hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
植物培養細胞におけるAl障害メカニズムおよびアポトーシスの解析

タバコ培養細胞(BY-2)を用いて細胞レベルでのAl障害機構を解析するために、様々な条件下でAl処理を行いAl処理細胞をサンプリングし、1.特異的Al吸着の認められた粒子(plastid)の解析2.アポトーシス誘導条件の解析を行った。また、Alと同様に土壌有害重金属であるCdにも着目し、3.Cd障害応答とAl障害応答との差異から新たなAl障害メカニズムの解析を試みた。1.ポリリジンを塗布したスライドガラス上での細胞培養系が確立したことにより、一つの細胞を顕微鏡下で観察しつつ、様々な処理を行うことが可能となった。細胞内粒子(plastid)へのAl吸着は100μM Al処理区では、約24時間処理後にのみ認められた。その後、Alの脱着が生じるわけではなく粒子自体が消失していくことが、同一細胞の経時的観察により確認された。2.動物細胞では報告のあったアポトーシスで代表される細胞膜のフリップフロップ現象がアネキシンVを用いた蛍光染色法によりタバコ培養細胞においても確認された。ただし、顕著な応答が確認されたのはプロトプラスト化した細胞だけで、通常の細胞壁が存在する細胞では応答に再現性がとれず、さらなる実験系の工夫が必要である。3.CdもAlと同様に植物細胞において酸化ストレスが誘導された。顕著な事象としては葉脈における赤色物質の沈着であり、おそらく抗酸化物質であるポリフェノール類の合成量が増加したと考えられた。この赤色部位と量はCd局在性と非常に高い相関性を示すことがトレーサーCd-109を用いたラジオグラフィにより明らかとなった。同様にAl局在性と酸化ストレスについて考察するためにAlトレーサーを用いたラジオグラフィを行っている。タバコ培養細胞(BY-2)を用いて細胞レベルでのAl障害機構を解析するために、様々な条件下でAl処理を行い、Al処理細胞をサンプリングし、(1)共焦点レーザー顕微鏡を用いたルモガリオン染色法による細胞内Al局在解析(2)特異的なAl吸着の認められた粒子(plastid)の解析(3)アポトーシス誘導条件の解析などを行った。(1)Alキレート能をもつルモガリオン染色画像を共焦点レーザー顕微鏡およびLSM510により三次元化し、細胞内のAl局在性に関する詳細な知見が得られた。三次元化によって、ルモガリオンの蛍光強度からのAl定量性により正確さを増し、放射化分析法により定量した細胞内Al含量との相関解析を行っている。(2)染色法によるAl特異的吸着粒子の定性を試みている。それに伴い、ルモガリオン染色法と他の染色法を細胞群ではなく同一の細胞に処理する手法を確立した。これにより、FDA-PI染色+ルモガリオン染色やモリン染色+ルモガリオン染色を同一細胞に施すことが可能となり、Alキレート染色液の感度比較など、新たな知見が得られた。今後も様々な染色法をルモガリオン染色法と複合することによりAl特異的吸着粒子の解析を進める。また、電子顕微鏡を用いた同定も同時に進めており、合成樹脂による包埋を行うにあたり、各処理段階におけるAl流出等を検出および実験系の検討中である。(3)近年までAlはFe共存下でのみアポトーシスに代表的なDNAの断片化を生じると考えられてきたが、Fe非共存下でも24時間のAl処理によりDNAの断片化が生じている可能性が示唆された。手法は細胞をビオチン標識後、フルオレセイン標識ストレプトアビジンで蛍光標識するTUNEL法に基づいた系を用いた。これにより、細胞膜脂質の過酸化を伴わない(活性酸素種の増加を伴わない)DNA断片化経路が植物にも存在することが示唆された。タバコ培養細胞(BY-2)を用いて細胞レベルでのAl障害機構を解析するために、様々な条件下でAl処理を行いAl処理細胞をサンプリングし、(1)特異的Al吸着の認められた粒子(Plastid)の解析(2)アポトーシス誘導条件の解析を行った。また、Alと同様に土壌有害重金属であるCdにも着目し、(3)Cd障害応答とAl障害応答との差異から新たなAl障害メカニズムの解析を試みた。(1)培養細胞において確立した同一細胞染色法によって、一つの細胞を経時的に観察することが可能となり、Al処理後の細胞応答を動画として取得することができた。これにより、細胞内顆粒数がAl処理により減少する様相・時間的変化について詳細な解析が可能となり、あらたな知見が得られている。また、顆粒へのAl吸着が顆粒内蓄積型か顆粒表面吸着型かを判別するために、細胞の凍結乾燥を行い薄膜切片を作成し、SEM-EDSにより数マイクロの解像度でのAl局在様式を解析している。(2)植物におけるアポトーシス様現象は未だ不明な部分が多い。一つのメカニズムとして、動物では細胞膜のフリップフロップが生じることが報告されている。Alは細胞の膜に作用する傾向が大きいため、植物でもフリップフロップを伴うアポトーシス様機構が働いていると考え、その検出を試みている。具体的にはアネキシンVを用いた蛍光検出の系を構築し、Al処理・およびアポトーシス誘導試薬における蛍光観察を行っている。(3)土壌が酸化することによる植物根の障害はAlに寄るところが大きいが、Cd障害も一つの障害として現れる。しかしながら同じカチオンでも元素の特性は大きく異なり、Alは植物内移行性が小さいがCdは非常に大きいことなどが挙げられる。Al処理で現れる現象をCd障害で現れる現象と比較考察することにより、新たなAl特異的障害機構についての知見を得ようとした。

今までAl処理細胞に行ってきた解析手法(FDA-PI染色、過酸化定量、DNA断片化検出など)をCd処理細胞にも同様に施し、2つの障害機構の差異について検討している。またAl処理により変動する細胞内他元素の動態はこれまで解析してきたので、同様にCd処理による他元素濃度への影響について解析した。タバコ培養細胞(BY-2)を用いて細胞レベルでのAl障害機構を解析するために、様々な条件下でAl処理を行いAl処理細胞をサンプリングし、1.特異的Al吸着の認められた粒子(plastid)の解析2.アポトーシス誘導条件の解析を行った。また、Alと同様に土壌有害重金属であるCdにも着目し、3.Cd障害応答とAl障害応答との差異から新たなAl障害メカニズムの解析を試みた。1.ポリリジンを塗布したスライドガラス上での細胞培養系が確立したことにより、一つの細胞を顕微鏡下で観察しつつ、様々な処理を行うことが可能となった。細胞内粒子(plastid)へのAl吸着は100μM Al処理区では、約24時間処理後にのみ認められた。その後、Alの脱着が生じるわけではなく粒子自体が消失していくことが、同一細胞の経時的観察により確認された。2.動物細胞では報告のあったアポトーシスで代表される細胞膜のフリップフロップ現象がアネキシンVを用いた蛍光染色法によりタバコ培養細胞においても確認された。ただし、顕著な応答が確認されたのはプロトプラスト化した細胞だけで、通常の細胞壁が存在する細胞では応答に再現性がとれず、さらなる実験系の工夫が必要である。3.CdもAlと同様に植物細胞において酸化ストレスが誘導された。顕著な事象としては葉脈における赤色物質の沈着であり、おそらく抗酸化物質であるポリフェノール類の合成量が増加したと考えられた。この赤色部位と量はCd局在性と非常に高い相関性を示すことがトレーサーCd-109を用いたラジオグラフィにより明らかとなった。同様にAl局在性と酸化ストレスについて考察するためにAlトレーサーを用いたラジオグラフィを行っている。
単一超音波センサを用いた浮遊砂濃度・粒径情報の同時推定の試み

単一振動子による超音波パルス波を用いて,カラスビーズを用いて作成した実験試料からの反射エコーデータを取得し,その周波数解析を行うことで,試料の粒径情報を推定することを試みた.寒天ファントム上に粒子を薄く配置して浮遊状態を模擬した実験では,粒径の変化に伴って反射エコーデータの周波数スペクトルの中心周波数が変化することを明らかにした.試料層厚を厚くし底質表層砂を模擬した実験では,周波数スペクトルの最大値の変化が,粒径変化と対応していることを明らかにした.以上より,超音波パルス波による反射エコーデータの周波数解析を行うことで,濃度推定のための重要な情報である粒径情報の推定が可能となる可能性を示した.本研究では,広帯域での周波数情報を備え,多様な粒子サイズに対応可能と考えられるパルス波を送波信号に用いることで,その周波数特性の変化から濃度推定に必要不可欠な粒径情報を推定することを試みた.まず,比較的粒径形状が揃ったガラスビーズを用いて反射エコーデータの取得を行ったところ,粒径の違いによって受波データ(反射エコー)の周波数スペクトル分布に変化が生じることが確認できた.また,周波数スペクト分布から中心周波数を求め,試料の中央粒径との関係を調べたところ,両者の間に強い線形関係が確認でき,超音波パルスによる粒径情報の取得可能性が示され,中央粒径の推定式も得られた.続いて,ガラスビーズおよび砂粒子を用いて,疑似浮遊状態における粒径情報の推定を試みた.ガラスビーズを用いたケースでは,高濃度な条件において比較的妥当な推定結果が得られたものの,低濃度な条件では十分な結果が得られなかった.砂粒子を用いたケースでは,全般的に粒径を過大評価する結果となった.粒径の推定精度としては不十分なものの,本研究により超音波パルスによる粒径情報の取得可能性が示されことは,今後,粒径情報の時間変化の追跡,さらには濃度と粒径情報の同時推定,濃度推定精度の向上に繋がる結果が得られたものと考えられる.平成27年度は,浮遊砂中の粒径情報取得のための周波数分割方法の検討と,得られた粒径情報に基づいた浮遊砂濃度推定方法の検討に取り組んだ.前年度までに,パルス波による反射エコー強度から浮遊砂中の平均的な粒径情報の推定の可能性が示されていた.その際は,比較的粒径の揃ったガラスビーズ(単一粒径土砂を想定)を用いていたため,今年度は大きさの異なった数種類のガラスビーズを用いた実験用試料を作成し,そこからの反射エコー情報の取得を試みた.しかし,同じ試料を用いた実験を実施しても,類似の反射エコーデータを取得することができず,実験の再現性が確保できなかった.そこで,再度,計測システムの改良を行った.具体的には,計測システムのデータ送受ケーブルのノイズ低減対策を実施するとともに,アンサンブル平均処理,解析データの切り出し処理,周波数解析のためのデータ補間処理を改善し,より安定した反射エコーデータを取得可能なシステムに改良を試みた.本研究における計測システム構築には,実験の再現性を確保することが非常に重要であるため,当初の研究計画から少し遅れることになるが,今後のデータ解析の信頼性を高めるためにも,先に計測システムの改良に取り組み,その結果を踏まえて周波数分割方法の検討を行った.その結果,用いているパルス波の中心周波数(約1MHz)とデータ計測分解能(サンプリング周波数20MHz)では,詳細な粒径情報の取得は困難であったため,平均粒径とそれを形成する粒子のバラつきに関する情報取得に絞ることとした.得られた平均粒径情報を基に,試料中の粒子濃度の推定を行ったが,十分な推定精度を得るまでには至らなかった.さらなる計測システムの安定性,実験の再現性の確保とデータ取得・解析を実施することが必要であると考えられる.計測システムの不具合が生じ,平成26年度の実験結果を再現することが困難となったために,予定外の計測システムの見直し・改良が必要となった.そのため,本来実施する予定であった混合粒径粒子を用いた実験開始が大幅に遅れた.しかし,システム改良にめどが立ったため,次年度以降に遅れは挽回できるものと考えている.平成28年度は,より再現性のある実験条件として,送波する超音波パルス(1回の発信で10波程度)の長さ以上の厚みを持った試料(ガラスビーズ)を用いて,反射エコーの周波数情報と粒径の関係について,検討を行った.これまでの実験では,中心周波数1MHzの超音波センサ(振動子)を使用していたが,この振動子によるパルス信号の発信にハード的な不具合が生じため,急遽,別の振動子を入手し実験を再開した.ただし,これまで使用してきた振動子は特注品であり同等品の入手が困難であったため,すぐに入手可能な中心周波数約600kHzの振動子を用いて実験を再開した.粒径の異なる試料を用いて作成した堆積層の反射エコーを分析したところ,0.3mm程度以下の細粒試料ではこれまでと同様に粒径が大きくなるにつれて,スペクトルの1次モーメントから推定する中心周波数が低周波数側にシフトすることが確認できたが,粒径が0.3mm以上の試料ではが,その傾向は確認できなくなった.これは,粒径サイズが大きくなると空隙も大きくなり,試料表面の凹凸の影響により,振動子方向への反射が減少したためであると推定した.一方で,計測した反射エコーの周波数スペクトルの最大値を比較したところ,粒径が大きくなるにつれて,スペクトル最大値は小さくなり,試料の粒径サイズとピークスペクトルの間に非常に高い相関が確認できた.また,粒径が大きくなると高周波数側のスペクトル形状に顕著な変化が確認された.

今後,更に実験,分析が必要であるが,本研究により反射エコーによる試料表層付近の粒径情報推定の可能性が示された.単一振動子による超音波パルス波を用いて,カラスビーズを用いて作成した実験試料からの反射エコーデータを取得し,その周波数解析を行うことで,試料の粒径情報を推定することを試みた.寒天ファントム上に粒子を薄く配置して浮遊状態を模擬した実験では,粒径の変化に伴って反射エコーデータの周波数スペクトルの中心周波数が変化することを明らかにした.試料層厚を厚くし底質表層砂を模擬した実験では,周波数スペクトルの最大値の変化が,粒径変化と対応していることを明らかにした.以上より,超音波パルス波による反射エコーデータの周波数解析を行うことで,濃度推定のための重要な情報である粒径情報の推定が可能となる可能性を示した.実験に使用するパルス波の改良およびパルス波を用いた粒径情報の取得する目的に対して,今年度は改良に必要な周辺パーツの入手に時間を要したため,具体的な改良にまでは至らなかったが,次年度の改良に向けた準備は行えた.また,本手法による粒径情報の取得可能性については,実験条件によっては定量的な評価も可能であることを示すことができた.したがって,おおむね順調に進展していると判断した.安定した計測システムの構築には,今後も随時修正・改良が必要となると思われるが,それらの作業と並行して,当初予定していた混合粒径粒子を用いた実験を様々な条件で実施し,データ蓄積とその解析による粒径び濃度情報の推定方法の提案を目指す.海岸工学前年度に準備した計測に使用するパルス波の改良を早々に実施し,その性能評価を行うとともに,混合粒径試料を対象とした計測方法を確立するために,計測・分析に使用する周波数帯の分割方法を検討する.また,分割された粒径群の濃度評価方法を検討する.計測システムのトラブルにより,当初予定していた実験の開始が大幅に遅れため,実験実施・データ解析のための計上していた消耗品費や業務補助費に差額が生じた.計画していた実験機器の改良のための周辺パーツの入手に時間がかかり,予定していた実験を十分に実施することができかったため.また,実際に入手した改良用パーツや実験用消耗品が予定よりも安価であったため,次年度使用額が生じた.計画から遅れている実験を計画通り実施するために,実験消耗品の購入や予定よりも多めの実験・データ解析補助者を雇用を見込んでいる.次年度使用額の大部分は翌年度請求分と合わせて,当初の予定通り,実験やデータ解析に必要な消耗品類の購入(物品費)に充てる予定である.また,実験実施に必要となる実験補助者の人件費,実験用装置作成のための役務費(その他経費)での使用を見込んでいる.
異次元解析のカップリングによるクリークを有する氾濫域の詳細モデル化に関する研究

16年度までに開発した「氾濫域流況詳細解析モデル」に対し,排水機場やゲートなどの水利施設の操作・管理モデルを組み込み,洪水や津波・高潮といった水災害時の排水管理を行った場合の氾濫域の変化を解析できるモデルへと改良した.本モデルで使用した解析手法である有限要素法は,多くの流体解析で用いられる差分法に比べて計算負荷が大きいことが知られている.このため,本モデルを用いて大規模なシミュレーションを行うには大きな計算機資源が求められることから,大型計算機センターで用いられる並列計算機で計算速度が向上できるようプログラムのチューニングを行った.その結果,8台のCPUを用いた計算では,単体の場合と比較して7.5倍の計算速度の向上が確認された.本モデルをさらに発展させるため,水災害時に氾濫水とともに運ばれる土砂の堆積域を予測することを目的としたリスク評価モデルのプロトタイプを作成した.このモデルを検証するため,1999年9月の台風18号に伴う八代海沿岸域の高潮による現象を再現し,実際の堆砂域と比較した.その結果,堆砂域の数,位置については良好であったが,その範囲については若干小さめな予測結果が得られた.これは,氾濫域の地盤標高データの精度が低いため,氾濫域を十分に再現することができないことに起因していると考えられる.このように地盤標高データの精度が低い場合の氾濫域の解析は,今後の課題である.1.「氾濫域流況詳細解析モデル」の構築氾濫域を2次元平面流モデル、水路を1次元不定流モデルで取り扱い、両者を統合化した「氾濫域流況詳細解析モデル」を構築し、計算コードを作成した。本モデルでは,道路または水路で囲まれた領域を一つのブロックとし、氾濫域の流況をブロック毎に計算することにより、水路と同様に解析領域内の道路の影響も容易に取り込むことができる。これにより、水路や道路が複雑に入り組んでいる低平農地においても詳細なモデル化が可能になった。また、氾濫域の空間分布を容易に把握できるよう、GISとのリンクが容易なシステムとした。2.モデルの検証「氾濫域流況詳細解析モデル」の動作を、八代海の高潮による沿岸農地への氾濫解析において検証した。解析対象の高潮では、多くの海水が八代海に流れ込む小河川の堤防から越水したのが確認されている。本モデルによる計算でもこの現象を良く再現することができた。以上1、2の成果については、第17回数値流体力学シンポジウムで発表するとともに、モデルに改良を加え、現在、論文集に投稿中である。3.現地データの収集熊本県天草郡の荒木浜地区をモデル地区に設定し、農地と排水路網の状況について現地調査を行った。地区内の排水路と道路の路線形状をGPSにより計測し、主要なポイントについて、水路の断面形状など解析に必要なデータを収集した。1.「氾濫域流況詳細解析モデル」の改良16年度に構築した「氾濫域流況詳細解析モデル」では,氾濫域の流れと氾濫域内に設けられている小水路の流れの統合モデルの構築が目的であった.このため,氾濫域内の流れの解析に用いられている移動境界モデルは,従来からあるモデルを用いており,境界の移動に伴って連続性が保障されないという問題があった.17年度は,新たに水際境界が移動する流れを精度良く解析できる移動境界アルゴリズムを開発し,上記の「氾濫域流況詳細解析モデル」に組み込んだ.これにより,低平農地への氾濫水量が正確に求められ,本モデルを排水施設系の施設の計画に用いることが可能となった.2.GISによる被害の分析本モデルの解析結果について,氾濫域や被害箇所の空間分布や被害量をGIS(地理情報システム)により容易に把握できるよう,解析結果をArcGISのシェープファイルに変換するプログラムを構築した.これにより,洪水や高潮,津波といった低平農地における氾濫災害に関する数値解析結果を農家や地域住民にも容易に把握できるハザードマップとして提供することが可能になった.16年度までに開発した「氾濫域流況詳細解析モデル」に対し,排水機場やゲートなどの水利施設の操作・管理モデルを組み込み,洪水や津波・高潮といった水災害時の排水管理を行った場合の氾濫域の変化を解析できるモデルへと改良した.本モデルで使用した解析手法である有限要素法は,多くの流体解析で用いられる差分法に比べて計算負荷が大きいことが知られている.このため,本モデルを用いて大規模なシミュレーションを行うには大きな計算機資源が求められることから,大型計算機センターで用いられる並列計算機で計算速度が向上できるようプログラムのチューニングを行った.その結果,8台のCPUを用いた計算では,単体の場合と比較して7.5倍の計算速度の向上が確認された.本モデルをさらに発展させるため,水災害時に氾濫水とともに運ばれる土砂の堆積域を予測することを目的としたリスク評価モデルのプロトタイプを作成した.このモデルを検証するため,1999年9月の台風18号に伴う八代海沿岸域の高潮による現象を再現し,実際の堆砂域と比較した.その結果,堆砂域の数,位置については良好であったが,その範囲については若干小さめな予測結果が得られた.これは,氾濫域の地盤標高データの精度が低いため,氾濫域を十分に再現することができないことに起因していると考えられる.このように地盤標高データの精度が低い場合の氾濫域の解析は,今後の課題である.
北陸諸方言の音韻・文法体系の記述的研究

消滅の危機に瀕する伝統的な方言の記録・保全を図るため、北陸地方(石川県、富山県、福井県)各地の主要な方言を対象とした文法体系・アクセント体系の包括的記述を行う。具体的には、石川県加賀方言及び福井県嶺北方言の文法書の作成を進めると同時に、富山県方言、石川県能登方言、福井県嶺南方言については基礎的な語彙のアクセントを収録したアクセント資料を作成することを目指す。
複数の評価手法を利用可能な大規模分散モンテカルロ木探索

現実世界の大規模な探索問題は全解探索は困難であり、一部を選択的に探索するアルゴリズムが用いられる。ゲーム木の探索はこのような問題の一例であり、モンテカルロ木探索が有効とされているが、将棋など「細い正解の一本道をたどらねばならない」ような問題領域においては収束が遅く、適用が難しい。我々は、乱数を組み込んだ探索を利用するアルゴリズムを提案し、将棋での有効性を確認したが、単一の評価関数を用いることによる効率の悪さも明らかになった。本研究では、(1)性質の異なる複数の評価手法を活用できるモンテカルロ木探索手法を検討し、(2)将棋を題材に実用的なアプリケーションとして実装を行い、(3)大規模分散計算環境でその有効性を評価する、ことを目指す。本年度は、複数の評価手法を利用可能な分散モンテカルロ木探索アルゴリズムを設計し、実用的な問題におけるアプリケーションとして、コンピュータ将棋プレイヤ「激指」を用いて分散計算アプリケーションの試験実装を行うとともに、その有効性を試験評価した。また、提案手法の応用範囲を拡大するため、交渉ゲームやRPGなど、より複雑な状況を扱う必要がある困難な問題に関する研究を行った。さらに、様々な実用的探索アプリケーションにおいて近年有望な手法とされている強化学習に関する研究を行った。これらの研究成果は、提案手法の基本設計や詳細設計、実装などで、実社会問題への応用性を高めるために活用していく。今年度の計画目標は、探索アルゴリズムの設計と、分散計算アプリケーションの試験実装であった。これらの目標を順調に達成することができ、おおむね計画通りに進展していると言える。これまでの研究は計画に従っておおむね順調に進展しているため、今後も計画に従って研究をしていく。
小児腸管内におけるESBL遺伝子と大腸菌病原遺伝子の水平伝播の実態解明

小児の腸管に棲息する大腸菌における病原・薬剤耐性遺伝子の水平伝播の実態を明らかにすることを目的として、鹿児島県の小児下痢症患児から分離された大腸菌8,729株を対象に、基質拡張型βラクタマーゼ(ESBL)CTX-M遺伝子と下痢原性大腸菌の病原遺伝子の分布をPCRで検討した。平成30年度は、2011年から2016年に分離されたAggR陽性の腸管凝集性大腸菌(Enteroaggregative Escherichia coli, EAEC)70株の遺伝的多様性を調べ、2010年以前と比較した。O血清型は、OUT 23株(32.9%)、O111 14株(20%) O126 12株(17%)、O127 5株(7.1%)、2010年以前に多くみられた尿路病原性大腸菌とのハイブリッド株であるO25は2株(2.9%)のみだった。線毛遺伝子AAFは、O111がAAF3/5、O126がAAF2を保有しており、バイオフィルム形成能の強い株もみられた。CTX-M遺伝子保有株の頻度は12.9%(9/70)であり、O111で43%(6/14)と高く、O127 20%(1/5)、O126は0%だった。CTX-Mタイプは、CTX-M-14が78%(7/9)を占めた。以上から、ハイブリッド株O25は消失し、代わりに本来のEAEC O111が新たにCTX-M遺伝子を獲得したことがわかった。また新たにCTX-M陽性のEAEC O127の出現がみられた。さらに、鹿児島大学病院に入院中の小児患者から菌種の異なるカルバペネマーゼIMP-1産生の腸内細菌科4株(Enterobacter hormaechei, E. cloacae, Klebsiella oxytoca, E. coli)が経時的に検出され、すべての菌株がIncLプラスミドを共通して保有しており、同一患者の腸管内で同一の薬剤耐性プラスミドが菌種を超えて伝播していることが示唆された。20012016年の小児腸管由来大腸菌において、ESBL(CTX-M)遺伝子や下痢原性大腸菌の病原遺伝子の水平伝播が活発に起こっていること、ならびにEAECの遺伝的多様性が経時的に変化していることを示すことができ。本課題の主題である病原遺伝子と薬剤耐性遺伝子の水平伝播の実態の一部を解明できたと考える。2017年から2018年の下痢症患児の便由来大腸菌を対象に、ESBL遺伝子、下痢原性大腸菌の病原遺伝子およびK1莢膜遺伝子の分布状況を継続して調査する。さらにわが国で薬剤耐性(AMR)対策として抗菌薬適正使用が進む中、EAECをはじめとする病原性大腸菌の薬剤耐性化やビルレンスがどのように変化していくかを監視する。小児の腸管に棲息する大腸菌における病原・薬剤耐性遺伝子の水平伝播の実態を明らかにすることを目的として、20012016年に鹿児島県の小児下痢症患児から分離された大腸菌8,729株を対象に、基質拡張型βラクタマーゼ(ESBL)CTX-M遺伝子の分布をPCRで調べ、さらに陽性株について髄膜炎原因菌の病原因子であるK1莢膜のneuC遺伝子の検出状況を検討した。CTX-M遺伝子は2003年から次第に増加し、2013年には10.7%に達し、2016年は8.7%だった。CTX-M遺伝子陽性株の中でneuC遺伝子を保有する株の割合は15.3%であり、各年の検出大腸菌株におけるCTX-M遺伝子とneuC遺伝子を両方保有する株の割合は、2011年までは1%未満であったが、2012年以降は2013年の1.9%をピークに1%を超えている。K1陽性大腸菌のうちO1/O18の株は髄膜炎の原因菌としてよく検出されるが、2011年以降、CTX-M遺伝子を保有するK1陽性大腸菌O1/O18がみられた。これらの株は、MLSA(multilocus sequence analysis)による系統解析で、髄液・血液由来大腸菌と同じ系統に分布した。したがって、2011年以降、髄膜炎リスクを持つ腸管内K1大腸菌O1/O18の一部が、CTX-M遺伝子を獲得していることが明らかになった。また、CTX-M陽性遺伝子保有株の中には、以前報告した腸管凝集性大腸菌の病原遺伝子aggRを持つ株が継続してみられ、さらに2013年には腸管病原性大腸菌の付着遺伝子eaeをもつ株も出現していた。複数の下痢原性大腸菌パソタイプにESBL CTX-M遺伝子が広がっていることも明らかになった。20012016年の小児腸管由来大腸菌において、ESBL(CTX-M)遺伝子の水平伝播が活発に起こっていること、髄膜炎原因菌の病原因子であるK1莢膜遺伝子をもつESBL産生菌が増加していることを示すことができ、本課題の主題である病原遺伝子と薬剤耐性遺伝子の水平伝播の実態の一部を解明できたと考える。

平成30年度は、2011年から2016年に分離されたAggR陽性の腸管凝集性大腸菌(Enteroaggregative Escherichia coli, EAEC)70株の遺伝的多様性を調べ、2010年以前と比較した。O血清型は、OUT 23株(32.9%)、O111 14株(20%) O126 12株(17%)、O127 5株(7.1%)、2010年以前に多くみられた尿路病原性大腸菌とのハイブリッド株であるO25は2株(2.9%)のみだった。線毛遺伝子AAFは、O111がAAF3/5、O126がAAF2を保有しており、バイオフィルム形成能の強い株もみられた。CTX-M遺伝子保有株の頻度は12.9%(9/70)であり、O111で43%(6/14)と高く、O127 20%(1/5)、O126は0%だった。CTX-Mタイプは、CTX-M-14が78%(7/9)を占めた。以上から、ハイブリッド株O25は消失し、代わりに本来のEAEC O111が新たにCTX-M遺伝子を獲得したことがわかった。また新たにCTX-M陽性のEAEC O127の出現がみられた。さらに、鹿児島大学病院に入院中の小児患者から菌種の異なるカルバペネマーゼIMP-1産生の腸内細菌科4株(Enterobacter hormaechei, E. cloacae, Klebsiella oxytoca, E. coli)が経時的に検出され、すべての菌株がIncLプラスミドを共通して保有しており、同一患者の腸管内で同一の薬剤耐性プラスミドが菌種を超えて伝播していることが示唆された。20012016年の小児腸管由来大腸菌において、ESBL(CTX-M)遺伝子や下痢原性大腸菌の病原遺伝子の水平伝播が活発に起こっていること、ならびにEAECの遺伝的多様性が経時的に変化していることを示すことができ。本課題の主題である病原遺伝子と薬剤耐性遺伝子の水平伝播の実態の一部を解明できたと考える。2017年の下痢症患児の便由来大腸菌も含めて、ESBL遺伝子、下痢原性大腸菌の病原遺伝子およびK1莢膜遺伝子の分布状況を継続して調査する。さらに薬剤耐性遺伝子については、最近臨床分離株で増加しているプラスミド由来のAmpC型βラクタマーゼ遺伝子やカルバペネマーゼ遺伝子(IMP)についても検討する予定である。2017年から2018年の下痢症患児の便由来大腸菌を対象に、ESBL遺伝子、下痢原性大腸菌の病原遺伝子およびK1莢膜遺伝子の分布状況を継続して調査する。さらにわが国で薬剤耐性(AMR)対策として抗菌薬適正使用が進む中、EAECをはじめとする病原性大腸菌の薬剤耐性化やビルレンスがどのように変化していくかを監視する。IMP-1産生株のゲノム解析をする予定であったが、プラスミドレプリコンタイプの実施が海外試薬購入に時間がかかったため、年度内に実施できなかった。繰り越し費用と次年度予算を合わせて次年度に実施する予定である。
高齢者の転倒防止プログラム―跨ぎ動作時の障害物との距離・位置関係に着目して

高齢者にとって転倒を防止することは生命予後に関わることである.転倒は,軽度要介護者は屋外,重度要介護者ではトイレが多く,歩行時や立ち座りなどの動作の時に、また,階段などの段差での転倒も10%前後いると報告されている.段差の乗り越え動作は跨ぎ動作といわれるが,この動作では障害物と母指先端との距離が小さくなり,ぶつかってつまずき転倒すると言われている.本課題では、この跨ぎ動作に着目し、跨ぎ動作時のToe Clearanceの計測方法について検討すること、それをもとに転倒しプログラムを考案することを目的とした。平成30年度は跨ぎ動作を開始する位置に影響する因子を抽出するために、開扉動作時の開始位置(立ち位置)について計測を行っている。平成30年度の研究に先立ち、若年健常者では開扉動作時の扉の種類(開き戸,引き戸)や,扉の横に壁の有無などの環境や,対象者の身長などの身体的要素によって開始位置が有意に影響されてることが明らかとなっている(投稿中)。平成30年度では、若年健常者と同様の方法で65-80歳の高齢者40人(男性20人,女性20人)を対象に開扉動作を上方より動画撮影し、そこから扉からの距離や壁からの距離を計測することを予定していたが、現在8程度の被験者からのデータ採取を終了し、解析を行っている。本研究から得られた結果は,転倒しない開扉動作の指導を行う際に身体条件などを考慮して指導をするための一指標となると考える.また,次に行う予定のである跨ぎ動作時の立ち位置の決定に使用する予定である.倫理審査に予定より時間がかかった。また、40名の高齢者の被験者を募集したので、予定より集めることに時間がかかったが、現在8-9割程度の被験者を集めることができた。令和1年度は平成30年度に得られた結果を発表していく予定である。また、高齢者の跨ぎ動作時のToe Clearanceについて計測する予定であるが、平成30年度に協力してくれた被験者のコミュニティに募集をすることで、被験者を募りたい。研究に遅れが生じており、平成30年度に予定していた実験を完遂するためには謝金や人件費がまだ実験には必要であり、そのために使用予定である。令和1年度は予定通りに実験を進めていけるように準備中である。
分子線エピタキシー技術を用いた半導体量子構造の新規作製法

GaAs層の上にGaAsドットを形成し、特定範囲のAs_4フラックスを照射すると平滑表面を維持しながら昇華し、しかもGaAsドットに覆われた部分はその形状を保ったまま残り、柱状結晶が得られることが研究代表者によって見出された。また、AlGaAs/GaAs超格子の上にGaAsドットを形成して昇華実験を行っても同様の結果が得られた。その後、比較的低温で昇華実験ができるInGaAs系で基礎的検討を始めた。本研究では最も基本的な構造としてInAs/GaAsヘテロ構造を取り上げ、GaAs基板上にGaAs/InAs/GaAs量子構造を作製することを試みた。GaAs(001)面では格子不整合のため三次元成長になるが、比較的早く緩和が進み二次元成長するといわれているGaAs(111)A面上でInAsを成長した。GaAs(111)A面上のInAsにおいては、電気的特性は報告されているが、光学的特性はまだ報告例がない。本研究ではGaAs/InAs/GaAs(111)A量子井戸構造を作製し、低温(10K)でのフォトルミネッセンス(PL)測定により評価した。InAs井戸層が1.5ML,3ML,6MLに対してそれぞれ1.45eV,1.41eV,1.36eVにPLピークが観察された。ただし、InAs層が厚くなるとInAsの結晶性の劣化のためPL強度は減少した。これまで、GaAs/InAs/GaAs量子井戸構造のInAs井戸層からのPL発光は観察例がなく、本研究により初めて観察され、InAs膜が高品質であることが証明された。InGaAsのMBEにおいて、格子不整合系InGaAs/GaAsでは、InGaAsの歪みが大きいほどInの再蒸発の活性化エネルギーE_<re>は小さくなる。また、E_<re>に対する表面のInと飛来Gaとの置換による表面偏析効果の影響は無視できる程度に小さい。格子整合系InGaAs/InPにおいては、格子不整合系に比べてInの取り込まれ率は大きい。すなわち、InのInGaAsへの取り込まれ率は歪みが大きくなると減少する。特に圧縮応力は引張り応力よりInの取り込まれ率を減少させる効果が大きい。InGaAsの歪みが成長中の原子の表面過程を変化させ、Inの再蒸発に影響していると考えられる。その後、AlGaAs/GaAs超格子の上にGaAsドットを形成して昇華実験を行ったところ同様の結果が得られた。この現象の機構を検討するため、研究を再び開始したが、AlGaAs系では昇華温度が高く、現装置では対応できないことが判明し、比較的低温で昇華実験ができるInGaAs系で基礎的な検討を始めた。基板温度を540°C680°C、III族フラックスのIn形成を0.10.3の下で、GaAs基板上にMBEによるInGaAsを成長する際のInの再蒸発について研究を行った。

比較のため、格子整合系であるInP基板上のInGaAsについても実験を行った。GaAsおよびInGaAsの成長速度はRHEED鏡面反射点の強度振動から求めた。我々が提案したInGaAs成長の表面過程モデルによれば、In再蒸発の活性化エネルギーに対する表面のInとGaとの置換による表面偏析効果の影響は無視できる程度に小さいことが分かった。再蒸発の活性化エネルギーはInGaAs/GaAsの歪みとともに減少し、InのInGaAsへの取り込まれ率も歪みが大きくなると減少する。格子整合系であるInGaAs/InPのInの取り込まれ率は歪系のInGaAs/GaAsよりも大きい。InGaAs内の圧縮応力は引っ張り応力よりもInの取り込まれ率を減少させる効果への影響は大きいことが分かった。GaAs層の上にGaAsドットを形成し、特定範囲のAs_4フラックスを照射すると平滑表面を維持しながら昇華し、しかもGaAsドットに覆われた部分はその形状を保ったまま残り、柱状結晶が得られることが研究代表者によって見出された。その後、AlGaAs/GaAs超格子の上にGaAsドットを形成して昇華実験を行っても同様の結果が得られたが、基礎的検討のため比較的低温で昇華するInGaAs系で実験を行った。基板温度を540°C680°C、III族フラックスのIn組成を0.10.3の下で、GaAs(001)基板上にMBEによるInGaAsを成長する際のInの再蒸発について研究を行った。以上の結果は論文にまとめ、日本表面科学会誌およびJpn.J.Appl.Phys.にそれぞれ投稿し掲載された。InGaAs/GaAs(001)の場合、格子不整合により臨界膜厚以上に2次元成長を行うことができない。本研究の目的であるInGaAsの量子構造作製には所望の膜厚と昇華温度に耐える膜構造が必要である。そこで、格子不整合に対して比較的条件のゆるいGaAs(111)A面上のInGaAs系の成長実験を開始した。InGaAs/GaAs(111)AおよびGaAs/InGaAs/GaAs(111)Aの成長を行い、臨界膜厚と表面モフォロジーの評価を検討した。
インターロイキン18による抗炎症療法の開発

1.マウスの熱傷負荷後敗血症モデルによる検討:IL-18投与群の生存率(92%)は熱傷単独群(43%)よりも有意に高く(p=0.03)、IL-18投与により熱傷単独群よりも、TNFαの肺内mRNA発現量は有意に抑制され、組織学的にもALIの改善を認めた。肺サイトカイン含量(TNFα,MIP-2,INFγ,IL-12,IL-4,IL-10)は、IL-18投与によってIL-10を除いて一様に抑制された。2.IL-18作用機序の検討:熱傷負荷群、熱傷+IL-18治療群よりそれぞれ脾細胞を採取し、抗CD3抗体、LPS刺激に対する反応を検討した。IL-18治療群では、LPS刺激後のTNFα、MIP-2産生量が有意に抑制され、遺伝子発現の解析でも同様の結果であった。さらに、未処置マウスより採取した脾細胞を種々の濃度のIL-18と培養し、LPS刺激に対する反応性を検討したところ、IL-18100μg/mlでは、30Fg/mlに比しMIP-2産生が有意に抑制されることがわかった。しかし一方で、IL-10産生誘導は認められず、invivoでは、IL-18が未知の経路により単球系細胞からのIL-10産生を誘導していることが推測された。次に単球系培養細胞MonoMac6を種々の濃度のIL-18共存下で培養し、(1)LPS刺激後のIL-8,MCP-1産生、同遺伝子発現、(2)NOD1,NOD2,TLR4の遺伝子発現を検討した。IL-8,MCP4産生量は、IL-18の濃度が0,400pg/mlの場合において、生理的濃度である60,100pg/mlに比し、増加傾向にあり、遺伝子発現も同様の動態であった。次にIL-18濃度依存性の刺激伝達系因子の変動を検討したところ、NOD1、NOD2、TLR4のいずれも濃度依存性に発現が変動することがわかった。
脳内酸化ストレス評価に基づく 重症脳障害患者の抗酸化治療の有効性に関する研究

心停止症候群における脳内代謝パラメータと血液中濃度の相関、経時的変化を検討した。脳内lactate/pyruvate比と血中乳酸値の関係を図に示す。心拍再開後一過性に増加した血中乳酸値は経過中徐々に正常化し、かつ転帰により差はみられない。脳内ブドウ糖値も血糖と同様の経過をとり、転帰不良群で高値の傾向である。全身パラメータとしての血糖値および乳酸値と脳内パラメータの相関のむしろ欠如は、脳循環代謝動態の指標として全身パラメータのコントロールの重要性を示唆すると同時に、脳内代謝パラメータの評価がむしろ必要であることを示唆する。マイクロダイアリシス自体が、その消耗品が手に入らず計画が進んでいなかったが、再開に向けて、昨年新しい海外製造販売業者と相談し、製品(CMAプローブ)が従来と同じものであることを確認した。輸入手続きのための事務手続きを行っている。必要に応じて、書類修正後、倫理委員会への再申請を行う。マイクロダイアリシス測定機器(ISCUS)の整備も同時に行っている。準備でき次第、再開する。マイクロダイアライシス自体が、その消耗品が手に入らず計画が進んでいなかったが、再開に向けて、一昨年新しい海外製造販売業者と相談し、製品(CMAプローブ)が従来と同じものであることを確認した。ただし、輸入手続きのための事務作業に手間取っている。手続き完了次第、必要に応じて書類修正後、倫理委員会への再申請を行う。マイクロダイアライシス測定機器(ISCUS)の整備も同時に行っている。重症脳障害に対して体温管理療法を含む集中治療を施行した患者において、マイクロダイアリシスを使用して評価した脳内代謝動態と全身代謝動態との関係を検討し、脳と全身他臓器とのインターフェイスである神経集中治療の指標として使用できるかどうかを調べた。心拍再開後脳障害(昏睡)患者では、体温管理療法開始から72時間の間において頭蓋内圧、脳灌流圧とともに種々のパラメータを評価したが、その中で、脳内のlactate/pyruvate比および脳内ブドウ糖、および血中lactate、血糖の比較検討が、病態を反映し神経学的転帰と関連している結果が得られた。すなわち、嫌気性代謝の指標であるlactateは、全身循環の指標としての血中濃度は自己心拍再開後高値であったものが徐々に正常化し転帰による差はみられなかったが、脳内Lactate/pyruvateは転帰不良群では徐々に増加し、これは全身循環は正常化しても脳内代謝障害が進行していることを捉えていた。一方、脳内ブドウ糖濃度は血糖値に依存していることがマイクロダイアリシスにより確認された。現在、心停止後脳障害に対する神経集中治療としての体温管理療法は、設定温度が32-36°Cと幅広くなり明確な目標体温は設定されていない。このように治療戦略がばらつく一因は脳障害の重症度が評価できていないことが一因と考えられる。脳内lactate/pyruvateは脳障害の程度を直接反映する指標である。脳障害の程度を評価して、それに応じた体温管理療法を含めた神経集中治療を行なっていくことが今後の課題であり、マイクロダイアリシスは重要な評価方法であることが今回の検討で示唆された。重症頭部外傷に対しても同様の脳と全身パラメータの比較検討を行ったが、心拍再開後脳障害でみられたような傾向はなかった。上記しましたが、測定機器が手に入っていないため。神経集中治療、重症脳障害測定機器輸入手続き、倫理委員会修正申請後再開する予定である。測定機器輸入計画、事務手続きの遅滞により次年度使用額が生じています。測定機器輸入手続き、倫理委員会修正申請後再開する予定である。平成27年度において、準備を進めて遂行する予定である。消耗品を平成26年度に購入することとなったため。次年度使用額については、平成26年度予算とともに消耗品費として執行予定である。
転写因子Mesp2の発現制御とMesp2による体節形成制御機構の解析

転写因子Mesp2は体節の前後極性形成に重要な役割を果たす。Mesp2は未分節中胚葉で、将来の一体節全体から前半部に局在する一過的で動的な発現を示すが、その発現制御機構は明らかになっていない。我々はすでに、トランスジェニックマウスを用いた解析および種間ゲノム配列比較により、Mesp2のORF 5'隣接配列中に、体節特異的な転写活性化に関わるエンハンサー配列を同定している。酵母ワンハイブリッドスクリーニングおよびゲルシフトアッセイの結果、これらの配列にはT-box転写因子であるTbx6が結合することがわかった。またトランスジェニックマウス胚を用いたレポーターアッセイにより、Tbx6結合配列がMesp2の発現に必須であることが示された。培養細胞系において、Tbx6はMesp2 ORF 5'隣接配列の下流につながれたレポーター遺伝子の活性を上昇させる。興味深いことに、このTbx6によるMesp2レポーター発現は、Notch細胞内ドメイン(NICD)の共発現によりNotchシグナル系を活性化すると、大きく上昇する。この発現上昇には、Mesp2 ORF 5'隣接配列中に存在する別の2つのエンハンサー配列が必要である。一方、Notchシグナル単独ではMesp2レポーターを活性化できないことから、NotchシグナルによるMesp2レポーター発現の上昇はTbx6依存的であると考えられる。Notchシグナルは体節形成において重要な役割を果たすが、これまでNotchシグナルとMesp2発現制御機構との直接の関係は明らかになっていなかった。我々のデータは、Tbx6を介した新しいタイプのNotchシグナルが、Mesp2発現制御に関わっていることを示唆する。
自己免疫、アレルギーにおける2種のインバリアントNKT細胞の機能解析

研究目的:iVα14、iVα19の2種のiNKT細胞についてその機能を検討し、これらの細胞を介して疾患抑制効果を選択的に引き出せるリガンドを探索する。研究成果と考察:iVα14T細胞については、血清移入関節炎を強く抑制する合成糖脂質(SGL)を見い出した。血清移入関節炎におけるSGLの病態抑制効果は、IL-4、IL-10、TGF-βに対する中和抗体の投与により減弱しなかったが、IFN-γの中和によりその抑制効果はほぼ消失した。IFN-γを投与すると、血清移入関節炎は抑制された。組織所見において、肥満細胞の脱顆粒はSGLの投与により著明に抑制されていた。またSGL投与およびIFN-γ投与により、血清投与によるヒスタミンの放出は抑制された。SGLは、OVA誘導性のアレルギー性気道炎症モデルも抑制し、IFN-γの中和によりその抑制効果はほぼ消失した。iVα19T細胞については、Vα19Jα33TgならびにVα19Jα33Tg/CD1^<-/->マウスにおいて、EAEの重症度が低く、MR1^<-/->マウスではEAEの重症度は悪化することから、EAEを抑制することを明らかにした。MOG特異的リンパ球の増殖反応は差がなく、EAEの重症度の変化はMOG反応性T細胞の頻度によるものではなかった。サイトカイン産生では、Vα19Jα33TgマウスではIL-2、Vα19Jα33g/CD1^<-/->マウスではIL-2、TNF-α、IFN-γ、IL-13、IL-6がコントロールに比較して産生低下がみられた。また、Vα19Jα33 TCR TgマウスにおいてはNKT細胞、T細胞に加え、B細胞からのIL-10産生が増加していた。B細胞からのIL-10産生にはICOS分子が重要でああった。今後は、iVα19T細胞を特異的に検出できる抗体作製により、iVα19T細胞のより生理的な生物作用が明らかになると考えられる。目的)iVα14、iVα19の2種のiNKT細胞について、自己免疫疾患やアレルギー疾患における機能を検討し、これらの細胞を介して疾患抑制に有効な機能を選択的に引き出せるリガンドを探索する。結果)iVα14T細胞については、血清移入関節炎において関節炎を強く抑制する合成糖脂質(SGL)を見い出した。SGLは、誘導前または発症後に投与しても関節炎を抑制した。Jα18ノックアウトマウスでは、SGLは関節炎を抑制せず、その効果はiVα14T細胞依存性であった。血清移入関節炎におけるSGLの病態抑制効果は、IL-10、TGFβに対する中和抗体の投与により減弱しなかった。SGLは、OVA誘導性のアレルギー性気道炎症モデルも抑制した。iVα19T細胞については、Vα19Jα33TgならびにVα19Jα33Tg/CD1KOマウスにおいて、コントロール群に比較してEAEの重症度が低かった。MOG_<35-55>特異的リンパ球の増殖反応は、Vα19Jα33Tgマウスと野生型B6マウス、またVα19Jα33Tg/CD1KOマウスとCD1KOマウス間において差がなく、EAEの重症度の変化ほMOG反応性T細胞の頻度によるものではなかった。サイトカイン産生については、Vα19Jα33TgマウスではIL-2、Vα19Jα33g/CD1ノックアウトマウスではIL-2、TNF-α、IFN-γ、IL-13、IL-6についてコントロールに比較して産生低下がみられた。一方、MR1ノックアウトマウスではEAEの重症度は悪化した。MOG_<35-55>に対する抗体のアイソタイプは、Vα19Jα33Tg/CD1KOマウスで、IgG1、IgEが有意に高く、MOG_<35-55>に対する反応がTh2に偏倚していることが示された。考察)iVα14T細胞のリガンドSGLについては、関節炎、アレルギー性気道炎症モデルを抑制することから、iVα14T細胞の機能抑制が作用機序として考えられるが、その他両モデルを抑制する液性因子等についても検討が必要である。iVα19T細胞については、EAEにおいては、疾患抑制的に作用することがわかった。今後はその作用機序の検討が重要である。

SGLは、OVA誘導性のアレルギー性気道炎症モデルも抑制し、IFN-γの中和によりその抑制効果はほぼ消失した。iVα19T細胞については、Vα19Jα33TgならびにVα19Jα33Tg/CD1^<-/->マウスにおいて、EAEの重症度が低く、MR1^<-/->マウスではEAEの重症度は悪化することから、EAEを抑制することを明らかにした。MOG特異的リンパ球の増殖反応は差がなく、EAEの重症度の変化はMOG反応性T細胞の頻度によるものではなかった。サイトカイン産生では、Vα19Jα33TgマウスではIL-2、Vα19Jα33g/CD1^<-/->マウスではIL-2、TNF-α、IFN-γ、IL-13、IL-6がコントロールに比較して産生低下がみられた。また、Vα19Jα33 TCR TgマウスにおいてはNKT細胞、T細胞に加え、B細胞からのIL-10産生が増加していた。B細胞からのIL-10産生にはICOS分子が重要でああった。今後は、iVα19T細胞を特異的に検出できる抗体作製により、iVα19T細胞のより生理的な生物作用が明らかになると考えられる。
ヒトの色認識の原理に基づいたカラーユニバーサルデザイン自動設計法開発の基礎研究

昨年度解析を始めた、1050色の色票を色名に従って被験者に分類してもらい、「ある色名の範囲内に感じられる色」と「その中でもっともその色らしいと感じられる色」の分類を行う実験で、L錐体を持たないP型(1型)色覚の人に続き、M錐体を持たないD型(2型)色覚の人の解析を行った。D型ではP型よりもC型と知覚が一致する色の種類が若干多かった。3つの色覚タイプを合計すると、赤・ピンク・オレンジ・クリーム・黄色・緑・水色・青・黒ではどの色覚タイプでも同じ色名に感じられる色域が見つかったのに対し、茶色・ベージュ・黄緑・薄緑・青紫・薄紫・紫・赤紫・灰色ではどの色覚タイプでも同じ色名に感じられる色域の範囲が狭く、これらの色で共通の色認識を得る困難さが判明した。また、これまでの知見をベースにして分かりづらい配色を分かりやすい配色に自動的に置き換えるシステムの試作として、昨年度までに作成したどの色覚でも比較的分かりやすい配色セットを用いて、近隣の色域の色をこれら20色の方向ヘシフトさせるアルゴリズムの開発を始めた。境界部の色の扱いが難しく、まだ安定して動作するシステムには至っていないが、今後引き続き検討を継続する。並行して、テレビ放送局からの依頼を受け、従来から各放送局で使用色が統一されておらず、しかも混同しやすい色があると視聴者からクレームが寄せられていた津波・大津波警報の画面表示について、より見やすい配色の検討を行った。このシステムには津波注意報・津波警報・大津波警報の3色の表示色と、陸地・海の2色の背景色の、合計5色が必要であり、しかも注意や警戒感を呼び起こすことができる色の範囲は限られている。数十種類の試作画面を被験者によって比較検討した結果、黄・赤・赤紫の表示色と灰色・濃紺の背景色を用いた組み合わせが最適と判断され、実際に放送局の警報システムに組み込む検討が始められた。昨年度までの挑戦的萌芽研究で作成してきた「どのような色覚でも同じように見分けやすい色のセット」について、これまで作成した塗装分野(日本塗料工業会色票が業界標準)と印刷分野(DICカラーガイドが業界標準)に加え、パソコン画面やインターネット表示に用いられるRGB色指定法による見分けやすさを追求し、被験者実験を重ねた結果、画面表示に用いられる色範囲に合わせて色合いを調整したセットを作成した。さらに、それらの組み合わせのなかでも特に混同しにくいもの、比較的混同しやすいものの確認を行った。これによって、塗装・印刷・画面という色表示の全分野をカバーする指標を構築するとともに、それぞれのケースにおいて見分けやすい色に必要な色差の検証が可能になった。さらに、網膜で色情報の検知に関与する錐体細胞の種類が一般よりも少ない色弱の人の特徴的な色認識の傾向を知るために、2つの方法で検討を開始した。まず、1050色の色票を色名に従って被験者に分類してもらい、「ある色名の範囲内に感じられる色」と「その中でもっともその色らしいと感じられる色」の分類を行った。今年度はこれを一般の色覚の人とL錐体を持たないP型(1型)色覚の人について検査し、色認識の範囲のずれを調べた。並行して、色空間における3次元方向の混同線を確定するため、グラフィックディスプレイにおいてある色と混同する色の範囲を組織的に探索した。その結果、予想に反して横方向のきわめて広い範囲の色で混同が観察され、混同線というよりも混同領域と呼ぶのに近い状況であることが示唆された。