収の可視化に成功した。本年度は、所属研究室で並行して開発された加工・計測システムを用いて高精度ウォルターミラーの作製に取り組む。ミラーは最終的に精密に加工した型からの転写によって作製される。型の高精度化の各段階においてミラーの転写を行い、それぞれの場合の精度を比較評価していく。
受動型共振方式光ジャイロ中での偏波結合によるドリフトの総合的把握と除去手法の研究

高いフィネスの光ファイバリング共振器を用い、数mの光ファイバ長で高性能な絶対回転センサが実現できる受動型リング共振方式光ファイバジャイロに関して、研究代表者らは系統的に研究を進めてきた。本研究では、光ファイバ共振器中で生じる偏波結合が引き起こす出力ドリフトを、現実的なモデルにより詳細に解析・把握して、簡便かつ有効な対策の探求を行うことを目的としている。申請者らは、偏波維持光ファイバで構成した共振器のリ-ドファイバ部分に光ファイバ偏光子を挿入することにより、ドリフトの低減が可能であることを提案した。本年度は、偏波変動誘起ドリフトを厳密に解析できる汎用性の高いソフトウエアの開発を進め、これを用いて、本方法がドリフト低減効果を有することを具体的に評価することに成功した。しかし同時に、低減効果を十分なものとするためには、偏光子の消光比として高い値が要求されることも判明した。そこで、より簡便な手法の研究も手掛けた。最近、偏波維持光ファイバ共振器中でその偏波軸を90度ねじって接続すると、共振特性が安定してドリフト低減に効果があるとの指摘がある。筆者らは、前述の汎用ソフトウエアを用いて、この手法のドリフト低減効果を定量評価することに初めて成功した。共振器のフィネス、接続部での角度ずれ、温度変動等に対する本手法の許容度も評価し、現在の共振器作成技術で、航空機の慣性航法に適合する高性能が十分に達成可能であることを突き止めた。現在、上記手法を導入した実験系を構成中である。その際、共振器長の温度変化を帰還制御する新しい手法も考察・導入して、既に地球自転程度の検出性能を長時間にわたって維持することに成功している。また、この系により、光ファイバ中での光カ-効果が引き起こす雑音を実験的に検証することにも初めて成功した。
培養シュワン細胞移植による損傷視神経の再生促進手段の開発

末梢神経に含まれるシュワン細胞には視神経再生の促進作用があることを、これまで明らかにしてきた.そこで視神経の再生率の向上を計るためにシュワン細胞を単離培養し、人工的移植片を作成することを目的とした.研究方法としては新生仔ラット(Wistar種)脊髄後根神経節よりシュワン細胞を単離・培養し、細胞数約106/mlとなるように細胞外基質を80%、神経成長因子BDNF、NT-4,NGFを50ng/ml濃度にて調整し、内径1mmのシリコンチューブへの充填によって人工移植片を作成した.成熟ラット(Wistar種)の視神経を眼窩内で切断し人工移植片を眼球側視神経に移植した.る視神経再生の評価として免疫組織化学、電子顕微鏡等を用いて観察した.移植片内へのDil投与によって網膜神経節細胞を逆行性標識し、生存・再生した細胞数を無処置の対象群と比較し、生存率をMacintosh NIH imageを用いて解析した.術後2週および3週において、視神経線維が人工移植片内に伸長しているのが確認された.また、人工移植片内の神経線維にGAP43の局在を認め、L1,NCAMの細胞接着因子を発現していることがneurofilamentとの2重染色によって示された.またミエリン蛋白MAGに関しては、術後2週目以降において陽性線維が人工移植片内に確認された.電子顕微鏡では移植片内の多くの再生線維がシュワン細胞と接触しており、細胞外基質成分のなかを伸長する像は認められなかった.移植片内Dil投与による網膜神経節細胞の逆行性標識において約20%前後の生存・再生率を認めた.これらの結果より培養シュワン細胞を用いて人為的に作成した人工移植片の環境であっても視神経の再生が誘導可能であること、また末梢神経移植による再生時同様、シュワン細胞を足場として伸長しており、L1,NCAM等の細胞接着因子の発現が見られた.再生線維においてMAGの発現もあることから、人為的環境内であってもミエリン化が起きる可能性が示唆された.変性過程に陥った視神経は再生不能であると考えられてきたが、末梢神経由来の培養シュワン細胞に種々の操作を加えて人工移植片を作成・移植し、人為的な環境によって視神経の再生が誘導可能であるかを試みた.新生仔ラット脊髄後根神経節よりシュワン細胞を単離・培養し、細胞数約10^6/mlとなるようにLaminine,Fibronectin,type4 collagen等の細胞外基質を含むMatrigelを80%、さらに神経成長因子であるBDNFを50ng/ml濃度にて調整し、内径1mmのシリコンチューブへの充填によって人工移植片を作成した.成熟ラット(Wistar種、200-300g)の視神経を眼窩内で切断し人工移植片を眼球側視神経に移植し、遠位端は生体接着剤を用いて盲端とした.術後2週および3週において、ロ-ダミンによって順行性に標識された視神経線維が人工移植片内に伸長しているのが確認された.共焦点レーザー顕微鏡を用いた免疫組織化学の観察において、人工移植片内の神経線維にGAP43の局在を認め、L1,NCAMの細胞接着因子を発現していることがneurofilamentとの2重染色によって示された.またミエリン蛋白であるMAGに関しては、術後2週目以降において陽性線維が人工移植片内に確認された.電子顕微鏡では移植片内のほとんどの再生線維がシュワン細胞と接触しており、細胞外基質成分であるMatrigelのなかを伸長する像は認められなかった.移植片内DiI投与による網膜神経節細胞の逆行性標識において約30%の生存・再生率を認めた.これらの結果より、培養シュワン細胞を用いて人為的に作成した人工移植片の環境であっても視神経の再生が誘導可能であること、また末梢神経移植による再生時同様、シュワン細胞を足場として伸長しており、L1,NCAM等の細胞接着因子の発現が見られた.また再生線維においてMAGの発現もあることから、人為的環境内であってもミエリン化が起きる可能性が示唆された.末梢神経に含まれるシュワン細胞には視神経再生の促進作用があることを、これまで明らかにしてきた.そこで視神経の再生率の向上を計るためにシュワン細胞を単離培養し、人工的移植片を作成することを目的とした.研究方法としては新生仔ラット(Wistar種)脊髄後根神経節よりシュワン細胞を単離・培養し、細胞数約106/mlとなるように細胞外基質を80%、神経成長因子BDNF、NT-4,NGFを50ng/ml濃度にて調整し、内径1mmのシリコンチューブへの充填によって人工移植片を作成した.成熟ラット(Wistar種)の視神経を眼窩内で切断し人工移植片を眼球側視神経に移植した.る視神経再生の評価として免疫組織化学、電子顕微鏡等を用いて観察した.移植片内へのDil投与によって網膜神経節細胞を逆行性標識し、生存・再生した細胞数を無処置の対象群と比較し、生存率をMacintosh NIH imageを用いて解析した.術後2週および3週において、視神経線維が人工移植片内に伸長しているのが確認された.また、人工移植片内の神経線維にGAP43の局在を認め、L1,NCAMの細胞接着因子を発現していることがneurofilamentとの2重染色によって示された.またミエリン蛋白MAGに関しては、術後2週目以降において陽性線維が人工移植片内に確認された.電子顕微鏡では移植片内の多くの再生線維がシュワン細胞と接触しており、細胞外基質成分のなかを伸長する像は認められなかった.

移植片内Dil投与による網膜神経節細胞の逆行性標識において約20%前後の生存・再生率を認めた.これらの結果より培養シュワン細胞を用いて人為的に作成した人工移植片の環境であっても視神経の再生が誘導可能であること、また末梢神経移植による再生時同様、シュワン細胞を足場として伸長しており、L1,NCAM等の細胞接着因子の発現が見られた.再生線維においてMAGの発現もあることから、人為的環境内であってもミエリン化が起きる可能性が示唆された.
モノネガウイルス感染による宿主細胞応答ネットワークの解析

本研究では、最近著しく進展した技術と情報統計学的手法を用いることにより、モービリウイルス感染に起因する宿主細胞応答の転写制御ネットワークを、ウイルス学において初めて包括的かつ体系的に明らかにした。また、モノネガウイルス目に属し高い病原性を示すモービリウイルスとニパウイルスについて、ウイルス蛋白と宿主蛋白との様々な相互作用や翻訳後修飾様式、それらの作用機序、病原性やウイルス生活環における意義を明らかにした。さらに、ウイルスN蛋白発現Tgマウスを作出することにより、モービリウイルスの特徴である持続感染による一つの病態発現機序を明らかにした。本研究の目的は、モービリウイルスとニパウイルスについて、ウイルス感染に起因する宿主細胞応答ネットワークおよび蛋白相互作用を体系的に明らかにし、それらのウイルスの病原性発現への関与を明らかにすることである。平成22年度は、モービリウイルスの代表として牛疫ウイルスを感染させた上皮細胞および血球系細胞からcapを持つ転写産物の断片を増幅させCAGE libraryを作製し、超高速シークエンサーにより塩基配列を決定し、細胞種特異的に発現変動する遺伝子群とその発現を司る転写因子群を抽出した。その結果、これまでのマイクロアレイ解析結果と同様の傾向を示すことは確認できたが、マイクロアレイでは得られなかった宿主遺伝子発現動態の変動も検出された。さらに、アクセサリー蛋白欠損ウイルスを用いた同様の解析も行った結果、本蛋白が細胞種特異的な宿主応答ネットワークに広範にわたって関与することも見いだした。現在得られたデータの詳細な情報統計学的解析を行っている。ウイルス感染後に関与する宿主細胞因子の探索としては、ウイルスの細胞への侵入に関与する全く新たな因子を発見した。これまではウイルスのH蛋白に対するレセプター3種類が同定されていたが、ウイルス粒子が細胞から発芽する際に細胞因子であるCypBを取り込み、他の細胞に感染する際にはそれと結合能を持つ膜貫通性糖蛋白CD147を介して侵入するという新たな経路の存在を明らかにした。本発見により既知のレセプターを持たない細胞での感染が起きている理由の一端を明らかにした。また、宿主細胞因子Peroxiredoxin 1がウイルスN蛋白に結合し、効率的な転写および複製に関与していることを発見した。このことは、ウイルスが細胞への感染初期段階に効率的な転写・複製を開始するために宿主因子を上手く利用する機序を持つことを示している。(-)一本鎖RNAウイルスは全身性の強い病態を生じさせ、高い致死率を示すものが多い。ウイルスを標的とした数多くの研究にも関わらず、未だにウイルス感染症の克服には至っていない。我々のこれまでの研究から、同種のウイルスでも病原性の違いや細胞の種類によって、感染後に誘発される遺伝子発現動態に違いが生ずるという結果を得ている。本研究では、牛疫ウイルスを中心としたモービリウイルスとニパウイルスについて、感染に起因する宿主細胞応答の転写制御ネットワークおよび蛋白相互作用を、最近著しく進展した技術と情報統計学的手法を用いることによって体系的に明らかにする。さらに、組換えウイルス作出による解析もあわせ、ウイルスの病原性への宿主細胞応答の関与を明らかにすることを目的とする。平成23年度は、アクセサリー蛋白欠損組換えウイルスを用いて、感染後の宿主遺伝子転写動態を転写因子の活性動態の変動として継時的に観察し、さらにこの結果を元に転写ネットワークを構築することに成功した。これら情報を元に、宿主転写制御に関与するアクセサリー蛋白が転写制御ネットワークの上流因子に作用する機序について研究を進めている。一方で、ウイルス蛋白に結合する宿主因子を同定し、さらに複数のウイルス蛋白が翻訳後修飾を受け、ウイルス増殖に有利な環境を作ることも明らかにした。これらの結果はモービリウイルスが持つ細胞種特異的な病原性発現機序の解明につながるものと考えられ、現在詳細な解析を行なっている。マイナス鎖一本鎖RNAウイルスは全身性の強い病態を生じさせ、高い致死率を示すものが多い。本研究では、牛疫ウイルスを中心としたモービリウイルスとニパウイルスについて、感染に起因する宿主細胞応答の転写制御ネットワークおよび蛋白相互作用を、新技術と情報統計学的手法を用いて網羅的・体系的に解明することを目標とする。昨年度までにウイルス感染後に生ずる広範な転写制御ネットワークの全貌解明についてほぼ達成できたことから、平成24年度はそれを元に転写ネットワークの再構築を行なった。感染初期に大きく活性が変動する転写因子群と、感染後期に転写活性が特異的に低下する転写因子群を選択し、ネットワーク内の関係性のベクトルを元に再構築を行った結果、感染後の宿主転写ネットワークは極めてシンプルな構造をとると考えられた。このネットワークのvalidationのためのin vitro試験を現在進めている。また、昨年度までに明らかになったウイルス蛋白と宿主蛋白の相互作用について、その作用機序およびウイルス生活環における意義をさらに検索した。その結果、感染によって宿主蛋白の翻訳後修飾状態が変化し、宿主転写動態の変動を誘導する事が示唆された。加えて、ウイルス蛋白がこれまでの報告とは異なる翻訳後修飾を受け、それにより持続感染化が誘導されることを示唆する知見を得た。一方で、持続感染による病態発現機序の解明のために、モービリウイルスに特徴的な核内封入体の成分であるN蛋白発現Tgマウスを作出し解析した。その結果、麻疹ウイルスN蛋白の高発現とともに筋萎縮が観察されるという興味深い結果を得た。どのようなメカニズムでこの現象が誘発されるか現在解析を行なっている。