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古文書解読からわかる地震活動・被害実相比較による南海トラフ巨大歴史地震像の解明

西高木家文書や尾張徳川家文書,その他新たな史料を調査,翻刻し,安政地震時の尾張藩内の被害状況あるいは宝永地震での東海道筋,富士川沿いの被害を明らかにした.神社明細帳や地方史などを用いて,宝永地震,安政地震の高知県や愛知県での被害状況を調査した.それぞれの地震被害の相違点から宝永地震では安政地震よりも震源域が西に延びている可能性を指摘した.またこれまでに調べられている地震史料のDB化を行い,検索システムを構築した.・古文書調査:名古屋大学図書館,岐阜歴史博物館,徳川林政史研究所,高知県立図書館などが所蔵する資料の調査を行い,南海トラフ地震に関する史料の収集を行った.またそれらの一部を翻刻した.特に安政地震について尾張国,美濃国について村ごとの被害の状況について整理を行っている.・地方史等の整理:今年度は高知県に関して出版されている県史,市史,町史,村史,郷土史などを収集し,地震に関する資料を収集した.それらに書かれている前震,余震活動,地震の揺れ方,津波到来の時間,高さなどの情報を地図に落としながら整理を行っている.・柳沢吉保の公用日記「楽只堂年録」による地震被害の城郭について、当時の記録の所在、および幕府への修復申請絵図の有無など現地に赴いて調査し、その成果を「宝永地震被害城郭データベース」として公開した.・昭和東南海地震については,飯田(1985)の被害統計資料を再整理し,これらを用いて震度分布を作成した.また被害が大きかった地域についてはその原因について検討を行った.・「新収日本地震史料」,「日本の歴史地震史料」についてデータベース化を行った.・名古屋市蓬左文庫の調査を行い,東高木家文書の中に当主日記(嘉永2年安政2年)を収集した.徳川林政史研究所では,「越後地震聞書」「尾州御留守日記」「江戸御小納戸日記」「道徳前新田御用留」「徳川慶恕日記」,申継帳,震災費帳徳川邸,愛知通信往復簿を収集,翻刻を行った.東京都立中央図書館所蔵木子文庫では濃尾地震で被害を受けた名古屋城の資料を収集した.・今年度も昨年度に引き続き高知県に関して出版されている県史,市史,町史,村史,郷土史などを収集した.高知県の資料の収集はほぼ終了した.それらに書かれている前震,余震活動,地震の揺れ方,津波到来の時間,高さなどの情報を地図に落としながらの整理は昨年度に引き続き行った.四国において発生した江戸時代から現在に至るまでの災害に対して当該地域の人達の対処方法について検討した.・高知県,愛知県,和歌山県の神社明細帳のうち地震に関する記載がある神社の情報の収集を行った.過去帳については豊田市2ヶ寺,名古屋市2ヶ寺,長崎市2ヶ寺閲覧し,それぞれの寺院の檀家での死者数の変化を調べた.・「東海道砂浚御手伝一件」(真田家文書),高田市立図書館蔵「駿府御城御普請中記録」(「榊原文書」)を分析し,宝永地震の富士川流域被害,駿府城石垣の被害と修復について現地調査,史料調査を行った.・昨年度行った「新収日本地震史料」,「日本の歴史地震史料」に関するデータベースの検索システムを構築した.・高知県の神社明細帳の調査を完了し,そこに記載されていた地震被害について宝永,安政,昭和にわけ,震源域を考える上で必要な特徴を抽出した.また昨年度作成した「新収日本地震史料」「日本の歴史地震史料」に関するDBと震源位置情報を結びつけ,新たな検索システムを構築しWEBで公開をした.・西高木家文書や徳川林政史研究所所蔵の尾張徳川家文書などの調査・収集と解読を進め、古文書に残された安政東海地震の情報を抽出した.また、研究成果の一環として附属図書館春季特別展「古文書にみる地震災害」(2016年2月5日28日)を開催し、図録を作成した.・18世紀初頭の巨大災害(元禄地震、宝永地震、宝永富士山噴火)における救済・復旧・復興に関する資料調査を行った.特に元禄地震による江戸市中の被害、及び江戸城石垣崩落の修築に関する大名手伝普請に関わる大名家文書を集中的に調査し,研究発表,論文発表を行った.また、三重県沿岸地域の1707宝永地震・1854安政東海地震に関する津波碑調査を行い,小論を執筆した.・安政東海地震後の道徳前新田(現在の名古屋市南区に存在した新田)に関する記録である「道徳前新田御用留」(徳川林政史研究所蔵)を翻刻した。その内容より、安政東海地震時における当該地域の地震動・津波による被害に関する情報を得た。さらに寺院における被害について詳細に調査を行い,整理した.・国際歴史地理学会、世界歴史家大会、第3回東アジア環境史学会、京都大学数理解析研究所でこれまでの成果報告を行った。とりわけ、中国で開催された世界歴史家大会では、災害をめぐるセッションで過去帳からみとめられた日本の歴史災害を紹介した。名古屋市防災危機管理局との連携で、名古屋市での歴史災害地の分布を江戸時代、明治昭和戦前、昭和戦後平成の3期に分けてA1サイズのポスターにして示し、市内の小・中学校、図書館などに配布した。西高木家文書や尾張徳川家文書,その他新たな史料を調査,翻刻し,安政地震時の尾張藩内の被害状況あるいは宝永地震での東海道筋,富士川沿いの被害を明らかにした.神社明細帳や地方史などを用いて,宝永地震,安政地震の高知県や愛知県での被害状況を調査した.それぞれの地震被害の相違点から宝永地震では安政地震よりも震源域が西に延びている可能性を指摘した.

またこれまでに調べられている地震史料のDB化を行い,検索システムを構築した.史料調査で「新収日本地震史料」や「日本の歴史地震史料」に載っていない史料なども徐々に見つかっており,史料収集については順調に進んでいる.また「新収日本地震史料」,「日本の歴史地震史料」に載っている史料に関するデータベース化も予定通り進んだ.これまでに収集した史料などから宝永地震,安政地震の被害等について比較検討も始めている.これらをするには場所の検討など必要であるが,予想以上に時間がかかりこの点は予定よりやや遅れ気味である.史料としては予想通り宝永地震より安政地震の方が断然多く,宝永地震と安政地震との比較ができる地域はある程度限られる.・古文書等資料収集:収集については着実に進んでいる.神社明細帳については本年度高知県の全地域の調査を行う予定であったが,神社数が多く2/3程度しか進まなかった.海岸沿いの地域については収集が終わっているため南海トラフ地震に関する情報はほぼ集まったと思うが,残りは次年度行う予定である.・地震情報の判読:高知県,愛知県の地方史収集についてはほぼ終了した.史料から地震活動を焼き直す作業については地域毎,地震毎に整理を行っているが,予定よりやや遅れ気味である.・宝永地震の被害と修復に関する史料調査については現地調査も終わり,研究成果を論文にまとめた.・史料の検索システムについては予定通り順調に進み,Webサイトを公開した.27年度が最終年度であるため、記入しない。地震学今年度同様,古文書史料の収集,地方史などの収集を続けていくとともに,新たに発見した史料については翻刻作業も行う.これらの史料から地震活動,津波情報,被害状況などを地域毎に整理をし,できる限り地図に落としながら,宝永地震と安政地震,昭和の地震との比較が可能そうな地域について優先的に整理を行っていく.今年度作ったデータベースについては検索システムを構築し,史料の検索がしやすいようにする.・古文書等資料収集:来年度は最終年度ではあるが,古文書の収集および翻刻,地方史等の収集については継続進行する.・地震情報の判読:来年度は最終年度ということもあり,地域をある程度絞った上で地図情報を活用して整理していく予定である.・史料のデータベース:データベースに追加できる情報を追加するとともに,これらと地理情報を組み合わせて将来の災害軽減に活かせるような仕組みを考え公開を予定している.27年度が最終年度であるため、記入しない。宝永地震城郭被害データベースの作成は研究協力者である大邑潤三が行った.今年度作成した史料検索システムは地図情報から歴史地震の検索し,その地震がどの史料に載っているのかが検索できるシステム.
微生物複合系フロックを反応場とする細胞間シグナリングの活性化と遺伝子発現の迅速化

バクテリアの細胞間情報伝達機構(Quorum sensing: QS)は、菌体密度依存性の遺伝子発現機構で多様な細胞機能を制御しており、QS機構を人為的に制御する新システムの構築が期待されている。グラム陰性細菌のQS機構では、シグナル分子としてアシル鎖構造の異なるN-アシルホモセリンラクトン(AHL)が菌種に依存せず広く生産、利用されており、本研究ではAHLを介した細胞間シグナリングであるQS機構の制御系をターゲットとした。平成27年度は、前年度に構築したAHL徐放担体によるQS機構の制御能を試験した。AHL担体としてトリブロックコポリマーミセルをAHL依存性のQS機構を有するSerratia marcescensAS-1株の培養液へ添加すると、効果的にQS機構依存性のProdigiosin生産を抑制したことから、ミセルへのAHLの効果的な捕捉・濃縮が示された。AHL担体からのAHLシグナルの放出は、迅速なQS機構の活性化を可能とする。AHLを捕捉したミセルの崩壊を誘導することにより、ミセルからAHLを培養系へ放出し、AHL合成遺伝子破懐株であるAHLレポーターS. marcescens AS-1S株のQS機構を活性化し、Prodigiosin生産量を増大させることを明らかとした。さらに初年度に構築した「QS機構を人為的に活性化させるための微生物複合系フロック」のAHL集積能を評価した。フロック内外のAHL濃度差をAHLレポーターによってバイオアッセイすると、期待通りに微生物フロック内部におけるAHLが高濃度に維持されていることが明らかとなった。本研究では、AHLシグナルの放出制御によりQS機構の活性化を迅速に誘導するAHL担体、さらにQS菌を集積する微生物複合系QS機構活性化システムの構築に成功した。27年度が最終年度であるため、記入しない。バクテリアの細胞間情報伝達機構(Quorumsensing : QS)は、菌体密度依存性の遺伝子発現機構であり、グラム陰性細菌のQS機構では、N-アシルホモセリンラクトン(AHL)がシグナル分子として生産され菌体外に放出されている例が知られる。QS機構は、バイオルミネッセンス、バイオフィルム形成、抗菌物質の生産、細菌感染症を発現する病原性因子の生産など、多様な生物機能を制御しており、QS機構を人為的に制御する新システムの構築は多くの産業分野に適用可能であり汎用性が高いと考えられる。グラム陰性細菌のシグナル分子としては、アシル鎖構造のみが異なるAHLが菌種に依存せず広く生産、利用されており、本研究ではAHLを介した細胞間シグナリングであるQS機構の制御系をターゲットとした。平成25年度は、QS機構の菌体密度依存性に着目し、QS機構を人為的に制御する微生物複合系の構築を試験した。QS機構を有するグラム陰性細菌の日和見感染菌モデルとして、栃木県内の土壌より単離したSerratia marcescensを選択した。S. marcescensは、N-ヘキサノイルホモセリンラクトンおよびN-(3-オキソヘキサノイル)ホモセリンラクトンを、シグナル分子として生産し、抗菌活性を有する赤色色素プロディジオシン生産をQS機構により制御している。QS機構の活性化は、培養液から抽出したプロディジオシンの可視吸収測定により評価可能であった。検討の結果、S. marcescensの共培養により試験した微生物複合系の中には、QS依存性のプロディジオシン生産を活性化させる組み合わせがあることを複数例見出し実証した。経時変化測定から、微生物複合系を反応場とするプロディジオシンの生産量が単独培養時よりも増大する系も見出しており、今年度確立した微生物複合系を利用するQS機構の活性化システムの作用機序解明を次年度以降も継続して推進する。バクテリアの細胞間情報伝達機構(Quorum sensing: QS)は、菌体密度依存性の遺伝子発現機構であり、グラム陰性細菌のQS機構では、N-アシルホモセリンラクトン(AHL)がシグナル分子として生産され菌体外に放出される例が知られる。QS機構は増殖に伴う菌体密度増大に由来するシグナル分子の濃度上昇を感知し、シグナル分子濃度が閾値を超えると関連遺伝子の転写が活性化される菌体密度依存性の遺伝子発現機構である。バイオフィルム形成、抗菌物質の生産、細菌感染症を発現する病原性因子の生産など、多様な生物機能がQS機構の支配下にあるため、QS機構を人為的に制御する新システムの構築は多くの産業分野に適用可能であり汎用性が高いと考えられている。グラム陰性細菌では、アシル鎖構造のみが異なる各種AHL分子が菌種に依存せず広く生産、利用されており、本研究ではAHLを介した細胞間シグナリング制御系の構築をターゲットとした。平成26年度は、前年度に構築した微生物複合系を利用するQS機構活性化システムをさらに高機能化するために、微生物複合系フロックに適用可能なシグナル分子徐放システムの構築を目指した。シグナル分子であるAHLを徐放する担体として、生体適合性と充分な物理強度を持つポリスチレン微粒子・多孔性シリカ微粒子を設計・調製した。ポリスチレン微粒子は、二段階重合により親水性シェル層を有するコアーシェル構造として構築した。粒子表面にはAHLを保持する能力の高いシクロデキストリンを固定化し、高いAHL保持能、期待通りのQS機構の抑制効果を実証した。多孔性シリカ微粒子は、シリコンウエハのエッチングにより調製した多孔性シリカフィルムを表面処理し、さらに微粒子とした。このシリカ微粒子を微生物フロック内部に配置したAHL放出担体として利用する新システムの構築を目指し、シリカ微粒子の表面修飾を試験した。

バクテリアの細胞間情報伝達機構(Quorum sensing: QS)は、菌体密度依存性の遺伝子発現機構で多様な細胞機能を制御しており、QS機構を人為的に制御する新システムの構築が期待されている。グラム陰性細菌のQS機構では、シグナル分子としてアシル鎖構造の異なるN-アシルホモセリンラクトン(AHL)が菌種に依存せず広く生産、利用されており、本研究ではAHLを介した細胞間シグナリングであるQS機構の制御系をターゲットとした。平成27年度は、前年度に構築したAHL徐放担体によるQS機構の制御能を試験した。AHL担体としてトリブロックコポリマーミセルをAHL依存性のQS機構を有するSerratia marcescensAS-1株の培養液へ添加すると、効果的にQS機構依存性のProdigiosin生産を抑制したことから、ミセルへのAHLの効果的な捕捉・濃縮が示された。AHL担体からのAHLシグナルの放出は、迅速なQS機構の活性化を可能とする。AHLを捕捉したミセルの崩壊を誘導することにより、ミセルからAHLを培養系へ放出し、AHL合成遺伝子破懐株であるAHLレポーターS. marcescens AS-1S株のQS機構を活性化し、Prodigiosin生産量を増大させることを明らかとした。さらに初年度に構築した「QS機構を人為的に活性化させるための微生物複合系フロック」のAHL集積能を評価した。フロック内外のAHL濃度差をAHLレポーターによってバイオアッセイすると、期待通りに微生物フロック内部におけるAHLが高濃度に維持されていることが明らかとなった。本研究では、AHLシグナルの放出制御によりQS機構の活性化を迅速に誘導するAHL担体、さらにQS菌を集積する微生物複合系QS機構活性化システムの構築に成功した。平成26年度は昨年度に構築したクオラムセンシング(QS)機構を活性化可能な微生物複合系に適用するシグナル分子徐放担体の設計と調製を主目的とした。力学的強度に優れた汎用性のある有機素材、無機素材をシグナル分子徐放担体として選択し、水溶液中でN-アシルホモセリンラクトン(AHL)シグナルと相互作用可能な微粒子をそれぞれ試験した。いずれの徐放担体もAHL保持能を有する。微粒子の表面修飾によりさらなる高機能化も可能であり、微生物複合系フロックに取り込み、フロック内部での保持、分散性に優れた担体に展開可能である。今年度はQS機構を活性化する微生物複合系に適用可能なシグナル分子徐放担体の構築ができたことなどから、研究はおおむね順調に進展している。27年度が最終年度であるため、記入しない。平成27年度は、昨年度調製したシグナル分子徐放担体を、平成25年度に構築した微生物複合系フロックに適用し、微生物複合系の機能化と、クオラムセンシング(QS)機構の人為的制御を試験する。シグナル分子徐放担体からQS機構のシグナル分子としてN-アシルホモセリンラクトン(AHL)の放出を制御し、複合系フロックに存在するQS細菌のAHL濃度依存性遺伝子発現機構を制御する手法を検討する。
プロソディ・スタイルの選択が可能な日本語音声規則合成システム

本年度は今までの研究成果のすべてをテキスト朗読装置上にまとめ上げ、種々なプロソディ・スタイルを容易に選択できる音声規則合成システムGK-SS5を完成した。1.このシステムの一番大きな特徴は、プロソディ・スタイルのオプションを備えている点であるが、その他にも多くの改善(辞書登録語数の拡大、構文解析のプログラム化の洗練と改良、音節テ-ブル・デ-タの改善、その他)が施されている。2.このシステムでは入力文書ファイルが各プログラム・ブロックで処理され変換される都度、出力ファイルを確認しながら次のステップへ進むようになっている。その際にファイルの修正も可能であるが、今回はこうした確認の際に、用意された何種類かのプログラム・ル-トを選択できるようなオプション・システムを組込んだので、合成の種々なバリエ-ションを比較実験し易くなった。3.このオプションは、すべてプロソディに関するもので次のようなサブ・オプションから成る。(1)呼気スタイルのオプション、(2)朗読速度のオプション、(3)リズム・スタイルのオプション、(4)文末上昇型イントネ-ションのオプション、(5)ピッチ・パタンの誇張と圧縮のオプション、(6)強度パタン調節のオプション等々である。4.このシステムで合成される音声のプロソディ品位は、規則で合成されたものとしては従来になく高度なものであるが、現在それを表現するための絶対的な評価尺度がなく、そうした尺度を作る研究を進めているが今後の課題である。合成音声の品質でプロソディ以上に重要と考えられる音韻の明瞭性については、不十分ではあるが標準化された明瞭度試験法があるので、それによって本システムで合成された音声の単音節明瞭度を測定し、所期のとおり高い値を得た。
ヒト着床におけるカドヘリンを介した子宮内膜腺上皮細胞層の再構築機序の解明

ヒト子宮内膜の上皮細胞層は妊娠の場としての子宮内腔を防御する重要なバリアであるが、着床における受精卵の侵入によって一時的に破壊される。その修復機構は必須であるが、機構は知られていない。本研究によって、その機構にカドヘリン分子の変化を中心とした上皮間充織転換という細胞の運動能を変化させる現象が関与していることを明らかにした。生殖医療戦略に有益な妊娠成立の初期機構の一端の解明である。ヒト着床において、卵の侵入によって一時的に破壊される子宮内膜腺上皮細胞バリアは何らかの修復機構を持つ。同時期の内膜腺上皮に運動機能亢進に特異的な上皮間充織転換(EMT)が起こっている可能性を検討した。In vitroの着床アッセイとして子宮内膜腺上皮モデル(Ishikawa細胞)と、胚モデル(JAR spheroid)を用いた共培養系を採用した。Ishikawa細胞に対して、卵巣ステロイドホルモンあるいは着床数を上昇させる薬剤であるヒストン脱アセチル化酵素阻害剤(HDACI)を添加すると、E-cadherinの減弱、N-cadherinの上昇というEMTに特異的なcadherin switchが観察された(蛍光免疫細胞染色および免疫沈降法)。またEMTに特異的な別の所見として間充織(中皮細胞)マーカーであるvimentinの発現上昇(蛍光免疫細胞染色)を認めた。さらに、それら所見はJAR spheroid共培養によるin vitro着床モデルにおいて、液性刺激なしに得られた。すなわち、ヒト着床には卵巣ホルモンによる胚接着前からのglobalなEMTと、胚接着を引き金とする局所的なEMTが存在することを明らかにした。胚着床後の破綻子宮内膜腺上皮細胞の再構築として、局所的なN-cadherin(細胞運動の亢進で発現上昇)の上昇を認めるか否かを、蛍光免疫細胞染色で検討したところ、N-cadherinは胚モデル非存在部では、一様な発現量を示しているものの、胚モデルの着床部では、胚モデルからの距離依存的な特徴的な発現パターンを示し、胚モデル侵入によって破壊された腺上皮シートの辺縁で特に強く発現していることを明らかにした。これは、N-cadherinの発現量の亢進とともに組織内発現のパターン変化を通じて、効率のよい破綻子宮内膜腺上皮シートの再構築を示していると考えられる。ヒト着床における胚の陥入による子宮内膜上皮細胞層の破壊と再構築において、分子学的機序はまったく解明されていない。破壊と再構築の基盤として、細胞死と細胞増殖による子宮内膜上皮細胞の数的変化によるものが想定されるが、遠心性・求心性の運動による子宮内膜上皮細胞の動的変化による基盤の存在を作業仮説として検討した。ヒト子宮内膜上皮細胞株Ishikawaと絨毛癌細胞株JARのspheroidを用いた内膜-胚モデルによるin vitro着床アッセイを以て解析した。前年度に子宮内膜上皮細胞の運動能を亢進させうる上皮間充織転換(EMT)を惹起しうると明らかにした条件下(卵巣ステロイドホルモン添加、ヒストン脱アセチル化酵素阻害剤[HDACI]添加)において、(1)着床率(接着率)に変化は認めないが、(2)胚伸展面積速度(単位時間あたりの胚の伸展)は有意に上昇した。しかし、(3)胚陥入による上皮組織欠損部の子宮内膜上皮細胞の被覆速度には有意差を認めなかった。さらに、(2)の現象はEMTで特徴的に局在変化するN-cadherinの機能阻害抗体FA-5の添加によって有意差をもって抑制された。また、実際に子宮内膜上皮細胞の運動能に変化を認めるのか否かを、創傷治癒アッセイを用いて検討したところ、卵巣ステロイドホルモンやHDACI添加によって集団としての細胞運動能は亢進し、逆にFA-5の添加によって運動能は抑制された。以上から、ヒト着床において、卵巣ステロイドホルモンの制御下に、子宮内膜上皮細胞ではEMTが惹起され、N-cadherinの発現・局在変化が亢進することで、細胞運動能が上昇し、胚の陥入に有利に陥入ルートを形成すべく遠心的に運動する可能性が示唆された。破壊と再構築の基盤として、想定される細胞死と細胞増殖による子宮内膜上皮細胞の数的変化による機序のほかに、遠心性・求心性の運動による子宮内膜上皮細胞の動的変化による機序を作業仮説として検討した。

前年度までに子宮内膜上皮細胞の運動能を亢進させうる上皮間充織転換(EMT)を惹起しうると明らかにした条件下(卵巣ステロイドホルモン添加、ヒストン脱アセチル化酵素阻害剤[HDACI]添加)において、(1)着床率(接着率)を上昇させると同時に、(2)胚伸展面積速度(単位時間あたりの胚の伸展)は有意に上昇する。(3)胚陥入による上皮組織欠損部の子宮内膜上皮細胞の被覆速度には有意差を認めない。(4)集団としての細胞運動能は亢進する(創傷治癒アッセイ)ことを示した。(5)さらに、EMTで特徴的に局在変化するN-cadherinの機能阻害抗体FA-5の添加によって(1)の現象には有意な変化をもたらさないが、(2)(4)の現象を有意に抑制することを明らかにした。以上から、ヒト着床において、卵巣ステロイドホルモンの制御下に、子宮内膜上皮細胞ではEMTが惹起され、N-cadherinの発現・局在変化が亢進することで、細胞運動能が上昇し、胚の陥入に有利に陥入ルートを形成すべく遠心的に運動する可能性を明らかににした。
脳内コレステロール代謝における中性コレステロールエステラーゼの役割

脳は血液脳関門(BBB)もよって体循環から隔離されており,独自のコレステロールde novo合成経路が発達しており,体循環と隔離されているとされてきた。しかし、本研究でマウスに高コレステロール食を給餌すると、血中のコレステロール値が上昇し、長期投与で体重が減少し、脳内のBBBの透過性が高まることが明らかになった。また、脳内での中性コレステロールエスエラーゼを介したコレステロールのリサイクルの系も存在することが明らかになった。脳は血液脳関門(BBB)もよって体循環から隔離されており,独自のコレステロールde novo合成経路が発達しており,脳独自のコレステロール代謝系が存在する。しかし,アルツハイマー病発症と発症前高コレステロール血症とに有意な相関関係があることなどから,血液循環系コレステロール代謝と中枢神経系コレステロール代謝が関係あると考えられている。しかし,スタチン服用ではアルツハイマー病発症頻度は下げることはできないといった相反する報告がされている。そこで,マウスを用いて,食餌由来コレステロールが脳のコレステロール代謝に影響を与えるかどうかを検討した。マウスに高コレステロール食を給餌し,26週間後に脳の遊離コレステロール量,コレステロールエステル量,中性コレステロールエステラーゼ活性を測定した。給餌期間にマウスの体重は普通食マウスと同様に増加した。脳内の遊離コレステロール量は変化が無かったが,コレステロールエステル量は有意に増加した。次に脳内の中性コレステロールエステラーゼ活性を測定したところ,普通食給餌マウスでその活性が存在しており,肝臓と同程度の比活性であった。高コレステロール食給餌マウスで,中性コレステロールエステラーゼ活性が誘導されていた。以上のことから,脳の細胞にもコレステロールのリサイクル経路が存在していると考えられる。また,平成19年度の実績として中性コレステロールエステラーゼ過剰発現マウスの作成に成功した。このマウスの特徴は,マクロファージの中性コレステロールエステラーゼ活性が高く遊離コレステロールを産生し易いことである。平成20年度は,このマウスを用いて脳のコレステロール代謝の解析を行う予定である。脳は血液脳関門(BBB)によって体循環から隔離されており,独自のコレステロールde novo合成経路が発達しており,脳独自のコレステロール代謝系が存在する。しかし,スタチン服用ではアルツハイマー病発症頻度は下げることはできないといった,相反する報告がされている。このように、血中コレステロールと脳内コレステロールの関係が定まらない理由として、脳内コレステロール代謝に関する情報が極めて少なく、コレステロール運搬経路におけるBBBの役割が明らかになっていないことがあげられる。本研究では高コレステロール食給餌マウスを用いて脳内で中性コレステロールエステラーゼが関与するコレステロール代謝機構を明らかにするとともに、血中コレステロール値がBBBを介して脳のコレステロールの代謝にどのような影響を及ぼすかを明らかにすることを研究目的とした。本年度の成果として、大きく三つある。脳の中性コレステロールエステラーゼ活性はミエリンに分布すると報告されているが、脳の他の細胞にも本酵素活性は存在し、ミエリンの酵素活性に比べて高い値を示すことがわかった。二つ目は、野生型マウスに高コレステロール食を給餌するとBBBを通らないとされているプローブが、脳に到達することが明らかになった。このことは、高コレステロール血症が脳に何らかの障害を与える可能性を示し、現在論文をまとめている。三つ目は昨年度作成に成功した中性コレステロールエステラーゼ過剰発現マウスの2ラインが確立され、飼育数を拡大し、コレステロール食給餌に対する体重、血清中のコレステロール値、脳で発現しているmRNAの相異に関するデータを得た。
懸濁液型グラウトの流動ならびに土中浸透特性に関する研究

恒久的地盤改良注入材として用いられるセメント懸濁液、セメント-粘土系注入剤、超微粒子グラウト等、懸濁液型グラウトの流動ならびに土中浸透機構を理論ならびに実験の両面より究明した。理論的検討においては、降伏応力を有する非ニュートン流体としての懸濁液型グラウトの多孔質体中における透過係数をKozeny-Carman解析により誘導し、間隙流体と透過媒体との間の基本的関係ならびに透過係数の決定方法を提示した。実験的検討では、平成7年度は各配合条件下のセメント懸濁液、ベントナイト、超微粒子グラウトについて回転粘度計による粘性試験より流動曲線を求めた結果、いずれも降伏応力を有するビンガム塑性流体として流動特性を近似的に表現し得るとの結論を得、配合条件と流動パラメータとの関係を定量的に評価し得た。次に、これら懸濁液型グラウトの浸透抵抗と流動特性との基本的関係を確認するため、1次元の室内浸透実験を通じて浸透開始および停止時の限界圧力勾配ならびに浸透時の平均流速の変化を測定した結果、グラウトの降伏応力と限界圧力勾配、粘性係数と透過係数との間には理論的検討で示された関係と同様の関係が認められた。平成8年度は以上の結果をふまえ、グラウチング時の地盤中の圧力分布と注入範囲の定量的評価を目的とし、定圧注入下における浸透フロントの発達と浸透域の圧力勾配に関する実験的検討を行った結果、グラウトの流動ならびに浸透特性をもとに懸濁液型グラウトの地盤中への注入の可否ならびに最大可能な浸透距離を推定し得るとの結論を得た。以上の研究結果より、従来その機構がほとんど解明されていなかった懸濁液型グラウトによる地盤改良において、今後の注入工法の合理的な設計・施工計画の展開に対し有効な基礎資料を提供し得た。平成7年度は、3種類の懸濁液型グラウト(普通ポルトランドセメンット、ベントナイト、超微粒子グラウト)について、水-セメント比を変えた数種の配合条件下で、回転粘度計(平成7年度購入備品)による粘性試験を実施し、流動特性を把握した。粘性試験においては、ずり速度(せん断率)の変化に対するずり応力(せん断応力)の変化を測定し流動曲線を求めた結果、いずれも降状応力を有するビンガム塑性流体として流動特性を近似的に表現し得るとの結論を得た。流動曲線の形状から、各グラウトとも水-セメント比の増加につれ降状応力および粘性係数とも規則的に減少し、グラウトの配合条件と流動特性を表すパラメータとの関係を定量的に評価し得た。なお、超微粒子グラウトは、降状応力および粘性係数の値とも他の注入剤に比べて1オーダーほど小さく、地盤中の浸透生が格段に優れていることが確認された。次に、懸濁液型グラウトの土中浸透特性に関する室内実験を実施した。実験は、配合グラウドを貯蔵した鋼製容器に設定空気圧を加え、砂を充填した注入管内にグラウトを圧送することにより、浸透開始および停止時の限界圧力勾配と浸透時におけるグラウトの圧力勾配と浸透量の変化を測定した。その結果、グラウトの降伏応力と限界圧力勾配、粘性係数と透過係数との間に一定の関係が認められた。以上の研究成果は、平成7年度土質工学研究発表解(地盤工学会)にて「懸濁液型グラウトの土中浸透抵抗[地盤改良1(物理的安定処理・注入工法、No.802]」と題して発表した。平成8年度は、浸透特性と注入範囲の定量的評価について計画の研究を進める予定である。平成8年度は、前年度の研究成果(懸濁液型グラウトの流動特性および浸透特性に関する実験結果)をふまえ、グラウチングにおける土中の間隙圧分布と注入範囲の定量的評価に関する実験的検討を行った。

実験は前年度使用したグラウト供給タンクに、試料砂を充填した長さ1.5m(内径30mm,厚10mm)の透明アクリル管を鉛直に接続し、所定の配合のグラウトを飽和砂柱下部より定圧で注入した。グラウトが浸透を停止したときの試料中の圧力勾配は各注入圧に対して配合条件ごと一様な分布を呈し、流動停止時の限界圧力勾配とグラウトの流動特性との間には理論的検討(研究成果報告書)で示されたとおり一定の関係があることが確認された。また、グラウトの浸透フロント(最大浸透距離)も1次元注入条件下では注入圧に比例して増大する結果が得られた。そこで、グラウトの流動特性(降伏応力、粘性係数)ならびに浸透特性(限界圧力勾配、透過係数)から得られる浸透流速と間隙圧分布を実験データと比較した結果、両者は全般的に良い一致を示し、配合グラウトの流動・浸透特性より懸濁液型グラウトの地盤中への注入の可否ならびに最大可能な浸透距離を推定し得るとの結論を得た。ただし、飽和砂中への注入においては浸透過程における間隙水との希釈・分散により、実際の間隙圧の勾配は流動特性より求まる限界圧力勾配より小さな値を示すため、今後分散の影響を評価しうる注入理論の展開が必要と思われる。以上の研究成果は、平成7年度土質工学研究発表会、平成8年度東海大学紀要工学部および第2回地盤改良国際会議(東京)にて発表した。
正例に基づくパターン推論とその知識発見への応用に関する研究

本研究では,知識発見の対象としてのパターン推論を取り扱った.パターン推論の基礎として,事例データベースからの類似事例の近似検索に注目した.有益な知識発見のためには,大規模な高次元のデータベースからの効率的な近似検索の実現が必要である.本研究で得られた主要な結果は,マルチメディア多次元データベースのための空間索引の高速化技法の開発とそれらを適用した動画同定やプログラム照合への応用実験に集約できる.本研究では,知識発見の対象としてのパターン推論を取り扱った.パターン推論の基礎として,事例データベースからの類似事例の近似検索に注目した.有益な知識発見のためには,大規模な高次元のデータベースからの効率的な近似検索の実現が必要である.本研究で得られた主要な結果は,マルチメディア多次元データベースのための空間索引の高速化技法の開発とそれらを適用した動画同定やプログラム照合への応用実験に集約できる.本研究では、帰納学習・発見の対象として、パターン言語およびパターン言語の組を取り扱う。パターンとは、定数記号と変数からなる文字列である。例えば、a、bを定数記号、x、yを変数とすると、π=abxyやτ=axbxはパターンである。パターンπが表す言語L(π)は、πの変数に定数記号列を代入して得られる文字列全体である。たとえば、L(π)={abwv | w、vは、a、bからなる文字列}、L(τ)={awbw | wは、a、bからなる文字列}のようになる、複数パターンの組II=(π1、π2...、πn)で、パターン言語の和L(II) =L(π1)U L(π2)U...U L(πn)を表す。これらの対象について、本年度は、つぎの事項について研究を行った。(i)正例からの学習可能性パターンの形や組を構成するパターン数に何らかの制約を設けないと正例からの学習は可能とならないことが知られている。そうした制約を明らかにするとともに、別の種類の制約を探索した。組を構成するパターン数については、多くの場合、上限を設けなくてはならない。しかし、パターン中の連続する定数記号の最大長に上限を設ければ、パターン数は任意有限個まで拡張することができる。(ii)効率的学習可能性パターンの組の学習アルゴリズムとしては、極小多重汎化(MMG)を基本として、高速化を考察した。また、パターン数の上限がない場合について、アルゴリズムの見直しを行った。本研究では,帰納学習・発見の対象として,パターン言語およびパターン言語の組を取り扱う.パターンとは,定数記号と変数からなる文字列である.例えば,a,bを定数記号,x,yを変数とすると,π=abxyやτ=axbxはパターンである.パターンπが表す言語L(π)は,πの変数に定数記号列を代入して得られる文字列全体である.たとえばのようになる.複数パターンの組Π=(π1,π2,...,πn)で,パターン言語の和を表す.これらの対象について,本年度は,前年度までの(i)正例からの学習可能性および(ii)効率的学習可能性の研究を引き続き行うとともに,つぎの応用の可能性を探ることを行った.(iii)正例からのパターン学習の具体的問題への応用・遺伝子情報解析のためのパターン抽出・データベースからの知識の自動獲得遺伝子は,4種の記号列からなっており,様々な生物の機能を表現しているといわれている.個々の機能に対応する遺伝子配列情報を正例として,それをもとに機能発現の本質となるパターンの抽出を試みた.それ以外のさまざまなデータベースにおいても,ある観点で検索・収集されたデータを正例として帰納学習システムに与えることにより,自動的に知識を獲得することを検討した.本研究では,帰納学習・発見の対象として,パターン言語およびパターン言語の組を取り扱う.パターンとは,定数記号と変数からなる文字列である.例えば,a,bを定数記号,x,yを変数とすると,π=abxyやτ=axbxはパターンである.パターンπが表す言語L(π)は,πの変数に定数記号列を代入して得られる文字列全体である.たとえば,L(π)={abwv|w,vは,a,bからなる文字列},L(τ)={bwbw|wは,a,bからなる文字列}のようになる.複数パターンの組II=(π1,π2,...,πn)で,パターン言語の和L(II)=L(π1)∪L(π2)∪...∪L(πn)を表す.これらの対象について,本年度は,前年度までの(i)正例からの学習可能性および(ii)効率的学習可能性の研究を引き続き行うとともに,つぎの応用の可能性を探ることを行った.(iii)正例からのパターン学習の具体的問題への応用・遺伝子情報解析のためのパターン抽出・データベースからの知識の自動獲得遺伝子は,4種の記号列からなっており,様々な生物の機能を表現しているといわれている.個々の機能に対応する遺伝子配列情報を正例として,それをもとに機能発現の本質となるパターンの抽出を試みた.それ以外のさまざまなデータベースにおいても,ある観点で検索・収集されたデータを正例として帰納学習システムに与えることにより,自動的に知識を獲得することを検討した.
ドメインインプリント法による医薬品活性体のスクリーニング

ドメインインプリント法は、医薬品の薬理活性部位に対する分子インプリントポリマー(MIP)を調製する方法である。昨年度は、β-遮断薬である(S)-propranololの薬理活性部位を選び、中国伝承薬中の活性成分の検索を行ったが良好な結果が得られなかった。そこで、茶カテキンの一種であり、ポリフェノール化合物であるエピガロカテキンガレート[(-)-EGCg]に対するMIP用いて、種々の中国伝承薬(当帰、甘草、牡丹皮、元胡、蒲黄、丹参、杜仲など)中の活性成分の検索を行った。丹参の抽出液をMIPおよびノンインプリントポリマー(NIP)カラムに注入後のクロマトグラムを比較した。MIPカラムでは約12分に大きなピークが見られたが、このピークはNIPカラムでは溶媒先端に溶出していた。これは、丹参中の成分の一部がMIPカラムに選択的に保持されたことによるものである。丹参中には、Tanshinone IIA等多くの活性成分が含まれていると報告されている。現在、約12分に溶出したピークの成分の同定を進めている。このように、得られたMIPが中国伝承薬および薬草中の活性体のハイスループットスクリーニングに適用可能であることが明らかとなった。さらに、1)中国伝承薬および薬草中の活性体の探索に有用なテンプレート分子の検討、2)水溶性の活性成分の探索システムの構築、3)微量の活性成分の探索システムの構築、4)オンラインでの活性成分の同定等について検討する予定である。ドメインインプリント法は、医薬品の薬理活性部位に対する分子インプリントポリマーを調製する方法である。β-遮断薬である(S)-propranololの薬理活性部位を選び、1)表面インプリント法および2)逆ミセル法により分子プリントポリマーの調製を行った。しかし、逆ミセル法では、(S)-propranololを認識する分子インプリントポリマーを調製することができなかった。そこで、以下の手順で、表面インプリント法により行った。(1)インプリント分子を添加せずに、グリセロールジメタクリレートを用いて多段階膨潤重合法により支持体となる親水性粒子径均一ポリマー粒子を調製した。(2)インプリント分子((S)-propranolol)およびそれと相補的に相互作用する機能性モノマー(例えば水素結合、イオン結合、π-π相互作用および形状認識性等を発現する官能基を有するモノマー)を選択し、これらを水系の溶媒に溶解させ、支持体のポリマーの存在下で重合を行った。得られた分子インプリントポリマーの特異性、選択性をHPLCおよびマイクロチップ電気泳動装置を用いて評価した。次に、得られた結果を、分子インプリントポリマーの調製法の最適化(テンプレート分子、モノマー、架橋剤、水系溶媒の種類の検討、さらに添加する時間、重合温度、重合時間などの条件についての検討)にフィードバックすることにより、β-遮断薬に交差反応性を有する分子インプリントポリマー(β-遮断薬である(S)-propranololの薬理活性部位に対する分子インプリントポリマー)得ることができた。
ジベレリン結合蛋白の精製とその機能の解明

矮性インゲン(Phaseolus vulgaris cv.Mantle)の黄化芽生えの上胚軸約3kgをトリス緩衝駅で抽出し、約9,000gの遠心分離により、不溶性画分を除去し、上清に硫安を加えてタンパク質を沈澱させ、粗タンパク質を得た。これを透析して硫安を除き、18,000gの遠心分離を行い、上清について平衡透析法および抗GA4抗体との競合反応を利用したELISAによるバインディングアッセイを行ったところ、活性型ジベレリンであるGA4と結合する性質を持ったタンパク質の存在が確認された。この結合は、同じく活性型のGA3により置き換えられる特異的結合は、非活性型のGA34により置き換えられる非特異的結合に比べ非常に小さかった。この粗タンパク質をジベ-ル酸をリガンドとして、アミノセルロファインに結合させたプレカラムを通過させ、通過液を逆透析して約1gのタンパク質を得た。このタンパク質をGA4-17-ノルケトン-アミノオキシ酢酸を結合させたアフィニティ-カラムを用いて精製を進めた。アフィニティ-カラムに吸着されたタンパク質を塩濃度を上げて溶出を行い、逆透析を行ったところ約150mgのタンパク質が得られた。このタンパク質について、このタンパク質について平衡透析によるバインディングアッセイを行ったところ、GA3によって置換される特異的結合が、非特異的結合を上回った。しかし、この段階においても、なおGA3により置換されない非特異的結合が40%近く存在した。次にセファクリルS-400を用いたゲル濾過を行ったところ、結合活性は約200KD付近の溶出画分に認められたが、この時点でのタンパク質の量は非常に少なく、Lowry法による定量は出来なかった。ゲル濾過の過程で吸着による損失が大きかったのではないかと考え、検討を加えている。矮性インゲン(Phaseolus vulgaris cv.Mantle)を材料として、ジベレリン結合蛋白の抽出、精製法について検討した。材料は、自然光下、圃場にて播種、発芽させた1-3週間目の生長点部分を採取し、直ちに液体窒素で凍結したものと、ベーミキュライトに播種し、暗黒下25度で2週間生育・徒長させ、その生長点を凍結されたものを用いた。材料をトリス緩衝液で抽出した後、10,000gで遠心分離した後、トリチウム標識したGA1を用いて結合蛋白の検索を行ったところ、何れの材料にもGA1に結合する蛋白が、可溶性画分と沈澱の双方に存在することがわかった。以後の蛋白の精製の難易度を考慮し、暗黒下で生育させた材料を用いることとし、現在約3kgの材料を準備している。第一次の本格的な単離操作を、まもなく、5kgの材料が準備でき次第開始する。一方、ジベレリン結合蛋白の精製については、その過程で最も重要なステップと考えているアフィニティークロマトグラフィーについて、抗GA1抗体をモデルとして、実験条件の設定を行うとともに、少量の植物材料を用いて、その有効性の確認をおこなった。その結果、リガンドのジベレリンと担体のゲルの間には少なくとも、炭素数5個以上のスペーサーを挿入する方が、効果的であること、植物の抽出液の中には、非特異的に、かつ、不可逆的にアフィニティーゲルに吸着されるものが無視できない程度に含まれている可能性が示唆された。そこで、ジベレリン結合蛋白に親和性を示さないプレカラム用のゲルの調製を行っている。また、以上の実験を行う過程で、抗GA1、GA4抗体を用いたELISAが結合蛋白の検出に有効であることが示された。

矮性インゲン(Phaseolus vulgaris cv.Mantle)の黄化芽生えの上胚軸約3kgをトリス緩衝液で抽出し、約9,000gの遠心分離により、不溶性画分を除去し、上清に硫安を加えてタンパク質を沈澱させ、粗タンパク質を得た。これを透析して硫安を除き、18,000gの遠心分離を行い、上清について平衡透析法および抗GA4抗体との競合反応を利用したELISAによるバインディングアッセイを行ったところ、活性型ジベレリンであるGA4と結合する性質を持ったタンパク質の存在が確認された。この結合は、同じく活性型のGA3により置き換えられる特異的結合は、非活性型のGA34により置き換えられる非特異的結合に比べ非常に小さかった。この粗タンパク質をジベ-ル酸をリガンドとして、アミノセルロファインに結合させたプレカラムを通過させ、通過液を逆透析して約1gのタンパク質を得た。このタンパク質をGA4-17-ノルケトン-アミノオキシ酢酸を結合させたアフィニティ-カラムを用いて精製を進めた。アフィニティ-カラムに吸着されたタンパク質を塩濃度を上げて溶出を行い、逆透析を行ったところ約150mgのタンパク質が得られた。このタンパク質について、このタンパク質について平衡透析によるバインディングアッセイを行ったところ、GA3によって置換される特異的結合が、非特異的結合を上回った。しかし、この段階においても、なおGA3により置換されない非特異的結合が40%近く存在した。次にセファクリルS-400を用いたゲル濾過を行ったところ、結合活性は約200KD付近の溶出画分に認められたが、この時点でのタンパク質の量は非常に少なく、Lowry法による定量は出来なかった。ゲル濾過の過程で吸着による損失が大きかったのではないかと考え、検討を加えている。
運転者の交通事故危険認知行動を踏まえた道路計画に関する研究

本研究では、運転者の立場に立ち、その事故危険性に関する意識及び運転中の注視行動を基に道路の交通事故危険度を表現する指標を明らかにし、その交通事故危険度より安全性の視点から見た道路の設計方針に資する成果を提示することを目的に研究を行っている。本年度行った研究は、以下の通りである。交通事故の危険性に関する意識調査により、個人の感じる危険性と実際の交通事故の発生状況には非直線的な関係が存在することが明らかにされた。すなわち、交通事故の危険意識が極めて高い地点においては実際の交通事故発生状況は比較的少なく、また、危険意識が極めて低い地点においては事故の発生は比較的多くなることが確認された。このデータを共分散構造分析等により危険意識を構造化したところ、交通事故の危険意識は、「狭さく性」、「交通流の乱れ」、「歩車の錯綜」という3つの定性的要因で表現できることがわかり、また、その要因の間でも「狭さく性」によるところが大きいことが明らかにされた。また、右折直進事故が多発する地点においてドライバーの注視行動調査を行ったところ、右折車両の運転者は対向直進車が視界に入ると直ちに確認しているもののの、直進車両の運転者は対向右折車が視界に入っていても直ちに確認していない状況が生じていることが確認された。これは、右折車両の運転者および直進車両の運転者に意識の違いがあることを示したものと考えられる。さらにこの地点において、双方の見通し距離を測定したところ、見通し距離は状況により変化しており、その分散が大きい方向において、交通事故が多発していることが確認された。これは、見通し距離の分散が大きい状況下で、右折の判断を運転者に求めていることが問題と考えれられる。交通事故の発生は稀であるため、事故データに基づき統計的な分析を行うためには、交通事故データを経年的に整備する必要がある。そのため、本年度ではまず、平成8年に研究対象地域において発生した交通事故データを、GISシステム上に追加・更新させた。その結果、本GISシステム上には1988年から1996年まで9年間の交通事故データが蓄積されたことになる。更新された本GISを用いて、多発地点を発生する交通事故の特性をもとにグループ分けし、そのグループ毎に交通安全上問題となる項目をまとめた。その結果、道路の設計速度と実勢速度のミスマッチによる交差点視距の低下、交差点において右折時に対向右折車両による対向直進車両への視距の低下、および沿道構造物による物理的視距の低下等、基本的に視距の低下が交通事故多発地点における事故原因になっていることが確認された。さらに、上記多発地点のうちの1地点において、交通量、走行速度等、実際の交通状況の把握、およびアイマークレコーダを用いたドライバーの注視点行動調査等の交通状態調査を行った。その結果、当該交差点においては、整備されたカーブミラーを見ることなく目視により安全性を確認して右折行動を行っていることが確認されており、ドライバーに対してカーブミラーの使用を促す対策が必要であることが示唆される。今後、特徴的な交通事故多発地点において、アイマークレコーダ等を用いた交通実態調査を行い、交通事故多発地点における画期的な交通安全対策を提案する予定である。

すなわち、交通事故の危険意識が極めて高い地点においては実際の交通事故発生状況は比較的少なく、また、危険意識が極めて低い地点においては事故の発生は比較的多くなることが確認された。このデータを共分散構造分析等により危険意識を構造化したところ、交通事故の危険意識は、「狭さく性」、「交通流の乱れ」、「歩車の錯綜」という3つの定性的要因で表現できることがわかり、また、その要因の間でも「狭さく性」によるところが大きいことが明らかにされた。また、右折直進事故が多発する地点においてドライバーの注視行動調査を行ったところ、右折車両の運転者は対向直進車が視界に入ると直ちに確認しているもののの、直進車両の運転者は対向右折車が視界に入っていても直ちに確認していない状況が生じていることが確認された。これは、右折車両の運転者および直進車両の運転者に意識の違いがあることを示したものと考えられる。さらにこの地点において、双方の見通し距離を測定したところ、見通し距離は状況により変化しており、その分散が大きい方向において、交通事故が多発していることが確認された。これは、見通し距離の分散が大きい状況下で、右折の判断を運転者に求めていることが問題と考えれられる。
Dynamical screening effects in pump-probe Hard X-ray Photoelectron Spectroscopy

我々は、微小焦点X線自由電子レーザー(XFEL、hnu = 8keV)パルスをプローブとして、赤外線レーザーパルス(hnu = 1:55eV)をポンプとする時間分解硬X線光電子分光法(trHAXPES)開発した.我々は、XFEL誘発真空空間電荷効果を研究するために実験とシミュレーションの組み合わせを使用した。この結果は、La:SrTiO3の固有電荷キャリア再結合ダイナミクスから真空空間電荷効果を分離する方法を提供し、マイクロメータスケールでの空間分解能を備えたピコ秒時間スケールでの固有電荷キャリアダイナミクスの研究への道を開く。