hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
音声コミュニケーションにおける感性情報の表出・受容過程の定量的解析とモデル化

本研究は、音声によって表わされる感性情報が話し手の音声の音響的特徴を介して表出されまた聴き手に受容される過程、さらには聴き手の側に新たな感情が生成される過程を、定量的に解析して定式化することにより、音声コミュニケーションにおいて感性情報の占める役割を明らかにすることを目的する。さらに、得られた知見を音声合成・認識に導入して、人間・機械間のコミュニケーションの精緻化にも寄与することを目標とする。本年度は、主として非言語情報の表出と受容に焦点を当てて研究を進め、以下の実績をあげた。1.読み上げ文リストを各種の感情をもって発音した連続音声を演劇の素養がある東京方言男性話者について収録し、韻律的特徴を朗読の場合と比較した。その結果、感情を表出した場合、文頭から文末への基本周波数パターンの下降が不明確になることが明らかとなった。これは文頭フレーズ指令の大きさに対する文中の追加フレーズ指令の大きさの比が、比較的大きいためと解釈される。また、「喜び、怒り」では基本周波数の値が高く、「悲しみ」では低くなったが、これは、主としてアクセント指令の大きさ、最低周波数レベルの違いに起因する。2.波形パワーは、「喜び、怒り」で大きく、「悲しみ」では特に小さい。持続時間については、感情による差がはっきり見られなかったが、これは文全体でみたためで、単語単位等での詳細な分析が必要である。3.基本周波数パターンのパラメータを制御し、感情表現した合成音声を作成した。「喜び」と「怒り」の区別が十分にされず、他の韻律的特徴の利用が必要である。4.同一の言語表現で言外の意味(皮肉)を持たせた場合と持たせない場合の音声を比較し、話者の発声に際しての心的状態を考慮に入れて解釈する必要性を指摘した。
地域の自然を活かしたプロセス重視型の環境教育プログラムの開発・実践とその評価

地域の自然を研究対象とした「課題解決型の環境教育プログラム」を、沖縄県座間味村の慶留間小学校で実践を繰り返しながら開発した。開発した教育プログラムは小学校の総合的な学習の時間に1年間かけて自然をテーマとして取り組む課題解決学習で、沖縄の二つの小学校で授業を継続するとともに、宮崎県の学校規模が異なる複数の小学校に適用し授業実践を行った。探究を繰り返すなかで、児童が主体的に学ぶ姿勢に変容がみられた。目的1「小規模校における環境教育事例の検証とプログラム開発・実践」に関して、沖縄県座間味村立慶留間小学校および阿嘉小学校において、ケラマジカなど地域の自然を題材として探求する環境教育の授業を年間を通して総合的な学習の時間に実践し、児童への教育効果と教員の指導方法に関して調査を行った。その結果、探求学習が教師主体に陥ることで児童主体の課題解決学習にならないことが示唆されるような事例が観察された。また、フランス・ブルターニュ地方の教育ファーム及び博物館、メディアテック(図書館)、市役所、野鳥公園等を訪問し、児童向け環境教育の取組みについて予備調査を実施した。その結果、教育実践において知識教授ではなく、児童の興味・関心を引き出し発展させる指導者の在り方に共通する姿勢が見られることがわかった。これらのことは、今後のプログラム開発に重要な示唆を与えるものである。目的2「環境教育プログラムの適用・検証と標準化」に関して、上述の沖縄の二つの小学校とは環境の異なる宮崎県内の二つの小学校(宮崎県の御池小学校および丸野小学校)において、地域の自然を題材として探求する環境教育の授業に取り組んだ。丸野小学校では4年生の総合学習で初めて年間を通した授業実践を行い、児童の学びの変化を1年間継続して追跡することができた。その結果、1年間の児童の成長段階に併せた指導者の働きかけが重要であり、各教科・各単元や学習指導要領と連動した環境教育の年間計画が求められる事が明らかになってきた。目的3「教員の環境教育に関する資質向上」に関して、昨年に引き続き「環境教育概論」の受講者に環境教育について自由に記載させた。その結果、環境教育に関して「自然保護」という認識が強いことがわかった。環境教育の資質向上には「総合的な学習の時間」の指導技術の向上が求められることが示唆された。目的1「小規模校における環境教育事例の検証とプログラム開発・実践」に関して、沖縄県座間味村立慶留間小学校および阿嘉小学校において、ケラマジカや野鳥など、地域の自然を題材として探求する環境教育の授業を年間を通して総合的な学習の時間に実践し、児童への教育効果と教員の指導方法に関するインタビューを行った。その結果、両校の教員とも、これまで探求学習の指導経験がほとんどなかったため指導に非常に戸惑ったことが明らかになり、教員の指導技術の向上が大きな課題であることが確認された。このことは、今後のプログラム開発に重要な示唆を与えるものである。本研究以前の取り組みについては、担当した教員へのインタビューから児童への教育効果ならびに指導方法の留意点を明らかにし、沖縄生物学会、日本理科教育学会などで発表した。目的2「環境教育プログラムの適用・検証と標準化」に関して、当初、宮崎県および沖縄県の小学校に郵送による質問紙調査を行うことで連携可能な学校を選出する予定であったが、調査に取り組むよりも前に、上述の沖縄の二つの小学校とは環境や学校規模の異なる、宮崎県内の二つの小学校(宮崎県の御池小学校および丸野小学校)と連携体制が確立された。今年度は、御池小学校において年間を通して、丸野小学校では一学期の授業で、地域の自然を題材として探求する環境教育の授業に取り組むと同時に、丸野小学校では児童の教育効果を明らかにするためのアンケート調査を試験的に実施し、アンケート項目の検討を行った。連携体制が想定外に早く確立できたため、予定よりも早くアンケート調査方法の検討に着手できた。目的3「教員の環境教育に関する資質向上」に関して、「環境教育概論」の受講者に環境教育について自由に記載させた。その結果、環境教育に関して「自然を守る」といった漠然とした認識しかなく、意義や指導に関する意識が非常に低いことが示唆された。目的1「小規模校における環境教育事例の検証とプログラム開発・実践」に関して、沖縄県座間味村立慶留間小学校と阿嘉小学校において引き続き、地域の自然を題材として探求する環境教育の授業を年間を通して総合的な学習の時間(以下、総合学習)に実践し、児童への教育効果と教員の指導方法に関して調査を行った。その結果、児童主体の課題解決学習に必要な教師の指導の在り方を示唆する事例が観察された。また、フランス・ブルターニュ地方のユネスコスクールLucien PAYE小学校を訪問して授業見学とディレクターへのインタビューを行った。また、新しい課外授業(TAP)制度に関して、博物館とメディアテック(図書館)が小学生向けに実施した授業を見学し、担当者へのインタビューを行った。これらのデータは、児童の興味・関心を引き出し発展させる指導者の在り方について、今後のプログラム開発に重要な示唆を与えるものである。目的2「環境教育プログラムの適用・検証と標準化」に関して、宮崎県内の二つの小学校において継続して地域の自然を題材とした課題解決学習に取り組んだ。また、新たに一校でも取り組みに着手した。さらに規模の大きな、ユネスコスクール・綾町立綾小学校の総合学習について、担当教員と確認をしながら年間を通した複数の体験学習の進め方に検討を加え実践し、各教科・各単元や学習指導要領と連動した環境教育の年間計画の組み立てに関する知見が得られた。目的3「教員の環境教育に関する資質向上」に関して、昨年に引き続き「環境教育概論」の受講者に環境教育について質問した結果、環境教育に関して「自然保護」という認識が強いことがわかった。

教員の環境教育指導の資質と意識の向上にはESDおよび総合的な学習の時間、アクティブラーニングなど、いま求められる学力との関係のなかで提示することが必要であると考えられた。目的1「小規模校における環境教育事例の検証とプログラム開発・実践」に関して、沖縄県座間味村立慶留間小学校と阿嘉小学校において引き続き、地域の自然を題材として探求する環境教育の授業を年間を通して総合的な学習の時間(以下、総合学習)に実践し、児童への教育効果と教員の指導方法に関して調査を行った。その結果、児童主体の課題解決学習に必要な教師の指導の在り方を示唆する事例が観察された。目的2「環境教育プログラムの適用・検証と標準化」に関して、宮崎県内の二つの小学校において継続して地域の自然を題材とした課題解決学習に取り組み、指導者の働きかけと児童の思考の様子について明らかにした。また、ESDに取り組むユネスコスクール・綾町立綾小学校の総合学習について、課題解決のプロセスを重視した授業へと移行するために、担当教員と体験学習の進め方を随時検討を加えながら実践し、省察し、各教科・各単元や学習指導要領と連動した環境教育の年間計画の組み立てに関する知見が得られた。目的3「教員の環境教育に関する資質向上」に関して、昨年に引き続き「環境教育論」および「環境教育概論」「教員免許状更新講習の受講者」に環境教育について質問した結果、環境教育に関して「自然保護」という認識が強く、ESDを取り入れた本講義を受講することで認識への変容が見られた。教員の環境教育指導の資質と意識の向上にはESDおよび総合的な学習の時間、アクティブラーニングやカリキュラムマネジメントなど、いま求められる学力との関係のなかで提示することが必要であると考えられた。目的1「小規模校における環境教育事例の検証とプログラム開発・実践」に関して、沖縄県座間味村立慶留間小学校と阿嘉小学校の実践を継続し、事例を集めることで児童主体の課題解決学習に必要な要素が明らかになってきた。これらの調査から、児童の興味・関心を引き出し発展させる指導者の在り方に共通な要素を見出すことができ、当初の目的を達成できた。目的2「環境教育プログラムの適用・検証と標準化」に関して、宮崎県内の丸野小学校および有水小学校での実践研究を継続するとともに、国内のESD普及拠点と位置付けられるユネスコスクール・綾町立綾小学校と協働して総合学習の進め方の検討、実践、省察を実施でき、想定以上に進展させることができた。目的3「教員の環境教育に関する資質向上」に関して、「環境教育」が学校教育の中での位置付けが明確でないという問題点とESDを取り入れた講義の有効性が認められ、当初の目的を達成できた。目的1:「小規模校における環境教育事例の検証とプログラム開発・実践」に関して、沖縄県の離島の小学校における地域の自然(ケラマジカ、野鳥)を対象とした環境教育プログラムを、二つの小学校の総合的な学習の時間に、担任主導で継続して実施された。各校の一年間の研究成果は沖縄生物学会において児童によって発表された。
大型回分晶析装置の最適運転に関する実験的研究

回分晶析は少量他品種の製造に対応可能で、操作・運転上のフレキシビリティにも優れている。しかし、分離精製にとって重要な、結晶粒度の制御(最適運転)の方法は必ずしも確立されていない。本研究では、粒度制御を目的に、種晶添加の製品結晶粒度分布に及ぼす影響を大型および小型回分冷却晶析装置を用いて実験的に検討した。実験は、モデル化合物としてカリミョウバンを用いて行った。冷却法は、主として急冷法(自然冷却法)を採用したが、比較のために制御冷却法、直線冷却法についても実験を行った。まず、小型装置(12リットル)による実験により、種晶添加量、初期溶液濃度の製品結晶粒度分布に対する影響を調べた。種晶添加量がある臨界値以上になると製品結晶粒度分布は単峰性になり、製品結晶は、種晶由来の結晶のみで構成されていた。製品結晶の収量を増大させるため溶液初期濃度を高くした実験を行ったところ、やはり臨界値以上の種晶添加量さえ確保すれば、単峰性の製品結晶が得られた。工業装置(容量600リットル)においても、同様な実験を行った。工業装置によって得られた製品結晶は、やはりある臨界値以上の種晶添加量において単峰性となることが確認された。以上の実験の他に、製品結晶の単分散化の機構を調べる目的で、微結晶発生速度を測定した。その結果、微結晶の種晶への凝集、過飽和時間が少ないことによる微結晶発生数の減少が大きく寄与していることが明らかとなった。他の冷却法による結果を検討したところ、冷却法よりも種晶添加量が重要であることを実験的に明らかにした。今後、本研究を発展させて回分品析における粒度制御法の確立、装置設計法の確立を目指したい。なお、本研究の一部は学術論文(4報)および口頭発表(16件)によって公表されている。回文晶析は少量他品種の製造に対応可能で、操作・運転上のフレキシビリティにも優れている。しかし、分離精製にとって重要な、結晶粒度の増大(最適運転)の方法は必ずしも確立されていない。本研究では、粒度増大を目的に、種晶添加の製品結晶粒度分布に及ぼす影響を大型および小型回分冷却晶析装置を用いて実験的に検討した。冷却は温度制御を一切しない自然冷却によった。種晶添加量が少ない場合の製品結晶は、種晶が成長した(種晶由来の)結晶と新たに発生した微結晶により構成され2峰性をの分布を示した。種晶添加量がある臨界値以上になると製品結晶粒度分布は単峰性になった。この場合の製品結晶は、種晶由来の結晶のみで構成されていた。この場合の製品結晶は、やはり種晶由来のものであった。これらの結果は、無次元製品結晶粒度(=製品結晶平均粒度÷種晶平均粒径)対種晶添加濃度(=種晶添加量÷理論収量)の関係にまとめて表示(シ-ドチャート)した。

小型装置の場合と同一の種晶を用いた場合、平均粒径は小型装置のそれと完全に一致しスケールアップ効果が見られないことが明らかになった。回分晶析は少量他品種の製造に対応可能で、操作・運転上のフレキシビリティにも優れている。しかし、分離精製にとって重要な、結晶粒度の制御(最適運転)の方法は必ずしも確立されていない。本研究では、粒度制御を目的に、種晶添加の製品結晶粒度分布に及ぼす影響を大型および小型回分冷却晶析装置を用いて実験的に検討した。実験は、モデル化合物としてカリミョウバンを用いて行った。冷却法は、主として急冷法(自然冷却法)を採用したが、比較のために制御冷却法、直線冷却法についても実験を行った。まず、小型装置(12リットル)による実験により、種晶添加量、初期溶液濃度の製品結晶粒度分布に対する影響を調べた。種晶添加量がある臨界値以上になると製品結晶粒度分布は単峰性になり、製品結晶は、種晶由来の結晶のみで構成されていた。製品結晶の収量を増大させるため溶液初期濃度を高くした実験を行ったところ、やはり臨界値以上の種晶添加量さえ確保すれば、単峰性の製品結晶が得られた。工業装置(容量600リットル)においても、同様な実験を行った。工業装置によって得られた製品結晶は、やはりある臨界値以上の種晶添加量において単峰性となることが確認された。以上の実験の他に、製品結晶の単分散化の機構を調べる目的で、微結晶発生速度を測定した。その結果、微結晶の種晶への凝集、過飽和時間が少ないことによる微結晶発生数の減少が大きく寄与していることが明らかとなった。他の冷却法による結果を検討したところ、冷却法よりも種晶添加量が重要であることを実験的に明らかにした。今後、本研究を発展させて回分晶析における粒度制御法の確立、装置設計法の確立を目指したい。冷却法は、主として急冷法(自然冷却法)を採用したが、比較のために制御冷却法についても実験を行った。昨年および一昨年に引き続き、大型装置(600L)を用いて、急冷による回分晶析実験を行い、小型装置(12リットル)による実験結果と比較した。その結果、種晶添加量がある臨界値以上になると製品結晶粒度分布は、装置スケールによらず単峰性になり、製品結晶は種晶由来の結晶のみで構成されていることが確認された。晶析過程においてこのように2次核発生が全く無視でき(結晶個数不変)しかもそれが装置容積に依らないということは、物質収支のみで晶析過程の記述が可能であることを意味し、装置設計上非常に好都合な事実である。すなわち、実験室規模の小型装置により決定された臨界種晶量以上の種晶を加えるという条件さえ満たせば、簡単な物質収支により大型装置の設計ができるということを意味するからである。この発見は工学的に非常に有益である。以上の実験の他に、製品結晶粒度分布に対する冷却パターンの影響を、小型装置を用いて詳細印調べた。その結果、冷却パターンの影響は、種晶添加量が多いところでは全く現れず、添加量の低いところでのみ現れることを明らかにした。また、3年間の研究成果をふまえて、回分晶析操作および装置の設計法を提案し、簡単な例題によってその解説を試みた。
匂いの受容体遺伝子の発現調節の機構・遺伝子再構成の可能性…

嗅覚受容体遺伝子は、ラットでは一千種類に及ぶ多重遺伝子系を構成していることが知られている。これら受容体遺伝子は、嗅上皮において4つに分けられるゾーンの内のいずれか一つで特異的に発現している。また、個々の嗅細胞では、非常に限られた数、多分一種類の受容体遺伝子が発現していると推測されている。それでは、どのようにして嗅細胞は、数多くの嗅覚受容体遺伝子のうち少数のものを選んで発現しているのだろうか?本研究では、この疑問に答える糸口をつかむため、まずマウスの染色体DNAより嗅覚受容体遺伝子のクローンを多数単離し、その内の一つ、No.28遺伝子に着目して解析を行なった。この遺伝子に関して、以下に述べる事柄が明らかとなった。(1)隣接する遺伝子No.10は、染色体上で約30kbの間隔で連なっており、これら二つの遺伝子は、互いに翻訳領域(約1kb)を中心に高い相同性を有する。(2)両遺伝子の5′非翻訳領域には、この遺伝子系で報告されていなかったイントロンが存在し、これら遺伝子の転写開始部位は、これ迄考えられていたよりはるか上流に位置する。(3)No.28遺伝子は、嗅上皮の4つのゾーンの中の一つに限定して発現する。更に、(4)隣接する遺伝子No.10も、No.28遺伝子と同じ嗅上皮のゾーンで発現しているが、(5)これら2つの遺伝子は、同一細胞で発現されることはなく、それぞれ別の嗅細胞で発現されている。No.28とNo.10の遺伝子解析を見る限り、この多重遺伝子系においては、一次構造の似た遺伝子がクラスターをなして染色体上に存在し、嗅上皮の同じゾーンで発現する傾向にあるようである。ところが、このような類似の隣接した遺伝子であっても、それぞれ別の細胞で発現されている様である。今後他のクラスターについても同様な解析を行うことにより、染色体上での遺伝子構成と嗅上皮での特異的な発現様式との関連性が明らかになっていくものと期待される。
人工糖脂質による新しい生理活性物質の開発

〔目的〕糖脂肪酸エステルの化学合成を行ない、得られた人工糖脂質を各種の生物活性検定に付し、新しいタイプの医薬や農薬の開発を意図する。〔成果〕1)糖脂質の調製:中性単糖,アミノ糖,二糖,アスコルビン酸,多糖などの糖質を原料として、O-acyl,N-acyl,O-alkyl,N-alkyl誘導体を数多く合成し、物理化学的諸性状を調べた。2)抗腫瘍性・免疫調節作用:a.細胞培養法により、L-5178Yなどの癌細胞に対する傷害作用を検定し、glucose3-laurateをはじめ、多数の試料に活性を認めた。b.一部の試料では、in vivoの抗腫瘍効果も観察された。c.trehalose esterと内毒素の併用療法により、モルモット肝癌(line10)が顕著に退縮し、完全治癒例が70%以上に達することを見い出した。本効果は、全身性免疫機構の関与に基くものと推定される。d.sucrose esterなどが、E.coliに対し、感染防御作用を示すことを確認した。3)植物成長調節作用:アベナ伸長試験法を用い、この種の化合物の中に植物成長を促進もしくは抑制するものがあることを見い出した。3-decyl-amino-および3-laurylamino-3-deoxy-D-alloseの強い促進効果は特に興味深い。4)植物病原菌に対する抗菌作用:Penicillium属に対するTBZの抗菌性がsucrose esterの添加により、著しく強化されることをカンキツ類について証明した。〔結論〕人工糖脂質の研究を今後さらに推進することにより、生体応答調節物質(BRM)や人蓄無害の農薬が開発できるとの見通しを得た。
自転車走行を考慮した路面評価システムの構築

自転車交通への需要が高まる中、安全で快適な自転車の走行環境を整備するため、走行路面の効果的かつ効率的な調査と客観的データに基づく合理的な走行路面の評価・管理は益々重要となると考えられる。しかし、現在の路面評価・管理手法は、車道における自動車の挙動に基づいて構築された手法である。また、乗り心地に直結する路面の平坦性評価指標等は自動車の挙動をモデル化したものであり自転車の挙動を考慮したものとはなっていない。そこで本研究では、自転車の安全性や快適性といった質の高い道路交通基盤整備を行うために、自転車の走行挙動を考慮した路面評価指標の開発と路面評価システムの構築を行うことを目的としている。本研究グループは、研究の目的を達成するため今年度は、自転車の振動特性を考慮した新たな路面平坦性評価指標の構築を目的に、実路面において路面プロファイル及び自転車走行時の上下振動加速度を測定した。さらにその取得したデータを用い、1自由度系による自転車前輪部の振動モデルを開発した。しかし、開発したモデルで上下方向加速度のシミュレーションを行ったところ、加速度の値が実測値と比較し2倍程度大きく算出されるなど、モデルの再現性に課題があると判断した。そこで自転車走行路面における乗り心地評価を目的に、振動の入力部分であり、かつ最初に振動を感じる自転車前輪部の振動モデルを開発するため、以下の検討を行った。(1)振動試験装置を用いて、自転車加振実験を行い、自転車の乗り心地にかかわる振動特性について明らかにする。(2)自転車加振実験の結果を踏まえ、自動車のQCモデルに相当する、自転車前輪部の振動モデルの開発を行い、実測データとモデルを用いた上下方向加速度のシミュレーション比較によって、上下振動の再現性について検討を行った。現在までの研究進捗状況は、おおむね順調に進んでいる。当該年度の研究成果は、そこで自転車走行路面における乗り心地評価を目的に、振動の入力部分であり、かつ最初に振動を感じる自転車前輪部の振動モデルを開発するため、以下の検討を行った。研究で得られた成果として、自転車加振実験より、自転車の振動特性を人の影響による共振域と自転車車体による共振域を明らかにすることができた。さらに本研究で開発した2自由度系による自転車振動モデルを用いて、上下方向加速度のシミュレーションを実行したところ、ハンドル部における再現性は時間領域、周波数領域ともに高い再現性が確認された。また、開発した自転車振動モデルの周波数応答関数を算出したところ、自転車の振動特性が再現され、開発したモデルは実用上問題のないことが確認された。以上の成果は、研究論文2件にまとめ、発表済みである。今後は以下のサブテーマに沿って研究を推進する計画である。サブテーマ3自転車振動モデルに基づく路面評価指標の開発(平成31年度):IRIは路面のプロファイルデータをもとに自動車の振動モデルのシミュレーションによって算出される指標である。本研究開発では、サブテーマ2で構築したシミュレーションモデルを用い、乗り心地に影響する自転車の振動特性を考慮した自転車版路面評価指標(自転車版IRI)を開発する。開発する指標は路面状態と自転車利用者の乗り心地感覚の一致が必要であり、自転車利用者を対象とした走行試験を実施し、乗り心地に対する振動特性の把握と指標の妥当性を検討する。サブテーマ4開発した指標に基づく路面評価システムの実装と妥当性検証(平成32年度):本研究開発の目指す路面評価システムは、自転車の振動特性にその基礎をおき、路面調査から指標による評価、さらには路面管理を一体化した路面評価システムを考えている。路面評価システムの実装にあたっては、進行方向に対して横方向の運動の影響が大きい自転車を考慮し、従来の線的な路面管理に加え路肩部も含めた面的な測定に基づく評価が必要である。

(2)自転車加振実験の結果を踏まえ、自動車のQCモデルに相当する、自転車前輪部の振動モデルの開発を行い、実測データとモデルを用いた上下方向加速度のシミュレーション比較によって、上下振動の再現性について検討を行った。現在までの研究進捗状況は、おおむね順調に進んでいる。当該年度の研究成果は、そこで自転車走行路面における乗り心地評価を目的に、振動の入力部分であり、かつ最初に振動を感じる自転車前輪部の振動モデルを開発するため、以下の検討を行った。(1)振動試験装置を用いて、自転車加振実験を行い、自転車の乗り心地にかかわる振動特性について明らかにする。研究で得られた成果として、自転車加振実験より、自転車の振動特性を人の影響による共振域と自転車車体による共振域を明らかにすることができた。さらに本研究で開発した2自由度系による自転車振動モデルを用いて、上下方向加速度のシミュレーションを実行したところ、ハンドル部における再現性は時間領域、周波数領域ともに高い再現性が確認された。また、開発した自転車振動モデルの周波数応答関数を算出したところ、自転車の振動特性が再現され、開発したモデルは実用上問題のないことが確認された。以上の成果は、研究論文2件にまとめ、発表済みである。今後は以下のサブテーマに沿って研究を推進する計画である。サブテーマ3自転車振動モデルに基づく路面評価指標の開発(平成31年度):IRIは路面のプロファイルデータをもとに自動車の振動モデルのシミュレーションによって算出される指標である。本研究開発では、サブテーマ2で構築したシミュレーションモデルを用い、乗り心地に影響する自転車の振動特性を考慮した自転車版路面評価指標(自転車版IRI)を開発する。開発する指標は路面状態と自転車利用者の乗り心地感覚の一致が必要であり、自転車利用者を対象とした走行試験を実施し、乗り心地に対する振動特性の把握と指標の妥当性を検討する。サブテーマ4開発した指標に基づく路面評価システムの実装と妥当性検証(平成32年度):本研究開発の目指す路面評価システムは、自転車の振動特性にその基礎をおき、路面調査から指標による評価、さらには路面管理を一体化した路面評価システムを考えている。路面評価システムの実装にあたっては、進行方向に対して横方向の運動の影響が大きい自転車を考慮し、従来の線的な路面管理に加え路肩部も含めた面的な測定に基づく評価が必要である。
経口投与で制癌作用を示す次世代制癌性白金錯体及びその活性代謝物の高感度分析法

1.C4-OHP,C5-OHPの分析法分離カラムにODSカラム,溶離液に水/アセトニトリル系を用いた逆相分配系で分離溶出後,金属亜鉛を充填したカラムに通して2価白金錯体としたのち,亜硫酸水素ナトリウムと反応させて誘導化し,290nmで紫外吸収検出することにより両錯体の定量が可能になった.検出下限は20nMと期待どおり高感度であり,血漿試料および培養細胞の破砕試料では,特に前処理を施さなくても限外ろ過による除タンパクだけで分析が可能であった.2.活性代謝物の分析法先ずグラジエント溶出HPLCを用いて活性代謝物を検索しあ結果,Pt(II)(1R,2R-cyclohexanediamine)(oxalato)[OHP]が同定され,in vitroではC4-OHP及びC5-OHPからOHPが定量的に生成することが分かった.そこで,OHPの高感度HPLC分析法の開発研究を行った.OHPは陽イオン交換系で分離溶出後,ポストカラムで亜硫酸水素ナトリウムと反応させて誘導化し,290nmで紫外吸収検出することにより,OHPの定量が可能になった.検出下限は50nMと期待どおり高感度で,血漿試料および培養細胞の破砕試料では,特に前処理を施さなくても限界ろ過による除タンパクだけで定量が可能であった.
教学IRと教育ビッグデータを活用した二重機械学習法による学生支援予測モデルの開発

平成30年度では、ラーニング・アナリティクスデータ(リメディアル教材LMSからの学習履歴)、性格特性、教学IRデータ(入試種別、出身高校偏差値、日本語プレースメントテストを活用し、1年春学期末のGPAと学校生活満足度の予測モデルを開発することを目的とした。ただし、モデル開発手法として、k-means法によるクラスター分析(教師なし機械学習)、線形重回帰モデル及びニューラルネットワークモデル(教師あり機械学習)を採用した。教師なし機械学習としてのk-means法によるクラスター分析は、1学習スタイル、2性格特性に分けて分析を行った。その結果、1では3つのクラスター、2では4つのクラスターにそれぞれ分類された。次にクラスター分析により分類された「学習スタイルと性格特性」について、ケース1(クラスター情報がダミー変数の場合)、ケース2(クラスター情報が各クラスター中心からの距離の場合)に分け、線形重回帰分析モデルとニューラルネットワークモデルによる教師あり機械学習を行った。それぞれの予測精度を計算した結果、線形重回帰モデルの最大決定係数は、(GPA,学校生活満足度)=(0.279,0.305)であり、ニューラルネットワークモデルの最大決定係数は、(GPA,学校生活満足度)=(0.831,0.479)となった。最終的に平成30年度では、本研究テーマの重要ポイントである「モデル開発に必要な説明変数を概ね特定できたこと」、さらに「クラスター情報について、各クラスター中心からの距離を使った方が、2段階目の教師あり学習の精度が上がること」という開発手法を発見したことが成果といえる。次年度以降、さらにモデル精度の向上を図るため、新しい説明変数を探索する。そのため、対象学生に対して半構造化面接やアンケート調査等を行い、予測精度の向上とその予測による早期の学生対応方法を模索する。平成30年度では、本研究テーマの重要ポイントである「モデル開発に必要な説明変数を概ね特定できたこと」、さらに「クラスター情報について、各クラスター中心からの距離を使った方が、2段階目の教師あり学習の精度が上がること」という開発手法を発見したことが成果として挙げられる。よって、「おおむね順調に進展している」と考えている。具体的には、本研究のようにクラスター分析を前段処理として活用することで、直接投入する説明変数の数を削減することができる。変数削減の代表的な手段としては「主成分分析」があるが、本研究のように「k-means法のクラスター分析による各クラスター中心からの距離」という方法もあることを示した。この方法の利点は、投入変数がいくら増えたとしても、分類されたクラスターは「パターン情報」という一次元に集約されることである。さらにニューラルネットワークモデルでは、一般的に投入する説明変数が多くなるほど予測精度は高くなる。しかし、その一方で計算過程はブラックボックスになりがちである。この点、本研究では、説明変数の意味解釈が容易なクラスター分析(教師なし機械学習)を前段処理に活用し、その後、線形重回帰モデル(教師あり機械学習)をもって予測モデルの概略をつかみ、その後、予測精度を向上させる目的でニューラルネットワークモデル(教師あり機械学習)を活用するモデルを開発したことになる。今後は、特に学生生活満足度の予測モデルの精度を向上させるため、新たな説明変数を探索する必要がある。そのため、学生たちを対象に半構造化面接やアンケート調査等を行い、予測精度の向上とその予測による早期の学生対応方法を模索していきたい。また、学生支援に対して新たな目的変数を見出すことで、実体的な学生支援に結びつけたいと考えている。また、新たにインターネット調査を追加し、モデル予測の向上や学習支援に寄与する質問紙を検討する。

平成30年度では、本研究テーマの重要ポイントである「モデル開発に必要な説明変数を概ね特定できたこと」、さらに「クラスター情報について、各クラスター中心からの距離を使った方が、2段階目の教師あり学習の精度が上がること」という開発手法を発見したことが成果として挙げられる。よって、「おおむね順調に進展している」と考えている。具体的には、本研究のようにクラスター分析を前段処理として活用することで、直接投入する説明変数の数を削減することができる。変数削減の代表的な手段としては「主成分分析」があるが、本研究のように「k-means法のクラスター分析による各クラスター中心からの距離」という方法もあることを示した。この方法の利点は、投入変数がいくら増えたとしても、分類されたクラスターは「パターン情報」という一次元に集約されることである。さらにニューラルネットワークモデルでは、一般的に投入する説明変数が多くなるほど予測精度は高くなる。しかし、その一方で計算過程はブラックボックスになりがちである。この点、本研究では、説明変数の意味解釈が容易なクラスター分析(教師なし機械学習)を前段処理に活用し、その後、線形重回帰モデル(教師あり機械学習)をもって予測モデルの概略をつかみ、その後、予測精度を向上させる目的でニューラルネットワークモデル(教師あり機械学習)を活用するモデルを開発したことになる。今後は、特に学生生活満足度の予測モデルの精度を向上させるため、新たな説明変数を探索する必要がある。そのため、学生たちを対象に半構造化面接やアンケート調査等を行い、予測精度の向上とその予測による早期の学生対応方法を模索していきたい。また、学生支援に対して新たな目的変数を見出すことで、実体的な学生支援に結びつけたいと考えている。また、新たにインターネット調査を追加し、モデル予測の向上や学習支援に寄与する質問紙を検討する。当初活用を予定していた質問紙について、研究機関の自費負担が決定したため、次年度使用額が生じた。しかし、次年度以降、新たにインターネット調査を実施し、モデル予測向上や学習支援策を調査する費用に当てる予定である。
金属量子構造における近藤効果の電子的/磁気的制御と干渉効果

金属多層膜や金属細線構造などの量子構造を用いて、近藤効果を電子的および磁気的に制御することを目指した研究を行った。金属多層膜においては、量子井戸準位が量子井戸の幅の関数として明瞭に変化し、それに伴って近藤温度やファノ効果におけるスペクトルの非対称性が変化する様子が観測された。また、金属細線構造としては、1次元構造を有するシリコン基板表面に貴金属を成長させたストライプ状薄膜を詳細に調べた。積層欠陥列の存在により、表面状態の電子は強い閉じこめを受け、1次元的電子状態を形成することがわかった。1、Ag/Fe(100)量子井戸構造を用いた近藤効果・ファノ効果の変調測定量子井戸構造を用いた近藤効果の変調に関する実験を行うため、Fe(100)表面上に低温成長したAg(100)エピタキシャル薄膜を用いた。トンネル分光(STS)によって求められた量子井戸準位エネルギーは、Ag膜厚の関数として変化し、理論的予想と非常に良い一致を示した。さらにこのAg薄膜の上にコバルト原子を吸着させたところ、ゼロバイアス付近で近藤効果による顕著なディップ構造が観測された。Ag薄膜の局所的膜厚を4MLから13MLまで変化させたところ、膜厚の関数として近藤温度とファノのq因子が変化する様子が見られた。現在、より詳細なデータを得るための実験を行っている。2、Agストライプ薄膜における一次元的量子状態に関する研究本研究課題では、量子細線構造による近藤効果の変調についても調査を行う。この目的に適した1次元量子系を見つけるため、Agストライプ薄膜の表面状態について調べた。低温STMでその表面状態について調べたところ、良く規定された1次元的電子状態の存在を発見した。これはAg(111)の2次元的表面状態が積層欠陥ステップによって、強い量子閉じこめを受け、ストライプに垂直方向にエネルギーが量子化されたものであることがわかった。3、シリコン基板上In原子細線の低温相の電子状態に関する研究近藤効果の1次元的変調を行うための量子細線構造のもう一つの候補として、シリコン基板上のIn原子細線を取り上げ、その低温相の電子状態をSTMを用いて研究した。In原子細線は130K以下の低温にすると絶縁体に相転移することが知られているが、In原子細線に少量のCo原子を吸着させたところ、絶縁相から金属相に変化することがわかった。よって、この金属化した状態は、本研究で対象とする量子細線構造として使うことが可能である。1.量子井戸構造による近藤効果・ファノ効果の変調測定Fe(100)単結晶基板上にAg薄膜をエピタキシャル成長させたAg/Fe(100)を用いて実験を行った。今年度は特に膜厚が10ML以下の薄い領域で、量子井戸状態の空間変化を詳細に観測した。Ag薄膜とFe(100)基板との界面に存在する欠陥によって、Ag薄膜表面上で観測される量子井戸状態がナノスケールのオーダーで変調されることを見いだした。また、Ag薄膜表面上に吸着したCo原子の上ではAg表面上に比べて量子井戸状態が変化することも見いだした。第一原理計算から、量子井戸状態が表面の吸着原子や欠陥によって大きく空間変化を受けることを確認した。2.量子井戸構造による磁性薄膜のスピン偏極の制御と観測スピン偏極STMを用いて、磁性薄膜のスピン偏極イメージングを行った。スピン偏極STMの探針は通常、磁性薄膜からできているが、スピン偏極度が小さいために測定で得られるスピンコントラストが弱く、解析の妨げになっている。今年度の研究において、試料表面の磁性クラスターを探針でピックアップすることで、探針のスピン偏極度を上げ、スピン偏極イメージングのコントラストを大幅に向上させることに成功した。3.量子細線構造における磁性分子の配列と電子状態シリコン基板上のIn原子細線上に成長するストライプ銀薄膜をテンプレートして、フタロシアニン分子を1次元状に配列させることに成功した。フタロシアニン分子は、回転角度と吸着位置が非常によくオーダーした分子鎖を形成する。さらにストライプ銀薄膜上に存在する1次元電子状態が、分子間に閉じこめられて量子井戸状態を形成することを見いだした。この配列構造と電子状態はSTMの探針によって容易にマニピュレーションをおこなうことが可能である。今年度は、シリコン表面上一次元的表面周期構造をテンプレートとして成長した積層欠陥を有する貴金属薄膜の電子状態について詳細な研究を行った。まず銀薄膜を試料としてその電子状態を低温走査トンネル顕微鏡(STM)を用いて観測した。平行な積層欠陥列によって挟まれた幅約1。3nmのストライプ領域には、明瞭な1次元的電子定在波が観測された。これは、銀(111)ショックレー表面状態が積層欠陥ステップによって量子化され、1次元的表面状態になったことを意味する。この解釈が正しいことは、試料表面上でSTMを用いてトンネル分光測定を行い、スペクトル形状を解析することで確かめることができた。

また詳細な解析の結果、積層欠陥ステップにおける有効ポテンシャル障壁の値や電子反射振幅の値を求めることに成功し、さらに銀薄膜のストライプ構造列に存在する1次元的状態は互いに独立した状態であることを見出した。これらの性質は、表面上に吸着した磁性有機分子間のRKKY的スピン相互作用を伝達するためには望ましい。しかし、量子閉じこめ効果と歪み効果によってエネルギーが上昇した結果、表面状態は非占有状態になっているため、このままではスピン相互作用を伝達することはできない。この欠点を克服するため、銀薄膜を金薄膜で置き換える実験をおこなった。シリコン基板上にストライプ構造を有する銀薄膜を成長させた後,510原子層程度の金をエピタキシャル成長させた。このようにして作製した金ストライプ薄膜にもやはり1次元的表面状態が存在し、しかも状態は部分的に電子に占有されていることがわかった。よって、RKKY的なスピン相互作用を媒介し、有機分子が発現する近藤効果の変調をもたらすことができると期待できる。これは、もともとバルク試料では金は銀より(111)ショックレー表面状態のエネルギーが0.5eV程度低いためであると考えられる。
卵巣癌のシスプラチン耐性回避のためのシスプラチン・テネイシン抗体併用療法の研究

抗テネイシン抗体と抗がん剤との併用療法による腫瘍抑制効果を検討した。2008卵巣癌細胞をヌードマウス皮下に移植1週間目より以下の各週スケジュールに従って処理した。(1)抗テネイシン抗体(aTNC)は1匹1回当たり125μgを3日毎に腹腔注射した。(2)抗体投与スケジュールに合わせて、5FUは、15mg/kg、Docetaxel(Doc)は2mg/kg、Cisplatin(Cis)は30mg/m^2を、それぞれ単独投与と抗体との併用投与を行った。(3)7週目まで腫瘍成長を観察した。腫瘍重量の変化は、抗体投与日毎に腫瘍の大きさを測定し(腫瘍長径X(腫瘍短径)^2)÷2で計算して算出した。また、抑制率は、(1-T/C)X100%によって算出した。その結果、Cis、5FU及びDoc単独投与での腫瘍抑制率は、それぞれ32.25%、61.06%、24.12%であったが統計的な有意差は見られなかった。抗体との併用投与では、それぞれ24.87%、43.8%、69.68%であり、aTNC+Doc群では、有意な相乗効果が見られた。しかしながら、CisとDoc単独投与群及びaTNC+Cis群での抑制効果は、5週までは全く見られず5週以降で抑制効果が観察できた。更にCis投与群では、抑制効果が観察されたと同時期に体重減少も観察された。また、免疫染色によってCis投与が、2008腫瘍細胞のTNC発現を上昇させることが観察できた。抗体との併用療法によって逆に抑制効果が減少した5FUとCis群では、抗がん剤によるTNCの発現上昇によるものと考えられた。また、単独では、十分な抑制効果を示さなかったDocが、抗体との併用によって高い腫瘍増殖抑制効果を示したことは、腫瘍の細胞増殖環境としてTNCが重要な役割を担っていることを示唆し、更に、この抗体療法は早くから腫瘍抑制効果を示すためQOLの維持においても効果的な治療法であることが期待できる。治療法を検討するため以下の基礎的な解析を行なった。1.腫瘍内のテネイシン(TN)分布(免疫組織化学染色):C13及び2008腫瘍中のTNの局在を免疫組織染色によって解析した。2008では、腫瘍内の結合組織に一致して局在していた。しかし、腫瘍周辺ではヒトTNは全く観察されず、マウスTNが主体であった。また、ヒトTNは、腫瘍の内部に限局していた。一方、C13腫瘍では、マウスTNが、腫瘍内外の結合組織部位に観察できるものの、ヒトTNは、C13腫瘍のごくごく一部に微量に観察できるだけであり、C13腫瘍そのものはヒトTNを殆ど産生していないことが分かった。2.各種ヒト癌細胞のシスプラチン感受性試験:シスプラチン添加培地によって各々の細胞を培養し、その状態を観察し、感受性の有無を検討した。以下の結果であった。感受性細胞(2008、A431、A375):培養3日目で全細胞が死滅、耐性細胞(C13):培養3日後も増殖を続けている、偽耐性細胞(KPL1、KPL3C、KPL4):培養3日後も顕著な細胞死は観察できないが、生存細胞は、細胞密度があまり高くならず増殖をしていないようであった。3.2008及びC13細胞移植腫瘍に対する、シスプラチンの腫瘍成長抑制効果の検討:2008(感受性)及びC13(耐性)腫瘍に対するシスプラチンの腫瘍成長抑制効果を検討した。2008腫瘍ではシスプラチンの抑制効果は全く観察できなかったが、逆に耐性のC13腫瘍は、シスプラチン投与によってその成長が抑制された。これより、これらの細胞は、培養下と生体内では全く異なった性質を示すことが分かった。4.KPL4移植腫瘍に対するシスプラチンの腫瘍成長抑制効果の検討:ヒト乳癌細胞株KPL4を移植しシスプフチンを投与したところ、非投与群に比べて投与群では、抑制率40%で腫瘍成長が抑制された。

しかしながら、CisとDoc単独投与群及びaTNC+Cis群での抑制効果は、5週までは全く見られず5週以降で抑制効果が観察できた。更にCis投与群では、抑制効果が観察されたと同時期に体重減少も観察された。また、免疫染色によってCis投与が、2008腫瘍細胞のTNC発現を上昇させることが観察できた。抗体との併用療法によって逆に抑制効果が減少した5FUとCis群では、抗がん剤によるTNCの発現上昇によるものと考えられた。また、単独では、十分な抑制効果を示さなかったDocが、抗体との併用によって高い腫瘍増殖抑制効果を示したことは、腫瘍の細胞増殖環境としてTNCが重要な役割を担っていることを示唆し、更に、この抗体療法は早くから腫瘍抑制効果を示すためQOLの維持においても効果的な治療法であることが期待できる。
糖尿病性心筋症の発症機序に基づく新たな治療法の確立

糖尿病症例では心不全の合併頻度が高く、その成因として糖尿病性心筋症(DMCMP)が重要である。DMCMPでは線維化と心筋細胞の脱落が重要な病理学的特徴であるが、申請者は予備的検討でDPP-4阻害により1型糖尿病マウスの心臓線維化が抑制されることを見出した。ただし、臨床試験ではDPP-4阻害薬の心血管イベント発症抑制の報告はない。この基礎実験と臨床結果の乖離に関して、申請者はマウス系統、1型糖尿病と2型糖尿病モデルの違いに着目した。また、心筋細胞の脱落機序に関しては『ネクロプトーシス』という新たな細胞死プログラムに着目し、DMCMPの病態解明を試みる。
ビタミンD_3代謝物を指標とする骨粗しょう症用臨床診断薬の開発

ヒト血液中の活性型ビタミンD_3〔1,25(OH)_2D_3〕を測定することは,骨粗しょう症の確定診断上で極めて有用である.現在,その測定は主としてradioreceptor assay (RRA)により行われているが煩雑な前処理を必要とするなど種々の問題を有している.そこで,我々はその解決にimmunoaffinity chromatography (IAC)を導入した.まず,固定化に用いるligandとして測定対象に極めて特異性の高い抗体の調製を企てた.すなわち,従来から抗D_3代謝物抗体の調製は種々試みられているものの,いずれも化合物自身の有する官能基を利用して蛋白質と結合させたハプテン-蛋白質結合体を免疫原としたものである.そのため,得られる抗体の特異性が低く,診断薬等への適用は困難であった.我々は,D_3代謝物に特徴的な官能基と離れた11位に着目し,約20工程を経てここを結合部位とする免疫原([C-11α]ハプテン)の合成,さらにこれを用いて極めて特異性の高いポリクローナル抗体の調製に成功した.本抗体は従来の抗体のみならず,汎用されているレセプターの特異性をも凌駕する優れたものであり,本抗体をligandとしたIACは十分満足し得るものであつた.さらに,開発したIAC/RRAシステムを実試料へ適用しその有用性を明らかとした.また,本免疫原を用いほぼ同様の性質を有するモノクローナル抗体の産生にも成功しており,これにより品質一定のligandを有するIACをほぼ半永久的に供給でき,キット化された骨粗しょう症診断薬への途も拓かれた.これらとは別に,HPLCによるD_3代謝物分析法の開発も企て,ヒト血中における25(OH)D_33-sulfateの存在を明らかとすると共に定量法を開発するなど優れた成果を挙げた.医療の進歩に伴い高齢化社会が訪れ,寝たきり老人の問題が大きな社会問題とされているが,骨粗しょう症も間接的な要因の一つである.骨粗しょう症は骨量の減少に基づくものであり,体液中ビタミンD(特にD_3)代謝物の消長と深く関連している.D_3は肝臓で25位に水酸化を受けて25-hydroxyvitamin D_3[25(OH)D_3]へ,ついで腎臓で1α位に水酸化を受けて活性型である1α,25-dihydroxyvitamin D_3[1,25(OH)_2D_3]に変換され,カルシウムの恒常性の維持等に寄与する.このようなD_3代謝物の体液中濃度を的確に把握することは,骨粗しょう症をはじめとする臨床診断,病態解析あるいは新薬の開発上極めて重要であり,数多くの方法が開発されているものの,簡便性,信頼性等に疑問が残されている.本研究は,この点を解決し優れた骨粗しょう症用臨床診断薬の開発を行わんとして,企画されたものである.先に,約20工程を経て11位を結合部位とする抗1,25(OH)_2D_3抗体調製用免疫原の合成,それによるポリクローナル抗体の産生に成功している.今年度はその諸性質に検討を加え,力価,親和性,特異性に優れることを明らかとした.これとは別に,各々側鎖構造,ステロイド骨格に特異的な抗体2種をCNBr法により不溶化担体に固定化し,その溶出条件,特異性,回収率,耐久性等を吟味しimmunoaffinity chromatographyを確立した.さらに汎用されている牛胸腺を用いるradioreceptor assayの前処理に適用しその有用性を明らかとした.また,HPLCによる25(OH)D_3及び3-sulfate定量法の開発にも成功した.ヒト血液中の活性型ビタミンD_3〔1,25(OH)_2D_3〕を測定することは,骨粗しょう症の確定診断上で極めて有用である.現在,その測定は主としてradioreceptor assay (RRA)により行われているが煩雑な前処理を必要とするなど種々の問題を有している.そこで,我々はその解決にimmunoaffinity chromatography (IAC)を導入した.まず,固定化に用いるligandとして測定対象に極めて特異性の高い抗体の調製を企てた.すなわち,従来から抗D_3代謝物抗体の調製は種々試みられているものの,いずれも化合物自身の有する官能基を利用して蛋白質と結合させたハプテン-蛋白質結合体を免疫原としたものである.そのため,得られる抗体の特異性が低く,診断薬等への適用は困難であった.我々は,D_3代謝物に特徴的な官能基と離れた11位に着目し,約20工程を経てここを結合部位とする免疫原([C-11α]ハプテン)の合成,さらにこれを用いて極めて特異性の高いポリクローナル抗体の調製に成功した.本抗体は従来の抗体のみならず,汎用されているレセプターの特異性をも凌駕する優れたものであり,本抗体をligandとしたIACは十分満足し得るものであつた.さらに,開発したIAC/RRAシステムを実試料へ適用しその有用性を明らかとした.また,本免疫原を用いほぼ同様の性質を有するモノクローナル抗体の産生にも成功しており,これにより品質一定のligandを有するIACをほぼ半永久的に供給でき,キット化された骨粗しょう症診断薬への途も拓かれた.これらとは別に,HPLCによるD_3代謝物分析法の開発も企て,ヒト血中における25(OH)D_33-sulfateの存在を明らかとすると共に定量法を開発するなど優れた成果を挙げた.

ヒト血液中の活性型ビタミンD_3[1,25(OH)_2D_3]を測定することは,骨粗しょう症の確定診断上で極めて有用である.現在,その測定は主としてradioreceptor assay(RRA)により行われているが,煩雑な前処理を必要とするなど種々の問題を有している.そこで,我々はその解決にimmunoaffinity chromatography(IAC)を導入した.まず,D_3代謝物に特徴的な官能基と離れた11位に着目し,約20工程を経てここを結合部位とする免疫原を合成し,ついでこれを用いて極めて特異性の高いポリクローナル抗体の調整に成功した.本抗体は従来の抗体のみならず,汎用されているレセプターの特異性をも凌駕する優れたものであり,本抗体をligandとしたIACは十分満足し得るものであった.本年度は,開発したIAC/RRAシステムを実試料へ適用しその有用性に検討を加えたところ,精度,正確度に優れ,腎不全患者のそれにも適用可能なことが判明した.また,先の免疫原を用いモノクローナル抗体の産生を企てたところ,力価,親和性,特異性の点でポリクローナル抗体のそれに遜色ない満足すべきものが得られた.これにより品質一定のligandを有するIACをほぼ半永久的に供給でき,キット化された骨粗しょう症診断薬への途も拓かれた.これらとは別に,HPLCによるD_3代謝物分析法の開発も企て,ヒト血中におけ25(OH)D_33-sulfateの存在を明らかにすると共に定量法を開発するなど優れた成果を挙げた.
H.pylori感染スナネズミ腺胃発がん過程における遺伝子変異

H.pylori(Hp)感染スナネズミに化学発がん物質N-methyl-N-nitrosourea (MNU)を投与し誘発した胃発がんモデルを確立し、炎症、腸上皮化生(IM)、胃がんの組織型などがヒトに類似した優れた疾患モデルであることを示した。発がん抑制には早期除菌ほど有効で、逆に感染時期は早い程発がん促進に働いた。高濃度食塩摂取は塩分濃度依存性にHp感染による炎症を増悪させ、胃発がん率を増加した。Hp感染のみで胃がんが誘発されるか検討した。Hp感染初期からIMを伴った異所性増殖性腺管(HPG)が発生しその進展とともに漿膜下まで増殖したが、除菌によって減少しうる可逆性病変であった。Hpの腺胃発がんにおける役割はプロモーション作用と考えた。IMはヒト分化型腺がんの前がん病変と考えられてきたが、25例の胃がんは、胃型40%、混合型52%、腸型8%と胃型がん細胞を含むがんは全体の92%を占めており、IMを前がん病変と想定することは困難であった。NF-κBの標的遺伝子で、その転写活性を制御するIκB遺伝子の転写量は、Hp感染による増加、除菌による低下が見られた。スナネズミ腺胃がん細胞内のNF-κBがCag E依存性に活性化され、IL-1β刺激によりIκB、Erk1/2 (p44/42 MAPK)、AKTのリン酸化が確認された。HpのCagEを介したがん細胞への増殖刺激が確認された。スナネズミβ-catenin cDNAはヒト、ラット、マウスと高い相同性を有していた。43例のスナネズミ腺胃がんの内1例(2.1%)でβ-cateninの核へ集積が見られ、コドン34に変異が確認された。その変異は胃がん進展の後期に起こることが示された。Hp感染スナネズミ腺胃化学発がんモデルにおいて、13%のウメエキスを飲水投与したところ、著しく胃がん発生が抑制された。複数のリグナン類にHp運動抑制効果が認められた。スナネズミにHp感染を行い、発癌物質を用いない自然経過と感染後除菌群の腺胃病変解析した。Hp感染後25週では、胃型粘液を有する腺管が粘膜下へ増生し、粘膜筋板をやぶって粘膜下に増殖巣を形成し、50週では、胃腸混合型の腸上皮化生が散見されただけでなく、粘膜下の増殖性腺管についても胃腸混合型の腸上皮化生じていた。Hp感染後75週まで経過すると、粘膜下の増殖性病変は奨膜にまで腫瘍様の進展を示し、粘膜内、粘膜下増殖巣いずれの腸上皮化生性腺管でも、Paneth細胞の出現を見るものが出現する完全型腸上皮化生への移行が見られた。除菌後の粘膜では、かつて見られた粘膜下増生は消退し粘液だけが残存する像が観察されるのみとなり、Hp感染により障害され消失していた壁細胞は再び出現し、胃粘膜の修復が観察された。