hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
超効率不斉制御系の開発と応用

2-オキサゾロンとアントラセン類との[4+2]環化付加反応を利用して合成することの出来るキラル2-オキサゾリジノン類の開環により得られるビシクロ環系2-アミノアルコール類を用いた反応を各種検討した結果、メソ型環状ジカルボン酸無水物の高ジアステレオ選択的開環が可能であることが明らかになった。特に、1,2-ジカルボン酸無水物においては、ほぼ完璧な不斉制御を達成しており、従来の有機化学的手法ばかりでなく酵素化学的手法をもはるかに超える優れた方法であることを示すことに成功した。さらに、用いる金属イオンの種類(Li,Zn)によりジアステレオ選択性が完全に逆転するという反応機構的にも非常に興味深い現象も見いだし、現在さらなる機構的解明に取り掛かっている。ビシクロ環系2-イミダゾリジノン類においては、N-スルホニル化することによりN-アルキル体よりも不斉制御能が上昇することを見いだした。各種不斉反応について検討を進め、スルホニル基の役割の解明を行いつつあるところである。さらに、2-イミダゾリジノン体の開環により得られる1,2-ジアミン類の利用も検討したところ、ジエチル亜鉛によるアルデヒドのエチル化反応の触媒やマンガンイオンによるオレフィンのエポキシ化反応のキラル配位子として不斉制御を行うことが出来ることがわかった。現在、さらなる構造の最適化を進めているところである。2-オキサゾロンとアントラセンとの[4+2]環化付加体である4,5-(9,10-dihydroanthraceno)oxazolidin-2-one(DHAOx)よりもビシクロ環の橋頭位にメチル基を持つ4,5-(9,10-dihydro-9,10-dimethylanthraceno)oxazolidin-2-one(DMAOx)のほうがより高い不斉制御能を持つという知見から、ヘキサメチルシクロペンタジエンをもちいて4,5-[3,5-(1,2,3,4,4,5-hexamethy1-1,4-cyclopentano)]oxazolidin-2-one(HMCOx)を合成し、橋頭メチル基の効果をアルキル化・Diels-Alder反応において調べたところ、DMAOxと同様にほとんど完全なジアステレオ選択性を示すことを明らかにすることが出来た。さらに、2-イミダゾロンとアントラセン類から三環性2-イミダゾリジノン類の合成を検討し、両対掌体を光学分割法により得ることに成功した。若干の検討ではあるが、橋頭メチル基のある4,5-(9,10-dihydro-9,10-dimethylanthraceno)imidazolidin-2-one(DMAIm)が4,5-(9,10-dihydroanthraceno)imidazolidin-2-one(DHAIm)より不斉制御能が高いというデータを得ている。さらに、DHAImにおいては、窒素原子上の置換基をメチル基からp-トルエンスルホニル基に変えることによりジアステレオ選択性が向上するという興味深い知見を得ており、不斉制御を立体的嵩高さだけでなく窒素原子上の置換基により行うという新しい課題をも見いだすことが出来た。三環性2-オキサゾリジノン類を開環することにより得られるビシクロ骨格系アミノアルコール類においては、ZnEt_2によるアルデヒドのエチル化反応をエナンチオ選択性高く触媒するばかりでなく、N,N-ジメチル体とN-スルホニル体で選択性が完全に逆転するという非常に興味深い現象を見いだすことができ、さらにN-スルホニル体のLi塩はメソ型環状酸無水物のジアステレオ選択的開環に効果的であり、酵素や微生物を用いても到達困難であった高選択性を純粋に化学的に実現することが出来た。

特に、1,2-ジカルボン酸無水物においては、ほぼ完璧な不斉制御を達成しており、従来の有機化学的手法ばかりでなく酵素化学的手法をもはるかに超える優れた方法であることを示すことに成功した。さらに、用いる金属イオンの種類(Li,Zn)によりジアステレオ選択性が完全に逆転するという反応機構的にも非常に興味深い現象も見いだし、現在さらなる機構的解明に取り掛かっている。ビシクロ環系2-イミダゾリジノン類においては、N-スルホニル化することによりN-アルキル体よりも不斉制御能が上昇することを見いだした。各種不斉反応について検討を進め、スルホニル基の役割の解明を行いつつあるところである。さらに、2-イミダゾリジノン体の開環により得られる1,2-ジアミン類の利用も検討したところ、ジエチル亜鉛によるアルデヒドのエチル化反応の触媒やマンガンイオンによるオリフィンのエポキシ化反応のキラル配位子として不斉制御を行うことが出来ることがわかった。現在、さらなる構造の最適化を進めているところである。
足趾レイノー現象に用いる経穴の解剖学的検討

四肢末梢の動脈が発作性に攣縮して末梢循環障害が起こり、チアノーゼ、冷感、疼痛を自覚するレイノー現象は、しばしば難治性である。レイノー現象に対する治療として、保存療法、血管拡張剤の投与、物理療法、胸腔鏡下交感神経切除術などが行われているが、患者の満足が十分得られる治療法はない。これまで同現象に対して経穴に鍼灸刺激を行うことによる鍼灸治療の有用性が報告されているが、特に足趾レイノー現象に対する治療法は確立されていない。そこで、本研究は下肢の経穴と動脈に分布する脊髄神経との解剖学的位置関係を明らかにして、足趾レイノー現象に対する鍼灸治療法を確立することを目的とする。
仮想計算機によるコミュニケーションバックトラッキングとモデル検査への応用

状態の系統的・網羅的探索でプログラムの正当性を検証するモデル検査という手法がある。これをネットワークアプリケーションに適用するため、通信を含んだ形でプログラムの実行を遡るバックトラッキングを実装し、Javaプログラムのモデル検査器Java PathFinderの拡張の形で組み込んだ。通信を含むバックトラッキングは、通信相手のプログラムを実行状態の保存・復元が可能なチェックポインティング環境で動作させ、さらに通信接続の保存・復元のために独自の伝達層を用いて通信をすることで実現されている。本年度の成果は、1)各種仮想計算機の調査2)キャッシュ層の拡張3)ネットワークアプリケーションのモデル検査に対する各種アプローチの特徴付けとその考察に大別される。本研究の目的は、a)仮想計算機技術を拡張・発展させることにより、プログラムの実行を遡る「バックトラッキング」を、通信を含むネットワークアプリケーションにおいても可能にすることb)上記のバックトラッキングをソフトウェアモデル検査に応用し、ネットワークアプリケーションの効率的な検証を可能にすることであった。この目的を達成するため、初年度である今年度は、まず各種仮想計算機実装の調査を行った。特に、バックトラッキングに必要なサスペンド・レジューム・マイグレーション機能について調査した。バックトラッキングを用いる第一義的な動機は、従来手法のキャッシュ層を用いたネットワークアプリケーションのモデル検査における、通信におけるメッセージ列が一定でなければならないという制約を回避するというものであったのだが、キャッシュ層自体を拡張することにより、この制限を緩和することに成功した。この成果により、仮想計算機を用いる初期の意義付けが曖昧になったため、その意義を今一度明確にする必要が生じた。このため、ネットワークアプリケーションのモデル検査に対する各種アプローチの特徴付けとその考察を行い、どのような種類のアプリケーションでどのようなアプローチが必要となるかを明確にした。2点目、3点目の成果については、今年度中の発表等はないが、論文を現在投稿中である。連携研究者東京大学大学院情報理工学系研究科田辺良則。研究協力者東京大学大学院情報理工学系研究科レオンワタナキットワチャリン本年度の成果は、1)チェックポインティング機構の検討と採用2)Java Path Finder拡張としてのキャッシュ層実装の公開3)国際会議等での発表に大別される。本課題の計画当初は仮想計算機機構を用いてモデル検査器を実装することを考えていた。しかし、今年度までの調査により、チェックポインティング機構のみに注力したシステムを用いても、本質的な部分は共通でかつより効率が良いバックトラッキング実装が得られる見込みが出てきた。よって、今年度からチェックポインティング機構に注力したシステムを用いた実装を行っており、これを来年度も継続する予定である。ネットワークアプリケーションのモデル検査を可能にするキャッシュ層については前年度から継続して実装を行っており、今年度はこれをNASAで開発されているモデル検査器Java Path Finder (JPF)の拡張として公開した。既にJPFのリポジトリに含まれており、またJava archiveファイルとしてNASAのページからダウンロード可能となっている。公開されているものにはまだバックトラッキング機構が含まれていないが、これを完成させることが来年度の課題となる。連携研究者東京大学大学院情報理工学系研究科田辺良則連携研究者産業技術総合研究所企画本部高橋孝一研究協力者東京大学大学院情報理工学系研究科レオンワタナキットワチャリン本年度の成果は、1)チェックポインティンク機構を利用したJava Path Finder拡張の実装と公開2)成果ヒ表に大別される。本研究の目的は、a仮想計算機技術を拡張・発展させることにより、プログラムの実行を遡る「パックトラッキング」を、通信を含むネットワークアプリケーションにおいても可能にすることb)上記のパックトラッキングをソフトウェアモデル検査に応用し、ネットワークアプリケーションの効率的な検証を可能にすることであった。前年度までの調査の結果を反映させ、パックトラッキングに仮想計算機ではなくチォックポインティグを利用するとうに設計を変更した。ネットワークアプリケーションにバックトラッキングを適用するには、通信相手の復元時に通信接続を回復させる必要かせあるが、我々がチェックポインティングに利用したMTCPは通信接続の回復に対応していない。そこで、独自にトランスポート層を実装することでこの問題を解決した。研究成果はワークショップ等での発表に加え、実装をNASAで開発されているもでる検査器Java Path Finder (JPF)の拡張として公開しており、Java archiveファイルとしてNASAのページからダウンロード可能である。前年度はでに公開済みのものと比較して、本課題の主たる目的である通信を含むバックトラッキング機構が追加された。本課題は今年度が最終年度である。本課題の成果では、検証対象のネットワークアプリケーションの通信相手として単一プロセスのアプリケーションしか利用できなかったが、平成23年度からの新課題において、本課題の成果をより発展させ、プロセスを動的に生成する通信相手や、複数プロセスからなる通信相手にも対応させる予定である。
高齢社会と信託的な財産承継

高齢社会のもたらす法的諸問題を、特に、ドイツ法を素材として調査・研究を行った。その重点は、生前処分と死後処分による遺産の承継であるが、その中でも、信託的な財産譲渡、特に、ドイツ法の先取りした相続の制度について検討した。さらに、以上のような処分との関係でもっとも問題となる法制度である遺留分に関しては、予防法学的措置も含めて研究対象とした。その一環が、2010年から施行されているドイツの相続法の改正である。本研究の目的は、ドイツ法を参照して、相続に関する予防法学的措置、および、特に遺留分を対象とする制限、ならびに、その問題点を検討することである。2007年は、以上の目的のために、ドイツの予防法学的措置、特に、先取りした相続(vorweggennomene Erbfolge)、遺留分条項(Pflichtteilsklausel)、および、遺留分に関する最近の動向を中心に検討を進めた。添付の業績の、「事業承継と遺留分」では、2008年度に立法化された経済産業省を中心とする事業承継に関する民法の遺留分の特別措置の法律の立法の過程で、遺留分の全体的文脈の中で事業承継と遺留分の関係を検討し、予防法学の重要性を強調したものである。最終的な立法も、予防法学的措置のモデルを提供したような内容となっていると考える。また、Bereicherungは、わが国とドイツ法の相続の過程での債権の帰属を検討したものである。本年は、主に、相続財産の生前処分による信託的譲渡という側面から相続財産の処分に関する処置を検討した。その際の問題の中心は、ドイツ法ではいわゆる「先取りした相続(vorweggenommene Erbfolge)」及び、遺留分に対する予防法学的な措置である。以上に関しては、一定以上の研究は進めたと考えるが、成果の発表は次年度に持ち越さざるを得なかった。さらに、現在ドイツでは遺留分を中心とする相続法の改正作業が進行しており、当初は昨年度に改正案が連邦議会で可決される予定だったが、現在も審議が継続しているようである。上記の研究成果の公表を延長したのは、以上の事情とも関係している。ただし、法改正に対する評価、見通しに関しては、2008年9月23日10月2日までのドイツでの聞き取り調査で追跡した。本研究の目的は、ドイツ法との対比で高齢社会の下での生前処分、死後処分を含めた遺産承継について検討することである。2007年、2008年は、信託的な譲渡のための予防法学的措置、および、このような措置が最も考慮しておくべき遺留分に関する問題を中心に、各論的な検討を行った。その上で、2009年には、ドイツ法と日本法の比較をするために、両者の対称的な制度を検討した。具体的には、他人物売買・無権代理と相続という問題である。これに関する両者の違いは、不動産の処分に際しての本人確認の方法、及び、相続債務に対する相続人の責任制限のための法制度(限定承認、遺産整理)の違いに由来するという結論を得た。今1つの検討の対象が、ドイツの相続法の改正論議だったが、2009年12月末に相続法の改正案が連邦議会を通過した。そのために、研究期間を延長して、2010年は改正された相続法を検討した。具体的内容は、(1)遺留分剥奪事由の現代化、(2)介護を寄与分と認めるよう要件の緩和、(3)遺留分補充請求権の猶予の拡大、(4)遺留分補充請求権の時効期間10年を、1年ごとに10%ずつ漸減すると改正したのが、主な点である。以上の法改正の目的などに関しては検討したが、その予防法学、実務への影響に関しては、未だに不確定な点が多いようである。ただし、以上法改正の検討により一応の研究目的は達成したと考えている。
AHS-aの評価を念頭においた幹線交通機関選択および経路選択モデルの統合化

AHS-aの導入効果は、交通流の最適化、交通事故軽減に焦点があてられている.一方、利用者側の立場に立てば、長距離運転による精神的、肉体的ストレスが大幅に軽減すると想定される.新たな交通機関の利用特性を把握するためにも人間の生理に与える影響の把握は大変重要な課題と考えるが、ストレスと交通行動との関係に着目した研究はきわめて僅かである.このため、長距離トリップに伴うストレスの計測実験をおこなうとともに、そこで計測されたストレス指標を幹線交通機関選択行動モデルに導入し、ストレス軽減が交通行動に与える影響と社会経済的評価の可能性を検討した.精神的、肉体的ストレスが生体へ与える負荷量を計測する方法として、自律神経が心拍変動に与える影響を心拍間隔RRIによって測定する方法がある.計測対象は、昨年度が男性1名、今年度が男性2名である.長距離運転として600700kmの高速道路走行、短距離運転として300km程度の高速道路運転を複数回実施した.なお、AHS-aの仮想的な走行環境として助手席乗車時の測定も行った。また、異種交通モードとの比較を行うため、幹線パス、新幹線、航空機で移動した際の計測も行った.心拍にはサーカディアンリズムが存在することから、24時間安静時の心拍変動の計測も複数回おこなった。本研究では、サーカディアンリズムの影響を排除したRRI変化率を提案し、ストレスの変化を分析した.その結果、運転時と助手席乗車時では明確にRRI変化率が異なり、運転時のストレスが高いことが明らかになった.また、走行後4時間程度を超えたあたりから、ストレスが蓄積されていく様子を確認できた.異種モードについても新幹線でストレスが低く、航空機でストレスがかかることを確認できた.このRRI変化率を幹線交通機関選択モデルに導入したところ有意な変数となり、一人あたりの利用者便益を試算することができた.本年度は、心臓血管系ストレス指標として代表的な心拍間隔RRI指標を用いて自動車の長距離走行に伴うストレスの変動の計測を試み、ストレスの定量評価の可能性を探った。被験者の運転時と、AHS-aの代替環境としての助手席時とのストレスの差を比較分析した。本助成によって購入した心電計は日本光電製RAC-1202で、24時間のリアルタイム波形をメモリカードに記憶することができる。この観測データを1分間平均のRRIに変換して運転ストレスを解析した。運転時7日間、助手席時6日間(走行距離約700km/日)、平常時6日間のRRIを平均化にしたデータを作成した。このデータを用いて生体リズムを考慮したRRI変化率の経時変化を分析した。その結果、運転時、助手席時ともに、走行開始後約200分(休憩時分を除く)まではRRIが徐々に長くなり、以後、短くなり、300分から500分ぐらいまで平衡状態が続き、500分以降では運転時はRRIが短く、助手席ではRRIが長くなった。約250分までは、運転時のRRIが助手席時より長くなる場合があるのが特徴で、両状況での明確なストレスの差がないと考えられる。約250分以降は、運転時と助手席時の指標が交差することはなくなり、運転時は時間を経るにつれてRRIが短くなる傾向にある。一方、助手席時は500分を超えた頃からRRIが再び長くなっている。目的地に近づくにつれてストレスから開放されると推測される。以上の結果から運転時と助手席時で明確に生体反応が異なり、運転時のほうがストレスがより強いと言える。被験者の意識調査から、運転時には走行開始後400分以降で明らかに疲労意識が高まる。この結果は、RRIの測定結果と一致し、RRIが有効なストレス指標であることを裏付けている。本研究では、サーカディアンリズムの影響を排除したRRI変化率を提案し、ストレスの変化を分析した.その結果、運転時と助手席乗車時では明確にRRI変化率が異なり、運転時のストレスが高いことが明らかになった.また、走行後4時間程度を超えたあたりから、ストレスが蓄積されていく様子を確認できた.異種モードについても新幹線でストレスが低く、航空機でストレスがかかることを確認できた.
生体内活性酸素の研究に役立つ発光性高分子微粒子の開発

1.研究目的:食細胞の食作用により食胞に封入された異物に向けて放出される活性酸素を、化学発光物質または蛍光生成基質を結合した高分子微粒子の発光により測定する方法において、高分子微粒子に結合する物質と化学発光または蛍光を生じさせる活性酸素の化学種との関係を明らかにする。2.研究成果:ルシゲニンを結合した高分子微粒子はヒポキサンチン/キサンチンオキシダーゼ系(O_2^-発生系)により強い化学発光を生じたが、過酸化水素/ミエロペルオキシダーゼ系(・OH,^1O_2等を発生)ではほとんど発光しなかった。一方N・(4-アミノブチル)-N-エチルイソルミノール(以下ABEIと略記)を結合した高分子微粒子は過酸化水素/ミエロペルオキシダーゼ系で強い化学発光を示したが、ヒポキサンチン/キサンチンオキシダーゼ系ではほとんど発光しなかった。したがってルシゲニン結合高分子微粒子はO_2^-で、ABEI結合高分子微粒子はその他の活性酸素で、それぞれ選択的に化学発光を生じたと結論できる。次に両者を、活性化したマウスマクロファージに貪食させたところ、程度の差はあるが、どちらも化学発光を生じた。したがってこれらの化学発光物質結合高分子微粒子を使用すれば、食細胞の放出する活性酸素を化学種を区別して測定できると考えられる。またp-ヒドロキシフェニルプロピオン酸を結合した高分子微粒子は過酸化水素/ミエロペルオキシダーゼ系では強い蛍光を示したが、マクロファージによる貪食試験では微弱な蛍光しか示さなかった。食作用を受けにくいためと推定している。3.今後の展開:化学発光物質結合高分子微粒子については、医学系研究者と共同でヒトの食細胞が発生する活性酸素測定への応用を研究する。また蛍光生成基質結合高分子微粒子については、ゼータ電位を調節して食作用の受け易さの改良を図る。
四川方言の文法研究

1.過去の言語資料を整理したことによって、歴史的言語データから、文法事項を網羅的に拾い上げ、言語変化の新しい事実を発掘した。2.フィールドワークを通じて、現在の方言のデータを収集した。現地に行って、フィールドワークを行い、現時点の成都方言を詳しく記録した。そのデータで、コーパスを作り、成都方言の全体像を明らかにした。3.認知言語学、語用論、類型論など一般言語学の理論を使って、方言データに対して分析を行い、成都方言の文法形式が生まれるメカニズムの解釈を試みた。また、それを論文の形でまとめ、学会で発表した。具体的に、以下の学会発表をした。a."形容詞+了"所表示的主観性變化2006年04月首届新時期漢語語言學理論建設與應用研究國際學術研討會国際会議中国・紹興b.從是非問句的語用効果看部分疑問詞的産生機制2006年05月第7回漢語詞彙・語意研討会国際会議(台湾・新竹)c.成都方言における"説"2007年01月東京大学駒場中国語研究会東京大学4.インフォーマントの協力を得て、四川方言の会話テキストを作り、四川方言の特徴を音韻・語彙・文法から浮き彫りにし、これからの研究者に貴重な資料を残している。5.研究成果を博士論文「成都方言の文法研究--文法化のアプローチ」にまとめた。
ウイルスの組織間移行からみた維管束系組織の解剖

TMVの移行蛋白質(MP)はウイルスの細胞間移行に関与する。MPをGFPとの融合蛋白質として発現するLQwt:Gfusウイルスを作成した。このウイルスが発現する融合蛋白質は細胞間移行能を保持していた。このウイルスを植物に感染させ、GFPの発する蛍光により移行タンパク質の機能する細胞内での様子を追跡することが可能となった。植物体に感染させると、紫外線ランプなどの照射によって、移行タンパク質の存在が感染後3日後あたりから蛍光によって確認ができる。不思議なことにその広がりはリング状となりその半径が感染後の日時とともに広がっていく。このリングの外側は感染の初期に相当する細胞、内側ほど感染が成立して時間が経た細胞と捕えることができる。そのように見ると、感染してまもなくの細胞では蛍光は粒状、punctateな構造が確認される。そして、その構造が集合して大きくなり、細胞骨格上に局在を見せながら、細胞壁のすぐ内側の原形質連絡と思われる箇所に集結をする。さらに感染から時間がたったと思われる細胞では蛍光が認めにくくなる。この観察から、MPは秩序だってウイルスの複製が盛んな所で集中的に蓄積をしていること、さらに複製のピークが過ぎたと思われるところでは分解されることが新しい知見として得られた。一細胞のなかでのMPの所在を詳細に見る場合にBY-2プロトプラストでの感染、観察が有効であった。プロトプラストで感染させると感染後6時間では蛍光が点状、punctateな状態で細胞質内に散在している。感染後24時間もすると細胞内に大きな集塊を形成し、蛍光が細胞骨格の上に移行していく。"移行タンパク質はまず合成されると近傍で合成される遺伝子RNAを結合した形で、細胞質内で結集する。そして、細胞骨格上に移動し、その上をスライドして移動し、原形質連絡へと移行する"というモデルが浮かび上がってきた。
J-PARCでのハイパー核ガンマ線分光による核内バリオンの性質変化の研究

本研究は、原子核内に入ったラムダ粒子の性質変化を明らかにすることを目的としている。その手法として、ラムダハイパー核から放出されるM1遷移ガンマ線の精密測定実験を行い、ドップラーシフト減衰法を用いて励起状態の寿命を求める。この実験はJ-PARC K1.8ビームラインで行われる最初のハイパー核ガンマ線分光実験E13の主要なテーマの一つである。H22年度における研究として、E13実験のための検出器の制作とテストを行った。H21年度に続いてJ-PARCでのハイパー核ガンマ線分光実験用に特化した大型Ge検出器群Hyperball-Jの制作を行った。Hyperball-Jに組み込まれるPWO結晶を用いたコンプトン抑止カウンターについて、シリカエアロゲルを用いた断熱材を組み込んだ冷却機構付き検出器ユニットを開発した。制作したPWO検出器ユニットとGe検出器ユニットをHyperball-Jに組み込み、放射線源を使った性能テストを行った。その結果をシミュレーションと比較したうえで設計通りに検出器を制作できていることを確認した。磁気スペクトロメータ系の検出器として、ビームK中間子の崩壊によるバックグラウンドを抑制するSPO検出器の開発を行った。K1.8でSPO検出器にテストビームを照射し、性能評価を行った。その結果をシミュレーションと比較し、バックグラウンド抑制カウンターとして要求される性能を満たしていることが分かった。また、FPGAモジュールを用いたトリガーシステムを構築し、同実験で十分な性能をもつことを確認した。このトリガーシステムはE13実験だけでなく、今後K1.8で計画される様々な実験に応用することができる。我々は茨城県東海村に建設された大強度陽子加速器施設J-PARCにおいて、(K^-,π^-)反応によるΛハイパー核のガンマ線分光実験を計画している。実験では、新たに建設する大立体角ゲルマニウム検出器群Hyperball-JとSksMinus磁気スペクトメータシステムを導入し、大強度のK^-ビームを用いて高統計、高精度で^7_ΛLiハイパー核のspin-flipM1遷移(3/2^+→1/2^+)ガンマ線を測定する。このM1遷移ガンマ線はΛのスピン反転に起因しており、崩壊寿命から換算遷移確率を求めることで、ハイパー核内でのΛの磁気モーメントを間接的に測定できる(Λの寿命が短いため直接測定は困難)。それにより、真空中でのΛの磁気モーメントと比較することで、有限密度内でのバリオンの性質変化を初めて検証することを目的とする。21年度における研究として、Hyperball-Jの建設を行った。PWO結晶を使ったバックグラウンドサプレッサーに関して、集光率が最適となるセットアップを決め、冷却システムを製造した。検出器フレームの建設と駆動系の制御プログラムの開発も平行して行い、動作テストの結果問題なく動作することを確認した。新しいデータ収集系に必須となるモジュールの開発を行い、テストベンチで問題なく動作することを確認した。J-PARC K1.8ビームラインにおいて検出器の設置、ケーブル配線を行い、テストビームを使って各検出器からの測定データが正しく読めていることを確認した。
火山噴火罹災地域の地力回復過程の時空間的解析に関する研究

鹿児島県・開聞岳では,GISを用いて遺跡分布の時空間解析を行い,古墳時代の噴火のあと平野部では農地への転換が進み平安時代の噴火で大打撃を受け,その後の農地の復興が傾斜地から始まったことを明らかにした。また敷領遺跡では,874年の噴火で埋没した村の姿を明らかにした。イタリア・ヴェスヴィオ山の472年の噴火で埋没したソンマ・ヴェスヴィアーナ遺跡では,79年の噴火から472年までに栄養塩類豊富な肥沃土の高い土壌が発達していたことを明らかにした。フィリピン・ピナツボ山では,山間部では根粒菌を持つ植生の再生と焼畑農耕により地力の予想外の回復が見られることを発見した。1.多電極表面電位探査システムの開発深さ10mを超える地下構造を3次元的に捕らえる物理探査手法として研究代表者らが開発した表面電位法は,地表面に高密度に配置した電極を用いて、地下に電流を流したときに生ずる表面電位を計測する。そこで,PCによりUSBを介して最大8,192本の電極を制御することが可能なシステムを設計し、試作した。このシステムで使用する抵抗率計には、米国Advanced Geosciences社製のSuperSting R8/IPを採用した。この抵抗率計は同時に8点の電位を測定できるので、探査効率を上げることができる。電極の正確な位置を測定する必要があるので、この測定にはGPS受信機を用いる。得られた表面電位から地下の抵抗率分布を推定する逆解析アルゴリズムでは、Grid計算機を用いて並列化をはかり、1CPUを用いた場合に比べ、計算時間を約1/4に削減することができた。2.発掘遺構の3次元デジタル計測イタリアのソンマベスビアーナで発掘が続けられているベスビオ山の噴火で埋没したローマ時代の別荘遺跡で、3次元レーザスキャナなどを用いて遺構の3次元デジタル記録を行った。3.国内の火山噴火罹災地域の遺跡調査AO3班「わが国の火山噴火罹災地における生活・文化環境の復元」グループと共同で、鹿児島県指宿市敷領遺跡での探査を行った。敷領遺跡は、開聞岳の噴火により埋まった古墳時代の遺跡で、地中レーダにより、約3,700m^2の範囲の探査を行った。・試作した多電極表面電位探査システムを用い,イタリアのソンマベスビアーナで発掘が続けられているベスビオ火山のAD472年の噴火で埋没したローマ時代の遺跡(通称「アウグストスの別荘」)で,表面電位探査を行った。そのデータを解析するにあたり,基準電極のとり方による影響を除去する解析法を開発した。現地では,同時に,地中レーダ探査も実施した。・上記遺跡の埋没前における地力を推定する目的で,簡易な土壌断面調査を行い,埋没土壌を採取した。併せて,現世の試料を採取し,周辺地域での作物栽培に関する聞き取り調査を行った。採取試料は,発掘現場内で2地点,比較対照として,発掘現場外の農地で1地点,遺跡外のオッタビアーノ近郊ベスビオ山麓で1地点の計4地点で行った。これら採取した試料について,土壌の一般理化学性や土壌中に含有する微化石を調べ,埋没前の周辺地域の地力を推定する。また,火山噴出物によって埋没された土壌中の重金属,特に鉛含有量を調べ,土壌生成当時における鉛など重金属量について検討するために,AD472,AD512、AD1631年噴火により埋没した土壌および表土の採取を行った。・上記遺跡では,3次元レーザスキャナを用いて,本年度発掘部分のほぼ完全な記録をとった。また修復部分の詳細計測や剥落石片の計測も行った。さらにポンペイのメナンドロの家の内部計測も行った。・開聞岳の度重なる噴火災害を受けた鹿児島県指宿市内の考古遺跡の発掘報告書から,開聞岳の弥生,古墳,平安時代の3回の噴火前後の遺構種の変化や増減の様子を網羅的に調べ,火山罹災における生活状況の変遷を追った。・平成17年度,874年の開聞岳の噴火で埋没した水田遺構が発見された鹿児島県指宿市敷領遺跡の北側の部分で,試作した多電極表面電位探査システム(MEDUSA)を用いた表面電位探査と,地中レーダ探査を行った。その結果,874年の噴火で堆積した火山灰層は一部で残存していたが,新たな水田遺構は発見できなかった。地下の含水率が北側に行くほど高くなる結果が得られたことから,北側を流れる河川の洪水などにより削平されたか,もともとそれを恐れて耕作が行われていなかったと判断した。・新たに,開聞岳に近い,指宿市開聞町の開門中学校庭で,地中レーダ探査と電気探査を実施し,874年の噴火で罹災し移設された枚聞神社の遺構の存否を探った。その結果,地下にかなりの傾斜を持つ構造を発見した。

これが,枚聞神社の遺構かは現時点では判断できないので,平成19年度引き続き探査を行うこととした。・874年の開聞岳噴火の火山灰層とその直下の土壌サンプルを採取するために,開聞岳周辺を探索している際に,指宿市山川岡児ヶ水で874年の火山灰層直下に畑跡を発見した。この遺跡を「慶固遺跡」と名づけた。この遺跡は開聞岳から直線距離で5kmしか離れておらず,大量の火山灰が一気に降下し埋没したために,当時の生活跡が,より完全な形で保存されている可能性があり,火山災害の記録として第一級のものになる。平成19年度以降,調査を続ける。・イタリアのソンマベスビアーナで採取した土壌の分析を行った結果,日本の火山罹災地の土壌と異なり,ベスビオ火山北麓では,カリウムなどが多く含まれ,肥沃な土壌であることが発見された。上記遺跡では,3次元レーザスキャナを用いて,本年度発掘部分のほぼ完全な記録をとった。また新たに開発した移動式レンジセンサを用いて,ポンペイの遺跡の計測も実施した。1.イタリア・ソンマヴェスヴィアーナ遺跡の探査一昨年度に表面電位探査を実施した領域について,発掘結果と探査結果の照合を行った。その結果,探査ではアプシス等の構造をとらえられていた。今年度は発掘遺構の南側を中心に165m×10m、77m×5mの2領域を二極法による探査を実施し、三次元解析を行った。2.開聞岳の874ADの噴火罹災遺跡の探査(1)開聞中学校校庭:枚聞神社の噴火以前の推定地とされる開聞中学校の昨年度の探査では、石垣と思われる反応がとらえられた。今年度は地中レーダによる広範囲の探査を行い、石垣様遺構の走行とその他の遺構の存否を探った。その結果、石垣様反応は開聞岳山頂に向かい直線上に続くことが確認できた。また、同じ方向性を持つ方形の反応が1カ所あるいは2カ所認められた。(2)敷領遺跡:昨年度に引き続き、さらに西側の2カ所の領域で地中レーダ探査を実施した。探査範囲が狭く遺構と判断できる特徴は得られなかったが、「紫コラ」直下の地形は推定できた。3.ローマ時代の鉛汚染の有無を調べることを目的として、ソンマヴェスヴィアーナ遺跡で472AD、512AD、1631ADの各テフラに埋没した土壌と周辺土壌から採取した8試料を対象に、鉛含量が多い4試料を用いて鉛同位体分析を行った。その結果、遺跡土壌の206Pb/207Pb比は1.2111-1.2189で非鉛汚染土壌の規準範囲を示した。一方、現表土の数値(1.1939)からは,人間活動に起因する土壌の鉛汚染が認められた。試料数の限定はあるものの遺跡土壌を活用した本研究により、イタリアにおける土壌鉛同位体比のバックグラウンド値を提示する貴重なデータが得られた。4.ソンマヴェスヴィアーナ遺跡発掘の変遷を引き続き形状計測センサを用いて記録した。また、色彩記録にスペクトル計測方式を用い、対象物の真色推定を行った。1.鹿児島県指宿市の中敷領地区において,地中レーダ探査により, AD874年の開聞岳噴火で埋もれた住居跡を発見した。この遺構はAO3班により発掘が行われ,残存状況のよい住居跡であることが確認された。2005年からの発見結果をGISを用いて統合することにより敷領遺跡の範囲をほぼ確定することができた。また, 2007年に発掘された畑遺構では, AO3班と共同で,土層の乱れ部位の土壌性状に関する調査・分析を行った。
聴覚性系列記憶の形成に関わる能動性と刺激属性の役割：脳機能測定による研究

私は2010年までの研究で、ピアノを弾きながら曲を覚えることにより、ただその曲を聴いて覚えたときに比べて、曲自体の聴覚的な記憶が強められることを明らかにした。本研究では、この効果に関わる生理的、心理的諸要因を分析することを目的とし、脳波計測を用いて検証を行った。平成25年度は、演奏行動に含まれる「音に対応したパターン」という要素の重要性について、運動の代わりに視覚刺激を用いた実験による検証を行った。実験では、まず学習試行として、参加者に対し音系列(144種類)と共に視覚刺激を呈示した。視覚刺激は、常に黒色の背景に白い丸であったが、丸の表示される位置には静止条件(モニタ中央で音の開始時点に合わせて明滅する、統制条件)、一致条件(音の高さに合わせて、丸の位置が上下に移動する)、不一致条件(音の高さに関係なく、丸の位置はランダムに上下する)の3つの条件を用意した。これに続くテスト試行では、視覚刺激を呈示せずに音だけを呈示した。このとき、メロディ中の音の高さが低頻度で逸脱するよう操作し、参加者には、音が逸脱したときに素早くマウスをクリックするよう教示した。もし音の高さの変化に対応した動きが音の系列記憶形成にポジティブな影響を与えるとすれば、一致条件は不一致条件よりも、逸脱音の検出を容易にし、行動成績を向上させたりすると予測された。しかしながら結果からは、テスト試行中の、参加者の反応の正確さや判断の早さといった行動指標においても、また脳波のミスマッチ・ネガティビティ成分においても、一致条件と不一致条件との間で有意な差が認められなかった。学習の期間や視覚刺激の性質について改良の余地があることが明らかになったため、今後の研究ではそれらの改善を行った上で更なる検討を行い、多感覚入力が聴覚的な記憶形成に与える影響について検証していく必要があるだろう。(抄録なし)私は2010年までの研究で、ピアノを弾きながら曲を覚えることにより、ただその曲を聴いて覚えたときに比べて、曲自体の聴覚的な記憶がより強められることを明らかにした。本研究では、この効果を生じさせる生理的、心理的諸要因を分析することを目的とし、脳計測法を用いた検証を行う。ピアノを弾く行動の中には、多くの要素が含まれているが、その中の一体何が音の記憶を促進する要因となっているのか。平成23年度は、指の単純な上下運動が音を単位毎に区切るのを促進し、そのことが音の記憶形成を促しているという可能性について検討した。実験の結果からは、予測とは異なり、音系列に同期したタッピングは、聴覚記憶の形成を阻害するという可能性が示された。また、音感の高い人ほどこのような傾向を示していた。原因としては、ピアノを弾くときの動作とは異なり、本研究では単一の指の運動を用いたことが挙げられる。音の高低と指の動きのパターンはシンクロしていなかったために、聴覚-運動ネットワークの連携が阻害され、聴覚記憶の形成が抑制されたのではないだろうか。以上の研究成果を、学術論文として発表する準備、および平成24年度の国内学会で発表する準備を進めている。また、ICMPC 2012(音楽の知覚認知に関する国際会議)におけるポスター発表の申請が受理された。平成24年7月にギリシャで開催される学会にて、音楽の知覚に対して視覚が与える影響に関する研究の発表を行う予定である。私は2010年までの研究で、ピアノを弾きながら曲を覚えることにより、ただその曲を聴いて覚えたときに比べて、曲自体の聴覚的な記憶がより強められることを明らかにした。平成24年度は、これまでの第1実験の研究成果を国際学会等で発表し、更に第2実験に着手した。第2実験では、演奏行動に含まれる「音に対応したパターン」という要素の重要性について、運動の代わりに視覚刺激を用いた実験による検証を行っている。実験では、参加者に対して、メロディ(144種類)と共に視覚刺激を呈示した。視覚刺激は、常に黒色の背景に白い丸であったが、丸の表示される位置には3つの条件を設けた:静止条件(モニタ中央で音の開始時点に合わせて明滅する、統制条件)、一致条件(音の高さに合わせて、丸の位置が上下に移動する)、不一致条件(音の高さに関係なく、丸の位置はランダムに上下する)。参加者の半数に対してはメロディと視覚刺激を1回だけ呈示し、残りの参加者に対しては3回同じ条件での呈示を繰り返し行った。以上が学習段階で、これに続くテスト段階では、視覚刺激を呈示せずに音だけを呈示した。もし音の高さの変化に対応した動きが音の系列記憶形成にポジティブな影響を与えるとすれば、一致条件は不一致条件よりも、逸脱音の検出を容易にし、反応時間が短くなったり正答率が上昇したりすると予測される。

本研究では、この効果に関わる生理的、心理的諸要因を分析することを目的とし、脳波計測を用いて検証を行った。平成25年度は、演奏行動に含まれる「音に対応したパターン」という要素の重要性について、運動の代わりに視覚刺激を用いた実験による検証を行った。実験では、まず学習試行として、参加者に対し音系列(144種類)と共に視覚刺激を呈示した。視覚刺激は、常に黒色の背景に白い丸であったが、丸の表示される位置には静止条件(モニタ中央で音の開始時点に合わせて明滅する、統制条件)、一致条件(音の高さに合わせて、丸の位置が上下に移動する)、不一致条件(音の高さに関係なく、丸の位置はランダムに上下する)の3つの条件を用意した。これに続くテスト試行では、視覚刺激を呈示せずに音だけを呈示した。このとき、メロディ中の音の高さが低頻度で逸脱するよう操作し、参加者には、音が逸脱したときに素早くマウスをクリックするよう教示した。もし音の高さの変化に対応した動きが音の系列記憶形成にポジティブな影響を与えるとすれば、一致条件は不一致条件よりも、逸脱音の検出を容易にし、行動成績を向上させたりすると予測された。しかしながら結果からは、テスト試行中の、参加者の反応の正確さや判断の早さといった行動指標においても、また脳波のミスマッチ・ネガティビティ成分においても、一致条件と不一致条件との間で有意な差が認められなかった。学習の期間や視覚刺激の性質について改良の余地があることが明らかになったため、今後の研究ではそれらの改善を行った上で更なる検討を行い、多感覚入力が聴覚的な記憶形成に与える影響について検証していく必要があるだろう。23年度は第一実験のデータ収集と解析を終え、研究成果をまとめて学会に演題登録をすることができた。また、国際学会への参加準備、論文の執筆作業が順調に進行している。23年度に実験環境を整え、さらに研究成果を上げることができたため、24年度は更に研究を発展させ、そして発表の場を多く設けることができると確信している。24年度までに、第1実験をまとめ、更に第2実験に着手した。実験を進める一方で、24年度は国際学会で研究成果を発表し、また学術誌に論文が掲載されるなど対外的な活動を積極的に行うことができた。今後の展望としては、聴覚と視覚のネットワークについて検討することを計画している。当初の計画通り、音系列と時間的に同期した視覚刺激を提示し、それによって音の記憶の形成がどのように影響されるかについてMMNを指標として調査する。これにより、音の記憶形成と他の感覚との関係性、能動性との関係性への理解がさらに深まるであろう。第2実験は実験手続きの調整を兼ねて行動実験に徹していた。行動のデータが集まりつつあるので、今後は第2実験を応用して脳波計測を用いた実験を行いたい。また、学会での議論を通して第1実験の結果を更に吟味する必要があると判断したため、再データ収集と解析を進める。本年度は実験1、2ともに信頼性のある結果を出し、本年度中に論文にまとめたいと考えている。(抄録なし)
戦略的な投票行動による合議アルゴリズムを用いた囲碁プログラムの効率化

本研究課題の目的は,強い囲碁プログラムを作成することである.囲碁の思考アルゴリズムの研究は人工知能の分野の基礎研究のひとつであるため,強い囲碁プログラムを作成することで人工知能の分野に広く貢献できる.本研究課題では,コンピュータ将棋で高い成果を挙げた思考アルゴリズムである合議アルゴリズムを用いて囲碁の棋力向上を図った.合議アルゴリズムは,複数の思考プログラムで次手の候補を選出し,それらを用いた合議によって次手を決定するアルゴリズムである.一方で,人間が多数決を行う際には,得票率が低いと予測される候補者を支持している有権者が,選挙の結果を少しでも自身の理想の状態に近づけるために,自身が最も望む候補者ではなく当落線上の候補者の中から投票先を選択することがある.このような投票行動は,戦略的な投票行動と呼ばれ,囲碁プログラムの合議においても有効であると考えられる.このため,平成28年度は,合議を行う思考プログラムにおいて,各思考プログラムの投票内容をすべての思考プログラムで共有することによって,各思考プログラムが戦略的な投票行動を行うことができるように合議アルゴリズムを変更した.次に,平成29年度は,各思考プログラムが,自身の選出した次手の候補が投票において少数派であったか多数派であったかを,次の手番の思考過程に反映させるようにアルゴリズムを改良した.最終年度である平成30年度は,合議に参加する囲碁の思考プログラムの思考過程から無駄な探索を削減するために,直前までの合議の結果を反映して投票する着手の候補を絞り込むように思考プログラムチューニングを行った.本研究課題は、合議アルゴリズムを用いた強い囲碁プログラムを作成するために、合議を行う思考プログラムに戦略的な投票行動を組み込むことを目的とする。思考プログラムが戦略的な投票行動を行うことで合議で選択されることのない着手に対する思考時間を削減できるため、囲碁プログラムの勝率が向上すると考えられる。平成28年度は、まず、研究実施計画に則り、合議を行う囲碁プログラムと戦略的な投票行動を行う思考プログラムを作成した。思考プログラムには、オープンソースの囲碁プログラムfuegoを利用した。ただし、戦略的な投票行動の細かなチューニングに関しては、平成29年度以降の計画となっている。このため,平成28年度は、直前の手番に自身が投票した着手が多数決で多数派に属しているか少数派に属しているかの情報のみで戦略的投票の判定を行うプログラムを作成した。さらに、戦略的な投票行動を行う思考プログラムによる合議プログラムと、そうでない思考プログラムによる合議プログラムとで対局を行い、戦略的な投票行動の有効性を明らかにした。また、平成29年度以降にモンテカルロ木探索の効率化手法に対して戦略的な投票行動を組み込むことになっているが、平成28年度はその一部に対して検討を行った。fuegoのようにモンテカルロ木探索を行う思考プログラムに有効な探索戦略として、LGRF(Last Good Reply with Forget)が知られている。LGRFは、平成29年度以降に戦略的な投票行動を組み込む効率化手法のひとつとして考えられる。一方で、本来のfuegoにはLGRFの手続きが含まれていない。このため平成28年度は、予備評価を上記のプログラム作成と並行して行い、合議を行わない本来のfuegoに対してLGRFを用いる有効性を評価した。評価に利用するために平成29年度に購入する予定であった計算機が製造中止となったため、同計算機の平成29年度中の購入は難しいと判断して急遽平成28年度に購入した。これに伴い、年度の途中で予算の組み替えが必要となったため、研究計画にあったプログラム実装や、評価実験の統計処理や分析を行う時間を減らし進捗を遅らせることで当初の予定より謝金を減らした。このため研究の進捗が多少遅れている。本研究課題は,合議アルゴリズムを用いた強い囲碁プログラムを作成するために,合議を行う思考プログラムに戦略的な投票行動を組み込むことを目的とする.思考プログラムが戦略的な投票行動を行うことで合議で選択されることのない着手に対する思考時間を削減できるため,囲碁プログラムの勝率が向上すると考えられる.平成29年度は、研究計画に則り,平成28年度に作成した合議を行う囲碁プログラムに対するチューニングを行った.平成28年度に作成した囲碁プログラムは,直前の手番に自身が投票した着手が多数決で多数派に属しているか少数派に属しているかの情報を利用して戦略的な投票を行うプログラムである.本プログラムの実行結果を分析したところ,特定の思考プログラムが戦略的な投票行動のみを行うようになると,その思考プログラムが存在する意義が小さくなり、合議の効果が薄くなると判明した.このため,平成29年度は、戦略的な投票行動による思考結果と各プログラムが独自に思考した結果に対して重みづけを行い,どちらの思考結果も反映できるように改良した.さらに,チューニングを行った囲碁プログラムとそうでない思考プログラムとで対局を行うことで,どの程度の重み付けが適切であるかの評価を行い,チューニングの効果を明らかにした.また,平成28年度に引き続き,モンテカルロ木探索を行う思考プログラムに有効な探索戦略であるLGRF(Last Good Reply with Forget)に対してもチューニングを行い,fuegoに対する有効性を評価した.囲碁プログラムに対するチューニングの一環として,戦略的な投票行動による思考結果と各プログラム独自の思考結果のどちらに重きを置くべきかを評価するために,パラメータを細かく設定し,測定を行う必要が生じた.これに伴い,プログラム同士の対局に多くの時間を費やしたため,評価実験の統計処理や分析の開始に遅れが生じた.このため研究の進捗が多少遅れているが大きな問題ではないと考える.本研究課題の目的は,強い囲碁プログラムを作成することである.囲碁の思考

アルゴリズムの研究は人工知能の分野の基礎研究のひとつであるため,強い囲碁プログラムを作成することで人工知能の分野に広く貢献できる.本研究課題では,コンピュータ将棋で高い成果を挙げた思考アルゴリズムである合議アルゴリズムを用いて囲碁の棋力向上を図った.合議アルゴリズムは,複数の思考プログラムで次手の候補を選出し,それらを用いた合議によって次手を決定するアルゴリズムである.一方で,人間が多数決を行う際には,得票率が低いと予測される候補者を支持している有権者が,選挙の結果を少しでも自身の理想の状態に近づけるために,自身が最も望む候補者ではなく当落線上の候補者の中から投票先を選択することがある.このような投票行動は,戦略的な投票行動と呼ばれ,囲碁プログラムの合議においても有効であると考えられる.このため,平成28年度は,合議を行う思考プログラムにおいて,各思考プログラムの投票内容をすべての思考プログラムで共有することによって,各思考プログラムが戦略的な投票行動を行うことができるように合議アルゴリズムを変更した.次に,平成29年度は,各思考プログラムが,自身の選出した次手の候補が投票において少数派であったか多数派であったかを,次の手番の思考過程に反映させるようにアルゴリズムを改良した.最終年度である平成30年度は,合議に参加する囲碁の思考プログラムの思考過程から無駄な探索を削減するために,直前までの合議の結果を反映して投票する着手の候補を絞り込むように思考プログラムチューニングを行った.平成29年度以降は、研究実施計画に則り、戦略的な投票行動を行う囲碁プログラムに関する評価を引き続き行う。さらに、戦略的な投票行動を行うプログラムに統計処理を加えることで、勝率にどのような影響を与えるか評価する。また、平成28年度の研究成果を踏まえ、研究実施計画に記載した手法だけでなくLGRFに対しても戦略的な投票行動の有効性を検討する予定である。平成30年度は,研究実施計画に則り,戦略的な投票行動を行う囲碁プログラムに関する評価およびチューニングを引き続き行う.さらに,戦略的な投票行動を行うプログラムに統計処理を加えることで,勝率にどのような影響を与えるか評価する.また,平成29年度の研究成果を踏まえ,研究実施計画に記載した手法だけでなくLGRFに対しても戦略的な投票行動の有効性を検討する予定である.平成29年度に購入を予定していた評価用の計算機の製造中止に伴い、平成28年度に同計算機を急遽購入する必要が生じた。このままだと予算が不足するため、研究の到達目標を変更することで、人件費・謝金の支出を抑えるよう予算を組み替えた。この際、予定より多く人件費・謝金の支出が減ったことにより次年度使用額が生じた。平成29年度は、成果発表を行った研究会や聴講した学会が近郊で行われたため、予定していた金額より旅費が少なく収まった。平成30年度に繰り越した分は、成果発表のための出張や囲碁プログラムの実行結果の分析や評価のための人件費として利用する計画である。
先天性横紋筋融解症特異的iPS細胞の疾患モデルを用いた治療法の開発

先天性横紋筋融解症患者由来の皮膚線維芽細胞からiPS細胞を樹立した。MyoDを遺伝子導入して、骨格筋へ分化誘導した。38度の熱刺激を加え、培養液をタンデム質量分析で解析した。健常者と比較して、CPTII欠損症に特徴的なC16が増加しており、治療薬として期待されているベザフィブラートにて代謝が改善することが分かった。これらの結果は、先天性代謝疾患において、ヒトiPS細胞は有用であることを示している。iPS筋細胞の実験が、誘発試験と同様の効果が得られたものと考えられる。この研究により、病態をin vitroにおいて再現する疾患モデルを構築することができ、iPS細胞の特徴を活用できる。Carnitinepalmitoyltransferase IIは長鎖脂肪酸のミトコンドリアへの取り込みに必須の酵素である。その欠損症は常染色体劣性遺伝病で、脂肪酸β酸化の低下によりエネルギー不足に陥り、横紋筋融解症を来す。本症の病態解明と有効な予防法や治療法の確立はできていない。研究実施のための筋組織の入手は有症時に得る必要性があるが、入手は困難である。患者皮膚細胞よりiPS細胞を樹立し、病態をin vitroにて再現し、新規試験管疾患モデルの作製と治療法の開発を行った。患者と患者の家族由来の皮膚線維芽細胞からiPS細胞を樹立した。未分化マーカーの発現、三胚葉への分化能を確認した。このiPS細胞は、患者の遺伝子変異を保因していた。マイクロアレイ、電顕およびリアルタイムPCRにて、成熟した骨格筋に分化していることを確認した。健常者と比較して、熱刺激にてCPTII欠損症に特徴的なC16が増加しており、治療薬として期待されているベザフィブラートにて代謝が改善することが分かった。これらの結果は、先天性代謝疾患の病態解明と治療法の研究において、ヒトiPS細胞は有用であることを示している。BBRCに報告し、受理された(in press)。Carnitinepalmitoyltransferase II(CPTII)は、長鎖脂肪酸のβ酸化に関与するミトコンドリア内膜にある酵素である。常染色体劣性遺伝形式をとり先天性横紋筋融解症をきたすCPTII欠損症は、激しい運動、重症感染症などが誘因となり繰り返し発症する。本欠損症は、致死的な転帰ともなる新生児・幼児型と、横紋筋融解症から急性および慢性腎不全へと進展する成人型に分けられる。横紋筋融解をきたす遺伝性疾患として、β酸化異常症の中では、CPT II欠損症の頻度が最も高い。患者由来の皮膚線維芽細胞からiPS細胞を樹立した。この患者由来のiPS細胞は、患者の遺伝子変異を保因していた。CPTII欠損症の発症および慢性腎臓病(CKD)の原因となるスタチンなどによる薬剤誘発性の横紋筋融解症の病態解明にも発展可能である。

健常者と比較して、CPTII欠損症に特徴的なC16が増加しており、治療薬として期待されているベザフィブラートにて代謝が改善することが分かった。これらの結果は、先天性代謝疾患において、ヒトiPS細胞は有用であることを示している。iPS筋細胞の実験が、誘発試験と同様の効果が得られたものと考えられる。この研究により、病態をin vitroにおいて再現する疾患モデルを構築することができ、iPS細胞の特徴を活用できる。CPTII欠損症の患者と未発症で同一の遺伝子変異をもつ弟、ヘテロ保因者の両親の皮膚からiPS細胞樹立した。現在、iPS筋細胞の分化誘導が可能である。この骨格筋細胞に刺激を加え収縮弛緩の条件を決定し、更に刺激を強めて横紋筋融解現象を確認できた。腎臓内科iPS筋細胞の横紋筋融解を阻止できる薬剤やその条件を検討することにより、治療法の開発を目指す。CPTII欠損症患者由来のiPS細胞を樹立し、骨格筋への分化誘導を行った。この筋細胞は、リアルタイムPCRや電顕で成熟した筋細胞であることを確認している。タンデム質量分析にて病態を模倣し、治療薬にて効果があることを確認している。患者由来のiPS細胞から分化誘導した骨格筋を用いて、病態の再現と治療薬として期待されているベザフィブラートにて代謝の改善を確認することが可能となった。今後は、この実験系にて横紋筋融解症を軽減する治療薬と条件の検討を行っていく予定。患者iPS細胞由来の骨格筋は、2週間で作製が可能であり何度でも繰り返し実験できる利点がある。さらなる治療薬の探索や予防法について、検討を行っていく予定である。患者由来の細胞と健常者とを比較するため、リアルタイムPCR、マイクロアレイや形態的な変化について検討を行う。患者由来のiPS細胞の樹立とその分化誘導法の確立は、これまで実績のある京都大学iPS細胞研究所(増殖分化機構研究部門長船研究室)と共同研究を行っており、予定通りに実験が進行している。この実験系により、in vitroにて病態を作製し、病態の解明と治療法や予防法の確立を目指す。次年度に繰り越し、細胞培養を中心とした消耗品に対して使用予定。