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骨吸収抑制作用を有するイソフラボノイドの合成研究

イソフラボノイドは1,2-ジフェニルプロパン骨格を有する酸素複素環化合物である。最近、イソフラボノイドの一種であるクメステロールを先導化合物として創製されたイソフラボン骨格を有する薬物が老人病の一つ骨粗鬆症の治療薬として発売された。天然に存在するイソフラボノイドが骨格的に多様に分化していること、及びイソフラボノイドの合成化学が未発達であることに鑑み、当研究者はイソフラボン以外のイソフラボノイドにも優れた骨吸収抑制作用を示す物質が存在すると確信した。当研究者は各種イソフラボノイドの合成研究に着手し、その結果、次に示すような新規合成法を開発した。1、硝酸タリウム(III)によるフラバノンのイソフラボンへの直接交換強酸存在下でフラバノンを硝酸タリウム(III)で反応させると2位フェニル基の転移を伴って一段階でイソフラボンを生成する。フラバノンはカルコンの酸触媒による閉環で容易に調製できるので、本反応は様々なイソフラボンの合成に有用であり、ハロゲン基を含めて様々な置換基を有するイソフラボンを合成した。2、3-アリールクマリンの環縮小による2-アリールベンゾフランの新規合成法3-アリールクマリンはオルトヒドロキシベンズアルデヒド、フェニル酢酸のアルドール縮合で容易に調製できるイソフラボノイドの一種であり、当研究者はそのα-ピロン環をフラン環に変換することに成功した。この方法で天然に存在する数種の2-アリールベンゾフランを合成した。3、イソフラバンの新規合成法ジクロロアルミニウムヒドリドにより3-アリールクマリンのα-ピロン環を開裂することなくイソフラベンに変換することに成功した。これを接触還元し保護基を除去してイソフラバンを得た。数種のイソフラバンをこの新規合成法で調製した。本研究で調製したイソフラボノイド類は骨吸収抑制作用に供した。当初の申請計画に従って次の合成研究を遂行した。1、イソフラボン類の合成ベンジロキシ基、メトキシ基、ハロゲン基などを有するベンズアルデヒドに0-ヒドロキシアセトフェノン、2-ヒドロキシ-4-メトキシアセトフェノンをアルドール縮合させ相当するカルコンを合成した。これらを20%硫酸、メタノールの1:1混液中で還流し、反応物をカラムクロマトグラフィで分離して各種フラバノンを得た。こうして調製した各フラバノンをメタノール-クロロホルム混液に溶かし、これに過塩素酸を加えて最終濃度1520%としたのち三硝酸タリウムを室温下で一昼夜作用させた。反応物はカラムクロマトグラフィで精製し主生成物として目的とするイソフラボンを得たほか、副生成物としてフラボンが得られた。フラボンの生成は本転移反応の反応機構を考える上で興味深い。2、2-アリルベンゾフラン、イソフラバン類の合成2-ヒドロキシ-4-ベンジロキシベンズアルデヒド、4位、2,4位、3,5位、2,3,4位にベンジロキシ基又はメトキシ基を有するフェニル酢酸をそれぞれ調製し、アルドール縮合により相当する3-アリルクマリンを合成した。これらの3-アリルクマリンをリチウムアルミニウムヒドリド-塩化アルミニウムの1:2混合物により還元してイソフラベンとし、これを接触還元して各種イソフラバンに誘導した。また、リチウムアルミニウムヒドリド-塩化アルミニウムの2:1混合物で還元するとクマリン環の開裂したものが得られ、これをベンゼン中で2,3-ジクロロ-5,6-ジシアノ-p-ベンゾキノンで酸化するとホルミルの脱離を伴う閉環反応が進行し各種の2-アリルベンゾフランが得られた。本反応の機構についても考察した。

3、プロテカルパン類の合成2-メトキシフェノールにアリールブロミドを作用させ、ついで120度以上で加熱して7-メトキシ-2H-1-ベンゾピランを得た。これにLi_2PdCl_4触媒によるHeck反応でセサモールをカップリングさせてプテロカルピンを合成した。イソフラボノイドは1,2-ジフェニルプロパン骨格を有する酸素複素環化合物である。最近、イソフラボノイドの一種であるクメステロールを先導化合物として創製されたイソフラボン骨格を有する薬物が老人病の一つ骨粗鬆症の治療薬として発売された。天然に存在するイソフラボノイドが骨格的に多様に分化していること、及びイソフラボノイドの合成化学が未発達であることに鑑み、当研究者はイソフラボン以外のイソフラボノイドにも優れた骨吸収抑制作用を示す物質が存在すると確信した。当研究者は各種イソフラボノイドの合成研究に着手し、その結果、次に示すような新規合成法を開発した。1、硝酸タリウム(III)によるフラバノンのイソフラボンへの直接変換強酸存在下でフラバノンを硝酸タリウム(III)で反応させると2位フェニル基の転移を伴って一段階でイソフラボンを生成する。フラバノンはカルコンの酸触媒による閉環で容易に調製できるので、本反応は様々なイソフラボンの合成に有用であり、ハロゲン基を含めて様々な置換基を有するイソフラボンを合成した。2、3-アリールクマリンの環縮小による2-アリールベンゾフランの新規合成法3-アリールクマリンはオルトヒドロキシベンズアルデヒド、フェニル酢酸のアルドール縮合で容易に調製できるイソフラボノイドの一種であり、当研究者はそのα-ピロン環をフラン環に変換することに成功した。この方法で天然に存在する数種の2-アリールベンゾフランを合成した。3、イソフラバンの新規合成法ジクロロアルミニウムヒドリドにより3-アリールクマリンのα-ピロン環を開裂することなくイソフラベンに変換することに成功した。これを接触還元し保護基を除去してイソフラバンを得た。数種のイソフラバンをこの新規合成法で調製した。本研究で調製したイソフラボノイド類は骨吸収抑制作用試験に供した。
アルツハイマー病態におけるBACE1発現異常及びシナプス変性の分子機序

アミロイドβタンパク質(Aβ)の集合体であるAβオリゴマーは、神経・シナプス毒性を持ち、アルツハイマー認知症(AD)の発症因子と考えられている。昨年度に引き続き、Aβオリゴマーにより引き起こされるシナプス異常、及びAβ生成プロテアーゼBACE1の発現増強のメカニズムに関する検討を継続した。独自に樹立したラット初代培養神経細胞の実験モデル系において、神経細胞を比較的低濃度のAβ42オリゴマーで23日間処理した場合、シナプス特異タンパク質であるSynapsin I、SNAP-25、Spinophilinなどの局在部位が、シナプス様構造から細胞体、神経突起へと移行していることが観察された。これらのタンパク質の総発現レベルには変化がなかった。これらの知見から、Aβオリゴマーがシナプスの構造的破綻を引き起こすことが強く示唆された。Aβオリゴマーが神経細胞毒性を引き起こす作用経路に関しては、代謝型グルタミン酸受容体経路に着目した研究を継続中である。AβオリゴマーによるBACE1発現異常の分子機序に関連して、BACE1との結合性が予備的に示唆されたタンパク質について、免疫共沈実験などで検証したが、陽性所見が得られなかった。方針を転換し、オートファジー・リソソーム経路の変動の観点から、検討を進めることとした。また、ADモデルマウス(5XFADマウス)の脳組織中のBACE1のタンパク質発現についても検討し、発現増加を確認した。Aβオリゴマーのシナプス毒性メカニズムに関して、複数のシナプス関連タンパク質の異常の解析から、興味深い知見が得られた。BACE1に関する研究は、方針転換が必要であったが、研究全体の進捗はほぼ順調といえる。Aβオリゴマーに起因するシナプス変性のメカニズムについては、H29年度までに得られた知見を基に、神経細胞内のシナプスタンパク質の挙動異常の実体を明確にするための研究を行う。その他については、方針に修正を加え、焦点を絞って研究を進める。アルツハイマー認知症(AD)の初期病態において、アミロイドβタンパク(Aβ)の集合体であるAβオリゴマーが神経・シナプス障害の病原的因子として重要視されている。しかし、Aβオリゴマーが神経・シナプス毒性を発現するメカニズムはまだ十分解明されていない。我々はこれまでに、AβオリゴマーがAβ生成プロテアーゼBACE1のタンパク発現を翻訳後メカニズムにより増強し、それがAβ生成の増悪要因となることを明らかにした。本研究では、Aβオリゴマーに起因するシナプス変性及びBACE1発現増強の分子メカニズムを解明することを主な目的とした。これまでに樹立した初代培養神経細胞の実験モデル系を主に用いた。この系において、神経細胞をAβ42オリゴマーで23日間処理した場合、カスパーゼ3の活性化、タウの異常(リン酸化の亢進、分子内切断の増加)、βカテニンを含むシナプス関連タンパクの局在異常などが認められ、ADの病理的特徴を反映することが示唆された。2日間のAβオリゴマー処理後に、オリゴマーを細胞外から除いた状態で2日間培養した場合、これらの異常変化が明らかに回復した。この結果から、Aβオリゴマーは主に細胞外から作用を発揮しており、その神経細胞毒性は可逆的性質を持つことが強く示唆された。Aβオリゴマーが神経細胞毒性を引き起こす作用起点に関しては、Wnt-βカテニン経路、代謝型グルタミン酸受容体などに着目した研究を行い、興味深い予備的知見が得られつつある。AβオリゴマーによるBACE1発現異常の分子機序について、BACE1の輸送に関わるとの報告があるSnapinに着目し、両者の関係を調べたが、相互作用や直接的な関係を示唆するデータは得られなかった。Aβオリゴマーの神経毒性作用の可逆性を示すことができたこと、Aβオリゴマーにより発現するシナプス関連タンパクの異常の解析が進み、その異常が発現する経路に関する研究も進行しつつあることから、研究全体の進捗はほぼ順調といえる。

BACE1に関する研究は、方針転換が必要であったが、研究全体の進捗はほぼ順調といえる。Aβオリゴマーに起因するシナプス変性の分子メカニズムについては、初年度において得られた知見を基に、研究を進める。この研究が発展すれば、アルツハイマー病の治療法開発につながる可能性がある。また、AβオリゴマーによるBACE1発現異常の分子機序について、BACE1の輸送及び分解系の異常の観点からの探究を継続する。Aβオリゴマーに起因するシナプス変性のメカニズムについては、H29年度までに得られた知見を基に、神経細胞内のシナプスタンパク質の挙動異常の実体を明確にするための研究を行う。その他については、方針に修正を加え、焦点を絞って研究を進める。残額が非常に少額で、適切な物品購入が困難なため、次年度に繰り越すこととした。残額が非常に少額であり、適切な物品購入が難しく、次年度に繰り越すこととした。消耗品費に充当する予定である。
局所尤度法に基づく密度推定と非線形モデリング

本年度は、正則化局所尤度法の高次元データへの適用について研究を行った。また正則化局所尤度法に基づくロジスティック回帰モデルを多群判別問題に適用し、従来提案されている局所尤度法に基づくロジスティック判別との比較を行った。これらの研究によって得られた成果を以下に述べる。1.平成15年6月にアメリカで開催された国際会議では、正則化局所尤度法に基づく非線形回帰モデルについて、その有効性を(去年度の研究成果を含めて)発表した。説明変数が多次元の場合に、局所尤度法と提案した手法についてそれぞれ数値実験を行った結果、真のモデルと推定したモデルとの間の平均2乗誤差を小さくする上で提案手法が有効である事が分かった。そして国際会議で発表した研究成果の内容をまとめ、現在雑誌「Annals of the Institute of Statistical Mathematics」に投稿中である。2.正則化局所尤度法に基づくロジスティック判別についての研究成果は、平成15年9月の統計関連学会連合大会(名城大学)で講演した。実際に局所尤度法に基づくロジスティック回帰を判別に用いた場合、推定量の不安定性が判別領域に影響を及ぼし、観測されたデータに対して正しく判別できないことがしばしばある事が分かった。そこで、正則化を用いることによって安定した判別領域を構成することを人工データを通して検証した。さらに、提案する手法を多群判別問題に拡張して実データに適用した結果、従来の判別手法と比較して予測誤差を小さくする上で有効であることが分かった。なお、正則化局所尤度法の関数データへの適用に関しては今後の研究課題の一つである。本年度は、正則化局所尤度法に基づく非線形回帰モデルに関する理論的研究と、従来提案されている局所尤度法との比較について研究を行った。また正則化局所尤度法を説明変数が多次元の場合に拡張した上で、この手法の判別分析への適用についても研究を行った。1.平成14年5月の応用統計学会シンポジウム(京都)では正則化局所尤度法を提案し、その有効性について講演した。従来の局所尤度法では推定量の不安定性の問題が指摘されていたが、提案する手法によってこの問題点を克服する事ができた。またこの手法の本質的な問題であるモデル評価については、情報量の観点からモデル評価規準を導出し、実データの適用や数値実験を通してその有効性を検証した。そしてこれまでに述べた研究成果の内容をまとめ、現在雑誌「計算機統計学」に投稿中である。2.説明変数が多次元の場合の拡張についての研究成果は、平成14年9月の統計関連学会連合大会(明星大学)で講演した。1.で述べた局所尤度法における推定量の不安定性の問題は説明変数が多次元の場合にも当てはまり、提案する手法を用いることによって解消することが分かった。しかし一般的にデータの次元が増大すれば、累進的に大きな数のデータを用いなければ次元が低い場合と同じ程度の精度が得られないという事が知られている。これを「次元の呪い」と呼ばれ、この問題については今後の研究課題の一つである。3.平成15年3月に開催される日本数学会(東京大学)では、正則化局所尤度法を一般化線形モデルの枠組みで構築した上で、これを2群判別問題に適用する方法について講演する予定である。提案した手法に基づく判別分析の多群への拡張と予測誤差の推定法については現在研究中であるが、実際に局所尤度浩と比較して安定した判別領域を構成する事をシミュレーションを通して検証した。
看工連携による看護ケアテキスト評価・分析支援システムの開発

看護ケアの質向上のため,看護質評価基準に沿った質問に対して回答された看護過程の自由記述文章(看護ケアテキスト)を,専門家の評価と同様に自動評価することを目指して研究開発を行ってきた.看護ケアテキスト数値化プログラムを開発し,日本語自由記述文章を数値で表現された特徴ベクトルへ変換し,機械学習アルゴリズムにより自動分類を行った.単語の係り受けなどの文構造を考慮した特徴ベクトル化により分類精度向上を図った.決定木構造を導入したサポートベクトルマシンやWord2Vecと呼ばれる単語の関係性を多次元空間へ配置する手法を導入して,分類性能の向上や分類過程の可視化を行った.看護ケアデータ分析システムのテキスト分類性能の向上を図るため、看護ケアテキスト数値化プログラムにおいて文構造を考慮するために係り受け関係を導入した。従来の看護ケアテキスト数値化プログラムに対して係り受け関係を表現できるよう変更を施し性能評価を行った。その結果、初期の係り受け関係の数値化方法では分類性能向上がわずかにとどまった。そこで、遺伝的アルゴリズムにより、数値化の最適化を行ったところ、遺伝的アルゴリズムの導入前より性能向上が見られた。また、看護ケアデータ分析システムでは、過去の看護ケアデータの情報に基づいて単語集合を生成するが、評価対象のテキストに初めて出現する単語については情報を持っていない。このような状況は回避することができないため、自動的に未知の単語に関する何らかの情報を収集する仕組みが必要になる。そこで、未知の単語が出現した際にWeb上の情報を利用するシステムのプロトタイプを作成した。ここで収集した情報は概念ファジィ集合生成の基礎データとなる。看護の質を示す要素に関して、看護ケアテキストデータ中から鍵となる表現を発見するため、決定木を利用した方法を考案し、その性能を評価した。(1)出現単語ベースの特徴ベクトル、(2)文節ベースの特徴ベクトル、および(3)係り受け関係ベースの特徴ベクトルのそれぞれに対して決定木により分類規則を抽出・表現した場合、(1)では、抽出された分類規則を専門家が理解することはできるが表現力に欠けることがわかった。(2)は抽出された分類規則の表現力に優れるが、看護ケアデータ分析システムでの分類性能は良くなかった。(3)は改善の余地があるものの分類性能と表現力のバランスが良いことがわかった。本年度の研究では、看護ケアデータ分析における専門家支援システムの各構成要素のそれぞれについて基礎的な仕組みを構築した。本年度は,看護ケアテキスト自動分類における特徴抽出の改良を目的に,文構造の表現方法を検討した.従来の係り受け関係表現では情報の欠落を免れないことが明らかになっていたため,情報の欠落が最小限度に抑えられるよう行列表現による特徴ベクトル化を提案した.提案方法ではテキストの分類性能向上が見られるものの,単語数の二乗の次元数のベクトル表現となることが今後の検討課題である.また,評価対象のテキストに初出の単語(以下,未知語と呼ぶ)に対処する方法として,Word2vecと呼ばれる単語を多次元空間へ配置する方法の利用を検討した.これについては引き続き検討中であるが,現在のところ,十分に選別された教師用テキスト集合を準備できれば,本研究課題に有効な手法であると言える.概念ファジィ集合を構築するシステムを導入しているところであるが,この手法との融合を検討している.看護テキストの分類に際して,従来から利用しているサポートベクターマシンを木構造に配置し,それぞれのノードでは2クラス分類をさせる方法と昨年度までに提案した3種の特徴ベクトル表現,および,本年度考案した前述の特徴ベクトル表現を組み合わせて評価を行った.看護ケアテキストは十数種類の質問項目があり,それぞれのテキスト集合の分類評価を行っているが,質問項目毎に有効な特徴ベクトル表現が存在するという結果を得た.本年度の研究では,看護ケアデータ分析における専門家支援システムについて昨年度の成果を踏まえ改良を試みた.今後の検討課題として,新しい薬品名や器具名,略語や造語など看護現場で日々刻々と増加する単語への対処を自動的に行う仕組みの考案等が必要である.これについては,前述の通り検討を始めている.本年度は,word2vecを利用した看護ケアテキストデータの特徴ベクトル表現を試みた.word2vecは大量のテキストデータを利用して学習を行い,単語を任意の次元の数値ベクトルで表現する手法であり,単語間の関係性を表現できる.これまでの研究成果に加えてこのword2vecを利用することにより,看護ケア自動分類システムの分類性能向上を図った.また,これまでの研究成果と本年度の成果を総括し,看護ケアテキストデータ集合の質問項目ごとの部分集合に応じた特徴ベクトル化が自動分類に於いて有効であることを明らかにした.特に係り受けを考慮する文構造を考慮した特徴ベクトル化とword2vecを利用する単語の有無に着目する特徴ベクトル化がそれぞれ有効である看護ケアテキスト部分集合が存在しており,このことは,看護ケア専門家が看護の質評価基準に従って看護ケアテキストを評価する際に,文章をどのように読み,どのように評価しているかということと関連すること示唆している.したがって,この点を充分に考慮すれば看護ケアテキストデータ集合の各部分集合に対してどのような特徴ベクトル化が適切かを判断できるということが言える.

このことを利用すると本研究で開発している看護ケアテキストデータ自動分類システムの分類性能を実用するのに充分なレベルにすることができる.本研究で開発している自動分類が実用化できれば,看護ケアの質向上に大きく貢献するといえる.今後は本システムのさらなる性能向上と,看護師個人個人が自ら質向上に取り組めるような即応性の高いシステムへと改善していく予定である.看護ケアの質向上のため,看護質評価基準に沿った質問に対して回答された看護過程の自由記述文章(看護ケアテキスト)を,専門家の評価と同様に自動評価することを目指して研究開発を行ってきた.看護ケアテキスト数値化プログラムを開発し,日本語自由記述文章を数値で表現された特徴ベクトルへ変換し,機械学習アルゴリズムにより自動分類を行った.単語の係り受けなどの文構造を考慮した特徴ベクトル化により分類精度向上を図った.決定木構造を導入したサポートベクトルマシンやWord2Vecと呼ばれる単語の関係性を多次元空間へ配置する手法を導入して,分類性能の向上や分類過程の可視化を行った.国内の多くの病院における看護師の看護ケアの質向上のため,ケアの質を評価する仕組みにおいてこれを工学的に支援するシステム構築という目標に対して,中核の自動分類システムも構築とその分類性能向上を図っている.文章構造の表現方法を改良し,情報の欠落を最小限度に抑えることにより,分類性能向上を達成した.また,サポートベクターマシンを木構造に配置した分類システムを利用することにより,分類結果の分析を考慮したシステムを実現した.日々刻々と変化する言葉を多く含むテキストの自動分類という観点から,新たな問題点が明らかになっているが,本研究の成果により本システムの分類性能は着実に向上している.平成26年度は前年度成果に基づき多少の研究計画を見直したが,順調に達成できていると言える.計算知能工学本年度に構築された分類システムの各構成要素の性能向上に引き続き取り組むと共に,分類結果から有用な知識を抽出する仕組みを構築する.この知識抽出システムの性能は自動分類システムの分類性能に強く依存する.したがって,知識抽出システムの構築過程で,必要に応じて分類システムの性能向上を行う.また,日々刻々と生まれる語へ対応する仕組みを構築することを目指す.国内の広範囲に渡る多数の看護師の看護ケアの質を少数の専門家により評価するための支援システムを構築するという大きな目標に対して、本年度は当該システムの中核となる看護ケアテキスト分類システムの分類性能向上を、文章構造を考慮してテキストを数値化するという手法を用いて着実にその性能を向上させている。また、その他に必要となる構成要素について基礎的な仕組みを構築した。本年度の実施計画の通り、概念ファジィ集合構築の基礎データ収集の仕組みや、決定木による情報抽出を行った。そしてそれぞれに対して性能評価を行った。それぞれの構成要素については現段階では基礎的な仕組みであるが看護ケアデータ分析システムに有用であることを確認した。日本の看護の質向上のための工学的見地からの貢献としては、自動分類システムによる看護ケアテキストの記述内容の評価を看護ケア専門家と近づけることが最終目標であるため、本年度に明らかになった問題点に対処するべく次年度以降の研究計画を見直す必要性はあるが、平成25年度計画については達成できていると言える。本年度で構築した看護ケアデータ分析システムの基礎的な各構成要素は今後洗練させなければならない。
多様な情報の空間的側面に注目した情報ブラウザの開発

本研究では,空間属性を備えた情報の爆発を背景に,それを誰もが容易に閲覧出来る新しい情報ブラウジング手法を開発する.中でも,特に公共交通による移動状態の把握や支援に焦点を絞って研究を進めた.本研究では,「スマートフォンの気圧計のみを用いた地下鉄車内での位置情報の実現」,「全天球カメラを用いて疑似動画を生成する駅構内での案内システムの開発」,「公共交通のオープンデータ配信システムの開発と運用を通したオープンデータの普及」を実現した.本研究では,空間属性を備えた情報の爆発を背景に,それを誰もが容易に閲覧できる新しい情報ブラウジング手法を開発する.本年度は,特に公共交通による移動中の空間情報に焦点を当て,基礎となる位置情報システムと,情報流通システムを構築した.位置情報としてGPSの信号が届かず位置情報が取得出来ない地下鉄にを対象とし,走行中の車両の現在位置を認識する代わりに乗車した瞬間の電車を特定し,現在時刻と時刻表,リアルタイムデータなどから現在地を推測する技術を開発し,iPhone向けアプリとして公開した.まず,スマートフォンのジオフェンシング機能で地上などにおいて接近した地下鉄駅を認識する.そして,iPhoneが持つ万歩計機能で歩数を数え,地下鉄駅において歩みを止めた時刻を乗車時刻とすることで,地下鉄電車に乗車した駅と時刻を推定し,列車を特定する.利用者は,アプリを起動することで他に操作することなく現在乗車中の電車の時刻表が得られる.情報流通システムとしては,情報整備が進んでいない小規模なコミュニティバスを対象にOpenTrans.itという情報提供ポータルを開発し,バス停や時刻表データを提供した.ここでは,GTFSという世界標準形式でオープンデータとして提供し,さらにバスに搭載したスマートフォンからロケーション情報とバス停ごとの乗降人数をリアルタイムに配信した.2015年1月から静岡県掛川,御前崎,裾野市との協力で実証実験を開始し,ハッカソンの開催やGoogle Mapsへの情報提供などを試みた.どちらにおいても情報ブラウジングのための基盤的な技術であり,それぞれ実用性の高い技術として実際の運用に至るまで開発を行っている.本研究では,空間属性を備えた情報の爆発を背景に,それを誰もが容易に閲覧できる新しい情報ブラウジング手法を開発する.本年度は昨年度から引き続いて,特に公共交通による移動中の空間情報に焦点を当て,基礎となる位置情報システムと,公共交通情報の流通システムについて研究を行った.位置情報としてGPSの信号が届かず位置情報が取得出来ない地下鉄にを対象とし,走行中の車両の現在位置を認識する技術を開発した.本年度は,近年スマートフォンへの採用が進む気圧計を利用した位置情報システムを研究した.地下鉄トンネル内を走行中,車内のの気圧は様々な要因で大きく上下に変動する.一方駅での停車中は,当日の気象条件と駅の標高を反映した一定の値となる.この特性を利用し,走行と停車状態を判定するとともに,停車中において停車駅を判断した.この手法を東京メトロの車内で実際に取得した気圧データを用いて評価するとともに,開発した位置情報技術を採用したプロトタイプアプリケーションを開発した.情報流通システムとしては,情報整備が進んでいない小規模なコミュニティバスを対象に昨年度に引き続きOpenTrans.itという情報提供ポータルを開発し,バス停や時刻表データを提供した.ここでは,GTFSという世界標準形式でオープンデータとして提供し,さらにバスに搭載したスマートフォンからロケーション情報とバス停ごとの乗降人数をリアルタイムに配信している.本年度は静岡県島田市のデータを整備するとともに,GTFSによりGoogle Mapsへの配信を実現した.どちらにおいても情報ブラウジングのための基盤的な技術であり,それぞれ実用性の高い技術として実際の運用に至るまで開発を続けている.本研究では,空間属性を備えた情報を誰もが容易に閲覧できる新しい情報ブラウジング手法の開発を目指している.そのため,前提として空間属性を備えた様々に情報にアクセス可能な状況を実現する必要がある.本年度は,昨年度に引き続き,空間情報の中でも公共交通に関連した情報に焦点を当て,そのための基礎技術の開発を基礎となる位置情報システムと,情報流通システムという観点から行った.情報流通システムとして開発したOpenTrans.itは,2015年1月よりシステムを稼働させ,データ配信を続けている.現在は静岡県島田市のデータがGTFSフォーマットでGoogle Mapsへ配信されているが,これは,筆者が調査する限り,日本で唯一の交通事業者がオープンデータとして提供する公共交通データの乗り換え案内への活用事例であり,公共交通データの流通促進に向けた先進事例として評価されている.また,こうした情報提供,流通に関する問題を議論するシンポジウムとして2016年2月に開催した「交通ジオメディアサミットIT×公共交通

2020年とその先の未来を考える」は,200名近い参加者を集め,Impress Internet Watchにおける紹介記事が注目を集めるなど,公共交通データの公開や流通促進の原動力となっている.どちらの技術も基盤技術であり,目標自体を直接成し遂げているわけではないが,それぞれ完成度が高い技術として運用に至っており,本研究の達成度としても概ね順調であると評価出来る.本研究では,空間属性を備えた情報の爆発を背景に,それを誰もが容易に閲覧出来る新しい情報ブラウジング手法を開発する.本年度は昨年度から引き続いて,特に公共交通利用者向けの情報提供に焦点を当て,基礎となる位置情報取得技術,駅構内データの作成技術や案内技術,公共交通情報の流通システムについて研究を行った.位置情報取得技術としては,スマートフォンの気圧計を利用した地下鉄車内向けの位置測位手法の研究を続けており,GPSが届かない地下鉄車内においても,気圧変化を見るだけで走行中か停車中かの走行状態の認識,及びどこの駅間を走行しているかという走行位置の認識手法を開発した.本年度は,手法を更に改良し,ACM SIGSPATIAL 2016にてその成果を発表し,査読論文への投稿を行った.また,同手法を組み込んだ一般向けアプリケーションの開発にも取り組んでいる.駅構内データの作成技術や案内技術としては,駅構内を5mごとなどの規則的に全天球カメラで撮影し,その画像を動的に編成することで簡易にナビゲーション動画を作成するシステムを開発した.移動者視点の動画は,抽象化された地図に比べて直感的に経路を伝達しやすいが,複雑な構造の駅においては,あらゆる人の必要性を満たす動画の準備は困難だった.提案手法によって,様々な移動経路に応じた疑似動画が作成出来る.今後,多様な駅に対応させるためのエディタの開発なども目指している.公共交通情報の流通システムとしては,公共交通オープンデータの推進をシステム面とフォーマットの整備面から行った.静岡県で実験を続けているOpenTrans.itを引き続き稼働させたほか,同様の試みを目指す他地域と連携しながら,データ流通に必要なプラットフォーム技術の要件の整理やフォーマットの開発などを行った.本研究では,空間属性を備えた情報の爆発を背景に,それを誰もが容易に閲覧出来る新しい情報ブラウジング手法を開発する.中でも,特に公共交通による移動状態の把握や支援に焦点を絞って研究を進めた.本研究では,「スマートフォンの気圧計のみを用いた地下鉄車内での位置情報の実現」,「全天球カメラを用いて疑似動画を生成する駅構内での案内システムの開発」,「公共交通のオープンデータ配信システムの開発と運用を通したオープンデータの普及」を実現した.本研究では,空間属性を備えた情報を誰もが容易に閲覧できる新しい情報ブラウジング手法の開発を目指している.そのため,前提として空間属性を備えた様々に情報にアクセス可能な状況を実現する必要がある.本年度は,空間情報の中でも公共交通に関連した情報に焦点を当て,そのための基礎技術の開発を基礎となる位置情報システムと,情報流通システムという観点から行った.位置情報システムとしては,現状までにプロトタイプアプリケーションを完成させ,iPhone向けにダウンロード可能になっている.基本的なアイディアを国際会議などで発表しつつ,ユーザからのフィードバックを集めながら精度の向上を目指した改良を始めている.これによって,地下鉄内での位置情報を取り扱う技術的基盤が出来,次年度以降の研究の土台として活用できると考えられる.情報流通システムとして開発したOpenTrans.itは,2015年1月よりシステムを稼働させ,データ配信を始めた.この活用を進めるために,地域の課題解決に関心を持つ開発者などを集めたハッカソンというイベントを開催し,市民だけでなく全国からの参加者がコミュニティバスデータを活用したアイディアやアプリなどを話し合い,試作を行った.
アディポサイトカインの担う難治性疼痛形成におけるエピジェネティクス制御機構の解明

アディポカインであるレプチンがマクロファージに作用し、ケモカインであるマクロファージ炎症性タンパク質(MIPs)の発現を増加させた。MIPsは傷害後の末梢神経においても発現増加しており、MIPシグナルを阻害すると神経障害性疼痛ならびに神経炎症が抑制された。さらにMIPの発現増加にはプロモーター領域におけるヒストンアセチル化が関与することを見出した。結論として、アディポカインはヒストン修飾などのエピジェネティクス調節を介して炎症性細胞におけるケモカイン発現を増加させ、神経障害性疼痛の形成に重要な役割を果たすことが明らかとなった。<研究の目的>難治性疼痛の形成におけるアディポサイトカインおよびその下流に位置するサイトカイン・ケモカインの役割を検討するとともに、それらの発現変動を担うエピジェネティクス制御機構を明らかにする。<実験方法>坐骨神経部分結紮(PSL)モデルマウスおよび培養マクロファージを用い、行動薬理学的、生化学的および免疫組織・細胞化学的手法による解析を行った。<実験結果>培養マクロファージにおいて、レプチン処置によりIL-1βの発現が増加し、また炎症性ケモカインであるCCL3、CCL4およびCCL5の発現増加が観察された。これらはいずれもJak2-STAT3経路を介して発現が増加し、またPSL後の坐骨神経においても長期的な発現増加が認められた。CCL3およびIL-1βはPSL後の坐骨神経に浸潤するマクロファージに局在しており、これらの中和抗体およびその受容体に対するsiRNAを傷害部位に局所投与すると神経障害性疼痛が抑制された。またCCL3はIL-1βの発現を制御していることも明らかになった。PSL後の坐骨神経において、DNAメチル基転移酵素(DNMT)の発現を評価したところ、DNMT1の発現増加およびDNMT3aの発現低下が認められた。さらにメチル化DNA結合タンパク質であるMeCP2の発現低下が観察された。<考察・意義>本研究において、難治性疼痛形成の責任分子であるレプチンを介して発現が増加するメディエーターを新たに同定し、それらが疼痛形成に及ぼす役割を明らかにした。またエピジェネティクス制御因子の発現変動が起こることも見いだしており、今後の更なる発展が期待できる。<研究の目的>これまでにアディポサイトカインであるレプチンがサイトカイン・ケモカインの発現増加を伴う神経炎症を増悪させ、難治性疼痛を形成することを示してきた。本研究の目的はレプチン依存的な難治性疼痛形成を担うエピジェネティクス制御機構を明らかにすることである。<実験方法>坐骨神経部分結紮(PSL)モデルマウスおよび培養細胞株を用い、行動薬理学的、生化学的および免疫組織・細胞化学的手法による解析を行った。<実験結果>培養マクロファージにおいて、レプチン処置によりケモカインCXCL2の発現増加が観察された。PSL後の坐骨神経においてもCXCL2およびその受容体であるCXCR2の発現増加が認められ、それらは傷害神経に集積するマクロファージおよび好中球に発現していた。CXCL2-CXCR2経路を薬理学的に阻害すると、PSLにより惹起される触アロディニアおよび熱痛覚過敏が抑制された。リコンビナントCXCL2を局所投与すると触アロディニアおよび熱痛寛過敏が誘発された。またCXCL2は好中球の動員を促進するとともに、種々の炎症性サイトカイン、ケモカインの発現増加を誘導することを見出した。クロマチン免疫沈降による解析の結果、CXCL2およびCXCR2のプロモーター領域におけるヒストンH3のアセチル化が亢進しておりそれは遺伝子発現増加のタイムコースと一致していた。ヒストンアセチル化酵素の阻害薬を処置すると、これらの発現増加ならびに神経障害性疼痛の形成がいずれも抑制された。<考察・意義>難治性疼痛形成の責任分子であるレプチン依存的なメディエーターとしてCXCL2を新たに同定した。CXCL2はヒストン修飾に基づくエピジェネティクス制御機構を介して発現増加し、神経障害性疼痛の病態に大きく関与することが明らかとなった。<研究の目的>申請者らは難治性疼痛の分子基盤におけるアディポカインの役割に焦点を当て、アディポカイン依存的な難治性疼痛形成におけるエピジェネティクス制御機構の解明に着手した。<実験方法>坐骨神経部分結紮(PSL)モデルマウスおよび培養細胞株を用い、行動薬理学的、生化学的ならびに組織化学的手法により各種解析を行った。<実験結果>レプチンを培養マクロファージまたはシュワン細胞に処置すると、ケモカインであるマクロファージ炎症性タンパク質(MIP;MIP-1α,MIP-1β,MIP-2)の発現が増加した。傷害坐骨神経においてもMIPsはいずれも発現が増加し、活性化シュワン細胞もしくは傷害部位に遊走するマクロファージや好中球などに局在が認められた。

またこれらのリガンドに対応する受容体(CCR1,CCR5,CXCR2)も同様に傷害坐骨神経において発現が増加していた。各種薬物によりこれらのケモカインシグナルを局所的に阻害すると、PSLによる神経障害性疼痛(触アロディニアおよび熱痛覚過敏)が抑制され、傷害坐骨神経における炎症性メディエーター(IL-1β,TNFαなど)の発現も減弱していた。クロマチン免疫沈降の結果、傷害坐骨神経でのMIPsのプロモーター領域におけるピストンH3のアセチル化亢進が認められた。ヒストンアセチル化酵素の阻害薬であるアナカルジン酸を全身投与すると、傷害坐骨神経におけるMIPsの発現増加ならびに神経障害性疼痛形成が抑制された。<考察・意義>難治性疼痛の責任分子であるレプチン依存的な炎症性メディエーターとしてMIPsに着目し、末梢神経炎症に基づく神経障害性疼痛との関連を明らかにした。さらにその発現変動はヒストンアセチル化に依存しており、薬理学アプローチに基づくピストン修飾調節が難治性疼痛の改善に繋がる可能性を示すことができた。
酸化物メソポーラス材料を用いた形状制御金属ナノ粒子の3次元規則配置と光・触媒特性

規則的な細孔構造を有する酸化物鋳型中で、金属のナノ粒子を析出させる手法に関して研究を行った。析出させる金属には、可視近赤外の光と相互作用を示す金と銀を用いた。異方形状を有する金を一軸配列させることで、波長選択型超薄膜偏光子への応用が可能であることを示した。また、鋳型にチタニアを含有させることで、様々な波長の光と相互作用を示す光触媒の合成に成功した。本研究では、金属ナノ粒子が規則的に三次元配置することで、効果的な局在型表面プラズモン共鳴を発現する材料の開発を目指している。初年度であるH22年度には、特に筒状メソ孔が規則配列したメソポーラス酸化物薄膜に金ナノロッドを導入することで、偏光特性を有する材料の作製を行った。金ナノロッドはそのアスペクト比に依存して、表面プラズモンの共鳴波長が変化するため、長さの揃ったナノロッドを規則配向させることで、波長選択性を有する偏光フィルタへの応用が期待できる。また、金ナノロッドの消光度は、現在実用化されている吸収型偏光フィルタと比較して、数桁大きいため、フィルタの厚みを1/100程度薄くすることができ、小型デバイスへの応用に有利であると考えられる。実際に作製した材料は、表面に異方性を有するマイカ基板上で、メソポーラスシリカ薄膜をディップコーティング法により作製し、その筒状メソ孔内に金を析出させることで、規則配列した金ナノ粒子または金ナノロッドを得た。透過型電子顕微鏡で金ナノ粒子または金ナノロッドの形成と規則配列を観察でき、また、偏光板を利用した消光スペクトルの測定により、作製した材料が偏光特性を有することが示された。さらに、金ナノロッドの長さを制御し表面プラズモンの共鳴波長を精密に制御する目的で、作製後の試料にレーザ照射や熱処理を施したところ、金ナノロッドの長さを短くすることができた。これらの成果を合わせることで、偏光特性と波長選択性を同時に有する光学材料の作製へと発展できると考えられる。今年度は、メソポーラス酸化物中での金属ナノ粒子の形状および配列制御に関する研究を行った。金属ナノ粒子の形状を制御する手法は数多く提案されているが、メソ孔内というナノ空間での精密形状制御に関する報告はまだあまりない。そこで、本研究では、筒状メソ細孔を有する酸化物薄膜を鋳型として利用し、さらに光照射による金属一酸化物間での電荷移動を誘起することで、金属ナノ粒子の形状および配列状態の制御を行った。一例として、金ナノロッドを規則配列した筒状細孔内で析出させることで、偏光特性を有する材料を作製した。この材料は、金ナノロッドの表面プラズモンによる光の吸収・散乱により偏光特性が発現するため、消光度が大きく、従来のポリマー系偏光子と比べて、薄膜化に有利である。また、有機成分を含まないため、比較的苛酷な環境においても使用可能な偏光子としての応用が期待できる。他にも、メソポーラスシリカ-チタニア鋳型中で、長さを制御した銀ナノロッドを析出させることにも成功した。これは、銀ナノロッドの析出・成長中に、特定の長さに達した銀ナノロッドの表面プラズモンのみを誘起することで、銀からチタニアへの電子移動を誘起し、銀を酸化(イオン化)させることで、長さを制御するという手法をとっている。この方法で得られる、長さ制御された銀ナノロッドは、その表面プラズモンの共鳴波長を任意に調節できるため、特定の光と強く相互作用する光デバイスへの応用が期待される。また、同じくメソポーラスシリカ-チタニア中で、金ナノワイヤと金ナノ粒子を作り分けることにも成功した。こちらは、金の析出・成長中に紫外光を照射することで、チタニアの電子を励起し、チタニアから金への電子移動を利用することで、金の析出速度を速めて、形状を制御する。こちらも銀の場合と同様、表面プラズモン共鳴波長を制御できるため、新規光デバイスへの展開を検討している。メソポーラスシリカ、又は、メソポーラスシリカーチタニアを鋳型として、その細孔内で金、又は、銀を析出させることで、ナノメートルスケールで構造が制御された複合体を合成した。筒状細孔が一軸配向したメソポーラスシリカの細孔内で異方性を有する金を析出させることで、600nm以長の波長で機能する、膜厚200nm程の超薄膜偏光子となることを実証した。メソポーラスシリカーチタニアを鋳型として、細孔内に銀ナノロッドを析出させた場合、種々の波長を有する光を照射することで、銀ナノロッドの長さを制御できることがわかった。作製した複合体はチタニアと金の相互作用を利用することで、多様な波長を吸収・利用できる新規光触媒としての応用の可能性も示唆された。当初の狙いであった、メソポーラス酸化物鋳型を利用した金属ナノ粒子の形状および配列制御の新規手法を提案・発展させることができた。

但し、金属ナノ粒子の超精密形態制御や充填量と形態の同時制御などを最終目標としているため、更なる研究の深化が必要である。また、作製した材料の触媒特性を精密に評価するには至っていない。24年度が最終年度であるため、記入しない。可視光照射によるメソ孔内の銀ナノロッドの長さ制御に関する新規手法を改善することで、より精密な銀ナノ粒子の形状制御を可能としたい。これについては、照射する光の波長や強度を自在に変えることのできる光源を購入し、新たな実験を開始する予定である。また、作製した試料は、異方性を有する金属ナノ粒子を多量に含む多孔質材料であるため、高い触媒特性が期待される。この点においても、触媒特性評価システムを構築し、材料の詳細な触媒特性を調査する予定である。
自閉症児の対人的問題解決における高次認知処理過程の解明とトレーニング 開発

既報(L&ouml;nnqvista et al.,2016)では、成人ASD者を対象にcommunication場面での社会的認知(眼球運動)と文脈解釈、その関連の検討はあるが、これまで児童期ASD児を対象とした報告はなく、これらと脳機能(NIRS)との関連を合わせた検討もない。本研究ではcommunication場面を対人的問題解決場面と定義し社会的認知(眼球運動)、文脈解釈、また脳機能(NIRS)の特徴を、ASD児群、TD児群、健常成人群との比較から検討する。方法対象612歳(IQ75以上)のASD児群とTD児群、1822歳の成人健常群(各30名)。手続き:対人的問題解決が必要な刺激4種類を呈示し、提示中の眼球運動とNIRSの計測、刺激終了後に言語課題を実施した。調査内容:眼球運動計測ではTobiiTX300eyeteacker(Tobiii Technology,2014)を用い視線追跡を記録。NIRS計測では光イメージング脳機能測定装置(SpectratechOEG-16)を用いグローブ(16チャンネル)を前額部に装着し、課題遂行中の前頭前野内側部、右側部、左側部の各領域での神経活動の賦活(血流変動)を測定。言語課題では刺激内容に関する質問(文脈解釈)に対して口頭の回答を求め発話内容等を解析。結果考察:全4刺激において成人健常群はTD児群とASD児群よりも有意に言語課題スコアが高かった。談笑場面のある刺激では、サンドイッチが落ちる瞬間の凝視得点で、成人健常群の方がTD児群とASD児群よりも有意に高くTD児群とASD児群の間には有意な差は見られなかった。その他3刺激ではどの群間においても凝視得点に有意な差はなかった。NIRSにおいては成人健常群とASD児群との比較において8ch,10ch,11ch等で有意差がみられた刺激があった。以上より各群で特徴的な結果が示された。現在、ASD児への対人的問題解決(Interpersonal Problem Solving)IPS場面作成に向けての事前調査を実施している。大阪府下の小学校通常学級に在籍する3-4年生180名程度を対象に、各IPS場面を想定したストーリー[各ストーリーには、喚起が想定される感情(嬉しい・恥ずかしい・悲しい・怖い・怒り・嫌に思う)が意図されている]を提示し、アンケート形式で、児童が認知する感情について回答を求め、刺激の妥当性を確認した。結果では、「嬉しい」の4課題では、それぞれ99%、87%、96%、97%の回答率を得た。「恥ずかしい」の4課題では、それぞれ93.1%、97.1%、71.3%、69.0%の回答率を得た。「悲しい」の4課題では、27.2%、45.0%、81.6%、95.6%の回答率を得た。「怖い」の4課題では、85.1%、73.3%、47.5%の回答率を得た。「怒り」26.5%、37.2%、34.4%、50.0%の回答率を得た。「嫌に思う」47.5%、72.3%、50%、54.6%の回答率を得た。以上より、「嬉しい」「恥ずかしい」においては、4つの刺激課題すべてにおいて、70%以上の正答率が得られ、妥当性が確認された。一方で、「悲しい」「怖い」「怒り」「嫌に思う」については、上記の基準では、一部しか妥当性が担保されなかったので、これについては、再調査を予定する。今回の事前調査の結果より、今後、より詳細に再検討、再調査をすすめる必要があるため。自閉症スペクトラム症児への対人的問題解決場面(Interperonal problem solving;IPS)場面作成に向けて,神戸市内A小学校、B児童館生徒、大阪府下C小学校の小学34年生104名を対象に、設定した感情が喚起する場面のシナリオを読んでもらい、その際に感じた感情について問う自記式アンケートによる事前調査を実施した。事前調査の一例は、下記のようなものである。例えば;感情設定「嫌に思う」のシナリオでは、1ダイさんは、お友達(ともだち)のコウシロウさんと窓(まど)ふき係(がかり)になりました。2ダイさんは、ていねいに窓(まど)をふいていました。3でも、コウシロウさんは、ダイさんの後(あと)にずっとついてきて、ダイさんが窓(まど)をふくたびに「まだ、ここちゃんとふけてないで。ここ残(のこ)っているやん」としつこく言(い)ってきました。これを読んだ際の感情について、自記式で回答を求め、85%以上で、設定した感情が喚起されたと回答した場面を、妥当性が得られた感情喚起場面とし、15種類中4種類(悲しい、嫌に思う:2種類)を、動画ビデオの場面として採用し、ビデオ作製を進めた。作成に当たっては、児童期の子役5-6名を配役し、上記のシナリオを演じてもらい、各シーン15-20秒程度、全4シーン(ネガティブ;悲しい、嫌に思う、それぞれ2種類)を本調査で使用する場面とした。事前調査をもとに、動画ビデオを作製する際、シナリオの作成、登場人物の練習、ビデオ編集などに時間を要したため研究1では、1ASD児群2定型発達(TD)児群、3健康成人群(非ASDで、18歳以上)

(12各群20名)に対し、対人的問題解決(Interpersonal Problem Solving)の認知能力における高次認知処理過程について、NIRSによる脳機能の計測、視線の観測、視覚刺激呈示時の音声記録(回答)の分析を用い認知処理・脳機能レベルでの解明をする。研究2では、これらを基にASD児に対してProblem-Solving Training(PST)を実施し、PST実施前後による変化を比較検討し、この高次認知処理過程の解明に基づく効果的なPST支援の在り方を明らかにする。現在研究1の実験を進めており、TD子ども群(20名)、健康成人群(20名)については、データを取り終え、現在、ASD臨床群のデータ収集中である。既報(L&ouml;nnqvista et al.,2016)では、成人ASD者を対象にcommunication場面での社会的認知(眼球運動)と文脈解釈、その関連の検討はあるが、これまで児童期ASD児を対象とした報告はなく、これらと脳機能(NIRS)との関連を合わせた検討もない。本研究ではcommunication場面を対人的問題解決場面と定義し社会的認知(眼球運動)、文脈解釈、また脳機能(NIRS)の特徴を、ASD児群、TD児群、健常成人群との比較から検討する。方法対象612歳(IQ75以上)のASD児群とTD児群、1822歳の成人健常群(各30名)。手続き:対人的問題解決が必要な刺激4種類を呈示し、提示中の眼球運動とNIRSの計測、刺激終了後に言語課題を実施した。調査内容:眼球運動計測ではTobiiTX300eyeteacker(Tobiii Technology,2014)を用い視線追跡を記録。NIRS計測では光イメージング脳機能測定装置(SpectratechOEG-16)を用いグローブ(16チャンネル)を前額部に装着し、課題遂行中の前頭前野内側部、右側部、左側部の各領域での神経活動の賦活(血流変動)を測定。言語課題では刺激内容に関する質問(文脈解釈)に対して口頭の回答を求め発話内容等を解析。結果考察:全4刺激において成人健常群はTD児群とASD児群よりも有意に言語課題スコアが高かった。談笑場面のある刺激では、サンドイッチが落ちる瞬間の凝視得点で、成人健常群の方がTD児群とASD児群よりも有意に高くTD児群とASD児群の間には有意な差は見られなかった。その他3刺激ではどの群間においても凝視得点に有意な差はなかった。NIRSにおいては成人健常群とASD児群との比較において8ch,10ch,11ch等で有意差がみられた刺激があった。以上より各群で特徴的な結果が示された。再度の事前調査を早急に進め、これを元に本調査で用いる刺激作成を行う。またこれを用いて、NIRSの予備実験を行い、刺激の感度等を確認していく。現時点で、動画ビデオが完成したので、今後、早急に、予備調査、さらには、本調査の対象のリクルートを進める今後は、引き続き、目標数を満たすまで、残りのASD臨床群(5名)のデータ収集を行い、その後、研究1の結果をまとめるべく、解析を行う。その後、研究2へと手続きを進める。予備調査の段階で遅れが生じているため現時点で、動画ビデオ作製が終了した段階であり、研究の本調査には至っておらず、進行が遅れているためデータ解析に使用するため予備調査を早急に進めて、本調査を実施していくことで、計上していた予算を執行できる。今年、作成したビデオをもとに、参加者のリクルートを開始するため、随時、計上していた機材等に必要経費を使用していく。
特異的ペプチドによる精子活性化の分子的機構

6目29種のウニ卵ゼリーより70%エタノール抽出液を調整し、バフンウニ(ホンウニ目に属する)精子への呼吸促進活性を検討した結果、ホンウニ目に属する16種の卵ゼリー中に呼吸促進活性を示す物質の存在が示唆されたが、他の5目(ヤワラウニ目,ガンガゼ目,アルバシア目,タコノマクラ目,ブンブク目)に属するウニ卵ゼリーにはバフンウニ精子の呼吸促進を引き起こす活性は認められなかった。またホンウニ目に属するウニ卵ゼリーのバフンウニ精子呼吸促進活性の程度も種の属する科によってわずかな違いが認められた。これらの事実から、ウニ卵ゼリー中に存在する精子活性化ペプチドの構造には分類学上の"目"のレベルで大きな違いがあり、同じ目内の種でも生理活性上は大きな違いはなくても構造にはわずかな違いがあるペプチドの存在が予測され、それを実証した。ホンウニ目に属するウニにはsperact類(【Thr^5】-speract,【Ser^5】-speract,【Ser^(3,10)】-speract,【Ser^(3,5,7)】-speract,【Ser^1】,【Ala^3】,【Gly^5】-speract,【Ala^3】,【Gly^5】-speract,【Ser^3】,【Thr^5】-speract,【Ser^(3,5,7)】,【Asp^(10)】-speract,【Thr^5】,【Gln^(10)】-speract,Des-【Gly^1】-(【Thr^5】,【Gln^(10)】-speract)が存在し、アルバシア目のウニにはresactおよびalloresactが、タコノマクラ目のウニにはmosact類(Des-【Gln^6】,【Asn^7】)-(【His^6】)+mosact,Des-【Gln^6】,【Asn^7】-(【Phe^6】)-mosact)が存在する。これらの特異的精子活性化ペプチドはその作用時には精子細胞膜上に存在する特異的なレセプターに結合するが、speractを用いた実験より、そのレセプターは精子の尾部に局在することが明らかになった。精子尾部のレセプターに結合した特異的ペプチドは尾部細胞膜に局在する高分子タンパク質の低分子化を引き起こすことが調べた全ての種で確認された。この低分子化には【Na^+】の存在が不可欠であった。特異的ペプチドによる精子呼吸促進に【Na^+】が必須であることから、この低分子化と呼吸促進との関係を明らかにすることが今後の課題である。