hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
計算機シミュレ-ションによる非平衡状態の研究

互いに逆方向に動く板の間にはさまれた流体(クエット流)の性質を非平衡分子動力学法を用いて調べた。ズレ応力(流れの速度勾配の大きさに比例する)を大きくしていくと、流れに垂直な面内で三角格子を形づくる糸相と呼ばれる新しい流体相が、数年前、シミュレ-ションによって見つけだされた。その後、希薄なコロイド溶液において、同様の現象が起こることが実験により見い出され、注目されている。この研究は、特に、通常の流体相と糸相が共存する条件での、2相の境界面の向きに注目して行なった。流体の流れの方向をX軸、速度勾配の方向をY軸とすると、我々のものを含め、これまでのすべての計算機シミュレ-ションでは、2相の境界面は、Z軸に垂直であった。何故、境界面がこの特定の向きになるのか、その理由を探った。このため、境界の向きが異なる配置を用いて、不安定になるかどうかを調べた。2相が共存する状態(A)の粒子配置をX軸のまわりに90度回転させて、シミュレ-ションでは得られない配置(B)をつくった。これより、レナ-ド・ジョ-ンズ系の三重点の温度でシミュレ-ションを行なった。Bの配置は、そのまま保たれ、境界面の向きが変わってA状態になることは観測されなかった。しかし、ポテンシャルエネルギ-の比較を行なうと、A状態の方が低く、A状態の方がより安定と考えられ、A状態のみ出現するという、これまでのシミュレ-ションと矛盾しない結果が得られた。簡単なモデル的考察では、流体相-糸相の境界での、速度のズレによるエネルギ-増加が、流体相及び糸相でのエネルギ-増加の平均より大とすると説明できるが、境界面での摩擦力の大きさが、このモデルのように本当に大きくなっているか確かめるのが、今後の課題である。
個別・個性化教育(オープン・スクール)の研究ーー現状と課題。その比較実証的研究ーー

個別・個性化教育は、全国的な広がりをもってオープン・スクールの名のもとに取り組まれはじめている。学校建築によるオープン・スペース化は予想を上回るものがあり、今後さらに進むものと思われるが、昨年度の参観をふまえ今年度はアンケート調査を加味し、更にいくつかの学校の参観を実施した。アンケートの結果は以下のような傾向となっている。1.個別・個性化教育に対する意向・・・約8割がその意向を持っている。2.個別・個性化のレベル・・・(1)オープン・スペースをとにかく活用している、がほぼ6割。(2)はげみ学習(国語、算数のドリル的学習)が4割である。3.ティーム・ティーチングを活用して取み組み・・・約4割5分が取り組んでいる。5割5分は取り組みをしていない。4.国語、算数以外の教科での取り組みの様子。5割5分が実施。4割5分がしていない。主な取り組みの教科・・・生活科、社会科、理科の各教科である。生活科は約4割の学校が取り組んでいる。5.個別学習と共同学習を各学年を通じて教育課程に組み込んでいる・・・(1)3割は組み込んでおり、(2)7割が組み込んでいない。以上のような傾向がみられた。このことから、まだまだオープン・スクールに対する取り組みは質的にも量的にも初歩の段階にあるということがわかる。いくつか見た参観校でも上記の傾向を質的に上回る取り組みはみられなかった。教師の意識、カリキュラム全体に対する位置づけ等は、上記の大まかなアンケート調査に明らかなように、まだ具体的な検討、全体的な検討を必要としない段階にあるといえる。今後5年ないし10年の実施をまって、再度より詳細な調査・研究をしたい意向である。5割5分が実施。個別・個性化教育は全国的な広がりをもって、オ-プン・スク-ルの名のもとに取り組まれはじめている。日本において比較的早い時期から取り組まれ継続的に研究を進めている愛知県の緒川小や岐阜県の池田小公立学校にみられる教員の異動で初期成果をさらに発展させることができないでいる学校、オ-プン・スペ-スを取り入れれば建築費補助が多くなるという理由でのあき教室の改築や新築の学校、とそのあり方は様々であることが調査により明らかになった。加えて、(1)学校建築の規模と様式(2)カリキュラムの特質と創意工夫(3)授業・学習の具体的実践、の三者が密接なつながりをもち、各学校の個別・個性化教育の質を規定している事実も認められた。その中で一番大きな要素は教員がどう取り組む姿勢をもっているか、である。意識(意欲)調査に関しては来年度のアンケ-ト調査でより詳細な把握をする予定であるが、今回のおおまかな聞き取りの結果では、同一地域に同様な考え方のオ-プン・スペ-スの学校があることにより、教員の異動等によっても途切れることなくカリキュラム運営が可能になることが多くあげられていた。事実福島県の調査では、一地区10校のすべてがオ-プン・スペ-スをもち、積極的かつ多様な取り組みを展開していた。学校建築によるオ-プン・スク-ル化は予想を上まわるものがあり、今後更にすすむものと思われる。しかし、単なるスペ-スとして終わらせることなく真に子どもを中心にすえ、子どもの育つ力を助成する授業を考えるための方策を更に探ることが肝要である。平成3年度オープン・スクールの参観をふまえ、今年度はオープン・スクールの取組みの様子をアンケート調査を加味し、更にいくつかの学校の参観を実施した。2.個別・個性化のレベル・・・

(1)オープン・スペースをとにかく活用している、がほぼ6割。(2)はげみ学習(国語、算数のドリル的学習)が4割である。3.ティーム・ティーチングを活用した取り組み・・・約4割5分が取り組んでいる。5割5分は取り組みをしていない。4.国語、算数以下の教科での取り組みの様子。5割5分が実施。4割5分がしていない。主な取り組みの教科・・・生活科、社会科、理科の各教科である。生活科は約4割の学校が取り組んでいる。5.個別学習と共同学習を各学年を通じて教育課程に組み込んでいる・・・(1)3割は組み込んでおり、(2)7割が組み込んでいない。以上のような傾向がみられた。このことから、まだまだオープン・スクールに対する取り組みは質的にも量的にも初歩の段階にあるということがわかる。いくつか見た参観校でも上記の傾向を質的に上回る取り組みはみられなかった。教師の意識、カリキュラム全体に対する位置づけ等は、上記の大まかなアンケート調査に明らかなように、まだ具体的な検討、全体的な検討を必要としない段階にあるといえる。今後5年ないし10年の実施をまって、再度より詳細な調査・研究をしたい意向である。
自作BACマイクロアレイによる治療指針に役立つがんのDNA診断法の確立

自作のBACマイクロアレイを駆使して各種の癌組織から新たな癌マーカーを探索するとともに治療の指針となる癌の種類に特化したDNA診断法を確立することを目指した研究を行った。特に、自作BACマイクロアレイを用いて検出されたDNAセグメントの増減に該当する領域に含まれる遺伝子(群)から癌の詳細を解析し、治療指針となり得る遺伝子を抽出・解析する事を目的とし、食道癌、胃癌、大腸癌、乳癌の臨床検体を用いて解析を行った。(1)癌組織バンクの構築:慶應義塾大学病院外科(北島政樹教授)等の協力のもとに食道癌、胃癌、小・大腸癌、乳癌など合計約200検体の癌組織バンクを構築した。3分割した組織は、RNA、タンパク質、DNA抽出用とした。癌組織と正常組織からのDNAをCy3/Cy5で蛍光標識後、自作のBACマイクロアレイ(BAC-Array7700)を用いてDNAセグメントの増減を検出した(食道癌36例、胃癌10例、大腸癌48例、乳癌24例)。次に、それら増減のあったDNAセグメント(個別のBACクローン)に含まれる遺伝子(群)を専用データベースから探索、同定した。(3)バイオインフォーマティツクスによる遺伝子構造/機能の推定:同定した遺伝子(群)のゲノム構造、産生されるタンパク質のモチーフやドメイン、機能などをバイオインフォーマティツクスの手法を用いて解析中である。(4)遺伝子発現およびクロマチンDNAメチレーション:がん組織における遺伝子発現は市販オリゴマイクロアレイを用いて解析している。(5)癌マーカーとしての有効性の検定実験:大腸がんの解析においてこれまでに報告されているゲノム増減頻度とほぼ同じデータを示したが、新たなゲノム増減領域も確認した。これら特定ゲノム領域の増減パターンを元にサンプル群を15に分類した。また、これらの分類と個々の実験データを臨床所見による各種分類と照合し、ゲノム不安定解析を行っている。1、癌組織バンクの構築:慶應義塾大学病院外科(北島政樹教授)等の協力のもとに食道癌、胃癌、小・大腸癌、乳癌から癌組織バンクを構築し、3分割した組織は、RNA、タンパク質、DNA抽出用とした。2、BAC-Array7700によるゲノム不安定性の検定、ゲノム解析:BAC-Array7700を用いて食道癌44例、胃癌48例、大腸癌48例、乳癌28例のゲノム不安定性解析を行った。大腸癌において既報のゲノム増減頻度とほぼ同じデータを示したが、新たに2ヶ所のゲノム増幅領域を確認した。その領域は他臓器において、癌リスクとの関連性がゲノムワイドアソシエーション解析によって指摘された領域であり、大腸癌においても関連性があるか研究を進めている。3、癌の種類に特化した小型DNA診断チップの作製:ゲノムマイクロアレイで検出可能な既知の癌マーカーと組み合わせて簡便かつ迅速正確に行える癌の小型DNA診断チップを設計した。BACマイクロアレイは次世代シーケンサーに比べて低コスト・簡便・迅速に検査を行うことができ、市販のオリゴアレイと比べて安定したデータを得られることができる。独自に構築した慶應BACライブラリーは日本人由来であり、過去にヒトゲノムシーケンスプロジェクトにも使用された実績がある。これを用いて慶應独自のBACマイクロアレイを作製した。当研究室ではマイクロアレイ作製のすべての工程を自前で行っている。選抜した7,718個のBACクローンを、信頼性向上のため同じスポットを3カ所に配置(合計23,154スポット)した高密度BACマイクロアレイを平成16年12月より作製している。また、これまでの研究において検出感度の向上、実験の簡便化、専用スキャナーを使用することなく肉眼でシグナルを確認できる方法を独自に開発してきており、個別化診療を目指した簡易検査装置の作製において、世界的に見て優位に立っている。
注意欠陥多動性障害児への夏期治療プログラムの効果に関する脳科学的検討

米国のADHD治療モデルプログラムであるsummer treatmentprogram(STP)の日本人ADHD学童への効果を、行動面の評価だけでなく、脳科学的手法を用いた方法で行った。STPは、エビデンスに基づく行動療法のさまざまな手法(ポイントシステム、デイリーレポートカード、正の強化子、タイムアウトなど)を用いる包括的治療法である。2007年は3週間、2008-9年は2週間プログラムで、毎回2327名の学童が参加、計74名が参加した。ドロップアウトはなかった。個別の獲得ポイント、保護者によるADHD評価尺度、反抗挑戦性障害スコアなどの行動面の尺度は、毎年有意に改善した。STP前後のPCを用いた認知機能検査(2008-9年新規参加者17名の検討)では、注意分散や実機能課題における正答率の有意な改善を認めた。誤答の中でもお手つきの有意な改善を認め行動抑制における改善が示唆された。アクチグラフを用いた睡眠覚醒研究では、ADHD群でのSTP前後の有意な睡眠パラメーターの改善はなく、コントロール児との有意差もなかった。2週間のSTPは、行動面の改善だけでなく、認知機能の改善ももたらすことがわかった。結果:STP前後で有意差を認めたのは,ADHDスケールの不注意,多動、衝動性,反抗挑戦性障害スコア,SDQの行為,多動,情緒,仲間関係,向社会性のすべての項目(p<0.01),Brown ADD Scaleのとりかかり(p<0.05),集中力,努力の維持,感情統制,多動、衝動性(p<0.01)であったが,作業記憶は有意差を認めなかった。IRSは,学業と自尊心(p<0.01),全体的重症度(p<0.05)に有意な改善を認めたが,友達関係,兄弟関係,親子関係には変化認めず。Cog Health-Rの4課題においてSTP前後での改善は認めなかった。健常児と比較してADHD児の入眠時刻,起床時刻,睡眠潜時,夜間覚醒回数に差はなかったが,養育者の主観的睡眠の質に違いがあった。STP前後の比較では,入眠時刻,起床時刻,睡眠潜時に改善が見られたが有意差はなかった。結果:STP前後で有意差を認めたのは、BrownADDスケールのとりかかり、多動・衝動性の改善、反抗挑戦性障害スコア改善、グループ別(低学年、高学年)初日と最終日の獲得総ポイントの有意差なし、グループ間の有意差なし。「決まり違反」回数は、両グループとも初日と最終日で有意差あり(P=0.008)。平成20年STPに参加した22名の前後で4つのすべてのタスク(単純反応、選択反応、遅延再生、作業記憶)の下位項目いずれかに有意な改善が認められ、特に作業記憶では、反応速度、正答率、反応遅れ、見込み反応ともに改善していた。目的は、ADHD児の包括的治療法でアメリカでモデルプログラムとしてNIMH臨床研究でも使われている夏期治療プログラム(Summer Treatment Program ; STP)の効果を、脳科学的な手法を用いて明らかにすることである。くるめSTPは、米国のSTPをわが国に合うよう修正し5年間かけて完成させたものであり、エビデンスに基づく行動療法中心の治療を市内の小学校で2週間行う。STPの効果を保護者・教師への質問紙や個別の加点、減点ポイントなどの行動評価だけでなく、パソコンを用いた脳認知機能検査であるCogHealth(オーストラリアCogState社)を平成20,21年に、ストレスホルモンである唾液中のコルチゾールを平成21年に測定した。CogHealthは、detection task, identification task, memory task, working memory, monitoring taskの5つの認知機能をトランプ課題を用いて評価するものである。平成21年のSTPでも、参加全員24名にCogHealthによる脳認知機能検査を行った。平成20,21年の新規参加者21各の検討では、STP参加前後で、working memory課題の正解率、見込み反応(カードが出る前に反応する)による誤答が有意に改善した。STPが、実行機能の改善、行動抑制に効果があることがCogHealth認知機能検査によって示された。また小学校16年生健常児144名のCogHealthデータも平成21年に検討した結果、年齢による有意な発達変化を認めた。

CogHealthは、10分間の検査であり、外来でも検査が可能であり保険収載されている。今後、ADHDのスクリーニングや行動療法、薬物療法単独、または併用療法の効果を脳科学的に客観的に評価する手段となりうるし、医療や教育現場での普及が望まれる。
ヒト肺癌の発生・進展過程におけるリネッジ特異的シグナルの統御メカニズムの解明

末梢肺の分化に関与するTTF-1遺伝子は、リネジ特異的マスター調節因子として細胞分化に寄与する一方で、その発現持続が肺腺癌の生存に必須であり発癌と進展に大きく関与する。我々は、TTF-1遺伝子により特異的に調節される遺伝子DOT-2を同定した。DOT-2はROCK1の機能調節を介してアクチンストレスファイバーの形成を阻害し、癌細胞の運動能・転移能を抑制することを明らかにした。また、このように肺腺癌の進展にとって不利に働くと考えられるDOT-2の発現は、そのプロモーター領域のDNAメチル化によって抑制されていることが明らかとなった。今回の研究により、TTF-1の発現が肺腺癌の生存に必須であるにも関わらず、なぜTTF-1を発現している肺腺癌は臨床的予後が良いのかという疑問に対して、DOT-2というこれまで殆ど機能不明であった分子が、その原因の一端を担っている可能性が強く示唆された。末梢肺の分化に関与するTTF-1 (Thyroid Transcription Factor-1)遺伝子は、リネッジ特異的マスター調節因子として細胞分化に寄与する一方で、その発現持続が肺腺癌の生存に必須であり発癌と進展に大きく関与する。そこで、我々はTTF-1特異的な発癌プロセスを明らかにするために、TTF-1遺伝子を導入した正常末梢気道上皮細胞株のマイクロアレイ解析を行い、TTF-1により調節される遺伝子群(以下、Downstream of TTF-1 (DOT)と称す)を同定した。本年度はDOT-2遺伝子に着目し、生化学的・分子生物学的な解析を行い、肺腺癌におけるTTF-1による直接的なDOT-2遺伝子の転写活性化機構の存在を明らかにした。また、我々は一部のTTF-1陽性の細胞株および肺腺癌臨床検体において、DOT-2のプロモーター領域のメチル化によってその発現が抑制されていることを見出した。さらに、肺腺癌におけるDOT-2の機能を調べるために、細胞生物学的手法を用いて詳細な解析を行った結果、DOT-2分子の発現は肺腺癌細胞の遊走能・浸潤能を抑制すること、また、DOT-2導入肺腺癌細胞株を用いたヌードマウスへの異種移植実験により、DOT-2分子が肺転移能を低下させることを明らかにした。また、我々の最近の解析から、DOT-2高発現を示す肺腺癌臨床検体では病理学的に浸潤性が低いことも見出した。これらの結果は、TTF-1の発現が肺腺癌の生存に必須であるにも関わらず、TTF-1を発現している肺腺癌は臨床的に予後が良いという逆説的な事実に対して、DOT-2がその一端を担っている可能性を示唆するものである。末梢肺の分化に関与するTTF-1(Thyroid Tran 8cription Factor-1)遺伝子は、リネッジ特異的マスター調節因子として細胞分化に寄与する一方で、その発現持続が肺腺癌の生存に必須であり発癌と進展に大きく関与する。我々はTTF-1特異的な発癌プロセスを明らかにするために、TTF-1遺伝子を導入した正常末梢気道上皮細胞株のマイクロアレイ解析を行い、TTF-1により調節される遺伝子DOT-2(Downstream of TTF-1-2)を同定した。DOT-2遺伝子を導入した細胞株ではアクチン・ミオシンの配交の乱れを生じ、アクチンストレスファイバーの形成が阻害され、またそれらの配交の形成・維持を司るmyosin regulatorylight chain(RLC)とLIM domain kinase(LIMK)のリン酸化が低下することが分かった。さらにDOT-2はRho kinase 1(ROCK1)と直接結合しRLCのリン酸化を抑制すると同時に、ROCK1とRLCの結合も阻害することが判明した。次にDOT-2におけるROCK1の結合部位を同定し、そのドメインを欠損させたDOT-2を細胞株に過剰発現させてもアクチン・ミオシンの配交の乱れは生じないことを確認した。またDOT-2発現による細胞遊走能の抑制についてもROCK1の機能阻害を介したものであることが分かった。さらに3次元マトリゲル細胞浸潤解析により、DOT-2の過剰発現は細胞浸潤能を低下させ集団性の細胞運動を呈し、DOT-2発現抑制細胞株ではROCK1の機能を介して、個々の細胞は集団を形成せずマトリゲル内を浸潤することが分かった。以上の結果から、DOT-2は転移浸潤に重要なROCK1と直接結合することで負の調節を与える新たなROCK1のレギュレーター因子であることが判明した。
転写因子ｐ５３のタンパクコードと細胞内代謝エネルギー制御機構

代謝環境変化がどのように転写因子p53のタンパクコードを書き変えてp53転写複合体ネットワークを形成し、代謝調節関連標的遺伝子群の選択的転写制御にかかわっているかは、ほとんどわかっていない。この解明に向けて、(1)高速シークエンサーによるゲノムワイドの解析を用いた、がん細胞・老化細胞・iPS細胞における細胞内代謝関連制御分子の探索と(2)メタボローム解析を用いた、p53が下流の代謝酵素分子群を介して制御する細胞内メタボライトのダイナミクス解析を行ってきた。高血糖刺激とDNA損傷応答経路を活性化させた状態の細胞にp53-FLAGを遺伝子導入し、免疫沈降後におけるp53分子のLC-MS/MS解析を施行した結果、新規の修飾としてp53のカルボキシル化を発見した。この修飾は、p53下流遺伝子の選択的転写活性化に関与すると同時に、前立腺癌の予後に関与する事が明らかとなった。さらに、p53欠損背景においてRb不活性化により、がん幹細胞様細胞が誘導される詳細な分子機構を解明するため、RNA-sequenceによる遺伝子発現解析と放射性標識グルコース誘導体や放射性標識グルタミン誘導体、Extracellular flux analyzerを用いて代謝状態を解析した。その結果、p53およびRb不活性化がん細胞群では、脂質合成系の亢進、グルタミン代謝の亢進、ミトコンドリア活性の低下が確認された。これらの結果は、癌抑制遺伝子p53-Rbネットワークによる細胞内代謝(中でも特にグルタミン代謝経路)・脂質代謝調節が、ESやiPS細胞の機能制御に重要なだけでなく、がん幹細胞性の形質獲得に重要な役割を果たすことを示しており、新たな視点での創薬基盤構築とがん幹細胞制御の共通分子基盤として、今後の発展研究が期待できる。25年度が最終年度であるため、記入しない。ゲノムの守護神と称される癌抑制遺伝子p53の新機能として、ROS・エネルギー代謝調節など細胞の恒常性維持に重要な役割を果たすことが明らかにされ、細胞老化や核初期化に関わるエピゲノム制御機能などの多彩な生理作用と密接にクロストークしていることがわかってきた。しかしながら、細胞内外のエネルギー代謝環境変化がどのようにp53のタンパクコードを書き変えて、その情報がp53転写複合体ネットワーク形成に変換され、その結果として代謝調節関連標的遺伝子群の選択的転写制御を介して新たなエネルギー代謝バランスを構築するかについては、ほとんどわかっていない。がん幹細胞とES/iPSの共通性に着目し、エネルギー代謝動態とROS調節におけるp53機能解明に向けて解析を進めた結果、RNA-seqとIPAによる転写因子シグナル解析からES/iPSではc-MYC・n-MYCなどの癌遺伝子と多能性維持因子(OCT4・NANOG・KLF2・SOX2)の有意な上昇を認め、代謝経路解析ではグルタミン代謝に加え、SREBF1・2などの脂質代謝制御のマスターレギュレーターやステロイド合成・核酸代謝・メチオニンなどのアミノ酸代謝経路が有意に変動していた。癌抑制経路が全体的に強く抑制されている中で、p53シグナルの抑制が特に顕著であった。しかしながら興味深いことに、抗酸化分子GLS2や一部の下流遺伝子は著明に増加しており、幹細胞機能維持に重要な役割を担っていることを明らかにした。細胞内外のエネルギー代謝環境変化がどのようにp53のタンパクコードを書き変えて、その情報がp53転写複合体ネットワーク形成に変換され、その結果として代謝調節関連標的遺伝子群の選択的転写制御を介して新たなエネルギー代謝バランスを構築するかについては、ほとんどわかっていない。

本研究では、「高速シークエンサーによるゲノムワイドの解析を用いた、がん細胞・老化細胞・iPS細胞における細胞内代謝関連制御分子の探索」、「メタボローム解析を用いた、p53が下流の代謝酵素分子群を介して制御する細胞内メタボライトのダイナミクス解析」「分子間架橋を応用したp53クロマチン複合体解析」における知見や技術基盤を統合的・有機的に連結させることで、p53タンパクコードと細胞内代謝エネルギー制御機構の解明を目指している。実際の研究の進展成果として、RNA-seqとIPAによる転写因子シグナル解析からES/iPSではc-MYC・n-MYCなどの癌遺伝子と多能性維持因子(OCT4・NANOG・KLF2・SOX2)の有意な上昇を認め、代謝経路解析ではグルタミン代謝に加え、SREBF1・2などの脂質代謝制御のマスターレギュレーターやステロイド合成・核酸代謝・メチオニンなどのアミノ酸代謝経路が有意に変動していたことを見出した。また、癌抑制経路が全体的に強く抑制されている中で、p53シグナルの抑制が特に顕著であることを発見し、抗酸化分子GLS2や一部の下流遺伝子は著明に増加しており、幹細胞機能維持に重要な役割を担っていることを明らかにした。これらの成果から、計画は概ね順調に進展していると評価できる。今後の研究推進の方向性として、p53転写複合体解析に加え、メタボリックストレスによりもたらされる代謝環境応答のゲノムワイドな標的遺伝子発現プロファイルを構築することや、細胞内代謝動態やエネルギー産生・ミトコンドリア機能調節に分子レベルでどのように作用するかを明らかにする。そのために、メタボローム解析と既存の解析結果を連動することが重要である。そこで、これらの3つの解析技術を有機的に組み合わせ、タンパクコード解読と複合体解析・コード依存的エネルギー代謝調節分子の探索と発現解析・コードと代謝調節分子群制御によるその代謝作用機序の検証によるメカニズム解明を計画している。具体的に以下の項目を中心に解析を進める予定である。(I)安定同位体を用いた代謝環境変化のp53タンパクコード解読とコード依存的複合体解析として、(a)安定同位体を用いた代謝環境変化のp53タンパクコード解読と(b)分子間架橋技術を応用したメタボリックストレス下のコード依存的p53転写複合体解析を行う。また、(II)高速シークエンサーを用いたp53-ChIP-seqとエピゲノム・トランスクリプトーム解析による細胞内代謝関連制御分子の探索と代謝環境応答時の発現解析を予定している。25年度が最終年度であるため、記入しない。
チロシンキナーゼ型成長因子受容体による網膜神経節細胞の分化制御機構

神経発生期の網膜神経層において、細胞内カルシウムストアを介するシグナル、すなわち、細胞内カルシウムストアからのカルシウムイオンの放出(カルシウム動員)、及び、ストアの枯渇により活性化されてチロシンキナーゼにより制御される細胞外からのカルシウムイオンの流入(容量性カルシウム流入)は、細胞周期が進行中の細胞、特にS期細胞(の核内及び外側突起終末部)で顕著に見られ、M期細胞、及び、神経細胞に分化した細胞(網膜神経節細胞)では痕跡的であることを既に報告している。さらに、S期細胞で自発的なカルシウムオシレーションが観察されたことから、本研究では、細胞増殖の制御に重要な役割を果たすと考えられる、ストア作動性カルシウムシグナルの発現機序を明らかにするため、カルシウム感受性蛍光色素(Fluo-4)、あるいは、小胞体を染色する膜電位感受性蛍光色素(DiOC_5(3))を鶏胚網膜神経上皮に負荷し、共焦点レーザー蛍光顕微鏡を用いて、細胞内カルシウム濃度変化、細胞内カルシウムストアの形態、及び、ストアの膜電位変動を記録した。S期細胞には外側突起終末部から細胞体へと連続して小胞体カルシウムストアが存在し、細胞体で核膜が小胞体と共にカルシウムストアを形成していた。自発的なカルシウムオシレーションは、その振幅を上回るカルシウム動員をATP受容体の活性化により起こしても停止しないことから、細胞内カルシウム濃度の変化に起因する変動ではないと思われた。カルシウムオシレーションとほぼ同じ周期で細胞内カルシウムストアの自発的な膜電位変動も認められ、この変動はキニジンで抑制された。S期細胞の小胞体及び核膜には、ストアの膜電位とストアのカルシウム濃度に依存するカリウムチャネルが存在し、このチャネル活動が細胞内カルシウムストアの膜電位変動を起こすことでカルシウムオシレーションが発生すると考えられる。発生初期の網膜神経上皮組織において、細胞内カルシウムストアを介したカルシウムシグナル、すなわち、細胞内カルシウムストアからのカルシウムイオンの放出(カルシウム動員)及びストアの枯渇により活性化される細胞外からのカルシウムイオンの流入(容量性カルシウム流入)は、細胞増殖期に特異的に生じること、一方、電位依存性カルシウムチャネルを介したカルシウム流入は、時期的に細胞増殖能の推移とは反比例して生じること、を既に報告している。本研究では、カルシウム感受性蛍光色素を負荷した鶏胚網膜神経層の伸展標本に共焦点レーザー蛍光顕微鏡を適用し、得られた光学的断層像上でカルシウム濃度上昇が生じる場所を特定することで、細胞周期のどの時期にどのカルシウムシグナルが動くかを細胞レベルで検討した。ATP受容体の活性化によるカルシウム動員は、網膜神経層内層の細胞(S期細胞)の細胞体の核内で顕著に起こり、外層の細胞(M期細胞)及び最内層にある神経細胞に分化した細胞(網膜神経節細胞)では痕跡的であった。チロシンキナーゼにより制御されることが知られる容量性カルシウム流入も同様の傾向を示し、特にS期細胞では細胞体のみならずその外側突起終末部でも顕著に見られ、さらにS期細胞の外側突起終末部から細胞体へと連続して小胞体カルシウムストアが存在し、細胞体で核膜が小胞体とともにカルシウムストアを形成していた。一方、電位依存性カルシウムチャネルを介したカルシウム流入は、網膜神経節細胞で顕著に生じ、S期細胞では痕跡的であった。ストア作動性カルシウムシグナルは細胞増殖の制御シグナルとして、電位依存性カルシウムシグナルは細胞分化の制御シグナルとして機能し、さらにこれらカルシウムシグナルのスイッチングにより細胞増殖・細胞分化という神経発生期のイベントがスイッチされている可能性が考えられる。
並行的価格行動に対する規制についての研究

寡占市、場においては、相互依存的な並行的価格行動がとられるのが一般であるといわれているが、かかる行動の反競争効果は著しく、そのためにいかなる対応措置を講じるかが、我が国を含め諸外国に共通の課題となっている。このような同調的な価格設定行動については、経済学の分野におけるゲーム理論の観点から、かかる行動が、いわゆる純然たるカルテルとは別に成立しうることが、理論的検討を通して明らかになっている。このように、寡占市場に特有な並行的価格設定行動が、各事業者の単独の行動の一致した結果であるという理論的可能性が否定され得ない以上、そのすべてをカルテルとして規制の対象に含め、なんらかの措置をとることは困難となる。アメリカにおいては、シャーマン法1条にもとづくカルテル規制の範囲を大幅に拡大してかかる問題に対処すると同時に、その射程に含まれない行為については、シャーマン法2条、または連邦取引委員会法5条を有効に活用している点が注目されている。平成9年度においては、シャーマン法2条および連邦取引委員会法5条にもとづく判・審決例の収集・整理を行い、シャーマン法2条に定める「独占化の企図」を違法性の根拠とする規制に関しては、それを具体化した例が多くはなかったため、日本の独占禁止法の「私的独占」行為の禁止規定を念頭においた理論的検討に止め、連邦取引委員会法5条の活用に着目して研究を進めることとした。そして、平成10年度において連邦取引委員会法5条の審・判決例から導き出される法理を検討した結果、同条については、事業者の単独行為であっても、その規制の対象とすることができ、また将来にむけての排除措置命令を中心とする有効な措置を講ずることができるという積極的な規制への役割をはたしていることが明らかになり、日本における規制を考える場合の重要な示唆を得ることができた。寡占市場においては、相互依存的な並行的価格行動がとられるのが一般であるといわれているが、かかる行動の反競争効果は著しく、そのためにいかなる対応措置を講じるかが、我が国を含め諸外国に共通の課題となっている。このような同調的な価格設定行動については、経済学の分野におけるゲーム理論の観点から、かかる行動が、いわゆる純然たるカルテルとは別に成立しうることが、理論的検討を通して明らかになった。このように、寡占市場に特有な並行的価格設定行動が、各事業者の単独の行動の一致した結果であるという理論的可能性が否定され得ない以上、そのすべてをカルテルとして、規制の対象に含め、有効な措置を採ることは困難となる。アメリカにおいては、シャーマン法1条にもとづく、カルテル規制の範囲を大幅に拡大してかかる問題に対処すると同時に、その射程に含まれない行為については、シャーマン法2条、又は連邦取引委員会法5条に活用している点が注目されていると指摘されている。平成9年度において収集した、シャーマン法2条および連邦取引委員会法5条にもとづく判・審決例を整理した結果、とくに、寡占的な協調行動を容易にする行為を、単独行為であっても規制の対象に含めている連邦取引委員会法5条の活用に着目して検討を進めることとした。平成10年度においては、連邦取引委員会法5条の審・判決例から導き出される法理を丹念に検討して、同条の役割について明らかにすることが課題となる。本年度において収集・整理を行ったアメリカの審・判決例を精緻に分析・検討することにより、我が国の独占禁止法にもとづく規制に対して、立法論的なものも含めた重要な示唆を得ることができると考える。
甲状腺乳頭癌のリンパ行性転移に関する血管内皮細胞増殖刺激因子mRNA発現機構

背景:血管内皮細胞増殖因子-C(Vascular Endothelial Growth Factor-C:VEGF-C)は、リンパ管の発達に関与していることが知られている。主に、甲状腺乳頭癌はリンパ行性転移をする一方、濾胞癌は血行性に転移をする。本研究では、この2つの甲状腺癌の異なった転移形式がVEGF-C遺伝子の発現と関連があるかどうかを検討した。方法:15例の甲状腺乳頭癌と4例の濾胞癌を材料とし、VEGF-C遺伝子の発現をノーザンブロット法とin situハイブリダイゼーションによって解析した。VEGF-C蛋白の局在は、免疫組織化学染色法により検討を加えた。結果:ノーザンブロット法による解析では、VEGF-C遺伝子の発現率は、乳頭癌組織では濾胞癌組織よりも有意に高値を示した。非腫瘍部の甲状腺組織を比べても、VEGF-C遺伝子の発現率は、濾胞癌患者の組織よりも乳頭癌患者の組織の方で高かった。in situハイブリダイゼーションでは乳頭癌の細胞でVEGF-C遺伝子の発現が観察されたが、濾胞癌では認められなかった。VEGF-Cに対する抗体を用いた免疫組織化学染色検査でも、乳頭癌細胞では陽性となった。結語:甲状腺乳頭癌患者では、腫瘍細胞及び非腫瘍甲状腺組織のいずれにもVEGF-C遺伝子の過剰発現が認められた。リンパ行性の腺内転移や所属リンパ節転移にVEGF-Cが関与していると考えられた。[目的]血管内皮細胞増殖刺激因子曲(VEGF)のなかでも、VEGF-Cはリンパ管形成に関与していることが知られている。一方、甲状腺癌のなかで、乳頭癌と濾泡痛はその転移形式において前者が主にリンパ行性、後者が血行性であるという特徴がある。癌の転移機序の違いを明らかにするために、われわれは、乳頭癌と濾泡癌におけるるVEGFのmRNA発現を比較する実験を行った。[材料、方法]東京女子医科大学内分泌外科で手術を行い、-80°Cに保存した甲状腺乳頭癌15例、濾胞癌4例を検体とした。凍結標本からRNAを抽出しVECF-CとCAPDHとをブローべとしてノーザンブロッティング法を行なった。ノーザンブロッティング法の結果は、NIH Image Softwareを用い、オートラジオグラフ上のmRNAシグナル濃度を定量化した。[結果]VEGF-C/GAPDH(mean±SE)は、乳頭癌腫瘍部0.82±0.03、濾胞癌腫瘍部0.57±0.02であり、統計学的有意に(p<0.01)乳頭癌に多くVEGF-Cの発現が認められた。また、乳頭癌非腫瘍部0.91±0.04、濾胞癌非腫瘍部052±0.03であり、非腫瘍部どうしを比較しても乳頭癌例のほうが有意に(p<0,001)多くVECF-Cの発現が認められた。[次年度研究計画]VEGF-C以外のVEGFグループのブローべを用いてVEGF-CのmRNA発現を比較定量する。また、in situ hibridization法を用いて、VEGF-CmRNAの産生部位を明らかにし、病理組織所見と比較検討する。

非腫瘍部の甲状腺組織を比べても、VEGF-C遺伝子の発現率は、濾胞癌患者の組織よりも乳頭癌患者の組織の方で高かった。in situハイブリダイゼーションでは乳頭癌の細胞でVEGF-C遺伝子の発現が観察されたが、濾胞癌では認められなかった。VEGF-Cに対する抗体を用いた免疫組織化学染色検査でも、乳頭癌細胞では陽性となった。結語:甲状腺乳頭癌患者では、腫瘍細胞及び非腫瘍甲状腺組織のいずれにもVEGF-C遺伝子の過剰発現が認められた。リンパ行性の腺内転移や所属リンパ節転移にVEGF-Cが関与していると考えられた。
レ-ザ-関節鏡視下手術の基礎的研究

近年では関節内の診断学的観察のみならず関節鏡視下手術が広く普及し、従行の直視下手術に比べ、非侵襲的に手術処置を行え、その利点については臨床結果より明らかであると考えられる。しかし、従来の関節鏡視下手術は硬性鏡視下で行われ、狭い関節内での観察や手術操作に限界もある。一方、レ-ザ-による関節鏡視下手術は、1980年代より、アメリカで始められている。この研究は、硬性鏡および先曲がり機構を持つ軟性の子関節鏡を同軸に組み込み、親子関節鏡とし、硬性鏡によるモニタ-下に軟性鏡で細部や後方要素の観察を行い、ダブルモニタ-下で安全にレ-ザ-手術を行うことを目的としている。この親子関節鏡には、各々、潅流のためのル-メンを兼ねたレ-ザ-ファイバ-用のル-メンが組み込まれている。次に、システムの開発と同時に、動物の膝関節内組織に対し、ス-パ-パルスNdーYAGレ-ザ-や臨床で有用性を持つと思われる各種レ-ザ-を照射し、レ-ザ-の使用法に検討を加えた。生理食塩水の還流下ではパルス発振のレ-ザ-が有用で、臨床的に使用するには、現段階では、KTP:YAGレ-ザ-やHo:YAGレ-ザ-が有用と考え、Ho:YAGレ-ザ-を臨床的に使用し始めている。空気の充満下では、連続発振でも、Nd:YAGレ-ザ-や高出力半導体レ-ザ-を使用する際にコンタクトチップやファイバ-チップを用いることにより使用が可能であることを確認している。現段階では、硬性鏡の外径に対する制約から、親子関節鏡による操作性、像の解像度、視野角の拡大、子関節鏡の強度などの問題が残っており、同軸にレ-ザ-ファイバ-を組み込んでのレ-ザ-照射に至っておらず、今後、解決すべき問題である。従来の関節鏡視下手術は硬性鏡を使用し、手術器具はその操作性、適応に限界がある。本研究の目的は、レ-ザ-を使用することにより切離、止血・凝固、蒸散、接着、切石などの多彩な手術応用が可能か、また親関節鏡を使用したレ-ザ-手術のみならず、先端の方向付けが随意にできる小関節鏡を親関節鏡に組み合わせることにより、より細部や硬性鏡では視野の獲得しがたい部位の観察を行った上で、小関節鏡を通じ極細のレ-ザ-ファイバ-を介してレ-ザ-手術を行うシステムを開発することである。機器の開発については、試作段階であるが、実用的仕様がまとまりつつあり、親関節鏡である硬性鏡についてはレンズリレ-により画像の鮮明化をはかり、かつ、手元での操作性を改善する形状にした。軟性鏡については単位面積当りのイメ-ジファイバ-数を増やすことにより画像の改善を加えることとした。また、関節内での操作の際にファイバ-の破損を防ぎ、かつ、フレキシビィリテイを保持するためリングワイヤ-による被覆を施した。先端の方向付けについては、現在曲率半径を小さくすることと曲がりの角度を十分なものとすることが達成されておらず今後の課題となっている。各種レ-ザ-による関節内組織への照射実験は、ス-パ-パルスレ-ザ-(基本波;1064nm、第2高調波;532nm、第3高調波;355nm),Nd:YAGレ-ザ-、高出力半導体レ-ザ-を主に使用し組織学的検索を行っている。使用組織は豚膝関節より採取した関節軟骨、半月板、十宇靭帯さらに滑膜を主に使用した。

波長、出力、照射法により鋭利な組織切離、組織の蒸散、止血・凝固は可能であることを確認してる。組織接着については、光学顕微鏡で観察した範囲に溶融している部位が確認できているが至適照射条件の確認までには至っていない。
マウス仮骨延長術における筋・骨格系組織の再生メカニズム

オステオアクチビンは膜結合型の糖タンパクで、細胞外ドメインと膜貫通ドメインをもつ。我々はスペースシャトルで無重力を体験したラットの筋肉にオステオアクチビンが高発現していることを報告した。オステオアクチビンは機械的ストレスの感知機構に何らかの役割をはたしていると考えられてきたが、延長仮骨における発現は現在まで調べられていない。本研究ではマウス下腿延長中にオステオアクチビンがタンパクレベルでも遺伝子レベルでも過剰発現していることがわかった。またオステオアクチビンの細胞外ドメインは延長仮骨には多数存在するが、延長を行わない骨切り部には存在しないことが明らかとなった。延長仮骨においてはMMP-3も高発現していたが、これはオステオアクチビンの細胞外ドメインに誘導された結果と考えられた。さらにオステオアクチビンは延長仮骨における骨吸収を抑制している可能性が示唆された。最近、我々はオステオアクチビンのトランスジェニックマウスの作成に成功し、徳島大学動物実験委員会に届け出た上で交配・繁殖させてきた。このマウスを用いて下腿延長術を行い正常マウスと比較した。予想されたとおりオステオアクチビンのトランスジェニックマウスではMM-Pが過剰発現しており、同時に延長仮骨の吸収が著明に抑制されていることがわかった。骨芽細胞が豊富に産生するosteoactivinと軟骨細胞が豊富に産生するchondromodulin-Iをターゲットにして、骨延長過程でこれらの遺伝子がどのように機能しているかを調べた。Osteoactivin transgenic mouseとchondromodulin-I knockout mouseの骨延長実験を行った。Osteoactivin transgenic mouseでは延長終了後のもっとも骨形成が活発な時期にX線像でコントロール群と較べて、骨形成速度が速いことがわかったため、今後μCTなどを用いて詳細に検討する予定である。またchondromodulin-I knockout mouseでは逆に骨形成が遅く、リモデリングにも障害があることがわかった。この理由として、待機期間中にできる軟骨性外仮骨に10型コラーゲン陽性の肥大軟骨細胞が非常に少なくなることから、軟骨細胞の成熟に障害が生じていると考えられ、延長初期にみられる内軟骨性骨化になんらかの障害があり、その後の骨延長、成熟過程に影響を及ぼすものと推測し、今後も組織学的、分子生物学的に詳細な検討を予定している。マウス骨延長術モデルを用いて、筋肉組織の牽引ストレスに対する応答を検討した。対象は前脛骨筋とした。延長筋には組織上豊富な中心核を有する再生筋が認められ、延長を止めても一週間まで持続した。すなわち、牽引というメカニカルストレスが筋肉組織において筋再生を促すことが明らかとなった。そこで筋肉の再生過程で発現するmyogenin遺伝子の発現を定量的に解析すると、myogeninは延長中から延長終了後1週まで発現が上昇しており、免疫染色において再生筋や筋衛星細胞に局在していることを確認した。マウス脛骨延長モデルを使用してchondromodulin(ChM)ノックアウトマウスの骨延長実験を行った。マウス脛骨に3分の2リング型の創外固定器を装着し、骨幹部で骨切り後7日目より0.45mm/dayの速度で延長した。Wild type動物では延長部には漸次仮骨が形成され、延長を停止すると速やかに骨癒合が得られた。ChMノックアウトマウスでは軟骨性仮骨の形成が障害され、wild typeに比べ骨癒合が明らかに遷延することがわかった。ChMは軟骨特異的な膜貫通型のタンパクであり、in vitroでは血管新生を抑制するなど様々な機能が知られている。しかしChMノックアウトマウスは骨格の発生・成長には明らかな異常がみられず、in vivoでの役割は不明であった。骨延長において軟骨性の仮骨形成や骨リモデリングが障害されることが分かったことは新知見である。骨延長中には骨だけでなく筋肉も延長される。マウス脛骨延長モデルで腓腹筋や前脛骨筋の筋長と筋体積を測定すると、ともに増加することがわかった。筋肉には速筋(白筋)と遅筋(赤筋)とがあるがmyosin heavy chain抗体を用いて免疫染色により調べると腓腹筋には遅筋が多く、前脛骨筋には速筋が多いことが分かった。延長により遅筋と速筋の比率は変わらないこともわかった。

in vitroの培養系で細胞伸展装置を用いて筋芽細胞に牽引メカニカルストレスをかけると筋管の横径が増大することがわかった。そのメカニズムは現在解析中である。
高分解能分光法によるラジカル錯体の検出と構造および分子間ポテンシャルの決定

大気中での各種の化学反応や、地球大気の熱収支に対して、様々な分子錯体の存在が無視できない寄与をしているのではないかという主張に対して、我々は、フーリエ変換マイクロ波分光法などの高分解能分光の手法を通じてそれら分子錯体の実験室での検出を試みるとともに、実際の大気中での存在量の推定、大気中での観測の可能性を考察した。大気でのリモートセンシングに用いられるミリ波領域のデータを収集するための2重共鳴分光装置を整備し、この装置を用いて、紫外線の弱い極域でのオゾン層破壊に重要な寄与をしているとされているClOOおよびBrOOラジカルの高分解能スペクトルを初めて観測した。これらのラジカルが異常に弱いCi-O、Br-O結合を持つことを実験的に確認した。また、そのポテンシャルを精密に決定することにより、特にCl+O_2<->ClOOの平衡定数を見積もり、実験値との比較からCl-O結合エネルギーを正確に見積もった。ミリ波領域の遷移を観測できたことから、これらのラジカルを大気中で観測する可能性ができ、オゾン層破壊のメカニズムの実証的な研究の進展が期待できる。また、対流圏の大気反応において重要な寄与をすると考えられる有機過酸化ラジカルとして、CH_3OOの高分解能スペクトルを初めて観測した。これも分光学的データのきわめて限られていたラジカル種である。今後このラジカルの詳細が明らかになることにより、大気反応での役割が解明できると期待できる成果である。大気中での各種の化学反応や、地球大気の熱収支に対して、様々な分子錯体の存在が無視できない寄与をしているのではないかという主張に対して、我々は、フーリエ変換マイクロ波分光法などの高分解能分光の手法を通じてそれら分子錯体の実験室での検出を目指すとともに、実際の大気中での存在量の推定、大気中での観測の可能性を考察する。初年度は、この目標を達成するための実験装置の整備を行った。具体的には、大気でのリモートセンシングに用いられる波長域のデータを収集するための2重共鳴分光実験のための光源を整備した。また、大気中の熱収支に無視できない寄与をする可能性のある系として、注目されている水-酸素分子錯体、およびその重水素置換体の純回転スペクトルを観測し、この錯体が平均的にはC_<2v>の対称性を有すること、これまでの理論計算の予測とは異なり、水の酸素原子が酸素分子と結合した形が安定な配置であることを確定した。また、この結果により大気中の錯体の存在量の推定も試みたが、その際、これまで用いられてきた方法には多くの問題があることが明らかになった。ClOラジカルを含む錯体の分光を試みたところ、これまで全く知られていなかったClCCラジカルのスペクトルを観測することができた。これは、大気中の反応に対する寄与は未知であるが、分子としては極めて興味深いものである。今年度は、大気でのリモートセンシングに用いられるミリ波領域のデータを収集するための2重共鳴分光装置を整備し、実際の観測ができることを確認した。この装置を用いて、紫外線の弱い極域でのオゾン層破壊に重要な寄与をしているとされているClOOおよびBrOOラジカルの高分解能スペクトルを初めて観測し、これらのラジカルが異常に弱いCl-O、Br-O結合を持つことを実験的に確認した。また、そのポテンシャルを精密に決定することにより、特にCl+O_2<->ClOOの平衡定数を見積もり、既報の実験値を確認した。
鉱山災害防止のためのヒューマンファクタ的危険情報抽出に関する研究

近年、ヒューマンファクターが原因である災害の割合が増えている。このため、ヒューマンファクターの観点からの対策が必要である。鉱山災害データを解析すると災害にあいやすいグループが存在することがわかる。一方で、災害にあわない安全なグループが存在することも事実である。この安全なグループ(安全のエキスパート)が持っている危険認識能力を災害にあいやすいグループに効果的に「教育」することができれば、災害は減少できると考えられる。このためには次の2点を明らかにすることが重要である。1)安全のエキスパートの、危険認識、情報化の過程・方法の抽出・DB(データベース)化2)抽出・DB化された危険情報を他者に効果的に伝える方法この目的に沿って危険情報の抽出・DB化をおこなうために、次のようなプログラムを作成した。1)危険が予期される箇所の画像をパソコン画面に表示する。2)利用者にこの状況のなかで要注意と思う箇所を尋ねる。3)利用者はそれに答えて、この画像の要注意箇所を線で囲って示す。4)パソコンは(利用者に正解を示すとともに、)利用者の解答を記録する。5)動画による説明も可能である。本プログラム利用者が安全のエキスパートである場合、各種の作業における危険情報の抽出・DB化できる。この結果は正解としてプログラムの一部となる。これを一般作業者が利用すると、危険認識の学習・強化ができる。本研究で重要な点は、ある作業をエキスパートに見せ、危険と判断した部分にマーキングし、コメントを付けこの情報をデータベース化する事です。次にこれを非エキスパートにも行い、その差を調べ、どこが違うのかを明らかにすることで学習効果を高めます。また、同時に認識能力を定量的に評価することもこれまでと異なる重要な点です。現在、ヒューマンファクターが原因である災害の割合が増えている。このため、本研究ではヒューマンファクターに着目して災害を防ぐ効果的な方法を見いだすことを目的としている。本年度は、静止した画像をもとに、安全性の高いグループ(安全のエキスパート)が持っている危険認識の能力を災害にあいやすいグループに効果的に伝えることを可能にするコンピュータプログラムを開発している。その機能は、1)安全のエキスパートはどのような箇所を何故、危険と認識しているのか2)危険情報を他者に効果的に伝えることである。これを達成するために、単に画像をデータベース化して見せるものではなく、重要な点はある作業の画像をエキスパートに見せ、危険と判断した部分にマーキングし、コメントを付けこの情報をデータベース化する事ができるようにしている。次にこれを初心者などの非エキスパートが行い、その差を自身で調べ、どこが違うのかを知ることができる。この他に、鉱山作業における危険情報の図面も収集している。近年・ヒューマンファクターが原因である災害の割合が増えている。この安全なグループ(安全のエキスパート)が持っている危険召減能力を災害にあいやすいグループに効果的に「教育」することができれば、災害は減少できると考えられる。

5)動画による説明も可能である。本プログラム利用者が安全のエキスパートである場合、各種の作業における危険情報の抽出・DB化できる。この結果は正解としてプログラムの一部となる。これを一般作業者が利用すると、危険認識の学習・強化ができる。本研究で重要な点は、ある作業をエキスパートに見せ、危険と判断した部分にマーキングし、コメントを付けこの情報をデータベース化する事です。次にこれを非エキスパートにも行い、その差を調べ、どこが違うのかを明らかにすることで学習効果を高めます。また、同時に認鐵能力を定量的に評価することもこれまでと異なる重要な点です。
単純ヘルペスウイルス感染症の回帰発症予防法の開発

単純ヘルペスウイルス(HSV)は、潜伏感染と再活性化を繰り返して、宿主に回帰発症を誘発する。申請者らは、宿主転写因子がHSVゲノムに直接相互作用し、再活性化の指標であるLATの発現減少を引き起こす事を見いだした。本研究は、宿主転写因子との結合部位に変異を導入したLATをアデノ随伴ウイルスベクターによって外因的に発現させる事による再活性化の抑制効果を、培養細胞およびHSV感染マウスモデルで検証、解析して、再活性化阻害による継続的な回帰発症予防という新たな予防戦略の確立を目指す。そして、本研究で得られる結果は、HSV感染症の今後に大きな変革をもたらす事が期待できる研究である。
ニューラルネットワークを用いたPC上部構造非線形履歴挙動のモデル化に関する研究

橋梁の性能規定型設計に向け,上部構造非線形性を考慮した照査・設計のための適切なPC部材の履歴モデルの整備が急務となっている.しかしながら,「プレストレスによる原点指向性」や,「PC鋼材の偏心・張出床板の影響による正負の非対称性」等によるPC上部構造部材除荷曲線の特徴を適切に表現するためには,新たな関数の導入やパラメータ数の増加などが必要であり,その複雑な定式化に多大な労力を要しているのが実情である.そこで本研究では,ニューラルネットワークの有する関数近似能力を用いて,PC部材の非線形履歴挙動を簡易にモデル化可能であることを示した.・平成13年度に実施したPC箱桁上部構造部材の交番載荷実験の結果より,曲げモーメント-曲率関係をニューラルネットワークの教師データとして用いた.その学習の際,モデル化を行うにあたり適当であるとネットワークに入力する入力ユニットの数およびパラメータの選定,中間層およびユニット数,学習回数,学習手法に関して検討した.・学習を終えたネットワークに,載荷実験で入力した曲率波形と同様の曲率波形を入力し,曲げモーメントの模擬(ネットワークによる出力)を行った結果(履歴の比較として表わしたもの)は非常によく一致しており,学習を行ったネットワークを,曲げモーメントの予測子として用いることで,PC部材の特徴である除荷時の原点指向性を再現可能であることが確認された.本年度は,2年の研究期間の1年目であり,当初の研究計画の通り,文献調査とニューラルネットワーク教師データ採取のための載荷実験を計画し,実施した.具体的には,文献調査と実験装置の能力を元に,PC鋼材の配置およびプレストレスの導入量をパラメータとしたプレストレストコンクリート箱桁実験供試体を作成した.また,載荷方法に関しても押しぬき載荷,交番載荷を行った.実験より,以下の知見を得た.(1)道示のM-φ骨格曲線は、概ね実験を再現できたが、コンクリートの圧縮ひずみをεcu=2000μとした場合、終局を過小評価する.(2)PC供試体は、RC供試体に比べ、エネルギー吸収能力は劣るが、残留変位が小さい.この傾向は、プレストレス量の増加に伴い、より顕著になる.(3)等価減衰定数は、プレストレス導入量の増加に伴い小さくなる.(4)プレストレス量、鋼材の偏心、付着の有無などの違いによるPC桁のエネルギー吸収量の差はわずかである.(5)既存の履歴モデルでは、PC上部構造の第3剛性域での履歴特性を適切に再現するのは不十分である.平成13年度は,得られた実験結果を元にニューラルネットワークを用いたPC上部構造履歴モデルの提案を行う予定である.橋梁の性能規定型設計に向け,上部構造非線形性を考慮した照査・設計のための適切なPC部材の履歴モデルの整備が急務となっている.しかしながら,「プレストレスによる原点指向性」や,「PC鋼材の偏心・張出床板の影響による正負の非対称性」等によるPC上部構造部材除荷曲線の特徴を適切に表現するためには,新たな関数の導入やパラメータ数の増加などが必要であり,その複雑な定式化に多大な労力を要しているのが実情である.そこで本研究では,ニューラルネットワークの有する関数近似能力を用いて,PC部材の非線形履歴挙動を簡易にモデル化可能であることを示した.・平成13年度に実施したPC箱桁上部構造部材の交番載荷実験の結果より,曲げモーメント-曲率関係をニューラルネットワークの教師データとして用いた.その学習の際,モデル化を行うにあたり適当であるとネットワークに入力する入力ユニットの数およびパラメータの選定,中間層およびユニット数,学習回数,学習手法に関して検討した.・学習を終えたネットワークに,載荷実験で入力した曲率波形と同様の曲率波形を入力し,曲げモーメントの模擬(ネットワークによる出力)を行った結果(履歴の比較として表わしたもの)は非常によく一致しており,学習を行ったネットワークを,曲げモーメントの予測子として用いることで,PC部材の特徴である除荷時の原点指向性を再現可能であることが確認された.