hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
ΔＮｐ６３を介した上皮－間葉転換による口腔扁平上皮癌の発生、浸潤、転移機構の解明

本研究では癌の発生、浸潤、転移に関与しているとされている上皮ー間葉転換(epithelial-mesenchymal transition:EMT)を制御する分子としてΔNp63に着目し、EMTを介した口腔扁平上皮癌の発生、浸潤、転移制御機構の解明を目的に研究を行った。その結果、口腔扁平上皮癌細胞においてΔNp63の発現低下がEMTを誘導していることが示唆された。口腔扁平上皮癌においてΔNp63はEMTを制御し、浸潤・転移能の獲得に関与している可能性が推察された。本研究では癌の浸潤・転移に深く関与しているとされる上皮ー間葉転換(EMT)に着目し、そのEMTを制御する分子とされているΔNp63に焦点を当て、ΔNp63によるEMTを介した口腔扁平上皮癌の浸潤・転移能の獲得機構を分子生物学的に解明することを目的としてこれまで研究を行ってきた。siRNAによりΔNp63をノックダウンさせた口腔扁平上皮癌細胞株(ΔNp63発現抑制細胞)はΔNp63発現ベクターを導入した口腔扁平上皮癌細胞株(ΔNp63過剰発現細胞)と比較し、real-time PCR法およびwestern blotting法においてEMT関連分子(snail、slug、twist)の発現が高く、さらに上皮系細胞マーカー(CK5、14、19)の発現減弱と間葉系細胞マーカー(vimentin、N-cadherin)の発現増強を認めた。細胞形態についてはΔNp63発現抑制細胞は線維芽細胞様形態を呈していた。また口腔扁平上皮癌生検材料におけるΔNp63の発現様式について検索を行ったところ、腫瘍中心部の癌細胞はほぼすべてにΔNp63の発現を認めたが、浸潤先端部の癌細胞ではΔNp63の発現強度の減弱を認めた。さらにΔNp63の発現が減弱した細胞はvimentinの発現が亢進していた。抗癌剤に対する抵抗性についてもWST-8 assayを用いて検討したところ、ΔNp63高発現扁平上皮癌細胞株は5-FU、シスプラチンの添加により濃度依存的に細胞生存率が低下したが、ΔNp63低発現扁平上皮癌細胞株は細胞生存率の低下がみられず、これら抗癌剤に対し抵抗性を示した。以上よりΔNp63の発現減弱によりEMTが誘導され、浸潤、転移能を獲得している可能性が示唆された。本研究では癌の発生、浸潤、転移に深く関与していることが示唆されている上皮ー間葉転換(EMT)に着目し、EMTを制御する分子とされているΔNp63を介した口腔扁平上皮癌の発生、浸潤、転移の分子機構を解明することを目的として研究を行ってきた。siRNAによりΔNp63を発現抑制させた口腔扁平上皮癌細胞株(ΔNp63発現抑制細胞)とΔNp63発現ベクターを導入した口腔扁平上皮癌細胞株(ΔNp63過剰発現細胞)におけるEMT関連分子をRT-PCR法およびwestern blotting法を用いて検索したところ,前者におけるEMT関連分子(snail、slug、twist)の発現が後者と比較して高かった。また両者における上皮系細胞マーカー(cytokeratin5、14、E-cadherin)と間葉系細胞マーカー(vimentin、N-cadherin)の発現についても比較検討したところ,ΔNp63発現抑制細胞においてE-cadherinを除く上皮系細胞マーカーの発現減弱と間葉系細胞マーカーの発現増強が認められた。細胞形態についても検討したところ、ΔNp63過剰発現細胞は多角形を呈していたが、ΔNp63発現抑制細胞は線維芽細胞様形態を示していた。さらにこれらの細胞における増殖能をWST-1 assay、BrdU incorporation assayにて比較検討したところ、ΔNp63発現抑制細胞はΔNp63過剰発現細胞に比し、増殖活性の低下が認められた。また細胞遊走能についてwound healing assayを用いて検索したところ、ΔNp63発現抑制細胞はΔNp63過剰発現細胞に比べ、その亢進が認められた。以上のことよりΔNp63発現抑制細胞はEMTが誘導され、浸潤、転移能を獲得している可能性が推察された。本研究では癌の発生、浸潤、転移に深く関与していることが示唆されている上皮ー間葉転換(EMT)に着目し、ΔNp63を介したEMTによる口腔扁平上皮癌の発生、浸潤、転移の分子機構を解明することを目的としている。現時点の研究結果からΔNp63が口腔扁平上皮癌におけるEMTに関与していることが見出されているため、研究計画としておおむね順調に進展していると考えている。本研究の今後の推進方策としてEMTが誘導された細胞であるΔNp63発現抑制細胞における浸潤および転移能を検討する予定である。またEMTが誘導された癌細胞は放射線感受性が低いとされることから、ΔNp63発現抑制細胞に対する抗癌剤の効果についてもΔNp63過剰

発現細胞と比較を行い、検討する予定である。次年度の研究費を翌年度以降施行する研究のための物品費、研究成果を学会等で発表するための旅費にあてる予定である。また研究を論文にまとめるための校正費、印刷費、投稿料についても次年度の研究費から使用する予定である。
水溶性αリポ酸誘導体の脳保護作用の検討（燐核磁気共鳴法を用いて）

αリポ酸の抗酸化作用、抗炎症作用は従来からよく知られていたが、その水への難溶性のため使用方法が限定されていた。本課題では,その欠点を克服するために開発された水溶性αリポ酸の脳保護効果について,リンを観測核とする核磁気共鳴法を用いて,エネルギー代謝の側面から検討した。水溶性αリポ酸の灌流液への添加により,脳虚血ー再灌流負荷後のエネルギー代謝の回復が有意に良好であった。この脳保護効果の機序として,αリポ酸が種々のフリーラジカル種に対してラジカルスカベンジャーとして働いていることが電子スピン共鳴法により示された。1.燐を観測核とする核磁気共鳴法による脳エネルギー代謝の測定エーテル麻酔下にラットを断頭,速やかに大脳スライスを作成し,酸素化した10 mMブドウ糖加人工脳脊髄液(ACSF)で灌流し,燐を観測核とする核磁気共鳴法(31P-NMR)により高エネルギー燐酸のスペクトルを測定した。この実験系を用いて,水溶性αリポ酸誘導体であるジヒドロリポイルーヒスチジン亜鉛キレート化合物(DHL-HisZn)の,脳虚血ー再灌流傷害に対する神経保護作用を検討した。DHL-HisZnの濃度を1,10,100,1000 μMと変化させ,虚血ー再灌流傷害からのクレアチン燐酸の回復を測定したところ,10および100μMにおいて対照群と比較して有意に良好な回復が認められたが, 1μMおよび1 mMではその効果は認められず,ベル型の濃度依存性をもつ神経保護効果がみられた。ATPのレベルやNAD+/NADHには差が認められなかった。2.電子スピン共鳴法によるDHL-HisZnのラジカル除去能の測定DHL-HisZnによるフリーラジカルの除去能をDMPO及びCYPMPOをスピントラップ剤として用いた電子スピン共鳴法(ESR)により測定した。スーパーオキサイドアニオン(UV法で発生,EC50 2 mM),DPPHラジカル(EC50 0.14 mM),アスコルビルラジカル(松本法で発生,EC50 2 mM)に対してフリーラジカル除去能が認められた。ヒドロキシルラジカルに対しては,UV照射法による発生系では1 mM以上でむしろラジカルの増加を認めたが,フェントン反応による発生系では除去能が認められた。また,チオバルビツール酸反応物質法による評価では,ヒドロキシルラジカル(EC50 0.7 mM)及び炭素ラジカル(EC50 21 mM)に対して抗酸化能を示した。1.燐を観測核とする核磁気共鳴法(31P-NMR)による脳エネルギー代謝の測定31P-NMRにより,脳虚血ー再灌流傷害の前後におけるラット大脳スライスの高エネルギー燐酸を定量し,水溶性αリポ酸誘導体であるジヒドロリポイルーヒスチジン亜鉛キレート化合物(DHL-HisZn)の神経保護作用を検討した。虚血ー再灌流傷害からのクレアチン燐酸の回復を測定したところ,10および100μMにおいて対照群と比較して有意に良好な回復が認められたが,1μMおよび1mMではその効果は認められず,ベル型の濃度依存性をもつ神経保護効果がみられた。アストロサイトに対する選択的毒性をもつフルオロ酢酸を灌流液に添加したところ,この保護効果は認められなかった。DHL-HisZnによるフリーラジカル消去能をDMPO及びCYPMPOをスピントラップ剤とするESRにより測定した。酸素ラジカルであるスーパーオキサイドアニオン(UV法で発生,EC50 2 mM),アスコルビルラジカル(EC50 0.2 mM),t-ブチルペルオキシルラジカル(EC50 9 mM),及び窒素ラジカルであるNO(EC50 0.09 mM),DPPH(EC50 0.1 mM),に対して消去能が認められた。ヒドロキシルラジカルに対して,フェントン反応による発生系では消去能が認められたが,UV照射法による発生系では1 mM以上で逆にラジカルの増加を認めた。また,チオバルビツール酸反応物質法による評価では,ヒドロキシルラジカル(EC50 0.7 mM)及び炭素ラジカル(EC50 2×10 mM)に対して抗酸化能が認められた。3.結論DHL-HisZnは複数種のフリーラジカルに対する消去能による抗酸化作用を示し,その神経保護作用はアストロサイトに依存することが示唆された。【31P-NMRによる脳エネルギー代謝の測定】エーテル麻酔下にラットを断頭,速やかに大脳スライスを作成し,酸素化した10 mMブドウ糖加人工脳脊髄液(ACSF)で灌流し,31Pを観測核とする核磁気共鳴法(31P-NMR)によりスペクトルを測定した。この実験系の標本作製や灌流系,31P-NMR測定について,恒常的に改良を行った。【水溶性αリポ酸よるに神経保護作用の脳虚血ー再灌流モデルを用いた検討】

水溶性αリポ酸誘導体ジヒドロリポイル-ヒスチジン亜鉛キレート化合物(DHL-HISZn)を添加したACSFで灌流した群(投与群)と対照群について,脳スライスに対する虚血ー再灌流負荷前後で,脳スライス中の高エネルギーリン酸(クレアチンリン酸,ATP)の回復を比較した。虚血負荷によりクレアチンリン酸,ATPともに検出できないレベルに減少したが,再灌流により一定のレベルまで回復した。平成23年度末までに対照群のデータを蓄積し,水溶性αリポ酸の至適濃度や投与のタイミングを決めるべく投与群の実験を継続中である。【ルシフェリン/ルシフェラーゼ法によるATPの測定】高エネルギーリン酸であるATPは,31P-NMRによるスペクトルのS/N比がクレアチンリン酸と比較して小さいため,その測定値のばらつきが大きい。代替あるいは補足手段として,ルシフェリン/ルシフェラーゼ法のキットによる脳スライス中のATPの定量を試みたところ,従来の実験系を応用して比較的簡単な手技で安定して測定できることが確認された。31P-NMRによる虚血ー再灌流傷害に対するDHL-HisZnの脳保護効果の評価により,その至適濃度が判明した。また,ESRによりスーパーオキサイドアニオンを含むフリーラジカルの除去能の評価を行った。脱分極負荷モデルによる検討や組織学的検討など,2年目までに実施予定の項目のうち一部未実施の項目もあるが,DHL-HisZnの脳保護作用について多角的なアプローチによる解析が着々と進んでおり,おおむね順調に進展していると考える。当初の計画では,平成23年度には脳虚血ー再灌流モデル及び脳高カリウム脱分極負荷モデルを用いて,水溶性αリポ酸誘導体による神経保護効果の検討を行う予定であった。しかし,同じ実験系を用いる他の実験の実施に見込みよりも多くの時間を要してしまった。そのため,本研究の実験開始が遅れ,平成23年度末現在,水溶性αリポ酸の脳保護作用の脳虚血ー再灌流モデルによる検討を行っている途中である。DHL-HisZnの脳保護作用における神経細胞とグリア細胞の役割を解明するため,グリア細胞に対して選択的毒性をもつフルオロ酢酸を人工脳脊髄液に添加して引き続き実験を行う。また,UV照射によるヒドロキシラジカル発生系において,DHL-HisZnの添加によってヒドロキシルラジカルの発生量が増えた事象について,さらに詳細な検討を進めていく。平成24年度前半には,平成23年度に実施できなかった脳虚血ー再灌流モデル及び脳高カリウム脱分極負荷モデルを用いた水溶性αリポ酸誘導体による神経保護効果の検討を継続し,完了させる予定である。平成24年度後半には,当初の計画通り,虚血負荷により過剰に産生されたスーパーオキサイドの量を電子スピン共鳴法によって測定し,αリポ酸誘導体のスーパーオキサイド産生抑制能を測定する。また平行して,透過型電子顕微鏡による脳スライスの超微形態的観察を行い,αリポ酸による神経保護効果の形態学的な検討を行う。また,平成23年度に試みたルシフェリン/ルシフェラーゼ法によるATPの測定を実験計画に取り入れる予定である。当初の予定通り,フルオロ酢酸など31P-NMRの実施に必要な試薬類の購入やESRのスピントラップ剤であるDMPOやCYPMPO,ラジカル発生系の試薬など必要な試薬や,NMR用試験管,灌流用チューブ,ESR用ディスポーザブル扁平セルなど消耗品の購入費として使用する。また,研究成果を国際学会で発表するための旅費や国際英文誌への発表のための英文校閲費などとしても使用する。
脳の記憶のモデル構成に関する研究

脳にはリセプタ(receptor-受容器:目、耳など)とイフェクタ(effector-効果器:手,足など)がつながっており、後者で外界に働きかけながら前者で情報を集め、記憶として積み上げていくうちに、脳内に外界の事物や事象のモデルともいうべき"世界像"を形成する。このような世界像があるため、人間は外界に接していないときでも、あたかも接しているかのように感じることができ、これにより高度な思考をすることができる。この研究の目的は、脳のこのような機能を実現する神経回路網モデルを構成することにある。この世界像を形成する過程は、外界を脳内に写像することに相当すると考えられる。これを、以前に我々が提案した連想記憶モデル・アソシアトロンを基礎としてモデル化した。これは、認識から行動までの一貫動作を神経回路の自己組織化によって行うものである。その詳細は、計測自動制御学会の生体・生理工学シンポジウムに発表した。さらに、このモデルの能力を確かめるために、具体的なシステムも試作した。このシステムは、学習によって簡単な図形が持つ属性(形状,大きさ,色など)を認識できる。また、リセプタを切り放しても、神経回路の中だけで認識過程を再現し、思考することができる。その結果、学習後いくつかの属性を指定すると、それらの属性を持つ図形を試行鎖誤して描くことができる。これらのモデル化によって、脳が持つ知的情報処理機能の一面を実現することができた。この研究の成果は、今後の脳の工学的研究に役立つものと思われる。
イネ葉鞘における塩排除能の品種間差を生じる分子機構の解明

本研究の最終目的はイネの耐塩性を向上させることである。塩害下でイネは主に塩(NaCl)を吸収し、光合成を行う葉身に高濃度塩が蓄積すると光合成が阻害されて生育と収量が著しく減少する。そのため、イネの耐塩性には葉身の塩蓄積を増加させないため、塩排除能と呼ばれる機構が重要である。本研究ではイネの葉鞘が有する塩排除能に注目し、イネ葉鞘における塩排除能の向上の鍵となる遺伝子、分子機構を明らかにする。葉鞘における塩排除能に関わる遺伝子や品種間差を生じる分子機構が明らかになれば、葉鞘の塩排除能の活性を増加させる育種に繋がり、イネの耐塩性向上に繋がる。
スワームロボティクスに基づく可塑的群知能システムの構築に関する研究

近年,スワームロボティクス(SR)と呼ばれる群ロボットの行動制御に関する研究が大きな注目を浴びるようになってきている.しかし,SRの自己組織化原理に基づく行動制御方式では,「定点に集合する」「互いに離れる」などの非常に限定的な単純タスクしか達成できないのが現状である.本研究では,これを打破すべく,研究代表者が提案している構造進化型人工神経回路網MBEANNにベースとして可塑的群知能システムを構築するための新理論を開発し,従来法では不可能であった高難易度タスクを達成することに挑戦してSRの新段階を切り開く.近年,スワームロボティクス(SR)と呼ばれる群ロボットの行動制御に関する研究が大きな注目を浴びるようになってきている.しかし,SRの自己組織化原理に基づく行動制御方式では,「定点に集合する」「互いに離れる」などの非常に限定的な単純タスクしか達成できないのが現状である.本研究では,これを打破すべく,研究代表者が提案している構造進化型人工神経回路網MBEANNにベースとして可塑的群知能システムを構築するための新理論を開発し,従来法では不可能であった高難易度タスクを達成することに挑戦してSRの新段階を切り開く.近年,スワームロボティクスと呼ばれる群ロボットの行動制御に関する研究が大きな注目を浴びるようになってきている.しかし,スワームロボティクス分野において頻繁に取り扱われる自己組織化原理に基づく行動制御方式では,「定点に集合する」「互いに離れる」などの非常に限定的な単純タスクしか達成が困難であるというのが現状である.本研究では,この状況を打破すべく,研究代表者が提案している構造進化型人工神経回路網MBEANNにベースとして可塑的群知能システムを構築するための新理論を開発し,従来法では不可能であった高難易度タスクを達成することに挑戦してSRの新段階を切り開くことを目的とする.本研究で取り扱うベンチマークとして,スワームロボティクス分野で取り扱われる問題の中でも最も難しいタスクに分類される「協調荷運び問題」を取り上げる.このとき,各ロボットには自律的に機能分化する能力,すなわち,自らの可塑性に基づいて状況に応じた機能を生成しながら適宜自身に割り当てることを行うことが必要になる.この計画に基づき,第一年度は,主に次の3つに焦点を当てて研究を行った.(1)MBEAN拡張理論の構築:SRに必要なより大規模な人工神経回路網を効率よく進化的に獲得させる新しいエンコーディング手法を開発した.(2)実機SRシステムによる実験:自律移動ロボットの基本設計を行い,3台製作した.(3)物理シミュレータの構築:GPUを用いて基本的な進化ロボティクス環境を構築した.近年,スワームロボティクス(Swarm Robotics, SR)と呼ばれる群ロボットの行動制御に関する研究分野が大きな注目を浴びるようになってきている.しかし,SR分野において頻繁に取り扱われる単純な自己組織化原理に基づく行動制御方式では,「定点に集合する」「互いに離れる」などの限定的な単純タスクしか達成されていないというのが現状である.本研究では,この状況を打破すべく,研究代表者が提案している構造進化型人工神経回路網MBEANNにベースとして可塑的群知能システムを構築するための理論を展開し,従来法では不可能であった高難易度タスクを達成することに挑戦してSRの新領域を切り開くことを目的としている.本研究で取り扱うベンチマークとして,SR分野で取り扱われる問題の中でも最も難しいタスクに分類される「協調荷運び問題」を取り上げている.スワームを構成する各ロボットには自律的に機能分化する能力,すなわち,自らの可塑性に基づいて状況に応じた機能を生成しながら適宜自身に割り当てる能力が必要になる.本研究の計画に基づき,第二年度は,主に次の3つに焦点を当てて研究を行った.(1)MBEAN拡張理論と解析手法の構築;SRに必要な人工神経回路網を効率よく進化的に獲得させるための改良手法を開発するとともに,その群挙動を効率的に観測するため新手法を考案した.(2)実機ロボットスワームによる実験:自律移動ロボットの詳細設計および改良を行い,総計6台製作した.(3)物理シミュレータの構築:GPUコンピューティング技術を用いて島モデルの遺伝的アルゴリズムを実装方式を開発し,大幅な高速化を実現することに成功した.近年,スワームロボティクス(Swarm Robotics, SR)と呼ばれる群ロボットの行動制御に関する研究分野が大きな注目を浴びるようになってきている.しかし,SR分野において頻繁に取り扱われる単純な自己組織化原理に基づく行動制御方式では,「定点に集合する」「互いに離れる」などの限定的な単純タスクしか達成されていないというのが現状である.本研究では,この状況を打破すべく,研究代表者が提案している構造進化型人工神経回路網MBEANNにベースとして可塑的群知能システムを構築するための理論を展開し,従来法では不可能であった高難易度タスクを達成することに挑戦してSRの新領域を切り開くことを目的とした.本研究で取り扱うベンチマークとして,SR分野で取り扱われる問題の中でも最も難しいタスクに分類される「協調荷運び問題」を取り上げた.この問題では,スワームを構成する各ロボットには自律的に機能分化する能力,すなわち,自らの可塑性に基づいて状況に応じた機能を生成しながら適宜自身に割り当てる能力が必要になる.最終年度では,本研究の研究計画に従い,次の3つに焦点を当てて研究を行い,ほぼ計画通りの成果が得られた.まず,第1に,MBEANにおいて適応度変化の全く無い新しい突然変異方式を導入することに成功した.また,SRの群れ挙動を効率的に評価するため新手法を考案した.

第2に,GPUコンピューティング技術を用いて島モデルの遺伝的アルゴリズムを実装方式を開発し,大幅な高速化を実現することに成功した.第3に,自律移動ロボットを新たに設計・製作を行い,合計10台からなるスワームロボットシステムを構築し,実機による基礎的実験を行った.(1)MBEAN拡張理論と解析手法の構築:SRに必要な人工神経回路網を効率よく進化的に獲得させるための改良手法を開発するとともに,その群挙動を効率的に観測するため新手法を考案した.(2)実機ロボットスワームによる実験:自律移動ロボットの詳細設計および改良を行い,総計6台製作した.(3)物理シミュレータの構築:GPUコンピューティング技術を用いて島モデルの遺伝的アルゴリズムを実装方式を開発し,大幅な高速化を実現することに成功した.以上の通り,ほぼ計画通りに進展しているため.24年度が最終年度であるため、記入しない。(1)MBEANNの改良:これまでの単純な自然淘汰方式を改め,探索点集団中の多様性の維持と高速な進化的探索の両立を可能にさせるために進化計算に島モテルを使えるように拡張する.(2)実機SRシステムによる実験:自律移動ロホットに改良を加えてさらに台数を迫加し,計10台のSRシステムを構築する,特に,(3)物理シミュレータの構築:これまで開発した物理シミュレーションの規模を拡大させる,ことを計画している.以上の通り,ほぼ計画通りに進行中であるので,今後もこのペースで順調に進みたい.24年度が最終年度であるため、記入しない。
フラーレンの化学修飾による新規環状共役系化合物の合成

[60]フラーレンの南北両極に10個の有機基を導入する化学修飾を行い,赤道(ベルト)部分に40π電子系の環状共役系([10]シクロフェナセン)をもつ十重付加型[60]フラーレン誘導体を合成した.これら環状共役系の構造をX線結晶構造解析により決定し,結合交替を調べた,得られた構造をもとに理論計算を行い,環状共役系の芳香族性などの性質を明らかにした.酸化反応に対する安定性を検討し,環状共役系が安定な分子であることを証明した.このことは,理論計算の結果と一致する.電気化学的測定により,環状共役系部分に2電子導入できることを明らかにした.また,環状共役系が黄色の蛍光を発することを示した.合成した十重付加型[60]フラーレン誘導体を配位子として用いて,ロジウム・パラジウムなどの遷移金属錯体を合成した.得られた金属錯体のX線構造解析を行い,環状共役系部分のより精度の高いデータを得ることに成功した.また,遷移金属原子がベルト部位の環状共役系に及ぼす電子的な影響(蛍光の消光など)を明らかにした.また,環状40π電子系が最短ナノチューブであることに着目して研究をさらに展開した.量子化学計算の手法を用いて,カーボンナノチューブの構造・芳香族性(NICS値)・HOMO-LUMO Gapがチューブの長さに依存して3回周期で変化することを明らかにした.このことは,カーボンナノチューブの化学反応に対する反応性が,チューブの長さに依存して3回周期で変化することを示している.本研究では縮環したベンゼンを環状につなげた新しい環状共役系化合物(環状ポリアセン類,環状ポリフェナセン類)の合成研究を行っている。これまでに[60]フラーレン(C60)の南北両極を化学修飾して上下にシクロペンタジエン部位を形成させることにより,赤道部分に新規40π共役系を収率5%で合成することに成功していた。これまではシクロペンタジエン部位の保護・脱保護を経る多段階にわたる合成経路で合成していたが,本年度は合成経路を簡略化することに成功し,環状ポリフェナセン類を1段階で収率50%で合成する手法を確立した。ついで,上下に存在するシクロペンタジエンを酸素酸化によってエポキシドへと酸化し,40π共役系のみを取り出すことに成功した。得られた40π共役系化合物の蛍光測定,電気化学測定,ESR測定,磁化率測定を行い,全く新しい40π系環状ポリフェナセンの性質を明らかにした。また,得られた化合物の量子化学計算を行い,ヒュッケル則にあてはまらない40π共役系を有する本化合物は,芳香族性を有する化合物であることを示した。また,種々の遷移金属錯体へと誘導することにも成功した。南北両極に鉄,ルテニウム,ロジウム,パラジウムを有する二核金属錯体を合成し,それらの構造を明らかにした。電気化学測定により,これら二つの金属の間で電子的な影響を及ぼしあっていることを明らかにした。以上のように,理論化学のみで研究されてきた架空の40π共役系環状分子が実際に合成でき,安定に存在しうることを示した。さらに実験的手法に理論的手法の両面から合成した分子の性質を調べた。[60]フラーレンの南北両極に10個の有機基を導入する化学修飾を行い,赤道(ベルト)部分に40π電子系の環状共役系([10]シクロフェナセン)をもつ十重付加型[60]フラーレン誘導体を合成した.これら環状共役系の構造をX線結晶構造解析により決定し,結合交替を調べた,得られた構造をもとに理論計算を行い,環状共役系の芳香族性などの性質を明らかにした.酸化反応に対する安定性を検討し,環状共役系が安定な分子であることを証明した.このことは,理論計算の結果と一致する.電気化学的測定により,環状共役系部分に2電子導入できることを明らかにした.また,環状共役系が黄色の蛍光を発することを示した.合成した十重付加型[60]フラーレン誘導体を配位子として用いて,ロジウム・パラジウムなどの遷移金属錯体を合成した.得られた金属錯体のX線構造解析を行い,環状共役系部分のより精度の高いデータを得ることに成功した.また,遷移金属原子がベルト部位の環状共役系に及ぼす電子的な影響(蛍光の消光など)を明らかにした.また,環状40π電子系が最短ナノチューブであることに着目して研究をさらに展開した.量子化学計算の手法を用いて,カーボンナノチューブの構造・芳香族性(NICS値)・HOMO-LUMO Gapがチューブの長さに依存して3回周期で変化することを明らかにした.このことは,カーボンナノチューブの化学反応に対する反応性が,チューブの長さに依存して3回周期で変化することを示している.
滑膜線維芽細胞の脂肪分化誘導における上皮間葉移行分子機序の解明

脂肪分化誘導の有無で比較した遺伝子発現検索により、脂肪分化によってMMP-1, -2の発現低下を確認し、蛋白レベルでも確認した。滑膜細胞の脂肪分化誘導による、間葉系マーカーに関して、平滑筋アクチンの発現低下を確認した。新たな脂肪分化誘導の方法の検討では、プロポリス由来天然PPAR ligandであるArtepillin-Cによる脂肪分化誘導を試みたところ、有効な滑膜細胞の脂肪分化誘導が可能であり、この過程でMMP-1, MMP-2の分泌低下が確認された。Artepillin-Cによる滑膜細胞の脂肪分化誘導は、関節リウマチ治療戦略として有効であることが予想された。滑膜細胞の脂肪分化誘導は滑膜細胞を中心とした関節リウマチの病態の改善に寄与する可能性があると考え、滑膜細胞の脂肪分化のプロセスにおける滑膜細胞活性化、脂肪分化効率、上皮間葉移行の3つの視点から解析を行っている。<滑膜細胞活性化>網羅的遺伝子発現の検索により、これまでに脂肪分化によってIL-6、マトリックスメタロプロテアーゼの発現低下とともに、接着因子発現の低下の可能性があるも判明した。これらの分子は関節リウマチの病態である、慢性炎症や関節組織破壊に直接関与しているため、滑膜細胞の脂肪分化誘導が病態改善に寄与する可能性を示唆するものである。<脂肪分化効率>炎症環境下では脂肪分化が抑制される。この現象は本研究のコンセプトを実臨床へ還元するために乗り越えるべき大きな問題である。現在炎症を乗り越えて脂肪分化を誘導できる方法を検討している。この目的の為、天然に存在する脂肪分化誘導能力を有しているコンパウンドAとMの共同研究に着手した。これらのコンパウンドはこれまでの方法同様に滑膜細胞の脂肪分化誘導をもたらす事が判明した。今後、これらのコンパウンドの炎症環境における脂肪分化誘導能力の検証を行う。<上皮間葉移行>脂肪分化誘導と細胞の分化状況を蛍光免疫細胞染色により解析を継続している。特に細胞骨格の解析では明らかな発現変化が生じており、滑膜細胞の生理学的機能変換の一端の解明につながると考えられる。以上のように、滑膜細胞を脂肪分化誘導という状態変換の中で、主に遺伝子発現の解析を通じてその効果を確認する作業を積み重ね、いくつかの目標は予定通りに達成されている。我々は滑膜細胞の脂肪分化誘導は関節リウマチの病態を改善するというコンセプトをもとに、滑膜細胞活性化、脂肪分化、上皮間葉移行の3つの現象を分子の動きで捉えようと試みている。<滑膜細胞活性化>DNA arrayを用いた網羅的遺伝子発現の検索によりこれまでに我々が同定し得た脂肪分化によるIL-6の低下が改めて確認された、一方で脂肪分化によって誘導されるインターロイキンは皆無であり、脂肪分化誘導によるサイトカイン抑止は確定的と考えられる。また、今回マトリックスメタロプロテアーゼの発現を検討したところ、関節リウマチに重要なものが低下している事が判明した。これらのでーたは滑膜細胞の脂肪分化誘導により慢性炎症と関節破壊の2つの側面が抑制される事を示している。<脂肪分化>炎症により脂肪分化が抑制される事を報告してきた。この目的の為、以前よりコンパウンドTを検証しているが、さらにコンパウンドAとMを共同研究によって検証する事にしている。<上皮間葉移行>脂肪分化誘導と細胞の分化状況や運動能力を、主に細胞骨格と転写因子に解析により検討している。特に細胞骨格では類似の細胞である間葉系幹細胞とも異なる特有の挙動を示している分子もあり、滑膜細胞に特徴的な分子の挙動を捉える事が期待される。以上のように、関節リウマチにおける滑膜細胞を脂肪分化誘導という動的変化の中で解析していく作業を積み重ねており、その一部は目標に達している。滑膜細胞の脂肪分化誘導による関節リウマチ治療の可能性を追求するため、脂肪分化を誘導した滑膜細胞の活性化に関して解析した。滑膜細胞の活性化に関しては、脂肪分化誘導有無で比較した遺伝子発現検索により、脂肪分化によってIL-6、MMP-1, -2、接着因子ICAM-1の発現低下を見出した。IL-6, MMP-1, -2に関しては蛋白レベルでの低下も確認できたが、ICAM-1に関しては、リンパ球を用いた接着アッセイにおいて有意差は得られなかった。また、脂肪分化誘導の方法が異なると、その遺伝子発現パターンも少しずつ異なり、脂肪分化といっても一概にその機能変換パターンを予測できるものではないことも判明した。滑膜細胞の脂肪分化誘導による上皮間葉移行に関しては、間葉系マーカーとされているsmooth muscle actinの発現低下は明らかであったが、cadherinに関しては元々の発現が低いこともあり、その発現に関しては明らかな変化は指摘し得なかった。脂肪分化誘導の方法の検討では、天然に存在する脂肪分化誘導能力を有しているコンパウンドとしてArtepillin-CとMagnololによる脂肪分化誘導とその効果を検証した。

これらのコンパウンドはこれまでの方法と同様に滑膜細胞の脂肪分化誘導をもたらすが、Magnololは脂肪分化誘導濃度と細胞障害濃度が狭いため、我々の目的にはArtepillin-Cが適していると判断。Artepillin-Cによる滑膜細胞の脂肪分化誘導によって、MMP-1, MMP-2の分泌低下が確認された。Artepillin-Cの滑膜細胞機能転換のポテンシャルに関しては関節リウマチ治療薬として有効であることが予想されるため、特許申請を行った。リウマチ・膠原病学、骨免疫学滑膜細胞活性化、脂肪分化効率、上皮間葉移行の3つのプラットフォームに沿った研究展開により、いくつかの目的が達成された。滑膜細胞活性化に関しては、接着因子のデータを含めて論文化をおこなった(投稿中)。脂肪分化誘導の効率化に関しては、コンパウンドAとMに関して、他大学との共同研究を進めているが、新たな関節リウマチ治療のシーズとしての可能性も追求する事が可能なポテンシャルがある事を示せたと考えている。上皮間葉移行研究は、蛍光免疫細胞染色の手技が安定してきており、今後確実なアッセイ条件でデータ集積を試みることができるようになった。上記のように、滑膜細胞活性化、脂肪分化、上皮間葉移行の3つの解析の柱に沿って研究を展開している。滑膜細胞活性化に関しては、包括的解析とその検証作業をへて論文化に成功している(投稿中)。滑膜細胞の脂肪分化誘導による関節リウマチの治療戦略のプルーフオブコンセプトとして重要な達成である。脂肪分化誘導の効率化に関しては、他大学との共同研究が軌道に乗り、いくつかの候補薬剤によるより効率的な脂肪分化誘導の確立を目指した研究が開始されている。この点では予定より早い状況と言える。しかし、上皮間葉移行に関する研究では、新たな分化制御と炎症環境に関する基礎的な検証であり、現時点では未だ模索状態であると言わざるを得ないが、いくつかの分子の動きを蛋白レベルで捉える事に成功しており、着実に研究を進めていく事で、炎症と脂肪分化に関して新たな知見を提供したいと考えている。当初の研究計画に沿って以下の研究を推進していく。<滑膜細胞活性化>インターロイキンおよびマトリックスメタロプロテアーゼに関して網羅的な検証が完了している。今後、接着因子に着目した機滑膜細胞能解析を進める。具体的にはマクロファージやリンパ球を用いたAdhesion Assayを行う。滑膜細胞が慢性炎症を引き起こす血液細胞のたまり場としての機能が減弱することを検証する。<脂肪分化効率>現在入手しているコンパウンドT、A、Mの脂肪分化誘導能力およびサイトカインやプロテアーゼ産生抑制能力を確認する。さらに、既存の関節リウマチ治療薬の中に我々が確立した脂肪分化誘導系を促進する薬剤がないか検証していく。<上皮間葉移行>間葉系幹細胞の脂肪分化誘導系と滑膜細胞の脂肪分化誘導の相違を捉えることができるかもしれないと考えている。
量子ダイナミクスを導入した新しい脳型計算機に関する研究

ニューロ的手法を導入した断熱的変化アルゴリズムについては、エネルギー散逸効果を取り入れることにより誤動作を排除できることを数値計算から明らかにし、断熱的変化アルゴリズムの弱点を補えることを示した。この成果は論文(PRA)として公表された。またニューラルネットワークと同様、量子計算でも学習を導入することが可能であることを見出した。さらに量子ヘッブ学習を提案し、数値計算によりその動作を確認した。以上から、量子ダイナミクスを導入した脳型計算機アルゴリズムの基幹部分を構築した。まだいくつか検証必要課題が残されているものの、これらの成果は従来のニューラルネットワークをはるかに陵駕できることを原理的に示しており、今後の研究進展が期待される。製作面においては、まず昨年度の成果である高温超伝導体の固有ジョセフソン接合における巨視的量子トンネルについて論文(PRL)で公表した。次いでこの固有ジョセフソン接合の量子状態の制御を試みた。量子状態はマイクロ波を照射することによって制御可能であることから、まず測定系にマイクロ波ラインを導入し、その制御回路を構築した。ダイポールアンテナ等を使ってマイクロ波をサンプルに照射し、そのときの固有ジョセフソン接合の振る舞いを調べた。マイクロ波による共鳴現象、スイッチング電流の低下などを確認した。量子ビットの基本動作であるラビ振動の観測には至らなかったものの、マイクロ波の高精度な時間制御を行えばこれが可能であるとの感触を得ている。Si核スピン量子ビットにおいては、STM探針の先鋭化を図りより空間分解能の高い電子注入を実現した。しかし単水素原子を脱離することには成功せず、核スピン量子ビットの実現には至らなかった。これら2つのデバイスを比較すると、製作の容易さから固有ジョセフソン接合が有利であると言える。本年度は量子状態で定義される人工神経回路の情報処理能力を明らかにするため、まずニューロ的手法を導入した断熱的変化アルゴリズムを使った最適化問題の解法能力についてシミュレーションによって評価を試みた。物理的実現を鑑みてSi系核スピンを利用した場合を想定し、核スピンが直接相互作用するわけではなく電子を媒介とするなど各種条件を設定し、物理的制約を導入し案用的な評価とした。制限の無い理想的な場合と比較して最適解の観測確率は低下するものの、その動作自体は所望のものが得られることが判明した。また併せて散逸効果導入の効果を定量的に評価した。さらにこれまで一定値で扱ってきたシナプス荷重値を連続的に変化させた時に、最適解の確率がどのように変化するかを調べた。製作面では、Si系核スピン、高温超伝導位相量子ビットのそれぞれについて基礎的な研究を行った。Si系ではSTMによる単原子リソグラフィー、MBEによる単結晶成長などの要素技術の確立を図った。特に基板加熱条件を詳細に検討することにより、STMリソグラフィーに必要な平坦性を確保するための実験条件を確定した。超伝導量子ビットでは、単一ジョセフソン接合が有するポテンシャルを実験により定量的に求めた。電流バイアスを交流的に加えた際の電圧状態への移行確率からポテンシャル深さを調べた。さらに実験結果に外部ノイズの影響が認められたため、精度向上のため各種フィルターの作製に着手した。なお、以上の成果は学術論文、国際会議等で報告された。まずニューロ的手法を導入した断熱的変化アルゴリズムについてはデバイスに対する依存性を調べ、本課題で目標としているSi系核スピンと超伝導量子ビットそれぞれについて、ハミルトニアンの計算方法、計算実行方法とその性能など基本特性を明らかにした。今年度で調べた範囲では、神経回路のシナプス荷重に対応する量子ビット間の相互作用が興奮性もしくは抑制性のどちらかのみが実現されるという欠点はあるものの、結合方法を工夫することによって所望の動作が可能であることがわかった。またエネルギー散逸効果を取り入れた場合の状態遷移を詳細に検討し、量子位相の制御方法に関して有用な知見を得た。また製作面においては、高温超伝導体の固有接合(ジョセフソン接合)において、巨視的量子現象を観測し、量子現象の発現温度が1K程度であることがわかった。本結果はBi2212結晶においては世界初の成果である。金属系の超伝導体と比較して10倍程度高温であることから、実用化におけるBi2212結晶の優位性が確認された。また酸化物超伝導体つまりd波超伝導体では準粒子散逸が量子効果発現、ひいては量子ビット動作へ悪影響を及ぼすとの懸念があったが、その影響は非常に小さいものであることが本実験により実証された。これらの結果は国際会議などで報告された。Si核スピン量子ビットにおいては、溶存酸素を低減化したNH4F溶液におけるウェットエッチング法によるウェハの平坦化の実験を行い、原子レベルで平坦なSiウェハ表面を得ることに成功した。水素レジストを利用した原子リソグラフィーにおいては、水素を脱離されることに成功したものの、その微細な制御は来年度の課題となった。

製作面においては、まず昨年度の成果である高温超伝導体の固有ジョセフソン接合における巨視的量子トンネルについて論文(PRL)で公表した。次いでこの固有ジョセフソン接合の量子状態の制御を試みた。量子状態はマイクロ波を照射することによって制御可能であることから、まず測定系にマイクロ波ラインを導入し、その制御回路を構築した。ダイポールアンテナ等を使ってマイクロ波をサンプルに照射し、そのときの固有ジョセフソン接合の振る舞いを調べた。マイクロ波による共鳴現象、スイッチング電流の低下などを確認した。量子ビットの基本動作であるラビ振動の観測には至らなかったものの、マイクロ波の高精度な時間制御を行えばこれが可能であるとの感触を得ている。Si核スピン量子ビットにおいては、STM探針の先鋭化を図りより空間分解能の高い電子注入を実現した。しかし単水素原子を脱離することには成功せず、核スピン量子ビットの実現には至らなかった。これら2つのデバイスを比較すると、製作の容易さから固有ジョセフソン接合が有利であると言える。
ハンチントン舞踏病およびアルツハイマ-病におけるトランスジェニック・マウスの開発

ハンチントン舞踏病とアルツハイマ-病に関するトランスジェニック・マウスを作成することを研究の目的としたが、本年度は、今後の研究展開のための、基本的問題の解決に必要な準備的研究に留った。1)ハンチントン舞踏病5例と家族性アルツハイマ-病2例の臨床遺伝的特性を検討すべく、末梢血が溶血させた後、Protease KにてDNAを単離精製し、それを、Sendaiウィルスに組み込み、培養細胞に感染させ保存し今後の研究の準備を行なった。2)アルツハイマ-病のモデルとしてのトランスジェニック動物作成のために、アミロイド前駆体蛋白(APP)を日本遺伝子バンクより取り寄せ、その大腸菌のプラスミドの中に組み込まれているcDNAをとり出すため大腸菌を増殖せしめた。Protease Kによって細胞融解をおこない、セシウムによる濃度勾配法にて更に大腸菌のDNAとプラスミドのそれと分離したのち、プラスミドのDNAを制限酵素にて切断し、APPーcDNAを純粋に精製した。一方、APPのN末端より40塩基の部分を入手し得たので、N末端の部分とAPPを制限酵素にて切断した部分とを用いてPCR法にて、各種のDNAを作成した。それらのDNAを受精卵に注入すべく準備した。受精卵の採取は褐色マウス(3CH/HeJce)について行なった。まずPMSGを腹腔注射し、その2日後hCGを腹腔注射、その後交配せしめて受精卵を採取した。実験操作した受精卵は白色マウス(Jce/MCH)の子宮内に移植し、個体発生を生じせしめるべく試みたが、現在までの所、胎仔を得るには至っていない。その理由は明らかではないが、今後、この受精卵の採取から子宮内に移植するまでの技術的な因難を克服する必要があるものと考えている。以上、主としてアルツハイマ-病の動物モデルとして遺伝子にβ/A4蛋白を組みこんだトランスジェニック・マウスの作成を試みている段階である。
視覚障害者用道路横断帯の最適幅に関する基礎的研究

平成16年から2カ年にわたって視覚障害者用道路横断帯の最適幅と横断帯を構成する新しい突起体形状,およびその配置について検討した.さらに,視覚情報の得られない歩行における基本特性を調べ,横断帯の必要性を裏付けた.横断帯の幅に関しては大学構内の道路に幅30,40,50,60cm横断帯を各20m敷設し,目隠しを施した2123歳の晴眼大学生17名(男14,女3)を被験者として,歩行実験を行った.踏み外し歩数と歩きやすさ等の主観的応答から,30cm幅では狭すぎ,40cmより広い幅が一つの目安となると考えられた.横断帯を構成する突起体に関して,車輪を有する乗り物や歩行者に対してストレスが少ない突起(高さ5mm,底面と上面の直径それぞれ23.5,6mm;以下トライアングル型)を開発した.そして,それに連携して,点状横線部の両側に点状縦線を配するパターンを提案した.点状縦線の存在で,白杖による横断帯と足裏による道路面との境界部の検知性が高まることが予測される.このことを確かめるフィールド実験を実施したところ,点状縦線の効果を示唆する結果が得られた.さらに,道路横断帯の必要性の裏づけをとるために,視覚遮断直進歩行における周囲音の影響を調べた.周囲音条件として進路左右のスピーカから音圧の異なるホワイトノイズ(70,50dB,なし)を設定した.被験者には指定された手がかりを使って出発方向を決めた後,設定された周囲音条件下で直進歩行を求めた.被験者は13名の目隠しをした晴眼者であった.周囲音は直進時の歩行軌跡に有意な影響をもち,軌跡を音源とは反対側に偏軌させる.さらに音圧が高いと偏軌程度が強まることがわかった.道路横断は一般に直進歩行を求められるが,例えば視覚障害者が横断歩道を渡ろうとして,すぐ脇にエンジンのアイドリング音の高いトラックなどが止まっていれば,それとは逆の側に偏軌し,走行車両との干渉が危惧される.横断帯は直進歩行を維持するための有効な方法と考えられよう.平成16年から2カ年にわたって視覚障害者用道路横断帯の最適幅と横断帯を構成する新しい突起体形状,およびその配置について検討した.さらに,視覚情報の得られない歩行における基本特性を調べ,横断帯の必要性を裏付けた.横断帯の幅に関しては大学構内の道路に幅30,40,50,60cm横断帯を各20m敷設し,目隠しを施した2123歳の晴眼大学生17名(男14,女3)を被験者として,歩行実験を行った.踏み外し歩数と歩きやすさ等の主観的応答から,30cm幅では狭すぎ,40cmより広い幅が一つの目安となると考えられた.横断帯を構成する突起体に関して,車輪を有する乗り物や歩行者に対してストレスが少ない突起(高さ5mm,底面と上面の直径それぞれ23.5,6mm;以下トライアングル型)を開発した.そして,それに連携して,点状横線部の両側に点状縦線を配するパターンを提案した.点状縦線の存在で,白杖による横断帯と足裏による道路面との境界部の検知性が高まることが予測される.このことを確かめるフィールド実験を実施したところ,点状縦線の効果を示唆する結果が得られた.さらに,道路横断帯の必要性の裏づけをとるために,視覚遮断直進歩行における周囲音の影響を調べた.周囲音条件として進路左右のスピーカから音圧の異なるホワイトノイズ(70,50dB,なし)を設定した.被験者には指定された手がかりを使って出発方向を決めた後,設定された周囲音条件下で直進歩行を求めた.被験者は13名の目隠しをした晴眼者であった.周囲音は直進時の歩行軌跡に有意な影響をもち,軌跡を音源とは反対側に偏軌させる.さらに音圧が高いと偏軌程度が強まることがわかった.道路横断は一般に直進歩行を求められるが,例えば視覚障害者が横断歩道を渡ろうとして,すぐ脇にエンジンのアイドリング音の高いトラックなどが止まっていれば,それとは逆の側に偏軌し,走行車両との干渉が危惧される.横断帯は直進歩行を維持するための有効な方法と考えられよう.視覚障害者の道路横断を支援するための設備である道路横断帯(通称、エスコートゾーン)に関して、最適幅を策定するための基礎資料を得るために実験を行った。被験者は2123歳の晴眼大学生17名(男14、女3)であった。実験に際してはアイマスクを装着してもらった。大学構内の幅員5.8mの道路の中央部に幅30,40,50,60cm横断帯を各20m、一直線上に敷設した。白杖は用いず、両足で常に横断帯を踏んで歩くことを被験者に指示した。さらに、より実際の視覚障害者の歩行状況に近づけるため二重課題法を応用した。二次課題は2桁×1桁の掛け算であった。20mの横断帯を歩く歩数はおおよそ3233歩であった。ビデオ記録から2種類の踏み外しを調べた。一つは左もしくは右足が全く横断帯から外れる状況(以下、全踏み外し)、もうひとつは、左もしくは右足がわずかでも横断帯から出ている状況(以下、半踏み外し)である。20mを歩行した際の全踏み外し歩数では幅条件間に統計的に有意な差はみられなかった。

一方、半踏み外し歩数では、30、40、50、60cm幅において、それぞれ平均11.1、8.3、5.2、5.8歩であった。統計的な分析を行ったところ、30および40cm幅は、他のすべての条件との間で有意な差がみられた。すなわち、半踏み外し歩数は30>40>50=60cmという結果であった。各幅条件の横断帯を歩行後、歩きやすさとまっすぐ歩けたかどうかについて主観的評価を求めた。さらに、すべての横断帯を歩行後、まっすぐ歩けたかどうかの印象をもとに順位付けを求めた。おおむね、50、60cm幅の評価が高く、それに比べて30cm幅は劣った。40cm幅では評価が分かれた。以上、総合的にみて、30cm幅では狭すぎ、40cmより広い幅が一つの目安となると考えられた。昨年度の研究で、視覚障害者用道路横断帯の幅については「40cmより広く」という一つの目安が得られたので、本年度は横断帯を構成する突起体の配置を含めて検討した。現状の横断帯は、高さ5mm、底面と上面の直径それぞれ約20、12mmのドーム型点状突起(JIS T 9251)を横断方向と垂直に密に配し(以下、点状横線)、それを75mm間隔に並べたものが最も普及している。点状横線なる配置は自動車通過時の騒音低減と二輪車の安全走行への配慮から決められた。道路横断帯はユーザから大きな支持を得ているが、その突起配置パターンから白杖で突起を検知しにくいという構造的弱点を有していた。すなわち、視覚障害者は歩行中、白杖を規則的に左右に弧状に振るのが一般的であるが、白杖の先端の軌跡と点状横線が平行になり、突起に当たりにくい。しかしながら一方で、他の場所とは異なるこのパターンを採ることで横断歩道内ということをユーザに訴えるという積極的な利点があると考えられる。今般、車輪を有する乗り物や歩行者に対してストレスが少ない突起(高さ5mm、底面と上面の直径それぞれ23。5、6mm;以下トライアングル型)を開発した。それに連携して、従来の利点を活かしつつ、点状横線部の両側に点状縦線を配するパターンを提案した。点状縦線の存在で、白杖による横断帯と足裏による道路面との境界部の検知性が高まることが予測される。このことを確かめるフィールド実験を実施した。JIS型突起体を使った幅60cmの旧配置の横断帯(旧60)とトライアングル型突起体を使った幅45cmと60cmの新配置の横断帯(新45と新60)を利用して、8名の視覚障害者に横断してもらった。新配置と旧配置の比較では、新配置のほうが、客観的指標、主観的指標とも優れていた。旧60に比べて新45の評価が高かったのは注目に値する。さらに、道路横断帯の必要性の裏づけをとるために、視覚遮断直進歩行における周囲音の影響を調べた。出発方向の手がかりとして音(ホワイトノイズ)と触覚タイル、周囲音条件として進路左右のスピーカから音圧の異なるホワイトノイズ(70、50dB、なし)を設定。被験者には指定された手がかりを使って出発方向を決めた後、設定された周囲音条件下で直進歩行を求めた。被験者は13名の目隠しをした晴眼者であった。周囲音は直進時の歩行軌跡に有意な影響をもち、軌跡を音源とは反対側に偏軌させる。さらに音圧が高いと偏軌程度が強まることがわかった。道路横断は一般に直進歩行を求められるが、例えば視覚障害者が横断歩道を渡ろうとして、すぐ脇にエンジンのアイドリング音の高いトラックなどが止まっていれば、それとは逆の側に偏軌し、走行車両との干渉が危惧される。横断帯は直進歩行を維持するための有効な方法と考えられよう。