hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
植物の重金属と活性酸素のストレスに関する関連性

さらにC_<HP>、C_<MV>及びC_<Cd>は馴化に用いたストレス以外にも抵抗性をもった。C_<HP>はMV(89.2%)とCd(41.3%)に抵抗性を獲得した。C_<MV>はH_2O_2(58.5%)とCd(62.3%),またC_<Cd>はH_2O_2(54.8%)とMV(75.5%)に抵抗性を獲得した。このように、活性酸素の解毒システムは重金属解毒システムと関連があると思われる。植物のカドミウム(Cd)の耐性は、これまではファイトケラチンの生成能力と関連していることが報告されている。しかし他の機構も考えられる。我々はニンジン培養細胞のCd耐性株を用いて研究を行った。2080μM Cd処理したCd耐性株の特性を野生株のそれと比較した。1ファイトケラチンは耐性株の方が少なかった。2 Cdの吸収抑制能力は特に培地中にCa(0.210mM)が存在する時に耐性株の方が強かった。3 Cdの排出能力は圧倒的に耐性株の方が親株よりも高かった。2080μM Cd前処理細胞(耐性株)はいずれも同じ割合で排出した。4 Cdがある時に耐性株のCu,Zn-スーパーオキシドヂスムターゼ(Cu,Zn-SOD)の1つのアイソザイムだけが、活性を増加した。これらの事から、Cd高濃度環境で耐性株の生育が可能なのは、Cdの吸収抑制、排出と高いCu,Zn-SOD活性と関連すると考えられる。新たに植物のカドミウム(Cd,重金属)耐性を提案した。方法はニンジン細胞の野生株とCd耐性株の性質を比較した。前者は40μM Cdまでしか生育できなく、後者は160μMのCdでも生育できた。第1の新規耐性機構は、Cd障害の解除に関連する活性酸素の解毒システムが寄与していると推察された。その根拠は活性酸素の解毒システム、特にアスコルビン酸/グルタチオン回路が、ニンジンのCd耐性株の方が野生株より高い活性を持っていることである。この結果は昨年度えたものを本年度整理して、公表したものである。第2は、取り込んだCdを外界に排出する能力である。これは、Cd耐性株が野生株より顕著である。すなわち、Cd蓄積は、野生株の場合には時間の経過によって増加した、逆に耐性株の場合には1日以降減少したことを示した。両株のCd蓄積が違う原因を調べるためにCd20,40,80μM Cdを含む培地で1日間処理し、Cdなしの培地に移植し、4日間にわたって細胞と培地中のCd含量を測定した。野生株では20μMのCd処理の初期段階でのみCd排出が見られた一方、耐性株では全処理区で持続的にCdを排出した。耐性株は強いCdの排出力により細胞内の低いCd含量を保つことができ、その結果、高濃度のCdに耐えることができると考えられた。ただしCd吸収抑制も同時に起こっているかも知れない。ニンジン細胞のCd耐性株は高いCd処理でも生育する。それはCdを(1)吸収しない、(2)吸収後排出する、(3)液胞に隔離する以外に(4)Cd障害で発生する活性酸素を解毒機構が耐性株に強かったかもしれない。過去には(3)がわかっているが、その他は不明である。まず、(1)と(2)を各種阻害剤とイオノフォアを用いて明らかにする。耐性株のCd含量が低かった。耐性株のCd吸収はプロトンポンプの阻害剤により影響を受けないことから、ポンプの性質が変化していると思われる。排出はナイジェリンに抑制されることから、プロトンポンプが関与していることを示唆する。
回転軸対称体における三次元境界層の乱流遷移に関する研究

回転軸対称体における境界層の乱流遷移の機構を詳細に究明することは、ターボ機械の内部流動や飛しょう体周りの流れなどにおける複雑な三次元境界層の乱流遷移にかかわる基本的特性を把握するために重要である。本研究では、回転軸対称体に沿う境界層の乱流遷移に関し、遷移の発生条件および遷移領域内に生ずるらせん渦の挙動が回転軸対称体の形状によっていかに変化するかを調べ、また主流乱れが遷移の発生条件に及ぼす影響を明らかにした。さらに、回転軸対称体の三次元境界層に対する安定性理論ならびに回転円板境界層に対する空間増幅形安定性理論を取扱い、数値計算を行って実験結果と比較検討した。それらの結果を要約すると次のとおりとなる。供試軸対称体における境界層の詳細な乱流遷移過程および遷移領域に発生するらせん渦群の構造を可視化写真によって示し、回転軸対称体の形状による相異を明らかにした。回転円すい体の場合、全頂角が変化しても、遷移領域の発生条件は局所レイノルズ数と回転速度比の関係で表わすことができる。回転円すい体境界層内のらせん渦は回転している円すい体表面に相対的に固定した状態で発生し、成長する。これは回転円板境界層内に発生するらせん渦と同様である。主流乱れの大きさが広範囲に変化しても遷移点は影響を受けないが、臨界点は主流乱れの影響を受けやすい。安定性理論は遷移領域に発生するらせん渦の構造について実験とよく一致する結果を与える。一様流中の回転球に沿う境界層は回転の影響が大きい場合、層流はく離する以前に不安定となり、らせん渦の発生,成長,崩壊の過程を経て乱流に遷移し、その後乱流はく離が発生する。境界層が層流はく離形から乱流はく離形に移行する条件は、主流速度と球の直径に基づくレイノルズ数と回転速度比の関係で表わすことができる。
ランタノイド系希土類強磁性元素の超高圧磁性の全貌解明

希土類金属磁性は,一般的に,伝導電子によって媒介されたf軌道局在スピン間相互作用が重要な役割を果たすが,超高圧下では,磁気測定の測定限界のため,未解明問題が多く残っている。最近では、Eu, Sm化合物において価数変化の重要性が指摘されており、実際のところ,電気抵抗の情報だけで磁性状態に言及することは極めて危険である。本研究では,申請者が開発を継続している世界最高レベルの「高圧力下磁気測定技術」を用いて,希土類単一元素強磁性体に対し磁気転移温度を追跡する精密磁気測定を行い、磁性状態の解明につなげていくことを目的としている。また,相対論的第一原理電子構造計算による低エネルギー物理の定量解析も合わせて遂行し,実験結果との比較検討を行い,希土類強磁性物質科学の新展開を目指そうとしている。当該年度は、[1]市販のSQUID磁束計に挿入可能なダイヤモンドアンビルセル(DAC)の大幅な改良を行い, 50GPaの圧力領域での磁化測定・交流磁気測定技術が現実味を帯びてきた。準備段階に熟練度を要する作業工程が存在しており、その部分を治具の利用によっていかに簡便にするかが今後の改題である。[2]さらに、SQUIDコイル振動型磁束計を用いた高圧力下磁気測定の測定精度を大幅に向上させることに成功し、同時に新しい検出コイルの導入により測定温度域の拡大にも成功した。[3]また、Dyにおいて、磁気秩序温度の消失を確認することに成功した。Tbについてもほぼ磁気秩序温度が消失するレベルまで実験を遂行した。[4]さらに、磁気信号が小さく、高圧磁気測定の測定対象になっていなかったSmにおいて、加圧による磁化率の上昇を観測し、価数の変化を期待させる実験結果を得た。現在、第一原理計算を基にした電子状態の計算を進めている。[5]Gdを想定した高圧力下における中性子回折実験の実施について、準備を進めた。市販のSQUID磁束計を用いた高圧力下磁気測定においては、30GPaを超える圧力領域で論文発表に耐え得る実験データを得るにはもう一息という状況にあるが、実験技術は着実に向上している。また、SQUIDコイル振動型磁束計を用いた高圧力下磁気測定においては、高感度測定を100Kを超える温度域まで拡張することに成功し、高温超伝導体の実験が可能になり、大きな技術的な進展がみられている。前者の測定技術を用いてGd, Dy, Tb, Hoの測定はおおむね目途が立ており、Er, Tmの測定を2019年度に実施する予定である。また、後者を用いて、Smの実験が大きく前進しており、全体的にはおおむね順調に進展していると判断できる。2019年度には、50GPaまでを視野に入れた高圧力下磁気測定システムを用いて、Ho, Er, Tmの測定に注力するこで、希土類金属強磁性の高圧物性(特に磁性)の全貌を明らかにする。また、コイル振動型SQUID磁束計の測定精度の向上によって、高圧力下における希土類金属磁性体の価数変化も研究対象になってきており、予想以上に研究分野が拡大しつつある。コイル振動型SQUID磁束計を用いて、SmとHoの高圧磁性を徹底的に調査する。

また、SQUIDコイル振動型磁束計を用いた高圧力下磁気測定においては、高感度測定を100Kを超える温度域まで拡張することに成功し、高温超伝導体の実験が可能になり、大きな技術的な進展がみられている。前者の測定技術を用いてGd, Dy, Tb, Hoの測定はおおむね目途が立ており、Er, Tmの測定を2019年度に実施する予定である。また、後者を用いて、Smの実験が大きく前進しており、全体的にはおおむね順調に進展していると判断できる。本申請課題では,希土類強磁性体の超高圧物性を探求する。希土類金属磁性は,一般的に,伝導電子によって媒介されたf軌道局在スピン間相互作用が重要な役割を果たすと言われるが,超高圧下では,磁気測定の測定限界のため,未解明問題が多く残っている。超高圧物性探索技術は,現在では単なる基礎研究を超えて,高圧合成・加工のニーズの高まりもあり,物質開発の重要な基盤技術となりつつある。本研究では,申請者が開発を進めている世界最高レベルの「高圧力下磁気測定技術」を用いて,希土類単一元素強磁性体の磁気転移温度を追跡する精密磁気測定を行う。電気抵抗測定の先行研究の真偽を確かめつつ,希土類単一元素強磁性体の高圧力下での磁性を実験的に究明する。また、相対論的第一原理電子構造計算による低エネルギー物理の定量的解析も進める。具体的な実績は以下の通りである。[1]ベンチマークとしてHo, Dyに対して,「超小型ダイヤモンドアンビルセル(DAC)と市販の超伝導量子干渉素子(SQUID)磁束計を用いた高圧力磁気測定」を用いて30 GPaまでの圧力領域で交流磁化を測定し,強磁性転移温度および反強磁性転移温度の高精度調査を行った。[2]市販のSQUID磁束計に挿入可能な超小型DACを50GPa発生仕様に改造した。[3]「DACと(開発継続中の)コイル振動型SQUID磁束計」を用いて, 30 GPa超の圧力領域で直流磁化を高精度に測定することに成功した。市販のSQUID磁束計に挿入可能な新型超小型DACの開発・納品が、数か月遅れ、当初の研究計画を達成することができなかった。しかし、コイル振動型SQUID磁束計の開発を予想以上に推進することができた。2019年度には、50GPaまでを視野に入れた高圧力下磁気測定システムを用いて、Ho, Er, Tmの測定に注力するこで、希土類金属強磁性の高圧物性(特に磁性)の全貌を明らかにする。また、コイル振動型SQUID磁束計の測定精度の向上によって、高圧力下における希土類金属磁性体の価数変化も研究対象になってきており、予想以上に研究分野が拡大しつつある。コイル振動型SQUID磁束計を用いて、SmとHoの高圧磁性を徹底的に調査する。市販のSQUID磁束計に挿入可能な新型超小型DACを用いた研究手法と、コイル振動型SQUID磁束計を用いた研究手法の両輪で、本研究を推進していく。また、磁気測定の実験結果を相対論的第一原理電子構造計算と比較する段階へステップアップする。
新原理に基づくブロードバンドアクセス方式の創出に関する実験的研究

平成15年度に開発した研究用実環境マルチホップ無線ネットワークを用いて、様々な条件でスループット測定、トポロジー測定等の性能評価実験を行い、マルチホップルート自動設定プロトコル、品質測定・品質評価ツールの改良、マルチホップネットワーク構成法の高度化を進めた。主な結果は次の通りである。(1)前年度考案したリンクの安定性を考慮したアドホックネットワーク用のルーティングプロトコルに関連し、リンク安定性判定の精度向上方法を検討し、受信電力を用いることにより、より正確な判定が可能であることを示した。(2)制御端末から全ノードへの実験シナリオ配布、実験開始指示、ログデータの収集を自動的に行うためのコントロールソフトウェアを開発した。実験中にデータフローを生成するパケットジェネレータ、転送したパケットをログに記録するスニッファなども実装し、実験終了後にそれぞれの端末から集めたログデータを解析することで、ルーティングプロトコルの経路情報、パケットごとの経路、パケット到達率、端末ごとの受信電力、S/N、制御メッセージ数などのルーティングプロトコル関連データを遠隔操作で取得でき、パケットの経路をアニメーションでトレースできることを確認、検証した。(3)前年度検討したアクセスネットワーク構成法をもとに、与えられた初期ノード位置とアンテナ高を条件して、ネットワーク経済化のため中継専用ノードを加える方式を検討した。中継ノード位置設計法とマルチホップ経路設計法を開発し、シミュレーション評価によりネットワーク構築費用の低減が可能であることを確認した。マルチホップ無線ネットワークを利用したブロードバンドアクセスの実現性を評価するため、始点ノード、中継ノード、終点ノードを直線上に配置したパケット転送実験を行った。パケット送受信プログラムと各ノードのログを分析するプログラムを開発した。ルーティングプロトコルとして、アドホックネットワーク用のルーティングプロトコルであるAODV、OLSRを利用した。比較のため、中継ノードを経由する固定ルーティングの性能も測定した。この結果、AODV、OLSRでは頻繁に経路の切り替えが生ずることにより、パケット配信率が低下する現象を発見した。この現象をシミュレーションにより再現させることにも成功した。頻繁な経路切り替えが生ずる原因として、ルーティングプロトコルが発見する経路の中に、パケット損失が起きやすい不安定なリンクが含まれること考えられる。そこで、AODVについて、選択経路から不安定なリンクを排除するメカニズムを考案し、実験とシミュレーションにより、その効果を確認した。次に、ブロードバンドアクセスのノード位置が与えられた条件で、与えられた信頼性の条件のもとで、コスト最小となるネットワークを構成するための基本的な方法論を考案した。主なコスト要因として、アンテナ地上高に着目する。アンテナ地上高によりノードの送信距離を制御することが可能である。各ノードの最小隣接ノード数を与えて、基地局へのマルチホップアクセスネットワークを構成するための各ノードの送信距離算出アルゴリズムを考案した。これによって各ノードから基地局への独立なパス数、各ノードのコストを評価する方法を確立した。
マウナケア山頂における作業者の健康管理のための小型高機能行動記録装置の開発

マウナケア山頂作業者の身体活動情報に加え,生体情報,さらに作業環境情報を同時記録する小型高機能行動記録装置を開発することを目的とした.身体活動情報は加速度計・ジャイロ・GPSから得た情報を,生体情報は動脈血酸素飽和度・心拍数を,作業環境情報は気温・湿度・気圧を同時記録する装置を開発し,作業用ヘルメットに固定する形態とした.開発した装置を取り付けたヘルメットを装着し,マウナケア山頂において,全情報の同時記録実験を実施した.本研究では,3軸加速度計・3軸ジャイロ・GPS(全地球測位システム)によって得られる被験者の身体活動情報に加え,動脈血酸素飽和度・心拍数・呼吸数等の生体情報,さらに気温・湿度・気圧等の作業環境情報を同時に記録する小型高機能行動記録装置を開発することを目的とする.開発中の行動記録装置は,標高4200メートルのマウナケア山頂に設置されているすばる望遠鏡の山頂作業者の健康管理に応用することを目標としている.本研究で開発する行動記録装置が扱う情報には,身体活動情報・作業環境情報・生体情報の三種類がある.平成25年度は,これらの情報を取得するための測定手段を調査し,動作確認用の試作回路の製作を通して,集積回路センサーの選定と電子回路の最適化を進めた.身体活動情報の取得については,3次元加速度計,3軸ジャイロ,およびGPS受信機の調査と選定を進めた.また,作業環境情報の取得については,温湿度センサーおよび大気圧センサーの調査選定を進めた.選定された集積回路センサーについては,試験用電子回路を作成し,性能評価を実施した.身体活動情報と作業環境情報を得るための各種センサーについては,ほぼ目標性能を満たすセンサーを選定することができた.生体情報については,動脈血酸素飽和度と脈拍数の測定に対して,パルスオキシメーターの原理を用いることとした.平成25年度は,測定プローブの装着部位の違いによる,作業性と取得データの安定性の評価をマウナケア山頂において実施した.指先プローブは手作業の妨げになることが明らかとなった.また,指先プローブと耳介プローブでは,特に低温時に,動脈血酸素飽和度を正しく測定できないことが経験された.これは,気温低下時の抹消循環不全が影響しているものと考えられた.この結果を受けて,今後は額に装着する反射型のパルスオキシメーター・プローブの開発を進めて行くこととした.本研究では,加速度計・ジャイロ・GPS(全地球測位システム)によって得られる被験者の身体活動情報に加え,動脈血酸素飽和度・心拍数等の生体情報,さらに気温・湿度・気圧等の作業環境情報を同時に記録する小型高機能記録装置を開発することを目的としている.本研究で開発する行動記録装置が扱う情報には,身体活動情報・作業環境情報・生体情報の三種類がある.平成26年度は,前年度までに基本設計を終えている身体活動情報と作業環境情報を取得する機能を一体化させ,複数回の試作を通じて,回路の小型化と最適化を進めた.気圧センサーについては,ハンダ付け工程の歩留まりを向上させるため,半導体センサーの機種変更と作業工程の見直しを実施し,安定的に製造できることを確認した.これにより,身体活動情報と作業環境情報を,単一の基板で記録する試作品の製作を完了した.平成26年度から連携研究者として参加した菅井清美氏(新潟県立大学,教授)の協力のもと,市販の温湿度記録計を用い,マウナケア山頂作業時に装着する衣服の衣服内気候の連続測定実験を実施した.衣服内の温湿度の測定データだけではなく,センサー・プローブの装着性などについても,今後の研究開発に役立つデータを得ることができた.生体情報の取得と記録については,パルスオキシメーターの原理を用い,平成26年度においては,額に装着する反射型センサー・プローブと,センサー駆動用の信号処理回路の試作を実施し,これまでに回路の基本動作が確認できている.本研究では,加速度計・ジャイロ・GPS(全地球測位システム)によって得られる被験者の身体活動情報に加え,生体情報(動脈血酸素飽和度・心拍数),さらに作業環境情報(気温・湿度・気圧)を同時に記録する小型高機能行動記録装置を開発することを目的とする.この行動記録装置は,標高4200メートルのマウナケア山頂に設置されているすばる望遠鏡の山頂作業者の健康管理に応用することを目標としている.平成25年度には,本研究の目的を達成するための測定手段を調査し,動作確認用の試作回路の製作を通して,集積回路センサーの選定と電子回路の最適化を進めた.平成26年度には,身体活動情報と作業環境情報を,単一の基板で記録する試作品を作成した.また,生体情報の取得については,パルスオキシメーターの原理を用いて,装置の開発を進めた.平成27年度は,生体情報の記録装置について,前額部に装着する反射型センサー・プローブの設計変更,四層基板を用いた演算回路の稠密化,半導体部品の再検索によるノイズ軽減等により,装置の性能を向上させた.これに,前年度までに試作品作成を完了していた身体活動情報と作業環境情報の記録機能を加えて,全機能を単一の基板に統合した.また単一基板に統合した行動記録装置を駆動するための組み込みソフトウエアを開発した.行動記録計の身体への装着については,マウナケア山頂における作業の妨げにならないよう,生体情報を測定するプローブはヘルメットの前額部緩衝材に埋め込み,記録計本体をヘルメット後部に固定する形態とした.適切な部品選定と光造形法三次元プリンターを用いた筐体加工により,行動記録計の小型軽量化を実現することができた.開発した小型高機能行動記録装置を取り付けたヘルメットを装着し,マウナケア山頂において,身体活動情報・生体情報・作業環境情報の同時記録実験を実施した.

マウナケア山頂作業者の身体活動情報に加え,生体情報,さらに作業環境情報を同時記録する小型高機能行動記録装置を開発することを目的とした.身体活動情報は加速度計・ジャイロ・GPSから得た情報を,生体情報は動脈血酸素飽和度・心拍数を,作業環境情報は気温・湿度・気圧を同時記録する装置を開発し,作業用ヘルメットに固定する形態とした.開発した装置を取り付けたヘルメットを装着し,マウナケア山頂において,全情報の同時記録実験を実施した.身体活動度と作業環境情報を同時取得する電子装置については,複数回の試作を通じて,回路の小型化と最適化が順調に進んだ.生体情報の取得機能については,額に装着する反射型のパルスオキシメーター・プローブの開発を進め,電子回路の基本設計が完了している.機械工学,生体工学平成27年度は,生体情報を取得するためのパルスオキシメーターの駆動用ソフトウエアの最適化を進める.その後,最終目標である,身体活動度・作業環境情報・生体情報の三種類の情報取得機能を,ひとつの行動記録計に統合していき,マウナケア山頂において,これら三種類の情報取得実験を実施する.平成25・26年度に連携研究者として本研究に参加していた坂上博隆氏が米国の大学へ異動したため,今後は研究協力者として研究に協力していただき,引き続き研究を精力的にすすめていく.身体活動情報と作業環境情報を得るための集積回路センサーの選定と性能評価が順調に進んだ.これら二種類の情報を同時記録する装置については,その試作が予定を前倒しして進捗している.生体情報の取得機能の開発については,市販のパルスオキシメーターを利用した,プローブ装着部位の評価検討にとどまっている.額に装着するパルスオキシメーター・プローブの開発は平成26年度から本格化する見込みである.平成26年度内の消耗品等の購入について,為替レートの変動が予想よりも穏やかで,当初の予定より少額の米ドル使用となったため,効率的な研究費の執行となり,未使用額が発生した.順調に進捗している身体活動情報と作業環境情報の記録機能の開発については,二つの機能を統合した試作装置を作成し,小型軽量化を目指した改良を加えていく.生体情報の取得については,平成26年度内に,単独で機能する記録装置の作成を目指す.また,すばる望遠鏡では,低温環境のため,防寒対策を施した上で,指先の細かい作業や肉体労働を行っている.ヘルメットや携帯用酸素ボンベも装着し,さらに開発中の行動記録装置を安全かつ作業の妨げにならないように身に付けるには,被服学的観点からも検討を加える必要がある.そこで本研究では,平成26年度から,被服学を専門とする菅井清美氏(新潟県立大学,教授)を新たな連携研究者として追加し,研究を精力的に進めていく.当初計画からの大きな変更は無く,ほぼ当初計画どおりに推進する予定である.次年度使用額については,生体情報取得のためのパルスオキシメータ・プローブの形状最適化のため,プローブの試作数を増やすことに使用する予定である.平成25年度に実施した連携研究者によるマウナケア山頂における測定実験が,燃油サーチャージの高騰が予想よりも穏やかで,当初の予定より少額の渡米費用で遂行できたため,未使用額が発生した.
日常使用に耐えうる携帯機器の所持位置推定とその応用

本研究ではスマートフォンのような携帯機器を持ち運ぶ際の所持位置を,様々な日常動作の中で誰が利用者であっても高精度に推定する手法とその応用方法を明らかにすることを目的としている.2018年度は以下を実施した.1)相性に基づく推定器の選択による精度向上:事前に選択した「相性」が良い推定器の利用による推定精度向上効果を検証した.個人やグループで構成されるデータを対象としたシミュレーション実験により,適切な対象の構成と選択方法を用いることで,推定精度の向上が可能であることが分かった.2)能動学習による推定器の個人特化方法の検討:1)により選定された「相性が良い」推定器を「核推定器」として能動学習を適用することで,効率的に利用者特化型の推定器を構築する手法をシミュレーション実験により検証した.その結果,相性が最も良い推定器を用いることで,利用者への問い合わせ回数を平均で約30%削減できることを確認した.3)新規の所持位置追加手法検討:携帯端末の所持位置は個人間で多様であるため,利用中に未登録の所持位置を検出して利用者の介入により新たなクラスとして認識対象に加える仕組みを検討し,Novelty Detection技術の代表的な手法であるOne Class SVM,Local Outlier Factor (LOF),Isolation Forestを比較した.その結果,精度が高く安定した手法としてLOFが適していると結論づけた.4)ラベル付けの動機付け手法の検討:仮想ペットへの愛情に駆られたラベル付け動機付け手法とゲーミフィケーションによる動機付け手法を検討した.前者は,利用者の行動を話題にした発話をする仮想ペットの有用性を考察した.後者は,日常における学習することと物を見ることの2点に対してプロトタイプシステムを作成し,ゲーミフィケーションの可能性を検討した.当初実施予定であった「相性判定対象の適切な設定法」と「相性判定対象の効率的な決定法」(上記実績項目1に関連)は,その意義を理解するところまでを実施できたが,シミュレーション環境構築に時間を要したため,具体的なるアルゴリズム開発は次年度に持ち越しとなった.また,当初実施予定であった「所持位置推定の基本アルゴリズム開発」は,センサデバイスの調達遅れのためにデータ収集が完了せず,データを分析しながらの検討が進んでいなかったがアンサンブル分類のソフトウェアフレームワークを構築したため,以後の実験は容易になると考えている.代わりに次年度に着手する予定であった「新規の所持位置追加手法検討」(上記実績項目3)を前倒して実施した.なお,データ収集は次年度早期に完了の目処が付いた.その他の項目は問題なく進んでいる.1)「相性判定対象の適切な設定法」と「相性判定対象の効率的な決定法」(上記実績項目1に関連)についてはすでに複数の手法案を出せており,早期に検証する.2)「所持位置推定の基本アルゴリズム開発」については,収集したデータ整備を迅速に行うために学生アルバイトを雇い,分析とアルゴリズム開発に早期に着手する.3)年度終盤になり結果が出た項目(上記実績項目1ー3)は次年度前半に国際会議に投稿して成果報告を行う.本研究ではスマートフォンのような携帯機器を持ち運ぶ際の所持位置を,様々な日常動作の中で誰が利用者であっても高精度に推定する手法とその応用方法を明らかにすることを目的としている.2018年度は以下を実施した.1)相性に基づく推定器の選択による精度向上:事前に選択した「相性」が良い推定器の利用による推定精度向上効果を検証した.個人やグループで構成されるデータを対象としたシミュレーション実験により,適切な対象の構成と選択方法を用いることで,推定精度の向上が可能であることが分かった.2)能動学習による推定器の個人特化方法の検討:1)により選定された「相性が良い」推定器を「核推定器」として能動学習を適用することで,効率的に利用者特化型の推定器を構築する手法をシミュレーション実験により検証した.その結果,相性が最も良い推定器を用いることで,利用者への問い合わせ回数を平均で約30%削減できることを確認した.3)新規の所持位置追加手法検討:携帯端末の所持位置は個人間で多様であるため,利用中に未登録の所持位置を検出して利用者の介入により新たなクラスとして認識対象に加える仕組みを検討し,Novelty Detection技術の代表的な手法であるOne Class SVM,Local Outlier Factor (LOF),Isolation Forestを比較した.その結果,精度が高く安定した手法としてLOFが適していると結論づけた.4)ラベル付けの動機付け手法の検討:仮想ペットへの愛情に駆られたラベル付け動機付け手法とゲーミフィケーションによる動機付け手法を検討した.前者は,利用者の行動を話題にした発話をする仮想ペットの有用性を考察した.後者は,日常における学習することと物を見ることの2点に対してプロトタイプシステムを作成し,ゲーミフィケーションの可能性を検討した.当初実施予定であった「相性判定対象の適切な設定法」と「相性判定対象の効率的な決定法」(上記実績項目1に関連)は,その意義を理解するところまでを実施できたが,シミュレーション環境構築に時間を要したため,具体的なるアルゴリズム開発は次年度に持ち越しとなった.また,当初実施予定であった「所持位置推定の基本アルゴリズム開発」は,センサデバイスの調達遅れのためにデータ収集が完了せず,データを分析しながらの検討が進んでいなかったがアンサンブル分類のソフトウェアフレームワークを構築したため,以後の実験は容易になると考えている.代わりに次年度に着手する予定であった「新規の所持位置追加手法検討」(上記実績項目3)を前倒して実施した.

なお,データ収集は次年度早期に完了の目処が付いた.その他の項目は問題なく進んでいる.1)「相性判定対象の適切な設定法」と「相性判定対象の効率的な決定法」(上記実績項目1に関連)についてはすでに複数の手法案を出せており,早期に検証する.2)「所持位置推定の基本アルゴリズム開発」については,収集したデータ整備を迅速に行うために学生アルバイトを雇い,分析とアルゴリズム開発に早期に着手する.3)年度終盤になり結果が出た項目(上記実績項目1ー3)は次年度前半に国際会議に投稿して成果報告を行う.
中世西日本海をめぐる遠隔地間交流に関する研究

本研究は、中世の西日本海海域に関わった北陸から九州・東シナ海沿岸島嶼にかけての地域権力や船持衆・商職人・輸送業者等の諸勢力が、相互にどのような関係性を有し、またそれがどのように変化していったのかを、できるだけ具体的に追究することにより、当該海域の歴史的性格や時代的特徴を広域的な観点から明らかにすることを目的とする。しかし、これまでそのような観点で文献・史料が通覧されたことはないと思われ、調査・研究の基盤整備が必要であった。そのため、2018年度には、以下のように作業を進めた。まず基本的な文献の収集を行った。たとえば、勤務地には存在しない九州地方を中心とする自治体史や史料集を取り寄せ、また、物の移動に関する新しい考古学的成果の情報を収集するとともに、地域権力・商人・運輸業者の交流・移動に関する文献史料の収集を継続した。次に、以下のような現地調査と文献・史料解読を通して、西日本海海域と西日本各地との遠隔地間交流に関する考察を行った。【A北東日本海海域・小浜との関係】については、小浜の旧港湾周辺や九里半街道を調査し、尼子氏と武田氏・朝倉氏、および遠隔地との関係について考察した。【B瀬戸内海地域・堺との関係】については、伊予河野氏・能島村上氏の関連遺跡において情報収集を行った。【C北部九州・博多との関係】については、宇佐・博多・芦屋を中心に踏査し、文献・史料の収集を通して、大内氏・大友氏・宗氏と西日本海地域・石見銀山との関係について考察した。【D東シナ海・南九州・南西諸島との関係】については、南九州を訪れ、島津氏一族と周辺海域との関係について考察した。以上のように、2018年度においては研究基盤整備に終始したため、本科研にもとづく研究成果を具体的な形で公表するには至らなかった。西日本各地における情報収集の手がかりを得るため、以下のような現地調査を行った。【A北東日本海海域・小浜との関係】については、福井県小浜市周辺と九里半街道を踏査し、広域流通の痕跡がある石材の確認や、港湾景観復元に関する現地調査を行った。【B瀬戸内海地域・堺との関係】については、愛媛県の湯築城、能島村上水軍関係史跡において情報収集を行った。【C北部九州・博多との関係】については、九州国立博物館、福岡市博物館、芦屋・山鹿の鋳物師に関する情報など、中世西日本海の西側の重要拠点であった北部九州の中世諸港湾に関する文献史料と、関連する城郭遺跡、公表されている考古学的成果、最新の歴史資料情報を収集した。【D東シナ海・南九州・南西諸島との関係】については、鹿児島県歴史資料センター黎明館、飫肥城歴史資料館・安国寺跡・油津・外之浦周辺、持躰松遺跡、坊津、鹿児島福昌寺跡・戸柱港跡・御内跡・清水城跡を訪れて、中世西日本の南西側の重要拠点であった南九州の中世諸港湾に関する文献史料と、公表されている考古学的成果、最新の歴史資料情報を収集し、琉球王国や後期倭寇・密貿易海商根拠地(浙江・福建地域)と日本の畿内を結んだ拠点港湾について、港湾間や内陸拠点との関係、および景観復元に関する現地調査を行った。以上のうち、瀬戸内海地域については十分な調査の機会を確保できなかったが、南九州における調査は当初は2019年度に実施する予定であったものを前倒ししたものである。そのため、おおむね順調に進展していると考えている。基本的な文献の収集と関係史料の博捜を引き続き進め、「中世西日本海遠隔地交流関係史料」をまとめたい。特に、琉球王国に残された日本列島とのつながりの痕跡を探るために、那覇市歴史博物館等における「家譜」の調査を予定している。具体的には、17世紀前半以前の始祖伝承のなかに、日本列島のとりわけ日本海側列島諸地域と何らかの関連を有する情報がないか、確認したい。直接それを示す情報が書かれている可能性は決して高くはないと予想されるが、できる限り通覧したい。

【D東シナ海・南九州・南西諸島との関係】については、南九州を訪れ、島津氏一族と周辺海域との関係について考察した。以上のように、2018年度においては研究基盤整備に終始したため、本科研にもとづく研究成果を具体的な形で公表するには至らなかった。西日本各地における情報収集の手がかりを得るため、以下のような現地調査を行った。【A北東日本海海域・小浜との関係】については、福井県小浜市周辺と九里半街道を踏査し、広域流通の痕跡がある石材の確認や、港湾景観復元に関する現地調査を行った。【B瀬戸内海地域・堺との関係】については、愛媛県の湯築城、能島村上水軍関係史跡において情報収集を行った。【C北部九州・博多との関係】については、九州国立博物館、福岡市博物館、芦屋・山鹿の鋳物師に関する情報など、中世西日本海の西側の重要拠点であった北部九州の中世諸港湾に関する文献史料と、関連する城郭遺跡、公表されている考古学的成果、最新の歴史資料情報を収集した。【D東シナ海・南九州・南西諸島との関係】については、鹿児島県歴史資料センター黎明館、飫肥城歴史資料館・安国寺跡・油津・外之浦周辺、持躰松遺跡、坊津、鹿児島福昌寺跡・戸柱港跡・御内跡・清水城跡を訪れて、中世西日本の南西側の重要拠点であった南九州の中世諸港湾に関する文献史料と、公表されている考古学的成果、最新の歴史資料情報を収集し、琉球王国や後期倭寇・密貿易海商根拠地(浙江・福建地域)と日本の畿内を結んだ拠点港湾について、港湾間や内陸拠点との関係、および景観復元に関する現地調査を行った。以上のうち、瀬戸内海地域については十分な調査の機会を確保できなかったが、南九州における調査は当初は2019年度に実施する予定であったものを前倒ししたものである。そのため、おおむね順調に進展していると考えている。基本的な文献の収集と関係史料の博捜を引き続き進め、「中世西日本海遠隔地交流関係史料」をまとめたい。特に、琉球王国に残された日本列島とのつながりの痕跡を探るために、那覇市歴史博物館等における「家譜」の調査を予定している。具体的には、17世紀前半以前の始祖伝承のなかに、日本列島のとりわけ日本海側列島諸地域と何らかの関連を有する情報がないか、確認したい。直接それを示す情報が書かれている可能性は決して高くはないと予想されるが、できる限り通覧したい。2018年度は、実際の交付額に即して、備品費よりも、現地調査のための旅費の使用を優先的に行うこととした。ただし本務とのかねあいで、日程的に一部の調査を翌年に繰り越さなければならなくなり、結果的に備品費と旅費のバランスを調整できなかったので、2019年度にまとめて使用する方が効果的であると考えて、次年度使用額を残す判断をした。
微小環境の改変による難治性がんに対する治療基盤の構築

現在のがん診療において、診断された時点ですでにがんが進行している場合や、早期の段階で診断され手術が実施できたとしても再発や転移のため根治が難しい場合がある。これらはいわゆる難治性がんと呼ばれており、具体的ながん腫としては、一部の骨軟部腫瘍、スキルス胃がん、膵臓がんなどが挙げられる。難治性がんに対しては、特に全身療法の改善が早急の課題であり、本研究においては全身治療の一つである免疫治療をより円滑に作用させる新しいコンセプトの治療法の開発に着手した。免疫応答には、免疫細胞ががん組織内へと透過することが必須であり、がん微小環境中の血管内皮細胞が制御している。本研究の目的は、がんの血管内皮細胞の性質を変化させることにより、抗腫瘍免疫細胞をがん組織内に円滑に輸送する技術を開発することである。研究計画は次の5段階として開始し、実績としては下記の通りである。1国立がん研究センターにおいて切除された難治性がんの手術検体から、腫瘍細胞、腫瘍血管内皮細胞、腫瘍関連線維芽細胞、腫瘍浸潤リンパ球を個別に分離して培養する技術を確立した。2網羅的発現解析を行い、腫瘍血管内皮細胞における特徴的な発現分子・パスウェイを明らかにした。3該当した分子について、約100例の臨床検体を用いて盲検下に検討し、患者予後との相関があることを確認した。4該当したパスウェイをターゲットとする化合物のライブラリを企業と協力して構築し、スクリーニングすることによって、免疫細胞の腫瘍血管内皮細胞への接着・透過を促進させる化合物を同定した。現在、次なる段階として、5難治性がんのモデルマウスに候補化合物を投与し、その効果を評価している。今後は、難治性がんの治療成績の向上を目指して、既存の免疫治療である免疫チェックポイント阻害剤などとの併用することにより、がんに対する免疫応答を最大化させるための臨床応用へ進めたいと考えている。交付申請書における研究計画、および上記に記した15の段階のうち、現在14を既に完了しており、5を実施中であるため。現在、難治性がんのモデルマウスに候補化合物を投与し、その効果を評価している。予測していたよりも研究の進行状況が順調であったため、次年度分を前倒して請求したことによる。
日本帝国崩壊後の樺太植民地社会の変容解体過程の研究

194549年までを中心とした日本帝国崩壊直前直後の時期、ソ連人移住者の政治・人口的マジョリティの立場が確立した1949年からペレストロイカまで、ペレストロイカ以降のソ連崩壊とその後の時期に区分し、国内文献資料、サハリン公文書館資料、回想記、日韓ロの関係者・団体への聞き取り調査データ等を用い、移動と運動を中心に、この3つの時期における樺太移民社会の解体と変容の過程を明らかにした。本研究は、「植民地体制によって形成された、アイデンティティ、社会関係、共同体、生産体系などを「植民地社会」と呼び、帝国崩壊後の「樺太植民地社会」の変容解体過程を以下の点から、分析し明らかにする」ことを目的とし、下記の4つの課題を掲げ、下記の通り研究を行った。A.樺太引揚者の内地化過程の分析[帝国の折り返し](i)戦後樺太アイデンティティの顕在化、(ii)引揚者の不可視化北海道および東京で樺太引揚者団体および引揚者から聞き取り調査を行ったほか、各種資料提供を受けた。現在、引揚者団体の中心であったり、聞き取りが可能なのは、引揚時に10代で、引揚後に内地で成人となり社会に出た人々がほとんどである。これらの人々がどのように戦後、樺太と「出会い」「語る」ようになったのかを検証するためのデータを収集した。B.南サハリン地域のソ連化過程の分析[帝国の重なり合い](i)技術・資本の再編成、(ii)韓人エスニシティの再編成北海道にて、戦後サハリンを生きた残留日本人帰国者から、戦後サハリンにおける朝鮮人コルホーズ建設に関する聞き取り調査を行った。また引揚者からは、引揚までの間に、日本人とソ連人がどのように街や職場で「共住」していたかの状況に関しての聞き取り調査を行った。東京にて、ソ連崩壊以降のサハリン残留日本人帰国事業の支援団体から聞き取り調査を行ったほか、党団体所有の残留日本人に関する資料整理の協力を共同で行うことになった。これらの資料を基に、来年度は残留日本人・韓人の戦後サハリン社会における役割の検証を行う。本研究では、日本帝国崩壊後の樺太植民地社会の変容解体過程について以下の点を明らかにした。戦後期における大量の人口移動(疎開、脱出、密航・再密航、送還、引揚、進駐、移住)とソ連による統治機構の再編により、政治・人口的マジョリティが日本人からソ連人移住者へと変わり、サハリン島の樺太移民社会はほぼ解体されてしまう。しかし、日本人引揚者の一部は、かつての官民の要人・有力者を核に移動後の本国において再結集し引揚者団体を設立し、引揚援護や領土回復などの運動を展開する。樺太移民社会が運動体へと変容したのである。けれども時間の経過とともに、運動の実現性と意義とが希薄となると同時に、回想記、同郷会、同窓会などを通じ、樺太移民社会は「記憶」の共同体としての側面を強めている。サハリン島への残留を強いられた韓人は冷戦期において、ソ連化の道をたどりつつも、戦後移住してきた高麗人や北朝鮮人とともに「サハリン朝鮮人社会」なる実態を築くことはなかった。むしろ、ソ連化の過程で独特の韓人アイデンティティが形成され、韓人移民社会は変容して潜在化する。それが公然と顕在化するのが、ポスト冷戦期の韓人団体の設立と韓国への接近、そして「帰国」運動である。残留日本人の場合、数の僅少さと地理的分散、さらに妻という立場での韓人社会への埋没により移民社会は解体し尽くされたと言ってよい。しかしながらポスト冷戦期には、エスニシティを再生し日本人団体を設立し、「帰国」運動を実現して行く。以上の研究成果は、学会誌論文「樺太移民社会の解体と変容-戦後サハリンをめぐる移動と運動から-」(『移民研究年報』第18号、2012年3月)として公表した。
非モデル動物を用いた海産無脊椎動物幼生の進化に関する比較発生学的研究

海産無脊椎動物の幼生に関しては、その相同性や起源がほとんど解明されていない。その要因の一つとして、発生学的データの不足が挙げられ、系統学的に重要な位置を占めながら発生の報告が非常に少ない種も未だに存在する。本研究では、後生動物の幼生の進化や起源について新たな知見を得るのが目的である。また、生息場所、繁殖時期、種内の多様性、成体飼育系の確立など、発生学的研究の礎となるような基礎的な生物学的データを各動物グループに関して集積するのも目的である。珍渦虫に関しては、平成29年度に本プロジェクトで新種記載したXenoturbella japonicaの探索を行い、日本近海のこれまで報告がなかった海域も含めて、複数の個体の採集に成功した。これらの個体を用いた研究から、種内での多様性が明らかになった。また、スウェーデンの珍渦虫のXenoturbella bockiに寄生する直泳動物を発見した。その形態学、行動学的解析から新種であることを解明し、Rhopalura xenoturbellae sp. nov.として新種記載した。直泳動物はその宿主の生殖に大きな影響があることがこれまでの他種の研究から知られており、Xenoturbella bockiの生殖学的、発生学的研究が困難であることの原因の一つがRhopalura xenoturbellaeによる寄生である可能性が示唆された。平板動物に関しては、より詳細な系統解析を行い、これまでの系統関係を覆す結果が得られた(投稿中)。また、下田における平板動物の推定される繁殖時期に関して、再現性が確認された。さらに、平板動物の生殖や行動に関する研究も行い、それぞれ新たな知見が得られた。本研究の動物の採集の過程で得られた無腸類、およびドングリウミシダの観察も実施し、それぞれ学会発表や論文での発表も行った。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。近年の研究技術の革新により、様々な動物の成体組織間の進化的関係性は続々と明らかになっている。しかし、海産無脊椎動物の幼生に関しては、その相同性や起源がほとんど解明されていない。新口動物のディプリュールラ型幼生と旧口動物のトロコフォア幼生が共通祖先由来の相同な発生段階なのか、収斂進化の結果なのか、諸説が入り乱れている。本研究では、ウミユリと珍渦虫、及び平板動物と扁形動物に対し形態学的研究、時空間的遺伝子発現解析を行い、後生動物の幼生の進化や起源について新たな知見を得るのが目的である。本年度は、扁形動物に関しては、研究協力者に扁形動物の1種の発生ステージを提供して頂き、それから得られたRNA-seqデータの解析を開始した。平板動物に関しては、推定される繁殖時期に胚が観察された。平板動物は門全体としても卵割胚までしか報告が無く、日本産の平板動物で得られた胚は貴重なサンプルである。これらの胚は固定して、得られた固定胚の観察も行った。また、発生制御遺伝子等のクローニングも開始した。珍渦虫に関しては、繁殖時期に寒波の影響で世界で唯一定期的な採集が可能なスウェーデンで採集が行えなかった。そのため、以前作製した固定胚の解析を行った。棘皮動物門有柄ウミユリ類トリノアシに関しては、繁殖時期に採集を行ったものの、成熟した個体がほとんど得られず、今年度は受精卵の大量取得は行えなかった。しかし、得られた成体を用いて、発生制御遺伝子等のクローニングを開始した。また、過去に作製した固定胚の形態学的観察も実施した。本研究では、応募者が世界初の発生観察を行ったウミユリと珍渦虫、及び平板動物と扁形動物に対し形態学的研究、時空間的遺伝子発現解析を行い、後生動物の幼生の進化や起源について新たな知見を得るのが目的である。扁形動物に関しては、引き続き研究協力者から提供して頂いた発生ステージのトランスクリプトーム解析を行った。棘皮動物門有柄ウミユリ類トリノアシに関しては、本年度も生殖時期である夏から秋に採集を行い、成体の入手に成功した。特に本年度は若い成体の採集に成功し、有柄ウミユリ類の成長に関して新たな知見が得られた。珍渦虫に関しては、スウェーデンに赴き、多くの成体の採集に成功した。その採集個体の一部はゲノム解析、及びトランスクリプトーム解析に使用しており、これらの解析結果も出始めている。また、本年度も引き続き日本での珍渦虫の探索も行った。平板動物に関しては、安定した実験室内飼育系統の維持のために、消化系の遺伝子の研究、及び摂食行動の観察も行った。

この成果もあり、飼育系は以前よりも安定して個体数が維持できるようになった。また、日本国内複数箇所で採集を行い、各地に生息するハプロタイプを調べた。さらに、下田における平板動物の推定される繁殖時期に関して、再現性が確認された。扁形動物に関しては、トランスクリプトームの解析が進んでおり、予備的な結果も出始めている。また、所属機関である筑波大学下田臨海実験センターにおいて研究協力者が実験室内での継代飼育に成功していることから各発生ステージの入手も可能である。平板動物に関しては、繁殖時期の再現性が確認された。新たな卵と胚の獲得にも成功し、個体発生過程の形態学的観察が進んでいる。また、有性生殖の効率的な観察の為の下田以外での平板動物の採取、及びハプロタイプの決定も進んでいる。さらに、消化系の遺伝子の研究、及び摂食行動の観察を行った。この成果もあり、飼育系は以前よりも安定して個体数が維持できるようになったことから、今後遺伝子発現解析等の実験の際には安定して個体数の獲得が可能である。棘皮動物門有柄ウミユリ類トリノアシに関しては、本年度も生殖時期である夏から秋に採集を行い、成体の入手に成功したものの、受精卵の大量取得はできなかった。しかし、本年度は若い成体の採集に成功し、有柄ウミユリ類の成長に関して新たな知見が得られた。過去に作製した固定胚の観察も進んでいる。また、今後も充分な幼生の個体数の入手が困難であった場合に備え、ゲノムやトランスクリプトーム解析からトリノアシの発生の進化を研究することを検討している。珍渦虫はスウェーデンに赴き、多くの成体の採集に成功した。その採集個体の一部はゲノム解析、及びトランスクリプトーム解析に使用しており、これらの解析結果も出始めている。しかし、幼生の大量入手には至っていない。以上まとめると、多くの遺伝子の発現解析に必要な各発生ステージの大量固定は行えていない種が多いものの、過去に作成した固定胚の観察、及びトランスクリプトーム解析等を行うことで,全体としてはおおむね順調に目的に向かって進展していると考える。近年の研究技術の革新により、様々な動物の成体組織間の進化的関連性は続々と明らかになっている。しかし、海産無脊椎動物の幼生に関しては、その相同性や起源がほとんど解明されていない。その要因の一つとして、発生学的データの不足が挙げられ、系統学的に重要な位置を占めながら発生の報告が非常に少ない種も未だに存在する。本研究では、ウミユリ、珍渦虫、平板動物、扁形動物に対し形態学的研究、時空間的遺伝子発現解析を行い、後生動物の幼生の進化や起源について新たな知見を得るのが目的である。また、生息場所、繁殖時期、種内の多様性、成体飼育系など、発生学的研究の礎となるような基礎的な生物学的データを各動物グループに関して集積するのも目的である。扁形動物に関しては、引き続き研究協力者から提供して頂いた発生ステージのトランスクリプトーム解析を行った。棘皮動物門有柄ウミユリ類トリノアシに関しては、飼育中の若い成体の成長を観察し、謎の多い有柄ウミユリ類の成長に関して新たな知見が得られた。珍渦虫に関しては、スウェーデンに赴き、多くの成体の採集に成功した。また、形態学的観察も行い、新たな知見も得られている。さらに、本年度も引き続き日本での珍渦虫の探索も行った。
FGF21の自己免疫および腫瘍免疫に及ぼす影響と治療への応用

Fgf21は胸腺上皮細胞(TEC)において発現し、胸腺におけるT細胞の分化を誘導する。本研究では、T細胞応答が関与する代表的な病態である自己免疫疾患とがんにおけるFgf21の役割について明らかにすることを目的とした。まずFgf21ノックアウト(KO)および野生型(WT)マウスを用いて実験的自己免疫性脳脊髄炎(EAE)モデルを作成した結果、KOマウスでは症状の増悪化がみられた。EAEモデルでは、WTと比べてKOマウスの胸腺で成熟T細胞が減少し、中枢神経へ浸潤したT細胞が増加した。in vitroでの末梢T細胞分化誘導時に、Fgf21タンパク質を添加しても変化は見られなかったことから、KOマウスは胸腺における中枢免疫寛容の破たんにより自己免疫応答が亢進していると考えられた。そこで、胎児胸腺器官培養系にFgf21を添加した結果、TECに変化はなかったが、未熟T細胞の減少と樹状細胞(DC)の有意な増加を確認した。胸腺では、TECまたはDCがT細胞と相互作用することで、自己免疫性T細胞を除去している。KOマウス胸腺では、TEC数に変化はなく、未熟T細胞が増加し、DCが有意に減少していた。しかし、脾臓DCに変化はみられなかった。このことから、Fgf21は胸腺のDCに特異的に作用するか、あるいは胸腺の他の細胞への作用を介してDCに作用している可能性が示唆された。つぎに、がん免疫にかかわる影響を調べるために、KOおよびWTマウスにB16F10細胞を移植したが、腫瘍の成長に有意な差は得られなかった。本研究より、胸腺において、TECから産生されたFgf21が、直接あるいは間接的にDCに作用し、T細胞と相互作用することで未熟な自己反応性T細胞を除去し、自己免疫の抑制に寄与すしている可能性が示唆された。FGF21は、主に肝臓で産生され、糖・脂質代謝を調節すると考えられている。一方で我々は、Fgf21が胸腺上皮細胞(TEC)に特異的に発現し、胸腺内T細胞分化を誘導することを認めた。しかし、Fgf21の胸腺における作用が、末梢T細胞応答にどのような影響を与えるか不明であった。そこで本研究では、T細胞依存的な自己免疫疾患モデルである実験的自己免疫性脳脊髄炎(EAE)モデルマウスを用いて、FGF21の役割について検討した。まず、Fgf21の末梢T細胞に対する直接作用を調べるために、Fgf21ノックアウト(KO)および野生型(WT)マウス由来のナイーブCD4陽性T細胞を採取し、in vitroでのTh1、Th2、Th17、Tregへの分化能と、FGF21タンパク添加による影響を検討したが、差はみられなかった。また、健常時におけるFgf21 KOマウスおよびWTマウスの末梢T細胞サブセットの表現型解析を行ったが、ナイーブおよびメモリーT細胞、制御性T細胞の割合に違いはみられなかった。次に、FGF21の自己免疫への影響を調べるために、Fgf21 KOおよびWTマウスを用いてEAEモデルを作成した。EAEの麻痺症状をスコアで評価した結果、Fgf21KOマウスはWTマウスと比較してEAEの増悪化が観察された。このときFgf21KOマウスの中枢神経組織では、エフェクターT細胞の浸潤が有意に増加した。また、Fgf21KOマウスの胸腺では、成熟T細胞の減少と、TECおよびDCにおけるMHCクラスIIの発現が低下していた。胸腺では、TECまたは樹状細胞が、MHC分子を介してT細胞と相互作用することで、自己免疫性T細胞が除去される。これらのことから、Fgf21はTECとDCの機能を維持し、自己応答性T細胞の除去、すなわち自己免疫の抑制に寄与する可能性が示唆された。Fgf21の末梢T細胞に対する作用について検討した結果、Fgf21は末梢T細胞に直接作用しなかった。また健常時には、Fgf21KOマウスで末梢T細胞数がわずかに減少していたものの、T細胞サブセットの構成に違いは見られなかった。ところが、EAEを誘導すると、Fgf21KOマウスで、胸腺における分化異常が原因と思われる自己免疫症状の増悪化が観察された。以上のように、当初の計画どおりに実験が進み、Fgf21の自己免疫における役割が明らかになりつつあるため、研究はおおむね順調に進展していると考えている。

胸腺では、TECまたはDCがT細胞と相互作用することで、自己免疫性T細胞を除去している。KOマウス胸腺では、TEC数に変化はなく、未熟T細胞が増加し、DCが有意に減少していた。しかし、脾臓DCに変化はみられなかった。このことから、Fgf21は胸腺のDCに特異的に作用するか、あるいは胸腺の他の細胞への作用を介してDCに作用している可能性が示唆された。つぎに、がん免疫にかかわる影響を調べるために、KOおよびWTマウスにB16F10細胞を移植したが、腫瘍の成長に有意な差は得られなかった。本研究より、胸腺において、TECから産生されたFgf21が、直接あるいは間接的にDCに作用し、T細胞と相互作用することで未熟な自己反応性T細胞を除去し、自己免疫の抑制に寄与すしている可能性が示唆された。Fgf21が末梢T細胞に直接作用しなかったこと、EAEを誘導したFgf21KOマウス胸腺ではWTと比較して、成熟TECおよび成熟DCの割合が低かったことから、Fgf21はTECまたはDCに直接作用しT細胞分化を促進する可能性が示唆された。そこで、胎児胸腺器官培養法を用いてFGF21がTECとDCに及ぼす作用について検討する。また、骨髄由来樹状細胞にFGF21を添加し、成熟が促進されるか検討する。以上より、Fgf21の作用メカニズムを明らかにする。免疫による腫瘍の排除には、がん抗原に対するT細胞免疫応答が重要である。自己の正常細胞が悪性化した癌細胞の抗原の多くは自己抗原であるため、中枢および抹消免疫寛容によって排除を免れている。Fgf21は中枢免疫寛容の維持に働くと考えられるため、Fgf21が腫瘍免疫を抑制する可能性についても検討する。(理由)産前産後休暇および育児休暇により5か月研究が中断したため、物品費の一部が未使用となっている。(使用計画)昨年度に引き続き、免疫細胞を単離、あるいは染色するための特異的抗体が必要なため、繰り越した物品費を試薬購入のために使用する予定である。