hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
生物医学的知識の浸透と病気の社会的実在性に関する社会学的研究

本研究の目的は、筋痛性脳脊髄炎/慢性疲労症候群(ME/CFS)・線維筋痛症(FM)を事例に、ある状態が社会的に「病気」と捉えられるにあたり、諸個人および当該社会において生物医学的知識の浸透がどのように影響しているかを解明し、病気の社会的正統性を保証する条件を検討することにある。そのために、(1)ME/CFS・FMの患者及び周囲の人々へのインタビュー調査、(2)ME/CFS・FMに関する番組・記事の内容分析、(3)概念とその対象(外)の相互作用に関する文献研究を行った。(1)今年度は18名に聞き取りを行い、病気の説明・理解に関して、患者とそれ以外の人々とでは生物医学的知識の位置づけや有用性が異なることが示唆された。また、データの分析過程で生じた病いの「受容」というテーマに関して、A.フランクの「探求の語り」やその語り手の条件としての病いの「受容」概念を批判的に検討した。(2)昨年度「NHK番組アーカイブス学術利用トライアル」で収集したデータのうち、ME/CFSに関する15番組について病気表象の分析を行った。それにより、ME/CFSは、当初は「女性の弱さ」や「女性の社会進出の代償」として、次第に老若男女を問わない「ストレス社会の象徴」として、そして現在は単なるストレス病ではない「難病」として描かれていることを明らかにした。(3) N.ローズの文献を精読する中で、「希望」が課題1のデータの説明概念として重要であるとの認識に至り、「希望の政治経済」や「希望の社会学」と呼ばれる領域の文献を検討した。その中で、当事者の医療技術に対する態度は、しばしば「信頼」と解釈される傾向にあるものの、本研究の調査では、可能的なものの中での最善の選択として「賭け」の様相を呈していることが示唆される。この点において、本研究は希望の政治経済に新たな視点を導入する可能性を孕んでいる。次年度も3つの研究を並行して進めていく。インタビュー調査は、引き続き患者および患者以外の人々に対して実施するとともに、得られたデータの分析を行う。医療社会学においては、本研究のように患者以外の人々をも含めたインタビュー調査は比較的まれであることから、患者と患者以外の人々との病気認識について、できるだけ早く中間報告を行う。また、フォローアップ調査によって明らかになった、患者の病気認識を中心とした病いの語りの変化についても成果発表を行いたい。メディア分析については、テレビ番組の調査結果を科学社会学会第6回年次大会で報告する予定である。新聞記事については内容分析に着手し、最終年度までには、メディアによるME/CFSとFMの社会的イメージおよびその形成プロセスについて総合的な知見を得ることを目指す。文献研究は、N.ローズおよびI.ハッキングの今年度検討できなかった著作・概念について整理・検討し、その結果を経験的調査と照らし合わせながら、概念・対象・対象外の三項の相互作用について分析を行う。それにより、ループ効果の新たな展開に向けての理論的視座を得ることを目指す。また、今年度FMについて行ったように、ME/CFSの概念の歴史やアクターの変容などについても資料や文献を用いて整理し、「筋痛性脳脊髄炎/慢性疲労症候群マトリックス」を描きだしたい。これらの研究から、任意の状態をめぐる意味づけの変容過程でどのようなアクターが登場し、またどのようなモデルないしはフレームが立ち現われるかを明らかにする。
Si(110)表面の広大な1次元ナノテクスチャの応用に関する研究

本研究では、Si(110)表面に実現する広大な一次元構造をテンプレートとしたナノ材料創製を目指した。本研究の第一段階では、一次元構造の更なる均質化と詳細な構造制御を達成した。また、各種分子を用いた表面終端処理により、一次元構造を保ったまま表面構造を化学的に不活性化することに成功した。本表面上で、多くの原子や分子はアモルファス状の一次元構造を形成した。これは原子・分子膜への一軸歪導入手法として有用である。本研究は、Si(110)表面に実現する広大な一次元的表面構造(16x2再構成構造の単一ドメイン)の応用を目指すものである。Si(110)は16x2構造という長周期の表面再構成が存在するが、その構造を制御することで、有用な一次元構造(単一ドメイン)が得られることがわかった。この表面構造は、特に、原子や分子の低次元ナノ構造作製のテンプレートとして有用であると考えられる。本研究では、Si(110)-16x2単一ドメイン表面上へ種々の分子や原子を吸着させ、それらの自己組織化を利用した有用な一次元ナノ構造創製の指針を提案するものである。H20年度では、研究の第一段階として、本表面構造の高品質化、及び安定化を目的とし、STMを用いたSi(110)-16x2単一ドメイン表面構造の基礎的計測を行った。表面エレクトロマイグレーション方向をよく制御することにより、一μmを超える範囲で、広大な一次元表面構造を再現性よく準備することが可能となった。回析法による計測では、単一ドメインの領域はmmレベルに達していることがわかった。このとき、表面構造の次元性の低下に起因して、表面カイラリティが現れてくることがわかった。このことは、本表面が不斉分子の不斉合成の場として応用できる可能性を示唆する。さらに、作製された表面構造を水素で終端処理することで、十分に構造が安定化することがわかった。水素終端処理の結果、16x2再構成構造単一ドメイン構造は、大気中でも少なくとも10分程度は安定であることが確認された。このことにより本表面構造を大気中または溶液中で利用できる可能性が示された。Si(110)表面は16x2構造という長周期の表面再構成が存在するが、その構造を制御することで、有用な一次元構造(単一ドメイン)が得られることがわかった。H20年度では本表面のさらなる均質化、表面カイラリティ制御、及び表面の不活性化を達成した。H21年度では、本表面をテンプレートとし、様々な有機分子薄膜の作製を試みた。その結果、Si(110)上では多くの有機分子は自己組織化的な周期的構造とらず、非周期的な薄膜を形成することが明らかになった。非周期的分子膜においては、基板の構造を反映した長周期の構造変調の存在が明らかになった。この結果は、有機分子膜への一軸歪みの導入の可能性を示唆するものである。有機分子膜への歪み導入による電子状態変調変調は、有機エレクトロニクスにおいて重要なテーマの一つとなりうる。
光合成生物の環境応答メカニズムの進化過程の解明

周囲の光の情報を感知して最適な環境を選ぶ環境応答、すなわち光反応行動は、光合成生物にとって生存に深く関わる行動である。緑藻ボルボックスは約5,000の細胞から成るが、光反応行動において細胞どうしは直接的な情報交換を行わない。それにも関わらず、個体全体として調和のとれた動きを示す。単細胞性の祖先生物が少しずつ細胞数を増やし、進化する過程で、どのようにしてこの美しい自立分散システムが完成していったのか。それを明らかにするために、本研究課題では、多細胞化進化の中間過程にあると言える32細胞性のユードリナの光行動反応を解析することで、両者をつなぐ鍵となる形質を明らかにする。
3次元FDTD法電磁場計算に基づく高品位電子ビームとTHz-FEL発振の研究

本研究において、独自に開発していた時間領域差分(FDTD)法を用いた時間発展マックスウェル方程式の数値解計算コードを発展させ、高輝度電子ビーム生成およびそれによる自由電子レーザーの発振の可能性を探った。初年度の研究対象として、熱陰極高周波電子銃におけるビーム引き出しについてFDTDコードによるシミュレーション計算を行ない、電子ビームの特性を詳細に調べ、その結果に基づいて電子銃の基本設計を改良した。製作された電子銃は工作上の不具合が発生し、若干の研究の遅れを引き起こしたが、2年目はバンチ圧縮器のビーム光学を、これもFDTDコードを中心にして研究を進め、約70フェムト秒を超短パルス電子ビームが生成できる可能性を見いだした。またコヒーレントなテラヘルツ光の性質を理論的に探り、光源加速器の基本レイアウトをデザインした。その後更なるシミュレーション計算を進展させ、バンチ圧縮器内における電子ビームの動力学を空間電荷効果を取り入れた精密な計算を行なった。これにより100フェムト秒以下の電子バンチ長が得られる可能性を明らかにし、新しいコヒーレント放射光源の研究開発の方向性を提示することができた。このほか、低エネルギーの直流型電子銃を用いたスミス=パーセル後進波共振型自由電子レーザーの発振の時間発展をFDTDコードで計算することに成功した。50keV以下の運動エネルギーで規格化エミッタンスが1μradという超低エミッタンスビームを必要とするが、従来にない全く新しいサブテラヘルツ領域の強力な狭帯域光源として極めて有望で興味深い結果を得た。2005年度において、かねてから研究開発してきた時間領域差分(FDTD : Finite Difference Time Domain)法を用いた高周波電磁場計算コードを用いて、電子ビームの運動も考慮して矛盾なくマックスウェルの方程式を数値的に解くシミュレーション計算を行ってきた。この計算コードは種々の電子ビームの動力学解析に用いることができるが、主に高周波電子銃のデザインと、取り出される電子ビームの性質の把握およびそれによるデザインへのフィードバックを行った。この一連の計算結果より、2空洞型の高周波電子銃を基本とし、両空洞に独立に高周波を投入できるような形式のものを選択した。これを独立空洞調整型高周波電子銃(ITC RF-Gun : Independently Tunable Cells RF Gun)と呼称することとし、これから生成される電子ビーム性質を詳しくシミュレーションによって調べた。特に重要な特徴は、電子ビームは速度集群(Velocity bunching)効果を促進することが可能で、最短で100フェムト秒以下のパルス巾の電子ビームを生成できる可能性があることが分かった。このとき、ミクロバンチあたりの電子数は30ピコクーロンと比較的少ないが、コヒーレント放射などを用いて、強力な広帯域テラヘルツ光を発生できる可能性があることを示した。しかしながら、テラヘルツ波長領域で自由電子レーザー(FEL)発振を得るには、最低でも50ピコクーロン程度の電子数が必要と考えられ、さらに最適化計算を進めている。年度内に基本的なITC RF-Gunを購入したが、FEL発振を得るための運転モードを確立するためのさらなるシミュレーション計算が必要であり、またシケインなどを用いたバンチ圧縮装置を導入した加速器構成を考えねばならないことも明確になった。これらの研究成果は2つの国際会議で発表し、一定の良い評価を得ることができた。2005年度から研究開発してきた時間領域差分(FDTD : Finite Difference Time Domain)法を用いた高周波電磁場計算コードを用いて高周波(RF)電子銃を設計し、これを製作した。

このRF電子銃は2つの独立した加速空洞からなり、それらの間の高周波位相や電場強度を可変として最適化することにより、電子ビームの速度集群(Velocity bunching)効果を促進することが可能であり、その後に連結するバンチ圧縮器を兼ねたビーム輸送路も最適化することによって、最短で50フェムト秒以下のパルス巾の電子ビームを生成できる可能性があることをシミュレーション計算によって明らかにしたバンチ圧縮器を通過する電子ビームの運動エネルギーは約1.5MeVとさほど大きくない事から、エネルギー偏差による粒子ごとの速度の違いを無視する事ができない。この効果も含めてバンチ圧縮機のビーム光学を設計し、エネルギー分散関数の2次の項も利用して、極めて短いバンチ長が得られる事を数値的に示す事ができた。製作したRF電子銃の基本的な高周波に関するパラメータ測定も行なった。その結果Q値はほぼ計算通りの値を得たが、共振周波数が目標の2.856GHzから約0.03GHz低いことが判明した。これについて精密な3次元計算を行なった結果、RFの入力ポート及び真空排気ポートの影響が当初の想定より大きい事が明らかになった。これの修正は工作上不可能であるため、更に精度を上げた数値計算を行ない、後継器を製作することとし、本機においては電場分布およびシャントインピーダンスの測定を継続する事とした。これらの一連の研究成果は2つの国際会議で発表し、一定の高い評価を得ることができた。加速器テラヘルツ光源の開発を目的として、熱陰極を用いた高周波電子銃と最適化したバンチ圧縮器を用いて100フェムト秒程度の極短バンチを生成し、これによるコヒーレント放射や自由電子レーザーの可能性を探る研究活動を行ってきた。平成18年度に製作したプロトタイプの高周波電子銃を実機に改造したが、真空リークが発生し完成が遅れたことが問題となったが、ほぼ期待に添った高周波性能を確保することができた。平成17年度から開発してきた時間領域差分(FDTD: Finite Difference Time Domain)法を用いた高周波電磁場計算コードがほぼ完成し、平成19年度ではこのコードを用いて高周波電子銃から電子ビームがバンチ圧縮器および輸送路を通過する間に空間電荷効果によって引き起こされるバンチ伸長およびエミッタンス増大を評価した。その結果これまで議論してきた3つの偏向磁石からなるバンチ圧縮器では空間電荷効果の影響が非常に大きく、目的とする100フェムト秒のバンチ長を生成することは困難であることが明確になった。高次の位相空間歪みを補正することはできないが、飛行経路を短く抑えられるアルファ滋石を用いたバンチ圧縮器を用いる方が圧倒的に有利であることをFDTDシミュレーションで見いだした。この他100フェムト秒の電子バンチがアンジュレータを通過して生成するコヒーレント放射スペクトルを理論的に数値計算して求めた結果、1THz付近の形状因子は0.8以上になり、一方高次光は殆どコヒーレントに増大することがなく、理想的な準単色テラヘルツ放射が得られることが分かった。
早期胃癌に対する内視鏡的粘膜下層剥離術（ESD）適用の病理学的裏付け

胃粘膜内癌は、粘膜筋板への浸潤を伴わない粘膜内癌(“pT1a1-M")と粘膜筋板への浸潤を伴う粘膜内癌(“pT1a2-MM")とに細分しえるが、通常は胃癌取り扱い規約に準じてpT1a(M)として区別されずに評価されている。“pT1a1-M"と“pT1a2-MM"を細分化して評価したところ、“pT1a2-MM"は“pT1a1-M"と比較し、脈管侵襲の有無、リンパ節転移率、ならびにMUC1/DF3の発現がより高率に認められることが確認された。早期胃癌において、胃癌取扱い規約でpT1a(M)と表記される粘膜内癌には(1)粘膜筋板への浸潤を伴わない粘膜内癌と(2)粘膜筋板への浸潤を伴う粘膜内癌とが含まれる。粘膜内癌の中には稀ではあるがリンパ節転移を伴う症例が見られることから、胃癌の粘膜筋板浸潤の意義を明確にする必要がある。粘膜筋板浸潤の有無により分けた粘膜内癌と、粘膜下組織浸潤癌について、脈管侵襲の程度やムチンの発現を比較検討し、ESD適用範囲に対する病理学的裏付けを検証する。早期胃癌のうち、胃癌取扱い規約でpT1a(M)と表記される粘膜内癌には(1)粘膜筋板への浸潤を伴わない粘膜内癌(“pT1a1-M"と略記)と(2)粘膜筋板への浸潤を伴う粘膜内癌(“pT1a2-MM"と略記)とが含まれる。粘膜内癌の中には稀ではあるがリンパ節転移を伴う症例が見られることから、胃癌の粘膜筋板浸潤の意義を明確にすることを目的として、鹿児島市医師会病院外科で胃切除術を施行された早期胃癌症例1643例の臨床病理学的事項を検索した。また申請者の属する研究室での様々なヒト腫瘍におけるムチン性糖蛋白抗原発現の一連の研究において、膜結合型ムチンであるMUC1とMUC4の発現は不良な予後に関係することが明らかになってきているため、代表的な組織標本においてムチンの発現についても検討した。リンパ節転移、脈管侵襲を有する率は“pT1a1-M"より“pT1a2-MM"で有為に高かった(P<0.01)。免疫組織化学的検索ではMUC1/DF3はリンパ節転移群、脈管侵襲を有する群で高率に発現していた。またMUC1/DF3とMUC4/8G7はいずれも未分化癌と比較し分化型癌で高率に発現していた。深達度別に評価すると、いずれの抗体もpT1a1-MよりpT1a2-MMの発現が高率であったが、有為差がみられたのはMUC1/DF3のみであった。通常、“pT1a1-M"と“pT1a2-MM"はいずれも粘膜内癌として一括に評価されているが、“pT1a2-MM"は“pT1a1-M"と比較し、リンパ節転移、脈管侵襲が高率に認められ、またMUC1/DF3の発現が高いことが確認された。26年度が最終年度であるため、記入しない。医歯薬学26年度が最終年度であるため、記入しない。これまでの早期胃癌摘出症例の中で、pT1a(M)症例約780例、pT1a(MM)症例約60例について臨床病理学的事項を確認し、解析している。加えて、組織におけるMUC1遺伝子発現を解析するために、リアルタイムPCRによる条件検討をも行っている。組織ブロックについては、以前の症例については保存されていなかったりブロックを入手できなかった症例があった。pT1a(MM)症例についてこれまでに確認できたのは44例であり、pT1a(M)代表症例とともに免疫組織学的事項を検索しているところである。前年度に臨床病理学的事項を確認し終えなかった症例について、再検索を行う。さらに、組織におけるMUC1遺伝子発現解析と、免疫染色によるMUC1発現解析とを比較する。また対象症例pT1b(SM)症例に拡げて、臨床病理学的事項を確認する。代表症例について免疫染色を行い、早期胃癌における脈管侵襲とリンパ節転移の有無、ムチンの発現を比較検討していく。
ソフトウェア設計過程における人間の思考モデルの研究

ソフトウェア設計過程の履歴を,ビデオやツ-ルを用いて記録し,それを分析するという実験的手法によって,人間の設計過程における思考活動に関して,以下のような成果を得た.1.ビデオを用いた設計過程のモニタリングと分析手法の研究被験者を2つのグル-プ(6人と5人)に分け,1つのグル-プには,自由な考え方で,思いつくままに,自然言語による仕様をそれぞれ作成してもらった.もう1つのグル-プは,得られた自然言語仕様(1つ選択した)から状態遷移図とデ-タフロ-図による形式仕様をそれぞれ作成してもらった.これらの作業過程をビデオに収録し,被験者の注目点の移動パタ-ンによって,各作業におけるPrimitiveな思考活動を表現した.さらに履歴中でよく見られたPrimitiveな思考活動の流れを抽出し,フロ-図で表現した.3種類(自然言語仕様作成,状態遷移図作成,デ-タフロ-図作成)のフロ-図を比較し,思考活動の流れに構造的な差異が見られることを確認した.2.ツ-ルを用いたモニタリングと分析手法の研究1で見られた作業の内,後戻り作業をより詳しく分析するために,操作がPrimitiveな思考活動に対応付けることができるような,ハイパ-テキストを基礎とするモニタリングツ-ルを作成した.4人の被験者に対し,作業履歴をとる実験を行ない,後戻り作業の抽出・分析を行なった.4つの後戻り作業パタ-ンがよく見られ,作業時間全体の6割以上の時間が後戻り作業に費やされていたことが判明した.また,実験結果より,このようなモニタリングツ-ルをベ-スとする仕様化・設計作業支援ツ-ルの検討を行なった.ソフトウェア設計過程の履歴を,ビデオやツ-ルを用いて記録し,それを分析するという実験的手法によって,人間の設計過程における思考活動に関して,以下のような成果を得た.1.ビデオを用いた設計過程のモニタリングと分析手法の研究被験者を2つのグル-プ(6人と5人)に分け,1つのグル-プには,自由な考え方で,思いつくままに,自然言語による仕様をそれぞれ作成してもらった.もう1つのグル-プは,得られた自然言語仕様(1つ選択した)から状態遷移図とデ-タフロ-図による形式仕様をそれぞれ作成してもらった.これらの作業過程をビデオに収録し,被験者の注目点の移動パタ-ンによって,各作業におけるPrimitiveな思考活動を表現した.さらに履歴中でよく見られたPrimitiveな思考活動の流れを抽出し,フロ-図で表現した.3種類(自然言語仕様作成,状態遷移図作成,デ-タフロ-図作成)のフロ-図を比較し,思考活動の流れに構造的な差異が見られることを確認した.2.ツ-ルを用いたモニタリングと分析手法の研究1で見られた作業の内,後戻り作業をより詳しく分析するために,操作がPrimitiveな思考活動に対応付けることができるような,ハイパ-テキストを基礎とするモニタリングツ-ルを作成した.4人の被験者に対し,作業履歴をとる実験を行ない,後戻り作業の抽出・分析を行なった.4つの後戻り作業パタ-ンがよく見られ,作業時間全体の6割以上の時間が後戻り作業に費やされていたことが判明した.また,実験結果より,このようなモニタリングツ-ルをベ-スとする仕様化・設計作業支援ツ-ルの検討を行なった.
蛍光一分子分光による分子夾雑環境におけるタンパク質の構造変化追跡

一分子蛍光共鳴エネルギー移動(FRET)測定により我々はライン共焦点光学系とマイクロ流路セルを組み合わせることで、100マイクロ秒程度の時間分解能で一分子の蛍光共鳴エネルギー移動(FRET)効率の時系列を取得できる装置を開発してきた。しかし、現状の装置では分子夾雑環境下にある希薄な目的分子の検出には使うことができない。なぜなら、分子夾雑環境には蛍光を発する夾雑分子が多く含まれているため、目的分子からの微弱な蛍光は背景蛍光に埋もれてしまうからである。本研究ではマイクロ秒分解一分子FRET測定装置を再設計し、高背景光下においても一分子からの蛍光を検出し、細胞抽出液などの分子夾雑環境下でのタンパク質一分子の構造変化を高時間分解能で追跡することを目指している。2018年度は、分子夾雑環境に対応するために装置の再設計を行った。これまでの装置からの大きな改良として、水浸対物レンズの導入とそのための光学系の最適化を行った。水浸対物レンズにより、レーザーの照射領域が狭くなるため、背景光が大幅に減少する。また、水浸対物レンズは開口数が大きいため、結果的に蛍光検出効率も改善する。水浸対物レンズを組み込んだ新装置で高時間分解能一分子FRET測定が可能であることも確認できた。また、細胞抽出液中での測定も試みたが現状では背景光の影響が大きく、光学系のさらなる改良と試料に標識する蛍光色素の再検討が必要であることが分かった。さらに、別の分子夾雑系として、タンパク質や核酸分子が高濃度で含まれる溶液が相分離してできる液滴にも注目した。液滴を形成するモデルタンパク質としてRNAヘリカーゼLAF1のRGGドメインの発現、精製、二重蛍光標識も行った。今後こちらの系での測定も行っていく。2018年度で行うことを予定していた高背景光下で使用可能な一分子蛍光測定装置の再設計についてはほぼ計画通りに進展した。細胞抽出液などの実際の分子夾雑系に適用するためには、まだ課題が残されているが、開発した装置が設計通りの時間分解能と感度を有していることは確認できた。また、別の分子夾雑系として、液液相分離による液滴について検討した。液滴を形成するタンパク質としてLAF1のRGGドメインの発現精製と、蛍光標識を行うこともできた。以上の理由から、おおむね順調に進展していると判断した。2019年度は細胞抽出液などの分子夾雑系では、想定以上に夾雑分子からの背景光が大きかった。そこで、背景光の影響が相対的に大きいライン共焦点光学系ではなく、測定条件検討のために通常の共焦点光学系を用いた一分子FRET測定や蛍光相関分光を行うことを予定している。また細胞抽出液に比べて背景光の影響が少ない夾雑系と考えられる相分離した液滴中での測定も検討している。

そこで、背景光の影響が相対的に大きいライン共焦点光学系ではなく、測定条件検討のために通常の共焦点光学系を用いた一分子FRET測定や蛍光相関分光を行うことを予定している。また細胞抽出液に比べて背景光の影響が少ない夾雑系と考えられる相分離した液滴中での測定も検討している。
感情を考慮した生活習慣病治療支援インタフェースシステム

本研究課題では,生活習慣病治療のための自己管理支援システム(わがままん[○!R])内のコメント生成部に対して,患者の感情およびむ理状態を考慮した形でコメントやアドバイスを提示できるような手法を構築することを目指した.その中でも,患者の感情や心理状態を推測する処理について主に研究を進めた.まず,感情生起処理に必要となる好感度情報について,Web文書などの大規模コーパスから物概念の持つ属性やイメージを収集し,その情報をもとにその物概念に対する一般的なポジティブ/ネガティブイ.メージを自動的に学習する手法を提案した.また,より多様な感情を生起できるようにするため,元事象からの推論処理に関する手法も提案した.具体的にはファジィ認知マップをベースにテンプレート形式の概念推論規則を作成し,深層格フレーム表現で記述された入力概念から,複数の出力概念を生成する.また,より深く患者の思考状態を理解するために,認知情報と言語情報を結合し,勘や思考のショートカット,また勘違いなどを再現できる認知モデルを提案し,そこからの感情抽出についても手法を提案した.現在は,患者からの訴えを解析し,自己組織化マップを用いてその悩みのジャンルを判別する手法や,その判別した悩みジャンルの観点からの患者の感情の推測処理について研究しており,平成20年度に学会誌に投稿する予定である.今後の研究予定としては,患者の感情や悩み内容を考慮したシステムの応答処理および,わがままん[○!R]システムへのこれらの手法の実装を予定している.本研究課題は、感情を考慮した生活習慣病治療支援インタフェースシステムの構築を目的としており、既存の生活習慣病治療のための自己管理支援システム(わがままん(R)システム)内のコメント生成部に対して、患者の感情および心理状態を考慮した形でコメントやアドバイスを提示できるような手法を構築、実装することを目指している。特に、生活習慣病の自己管理達成に影響を与える感情の生起に注目し、快感情や自尊心など好影響を与える感情を高め、不安や油断など悪影響を与える感情を抑えるようなコメントを、患者の心理状態をもとに作成、提示することとしている。さらに、患者が生活習慣を改善することに対して快を感じるようにするため、患者の代理となるキャラクタを表示し、そのキャラクタに喜怒哀楽を表現させることとしている。平成18年度には、まず、自己管理支援システムわがままん(R)のソフトウェアをリースにより導入した。次にわがままん(R)システムを実際に利用することで、従来のシステムにおけるコメント提示部や、従来のシステムの持つデータから患者の改善意欲を計算する手法について調査を行った。また、嗜好情報データベースの作成手法について、調査およびデータベースシステムの構築を行った。さらに患者の性格を考慮した感情の変化や感情に基づく改善意欲の変化についても研究をすすめ、国際会議(KES2006、IMECS2007)に投稿し、発表を行った。なお、国際会議(IMECS2007)において、本人が現地で研究発表を行う予定だったが、急病のため共同研究者に研究発表を交代してもらっている。本研究課題では,生活習慣病治療のための自己管理支援システム(わがままん[○!R])内のコメント生成部に対して,患者の感情およびむ理状態を考慮した形でコメントやアドバイスを提示できるような手法を構築することを目指した.その中でも,患者の感情や心理状態を推測する処理について主に研究を進めた.まず,感情生起処理に必要となる好感度情報について,Web文書などの大規模コーパスから物概念の持つ属性やイメージを収集し,その情報をもとにその物概念に対する一般的なポジティブ/ネガティブイ.メージを自動的に学習する手法を提案した.また,より多様な感情を生起できるようにするため,元事象からの推論処理に関する手法も提案した.具体的にはファジィ認知マップをベースにテンプレート形式の概念推論規則を作成し,深層格フレーム表現で記述された入力概念から,複数の出力概念を生成する.また,より深く患者の思考状態を理解するために,認知情報と言語情報を結合し,勘や思考のショートカット,また勘違いなどを再現できる認知モデルを提案し,そこからの感情抽出についても手法を提案した.現在は,患者からの訴えを解析し,自己組織化マップを用いてその悩みのジャンルを判別する手法や,その判別した悩みジャンルの観点からの患者の感情の推測処理について研究しており,平成20年度に学会誌に投稿する予定である.今後の研究予定としては,患者の感情や悩み内容を考慮したシステムの応答処理および,わがままん[○!R]システムへのこれらの手法の実装を予定している.
島津家本『琉球外国関係文書』の分析とそのハイパーテキスト化の研究

1.戦前島津家が国事鞅掌史料を編纂する過程で副産物として編纂された島津家本『琉球外国関係文書』を分析し、そこに所収された史料の編年目録と、全文テキストを作成した。更にこれをハイパーテキスト化し、http://www.hi.u-tokyo.ac.jp/personal/yokoyama/に収めた。これにより、幕末期の琉球をめぐる国際関係に関する国内史料(琉球に来航した外国船や、琉球をめぐる諸外国との交渉、あるいはそれらについての幕表や薩摩藩の論議に関する史料)の基本的データベースを公開することができた。2.『琉球外国関係文書』のホームページ作成に当り、検索機能を強化するため、各種の工夫を行なった。(1)フレームによる目録、本文間の同時表示(2)クリッカブル・マップ作成による編年通覧の平易化でキーワード検索システムが構築されている。
野外体験活動を入れた地域環境学習の系統的展開-効果的編成と支援の実践-

『総合的な学習の時間』として野外体験活動を取り入れながら地域や環境をテーマとした学習を進めるため、少年自然の家や複数のモデル校と連携して、下記のような検討を行った。1)少年自然の家における活動と利用校の『総合的な学習の時間』との連関性について、アンケート調査を行った結果、少年自然の家での野外活動実態と今後の環境学習に対する意向や要望の詳細が明らかとなった。2)上記のアンケート調査と複数のモデル校での実態調査から、野外体験を取り入れた地域学習や環境学習の内容や方法について、類別的に把握された。特に、学区域や学年時により異なることがわかった。3)少年自然の家における野外体験的な環境学習の教材について実地調査を行った。特に、周辺の自然環境には未利用の環境素材が多く潜在しており、有効な教材として再開発できるものが多い。4)上記の教材研究と平行して、学習プログラムや適地等の再整備、体験活動内容の吟味、利用校への情報提供方法を検討して、モデル校での実践を通じて効果的に環境学習を進めることを試みた。5)少年自然の家での活動と連関させたテーマで『総合的な学習の時間』を進めている複数の小学校において、学習内容や計画を吟味するとともに、学習支援方法を協力して検討した。大学の教員や学生の関わりによって学習内容が深化することが確認された。6)上記の小学校における『総合的な学習の時間』の通年的な学習進行計画について、協力して検討した。テーマや目標の設定について吟味した結果、各校の様態に応じた地域学習や環境学習の進め方と支援方法が確立されつつある。7)地域学習や環境学習に対する大学からの支援方法について検討した。特に、学生による指導補助や支援に対する要望が大きいことから、志願登録と担当志望学生の事前指導およびそれらの相応な評価などについて整備を行った。「総合的な学習」で行われる地域や環境をテーマとした学習活動を進めるため、少年自然の家や複数のモデル校と連携して、下記のような検討を行った。1)少年自然の家における活動と利用校の「総合的な学習」との連関性について、アンケート調査を行った結果、少年自然の家での活動実態と今後の環境学習に対する意向や要望の詳細が明らかとなった。4)上記の教材研究と平行して、学習プログラムや適地等の再整備、体験活動の内容の充実、利用校への情報提供などによって、効果的に環境学習を進めることができるとみられる。4)少年自然の家での活動と連関させたテーマで「総合的な学習」を進めている複数の小学校において、学習内容や計画を吟味するとともに、学習支援方法を協力して検討した。大学の教員や学生の関わりにより学習内容が深化することが確認された。5)上記の小学校における「総合的な学習」の通年的な学習進行計画について、協力して検討した。6)地域学習や環境学習に対する大学からの支援について検討した。

『総合的な学習の時間』で行われる地域や環境をテーマとした学習活動を進めるため、少年自然の家や複数のモデル校と連携して、下記のような検討を行った。1.平成17年度に実施した少年自然の家における活動と利用校の『総合的な学習の時間』との連関性に関するアンケート調査結果をさらに分析した。利用校の学区域・学年次・利用時期が地域・環境の学習を展開する上で重要な要素であることがわかった。2.少年自然の家における野外体験的な環境学習の教材について実地調査を行った。特に、地形・地質、植生、水生生物などの立地環境を生かした教材とその適地、および学習プログラムを新たに開発した。3.少年自然の家から利用校学区域に至る地域・環境の学習の展開として、自然の家から流下する川とその流域環境を対象とした教科横断的な学習を提案し、具体的な適地や観察方法について検討した。4.上記の教材研究と平行して、効果的に環境学習を進めるために、利用校への情報提供を目的としたWEBコンテンツを試作した。5.少年自然の家での活動と連関させたテーマで『総合的な学習の時間』を進めている複数の小学校において、学習内容や計画を吟味するとともに、学習支援方法を協力して検討した。前年度の総括をふまえて、野外体験からまとめの発表会にいたる通年的な進め方について、現地での活動支援を含めた助言を行った。6.地域学習や環境学習に対する大学からの支援について前年度から引き続き検討した。学生による指導補助や活動支援の事前指導の進め方、参加学生に対する評価などについてさらに整備した。
次世代シーケンサーを用いた腎がん固有抗原の同定と個別化がん免疫治療の開発

我々は、次世代シーケンスとMHCクラスI結合予測法を用いて、遺伝子変異由来の抗原(ネオアンチゲン)を同定するシステムを構築した。97症例の腎がんの解析において、ネオアンチゲンの数が多くHLAの発現が高い集団は予後が良好であり、腫瘍内にCD8、パーフォリン、グランザイムを高発現していた。しかし、腫瘍内ではCTLA-4、PD-1といった免疫チェックポイント分子の発現が高く、同時に免疫抑制を引き起こしていることが考えられた。将来、腎がんに対する個別化がん免疫治療を行っていく準備段階として、抗原同定システムを構築し、ネオアンチゲンの発現と腫瘍内の免疫シグネチャー、そして予後との関連を明らかにした。本研究の目的は、個々の腎がんにおける遺伝子変異に基づく固有抗原の同定と個別化がん免疫治療の開発である。手術で切除された腎がん組織より、次世代シーケンサーとMHC class I結合予測法を用いて、腫瘍細胞に発現する免疫原性の高い固有抗原を予測する。その予測した抗原が、実際に生体内で免疫反応を起こしているかどうかの検証を行い固有抗原を同定する。個々の腎がん患者に対する免疫原性の高い固有抗原を用いた強力な個別化がん免疫治療を開発する。腎がんの解析に先立ち、既に当院でがん組織のがん部と非がん部(コントロール)の両方がセットで入手可能であった膵神経内分泌腫瘍(NET)6例を用いて次世代シーケンスを行った。まず、全エクソームシーケンスにより、がん部と非がん部のエクソームを調べることで1例あたり平均967個(876-1086個)の腫瘍特異的変異を同定し、その中でコーディング領域に存在する平均118個(97-139個)のミスセンス変異を同定した。さらに、全RNAシーケンスのデータをもとにRNAの発現が見られるものに絞り最終的には1例あたり平均96個(79-133個)のミスセンス変異を同定した。このミスセンス変異由来の変異ペプチドのアフィニティを指標に候補固有抗原数を計算したところ、1例当たりIC50<1000では平均36個(12-57個)、IC50<500では平均31個(6-50個)、IC50<50では平均14個(3-29個)となった。現在、比較的強いアフィニティを示すIC50<500のペプチドを順次合成し、免疫反応を検討しているところである。その予測した抗原が、実際に生体内で免疫反応を起こしているかどうかの検証を行い固有抗原の同定を行う。腎がんの解析に先立ち、既に当院でがん組織のがん部と非がん部(コントロール)の両方がセットで入手可能であった膵神経内分泌腫瘍(NET)6例と膵がん組織5例を用いて次世代シーケンスを行い、ミスセンス変異を同定した。MHC class I結合予測法で、ミスセンス変異由来の候補エピトープ(IC50<500)をNETでは1例当たりでは平均31個(6-50個)、膵癌では平均53個(11-116個)予測できた。候補エピトープの数が一番多かった膵がんPK002でHLA-A2拘束性の候補エピトープペプチドを作成して、それらをHLA-A2トランスジェニックマウスに免疫し、変異ペプチドに対する免疫反応が誘導可能か検証した。44個の変異ペプチドを合成し、5個ずつのプールでマウスに2回免疫した。最終免疫から2週間後の脾臓細胞を使って、それぞれの変異ペプチドに対する反応性をELISPOT法および細胞内IFN-g染色法で調べた。44個のペプチドのうち12個で陽性反応が見られた。腎がんにおいては、手術組織を収集し、がん部と非がん部(コントロール)の両方がセットで入手可能であった9例においてエクソームシーケンスとRNAseqを行った。エクソームシーケンスの結果、ミスセンス変異は平均46個(13-67個)認めた。現在、膵癌で構築した抗原同定システムを利用し、ミスセンス変異由来のT細胞エピトープを同定しているところである。次世代シーケンサーとMHCクラスI結合予測法を用いて、腫瘍細胞に発現する免疫原性の高い固有のネオアンチゲンを同定するシステムを構築した。当院の腎がん97症例の次世代シーケンスのデータを用いて、患者の変異の数、さらにHLAに結合する親和性の高い候補ネオアンチゲン(IC50<500)の数をクラスI結合予測アルゴリズムで決定した。腫瘍特異的変異の数と予後との間に相関はなかったが、候補ネオアンチゲンの数を中央値でhigh、lowに別け、さらに、全RNAシーケンスのデータからHLAの発現を中央値でhigh、lowに別け全生存期間を検討したところ、ネオアンチゲンの数が多くHLAの発現が高い集団は、ネオアンチゲンの数が少なくHLAの発現が低い集団に比べて全生存期間が延長する傾向があった。また、ネオアンチゲンの数が多くHLAの発現が高い集団では、腫瘍内のCD8、パーフォリン、グランザイムの発現が高く、腫瘍内に強い抗腫瘍免疫応答が誘導されていた。

これらの遺伝子発現と予後とに相関はなかったが、CTLA-4、PD-1といった免疫チェックポイント分子の発現と相関しており、免疫抑制を引き起こしていることが考えられた。これらのデータは、腎がんにおいてネオアンチゲンに対する免疫応答が予後に関与している可能性を示しており、また、一部の腎がん患者が免疫チェックポイント阻害剤に感受性を示すという事実を裏付けている。我々は、次世代シーケンスとMHCクラスI結合予測法を用いて、遺伝子変異由来の抗原(ネオアンチゲン)を同定するシステムを構築した。97症例の腎がんの解析において、ネオアンチゲンの数が多くHLAの発現が高い集団は予後が良好であり、腫瘍内にCD8、パーフォリン、グランザイムを高発現していた。しかし、腫瘍内ではCTLA-4、PD-1といった免疫チェックポイント分子の発現が高く、同時に免疫抑制を引き起こしていることが考えられた。将来、腎がんに対する個別化がん免疫治療を行っていく準備段階として、抗原同定システムを構築し、ネオアンチゲンの発現と腫瘍内の免疫シグネチャー、そして予後との関連を明らかにした。東京大学医学部遺伝子解析研究倫理審査委員会において、「個々のがんの遺伝子変異に基づく固有抗原の同定と腫瘍内微小環境の解析に基づく免疫制御法を組み合わせた個別化がんワクチン治療の開発」の承認を得て(G3545)、がん部と非がん部(コントロール)の両方がセットで入手可能であった腎がん9例においてエクソームシーケンスとRNAseqが終了した。抗原同定システムに関しては、膵癌で次世代シーケンスとMHC class I結合予測法を利用して固有抗原同定システムを構築し、これらの候補となる変異ペプチドを合成し、それらが実際に免疫反応を起こすか検証も行うことができた。腎がんにおいても、全エクソームシーケンスと全RNAシーケンスデータから、MHC class I結合予測法を用いて、腎がんの候補となる固有抗原を選出し、免疫反応の検証を行う。膵がん、膵神経内分泌腫瘍(NET)で行なった方法をそのまま腎がんに応用することが可能である。腫瘍治療学膵癌で構築した固有抗原同定システムおよびその検証法を使い腎がん9例から固有抗原を同定する。腎がんでどれくらいの数のミスセンス変異が存在し、その中でMHC class I結合予測法によるアフィニティが高いものが何個あり、そのうちいくつの変異ペプチドが免疫原性をもっているか、特にHLA-A2の候補エピトープをHLA-A2トランスジェニックマウスを用いて検討する。そして何個の変異ペプチドを使った免疫治療が可能であるかなどを検討する。本研究期間内に、将来腎がんにおいて個別化がん免疫治療を行っていく準備段階としての基礎的データを得る。東京大学医学部遺伝子解析研究倫理審査委員会において、「個々のがんの遺伝子変異に基づく固有抗原の同定と腫瘍内微小環境の解析に基づく免疫制御法を組み合わせた個別化がんワクチン治療の開発」の承認を得て(G3545)、腎がん組織のがん部と非がん部の両方を現在収集し、次世代シーケンスの準備を進めている。今回は既に当院でがん組織のがん部と非がん部の両方がセットで入手可能であった膵神経内分泌腫瘍(NET)6例を用いて、次世代シーケンスとMHC class I結合予測法を利用して固有抗原同定システムを構築することができた。現在、これらの候補となる変異ペプチドを合成し、それらが実際に免疫反応を起こすか検証するところである。
ヒト急性骨髄性白血病(AML)に伴うDICモデル動物の作成とその分子機構

急性骨髄性白血病(AML)の重篤な合併症として播種性血管内凝固症候群(DIC)はよく知られている。特にAPLはDICの成因と考えられる物質が豊富な細胞内一次顆粒を多数有し、DICを高率に合併するため寛解導入困難であった。最近、オールトランスレチノイン酸(ATRA)を用いた分化誘導療法によって本疾患の寛解導入率が著明に高くなっているものの、このATRA不応例は多く存在している。また、免疫不全マウスに移植して白血病化するヒトAML細胞株はなく、白血病に伴うDICモデルの確率は不可能であった。われわれはAML患児で重度のDICの合併を認め、ATRA不応であった症例末梢血より、細胞内一次顆粒を多数有した細胞株KOPM-88を樹立した。さらに重度な免疫不全であるNOD/SCIDマウスヘ移植することにより、骨髄浸潤を伴うヒトAML浸潤モデルをはじめて確立し、このモデルを応用してDICモデルの作成を試みた。NOD/SCIDマウスにKOPM-88細胞を2×107 cellを尾静脈から静注しヒトAML浸潤モデルの作成した。約60日目に生着の目安である下半身麻痺が出現したマウスの脊髄、骨髄、肝臓の組織を採りH-E染色で移植細胞の組織への浸潤を確認した。この時の腎臓はDICの判断に役立つPTAH染色でフィブリンを染色してDICの有無を確認したが、組織学的にはDICの所見を認めなかった。in vivo AML浸潤モデルマウスにhuman TNF-αを投与することでKOPM-88細胞からの一次顆粒の放出を誘導し、DIC発症を誘導することを試みた。しかし、現状で行える組織学的なDICの有無の判定法では有意差は得られなかった。また、免疫不全マウスに移植して白血病化するヒトAML細胞株は、これまでになく、白血病に伴うDICモデルの確立は不可能であった。われわれは重度のDICの合併を伴ったAML患児で、ATRA不応であった症例の末梢血より、細胞株KOPM-88を樹立した。本細胞株は、株化後も細胞内一次顆粒を多数有しており、さらに重度な免疫不全マウスであるNOD/SCIDマウスへ異種移植することにより、骨髄浸潤を伴うヒトAML浸潤モデルが再現された。そこで、このモデルを応用してDICモデルの作成を試みた。NOD/SCIDマウスにKOPM-88細胞を2×10^7cellを尾静脈から静注し、約60日後に、脊髄への白血病細胞浸潤により下半身麻痺が出現したマウスの脊髄、骨髄、肝臓、腎臓など全身臓器の組織を採取し、病理組織学的解析を行った。またDICによる微小血栓形成は、PTAH染色により検討した。現在のところ、組織学的にはDICの所見を認めていないが、今後、血液凝固学的手法により、血小板数、APTT、PT、フィブリノーゲン値などの測定をする予定である。また本ヒトAML浸潤モデルマウスにおいて、ヒトTNF-αを投与することでKOPM-88細胞からの一次顆粒の放出を誘導し、DIC発症を誘導すること試みる予定である。
地面効果翼機の模型飛行実験

地面効果翼機(WIG)のラジオコントロ-ル模型を、鳥取大学でTN-1,2,3の3機種、名古屋大学でNT-1,2,MNT-3の3機種製作し飛行実験を行った。TN-1,NT-1共に、リピッシュ翼にパワ-増強揚力(PAR)を組み合わせたものであったが、高速高性能の機体に適した形態であり遠隔操縦による超低空飛行には高い操縦技術を要した。この経験をもとに、鳥取大学では低速小型の機体に適した形態を、名古屋大学では高速高性能機に適した形態を調べることとし、TN-2およびNT-2が作られた。TN-2はラム・ウィング形状であり、低翼面過重を特徴とする。NT-2は飛行艇形状にPARを組み合わせた形態である。TN-2は概ね良好な性能を示したが、ピッチ・アップ特性が不十分であり、NT-2は電動モ-タ-動力であったために馬力不足であった。これらの点を改善するため、TN-3およびMNT-3が製作された。TN-3はピッチ・アップ防止対策を十分に施し、地面効果の内外共にピッチアップは起こさない。MNT-3も、ピッチ・アップ対策として地面効果尾翼を採用し、その有効性が立証された。なお、本研究に関係した研究しとて、鳥取大学グル-プと名古屋大学グル-プは、それぞれ個別に有人実験機の製作を指導し、鳥取大学指導分は1人乗りおよび2人乗りモデルの滑空に成功し、実用化への第一歩を踏み出した。名古屋大学指導分は、連続ジヤンプの状態にまで達し、多くの貴重なデ-タを得ている。これらの研究の成果として、今後の開発の研究課題として、安定性の体系的研究が最重要であることが確認されたので、数値シミュレ-ションを活用して、この研究に重点を置いてWIG実用化のための研究を推進していく予定である。地面効果翼機のラジオコントロール模型を鳥取大学でTN-1, 2,名古屋大学でNT-1, 2, MNT-3の計5機製作し飛行実験を行った.TN-1とNT-1は共に先尾翼形式の飛行艇タイプの模型であり,翼はリピッシュ翼を基本としている. TN-1はガスエンジンを搭載しており構造的にエンジンの迎角変更は困難なため先尾翼の迎角変更によって推力線変更を行っている. NT-1はモーター駆動であり,直接推力線変更を行う.実験結果として,このような飛行艇タイプとラムウィングタイプの双方の可能性を調べてみることとなり鳥取大学ではラムウィングタイプのTN-2を名古屋大学では飛行艇タイプでより地面効果を高め重量軽減したNT-2を製作・実験した.さらに飛行艇タイプではピッチング安定が重要である,との結論を得たので,この安定増強のためにレートジャイロを組み込んだMNT-3を製作・実験した.実験は現在まだ継続中であり最終的な結論は次年度以降になるが,いままでの結果をまとめると2.NT-2は高さ1m程度の本当の飛行をしてしまった.しかし安定性,操縦性から持続的地面効果内飛行は困難であった.3.TN-2は20回程度の連続ジャンプに成功した.4.MNT-3はNT-3よりは低高度飛行の持続が可能である.しかし,重量過大,推進計の脆弱さ等改善すべき点が多々みつかった.以上の結果から,今年度の目標はほぼ達成されたものと考えられる.残された課題は,予定通り次年度以降研究を続行し逐次解決,解明していきたいと考えている.昨年度製作した地面効果翼機のラジオコントロール模型,TN-2(鳥取大学),MNT-3(名古屋大学)を中心に飛行実験を行った。実験の結果,両タイプともにピッチング・コントロールが予想以上に微妙であることが判ったので,これの改善に大きな努力を払った。

また,ラジオコントロール模型ばかりでなく,風洞実験,数値シミュレーションも可能となったので、これらの手法も合わせ実験した。飛行試験によって,TN-2,MNT-3ともに低高度飛行の持続が可能であることが判った。しかし,定量的データを蓄積するには,飛行コースの任意選択が困難等の課題が残されている。風洞試験からは、典型的ラムウィング形状のTN-2でもピッチングに対し安定な領域が存在することが確認された。数値シミュレーションからは低アスペクト比のラムウィングの翼端に生ずる強い縦渦の構造が明瞭に示された。来年度は、これらの知見を総合して,実用に耐えうる地面効果翼機のデータを得る予定である。なお,本年度,分担者安東茂典は一人乗り実験機の製作を指導した。地面効果翼機(WIG)のラジオコントロ-ル模型を、鳥取大学でTN-1,2、3の3機種、名古屋大学でNT-1、2、MNT-3の3機種製作し飛行実験を行った。TN-1、NT-1共に、リピッシュ翼にパワ-増強揚力(PAR)を組み合わせたものであったが、高速高性能の機体に適した形態であり遠隔操縦による超低空飛行には高い操縦技術を要した。この経験をもとに、鳥取大学では低速小型の機体に適した形態を、名古屋大学では高速高性能機に適した形態を調べることとし、TN-2およびNT-2が作られた。TN-2はラム・ウィング形状であり、低翼面過重を特徴とする。NT-2は飛行艇形状にPARを組み合わせた形態である。TN-2は概ね良好な性能を示したが、ピッチ・アップ特性が不十分であり、NT-2は電動モ-タ-動力であったために馬力不足であった。これらの点を改善するため、TN-3およびMNT-3が製作された。TN-3はピッチ・アップ防止対策を十分に施し、地面効果の内外共にピッチアップは起こさない。MNT-3も、ピッチ・アップ対策として地面効果尾翼を採用し、その有効性が立証された。なお、本研究に関係した研究として、鳥取大学グル-プと名古屋大学グル-プは、それぞれ個別に有人実験機の製作を指導し、鳥取大学指導分は1人乗りおよび2人乗りモデルの滑空に成功し、実用化への第一歩を踏み出した。名古屋大学指導分は、連続ジャンプの状態にまで達し、多くの貴重なデ-タを得ている。これらの研究の成果として、今後の開発の研究課題として、安定性の体系的研究が最重要であることが確認されたので、数値シミュレ-ションを活用して、この研究に重点を置いてWIG実用化のための研究を推進していく予定である。
非線形偏微分方程式と力学系

数理モデルに現われる非線形偏微分方程式の研究は,多くの研究者により近年活発に研究され,かなりの進展をみてきている。パタ-ン形成の研究と関連して,非線形偏微分方程式の解の時間と空間に関する挙動を調べることが重要である。そのさい,偏微分方程式の定常解,周期解および進行波解などの存在と安定性そしてその構造を調べることに重点がおかれる。本研究では,いくつかの具体的なモデル方程式を考察の対象としてきた。その一つは,神経パルスの伝播をモデルとした方程式である。FitzHughーNagumo方程式は,無髄神経での神経パルスの伝播を記述した方程式としてかなりの研究がなされている。一方,無髄神経での神経パルス方程式の研究はこれからの課題である。本研究で,無髄神経でのパルス方程式の定常解の存在するあるパラメ-タ域を求め,そのパラメ-タ域では神経パルスの伝播が起こりえないことを示した。二番目のモデル方程式は,アメ-バの凝集を記述した移流拡散方程式系である。この方程式系について,次の予想が未解決の問題として残っている。空間が二次元のとき,初期値の平均値がある値以下だと解は大域的に存在し,以上だと解の爆発が起こリえる。更に,三次元以上のときは,初期値の平均値の大きさにかかわらず解の爆発が起こりえる。本研究において,方程式がある特別の場合に肯定的解決を与えることが出来た。今後の課題としては,より一般の方程式の場合について解決することであり,そして定常解の大域的構造と発展方程式の解の爆発との関係を調べることである。その他の研究成果については,ここでは詳しく述べない。裏ペ-ジの論文リストを参照のこと。
サイズコントロールしたiPS細胞スフェロイドの自己組織化を応用する骨再生法の開発

ES細胞やiPS細胞などの多能性幹細胞は,培養すると三次元的な細胞塊で増殖する性質をもつ。iPS細胞塊から骨への自己組織化を導く試みとして,至適サイズのiPS細胞スフェロイドを作製する培養法の確立,および骨組織への分化を促進する小分子化合物の同定,ならびに小分子化合物の作用を最大限に発揮させる三次元培養法を確立できれば,革新的再生医療技術に繋がる可能性を秘めている。本研究の目的は,サイズコントロールを行って作製するiPS細胞スフェロイドおよび,これにケミカルバイオロジーを応用した新たな三次元培養・分化誘導方法を用いることによって,iPS細胞の骨組織への自己組織化誘導技術を基盤とする新たな骨造成技術を開発することである。iPS細胞の骨組織への自己組織化能ならびに,小分子化合物の薬効を最大限に引き出す新たな分化誘導方法を確立し,歯槽骨造成法の確立につなげていくことである。平成30年度は,前年度に検討したマイクロ空間形状プレートに加えて,空間の大きさならびに形状の異なるプレートを用いて,均一なiPS細胞スフェロイドの作製方法を検討した。サイズの異なるそれぞれのプレートで作製したiPS細胞スフェロイドのサイズ間における薬剤ならびに自己組織化の反応性をリアルタイムRT-PCR解析にて検討を行い,さらにH-E染色による組織学的評価にて観察した。その結果,スフェロイドのサイズによって薬剤ならびに自己組織化の反応性が異なることが明らかとなった。さらに,スフェロイドのサイズが大きくなるにつれ、スフェロイド内部が壊死を起こしている可能性が示唆された。平成29年度は,iPS細胞スフェロイドの作製方法を確立するため,マイクロ空間形状プレートを用いて,マウスiPS細胞胚様体から細胞スフェロイドを作製を試みた。その結果,サイズの均一な細胞スフェロイドの形成を確認することができた。さらに,作製したiPS細胞スフェロイドをマイクロ空間形状プレート内で骨芽細胞に分化誘導を行った。その結果,プレート内において石灰化基質を有するiPS細胞スフェロイドが作製可能であることが明らかとなった。異なるサイズのマイクロ空間形状プレートによる低接着培養法を用いて,目的とする大きさまでスフェロイドを形成する予定であったが,細胞スフェロイドをマイクロ空間内に維持することが難しく,均一サイズiPS細胞スフェロイドの大量作製までにはまだ到達していないため。今後は,マイクロ空間形状プレートの改良,ならびに維持する手法を検討し,スフェロイドを用いた三次元振盪培養方法条件の検討を行うとともに,スフェロイドサイズがiPS細胞の骨組織への自己組織化に及ぼす影響の検討を行う。現在の進捗状況から考えて,次年度に使用した方が望ましいと考えられるため。