hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
自然言語処理解析による認知症の低侵襲・早期発見に関する研究

さらに医療機器としての社会実装に挑む.本研究で扱う言語関連疾患としては語彙量との関連が深いアルツハイマー型認知症を主な対象として扱い,加えて発達障害,うつ病,統合失調症など,従来から対話から診断のための重要な手がかりとなっている疾患へと対象を拡大する.最終年度である本年度は,意味密度の日本語化手法,複数の指標の統合について論文化を行った.また,研究開始時当初に想定していなかった表現の抽象度の測定といった新たな試みについても研究を行った.これは,ソーシャルメディアで頻出する上位20,000語の中から名詞,動詞,形容詞である17,778語を対象とし,クラウドソーシングにて抽象度を付与したものである.さらに,この抽象度辞書を用いて,思春期の発達過程についての解析を実施するなど,今後の研究の発展性を示した.今年度は,開発した症状推定技術を高齢者施設にて常時利用可能なよう設置し,言語能力の測定を可能とする(地域社会へのインストール).すでに,京都市の複合ケア施設「修徳」へは4年前から4回にわたってデータ提供及びプロトタイプツールの試行を行っていただき,十分な連絡体制,信頼関係が築けている.特に,施設の運営・管理を行っているマネージャーの方々には,「(本研究に必要となる)語りを引き出す行為そのものが,認知症の予測のみならず,高齢者の生活の質の向上させる可能性があり,高齢者には受け入れやすい」ものとして,理解をいただいており,実証を進める.さらに,スマートフォン・アプリ化を行い,想定されるユーザ(若年)を含めて通時的なデータが取得可能なようにする(広域社会へのインストール).システムのプロトタイプを図6に示す.これらの試行によって,フェーズIとは桁の異なる大規模データが収集可能となる.これを用いた診断アルゴリズムの探索を行うと同時に,最新のアルゴリズムを随時更新する.なお,集積したデータも今後広く利用可能にするために,アプリケーションの利用規定についても配慮する.今後は倫理問題とそれに関連する社会実装について議論していく予定である.まず,社会実装には,現在,2つの倫理的問題がある.(1)まず,語りという個人的な自由発話をどのように共有すべきかという問題,次に,(2)現在では治療方法がなく,早期診断できても適切な対処法がない認知症などの疾患について,この疾患リスクを告げることの意味はなにかという問題.これらの問題を議論するために,アンケートを中心に現在の認知症に関する理解調査や望ましい告知のあり方を調べていく予定である.これは,倫理研究者(京都大学iPS研究所上廣倫理部門)と共同研究にて行う.同時に製品化について関連IT会社とともに探る予定である.本年度使用予定であった海外研究者の招聘が出来なかったより,若干の資金が余剰した.次年度,使用額については,後ろ倒しにした海外研究者の招聘を行い,これを使用する.
発話音韻解析と信念ネットワークの高度化に基づく認知症の早期スクリーニング

本研究課題では、高齢者の音声に対する独自の解析手法を提案することで,ごく早期の認知症発見・予防を目的とした極めて簡易な,在宅でも利用可能な音声認知症スクリーニングの基礎アルゴリズムを開発した。データ解析ならびにデータマイニング技術の手法であるROC解析ならびに多重ロジスティック回帰分析の技術を応用することで、高齢者の質問応答発話音声から抽出した音響ならびに韻律特徴を用いて認知機能の危険度指標SPCIRを計算するアルゴリズムを提案した。これにより、誰でも、定期的に、安心して認知症スクリーニング検査を受けることができ、認知症の疑いを早期に発見することで専門医への受診誘導を促す仕組みが実現される。本研究では、高齢者の音声に対する独自の解析手法を提案することで、ごく早期の認知症の発見・予防を目的とした極めて簡易な音声認知症スクリーニングの基礎アルゴリズムを開発する。初年度である平成25年度は以下の項目について研究を実施した。1)実験データ(音声サンプルと臨床データ)採取:実験には、国立長寿医療研究センター病院に来訪した外来患者25名の高齢者(64-93歳)が参加し、健常な高齢者(CN群)、軽度認知機能障害(MCI群)、軽度アルツハイマー型認知症(AD群)を対象とした。2)刺激課題の研究開発:認知課題としては、質問式の認知症スクリーニングツールである、長谷川式簡易知能評価スケールを含めた9項目から構成されるブロックデザインの認知課題を設計し、音声・fNIRS同時計測を行った。3)音声による認知症スクリーニングの予備的調査:2)に併行して、先行研究にて既に採取済みの臨床データ(浴風会病院外来診察来訪高齢者243人)に対して次の研究を実施した。a)音声特徴量の精査:先行研究において、メル周波数ケプストラム係数(MFCC)特徴量の多くが軽度認知症を判別する韻律特徴として有力であることがわかっている。そこで本研究項目では、このMFCC特徴量の抽出計算を再評価し、軽度ADの判別に有効な特徴量を精査した。b)多重ロジスティック回帰分析によるスクリーニング基礎アルゴリズム:先行研究にて開発・抽出した129次元の音声韻律特徴量に対して、多重ロジステック回帰分析を適用することでMCI群ならびにAD群の判別に有効な韻律特徴の発見を試みた。その結果、CN群・AD群の2群判別に対して、感度90.12%、特異度88.89%、正診率89.51%、CN群・MCI群の2群判別に対して、感度76.54%、特異度75.31%、正診率75.93%の良好な判別性能を確認した。2年目である平成26年度は以下の項目について研究を実施した。1)スクリーニングの基となる音声特徴の抽出技術の研究開発・ゆらぎ指標の導入:昨年度までに開発した、発話音声の音高、音高、口腔の共鳴特性、声道の伝達特性からなる128種の音声特徴量に加えて、音高と音量の時系列からゆらぎの特徴を算出する計算プログラムをそれぞれ開発した。2)スクリーニングに有効な韻律特徴を選択する技術の研究開発・3つの新しい統計指標の導入:リスクファクターの予後予測性能を評価する指標として、近年の統計医学で注目されている指標である、C-統計量、IDI、および、NRI、の3つの統計量をそれぞれ計算するプログラムを開発し、これを先行研究にて開発した認知症判別モデルに適用し性能を改善した。・ROC解析による特徴量の精査:昨年度の研究で実施したロジスティック回帰モデルと上記の指標を組合せて認知症の判別に有効な音声特徴量の自動選択・合成するアルゴリズムを開発した。任意の音声韻律特徴集合を用いて多重ロジスティック回帰モデルを作成し認知症の有無を判別する。ここで、同モデルのカットオフポイントを変化させながら、認知症判別のTrue Positive(感度)とFalse Positive(特異度)の2軸直交平面上にプロットを作成する。このプロットを繋いだ曲線がROC曲線と呼ばれるもので、この曲線の下側面積(AUC)をC-統計量と呼ぶ。AUCが大きいほど、選択された音声特徴の組合せが認知症の判別に有効であることを示す。本研究実施項目では、この評価指標に加えて「判別モデルがどれたけ目標を分類できるか」をより正確に表現した指標であるIDI,NRIを採用した。3年目である平成27年度は以下の項目について研究を実施した。1)スクリーニングに有効な韻律特徴の組合せを構築して判別する技術の研究開発昨年度までに「有効な韻律特徴を選択する技術の研究開発」として開発したロジスティック回帰分析の技術を応用し判別モデルを構築した。被験者数:N=162、解析対象音声:日時の見当識課題(HDS-R,Q2)の回答音声(有効回答音声部分の切出し)、健常/軽度ADの2群判別性能:感度90.12%,特異度88.89%,正診率89.51%2)音声認知症スクリーニングの実用化を意識した音声区切りの採用World Wide Web上のアプリケーションとして本研究技術を実現するための研究調査と試作を実施した。これまでは、回答音声のWAVファイルを人手で聴取し、有効回答部分の音声を抜き取る作業を行っていた。

これに対して、簡単なWeb会話システムで自動的に実現可能な音声区切り方法として、この作業工程を省略し、質問者の音声終了後、何らかの音声が発話された時点を区切り点とする全回答音声データ(相槌や言いよどみ、短時間無音区間などのプレフィックス音声部分も含む)を対象として、軽度ADの判別に関して実験を実施した。被験者数:N=162、解析対象音声:日時の見当識課題(HDS-R,Q2)の回答音声(全回答音声)、健常/軽度ADの2群判別性能:感度84.0%,特異度82.7%,正診率83.3%、上記1)の結果と比較して若干の性能低下が見られるものの、システム自動化のためのトレードオフとして許容範囲内と考えられる。これにより、会話システムによる回答音声の自動切り取りと、回答のレスポンス時間の計測が可能となった。本研究課題では、高齢者の音声に対する独自の解析手法を提案することで,ごく早期の認知症発見・予防を目的とした極めて簡易な,在宅でも利用可能な音声認知症スクリーニングの基礎アルゴリズムを開発した。データ解析ならびにデータマイニング技術の手法であるROC解析ならびに多重ロジスティック回帰分析の技術を応用することで、高齢者の質問応答発話音声から抽出した音響ならびに韻律特徴を用いて認知機能の危険度指標SPCIRを計算するアルゴリズムを提案した。これにより、誰でも、定期的に、安心して認知症スクリーニング検査を受けることができ、認知症の疑いを早期に発見することで専門医への受診誘導を促す仕組みが実現される。臨床データの採取に欠かせない認知症専門医療機関との連携はうまく進んでおり、実験データのサンプルサイズは順調に増加している。昨年度に行ったロジスティック回帰分析の導入に加え、新規の統計指標とROC解析を組合せた特徴量の精査が順調にすすみ、先行研究の判別性能を大きく改善する予想以上の効果を確認できた。人工知能、知能感性ロボティクス、医工連携情報処理本研究は、高齢者の専門医療機関および、認知症専門医、ならびに、高齢者の協力が欠かせない。今後も、これら連携機関・実験協力者と密にコミュニケーションをとり、研究を円滑に進めてゆきたい。臨床データの採取に欠かせない認知症専門医療機関との連携が上手くでき、実験データが順調に採取できた。これに加えて、ロジスティック回帰分析の導入が順調に進み、先行研究の判別性能を大きく改善する予想以上の効果を確認できた。人件費として当初見込んでいた被験者協力者金の支払をする必要が無くなったため。その他経費として当初見込んでいた論文印刷費の支出が無かったため。本研究は、高齢者医療の専門医療機関、および、認知症専門医、言語・聴覚の評価と機能回復のスペシャリスト、ならびに、高齢者の協力が欠かせない。今後も、これらの連携機関・実験協力者と密にコミュニケーションを取ることで、研究を円滑かつ効率的に進めてゆきたい。H27年度は物品費と人件費の配分が比較的少額なため、これに充当する予定である。研究成果発表・調査研究として出張・参加した国際会議参加登録費において、補助対象外となる経費(飲食相当)が控除されたため。H26年度は物品費の配分が比較的少額なため、これに充当する予定である。
閉鎖型植物栽培におけるガス体起源アレロパシーに関する研究

本年度は,まず昨年度製作した閉鎖型チャンバーを用いて,ハーブ植物であるレモンバーム,ローズマリーおよびイネ,ダイズ,サラダナが放出する微量ガス種を同定した。同定には,ガスクロマトグラム質量分析計を用い,TENAXで微量ガスを濃縮した後,加熱脱着し分析した。その結果,レモンバームからはα-ピネン,リモネン,ミルセンが,ローズマリーからは,これらに加えてβ-ピネン,テルピネンなどのテルペン系ガスが放出されていた。イネからは,テルペン系ガスであるリナロールに加えて,ジメチルサルファイドが検出された。ダイズからはイソプレン,メタノールが,サラダナからは(Z)-3-ヘキセナール, (Z)-3-ヘキセノールなどが放出されていた。密閉度の高い温室でレモンバームとローズマリーあるいはステビアを混植した場合,ローズマリーやステビアの生育が著しく阻害された。この時,温室内で最も濃度の高かったテルペン系ガスはα-ピネンで,0.2-3ppbであった。全てのテルペン系ガスの濃度は,日中に上昇し夜間に低下した。しかし,これら植物を個別に鉢に植えて葉が接触する程度の距離においた場合,ローズマリーやステビアの生育は阻害されなかった。この現象は,レモンバームとサラダナ,レモンバームとダイズの組み合わせでも同様であった。以上のことから,今回用いた植物間では,土壌を介して根系から分泌される物質が他の植物の生育を阻害すると考えられた。テルベンなど揮発性ガスが本実験の濃度域では他の植物の生育を阻害する現象は認められなかった。植物の微量ガス放出速度は非常に微量であると考えられるので,長期間植物を密閉状態,かつ制御環境下で栽培でき,微量ガスを濃縮する役目を果たす閉鎖型チャンバー(チャンバーAとする)を試作した。チャンバーAは,透明塩ビ板,塩ビパイプなどを用いて製作した。内部にはファンを取付け循環型風胴タイプとした(風量可変型)。容積約1700Lであった。CO_2濃度は,赤外線CO_2分析計によってモニターし,CO_2ボンベから電磁弁の開閉によりCO_2を供給することで濃度制御した。内部のCO_2濃度の減少量から光合成速度を算定した。光源には蛍光ランプを用い,チャンバーの上側から照射した。各環境要因はA-Dコンバータを介したコンピュータを用いて測定,記録し,制御した。微量ガスの同定にはガスクロマトグラフ質量分析計を使用した。イネを栽培した条件下で,微量ガスを分析したところ,チャンバーの製作時に使用した溶剤やシリコン系のガスが検出された。また,植物が放出したと考えられるエチレン,エタン,モノテルペン系ガスが検出された。来年度は,数種植物を混植した条件下でチャンバー内部に蓄積する微量ガスを分析し,これら微量ガスが植物の成育におよぼす影響を調べる。また,作物間での根系の接触や,根の分泌物など地下部由来のアレロパシーの影響と大気由来のアレロパシーの影響を区別して評価できるかどうか実験手法について検討する。
衝撃力に対するヒューマノイドロボットの転倒回避制御

平成22年度は,転倒回避制御および戦略の改良と小型ヒューマノイドロボットによる転倒回避実験を行った.平成21年度に開発した転倒回避戦略を,小型ヒューマノイドロボットによる転倒回避実験の結果をフィードバックしながら改良した.小型ヒューマノイドロボットによる転倒回避実験のために,開発済みの衝撃力印加装置およびロボット保護センサスーツを改良し,ロボット前方からだけでなくあらゆる方向から衝撃力を印加できるように整備した.転倒回避制御のために,加速度センサ,ジャイロスコープからのセンサ情報を融合しながら転倒を判断する指標を作成した.小型ヒューマノイドロボットに様々な大きさの衝撃力を印加して,そのときの転倒判断指標と転倒したかどうかの結果から,作成した転倒判断指標が妥当であることを検証した.転倒していると判断した後,反射的に行動を起こさなければならないため,予めいくつかの回避行動パターンを用意しておき,それらを組み合わせることで転倒を回避する手法を開発した.片足支持期を想定して衝撃力を印加し,転倒回避制御と戦略が有効に機能しているかを実験的に検証した.また人間サイズヒューマノイドロボットでの転倒回避実験の一部を前倒して実施した.平成21年度は,インパクトシミュレータの開発,転倒回避制御および戦略の構築,小型ヒューマノイドロボットによる転倒回避基礎実験を行った.転倒回避制御および戦略を構築するために,まずヒューマノイドロボットに衝撃力を加えることができるシミュレータを開発した.開発したインパクトシミュレータを用いて,転倒回避制御および戦略を構築した.転倒回避制御においては,足裏センサ,加速度センサ,ジャイロスコープからのセンサ情報を融合しながら転倒を判断する.足裏が地面から離れた場合でも確実に取得可能な胴体の角速度と姿勢,および各関節角度を状態変数として制御系を構築した.インパクトシミュレータの各種パラメータを同定するために,開発済みの衝撃力印加装置を用いて衝撃力印加時転倒回避基礎実験を行った.ロボットが受ける衝撃力を正確に記録するために,ロボット保護スーツ内に内蔵されたロードセルを用いた.これらの基礎実験で得られる結果を用いてインパクトシミュレータの各種パラメータを同定し,実機での実験結果とシミュレーション結果が,一致するように設定した.平成22年度は,転倒回避制御および戦略の改良と小型ヒューマノイドロボットによる転倒回避実験を行った.平成21年度に開発した転倒回避戦略を,小型ヒューマノイドロボットによる転倒回避実験の結果をフィードバックしながら改良した.小型ヒューマノイドロボットによる転倒回避実験のために,開発済みの衝撃力印加装置およびロボット保護センサスーツを改良し,ロボット前方からだけでなくあらゆる方向から衝撃力を印加できるように整備した.転倒回避制御のために,加速度センサ,ジャイロスコープからのセンサ情報を融合しながら転倒を判断する指標を作成した.小型ヒューマノイドロボットに様々な大きさの衝撃力を印加して,そのときの転倒判断指標と転倒したかどうかの結果から,作成した転倒判断指標が妥当であることを検証した.転倒していると判断した後,反射的に行動を起こさなければならないため,予めいくつかの回避行動パターンを用意しておき,それらを組み合わせることで転倒を回避する手法を開発した.片足支持期を想定して衝撃力を印加し,転倒回避制御と戦略が有効に機能しているかを実験的に検証した.また人間サイズヒューマノイドロボットでの転倒回避実験の一部を前倒して実施した.
虚血性心疾患患者の抜歯時心機能動態:Mモード心エコー図を主体として

心疾患患者抜歯時には、心拍数・血圧・心電図でモニター、記録(患者監視装置、BP-308ET:昭和63年度科研購入、および麻酔表記録装置AR-500)し、同時にM-モード・UCG記録装置KK/SSD-119M)により観察した。心拍数・血圧・心電図は基本的には処置前、麻酔開始、麻酔中、麻酔直後、麻酔1分後、3分後、抜歯開始時、抜歯中、抜歯終了直後、1分後、5分後、10分後、15分後、20分後を基本としたが、すべての症例において記録できたのではない。RPPは心拍数×収縮期血圧で検討した。RPPは抜歯のための局所麻酔により、処置前より著しく上昇し、抜歯時にも高い数値を維持するが、抜歯後には、処置前あるいは、それ以下の数値に戻る傾向にあることが明らかとなった。心電図においては、虚血性心疾患患者では、心室性期外収縮の発生頻度が高まったり、ST、Sの変化が認められた。UCGの検討においては心機能指標として、心エコー図より、拡張終期容量{(左室拡張終期径)^3}、収縮終期容量{(左室収縮終期径)^3}、一回拍出量(拡張終期容量-収縮終期容量)、心拍出量=1回拍出量×心拍数、駆出率:拡張終期容量-収縮終期容量拡張終期容量平均心筋収縮速度:左室拡張終期径-左室収縮終期径左室拡張終期径-左室駆出時間を求めた。平成元年3月12日現在、まだ症例が少なく、残念ながら、まとめ、学会発表までは至っていない。今後は、多くの症例に応用し、臨床への有用性を検討すると同時に、平成元年度に科学研究費補助金一般研究(C)に申請要求している様に「心疾患患者の麻酔・抜歯による酸素消費と炭酸ガス排出量の検討」として臨床研究範囲を広げたい。
頸部頚動脈狭窄症に対する外科治療の確立を目指す臨床的基礎研究

本研究は、我々がこれまで行ってきたアテローム血栓病変に関する病理組織学的研究および血液凝固線溶系変化に関する研究を継続・発展させることにより、本病変の基本的病形、病態の解明を計り、その成果をもとに臨床例における内膜切除術とステント治療のすみ分け、および両治療法のより高い安全性と根治性の確立を計ることを目的として遂行された。以下の治験を得ている。成果については学会誌等に発表している。1.手術標本および献体解剖例により摘出した頸動脈アテローム血栓病変の組織所見の検討以下の事実を明らかにした。1)頚動脈壁は、総頚動脈が弾性動脈、分岐部が移行帯、内頚動脈末梢が筋性動脈である2)アテローム血栓は、弾性動脈より移行帯にのみに限局して形成をみる。3)筋性動脈には一部の例外を除き伸展、形成をみない。4)厚い板状石灰化変化は、アテローム斑と中外膜境界部に形成される。以上の所見は、内膜切除術およびステント留置術の選択、手術手技を考える上で重要な情報となる。2.手術および血管内治療前後の血小板凝集能の測定と臨床的意義手術前および手術・血管撮影時に採血した血液の全血血小板凝集能の変化を計測、検討し、ヘパリン投与の有無および濃度・使用量による血小板凝集能との関連を分析した。得られたデータより、術前の抗血小板剤や、内膜切除術、ステント治療の際のヘパリン適正使用法についてプロトコールを作成し、臨床応用中である。3.ヘパリンcofactor II(HCII)の基礎研究:HCIIは血管平滑筋のトロンビン関連因子の反応性を抑制することを明らかにした。アテローム血栓形成の機序を考える上で、貴重な結果と考えている。4.頸動脈高度狭窄症例にみられる高次脳機能障害:診断法、および外科治療の意義につき、データの集積・分析を行い、新たな臨床課題として検討を遂行中である。進行性の頸動脈アテローム血栓病変を対象とする研究を遂行し、以下の治験を得ている。1頸動脈およびアテーローム血栓病変の病理組織学的研究手術標本および献体解剖例により摘出した頸動脈およびアテローム血栓病変の組織所見の検討より、以下の事実を明らかにした。(1)頚動脈壁は、総頚動脈が弾性動脈、分岐部が移行帯、内頚動脈末梢が筋性動脈である(2)アテローム血栓は、弾性動脈より移行帯にのみに限局して形成をみる。(3)筋性動脈には一部の例外を除き伸展、形成をみない。(4)厚い板状石灰化変化は、アテローム斑と中外膜境界部に形成される。これらの所見は、内膜切除術およびステント留置術の治療選択、手術手技を考える上で基本情報となり、安全、的確な外科治療の確立に貢献する。(論文投稿中である)2手術および血管内治療前後の血小板凝集能の測定と臨床的意義手術前および手術・血管撮影時に採血した血液の全血血小板凝集能の変化を計測、検討し、ヘパリン投与の有無、および濃度・使用量による血小板凝集能との関連を分析した。得られたデータより、術前の抗血小板剤や、内膜切除術、ステント治療の際のヘパリン適正使用法についてプロトコールを作成中である。HCIIの変化とアテローム血栓形成との関わりに関する基礎的研究も進めており、次年度はこれらの成果を集積し、研究の完結をはかる。

進行性の頸動脈アテローム血栓病変を対象とする研究を遂行し、以下の治験を得ている。1.手術標本および献体解剖例により摘出した頸動脈アテローム血栓病変の組織所見の検討以下の事実を明らかにした。1)頚動脈壁は、総頚動脈が弾性動脈、分岐部が移行帯、内頚動脈末梢が筋性動脈である2)アテローム血栓は、弾性動脈より移行帯にのみに限局して形成をみる。3)筋性動脈には一部の例外を除き伸展、形成をみない。4)厚い板状石灰化変化は、アテローム斑と中外膜境界部に形成される。以上の所見は、内膜切除術およびステント留置術の選択、手術手技を考える上で重要な情報となる。2.手術および血管内治療前後の血小板凝集能の測定と臨床的意義手術前および手術・血管撮影時に採血した血液の全血血小板凝集能の変化を計測、検討し、ヘパリン投与の有無、および濃度・使用量による血小板凝集能との関連を分析した。得られたデータより、術前の抗血小板剤や、内膜切除術、ステント治療の際のヘパリン適正使用法についてプロトコールを作成し、臨床応用中である。HCIIは血管平滑筋のトロンビン関連因子の反応性を抑制することを明らかにした。アテローム血栓形成の機序を考える上で、貴重な結果と考えている。4.頸動脈高度狭窄症例にみられる高次脳機能障害:診断法、および外科治療の意義につき、データの集積・分析を行い、新たな臨床課題として検討を遂行中である。以上の研究成果より、今回の研究課題の完結をはかり、頸動脈アテローム血栓病変に対する治療法の実践に役立てて行きたい。
中世後期南ドイツの領邦間コミュニケーション－神聖ローマ帝国の地域的秩序維持－

中世後期の神聖ローマ帝国では国王権力が弱く、諸侯や都市といった在地権力が「領邦」と呼ばれる自律的な支配領域を形成していた。隣り合う領邦間では利害対立が起こりやすく、先行研究も敵対関係を強調してきた。だが、紛争の調停や複数領邦内で流通した貨幣のコントロール等、近隣領邦が連携して対処する案件も存在した。本研究は南ドイツを対象に、この領邦間の協調関係を考察し、帝国内の政治秩序について新たな知見を得ることを目指す。
マラリア媒介蚊の非媒介化に関する研究

「マラリア媒介蚊の非媒介化」の実現に向けて、ハマダラカの生体防御からの原虫の回避機構を解明するために、昆虫生体防御の転写制御因子に着目した以下の研究を行った。(1)昆虫生体防御遺伝子の新たな転写因子SRAMの組織特異的発現センチニクバエの生体防御遺伝子の転写制御因子、新たなrel-ankyrin familyの蛋白SRAM(Sarcophaga-derived Rel/Ankyrin molecule)の組織特異的発現を解析した結果、消化管に強く発現することがわかった。実際、その標的遺伝子は、全身性生体防御応答に働く脂肪体や体液細胞のみならず、中腸、唾液腺などの臓器においても発現することがわかった。(2)蚊におけるSRAMホモログの同定・単離ハマダラカホモログを単離するため、抗SRAM抗体により認識される蚊の蛋白を調べた結果、同分子量の蛋白を検出した。この抗体を用いて、蚊の唾液腺より作成された発現ライブラリー(自治医大・医動物教室より供与)から4つのホモログクローンが得られた。ただし、これらは全てC末端側のみを含むクローンのため、全長の単離には更なる解析が必要である。(3)SRAMホモログの原虫感染時における発現蚊の原虫感染時、非感染時により抗S-RAM抗体が認識する蛋白の発現部位及び量的な変動を調べた。蛍光抗体法により、原虫感染時に中腸でシグナルが検出された。このシグナルは、DAPl核染色から判断したOocystとは異なる部位に検出された。この結果は、原虫感染に伴い、この生体防御に働く転写因子の発現変動が生じたことを示唆している。唾液腺においてはシグナルは検出されるものの、中腸におけるような変化は見いだされなかった。なぜ、中腸においてこのような変化が生じたのかは興味深く、媒介蚊-原虫間における生体防御応答を解明するひとつの手がかりを得たと考えている。
幕藩体制期の政治変動にともなう武家地の空間的変容に関する研究

本研究は、日本近世を対象として、幕藩体制下の政治変動にともなう江戸をはじめとする城下町の武家地の空間的変容を通時的に把握することを目指したものである。ここでは屋敷証文や絵図、日記などの史料を用いて武家屋敷の移動状況を把握し、将軍の交代や老中の更迭などによって武家屋敷がどのように移動したかを分析し、都市史と政治史とを架橋することを試みた。その成果は単著『江戸の政権交代と武家屋敷』においてまとめている。本年度は3年間の研究期間の初年度として、申請書にもあるように、江戸における武家屋敷地移動の全体的把握にむけての基礎作業を重点的に行った。まず武家地に関する諸先行研究を整理し、重要な文献はこれを購入し、あわせて史料蒐集も行った。また活字化されているものについては導入したドキュメントスキャナを利用して電子化し、活用の便をはかっている。未刊行史料については、国立国会図書館や国立公文書館に所蔵・架蔵されている武家関係史料を閲覧・データ化を行っている。具体的な作業内容としては、政権交代期における屋敷拝領を総体として把握するため、拝領年月日、拝領地、坪数、拝領者の名前・役職・知行高、従前の拝領者の名前・役職・知行高・移転先などをExcelファイルに逐次入力している。今年度までに完了した作業は以下のとおりである。(1)徳川政権成立期(天正18年寛永13年、1117件)、(2)綱吉政権成立期(延宝8年8月貞享5年、709件)、(3)家宣政権成立期(宝永元年12月宝永6年、1280件)、(4)吉宗政権成立期(正徳6年5月享保10年、1497件)。これにより、近世初期から中期にかけてのとくに重要な政権交代期における武家屋敷流動について、現状可能な範囲での全貌が明らかになった。今後は近世後期・幕末期などの動向を分析するほか、日記史料・大名家史料など個別事例の分析をとおして、より立体的な分析を心がけたい。上記のように、江戸期における屋敷拝領の事例はきわめて膨大な件数があるため、基礎作業には多くの時間を要するが、2年目から3年目にかけてこれらの分析成果を整理し、論考としてまとめていきたいと考えている。本年度は3年間の研究期間の2年目として、江戸における武家屋敷地移動の全体的把握にむけての作業を継続し、そのまとめにも着手した。本年度も武家地に関する先行研究および武鑑や日記など重要な基礎史料の入手を行った。とくに活字化ずみのものについてはドキュメントスキャナを利用して電子化し、活用の便をはかっている。具体的な作業内容としては、政権交代期における屋敷拝領を総体として把握するため、「屋敷渡預絵図証文」や「屋敷書抜」などに記載されている拝領年月日、拝領地、坪数、拝領者の名前・役職・知行高、従前の拝領者の名前・役職・知行高・移転先などをExcelファイルに逐次入力した。今年度までに(1)天保改革期(天保12年閏正月14年9月、247件)、(2)安政大獄期(安政5年5月文久2年、1019件)を完了した。また、幕臣の江戸外部への流動を把握するため、甲府勤番士・甲府勝手小普請の屋敷拝領履歴についてのデータ化も行い、現状確認できる計545名全員についての履歴整理を完了した。前年度までの作業成果と合わせて、近世期のとくに重要な政権交代期における武家屋敷流動について、現状可能な範囲での全貌が明らかになった。これらをもとに、2年目の後半より成果の単著としての執筆に着手しており、3年目での刊行を目標に作業を継続していきたいと考えている。本年度は3年間の研究期間の最終年度として、1年目・2年目から行っている日記類の蒐集、「屋敷渡預絵図証文」「屋敷書抜」のデータベース化、江戸図の分析などの成果をふまえ、江戸における武家屋敷地移動の全体的把握について、成果のまとめを行った。具体的には吉川弘文館歴史文化ライブラリーの一冊として『江戸の政権交代と武家屋敷』を刊行した。同書は大きくプロローグ、本論5章、エピローグからなる。最初の章は江戸初期を対象とし、「慶長江戸絵図」「武州豊嶋郡江戸庄図」などに描かれる武家地の悉皆調査を手がかりに武家地の空間構造を分析した。第二の章は綱吉政権成立期を対象とし、館林藩士の幕臣化、越後騒動と本所撤退との関係などを指摘した。第三の章は家宣政権成立期を対象とし、甲府藩士の幕臣化と旧甲府藩邸空間の解体と再編の過程について分析を行った。第四の章は吉宗政権成立期を対象とし、和歌山藩士の幕臣化にともなう空間の変容を、江戸のみならず和歌山城下町の武家地も視野に入れながら分析を行った。

第五の章では少し視点を変えて、18世紀以降江戸幕臣の移転先となった甲府に着目し、勤番士・勝手小普請たちの移動の実態を分析した。最後にエピローグでは幕末の武家屋敷の動向を概観しつつ、武家地における「拝領」システムの終焉について論じた。以上のように同書では近世江戸武家地の空間的変容について、通史的な見通しを示すことができたと考えている。
レーザー駆動粒子線による高線量率照射の生物効果に関する研究

近年では、高強度レーザーを用いたイオン加速により、粒子線がん治療用加速器を小型化できる可能性が論じられている。レーザー駆動陽子加速では、従来のがん治療用加速器と比較して、短時間幅・高ピーク電流の陽子線が発生する。このような陽子線の生物効果を検証するために、レーザー駆動による生物実験装置を開発して、ヒトがん細胞に照射した場合の放射線影響を評価した。また、発生する陽子線の高エネルギー化には、使用する高強度レーザー装置の性能が大きく影響する。そこで、本機構の所有する10TWレーザー装置のパルス時間波形に関する性能を向上させる取り組みを行った。その結果、従来はレーザー主パルスの100-500 ps前の領域に、10の-7乗レベルの背景光が生じているが、今回の改良で背景光を10の-10乗レベルに低減することができた。この成果を「レーザー駆動イオン加速のための10TW級高コントラストレーザーの開発」としてレーザー学会学術講演会第33回年次大会において発表した。本研究課題で開発を目指すレーザー駆動陽子線による生物照射装置において、照射効果をより正確に評価するためには、陽子線を生体サンプルに照射しながら同時に照射線量を測定できる透過型の検出器が必要不可欠となる。そこで今年度では、レーザー駆動により発生するイオンビームの線量とパルス時間幅を測定できる手法として、厚さ0.5mmのシンチレータのサイド面からイオン検出信号を波長変換ファイバーを用いて読み出す検出器を新規に開発した。この検出器は兵庫県立粒子線医療センターに設置されたシンクロトロン加速器からの陽子線(80 MeV)による照射試験を行い、時間波形測定の動作確認に成功した。また、レーザー駆動イオン照射による生物応答研究に関して得られた成果をまとめて、原著論文1編[A. Yogo et al., Jpn. J. Appl. Phys. 50 (2011) 106401]、レビュー論文1編[余語覚文J. Plasma Fusion Res. 88 (2012) 25]、国際会議における招待講演1編[SPIE Optics + Optoelectronics 2011, Apr. 18-21, 2011, Prague, Czech Republic]、国内学会での口頭発表2編(原子力学会、日本物理学会)において発表を行った。また、レーザー駆動イオン加速機構に関する研究でレーザー学会業績賞(論文賞)を受賞するとともに、レーザー駆動イオン加速とその生物応用研究で日本物理学会若手奨励賞を受賞した。透過型線量検出器を独自のアイデアにより開発してイオン照射試験を実施することができた。また、2編の論文発表、3件の口頭発表等を通じて順調に成果を発表することができた。その一方で、生物照射装置において使用する陽子線エネルギー分別磁石装置の開発が遅れているが、来年度に繰り越した研究費を用いて製作することが可能であると考えている。以上の状況から、研究の進捗はおおむね順調であると判断する。引き続きレーザー駆動陽子線生物照射装置の開発を継続する。陽子線エネルギー分別磁石装置の開発を完了し、今年度開発した透過型線量検出器を設置することで、照射装置全体の完成を目指す。また、レーザー駆動陽子線の線量、エネルギー、ビーム空間分布に関する安定性の評価を実施し、生物照射実験の実施できる状態を実現する。今年度から繰り越した研究費については、陽子線エネルギー分別磁石装置の開発に使用する予定である。その他には実験消耗品として、シンチレータ、光電子増倍管、飛跡検出器等のイオン検出器関連物品に使用する予定である。
固有値法を用いたIIRディジタルフィルタの振幅・位相同時近似問題

フィルタリングはディジタル信号処理を代表とする情報通信における最も基本的なかつ重要な処理である。特にIIR形フィルタの設計問題は有理関数ゆえに困難を極え、古典的アナログフィルタの理論に基づき、主に振幅近似のみに注目した方法が示されている。このような状況の中でIIR形ディジタルフィルタの振幅・位相同時近似問題は最後まで残された大きな問題であり、未だ明確な設計論は展開されていない。本研究では、固有値法とRemezアルゴリズムを使った一般的なIIRディジタルフィルタのための新しい複素領域におけるチェビシシェフ近似(振幅・位相同時近似)法を示した。本研究で示したアルゴリズムはRemezのアルゴリズムに基づいており、ある周波数点における複素誤差を固有値問題の形に定式化し、その各反復で最小固有値に対する固有ベクトルをフィルタ係数として用い、繰り返しによって複素領域における絶対値誤差関数を等リプル化した。従来提案されているIIRディジタルフィルタの振幅・位相同時近似法は、非線形方程式に基づく方法であるゆえに、すべて膨大な計算量を必要とするものばかりである。それに対し本方法は極めてシンプルで、計算量が大幅に低減でき、従来法と同等あるいはそれ以上の最適解を得ることができた。更にIIR形ディジタルフィルタの大きな問題である安定性についても言及した。本方法では固有値問題に帰着して解を得ているため、行列の次元数の解が存在する。この性質を利用して安定性を満たしつつ最適な解を得ることができた。IIRディジタルフィルタの振幅位相近似問題は情報通信系における基本的な問題であるが、非常に重要な問題である。本方法のような明確な近似論はこれまで例がなく、その意義は極めて重要であると考えられる。
地域の再生を通した持続可能な社会保障制度の再構築

本研究では、第1に、寄り添い型・伴走型の包括的相談支援の必要性・内容・法的根拠づけ等に関する理論研究を、研究者による学際的な議論のみならず、地方部(福島第一原発被災地域など)や都市部(千葉県など)における具体的事例の検討も踏まえて推し進め、従来型の「給付」に限られない、「相談支援」も組み込んだ新たな社会保障法理論の提示を行う。第2に、住民への包括的相談支援体制の構築にあたって、地方自治体・地域社会が直面している課題は何か、それを克服するにはどのような方策が必要かなどを明らかにし、包括的相談支援体制の構築を含む「地域づくり」に向けた具体的な提言を行う。
インド農村の長期変動に関する研究

日本経済評論社より、「シリーズ激動のインド」全五巻を出版した。『変動のゆくえ』、『環境と開発』、『経済成長のダイナミズム』、『農業と農村』、『暮らしの変化と社会変動』というテーマで、本研究が生み出した多様な成果を示した。今後広く参照されるものとなろう。研究では、世界最先端のインド地名検索システムを構築し、ネット上で公開した。インド最大の新聞の一面で取り上げられただけではなく、その意義は世界の研究者コミュニティーに広く認められている。関連して、インドの地理空間情報システムを構築し、本研究で利用した。いずれも、今後長期にわたって、インド社会の空間的差異に対する研究基盤を提供するものである。本研究は、18世紀に至る時間枠とインド全体を覆うマクロの視点に事例研究によるミクロの視点を交差させ、GISを全領域に導入することによって、現在のインド社会に生じている変化の実態を明らかにすることを目的としている。この目的に則り、本年度は、各種資料の収集と分析、現地調査、GISベースマップの作成を進め、デリーおよび韓国において国際会議を実施した。資料収集に関して、教育に関するSchool Report Cards、農村における教育普及と経済発展の関係を示すMarket Demography、土地利用統計、農業労働賃金統計、農村貧困世帯に関する統計であるBPLセンサス、さらに、農村部での貧困、消費や雇用失業についての全国標本調査、工業に関するAnnual Survey of Industries、灌漑に関するMinor Irrigation Census、全インドセンサス、気象、水質、水収支データを入手し、それらのデータを分析処理するためのプログラムを作成した。これにより、5年間の研究活動に必要な大規模統計をほぼ整えることができた。また、現地調査をケーララその他で行い、事例研究を進めた。GISに関しては、基礎となるLocation Codeを確定・配布し、各種統計データとの接合の準備をした。次に、衛星情報として、ALOSのAVNIR-2とPRISMの一部を入手し、ミクロ調査のデータと結合させた。衛星情報はきわめて高額であり、本研究でそれらをインド全域にわたって入手・分析することは困難であるので、代わって、英国図書館、シカゴ大学と共同し、英国図書館所蔵のトポシートのデジタルデータの作成を企画し、本年度は、その約半数に該当する3千数百枚の地図を入手した。他方、タミルナード州に関しては、2001年センサス付録の行政村図やタミルナード州上下水道局作成のベースマップなどを利用し、他の統計資料との接合の基礎作業を進めた。以上の基礎作業に加えて、インドのジャワハルラル・ネルー大学、インド統計研究所の研究者とともに、2回の国際会議を開催した。平成22年度は、1.統計情報の分析、GISベースマップとの関連づけ、2.GISベースマップの作成、3.研究論集の作成準備、4.ミクロ研究の推進、5.シンポジウムの開催の五つを計画の柱とし、研究を推進した。最優先したのは、インド全域のGISベースマップの作成である。GISベースマップが作成されない限り、本研究が主眼とする長期統計データの空間分析を開始できないという理由からである。それに関し、まずインド全域の行政村レベルのGISベースマップを入手することに成功した。続いて、自然村レベルまでのベースマップの作成に着手し、インド全体のほぼ半分に相当する地域に関して、ベースマップの作成と5万分の1スケールのトポグラフ地図の入手を終え、残り半分については、予算の関係から23年度に作成することとした。それに応じて、統計情報との関連づけの作業も進めた。研究論集については、全5巻(総論、産業、農村、社会、環境)を出版すること想定し、編別構成、執筆分担などについておおよその概要を決めた。それに基づき、残りの研究期間で執筆準備を進めることとなった。ミクロ研究については、昨年度から引き続き、数名の研究分担者が現地に赴き、実地調査を実施した。その調査結果を含めて、3月に「インド農村社会変容の地域的シナリオ:フィールド調査から考える」と題したシンポジウムを開催し、タミルナード、パンジャーブ、ビハールの三地域をとりあげて地域比較を行った。また、昨年12月には「現代インドの社会変動と産業発展」と題したシンポジウムを開催し、薬品、軍需、電力、観光をはじめとする主要な産業をとりあげて分析を行った。いずれの報告も、その内容をホームページ上で公開している。なお、これらに加えて、植民地期の重要な政府報告書、各種統計類を入手した。本研究は、GIS(地理情報システム)を基盤として、18世紀から現在に至るインド農村の長期変動の特質と今後の動向を解明することを目的としている。この目的に則り、平成23年度は、継続して行っている各種資料の収集と分析、ベース・マップ、データベースの作成、現地調査に加え、数度にわたって研究会を開催した。資料としては、大英図書館から植民地期の一次史料をデジタルデータの形で入手した。

また、既に作成を終えた行政村レベルのGISベースマップに加えて、自然村レベルのGISベースマップを作成することを目的として、5万分の1地形図3000枚分のベースマップ作成を終えた。残り1500枚相当の地域については、インド政府の規制があるため、大英図書館で収集することに努めたが、一部は現存せず、スケールの異なるGISベースマップを重ねる形で処理する方針を決めた。データベースに関しては、18世紀後半の村落台帳の土地利用・職種データの入力、1871年センサスのカースト・職種データの入力、1924年土地台帳の入力とデバッグなどを、それぞれ数百数千村の行政単位で終えた。また、作物統計Season and Crop Reportや、雨量データに関しても、長期の統計をデジタル化し、分担者が分析・報告した。出版に関しては、全5巻の章別構成と執筆分担を決め、それぞれの内容と全体の議論に関して研究会を実施し、最終年度での出版にもっていく準備を進めた。代表者および分担者は、これらの共同での研究に加え、それぞれ、日本南アジア学会大会、現代インド研究拠点国際会議、ジャワハルラルネルー大学での国際シンポジウム、国際経済史学会などで報告を行い、あるいは論文や著書の形で発表した。本年度の最も重要な目的は、5年間の研究の成果を、『変動のゆくえ』、『環境と開発』、『経済成長のダイナミズム』、『農業と農村』、『暮らしの変化と社会変動』と題する全5巻の『シリーズ激動のインド』として出版するために、国内外の研究者を交えて議論を重ね、可能な限り年度内に出版できる形にもっていくことであった。この目的のために研究会や、南アジア学会での英語セッション、インドのジャワハルラルネルー大学でのシンポジウムなどを組織して国際的に通用するものとした。既に第1巻と第2巻を出版し、残りも校正中である。期間内にこのように最終成果をまとめ、出版に漕ぎ着けたことは大きな喜びである。また、予定していた全ての国際学会やシンポジウムでの発表はもちろん、各分担者が当初計画を超えた成果を単著や論文の出版、国際的な会議やセミナーで行なっており、主たる目標を十二分に達成したと考えている。それらの活動で示されたGISを駆使した長期変動分析、地域類型論、都市と農村の融合空間の拡大をはじめとする各テーマは、今後広く議論されることとなろう。もう一つの目標であるGISインフラの整備とそれを利用した成果の公開についても、音韻処理を施した地名検索システムを添えて、自然村に至るアジアの他地域では類を見ない世界最高水準のインフラを整備し、India Place Finderとして一般に公開した。また、GISを利用したセンサスの分析図のウェッブ公開や、各種統計類のGIS処理なども行なった。特に、India Place Finderはインドの地名検索システムとして群を抜いて利用されており、海外研究者からも利用申請が来るなど世界的な貢献をし、国際的な評価も高く、インド最大の新聞でも大きくとり上げられた。
環境との相互作用による柔軟構造物の形態形成に関する研究

1.離散解析法による柔軟構造物の動的応答解析非線形特性を有する多自由度系及び連続体の動的応答解析を行うためにセルラーオートマトン法(CA法)を用いることにした.そのため力のつり合い条件から局所近傍則を導出した.CA法による解析の妥当性を検討するため,対象物に外乱が作用したときの衝撃波の伝播及び定常振動の形成を解析し,既に知られている厳密解や数値解と比較・検討した.その結果,十分正しい解を得ることができ,提案した手法の妥当性が確認できた.2.応用例振動制御シミュレーション:弦の振動制御シミュレーションを行った.比較的簡単な制御法則を用いて振動制御を行ったところ,従来のシミュレーション手法と同等な結果を得ることができた.地震波の伝播シミュレーション:震源からの地震波の伝播の様子をCA法を用いて解析したところ,非常に短い計算時間で妥当な解を得ることができた.3.実験的検証薄板構造物を音響加振して定常振動状態を作りだした.加振力が小さい線形振動の範囲では,CA法による解析結果と実験結果は良く一致するが,加振力を大きくして非線形振動の範囲になると,構造物の非線形性のみでなく加振力の非線形性の影響も大きくなり,解析結果と実験結果は十分には一致していない.加振力の非線形性を考慮した解析を行えば,良好な結果が得られるものと期待できる.1.離散解析法による柔軟構造物の動的応答解析非線形特性を有する多自由度系及び連続体の動的応答解析を行うためにセルラーオートマトン法(CA法)を用いることにした.そのため力のつり合い条件から局所近傍則を導出した.CA法による解析の妥当性を検討するため,対象物に外乱が作用したときの衝撃波の伝播及び定常振動の形成を解析し,既に知られている厳密解や数値解と比較・検討した.その結果,十分正しい解を得ることができ,提案した手法の妥当性が確認できた.2.応用例振動制御シミュレーション:弦の振動制御シミュレーションを行った.比較的簡単な制御法則を用いて振動制御を行ったところ,従来のシミュレーション手法と同等な結果を得ることができた.地震波の伝播シミュレーション:震源からの地震波の伝播の様子をCA法を用いて解析したところ,非常に短い計算時間で妥当な解を得ることができた.3.実験的検証薄板構造物を音響加振して定常振動状態を作りだした.加振力が小さい線形振動の範囲では,CA法による解析結果と実験結果は良く一致するが,加振力を大きくして非線形振動の範囲になると,構造物の非線形性のみでなく加振力の非線形性の影響も大きくなり,解析結果と実験結果は十分には一致していない.加振力の非線形性を考慮した解析を行えば,良好な結果が得られるものと期待できる.今年度は主に理論的に研究を進めた.1.離散解析法による柔軟構造物の動的応答解析非線形特性を有する弦の動的応答解析を行うためにセルラーオートマトン法(CA法)を用いることにした.そのため支配方程式から局所近傍則を導出した.CA法による解析の妥当性を検討するため,弦に外乱が作用したときの衝撃波の伝播及び定常振動の形成を解析し,既に知られている厳密解や数値解と比較・検討した.その結果,十分正しい解を得ることができ,提案した手法の妥当性が確認できた.2.振動制御シミュレーション次に弦の振動制御シミュレーションを行った.比較的簡単な制御法則を用いて振動制御を行ったところ,従来のシミュレーション手法と同等な結果を得ることができた.3.現在と今後現在は,制御力を作用させることによる固有振動モードの変化についてシミュレーションを行っている.また後に続く実験モデルとの関係から,はり構造物に対して同様なシミュレーションを行っている.そして実験の準備をしている段階である.1.離散解析法による柔軟構造物の動的応答解析非線形特性を有する多自由度系及び連続体の動的応答解析を行うためにセルラーオートマトン法(CA法)を用いることにした.そのため力のつり合い条件から局所近傍則を導出した.CA法による解析の妥当性を検討するため,対象物に外乱が作用したときの衝撃波の伝播及び定常振動の形成を解析し,既に知られている厳密解や数値解と比較・検討した.その結果,十分正しい解を得ることができ,提案した手法の妥当性が確認できた.2.応用例振動制御シミュレーション:弦の振動制御シミュレーションを行った.比較的簡単な制御法則を用いて振動制御を行ったところ,従来のシミュレーション手法と同等な結果を得ることができた.地震波の伝播シミュレーション:震源からの地震波の伝播の様子をCA法を用いて解析したところ,非常に短い計算時間で妥当な解を得ることができた.3.実験的検証薄板構造物を音響加振して定常振動状態を作りだした.加振力が小さい線形振動の範囲では,CA法による解析結果と実験結果は良く一致するが,加振力を大きくして非線形振動の範囲になると,構造物の非線形性のみでなく加振力の非線形性の影響も大きくなり,解析結果と実験結果は十分には一致していない.加振力の非線形性を考慮した解析を行えば,良好な結果が得られるものと期待できる.
アトピー性皮膚炎の痒みにおけるMrgprの役割の解明

アトピー性皮膚炎において、痒みは患者のquality of lifeを最も低下させる症状であるが、特効薬は存在しない。Mas関連Gタンパク共役受容体(Mrgpr)はヒスタミン非依存性の痒みを媒介する受容体として最近注目されているが、アトピー性皮膚炎などの慢性の痒みに実際関与するかどうかは明らかではない。本研究の目的は、アトピー性皮膚炎モデルマウスを用いて痒みにおけるMrgprの役割を解明することである。具体的には、1) Mrgpr発現神経を消失させた場合の掻痒行動に及ぼす影響、2)内因性Mrgprリガンドの探索、3)一次知覚神経等を用いたMrgpr応答性解析について検討を行う。最終年度である今年度では、ジフテリア毒素受容体を利用した標的細胞ノックアウト法であるTRECK法により痒みの伝達に重要と考えられているMrgprA3発現神経を消失させる検討を行った。すなわち、MrgprA3発現神経にジフテリア毒素受容体を発現させたマウスに特殊飼料給餌によりアトピー性皮膚炎様のドライスキン症状を発症させた後、ジフテリア毒素を投与した(MrgprA3発現神経が消失する)。ジフテリア毒素投与群と生理食塩水を投与した対照群との間で痒み行動を比較したところ、自発的な掻痒行動時間に両群間で有意な差は認められなかったが、機械的刺激による掻痒行動(alloknesis)はジフテリア毒素投与群で抑制されることを明らかにした。現在、ドライスキン症状を発症したマウスにダニ抗原塗布を行うことにより重度の痒み行動を示す新しいモデルを用いて、MrgprA3発現神経消失の影響をさらに検討している。アトピー性皮膚炎において、痒みは主要な症状であり、慢性的な掻破は皮膚炎の増悪・遷延化に深く関係する。しかし、アトピー性皮膚炎の痒みに対して既存の抗ヒスタミン薬は無効である場合が多く、特効薬は未だ存在しない。最近の研究から、Mas関連Gタンパク質共役受容体(Mrgpr)がヒスタミン非依存性の痒みを媒介する受容体として機能することが明らかにされている。しかし、アトピー性皮膚炎の様な慢性病態においてMrgprが関与するか否かは不明であり、皮膚中に存在するMrgpr内因性リガンドも未だ同定されていない。本研究の目的は、研究代表者が独自に開発した重度の掻痒様行動を呈する慢性アトピー性皮膚炎マウスモデルを用いて、アトピー性皮膚炎の痒みにおけるMrgprの役割を解明することである。具体的には、1)Mrgpr発現神経欠損の掻痒行動に及ぼす影響、2)内因性Mrgprリガンドの探索、3)一次知覚神経等を用いたMrgpr応答性解析について検討を行う。当該年度では、1)研究代表者が所属する実験動物研究施設にMrgprA3-Creマウスを新たに導入した。2)特殊飼料により全身性にドライスキンを発症したヘアレスマウスにダニ抗原を長期間塗布することにより作成したアトピー性皮膚炎掻痒モデルから皮膚組織抽出液を回収し、他のマウスに皮内投与したところ掻痒行動が起こることを見出した。3)正常マウス及びアトピーモデルマウスより脊髄後根神経節(DRG)細胞を採取し、Ca2+イメージングにより、クロロキン(MrgprA3アゴニスト)及ひSLIGRL (MrgprC11及びPAR2アゴニスト)の反応性を調べたところ、両マウス間で顕著な差は認められなかった。一方、アトピー性皮膚炎の治療薬であるtacrolimusがDRG細胞におけるクロロキンによるCa2+流入を抑制することを見出した。MrgprA3-Creマウスを新たに導入するための凍結胚から個体への復元作業にやや時間がかかっているが、病態モデルマウスから皮膚組織抽出液中に何らかの痒み活性物質がある興味深い知見を見いだすことができた。また、DRG細胞を用いた検討では、正常マウスと病態マウスの間でMrgprアゴニストによる反応性に差を見出すことはできなかったが、別の検討からMrgprA3を介する反応をtacrolimusが抑制する新しい知見を見出すことができており、全体を通して概ね順調に研究が進展していると考えられる。アトピー性皮膚炎の痒みは難治性であり、特効薬も未だ存在しない。Mas関連Gタンパク質受容体(Mrgpr)は非ヒスタミン依存性の痒みを媒介する受容体として最近注目されているが、アトピー性皮膚炎の痒みに関与するかは不明である。本研究の目的は、アトピー性皮膚炎の痒みにおけるMrgprの役割を解明することである。具体的には、1)Mrgpr発現神経を消失させた場合の掻痒行動に及ぼす影響、2)内因性Mrgprリガンドの探索、3)一次知覚神経等を用いたMrgpr応答性解析について検討を行う。当該年度では、1)MrgprA3発現神経を消失させるために必要であるジフテリアトキシン受容体を持つRosa26DTRマウスを研究代表者が所属する実験動物研究施設に導入し、昨年度に導入したMrgprA3-Creマウスとの交配を開始した。また、これらの遺伝子改変マウスの背景系統であるC57BL/6マウスを用いて、アトピー性皮膚炎様の慢性掻痒が評価できることを明らかにした。2)慢性的にアトピー性皮膚炎を発症したマウスの病変皮膚から抽出した成分に痒み活性がある可能性を見出した。この皮膚抽出成分がMrgprを活性化させるか否かを明らかにするため、痒み反応に関係することが知られているMrgpr(MrgprA3やMrgprC11)をHEK細胞に強制発現させた実験系を構築中である。3)MrgprA3