hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
初期う蝕の硬組織状変性化の検出器の開発とEBMに即した客観的評価方法の確立

本研究では、超音波の非破壊検査をベースとした新しい初期う蝕診断装置を製作し、その性能を検証する事で、世界的に標準となるう蝕評価の方法を提言するものである。製作した超音波う蝕測定装置のセンサ部分は直径が5mm、長さが20mmの大きさであり、そのままでも口腔内で測定する事が可能な大きさであり、その制御・アンプ部も電池駆動が可能な小型の装置を製作した。前年度は信号にノイズが乗っていたが、このノイズを除去する事に成功し、発信が非常に安定し、測定の安定性が向上した。さらに歯面への接触圧を調整する簡便な接触子を考案したことにより、臨床での応用に向けて小型で独立した測定システムを構築できる目処が立った。この測定装置の性能を検証するために、各段階に脱灰した抜去歯を用いてその脱灰の度合いと測定値を比較した。XYZ軸制測定ステージと微圧センサを組み合わせた試料固定台と制御プログラムおよび同期して動く計測プログラムを制作し、歯面の測定を繰り返し行った所、歯の表面状態に応じた計測値を再現性良く測定することができることが示された。さらに、エナメル質や象牙質、歯石などを含む歯面の状態を超音波測定器で判別できる可能性も示された。この研究成果は、う蝕診断の新たなツールとなりうる可能性を示し、実際の臨床研究応用への道を開くものとなった。
国家の難民保護義務について―グローバル正議論の再検討から

今年度は、グローバル正義論における人々の国際的な移動に関する議論をサーベイし、その報告を「オルタナティブなシティズンシップという企て--諸境界の不正義に抗して」(『トマス・ポッゲ招聘ワークショップ』2010年8月18日、立命館大学)と題して行った。このワークショップのレビューを「トマス・ポッゲ教授招聘ワークショップ」『生存学』Vol.3において行った。さらに、先進諸国における国境管理政策と、そのもとで難民申請者たちが受けている影響について調査を行った。前者についてはカナダのヨーク大学にある難民研究センターで、いわゆる「難民封じ込め」政策がカナダにおいて確立する1980年代後半から90年代前半のカナダ政府の議事録などの資料を中心に収集した。後者については主に関西で難民申請者や移民の支援をしているNGO団体と難民申請者らへのインタビューを行った。特に2010年に大阪府と茨城県の外国人収容施設で被収容者たちが起こしたハンガーストライキとその成果に注目した。これらの調査報告を、「収容所からのデモクラシー--日本の「不法移民」によるハンガーストライキ」(『第7回国際カンファレンス:多文化主義と社会的正義』、2011年1月9日、立命館大学)で行った。また、アウトリーチ活動として「難民入門セミナー」(アムネスティインターナショナル日本・奈良グループ主催、2010年4月24日)で講師役を務めるなど、社会還元活動も行った。
長期・モダリティ普遍なランドマークの開発とユニバーサルマップ運用システムの実現

本研究の目的は,低演算負荷で高精度な位置同定を行うためのクライアントーサーバ型の位置同定インフラストラクチャシステム:Universal Map (UMap)を構築することである.3年目となるH30年度は開発課題として、(1)推定精度とデータベース(DB)容量のトレードオフを解消する勾配膨張画像DBの生成とそれを用いた類似度計算アルゴリズム、(2)クライアントデータを全天球画像とする場合への類似度計算アルゴリズムの拡張、(3)DB構造化による画像検索の効率化、(4)慣性センサの利用によるクライアント姿勢計測に基づくセンシング画像のロール回転補正を行った。また検証課題として、(5)事前マップの精度が位置推定誤差に及ぼす影響についてシミュレーション実験をベースに考察を深めた。特に以下のような顕著な成果を得た。(1)勾配膨張画像の生成では、線分の膨張幅wlと線分からの距離に比例して現象する色濃度下限値ccの2つのパラメータで変換手法の定式化を行った。類似度計算結果の顕著性からwl=10、cc=0が適していることを確認した。また、H28年度に開発したNLMと比較して、同等精度を保ちながらDB画像枚数を1/100にすることが可能であることを確認した。(2)全天球画像をクエリとして位置解決演算を行うために、全天球画像DBを生成するアルゴリズムをOpenGLと市販のソフトウェアPtGUIを利用して構成した。また、クエリ画像を逐次回転させながら類似計算を行うアルゴリズムを実装した。一般的なカメラに対して、同等精度で画像DB容量を1/2にすることが可能で、さらにオクルージョンに対して頑健であることを確認した。(1)と(2)を組み合わた場合、理論上でDB容量を1/200にすることが可能で、屋内位置推定インフラとして実用化レベルに達したと言える。本研究の目的は,低演算負荷で高精度な位置同定を行うためのクライアントーサーバ型の位置同定インフラストラクチャシステム:U-Mapを構築することである.初年度(H28)は,U-Mapにおけるランドマークとしてクライアントのセンシングデータとサーバの3Dワイヤフレームのそれぞれからkeyedgeを抽出するアルゴリズムを開発し,また,それぞれのkeyedgeを比較マッチングすることでセンシングデータの取得位置を同定する位置同定アルゴリズムを構築した.クライアントのセンサが2Dカメラの場合は,取得した2D画像にGioiらのLSD(Line Segment Detector)を適用し線分画像を得る.初年度はこの線分画像そのものをkeyedgesとみなした.一方,サーバ側の3Dワイヤフレームからは,クライアントカメラの諸元を踏まえた複数の視点画像を生成する.例えば,対象エリアを縦10m,横5m,高さ1mとし,この範囲で10cm間隔で画像を生成すると視点画像データベース(DB)の総数は50000枚となる.サーバ側においても視点画像そのものが線分画像でありこれをkeyedgesとみなした.マッチングによる位置同定ではリアルタイム性が重要であり,1回の演算に許容される時間はおよそ1秒である.この課題に対して,GPUコンピューティングによりマッチング処理を並列化することで演算処理の高速化を達成した.現状で,40,000枚のDB画像群の中から最もセンシングデータに近い視点画像を算出する演算にかかる時間は約0.7秒である.また,平均位置推定精度は6cmであった.この他,センシング線分画像の消失点位置からDB画像群の探索位置を限定することでマッチング処理を高速化する手法,3Dワイヤフレームにない線分を検出し,条件を満たせば新たにマップに追加するというマップ更新アルゴリズムを開発した.keyedgeの開発においては,データ形式の異なるセンシングデータとマップデータの双方から,比較マッチングが可能な形式のkeyedgeを抽出するアルゴリズムを開発し,それらのマッチングによりセンシングデータの位置推定を行うアルゴリズムの開発に成功した.しかしながら,現状でのkeyedgeは線分画像そのものとしており,データ量やマッチングアルゴリズムの高速化に向けて大きな足かせとなっている.この点において,keyedge開発においては今年度の達成目標に到達していないと考える.一方で,H29年度に着手予定であった未登録線分の発見によるマップ更新アルゴリズムについては,そのコアアルゴリズムの開発に成功している.結論として,「keyedge開発」の遅れと「マップ更新アルゴリズム開発」の当初の計画以上の進展との相殺により,H28年度の進捗を「(2)おおむね順調」とした.本研究の目的は,低演算負荷で高精度な位置同定を行うためのクライアントーサーバ型の位置同定インフラストラクチャシステム:Universal Map (UMap)を構築することである.2年目となるH29年度は位置解決アルゴリズムの高精度化、演算負荷の縮小と演算時間の短縮,評価用データセットの作成を行った.H28年度に開発した位置解決手法(Naive Lines Matching: NLM.グローバル画像から生成した多数のDB画像とセンシング画像との類似度計算を行い類似度が最大となるDB画像を探索)では、事前準備するDB画像群の生成間隔(グリッド間隔)を小さくするほど位置解決結果の精度は向上する.一方で,グリッド間隔を小さくすれば生成されるDB画像の数が増加し,探索における演算負荷と探索時間の増大をもたらす.この精度向上と演算負荷の減少のトレードオフの問題に対し,グリッド間隔を小さくすることなく位置解決精度を向上させる手法としてDistance Transformed Lines Matching: DTLMを開発した.DTLMでは類似度計算に距離変換画像からなるDBを用いることで,最大類似度画像の探索と同時にその画像とセンシング画像の位置ずれ誤差を推定することが可能である.グリッド間隔200 mmのDB画像を用いた位置推定評価実験では,NLMの誤差平均210 mmに対してDTLMの誤差平均170 mmと精度向上を確認できた.

このほか,センシング時の事前情報を利用する手法として,連続的な位置推定を行う場合に1時刻前の位置推定結果を用いて現時刻の位置推定の探索範囲を限定するConsistency Adjustmentアルゴリズムを開発した.同上の評価実験にて,NLM+CAアルゴリズムを用いた位置推定結果は,平均誤差110 mmと精度向上を確認できた.H29年度の時点で,本研究課題の目的であるクラウド型位置推定インフラストラクチャシステム(UMap)を実現するための課題である,普遍的なランドマーク特徴の開発,クライアントサーバシステムの開発,普遍的ランドマークを利用した位置解決アルゴリズムを構築し解決した.また,発展課題となる環境変化に応じて発生する新規のランドマークの発見とマップへの追加・更新システムについて,そのコアアルゴリズムを開発している.研究計画をクリアするために残された課題は,評価実験のためのフィールドのCADマップの作製と位置推定精度評価用のデータセットの作成,そしてそれらを用いての提案システムの評価である.この残された課題は,最終年度となるH30年度で十分に達成可能であるためH29年度の進捗を(2)おおむね順調と評価した.本研究の目的は,低演算負荷で高精度な位置同定を行うためのクライアントーサーバ型の位置同定インフラストラクチャシステム:Universal Map (UMap)を構築することである.3年目となるH30年度は開発課題として、(1)推定精度とデータベース(DB)容量のトレードオフを解消する勾配膨張画像DBの生成とそれを用いた類似度計算アルゴリズム、(2)クライアントデータを全天球画像とする場合への類似度計算アルゴリズムの拡張、(3)DB構造化による画像検索の効率化、(4)慣性センサの利用によるクライアント姿勢計測に基づくセンシング画像のロール回転補正を行った。また検証課題として、(5)事前マップの精度が位置推定誤差に及ぼす影響についてシミュレーション実験をベースに考察を深めた。特に以下のような顕著な成果を得た。(1)勾配膨張画像の生成では、線分の膨張幅wlと線分からの距離に比例して現象する色濃度下限値ccの2つのパラメータで変換手法の定式化を行った。類似度計算結果の顕著性からwl=10、cc=0が適していることを確認した。また、H28年度に開発したNLMと比較して、同等精度を保ちながらDB画像枚数を1/100にすることが可能であることを確認した。(2)全天球画像をクエリとして位置解決演算を行うために、全天球画像DBを生成するアルゴリズムをOpenGLと市販のソフトウェアPtGUIを利用して構成した。また、クエリ画像を逐次回転させながら類似計算を行うアルゴリズムを実装した。一般的なカメラに対して、同等精度で画像DB容量を1/2にすることが可能で、さらにオクルージョンに対して頑健であることを確認した。
クロマチンリプログラミングに伴うDnmt1の機能変換機構とその意義の解明

DNAのメチル化は、哺乳類の初期胚発生制御に重要である。DNAメチル基転移酵素には、無修飾ゲノム領域をメチル化するDnmt3aとDnmt3b、そのパターンを維持するDnmt1がある。これらを全て欠損した三重欠マウス胚性幹細胞(TKO ES細胞)は分化能を失う。我々は、Dnmt1を強制発現させたTKO ES細胞(TKO+1 ES細胞)は、分化能を再獲得することを見出した。本研究の目的は、TKO+1 ES細胞の分化過程で、Dnmt1が無修飾ゲノムをメチル化する制御機構を明らかにすることにあり、特に、クロマチン構造との相互関係に注目した。2018年度は、Dnmt1による新規DNAメチル化活性が顕在化するTKO+1 ES細胞の分化段階やクロマチン構造を解析した。(1) DNAメチル化とその酸化体5-ヒドロキシメチルシトシンの総量を解析し、Dnmt1は未分化なTKO ES細胞ゲノムをメチル化せず、分化に伴ってメチル化することを再確認した。この違いは、Dnmt1酵素の修飾変化ではなく、Dnmt1のターゲット領域の発生段階特異的クロマチン緩和によるアクセス許容性変化により制御されている可能性を見出した。このことは、クロマチンを活性化するリガンドや低分子化合物を加えると、未分化TKO+1 ES細胞に新規メチル化が誘導されたことから支持された。(2)分化誘導プロセスにおけるmRNA発現を網羅的に解析し、原条形成や始原生殖細胞マーカーを高発現する核の状態を経過するとDnmt1によるDNAメチル化が増加することを確認した。2019年度は、現在開始しているバイサルファイトシークエンスによるTKO+1 ES細胞における新規メチル化領域の網羅的解析と今後予定しているATAC-seqによるオープンクロマチン領域の網羅的解析の結果を照らし合わせ、Dnmt1活性とクロマチン構造との関連性を探る。Dnmt1は、精製した無修飾DNAをメチル化できるが、細胞の中で新規メチル化活性をもつか明らかになっていない。我々は、CAGプロモーター下でDnmt1を強制発現させた2株のTKO+1 ES細胞を入手して分化誘導し、TKO+1 ES細胞がDnmt1によって分化能を再獲得したことを見出した。この結果は、Dnmt1が分化に必要なDNAメチル化を付加できることを示す。次に、TKO ES細胞をネガティブコントロール、親株のES細胞をポジティブコントロール、Dnmt3a/3bの二重欠損ES細胞を内在性Dnmt1を発現するコントロールとし、Dnmt1がどのようにTKO+1 ES細胞ゲノムをメチル化するか解析した。5mCはTet酵素によって5hmCへ変換されるため、Dnmt1の活性は5mCと5hmCに対する細胞免疫染色のシグナル総量として評価した。結果、Dnmt1は、未分化ES細胞ではメチル化できず、分化に伴ってメチル化できるようになることを見出した。Dnmt1の新規メチル化活性は、(1)Dnmt1のN末端領域の修飾の違いや(2)ターゲットDNA領域のクロマチン構造の違いによって制御され得る。N末端を欠損したDnmt1にも新規メチル化活性を見出したことから、(1)の可能性は低いといえる。次に、シグナル経路の下流でクロマチンを活性化するリガンドや低分子化合物(Activin A, HDAC阻害剤, G9a阻害剤など)を加え、クロマチン活性化とDnmt1によるDNAメチル化との関連性を調べた。結果、TKO+1 ES細胞は、短時間で5mC/5hmC化された。以上から、Dnmt1の新規メチル化活性は通常ヌクレオソーム構造によって阻害されているものの、特殊なクロマチン緩和状態になるとDnmt1の新規メチル化活性が顕在化すると考えられた。以上の結果は、Dnmt1の新たな特性を示すものであった。2018年度は仮説をさらに検証するため、TKO+1 ES細胞をエピブラストから中内胚様性の細胞へと分化誘導し、5mCと5hmCのICCシグナル総量が最も高くなる分化段階でどのような遺伝子発現のプロファイルを示す細胞へと分化しているのかを明らかにする目的でmRNA発現を網羅的に解析した。結果、定量性RT-PCR(RT-qPCR)法による解析結果と同様に、原条形成や始原生殖細胞マーカーを高発現する状態を経過していることを確認した。このとき、H3K9me3の大幅な消失を伴っていた。よって、胚発生における生殖系列の分化はWnt/Nodal/Bmpシグナルの連続的活性化誘導されるが、これらシグナル経路によって核のリプログラミングも誘導される.Dnmt1による新規メチル化は、これらの現象に連動して起こる可能性が高い。しかし、実際、胚発生の生殖系列分化過程において、Dnmt1の新規メチル化活性が働いているのかどうか、もし働いているのなら、その生理的な機能は何かなど未だ不明な点が多く残されている。今後の推進方法:2019年度は、現在進めている全ゲノムバイサルファイトシーケエンス(BS-seq)によるDnmt1の新規メチル化活性に由来する5mCと5hmCの局在性の網羅的解析から得られた結果を詳細に評価する。また、オープンクロマチン領域を網羅的に解析できるATAC-seq法を用いてクロマチン構造を解析する。これらを対比し、Dnmt1が作用するゲノム領域の特性を探る。このBS-seq解析に関して、新たに九州大学と共同研究体制を構築した。

DNAメチル基転移酵素には、無修飾ゲノム領域をメチル化するDnmt3aとDnmt3b、そのパターンを維持するDnmt1がある。これらを全て欠損した三重欠マウス胚性幹細胞(TKO ES細胞)は分化能を失う。我々は、Dnmt1を強制発現させたTKO ES細胞(TKO+1 ES細胞)は、分化能を再獲得することを見出した。本研究の目的は、TKO+1 ES細胞の分化過程で、Dnmt1が無修飾ゲノムをメチル化する制御機構を明らかにすることにあり、特に、クロマチン構造との相互関係に注目した。2018年度は、Dnmt1による新規DNAメチル化活性が顕在化するTKO+1 ES細胞の分化段階やクロマチン構造を解析した。(1) DNAメチル化とその酸化体5-ヒドロキシメチルシトシンの総量を解析し、Dnmt1は未分化なTKO ES細胞ゲノムをメチル化せず、分化に伴ってメチル化することを再確認した。この違いは、Dnmt1酵素の修飾変化ではなく、Dnmt1のターゲット領域の発生段階特異的クロマチン緩和によるアクセス許容性変化により制御されている可能性を見出した。このことは、クロマチンを活性化するリガンドや低分子化合物を加えると、未分化TKO+1 ES細胞に新規メチル化が誘導されたことから支持された。(2)分化誘導プロセスにおけるmRNA発現を網羅的に解析し、原条形成や始原生殖細胞マーカーを高発現する核の状態を経過するとDnmt1によるDNAメチル化が増加することを確認した。2019年度は、現在開始しているバイサルファイトシークエンスによるTKO+1 ES細胞における新規メチル化領域の網羅的解析と今後予定しているATAC-seqによるオープンクロマチン領域の網羅的解析の結果を照らし合わせ、Dnmt1活性とクロマチン構造との関連性を探る。Dnmt1は、精製した無修飾DNAをメチル化できるが、細胞の中で新規メチル化活性をもつか明らかになっていない。我々は、CAGプロモーター下でDnmt1を強制発現させた2株のTKO+1 ES細胞を入手して分化誘導し、TKO+1 ES細胞がDnmt1によって分化能を再獲得したことを見出した。この結果は、Dnmt1が分化に必要なDNAメチル化を付加できることを示す。次に、TKO ES細胞をネガティブコントロール、親株のES細胞をポジティブコントロール、Dnmt3a/3bの二重欠損ES細胞を内在性Dnmt1を発現するコントロールとし、Dnmt1がどのようにTKO+1 ES細胞ゲノムをメチル化するか解析した。5mCはTet酵素によって5hmCへ変換されるため、Dnmt1の活性は5mCと5hmCに対する細胞免疫染色のシグナル総量として評価した。結果、Dnmt1は、未分化ES細胞ではメチル化できず、分化に伴ってメチル化できるようになることを見出した。Dnmt1の新規メチル化活性は、(1)Dnmt1のN末端領域の修飾の違いや(2)ターゲットDNA領域のクロマチン構造の違いによって制御され得る。N末端を欠損したDnmt1にも新規メチル化活性を見出したことから、(1)の可能性は低いといえる。次に、シグナル経路の下流でクロマチンを活性化するリガンドや低分子化合物(Activin A, HDAC阻害剤, G9a阻害剤など)を加え、クロマチン活性化とDnmt1によるDNAメチル化との関連性を調べた。
心筋梗塞患者のうつ併発を判断するアセスメントツールの開発

本研究は、心筋梗塞発症後の患者のうつ併発を看護師が判断できるアセスメントツールを開発することを目的とした。36歳から80歳までの59名の患者および患者に関わる40名の看護師を対象とした。うつの評価は、患者の入院期間中に看護師によるアセスメントツールの実施、研究者らがうつ評価尺度と面接を実施した。調査は、発症から7日目と14日目に行った。心筋梗塞患者は7日目のうつ症状が強く、14日目には改善していた。患者のうつ症状と看護師が実施したアセスメントツールの分析をした結果、8項目の重要なアセスメント内容が抽出された。心筋梗塞患者および心筋梗塞患者に看護を実践する看護師を対象として、心筋梗塞発症後の患者が併発したうつの状態を看護師が判断することを可能とするアセスメントツールの開発を試みた。心筋梗塞後のうつは、生存率を低下させることが先行研究によって明かであり、患者のQOLにも影響を与える要因である。既存のうつを評価する尺度は、患者本人が評価しなければならない。循環器疾患で入院した患者に精神科受診を勧めること本人や家族の承諾が得られず、困難となることもある。本研究の結果により開発されるアセスメントツールは、看護師による評価であり、看護師の日々のアセスメントを活用して行うことができ、患者の負担がない。さらに、客観的数値を示すことが可能となる。昨年度に引き続き、本年度も調査を実施した。対象患者に対して、研究協力依頼を行い、同意が得られた患者に対して、看護師によるアセスメントツールの実施と研究者と精神科医によるうつ評価面接、採血による炎症マーカーおよび酸化ストレスマーカーのデータ収集、患者自身による既存のうつ尺度への回答の実施を行った。また、併せて患者のデモグラフィックデータの収集を行った。最終的に同意が得られた患者は、59名であり、平均年齢61.95歳±10.82、男性49名、女性10名であった。発症から14日後の調査までに退院および研究を辞退した対象者は9名であった。同意が得られた看護師は、40名であり、そのうち男性は2名であった。平均年齢は30.0±6.5歳、看護師経験年数の平均は8.6±6.8年、循環器領域における経験年数の平均は6.0±5.0年であった。精神科経験年数のあるものは2名であり、14ヶ月18ヶ月であった。現在、データ入力・分析を進めている。心筋梗塞患者および心筋梗塞患者に関わる看護師を対象として、心筋梗塞発症後の患者が併発したうつの状態を看護師が判断するのを可能とするアセスメントツールの開発を目的に取り組んでいる。心筋梗塞発症後のうつ併発は、患者の生存率やQOLに影響する要因であり、入院期間中にうつ状態を評価できるアセスメントツールは早期の介入を可能とさせる。また、既存のうつ尺度は患者自身が評価しなければならないが、本研究の結果により明らかとなるアセスメントツールは、看護師による日々のアセスメントを活用することができ、患者に負担がない。研究計画について医学・看護学の専門家にスーパーバイズを受けた。アセスメントツールの項目の抽出を1年目、妥当性の調査については2年目と考えていたが、アセスメントツールの項目は先行研究から抽出し、妥当性を調査することとなった。また、医学的知見から専門医によるうつ状態の判定を取り入れることにした。アセスメントツールの項目を抽出し、精神神経科の専門医に漏れがないか等のアドバイスを受けた。さらに、研究協力を得る病院における倫理審査において承認を得た。その後、研究実施施設以外で心筋梗塞患者の看護を実践している看護師を対象にプレテストを実施した。その後、研究協力施設における承諾を得たのち、対象となる2病棟において看護師を対象に研究依頼を行い、承諾を得た。対象となる2病棟に入院した患者で、選定条件に合う患者に対して発症から7日目と14日目に調査を実施している。内容は、対象看護師によるアセスメントツールの実施と対象患者に対するうつ評価面接と採血による炎症マーカーや酸化ストレスマーカーのデータ取集、対象患者自身による既存のうつ尺度への解答の実施である。また、患者のデモグラフィックデータ収集を行っている。現在、約15例の調査が終了している。1年目の研究実施までに、研究計画の立て直しやスーパーバイズ・研究協力者の確保および調整に時間を要した。その理由として、複数領域に渡るスーパーバイスを求めたこと、協力病棟の看護師全員に対して理解を得る必要があったことが挙げられる。そのため、調査開始が遅くなった。しかし、2年に分けて実施する予定であった内容を現在、同時に進行していること、研究協力施設および研究協力者の協力により対象者を増やしつつあることから、最終目的に対する進行状況は順調だと考える。

研究協力施設の心筋梗塞患者の受け入れ状況や患者の病状により、予定している対象者数を確保できない可能性が高いと考える。心筋梗塞の症例を確保するため、研究協力施設を増やすことを検討したが、うつの判断に精神神経科の専門医による面接を受けられる環境を調整することは困難であると考える。そのため、今後はさらに研究協力施設および研究協力者との連携を密にし、対象者の確保に努めていく。また、対象年齢を80歳までとし幅広い年齢を対象とし、対象者数の確保をしていきたいと考える。対象者数を増やすとともに、データ収集および整理を行い、データ分析を実施していく予定である。データ収集に伴う検査用紙の購入および印刷費用、血液検体を扱うためのスピッツやラベル、検査費用が主にかかる。現在、血液検査の項目(高感度CRP、可溶性ICAM-1、IL-6)を外注検査で測定しており、1名の測定で17,820円かかる。また、昨今のパソコンを取り巻く環境に注意し、ウイルス対策をしたうえでデータ分析ができるようソフトの購入を予定している。さらに、循環器疾患とうつについての知見を深めることができるよう学会への参加や研修に参加していく。
複数の臨床診断項目が定義する疾患形質の遺伝疫学解析手法に関する研究

遺伝的多様性情報を個別化医療に活用するためには、複雑に定義された疾患概念と多数の遺伝的バリアントの組合せとの間の関連・因果関係を明らかにすることが必要である。遺伝的多様性の検出技術は進歩が速く、それと歩調を合わせつつ、遺伝的多様性と疾患定義との間の関連解析のための統計手法の構築が急がれている。本研究では特に診断基準と称されるタイプの疾患定義とレアバリアントに特に着目してその手法開発と手法開発のための問題定義を行った。ポストゲノム時代にあって、個別化医療の実現が課題である。その過程では、ゲノム情報とフェノタイプ情報の双方の諸要素を活用することが求められている。本課題では、特に、フェノタイプ側の諸要素(疾患診断基準や亜型の定義情報など)を取り入れた解析方法の開発・実装を目指している。特に、ジェノタイプ側の複数因子の非独立性とフェノタイプ側の複数因子の非独立性の配慮を課題とする。本研究課題では、初年度と第2年度(本報告年度)において、特に、フェノタイプ側の諸要素を活用するにあたっての解析手法に関する課題である。複数の疾患分類クライテリアからなる疾患のクライテリアアイテムの相互関係を評価し、それに基づくクライテリアの分類・クラスタリングを実施するとともに、患者集団を同様に分類・クラスタリングする手法の実装とその挙動についての検討を行った。また、その過程で構築した手法を実疾患データを解析する研究グループに提供した。同研究グループはその成果を疾患の定性的・定量的評価としてまとめる段階に入った。同時に、次世代シークエンサーの導入に伴う、ジェノタイプ情報の不確実性への対処も必須となるとともに、レアバリアントを用いた解析の定式化が実解析界では喫緊の課題としてクローズアップされてきた。ジェノタイプマーカー間の非依存性として、本研究課題が取り組み始めた主な標的は連鎖不平衡と集団構造化であったが、ここへきて、レアバリアントにおけるそれへの対処も必要となったことから、その点も含めて妥当な解析法の構成のための情報収集と予備検討を実施した。遺伝的多様性情報を個別化医療に活用するために、ゲノムワイドアソシエーションスタディの主流であった、二値型フェノタイプと遺伝子多型との関連ではなく、疾患を定義づける診断基準など複数の要素の複合によって形成されるフェノタイプを標的として遺伝因子の影響を評価することを中心にその統計手法の構成を行った。初年度のカテゴリカル要素の複合による診断基準に対するクラスタリング手法の応用に引き続き、第2年度は量的尺度が含まれる場合への拡張、ならびに、レアバリアントへの対応を検討したが、それを継続する形で第3年度(本年度)は次世代シークエンサーからのバリアント情報が確率的出力であることに留意し、遺伝的多様性に関する実験解析情報がリスクアレルの保有確率として得られる場合への拡張の可能性を検討した。リスクアレルの保有状態が確率的に得られる場合にフェノタイプとの関連を定量化する方法は、単純な二値型フェノタイプの場合にも未定見であることから、本年度は、複合的フェノタイプの場合に応用することを前提に二値型に関する評価法に立ち返って検討した。ポストゲノム時代にあって、テーラーメード医療の実現が課題である。その過程では、ゲノム情報と、フェノタイプ側の諸要素(ゲノム以外のオミックスデータ並びにバイオマーカーデータ)を活用し、さまざまな疾患の診断基準の変更・臨床病型の細分化・再定義などを検討することが要請される。これを進めるためには、遺伝子多型間の非独立性と、フェノタイプ側の諸要素間の非独立性の両方を考慮した、ジェノタイプ-フェノタイプ関連の評価法を構成する必要がある。本応募研究課題では、汎用されているゲノム疫学手法と課題申請者が過去3年間に開発した手法とを拡張することにより、ジェノタイプ・フェノタイプ双方の因子間の非独立性を考慮したジェノタイプ-フェノタイプ関連評価法の開発を目的とする。平成23年度にあっては、ゲノム疫学領域において、急速に高速シークエンス技術が進展した。このため、テーラーメード医療を前提とした診断基準・臨床病型への遺伝因子の活用には、多ローカスのレアバリアントの情報を取り込むことが必須であると考えられた。これを受けて、本研究では、高速シークエンスから得られる曖昧さを伴う多型情報に対応するためのアルゴリズムの考案と実装を手掛けるとともに、本研究課題の元来の目的である多項目からなる臨床病型と遺伝子多型との関係評価のための手法のチューニングを行った。また、そのチューニングにあたっては、代数統計学の手法を導入し、それに関する理論的考察も併せて進めた。フェノタイプを構成する複数因子の非依存性に関しては、それのみを取り出して、疾患患者集団情報を評価する枠組みを構成し、研究グループに提供することで、間接的な成果を出している。また、包括的な手法の開発・報告には至っていないが、遺伝的多様性を用いた疾患遺伝因子解析研究界が求める方向へと研究の主眼をシフトしながら研究を進めていることは、本課題の本質的な目的に合致するものであると考える。

当初、計画では、手法のパフォーマンス評価にあたって、タイプ1・タイプ2エラーの両方を適切に定量・比較するための、指標の作成を第一に行う予定であった。この指標の作成は未完成であるが、その代わりに、本研究の本義である、ゲノム疫学・ゲノム情報の臨床展開のために、新規技術への対応に関して、研究を展開し、また、それを進めるにあたって、他分野の知見を導入することで学際的な側面を増進させたから。本研究課題は、開発・実装手法それ自体を研究成果とするには至っていないが、そのアウトプットを疾患解析・遺伝因子解析に活用するという形で関節的に社会還元する段階に至っている。次年度は研究の最終段階であるが、開発・実装手法のうち、研究コミュニティにすでに提供した分を除去したうえで残る、手法としての新規性の大小に応じて、手法としての情報発信・社会還元を検討するとともに、この2年間で同定された手法の持つ要改善点につき、さらなる検討を進めることとする。大きな推進方策の変更はない。研究推進にあたって、新規技術への対応として取り組んだ、レアバリアント情報の取扱い、多次元分割表としてジェノタイプ・フェノタイプ関連を取り扱うために導入した代数統計学上の研究成果を発表することを、新たに目指すとともに、本来の目標達成に向けて推進する。情報収集、計算機的ルーチンに必要なPC・消耗品、成果発表のための雑費に主に使用する予定である。次世代シークエンス技術の変化が大きく、出力データタイプにも顕著な違いが目立つため、第2年度はそのための技術的対処を実施するとともに、さらなる実験技術の進化を先取りする形で、データ型・データ保全についての研究を行うことを、当初研究計画に追加するも音とする。この追加に伴って、削減するべき項目が表れるものの、大きな研究の枠組みを変えることは得策ではないから、既存手法の改良にあたって、独自のやり方による改良に拘泥せず、関連領域の知見の調査と取り込みの可能性を検討し、それによる進捗を検討する。上記を実施するにあたり、情報収集費を継続して使用する。
アルカリ骨材反応による損傷を受けたコンクリート構造物の補修設計に関する研究

コンクリート構造物を設計するにあたっては、本来、設計、施行、維持管理、補修、補強、取り換えを考慮にいれて行う必要がある。補修の難易度は、構造物の新設時における設計での安全係数を大きく左右する。しかし、コンクリート構造物の補修設計に関する研究は、新設設計に関するものと較べてきわめて少なく、特にアルカリ骨材反応による損傷に対する補修設計については、まだ試行錯誤的要素が強く、体系だった研究はなされていないのが現状である。本研究は、まだ検討例の少ない、アルカリ骨材反応による損傷を受けた構造物の補修設計を行ううえでの基本的な研究を行ったものである。補修材料としては種々の合成高分子材料を用い、補修工法としては表面処理をとりあげ、アルカリ骨材膨張メカニズムからこれらの仕様に要求される性能について検討した後、補修設計のフローを明らかにした。アルカリ骨材反応による損傷を受けたコンクリート構造物を補修するについては、ひびわれに起因する鉄筋腐食を防止すること、美観を回復させること、およびそれ以後のアルカリ骨材膨張を抑制することがその主要目的となる。ひびわれ補修としてしばしば用いられる樹脂注入は、鉄筋腐食の抑制には効果を示しても、他の暴露面からの水分の提供によってアルカリ骨材膨張が進行する可能性が高く、本質的な補修方法ではないと考えられ、表面処理が必要とされる。アルカリ骨材反応の結果生じる膨張には水分の供給が不可欠であると考えられることから、水分の抑制の観点から透水性と透湿性の定量化を通じて種々の表面処理仕様を検討し、アルカリ骨材膨張の抑制機構を明らかにするとともに、補修材料に必要とされるひびわれ追従性と併せて総合的に補修仕様を検討した。また、わが国における環境条件を考慮した促進乾湿作用を与えて、現実の構造物に対する適用性を明確にすることを試みた。アルカリ骨材反応,特にアルカリシリカ反応(ASR)による損傷を受けたコンクリート構造物を補修するにあたって用いられるライニングなどによる表面処理工法について,各種処理仕様の特徴および施工面積率等に関し,水分の制御に着目した検討を行なった結果,以下のような結果が得られた。1.ウレタンやエポキシなどの樹脂でライニングする表面処理は,コンクリートがASR膨張を生じた場合,ひび割れや膨れ,ゲルの析出などの外観上の損傷が著しく,その使用に際してはひび割れ追従能力の優れたものが好ましい。2.シランを用いた発水系の仕様では,比較的ASR膨張を抑制する効果が認められた。また,その効果はコンクリート内部の水分が逸散できる機会のある環境において顕著となる。シランの使用量や他の仕様との併用などについての検討が必要である。3.表面処理を施すコンクリートの表面積と体積との比や施工面積率はASR膨張抑制効果に影響を与える要因であり,表面処理のASR膨張抑制効果に影響を与えるものとして考慮しなければならない。また,内部水分量も表面処理によるASR膨張抑制効果に影響を与える要因であると考えられるが,内部水分量が810%程度の違いの範囲ではその影響はあまり大きくない。4.コンクリートの表面処理による水分制御によってASR膨張の抑制をはかる場合,水分の供給を中心とした透水性と,水分の逸散を中心とした透湿性の両者を考慮しなければならない。5.以上に示した室内実験におけるASR膨張の進行程度は,相対動弾性係数を利用することにより定性的な評価ができた。コンクリート構造物の早期劣化の原因として挙げられているアルカリ骨材反応によるコンクリートの膨張や塩化物による鉄筋の腐食においては、コンクリート中の水分が重要な要因となることが多い。これに対し、コンクリート中の水分を制御する目的で用いられる表面処理仕様の一つに、シランを代表とする発水材によるものが注目を浴びている。

シランには多くの種類があり、発水性能に差が見られるため、その疎水基(アルキル基)および親水基(アルコキシ基)の大きさおよび個数などを変化させることにより、シランの分子構造を変化させ、これらが発水性に与える影響を検討した。得られた主な結論は以下の通りである。1.小角柱供試体を用いた試験により、透湿性は、短期的にシランの分子量の大きなものが小さなものに比べて劣る結果となった。また、透水性は疏水基(アルキル基)が大きく、親水基(アルコキシ基)が小さいほうが優れていた。これらの短期の性能は、現実の土木構造物で乾湿繰り返し作用を受ける場合も多いため、重要であると考えられる。このことから、本研究で用いたシランの中では分子量が262のものが最も優れていると判断された。2.分子量が極めて小さいシランはあまり発水性を期待できない。これは分子量が小さすぎると疎水基が水分を制御するのに十分な大きさでなくなるためと考えられる。その限界の分子量は150程度と思われる。3.シランによる表面処理を施工することにより、アルカリ骨材膨張、鋼材腐食をある程度は制御することができた。しかし、もともと塩分を大量に含むコンクリートの場合は、この表面処理のみでは制御できないものと考えられる。
使い易い数学ソフトウェアの研究・開発

使い易い数学ソフトウェアの開発をめざし,数値解析の分野と数値計算のためのヒューマン・インターフェースの分野で研究が進められた.数値解析の分野では,代数方程式の数値解法(鳥居、杉浦及び研究協力者),常微分方程式の数値解法(三井,杉浦及び研究協力者),確率微分方程式の数値解法(三井,杉浦及び研究協力者),差分・微分方程式の数値解法(三井及び研究協力者),ソリトン方程式の数値解法(三井及び研究協力者),数値積分法(鳥居,長谷川,杉浦及び研究協力者),線形方程式の数値解法(張,三井,杉浦,長谷川,鳥居及び研究協力者),線形方程式の数値解法(張,三井,杉浦,長谷川,鳥居及び研究協力者),多項式剰余列の安定な算法(鳥居,杉浦及び研究協力者)に関して研究が行われ,それぞれについて新しい数値計算アルゴリズムと理論的な知見が得られた.ヒューマン・インターフェースの分野では,自然な数式を用いた数学計算環境(鳥居,杉浦及び研究協力者)と曲面・曲線の生成(鳥居及び研究協力者)について研究が進められた.前者は,数式を用いたプログラミングの環境を構築することにより,人間の計算意図による計算機の計算能力のコントロールをより自然な形で行うことを可能とする.また,数学公式集など数式を含むデータのデータベース構築の技術的な基礎を与えた.後者は,制約条件の元での曲面・曲線生成に関する研究である.現実的な曲面・曲線設計においては,無制約であることよりある種の制約が課されることが多い.ここでは,もっとも基本的な制約条件である正値性,単調性,凸性について考察され,新しい生成アルゴリズムを提案した.使い易い数学ソフトウェアの開発をめざし,数値解析の分野と数値計算のためのヒューマン・インターフェースの分野で研究が進められた.数値解析の分野では,代数方程式の数値解法(鳥居、杉浦及び研究協力者),常微分方程式の数値解法(三井,杉浦及び研究協力者),確率微分方程式の数値解法(三井,杉浦及び研究協力者),差分・微分方程式の数値解法(三井及び研究協力者),ソリトン方程式の数値解法(三井及び研究協力者),数値積分法(鳥居,長谷川,杉浦及び研究協力者),線形方程式の数値解法(張,三井,杉浦,長谷川,鳥居及び研究協力者),線形方程式の数値解法(張,三井,杉浦,長谷川,鳥居及び研究協力者),多項式剰余列の安定な算法(鳥居,杉浦及び研究協力者)に関して研究が行われ,それぞれについて新しい数値計算アルゴリズムと理論的な知見が得られた.ヒューマン・インターフェースの分野では,自然な数式を用いた数学計算環境(鳥居,杉浦及び研究協力者)と曲面・曲線の生成(鳥居及び研究協力者)について研究が進められた.前者は,数式を用いたプログラミングの環境を構築することにより,人間の計算意図による計算機の計算能力のコントロールをより自然な形で行うことを可能とする.また,数学公式集など数式を含むデータのデータベース構築の技術的な基礎を与えた.後者は,制約条件の元での曲面・曲線生成に関する研究である.現実的な曲面・曲線設計においては,無制約であることよりある種の制約が課されることが多い.ここでは,もっとも基本的な制約条件である正値性,単調性,凸性について考察され,新しい生成アルゴリズムを提案した.平成6年度の研究計画にしたがって順調に研究は進行している。各研究者は、それぞれの役割分担に応じて、積極的に研究を行った。各研究者は応用数理学会平成6年度会、数値解析シンポジウム(東北大)、研究集会「数値計算アルゴリズムの現状と展望」(京都大、数理解析研)、第2回日中数値数学セミナー(電気通信大)、等で研究成果の発表を行った。また、関係の学術雑誌に投稿し、その内この一年間掲載された論文は5件である。新たに得られた主な知見:1.数値ヒルベルト変換、アダマ-ル変換の有効な算法2.有理関数近似のために必要な安定な算法3.非線形方程式へのDurand-Keruer型解法の拡張4.多重積分の優良格子点法の探索5.大規模線形方程式の反復解法の収束特性の改良等である。本研究計画においては、研究成果は最終的に数学ソフトウェアとして実装されることを意図している。この観点から今後計算機実験を多く行いアルゴリズムの有効性を検討し信頼できるソフトウェアを作らなければならない。平成7年度の研究計画に従って順調に研究は進行している.各研究者は,それぞれの役割分担に応じて積極的に研究を行った.各研究者は応用数理学会平成7年度会,数値解析シンポジウム(東京大)等で研究成果の発表を行った.また関係の学術雑誌に投稿し,その内この一年間に掲載された論文は6編である.新たに得られた主な知見:1.非斉次2階差分方程式の非優越解の計算法:通常の方法では困難な非斉次2階差分方程式の非優越解に対する柔軟で一般的な計算法を開発した.2.多重積分の優良格子点法の構成法:本研究グループで開発された優良格子点法の構成法を拡張し,適応範囲を拡大する方法を考案した.3.大規模線形方程式に対する積型反復公式:本研究グループの研究者により考案された積型反復公式に属する新しい公式族と,積型反復公式の評価に関する理論及び実験.4.多次元常微分方程式の安定な並列解法:安定性と並列計算における高能率性を兼ね備えたTwo-step Runge-Kutta公式の提案と実装実験.6.多項式剰余列の安定な生成法:ユークリッドの互助法の浮動小数点演算による安定な計算法の提案とその複素解析関数に対する有理関数近似への応用.などである.

平成8年度の研究計画に従って順調に研究は進行している.各研究者は,それぞれの役割分担に応じて積極的に研究を行った.この一年間に掲載された論文は6編である.新たに得られた主な知見:1.代数方程式に対する新しい全根同時反復解法の開発.2.確立微分方程式のためのROW型公式:次数条件に対するグラフ論的解析法の完成.3.差分微分方程式の安定性,及びそれに対する数値解法の安定性の理論.現実的な判定条件の提案4.振動関数の無限区間積分の効率的アルゴリズムの開発.5.大規模線形方程式に対する積型反復公式の評価に関する理論及び実験を引き続き行い,新たに有力な公式を発見した.6.多項式算法:多項式剰余列に対するGivens回転を用いた安定な算法の開発とその有理関数補間,代数方程式の解法への応用.などである.
アジアの大都市における環境改善技術

東南アジア諸国の大都市においては人口流入、モ-タリゼ-ションの進行、経済成長からくる産業廃棄物の増大とその処理設備の不備などから都市環境の悪化はもはや放置できない段階にある。環境保全のための技術は生産に直接結びつかないため、先進国型の高度な(しかがって高価な)技術は必ずしもこれらの国において経済合理性の枠内に組み込めない。本研究は、これら発展途上国の現状に適合した環境改善のための技術を開発することを最終目的としている。そのためには、対象国の研究者との共同研究が必須であり、また環境の現状、必要とする技術レベル、社会の受け入れ態勢などを十分に把握する必要がある。そのため、いままでの日本学術振興会事業などで交流のあった、フィリピンおよびタイの大学の教官と、(1)排気ガス浄化、(2)排水処理、(3)大気のモニタリングおよび大気拡散のモデル化、の3つのグル-プを構成し、それぞれの間での個別協議、討論とより広い立場からの全体討論を繰り返しつつ研究を進めた。今まで先行していた排気ガス浄化触媒研究グル-プは実験的共同研究を開始した。また、排水処理グル-プも砂糖工場の廃液処理という具体的目的に向けて研究を行なっている。しかし、本年はそのような共通の理解にたち、具体的な課題を見いだし、そのために日本で積み重ねてきた技術をどのように改良してゆくかとの意見交換のほうに重点をおいた。4月に学術振興会事業で来日している、Dr.Casiano Abrigo(UPLB、フィリピン)、Dr.Victor Luis(UPLB、フィリピン),Dr.Chairit Satayaprasert(CU、タイ)に参加していただき、日本において技術的な面についての研究討論会を行なった。また、6月にタイ国大使館Industrial CouncellorのPramode Vidtayasuk氏、同じくScience & Technology CouncellorのAnocha Noodharmcho氏に研究代表者である、新山がインタビュ-形式で技術開発、技術移転のタイ側からみた問題点を調査した。11月から12月にかけて、フィリピン、タイを訪問し、デラサ-ル大学(フィリピン)およびチュラロンコン大学(タイ)においてセミナ-を行なった。全体討論(全員参加)、個別的な実験結果の討論(グル-プ討議)、将来のより大きな協力研究への可能性の検討(代表者間討議)などを適宜行なった。また、先方国の研究者の案内により、現地の状況視察を行なった。以下に、共同研究の成果、今後に残された問題点、共同研究の在り方についてのグル-プ討議の結果などをまとめておく。1.自動車触媒について発展途上国においてはより酸化機能に重点をおいた開発が必要である。現在の3元触媒に比べ、ここで共同研究を行なっているコバルト酸化物担持金触媒は酸化機能が極めて高く、低速走行を余儀なくされているマニラ、バンコクなどの自動車触媒として使用できる可能性がある。2.砂糖工場などの廃液処理に現地で入手可能なものとして、砂糖黍の絞りかすであるパガスを熱処理して得られる活性炭による吸着浄化プロセスについて検討した。活性化条件により吸着機能が大きく異なる活性炭が調製できた。3.大気の拡散の簡略化した(先方国の簡単なパソコンでも処理できる程度の)モデルを提案した。東京、川崎地区では比較的よく大気の汚染状況を予測することが可能であった。マニラ、バンコク等でも今後適用を考えてゆく。4.このような協力研究はきわめて有益、かつ時宜を得たものであり、今後もぜひ続けていきたい。5.固体のゴミ処理の問題を今後考えてゆく必要がある。6.共同研究という意味以外に、技術講習会というような講演もあったがこれらは非常に先方国では歓迎された。7.フィリピン、タイという2ヵ国は自然環境、経済状況においてきわめて似かよっており、開発された技術は共通のものとすることができるであろう。また、その他のアセアン諸国でも利用可能と考えられる。

また、6月にタイ国大使館Industrial CouncellorのPramode Vidtayasuk氏、同じくScience & Technology CouncellorのAnocha Noodharmcho氏に研究代表者である、新山がインタビュ-形式で技術開発、技術移転のタイ側からみた問題点を調査した。11月から12月にかけて、フィリピン、タイを訪問し、デラサ-ル大学(フィリピン)およびチュラロンコン大学(タイ)においてセミナ-を行なった。全体討論(全員参加)、個別的な実験結果の討論(グル-プ討議)、将来のより大きな協力研究への可能性の検討(代表者間討議)などを適宜行なった。また、先方国の研究者の案内により、現地の状況視察を行なった。以下に、共同研究の成果、今後に残された問題点、共同研究の在り方についてのグル-プ討議の結果などをまとめておく。1.自動車触媒について発展途上国においてはより酸化機能に重点をおいた開発が必要である。現在の3元触媒に比べ、ここで共同研究を行なっているコバルト酸化物担持金触媒は酸化機能が極めて高く、低速走行を余儀なくされているマニラ、バンコクなどの自動車触媒として使用できる可能性がある。2.砂糖工場などの廃液処理に現地で入手可能なものとして、砂糖黍の絞りかすであるパガスを熱処理して得られる活性炭による吸着浄化プロセスについて検討した。活性化条件により吸着機能が大きく異なる活性炭が調製できた。3.大気の拡散の簡略化した(先方国の簡単なパソコンでも処理できる程度の)モデルを提案した。東京、川崎地区では比較的よく大気の汚染状況を予測することが可能であった。マニラ、バンコク等でも今後適用を考えてゆく。4.このような協力研究はきわめて有益、かつ時宜を得たものであり、今後もぜひ続けていきたい。5.固体のゴミ処理の問題を今後考えてゆく必要がある。6.共同研究という意味以外に、技術講習会というような講演もあったがこれらは非常に先方国では歓迎された。7.フィリピン、タイという2ヵ国は自然環境、経済状況においてきわめて似かよっており、開発された技術は共通のものとすることができるであろう。また、その他のアセアン諸国でも利用可能と考えられる。
遺伝子欠損マウスを用いたゲノム情報維持の分子機構に基づく変異原性の評価系の開発

酸化的DNA損傷に対する生体防御機構を基盤に、高感度の変異原性評価系を確立することを目的として取組み、酸化的DNA損傷に対する修復・防御系の遺伝子欠損マウスを用いることで、これまで野生型マウス等では検出されていなかった酸化ストレスに起因する変異について、詳細に解析できる系が確立できた。1.酸化ストレスとしてのX線の間接作用に注目して、6週齢のマウスにX線4Gyを全身照射し、2週間後に脾臓からDNAを抽出して突然変異を解析した。その結果、X線照射されたMth1遺伝子並びにOgg1遺伝子欠損マウスでは、酸化的DNA損傷や酸化的ヌクレオチド基質に起因すると考えられる特徴的な変異スペクトラムを観察した。2.Mutyh遺伝子欠損マウスでの自然突然変異の解析で、G:C→T:A型トランスバージョン変異が有意に上昇していたことを踏まえ、酸化剤である臭素酸カリウムを飲水投与したマウスの小腸での突然変異解析を行い、対象群と比較して、酸化ストレスを誘発したMutyh遺伝子欠損マウスでG:C→T:A型変異の有意な増加を認めた。自然及び酸化ストレス誘発突然変異の解析の結果、Mutyhは内因性、外因性の酸化ストレスにより生じた8-oxoG等の酸化的DNA損傷に起因する変異を抑制していると考えられる。3.酸化的RNA損傷の感知とその除去に関与していると思われるヒトPNPT1遺伝子を特定し、標的遺伝子組換え法によりマウスのPnpt1遺伝子欠損細胞株の樹立をするためのターゲティングベクターの作製を進めている。4.損傷したRNAが遺伝子発現に影響するか否かを解析するモデルとして、アデニン残基が脱アミノ化して生じるヒポキサンチンをsiRNA配列中に含む形で特定の細胞株に導入し、遺伝子の発現異常を観察した。これにより、RNA損傷が遺伝子発現に異常を引き起こすかどうかを直接的に測るアッセイ系の開発に成功した。酸化的DNA損傷に対する生体防御機構を基盤とした、高感度の変異原性評価の系を確立することを目的として、これまでにMth1遺伝子欠損マウス並びにMutyh遺伝子欠損マウスにおける突然変異を解析した。1.酸化ストレスとしてのX線の間接作用に注目して、6週齢の野生型並びにMth1遺伝子欠損マウスにX線4Gyを全身照射し、2週間後に脾臓からDNAを抽出して突然変異を解析したところ、X線照射されたMth1遺伝子欠損マウスにおいて、A: T→G: C型トランジション変異が有意に上昇していた。2.Mutyh遺伝子欠損マウスの自然突然変異を解析した結果、顕著なミューテーター表現型は認められなかったが、突然変異のスペクトラム解析では、G: C→T: A型変異等の有意な上昇を認めた。3.臭素酸カリウムの飲水投与による酸化ストレス誘発条件下における小腸での突然変異の解析を行い、Mutyh遺伝子欠損マウスで顕著に上昇したG: C→T: A型トランスバージョン等の変異が、生体内の酸化ストレスに起因することを示唆する結果を得た。4.ミスマッチ修復系欠損における塩基置換型突然変異を効率良く検出する目的で、標的レポーター遺伝子である大腸菌由来rpsL遺伝子内のアデニン塩基の繰返し配列につき、同一塩基が3つ以上連続しないようにした改変型シャトルベクターpSWAN1を導入したトランスジェニックマウスを樹立し、有用性を評価した。5.酸化的RNA損傷に対する生体防御機構として、大腸菌PNPのヒトホモログのcDNAを大腸菌で発現させ、精製した融合蛋自質を解析し、融合蛋白質が大腸菌のPNPと同様な酵素活性を有し、8-オキソグアニンを含むRNAに結合することを見出した。