hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
高血圧・動脈硬化関連遺伝子群の解明

これらの成績を踏まえ、今後はより網羅的な疾患発症モデル解析を展開していく計画である。1,既知の高血圧・動脈硬化関連候補遺伝子の解析既知の候補遺伝子に関して、ET2と起立性の血圧変化との相関、高血圧に関してGNAS1と喫煙との相互作用が示唆されたと共に、高血圧、肥満、糖尿病に関してNOS3と中性脂肪との相互作用、高血圧、肥満、糖尿病に関してADRB2と中性脂肪との相互作用は統計学的に厳しい補正を行った後も非常に有意な結果が得られ、さらに2つの大規模集団において同じ結果を確認することによって、統計学的にほぼ確実な証明がなされた。2,未知の高血圧・動脈硬化関連候補遺伝子の解析一方、未知の高血圧・動脈硬化関連候補遺伝子を同定するために選別した血圧の高い群と低い群、各々150人を対象にしたゲノムワイドスキャニングを約1300のマイクロサテライトマーカーによって行っている。2000年度にはスクリーニングとして、約600のマーカーにつき、P<0.05を有意基準として23の陽性候補マーカーを選定したが、2001年度には交絡因子との相互作用の解析を取り入れたことによって、P<10^<-6>という非常に厳しい基準を満たす約20のマーカーを選別することができた。3,今後の課題候補遺伝子のプロモーター、調節領域の多型、アミノ酸置換を伴うコード領域の多型、エキソン-イントロン接合部の多型を用いて、遺伝子に基づくゲノムワイドスキャニングを行うために、SNPsの情報公開を待つ、あるいは、独自にSNPsの日本人における対立遺伝子頻度を決定する必要がある。本研究では5000人を超える大規模かつ臨床データの整った集団を対象に、既知および未知の動脈硬化・高血圧関連候補遺伝子を統計学的に選別することを目的としている。現在までに5つのサブグループから成る約4800人の臨床データの収集およびDNAの抽出が完了している。既知の動脈硬化・高血圧関連候補遺伝子に関して、以下の知見を得ている。1)起立性の血圧変化のデータの揃った約400名から成る集団において、GNAS1、GNB3の多型と起立性の血圧変化との相関を示した。2)血圧とともに主要な交絡因子に関するデータの揃った約2400名と約800名から成る2つの集団において、高血圧に関してEDN1の多型とBMIとの相互作用が示された。3)同じく血圧とともに主要な交絡因子に関するデータの揃った約2400名から成る集団において、AT2R1多型と高血圧との女性特異的な相関が示唆された。4)また、同じく血圧とともに主要な交絡因子に関するデータの揃った約2400名から成る集団において、ACE、HTR2A、SCNN1Aは調べられた多型については血圧に関する有意な結果が得られなかった。一方、未知の動脈硬化・高血圧関連候補遺伝子を同定するために選別した血圧の高い群と低い群、各々150人を対象にしたゲノムワイドスキャニングを約1300のマイクロサテライトマーカーによって行っている。本年度にはこれまでのスクリーニングによって選別された2種類のマイクロサテライトマーカーと高血圧との相関を主要な交絡因子に関するデータの揃った約2400名から成る集団において検証した。
後発福祉国家の家族政策に関する国際比較研究

本研究では,これまで東アジア諸国・地域の雇用保障・社会保障政策に関する研究から得られた「後発福祉国家論」という視点にもとづいて,1日本,中国,韓国における家族政策の歴史と現状,そしてその雇用保障・社会保障政策との関連性についての国際比較分析を行い,2後発福祉国家論のさらなる理論的発展を試みるとともに,3各国の制度改革の方向性および東アジア域内・外での人の移動を視野に入れた共通政策の可能性を探ってきた。本研究では,これまで東アジア諸国・地域の雇用保障・社会保障政策に関する研究から得られた「後発福祉国家論」という視点にもとづいて,1日本,中国,韓国における家族政策の歴史と現状,そしてその雇用保障・社会保障政策との関連性についての国際比較分析を行い,これにより2後発福祉国家論のさらなる理論的発展を試みるとともに,3各国の制度改革の方向性および東アジア域内・外での人の移動を視野に入れた共通政策の可能性を探ることを目的とする。本年度においては,まず,歴史・現状分析のために,日本,中国,韓国の家族政策を中心とした福祉国家の歴史的展開過程と現状に関する資料収集・分析を行った。次に,理論研究のために,文献研究や研究会での報告を中心に,これまでの雇用保障・社会保障政策を中心とした分析に家族政策を捉える視点を加えることによって,後発福祉国家論の理論的洗練を図った。以上の歴史・現状分析および理論研究を行うにあたり,今年度に出版した研究書(金成垣『福祉国家の日韓比較ー「後発国」における雇用保障・社会保障』明石書店,2016年2月)と論文(金成垣「福祉レジーム論からみた東アジア」『海外社会保障』No.193,2016年3月)をベースに,家族政策に関する分析を,これまでの雇用保障・社会保障の分析と同様の水準まで引き上げることを試みた。本研究課題は,現在までおおむね順調に進行している。研究課題の順調な進行において,上記の研究書の出版(金成垣『福祉国家の日韓比較ー「後発国」における雇用保障・社会保障』明石書店,2016年2月出版)が大きく貢献している。これまで行ってきた雇用保障・社会保障に関する研究成果を1つの研究書としてまとめることができ,それをふまえたうえで,家族政策の歴史と現状,そしてその雇用保障・社会保障政策との関連性に関する調査・分析が容易になったからでである。ただし,家族政策は,雇用保障・社会保障政策に比べて,関連する資料や研究成果が不足している。そのため,家族政策に関する分析を,これまでの雇用保障・社会保障の分析と同様の水準まで引き上げていくためには,各国の関連専門家とのより緊密な協力体制が必要である。本研究課題では,これまで東アジア諸国・地域の雇用保障・社会保障政策に関する研究から得られた「後発福祉国家論」という視点にもとづいて,1日本,中国,韓国における家族政策の歴史と現状,そしてその雇用保障・社会保障政策との関連性についての国際比較分析を行い,これにより2後発福祉国家論のさらなる理論的発展を試みるとともに,3各国の制度改革の方向性および東アジア域内・外での人の移動を視野に入れた共通政策の可能性を探ることを目的とする。本年度においては,昨年度の研究実績(金成垣(2016)『福祉国家の日韓比較ー「後発国」における雇用保障・社会保障』明石書店,金成垣(2016)「福祉レジーム論からみた東アジアー韓国」『海外社会保障』No.193)をふまえ,東アジアにおける家族政策についての歴史・現状分析と理論研究を進めた。家族政策のうち,主に高齢者政策に焦点をあて,各国・地域での現地調査を実施し,その結果の分析と理論的含意についての考察を行った,その成果を,論文(金成垣(2016)「高齢者の生活保障ー韓国的特質とその意味」『週刊社会保障』No.2888)と研究書(金成垣・大泉啓一郎・松江暁子編(2017)『アジアにおける高齢者の生活保障ー持続可能な福祉社会を求めて』明石書店)として刊行した。この論文と研究書の刊行によって,本研究課題のこれまでの成果と限界を明らかにすることができた。それをふまえ,最終年度の調査・分析と3年間のまとめの作業に入りたい。研究課題の進行をあらわしているのが,2016年度の研究成果として刊行した論文(金成垣(2016)「高齢者の生活保障ー韓国的特質とその意味」『週刊社会保障』No.2888)と研究書(金成垣・大泉啓一郎・松江暁子編(2017)『アジアにおける高齢者の生活保障ー持続可能な福祉社会を求めて』明石書店)である。これにより,家族政策に関する調査・分析を,これまで行ってきた雇用保障・社会保障政策に関する研究成果と同様の水準まで引き上げることができた。雇用保障・社会保障政策の分野に比べて,家族政策の分野は,関連する制度・政策に関する資料や研究成果が不足しているのが現状である。上記の研究成果を出すにあたり,各国・地域の現地調査とそこにおける関連研究者や実務家との緊密な協力体制の構築と活用が大きな力となった。この協力体制を最大限に活用しつつ,今後の研究につなげていく予定である。

本研究では,これまで東アジア諸国・地域の雇用保障・社会保障政策に関する研究から得られた「後発福祉国家論」という視点にもとづいて,1日本,中国,韓国における家族政策の歴史と現状,そしてその雇用保障・社会保障政策との関連性についての国際比較分析を行い,これにより2後発福祉国家論のさらなる理論的発展を試みるとともに,3各国の制度改革の方向性および東アジア域内・外での人の移動を視野に入れた共通政策の可能性を探ることを目的とした。本研究を通じて,当初予定していた日本,中国,韓国はもちろん,台湾,シンガポール,タイ,ベトナムなどの他のアジア諸国・地域についての現地調査および文献研究を行うことができた。その主要な成果を以下いくつかの論文と研究書として発表することができた。論文として,「韓国ー増加する単独世帯者の高学歴化と高齢化」(金炫成との共同執筆)『アジ研ワールド・トレンド』No.238(2015),「高齢者の生活保障ー韓国的特質とその意味」『週刊社会保障』No.2888(2016),「経済協力から社会協力へ向かう日韓関係ー共通基盤形成への途」『RIM環太平洋ビジネス情報(別冊)』(2015年)では,日韓を中心として,主に高齢化および高齢者の生活をめぐる諸問題および諸政策に着目しその実態と特徴を明らかにしつつ,アジア共通政策の可能性と課題を論じた。編著として,『アジアにおける高齢者の生活保障ー持続可能な福祉社会を求めて』(大泉啓一郎・松江暁子との共編)明石書店(2017年)では,アジア7国・地域における高齢者の生活とそれをめぐる諸政策の実態と特徴,その類似点と相違点を探り,その実践的・理論的意味を明らかにした。以上をふまえ,「後発福祉国家論」の次なる研究課題を明らかにできたことが,本研究の重要な成果といえる。本研究では,これまで東アジア諸国・地域の雇用保障・社会保障政策に関する研究から得られた「後発福祉国家論」という視点にもとづいて,1日本,中国,韓国における家族政策の歴史と現状,そしてその雇用保障・社会保障政策との関連性についての国際比較分析を行い,2後発福祉国家論のさらなる理論的発展を試みるとともに,3各国の制度改革の方向性および東アジア域内・外での人の移動を視野に入れた共通政策の可能性を探ってきた。今後は,今年度の到達点をふまえて研究を遂行していく予定である。具体的には以下の通りである。まず,中国と韓国について前年度と同様に資料収集と現地調査をすすめていく。特に韓国では平成28年に国会議員の総選挙があり,その際,保育や育児関係の家族政策についての議論が活発になる可能性が高いため,選挙を前後とした政策変化の状況をフォローする必要がある。これに関しては,これまですでに研究交流をしてきた研究者ネットワークを最大限活用していく。また,各国のデータ収集・分析の成果を中間報告書として印刷する予定である。次に,今年度に引き続き,後発福祉国家論に関する理論研究を追究していく。特に文献研究を通じて得られた理論的成果について,学会や研究会などで中間報告や討論を行うことによって(日本の社会政策学会,韓国社会政策学会,日中韓社会保障国際論壇など),従来の比較福祉国家論の限界を克服する新しい理論構築の可能性を探っていく。これまでと同様,歴史・現状分析と理論研究を持続していくが,2017年度は,3年間の研究成果を最終的にとりまとめるための時期となる。したがって,これまで行ってきた後発福祉国家論に関する理論研究にもとづいて,各国・地域に関する本格的な比較分析を行い,そこから見出された各国・地域の共通性と多様性から,現在の政策的特徴と今後の政策的方向性を検討するとともに,それをふまえ,本研究課題の最終目的である東アジア共同体に向けての共通政策の可能性を探りたい。
多量体膜タンパク質のin situ機能解析を実現する新規ナノディスク創製

親水/疎水バランスの異なる21残基の各種ペプファクタント(PF)を設計・合成した。疎水面の中央に各種アルキル鎖が導入されたペプファクタントの合成を試みた。その結果、9残基目に導入したシステインの側鎖と予め合成した2-ヨード-N-オクチルアミドを緩衝液中で反応させることによって、オクチル基が導入されたペプファクタントを収率70%で合成することに成功した。アルキル鎖の異なる数種類のペプファクタントも合成するとともに、それらの構造については、NMR測定やMALDI-TOFMS測定により同定した。得られた各種ペプファクタントを用いたナノディスクの調製と膜タンパク質の封入を試みた。モデル膜タンパク質として無細胞合成系によりDMPCリポソーム中に発現させたカサノリ由来ロドプシン(ARII)を用いたところ、ペプファクタントの添加によりリポソームの溶液の濁度は短時間で大幅に低減された。また、ネガティブ染色透過型電子顕微鏡(NS-TEM)でその構造を確認したところ、多数のナノディスクが形成することが明らかになった。動的光散乱法(DLS)により粒子径を計測したところ、12nm程度のサイズであった。またサイズ排除クロマトグラフィー(SEC)により、得られたナノディスク中にARIIが存在することを確認することもできた。紫外・可視スペクトル(UV)測定等により、ARIIがナノディスクの膜環境中で活性を維持していることも明らかになった。親水/疎水バランスの異なるペプファクタント(PF)の合成については、基質への溶解性や反応条件の最適化などが当初の予定より困難であったが、目的のペプチドを合成することに成功した。また、予めアルキル基が導入されたシステインを合成した後に、ペプチド固相合成を行うことで収率も改善された。カサノリ由来ロドプシン(ARII)のナノディスクへの封入については、リン脂質の選定や最適組成の検証が順調に進捗して、当初の目的通り、その活性を維持したままナノディスク中に封入することが可能となった。得られたペプファクタントの詳細な物性を明らかにしていくとともに、膜タンパク質の封入に最適なナノディスクを作り出すことに注力していきたい。また、ナノディスク中に内包された膜タンパク質の機能解析を実施することも鍵となり、透過型電子顕微鏡(TEM)やNMRで直接観察可能なAcrB等のモデル膜タンパク質を用いて研究を推進する。膜タンパク質の機能解析を本格的に進めるにあたり、新規ペプファクタント、膜タンパク質を量産する必要があり、Fmocアミノ酸、縮合剤を含む試薬等に使用する。新規ペプファクタントの合成において、当初の予定よりも条件の最適化が順調に進み、Fmocアミノ酸、縮合剤等に関する使用額が少なかったため。
ドイツ連邦主義の連続と断絶に関する多角的研究：ワイマール期を中心とする比較考察

ワイマール憲法の制定過程で、プロイセンを解体し、ラントを再編するという憲法起草者プロイスの構想は挫折し、第二帝政の連邦制構造は基本的に維持された。この結果、民主的単一国家を目指したライヒ改革が、ワイマール期に継続して論じられ、既存の境界を流動化する地方史の研究も開始された。ワイマール末期には、プロイセン政府の罷免以来、ライヒ改革が再活性化し、連邦主義批判が、ライヒ総督法による単一国家化を進める主要要因となった。戦後ドイツでは、連合国、特に合衆国とフランスの主導により、プロイセン解体とラント再編が実行された一方で、単一国家が脱集権化されて、連邦制構造が回復された。1、飯田芳弘:ワイマール期のライヒ改革を探求し、連邦主義の対極に位置する単一国家論が重要な位置を占める点に注目した。3月のドイツ史研究会では、ドイツ史における単一国家論の系譜を取り上げ、プロイセン首相オットー・ブラウンの単一国家論について報告した。2、遠藤泰弘:ギールケとラーバントの間で展開された連邦国家論争を中心に、第二帝政創立期の秩序構想について成果を公表した。ワイマール憲法の起草者フーゴー・プロイスの政治構想を究明し、直接公選大統領制を導入した経緯と意図について、5月の学会で発表した。3、権左武志:昨年3月の在外研究で収集したカール・シュミットの遺稿を分析し、ワイマール末期の連邦制論議とライヒ改革が、州の画一化を通じ、第三帝国の創立につながった点を、一次資料を中心に解明し、研究成果を公表した。4、今野元:ミヒャエル・フェルトカンプや北住炯一の先行業績に依拠して、ボン基本法制定時の連邦制論議の概略を把握し、11月のドイツ史研究会で発表した。8月にベルリンを訪問し、近年連邦制論を展開しているヴァイヒライン教授と対談した。5、林知更:ワイマール期憲法理論における連邦制と民主政の関係について研究を進めた。第一に、分析視角を一般理論的次元で考察し、連邦制と民主政の対立を説く見解と調和を説く見解との対立点を解明した。第二に、連邦制理解が憲法概念や憲法史の捉え方とどんな関係にあるか、ドイツの学説史研究の成果を検討し、3月のドイツ史研究会で報告した。3月にミュンヘンを訪れ、シェーンベルガー教授と招聘の打ち合わせを行った。6、田口正樹:ヘルマン・オバンと東方研究の関係を詳論したエドゥアルト・ミューレのモノグラフを材料に基礎的データを確認し、11月のドイツ史研究会で報告した。ワイマール期ラント編成の領域的再編に関する論争とオバンら地方史家の関係について、資料収集と考察を開始した。1、飯田芳弘:ヴァイマル期連邦制の歴史的特質を明らかにするため、ライヒ改革論議における民主的単一国家論に注目し、研究を総括した。特にプロイセン官僚A・ブレヒトの民主的単一国家論に立つライヒ改革構想の展開を辿り、その政治史的意味を考察し論文にまとめた。2、遠藤泰弘:プロイスがヴァイマル憲法制定過程で果たした役割を、直接公選大統領制構想を中心に検討した。この構想の淵源は1917年ビスマルク憲法改正案にある点、プロイセン解体等の構想が変更を余儀なくされる中、大統領制構想はほぼ維持されたが、行政府と立法府の不均衡は遂に解決できなかった点を確認した。3、権左武志:コブレンツ連邦文書館で収集したW・イェリネックとの往復書簡や、新たに発見された1933年2月22日講演を分析し、ワイマール末期カール・シュミットがハイデルベルク・リベラル派と一定のコンタクトを保った点、シュミットの連邦主義批判が以後のナチスへの転向を説明する主要要因である点を明らかにした。4、今野元:従来の研究が議会評議会の展開に傾斜していたのに対し、議会評議会へ至る1945-47年の展開に重点を置いた。その際に、連邦州創設に関わる国際政治的文脈や、連邦制構想における国民社会主義体制への忌避感が明確になり、ヴァイマル国制との関係性は薄かった点が判明した。5、林知更:ワイマール期憲法学における特に理論的新潮流の議論の中に、連邦制をめぐる問題連関がどのような形で現れているかにつき、特に1929-33年のカール・シュミット及びその弟子フーバーの諸論攷を主たる題材として分析を進めた。6、田口正樹:1930年頃までのヘルマン・オバンの地方史研究の内容と意義を検討した。彼の歴史像がフォルクを対象としつつも動態的で柔軟な性格を示した点、直接の効果としては既存の政治的境界の流動化を助長しつつも、連邦制を構成するラントの性格に関する基礎的省察と見なしうる点を確認した。1、飯田芳弘:ワイマール期の単一国家論研究を続行した。

プロイセン首相ブラウンに請われてライヒ参議院代表となり、ライヒ改革の実現に尽力したアルノルト・ブレヒト(ライヒ対プロイセン裁判のプロイセン代表の一人)に注目し、この人物を中心に単一国家論の一側面が描けるとの感触を得た。2、遠藤泰弘:10月のドイツ史研究会で、先行研究に基づくプロイスのワイマール憲法制定審議過程への関与と資料状況を整理して報告した。また、プロイスの政治構想に関する雑誌論文を取りまとめるなど、研究成果の公表に努めた。3、権左武志:10月のドイツ史研究会で、カール・シュミットの連邦主義・多元主義批判を、他の国法学者と対比しつつ、保守革命派との関連で探究するため、研究文献の紹介を行った。3月には、2週間の在外研究に赴き、シュミット研究者のメーリング教授とデュッセルドルフで会談し、コブレンツの連邦文書館で未公刊資料の収集に当たった。4、今野元:ドイツ連邦共和国成立時の連邦制論議について、7月末にコブレンツ連邦文書館に所蔵されたマイクロフィルム文書を閲覧した。この文書は相当な分量があり、今回の滞在では十分に見ることができなかったため、できれば再訪が必要と思われる。5、林知更:ワイマール期憲法学の方法論的刷新が、ビスマルク帝国やワイマール共和国の国家構造の理解にいかなる影響を与えたかを明らかにするため、ワイマール期新理論の一方の旗手であるシュミットと、その弟子に当たるフォルストホフ、フーバーの著作及び研究文献の読解を進めた。6、田口正樹:ヘルマン・オバンの1920年代までの著作を収集し、彼のLandesgeschichte構想とライヒ改革をめぐる議論へのスタンスを分析した。言語とその変遷を重視し、境界の変動を柔軟に認める彼の歴史観を確認するとともに、Volkに照明をあてた同時代の運動や歴史家との関係を考察した。7月の第1回研究会では各研究分担者の個別課題を定めた上で、11月の第2回研究会では田口正樹・今野元の両名が、3月の第3回研究会では飯田芳弘・林知更の両名がそれぞれ研究状況を報告し、討議を交わした。また今野元・林知更の両名は、短期の在外研究でドイツ人研究者と対談し、今後の招聘の準備に携わった。従って、初年度の研究計画はおおむね順調に進展していると評価できる。25年度が最終年度であるため、記入しない。10月の第4回研究会では権左と遠藤の両名が研究状況を報告し、12月の第5回研究会ではゲストの大西楠氏(東京大学研究員)からトリーペルの連邦主義論に関して報告していただき、それぞれ討論を行った。2月末から3月にかけて、ドイツ国制史・憲法学史研究者のクリストフ・シェーンベルガー教授(コンスタンツ大学)を招聘し、札幌・東京・大阪で、それぞれ「ドイツ連邦国家の発展」「ワイマール統治機構の諸問題」「連邦としての欧州連合」をテーマとする講演会を開催し、いずれも活発な討論と有意義な研究交流を行うことができた。したがって、長期の在外研究を行った研究分担者が数名いたにもかかわらず、第2年次の研究計画はおおむね順調に進展していると評価できる。来年度は、長期の在外研究を予定する研究分担者が3名いるため(内2名は9月まで)、研究会は10月以後に3回開催する予定である。研究課題に精通するゲストを2名呼んで報告を聞くほか、3月にはシェーンベルガー教授を招聘し、札幌・東京・大阪で講演会を開催する準備を進めている。引き続き、研究課題に精通するゲストを招いて7月の研究会で報告をうかがうほか、9月にはドイツ人研究者を招聘し、講演会を開催することができないか、交渉中である。
住居水準指標の整備方向に関する国際比較研究

本年度は、欧米諸国における住宅事情、政策課題の変化に着目し、住宅事情を把握し、具体施策の効果を測定するツールとしてどのような指標(Housing Indicator)が利用されているのかについて、関連する文献の収集、翻訳と主要統計調査で採用されている概念の比較検討を行なった。以下に得られた知見を抜粋する。1)住宅統計における調査項目からみて、「質」指標は、単体としての住宅から、住環境や職場までの時間距離をも包含する総合的な概念へと発展しつつある。住宅内部については、収納空間の広さやベランダの有無、また、住宅設備に関する調査項目の詳細化、さらに、環境共生や高齢化を見据えた調査項目が整備されつつある。2)ストックの活用を促進するとともに、その流通を促進することが重要な政策課題として浮上している。「空き家」「二次住宅」概念を明確にし、その実態を把握する方法が模索されている。3)住宅フローの質を規定する建築基準法令、各種建設助成金、補助金施策は従来、低質なストックの再生産を防止し、「質」水準を引き上げるという観点から「住居水準」を提示してきたが、住宅の「量」「アフォーダビリティー」問題と住み手の側の居住ニーズの多様化により、見直しが進んでいる。
デコリンによるTGF‐β不活化と線維化制御機構の解析

デルマトポンチンは最近見出された新しい細胞外マトリックス成分でプロテオグリカンや細胞接着能を有し、細胞-細胞外マトリックス相互作用やマトリックス構築に重要と考えられている。本研究では肥厚性瘢痕、強皮症の皮膚培養線維芽細胞のデルマトポンチンの遺伝子及びタンパク質発現を検討した。肥厚性瘢痕由来の線維芽細胞のmRNA発現とタンパク質合成は同一患者の正常皮膚由来の線維芽細胞に比べ低下し、強皮症線維芽細胞でも有意に減少していた。サイトカインやマトリックスコラーゲン下での発現を検討したところ、TGF-β1は発現を亢進させ、IL-4は低下させた。コラーゲンをコートした条件下でも、その発現は減少し、コラーゲンの三次元培養条件下で著しく低下した。これらの結果はデルマトポンチンは瘢痕、強皮症の線維化に関連し、デルマトポンチンのコラーゲンの三次元構造やサイトカインの効果は組織の再構成や線維化に重要であることを物語る。ウシ皮膚より抽出順化したデコリンをTGF-bとの共存下で培養線維芽細胞に添加するとTGF-b添加した場合に比べて細胞外マトリックス関連遺伝子発現が著しく変化した。即ちコラーゲン遺伝子発現は抑制され、マトリックスメタロプロテアーゼ(MMP)の発現は正常レベルを示した。TGF-βで活性化されるconstruct(plasminogen activator inhibitorとluciferaseの結合プラスミドのstable construct)を発現させた細胞にデルマトポンチン、デコリン及びTGF-β添加した場合、デコリンとTGF-β添加ではluciferase活性の低下を来すが、3者共存下ではTGF-β抑制活性は阻害され、デルマトポンチンとデコリンのTGF-β拮抗阻害が示唆された。上記結果からTGF-β活性抑制による動物実験をおこなうため現在(1)デコリンを強発現するstable constract(2)デルマトポンチンのKOマウスを作成中である。
ガスクロミック水素センサー材料の開発

水素ガスに曝すと緑色から濃青に着色する三酸化タングステン(WO_3)膜に関して、WO_3薄膜を作製するとともにその着色性能と結晶構造等の関係を調べ、ガスクロミック水素センサー材料の開発を行った。その結果、成長方向に一軸配向した柱状結晶から成るWO_3薄膜の形成により水素による着色性能が向上し、大気中で濃度0.1vol.%水素を1秒程度で検知できるガスクミック水素センサー材料を開発することができた。Pt等の金属触媒を介して水素ガスに触れると濃青に着色(ガスクロミズム)する三酸化タングステン(WO_3)の着色性能と結晶構造等の関係を調べ、ガスクロミック水素センサー材料の開発を目指して研究を進めた。本年度は、スパッタリング法及びパルスレーザー蒸着法によりWO_3薄膜の作製し、1.WO_3膜の結晶構造と水素ガスによる着色性能。2.着色時のWO_3膜中の水素挙動について調べた。1.アルゴンと酸素の混合ガス用いたスパッタリング法によりSiO_2基板上に基板温度(400600°C)を制御して、成長方向に一軸配向した柱状結晶から成るWO_3薄膜(厚さ:300nm)を形成した。WO_3薄膜の一軸配向性が高くなるとともに、水素による着色性能が向上することを見出した。さらに、パルスレーザー蒸着法により薄膜形成を行った結果、基板温度を500°C以上に保持することによりα-Al_2O_3R-面基板上に単斜晶WO_3(001)単結晶薄膜の作製に成功した。WO_3単結晶薄膜の結晶性と水素による着色性水素ガスに曝すと緑色から濃青に着色(水素ガスクロミズム)を示す三酸化タングステン(WO_3)膜を作製し、その着色性能と結晶構造等の関係を調べ、光学式水素センサー材料の開発に関する研究を進めた。本年度は、作製した単結晶、多結晶および非晶質のWO_3薄膜を用いて、1.水素ガスを解離するためにWO_3膜上に堆積させる触媒金属の種類と厚さの検討、2.イオンビーム照射による欠陥導入に伴う水素ガスクロミズムへの影響、3.Pd/WO_3薄膜を用いた光学式水素センサーの試作および検知性能評価を行った。1.パラジウム(Pd)および白金(Pt)を非晶質WO_3膜上に堆積し、PdおよびPtの厚さと着色性能の関係を調べた結果、Pd触媒では約3nm以上、Pt触媒では約0.3nm以上の堆積により、室温で1vol.%水素に対して着色が起こり、ほぼ同等の着色性能を示した。2.マグネトロンスパッタリング法により作製した単結晶WO_3(001)膜にイオン注入装置を用いて350keVに加速した窒素イオン照射を行ない、ガスクロミック着色性能を調べた。その結果、10^<15>ions/cm^2程度の照射量で水素着色性能が向上し、さらに照射量を増加するとガスクロミック着色が消失したことから、イオンビーム照射により導入される適度な結晶の乱れが水素着色性能の向上に寄与することが示唆された。3.作製したWO_3薄膜を用いて水素検知性能評価を行った結果、室温では水素ガスのみに反応し、検出限界濃度:0.1vol.%水素、動作温度範囲:室温400°Cを示した。さらに、半導体レーザー、光ファイバー、光検出器から成る光学式水素センサーを試作して性能評価を実施した結果、大気中で濃度1vol.%水素を1秒程度で検知できることを確認した。以上の結果から、本研究により光学式水素センサー材料として利用可能なPd/WO_3薄膜を開発することができた。
言語化・イメージ化が非言語的材料の記憶に及ぼす影響

unfamiliar faceの再認の前にその対象を想起し言語記述することの影響について、先行研究や昨年度おこなった実験では,再認成績を向上させる,低下させる,影響を与えない,という異なった結果が得られている.本研究では,言語記述が再認成績を向上させる条件とメカニズムについて,2つの実験から検討する.実験1では,記憶表象が鮮明な場合には言語記述は再認を妨害し,不鮮明な場合には再認を助ける,という仮説を検討した.被験者はまず,ターゲットの人物が登場するビデオを,100秒間(長提示条件)あるいは30秒間(短提示条件)見る(偶発学習).2週間後に,ターゲットの顔の言語記述,視覚化,無関連作業のいずれかに従事(5分間)したのち,16人の顔写真を提示され,再認判断(1枚選択)および確信度の評定を行った.そこ結果,長提示条件では再認前の作業の効果は見られなかったが,短提示条件では言語化群は統制群に比べ再認成績がよく,先の仮説は支持された.実験2では,言語記述の再認の促進は妨害刺激との接触による妨害効果を受けにくくすることによるという仮説を検討した.そうであれば,再認刺激を継時提示した場合,ターゲットの提示位置が初頭部である場合より終末部である場合に大きな言語記述の促進効果が観察されよう.実験2は実験1の短提示条件とほぼ同じ手続で行われたが,再認刺激を継時提示し,1刺激ごとに再認反応を求めた.その結果,ターゲットの提示位置にかかわらず,再認前の作業の影響は見られなかった.言語記述による妨害刺激の影響の現象という仮説は支持されず,言語記述による効果の持続時間や,再認刺激を継時提示した際の再認過程の検討などの必要性が示された.unfamiliar faceの再認の前にその対象を想起し言語記述することの影響について、先行研究や昨年度おこなった実験では,再認成績を向上させる,低下させる,影響を与えない,という異なった結果が得られている.本研究では,言語記述が再認成績を向上させる条件とメカニズムについて,2つの実験から検討する.実験1では,記憶表象が鮮明な場合には言語記述は再認を妨害し,不鮮明な場合には再認を助ける,という仮説を検討した.被験者はまず,ターゲットの人物が登場するビデオを,100秒間(長提示条件)あるいは30秒間(短提示条件)見る(偶発学習).2週間後に,ターゲットの顔の言語記述,視覚化,無関連作業のいずれかに従事(5分間)したのち,16人の顔写真を提示され,再認判断(1枚選択)および確信度の評定を行った.そこ結果,長提示条件では再認前の作業の効果は見られなかったが,短提示条件では言語化群は統制群に比べ再認成績がよく,先の仮説は支持された.実験2では,言語記述の再認の促進は妨害刺激との接触による妨害効果を受けにくくすることによるという仮説を検討した.そうであれば,再認刺激を継時提示した場合,ターゲットの提示位置が初頭部である場合より終末部である場合に大きな言語記述の促進効果が観察されよう.実験2は実験1の短提示条件とほぼ同じ手続で行われたが,再認刺激を継時提示し,1刺激ごとに再認反応を求めた.その結果,ターゲットの提示位置にかかわらず,再認前の作業の影響は見られなかった.言語記述による妨害刺激の影響の現象という仮説は支持されず,言語記述による効果の持続時間や,再認刺激を継時提示した際の再認過程の検討などの必要性が示された.
不安全な一時避難後行動に影響を及ぼす要因の多角的解明と防災教育への実装展開

大学等の理工系建物内には,高圧ガスボンベ等の危険源が多くある.大地震直後,建物外へ一旦出た避難者が当局の指示を待たずに自己判断で建物内に戻ってしまう可能性があり,特に建物損傷が見かけ上小さい場合にこれが助長される可能性が高い.しかし,有毒ガスの漏えい等が考えられるため,建物自体が健全であっても理工系建物への再入棟行動(PEB)は不安全行動である.本研究ではPEB特性を明らかにするとともに,PEB特性に即した防災教育の実装を試みる.大学の減災戦略や防災教育に資するだけでなく,化学物質を取扱う化学工場等の危機管理にも役立つ知見が得られるため,学術的・社会的貢献が可能な研究であると言える.大学等の理工系建物内には,高圧ガスボンベ等の危険源が多くある.大地震直後,建物外へ一旦出た避難者が当局の指示を待たずに自己判断で建物内に戻ってしまう可能性があり,特に建物損傷が見かけ上小さい場合にこれが助長される可能性が高い.しかし,有毒ガスの漏えい等が考えられるため,建物自体が健全であっても理工系建物への再入棟行動(PEB)は不安全行動である.本研究ではPEB特性を明らかにするとともに,PEB特性に即した防災教育の実装を試みる.大学の減災戦略や防災教育に資するだけでなく,化学物質を取扱う化学工場等の危機管理にも役立つ知見が得られるため,学術的・社会的貢献が可能な研究であると言える.
インジウム系半導体の生体影響に関する包括的評価

インジウムはインジウムリン(InP)やインジウムヒ素(InAs)などの化合物半導体の構成元素として、さらに最近ではインジウム・スズ酸化物(ITOの構成元素として液晶ディスプレーの透明電極に用いられているが、その生体影響に関する報告は非常に少ない。本研究では、インジウム化合物についてハムスターを用いた反復気管内投与を行い1)InAsの肺腫瘍発生の有無、2)InAs, GaAsおよびアルミニウムガリウムヒ素(AlGaAs)の肺毒性の比較、3)ITOの生体影響、について以下の3つの実験を行い、インジウムの毒性について包括的な評価を行った。その結果、1)InASを投与したハムスター全例に肺の限局性肺胞・細気管支上皮細胞の増生、限局性の扁平上皮細胞の増生、角化を伴った扁平上皮細胞の増生が認められた。ほとんどの動物でこれらの種々のタイプの増殖性病変が混在し、併発して観察された。さらに3匹にsquamous cystの発生が認められ、InAsの催腫瘍性が強く疑われた。2)InAs, GaAs、AIGaAsの投与により、InAs投与群で体重増加が抑制され、肺病変が最も強く発現した。肺の限局性の増殖性病変はInAs群およびAlGaAsで発現し、その程度はInAs群で顕著であった。3)InPおよびITOの投与により肺の障害が引き起こされたが、その程度はInP群で顕著であった。InP群では肺の限局性の増殖性病変が観察されたが、ITO群では認められなかった。以上の結果から、インジウム化合物の中でInAsやInPの投与によって肺の催腫瘍性が疑われる病変が認められた。しかし、ITOの投与によって炎症性変化は観察されたが、腫瘍性の変化は観察されず、インジウム化合物の中でも肺病変の発現に違いが認められた。今後、他のインジウム化合物を含めたインジウムの毒性発現に関する検討が必要である。III-V族化合物半導体であるインジウムヒ素(InAs)およびインジウムリン(InP)をハムスターの気管内に反復投与し、肺毒性について比較検討した。【方法】被験試料はInAs粒子(幾何平均径;1.58μm)およびInP粒子(1.06μm)を用いた。実験群は3群[InAs群(20匹)、InP群(16匹)、対照群(20匹)]設定し、1回投与量としてInAs、InP各々10mg/kg/匹をリン酸緩衝液(対照群はリン酸緩衝液のみ1ml/kg)に懸濁し,シリアンゴールデンハムスター(♂,8週齢)の気管内に週2回、計8回投与した。InAs群は投与終了時から4週目、8週目、16週目に、InP群は8週目、16週目に経時的に安楽死させ、肺病変について比較検討した。【結果および考察】InAs群、InP群で投与期間や観察期間で体重増加の抑制が観察された。肺の相対重量は、InAs群、InP群の各時点で対照群と比べて有意に増加した。肺の病理学的変化に関して、InAs群、InP群で観察初期より重度の肺炎像を呈し、各時点で肺胞内および肺胞中隔への炎症細胞の浸潤、肺胞腔内へのマクロファージの壊死片を含む滲出液の貯留、間質の線維症が持続して観察された。

InAs群の4週目では限局性の扁平上皮化生を伴った肺胞・細気管支上皮の増生が観察されたが、8週目ではこの病変内部にエオジン好性の滲出液が貯留し、16週目では滲出液の貯留が著明であった。InP群においてInAs群と同様に8週目では軽度の滲出液の貯留を伴った肺胞・細気管支上皮の増生が観察され、16週目では滲出液の貯留が著明になり、肺胞腔が著しく拡張していた。以上の結果から、InAsおよびInPの反復経気道曝露により、両群で重度の肺炎と限局性の肺胞・細気管支上皮の増生が認められた。肺病変の程度は両群でほぼ同様であることから、これらの病変の発現には、インジウムの寄与が示唆された。【はじめに】インジウムは化合物半導体であるインジウムリン(InP)の構成元素として従来用いられてきたが、最近ではインジウムの80%以上がインジウム・スズ酸化物(Indium-tin oxide : ITO)の主構成元素として液晶ディスプレー(LCD)の透明電極に用いられている。今回、ITOとInPをハムスターの気管内に連続投与し、肺に及ぼす影響について比較検討した。【実験方法】被験試料はITO粒子[インジウム74.4%、スズ7.8%(wt%),幾何平均粒径;0.95μm、σg;2.42]およびInP粒子(99.99%以上、幾何平均粒径;1.06μm、σg;1.80)を用いた。実験群は3群[ITO群(10匹)、InP群(5匹)、、対照群(6匹)]設定し、1回投与量としてITO、InP各々6mg/kg/匹を滅菌蒸留水(対照群は滅菌蒸留水のみ1ml/kg)に懸濁し,SPF環境下で飼育されているシリアンゴールデンハムスター(♂,8週齢)の気管内に週1回、計16回投与した。各群最終投与日の翌日に炭酸ガスにより安楽死させ、肺毒性について比較検討した。【結果および考察】投与期間中の体重変化に関し、ITO群は対照群と同様の変化を示したが、InP群では12回投与直前に1匹死亡し、12回投与後より急激に体重増加の抑制が認められた。肺の相対重量は、対照群と比べてITO群で2.6倍、InP群で4.7倍に有意に増加し、InP群とITO群との間でも有意な差が認められた。肺の病理学的変化に関して、ITO群、InP群で肺の炎症性変化を主体とする病変が観察された。InP群では肺胞内および肺胞中隔への炎症細胞の浸潤、肺胞壁の著しい肥厚、肺胞腔内へのマクロファージの壊死片を含む滲出液の貯留,cholesterol cleftsが観察された。ITO群では、InP群と同様の病変が観察されたが、ITO群では病変の程度はInP群に比べて軽度であった。ITOおよびInP粒子の反復経気道曝露により、肺障害が引き起されることが明らかになったが、肺病変の程度はInP群に比べてITO群で軽度であった。ITOおよびInPの1回投与量は粒子量やIn量としてはほぼ同じであるので、病変発現の程度の差は各粒子の生体内での溶解性による違いや各構成元素であるリンやスズの影響が考えられた。
膜貫通ヘリックス会合体の分子動力学計算を指標とした新規チャネルペプチドの創製

本研究課題では、膜蛋白質の折り畳みにおいて最も基礎的なαヘリックスの会合機構を、計算機を用いた動的構造計算と実験により得られる静的構造情報を最大限に活用し解明する。H30年度は昨年度に引き続き脂質二重膜中で筒型8量体構造に会合する新規人工αヘリックスペプチドの会合過程に注目し、ペプチドが水層から脂質二重膜に結合する過程について分子動力学計算を行った。これまでの計算で得られた、伸長ペプチドが脂質二重膜近傍に配置された状態を初期構造として、レプリカ交換法を用いた全原子分子動力学計算を行った。ペプチドの膜への結合とペプチド同士の会合を観測したが、二次構造形成の解析にはさらなる計算時間と計算パラメータの調整を要する。今後さらに膜に結合したペプチドが膜挿入する過程のSteered MDを行うのと平行してαヘリックスペプチドの再設計・合成を実施し、分子シミュレーションの結果と実験結果の比較を行うことで、新規膜貫通αヘリックスのへリックスーヘリックス相互作用に寄与するアミノ酸配列の知見が得られると期待される。上記に加えて今年度は、電位依存性ナトリウムチャネルのポア形成部位をモデルとした膜貫通αヘリックスペプチドと脂溶性アルカロイドの固体NMRによる相互作用解析データを分析し、さらに膜蛋白質ー低分子のドッキングシミュレーションを行った。この結果ペプチドの脂質二重膜中での構造が明らかとなり、また脂溶性アルカロイドとの結合部位を同定することができた。この成果をBioorganic and Medicinal Chemistry誌に投稿・発表した。H30年度中から研究者の産前産後・育児休業のため課題を中断しているが、休業前までは計画していた計算を進めることができた。今年度実施予定であった残りの実験・計算は課題再開後に行う予定である。これまでの計算結果を用い、レプリカ交換法の計算条件の最適化によりペプチドの膜結合構造を得、ペプチドの膜挿入についてSteered MDを実施する。分子動力学計算と平行して、標的のペプチドのアミノ酸配列を改変したペプチドを設計・合成し、筒形構造形成と膜挿入の有無を円偏光二色性スペクトル、フーリエ変換赤外分光、電気化学実験により確認する。設計したペプチドについて先と同じ分子動力学計算を行い、実験結果と比較して膜貫通αヘリックスの会合に寄与するアミノ酸配列を明らかにする。本研究では、膜蛋白質の折り畳みにおいて最も基礎的な現象である膜貫通αヘリックスの脂質二重膜中での会合機構に焦点を当て、脂質二重膜中で筒型8量体構造に会合する新規人工αヘリックスペプチドの会合過程を分子動力学計算によって解析する。H29年度は特に1)ペプチドが水層から脂質二重膜に結合する過程、および2)既に膜内で会合している状態に注目して計算を行った。1)について、脂質二重膜存在下での通常の分子動力学計算とレプリカ交換法を用いた効率的なサンプリングによる計算を行い、ペプチドの膜への結合を観測した。レプリカ交換法については今後さらなるペプチドの構造変化を解析するため、より長いシミュレーション時間に加えて、ペプチドの初期配置や計算パラメータの調整が必要であることも明らかとなった。2)について、通常の分子動力学計算によりペプチドの筒型8量体が脂質二重膜中で安定にその構造を保てることを確認した。本研究で標的としているペプチドは膜中で直径が異なる2つの筒形構造を取ることがこれまでの電気化学実験により示されている。この2状態の遷移過程を、Steered MD、アンブレラサンプリング法により解析していく上で先の分子動力学計算で得た平衡化した構造を用いることができる。次年度にペプチドの再設計・合成を実施し、分子シミュレーションの結果と実験結果の比較を行うことで、新規膜貫通αヘリックスの脂質二重膜との相互作用、へリックスーヘリックス相互作用に重要なペプチドのアミノ酸配列に関する知見が得られると期待される。初年度に予定していた標的の膜ペプチドに関するテスト計算を概ね進めることができた。

今年度実施予定であった残りの実験・計算は課題再開後に行う予定である。これまでのテスト計算の結果を踏まえて、H30年度にはレプリカ交換法の計算条件の最適化とSteered MDおよびアンブレラサンプリングを実施する。分子動力学計算と平行して、標的のペプチドのアミノ酸配列を改変、または短縮したペプチドを設計する。設計したペプチドを固相合成により調製し、筒形構造形成と膜挿入有無を円偏光二色性スペクトル、フーリエ変換赤外分光、電気化学実験により確認する。設計したペプチドの分子動力学計算を行い、実験結果と比較することで膜貫通αヘリックスの会合に寄与の大きいアミノ酸配列を明らかにする。これまでの計算結果を用い、レプリカ交換法の計算条件の最適化によりペプチドの膜結合構造を得、ペプチドの膜挿入についてSteered MDを実施する。分子動力学計算と平行して、標的のペプチドのアミノ酸配列を改変したペプチドを設計・合成し、筒形構造形成と膜挿入の有無を円偏光二色性スペクトル、フーリエ変換赤外分光、電気化学実験により確認する。設計したペプチドについて先と同じ分子動力学計算を行い、実験結果と比較して膜貫通αヘリックスの会合に寄与するアミノ酸配列を明らかにする。初年度はデータストレージを購入する予算を計上していたが、所属機関のストレージで賄えたため購入を延期した。次年度に購入予定である。また参加予定であった海外学会を一件見送ったため旅費の支出が少なくなった。次年度の海外学会参加等の旅費に充てる予定である。今年度は研究者の出産に伴い課題を中断したため予定していた実験や学会発表を行わなかった。課題再開後に当初の計画に沿って使用する予定である。
音圧差検出と認識の双方向処理に基づく移動ロボットに適した音環境理解の研究

走行中のロボットが「知っている音には気づける」機能の実現を目指した3年間のプロジェクトである。初年度は方位角・仰角の2次元で音を定位するために、ロボットに搭載可能なサイズで全方位に誤差6[deg]以下で音源定位可能な球形マイクロホンアレイを開発した。2年目は、一連の音響信号からどの部分が何の音かを推定する音響ダイアライゼーション技術を開発した。最終年度は、これらの定位・分離・認識技術を統合し、「どちらから何の音がするか」、実環境中で周囲の音を理解する機能を実現した。走行中のロボットが「知っている音には気づける」機能を実現するために、マイクロホンアレイによる音圧差の検出をベースとするアプローチに加え、既知の音モデルに基づく認識を取り入れたトップダウンアプローチについて研究を進めている。本年度は、1)方位角・仰角の2次元に高精度音源定位可能なマイクロホンアレイの開発、および、2)一連の音響信号から「どの部分が何の音か」を理解する機能、の2テーマに取り組んだ。まず車輪型ロボットに搭載可能な直径350mm、64チャンネルの球形マイクロホンアレイを開発では、ビームフォーミング時の指向特性を定量評価することで最適なマイクロホン配置を設計した。方位角・仰角の2次元方向に対し全方位に高感度な指向特性を持ち、走行中のロボットから複数の音源を高精度に定位・分離可能である。開発したアレイを屋外自律走行ロボットSegway RMT200に搭載し、移動しながら同時に2音源を誤差6deg以下で定位可能であることを確認した。次に日常環境中の音をモデル化するひとつのアプローチとして、Web上で日々更新される大規模な音データであるポッドキャストを対象とし、継続的に更新可能な音識別モデル構築の枠組みを提案した。提案法はコンピュータによる認識誤りを、ポッドキャストを視聴するユーザに訂正してもらうことでデータを蓄積し、未知の条件が多い実環境の音へ対応できる柔軟なモデルを構築可能であることが特徴である。一連の音響信号から、音楽・人の声・その他の音、といった音の種類を識別する手法と、ユーザが視聴しながら訂正可能なインタフェースを開発し、実際にWeb上で配信されているポッドキャストを対象とした評価実験を行った。視聴しながら停止操作なしで89%を訂正可能で、蓄積したデータを用いた追加学習により音識別性能が向上することを確認した。「知っている音には気づける」機能を実現するために、マイクロホンアレイによる音圧差の検出をベースとするアプローチに加え、既知の音モデルに基づく認識を取り入れたトップダウンアプローチについて研究を進めている。昨年度は、方位角・仰角の2次元で音を定位するために、ロボットに搭載可能なサイズで全方位に誤差6[deg]以下で音源定位可能な球形マイクロホンアレイを開発した。本年度は開発したマイクロホンアレイによる分離音の認識技術について取り組んだ。日常環境中の音を識別するひとつのアプローチとして、ノンパラメトリックベイズを用いた音響ダイアライゼーションシステムを構築した。提案法は、実環境での様々な音に対応するために、音のモデル化に必要な事前情報を最小限にし、入力音に合わせて柔軟なモデルを構築できることが特長である。具体的には、モデルの次元数や音の種類数を入力に合わせて自動生成し、過去の学習結果にない未知の音が入力された場合は新たな音クラスとしてモデルを生成する。複数人が会話するラジオ番組を用いた評価実験では、話者数未知の条件でも、事前に話者数を与えて話者識別を行った場合に近い精度で識別可能であることを確認した。また実環境で録音したデータに対しても、車の走行音、人の声、扉の開閉音といった音の種類ごとに自動識別可能であることを確認した。「知っている音には気づける」機能を実現するために、マイクロホンアレイによる音圧差の検出をベースとするアプローチに加え、既知の音モデルに基づく認識を取り入れたトップダウンアプローチについて研究を進めてきた。初年度は、方位角・仰角の2次元で音を定位するために、ロボットに搭載可能なサイズで全方位に誤差6[deg]以下で音源定位可能な球形マイクロホンアレイを開発した。2年目は開発したマイクロホンアレイによる分離音の認識技術について取り組んだ。最終年度である昨年度は、上記の定位・分離・認識技術を接続し、「どちらから何の音がするか」、実環境中で周囲の音を検出する機能を実現した。さらに各時刻で推定される音源方向と認識結果を時系列に接続する移動音の追跡機能を構築した。本追跡手法は複数の仮説を基に、複数の音を同時に扱えること、音の鳴り始めや終わりを検出し常に変化する音源数に対応できることが特長である。

初年度に移動ロボットから実環境中の音を捉えるマイクロホンアレイを開発し、本年度は実環境で取得した音を理解するための音識別の枠組みを構築した。最終年度であるH24年度は、これらの機能を統合し、移動ロボットによる音環境理解を進める。24年度が最終年度であるため、記入しない。最終年度であるH24年度は、これまでに開発したマイクロホンアレイによる移動ロボットから音源検出機能と環境音の識別機能を統合し、移動ロボットによる音環境理解機能について研究を進める。
結核菌および非定型抗酸菌の特異的迅速DNA診断法の開発と臨床応用

本研究で我々は熱ショック蛋白をコードするdnaJ遺伝子から抗酸菌属を広く認識するPCRプライマーを開発した。このプライマーは臨床材料から見いだされる一般細菌44種のDNAとは反応せず、検討した19種の内M.cheloneiを除く18種抗酸菌DNAを増幅した。増幅された抗酸菌各種を同定するために、M.cheloneiを加えた全19種の増幅dnaJ遺伝子同一領域の塩基配列196bpを決定した。これら塩基配列を比較するとその制限酵素切断部位に多様性が認められ、SmaI、NaeI、HinfI、FokIの切断パターンにより、結核菌群と非定型抗酸菌の鑑別と非定型抗酸菌14種の9グループへの分別が可能であった(PCR-RFLP)。我々はさらに塩基配列の置換を詳細に検討し、臨床上重要な4種の抗酸菌DNA(M.tuberculosis、M.avium、M.intracellulare、M.kansasii)を特異的に認識する20塩基のオリゴヌクレオチドプローブを開発した。本PCRの検出感度は結核菌DNA約210fgでこれは50個の結核菌に相当する。PCR産物をさらに内側のプライマーで増幅することにより(Nested PCR)1個の結核菌の検出が可能となった。臨床材料98検体からPCR-RFLP法で抗酸菌DNAの検出を試みると、培養陽性21例では全て陽性、培養陰性77例中23例に抗酸菌DNAが検出された。これは本PCRの検出感度の高さを示す結果と考えられる。このように、PCR-RFLP法により、約1日で臨床材料からの抗酸菌DNAの高感度検出と、結核菌・非定型抗酸菌の鑑別同定が可能となった。さらに、塩基特異的オリゴヌクレオチドプローブを応用することで、本PCRは抗酸菌感染症の日常診断法として有用なシステムになりうると期待される。結核をはじめとする抗酸菌感染症は診断確定に長い時間を要することが臨床検査上大きな問題となっている。とくに最近外国人労働者の流入、若年者層における既感染率の低下による集団感染の増加などから新しい抗酸菌感染症の診断法の開発が求められている。我々はこの問題をポリメレ-ス・チェイン・リアクション(PCR)を用いて解決することを試みている。本年度は結核菌の19kDa抗原遺伝子より結核菌に特異的なPCRプライマ-を、そしてdnaJ遺伝子より抗酸菌全体を広く認識するプライマ-を開発した。前者は結核菌の確定診断に、後者は抗酸菌の存在を一次スクリ-ニングするのに用いることが可能である。次にわれわれはdnaJ遺伝子に対するPCRで増副される各種抗酸菌の当該遺伝子の塩基配列を決定し、制限酵素切断地図の比較を行った。その結果、SmaI,NaeI,HinfI,FokI等の制限酵素をPCR産物に加えることにより、各抗酸菌種に特異的な切断パタ-ン(RFLP)を得ることができた。このことはdnaJ遺伝子のPCRによって抗酸菌の存在を確認し、次で適当な制限酵素を用いて切断すれば、菌種同定が可能であることを示している。臨床検体からの抗酸菌DNAの検出についても痰、腹水を用いることが可能であることが示された。しかし培養陰性ながらPCR陽性を示した症例が真に抗酸菌感染症であるか否かについては、今後症例を重ねて検討する必要がある。わが国における結核は、栄養状態の改善や抗生剤の開発により激減したが、近年、有病率の減少が鈍化する傾向がみられる。

結核菌は成長が遅いことから、培養法で細菌学的診断を行うのに4-8週間の長期を要する。そこで本研究では、PCR法によるDNA診断を開発し、迅速かつ特異的な結核菌検出法の確立をめざしている。本年度は、新たに18種類の結核菌と非定型抗酸菌を共通に認識するPCR用プロ-ブをdnaJ遺伝子より開発し、さらに増幅部分の塩基配列を決定した。その結果、各菌種に特異的な制限酵素の切断部位を同定することができ、PCRとRFLPを組み合わせることによって抗酸菌種を簡便に同定することが可能となった。同時に、各菌種のPCR産物に特異的にハイブリダイズするオリゴプロ-ブの開発も進行中で、PCR-RFLPの結果をオリゴプロ-ブで確認する方法もほぼ確立された。実際の臨床検体では、約100例の痰、気管支洗浄液、胃液、脳脊髄液から、結核菌と非定型抗酸菌が検出されている。塗沫染料や培養法と比較すると、塗沫陽性例は全例でPCR陽性であり、培養陽性例では、その98%がPCR陽性であった。逆にPCR陰性例では、塗沫および培養陽性例は1例も認められなかった。このことからPCRによる結核菌と非定型抗酸菌の検出は、充分に臨床応用が可能であると結論された。今後は感度と特異性の向上を図るため、Nested PCRの開発を行う予定である。