hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
電子メディアを媒体としたコミュニケーションの無言化を補う教育プログラムの開発

研究の最終年度である本年度は、前年度の研究成果として得た知見としての、「電子媒体のコミュニケーション(CMC)においては道具的機能が高まる」という研究結果に対して、言語を越えての普遍的特性が垣間見られるかの検証に重きを置いた。そして、その検証策として、英語によって運営されている多様な電子チャットサイトからのデータ収集をとりおこなった。得られたデータの分析に際しては、Brown and Levinson(1987)によるポライトネス理論における分類方法を援用し、英語の母国語話者・非母国語話者、国籍、性別、年齢、英語力などの属性を中心に、特徴を抽出しながら解析していった。分析の結果、bold on record(あからさまに)というカテゴリーに当てはまる表現が著しく出現している点が判明した。このことは、電子媒体のコミュニケーションにおいては、やはり言語を越えて、依頼および要求表現が容易となる性質を帯びていることの証左となる。電子媒体のコミュニケーションでは面子(face)が隠れることが容易なことから、社会的パラメーターとしての負荷値が極端に低下していることがその主因となっているようである。調査対象の中にときおり垣間見る非母国語話者の日本人の場合には、前述した傾向から外れているケースが多々見られたが、これは、「英語力」が自然と開示されるために、外国語に不慣れな日本人にとって、力関係(power)という社会的パラメーターが別の要因として働く例外的なケースと考えられるようである。今後さらに発達を遂げようとする電子媒体のコミュニケーションにおいては、担当直入な表現にともなって引き起こる発信者と受信者の間での誤解を回避するための相互感性伝達システムとして、新たな文字コードシステムの構築が求められる。電子メディアを媒体としたコミュニケーションがどのような心理・社会的影響を及ぼしているかを明らかにするために、最新の文献研究,さらには調査研究を実施した。とりわけ、コンピュータを媒体としたコミュニケーション(CMC=Computer Mediated Communication)に着目し,電子メールおよび自筆文章による発信態様および受信態様のそれぞれの比較分析を試みた。分析にあたっては,Halliday(1973)による言語機能分類を採用した。その結果,調整機能および個人的機能においては極めて類似するが,道具的機能および相互作用的機能においては,他のコミュニケーション手段を介した場合よりも,著しく数値が増すことが判明した。また、CMCがどこまで人間の感性を伝え得るかを探るために、敢えて日頃コミュニケーションに対して敏感であると思われる聴覚障害者とゼミ学生との間でのメーリングリストによるネットワーク化を構築し、多角的な視点から資料が得られるよう努めた。ネットワーク交流に際しては鳥取県立鳥取聾学校への協力を正式に依頼して承諾を得たものである。さらに、9月には電子メディアを介在させた授業を積極的に導入しているフランスの聾学校をも訪問し、我が国との比級分析のための資料収集をとりおこなった。本年度における取り組み過程で得たデータおよび研究成果に対しては、1999年11月20日に開催された第54回日本道徳教育学会において、中間発表としてとりおこなった。
種子休眠調節の分子機構：グルコシル化経路によるアブシジン酸不活性化機構の解明

水田雑草コナギを用いて、野外における休眠サイクルと植物ホルモン・遺伝子発現の季節変動の関係を調査した。植物ホルモンの内生量には明瞭な季節変動は見られず、その内生量は野外での休眠サイクル調節に関与しないことが示唆された。また、埋土種子における遺伝子発現は発芽試験で推定される休眠サイクルより大きく変動し、季節変動だけでなく埋土年数の影響も受けることを示し、休眠サイクルを調節する候補遺伝子を単離した。コナギ(Monochoria vaginalis)種子の野外での休眠サイクルに関与する遺伝子特定を目的として、今年度はコナギ用に開発したマイクロアレイを用いて、埋土種子トランスクリプトームの季節変動を明らかにした。マイクロアレイにより決定した遺伝子発現の季節変動は、埋土前の一次休眠種子、埋土1年目に最も深い休眠状態にあった二次休眠種子、埋土2年目に最も深い休眠状態にあった二次休眠種子はそれぞれ異なる遺伝子発現パターンを示した。また休眠覚醒種子についても、埋土1年目に最も休眠覚醒していると推定された種子の遺伝子発現パターンは、他の休眠覚醒種子と大きく異なる遺伝子発現パターンを示した。これらの結果から、埋土種子の休眠状態は、発芽試験で推定されるより大きな季節変動をしており、散布後年数の影響も受けると考えられた。休眠サイクルとの関係が認められた遺伝子の中には、モデル植物での先行研究において休眠調節への関与が示唆されるDELAYOF GERMINATION1、S-adenosyl-L-homocysteine hydrolase、CRUCIFERINAなどと相同性の高い遺伝子が見つかった。また、MYB DOMAIN PROTEIN、PHYTOCHROME INTERACTING FACTOR 3-LIKE 5など植物ホルモンの調節に関与する遺伝子と相同性の高いもの見つかった。今後は、マイクロアレイの結果から種子休眠調節への関与が示唆された遺伝子の機能を特定するとともに、埋土種子における植物ホルモンの季節変動を解析し休眠サイクルとの関係を明らかにする。コナギ(Monochoria vaginalis)種子の野外での休眠サイクルに関与する遺伝子特定を目的として、今年度はコナギの遺伝子発現を網羅的に解析するマイクロアレイ作成のための塩基配列情報を次世代シーケンサーにより解読した。まず、コナギ種子からのRNA抽出条件を検討し、次世代シーケンサーによる解読およびマイクロアレイ解析が可能な純度および収量を確保したRNA抽出法を確立した。次に、野外から回収した種子のうち、最も休眠の浅い種子と休眠の深い種子からRNAを抽出し、転写産物の塩基配列を次世代シーケンサーを用いて解読した。解読した転写産物から3万5千以上の遺伝子配列情報が取得でき、取得した配列情報には、アブシジン酸およびジベレリンなど植物ホルモンの生合成および不活性化を担う遺伝子や、休眠調節への関与が示唆される遺伝子などが含まれていた。アブシジン酸の不活性化を担うとされるUDP-glucosyltransferase遺伝子の発現量は休眠の浅い種子で多い傾向があり、また、ジベレリンの不活性化を担うとされるgibberellin 2-oxidase遺伝子の発現量は休眠の深い種子で多い傾向があるなど、種子の休眠状態による遺伝子発現状態の差異が認められた。今後は、得られた配列情報を用いて作成したマイクロアレイによりコナギ種子のトランスクリプトーム解析を実施し、野外でのコナギ種子の遺伝子発現の季節変動を明らかにする。本課題ではコナギ(Monochoria caginalis)種子の野外での休眠サイクルの分子機構を目的とし、特に休眠サイクルとアブシジン酸不活性化の関係に着目して研究を進めた。野外から回収した種子における植物ホルモンを測定した結果、アブシジン酸やジベレリンなど、種子休眠・発芽を調節するとされる植物ホルモンの内生量に季節変動は見られず、休眠サイクルとの関係は認められなかった。また、遺伝子発現解析の結果においても、アブシジン酸不活性化に関与する遺伝子の発現量に明瞭な季節変化は見られなかった。他の植物ホルモンの生合成・不活性化関連の遺伝子についても、休眠サイクルとの関連は認められなかった。遺伝子発現と休眠サイクルの関係に関しては、本課題では、コナギ種子の遺伝子発現を網羅的に定量するマイクロアレイを開発した。本マイクロアレイを用いて埋土種子トランスクリプトームの季節変動を調査したところ、埋土前の一次休眠種子、埋土1年目に最も深い休眠状態にあった二次休眠種子、埋土2年目に最も深い休眠状態にあった二次休眠種子はそれぞれ異なる遺伝子発現パターンを示した。また、Late Embryogenesis AbundantやS-adenosyl-l-homocysteine hydrolaseをコードする遺伝子と相同性の高い配列において休眠サイクルとの強い相関が抽出され、本種における休眠サイクルの調節遺伝子の候補と考えられた。

雑草学今年度は、野外での埋土種子トランスクリプトームの季節変動と休眠サイクルの関係を明らかにするため、マイクロアレイによる網分子レベル羅的遺伝子発現解析を実施した。これにより、野外における遺伝子発現の季節変動を決定し、埋土種子の休眠状態は発芽試験で推定されるより大きな季節変動をしていることを明らかにできた。また、マイクロアレイ解析により休眠サイクルとの関連性が強い遺伝子を特定することができた。次年度中には各遺伝子と休眠調節との関係を明らかにし、休眠調節に関与する遺伝子が特定できると期待されるため、研究の目的はおおむね順調に進展していると考えられる。今年度は、野外でのコナギ種子の遺伝子発現の季節変動をマイクロアレイで解析するため、種子からのRNA抽出法の検討とマイクロアレイ作成のための遺伝子配列情報の取得を行った。これにより、マイクロアレイ解析可能なRNA抽出法が確立でき、また、コナギ種子の遺伝子発現を解析するためのマイクロアレイ作成が可能になった。コナギ種子の遺伝子発現を網羅的に解析することが可能になったため、次年度中には休眠調節と連動する遺伝子発現の変化が明らかになり、休眠調節に関与する遺伝子が特定できると期待されるため、研究の目的はおおむね順調に進展していると考えられる。マイクロアレイ解析により休眠サイクルへの関与が示唆された遺伝子について、発芽試験およびリアルタイムPCR法による遺伝子発現解析により休眠調節への関与を明らかにする。また、植物ホルモン解析によりアブシジン酸およびジベレリンの季節変動を明らかにし、植物ホルモンの内生量や感受性が種子休眠調節に与える影響を特定する。マイクロアレイ解析により野外におけるコナギ種子の遺伝子発現の季節変動を明らかにし、種子休眠調節に関与する遺伝子を特定する。休眠調節への関与が特定された遺伝子に関しては、リアルタイムPCR法によりその発現量を詳細に定量し、発現量の変動を明らかにする。以上の発現解析および植物ホルモン解析により種子休眠調節へ関与する遺伝子を特定した後、その遺伝子の全長鎖塩基配列をrapid amplification of cDNA ends(race)法により決定し、機能解析を実施する。当初は植物ホルモンの生合成・不活性化を担う酵素遺伝子を対象に遺伝子発現解析を実施する予定であったが、種子休眠調節に関与する植物ホルモン以外の遺伝子が近年報告されはじめた。そこで、マイクロアレイ解析による網羅的遺伝子発現解析により、候補遺伝子をスクリーニングすることにした。今年度はマイクロアレイ解析と得られたデータのバイオインフォマティクス解析を中心に実験を行った。そのため、当初予定であった遺伝子発現解析を今年度実施しなかったため当該研究費が生じることとなった。
調理加工における振り塩及び酢〆の効果を評価可能にする新規計測システムの開発

振り塩および酢〆加工における、最適な漬け上がり、塩分濃度、有機酸濃度、加工条件を非破壊かつリアルタイムで測定出来る新規評価法の確立を目的に実験を行った。LCRメータを用いた電気インピーダンス測定より、食塩や有機酸が食品内部へ浸透する様子をモニタリング可能であり、インピーダンス値の変化と食塩や有機酸濃度は相関性が高いことが分かった。日本料理では、振り塩や酢〆など食品素材に下味をつける、身を引き締めることでうま味を閉じ込めるという調理技法がある。これらは、食品表面上で塩が溶解することや、塩や食酢が食品内部へ浸透することにより食品成分と相互作用を引き起こすと考えられるが、食材ごとの最適な処理条件は経験に頼らざるを得ないのが現状である。そこで本研究では、調理加工において、最適な漬け上がり、塩分濃度、食酢濃度を非破壊かつリアルタイムで測定できるようなシステムを開発し、生活習慣病予防の観点から減塩にも対応することを目的として研究を行った。26年度は、モデル食品として寒天ゲルを対象に、塩に有機酸(食酢やクエン酸など)を一定の割合で混合した調味料を添加し、それらの浸透度合をLCRメーターで経時的に測定した。また、酢〆は、食品素材に塩を振り、しばらくおいてから酢に漬けこむ技法であることから、より近いモデルとして塩含有寒天を作製し、その上から有機酸を添加し測定を行った。その結果、この方法によってゲル内部への浸透挙動を経時的に測定可能であることが分かった。また、味覚センサにより、有機酸の種類によって味質や酸味強度の識別が可能であることが確認できた。日本料理では、食品素材に下味をつける、身を引き締めることでうま味を閉じ込めるという調理技法があり、振り塩や酢〆はその代表的な手法である。これらは、食品表面上での塩の溶解および塩や食酢の食品内部への浸透により食品成分と相互作用を引き起こすと考えられるが、食材に対する最適な調理条件は経験に頼らざるを得ないのが現状である。そこで本研究では、食品加工において、最適な漬け上がり、塩分濃度、食酢濃度、加工条件を非破壊かつリアルタイムで測定できるようなシステムを開発し、生活習慣病予防の観点から減塩にも対応することを目的として研究を行った。27年度は、モデル食品として寒天ゲルおよび卵白ゲルを対象にし、実験を行った。寒天および卵白ゲル表面に有機酸溶液を添加した後、インピーダンス値を測定した結果、有機酸の濃度増加に伴い、インピーダンス値は低下した。さらに各ゲル中の有機酸濃度測定により、有機酸量にインピーダンス値は反比例することが確認出来た。このことから、本システムは有機酸の食品内部への浸透挙動計測に有効であることが示唆された。また、実際の酢〆調理技法に近い環境で調べるため、模式的に振り塩を行った状態に近い表面部のみに塩を含有させた寒天ゲルを作製し、有機酸添加後のインピーダンス値を測定した結果、ゲル上部から下部へ有機酸が浸透するに伴いインピーダンス値が一定になる時間を要することが確認された。さらにブロモクレゾールグリーンを混合した寒天ゲルを用いて、可視化により有機酸添加後の浸透挙動を観察したところ、インピーダンス値の変化と同様の挙動を示し、有機酸濃度はインピーダンス値の変化と相関性が高いことが分かった。以上の結果から、電気インピーダンス法によって食品中の有機酸浸透挙動ならびに塩蔵食品による有機酸浸透挙動が計測可能であることが示唆された。年度内に目指していた、モデル食品上における塩と有機酸の浸透度合測定手法の確立は、寒天ゲルおよび卵白ゲルを対象とすることで達成された。日本料理では、振り塩や酢〆に代表されるように、食品素材に下味をつける、身を引き締めることでうま味を閉じ込めるという調理技法がある。平成28年度は、実際に食品を対象にし、実験を行った。食品表面に有機酸溶液を添加した後、インピーダンス値を測定した結果、有機酸の濃度増加に伴い、インピーダンス値は低下した。さらに、実際の酢〆調理技法を模して、表面に食塩水を浸透させた食品に対しても同様に有機酸溶液を添加し、インピーダンス値を測定した結果、有機酸浸透に伴うインピーダンス値の低下が認められた。モデル食品と同様な結果が得られたことから、電気インピーダンス法によって食品中の有機酸浸透挙動ならびに塩蔵食品による有機酸浸透挙動が計測可能であると考えられる。食塩および有機酸を含んだ食品から水抽出液を作製し、味覚センサ測定を行った。食塩および有機酸の含有量増加に伴い、酸味や塩味の強度の増加が確認出来た。塩味や酸味の強度は官能評価だけでなく、味覚センサによっても評価可能であることが示唆された。

年度内に目指していた、モデル食品上における塩と有機酸(食酢とクエン酸)の混合調味料の浸透度合測定手法確立は、寒天ゲルを対象とすることで達成された。28年度は、実際の食品における塩および食酢からなる調味料の浸透度合を測定する。食品に塩を振りかけた場合や食酢で〆た場合には、浸透に伴い食品の味や内部構造(身の引き締まり具合、成分)に影響が及ぶと言われている。特に、食品成分は特定の無機成分や有機酸成分と相互作用を引き起こし、内部構造に大きく影響することも想定されるため、物性測定、成分分析を実施し、浸透度合との相関を求める。食品科学27年度は、寒天ゲル以外の代表的な食品ゲル物質であるペクチンやタンパク質を含んだゲルを用いて、LCRメーター装置による、溶解速度、浸透度合のリアルタイム計測を行う。さらに、温度条件を変え、塩および有機酸の浸透挙動を検討する予定である。年度内に測定したサンプルは、寒天ゲルや卵白ゲルのような単純ゲルかつ味成分が有機酸や塩分のみであったため、味覚センサ膜への負担が軽く更新回数が予定よりも少なくてすんだことにより差額が生じた。年度内に測定したサンプルは、寒天ゲルのような単純ゲルかつ含まれる味成分が有機酸や塩分のみであったため、味覚センサ膜への負担が軽く更新回数が予定よりも少なくて済んだこと、学会参加費を計上していたが年度内の発表ができなかったことにより、差額が生じた。28年度は、食品を対象とすることから、味覚センサ膜へ対する負担は大きいと予想される。残金は、味覚センサ膜ならびに味測定溶液前処理試薬消耗品購入費に充てたい。また、実際の様々な食品を対象とした酢〆加工を想定してより応用性の高い電極の作製や、分析前処理用消耗品の購入へ当てる予定である。27年度はタンパク質や脂質を含むゲルを使用することから、26年度よりも味覚センサ膜へ対する負担は大きいと予想される。また、27年度以降の研究である実際の食品に利用する場合を想定してより応用性の高い電極の作製へ充てる予定である。
カルシウムチャネル遺伝子欠損神経細胞を用いた伝達物質放出制御機構の解析

(1)マウスCa^<2+>チャネル遺伝子の単離と塩基配列の決定マウスgenomic DNAライブラリーをウサギα_<1A>,α_<1B>,α_<1E>チャネルcDNAの5'側領域をプローブとしてスクリーニングすることによりマウスα_<1A>,α_<1B>,α_<1E>チャネルのアミノ末端側領域をコードする遺伝子をそれぞれ複数個単離した。そして得られたクローンの制限酵素地図の作製、エキソン領域の塩基配列の決定を行った。得られた塩基配列より推定したマウスα_<1A>,α_<1B>,α_<1E>チャネルの蛋白コーディングエキソン1アミノ酸配列をウサギのものと比べると全体としてアミノ酸配列は非常に良く似ているが、マウス/ウサギの個々のタイプのチャネル間において特に相同性が高かった。(2)ターゲットベクターの作製LoxPサイトで囲まれたネオマイシン耐性遺伝子(neo)(変異ES細胞クローン単離後Creリコンビナーゼでneo領域を抜き出し、これによるLacZハイブリッド遺伝子の発現に対する影響を除去する為)をES細胞スクリーニング用のマーカー遺伝子として用い、チャネル蛋白のアミノ酸配列と核移行シグナル付きβガラクトシダーゼ遺伝子(LacZ)のアミノ酸配列をフレームを合わせて連結し個々のチャネル蛋白の遺伝子発現制御機構によりβガラクトシダーゼ遺伝子の発現が制御されるようにした。ES細胞へのターゲットベクターの導入は電気穿孔法により行った。現在、目的とする相同遺伝子組換えがおきたクローンの単離、同定をPCR法とサザン法を併用して行っている。今後ひき続きブラストシスト(胚盤胞)内注入法によるキメラマウスの作成、引き続くF1マウス、欠損マウスの作成を行う予定である。
農村電化が家計と個人の就労行動に与える影響

途上国におけるインフラ整備は、様々な生産性や効率性を高め、所得の向上と貧困削減に寄与することが期待される。本研究の目的は、農村電化が家計と個人の就労行動に与えた影響を分析することである。特に、既存研究では十分に議論されていない農業部門に主眼を置く。具体的には、内戦終了後に近隣諸国からの電力輸入で経済復興をしたカンボジアの事例を用いて(1)農業部門と非農業部門における就労行動の長期的な変化(2)国内企業と外国企業の立地選択と雇用について考察する。
視覚・触覚・聴覚を仮想提示する際の衝突・接触・変形現象のモデリングに関する研究

本研究の目的は、実世界に存在する種々の物体が衝突したり変形したりする際、どのような衝突力や変形力が生まれ、それらの力によってどのように運動が変化し、形状が変化するかについて、PCで高速に計算することである.そして、この衝突や変形のアプローチをPCにインストールし、3次元CGアニメーションで衝突や変形の様子を提示する一方、ハプティックス(力帰還型ジョイスティック)を介して衝撃力や変形力を体感するシステムを構築する。この目的のため、我々は2つの課題に取り組んだ。まず、剛体の衝突現象のモデリングとそのパラメータ同定では、金属、瀬戸物、木、およびプラスティックなどの衝突の際に発生する力を人工的に生成するアプローチを提案した。一般に、それらの衝突波形は撃力(力の時系列)として表現されるので、ここでは、それを生成する新たなアプローチを提案し、その未知パラメータをランダマイズドアルゴリズムや遺伝アルゴリズムでキャリブレーションした。次に、レオロジー物体の変形現象のモデリングとそのパラメータ同定では、ゴム、粘土、およびパン生地など、比較的柔らかい物体が変形する際に発生する力を考える.これらの変形は、完全に元の形に戻る弾性変形および全く元の形に戻らない塑性変形の間に位置する。すなわち、ある程度は元の形状に戻るが、完全には戻らないという変形である。このような特性を示す物体を"レオロジー物体"と呼び、このような材質をシミュレートするアプローチを提案する。ここでは、MSD(マス・バネ・ダンパ)による3要素モデルを採用し、主としてフォークトモデル(バネとダンパが並列で接続されたもの)が弾性、残りのダンパが粘性、そしてその両方で残留変位を制御できるようにした。ここでは、それを生成する新たなアプローチを提案し、その未知パラメータを遺伝アルゴリズムでキャリブレーションした。本年度は,比較的硬い物体どうしが接触したり衝突したりする際に発生する力を,JoyarmやPHANToMのようなハプティック(触覚フィードバックデバイス)で体感するシステムを構築したり評価したりした.一般に,硬い物体どうしの衝撃力や摩擦力を体感するには,ハプティックスのサンプリングタイムを1ms以内に抑えなければリアリティは得られない.このため,衝撃力や摩擦力を高速に計算しなければならない.一般に,衝撃や摩擦の力学モデルとしては,古典的なHertzやCoulombの近似モデルが有名であるが,本研究ではより精度の向上が見込めるMirtichの近似モデルを採用し,それを実際の撃力を生み出すように拡張した.この際,その人工撃力波形と実験撃力波形を比較し,反発係数,波形高さ,波形幅などのパラメータを最適化アルゴリズムの一種であるランダマイズドアルゴリズム(局所最小解を脱して大局最小解を探索するアルゴリズム)でキャリブレーションした.これにより,Mirtichの近似モデルでは生成できなかった撃力波形が利用できるようになり,波形の質も向上した.さらに,これらのキャリブレーションされた撃力や摩擦力を前述のハプティックで体感できるよう,3次元CGアニメーションとの接続をはかった.これらのCGは既にOpenGLで描画されている.しかし今後,衝突の際の音声などを加え,さらにリアリティを高めていくため,現在OpenGLのソフトウエアをDirectXのソフトウエアに移行させている.一般に,DirectXには,多数のライブラリが用意されているが,ここでは音声を付加するライブラリDirectSound(Direct3DSound),及びアニメーションを描画するライブラリDirectDraw(Direct3D)等を利用して,複合現実感への道筋をつけようとしている.本年度は、剛体衝突の分野では、新しい撃力生成アルゴリズムを提案し、レオロジー物体変形の分野では、新しいバネ・マス・ダンパモデルを提案し、その未知パラメータを同定した。まず、この剛体衝突の分野では、Baraffの同時多点衝突アルゴリズムやMirtichの撃力生成アルゴリズムが広く知られている。

しかし、Baraffのアルゴリズムには、静止摩擦や動摩擦があるときうまく機能しないうえ、瞬発的な力しか生成されないという欠点がある。一般に、たとえ金属のような硬い物体同士の衝突でも、発生するのは力ではなく撃力(力の時間波形)であることが多い。したがって、Baraffのアルゴリズムは実用的ではない。一方、Mirtichの撃力生成アルゴリズムは、時間を考慮しなくてもよいという利点がある。これは、実際の力波形ではなくその面積を利用して、垂直方向の運動量の変化量から接線方向のそれを計算することで達成している。これは、撃力波形の面積が運動量の変化量に等しいという物理的性質に基づいている。そして、運動量の変化量を物体の質量で割ると、衝突前後の速度の変化量が得られる。したがって、衝突前の物体の速度を与えれば、衝突後のそれが正確に計算できる。これより、ダイナミックアニメーションの生成は可能であるが、ハプティックス(触覚フィードバックデバイス)によって撃力を体感することは不可能である。そこで我々は、実験結果から垂直撃力をキャリブレーションしたり、それから接線撃力を計算するアルゴリズムにおける静止摩擦係数と動摩擦係数を同定したりして、より正確な両撃力波形を体感できるようにした。次に、レオロジー物体変形の分野では、局所的や大局的な体積を保持する条件を付加したバネ・マス・ダンパモデルを提案したり、実際と仮想の形状の差を小さくするようにその未知係数をキャリブレーションするアルゴリズムを提案したりした。これより、レオロジー物体の正確な変形がグラフィックス表示できる力伝播アルゴリズムが得られた。今年度は、剛体の衝突モデルおよびレオロジー物体の変形モデルを改善し、およびそれらの増加した未知パラメータをしっかりキャリブレーションした。このパラメータ同定の精度向上より、視覚や触覚のリアリティを高めた。(1)計測:座標系を正確にあわせる手法を開発し、撃力波形を力覚センサや加速度計とニュートンの運動方程式で計測した。次に、波形の面積に対応する運動量の変化量を求めるため、衝突前後の物体の速度を高速度カメラで正確に計測した。最後に、"レオロジー物体変形"では、実レオロジー物体の変形をステレオビジョンカメラ、押す際の力変化を力覚センサで計測した。(2)モデリング(アルゴリズム):剛体衝突では、実波形を生み出す撃力アプローチとして、Mirtichの拡張モデルを利用しているが、今年度はその拡張モデルを同時多点衝突に適応するため、各々の衝突毎に撃力相関係数を導入した。そして、すべてのパラメータ同定した。一方、レオロジー変形では、剛性、粘性、および残留変位を自由に制御できるバネ・マス・ダンパアプローチを提案した。
豪雨による山腹崩壊の発生機構と流出範囲の予測法

本研究は豪雨性表層崩壊の発生とその流出範囲の予測法を確立することを目的としたものであって、研究内容は、実態の調査解析、崩壊の発生機構と発生降雨条件および崩土の流出形態と流出機構の三つの分担課題からなっている。これまでに得られた知見を各課題毎に示せば以下のようである。(1)実態の調査解析:調査対象として、昭和49、51年小豆島災害、57年長崎災害、同年大阪南河内災害および58年島根災害をとり上げ、崩壊密度と降雨条件との関係、崩壊頻度と地形因子との関連性について検討している。その結果、雨量強度と連続雨量の平面上における崩壊個数密度には、明暸な地域性がみられることが判明した。また、降雨条件および地質条件が同一とみなせる区域においては、斜面の傾斜角、形状および流域面積が崩壊の支配要因となっており、とくに、凹形の斜面における崩壊の発生頻度が高いことが判明している。(2)崩壊の発生機構と発生降雨条件:崩壊因子として、斜面勾配、土層厚、土質力学定数、集水面積、降雨特性値を考えて対象地域のメッシュデータの作成法を考察した。ついで、これらのデータをもとに無限長斜面の安定解析を行い、崩壊の発生降雨条件の設定法や崩壊土量の推定法に関する知見を得ている。(3)崩土の流出形態と流出機構:斜面崩壊によって移動開始した土塊は流動化して土石流を形成する場合と塑性的な構造を維持したまま移動する場合とがある。これらの流出形態の判別条件を明らかにした。ついで、土塊が土石流を形成する場合に着目し、その運動に対する侵食・堆積の影響を考慮した運動方程式系を考案し、これをもとに、土塊の移動開始から停止に至る過程の評価法を提案している。さらに、崩土の流出範囲と堆積形状の予測法を提案している。
認知カテゴリーと言語表現に関する対照・類型論的研究

本研究は,人間の認知行動が言語表現においてどのように反映されているのかを明らかにすることを目指すものである。具体的には属性付与という行為に着目し,我々がある人物・事物に対して属性を付与する際に,どのような認知が働いているのかを,言語表現(特に構文体系)より明らかにする。研究の前半として昨年度は主に日本語における現象を観察し分析を行ったが,後半の今年度は中国語の分析を行い,日本語との対照を行った。日本語と中国語の共通点・相違点を明らかにすることにより,他言語の分析にも応用可能な認知カテゴリーの設定を行うことができた。具体的に明らかになったのは以下の2点である。(1)名詞述語と形容詞述語文の対立を担っているのは,両言語とも「部類」,「側面」という属性認知カテゴリーである。名詞述語文の典型は[+恒常性],[+有限性]といった特徴を持つ「部類」の認知が働き,形容詞述語文の典型は[-恒常性],[-有限性]といった特徴を持つ「側面」の認知が働いている。しかし,日本語の名詞述語文は「側面」の認知にも対応しうる場合が多いのに対し,中国語は逆に形容詞述語文が「部類」に対応する場合が多い。これは,日本語における名詞述語文の優勢と,中国語における形容詞述語文の優勢を示している。以上の研究成果は日本語談話文法研究会において口頭発表をし,一部は研究論文「属性叙述における名詞述語文」の中で発表した。(2)動詞述語文において,日本語は「を持つ」,「がある」,「をしている」といった述語による複数の構文があるが,これらの対立を担っているのは「機能」「程度」「様態」といった認知カテゴリーである。また中国語においては,これらの認知カテゴリーはひとつの構文に対応するが,述部における数量詞や連体修飾構造に反映されている。これらの研究成果は,研究論文「形容詞連体修飾における文法と音声」,「所有物の属性認識」において発表した。本研究は,人間の認知カテゴリーが言語表現においてどのように反映されているのかを明らかにすることを試みるものである。その研究の前半として,本年度は,(1)認知カテゴリーと叙述類型との関連,(2)認知カテゴリーと音声・韻律との関連,の2点に関して研究を行った。(1)に関して,まず,日本語・中国語に関するデータを収集し,整理を行った。特に叙述類型の中でも「属性叙述」に焦点を当て,名詞述語文,形容詞述語文,動詞述語文の各構文において,属性叙述がどのように表されているか,分析・調査を行った。そのうち名詞述語文と属性叙述に関する研究成果は,研究論文「属性叙述における名詞述語文」の中で発表した。またその他の研究成果として,形容詞述語文,動詞述語文と属性叙述との関連についても,日本語教育学会,日本言語学会において研究発表を行った。また(2)に関して,話しことばを対象に音声データの収集・分析を行った。特に日本人学生,中国人留学生の協力を得て,長時間の日本語・中国語の発話を収集することができた。それらをデータベースとして,コンピュータで音声解析ソフトを用いて分析し,話しことばにおける韻律と認知カテゴリーとのマッピングを行った。そのうち連体修飾構造に関して,従来提唱されている認知カテゴリーを音声的な面から検証し,その結果を研究論文「形容詞連体修飾における文法と音声」の中で発表した。また,中国語の形容詞1語文に関しても感情や態度がどのように韻律に反映されるかという観点から研究を行い,国際ワークショップにおいて研究発表を行った。
山村社会の変貌と追跡調査による挙家離村者の生活の実態に関する研究

1.本研究は昭和57年度科学研究費補助金による富山県利賀村を対象すとる研究調査の成果を基に、隣接する八尾町大長谷、平村、更に岡山県内山村に対象を拡大し、それらの地域の比較研究を通して、山村社会の変貌と挙家離村者の生活の実態を一層深く究明しようとするものであった。しかし、法改正等の事情もあり、町村役場での離村者に関する各種資料の収集が困難で岡山県内山村の調査は不十分なものとなって、主として、従来から収集した資料のある富山県の前記地域を中心に研究調査を行なうこととなった。2.相隣接する大長谷、平、及び先に調査した利賀は我国の高度経済成長期以来、第一次産業の極度の衰退により、種々の過疎対策事業の推進にもかかわらず急激な人口流出、とりわけ、挙家心村が急増してきた。なかでも、八尾町に統合合併した大長谷の過疎化による荒廃は著しく、まさに衰減滅の危機にあり、町村合併や地域振興の在り方に大きな問題があると思われる。3.これら地域の離村者のアンケート調査によると、長い冬と豪雪、安定的職業・収入が少ないこと、子供の将来、特に教育、生活上の不便等が挙家離村の主要な理由であり、また、転出先の選定は仕事・職場、子供の就学・通学の関係等の外に、親類縁者の存在、特にその紹介・世話によるものが多い。4.挙家離村の転出先は県内が多いが、平村の場合は県外もかなり多い。全体的にみると、転出先での生活は生活環境への満足度も高く、地域社会へ適応同化し、離村前よりも暮しよくなったと回答したものが大半を占め、母村とも緊密な関係を持続しているものが多い。しかし、転出先や離村時期の新旧等によりかなり相違もあるし、特に高齢者を中心に母村とは異質な生活に適応できず、不満や不安をいだくものがあることも認められる。これら一連の調査結果については、今後、更に種々の観点から一層詳細な分折検討を行ない、総括したいと考えている。1.富山県東砺波郡平村及び婦負郡八尾町大長谷は種々の点で、対照的過疎山村である。昭和30年以来、平村では人口が約52%、世帯数が約21%の減少、大長谷では人口が約90%、世帯数が約74%の激減がみられる。前者は明治以来の行政村で、過疎地域にも指定され、積極的過疎対策が講じられてきたが、後者は30年代に合併により広域行政傘下に入り、過疎対策等に遅れを取り、学校・郵便局も閉鎖されて、廃村寸前の荒廃状態にある。2.移住先の把握できた、昭和30年以来の挙家離村世帯は、平村で141戸、大長谷で176戸に及び、特に後者では現在60余戸の世帯が一応在村するが、実質的には離村している世帯も多い。これら離村世帯の移住先は、平村の場合に県外が約43%、特に大阪・京都が多い。ところが大長谷の場合は県外が約6%に過ぎず、大半が県内、特に八尾町内やその隣接地域が多い。3.上記の挙家離村世帯及びその世帯員を対象に、離村の事情,離村前・後の生活の実態や生活意識,離村後の母村との関係等を究明するため調査票による追跡調査を実施した。平村の挙家離村世帯では141戸中約72%、大長谷の挙家離村世帯では176戸中約74%の世帯の調査票が回収できた。

4.本年度計画していた岡山県北の山村の実態調査は、僅かに苫田郡富村の過疎の実態に関する資料収集に留まった。この村の昭和30年以来の人口は約46%、世帯数は約15%の減少であるが、老人2人ないし1人暮しの世帯の激増が深刻な問題になっている。5.以上の調査研究を踏えて、次年度は上記諸村についての補足調査に加えて、岡山県内の富村の外に、上斎原村,備中町等の実態調査、特にこれら岡山県内各山村からの挙家離村世帯及びその世帯員を対象とする、本年同様の追跡調査を実施し、その結果を本年度の調査結果と合せて、種々の角度から総合的な比較分折,検討を試みたい。1.前年度,富山県八尾町大長谷及び同県平村からの挙家離村者の追跡調査により,彼らの生活の実態を究明した.その結果,全体的には転出先の地域社会へ一応適応し,不満や不安も少ないことが明らかになったが,高齢者等を中心に不満や不安を感じている者も見出された.本年度更に富山市内等の離村者聴取調査により,高齢者等の中には先の調査で明るみに出なかった生活上の不満や不安が明らかになり,特に大長谷の離村者に異質な生活への不適応によると思われる自殺の多発等の事態が存在することが判明した.2.挙家離村は種々の要因に規定されていると思われる.本年度の補足調査では,主としてかっての地租名寄帳等の資料により,離村激増前の大長谷の全世帯の土地(田・畑・山林等)の所有状況を調査し,土地所有と離村との関連を究明しようと企図した.また,平村では主として家の古さ,特に本・分家と離村との関連を追究した.いずれも明確な関連を見出すことができなかったが,これらの関連についての一層詳細な分析検討が今後必要である.3.岡山県富村では昭和30年と比べて60年の人口は約47%,世帯数は約20%の減少で,しかも50歳以上の人口が半ばを越え,老人のみの世帯が激増しており,近い将来更に世帯数の激減が予想される.また,昭和30年以来世帯流出は88戸,そのうち挙家離村として転出先を把握できた世帯は59戸で,転出先は県内が半ばを越え,次いで近畿が多い.かかる世帯及び世帯員を対象に離村の事情,離村前の生活,離村後の生活の実態や生活意識,母村との関係等についてアンケート調査を実施した.4.昭和61年法律改正以来挙家離村者を把握するために役場で戸籍附票等各種資料の閲覧ができなくなり,当研究は極めて大きな困難に直面している.当初予定の備中町等の挙家離村者の追跡調査も,離村者の把握が進まないままに年度内は断念せざるをえなかった.1.前年度の調査の補足調査は離村者に関する各種資料の閲覧、収集が困難であった岡山県内山村を断念して、富山県八尾町大長谷についての補足調査を中心に行なった。大長谷は県による「緑のむら」再生事業構想策定の指定を受けるなど、その後、地域の再生、活性化に取り組んでいるが、人工・世帯の流出は拡大し、住民の老齢化も進み、荒廃した農地は一層増加してきた。離村世帯の大半が大長谷に農地を保有しているが、耕作されぬまま放置され、山林も殆んど保有したままで、大規模な山林保有もかなり見られる。このような各世帯の農地・山林の保有状況の一層詳細な調査を行ない、離村との関係等を究明した。挙家離村も当初は農地等保有の少ない世帯に多いのが認められるが、挙家離村の拡大と共に農地等と無関係になったこともわかる。また、共有林野の実態の集落により大きく相違し、特に離村後の維持、管理等確定されていないものが多く、今後、大きな問題になると思われる。2.昭和61年以来3年間の研究調査の結果を整理、分析、総括して、その研究成果報告書の作成が本年度の最大の課題である。法律改正等の事情により、当初予定した岡山県内での離村者の把握が困難で、従って、挙家離村者の調査を十分行なうことができなかったので、富山県八尾町大長谷、平村の調査を中心に、それらに隣接する利賀村についての57年の調査とも比較しながら、調査結果の整理、分析を試みた。
第一原理に基づく熱電変換計算理論の開発と有機材料への応用

研究代表者は、今までミクロンスケールの有機半導体の電子伝導物性(移動度)を第一原理計算を基に原子レベルから定量的に評価可能にする「時間依存波束拡散法」を開発してきた。この手法を用いて強い電子ーフォノン相互作用が支配する有機半導体の電子伝導機構を解明してきた。このように有機半導体の電子伝導に関しては理解が深まってきたが、エネルギーハーベスティング技術の1つとして最近注目されている熱電変換に関してはほとんど理解が進んでいないのが現状である。本研究課題では、「時間依存波束拡散法」をさらに拡張し、熱電変換物性も計算可能にさせる。そして、これを有機半導体に適用し、電子ーフォノン相互作用が支配的な有機半導体の熱電物性を調べ、その変換機構を解明することが目的である。ただし熱電物性における電子ーフォノン相互作用(非弾性散乱)の効果は計算が難しく過去の成功例もあまりないため、不純物散乱(弾性散乱)を最初に考慮する。当年度では、弾性散乱を対象として「時間依存波束拡散法」の枠組み内で、熱電変換物性を計算するためのアルゴリズムの構築、大規模計算可能なプログラムへの実装を行った。まず最初に、この計算方法を単純な2次元正方格子モデルに適用した。簡単なガウス分布型のランダムポテンシャルを考えた。開発したプログラムの動作確認として、解析解との比較を行った。これにより、様々なキャリア濃度、室温付近の温度領域において、解析解を良く再現する結果を得た。これは、開発した計算理論、およびプログラムが正しいことを意味する。ここまでの研究成果を論文として公表するための準備を進めている。研究分担者の岡本とは、月1回ほどのペースで、最新の実験結果の情報を提供してもらい、情報交換を行った。当初の予定通り、熱電変換物性を計算するためのアルゴリズムと、大規模計算プログラムへの実装ができることが確認できた。今後の実際の材料への適用や、電子ーフォノン相互作用の導入の基盤技術は整ったので、おおむね順調に進展している。今後の大きな方針は、電子ーフォノン相互作用(非弾性散乱)の導入である。この計算は過去の文献でも実例が少なく、計算結果の検証も慎重におこなわなければならないと思われるが、まずは研究計画にのっとって研究を進めていく。
映像による個人行動記録と大規模データの自然言語処理による日常生活に関する知識獲得

平成17年度は以下のような研究を行い,個人行動記録の蓄積・検索・コーパスとしての高次利用に関する新しい手法を提案し,その有効性を確認しつつある.(1)個人行動記録映像の蓄積とそのシステム化行動環境,行動のストーリーなどを具体的に設定し,様々なデータを取得した.実際に集めたのは複数人で100時間超のデータとした.そのために,環境カメラを複数箇所に設置し,室内のどの位置に人物がいても周辺の映像が個人視点映像と自動的に同期して記録されるようにシステムを構築した.また,屋外や環境カメラがない屋内でもその個人視点映像を有効に利用できるように,GPSとジャイロを用いた位置記録システムの併用を試み,部屋の特定などの目的で用いることが可能であることを確認した.(2)個人行動記録の近接性による構造化と連想検索個人行動記録の構造化手法として,自然言語で用いられている近接性の概念を採り入れ,各々の記録断片(1フレーム数秒程度の短い映像断片)の間の関係を様々な近接性で記述する枠組みを提案した.また,それらの近接性を画像・音声・時刻・位置・その他のセンサ情報から検出する方法について考案し,一部分を実際にプログラムとして実装した.検索実験を行うことにより,その有効性を確認した.(3)映像と言語の統合的コーパス化以上の道具立てを用いて,個人行動記録に関する映像と自然言語のラベル付け,それによるコーパス化やデータマイニングへの入力が検討できる段階になった.直接的な画像処理による特徴抽出と近接性による検索を用いて人間の類似行動をまとめることによって多くのデータ断片が自動的に関連づけられること,また,人手で関連づける場合にもその労力が大幅に軽減されることが確認できた.現在,引き続きデータマイニングとそれによるシンボルグラウンディングに関する研究を行っている.個人の行動を記録した大量の映像(音声を含む)と大規模自然言語テキストとの統合処理により知識を獲得すること,及び,シンボルグラウンディングの基礎データを得るための調査を行うことが本研究の目的である.そのために,今年度は二年間の研究期間の一年目として,以下の項目について研究を行い,順調に進んでいる.個人行動記録映像の大量蓄積:装着者の負担を減らすため,カメラ・センサ・PCを含めたトータルなシステムの軽量化,長時間化を進めた.多くの人に使ってもらうことが可能なように,できるだけ高価なデバイスを使わず,安価なノートPCと安価な電子部品の組み合わせとした.現在,稼働しつつある.個人行動記録映像の有機的検索:得られた映像データからお互いに関連の強い断片をまとめ,それを基に検索やデータ提示を行う手法を開発した.これにより,欲しいデータの画像的な特徴や場所・時刻のようなメタデータが得られない場合でも,欲しいデータを得ることが簡単になる.現在は,その手法を実装し,大量のデータに適用することが可能かどうかをチェックしている段階である.コミュニケーション行動を含んだ個人行動記録の検討:装着者どうし,または,装着者と遠隔地にいる作業教示者が対話する場合を想定し,システムの設計を行った.また,このような場合に,データから得られる情報を行動の記録としてどのように蓄積し,検索すれば良いか,また,そこからユーザに対してどのような支援が可能であるか等を検討している段階である.特に,遠隔地の人間同士のコミュニケーションを行動記録データとして使うのは世界でも初めての試みであり,今後,一層注力していく予定である.平成17年度は以下のような研究を行い,個人行動記録の蓄積・検索・コーパスとしての高次利用に関する新しい手法を提案し,その有効性を確認しつつある.(1)個人行動記録映像の蓄積とそのシステム化行動環境,行動のストーリーなどを具体的に設定し,様々なデータを取得した.実際に集めたのは複数人で100時間超のデータとした.そのために,環境カメラを複数箇所に設置し,室内のどの位置に人物がいても周辺の映像が個人視点映像と自動的に同期して記録されるようにシステムを構築した.また,屋外や環境カメラがない屋内でもその個人視点映像を有効に利用できるように,GPSとジャイロを用いた位置記録システムの併用を試み,部屋の特定などの目的で用いることが可能であることを確認した.(2)個人行動記録の近接性による構造化と連想検索個人行動記録の構造化手法として,自然言語で用いられている近接性の概念を採り入れ,各々の記録断片(1フレーム数秒程度の短い映像断片)の間の関係を様々な近接性で記述する枠組みを提案した.また,それらの近接性を画像・音声・時刻・位置・その他のセンサ情報から検出する方法について考案し,一部分を実際にプログラムとして実装した.検索実験を行うことにより,その有効性を確認した.(3)映像と言語の統合的コーパス化以上の道具立てを用いて,個人行動記録に関する映像と自然言語のラベル付け,それによるコーパス化やデータマイニングへの入力が検討できる段階になった.直接的な画像処理による特徴抽出と近接性による検索を用いて人間の類似行動をまとめることによって多くのデータ断片が自動的に関連づけられること,また,人手で関連づける場合にもその労力が大幅に軽減されることが確認できた.現在,引き続きデータマイニングとそれによるシンボルグラウンディングに関する研究を行っている.
コリントランスポーターを標的とした分子標的癌治療法の開発

コリンは、全ての動物細胞にとって重要な必須栄養素であり、細胞膜の構成成分であるリン脂質の合成や神経伝達物質であるアセチルコリンの前駆体として利用されている。癌細胞においてコリン代謝系の異常が報告され、細胞増殖との関連性が指摘されている。我々は、多くの癌細胞においてcholine transporter-like proteins (CTLs)が高発現し異常増殖と密接に関連している事を明らかにした。さらに、CTLsの機能を阻害する事によりアポトーシスによる細胞死が誘導されることを明らかにした。新たに同定されたCTLsを介したコリン取り込み機構は、癌治療における新規標的分子としての可能性が考えられる。コリンは、全ての動物細胞にとって重要な必須栄養素であり、細胞膜の構成成分であるリン脂質の合成に利用されている。最近、癌細胞においてコリン代謝系の異常が観察され、細胞増殖との関連性が指摘されている。また、PET/CTを用いた癌の画像診断において^<11>C-コリンや^<18>F-コリンが用いられるようになり、コリンの腫瘍細胞への集積性の高さが確認されている。従って、癌細胞は積極的にコリンを取り込み細胞増殖に利用していることが推察される。そこで我々は、神経芽腫細胞(SH-SY5Y:非コリン系、LA-N-2:コリン系)におけるコリン取り込み機構についての解析を行った。その結果、神経芽腫細胞へのコリン取り込みは、細胞内プロトンとコリンの交換輸送により行われており、その分子的実体はNa^+非依存性のcholine transporter-like protein 1(CTL1)を介して行われていることを明らかにした。さらに、CTL1タンパクは細胞膜分画に発現していた。また、CTL1を介したコリン取り込み作用はNa^+/H^+ exchanger 1(NHE1)およびNHE5と機能共役していることも明らかにし、両トランスポーターは協調的に働いていると考えられる。コリン系の神経芽腫細胞LA-N-2はアセチルコリン合成酵素を発現しており、コリンからアセチルコリンへの変換能を有していた。一方、非コリン系の神経芽腫細胞SH-SY5Yは、アセチルコリン合成能は有していなかった。従って、LA-N-2細胞はアセチルコリンを合成および遊離してauto/paracrine systemを介して細胞増殖などの機能亢進を行っている可能性が考えられる。また、非コリン系の神経芽腫細胞SH-SY5Yにおけるコリン取り込みは、主に細胞膜の主成分であるフォスファチジルコリンの合成系に関与していると思われる。コリンの生理作用として、神経伝達物質のアセチルコリンの前駆体および細胞膜の構成成分であるフォスファチジルコリンの前駆体としても利用されている。癌細胞はこのコリン要求性が高く、臨床にてコリンの集積性が確認されている。肺癌患者での^<11>C-cholineを用いたPET/CTによる解析により、肺癌へのコリン集積性が認められ、転移先においてもコリンの集積が認められている。よって、肺癌におけるコリントランスポーター分子の機能解析を実施した。ヒト小細胞肺癌へのコリン取り込みは、主にCTL1(choline transporter-like protein 1)を介して行われており、NHE1(Na^+/H^+exchanger 1)と機能共役していることが明らかとなった。さらに、コリン取り込み阻害作用を有する既存薬物も見出し、これらの薬物は、細胞増殖抑制ならびに細胞死誘導作用を有していた。また、caspase-3/7活性が上昇することより、アポトーシスによる細胞死であることが判明した。CTL1に対するsiRNAを用いて特異的にCTL1 mRNA発現を抑制すると、コリン取り込みの抑制、細胞生存率の低下、caspase-3/7活性の増大が観察された。小細胞肺癌は、取り込んだコリンからアセチルコリン合成を行ったいることを見出し、遊離したアセチルコリンは細胞増殖を促進的に調節していることが明らかとなった。即ち、小細胞肺癌は、コリンを積極的に取り込み細胞膜の構成成分であるフォスファチジルコリン合成に利用するのみならず、アセチルコリン合成にも利用し、いずれも細胞増殖に関与する重要な代謝経路であることが解明された。CTL1のコリン取り込み機能を阻害することにより、アポトーシスが誘導され細胞死に繋がる新たなメカニズムが明らかとなった。これまで様々な癌種を用いて、コリン取り込み作用と細胞増殖抑制との関連性を研究してきた結果、コリントランスポーターを標的とする癌治療薬の開発の可能性が示唆されたことより、癌治療剤の特許出願を行った(発明の名称:癌治療剤、特願2011-188053、2011年8月30日出願)。コリンは、神経伝達物質のアセチルコリンの前駆体および細胞膜の構成成分であるフォスファチジルコリンの前駆体として利用されている。

最近、癌細胞においてコリン代謝系の異常が観察され、細胞増殖との関連性が指摘されている。また、PET/CTを用いた癌の画像診断において11C-コリンや18F-コリンが用いられるようになり、コリンの腫瘍細胞への集積性の高さが確認されている。従って、癌細胞は積極的にコリンを取り込み細胞増殖に利用していることが推察される。しかしながら、癌細胞に発現するコリントランスポーターの分子的実体ならびに機能的特徴については不明であった。そこで我々は、神経芽腫、小細胞肺癌、膵臓癌およびグリオーマにおけるコリン取り込み機構とコリントランスポーター分子についての解析を行った。いずれの癌細胞において、コリン取り込みは、細胞内プロトンとコリンの交換輸送により行われており、新規のNa+非依存性choline transporter-like protein 1(CTL1)およびCTL2を介して行われていることを明らかにした。更に、CTL1のmRNA発現抑制やコリン取り込み阻害により、アポトーシスによる細胞死が誘導された。小細胞肺癌においては、コリンを積極的に取り込み細胞膜の構成成分であるフォスファチジルコリン合成に利用するのみならず、アセチルコリン合成にも利用していることを見いだし、いずれも細胞増殖に関与する重要な代謝経路であることを解明した。これまで様々な癌種を用いて、コリン取り込み作用と細胞増殖との関連性を研究してきた結果、コリントランスポーターを標的とする癌治療薬の開発の可能性が示唆されたことより、癌治療剤の特許出願を行った(発明の名称:癌治療剤、特願2011-188053)。各種癌細胞におけるコリントランスポーターの機能を明らかにすることができ、さらに治療戦略を提言することまで到達した。これらの研究成果を基に癌治療剤としての特許出願も達成した。24年度が最終年度であるため、記入しない。今後は、in vivoにおけるコリントランスポーター機能と癌細胞の細胞増殖との関連性を明らかにする。また、同時に作用メカニズムの解明を実施し、コリントランスポーターを癌治療の標的とする意義を検証する。コリン取り込み阻害作用を有する医薬品と既存の抗癌剤との併用効果の検証をin vitroおよびin vivoで検証する。In vivoデータが得られたら、特許のPCT出願を行う。さらに、癌治療薬のトランスレーショナルリサーチを推進するために、企業との産学共同研究の体制構築も推進する。
１－ブロモプロパンの中枢神経毒性と作用機序に関する研究

1-プロモプロパン400、800、1000ppmに吸入暴露し、パラフォルムアルデヒド固定液にて灌流固定した各群3匹のラット脳の右側をパラフィン包埋し、Kluver Bavera(KB)染色を行うとともに、左側からは凍結切片を作成し、免疫組織化学を行った。免疫組織化学では、ミエリン(Myelin basic protein(BP),glial fabric acid protein(GFAP)&inflammatorymarkers-TNF α)と炎症に関する蛋白を同定し、脱髄と再ミエリン化を調べた。残った各群9匹のラットを、生化学分析に用いた。脳を剖出、分割し、定量リアルタイムPCR法を用いたmRNA(MBP,myelin oligodendrocyte protein(MOG),Olig2,oligodendrocyte precursor cells marker(OPC)-NG2,TNFα,&GFAP)レベル分析およびウェスタンブロットによる蛋白定量分析を行った。KB染色では明らかな脱髄は観察されなかった。免疫染色ではMBP、オリゴデンドロサイトマーカーの1-ブロモプロパン暴露による減少が確認された。一方、GFAP免疫染色ではアストロサイトの活性化が観察された。アストロサイト細胞体面積と突起の長さが暴露により有意に増加した。1-ブロモプロパン中枢神経毒性のマーカーとして、アストロサイトの活性化、GFAP定量が利用可能であることを本研究は示唆した。当初予想されていた脱髄をミエリンベイシック蛋白の染色、KB染色では発見できなかったが、一方で、アストロサイト活性化が定量的に確認できた。今後、アストロサイト活性化と神経細胞変性との関係についてさらに研究をすすめる必要がある。