hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
経済の不平等度の計測に対する統計的モデリングおよび計算機インテンシブ・アプローチ

これまでの研究成果として、大きく分けると2つの内容となる。一番目として、5つのパラメータをもつ第2種の一般化ベータ分布を用いた所得分布の推定の研究を行った。2番目として、対数正規分布を仮定して不平等度を含む確率的ボラティリティモデルを開発し、不平等度を表すパラメータの変化にランダムウォーク型を仮定した場合のモデルおよび定常性を仮定した場合のモデルを推定して、2つのモデルの比較を行い、時系列の性質を調べた。これらの研究は、所得分布をモデル化し、また時系列へと拡張するための有用なモデルを与えると同時に、計算機インテンシブなMCMC法によって推定方法も提供することができた。本年度の研究成果として、具体的には以下の2つの内容となる。1)5つのパラメータをもつ一般化ベータ分布を用いた所得分布の推定の研究を行った。この一般化ベータ分布は第1種の一般化ベータ分布および第2種のベータ分布、さらには、Singh-Maddala分布、ガンマ分布といった所得分布の推定に用いられる分布を広範に含む重要な分布である。しかしながら、パラメータの数が5つと多いことから通常の最尤推定では、推定値が不安定になり、また、初期値の選び方も難しかった。そこで、シミュレーションによって事後分布を求めるベイズ的なMCMC法による推定法を開発することで、パラメータ数の多い分布においても適用できる推定法を開発した。また、一般化ベータ分布およびそれに含まれる種々の分布のジニ係数を数値計算も利用して計算を行った。2)不平等度を表現する対数正規分布を仮定したもとでの確率的ボラティリティモデルに対して、不平等度を表すパラメータの変化にランダムウォーク型を仮定した場合のモデルおよび定常性を仮定した場合のモデルを推定して、2つのモデルの比較を行った。日本の家計調査のデータを用いてモデル比較を行った結果、ランダムウォーク型のモデルよりも定常性を仮定したモデルが選ばれることが分かった。これらの研究は、MCMC法といった計算機インテンシブな方法を用いることで、所得分布を精緻にモデル化し、また時系列へと拡張するためのモデルを与えている。したがって、現在関心を集めている所得分布を精緻に分析するために有用な手法を提供していると考えている。また、3つ以上のパラメータを持つ分布についてそのジニ係数などの性質および最尤推定について研究した。特に第2種の一般化ベータ分布および一般化ベータ分布が多くの種類の所得分布を含むので有用であることが分かったが、実際の最尤推定にあたっては初期値の選び方などに難点があることが示された。これらの結果は統計関連学会連合大会において報告を行い、その内容をもとに千葉大学経済研究に掲載した。さらには、3つ以上のパラメータをもつ代表的な分布である一般化ベータ分布をベイズ的に推定する方法について研究を行い, European Seminar on Bayesian Econometrics (ESOBE2012), Computational and Financial Econometrics(CFE2012)などで報告を行っている。報告のたび毎に研究が進展している。特に、一般化ベータ分布のようにパラメータ数の多い複雑な分布に対しては最尤法の推定が不安定であるのに対し、MCMC法を用いたベイズ法ならば繰り返しの数を非常に多くすることで安定的に推定が可能だった。本年度の研究成果として、具体的には以下の3つの内容となる。この一般化ベータ分布は第1種の一般化ベータ分布および第2種の一般化ベータ分布などを含む重要な分布であるが、一方、5つのパラメータを持つ複雑な分布である。本分布では一部のパラメータ間の相関が強くなるため識別が難しくなるので、通常の最尤推定では、推定値が不安定になり、初期値の選び方も難しかった。そこで、ベイズ的なMCMC法を用いて、パラメータ数の多い分布においても適用できる推定法を開発した。また、実際に、米国や日本の所得データから分布の推定を行い、推定のパフォーマンスを比較すると共に事後分布からパラメータ間の相関を調べ、所得分布の年による変化をみた。2)対数正規分布を仮定して不平等度を含む確率的ボラティリティモデルを開発し、不平等度を表すパラメータの変化にランダムウォーク型を仮定した場合のモデルおよび定常性を仮定した場合のモデルを推定して、2つのモデルの比較を行った。3)所得分布に対数正規分布を仮定することで不平等度を含むGARCHタイプの時系列モデルを開発して、不平等度を予測することを可能にするモデルを開発した。これらの研究は、所得分布をモデル化し、また時系列へと拡張するためのモデルを与えている。

同時に、計算機インテンシブなMCMC法によって推定を行った。そこで、本研究は目下関心を集めている所得分布を分析するために有用な手法を提供していると考えている。計量経済学一般化ベータ分布といった5つのパラメータを持つ複雑な分布に際しても、ベイズ流のMCMC法のよる計算法が提案でき、また、不平等度を表すパラメータがランダムウォーク型をの振る舞いをするモデルについても推定ができたので、研究の目的はおおまかに達成されていると考えている。一方、まだ、投稿論文として完成されていないので、それは急務の課題であろう。これまで投稿していた論文が"Bayesian estimation of persistent income inequality by lognormal stochastic volatility model,"として国際的学術誌であるJournal of Income Distributionに掲載された。本研究は経済不平等度を含む時系列モデルとして基礎的なモデルとして構築された。本モデルは今後の不平等度の研究において、不平等度を含む時系列モデルのリファレンスモデルとなることが期待される。さらに、多くの種類の所得分布を含む分布である第2種の一般化ベータ分布および一般化ベータ分布については、最尤法による推定とMCMC法を用いたベイズ推定の研究を行った。これらの研究について研究報告を行い、また一部は千葉大学経済研究に発表された。こうした分布はパラメータ数の多い複雑な分布であり、推定には難しさがあり、実用にはあまり至っていないことから、本研究によりこのような分布の推定法に関して開発が進んだと判断している。また、2012年7月に千葉大学において6th Japanese-European Bayesian Econometrics and Statistics Meetingを開催した。この国際研究集会は海外の有力研究者および国内の研究者によって英語により研究報告を行った。こうした研究上のアイデアを国際的に交換する場所を設けることを通じて、今後の研究に資するものになったと考えている。今後は、研究成果のうちまだ論文として出来上がっていないものがあるので、早急に論文として完成させて学術誌に投稿する。また、今後の研究課題としては、一般化ベータ分布に含まれる種々の分布の関係およびその他の4つ以上のパラメータを含む分布の性質およびそのジニ係数の数値的な導出は、それらの分布の推定と組み合わせて、より深く調べる必要があると考えている。一般化ベータ分布を含むパラメータ数の多い分布について、最尤推定法の可能性をさぐり、また、MCMC法によるベイズ推定がどこまで可能かを研究する。特に、最尤推定法およびMCMC法によるベイズ推定がどのように有用に推定できているかについて、解析的な手法をに基づいた理論研究およびシミュレーションを利用した研究の双方の立場から追究していくことを考えている。そして、一般化ベータ分布についてはジニ係数の表現は陽表的に与えられていないので、解析的あるいは数値的にジニ係数を計算する方法を研究する予定である。
分散協調における相互作用――通信，移動，観測の役割の解明――

本研究の目的は,計算機間の相互作用が分散協調において果たす役割の解明である.従来の分散システムモデルで想定されていた計算機間のメッセージ通信だけではなく,ロボット群などのモバイル計算主体群モデルにおける移動や観測など,様々な相互作用を研究対象とすることで,単一の分散システムモデルでは発見できなかった分散協調の原理を系統的,効率的に発見することを目指し,(i)計算主体の匿名性により生じる対称性と相互作用の関係の解明,(ii)観測や移動による相互作用の局所性,並列性に対して,記憶が果たす役割の解明,(iii)簡潔な分散アルゴリズムの実現に取り組む.平成30年度は(i)に関する多数の結果を得た.まず,従来はホモジニアス(匿名,均一)なモバイル計算主体群に対して考えられていた対称性をヘテロジニアスなモバイル計算主体群,特に,色付きモバイルロボット群に拡張し,色付きロボット群が指定された色,台数の組合せのチームに分割するための必要十分条件を与えた.メッセージ通信を想定した従来の分散システムモデルにおける故障耐性の実現手法のひとつとして,計算機故障の影響を分散システムの一部に抑える故障封じ込めという手法が知られている.本年度は,メッセージ通信を介してコンピュータウィルスが拡散する状況を想定したモバイルビザンチン故障の封じ込めに通信リンクの切断が有効であることを示し,通信リンクの切断を行いながら分散システムで合意形成を行う手法を提案した.通信は分散システム中の各計算機が情報を得る唯一の手段であり,メッセージの送受信による通信では各計算機はシステム全体の状況を知ることはできない.このような局所的な情報のみを用いるネットワーク構成ゲーム,特に辺交換によるネットワーク構成ゲームについて,各計算機(プレイヤー)が得られる近傍情報と均衡における無秩序の代償の関係を示した.平成30年度は観測によって相互作用を行うモバイル計算主体群モデルにおける対称性と分散協調能力の関係,メッセージ通信によって相互作用を行うネットワーク型分散システムモデルにおける故障耐性,局所性と効率性の関係などの結果を得ており,研究計画はおおむね順調に進展している.平成30年度の成果をもとに,(ii)観測や移動による相互作用の局所性,並列性に対して,記憶が果たす役割の解明に取り組む.特に,無記憶,あるいは定数サイズのメモリのみを持つモバイル計算主体群における同期や大域情報の共有といった基礎的な分散協調に対して記憶や相互作用が果たす役割を解明することを目指す.本研究の目的は,計算機間の相互作用が分散協調において果たす役割の解明である.従来の分散システムモデルで想定されていた計算機間のメッセージ通信だけではなく,ロボット群などのモバイル計算主体群モデルにおける移動や観測など,様々な相互作用を研究対象とすることで,単一の分散システムモデルでは発見できなかった分散協調の原理を系統的,効率的に発見することを目指し,(i)計算主体の匿名性により生じる対称性と相互作用の関係の解明,(ii)観測や移動による相互作用の局所性,並列性に対して,記憶が果たす役割の解明,(iii)簡潔な分散アルゴリズムの実現に取り組む.平成30年度は(i)に関する多数の結果を得た.まず,従来はホモジニアス(匿名,均一)なモバイル計算主体群に対して考えられていた対称性をヘテロジニアスなモバイル計算主体群,特に,色付きモバイルロボット群に拡張し,色付きロボット群が指定された色,台数の組合せのチームに分割するための必要十分条件を与えた.メッセージ通信を想定した従来の分散システムモデルにおける故障耐性の実現手法のひとつとして,計算機故障の影響を分散システムの一部に抑える故障封じ込めという手法が知られている.本年度は,メッセージ通信を介してコンピュータウィルスが拡散する状況を想定したモバイルビザンチン故障の封じ込めに通信リンクの切断が有効であることを示し,通信リンクの切断を行いながら分散システムで合意形成を行う手法を提案した.通信は分散システム中の各計算機が情報を得る唯一の手段であり,メッセージの送受信による通信では各計算機はシステム全体の状況を知ることはできない.このような局所的な情報のみを用いるネットワーク構成ゲーム,特に辺交換によるネットワーク構成ゲームについて,各計算機(プレイヤー)が得られる近傍情報と均衡における無秩序の代償の関係を示した.平成30年度は観測によって相互作用を行うモバイル計算主体群モデルにおける対称性と分散協調能力の関係,メッセージ通信によって相互作用を行うネットワーク型分散システムモデルにおける故障耐性,局所性と効率性の関係などの結果を得ており,研究計画はおおむね順調に進展している.平成30年度の成果をもとに,(ii)観測や移動による相互作用の局所性,並列性に対して,記憶が果たす役割の解明に取り組む.特に,無記憶,あるいは定数サイズのメモリのみを持つモバイル計算主体群における同期や大域情報の共有といった基礎的な分散協調に対して記憶や相互作用が果たす役割を解明することを目指す.
超深部マントルからきた岩石

昨年度から引き続き、各種機器を用いた極微小領域分析を行うとともに、大規模鉱物分離から、上部マントル深部、マントル遷移層以下、下部マントルおよび外核起源の可能性のある包有物について検証を行った。また、本研究でこれまで得られた成果を基に、今年度夏季に本研究対象地域であるチベット南部ルオブサ地域へ赴き、ルオブサオフィオライトの地質調査、ポディフォームクロミタイト岩体の構造記載、露頭観察、岩石採取を行った。本研究で明らかとなった超高圧の証拠としてのクロマイト中のシリケイトの離溶組織の詳細な観察や岩体構造および単斜輝石の化学分析から、ポディフォームクロミタイトは超高犀から低圧にかけての複数回のイベント(温度圧力履歴)を被っていることが明らかとなった。これは従来のポディフォームクロミタイト研究では見いだされなかった新しい結果である。本研究の新しい結果を広く検証するために、様々な地域のクロマイトを他の研究者から得て、クロマイト中のシリケイト離溶組織について比較記載した。従来超高圧由来であると考えられているロンダ岩体のクロマイトや、他地域のポディフォームクロミタイトにも超高圧の組織が観察され、超深部起源ポディフォームクロミタイトの一般的な可能性が議論され得ることが明らかとなった。地球内部のマントル対流の描像を明らかにするためにこれまでの成果を総合化し、3年間の研究成果をまとめ、学位論文を提出し国内外の学会および学術雑誌に発表した。また、本研究で新しく導入した手法(紫外線照射によるジルコン分離法、レーザーラマンや透過型電子顕微鏡によるクロマイト中の離溶組織観察)を用いて、日本人を含め、外国人研究者との共同研究を多数行った。修士までの結果を元に論文を作成するとともに、超高圧のデータを得るために東工大設置の各種機器を用いて分析を進めた。各専門の教授と研究打ち合わせを重ね、また、それら技術の習得に努めた。クロミタイトから分離されたジルコンの年代測定および包有物の同定について、5月と12月に学会発表を行い、現在、論文投稿中である。超高圧の痕跡について、東工大設置のEPMA、レーザーラマン、透過型電子顕微鏡(TEM)を用いて分析を行った結果、スピネル中に多数の輝石の離溶ラメラ組織を発見した。酸化物であるクロムスピネル中にケイ酸塩である輝石の離溶が認められた例はこれまで報告された例が無い。Chen et al.2003の超高圧実験の結果から、クロムスピネルは約13GPaで高圧相に相転移することが知られており、この高圧相には輝石成分が固溶することが示唆されている。したがって本研究で発見した輝石の離溶ラメラは、クロムスピネルが元高圧相であったことを示す証拠である可能性が高い。この可能性を検討するため、クロムスピネルの第一人者である金沢大学の荒井教授や、超高圧変成岩の離溶ラメラの専門であるUniversity California at RiversideのDr.Larissa Dobrzhinetskaya氏と研究打ち合わせを行った。また、北海道大学の藤野研究室を訪問し、透過型電子顕微鏡を用いて、この離溶ラメラの分析を行った。ここではサンプル作成法や電子線回折など高度な分析技術を教わった。これと平行して、現在、東京工業大学の高橋研究室にてマルチアンビル型超高圧実験装置を用いた高温高圧実験を行っている。透過型電子顕微鏡の分析結果と高温高圧実験の結果を合わせて、早急に、このスピネル中の輝石の離溶ラメラについての論文を投稿する予定である。5月地球惑星科学合同大会ポスター発表6月金沢大学荒井章司教授と研究打ち合わせ11月北海道大学藤野研究室透過型電子顕微鏡の分析3月東京工業大学高橋研究室高温高圧実験昨年度から引き続き、クロムスピネル中の離溶ラメラについて、東工大設置のEPMA、Laser-Raman、透過型電子顕微鏡を用いて分析を行い、試料作成法や構造解析の技術向上を中心に研究を進めた。その結果、これまでより短時間での試料作成が可能になり、多くの離溶組織を分析したところ、クロムスピネル中の離溶組織には単斜輝石(CaMgSi206)以外にも、Si02相(コーサイト)やMgSi03相(結晶構造は不明)も存在することが分かった。コーサイトの発見から、この離溶組織は、超高圧環境下(>3GPa)にて生成されたことが明らかになった。これに関連して、サンプルの任意のナノ領域の分析を目指すために、東京工業大学総合分析支援センターにて、FE-SEM、FIBなどの分析技術の習得を目指した。これらは来年度も引き続き行う予定である。一連の分析から得られた成果について、5月に地球惑星合同大会、12月にAmerican Geophigical Unionfall meetingにてそれぞれ発表を行い、広く他分野の研究者と意見交換することができた。現在、これらについての投稿論文の準備を進めている。クロムスピネル中のこれらの離溶組織はこれまでに報告されていない、全く新しい発見である可能性が高く、その生成温度圧力の見積もりについて、今後高温高圧実験を行う必要があると考えられる。

本研究で明らかとなった超高圧の証拠としてのクロマイト中のシリケイトの離溶組織の詳細な観察や岩体構造および単斜輝石の化学分析から、ポディフォームクロミタイトは超高犀から低圧にかけての複数回のイベント(温度圧力履歴)を被っていることが明らかとなった。これは従来のポディフォームクロミタイト研究では見いだされなかった新しい結果である。本研究の新しい結果を広く検証するために、様々な地域のクロマイトを他の研究者から得て、クロマイト中のシリケイト離溶組織について比較記載した。従来超高圧由来であると考えられているロンダ岩体のクロマイトや、他地域のポディフォームクロミタイトにも超高圧の組織が観察され、超深部起源ポディフォームクロミタイトの一般的な可能性が議論され得ることが明らかとなった。地球内部のマントル対流の描像を明らかにするためにこれまでの成果を総合化し、3年間の研究成果をまとめ、学位論文を提出し国内外の学会および学術雑誌に発表した。また、本研究で新しく導入した手法(紫外線照射によるジルコン分離法、レーザーラマンや透過型電子顕微鏡によるクロマイト中の離溶組織観察)を用いて、日本人を含め、外国人研究者との共同研究を多数行った。
PET-CT等による定量的医学画像診断手法の確立とコンパニオン診断への応用

PET,CT装置から得られる3次元画像を利用して、全身から「がん」(悪性腫瘍)などの異常部位を自動検出するコンピュータ診断支援技術(CAD)を確立する。全身を対象とし、異常の検出感度の高いアルゴリズムを読影医から学ぶことで作成した。さらに、この手法をコンパニオン診断(個別化医療)支援と診断支援データベースの作成に適用した。コンパニオン診断では患者個別に抗がん剤などの治療効果や、放射線治療による腫瘍の縮小、時間変化等を画像診断によって定量的に測定・把握できる。本研究では放射線医療の専門家チームと医学画像処理の専門チームとの緊密に連携によって、実現に必要な主要な技術要素を研究開発した。本研究の目的は、PET(陽電子放射断層撮影), CT(コンピュータ断層撮影)等の先端医療機器によって得られる3次元画像を利用して、全身から「がん」(悪性腫瘍)などの異常部位を自動検出する方法、さらに治療前・治療後における腫瘍等の悪性度や容積の変化などを定量的に比較する方法を研究することである。本研究では検出精度を専門医(読影医)と同程度以上にまで上げる手法(アルゴリズム)を開発すると同時に、読影医にも困難であった診断の定量化をも行えるシステムの構築を目指している。このプロジェクト自体は研究代表者、研究分担者らが所属する横浜市立大学放射線医学教室と横浜国立大学との10年以上に渡った共同研究の成果を踏まえており、本研究はその総仕上げという意味を持っている。本研究ではさらに、最近の医療界で注目を集めているコンパニオン診断(個別化医療)への支援、すなわち抗がん剤が目的の病変に十分な薬効を果たしているか、放射線治療による腫瘍の縮小が見られるか等を定量的に測定する。当年度は初年度であるため、今までに研究開発された、PET画像及びCT画像から異常を疑う領域を的確に抽出するアルゴリズムを見直し、その安定性をさらに高めるため、実症例を用いた検定及び改良を中心に行った。実際に国内のPET検査センターから(倫理審査と患者の同意を得た上で)症例をご提供いただき、読影専門医のアドバイスをいただきながら、特に臓器領域の抽出方法の改良と異常判定基準の見直しを行った。また次年度以降の定量的画像診断に向けて腫瘍領域のサイズや体積を安定して求めるための動的閾値設定法についても研究・改良した。さらにこれらを動かすプラットフォームについても並列処理による高速化を工夫した。以上の結果、当初期待した精度及び速度の向上が見られたので、学会の全国大会ではあるが2報の報告にまとめて発表した。今までに研究開発された、PET画像及びCT画像から異常を疑う領域を的確に抽出するアルゴリズムを見直し、その安定性をさらに高めるため、実際に国内のPET検査センターから(倫理審査と患者の同意を得た上で)実症例をご提供いただき、読影専門医のアドバイスをいただきながら、特に臓器領域の抽出方法の改良と異常判定基準の見直しを行った。この作業はテレビ会議システムを用いて頻繁に行ったため、初期の目的を十分に果たすことができた。この結果、次年度以降に定量的診断に向けて本格的な研究開発の素地が整ったと言える。さらにこれらを動かすプラットフォームについてもアルゴリズムの並列処理による高速化を工夫し、まだ不十分な点はあるものの3倍程度の効率改善の見通しが得られた。以上からおおむね順調に進展していると自己評価した。本研究の目的は、PET(陽電子放射断層撮影)、CT(コンピュータ断層撮影)等の先端医療機器によって得られる3次元画像を利用し、全身から「がん」(悪性腫瘍)等の異常を自動検出する方法、さらに治療前後における腫瘍等の悪性度や容積の変化などを定量的に比較する方法を研究することである。本研究では異常の検出精度を専門医(読影医)と同程度以上にまで上げる手法(アルゴリズム)を開発すると共に、従来困難であった診断の定量化も行えるシステムの構築を目指している。このプロジェクト自体は研究代表者・研究分担者の所属先である横浜市立大学放射線医学教室と横浜国立大学との間の14年に及ぶ共同研究を踏まえており、本研究はその総仕上げという意味を持っている。本研究では特に、最近の医療界で注目を集めているコンパニオン診断(個別化医療)への支援、すなわち抗がん剤が目的の病変に十分な薬効を果たしているか、治療による腫瘍の縮小が見られるか等を定量的に測定・提示する手法も開発したい。研究初年度に既開発のPET-CT画像からの異常可能性領域自動抽出アルゴリズムを精査し直し、その精度をさらに高めるために実証例を用いた検定および改良を行った。2年度目も基本的にこれを継続し、厚地記念クリニックPET画像診断センター様から(倫理審査と患者の同意を得た上で)症例をご提供いただき、遠隔会議方式でアドバイスを得ながら、特に臓器領域の抽出方法と異常判断基準の見直しを行った。また定量的画像診断に向けて腫瘍領域のサイズや体積を安定して求める動的閾値決定法(DTA法)についても研究・改良した。さらに新たに慶應義塾大学医学部附属病院放射線診断科と共同研究を開始し、最近の機材による高解像度画像に対応して、今まで検出できなかった小さな異常集積の抽出方法を検討し成果を得た。以上の成果は核医学会地方大会及び情報処理学会全国大会で3件報告した。今までに研究開発された、PET画像およびCT画像から異常を疑う領域を的確に抽出するアルゴリズムを見直し、その安定性をさらに高めるため、実証例を用いた検定および改良を中心に行った。

実際に国内のPET検査センターから(倫理審査と患者の同意を得た上で)症例を提供いただき、読影専門医のアドバイスを得ながら、特に臓器領域の抽出方法の改良と異常判断基準の見直しを行った。この討論はテレビ会議システムを用いて頻繁に行った為、目的を十分に果たすことが出来た。最近の装置によるPET画像は、従来のものと比べ縦横1.5倍程度の精度向上が見られるため、今まで見えなかった小さな異常を拾うことができるが、ノイズや虚像(アーチファクト)を間違って拾ってしまう可能性も高まる。そこで新の陽性だけけを拾うため、従来から用いていた動的閾値決定法(DTA法)だけでなく、新たに対象領域の意味論(Semantics)を考慮した判別法を考案し、これにより、著しい性能向上を見た。たとえば脊柱管内の集積の場合には腫瘍でなくともブドウ糖(FDG)が薄く走行方向に集積することがあるという知識を用いて、これは異常ではない(生理的集積)と判定する。また臓器自体の特性や臓器全体の集積量分布特性から異常を疑うべき集積の選別確度を変化させる(テクスチャ解析)。このような医学知識(semantics)に基づく識別/判断の手法を導入することにより、高確度の自動診断システムに向けての見通しが立った。ただし、成果の発表については十分なエビデンスが集めらなかったため学会大会発表にとどまり、また定量的診断評価についても論文発表には至らなかった。次年度においてはこれらが実現できると考えている。以上からおおむね順調に進展していると自己評価した。本研究の目的は、PET(陽電子放射断層撮影)、CT(コンピューター断層撮影)等の先端医療機器によって得られる3次元画像を利用し、全身から「がん」(悪性腫瘍)等の異常を自動検出する方法、さらに治療前後における腫瘍の悪性度や容積の変化等を定量的に比較する方法を研究することである。本研究では異常の検出精度を専門医(読影医)と同程度以上にまで上げる手法(アルゴリズム)を研究すると共に、従来困難であった診断の定量化も行えるシステムの構築を目指している。このプロジェクト自体は研究代表者・研究分担者の所属先である横浜市立大学放射線医学教室と横浜国立大学との間の14年に及ぶ共同研究を踏まえており、本研究はその総仕上げという意味を持っている。特に、最近の医療界で注目を集めているコンパニオン診断(個別化医療)への支援、すなわち、化学療法や放射線治療による腫瘍の縮小等を定量的に測定・提示する仕組みの開発も意図した。まず初年度に既開発のPET-CT画像からの異常の可能性の領域抽出アルゴリズムを精査し直し、その精度をさらに高めるための実証例を用いた検定及び改良を行った。2年度目、3年度目はこれを継続しつつ、厚地記念クリニックPET画像診断センター様及び群馬県立ガンセンター様から(倫理審査等を経た上で)症例をご提供いただき、遠隔会議方式でアドバイスを得ながら、臓器領域の抽出方法と異常判断基準の見直しを行った。また定量的画像診断に向けて腫瘍領域のサイズや体積を安定して求める動的閾値決定法(DTA法)のアルゴリズムについても研究・改良し、良好な結果を得た。
がん医療高度化に対応できる一体的な看護・基礎科学教育法の開発

がんの診断および治療に関する試験調査をおこなうため、試験問題候補の予備調査をおこなった。具体的には2019年1月から4月にかけて、学生ボランティア(看護学科学生で各学年からランダム)を公募して同意した学生10名程度を対象として、作成した候補問題に回答してもらう作業を2回施行した。内容としてはがん細胞と正常細胞の性向相違などの分子生物学的な側面、がん治療に関しては新旧の抗がん剤の特徴、特に近年急速に発達している抗体医薬と分子標的薬の作用機序の薬理学的側面、がん医療に関しては特に終末期ケアの変化についての知識を問う問題を作成して、基礎医学・臨床医学から看護ケアの展開を含めて多方面からの解析を狙った。現在回答状況について解析をおこなっており、2019年度はその解析をもとに被験者の理解程度を十分に捕捉できる問題群の編成に入っている。対象者を大幅に増やして、がん医療に対する看護学生、看護師の意識調査を進め、現在の看護師養成におけるがん医療教育の問題点を質的に見いだすようことができるようネットプラットホームの開発を試みている。またこの試験調査と平行して、日本の医療系大学の科学教育の変遷と海外、特にアメリカの科学政策や科学教育がどう影響したのかを解析した。この内容に関しては論文にまとめて、発表した。がんの診断および治療に関する試験調査をおこなうための試験問題候補の予備調査は研究開始の2018年度から始める予定だったが、大学用務が多忙だったため1年ほど遅れて開始した。ただしその間に、日本の医療系大学の科学教育の実態と推移に関して継続して調査と解析をおこなってきた。がんの診断および治療に関する予備調査の解析結果をもとに、本試験問題を作成して対象とする看護学科学生、および看護師の広範な募集をおこない、がん医療に対する教育効果の実態を量的な観点から把握する。解析結果をもとに、現行の看護を中心とした医療の教育に対してどのような改善点があるのかを質的な問題点を整理していく。平成29年度は「看護学科学生におけるがん治療の学習到達度調査の予備試験研究」という課題で、所属大学の学生ボランティアを対象としてがん治療に関しての知識と理解を問う試験問題の作成をおこなう予定にした。そのため以下の計画を8月所属大学の研究倫理審査委員会に提出した。「ボランティア学生が、入学から卒業までにがん医療について正確な知識を持ち、現在のがん医療に十分対応できるような教育プログラムの開発を最終目的とする。平成29年度(平成31年7月までの範囲)は「がん治療に関する知識調査」の試験問題作成(平成31年度以降実施予定)のための予備調査試験を実施する。具体的には本調査で使用する候補問題を作成して学生被験者に解いてもらい、その試験結果を解析する。解析結果をもとに平成30年度以降におこなう予定の本調査の試験問題の適正化を図る。」計画としては平成29年11月の告示、12月末の実施を計画したが、審査が進まず最終的な許可となったのが、平成30年1月に入ってからになった。学生ボランティアを集めるのが時期的に難しくなったため、30年度に改めて計画申請と実施をおこなうことにした。なおそれとは別に29年8月は日本科学教育学会に出席して同様な研究をおこなう研究者たちと意見交換・研究力実施をおこなう計画を立てることができた。平成29年8月学生ボランティアを被験者とする研究計画の提出を所属大学の研究倫理審査委員会におこなったが、審査が遅れた。そのため許可された時期が平成30年1月となり、実際に学生に告示・集めることが時期的に困難になったので、30年度に計画実施を延期することにした。引き続き29年度の実施予定だった学生ボランティアに対する試験問題予備調査を実施し、遅れていた本調査を30年度後半に実施できるように推進する。また化学・分子模型キットの購入をおこない、後期カリキュラムの予定である1年生「化学」の講義で使用し、学生の分子立体構造の異性体と機能の関係の理解を進め、ポストテストによる理解予備調査を実施する。

がんの診断および治療に関する予備調査の解析結果をもとに、本試験問題を作成して対象とする看護学科学生、および看護師の広範な募集をおこない、がん医療に対する教育効果の実態を量的な観点から把握する。解析結果をもとに、現行の看護を中心とした医療の教育に対してどのような改善点があるのかを質的な問題点を整理していく。平成29年度の実施予定だった学生ボランティアを対象としておこなうがん治療に関する知識・理解試験作成のための予備調査実施が、研究倫理審査委員会の計画審査が遅れて実施ができなかったため。研究進行が約1年遅延している関係で、次年度に当初予定の本年度の研究計画を遂行する。
光制御型ルイス酸触媒の創製と応用研究

本研究は、光刺激で触媒のルイス酸性を調節できる各種ボレート型キラル分子を合成し、モデル反応を用いてその有用性を検討した。研究実施項目は(1)光制御型ルイス酸性分子の創製と物性評価、(2)触媒の反応性検討と不斉反応への応用研究の2つである本研究は、様々なキラル素子の導入が可能な光制御型のルイス酸触媒の開発研究を展開し、従来にない機能性触媒分子の創製と不斉反応への展開を目指す。計画している研究項目は、1光制御型ルイス酸性分子の創製と物性評価、2触媒の反応性検討と不斉反応への応用研究の2つである。本年度は前年度に合成に成功した光制御型のルイス酸性分子に加え、新たに数種類の誘導体の合成に成功した。ルイス酸性分子の合成は、アシロイン体を各種アリールボロン酸で処理することで達成できた。しかしながら、キラルアリールボロン酸誘導体(ビナフチル骨格、ビフェナンスリル骨格)の合成及びそれらとのカップリング反応に関しては円滑に反応が進行しなかった。一方、合成に成功した光制御型ルイス酸触媒は、特定の光照射(312 nm, >430 nm)により可逆的なフォトクロミズムを示すことが紫外可視吸光度の測定により明らかとなった。ルイス酸触媒の有用性を確かめるため、触媒のルイス酸性を利用したDiels-Alder反応をモデル反応として行った。その結果、反応の進行は確認されたが、閉環型および開環型の状態における優位な差は見られなかった。今後、化学的修飾によりホウ素上の電子的環境を調整することで反応性制御を達成できるものと確信している。研究実施項目は(1)光制御型ルイス酸性分子の創製と物性評価、(2)触媒の反応性検討と不斉反応への応用研究の2つである【研究概要】触媒的不斉合成研究は医薬品産業に格段の進歩をもたらしてきたが、更なる発展のために概念的に新しい触媒体系の樹立と創出が求められている。この課題に対し、申請者は「反応を自在に操ることのできる触媒」をコンセプトとした萌芽性の高い研究を展開することで触媒化学に新たな有用性を見出せると考えた。そこで本研究では、様々なキラル素子の導入が可能な光制御型のルイス酸触媒の開発研究を展開し、従来にない機能性触媒分子の創製と不斉反応への展開を目指す。計画している具体的な研究項目は、(1)光制御型ルイス酸触媒の創製と物性評価、(2)モデル反応を用いた触媒の反応性検討と不斉反応への応用研究、(3)光制御型ルイス酸触媒の不均一系固相担持型触媒としての応用研究の三つである。【研究進捗状況】平成23年度は項目(1)を中心に行った。項目(1);Brandaらの報告を参考にして立案した光制御型ルイス酸触媒の合成計画に従い合成研究を実施した。これまでルイス酸触媒前駆体であるアシロイン体の合成、さらに有機ボロン酸により処理で、アキラルなボロン酸誘導体の合成に成功しており、現在、その光応答性とルイス酸性の変化をNMRにより解析中である。平成23年度の計画では、光制御型ルイス酸性触媒の構築とその光異性化挙動に関する物性評価研究を計画していた。しかしながら、ルイス酸触媒前駆体であるアシロイン体と各種ボロン酸との反応性の効率を目指した条件検討に大きな時間を割いてしまった。一方、光応答性ルイス酸触媒の物性研究においては、得られた光応答性ルイス酸触媒の光応答性(フォトクロミズム)を紫外可視吸収スペクトル及びNMR解析により評価中であり、開環型および閉環型のホウ素のルイス酸性度の評価には至っていない。現在までの達成度に記載したように、現在、光応答性ルイス酸触媒の光応答性(フォトクロミズム現象)を紫外可視吸収スペクトル及びNMR解析により評価中であり、開環型および閉環型のホウ素のルイス酸性度の評価には至っていない。今後、有機合成上適用される様々な条件(溶媒、温度等)において、フォトクロミズムを示すかをUV測定により評価し、さらに光照射に伴うルイス酸性の変化を観測するため、ピリジンとホウ素との錯形成によるNMRのケミカルシフト変化を観測する予定である。さらに、様々なキラルボロン酸誘導体(ビナフチル骨格、ビフェナンスリル骨格を想定)を合成し、不斉ルイス触媒に導く予定である。現有の研究設備(NMR, IR, HPLC, MS, X線など)を使用して実験を行うので、設備備品に経費を費やさず、主として試薬・有機溶媒・ガラス器具を始めとする消耗品への充当に重きを置く。具体的には、市販されている化学物質を分子レベルで構造修飾して目的の機能を持つ有機化合物に分子変換する工程が次年度においても大部分を成すことから、市販の化学物質の購入費、構造修飾用の試薬、反応及び反応後の目的物質の抽出に用いる有機溶媒、ガラス器具等の消耗品費が必要である。また、光化学の実験において光応答性機能性触媒の物性評価(フォトクロミズム評価等)に必要なものとして、光学フィルターや石英セルの購入も計画している。
環境負荷低減のための都市アーカイブ構築とそのコンパクトシティマネジメントへの応用

環境負荷を低減しサステイナビリティを実現する都市構造としてコンパクトシティが注目され、実際に様々な行政主体が推進を表明しているが、現時点では具体的な事業を進める際の判断根拠がないという実情にある。そこで、1年度目はまず実際の都市整備事業の実施単位に対応する住区レベル(町丁目レベル)において全国の住宅地をタイプ分類し、そのタイプごとに自動車燃料消費量などの特性値を現地画像ともに整理した「都市アーカイブ」を開発し、書籍「まちかど図鑑」として出版した。そして2年度目は、その成果を過去の研究でプロトタイプとして構築した「SLIM CITY」に反映させることで評価システムとしての完成度を高め、新たに国及び京都府と連携して亀岡市を対象として今後の都市コンパクト化政策を検討し分析することで、評価システムとして実際に活用した。本年度は、2年度目に行った自治体と連携した「SLIM CITY」適用時の応用方法の提案と評価について、さらに住民の転居意向や転居前後の交通行動変化に着目しながら引き続き研究を進めた。具体的には、コンパクトシティの実現とそれによる交通環境負荷の低減のためには、転居の果たす役割が大きく、さらに転居を機に自動車に依存しない生活に変化させるような交通行動の変化を促すことが重要であることに着目している。そして、過去の転居の際の交通行動変化の実態を明らかにするとともに、それを踏まえて将来のコンパクトシティのあり方についてシナリオ分析を行った。これと同時に、1年度目に構築した「都市アーカイブ」の最終的な形式整理と確認とともに、2年度目に行った自治体と連携した「SLIM CITY」適用時の応用方法の提案と評価についてのまとめを行った。さらに、研究成果の論文・口頭発表を行いつつ、1、2年度目に行った研究の総合的・体系的な整理とともに博士論文の執筆を進め、学位を取得することができた。そこで、まず実際の都市整備事業の実施単位に対応する住区レベル(町丁目レベル)において全国の住宅地をタイプ分類し、分類した住宅地タイプに基づいて自動車燃料消費量などの特性値を現地画像ともに整理した「都市アーカイブ」を開発することで、都市コンパクト化政策を進めるにあたっての実用的な検討材料を提供することを目的として研究を行なった。最終的には実務に繋がるよう今後の都市コンパクト化政策を検討し分析することで、評価システムとして実際に活用していくことを目標とするが、今年度においては全国の住区の地区データ、居住者データから住宅地タイプを分類し、設定した住宅地タイプに基づいて実際に「都市アーカイブ」の構築を試みた。この構築にあたっては、1種類の住宅地タイプにつき2枚程度の画像を掲載することで、都市計画の専門家だけでなく、自治体などの計画担当者、さらには一般の住民など、専門知識に乏しい人を含めて誰もが容易に住宅地タイプのイメージを把握することができるよう配慮した。そのために、画像収集のための現地調査を計画通り行い、実際に「都市アーカイブ」をプロトタイプとして構築し、書籍「ありふれたまちかど図鑑」として出版することができた。このように画像、図表等の視覚的な表現に配慮することで、「都市アーカイブ」は行政、住民、事業実施団体など異なる立場の人がイメージを共有しながら今後のまちづくりについて検討することのできるツールとして活用することができる。今後は、更に指標の追加等の内容の改善を図り、最終目標であるまちづくり支援ツールとして実際に活用していく。そこで、1年度目はまず実際の都市整備事業の実施単位に対応する住区レベル(町丁目レベル)において全国の住宅地をタイプ分類し、分類した住宅地タイプに基づいて自動車燃料消費量などの特性値を現地画像ともに整理した「都市アーカイブ」を開発することで、都市コンパクト化政策を進めるにあたっての実用的な検討材料を提供することを目的として研究を行い、書籍「まちかど図鑑」として出版することができた。2年度目は、この1年度目に構築した「都市アーカイブ」をデータベースとして活用し、この中で設定した住宅地タイプを使用してそのタイプ変化を経年的に分析することで、都市拡散の実態を明らかにした。さらに、「都市アーカイブ」の成果を過去の研究でプロトタイプとして構築した「SLIM CITY」に反映させることで評価システムとしての完成度を高め、新たに国及び京都府と連携して亀岡市を対象として今後の都市コンパクト化政策を検討し分析することで、評価システムとして実際に活用した。これに関しては論文としては現在投稿中であるが、今年度は国及び京都府と協議を重ねて今後の都市整備についてシナリオを構築し、各シナリオによるCO_2削減量を算出しており、それを踏まえて報告書を作成することができた。現在はさらに一歩踏み込んで住民の転居意向に関するアンケート等も行っており、居住者の意識を含めた分析を行っているところである。今後は、1年度目に構築した「都市アーカイブ」の最終的な形式整理と確認とともに、2年度目に行った自治体と連携した「SLIM CITY」適用時の応用方法の提案と評価についてのまとめを行う。さらに、研究成果の論文・口頭発表を行いつつ、1、2年度目に行った研究の総合的・体系的な整理とともに博士論文の執筆を進めていく予定である。

そこで、1年度目はまず実際の都市整備事業の実施単位に対応する住区レベル(町丁目レベル)において全国の住宅地をタイプ分類し、そのタイプごとに自動車燃料消費量などの特性値を現地画像ともに整理した「都市アーカイブ」を開発し、書籍「まちかど図鑑」として出版した。そして2年度目は、その成果を過去の研究でプロトタイプとして構築した「SLIM CITY」に反映させることで評価システムとしての完成度を高め、新たに国及び京都府と連携して亀岡市を対象として今後の都市コンパクト化政策を検討し分析することで、評価システムとして実際に活用した。本年度は、2年度目に行った自治体と連携した「SLIM CITY」適用時の応用方法の提案と評価について、さらに住民の転居意向や転居前後の交通行動変化に着目しながら引き続き研究を進めた。具体的には、コンパクトシティの実現とそれによる交通環境負荷の低減のためには、転居の果たす役割が大きく、さらに転居を機に自動車に依存しない生活に変化させるような交通行動の変化を促すことが重要であることに着目している。そして、過去の転居の際の交通行動変化の実態を明らかにするとともに、それを踏まえて将来のコンパクトシティのあり方についてシナリオ分析を行った。これと同時に、1年度目に構築した「都市アーカイブ」の最終的な形式整理と確認とともに、2年度目に行った自治体と連携した「SLIM CITY」適用時の応用方法の提案と評価についてのまとめを行った。さらに、研究成果の論文・口頭発表を行いつつ、1、2年度目に行った研究の総合的・体系的な整理とともに博士論文の執筆を進め、学位を取得することができた。
自動二輪車運転シミュレータの作成と運転適性判断システムに関する研究

自動二輪車による交通事故の減少を目的として、運転者適性判断システムを構築した。このシステムは、自動二輪車運転シミュレータ装置と運転者適性判断プログラムの2つのサブシステムによって構成されている。1.自動二輪車運転シミュレータ装置シミュレータ装置は、自動二輪車操作部、自動二輪車信号変換部、シミュレート部及びデータ記録部の4部門から成っている。自動二輪車操作部は、自動二輪車を模擬した操作部と各操作センター部から成り、運転者の走行挙動を必要とする操作信号として取り出すことが出来る。自動二輪車操作部は、アクセル、ギア、前後輪ブレーキ、ハンドル、クラッチ、方向指示及びエンジン始動の作動が可能である。シミュレート部は、初期条件としての道路・交通条件及び障害物等の設定が出来る。シミュレータ装置は、自動二輪車操作部とシミュレート部の動きをパソナルコンピュータで合成してディスプレイ上に線画として画面表示すると共にその動きをアナログ量として記録部で記録している。2.運転適性判断システム運転適性判断システムは、シミュレータ装置で記録された被験者の運転走行データをデジタル量に変換し、この値を用いて適性判断プログラムで評価判定を行い、その結果をコメント情報として出力できる。適性判断を行うためには、まず熟練運転者と初心運転者を被験者としてシミュレータ装置の定速走行、加速、減速、ハンドル操作、車体傾斜、ギア選定等の特性を明らかにして両者の差から、各項目ごとの適性判断基準値を作成した。ついで、被験者の走行データを1秒単位にスキャンしながら適性判断基準値と比較して各項目ごとの適性を評価し、最後にこれらの全体から総合評価を行い、判定結果を出力する。多くの自動二輪車の運転特性デ-タを安全に採取できるとともに、交通事故類似の現象の再現を可能にするために、実際の運転状況を模擬した状態で各種の実験ができる自動二輪車運転シミュレ-タを作成した。また、運転適性診断システムを作成するための予備調査として原付自動二輪車による"わだち掘れ"部の走行調査も実施した。1.自動車二輪車運転シミュレ-タの作成システムの構成は、二輪車操作部、信号変換部及びシミュレ-ト部の三つの部分からなっている。二輪車操作部は、自動二輪車を模擬した操作部と各操作センサ-部により構成されている。信号変換部は二輪車操作部からの各センサ-信号をシミュレ-ト部に入力できるように信号変換する部分であり、シミュレ-ト部は、走行条件を設定する機能と信号変換部からの操作信号と走行条件設定で定められたパタ-ンに従って運転画面シミュレ-トする機能を持っている。走行特性の演算に必要なパラメ-タは、アクセル操作量、ブレ-キ操作量、ハンドル操舵角、車体傾斜回転ファクタ-、走行者停止時間、障害物停止時間、コ-ス外れ許容時間及び転倒条件である。この他、道路条件の設定、路面条件の設定、先行車・対向車の出現条件の設定を加えて、これらの組合せにより4つのパタ-ンを決めた。なお、このシミュレ-タでは、最大10ステップまで設定できる。2.原付自動二輪車による走行調査原付自動二輪車に3方向加速度計とハンドル操舵角測定器を装着して、わだち掘れ部を20、30及び40km/hで走行させるとともに運転意識調査もあわせ実施した。その結果、わだち掘れ深さとハンドル操舵角、ハンドル操舵角と水平方向加速度及び水平方向と鉛直方向加速度との相関に関する構造式を求めることが出来た。本年度の研究は、前年度に作成した自動二輪車運転シミュレータを使用して、運転適性診断システムの作成である。

作成した運転適性判断システムは、3つのサブシステムで講成した、第1のシステムは直線部の、第2は曲線部(左右単曲線)での運転適性判断を行う部分で両者をまったく任意に組み合わせて使用することができる、第3のシステムは、前二者のシステムで判断された評価基準を基に運転適性の総合評価を行いその結果を出力するシステムである。適性判断サブシステムの作成準備として、まず被験者の運転シミュレータ操縦から得られる運転挙動適否の判断資料を得るために、指示速度(規制速度)、発進及び加速度、減速及び停止、最適ギアの選択、ハンドル切り角、曲線部でのブレーキ操作、車体のふらつき及び横断歩行者に対する注意等に関する評価基準を、日頃自動二輪車に乗っている熟練運転者による、本運転シミュレータ装置での多くの実験結果を参考に決定した。直線部適性判断サブシステムは、直線路の延長距離(または運転時間)を任意に設定でき上記評価基準の内、ハンドル切り角と曲線部でのブレーキ操作の評価を欠いたシステムである。これに対して曲線部適性判断サブシステムは、左右の単曲線半径とその延長距離(または運転時間)を任意に設定でき横断歩行者、発進及び加速の評価を欠いたシステムである。上記の二つのサブシステムでは、被運転者の運転操縦挙動を1秒ごとにそれぞれの評価基準と照合し運転適性を評価している。総合適性判断評価サブシステムは、1秒ごとに評価された運転挙動を連続的な観点から再評価する部分と、総合評価する部分とがあり、その結果をコメントとして出力することができる。
自然免疫を介した象牙芽細胞石灰化メカニズムの解明

近年、口腔の健康が国民が健康で質の高い生活を営む上で重要な役割を果たしている事は明らかである。歯髄炎は齲蝕に継発する感染症であり、その治療には歯髄除去療法を行うことが一般的である。しかしながら、歯髄を除去された歯は予後が悪く、歯を喪失する原因となる。本研究では、新たな歯髄保護療法の開発のため、歯髄細胞の石灰化メカニズムを解明することを目的として研究を行い、ポリフェノールの一種であるCAPEが新たな歯髄保護療法に活用できる可能性を示唆した。【ラット象牙芽細胞(KN-3)の培養と石灰化モデルの確立】ラット象牙芽細胞の培養を行い、石灰化モデルの確立を目指し研究を行った。当初、Nomiyamaらの方法(J Endod. 2007 Oct, (33)10:1187-1191)を参考に培養を行ったが、当研究室ではこの方法でKN-3細胞の長期培養を行うことが出来なかった。そのため、長期培養に適した培養方法と血清濃度を検討した結果、10 %FBS含有alpha-MEM培地にて継代培養し、継代翌日に0.5 %FBS含有alpha-MEM培地へ交換し培養を継続することで、長期培養に成功した。【PAMPs刺激がKN-3細胞の石灰化に与える影響の調査】ラット象牙芽細胞(KN-3細胞)の培養については計画通り行っているものの、当初の計画通りにNomiyamaらの方法(J Endod. 2007 Oct, (33)10:1187-1191)を参考に培養を行ったが、当研究室ではこの方法でKN-3細胞の長期培養・石灰化モデルの作成を行うことが出来なかった。そのため、長期培養に適した培養方法と血清濃度を検討した結果、石灰化モデルの作成に成功したが、条件検討に時間がかかったため、研究はやや遅れている。【ラット象牙芽細胞(KN-3)の培養と石灰化モデルの確立】ラット象牙芽細胞様細胞(KN-3)を用い、石灰化能の調査・長期培養による細胞への影響について調査を行った。KN-3の培養は、Nomiyamaらの方法(J. Endod. 2007 Oct, 33 (10);1187-91)を改変し、2%FBS存在下alpha-MEM培地にてvon Kossa染色の結果、やや弱いながらも石灰化物の沈着が確認された。一方で、mRNAの解析においては、細胞数が少ないためか解析に足る十分量のmRNAの精製には至っておらず、今後の課題となっている。【KN-3における石灰化に関与する因子の調査】KN-3における石灰化に関与する因子の調査を行った。一般的にdentin sialophosphoprotein (DSPP)等の石灰化因子はLPS等の刺激により減少するとの報告がある(J Exp Zool BMolDevEvol.2009Jul 15; 312B (5): 425-36)。今回の研究において、iE-DAP刺激はKN-3のdentin matrix protein (DMP)1やDSPPの発現に影響を与えなかった。さらに、抗炎症作用を持つとされるカテキン等のポリフェノール類のKN-3における石灰化への影響も調査したところ、ポリフェノール類の一種であり、プロポリスの主要成分とされるcaffeic acid phenethyl ester (CAPE)処理によって、象牙芽細胞の分化に影響するとされるvascular endothelial growthfactor (VEGF)のmRNAならびに培養上清中のVEGF蛋白の発現が増加することが明らかとなった。KN-3を用いた石灰化の解析については計画通りおこなっているものの、遺伝子解析においては、現在の方法では細胞数の確保が困難なため遅れが生じている。今後、さらなる培養法の改良を行うとともに、蛋白レベルでの発現解析等、可能な解析方法を用いて研究を継続する予定である。【ラット象牙芽細胞(KN-3)における石灰化能の解析】KN-3をこれまでに確立した長期培養法を用い、石灰化培地にて培養した。培養開始7日後、14日後、21日後にALP活性の測定、ならびにアリザリンレッドによる石灰化ノジュールの染色を行った。また、昨年度までに我々は自然免疫反応による炎症の惹起を抑制する、ポリフェノール類の一種であり、プロポリスの主要成分とされるcaffeic acid phenethyl ester (CAPE)が象牙芽細胞の分化に影響するとされるvascular endothelial growthfactor (VEGF)のmRNAならびに培養上清中のVEGF蛋白の発現を増加させることを明らかとしており、CAPEがKN-3の石灰化に与える影響についても同様に調査した。その結果、KN-3を石灰化培地にて、CAPEを添加し培養したところ、アリザリンレッド染色での有意な差は認めなかったが、Alkaline Phosphatase (ALP)活性についてはCAPE添加によりその活性の増加を認めた。一方、CAPEのみ添加し通常の培地で培養した群においてはALP活性の上昇は認めなかった。【骨芽細胞、ヒト歯髄線維芽細胞に対するCAPEの作用解析】象牙芽細胞のみならず、骨芽細胞や歯髄線維芽細胞においてもCAPEがVEGF産生を増強するか検討するため、マウス象牙芽細胞であるMC3T3-E1ならびにヒト歯髄線維芽細胞を用い、CAPE処理によるVEGF産生をrealtime RT-PCR法、ならびにELISA法を用い解析した。