hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
不均一混合気への撹乱付与による着火形態の遷移機構の解明と制御

本研究は,往復動内燃機関の排出微粒子(PM)ならびに窒素酸化物(NOx)を大幅に低減できるポテンシャルを持つ予混合圧縮自着火(PCCI)燃焼を実用化するべく,筒内直接噴射により着火の安定化と制御性の向上を図ることをねらいとし,それに必要な基本的な燃焼現象の機構解明と制御方針の立案を主題とした.撹乱の付与が,通常なら熱炎発生のみが見られる不均一混合気の着火形態を二段着火に遷移させる現象を利用し,噴射圧力や噴孔径等の噴射条件を雰囲気条件と適切に組み合わせて,低NOx燃焼を実現しようとする.この目的のため,定容燃焼装置を用いて,n-heptane噴霧においてPCCI燃焼が生じる雰囲気温度・圧力ならびに燃料噴射の条件を求めるとともに,燃焼過程中のNOx生成状況を明らかにするため,全量ガスサンプルシステムの構築を行った.また,着火・燃焼制御の方針立案のため,確率過程論混合モデルに準総括化学反応スキームを組み合わせた着火モデルの構築を行った.具体的な成果は下記の通りである.(1)定容下での燃料噴霧の着火において,二段着火および着火遅れの負の温度依存性などのPCCI燃焼に典型的な性質が見られるのは,雰囲気圧力を2MPaとしたときであり,この条件で噴射条件や酸素濃度を変化させることによって,熱炎発生時期における混合気の均一度を幅広く変化させることができる.(2)燃料噴射圧力および噴孔径が着火時期に及ぼす影響を幅広く調べた結果,噴霧の均一・希薄化が遅れる条件では熱炎の発生が早まり,逆に希薄化が速いと熱炎発生が遅く,熱発生率も低下する.(3)燃焼室内で生成される最終NOx濃度は,熱炎発生が遅れる条件でごく低い値となる.(4)Schreiberの準総括反応モデルを利用する際,反応速度の当量比依存性を改良すれば,実測に近い着火遅れならびに熱発生率を得ることができる.本研究は,往復動内燃機関の排出微粒子(PM)ならびに窒素酸化物(NOx)を大幅に低減できるポテンシャルを持つ予混合圧縮自着火(PCCI)燃焼を実用化するべく,筒内直接噴射により着火の安定化と制御性の向上を図ることをねらいとし,それに必要な基本的な燃焼現象の機構解明と制御方針の立案を主題とした.撹乱の付与が,通常なら熱炎発生のみが見られる不均一混合気の着火形態を二段着火に遷移させる現象を利用し,噴射圧力や噴孔径等の噴射条件を雰囲気条件と適切に組み合わせて,低NOx燃焼を実現しようとする.この目的のため,定容燃焼装置を用いて,n-heptane噴霧においてPCCI燃焼が生じる雰囲気温度・圧力ならびに燃料噴射の条件を求めるとともに,燃焼過程中のNOx生成状況を明らかにするため,全量ガスサンプルシステムの構築を行った.また,着火・燃焼制御の方針立案のため,確率過程論混合モデルに準総括化学反応スキームを組み合わせた着火モデルの構築を行った.具体的な成果は下記の通りである.(1)定容下での燃料噴霧の着火において,二段着火および着火遅れの負の温度依存性などのPCCI燃焼に典型的な性質が見られるのは,雰囲気圧力を2MPaとしたときであり,この条件で噴射条件や酸素濃度を変化させることによって,熱炎発生時期における混合気の均一度を幅広く変化させることができる.(2)燃料噴射圧力および噴孔径が着火時期に及ぼす影響を幅広く調べた結果,噴霧の均一・希薄化が遅れる条件では熱炎の発生が早まり,逆に希薄化が速いと熱炎発生が遅く,熱発生率も低下する.(3)燃焼室内で生成される最終NOx濃度は,熱炎発生が遅れる条件でごく低い値となる.(4)Schreiberの準総括反応モデルを利用する際,反応速度の当量比依存性を改良すれば,実測に近い着火遅れならびに熱発生率を得ることができる.本研究は,往復動内燃機関の排出微粒子,NOxを大幅に低減できる可能性を持つ予混合圧縮自着火(PCCI)燃擁を実用化するため,筒内直接噴射により着火の安定化と制御を図ることをねらいとし,そのために必要な基本的な燃焼現象の機構解明と制御方針の立案を主題とする.撹乱の付与が,通常なら熱炎発生のみが見られる不均一混合気の着火形態を二段着火に遷移させる現象を利用し,噴霧先端部に撹乱を与えて部分的,連続的に均一希薄混合気を作ることによって,低NOx燃焼を実現しようとする.この目的のため,今年度はまず,定容燃焼装置を用いて,n-heptane噴霧において二段着火が生じる雰囲気温度・圧力ならびに燃料噴射の条件を求めるとともに,燃焼室全体としての化学反応の進行度を明らかにするため,燃焼しつつある混合気内の安定化学種の時間履歴を追跡できるガスサンプルシステムの構築を行った.また,次年度に構築する着火モデルの基本形を作成するため,現行の着火モデルに含まれる準総括反応モデルの見直しを行った.具体的な成果は下記の通りである.(1)燃料噴霧の着火は雰囲気初期温度が8501000Kの間にあるときに,二段着火および着火遅れの負の温度依存性などのPCCI燃焼に典型的な性質を持つが,着火形態にもっとも強く影響を及ぼすのは雰囲気圧力である.n-heptaneに対しては,雰囲気圧力2MPaにおいて広い噴射条件の下で二段着火が生じる.

(2)高速度シャドウグラフ撮影の結果によると,二段着火の現象が見られるときには,噴射弁の対向壁面に沿って混合気が広がり,熱炎発生時にこの混合気中で一様に発熱が始まることが分かった.(3)燃料噴射圧力および噴孔径が着火時期に及ぼす影響を幅広く調べた結果,噴霧の均一・希薄化が遅れる条件では熱炎の発生が早まり,逆に希薄化が速いと熱炎発生が遅く,熱発生率も低下することが分かった.本研究は,往復動内燃機関の排出微粒子,NOxを大幅に低減できる可能性を持つ予混合圧縮自着火(PCCI)燃焼を実用化するため,筒内直接噴射により着火の安定化と制御を図ることをねらいとし,そのために必要な基本的な燃焼現象の機構解明と制御方針の立案を主題とする.撹乱の付与が,通常なら熱炎発生のみが見られる不均一混合気の着火形態を二段着火に遷移させる現象を利用し,噴射圧力や噴孔径といった噴射条件を雰囲気条件と適切に組み合わせて,低NOx燃焼を実現しようとする.この目的のため,定容燃焼装置を用いて,n-heptane噴霧において二段着火が生じる雰囲気温度・圧力ならびに燃料噴射の条件を求めるとともに,燃焼室全体としての化学反応の進行度を明らかにするため,燃焼しつつある混合気内の安定化学種の時間履歴を追跡できるガスサンプルシステムの構築を行った.また,着火・燃焼制御の方針立案のため,確率過程論混合モデルに準総括化学反応スキームを組み合わせた着火モデルの構築を行った.具体的な成果は下記の通りである.(1)燃料噴霧の着火は雰囲気初期温度が8501000Kの間にあるときに,二段着火および着火遅れの負の温度依存性などのPCCI燃焼に典型的な性質を持つが,着火形態にもっとも強く影響を及ぼすのは雰囲気圧力である.(2)高速度シャドウグラフ撮影の結果によると,二段着火の現象が見られるときには,燃焼室内に大きく広がった混合気中で一様に熱炎が発生することが分かった.(3)燃料噴射圧力および噴孔径が着火時期に及ぼす影響を幅広く調べた結果,噴霧の均一・希薄化が遅れる条件では熱炎の発生が早まり,逆に希薄化が速いと熱炎発生が遅く,熱発生率も低下することが分かった.(4)Schreiberの準総括反応モデルを利用する際,反応速度の当量比依存性を改良すれば,実測に近い着火遅れならびに熱発生率を得ることができる.
１６－１８世紀フィレンツェの美術史記述とウフィツィ美術館成立に関する総合的研究

研究計画においては、18世紀フィレンツェにおけるトスカーナ大公レオポルド一世とルイージ・ランツィの活動を精査する予定であった。しかし、昨年度予定していた17世紀フィレンツェにおけるレオポルド・デ・メディチ枢機卿とフィリッポ・バルディヌッチの活動に関する研究がほぼ手つかずであったことを重く見て、今年度は昨年度完了できなかった後者の課題を遂行することとした。『素描美術家たちの消息』(以下『消息』)は、フィレンツェで素描コレクションを管理していた鑑定家バルディヌッチが、ヴァザーリの『美術家列伝』をアップデートするかたちで出版したものである。バルディヌッチは『消息』の執筆に際して、素描の鑑定の際には作品を自分の目で直接観察することが肝要であると述べている。報告者はここに同じく作品の直接性を重要視したヴァザーリの影響を指摘した。というのも、ヴァザーリもまた多くの美術家たちの素描を集めたコレクターであり、それを見るように促す記述が『美術家列伝』に頻出するからである。ヴァザーリが作品の直接性を重要視したことは、彼の「素描集」からも読み取れる。そこで彼は、素描をページに貼り付けるのみならず、その周辺をさまざまな枠で装飾し、まるで聖遺物のように扱っているのである。つまり、素描が実際に美術家の手によって触れられ、描画されたという事実は、ヴァザーリにとって非常に重要であったのだ。一方、バルディヌッチは制作時よりも観察における直接性に意識を向けている。彼は著書のなかで作品を観察することを「目で触れる」と表現し、実際の素描がほどこされた紙に鑑賞者が(視線で)触れることに重きを置いた。これらの読解から報告者は、美術家が手ずから制作した素描を、鑑賞者がまた触れるように享受することで、美術家の「聖性」が継承されるとバルディヌッチが考えたのだと結論した。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。研究計画において、今年度は、史上初の美術アカデミーであるアカデミア・デル・ディセーニョ(以下アカデミアと記す)と、その創立者であるジョルジョ・ヴァザーリ(1511-1574)の活動をより深く調査することを目標としていた。そこで、すでに前年度までに調査を開始していた、フィレンツェのサンティッシマ・アンヌンツィアータ聖堂附属「画家の礼拝堂」について、これまでの研究では十分な考察の足りなかった肖像画に光を当て、その役割について理解を深めた。当該礼拝堂で行われていた活動が主にアカデミア会員の葬儀であったことに着目して調査を進めた結果、これらの肖像はこの礼拝堂で葬儀が行われたアカデミア会員たちのものと結論した。この研究結果については、美術史学会東支部例会で発表済みである。また、コジモ一世統治下におけるフィレンツェで、ヴァザーリの活動がいかにウフィツィ美術館の形成につながっていったかを調査するべく、パラッツォ・ヴェッキオの「カリオペの書斎」とよばれるコレクション陳列室に着目し研究を進めた。16世紀当時の「カリオペの書斎」には、共和制時代のメディチ家から受け継いだコレクションや、トスカーナの美術的優位性を示す古代の遺物、またそれらに君臨する16世紀フィレンツェの作品が並べられ、トスカーナにおける美術の発展が視覚的に了解されるように陳列されていた。報告者はこの点に鑑み、同じくヴァザーリの主要なコレクションとしてよく挙げられる素描集との比較を試みた。さらに、報告者は3月にイタリアへ現地調査におもむき、「カリオペの書斎」を実際に訪れるとともに、フィレンツェの周辺都市を回り、トスカーナ大公国時代におけるフィレンツェからの文化的影響の有無を調査した。フィレンツェがトスカーナの各都市に対して異なったアプローチをおこなってきたことが明らかとなった。もともとの研究計画では、今年度はアカデミア・デル・ディセーニョにおけるコレクションと芸術家の神話化との関係について調査をおこなう予定だった。しかし調査を進めるにつれ、美術コレクションの文脈においては、アカデミアの活動よりもむしろメディチ家による収集品に着目すべきであると研究の方向を修正した。したがって、今年度はメディチ家のコレクションとその陳列方法を検討したが、それにより、フィレンツェがいかに美術の豊かさをそのアイデンティティの拠り所としているかが浮き彫りとなった。予定と異なる方法ではあるが、作品の収集と陳列は現在のウフィツィ美術館が形成にダイレクトに関わる問題であり、その起源にコジモ一世・デ・メディチの時代の文化政策を据えることで、次年度の研究の見取り図も描けたように思われる。したがって、研究は順調に進展しているといえるだろう。今年度は17世紀におけるメディチ家の美術コレクション形成をたどるべく、枢機卿レオポルド・デ・メディチとその助言者であったフィリッポ・バルディヌッチの活動を精査する予定であった。しかし、昨年度の研究課題であったヴァザーリの活動についての理解がまだ不十分であったことと、報告者の博士論文執筆のため、引き続き16世紀イタリアにおける蒐集と展示について研究をおこなった。まず、パラッツォ・ヴェッキオに今も残る「カリオペの書斎」とよばれるコレクション陳列室と、そこに置かれた作品の並べ方について調査をおこなった。財産目録やヴァザーリの著した『ラジョナメンティ』を参照して検討した結果、「カリオペの書斎」では、エトルリア、古代ギリシャ、古代ローマの作品を、ルネサンス期イタリアの、14世紀、15世紀、16世紀の作品とともに陳列することで、そこにパラレルな関係を見出し、トスカーナの美術の優位性を誇示するとともに、エトルリアを美術の祖と位置付ける試みがなされていたことが明らかとなった。

これについては、美学会西部会例会にて発表済みである。報告者はまた、「カリオペの書斎」における実践が、その歴史性においてヴァザーリの素描集と共通しているとみて、これについても考察をおこなった。ヴァザーリの素描集は、古今のあらゆる芸術家の素描を満遍なく集め、それを様式の発展にしたがって整理したものだが、ヴァザーリが作家直筆の素描を収録することにこだわっていたことについては、これまであまり指摘されてこなかった。報告者はこの点に鑑み、素描集が芸術家の聖遺物容器のような役割を果たしていたのではないかと考えた。つまり、素描集のそれぞれのページに描きこまれた装飾枠も手伝って、紙の上の建築のようなものとして機能した可能性を提示したのである。これについては、国際シンポジウム「ルネサンス期の建築エクフラシスの魅惑」にて発表済みである。前述のように、今年度の研究計画では17世紀におけるフィレンツェのコレクションの在りようを調査する予定であった。しかし実際には、報告者の博士論文執筆のため、過去の研究論文の見直しと検討が不十分であった箇所の補強をすべく、引き続き16世紀フィレンツェにおけるコレクションの諸相について考察を深めた。なお、新たに検討した点については学会発表などをおこない、諸専門家の意見を聞いて論を練り上げ、しかるべき場所で活字化する予定である。したがって、研究の深度は増したとはいえ、計画と比べるとやや遅れているという評価を下さざるを得ない。しかし、質の高い研究結果を残すためには、仕方のない遅れであったと判断する。遅れを取り戻す方策については、次項に記述する。研究計画においては、18世紀フィレンツェにおけるトスカーナ大公レオポルド一世とルイージ・ランツィの活動を精査する予定であった。しかし、昨年度予定していた17世紀フィレンツェにおけるレオポルド・デ・メディチ枢機卿とフィリッポ・バルディヌッチの活動に関する研究がほぼ手つかずであったことを重く見て、今年度は昨年度完了できなかった後者の課題を遂行することとした。『素描美術家たちの消息』(以下『消息』)は、フィレンツェで素描コレクションを管理していた鑑定家バルディヌッチが、ヴァザーリの『美術家列伝』をアップデートするかたちで出版したものである。バルディヌッチは『消息』の執筆に際して、素描の鑑定の際には作品を自分の目で直接観察することが肝要であると述べている。報告者はここに同じく作品の直接性を重要視したヴァザーリの影響を指摘した。というのも、ヴァザーリもまた多くの美術家たちの素描を集めたコレクターであり、それを見るように促す記述が『美術家列伝』に頻出するからである。ヴァザーリが作品の直接性を重要視したことは、彼の「素描集」からも読み取れる。そこで彼は、素描をページに貼り付けるのみならず、その周辺をさまざまな枠で装飾し、まるで聖遺物のように扱っているのである。つまり、素描が実際に美術家の手によって触れられ、描画されたという事実は、ヴァザーリにとって非常に重要であったのだ。一方、バルディヌッチは制作時よりも観察における直接性に意識を向けている。
視覚的印付けにおける抑制テンプレートの可塑性と現実場面への拡張

我々には,モノを探索する際に有限な注意資源を利用し,効率的に遂行する能力が備わっている。その中の1つに視覚的印付けがある。この現象は,標的より前に呈示された妨害刺激を抑制できる現象のことであり,予め視界に入ってきた妨害刺激に対して抑制テンプレートが作成されることによって生起するとされている。この抑制テンプレートに関して,いくつかの先行研究が存在するが,未だに不透明な点が残されている。そこで,本研究は抑制テンプレートのメカニズムの更なる解明を目指す。また,視覚的印付けは実験室内のみでのトピックとなっており,日常生活場面との接点が希薄であるが,現実場面との接点も探っていきたい。
栄養塩動態からみた海-陸接合領域における生態環境システムの総合的解析

本研究は,海一陸接合領域としての沿岸域に関して,その生態環境システムを理解する上で基本となる海水流動構造や陸水および外洋水の流入・波及形態を明らかにするとともに,それらに支配された栄養塩や植物プランクトン色素動態の実態を把握するべく,様々な現地観測や衛星リモートセンシング,数値シミュレーションに基づく解析を行うことを目的としたものである.対象海域は,それぞれ開放性および閉鎖性海域の代表としての鹿島灘および東京湾と,サンゴ礁海域の典型としての沖縄サンゴ礁海域の3海域である.また現地観測では,(1)係留ブイ観測システムやADCP,流向・流速計による流動・波浪・水温・塩分・クロロフィルa量・濁度の多点連続計測,(2)観測船を用いた流動・栄養塩・動植物プランクトンの空間構造精密計測,(3)短波海洋レーダによる広域表層流動観測,等を行っている.(1)鹿島灘では,那珂川大出水時における広域沿岸水挙動やその力学過程を明らかにするとともに,対応する広域3次元数値計算によって流動場の基本的特徴を再現することに成功した.また,大出水後の栄養塩の大量供給に伴う沿岸浅海部での植物プランクトンの増殖現象を観測し,開放性沿岸域の一次生産に陸源栄養塩の動態が強く影響することを示した.さらに,台風時における沿岸水の動的挙動や,黒潮水塊の沿岸波及に伴う沿岸水環境の変化,大陸棚縁辺部周辺での内部潮汐波の発生とその後の伝播過程における変形・減衰プロセスなどを明らかにした.(2)東京湾では,夏期(成層期)と冬期に行った現地観測結果から,黒潮系暖水塊の東京湾口部への非定常的な波及の実態と,それに伴う外洋水と湾内水の交換過程を明らかにした.さらに,3次元海水流動計算法の高度化によって,湾内における流出油の挙動の高精度シミュレーションを可能にした.(3)沖縄サンゴ礁海域に関しては,平常時と台風時におけるサンゴ礁内の海水流動や濁質・温熱環境の動態,河川水と外洋水影響などを明らかにするとともに,サンゴ幼生の広域輸送過程の理解において重要となる広域海水表層流動計測を行い,対応する広域海水流動・物質輸送シミュレーションを行うことに成功した.本研究は,海一陸接合領域としての沿岸域に関して,その生態環境システムを理解する上で基本となる海水流動構造や陸水および外洋水の流入・波及形態を明らかにするとともに,それらに支配された栄養塩や植物プランクトン色素動態の実態を把握するべく,様々な現地観測や衛星リモートセンシング,数値シミュレーションに基づく解析を行うことを目的としたものである.対象海域は,それぞれ開放性および閉鎖性海域の代表としての鹿島灘および東京湾と,サンゴ礁海域の典型としての沖縄サンゴ礁海域の3海域である.また現地観測では,(1)係留ブイ観測システムやADCP,流向・流速計による流動・波浪・水温・塩分・クロロフィルa量・濁度の多点連続計測,(2)観測船を用いた流動・栄養塩・動植物プランクトンの空間構造精密計測,(3)短波海洋レーダによる広域表層流動観測,等を行っている.(1)鹿島灘では,那珂川大出水時における広域沿岸水挙動やその力学過程を明らかにするとともに,対応する広域3次元数値計算によって流動場の基本的特徴を再現することに成功した.また,大出水後の栄養塩の大量供給に伴う沿岸浅海部での植物プランクトンの増殖現象を観測し,開放性沿岸域の一次生産に陸源栄養塩の動態が強く影響することを示した.さらに,台風時における沿岸水の動的挙動や,黒潮水塊の沿岸波及に伴う沿岸水環境の変化,大陸棚縁辺部周辺での内部潮汐波の発生とその後の伝播過程における変形・減衰プロセスなどを明らかにした.(2)東京湾では,夏期(成層期)と冬期に行った現地観測結果から,黒潮系暖水塊の東京湾口部への非定常的な波及の実態と,それに伴う外洋水と湾内水の交換過程を明らかにした.さらに,3次元海水流動計算法の高度化によって,湾内における流出油の挙動の高精度シミュレーションを可能にした.(3)沖縄サンゴ礁海域に関しては,平常時と台風時におけるサンゴ礁内の海水流動や濁質・温熱環境の動態,河川水と外洋水影響などを明らかにするとともに,サンゴ幼生の広域輸送過程の理解において重要となる広域海水表層流動計測を行い,対応する広域海水流動・物質輸送シミュレーションを行うことに成功した.(1)鹿島灘沿岸域関係:一昨年の8月下旬から約1ヶ月間行った鹿島灘広域観測データの解析を引き続き行い,特に8月末に発生した那珂川からの大出水時における広域沿岸水挙動やその力学過程に関する詳細な検討を行った.また対応する広域3次元数値計算を試み,流動場の基本的な特徴の再現に成功したが,併せて,外洋影響の取り込みが今後の精度向上のうえで重要となることが示された.さらに,成層期におけるCoastal Buffer Zoneの流れと物質移動の実態を把握するために,やはり鹿島灘において,昨年の8月から9月にかけて,(1)係留ブイ(沿岸方向距離約100km,距岸25kmの海域に11カ所設置)による流動・水温・塩分・クロロフィルa量の長期連続計測,(2)観測船を用いた流動・栄養塩・動植物プランクトンの空間構造精密計測,(3)超音波ドップラー流速計を用いた海底境界層精密計測を実施した.その結果,黒潮水塊の沿岸波及に伴う沿岸水環境の変化や,大陸灘縁辺部周辺でのビーム状の内部潮汐波の発生とその後の大陸灘縁辺部での伝播過程における水深変化に伴うボアー状波動への変形・減衰プロセスなどを明らかにした.

(2)沖縄サンゴ礁海域関係:昨年度実施した石垣島白保海岸での観測成果を踏まえて,沖縄本島西岸域や慶良間諸島を含む3つのリーフ(サンゴ礁)海域での集中観測を行うことにより,異なる陸域及び外洋影響の違いのもとでのリーフ内水環境特性の違いについて明らかにした.また,衛星画像や沖縄沿岸多点水温計データ,数値シミュレーションの解析結果から,黒潮水塊の波及形態の差により,沖縄本島西岸(特に残波岬以北)に比べて慶良間諸島海域では,海水温が相対的に低くなりやすいことが明らかとなった.さらに,HFレーダによる広域表層流動観測やGPS搭載型アルゴスブイによる広域ラグランジュ観測によって,これらの海域をカバーする広域の海水表層流動構造を把握するとともに,それによるサンゴ幼生の広域輸送過程を明らかにした.また,これらに対応する広域海水流動・物質輸送シミュレーションを行うことに成功した.
北西九州・中国西部の古第三紀広域テフラの研究

2年間に亘る研究によって、北西九州から中国西部にかけての広大な地域の第三系に多数のテフラが挟まれていることが判明した。その火山学的・堆積学的研究から供給源は、4520Maに対馬-五島列島西方沖合いに在ったと推定される火山前線上の火山に求められることが明らかとなった。九州本土に到達したテフラは、火砕流堆積物、マグマ水蒸気爆発にともなう火砕サージ堆積物、降下軽石・火山灰、火山性土石流堆積物、火山豆石などに分類される。火砕流に巻き込まれた炭化樹木の輝炭反射率の研究から、火砕流堆積物が九州本土に到達したときの温度は550°C以上であったと推定された。一方、対馬の対州層群に挟まれる火山砕屑岩層の研究から、同層が水中火砕流堆積物であることが判明した。同層は軸流方向に(南西-北東)40km以上に亘って追跡され、その体積は少なくとも40km^3以上あり、噴火当時は120km^3以上の巨大噴火であったことが明らかとなった。この水中火砕流の一部は九州本土にも達しており、唐津炭田の岸岳または竹有凝炭岩がその南方延長であると推定される。今後も更に火砕堆積物の火山学的・堆積学的研究を続け、その年代を決定し、陸弧時代のアジア大陸東縁のテクトニクスと古環境の復元につとめる計画である。本研究の目的は、日本列島がアジア大陸の一部であった古第三紀の西南日本内帯の構造や堆積環境を解明するために、古第三紀層に挟まれる火砕流堆積物やテフラの年代を決定し、その火山学的、堆積学的および古地理学的特徴を明らかにすることであった。平成6年度は北西九州・西中国のうち、対馬地域・佐世保及び福岡炭田地域・津屋崎地域の野外地質調査を重点的に行ない、火砕流堆積物やテフラの試料採集を行った。とくに津屋崎地域には火砕流を含んでいる古第三系の津屋崎層が分布しているが、この津屋崎層について外部及び内部構造の解析や堆積相の解析を行い、また、火砕流の供給源および噴火・運搬・堆積のプロセスについても考察した。研究結果は次頁のように論文にまとめられている。また、福岡炭田地域の古第三系の放射年代に関する研究については、福岡層群残島層中の白色火山灰層に注目し、その層よりジルコンを抽出し、フィッション・トラック年代を46±6(2σ)Maと決定した。残島層は福岡炭田地域の古第三系の最下部を構成している地層なので、今回出されたこの年代は非常に重要な意味を持っていると考えられる。これもすでに研究論文としてまとめられている。2年間に亘る研究によって、北西九州から中国西部にかけての広大な地域から第三系に多数のテフラが挟まれていることが判明した。同層は軸流方向に(南西-北東)40km以上に亘って追跡され、その堆積は少なくとも40km^3以上であり、噴火当時は120km^3以上の巨大噴火であったことが明らかとなった。この水中火砕流の一部は九州本土にも達しており、唐津炭田の岸岳または竹有凝灰岩がその南方延長であると推定される。
数表記の発生・発達とその影響ならびに規定要因の分析

数表記としての数読字・数書字と数能力課題との発達的関連性を年少幼児と年長幼児を対象に検討した。年少幼児では数読字数に数字語の獲得と一対一対応の原理が、数書字数に数唱・数読字数10以上・年齢が関連した。年長幼児では数読字数に一対一対応の原理と基数原理が影響し、数字110で両原理が、数字11以上で基数理解と月齢が影響した。また、数書字数には数読字数と月齢が影響した。以上の結果から数表記と数能力課題間に関連性が見出されることが判明した。数・数表記の発達に影響する要因の分析では縦断研究から対人関係と環境中の数が記された絵・看板などの多様な事物(環境中の数プリント)の影響が示唆された。本研究では年少幼児と年長幼児における数表記の発生・発達とその影響・規定要因を解明するために数読字・数書字を調べ、あわせて数能力・数概念を捉える課題として数唱(年少幼児のみ検討)・計数(積木・丸10と13課題)・基数(3、4,6、8の数選び)・数認識(年少幼児のみ検討)を取り上げて検討した。本年度は数表記の数読字・数書字の発生・発達過程を明らかにし、さらに数読字・数書字と上記の数能力・数概念課題の関連性を統計的に分析した。その結果、年少幼児では1.数読字に数唱と丸10・積木の計数が関連した。2.数書字には11以上の数読字が関連することが示された。3.数読字10と11以上が基数を調べる数選び課題に寄与した。年長幼児に関しては数読字は数読字の大きさ(4まで・10まで・11以上の数)によって影響が異なった。数10以下では積木と数選び(3と4)課題が関連し、数11以上では数選び(38)課題のみが関連した。数書字では数読字が最も関連したが、年齢によって関係の仕方に若干違いが見られた。以上の結果は数読字では数詞をいえることや一対一対応に基づく計数が可能であることが関与したが、数書字では数11以上が読字可能な場合に書字が可能になることが示唆された。年長幼児では数選び課題も数読字と関連することが明らかになった。本年度の研究では数表記発達を規定する要因として環境中に見られる数認識を課題を作成して年少幼児で検討したが、数認識課題の数表記ならびに数能力・数概念への影響を見出すことができなかった。今後、数認識課題に関しては再検討する予定である。また、本年度は13歳の家庭における数活動を縦断研究によるエピソード分析から検討したが、数唱・数読字・数書字・数助詞使用などの多様な数活動が養育者との対人的やりとりで見出され、数発達における対人的相互交渉の重要性が示唆された。本年度は数表記の発生・発達に関して年少幼児と年長幼児を対象に数読字・数書字ならびに数能力・数概念に関する数唱・計数・数選び・数認識課題を取り上げて検討し、さらに、数表記の数読字・数書字と数能力・数概念に関する課題間の関連性を解明した。これらの実証研究からおおむね順調に研究が進展していると考えられる。ただし、周囲の環境で見られる数認識を調べるために作成した数認識課題に関しては明確な結果がえられなかった。数認識課題に関しては課題としての妥当性を吟味、再検討する必要がある。また、数表記システムとしての数・文字・描画の関連性に関しては資料収集を終えているが、本年度は整理・分析ができなかった。これらに関しても今後検討する予定である。研究代表者山形は4歳以下の年少幼児を対象に、彼らの家庭における数・数表記の習得過程を、約2年間にわたる縦断研究から母親のエピソード報告に基づいて検討した。その結果、先ず養育者と年少幼児が参加する数活動や養育者の教示が見られ、次いで「環境中の数の認識」が出現し、さらに数の「読み」を経て「書き」へと発達する道筋が見出された。特に発達初期には養育者と年少幼児の対人的相互交渉よる数活動が見られ、このような共同活動が数・数表記の理解を促進する重要な役割を果たしていることが明らかになった。また、本年度の研究では数・数表記の発達に加えて文字表記の発達についても検討し、この両者のどちらが発達的に先行して出現するのかについても分析した。その結果、個人差が見られ、数表記が先行する場合、文字表記が先行する場合、両者がほぼ同時に出現する場合が認められた。今後は対象児数を増やして本結果を再検討する必要性が示唆された。研究分担者古池は4歳以上の年長幼児を対象に面接調査をおこない、数字の「読み」と「書き」ならびに「指の数」・「打数数え」・「加算課題」・「数概念(4つの積木・丸数え・数選び)」の数関連課題を用いてこれらの発達的関連性を検討した。回帰分析の結果から数読字数は4歳児で「数選び」と「4つの積木」に、5歳児では「指の数」に影響されることが見出された。また、数書字数に関しては4歳児で「打数数え」課題の影響が見出された。この結果は一対一対応ならびに基数性の理解が数表記・数発達に関与することを明らかにしている。数の読みと書き

ならびに数関連課題との関連性に関しては課題の性質を精査して吟味し、その発達的関連性を今後詳しく検討する必要性が示唆された。本年度は年少幼児と年長幼児を対象に数の「読み書き」の発達過程と数関連課題との関連性を詳細に検討したが、その結果、数表記の発達過程を明らかにするとともに数関連課題との関連性を究明することができた。以上の点からおおむね順調に研究が進展していると評価した。本研究では数表記の発生・発達とその影響ならびに規定要因を年少・年長幼児を対象に数読字・数書字の数表記と数能力課題を課して検討した。平成27・28年度に山形は13歳の縦断観察報告を分析し、数・数表記の初期発達過程と養育者と子どもの対人関係の数発達への影響を探究した。また、古池は数読字・数書字と数関連課題の関連を数の大小関係を考慮して1対1対応の原理・基数の理解の観点から検討した。平成29年度には山形は次の2研究をおこなった。1.数表記・数能力課題間の発達的関連性を検討した。数能力課題は新版K式発達・K-ABC検査から選び、年少幼児で数唱・計数(積木・円を数える課題)・数選び課題を、年長幼児で数選び・多少判断・順序数・加算減算・数式表記課題を課した。結果は年少幼児で数読字に数唱・計数が、数書字に数唱・数読字10以上が関連した。年長幼児では数表記と数能力課題との関連は見られなかったが、数選びに順序数・減算が関連した。2.数発達に影響を及ぼす環境要因を縦断観察のエピソードに基づいて分析した。結果から対人的やりとりを介して数活動が展開し、環境にある事物(絵本・カレンダー・時計・教育教材・TVなど)に記されたプリント(印刷文字)が数発達に関与することが示唆された。古池は年長幼児で数表記と数能力課題との関連を指数え・打数数え・加算に焦点を当てて検討した。結果から数読字に4歳で数選び・積木計数が、5歳で指の数5・月齢が影響し、数書字に4歳で数読字・打数数えが、5歳で数読字・月齢が関与した。数選びは一対一対応の原理と基数理解を、指の数と打数数えは基数理解を示すと解されるが、結果は数読字にこれらの理解の関与ならびに数書字に数読字との関連が示された。加算では数読字・数書字の影響が見られなかったが、4歳で指の数10が影響した。今後、計算課題に関しては加算・減算と指との関係に関する詳細な検討が必要である。数表記としての数読字・数書字と数能力課題との発達的関連性を年少幼児と年長幼児を対象に検討した。年少幼児では数読字数に数字語の獲得と一対一対応の原理が、数書字数に数唱・数読字数10以上・年齢が関連した。年長幼児では数読字数に一対一対応の原理と基数原理が影響し、数字110で両原理が、数字11以上で基数理解と月齢が影響した。また、数書字数には数読字数と月齢が影響した。以上の結果から数表記と数能力課題間に関連性が見出されることが判明した。数・数表記の発達に影響する要因の分析では縦断研究から対人関係と環境中の数が記された絵・看板などの多様な事物(環境中の数プリント)の影響が示唆された。今後は27年度に取り上げた数認識課題を年少幼児・年長幼児で再検討し、さらに、表記システムとしての文字・数字・描画間の関係を解明する。また、年長幼児では数読字の数の大小(数5までと5以上、11以上)と数能力・数概念の課題(計数・基数)との関連性を追究する予定である。今後の検討課題としては調査対象児の人数を増やすこと、ならびに、数の「読み書き」に関連する数関連課題を精査して吟味し、これらの数課題の性質とその発達的関連性を明らかにして一対一対応と基数理解の成立に関わる研究をおこなうことを予定している。
ナビゲーションにおける画像情報分析基盤の整備とヒトの行動分類

本研究では,本計画班の構成員が開発してきた最先端の映像認識技術に立脚し,野生動物やペットなどに装着したカメラから得られた映像や,人間が撮影した映像など,これまでの映像認識技術では処理が困難な自己移動を含む映像を,安定かつ頑健に認識する技術を開発し,本領域における画像・映像情報分析のための基盤技術を構築する.本年度の実績は以下のとおりである.・前年度までに,B01生態学チームから提供された海鳥のGPU経路データを学習し,目的地までに至る経路を予測するための逆強化学習を利用した手法を開発している.これをさらに発展させて,GPS経路データの欠損部分を補完する手法を開発した.これにより,これまでは様々な原因で得られなかった経路情報が,データ駆動型モデルによりもっともらしい経路を出力することが可能になり,また補完経路を確率分布として出力することが可能となった.しかしこの手法は膨大な計算時間と多大なメモリ量を必要とするため,制度を保ちつつ計算コストを大幅に削減する手法を考案した.・映像中の人物移動軌跡をいくつかのグループに分け(クラスタリングし),歩行目的地に応じて分割する手法を,さらに発展させた.これは前年度までに開発したベイズ推定に基づく手法である.それぞれの目的地へと到達する様子カーネル密度推定を用いて可視化し,どのような経路と目的地が頻繁に利用されているのかを把握することが可能となった.・B01生態学チームから提供されたコウモリの音声データから3次元位置を予測する手法を開発した.屋内で飛行するコウモリの3次元位置を,20chのマイクロホンアレイで録音された音声信号から,回帰によって推定する深層ネットワークを提案し,20cm程度の誤差(RMSE)で推定することが可能となった.本研究の目的は、自己移動を含む映像を安定かつ頑健に認識する技術を開発し、本領域における画像・映像情報分析のための基盤技術を構築することである.人間が撮影した映像などを対象とした認識技術の開発は,おおむね達成できる見込みである.前項で示したように,海鳥のGPU経路補間やコウモリの3次元位置予測などの手法の開発にまで取り組んでおり,順調に研究が進展していると評価した.カメラが移動する(自己運動する)映像は複雑な内容を含むため,これを安定かつ頑健に認識する手法をさらに発展させる.これまでに本研究で開発してきた動作認識手法を,新しく複雑でカテゴリ数の多いデータセットに対しても適用して,問題点を洗い出し,改良する.さらに,映像をカテゴリに分けるだけでなく,言語での説明を加えるなど,その内容を深く理解するための手法へと発展させる.本研究では、本計画班の構成員が開発してきた最先端の映像認識技術に立脚し、野生動物やペットなどに装着したカメラから得られた映像や、人間が撮影した映像など、これまでの映像認識技術では処理が困難な自己移動を含む映像を、安定かつ頑健に認識する技術を開発し、本領域における画像・映像情報分析のための基盤技術を構築する。本年度の実績は以下のとおりである.・B01生態学チームから提供された鳥視点映像の認識.海鳥に取り付けられた画像ロガーの動画像は,カメラのブレが激しく,また映像の内容も空・海上・海中と変化が大きい.この映像に対して,まず各フレームに対してCNNを適用し,識別的な特徴量を抽出して,それをSVMにより認識した.その出力である各クラスへの事後確率を,拡張パーティクルフィルタを用いて平滑化することで,安定した認識が可能となった.・人物動作の識別.シーン中の人物行動を認識するためには,カメラの運動や多種多様な背景への対応などが必要となり,挑戦的な研究課題である.本研究ではシーン中に軌跡を密に抽出し,それらを局所的に統合するした軌跡集合特徴量(trajectory set)を提案し,標準ベンチマークデータセットを用いた実験によって既存手法を上回る性能を確認した.・その他,時空間特徴量を用いた人物動作認識,ディープラーニングを用いた人物検出,畳み込みニューラルネットワークやカーネル手法を用いた認識などの研究を行い,次年度以降の研究開発の基盤を固めた.本年度は,画像ロガーの映像や人物動作映像など,本研究が対象とする映像に対する認識手法を開発できており,おおむね順調に研究が進んでいる.ただし,当初予定していた動物に取り付けた画像ロガーの映像の入手が遅れており,その部分の研究があまり進展していない.機械学習やディープラーニングを用いた認識のためには大量のデータが必要となる.一般的には各クラスに対して数千個の訓練サンプルが必要とされている.しかし,例えば海鳥に取り付ける画像ロガーの映像は,一年間に数十本が得られる程度であり,圧倒的に訓練サンプルが足りない状況である.そのため,動画を大量のフレームに分けて学習サンプルを増やして認識することを当初考えており,実際に試みたが,動画像としての時系列変化を考慮して高精度な認識を行うためにはやはり映像の本数も必要であることが判明した.本研究では、本計画班の構成員が開発してきた最先端の映像認識技術に立脚し、野生動物やペットなどに装着したカメラから得られた映像や、人間が撮影した映像など、これまでの映像認識技術では処理が困難な自己移動を含む映像を、安定かつ頑健に認識する技術を開発し、本領域における画像・映像情報分析のための基盤技術を構築する。本年度の実績は以下のとおりである.・B01

生態学チームから提供された海鳥のGPU経路データを学習し,目的地までに至る経路を予測するための逆強化学習を利用した手法を開発した.約600本の海鳥の経路を,雌雄別々に学習し,それぞれののモデルを構築し,出発地点と最終地点を指定することで,その間の経路を確率分布として出力し,その中からもっともらしい経路を出力することが可能となった.・映像中の人物移動軌跡をいくつかのグループに分け(クラスタリング),歩行目的地に応じて分割する手法を開発した.これはベイズ推定の枠組みで定式化されており,人物歩行軌跡の定性的な解析が可能になった.まず移動を線形動的システムでモデル化し,出発地点と最終地点を正規分布で表現する従来手法であるMDAを拡張し,アルゴリズムの安定した収束を実現した.そして軌跡を分割するために隠れマルコフモデルを用いて軌跡の分割手法を定式化した.・生物や人物の行動予測手法の開発とデータ収集方法の検討のために,様々な行動予測手法を比較検討したサーベイ論文と解説論文を発表し,今後のデータ収集方法と研究方向性について,関連分野の研究動向を新学術領域の内外へ発信した.本研究の目的は、自己移動を含む映像を安定かつ頑健に認識する技術を開発し、本領域における画像・映像情報分析のための基盤技術を構築することである。人間が撮影した映像などを対象とした認識技術の開発は,おおむね達成できる見込みである.前項で示したように,映像中の特徴点の軌跡分布に着目した新しい特徴量を提案し,Youtubeなどから収集されたカメラが移動する(自己運動を含む)多数の映像からなるデータセットに対してその有効性を示しているため,順調に研究が進展していると評価した.本研究では,本計画班の構成員が開発してきた最先端の映像認識技術に立脚し,野生動物やペットなどに装着したカメラから得られた映像や,人間が撮影した映像など,これまでの映像認識技術では処理が困難な自己移動を含む映像を,安定かつ頑健に認識する技術を開発し,本領域における画像・映像情報分析のための基盤技術を構築する.本年度の実績は以下のとおりである.・前年度までに,B01生態学チームから提供された海鳥のGPU経路データを学習し,目的地までに至る経路を予測するための逆強化学習を利用した手法を開発している.これをさらに発展させて,GPS経路データの欠損部分を補完する手法を開発した.これにより,これまでは様々な原因で得られなかった経路情報が,データ駆動型モデルによりもっともらしい経路を出力することが可能になり,また補完経路を確率分布として出力することが可能となった.しかしこの手法は膨大な計算時間と多大なメモリ量を必要とするため,制度を保ちつつ計算コストを大幅に削減する手法を考案した.・映像中の人物移動軌跡をいくつかのグループに分け(クラスタリングし),歩行目的地に応じて分割する手法を,さらに発展させた.これは前年度までに開発したベイズ推定に基づく手法である.それぞれの目的地へと到達する様子カーネル密度推定を用いて可視化し,どのような経路と目的地が頻繁に利用されているのかを把握することが可能となった.・B01生態学チームから提供されたコウモリの音声データから3次元位置を予測する手法を開発した.屋内で飛行するコウモリの3次元位置を,20chのマイクロホンアレイで録音された音声信号から,回帰によって推定する深層ネットワークを提案し,20cm程度の誤差(RMSE)で推定することが可能となった.
歯周関連疾患発症機序におけるRANKLの生理的意義:分子薬理学的研究

目的1) in vivo研究としてヒト歯肉溝滲出液(GCF)中ならびに顎関節症滑液中の骨代謝関連因子の探求、とくにRANKLとの関連性が強い破骨細胞由来Cathepsin-Kの定量2)in vitro病態モデル(炎症性サイトカイン処理マウス骨芽細胞)により、惹起されるRANKLならびにアポトーシスを誘導するcaspaseを中心としたシグナルカスケードの分子機構の解明3)病態モデル(炎症性サイトカイン処理マウス骨芽細胞ならびにストローマ細胞)により、惹起されるOPG産生抑制シグナルカスケードの分子機構の解明4)骨芽細胞の分化・増殖におけるosteoprotegerin(OPG)の新規な生理的役割について詳細な基礎的な検討を行い、新たな歯周関連疾患治療戦略の構築をめざすことを目的とした。2)健常者GCFとの比較から、ヒト歯肉溝滲出液GCF中の破骨細胞由来と考えられるプロテアーゼCathepsin-Kと破骨細胞分化誘導因子RANKL濃度が歯周病の進行・ステージにより上昇変動が見られ、両者とも統計的有意な増加ならびに相互に相関を認めた(Mogi, M. et al., Archs Oral Biol., 2007)。目的1)微小環境下で細胞周囲が病的な炎症性サイトカインの被爆を受けたとき、骨芽細胞がどのような運命をたどるのかを解明することは、歯周病などの骨代謝異常疾患と骨芽細胞との関連を探るうえで重要である。本研究では、歯周疾患病態モデルとして炎症性サイトカイン処理を考え、この処理により骨芽細胞はどのような機能変化を示し、その際どのようなシグナルカスケードが惹起されるかを解明する。2)口腔疾患の病態にRANKL, OPGの変動が関与する可能性ついて詳細な基礎的な検討を行い、骨破壊疾患(歯周関連疾患ならびに顎関節症など)の新たな治療戦略の構築をめざすことを目的とする。結果1)マウスの骨芽細胞様細胞MC3T3-E1細胞において,炎症性サイトカイン誘導アポトーシスシグナルは,mitogen-activated protein(MAP)キナーゼの活性化を伴うことを明らかにした.炎症性サイトカインは,誘導型NO合成酵素(iNOS)の活性化を伴う細胞死シグナルを強力に惹起した.RT-PCR法による遺伝子解析にて,サイトカインは,iNOSmRNAの誘導が認められ,さらに細胞内NO産生を誘導した.p38MAPキナーゼの特異的酵素阻害剤であるSB203580は,iNOSmRNAおよび,その酵素産物であるNO誘導を強力に抑制したうえに,アポトーシスの指標となるDNA fragmentationの誘導も用量依存的に抑制した.古典的なMAPキナーゼの上流域に存在するMEKの特異的酵素阻害剤PD98059は,サイトカインによるNO産生,iNOSmRNAの誘導ならびにDNA fragmentationの誘導に関し抑制効果を示さなかった.以上の結果は,サイトカイン処理された骨芽細胞において,iNOS依存性アポトーシス細胞死システムの誘導を調節する上でp38MAPキナーゼカスケードが,重要な役割を担うことを明示した(Kuzushima, Mogi et al., Archs Oral Biol).2)歯科領域の骨破壊疾患として歯周病とならんで顎関節症がある。顎関節症の病態解明を試みるために、健常者、顎関節症のdisk displacement with reduction, diskdisplacement without reduction, osteoarthritisの4群から滑液を得てRANKL, OPG, RANKL/OPG ratioを測定した。ヒト顎関節症、とくにosteoarthritis患者滑液中にRANKLが存在し、OPG量が健常者と比較して統計的有差を持って低下を示し、結果として有意にRANKL/OPG ratioが亢進することを初めて明示した。更にOsteoarthritis患者滑液がin vitroでヒト末梢単球からの破骨細胞形成ならびに活性化能を持つことを確認した。これらがOPGあるいはanti-RANKL-IgG添加にて抑えられることを確認し、Osteoarthritisの骨破壊の機序にRANKL/OPGが関わる可能性を初めて明示した(Wakita, Mogi et al., J.Dent.Res.)。結果の一部は第19回日本顎関節学会(名古屋)にて発表を行った。平成1820年度の実験結果を踏まえての総括的な考察行い、さらなる本研究の進展を摸索するために以下の項目について新たな研究課題とした。

1)病態モデル(炎症性サイトカイン処理マウス骨芽細胞ならびにストローマ細胞)により、惹起されるOPG産生抑制シグナルカスケードの分子機構の解明2)口腔疾患(歯周病および歯肉炎)の病態にRANKL, OPGあるいは他のcytokine/growthfactorの変動が関与する可能性3)生体内にRANKL/OPG complexが存在する事の証明ついて詳細な基礎的な検討を行い、骨破壊疾患(歯周関連疾患ならびに顎関節症など)の新たな治療戦略の構築をめざすことを目的とする。平成18、19年度の実験結果を踏まえて総括的な考察を行い、上記1)2)を主として、さらなる本研究の進展を摸索するための付加的な実験を行った。研究の一部に関し、現在1報投稿中である。
大腸癌における染色体異常誘導機序の解析及びCDXとWnt情報伝達経路の機能解析

研究の背景)これまでの解析によりCDX2発現減少による染色体異常が誘導されること、染色体異常の誘導磯序の原因の一つとして細胞周期G1/S期移行の促進が関与していることが明らかとなった。染色体異常は多くの癌において観察され、悪性化と相関するこが報告されている。最終目標である癌発生及び悪性化の抑制(創薬、治療)を達成するためには、染色体異常誘導機序分子レベルでのより詳細な解明が必須である。目的)CDX2がG1/S期移行および染色体分配を制御する分子機序を解明することを目的とした。結果1)CDX2が細胞周期のG1/S移行をcylin依存性キナーゼ抑制因子のp27を介して抑制することがわかった。結果2)CDX2を発現するとp27タンパク質が増加してCDK2の活性が低下することがわかった。結果3)CDX2を発現したときのp27タンパク質量の増加は、p27のタンパク質の安定化によることがわかった。結果4)CDX2を発現すると、p27の分解を促進する187番目のスレオニンのリン酸化レベルが、減少することがわかった。即ち、このリン酸化レベルの低下がp27のタンパク質の安定化を誘導していると考えられる。結果5)p27にCDX2が直接結合することがわかった。結果6)p27のスレオニンのリン酸化を、in vitrにおいてCDX2が直接抑制することがわかった。結果7)ひとの大腸がん標本をしらべたところ、CDX2の減少した大腸がんの7割においてp27タンパク質の発現が減少していることがわかった。一方で、CDX2の発現が高い大腸がん標本の役7割においてp27タンパク質の発現が高く維持されていることがわかった。これらの結果により、CDX2の発現減少は、p27タンパク質の不安定かを誘導して、大腸がんの進行(細胞周期や染色体異常)を促進すると考えられる。背景)近年、Wnt情報伝達経路の活性化(末端分子としてb-catenin/TCF複合体が活性化)が90%以上の大腸癌に観察されることやその他の臓器の発癌及び悪性化進行に重要な役割を担うことが示唆されている。問題点)Wnt情報伝達経路の活性化による癌化の機序には、増殖活性を上昇すること以外はよく分かっていない。そこで、b-catenin/TCF複合体の転写活性の腫瘍形成における役割を明らかにすることを目的とした。結果1)conditionalb-catenin変異変異へマウスの腸管に形成される腫癌において染色体分配異常頻度(ABI)を調べたところ、腸管正常細胞に比べて、ABIが有意に上昇していることがわかった。さらに同じ遺伝子型に改変したb-catenin ES細胞でも染色体異常(構造異常)が生じていることが分かった。以上の結果により、b-catenin/TCFの転写活性化が染色体異常を誘導することが示された。結果2)b-catenin/TCFの転写活性化はG2/M期checkpointによる細胞死を抑制して染色体異常の生じた細胞を生存させた。分子機序としてCdc2の活性の抑制をしていることがわかった。即ち、染色体異常を生じた細胞に対してG2/M checkpointにより誘導される細胞死をb-catenin/TCFの活性化が抑制していると考えられる。胃癌標本(99標本)を用いて解析を行った。胃癌の中の腸型においてはb-catenin/TCFの活性化と染色体異常の間に有意な相関が観察された。即ち、腸型の胃癌において、b-catenin/TCFの転写活性化が染色体異常を誘導することが示された。結論)以上の解析結果により、b-catenin/TCFの転写活性化が消化器癌の発生及び、悪性化進行において、染色体異常の誘導を介して促進的に働くことが示された。背景)近年、Wnt情報伝達経路の活性化が90%以上の大腸癌に観察されることやその他の臓器の発癌及び悪性化進行に重要な役割を担うことが示唆されている。目的)Wnt情報伝達経路の活性化が染色体異常を誘導するかどうかを調べることを目的とした。結果1)Conditionalb-catenin変異マウスの腸管に形成される腫瘍において染色体分配異常頻度(ABI)を調べたところ、腸管正常細胞に比べて、ABIが有意に上昇していることがわかった。結果3)ヒト腸型胃癌において、b-catenin/TCFの転写活性化と染色体異常の間に正の相関があることがわかった。本結果は、Oncogeneに2007年に発表した。CDX2と染色体異常誘導機序の分子レベルでの研究研究の背景)

これまでの解析によりCDX2発現減少による染色体異常が誘導されること、染色体異常の誘導機序の原因の一つとして細胞周期G1/S期移行の促進が関与していることが明らかとなった。染色体異常は多くの癌において観察され、悪性化と相関することが報告されている。最終目標である癌発生及び悪性化の抑制(創薬、治療)を達成するためには、染色体異常誘導機序の分子レベルでのより詳細な解明が必須である。目的)CDX2がG1/S期移行および染色体分配を制御する分子機序を解明することを目的とした。結果1)CDX2が細胞周期のG1/S移行をcylin依存性キナーゼ抑制因子のp21やp27を介して抑制することがわかった。結果2)CDX2による細胞周期のG1/S移行の抑制はp21やp27を介したCDK2の活性の抑制によることが分かった研究の背景)これまでの解析によりCDX2発現減少による染色体異常が誘導されること、染色体異常の誘導磯序の原因の一つとして細胞周期G1/S期移行の促進が関与していることが明らかとなった。染色体異常は多くの癌において観察され、悪性化と相関するこが報告されている。最終目標である癌発生及び悪性化の抑制(創薬、治療)を達成するためには、染色体異常誘導機序分子レベルでのより詳細な解明が必須である。結果1)CDX2が細胞周期のG1/S移行をcylin依存性キナーゼ抑制因子のp27を介して抑制することがわかった。結果2)CDX2を発現するとp27タンパク質が増加してCDK2の活性が低下することがわかった。結果3)CDX2を発現したときのp27タンパク質量の増加は、p27のタンパク質の安定化によることがわかった。結果4)CDX2を発現すると、p27の分解を促進する187番目のスレオニンのリン酸化レベルが、減少することがわかった。即ち、このリン酸化レベルの低下がp27のタンパク質の安定化を誘導していると考えられる。結果5)p27にCDX2が直接結合することがわかった。結果6)p27のスレオニンのリン酸化を、in vitrにおいてCDX2が直接抑制することがわかった。結果7)ひとの大腸がん標本をしらべたところ、CDX2の減少した大腸がんの7割においてp27タンパク質の発現が減少していることがわかった。一方で、CDX2の発現が高い大腸がん標本の役7割においてp27タンパク質の発現が高く維持されていることがわかった。これらの結果により、CDX2の発現減少は、p27タンパク質の不安定かを誘導して、大腸がんの進行(細胞周期や染色体異常)を促進すると考えられる。