hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
クロマチン相互作用の検出による核内染色体形態の解析

出芽酵母をモデルに、分裂期の染色体凝縮に働くコンデンシンが、間期でも染色体の形の制御に働くことがわかった。細胞の接合型(aとα型)に応じて、接合型遺伝子を持つ3番染色体の形に差異が有ることを発見した。この形の制御にコンデンシンが働いている。さらに、同染色体上でa型細胞特異的にコンデンシンが結合するシス配列を同定した。このシス配列は、a型特異的な3番染色体の形の形成に必要で、同染色体上の任意の場所に移動してもその役割を果たすことが解った。さらに細胞の接合型変換の制御に、このシス配列とコンデンシンが働くことが解った。染色体の形をコントロールすることで、接合型変換の調節をしていると考えられる。本年度は出芽酵母をモデルとして、3番染色体の両端近傍にそれぞれ位置するHMLとHMR遺伝子間での相互作用を指標として、IACC法を試みることを当初の予定としたが、その最初の段階で以下の新事実を発見した。HML, HMRはそれぞれ酵母の性決定に相当するalpha-type、a-type遺伝子の非発現コピーをコードしている。これらのコピーの何れか一方が3番染色体にあるMAT遺伝子座にコピーされ、酵母の性(mating type)に相当するalpha、もしくはa遺伝子が発現する。まずHML-HMRの相互作用をchromosomeconformation capture (3C)法により確認した。その過程で、染色体凝縮に働くコンデンシンに依存してHML-HMRが相互作用することが新しく解ってきた。さらにHML、HMR両遺伝子座にコンデンシンは結合するが、HML近傍にはそれらに比較して1桁以上強い結合シグナルを示すコンデンシン結合部位があることが判った(CFRと呼ぶ)。さらにCFRへのコンデンシンの結合は、ヘテロクロマチン形成に関与する因子や、mating typeに依存する性質があることが新しく解った。また、コンデンシンにより3番染色体の折りたたみ状態が調節され、mating-typeに依存してHML、あるいはHMRのどちらのコピーがMAT遺伝子座にコピーされやすいのかが調節されていることを示唆する結果を得た。酵母の性に相当するmating typeは、細胞が分裂する毎に異なるmating-typeに変わる様に調節されていることが観察されていたが、長くその制御については不明の部分があった。今回の結果により、コンデンシンにより3番染色体の折りたたみ状態を制御することで、mating-typeをスイッチしているモデルが考えられる。本年度の計画では、染色体の任意の部位間での相互作用を視覚的に捉えるIn situ Amplification of Chromosome Connection (IACC)法の開発を試みることを目的とした。そのために、モデル生物である酵母を使い、既に報告されている酵母の3番染色体両端部付近に位置するHML、およびHMR遺伝子座の相互作用を指標に手法の開発に取り組む予定をしていた。しかし、HML-HMRの相互作用を、3C法によって確認している過程で、この相互作用にコンデンシンが必要であること、さらにはコンデンシンによる3番染色体の折りたたみ状態の調節により、酵母の性に相当するmating typeの変換が制御されていることを新たに見いだした。この調節機構の解明に取り組んだために、当初の予定から遅れが生じてしまった。出芽酵母は多くの真核菌類で観られるホモタリック(自家和合性)ライフサイクルを行う。減数分裂を経て形成された1つの胞子を栄養条件下におくと増殖を始め、1回目の分裂の後に母細胞側でのみ9割の確率で接合型変換が起きる。高頻度で接合型変換により、効率的に2倍体ライフサイクルに戻る。出芽酵母はαおよびa型の接合型があり、それを決定する遺伝子は3番染色体の左右両腕付近のHML、HMRにコードされているが、これらの領域はSirtuinの働きでヘテロクロマチン化され、発現は抑えられている。細胞の接合型は、3番染色体中程にあるMATにいずれか一方の遺伝子がコピーされ、発現することで決まる。MATにどちらの遺伝子をコピーするか(donor choice)は細胞の接合型により厳密に制御され、高頻度で異なる接合型遺伝子をコピーする調節がG1期で働いている。これに、分裂期の染色体凝縮に働くコンデンシンが働くことを見出した。a細胞では9割の高頻度でHMLのα遺伝子がコピーされるが、コンデンシン変異では6割に低下し、1/2の確率に近くなることがわかった。また昨年、HMLから20kbの位置に接合型に依存してコンデンシンが結合する部位(CFR)を見出している。本年度、MATから20kbの位置に有るtDNA(コンデンシン結合部位)とCFRとの相互作用が接合型に応じて変化することを見出した。これは、HMLとMATの距離が接合型に応じて変わっていることを示している。昨年までに、CFRの働きでHMLとHMRの相互作用が接合型に応じて大きく変わることで、3番染色体の形態が変化することを見出した。これらの結果から、接合型に応じてコンデンシンの働きにより3番染色体のグローバルな形のみならず、HMLとMATの相対的距離を制御することで、細胞の接合型に応じたdonor choiceが制御されていると考えられる。出芽酵母をモデルとして、3番染色体左右両端付近にある2つのヘテロクロマチン領域、HML、およびHMRの相互作用の解析途中で、分裂期での染色体凝縮に働くコンデンシン複合体がこれに働く事を昨年までに見出した。

そこで、本年度はコンデンシンによる3番染色体の末端付近同士の相互作用による染色体形態の変化の詳細を明らかにすることに加え、それがどの様な生物機能発現に関わるのかを検討することに専念した。その結果、酵母の接合型変換の調節にコンデンシンによる染色体形態の変化が働く事を新しく発見するに至った。この過程で、接合型変換の調節を調べる際に使用する細胞株を他の研究室から譲渡を受け、それに温度感受性を示すコンデンシン変異を導入することを試みた。しかしその過程で、譲渡を受けた細胞株に未知の温度感受性変異が混在している可能性があることが判明した。そのために、細胞株の作出に時間を費やし、当初の予定から遅れが生じることにつながった。出芽酵母Saccharomyces cerevisiaeは多くの真核菌類で観られるホモタリック(自家和合性)ライフサイクルで増殖する。そのためには細胞の性に相当する接合型が、高度に調節されて変換することが重要な過程となる。この接合型変換の調節に、染色体凝縮で中心的役割を果たすコンデンシンが関与する事を見出した。さらに、2種の接合型遺伝子(alphaとa)をコードした3番染色体末端付近のHMLとHMR遺伝子座が、コンデンシンの働きによりそれらの相互作用が促進され、その結果として染色体が折りたたまれることを見出した。またその折りたたみ状態は、細胞の接合型に応じて差異があることを見出した。3番染色体左腕のHMLから20kb離れた部位に、a型細胞特異的なコンデンシン結合部位を同定し、この部位を欠失すると、3番染色体の折りたたみ状態がa型細胞であるにもかかわらずalpha型細胞に類似することを見いだした。そこで、この部位をChromosome Folding Regulator (CFR)と呼びその性質に注目した。CFRを3番染色体上の様々な位置に移動したところ、いずれの場所でもa型細胞でコンデンシンが結合することがわかった。さらにa型細胞でCFRを3番染色体の左腕のみならず右腕に移動した場合でも、HMLとHMRの相互作用を促進してa型細胞で特徴的に観られる3番染色体の折りたたみ状態の形成に働くことが解った。これらの結果は、CFRは、そこにコンデンシンが結合することで、HMLとHMRの相互作用を促進して染色体折りたたみを調節するcis配列として機能することを示している。そしてCFRは、染色体上の位置に関わらず、足場の様な役割を果たす部位であると推測できる。このCFRの機能によって、a型で特徴的な染色体のかたちが形成され、それが接合型の変換調節に貢献していると考えられる。出芽酵母をモデルに、分裂期の染色体凝縮に働くコンデンシンが、間期でも染色体の形の制御に働くことがわかった。細胞の接合型(aとα型)に応じて、接合型遺伝子を持つ3番染色体の形に差異が有ることを発見した。この形の制御にコンデンシンが働いている。さらに、同染色体上でa型細胞特異的にコンデンシンが結合するシス配列を同定した。このシス配列は、a型特異的な3番染色体の形の形成に必要で、同染色体上の任意の場所に移動してもその役割を果たすことが解った。さらに細胞の接合型変換の制御に、このシス配列とコンデンシンが働くことが解った。
Wntシグナル伝達経路に着目した未分類肉腫分類の試み

発生頻度が低くかつ多彩な組織型を呈する未分化/未分類肉腫には特異性の高いマーカーがなく、この腫瘍の診断には新たな特異的マーカーを検索することが重要である。本年度は、金沢医科大学病院臨床病理部および金沢大学附属病院病理部に保管されているundifferentiated pleomorphic sarcoma/未分化多形肉腫/悪性線維性組織球腫の症例を選出し、それらのパラフィンブロックを遠隔転移の有無などの主な臨床情報とともに集め研究に供した。未分化/未分類肉腫におけるWntシグナル伝達経路の関与を検索するために、Wntシグナル伝達経路に属し、かつ軟部腫瘍でのタンパク過剰発現が示唆されているDKK1ならびにβカテニンに関して、遺伝子増幅の有無の確認を行い、さらに全ゲノム解析において増幅が確認された遺伝子コピー数増加のvalidateion(確認)に供するためにFluolescence in situ hybridization (FISH)法を行った。具体的には、The UCSC Genome Browserにて、DKK1遺伝子を含む染色体領域をカバーするBacterial Artificial cloneとして、RP11-341F8を選出し、そこからBAC DNAを増幅し、蛍光ラベルを行うことによりFISH probeを作成した。現在、未分化/未分類肉腫に対して、FISH法を試みている。本学および金沢大学附属病院病理部に保管されている未分化/未分類肉腫は、希少がんに該当することもある腫瘍で、そのパラフィンブロックおよび臨床情報を収集するのは予想以上に困難であった。Wntシグナル伝達経路に属する遺伝子であるDKK1に着目し、その遺伝子増幅をFISH法にて検索した。BAC cloneからのFISH probe作成において、plasmidが十分得られず、plasmidを含んだ大腸菌が増殖しないか、あるいは精製の効率が悪いかなどの原因が考えられ、probe作成用のBAC DNAの確保に時間を要した。未分化/未分類肉腫検体から抽出されたゲノムDNAに対して、Affimetrix OncoScan assayを用いた全ゲノム的なコピー数の解析を行い、そこで高度な遺伝子コピー数の増加が認められたものに対しては、先に確立したFISH法により確認を行う。FISH法で、遺伝子増幅が確認できた遺伝子に関しては、未分化/未分類肉腫における頻度、タンパク発現との相関、年齢、性別、進行度、リンパ節転移、リンパ管侵襲および静脈侵襲などの臨床病理学的な因子との相関を検討する。本年度は、様々な遺伝子の中で腫瘍微小環境形成に関連があることが示唆されており、未分化多形肉腫における陽性率に関する報告がみられない1つの遺伝子(VEGF)に着目し、その遺伝子を含むBacterial Artificial Chromosome cloneよりFISH probeを作成して免疫染色および、FISH法を施行した。未分化多形肉腫のホルマリン固定パラフィン包埋(FFPE)検体100例に対してこの遺伝子に対するタンパク発現に関して免疫組織化学染色を行いその発現の程度を3段階で評価したところ、約30%に陽性像が見られた。さらに免疫染色法で陽性を示した検体に対してFISH法を行ったがいずれも遺伝子の増幅は観察されなかった。またタンパク発現の程度と、患者の年齢や性別、癌の進行度やリンパ節転移、リンパ管侵襲および静脈侵襲などの臨床病理学的な因子との相関、さらに腫瘍内微小血管密度との相関についても検討したが有意なものは得られなかった。現在、この遺伝子増幅と腫瘍周囲に浸潤している炎症細胞浸潤の数や分布との相関に関して、免疫組織化学染色を行うことにより評価を行っているところである。また、未分化/未分類肉腫のFFPE検体の全ゲノム的な遺伝子増幅の解析を行うために、各症例の様々な情報を検索し選出し、OncoScan assayによる全ゲノム解析用およびReal-time PCR解析用に使用可能かつ再現性検証が可能な検体を選別する操作を実施した。OncoScanassayによる全ゲノム的な遺伝子増幅の解析などに供与すべきFFPE検体を選別しているが、解析に使用可能でありかつ再現性検証も可能と考えられる検体数が予想よりも少なく、OncoScan assayによる全ゲノム的な遺伝子増幅解析が計画より若干遅延している。現在、ほぼ予定数の検体が得られているので、今後の研究については予定どおり進行できるものと考えている。

本学および金沢大学附属病院病理部に保管されている未分化/未分類肉腫は、希少がんに該当することもある腫瘍で、そのパラフィンブロックおよび臨床情報を収集するのは予想以上に困難であった。Wntシグナル伝達経路に属する遺伝子であるDKK1に着目し、その遺伝子増幅をFISH法にて検索した。BAC cloneからのFISH probe作成において、plasmidが十分得られず、plasmidを含んだ大腸菌が増殖しないか、あるいは精製の効率が悪いかなどの原因が考えられ、probe作成用のBAC DNAの確保に時間を要した。平成29年度に解析し実験に供与可能な未分化/未分類肉腫50検体よりゲノムDNAを抽出し、OncoScan assayによる全ゲノム的な遺伝子増幅の解析を実施する。その中からWntシグナル伝達経路およびp53経路あるいはそれに関連した遺伝子のうち増幅が特に高度な増幅が見られるものを選び出し、それらを未分化/未分類肉腫の特異的マーカーの候補とし、Fish法による遺伝子増幅の確認、RT-PCR法によるDNAコピー数の変化、免疫染色法によるタンパク質過剰発現の確認を実施する。未分化/未分類肉腫検体から抽出されたゲノムDNAに対して、Affimetrix OncoScan assayを用いた全ゲノム的なコピー数の解析を行い、そこで高度な遺伝子コピー数の増加が認められたものに対しては、先に確立したFISH法により確認を行う。FISH法で、遺伝子増幅が確認できた遺伝子に関しては、未分化/未分類肉腫における頻度、タンパク発現との相関、年齢、性別、進行度、リンパ節転移、リンパ管侵襲および静脈侵襲などの臨床病理学的な因子との相関を検討する。平成29年度に計画していたOncoScan assayによる全ゲノム的な遺伝子増幅解析の実施が若干遅れたため、解析に必要な使用期限のある試薬などの購入を見送った。平成30年度、上記解析に必要な試薬を購入するために使用する計画である。ゲノム解析を行う前に、その精度のvalidation(確認)を行うために、FISH probeの作成を含むFISH法を行った。そのため、ゲノム解析を行うための試薬を購入するための予算を確保しておく必要が生じた。
ナノインプリント領域全域での高速充填と均一残膜を実現するモールド設計技術の研究

光ナノインプリント(UV-NIL)技術を多種多様なデバイスに適用するため、高速充填や欠陥(バブル欠陥や不均一残膜分布)の低減による高スループット、低コスト化が求められている。本研究の目的は、ナノインプリント領域全域に対しての充填挙動を明らかにし、凝縮性ガスを用いるUV-NILにおいて、高速充填や残膜均一化を可能にするリソグラフィ用モールドの設計技術の高度化を図ることである。昨年度までの研究において、次の要素技術の開発を行った。モールドパターンの容積均一化用補正パターンジェネレータにおいて、モールドパターンの粗密が激しい場合にも対応できる補正機能を新たに実装することにより、汎用性を高めた。また、任意形状の配線パターンを有するテストパターンに対して、パターン補正による容積均一化やナノインプリントシミュレーションによる残膜均一化効果の評価を行い、残膜分布の標準偏差を1/5まで低減できることを示した。さらに、凝縮ガスを用いたUV-NIL時の充填速度の向上においては、充填挙動のリアルタイム観察システムを併用し、100nm-5μmのドットパターンに対して、1秒以内の充填ができることを明らかにした。その結果で得られた条件により、ホログラムパターン(最小線幅:300nm)サンプルの作製を実証した。今年度には、これまで開発した技術を基に、(1)マスクレスレーザー描画装置を用いた容積均一化モールドの作製、(2)ナノインプリントシミュレーション技術及びと凝縮性ガスを用いるUV-NIL実験検証を行い、モールドパターンの容積均一化用補正パターンジェネレータによるパターン補正の残膜均一化効果を明らかにした。その結果を国際学会で発表し、ベストオーラルプレゼン賞を受賞した。光ナノインプリント(UV-NIL)技術を多種多様なデバイスに適用するには、高速充填や欠陥(バブル欠陥や不均一残膜分布)の低減によるプロセスの高スループットや低コスト化が重要である。本研究の目的は、ナノインプリント領域全域に対しての充填挙動を明らかにすることによって、凝縮性ガスを用いるUV-NILにおいて、高速充填や残膜均一化を可能にするリソグラフィ用モールドの設計技術の高度化を図ることである。平成28年度には、UV-NILにおいて、所望パターン密度分布が不均一であっても残膜分布を均一にすることが可能である容積均一化モールドを研究対象に取り上げ、その設計手法の自動化アルゴリズムを提案した。その有効性を検証するため、CADソフトウェア上で駆動する補正パターンジェネレーターを試作した。テスト図面により生成された補正パターンに対して、数値シミュレーションや理論・従来実験結果等との比較を行うことによって、妥当性を検証し、その結果を論文として発表した。容積均一化モールドの設計手法では、モールド表面を指定サイズの領域に分割し、各分割領域(粒度)内の容積を均一化するための2段目補正パターンを生成する。ここで、粒度の形状やサイズは残膜厚分布と充填時間に大きい影響を及ぼす因子である。そのため、上記補正パターンジェネレーターやナノインプリント解析用ソフトウェアを併用し、容積均一化効果の粒度等、異なる補正パターン形状および粘度条件に対しての成形特性の依存性を調べ、充填時間と粒度サイズの関係、粘度-充填時間-残膜均一化効果の関係等を明らかにした。この結果に関しては近く口頭発表および論文の形で公表する予定である。当初の今年度の研究計画は、(1)2段深さ容積均一化モールドの作製において、数値シミュレーションによる補正パターン設計技術の高度化を行い、実験検証や理論・従来実験結果との比較を通してその妥当性を検証すること、(2)モールド全域での充填挙動の観察用の暗視野観察システムを構築することであった。今年度には、補正前後のテストパターン図面ファイルを用いたナノインプリントシミュレーションを通して、残膜分布の標準偏差を1/3以下に低減できることを示した。また、容積均一化モールドパターンの自動設計アルゴリズムを構築し、補正パターンジェネレーターを試作することにより、汎用性を高めた。さらに、市販のUV-NILシミュレーションソフトウェアを併用することによって、補正後の残膜厚均一化や充填時間減少効果を予測できるようにした。モールド全域での充填挙動の観察用の暗視野観察システムの構築においては、基礎成形テストや各種治具作成等を行った。今年度研究実績の概要は次のようである。(1)モールドパターンの容積均一化用補正パターンジェネレータにおいて、モールドパターンの粗密が激しい場合にも対応できる補正機能を新たに実装することにより、汎用性を高めた。また、任意形状の配線パターンを有するテストパターンに対して、パターン補正による容積均一化やナノインプリントシミュレーションによる残膜均一化効果の評価を行い、残膜分布の標準偏差を1/5-1/3に低減できることを示した。その成果を国際学会と国際誌で発表した。(2)モールド作製工程に関しては、セルフアライメントによるモールド作製工程の開発を目指して、選択比が高いSiとSiO2のICPエッチング条件を構築した。(3)凝縮ガスを用いた光ナノインプリント時の充填速度の向上においては、充填挙動のリアルタイム観察システムを併用し、100nm-5μmのドットパターンに対して、1秒以内の充填ができることを明らかにした。その結果で得られた条件により、ホログラムパターン(最小線幅:300nm)サンプルの作製を実証し、国際学会での成果発表を行った。

当初の今年度の計画は、ロジックデバイスやメタマテリアル等で主に要求される寸法(幅0.051um)を有する任意デバイスパターンの作製において、高速充填や均一残膜分布が得られるモールド図面案を作成し、数値シミュレーションを通して評価や改良を行うことであった。今年度には、残膜均一化を目指したモールド設計においては、モールド補正パターンジェネレータにより補正したTEGパターン図面ファイルに対してナノインプリントシミュレーションを行い、残膜分布の標準偏差を1/5-1/3に低減できることを示した。また、容積均一化モールドパターンの補正プログラムにおいては、密度分布のばらつきが大きいパターンに対しての補正手法を開発することにより、汎用性を高めた。充填速度においては、ナノインプリント装置や充填挙動のリアルタイム観察システムを併用し、100nm-5μmのドットパターンモールドに対して、1秒以内の充填ができることを実証した。その結果で得られた条件により、ホログラムパターン(最小線幅:300nm)サンプルの作製を実証した。また、昨年度の研究結果、2段目補正パターンのエッチング深さを柔軟に制御できる補正パターン生成手法の必要性が明らかでった。その対策として、今年度には、2次元ダミーパターン生成法を併用したハイブリッド補正技術やマルチ粒度分割技術を提案し、モールド面内のパターン密度分布のばらつきを制御できるようにした。光ナノインプリント(UV-NIL)技術を多種多様なデバイスに適用するため、高速充填や欠陥(バブル欠陥や不均一残膜分布)の低減による高スループット、低コスト化が求められている。本研究の目的は、ナノインプリント領域全域に対しての充填挙動を明らかにし、凝縮性ガスを用いるUV-NILにおいて、高速充填や残膜均一化を可能にするリソグラフィ用モールドの設計技術の高度化を図ることである。昨年度までの研究において、次の要素技術の開発を行った。モールドパターンの容積均一化用補正パターンジェネレータにおいて、モールドパターンの粗密が激しい場合にも対応できる補正機能を新たに実装することにより、汎用性を高めた。また、任意形状の配線パターンを有するテストパターンに対して、パターン補正による容積均一化やナノインプリントシミュレーションによる残膜均一化効果の評価を行い、残膜分布の標準偏差を1/5まで低減できることを示した。さらに、凝縮ガスを用いたUV-NIL時の充填速度の向上においては、充填挙動のリアルタイム観察システムを併用し、100nm-5μmのドットパターンに対して、1秒以内の充填ができることを明らかにした。
セルロース添加加工米による咀嚼および摂食量の制御

本課題は、申請者が開発したセルロース添加加工米で、食に対して満足感を充足しながら咀嚼回数増加と摂食量減少によって摂食量をコントロールすることを目的とした。さらに、fMRI法による脳賦活化部位測定、食後血糖、咀嚼物の物性を測定することで、摂食量減少の作用機序を明らかにすることを目標とした。セルロース添加加工米による摂食量減少は、食後血糖とは関係がない一方で、咀嚼物の物性が関わっている可能性が示唆された。セルロース添加加工米は高い満腹感を伴う。本年度は、セルロース添加加工米の化学組成を評価し、セルロース添加加工米の血糖値への影響を動物およびヒトの食後血糖測定により評価した。さらに、セルロース添加加工米の咀嚼物の物性測定も行った。セルロース添加加工米の化学組成については、満腹感との明確な関連は明らかにできなかった。セルロース添加加工米はヒトにおいてもラットにおいても食後血糖上昇を緩和作用があることが、通常の米と比較して明らかなった。一般的に、血糖値と満腹感は正の相関関係にあると考えられている。そのため、セルロース添加加工米の満腹感は食後血糖が原因ではないかもしれない。セルロース添加加工米の咀嚼物の物性測定のため、咀嚼物専用の粘度計をハーゲンポアズイユの法則を基に開発した。セルロース添加加工米の咀嚼物は、通常の米と比べて粘度が高いことが開発した粘度計より明らかにした。セルロース添加加工米は、その咀嚼物の高い粘度が満腹中枢を刺激している可能性が示唆された。開発した咀嚼物の粘度計については、試料が3リットル程度の量が必要である。現在咀嚼物の粘度が少量で簡便に計れるよう、改良も進めている。咀嚼能力が低下すると、食べることや話すことが困難になり、やがて寝たきりになるリスクが上昇する。咀嚼能力は咀嚼物の物性として測定が可能である。そのため、咀嚼能力を咀嚼物の粘度計から評価できるかも検討を行っている。本研究は、咀嚼と肥満の関係をセルロース添加加工米を用いてfMRIから明らかにすることを目的としていた。しかし、咀嚼時のfMRI画像の解析が困難であった。昨年度はセルロース添加加工米の成分分析や咀嚼物の物性への影響を明らかにし、本年度はセルロース添加加工米が摂食量を減少することをヒトで再度確認して、さらにセルロース添加加工米の中の成分の中でアミノ酸に着目して実験を行った。fMRI測定時の試料については液体しか使用できないため、アミノ酸水溶液を用いた。アミノ酸水溶液を0.6ml摂取した場合の脳の賦活化部位の測定をfMRI(1.5T MRI SIGNA MRI/i EchoSpeed 1.5,GE Medical Systems, Fairfield, CT, USA)で測定した。被験者9人用いて、マトラボ上でSPM5を用いて解析を行った。アミノ酸溶液についてはうまみ物質であるグルタミン酸に着目した。0.2mmol/Lの濃度のグルタミン酸溶液を用いたが、満腹中枢である視床下部腹内側核の賦活化は認められなかった。また、咀嚼自体にも着目した。そこで、咀嚼能力測定器の開発も行った。咀嚼能力測定器は、唾液分泌量、食べ物の破砕具合、アミラーゼ活性が反映する咀嚼物の物性を測定するものである。落球粘度計を改良した試作機を作製したが、咀嚼物の量が20ml程度必要であった。さらに少量の試料で咀嚼能力を測定するために、現在、生コンクリートの物性測定などに使われていた理論を用いて、現在改良型の設計を行っている。これまでに、セルロース添加加工米は、対照米と比べて、咀嚼回数を上昇させること、摂食量を減少させること、咀嚼物の粘性が高くなること、食後血糖上昇が穏やかになることを明らかにしてきた。また、食品摂取と脳賦活化部位の関係の一端もfMRIを用いて明らかにしつつある。本年度は、セルロース添加加工米の咀嚼物の粘性と満腹感の関係を明らかにするために、咀嚼物専用の粘性測定装置の開発を行った。咀嚼物専用の粘性測定装置は、生コンクリート用の粘性測定器を基に開発した。なお、粘性とは「流れに対する抵抗」と定義され、粘性が高いとは流動性が低いことを示している。

咀嚼物専用の粘性測定装置の妥当性を、粘性と咀嚼回数との相関や、粘性と唾液分泌量との関係、高齢者と若年層の粘性の違いなどから明らかにした。唾液分泌量は食品の塩分濃度によって調節した。その結果、咀嚼物の粘性は、咀嚼回数と正の相関が認められ(r=0.9,p<0.01)、唾液分泌量との間には負の相関が認められた(r=0.8,p<0.01)。高齢者(85歳)は若年者(27歳)よりも咀嚼物の粘性が高いことも示された。理論的には、粒子が細かい方が咀嚼物の粘性が低下し、唾液量が多い方が咀嚼物の粘性が低下するはずである。理論的に矛盾がないことから、咀嚼物専用の粘性測定装置を用いて咀嚼物の粘性を評価することが可能になったと判断した。今後は、咀嚼物の粘性と満腹感の関係を中心に、セルロース添加加工米の機能性を評価する予定である。当初は咀嚼時の脳の活動をfMRIで測定する予定であった。ところが、振動から、fMRIで咀嚼時の脳活動解析自体を疑問視する風潮があり、方向転換を強いられている。セルロース添加加工米の摂食抑制についてはヒトで実験しており、セルロース添加加工米の成分分析や咀嚼物の物性に与幻る影響を明らかにしてきた。昨年度は、食品成分と脳の活動をfMRIで測定したが、満腹中枢との関連は認められなかった。今後は、咀嚼能力測定器の開発も試みる。咀嚼能力測定器は、高齢者などに見られる咀嚼能力低下を早期に発見する機器であり、早期に咀嚼能力低下を検知して咀嚼能力を保持増進することができれば、健康寿命を延ばすことが可能である。24年度が最終年度であるため、記入しない。咀嚼能力測定器の開発を目標とする。咀嚼能力測定器に関しては既に試作機を作成しており、改良型の設計を行っているところである。咀嚼能力の低下は高齢者で多く見られ、食べ物の摂取が困難になる可能性が高い。咀嚼能力を早期に発見することができれば、トレーニング等で咀嚼能力を改善することが可能である。これまで咀嚼能力の測定は、咀嚼後のせんべいの粒度分布や、咀嚼後のグミ中のグルコース濃度等から測定されることが多い。これらはいずれも粒子を小さく粉砕する力を測定している。しかし、咀嚼能力には、唾液の分泌能力や唾液アミラーゼ活性も関わる総合的な指標が必要である。そこで、咀嚼能力を総合的に測定できる機器の開発を目的とした。咀嚼能力測定器は、健全な被験者を基に、段階的に咀嚼回数などを変えて咀嚼物の物性測定から評価する。
OX40リガンド遺伝子欠損マウスを用いたOX40/OX40L系の免疫制御機構

<目的>OX40リガンド(OX40L)は我々が遺伝子単離した免疫分子で、TNFファミリーに属する。最近、我々はOX40L遺伝子欠損(KO)マウスを作製し、OX40Lが抗原提示細胞の機能に重要な役割を果たすことを明らかにした。自己免疫発症及びTh1/Th1反応におけるOX40Lの機能を解析するために、同マウスを用いて、実験的自己免疫性脳脊髄炎(EAE)およびLeishmania Major(LM)感染実験を行った。<結果>1.直接抗原をマウスに免疫して誘導するactive EAE、in vitroで樹立した抗原特異的T細胞をマウスに静注して誘導するpassiveEAEの両者で、OX40L欠損マウスにおいてEAEの発症が抑制された。以上の結果より、OX40LがT細胞の初回免疫レベル、エフェクター機能発現レベルの両者においてEAE発症に直接的に関与することが明らかになった。2.Leishmania Major(LM)はマウスの免疫反応解析に用いられる代表的な寄生虫である。LMは、感染させるマウスの遺伝背景の違い(C57BL/6とBalb/c)により、免疫反応が大きく異なる。C57BL/6マウスではLM感染に対しTh1反応が惹起され、耐性を示す。一方、BALB/cマウスではLM感染に対してTh2反応が惹起され感受性となる。そこでOX40L欠損C57BL/6及びBALB/cマウスを用いてLM感染実験を行った。その結果OX40L欠損C57BL/6マウスでは野生型マウスと全く遜色無い耐性を示したが、OX40L欠損BALB/cマウスではTh2反応の抑制とTh1反応の亢進が観察された。以上の結果より、OX40LがLM感染におけるTh2反応制御に関与する可能性が示唆された。OX40(CD134)はTNF受容体ファミリーの1つで、そのリガンド(OX40L)は我々がHTLV-I・Taxの転写標的遺伝子として単離したII型受容体蛋白gp34である。OX40はT細胞活性化における副刺激伝達分子の1つで、種々の自己免疫特異的T細胞に発現することが知られているが、免疫制御機構におけるOX40/OX40L系の機能的役割は未だ解明されていない。そこでOX40L欠損マウスを作製し解析した結果、同マウスにおいて蛋白抗原特異的T細胞のprimingが強く抑制されること、その原因が抗原提示細胞(APC)の機能障害であることが明らかになった。これら解析過程において、OX40Lの発現がCD11c陽性樹状細胞をCD40刺激し、活性化した場合に強く誘導されることが分かった。これらの結果より、OX40LがAPC特に樹状細胞の機能発現に重要な働きを果たす可能性が示唆された。同時に、マウスOX40Lに対する単クロン抗体を作製し、同抗体をマウスに投与することにより、コラーゲン誘発性関節炎(CIA)や実験的自己免疫性脳脊髄炎(EAE)の発症も強く抑制されることを見出した。さらに、恒常的にOX40を活性化するOX40Lトランスジェニックマウスを作製したところ、抗原特異的T細胞の反応性が極端に亢進しており、同様に抗原反応性サイトカイン産生が亢進し、特にIFNγ産生は野生型マウスの数十倍に達していた。これらの結果より、OX40/OX40L系がin vivoでも免疫制御に深く関わっていることが示唆された。

最近、我々はOX40L遺伝子欠損(KO)マウスを作製し、OX40Lが抗原提示細胞の機能に重要な役割を果たすことを明らかにした。自己免疫発症及びTh1/Th1反応におけるOX40Lの機能を解析するために、同マウスを用いて、実験的自己免疫性脳脊髄炎(EAE)およびLeishmania Major(LM)感染実験を行った。<結果>1.直接抗原をマウスに免疫して誘導するactive EAE、in vitroで樹立した抗原特異的T細胞をマウスに静注して誘導するpassiveEAEの両者で、OX40L欠損マウスにおいてEAEの発症が抑制された。以上の結果より、OX40LがT細胞の初回免疫レベル、エフェクター機能発現レベルの両者においてEAE発症に直接的に関与することが明らかになった。2.Leishmania Major(LM)はマウスの免疫反応解析に用いられる代表的な寄生虫である。LMは、感染させるマウスの遺伝背景の違い(C57BL/6とBalb/c)により、免疫反応が大きく異なる。C57BL/6マウスではLM感染に対しTh1反応が惹起され、耐性を示す。一方、BALB/cマウスではLM感染に対してTh2反応が惹起され感受性となる。そこでOX40L欠損C57BL/6及びBALB/cマウスを用いてLM感染実験を行った。その結果OX40L欠損C57BL/6マウスでは野生型マウスと全く遜色無い耐性を示したが、OX40L欠損BALB/cマウスではTh2反応の抑制とTh1反応の亢進が観察された。以上の結果より、OX40LがLM感染におけるTh2反応制御に関与する可能性が示唆された。
公共財経済におけるコアの理論

最初に、これまでの研究のサーベイを行った。その結果は、当初の予想通り、公共財の外部性という性質にもかかわらず、一部の経済主体の提携が提携外の経済主体へ与える影響は考慮外とするというのが、これまでの研究の基本的視点であることが確認できた。ついで、研究の第2段階として、これまでの経済モデルの枠組みの中で提携外への影響を明示的に考慮したとき、コアがどう変化するか、シミュレーション分析を試みた。その結果は、レプリカの方法で経済を大規模化させていっても、コアはまったく影響を受けず、大規模化する以前の大きさのままにとどまるという、新しい発見であった。この点は、シミュレーションモデルを精緻化した経済モデルでも確認することがき、その成果を論文『公共財経済におけるコアの再検討』としてまとめることができた。第3段階では、これまでのモデルとは異なり、提携外への漏れを一定の尺度で測定し、それがつねに提携に還元されるモデルを構築した。このモデルを用いたシミュレーション分析では、比較的小規模な経済のもとでは、コアは一定程度の広さをもった配分の領域となるが、経済が大規模化するにつれ、ある一つの効率的配分に収縮していくことが確認できた。この点は、たとえ大規模経済下であっても、公共財が存在する場合にはコアは広い領域のままにとどまるという、これまでの研究成果とはまったく異なった成果である。しかし、どの効率的配分に収縮するかは漏れを測定するために導入した尺度に依存し、たとえばリンダール均衡配分といった、特定の配分につねに収縮するといった結果にはならない。逆に見方をすると、任意の効率的配分にたいして、それを大規模経済下のコアとする尺度が存在する。以上の点もまた、シミュレーションモデルを精緻化した経済モデルで確認することができた。現在、こうした特性を整理し、論文としてまとめつつある。
新しいマウスモデルを用いた内リンパ嚢の細胞性免疫反応の解析

交付申請書に記載した通り、MRL+(MRL/Mp +/+,Thy1.2)マウスと、congenic MRL 1pr(MRL/Mp 1pr/1pr,Thy1.1)マウスを用い実験を行った。後者は前者と異なり、1prという劣性遺伝子を持ち細胞表面にFas抗原を持たず、またTリンパ球表面にThy1.1抗原を持つ。hostとしてMRL+マウスに、致死量(9.5cGy)の放射線照射を行って、このマウスの骨髄細胞を含む免疫担当細胞を殺してのち、donorであるMRL/1prマウスの骨髄細胞を静注(即ち骨髄移植)した。移植された骨髄から成熟したThy1.1陽性Tリンパ球は、Fas抗原を持たないため、宿主MRL+マウスのFas抗原を持つ細胞を"非自己"と認識して、宿主の細胞を攻撃し、GVHDが生じはずである。実際、組織学的に肝臓のリンパ球浸潤や、脾臓の広範な線維化が生じ、GVHDが生じていることが確認された。内耳においては、ABRは正常マウスと変化なく内リンパ水腫も見られず,内耳障害は明らかでなかったが、内リンパ嚢にリンパ球の浸潤がみらた。凍結切片による免疫組織学的検索ではこのリンパ球がThy1.1抗原陽性であることが判明した。この抗原はdonorであるcongenic MRL 1pr(MRL/Mp 1pr/1pr,Thy1.1)マウスのTリンパ球が表現する抗原である。したがって、内リンパ嚢に浸潤した細胞は、donorの骨髄から増殖したTリンパ球であることがわかる。こうしたことより、内リンパ嚢内に出現する免疫担当細胞は血液骨髄系細胞由来であり、脳血液関門の様なバリアーは見られず、血液体循環から免疫担当細胞の供給を受けると考えられる。自己免疫性疾患の進行中に内耳機能異常がみられたり、内耳疾患であるMeniere ́s Diseaseに、全身免疫異常が生じるという報告がみられ、全身疾患と内耳疾患との免疫学的関連性が推測されてきた。こうしたことは、血液体循環の免疫担当細胞が内リンパ嚢と交通するという今回の実験結果と合致するものであり、今後の内耳性自己免疫性疾患の発生機序解明の糸口になるものと考えられる。
宇宙線ミューオンを用いた古墳埋葬施設の研究

西乗鞍古墳は奈良県天理市に位置し、西山古墳などと合わせて杣之内古墳群を形成する。全長は約118m,後円部径約66m,高さ約18mを測る前方後円墳である。後円部は2段構成になっている。原子核乾板を製造し、西乗鞍古墳外部、後円部東側に設置した。現像後に顕微鏡ステージでスキャンすることで後円部2段目,中心方向からミューオンの量が多くなっている結果を得た。これは奥行き7m、高さ2.7±0.8mの空間を想定することで説明が可能であり、東西方向に長い埋葬施設が作られていると考えられる。この結果は墳丘上部から別グループによって行われた別の物理探査結果とも無矛盾な結果を示した。これらの成果及び天理市の発掘調査による古墳規模の調査によって西乗鞍古墳の文化財としての価値が認められ現在、史跡にも登録されて遺跡の保存に役立てられている。第二に、春日古墳は古墳時代後期の直径約30m、高さ約6mの円墳である。しかし未発掘であるため詳細は不明で埋葬施設に関してもわかっていなかった。法隆寺近くの立地で、南西150mの所には著名な藤ノ木古墳が存在する。春日古墳への原子核乾板によるミューオン検出器の設置を行い古墳中心部に幅1.8m、高さ2.0m、長さ6.1±0.5mの空洞を南北方向に検出している。近隣の古墳の埋葬施設との比較研究を行っている。藤ノ木古墳は6世紀後半の円墳であると副葬品から見積もられており石棺内からは豪華な金銅製履などが発見されている。埋葬施設は南東から中心方向に横穴式石室が作られている。先行研究では春日古墳と藤ノ木古墳に深い関係があった場合、両者で違うタイプの埋葬施設が作られている可能性が有ると指摘されているが、本研究では空洞の方向に違いが見られたものの明らかな石室タイプの違いは検出されなかった。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。本研究は大型古墳の内部埋葬施設の検出を墳丘外部から非破壊で行うものである。これによって従来は古墳保護などの観点から困難だった重要古墳の内部構造を画像化し、考古学研究に役立てることが可能である。方法はミューオンラジオグラフィーという素粒子物理学の技術を用いる。似た手法としてレントゲン写真があり、レントゲン写真では物体内部の透視画像を透過X線量を測ることで得る。本研究では古墳を透過してくる宇宙線ミューオンの本数を測ることで古墳の透視画像を得る。宇宙線ミューオンは電子の仲間であるが電子よりも透過能力が高いため数百メートルの厚さの物体まで透視可能である。空から天然のものが常時降り注いでおり、古墳の内部に空洞が存在している場合その方向からのミューオン本数は増えることになる。ミューオンに対する遮蔽物が少なくなるからである。まず申請者は奈良県立橿原考古学研究所においてミューオン検出器である原子核乾板を製造できるように新製造装置の開発、製作を行った。これによって一辺60cm*30cmまでの大きさの原子核乾板を観測対象古墳の近辺で安定して製造できるようになった。これまでのサイズは約10cm四方と小さく、遠方からの輸送によってノイズとなる宇宙線の混入が問題であったが、是を解決することが出来た。また、乳剤塗布時の温度コントロールを新たに出来るようにしたことで、厚さが均一な安定した原子核乾板を製造できるようになった。次にこれらの開発により製造した原子核乾板を奈良県天理市の古墳および生駒郡の古墳に設置し、測定を行った。いずれの古墳においても古墳内部の画像化を行い、石室による空洞の検出が出来た。さらに生駒郡の古墳では石室が墳丘の低い部分にあるのに対し、天理市の古墳では2段目の高い部分に空洞を検出するなど、内部構造の重要データを得ることが出来た。これらのデータは今後の考古学研究に生かされる。計画調書では本年度の目標としてまず検出器の面積を従来の4倍にするという挑戦的な目標を設定したが、生駒郡の古墳では従来の約7倍である720平方センチメートルの面積のフィルムを一度に3カ所に設置して計測を行う事が出来た。これは高性能な検出器を安定して作ることを可能にしたからである。申請書では名古屋大学の施設を借りて製造するとしていたが、製造速度に問題が出ること、実施地に遠く輸送時の宇宙線がノイズになって問題になること、乳剤塗布時の温度コントロールが難しいことなど従来の製造では問題があった。申請者は奈良県立橿原考古学研究所において新製造施設の建造を行い、これも解決することが出来た。原子核乾板には新たに薬品Aを添加することで、高温に強い検出器の製造も行えており従来1ヶ月以上の使用が難しかったが、2ヶ月感に渡って観測を行うことが出来、統計誤差を減らすことが出来た。申請者は昨年以前に奈良県大淀町所在の石室が発掘済みである古墳である石神古墳において試験を行っており、この際には空洞の検出は出来たものの、分解能不足から画像化は出来ていなかった。今回、奈良県天理市および生駒郡の古墳、京都市大枝山古墳において誤差を減らした計測をおこなうことで、これまでは画像化が難しかった古墳内部を画像化することが出来た。観測結果からすでに埋葬施設の空洞の長さ、高さ、位置などの情報を得ることに成功しており、画像化するだけで無く、これらの埋葬施設未発掘古墳から考古学的に貴重なデータを入手することに成功している。

計画調書では想定していなかった古墳でも測定結果をあげることが出来ており、非常に順調に研究が推移していると言える。春日古墳(奈良県斑鳩町)を対象にしたミューオンラジオグラフィーに関して、画像の分解能を上げるために計測期間を3ヶ月間に延ばして観測を行った。さらに画像化の方法も最適化し、春日古墳墳丘内部画像の作成を行った。画像には埋葬施設による空洞と思われる領域があり、この評価を行うために、シミュレーションを行って古墳内構造の具体的な検討をした。墳丘の外形測量データに対し、色々な大きさ、方向の埋葬施設を墳丘内部に仮定してコンピューター上でミューオン計測を再現、どのような空洞を仮定したときに計測データと最も合うかを検討することで是を行った。結果として古墳中心部分、南南西からに北北東方向に長さ6.1±0.5m,高さ2.0m,幅1.8mの空洞を想定した場合に最もデータと合うものであった。この結果は考古学者によって構成される春日古墳調査検討委員会および物理学の国際会議であるICMaSS2017で発表し高く評価された。また、観測に際し原子核乾板を固定して設置する治具の開発をした。野外にフィルム(原子核乾板)を垂直に縦置きして長期間固定する必要があるがフィルム取り換えが容易にできることも必要である(放射線の蓄積などによってフィルムが劣化することによる)。これに対応する冶具の設計としてレール加工をした冶具ににフィルムを貼り付けたアルミ板を差し込む構造を考案し製造した。冶具は野外に土地の改変無く設置でき、斜面にも設置できるなど古墳特有の要求を満たすものになっている。本年度は昨年度から計測を行っている春日古墳(奈良県生駒郡)の宇宙線ミューオンによる墳丘内部レントゲン写真の撮像を継続し、ミューオンデータ量を増やすと共に画像化の解析手法をポリッシュアップさせてより解像度の高い画像作成を行った。さらに測量した古墳墳丘外部の形状を用いてミューオンによる内部撮像のシミュレーションを行い、どのような形状の埋葬施設による空洞が合った場合データに最も良く合うかの検討を行った。見積もった形状は長さ6.1±0.5m,高さ2.0m,幅1.8mで、南北に近い方向に伸びる空洞である。この結果は春日古墳調査検討委員会で発表報告し、今後の発掘計画に生かしていったり、考古学研究に生かしていくことが話し合われた。春日古墳調査検討委員の考古学者達から非常に高い評価を受けることが出来、高い研究の成果を得たと言ってよい。同日に報道発表も行い広く報道された。また、桜井市の古墳を対象に副室のミューオン調査を開始することが出来た。既に春日古墳での調査と同量程度のミューオンデータ蓄積が出来ており、今後の解析が期待できる。西乗鞍古墳は奈良県天理市に位置し、西山古墳などと合わせて杣之内古墳群を形成する。全長は約118m,後円部径約66m,高さ約18mを測る前方後円墳である。後円部は2段構成になっている。原子核乾板を製造し、西乗鞍古墳外部、後円部東側に設置した。現像後に顕微鏡ステージでスキャンすることで後円部2段目,中心方向からミューオンの量が多くなっている結果を得た。これは奥行き7m、高さ2.7±0.8mの空間を想定することで説明が可能であり、東西方向に長い埋葬施設が作られていると考えられる。
Reg蛋白を介したガストリンによる胃上皮細胞、胃癌細胞の増殖促進機構の解明

ガストリンが胃粘膜ECL細胞のCCK-B受容体を介してECL細胞からのReg蛋白の発現を促進し、産生されたReg蛋白が胃粘膜の増殖を促進しているか否かを明らかとするための研究をおこなった。ラットに慢性の高ガストリン状態を作成したり、急性の単回ガストリン投与をおこなうと胃のECL細胞からのRegmRNA、Reg蛋白の産生が促進された。また、これらの効果はCCK-B受容体の拮抗薬の同時投与で消失した。慢性の高ガストリン血症でReg産生が促進されている場合には胃粘膜の増殖細胞帯での増殖細胞が増加し、胃底腺組織の過形成が認められた。次にラットの胃粘膜を酵素処理し、単離細胞をカウンターフローエルトリエーションすることによって増殖細胞を分離し、増殖細胞帯細胞の培養系を確立した。この培養系にリコンビナントReg蛋白を添加すると細胞の増殖が著明に促進された。したがって、これらの成績からガストリンがECL細胞でのRegの産生を促進させ、Regが胃粘膜上皮細胞の増殖を促進することが示された。ガストリンが胃粘膜ECL細胞のCCK-B受容体を介してECL細胞からのReg蛋白の発現を促進しているかを明らかとするためにラットを用いた研究をおこなった。ラットにオスモティックミニポンプを用いてガストリンの持続慢性投与をおこなうと胃のECL裁縫からのRegmRNA、Reg蛋白の産生が促進され、この効果は、CCK-B受容体拮抗薬の同時投与で消失した。したがって、ガストリンはECL細胞に直接作用して増殖因子であるReg蛋白の産生を促進することが明らかとなった。また、この時に胃粘膜組織の形態学的な検討をおこなうと、Reg蛋白の産生が促進されている場合にのみ胃粘膜の増殖細胞帯での増殖細胞が増加し、胃底腺組織の過形成がみとめられた。さらに、ヒト生検胃粘膜を用いた検討でも、高ガストリン血症を有する患者ではECL細胞でのRegの産生が亢進しており、血清ガストリン値とReg蛋白産生の間に正の相関があることが明らかとなった。また、高ガストリン血症と高Reg発現を示す例の胃体部粘膜は過形成を示していた。前年度の研究よりラットにおいてもヒトにおいてもガストリンが胃粘膜のECL細胞に作用してReg蛋白の産生を促進していることが明らかとなった。そこで本年度は、産生されたReg蛋白が胃粘膜細胞の増殖を促進させうるか否かを明らかにする目的で研究を行った。まず、ラットの胃粘膜を酵素処理することによって単離細胞とし、この中から増殖帯に存在する増殖細胞を用いた胃粘膜増殖帯細胞の培養系を確立した。この培養系にリコンビナントReg蛋白を添加すると、細胞増殖が著明に促進されReg蛋白が胃粘膜細胞の増殖を促進することが明らかとなった。また、ECL細胞の培養系にReg蛋白の中和抗体を添加するとECL細胞の増殖は抑制され、過剰量のReg蛋白によって増殖は促進された。これらの成績から、Reg蛋白はガストリンによって胃粘膜のECL細胞から産生され、胃粘膜の増殖をパラクリンオートクリン機構によって促進していることが明らかとなった。
住宅地域における防犯性能を考慮した夜間の低照度化に関する研究

街路照明の推奨照度値は、現状では交通量と住宅地域・商業地域の区分で定められており、街路の周辺環境によって定められていない。また、基本的に高い照度を確保することが安全性の高い街路照明であるとする傾向にある。しかし、街路を必要以上に高照度で照明することは、エネルギーの浪費になるばかりでなく、周辺環境への光害にもつながりやすい。本研究では、より低照度になる街路の光環境の条件として、街路と周辺建物の関係ごとと、照明の種別ごとに調査したものである。街路に対する自然監視性の有無を条件として、隣接する塀の高さや建物と街路との距離、建物内部の窓明かりに着目して取り上げ、また照明の種別として、街路灯の高さと間隔を取り上げた。これらの変数を1/50の縮尺模型で統制することによって、不安を感じない街路照明の明るさを実験的に検討した。実験の結果、得られた主な内容は下記の2点である。・不安を感じないために必要とされる街路水平面照度は、低い塀の街路や窓明かりがあるなどの自然監視性の高い街路で低くなる。窓明かりによる低照度の効果は、高い塀よりも低い塀の場合に強くなる。・足元灯は、全体的にポール灯に比べ街路水平面照度や路面輝度を低く抑えることができる。自然監視性の高い街路では足元灯の方が光束量は抑えられ、自然監視性の低い街路はポール灯の方が光束量を抑えられる。以上のことより、夜間街路の光環境は、街路と住宅との関係性を考慮して計画することが重要であることが分かった。街路の条件によっては、各住戸内部の点灯などによって過剰な街路照明を取り払うことが可能であることが示された。本研究は、居住者による自然監視を誘発するような照明を取り込むことによって、低照度でかつ不安を感じさせない街路照明計画を提案することを目的としている。今年度ははじめに、文献調査を行った。警察白書や大阪府警による報告書、路上人物の視認性に対する研究論文などから、屋外の街路照明においてその明るさが変化する地点でひったくりなどの犯罪が発生しやすいこと、路上人物の見え方が歩行者の不安感と密接に関係していることなどが分かった。そこで次に、路上他者に対して感じる不安感と街路照明との関係について、主として歩行者の行動を軸として検討することとした。東京近郊の住宅地域の街路上に1名の男性実験者を立たせ、その実験者に対して一般の歩行者がどのように進路を避けるのかを観察した。観察は、道幅や街路照明、周辺環境などが異なる状況に対して行った。その結果、歩行者が路上人物を避ける行動は、周辺建物に窓明かりや玄関灯などがなく、街路灯による照度が低い状況で顕著であることが分かった。次に街路灯の影響をより詳細に調べるため、街路を2箇所に固定し、その街路上の人物の顔面鉛直面照度などを変えた状況において、一般歩行者の歩行行動を観察した。また、学生被験者を用いて、路上人物の顔面の視認性と、不安を感じる距離などを把握するための実験を行った。以上の結果を分析することにより、路面照度や路上人物の顔面鉛直面照度と、路上人物に対して不安を感じる距離や路上人物を避ける距離などについてのおおまかな関係を導き出した。本研究では、より低照度になる街路の光環境の条件として、街路と周辺建物の関係ごとと、照明の種別ごとに調査するものである。

本年度は、街路に対する自然監視性の有無を条件として、隣接する塀の高さや建物と街路との距離、建物内部の窓明かりに着目して取り上げ、また照明の種別として、街路灯の高さと間隔を取り上げた。これらの変数を1/50の縮尺模型で統制することによって、不安を感じない街路照明の明るさを実験的に検討した。実験の結果、得られた主な内容は下記の2点である。・不安を感じないために必要とされる街路水平面照度は、低い塀の街路や窓明かりがあるなどの自然監視性の高い街路で低くなる。窓明かりによる低照度の効果は、高い塀よりも低い塀の場合に強くなる。・足元灯は、全体的にポール灯に比べ街路水平面照度や路面輝度を低く抑えることができる。自然監視性の高い街路では足元灯の方が光束量は抑えられ、自然監視性の低い街路はポール灯の方が光束量を抑えられる。以上のことより、夜間街路の光環境は、街路と住宅との関係性を考慮して計画することが重要であることが分かった。街路の条件によっては、各住戸内部の点灯などによって過剰な街路照明を取り払うことが可能であることが示された。前年度行った縮尺模型を用いた街路照明の評価実験を補足する実験と調査を行った。実験は、街路を歩行中の映像を被験者に提示しその印象を評価させることで、照明の種別や時間変化の特性が歩行者の心理にどのように関係しているのかを明らかにするものである。歩行中の映像の撮影は、暗室の実験でCCDカメラを歩行者の視点高さで移動させることで得た。カメラの移動速度は実スケールで約2.2m/s、移動距離は65mである。実験の結果、足元灯は不安感を感じさせないためにはある程度有効だが、街路の見通しを確保するにはあまり向いていないことが分かった。また、輝度の低い場所から高い場所へ移動する際、歩行者は不安感が減少する傾向にあった。このような不安感の減少は歩行者の犯罪に対する不安を下げるだけでなく、犯罪者にとっても姿をくらましにくいという利点があり、防犯に考慮して街灯照明を計画するときに留意する必要があるといえる。また、20代の女性を対象に、夜間住宅街照明の不安感についてのアンケート調査を行った。項目は、歩行中に不安に感じる場所と安心に感じる場所について、その周囲の環境をできるだけ詳細に記述することである。その結果、必ずしも街路の明るさだけではなく、街路で聞こえる住宅内部からの音や光によって安心感がもたらされることが多いことが確認された。前年度の本研究の結果をある程度支持するものである。