hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
主要国のいわゆる「名門」大学在学者の社会的・文化的成育環境等に関する比較研究-日仏比較を手はじめに-

フランスの中等学校の「学校評議会」への生徒代表の参加や、高校3年での「哲学」教科の全員必修はわが国にはないもので、それが同国の質の高い「エリート文化」の形成に寄与していることは否めない。しかし反面、「学校への不満度」は先進国中、日・仏が最も高く、しかも仏では「進路指導の不適切」を挙げる者が33%と最も多い(日本は17%)。「エリート以外」の生徒たちにとって、仏の学校システムは相当に厳しいものがあるようにも思われる。本共同研究は、日仏両国に関して、一般の親の経済客やブルデュー的「文化資本」の総体との関連で考察される「名門」高等教育機関学生の「成功」現象について、それらのマクロ要因だけでなく、ミクロ要因ー進学者個人の中等学校時代における受験勉強以外の文化・スポーツ活動、生徒会・地域ボランティア活動などとの相関はどうか、中等学校における生徒の進路決定の機構やパーソナル・プロセスはどうか、等々についても比較考察することを目的としている。ただし、研究第1年度である本年は、日本についての調査を主限とし、まず「5%の名門校」を含む日本の全大学の学生の活動・意識の包括的な実態と傾向を把握すべく、文部少『学生生活調査報告』をはじめとして、全国の大学で刊行されている学生生活実態調査報告書の収集・分析から着手した。既収集分の国公私立約50大学について暫定分析した限りでは、やはり大学間で家計所得差が見られた。しかも、難易度の高い大学に在籍する子女をもつ所帯は主たる家計支持者の平均所得が高い傾向にあり、通念通りに、子女の教育パフォーマンスと親の教育への投資の相関を無視しえないことが再確認された。次に、「名門」校の事例研究として、東京大学において専門課程の学生を対象に行った第1次アンケート調査(サンプル数55;7学部)の粗集計の結果を見ると、例えば、所謂「経済的再生産」度は学部によってバラツキがあること(例;教育学部は低い)、親の学歴は全国平均より高いが父母の両方または片方が中卒・高卒の比率も予想以上に高く(「職人」の家庭が多い)、その場合学生当人が自分が東大に入れた要因として「家庭の文化的雰囲気」を挙げている事例が印象として目立った。これらについては、本格調査で確認したい。この外、日仏の公立中の生徒の進路決定メカニズムを見るため、生徒・父母・職員対象の日本プレ・テストを、広島県内の2校において実施中である。1.〔経済的出自〕収集した全国の国公私大60校、延べ123冊の学生生活実態調査報告書の集計結果では、一般に「都市圏大学」と「地方大学」との二極分化が著しい。また、東大と京大の学生のそれは。慶大を除く国・私立全大学を上回り、両大学が日本の大学の中でも特異な位置を占めることがわかる。また、いわゆる「5%の名門校」に属する東大・広島大・早大・慶大を例にとってみると、東大・早大・慶大の「都市圏」3校の豊かさが際立つ。育英会奨学金の受給率を見ても、4大学とも国立平均30%、私立平均19%を下回っているが、「受けたくない、必要ない」者が東大・早大・慶大は60%程度もいるのに、広島大は40%に止まっている。フランスについては、経済的な階層差が単に大学進学機会のみならず、「学部専門領域」にも「達成される教育水準」にも現れ、労働者の子女は文・理系に高く(11%)、法経系(8%)、医歯系(4%)の順に低くなっていき(注;上級幹部層の子女はこの逆の分布)、またレベル別では大学院では6%(上級幹部層なら31%)しかいない。社会階層差はまた、学生の在籍する大学の地域的偏差までをも生み出している。上層=〔パリ+地方の富裕な大都市/医学・法学専攻〕、下層=〔豊かでない地方/文系学部専攻〕といった特徴づけが可能である。2.〔文化的成育環境〕東大、およびそこへの合格者輩出度の高い東京の有名私立進学高校での調査結果を見てみると、小学校時代からのいわゆる「お稽古ごと」の経験率(およびそれへの親の積極的な支援率)が非常に高いことが目につく(学習塾・予備校等の経験率は一般の大学の学生たちの平均値と差がないのに反し)。
超音波顕微鏡を用いて組織の加齢性変化を描出する

組織中の音速(SOS)と組織の硬さが相関することを利用して、老化を数値化して評価しようとした研究である。皮膚、血管、心臓弁について評価した。皮膚について高齢者の真皮は若年者よりもSOSが低い、一方表皮はSOSが高く、高齢者の皮膚は表面は硬いが、深部がゆるい事実に対応した。表皮はペプシン消化で急速に低下し、脆いことがわかった。大動脈、腎動脈は加齢に伴って非動脈硬化部のSOSは低下がみられ、蛋白分解処理に抵抗性を示した。大動脈解離、大動脈弁閉鎖不全、僧帽弁腱索の断裂部は周囲と比べ、SOSの低下があり、蛋白分解処理を受けやすかった。蛋白分解処理を取り入れたSOSの計測による老化評価は可能である。超音波顕微鏡(SAM)をもちいて英文誌への論文発表2編と国際学会(1回)、国内の学会や研究会で発表した。Sci Repに発表した論文では体腔液の細胞を材料としてSAMによって、細胞の同定がSOSの違いによって、ある程度可能であることを発表した。上皮や癌は非上皮や正常細胞に比べ、有意にSOSが大きかった。光学顕微鏡での診断の補助手段としての利用が期待できる。Pathol Intの論文では、組織に加えられた修飾をSAMが検出できることを証明した。固定、蛋白分解、糖化などの化学変化を音速(SOS)の変化によって識別でき、客観的に比較できることを証明した。光学顕微鏡では不可能な、組織修飾の量的変化をSAMは描出でき、老化に伴う組織修飾の解明にも役立つ技術である。老化に伴っておこる体の変化の1例として、心臓の大動脈弁について正常、狭窄症(AS)、閉鎖不全(AR)の弁をSOSで比較し、日本病理学会総会や超音波研究会で発表した。病的なAS,ARの弁は正常弁と比べ、いずれも硬さが増していた。膠原繊維の種類や修飾に違いを証明できた。ASでは線維芽細胞により膠原繊維の代謝が亢進しており、一方ARでは線維芽細胞はすくなく、膠原繊維がゆっくり代謝されていると推測された。研究は概ね計画通りに進んでいる。今後はSAMの技術を利用して、皮膚、肝臓、肺、脳などの臓器における老化の仕組みをSAMを用いて硬度と組織修飾の両面から明らかにしていく予定である。体腔液の細胞を超音波顕微鏡(SAM)で観察した。通過する音速(SOS)では上皮が非上皮よりも、癌細胞は正常細胞よりも有意に音速が早かった。この差を利用して細胞の識別が可能であることを、英文で発表した(Sci Rep. 5: 15243. 2015)。細胞をホルマリン固定したり、蛋白分解酵素処理をしたり、糖鎖の修飾をすることでSOSが変化することを発表した(Pathol Int 65:355-366, 2015)。大動脈弁の老化について狭窄症(AS)と閉鎖不全(AR)の症例を剖検例の正常弁(NOR)と比較した。超音波顕微鏡による音速から推測する弁の硬さはAS, ARともにNORよりも大きく、有意差があった(P<0.01)。ASとARの比較でもARの方が有意に大きかった(P<0.01)。この硬さの差が何に由来するかをさらに検討した。結果、ARの線維層は蛋白分解酵素処理に抵抗性で、ASは酵素処理によって線維層が分解を受けやすいことが判明した。膠原繊維のタイプでもARの線維層は1型と3型からできているが、ASの線維層は多くは3型でできていた。膠原繊維の再生が3型から始まり、次第に1型に変わることから、ASでは再生途上にあることが推測された。膠原繊維の老化の指標として終末糖化産物(AGE)を免疫染色で染めると、ARの線維層は全体が陽性を示し、ASは一部のみが陽性であった。ARの線維層は代謝が遅く、ASの線維層は破壊再生が繰り返されていることが示唆された。以上の内容を第104回日本病理学会総会で発表し、現在英文投稿の準備をしている。日本病理学会総会では春と秋にそれぞれ超音波顕微鏡による肝と肺の線維化像の特徴、超音波顕微鏡を用いた高齢者と若年者の皮膚組織像の違い、というタイトルで発表した。超音波顕微鏡をもちいて、肝臓や肺の線維化病変の評価、皮膚の加齢性変化について論じた。また、6月に開催された第8回バイオ超音波研究会で'音速の標準サンプルと線維構造の描出法'について発表した。11月に浜松で開催された第3回光超音波画像研究会では“核磁気共鳴エラストグラフィーと走査型超音波顕微鏡による髄膜腫弾性率の評価"というタイトルで共同演者として発表した。髄膜腫の組織評価について、MRIと超音波顕微鏡画像を比較した。大動脈弁、皮膚、肝、肺の病変について、加齢性または病変の進行にともなう変化を明らかにする当初の計画はほぼ順調に成果を得ている。超音波顕微鏡をもちいた組織の音速は組織の硬さに相関し、加齢にともなって一般に組織が硬くなる変化を数値で比較することができた。膠原線維、弾性線維の分布と密度、架橋反応などを、音速としてとらえることができた。脳のアミロイド小体については超音波顕微鏡をもちいて描出をおこなったが、アミロイド小体の音速が周囲の脳実質と大差なく、描出ができなかった。

音速像の変化がどんな化学的変化と関連するかを、蛋白消化や免疫染色の手法でさらに明らかにしている状況である。2017年のヨーロッパ病理学会、日本抗加齢医学会では以下の発表をおこなった。加齢に伴って大動脈、腎動脈とも非動脈硬化部の音速(SOS)は低下がみられた。低下部にはLOXの発現亢進があり、蛋白分解処理に抵抗性を示した。アテローム性動脈硬化部は平滑筋が消失し、膠原繊維が増えることでSOSの数値が高かった。線維間を架橋する物質が増え、蛋白分解処理に抵抗性を示した。大動脈解離、大動脈弁閉鎖不全、僧帽弁腱索の断裂部は周囲の正常部と比べ、SOSの低下があり、蛋白分解処理を受けやすかった。SAMは線維化や線維の粗鬆化を客観的に数値で評価ができることがわかった。2017年日本病理学会ではホルマリン固定パラフィン包埋された皮膚切片にペプシン消化を行い、経時的に音速(SOS)の変化を追跡した。高齢者と若年者、糖尿病と非糖尿病、慢性の創傷と急性の創傷を比較した。音速像の解像度は光学顕微鏡画像に匹敵し、ペプシン消化後に特徴的な音速像の変化を見せた。皮膚については高齢者の真皮は若年者よりもSOSが低く、高齢者の皮膚はゆるく、柔らかであることを示唆した。一方表皮はSOSが高く、ペプシン消化で急速に低下した。糖尿病患者の真皮網状層は非糖尿病患者に比べ、ペプシン消化に抵抗性を示した。慢性の創傷部は急性に比べて、高いSOSを示し、ペプシン消化抵抗性であった。以上から、皮膚の老化、糖尿病状態、線維化によるSOSの変動は老化や疾患の状態による機械的変化をよく反映しているといえた。組織中の音速(SOS)と組織の硬さが相関することを利用して、老化を数値化して評価しようとした研究である。皮膚、血管、心臓弁について評価した。皮膚について高齢者の真皮は若年者よりもSOSが低い、一方表皮はSOSが高く、高齢者の皮膚は表面は硬いが、深部がゆるい事実に対応した。表皮はペプシン消化で急速に低下し、脆いことがわかった。大動脈、腎動脈は加齢に伴って非動脈硬化部のSOSは低下がみられ、蛋白分解処理に抵抗性を示した。大動脈解離、大動脈弁閉鎖不全、僧帽弁腱索の断裂部は周囲と比べ、SOSの低下があり、蛋白分解処理を受けやすかった。蛋白分解処理を取り入れたSOSの計測による老化評価は可能である。心臓の大動脈弁や動脈硬化のメカニズムをさらに研究するために、代謝性疾患であるマリファン症候群、エーラスダンロス症候群、アミロイド症などの症例をSAMで観察する。また、膠原繊維の安定化に関与するlysyloxidaseの免疫染色を行い、膠原繊維の架橋がSOSに与える影響を明らかにする。肝硬変、肺線維症の線維化の程度とSOSの値に相関があるかをあきらかにする。膠原繊維の種類や分布に差がないか。線維化の部分の膠原繊維にどんな修飾が現れるかを明らかにする。最近、ウイルス性肝炎が抗ウイルス療法で治癒する症例が増えている。組織学的にも改善がみられるが、SOSの変化による客観的評価が可能かを明らかにする。創傷治癒過程で肉芽組織から線維化に変わっていくが、SOSにはどんな変化が現れるかを明らかにする。瘢痕が残る治癒と残らない治癒とをSOSの違いで評価可能かを明らかにする。SOSの差がどんな化学的変化に関連するのかを明らかにする。細胞の入れ替わりのない脳でアルツハイマー病の脳は正常と比べ柔らかくなるといわれているが、部位別にSOSの変化がどう変わるのか。
照明・反射による見栄えを包括的に考慮した曲面形状理論の創生

本研究では,CGや意匠デザインで用いる曲面形状を,鏡面・拡散反射による見栄えを包括的に考慮して生成・制御することを目的としたものである.鏡面反射による良好な映り込み形状を得るための,対数美的曲面の形状パラメータに関する知見を得るとともに,対話的制御法を提案した.また,より理想的な曲面集合として,完全対数美的曲面を提案した.アニメ調描画で用いる,拡散反射とセルシェーディングによる段階的陰影形状に関して,屈曲や波打ちの原因を明らかにし,滑らかで単純な陰影形状を得るための陰影付け方法を提案した.その他,見栄えを良くする形状処理技術に関して,種々の成果を得た.本研究では,CGや意匠デザインで用いる曲面形状を,鏡面・拡散反射による見栄えを包括的に考慮して生成・制御することを目的としたものである.鏡面反射による良好な映り込み形状を得るための,対数美的曲面の形状パラメータに関する知見を得るとともに,対話的制御法を提案した.また,より理想的な曲面集合として,完全対数美的曲面を提案した.アニメ調描画で用いる,拡散反射とセルシェーディングによる段階的陰影形状に関して,屈曲や波打ちの原因を明らかにし,滑らかで単純な陰影形状を得るための陰影付け方法を提案した.その他,見栄えを良くする形状処理技術に関して,種々の成果を得た.本研究は,曲面形状特徴と,鏡面・拡散反射による見栄えとの間の関係を,理論的に解析・類型化し,見栄えを包括的に考慮した曲面形状生成・制御の方法論を構築するものである.従来の形状生成手法とは異なり,2次元的見栄えの包括的な制約に基づいて3次元形状を作成するという新しいパラダイムを構築することを目的としている.本年度は,研究を進めるうえでの基礎的な分析として,反射による見栄えの定性的観察,現状の意匠デザインおよびアニメにおける当該問題の解析,曲面形状特徴と鏡面・拡散反射による見栄えとの間の関係の理論的解析などを行った.また,これと並行して,形状と見栄えに関連した種々の研究を進めた.以下に成果を示す.1.曲面形状と鏡面反射に関する解析曲面における反射線を解析するために,これを効率的に計算・可視化するツールを作成するとともに,理論的な解析を進めた.また,鏡面反射像の性質が良いと予想されている対数美的曲面において,制御パラメータの映り込み形状への影響を解析した.2.曲面形状と拡散反射に関する解析セルアニメの作品群に対して,陰影の形状や色を調査・解析した.曲面形状に複数の点光源による照明を行ったときの,等輝度線(すなわちセルシェーディングにおける陰影境界線)の形状のふるまいを解析した.3.形状と見栄えに関連した種々の研究良好な見栄えを得るための対数美的曲線・曲面に関する研究として,複合リズム空間曲線の生成,不完全ガンマ関数を用いた曲線表現,耳や鼻の形成外科手術への応用などの成果を得た.また,コンピュータグラフィックス,可視化,形状処理の種々の問題に関し,2次元的見栄えを考慮した研究成果が多数得られた.本研究は,曲面形状特徴と,鏡面・拡散反射による見栄えとの間の関係を,理論的に解析・類型化し,見栄えを包括的に考慮した曲面形状生成・制御の方法論を構築するものである.従来の形状生成手法とは異なり,2次元的見栄えの包括的な制約に基づいて3次元形状を作成するという新しいパラダイムを構築することを目的としている.本年度は,前年度に引き続き,曲面形状特徴と鏡面・拡散反射による見栄えとの間の関係の理論的解析,定式化,類型化,ならびに,を行った.また,これと並行して,形状と見栄えに関連した種々の研究を進めた.以下に成果を示す.1.拡散反射形状に関する解析・定式化・類型化と,曲面生成制御方法検討: 3Dモデルから,セルシェーディングを用いて段階的陰影を生成する場合,モデルの細かい凹凸により陰影境界線が複雑に曲がってしまう.アニメに適した単純な陰影形状を得るための一手法として,シェーディングの際の法線方向を,簡略化した3Dモデルの法線で置き換える方法を提案した.これにより,物体形状を保持したままで陰影形状を簡略化することが可能となった.2.鏡面反射形状に関する解析・定式化・類型化と,曲面生成制御方法検討:良好な見栄えを得るために,対数美的曲面の研究を進めた.2方向の等パラメータ線がすべて対数美的曲線であるような「完全対数美的曲面」を定義し,その基本的性質を明らかにするとともに,鏡面反射に大きく影響する曲率反射特性について解析した.3.形状と見栄えに関連した種々の研究:良好な見栄えを得るための曲面形状生成の基本として,美的な曲線に関する研究を進め,3次曲線全体集合の解明,ベジエ曲線による対数美的曲線の近似,対数美的曲線の外耳形状への応用,などの成果を得た.また,コンピュータグラフィックス,可視化,形状処理の種々の問題に関し,2次元的見栄えを考慮した研究成果が多数得られた.本研究は,曲面形状特徴と,鏡面・拡散反射による見栄えとの間の関係を,理論的に解析・類型化し,見栄えを包括的に考慮した曲面形状生成・制御の方法論を構築するものである.

従来の形状生成手法とは異なり,2次元的見栄えの包括的な制約に基づいて3次元形状を作成するという新しいパラダイムを構築することを目的としている.本年度は,前年度に引き続き,現状の意匠デザインおよびアニメにおける反射による見栄えの解析,曲面形状特徴と鏡面・拡散反射による見栄えとの間の関係の理論的解析などを行ない,それらの定式化,類型化に着手した.また,これと並行して,形状と見栄えに関連した種々の研究を進めた.以下に成果を示す.1.曲面形状と鏡面・拡散反射に関する解析と定式化:曲面形状に複数の点光源による照明を行ったときに,等輝度線(すなわちセルシェーディングにおける陰影境界線)が屈曲する問題に対して,解決策を提案した.また,見栄えが優れていると予想される対数美的曲面に対して,鏡面・拡散反射による見栄えを精密にシミュレーションするシステムを開発した.2.視点方向や光源方向により異なる模様が現れるレリーフ形状の生成:物体平面上に微細な凹凸形状を生成することで,その反射特性を制御し,視点あるいは光源方向に依存して異なる模様が現れるようなレリーフ形状を考案し,試作に成功した.3.形状と見栄えに関連した種々の研究:良好な見栄えを得るための美的な曲線・曲面に関する研究として,対数美的曲線の理論と応用(縮閉線,G1エルミート補間,G2遷移曲線の生成など),3次曲線の美的解析,などの成果を得た.また,コンピュータグラフィックス,可視化,形状処理の種々の問題に関し,2次元的見栄えを考慮した研究成果が多数得られた.本研究は,曲面形状特徴と,鏡面・拡散反射による見栄えとの間の関係を,理論的に解析・類型化し,見栄えを包括的に考慮した曲面形状生成・制御の方法論を構築するものである.2次元的見栄えの包括的な制約に基づいて3次元形状を作成するという新しい形状生成パラダイムを構築することを目的としている.本年度は,これまでに研究してきた曲面形状特徴と鏡面・拡散反射による見栄えとの間の関係に基づき,良好な反射形状を得るための見栄え主導型曲面形状生成の方法論の研究を行った.また,これと並行して,形状と見栄えに関連した種々の研究を進めた.以下に成果を示す.1.拡散反射形状に着目した見栄え主導型曲面形状生成法:複雑な3D形状モデルからアニメに適した単純な陰影形状を得るための一手法として,シェーディングの際の法線方向を,簡略化した3Dモデルの法線で置き換える方法に関して,その改善を検討した.2.鏡面反射形状に着目した見栄え主導型曲面形状生成法:対数美的曲線の各種パラメータを変えながらスイープして作る「対数美的曲面」について,映り込み曲線形状とパラメータとの関係を分析し,映り込み形状に不具合を生じる曲面の形成要因を解明した.また,2方向の等パラメータ線がすべて対数美的曲線であるような「完全対数美的曲面」について,より自由度を高める生成方法を提案し,その基本的性質として,特に鏡面反射に大きく影響する曲率のふるまいについて解析した.3.形状と見栄えに関連した種々の研究:良好な見栄えを得るための曲面形状生成の基本として,美的な曲線に関する研究を進め,3次有理曲線全体集合の解明,3次多項式曲線の曲率変化の包括的解析,対数美的曲線の頭部形成外科手術への応用,などの成果を得た.また,コンピュータグラフィックス,可視化,形状処理の種々の問題に関し,2次元的見栄えを考慮した研究成果が多数得られた.26年度が最終年度であるため、記入しない。画像情報工学26年度が最終年度であるため、記入しない。
複合現実感技術を利用した図書館利用者のためのＭＲサービスシステムの構築

複合現実感を用いて図書館サービス(蔵書検索および入館・貸出履歴管理)を図書館利用者(ユーザ)に提供するサービスシステム:MR Librarian System(MRLS)の開発および検討を行った.蔵書検索サービスとして,検索対象図書が置かれている書棚までユーザを案内するシステムの構築および書棚内での図書位置を呈示するための画像処理技術についての検討を行った.また,入館・貸出履歴管理サービスでは,ユーザの利用履歴情報を分析し,アバターを自動生成するエンジンの構築を行った.さらに,図書館利用率を向上させるインセンティブ・プログラムとしての本システムの有効性を検討するためアンケート調査も実施した.今年度は,前年度までに開発したナビゲートシステムとアバター生成エンジンの改善および実証実験を行った.蔵書が収められている書棚までユーザを案内するナビゲートシステムについては,実際の図書館において運用できるシステムを構築した.まず,書棚および通路の位置情報をマップ化し,蔵書がどの棚に収められているかという情報のデータベースを作成した.ナビゲーションのスタートとなるユーザの位置は,書棚に貼付したマーカ(マップ情報とリンクされている)を認識することで特定した.また,ゴールとなる蔵書が収められている書棚の位置の特定にはデータベースを用いた.これらのスタートとゴールおよび通路の位置情報を用いてダイクストラ法により最短経路の計算を行い,案内情報(ユーザの通るルートを示す最短経路CG(コンピュータグラフィックス)・進行方向を示す矢印CG・目的地を示す目的地CG)を生成する.生成されたこれらの案内情報は,Android端末上において,現実空間の映像に重畳表示される.加えて,マーカを用いずにユーザの位置を特定するために,近距離無線通信規格の一つであるZigbeeを用いた室内位置検出についての検討も始めた.アバター生成エンジンについては,貸出履歴に応じて3DCGで表現されたアバターが生成・変化されるエンジンを構築した.このエンジンでは,データベースサーバに構築された簡易的な図書館情報データベースを用いて,疑似的な貸出を実現し,その情報に応じてアバターを生成・変化させ,3DCGとして表示する.このようなアバターの変化が図書館の利用率向上のためのインセンティブ(意欲向上のために外部より与える刺激)として有効であるかのアンケート調査を106名の高専生および教職員に対して実施した.その結果,アバターおよびアバターの変化がユーザの興味を強く引いていると評価でき,本システムの有用性を確認することができた.今年度は,主にマーカを用いることなく屋内(図書館内)にて位置検出を行う方法についての検討を行った.研究計画では近距離無線通信規格の一つであるZigbeeを用いる予定であったが,図書館側の都合などもあり,デバイスを一切設置することなく画像処理技術のみを用いる手法について開発および検討を行った.特に,今年度は書棚内での図書位置を複合現実感技術によりユーザに提示するシステムを構築した.また,本システムのための実世界と仮想物体の位置合わせ手法として図書館環境に特化した本棚領域の頑健な推定法を提案した.この手法では,特徴点としてエッジの探索により本棚の枠に相当する画素を複数個抽出して,枠部分の推定を繰り返しながら本棚の領域を特定する.推定方法としてロバスト推定に基づく手法とHough変換に基づく手法を提案し,本棚領域に対する精度を実験的に比較して,それらの有効性の調査を行った.その結果,Hough変換に基づく手法の認識率は平均で83.3%となり,本棚領域の推定に対して有効であることが示唆された.また,特定された本棚領域の情報を利用して,MR位置合わせを行う手法の検討およびプロトタイプシステムの構築を行った.以上により,MRLSによって最も重要なナビゲーションシステムの精度の向上および新たな機能の追加(書棚までの案内から書棚内での図書位置の案内まで)が可能となった.これにより,本システムの用途を図書館ユーザから図書館側(司書)に拡大することができた.また,以上の結果を含めて本システム構築の成果および仕様について,学会発表などを行い広く情報を公開した.複合現実感を用いて図書館サービス(蔵書検索および入館・貸出履歴管理)を図書館利用者(ユーザ)に提供するサービスシステム:MR Librarian System(MRLS)の開発および検討を行った.蔵書検索サービスとして,検索対象図書が置かれている書棚までユーザを案内するシステムの構築および書棚内での図書位置を呈示するための画像処理技術についての検討を行った.また,入館・貸出履歴管理サービスでは,ユーザの利用履歴情報を分析し,アバターを自動生成するエンジンの構築を行った.さらに,図書館利用率を向上させるインセンティブ・プログラムとしての本システムの有効性を検討するためアンケート調査も実施した.今年度は,マーカを用いてユーザの位置を特定し、蔵書位置までのナビゲートを行うシステムおよびMR Librarian(アバター)をユーザ情報に応じて変化させるためのキャラクター生成エンジンの検討を中心に行った.プロトタイプナビゲーションシステムとして,マーカおよびAndroidタブレット(端末)を用いて,マーカ間をナビゲートすることのできるシステムを構築した.本システムでは,ゴールのマーカを端末上で指定することにより,ゴール以外のマーカ上にゴールまでのナビゲート情報を矢印として表示するものである.以上の成果により,今後,より現実的な(実際に図書館に導入することが可能で,分かりやすい)ナビゲートシステムの検討が可能となった.また,貸出履歴に応じてアバターを変化させるアバター生成エンジンのプロトタイプも構築した.データベースサーバに簡易的な図書館情報データベースを構築し,貸出履歴を保存できるようにした.疑似的な貸出を実現するためにFelicaカードを導入した.そして,実際にデータベースサーバに保存された情報を取得し,その情報に応じてアバターを生成・変化するエンジンも構築した.ただし,ここでの生成・変化規則は簡易的なものであり,現在は文字データとして生成・変化を行っている段階である.合わせて,アバターとして使用する

3DCGキャラクターの作成も行った.以上の成果により,今後の生成・変化規則およびパラメータの検討やアバターがインセンティブに与える効果などの検討が可能となった.今年度の研究計画は,「Wi-Fi電波をナビゲートシステムの構築」・「キャラクター生成エンジンの開発」・「試行稼働実験」であった.ナビゲートシステムの構築においては,前年度までに作成したマーカ型システムを実際に図書館に適用するための改良を中心に行い,Android端末上において,案内情報(ユーザの通るルートを示す最短経路CG(コンピュータグラフィックス)・進行方向を示す矢印CG・目的地を示す目的地CG)を現実空間の映像に重畳表示するシステムを構築した.また,Wi-Fi電波によるシステムについて検討を行い,Wi-Fi電波ではなく近距離無線通信規格の一つであるZigbeeを採用し,その実験・検討を行うための準備を行った.キャラクター生成エンジンの開発においては,前年度までに開発したプロトタイプエンジンから,疑似的な図書館の貸出情報から実際に3DCGのアバター(キャラクター)を生成するエンジンを構築した.試行稼働実験については,マーカ型ナビゲートシステムを実際に図書館で稼働させる実験を行った.また,キャラクター生成エンジンでは, 106名の高専生および教職員を対象としたアンケート調査を実施した.以上により,初年度の目的はほぼ達成できたと考える.今年度の研究計画は,「マーカを用いたナビゲートシステムの構築」・「キャラクター生成エンジンの検討」であった.マーカを用いたナビゲートシステムの構築においては,マーカによるユーザの位置特定および目的地までのナビゲーション情報の生成および提示をAndroid端末上で行うシステムを構築した.キャラクター生成エンジンの検討においては,入館履歴や貸出履歴をパラメータ化し,それらを元にどのようにキャラクターを生成・変化させるかの規則を作成した.今年度はこの検討を中心に行う予定であったが,さらに進んで,データベースサーバの構築・簡易的ではあるが図書館情報データベースの構築・データベースから情報を受け取り,作成した規則にしたがって,キャラクターの生成・変化を文字情報として出力するプロトタイプエンジンの開発まで行った.以上により,初年度の目的はほぼ達成できたと考える.今後は,Zigbeeを用いたナビゲートシステムの構築を中心に,システムの図書館での稼働実験による評価・検討を行っていく予定である.ナビゲートシステムの構築においては,より安定してユーザの位置を特定することのできるシステムの構築を目指す.場合によっては,今年度構築したマーカ型システムと組み合わせることも検討していく.さらに,キャラクター生成エンジンと組み合わせてシステム(MRLS)を構築する.
イヌ線維肉腫に対するＲＮＡ干渉を利用した治療法開発

Fascin-1は54KDaのアクチン結合タンパクであり,生理的および病的な状態下で細胞運動に重要な役割を果たしている。犬線維肉腫は周囲への浸潤傾向が強く,外科的出後にも局所再発が多発する腫瘍であり,Fascin-1との関連性が強く示唆されている。今回,犬線維肉腫の病理組織切片を用いて免疫組織化学染色でFascin-1の発現を高度に認めている。また,犬線維肉腫細胞株においてsiRNAを用いて抑制させたところFascin-1は抑制されたとの結果が得られた。以上よりFascin-1は治療の標的として可能性があることが考えられる。Facin-1はアクチン結合タンパクであり,生理的および病的な状態下で細胞運動に極めて重要な役割を果たしているため,現在Fasci-1は医学領域において,乳癌,胃癌や移行上皮癌といった上皮系腫瘍で転移や再発に関わるバイオマーカーとして疫学的な調査が進んでいる。しかし,治療への応用としての研究については進んでおらず,さらに肉腫では疫学的な調査を含め,基礎的な研究も乏しい。さらに獣医学領域においては,上皮系腫瘍を含め腫瘍においての疫学的な調査は実施されていないという実態がある。犬の線維肉腫は転移率の低い腫瘍であるものの,腫瘍細胞の周囲組織への浸潤が高度で外科的に切除したとしても,局所的な再発が高率に認められ,肺への遠隔転移も発生する難治性の悪性腫瘍である。一方ヒト線維肉腫においても5年累積生存率は50%前後であるにも関わらず,肉腫のうち13%と発生率が非常に低いため,治療法の開発はされていない。そのため,犬の場合と同様に新規治療法が望まれている。申請者は過去において、線維肉腫でFascinー1が高発現している事を明らかとした。そのため,Fascin-1に注目して申請者が樹立した犬線維肉腫細胞株および購入予定の犬線維肉腫細胞株,ヒト線維肉腫細胞株で,Fascin-1およびFascin-1の上流に位置するとされているmiRNA-145について検索する事を目的として,線維肉腫における新規治療法を開発する基礎実験を実施する事を目的としている。樹立した線維肉腫細胞株を線維肉腫由来と特定するために、時間を要してしまった事や経費が嵩んでしまっており,mir145の検索について開始出来なかった事である。Fascin-1はアクチン結合タンパクであり、生理的および病的状況下で細胞運動にきわめて重要な役割を果たしている。犬線維肉腫は口腔内や皮膚に発生し、外科的摘出が第1選択とされる悪性腫瘍であり、遠隔転移率は高くは無いものの周囲への浸潤能が高いため、局所再発率が高くまた頻回に再発する事が知られている。また人では成人における線維肉腫の発生率は10%であり、5年累積生存率は50%前後であるものの、治療法についての研究は進んでいない。そこで、今回犬線維肉腫におけるFascin-1の発現を確認し、Fascin-1発現を抑制する事によって浸潤を抑制する事か可能であるかを検討し、今後の治療方針の選択肢として挙げられるかを目的に実験を行い、人の線維肉腫の治療へ応用可能かを検討した。まず、犬線維肉腫細胞株の樹立を行ったものの継代に苦慮したため、市販されている犬線維肉腫細胞株を購入し、人線維肉腫細胞株と共にFascin-1の発現と抑制実験を行った。Fascin-1遺伝子のmRNAの発現はRT-PCRを実施し、細胞に対して免疫化学染色を実施することによって遺伝子の発現およびタンパク質の発現の確認を行った。また、犬繊維肉腫細胞株をマウスに接種する事によって異種移植性細胞株であることを確認している。その結果を基に、siRNAを用いてFasin-1の遺伝子の発現の抑制を試みた所、犬繊維肉腫細胞株でFascin-1を弱く抑制する事が明らかとなった。樹立した線維肉腫細胞株ではなく、購入した犬線維肉腫細胞株やヒト線維肉腫細胞株を中心に研究を推進することで、遅れを取り戻す必要性がある。獣医学近年高騰化した細胞培養用の血清購入のために確保しておいたものの、ロットチェックで血清と細胞株の相性が悪く、何度となくくり返していたため。ロットチェックを継続的に実施しており、細胞株と相性の良い血清が入手可能でであれば血清購入に使用する予定である。
氷河地形と氷河流動モデルに基づく日本列島の古気候復元

本年度の目的は,氷河流動モデルのチューニングパラメータ用に使用する現存の氷河の流動を観測し,モデルに適用すること,氷河地形から復元した日本列島の最終氷期の氷河について質量収支を検討し,これと現在の気候条件とを地理情報システム(GIS)上で組み合わせて検討し,日本列島の氷期の古環境を復元検討することにある。この目的に基づいて,以下の調査・検討を行った.(1)氷期の日本と同様に,相対的に温暖・多雪環境にあるパタゴニア地域の氷河に於いて,チューニングパラメータ用の氷河流動の観測,氷河末端変動の観測を行い,解析を行った.(2)気象庁から公表されている気候値メッシュデータを利用して,現在の気候環境と氷河地形の分布との関係について検討を行った.(3)日本アルプスの氷河地形について,現地調査を行い,その分布範囲の検討を行った.これらの解析のうち,(1)については,GPSを用いた高精度な反復観測を行うことができ,充分な成果が得られ,モデルとの関係の検討に入ることができた(青木ほか,2005など).また,国内外の研究会等で発表した.(2)については,現段階においては充分な解析に至ることができなかった.今後の課題と考える.(3)については,飛騨山脈白馬岳周辺に於いて現地調査を行い,氷河末端付近に氷河変動と関連すると考えられる堆積物を見いだした.これについては,研究会等で議論を行い,今後継続的に検討する課題であることを確認した.さらに,昨年度までに作成した氷河地形データベースとの関連性についても,合わせて検討した.11月12月に掛けて,当初予定していた南米パタゴニア氷原に位置するエクスプロラドーレス氷河において,氷河流動モデルに組み込むための氷河の短期流動を,ディファレンシャルGPSを用いて計測した.この成果については2004年度日本地理学会春季学術大会において公表する予定である.また,モデルに必要な年間流動を計測するための測点を設置しており,2004年12月に再計測を行う予定である。また,気温データロガーも現地に設置し,年間の気温変化も把握できる予定である.さらに,モデルに不可欠な地形モデルを作製するために,空中写真測量に利用するGCPの計測も終了している.空中写真の撮影は,2004年度に行う予定である.日本アルプスの氷河地形データベースの作成については,プロトモデルの作製を行い,2004年度以降,入力を行う予定である.さらに,このプロトモデルについては国際第四紀学会の企画出版物の一部(Sawagaki et al.,2004 in press)としてすでに印刷中である.さらに,モデル解析に必要な気象データについても,本研究費で取得したデータベースの解析を薦めており,地理情報システムを用いたデータベースに移植する作業を進めている.さらに,本研究の基礎となる日本アルプスの氷河地形に関する情報を,7月にアメリカ・ネバダ州で開催された国際第四紀学会において公表した.上記,企画出版物は,本国際学会の成果でもある.一方,GISによるデータ処理技術の取得も,主として,東京大学空間情報科学研究センターにおいて進めつつあり,その過程の成果についても一連の共同研究として公開した.本年度は,モデルのチューニングパラメータを取得するため,氷河の流動を計測する目的でネパールヒマラヤおよびパタゴニアの氷河のGPS観測を行い,その取得データの解析を行った.その結果,氷河流動に対する氷河底面の水の寄与があることが確認され,パタゴニアと同様に温暖多雪環境下にあった日本アルプスの氷河流動モデルの構築に際しても,同様の現象に十分配慮する必要性があることが確認された(澤柿ほか,2004;青木ほか,2005).この成果については,日本地理学会で発表すると共に,2005年4月に南米チリで開催されるInternational Symposium New Approaches to QuaternarySciences in Fuego-Patagonにおいて発表する予定である一方,日本アルプスの氷河地形のデジタルデータについては,GIS上のデータベースとして整備したものがSawagaki et al.(2004)として公表された.これは,国際的な氷河データベースプロジェクトとリンクするとともに,本研究課題のデータベースとして使用するモノである.さらに,日本の古気候について,気象庁から公開されている気候値メッシュデータを用いて解析を進めている.GISデータベースについても,空中写真からより詳細な地形データを取得する環境を整備しつつあり,解析用の基礎データを今後,集中的に取得する予定である.次年度には,地形,流動,気候の各データを結びつけてモデルを構築し,日本列島の股間教復元を行う予定である.本年度の目的は,氷河流動モデルのチューニングパラメータ用に使用する現存の氷河の流動を観測し,モデルに適用すること,氷河地形から復元した日本列島の最終氷期の氷河について質量収支を検討し,これと現在の気候条件とを地理情報システム(GIS)上で組み合わせて検討し,日本列島の氷期の古環境を復元検討することにある。この目的に基づいて,以下の調査・検討を行った.(1)氷期の日本と同様に,相対的に温暖・多雪環境にあるパタゴニア地域の氷河に於いて,チューニングパラメータ用の氷河流動の観測,氷河末端変動の観測を行い,解析を行った.(2)気象庁から公表されている気候値メッシュデータを利用して,現在の気候環境と氷河地形の分布との関係について検討を行った.(3)日本アルプスの氷河地形について,現地調査を行い,その分布範囲の検討を行った.これらの解析のうち,(1)については,GPSを用いた高精度な反復観測を行うことができ,充分な成果が得られ,モデルとの関係の検討に入ることができた(青木ほか,2005など).

また,国内外の研究会等で発表した.(2)については,現段階においては充分な解析に至ることができなかった.今後の課題と考える.(3)については,飛騨山脈白馬岳周辺に於いて現地調査を行い,氷河末端付近に氷河変動と関連すると考えられる堆積物を見いだした.これについては,研究会等で議論を行い,今後継続的に検討する課題であることを確認した.さらに,昨年度までに作成した氷河地形データベースとの関連性についても,合わせて検討した.
注意欠陥多動性障害はどのように発症するのか：クレアチンを標的とした機序の検討

本研究は「注意欠陥多動性障害」で認められる症状および障害された機能の改善が可能か否か、検討することを目的に実施した。【最終年度の実績】注意欠陥多動性障害で認められる症状と類似した表現型を示す、脳クレアチントランスポーター遺伝子ノックアウトマウスとコントロールマウスを対象に、多動、運動機能、認知機能などの基礎的データ採取を行った。その後、神経細胞膜上に発現すべきクレアチントランスポーターの発現がみられなくても神経細胞内に移行し、生体内でリン酸化され、アデノシン三リン酸(ATP)合成能を有することが判明している、クレアチンの類似物質であるcyclocreatineを9週間、飲み水経由で経口投与した。9週間の投与後、多動(飼育ケージ内での自発的活動量)、運動機能(ワイヤーハンギング試験、梁歩行試験)、認知機能を評価し、cyclocreatineの投与効果を検証した。その結果、新奇物質探索試験を用いて評価した海馬依存性記憶能力は、9週間のcyclocreatine投与後に有意な向上を示し、その記憶力は同年齢のコントロールマウスと同レベルであった。一方、注意欠陥多動性障害でみられる多く見られる多動については、cyclocreatine投与による改善は認められなかった。【本研究実施の意義】注意欠陥多動性障害の主症状の1つである多動に対し、cyclocreatine投与は効果を示さなかった。本研究で用いたモデル動物は妥当であったのか、また、多動を誘発する機序について、今後更なる検討が必要と考えられる。本研究プロジェクトは、注意欠陥多動性障害(ADHD)の発症メカニズム解明を最終目標としている。研究初年度である本年度は、プロジェクト全体を通じて使用する予定の、モデル動物のコロニー確立を目指した。具体的には、ADHDの主症状である“多動(=錐体外路性運動障害の1症状)"および“認知機能障害"を示す、クレアチントランスポーター遺伝子ノックアウトマウスをモデル動物として導入することである。このマウスコロニーを確立し、実験実施に十分な匹数のマウスを確保することにより、「ADHD発症メカニズムの解明」および「ADHDの機能改善のための介入方法の探索」を目指す、次年度以降の研究プロジェクトは推進される。研究初年度のプロジェクト進捗状況は、研究代表者の年度途中の所属機関の異動により、当初の予定からは遅れている。しかしながら、モデル動物のコロニー確立に向け、準備は進められている。具体的には、研究代表者の新たな所属機関での学内動物実験倫理委員会および遺伝子改変動物導入に対する学内倫理委員会での審査は既に終了し、承認されている。現在、当該動物の導入手続きが進められている。また、研究代表者の新所属での動物受入体制、およびモデル動物の遺伝子解析、表現型解析のための測定機器の整備は、ほぼ整った状態となった。当該動物の到着を待ち、導入する各マウス系統の維持とともに、遺伝子改変マウスのかけあわせを可及的速やかに行い、ADHD発症メカニズムの解明に向けた検討を実施する。進捗状況は、申請書提出時の計画より遅れが出ている。その理由は、研究代表者の年度途中の所属機関異動による。前所属での、学内倫理審査委員会での諸手続きおよび動物受入準備を、新たな所属にて再度行っている。しかしながら、申請研究実施にむけ、準備は進められている。具体的には、研究代表者の新たな所属機関での当該倫理審査委員会(動物実験委員会、および遺伝子改変動物の導入に関する委員会)での審査は既に終了しており、承認されている。動物の受け入れ施設も決定している。遺伝子解析のための測定機器および試薬の保管に関する整備、およびマウスの表現型解析のための各種機器の整備もほぼ終了した。現在、当該動物の到着を待っている状況である。本研究プロジェクトは、注意欠陥多動性障害(ADHD)の発症メカニズム解明を最終目標として実施している。当初の計画では、研究初年度に、プロジェクト全体を通じて使用する予定の、モデル動物のコロニー確立を目指し、2年度目に、確立されたモデル動物コロニーを用いて、「錐体外路性運動障害」および「認知機能障害」に果たす、脳クレアチンの役割に関する基礎的検討を実施する予定であった。しかしながら、研究代表者の、年度途中による所属機関変更により、モデル動物コロニーの確立およびその後の検討の実施は遅れている。とはいえ、モデル動物は既に完成している。今後、各マウス系統の維持を行うとともに、遺伝子改変マウスのかけあわせを速やかに実施し、実験開始に必要十分数のマウスコロニーの確立を行う。モデル動物の遺伝子判定機器および測定試薬は、既に使用可能状態となっている。また、表現型解析(詳細は以下を参照のこと)のための測定機器の整備は、ほぼ整った。今後は、野生型マウスを用いた予備実験を繰り返すことにより測定準備を整え、遺伝子改変マウスを用いた本試験へのすみやかな移行を行い、ADHD発症メカニズムの解明に向けた検討を行う。※表現型測定1運動機能試験:自発運動活性度測定、カタレプシー試験、ポールテスト、バランスビーム試験、ローダロッド、ハンギングワイヤー※表現型測定2認知機能試験:モリス水迷路試験、新奇物体認識試験※表現型測定3行動観察:異常行動、毛繕い、採餌、飲水ほか進捗状況は、申請書提出時の計画より遅れが出ている。このため、新たな所属先にて、動物実験系をはじめから構築する必要があった。具体的には、研究代表者の新所属機関での当該倫理委員会での承認は終了しており、当該動物も既に完成している。

また、研究代表者の新所属先での動物の受入体制は整い、各種解析のための機器の整備も終了した。今後、導入する各マウス系統の維持および遺伝子改変マウスのかけあわせを可及的速やかに行い、ADHD発症メカニズムの解明に向けた検討を随時実施していく。本研究プロジェクトは、注意欠陥多動性障害(ADHD)の発症メカニズムの解明を最終目標として実施している。当初の計画では、研究初年度に、プロジェクト全体を通じて使用する予定の、モデル動物のコロニー確立をめざし、2年度目に、確立されたモデル動物コロニーを用いて、「錐体外路性運動障害」および「認知機能障害」に果たす、脳クレアチンの役割に関する基礎的検討を実施する予定であった。しかしながら、研究代表者の、年度途中による所属機関変更により、モデル動物コロニーの確立およびその後の検討の実施が遅れている。とはいえ、モデル動物は既に完成した。また、PCRによる遺伝子型判定も作動することを確認している。現在、実験実施に必要な数のマウスコロニーの確立を目指すとともに、表現型を評価するための各種測定の予備実験を、野生型マウスを用いて行っている段階である。遺伝子改変マウスコロニーの確立後、今年度内に、ADHD発症メカニズムの解明にむけた基礎的データの採取を目指す。※表現型判定その1:クレアチン濃度の脳部位別分布、※表現型判定その2:自発的活動量、平衡感覚、モーターコーディネーション、筋力、全身持久力、※表現型判定その3:空間的認知機能、記憶力、※表現型判定その4:異常行動の有無、社会性、※表現型判定その5:身体組成本研究の実施により、多動(錐体外路性運動障害)の主要作働部位である“前頭前野、小脳"での、また海馬依存性認知機能発揮部位である“海馬"での、脳クレアチンの作用機序の一端が明らかになると予想される。進捗状況は、当初の計画から大幅に遅れが出ている。その理由は、研究代表者の年度途中の所属機関異動による。このため、新たな所属先にて、動物実験系をはじめから構築する必要があった。しかしながら、既に、遺伝子改変動物は完成し、遺伝子型判定も作動することを確認している。現在実施中の、各種表現型の予備測定を、遺伝子改変マウスを用いた本試験に速やかに移行させ、ADHD発症メカニズムの解明にむけた検討を実施する。本研究は「注意欠陥多動性障害」で認められる症状および障害された機能の改善が可能か否か、検討することを目的に実施した。【最終年度の実績】注意欠陥多動性障害で認められる症状と類似した表現型を示す、脳クレアチントランスポーター遺伝子ノックアウトマウスとコントロールマウスを対象に、多動、運動機能、認知機能などの基礎的データ採取を行った。
心筋細胞の接着構造複合体の構築機構に関する研究

本研究では心筋における特殊な細胞接着複合体である介在板の形成機構の研究を培養細胞系を用いて行なった.初めに、介在板の形成を可能とするラット心筋細胞の培養系の確立を試みた.その結果、精製した心筋細胞を用いて繊維芽細胞の過剰増殖を抑制して心筋細胞をコラーゲンでコートした基質に並ばせ、ウマ血清とb-TGFを含む培地で長時間培養することにより、培養系において介在板様の構造体を再現性良く心筋細胞の長軸端に局在させることが可能となった.この局在化過程は心臓の発達に伴う介在板の形成過程と非常に良く似た変化であり、今回開発した培養系は生理的な介在板形成のモデルとして十分使用できることを示している.次に、この系を用いて血清の効果を検討したところ、血清は細胞を接着させ細胞の生存を助ける活性及び細胞を並べる活性のあることが認められた.これらの活性はウマ血清が一番有効であった.さらに、各種成長因子の検討を行なったところ、TGF-βには拍動を増強する活性が、b-FGFには細胞を並べる活性が、IGFにはアクチン繊維形成促進の活性のあることが判明した.介在板の形成には心筋細胞の分化を必要とするが、心筋細胞の分化だけでは起こらず、心筋細胞の形態や並び方も必ずしも必須ではなかった.また、介在板の形成部位は細胞内のアクチン繊維の極性と深く関わっていることが明らかとなった.一方、もう一つの細胞骨格である微小管も介在板の形成に関与していることが示唆されたが、微小管はおそらくアクチン繊維の走行を決定し、間接的に介在板の形成に関与しているものと考えられる.今後は形成機構を制御しているメカニズムの解明をすることが重要である.本研究では心筋における特殊な細胞接着複合体である介在板の形成機構の研究を培養細胞系を用いて行なった.初めに、介在板の形成を可能とするラット心筋細胞の培養系の確立を試みた.その結果、精製した心筋細胞を用いて繊維芽細胞の過剰増殖を抑制して心筋細胞をコラーゲンでコートした基質に並ばせ、ウマ血清とb-TGFを含む培地で長時間培養することにより、培養系において介在板様の構造体を再現性良く心筋細胞の長軸端に局在させることが可能となった.この局在化過程は心臓の発達に伴う介在板の形成過程と非常に良く似た変化であり、今回開発した培養系は生理的な介在板形成のモデルとして十分使用できることを示している.次に、この系を用いて血清の効果を検討したところ、血清は細胞を接着させ細胞の生存を助ける活性及び細胞を並べる活性のあることが認められた.これらの活性はウマ血清が一番有効であった.さらに、各種成長因子の検討を行なったところ、TGF-βには拍動を増強する活性が、b-FGFには細胞を並べる活性が、IGFにはアクチン繊維形成促進の活性のあることが判明した.介在板の形成には心筋細胞の分化を必要とするが、心筋細胞の分化だけでは起こらず、心筋細胞の形態や並び方も必ずしも必須ではなかった.また、介在板の形成部位は細胞内のアクチン繊維の極性と深く関わっていることが明らかとなった.一方、もう一つの細胞骨格である微小管も介在板の形成に関与していることが示唆されたが、微小管はおそらくアクチン繊維の走行を決定し、間接的に介在板の形成に関与しているものと考えられる.今後は形成機構を制御しているメカニズムの解明をすることが重要である.マウス胎児または新生児の心筋細胞を分離し、コラーゲンをコーティングしたカバーガラスにまいて細胞接着装置の構築を観察した.その結果、はじめカドヘリン等の接着分子は細胞周囲のすべての細胞間接着部位に局在していたが、1、2週間ほどすると一部で長軸に垂直な方向に介在板様の構造を作り始めた.しかしながら、今のところ心筋細胞は拍動を続けているものの、この構造は不規則で、きちっとした介在板様の接着装置を作ることは成功していない.また、コラーゲンゲル上やコラーゲンゲル内という条件下で心筋細胞の培養を試みたが、大きな違いは得られなかった.今後は増殖因子等の培養条件を検討し、培養条件下における介在板構築の条件を確立する必要がある.また、生体内における介在板の構築過程についても検討した.その結果、はじめ接着分子は細胞周囲にドット状に局在していたが、生後2、3週間かけて徐々に典型的な介在板を形成するという複雑な構築過程を示すことが判明した.さらに、生体内において接着分子はドット状に集合するなど、培養条件下とは異なる性質が見られ、今後検討すべき点も明らかとなった.しかし、全体として介在板構築の過程は両者で類似しており、さらなる解析の結果が期待できる.今年度は心筋細胞における介在板構築の実験系確立を目的として、心筋細胞をラット胎児より分離し、コラーゲンをコーティングしたカバーガラスにまいて培養する方法を検討した.前年度の結果を元に、まず培養液に用いる血清の検討を行なったところ、ラット血清とウマ血清は細胞を並べる活性および細胞を長時間維持する活性を持つことが判明した.これに対し、牛胎児血清や子牛血清には大きな効果は認められなかった.また、各種の成長因子の効果を調べたところ、IGFとTGF-ss1は細胞の生存を維持する活性があり、TGF-ss1には拍動周期を短くし、維持する働きのあることが明らかとなった.これに対し、EGE, FGF, PDGF等には際立った効果は認められなかった.

そこで、ラットまたはウマ血清とIGF、TGF-ss1を添加した条件下で培養を行なったところ、細胞は比較的よく並び、心筋細胞の形態が保存され、介在板様の構造を形成することが確かめられた.しかし、この条件下では繊維芽細胞の増殖が激しく、介在板形成に必要であると考えられている長時間の培養は困難であった.そこで、細胞をAraCで処理し、細胞の増殖を阻害する培養法を試みたところ、介在板によく似た構造を形成させることに成功した.心筋細胞間に存在する介在板と呼ばれる接着構造複合体は心筋組織の形成に重要な役割を担っているものと考えられているが、その構築機構に関しては多くの未解決の問題が残されている.そこで、本年度は心筋細胞の分化および形態形成と介在板形成との関連を検討した.細胞間接着タンパク質は培養した心筋細胞においても他の細胞と同様、細胞-細胞間の接触部位に一様に局在した.しかし、長時間培養すると、接着タンパク質は一部の細胞において心筋組織と同様細胞長軸の末端部位に強く局在するようになった.この接着部位にはカドヘリンのみならず、デスモゾームタンパク質等も局在しており、介在板様の構造体を形成しているものと考えられる.次に、培地に各種の成長因子を添加してこの局在への影響を検討したところ、b-FGFを添加すると心筋細胞は一定方向に良く並び、接着タンパク質の局在も増強されることが分かった.また、培地にAraCを添加して細胞の増殖を阻害すると局在は増強された.この局在化は心筋細胞自体の形態と直接関連はなく、細胞をtaxol等の微小管の安定化剤や阻害剤を添加して細胞の形態を大きく変化させても接着タンパク質の局在に大きな変化は起こらなかった.さらに、培養心筋細胞の拍動能とこの局在との間に強い相関は認められなかった.したがって、結合装置の構築及び局在化には心筋細胞の形態の維持は直接関連のないことが示唆される.ただし、心筋細胞の分化自体はこの条件下でも阻害されていないので、接着構造体の局在には心筋細胞の分化が必要であることが考えられる.