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現代生活学研究　～生活者がつなぐ食（消費）と農（生産）～

現代生活学は、生活者の視点から、持続可能な生活の創造に貢献する実践的総合科学である。(天野正子2013年定義)2018年度は「韓国と日本の生活改善と地域活動」「女性学・ジェンダー研究と女性農業者のエンパワーメント」「戦時下の東京女子高等師範学校の家事経済教育」を焦点に研究を進めた。生活者視点の生活や暮らし研究は各時代や地域で活動で多様ではあるが、包括的・内在的・当事者性・相互関係性を共通に持つことが明らかになってきた。【1】韓国と日本の生活改善について、1980年代韓国における応用栄養事業の農村栄養改善研修院の役割を中心に学校給食栄養士に対する教育・訓練に応用栄養事業が果たした機能を検討した。また日本の生活改善が家庭科教育・消費者教育・金融教育・環境教育と関係しつつSDGsにつながる流れを整理した。【2】1977年に創設された国際女性学会が当初日本の主婦に焦点をあて活動しエンパワーメントをキーワードに活動し、2003年国際ジェンダー学会への名称変更後、「人間のための学術」を論として展開した視点と社会背景の関係を整理した。また、日本の家族農業、女性が活躍する農業経営体、農業女子プロジェクトの事例をもとに、国際結婚をした女性農業者のエンパワーメントプロセスのモデル案を作成した。【3】戦時下の東京女子高等師範学校における家事経済教育について授業で使用された松平友子『高等教育家事経済教科書上巻(家事経済)』初版(1934年)第6版(1943年)に授業担当者松平友子が改訂用(初版)書き込みをした内容と受講学生2名(第4版)(第6版)の書き込みを比較検討した。授業中には丹念な口述筆記が行われ、家事経済教育授業の教える側、学ぶ側の書き込みから、戦前・戦中・戦後の家計管理・生活設計など家事経済教育を考察した。2018年度に行った3つのテーマ「韓国と日本の生活改善」「女性農業者のエンパワーメント」「家事経済教育」個別テーマの研究については、生活者視点で研究対象に関わる資料も集まり、学会で報告をもとに研究成果を公開している。個別テーマごとに新たな知見は得られているものの、各テーマの共通する点や異なる点を整理し、現代生活学とはなにか性格や方法を整理し体系化していく道筋は明確になっていない。現代生活学研究では近代的な【合理的】【論理的】【目に見える形で説明できる】学びではない生活者の学としての現代生活学について、天野正子の現代生活学定義に依拠しながら、引き続き、韓国と日本の生活改善運動を検証を継続する予定としてきたが、どのような形でその議論を行うか、道筋がつけ切れていない。「韓国と日本の生活改善」「女性農業者のエンパワーメント」「家事経済教育」の個別テーマ研究は継続して行うが、2019年度は、【生活者とは誰か】という研究を提起した天野正子他主要な研究者に原点回帰をする。3つの研究活動や運動に関わった研究者や活動の担い手の思想や行動様式を整理する形で、現代生活学の目的、方法、特質を整理していくことで研究を推進していきたい。平成29年度の現代生活学研究では、日本と韓国の生活改善事業に注目して、天野正子の現代生活学を基盤に食と農の近代化と生活者の学びの系譜を整理した。日本については文献研究により(1)1920年(大正9年)に発足した生活改善運動のなかの食生活改善運動と学校・社会の食教育を江原が注目した。また(2)1948年(昭和23年)に農業改良助長法制定後の生活改善普及事業の中核を担った農山漁家生活改善研究会や社団法人農山漁村女性・生活活動支援協会が日本各地域の女性農業者をエンパワーメントしたプロセスを整理した。さらに(3)女性が活躍する農業経営体に選定された事例から近年の農業に生活改善が及ぼした影響を考察した。韓国については、朴卿希が応用栄養事業(1968-1986)を通してみた韓国の農村における食生活改善事業の実態を、韓国の忠清北道及び全羅北道地域における応用栄養事業を事例とし、官主導の栄養改善施策が実施対象の自治体でどのように展開され、現地の人々に受け入れられたかについて明らかした。両地域ともタンパク質やビタミン補給が必要とされ、大豆・緑黄色野菜類の増産・摂取が推奨され豆乳の作り方等調理法の教育も行われた。しかし、大豆は豆乳より味噌玉にして食する傾向が強く、嗜好に合わないニンジンはキムチに入れて摂取し、食べ慣れない空芯菜等の野菜は受け入れられなかった。改善という名の下で行われた普及事業であっても、現地においては地域の食習慣を反映しつつ選択的に受け入れられていった様子がうかがえた。全体として、食と農に注目し【合理的】【論理的】【目に見える形で説明できる】「学校教育」ではなく、経験や体験から学ぶ生活者やジェンダー視点の現代生活学の概念と、国連の持続可能な開発や人間の安全保障の概念の関係を捉えなおしていく方向を確認した。韓国と日本の食文化比較については専門家である朴卿希の協力を得て、客観的なデータを整理・分析するだけでは読み取れない生活改善運動が地域や家庭生活の変容に及ぼした影響に関する調査を当初予定よりすすめて行うことができた。

他方、家計管理や生活設計に注目して、女性農業者の金融リテラシー向上がもたらす成果と課題を明らかにすること、ならびに、松平友子・伊藤秋子・御船美智子の3人の女性刑事学者の家庭経済学・家事経済学と生活改善運動などを重ねて現代生活学を検討する点は、スキルをもつ専門家によるサポートが必要な部分が多く、次年度への課題となった。現代生活学は、生活者の視点から、持続可能な生活の創造に貢献する実践的総合科学である。(天野正子2013年定義)2018年度は「韓国と日本の生活改善と地域活動」「女性学・ジェンダー研究と女性農業者のエンパワーメント」「戦時下の東京女子高等師範学校の家事経済教育」を焦点に研究を進めた。生活者視点の生活や暮らし研究は各時代や地域で活動で多様ではあるが、包括的・内在的・当事者性・相互関係性を共通に持つことが明らかになってきた。【1】韓国と日本の生活改善について、1980年代韓国における応用栄養事業の農村栄養改善研修院の役割を中心に学校給食栄養士に対する教育・訓練に応用栄養事業が果たした機能を検討した。また日本の生活改善が家庭科教育・消費者教育・金融教育・環境教育と関係しつつSDGsにつながる流れを整理した。【2】1977年に創設された国際女性学会が当初日本の主婦に焦点をあて活動しエンパワーメントをキーワードに活動し、2003年国際ジェンダー学会への名称変更後、「人間のための学術」を論として展開した視点と社会背景の関係を整理した。また、日本の家族農業、女性が活躍する農業経営体、農業女子プロジェクトの事例をもとに、国際結婚をした女性農業者のエンパワーメントプロセスのモデル案を作成した。【3】戦時下の東京女子高等師範学校における家事経済教育について授業で使用された松平友子『高等教育家事経済教科書上巻(家事経済)』初版(1934年)第6版(1943年)に授業担当者松平友子が改訂用(初版)書き込みをした内容と受講学生2名(第4版)(第6版)の書き込みを比較検討した。授業中には丹念な口述筆記が行われ、家事経済教育授業の教える側、学ぶ側の書き込みから、戦前・戦中・戦後の家計管理・生活設計など家事経済教育を考察した。2018年度に行った3つのテーマ「韓国と日本の生活改善」「女性農業者のエンパワーメント」「家事経済教育」個別テーマの研究については、生活者視点で研究対象に関わる資料も集まり、学会で報告をもとに研究成果を公開している。個別テーマごとに新たな知見は得られているものの、各テーマの共通する点や異なる点を整理し、現代生活学とはなにか性格や方法を整理し体系化していく道筋は明確になっていない。現代生活学研究では近代的な【合理的】【論理的】【目に見える形で説明できる】学びではない生活者の学としての現代生活学について、天野正子の現代生活学定義に依拠しながら、引き続き、韓国と日本の生活改善運動を検証を継続する予定としてきたが、どのような形でその議論を行うか、道筋がつけ切れていない。生活改善に焦点をあてた平成29年度の成果から、現代生活学の特徴が、食と農「消費と生産をつなぐ」生活者の視点から、生活改善やグローバル経済の進展によってアジアの女性農業者の日常の生活設計・人間開発が変容してきた流れが示されてきた。現代生活学研究では近代的な【合理的】【論理的】【目に見える形で説明できる】学びではない生活者の学としての現代生活学について、天野正子の現代生活学定義に依拠しながら、引き続き、韓国と日本の生活改善運動を検証を継続する予定である。
視覚・聴覚刺激を用いた痴呆高齢者の誤嚥性肺炎予防に関する研究

[fMRIによる研究]嚥下運動に関連した視覚聴覚刺激を提示した時の脳野の賦活をfMRIを用いて検討した。これにより嚥下運動に関連した聴覚刺激、視覚刺激、及び視聴覚刺激によっても嚥下運動のプログラムから実行に関与するといわれる脳領域が賦活することが証明された。この研究成果は15th International Dysphagia Research Society(カナダ)にて発表し、現在論文投稿中である[脳磁図による研究]東京歯科大学・口腔科学センターの脳磁図を用いて健常者に嚥下運動に関連した視覚・聴覚刺激を行なったときの脳皮質活動を検討した。これにより嚥下運動に関連した聴覚刺激、視覚刺激を行なった時の脳賦活領域(前年度fMRIで賦活が証明された部位)の時間経過が証明された。この研究成果は16th International Dysphagia Research Society(アメリカ)にて発表し、現在論文投稿中である[介護老人保健施設における介入研究]脳卒中後遺症の摂食・嚥下障害患者に対し、fMRIと脳磁図においてその有用性が証明された嚥下運動に関連した視覚・聴覚刺激を用いてバイオフィードバック療法を行なった。結果、嚥下誘発時間の有意な短縮が認められ、このバイオフィードバック療法の有用性が示唆された。[fMRIによる研究]まず空間分解能に優れたfMRIを用いて、嚥下運動に関連した視覚・聴覚刺激により賦活される脳領野を調査することとした。実験は国際電気通信基礎技術研究ATR脳活動イメージングセンタのfMRI用いて計測・解析を行った。健常者12名に嚥下運動に関連した視覚・聴覚刺激や指のタッピング運動に関連した視覚刺激とそれらのコントロール刺激を作成し、それぞれを提示したときの脳賦活部位を検索した。それらの部位を詳細に検証したところ、指のタッピング運動ではブローカ野の活動が認められ、ミラーニューロンシステムの惹起が示唆された。嚥下運動に関連した視覚・聴覚刺激においても同様にブローカ野の活動が認められ、さらに他の部位の活動も認められた。現在詳細な検討を行なっているところである。[脳磁図による研究]東京歯科大学・口腔科学センターの脳磁図を用いて健常者に嚥下運動に関連した視覚・聴覚刺激を行なったときの脳皮質活動を調査した。その結果、ブローカ野などの活動が推定されるものの、その推定精度が十分でないことが分かった。そこで単純な視覚・聴覚刺激を健常者に提示したときの脳皮質活動を計測し、活動部位の推定方法の改良を行なっている。また、嚥下運動に関連した視覚・聴覚刺激の改良も行なっている。さらにfMRIから得られた活動部位の結果をふまえて、より精度の高い解析が行える推定方法を模索中である。[介護老人保健施設における介入研究]介護老人保健施設2施設(入所者数70名、通所20名)、(入所者数78名、通所20名)の入所・通所者とその家族に対し、本研究に関してインフォームドコンセントを行うとともに、それらの施設スタッフに対しても同様に本研究に関するインフォームドコンセントを行なっている。[fMRIによる研究]嚥下運動に関連した視覚聴覚刺激を提示した時の脳野の賦活を検討した。本実験では、嚥下運動に関連した聴覚のみ、視覚のみ、及び視覚聴覚双方の3種のヒト嚥下関連の映像を非侵襲的に提示し、その時の被験者の脳賦活領域をfMRIを用いて計測、解析した。その結果、聴覚単独刺激提示時には補足運動野の活動が認められ、視覚単独刺激提示時には左右半球の運動前野と一次体性運動野および左半球の前運動野の活動が認められた。視覚聴覚複合刺激提示時には左右半球の前運動野と運動前野の活動が認められた。この研究成果は学会発表し、現在論文投稿中である[脳磁図による研究]東京歯科大学・口腔科学センターの脳磁図を用いて健常者に嚥下運動に関連した視覚・聴覚刺激を行なったときの脳皮質活動を調査した。そこで単純な視覚・聴覚刺激を健常者に提示したときの脳皮質活動を計測し、活動部位の推定方法の改良を行なった。これについては学会および論文発表を行った。現在は嚥下運動に関連した視覚・聴覚刺激を提示したときの脳磁場計測を行なっている。[介護老人保健施設における介入研究]回復期病院(入院患者700名)の入院患者40名の摂食・嚥下機能の評価を行っている。その家族に対し、本研究に関してインフォームドコンセントを行うとともに、それらの施設スタッフに対しても同様に本研究に関するインフォームドコンセントを行なっている。

これにより嚥下運動に関連した聴覚刺激、視覚刺激を行なった時の脳賦活領域(前年度fMRIで賦活が証明された部位)の時間経過が証明された。この研究成果は16th International Dysphagia Research Society(アメリカ)にて発表し、現在論文投稿中である[介護老人保健施設における介入研究]脳卒中後遺症の摂食・嚥下障害患者に対し、fMRIと脳磁図においてその有用性が証明された嚥下運動に関連した視覚・聴覚刺激を用いてバイオフィードバック療法を行なった。結果、嚥下誘発時間の有意な短縮が認められ、このバイオフィードバック療法の有用性が示唆された。
コピュラ文名詞句の解釈多様性を扱える認知語用論の構築

2018年度は、2017年度に大枠を構築した指示参照ファイル理論によって、各種コピュラ文、各種存在文、高階の変項名詞句、各種変化文、潜伏疑問文・潜伏命題文、不透明文脈、名詞句の自由拡充など各種現象を分析し、理論を精緻化した。その分析を以下の研究会で口頭発表した。独自の理論の前提・大枠から話す必要があり、短い口頭発表には適さないため、小規模な研究会で26時間の発表を重ねた。「認知的枠組みによるコピュラ文と名詞句の分析」(第101103回慶應意味論・語用論研究会)「指示参照ファイルによる名詞句の認知意味論・認知語用論その2、その3、その4、その5」(2018年度言語学シュンポシオン第13回、第1回オフライン哲言語学会)本研究は、独自の理論を構築しており、その前提・大枠から話す必要があり、短い口頭発表や投稿論文には適さないため、研究成果の公刊は遅れているものの、当初予定していた現象は大体扱えるという目処が立ったため。1.引き続き、構築した理論で具体的な言語現象を分析し、理論を精緻化する。今後特に注目したいのは、各種コピュラ文、各種存在文、各種潜伏疑問文。また、固有名、確定記述、不透明文脈など、指示に関する言語哲学で論じられているトピックについても同理論を適用し分析を試みる。2.上の現象を扱っている他の理論(メンタル・スペース理論、メンタル・ファイル理論など)を精査し、参考とする。3.理論を言語(能力)研究のより広い文脈(例えば、ジャッケンドフ『言語の基盤』(岩波書店)で提示されている並列機構)の中に位置づける。5.口頭発表のフィードバックも参考に、投稿論文を執筆する。6.それと並行して、単著の執筆を進める。現在、出版提案書・目次を出版社に持ち込み、検討中。2017年度は、研究課題に本格的に取り組む前に、予備的考察として研究課題に関連する3つのテーマに関して論文を4本公刊した。1.「逆隠喩」と言われる名詞句の意味の変容に関して、研究課題が前提とする関連性理論の語彙語用論の観点から従来の分析とは異なる分析を提示した。(日本語用論学会『語用論研究』第19号、『日本語用論学会第19回大会発表論文集』第12号)。2.「舵を取る」などの慣用的意味の成立に(メトニミーと共に)関わっているのはメタファーかシネクドキかについて意見が分かれているという問題に対して、動的使用依拠モデルの比喩のモデルである上位スキーマ化モデルに基づいてシネクドキとメタファーの関係をとらえることで答えを与えることを試み、意味拡張にどの種類の比喩が関わっているのかを検討する際に,比喩によって生じる語彙レベルの意味の違いと、研究課題の中心テーマである名詞句の文中の意味機能の違いによる文レベルの意味の違いを混同するべきでないことを主張した。(大阪大学言語文化研究科日本語・日本文化専攻『日本語・日本文化研究』第27号)3.コピュラ文に頻出する「名詞句+は」の統語論的位置について、Role and Reference Grammarの枠組みを使って検討し、同時に主題と焦点という概念について、認知語用論の観点から検討した。(言語社会学会『EX ORIENTE』第25号)これらを踏まえて、研究課題に本格的に取り組み出し、年度末までの成果をまとめ、「指示参照ファイルによる名詞句の意味論・語用論」と題してクローズドな研究会で初めて発表した。なお、その発表を受けて、学生有志による本理論の勉強会が既に行われているとの報告を聞いている。2017年度は、当初の予定通りのエフォートを費やすことができなかったため、予備的考察を済ませて本格的に理論構築に取り組み出すまでに予定以上の時間がかかった。しかし、3月から本格的に取り組み始めることができ、その後は順調に理論構築が進展した。その結果、現段階で理論の大枠はでき、理論全体に関する最初の発表ができたため。1.構築した理論で以下の具体的な言語現象を分析する。それによって、理論を精緻化する:各種コピュラ文(指定文・措定文・同定文・同一性文など)、各種存在文(場所存在文・絶対存在文・帰属存在文・リスト存在文など)、高階の変項名詞句、各種変化文、潜伏疑問文、潜伏命題文、不透明な文脈、転位構文。

2.上の現象を扱っている他の理論(メンタル・スペース理論、メンタル・ファイル理論など)を精査し、参考とする。3.ある程度理論構築が進んだ段階で口頭発表を行う。4.口頭発表のフィードバックも参考に、論文を執筆する。ただ、既に理論が大規模で、短時間の発表・短い論文には適さないとのコメントもいただいており、ワークショップの開催、モノグラフの執筆なども検討したい。1.引き続き、構築した理論で具体的な言語現象を分析し、理論を精緻化する。今後特に注目したいのは、各種コピュラ文、各種存在文、各種潜伏疑問文。また、固有名、確定記述、不透明文脈など、指示に関する言語哲学で論じられているトピックについても同理論を適用し分析を試みる。3.理論を言語(能力)研究のより広い文脈(例えば、ジャッケンドフ『言語の基盤』(岩波書店)で提示されている並列機構)の中に位置づける。5.口頭発表のフィードバックも参考に、投稿論文を執筆する。6.それと並行して、単著の執筆を進める。現在、出版提案書・目次を出版社に持ち込み、検討中。2017年度は、予想をはるかに上回る量の校務をせざるを得ず、若干出張を控えることになったため。2018年度は校務が減ると予想され、前年度より本研究課題へのエフォートを増やし、当初の予定通りに助成金を使用する予定。2018年度は海外での国際学会参加を見送った。その代りに、2019年度に国際学会で発表することにし(採択済み)、費用をそちらに回すことにした。そのため次年度使用額が生じた。
多様な大規模ストリームデータを用いた地域的なトピックの時空間予測に関する研究

本研究では,ソーシャルメディア上のデータや気象観測センサによって生成されるデータなど,多様な大規模ストリームデータを用いて,地域的なトピックの時空間予測を可能とするための新しい時空間データマイニング技術の確立を目的とする.平成30年度は,(1)ソーシャルメディア上の画像データの分類手法,(2)高性能かつ高精度なセルベースのDBSCANの開発,(3)ソーシャルメディア上のデータと気象観測データを用いたトピックの予測手法の三つの研究に取り組んだ.具体的な内容を以下に示す.(1)ソーシャルメディア上の画像データの分類手法:ソーシャルメディア上に投稿される多種多様な画像データから特定のトピックに関する画像データのみを抽出するために,画像データを分割して深層学習により特徴抽出を行う手法を検討した.(2)高性能かつ高精度なセルベースのDBSCANの開発:密度に基づくクラスタリングの代表的なアルゴリズムであるDBSCANについて,その改良手法であるセルベースのDBSCANのAnytimeアルゴリズムを開発した.提案手法は乱択アルゴリズムに基づくセルの結合とクラスタリングの途中結果の算出を繰り返し行う.提案手法が算出するクラスタリング結果は,処理が進むに連れて高精度となり,最終的には厳密解のクラスタリング結果となる.人工データを用いた評価実験の結果,提案手法は既存手法と比較して,高い精度を保ちつつDBSCANを高速化できることを示した.(3)ソーシャルメディア上のデータと気象観測データを用いたトピックの予測手法:ソーシャルメディア上のデータに加えて気象観測データを用いたトピックの予測手法について,深層学習を用いた手法を検討した.平成30年度が最終年度であるため、記入しない。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。近年,ビッグデータの中でもGPSや気象観測センサなどによって生成されるデータが注目されている.これらのデータは時々刻々と生成されるストリームデータとして扱うことができ,ストリームデータの多様化と大規模化が進んでいる.本研究課題では,多様な大規模ストリームデータを用いて,地域的なトピックの時空間予測を可能とするための新しい時空間データマイニング技術の確立を目指す.具体的なトピックの例を「大雨」とし,「大雨」によって発生する渋滞,道路の冠水や河川の氾濫などの予測を,深層学習や機械学習手法を用いて可能にする.平成28年度は,(1)密度に基づくクラスタリングアルゴリズムの高速化,(2)学習済み深層ネットワークを用いたソーシャルメディア上の画像データの分類の二つの課題に取り組んだ.具体的な内容を次に示す.(1)密度に基づくクラスタリングアルゴリズムの高速化密度に基づくクラスタリングアルゴリズムについて,大規模データに対する高速な処理を可能にするために,アルゴリズムの逐次性能の向上と並列処理による高速化手法を開発した.提案手法は先行研究の手法と比較して,高速にクラスタリングが可能であることを示した.研究成果は国際会議にて2件,国内研究会にて1件の発表を行った.(2)学習済み深層ネットワークを用いたソーシャルメディア上の画像データの分類ソーシャルメディア上に投稿される画像データに対して,学習済み深層ネットワークを用いて特徴ベクトルを抽出し,「大雨」や「大雪」などのトピックに画像データを分類する手法を開発した.提案手法は先行研究の手法と比較して高精度に画像データを分類できることを示した.研究成果は国内研究会にて1件の発表を行った.平成28年度の計画として,ソーシャルメディア上の文書や画像データと共に気象観測データである降水量や湿度を用いる予定であったが気象観測データを用いた研究が行えなかった.理由としては,大規模データに対してクラスタリングアルゴリズムを用いる場合,膨大な処理時間を要することが課題となり,その解決に時間を要したためである.本研究課題では,ソーシャルメディア上のデータや気象観測センサによって生成されるデータなど,多様な大規模ストリームデータを用いて,地域的なトピックの時空間予測を可能とするための新しい時空間データマイニング技術の確立を目指す.平成29年度は,(1)セルベースのDBSCANの高速化,(2)セルベースのDBSCANのマルチコアCPU上における並列化,(3)ジオソーシャル画像データからのトピック抽出の三つの研究課題に取り組んだ.具体的な内容を以下に示す.(1)セルベースのDBSCANの高速化:本研究で用いる密度に基づくクラスタリングアルゴリズムの一つであるセルベースのDBSCANについて,最小外接矩形とセルの再帰分割を用いた高速化手法を開発した.評価実験では,提案手法は既存手法よりもセルベースのDBSCANを高速化できることを確認できた.(2)セルベースのDBSCANのマルチコアCPU上における並列化:セルベースのDBSCANのさらなる高速化を目的とし,(1)にて提案した手法をマスタ・ワーカモデルによる動的負荷分散を用いて並列化を行った.大規模データを用いて,4コア,8コアと48コアの計算機上で評価実験を行い,提案手法は並列化によってセルベースのDBSCANを高速化できることを確認できた.(3)ジオソーシャル画像データからのトピック抽出:位置情報,画像とテキストから構成されるデータをジオソーシャル画像データと呼び,ジオソーシャル画像データから各地域で話題となっているトピックを抽出するための手法を開発した.提案手法では,深層学習と密度に基づくクラスタリングを組み合わせ,内容的に類似したデータが密に投稿されている領域をトピックとして抽出している.評価実験では,京都で投稿された位置情報と画像付きのツイートを用いて実験を行い,観光地や飲食店などのトピックを抽出できることを確認できた.各研究課題において得られた研究成果を,論文誌と査読付きの国際会議にて発表できているため.

本研究では,ソーシャルメディア上のデータや気象観測センサによって生成されるデータなど,多様な大規模ストリームデータを用いて,地域的なトピックの時空間予測を可能とするための新しい時空間データマイニング技術の確立を目的とする.平成30年度は,(1)ソーシャルメディア上の画像データの分類手法,(2)高性能かつ高精度なセルベースのDBSCANの開発,(3)ソーシャルメディア上のデータと気象観測データを用いたトピックの予測手法の三つの研究に取り組んだ.具体的な内容を以下に示す.(1)ソーシャルメディア上の画像データの分類手法:ソーシャルメディア上に投稿される多種多様な画像データから特定のトピックに関する画像データのみを抽出するために,画像データを分割して深層学習により特徴抽出を行う手法を検討した.(2)高性能かつ高精度なセルベースのDBSCANの開発:密度に基づくクラスタリングの代表的なアルゴリズムであるDBSCANについて,その改良手法であるセルベースのDBSCANのAnytimeアルゴリズムを開発した.提案手法は乱択アルゴリズムに基づくセルの結合とクラスタリングの途中結果の算出を繰り返し行う.提案手法が算出するクラスタリング結果は,処理が進むに連れて高精度となり,最終的には厳密解のクラスタリング結果となる.人工データを用いた評価実験の結果,提案手法は既存手法と比較して,高い精度を保ちつつDBSCANを高速化できることを示した.(3)ソーシャルメディア上のデータと気象観測データを用いたトピックの予測手法:ソーシャルメディア上のデータに加えて気象観測データを用いたトピックの予測手法について,深層学習を用いた手法を検討した.平成29年度は,(1)密度に基づくクラスタリングアルゴリズムの高速化,(2)気象観測データを用いたトピックの予測手法の開発に取り組む.(1)については,平成28年度に開発を行った密度に基づくクラスタリングアルゴリズムの高速化手法を改良し,完成度を上げていく.(2)については,気象観測データとソーシャルメディア上の文書や画像データを組み合わせて,トピックの予測手法の開発を行う.研究成果は国内外の論文誌や会議へ投稿し発表を行う.平成30年度は,(1)ソーシャルメディア上の画像データの分類の高性能化,(2)高性能かつ高精度なセルベースのDBSCANの開発,(3)ソーシャルメディア上のデータと気象観測データを用いたトピックの予測手法の開発に取り組む.(1)については,ソーシャルメディア上に投稿される多種多様な画像データから特定のトピックに関する画像データのみを抽出するために,深層学習を用いた新しい分類手法を開発する.(2)については,平成29年度に開発を行ったセルベースのDBSCANをさらに高速化しつつ,高精度なクラスタリング結果の得られる手法を開発する.(3)については,これまで用いてきたソーシャルメディア上のデータに加えて,気象観測データを用い,トピックの予測手法を開発する.研究成果は国内外の論文誌や学会へ積極的に投稿して発表を行う.平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
修飾シクロデキストリン及びキュカービチュリル類縁体を用いた超分子不斉光化学反応

申請者はこれまでキラルなホスト分子として、光増感剤修飾シクロデキストリンやキュカービチュリル類縁体ならびにキラル分子クリップを合成し、これらの基底状態でのキロプティカル特性を調べるとともに励起状態での光不斉反応を報告してきた。今年度は学振PDとして、従来の分子認識に関する知識と経験を活かせ、なおかつ新しい分野にも挑戦できる環境としてマサチューセッツ工科大学(MIT)のSwager研に留学し、高感度センサー開発のために水素結合供与体であるチオウレア骨格を有するポリチオフェン誘導体を合成した。このポリマーのTHF溶液にカーボンナノチューブ(CNT)を添加した後に、超音波攪拌を数時間行い均一な溶液とした。得られた混合溶液をガラス基盤上に塗布し、スピンコーティング法により得られた薄膜材料による種々の爆発物(2,4-ジニトロトルエン、ニトロベンゼン、2,4-ジニトロベンゼン)ならびに毒性の高い揮発性薬品(アルデヒド類、ケトン類、MeOH、THF)の電流応答性を検討した結果、水素結合受容体の化学蒸気に対して高い選択性を示した。また、チオウレア部を持たない制御ポリマーを合成し、ドロップキャスティング法により得た混合フィルムで、同様の揮発性薬品の電流応答を比較検討した結果、確かにポリマー主鎖上のチオウレア部がCNT表面での蒸気認識においても大きな役割を果たしていることが明らかとなった。これらの結果はMacromolecules(ACS)に投稿準備中である。申請者はこれまでキラルなホスト分子である光増感剤修飾シクロデキストリン(CD)の残余水酸基全てをメチル化することによりホスト骨格の柔軟性が分子キラリティー、エナンチオマー過剰(ee)を決定する因子であることをすでに明らかにした。しかし、これまでに同様の報告例がほとんどなく、この現象の普遍性と適用限界を明らかにすることは、研究を超分子系不斉光化学反応の動的制御へと発展させる上で不可欠と考えられる。そこで光増感剤で修飾した天然CDを用いた1,1-ジフェニルアルケンのアルコールの光極性付加という二分子反応を超分子光不斉合成系へと研究を展開した。その結果、比較的良好な11%eeでメタノール付加体が得られ、比較的剛直なネイティブCDを用いているのにも関わらず大きな温度依存性を示し、エントロピー項の寄与が示唆された。これはCD空孔に対して大きな増感剤と部分的にしか包接できないゲスト分子のために基底状態錯体においてある程度の自由度が与えられたためと考えられる。これらの結果はChem.Commun.誌に報告済みである。さらに申請者は、CDにかわるホストとしてキラル分子クリップへと研究を展開した。励起状態での光不斉反応はまだ検討の余地はあるが、基底状態におけるキロプティカル特性ならびにキラル認識能をまとめ、Chem.-Eur.J.誌に報告した。尚、本研究成果が審査員の高い評価を根拠にCover Pictureとして採用されることが決定したことは、インパクトの大きい研究を進めている証左でもある。
異種金属結合型ペプチドを用いた分子エレクトロニクスデバイスの開発

本研究では導電特性を有する金属結合型アミノ酸およびペプチドの超分子集合体の構築を目的として研究を行った結果、自己組織化することでコンデンサーの様の蓄電特性を示す白金結合型アミノ酸を開発することに成功した。また、導電特性の鍵となるペプチドの立体構造を誘起するための骨格分子として、安定なβ-ヘアピン構造を形成する人工アミノ酸の開発にも成功した。申請者は本研究課題においてa-ヘリックス上に金属原子が配列した種々の分子ワイヤーを作成し、メタル化ペプチドの構造や電気特性および金属原子の磁気・電気特性を利用した新しいタイプの分子エレクトロニクスデバイスの創製を目的として研究を行う。また、メタル化ペプチドの自己組織化を利用したサブマイクロオーダーの分子回路の構築を行い、ペプチドナノワイヤーを用いた分子コンピューティングの可能性について検討を行う。メタル化ペプチドを用いて分子エレクトロニクスデバイスの開発を行うためには、1)電子移動特性の高いメタル化アミノ酸の設計、および2)メタル化ペプチドの立体構造誘起、の2点が大きなキーポイントとなる。そこで、今年度は種々のメタル化アミノ酸ライブラリーを構築し電気化学的特性について評価を行うことを目的に研究を行った。その結果、ベンジリデンアミノ配位子を有する白金結合型アミノ酸の超分子集合体が電圧印加に応答してコンデンサー特性を示すことが明らかになった。くし型電極上に塗布された繊維上の超分子集合体は、一旦正負の電圧を印加すれば、蓄えた電荷によってしばらく通電可能であることが確認された。同様の蓄電特性は自己組織化していないアモルファスな個体粉末では確認されないことから、メタル化アミノ酸およびペプチドの超分子組織化構造が分子エレクトロニクスデバイスとしての機能発現に必要不可欠であることが明らかとなった。申請者は本研究課題においてペプチドの二次構造上に金属原子が配列した種々の分子ワイヤーを作成し、メタル化ペプチドの構造や電気特性および金属原子の磁気・電気特性を利用した新しいタイプの分子エレクトロニクスデバイスの創製を目的として研究を行った。前年度の研究において、側鎖にベンズアルジミン白金錯体が共有結合したアミノ酸を自己組織化させることで、超分子組織体がコンデンサ一様の蓄電特性を示すことを明らかにした。そこで、今年度は錯体部分の電荷移動特性を向上させる目的で炭素、窒素、硫黄原子から成る3座配位子を新たに設計した。白金およびパラジウム錯体の合成および発光特性についてICOMC2008にてポスター発表を行った。また、自己組織化を行うペプチド分子として新たに核酸塩基部位を組み込んだ人工ペプチドの開発を行った。天然のペプチド骨格を用いた場合、α-ヘリックスやβ-シートなどの二次構造を誘起することが可能だが、分子回路を目指した超分子集合体を設計するためには、より複雑な2次元および3次元構造の構築が必要不可欠である。そこで、本研究では核酸塩基の相補的認識機能をペプチドに組み込むことで2種類の異なる分子間相互作用を利用した自己組織化系の開拓を目的として研究を行った。その結果、基本骨格となる最小単位のペプチドが設計通りにβ-ヘアピン構造を形成することが明らかとなった。本研究成果は第57回高分子学会年次大会および日本化学会第89春季大会で口頭発表を行った。
細胞種特異的な神経回路形成への発達期gap junctionネットワークの役割

大脳皮質の興奮性細胞には複数の種類が存在し、それぞれ独自の神経回路を持つことで高度な脳機能を形作っていると考えられる。こうした細胞種特異的な神経回路が作られるメカニズムはよくわかっていない。応募者らは最近、生後1週の発達期マウス大脳皮質において、第5層の2種類の主要な興奮性細胞が同種の細胞と選択的にgap junction(GJ)で結合する精密なネットワークを持つことを明らかにした。GJネットワークは生後2週目に消失したことから、大脳皮質の神経回路形成に特化した機能を持つことが期待される。本研究課題では、細胞種特異的な神経回路形成におけるGJネットワークの役割を解き明かす。
分散方程式系の漸近解析

2次の非線形項を持った非線形シュレデインガー方程式系及び非線形クラインーゴルドン方程式系を含む非線形分散型方程式系の研究を2次元空間で行なった.非線形シュレデインガー方程式系に対しては修正波動作用素の存在を質量共鳴条件のもと示した.また波動作用素の非存在を解の下からの時間減衰評価を利用して明らかにした.非線形クラインーゴルドン方程式系に対しては初期値がエネルギークラスに近い空間にあるときを考察し,散乱状態の存在を質量非共鳴条件のもと示した.1. 2次の非線形項を持ったシュレデンガー方程式系の研究を行い,時間大域解の存在に関する適切性及び時間に関する振舞いを,質量条件のもと明確にした.空間次元が2次元の場合は解の性質について詳しく調べられていた.しかし高次元の場合,解の適切性を認める関数空間,あるいは解の爆発条件に関する条件は明確でなかった.この結果は国際誌, Ann. Inst. H. Poincare, 30 (2013), pp. 661-690に掲載されている.2. 2次の非線形項を持った非線形クラインーゴルドン方程式系の研究を空間次元が2次元の場合に行い,非線形項が共鳴現象を起こさない場合に関して,時間の大域的存在と散乱問題に関する研究を従来より広い関数空間で行なった.この結果を証明するため,非線形変換を用いさらにその際に現れる双線形形式の評価を精密に行なったことが研究の特色としてあげられる.双線形形式の評価により従来の結果に比べると強い質量条件となっているが,これは今後の研究課題とすべき点である.この結果は国際誌, J. Differential Equations, 254 (2013), pp. 3615-3646.に掲載されている.3.ある種の変換を施すと非線形項シュレデンガー方程式系となることが知られている微分型非線形シュレデンガー方程式の研究を行い,修正散乱作用素の存在をより広い関数空間で示した.その際,近似解を適切に選択したことが研究の特色として考えられる.この結果は国際誌, SIAM J. Math. Anal.に掲載されている.2次の非線形項を持った非線形シュレデインガー方程式系及び非線形クラインーゴルドン方程式系を含む非線形分散型方程式系の研究を2次元空間で行なった.非線形シュレデインガー方程式系に対しては修正波動作用素の存在を質量共鳴条件のもと示した.また波動作用素の非存在を解の下からの時間減衰評価を利用して明らかにした.非線形クラインーゴルドン方程式系に対しては初期値がエネルギークラスに近い空間にあるときを考察し,散乱状態の存在を質量非共鳴条件のもと示した.1.2次元2次の非線形項を持った非線形シュレデンガー方程式系の解の漸近的振舞いについて研究を行い修正波動作用素の存在及び解の時間減衰評価を求めた。対象とする方程式は線形部分と非線形項が共鳴現象を引き起こすもので臨界べき問題と呼ばれるものである。単独方程式の場合は解の振舞いが単独常微分方程式により決定されることを示し、この常微分方程式を解くことによって解の漸近的振舞いが得られる。しかし連立系の場合はこの常微分方程式系の解の漸近的振舞いを求めることが困難でる。我々は問題とする方程式の特解をいくつか求めることにより解の振舞いを明確にした。この結果は国際誌Communications in Partial Differential Equations,37(2012),pp.947-968に掲載されている。2.臨界べき非線形シュレデンガー方程式系の形に書き直すことができる臨界べき非線形分散型波動方程式の解の振舞いについて研究を行い、線形方程式の近くに非線形問題の解見つけることは出来ないことを示した。一般に共鳴現象を引き起こす問題は解に非線形項の影響が表れるもので線形の解に漸近しないと予想されている。従来の研究方法は解の有限伝播性を用いたもので、有限伝播性を持たない分散型波動方程式には応用できない。そこで我々はシュレデンガー方程式の解の性質を精密に調べ、線形解の下からの評価を求めることによりこの困難を克服した。この結果は国際誌Electron. J. Diff. Equ.,2012(2012),pp.1-14に掲載されている。スケール不変な空間における解の適切性をべき乗型非線形Schredinger方程式に対して研究した.スケール不変な空間は次元,非線形項の階数に依存するものであるが臨界冪非線形Schredinger方程式に対しては可積分空間がその代表的なものの一つであることが知られている.ゲージ不変性を満たす臨界冪一次元非線形Schredinger方程式に対してはYi, Zhouによって可積分空間に近い空間で適切性が示されたが, Yi, Zhouによって用いられた方法は非線形項が多項式でない場合には有効でない.ゲージ不変性を満たす臨界冪二次元非線形Schredinger方程式の非線形項は多項式でないので,この問題の2次元版は未解決問題として残されている.我々はC. Liとの共同研究を通してこの問題を考察して成果を得た.この結果は国際誌J. Math. Anal. Appl., 419, 2014, pp. 1214-1234に発表されている.流体の運動を記述するOstrovsky方程式から高次分散項を除いたReduced Ostrovsky方程式の解に漸近的振舞いの研究を行った.この方程式は座標変換を通すと非線形性の強い臨界冪非線形Klein-Gordon方程式と考えることが出来る.

我々は線形の解の近傍で非線形問題の解を見つけることができないことを示した.研究成果はJ. Math. Phys.に掲載されている.性質の違う2つの3次非線形項を持つ1次元Schredinger方程式の研究を行い, 2つの非線形項が解の振舞いにどのように影響を与えるかを明らかにした.この結果はInternational Mathematics Research Noticesに掲載されている.偏微分方程式非線形シュレデンガー方程式系,非線形クラインーゴルドン方程式系,非線形項シュレデンガー方程式系と密接に関係のある微分型非線形シュレデンガー方程式の研究はすでに国際誌に掲載されており成果をあげている.非線形シュレデンガー方程式系、この方程式に関連した非線形分散型波動方程式に関する研究成果はすでに国際誌に掲載されている。流体現象を記述する非線形分散型波動方程式は非線形シュレデンガー型方程式の連立系と考えることができる重要な方程式である.今後は分数べきの主要部をもつ非線形シュレデンガー型方程式の解の詳細な振舞いを研究し,その結果を非線形分散型波動方程式の研究に応用することを考える.海外共同研究者P.I.Naumkin及び国内研究者との共同研究を行い量子力学の研究で用いられるクライン・ゴルドン方程式系(シュレデンガー方程式系の相対論版)、あるいは未解決問題であるKadomtsev-Petviashvili方程式の解の漸近的振舞いの研究を当該分野で開発された方法を用いて行う。また流体現象を記述する非線形分散型方程式の研究を継続して行い、方程式系の解の振舞いを明確にする。次年度における成果発表費用として保留した.研究打ち合わせ(東京理科大学,早稲田大学,中国,大津市)及び成果発表費用(日本数学会年会,東アジア偏微分方程式)として使用する.昨年度は8件(うち海外1件)の口頭発表を行い成果の発信と意見交換による研究の進展に努めてきた。今年度も研究打ち合わせのための旅費及び成果発表のための旅費に県研究費を用いる。
黄砂バイオエアロゾルの遺伝学的識別法を用いた耐塩微生物の越境輸送と環境影響の解明

黄砂とともに風送される微生物群(黄砂バイオエアロゾル)を、黄砂発生地(タクラマカン砂漠)および飛来地(珠洲、立山等)の高度1000m-3000mで採取した。分離培養法および遺伝学的分析手法を駆使して、黄砂バイオエアロゾルに優占する種を突き止め、優占種が飛来地に沈着するとともに、ヒト健康影響および生態系の動態に関わっている可能性を明からにした。ただし、優占種以外の微生物種(非優占種)には、数百種が含まれることが分かり、その生態学的および生理学的特徴は推測に留まる。黄砂は,中国大陸の砂漠地域を起源とし,偏西風によって日本海を越え,日本の北陸地方に飛来する。黄砂鉱物粒子には,細菌や,カビ,ウイルス,花粉などの生物由来の粒子(黄砂バイオエアロゾル)も含まれ,黄砂と挙動をともにすることが報告され,こうした微生物粒子が生態系および人健康へ与える影響に関心が及んでいる。しかし、黄砂粒子に付着する微生物群(黄砂バイオエアロゾル)に関する研究は殆どなされておらず、近年、僅かながらの知見が蓄積されつつある。本研究では、タクラマカン砂漠(敦煌:上空800m)、立山連峰(室堂平)およびの能登半島(珠洲市:上空600m,上空3000m)において,航空機,係留気球および山岳積雪を使ったバイオエアロゾル捕集調査を行い、大気中の耐塩細菌(環境変化にタフだから)の種組成を明らかにした。この結果,遺伝学的分析手法を駆使して,黄砂にBacillus属などのFirmicutes門の細菌群が多数検出され,Bacillus属の細菌群が上空に優占することを突き止めた。特に、B.subtilisは,中国と日本の地域間で非常に近縁となり、長距離輸送されている可能性がある。さらには,上空から分離したBacillus属の細菌群を使って、納豆を製造することに成功し,大気微生物が発酵食品の源になっている可能性を示唆した。現在,長距離輸送する細菌種を識別して検出できる遺伝子マーカーを用いて,大気エアロゾルにおける輸送細菌の分布を定量的にモニタリングしつつある。一方,海洋に降下した黄砂粒子の化学挙動とその生物活動に及ぼす影響を解明するため,海洋調査も実施したところ,黄砂鉱物粒子を外洋試水に添加することで,特定の細菌群および大型植物プランクトンの増殖が促進されることを明らかにした。しかし,黄砂粒子に付着する微生物群(黄砂バイオエアロゾル)に関する研究は殆どなされておらず,近年,僅かながらの知見が蓄積されつつある。本研究では,タクラマカン砂漠(敦煌:上空800m),立山連峰(室堂平)およびの能登半島(珠洲市:上空600m,上空3000m)において,航空機,係留気球および山岳積雪を使ったバイオエアロゾル捕集調査を行い,大気中の耐塩細菌(環境変化にタフだから)の種組成を明らかにした。この結果,遺伝学的分析手法を駆使して,黄砂にBacillus認属などのFirmicutes門の細菌群が多数検出され,Bacillus属の細菌群が上空に優占することを突き止めた。特に,Bacillus subtilisは,黄砂発生源(敦煌)と黄砂飛来時の日本(立山と金沢)での分離細菌株が非常に近縁となり,長距離輸送されていると考えられる。さらに,遺伝子マーカーを用いて長距離輸送する細菌種を識別して定量したところ,偏西風が卓越した珠洲市上空3000mので採取した鉱物粒子(黄砂と思われる)に付着する細菌群の80%がB.subtilisであることを突き止めた。一方,海洋に降下した黄砂粒子の化学挙動とその生物活動に及ぼす影響を解明するため,海上船舶実験も実施した。その結果,黄砂鉱物粒子を添加した外洋試水では,鉄,リンおよび有機物の濃度が増大し,細菌密度が全体的に増えるとともに,特定の細菌群および大型植物プランクトンが増殖促進されることを明らかにした。黄砂とともに中国大陸から日本へ飛来する微生物群(黄砂バイオエアロゾル)は,生態系やヒト健康へ影響を及ぼす。しかし,高高度の大気に浮遊する微生物の生理生態を詳細に調査した知見は少ない。そこで本研究では,黄砂発生地(中国敦煌)および黄砂飛来地(日本珠洲,金沢,天草,立山)の上空1000m3000mで,係留気球,航空機および山岳積雪を併用して,黄砂を採取する大気観測調査を行い,多くの微生物を分離培養した。特に,環境ストレスに耐性のある耐塩細菌は,黄砂とともに風送されやすく,その長距離輸送を実証する貴重な遺伝学的データが得られた。

さらに,大気中の細菌種を遺伝識別し定量できる検出系(FISH法,定量PCR)を構築することに成功し,黄砂が飛来した上空3000mでは細菌群の80%がBacillus属に属す細菌であることを突き止めた。今回分離されたBacillus属の細菌は,病原性が無く,かつ醗酵機能を持ち,納豆を製造することができた。一方,優占種以外の微生物群(非優占種)は、数百種で構成され、ヒト健康および動植物に悪影響を及ぼす可能性もある。実際,黄砂から分離された菌類が,アレルギーを増悪することがマウスアッセイで実証され,黄砂が飛来した大気中での菌類の増大も確認された。また,微生物生態系への影響を評価するため,黄砂を海洋試水へ添加する船上実験を行い,大気中から沈着した微生物が海洋で増殖することを実証した。今後,大気中の特定微生物種を定量できる(FISH法,定量PCR)を活用し,健康被害を及ぼす種の風送飛散をモニタリングし,黄砂バイオエアロゾルに関する公衆衛生学的情報を提供したい。バイオエアロゾルを捕集する大気観測調査を網羅的に展開し,長距離輸送細を特定するとともに,その遺伝学的検出系も確立した。その結果,上空3000mにおける大気微生物の分布状態を解明した。また,海洋実験も施行し,黄砂が微生物生態系におよぼす影響も明らかにしつつある。ただし,長距離輸送細菌から毒性遺伝子を検出するには至っておらず,課題を残している。24年度が最終年度であるため、記入しない。大気中から採取したバイオエアロゾル全般について、毒性を検証するため,より多種多様な細菌群を分離し,毒性遺伝子の解析および動物実験を行い,健康影響について探究を深める必要がある。特にバイオエアロゾルの優占細菌種に焦点を絞っていたので,マイナーな細菌種についても分離株を用いた実験を行う。さらに,すでに突き止めた長距離輸送細菌種について,遺伝学的検出系を用いて,その環境分布状態を理解し,バイオエアロゾルの拡散プロセスを明らかにし,大気シミュレーションの定式化に応用する。
ヒト血中68Kセリンプロテアーゼの脳老化指標としての意義の解明

近年の家族性アルツハイマー病の分子遺伝学・分子生物学的成果の蓄積により、脳におけるβアミロイド前駆体蛋白(APP)の代謝、βアミロイドの形成およびその凝集・線維化のプロセスが本疾患の病態生理の深く関わっていると理解されつつある。また、βアミロイド形成に直接関与するsecretase類(α、βおよびγ)の候補はかなり報告されているが、殆どは合成基質に対する活性であり、ヒト脳の系で確実に同定されたのもは未だない。研究対象とした68Kセリンブロテアーゼは家族性アルツハイマー病由来リンパ球より独自に単離・精製した酵素で、合成βアミロイド基質をそのN端で切断し、リンパ球由来の16kDaβアミロイド含有ペプチドをもおそらくそのN端で切断するβ-secretaseであると思われる(Matsumoto,A,et al.★ochemistry,33.3941-3948、1994)。平成9年度研究実績から、ヒト天然APPに対する切断活性特に中性pH域におけるβアミロイド形成(切り出し)活性を脳海馬より探索した(論文1)。リンパ球より精製した68Kセリンプロテアーゼはリンパ球APP(LAPP)を切断し14kDaのβアミロイド含有ペプチドを形成するが、予想に反し海馬由来APPを切断しなかった(論文2)。ヒト脳由来APPはAPP695のほかLAPPをコア蛋白としコンドロイチン硫酸をもつプロテオグリカンの一種アピカンからなり、LAPPからなるリンパ球と分子構造を異にする。セクレターゼ群に著明な組織特異性があると推定されることより、ヒト脳(海馬)からの同活性の探索・精製を行う必要性が生じた。リガンド特異的アフィニティークロマトグラフィーと非変成ゲル電気泳動法を用い、各脳画分の天然APP分解活性を抗Aβ抗体をもちいたWestern法によりアッセイした。その結果、脳APPをAβ-N端近傍および他数箇所を切断する活性(HBP40プロテアーゼ)を見いだし、単離精製した。また本プロテアーゼに対する特異抗体を用い遺伝子単離、cDNA解析、免疫組織化学的解析(アルツハイマー病脳を含む)を行った(投稿中)。研究対象とした68Kセリンプロテアーゼは家族性アルツハイマー病由来リンパ球より独自に単離・精製した酵素で、合成βアミロイド基質をそのN端で切断し、リンパ球由来の16kDaβアミロイド含有ペプチドをもおそらくそのN端で切断するβーsecretaseであると思われる(Matusmoto,A.et al.Biochemistry,33, 3941-3948、1994)。(対象・方法)複数のリガンド特異的アフィニテイークロマトを用い、正常人脳(海馬)標品から酵素群を粗精製し、調製型非変成電気泳動により蛋白を単一成分に分離精製した。基質として、天然APP及びβアミロイド含有ペプチドを海馬標品から免疫沈降により精製した。

天然基質に対する活性として、生理的条件下における結合能、βアミロイド含有ペプチドの切り出し能、各secretase能等を解析し、アッセイは主としてWestern法によった。(結果・考察)アルギニンリガンドに弱く結合する67kDa蛋白が天然APPに結合しβアミロイドの細胞外ドメインエピトープをマスクすることを見いだしたが、アミノ酸シーケンシングの結果アルブミンであると同定した(論文1)。他のセリンプロテアーゼリガンドに対する結合画分中に68Kセリンプロテアーゼ(免疫学的に確認)を見いだしたがリンパ球と異なり量的に非常に少なく充分な解析が困難であった。また43kDa蛋白がAPPからβアミロイド含有ペプチドを切り出す活性をもち、しかもその活性が天然APPのヘパラン硫酸糖質に大きく影響されることを見いだした(論文3)。現在本酵素の分子生物学的解析を行っている。現在までの解析を通じてsecretase類についても組織特異的発現が著明で、主要な機能を果たす酵素の種類のみならず含硫糖質などの間質修飾因子の関与も重大であることが明らかになった。近年の家族性アルツハイマー病の分子遺伝学・分子生物学的成果の蓄積により、血におけるβアミロイド前駆体蛋白(APP)の代謝、βアミロイドの形成およびその凝集・線維化のプロセスが本疾患の病態生理の深く関わっていると理解されつつある。また、βアミロイド形成に直接関与するsecretase類(α、βおよびγ)の候補はかなり報告されているが、殆どは合成基質に対する活性であり、ヒト脳の系で確実に同定されたのもは未だない。研究対象とした68Kセリンプロテアーゼは家族性アルツハイマー病由来リンパ球より独自に単離・精製した酵素で、合成βアミロイド基質をそのN端で切断し、リンパ球由来の16kDaβアミロイド含有ペブチドをもおそらくそのN端で切断するβ-Secretaseであると思われる(Matsumoto,A.et al.Sochemistry,33,3941-3948、1994)。平成9年度研究実績から、ヒト天然APPに対する切断活性特に中性pH域におけるβアミロイド形成(切り出し)活性を脳海馬より探索した(論文1)。リンパ球より精製した68Kセリンプロテアーゼはリンパ球APP(LAPP)を切断し14kDaのβアミロイド含有ペプチドを形成するが、予想に反し海馬由来APPを切断しなかった(論文2)。ヒト脳由来APPはAPP695のほかLAPPをコア蛋白としコンドロイチン硫酸をもつプロテオグリカンの一種アピカンからなり、LAPPからなるリンパ球と分子構造を異にする。セクレターゼ群に著明な組織特異性があると推定されることより、ヒト脳(海馬)からの同活性の探索・精製を行う必要性が生じた。