hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
副腎髄質細胞の刺激一分泌連関の再構成とその解析〜アフリカツメガエル卵母細胞発現系を用いて〜

神経細胞のモデル系である副腎髄質細胞は、アセチルコリン刺激によってニコチン性アセチルコリン受容体・イオンチャネル複合体よりNa^+が流入し、Na^+流入による脱分極により電位依存性Ca^<++>チャネルが開口してCa^<++>が流入し、Ca^<++>の上昇をトリガーとしてカテコールアミンの開口分泌を生じる、という一連の刺激-分泌関連を形成している。この刺激-分泌関連の各ステップをさらに詳しく解析するために、本研究ではアフリカツメガエル卵母細胞発現系を用いて、副腎髄質細胞の刺激-分泌関連をツメガエル卵母細胞に再構成させるべく実験を行った。まずウシ副腎髄質よりクロマフィン顆粒を分離し、アフリカツメガエル卵母細胞に注射した。そしてツメガエル卵母細胞内カテコールアミン含有量を測定し、卵母細胞内の顆粒の残存率を検討した。卵母細胞内カテコールアミン含有量は、顆粒注射後時間依存的に減少し、従って機能的クロマフィン顆粒も時間依存性に減少したものと推測された。しかしながら注射後48時間においても約60%が残存していた。そこでこのクロマフィン顆粒含有卵母細胞を用いて、細胞内Ca^<++>濃度の上昇によるカテコールアミンの放出の再構成が可能であるか検討した。刺激により細胞内Ca^<++>を上昇させることが知られているムスカリン性アセチルコリン受容体type2を、顆粒を注射した卵母細胞に発現させ、ムスカリン性受容体刺激後の培養メディウム中のカテコールアミン量を測定した。しかし刺激による卵母細胞内Ca^<++>濃度の上昇は認められたものの、メディウム中のカテコールアミン量の有意な増加は認められなかった。また、ジギトニンで処理し膜の透過性を高めた顆粒含有卵母細胞を用いて、細胞外液Ca^<++>流入によるカテコールアミンの放出についても検討した。外液Ca^<++>流入により、若干のCa^<++>依存性カテコールアミン放出が認められたものの、有意な差は認められなかった。これらの結果より、Ca^<++>依存性のカテコールアミン分泌にはツメガエル卵母細胞に欠損し副腎髄質細胞のみが保持する何らかの機構が存在するものと考えられた。従って今後はクロマフィン顆粒以外の副腎髄質細胞の細胞質成分も同時に発現させ、Ca^<++>依存性のカテコールアミン放出について検討を行い、分泌機構に関与する物質を同定していきたいと考えている。
太陽黒点の生成・発展機構

本年度は太陽黒点微細構造の分光的性質の時間変化を知るということを目的に解析を行なった。アンブラルドットはサイズが小さく寿命も短いため、その分光性質の時間発展を求めるには現在の観測技術では限界に近い程の高い時間・空間分解能が必要となる。スペインのLuis Bellot Rubio教授から提供を受けたデータは、黒点を撮影した世界最高級のデータであり、このデータを得た事で、アンブラルドットの時間発展の統計的調査に世界で初めて取り組むことができた。その結果、「背景磁場の弱い所では、アンブラルドットに伴ったローカルな磁場強度の減少と磁力線の傾斜が観測されたが、背景磁場の強い所では、逆にローカルな磁場強度の増加と磁力線が垂直に近づく様子が観測された」といった、これまでに報告されていなかった結果を得た。申請者は理論モデルとして、黒点の太陽表面上での位置とスペクトル線の形成領域の変化を取り入れた新しいモデルを提案した。これらの結果をまとめた論文は、The Astrophysical Journalに2011年12月に提出され、2012年1月にレフェリーレポートを受け取った。レフェリーのコメントは非常に好意的であり、現在改訂論文を準備中である。また、博士課程で行なった研究の集大成として博士論文を執筆、提出した。内容は、太陽黒点に関するイントロダクションの他に三章立てで[1]移動速度の速いアンブラルドットの時間変化[2]アンブラルドットの背景磁場への特徴依存性[3]アンブラルドットの速度場・磁場の時間変化という構成にした。[1]と[2]の内容は、それぞれ2010年、2009年に申請者が主著で査読論文として出版された内容に基づいている。黒点暗部微細構造についての観測的性質をほぼ全て網羅した包括的な論文に仕上がったと思う。博士論文は無事に受理され、2012年3月に博士号を取得した。本研究の目的は、太陽黒点暗部の微細構造の観測に基づいて、発見から400年以上が経った現在でも未だに多くの謎が残る太陽黒点の進化や構造を解明する手がかりを得る事である。申請者は「アンブラルドットの発生場所の分布は、黒点をいくつかに分ける円環上に集中している」という観測的特徴から、黒点の深部の磁場はいくつかの大きなフラックスが結合している状態であると推測した。また、アンブラルドットの時間変化を観測的に初めて詳細に明らかにし、これを磁気対流の現実的な数値計算を比べることによって黒点内部の大気モデルをより正しいものにする事が出来る。よって、本研究は目的に対しておおむね順調に進展している。(研究計画の最終年度)本年度提出した交付申請書には研究実施計画として4つの目標を掲げた。(1)修士論文の内容を英語論文にまとめ、出版する(2)アメリカNational Solar Observatoryの研究者との共同観測の結果を論文にまとめ、投稿する(3)ノルウェーオスロ大学への3ヶ月滞在と、共同研究(4)国立天文台でのLyαロケット実験のための装置開発の4つである。それぞれ、目標がどこまで到達されたか述べる。(1)の修論内容の出版は、夏までに目標を設定し、実際2009年9月にAstrophysical Journalに掲載された。太陽観測衛星ひのでを用いた詳細な太陽黒点の磁場と微細構造の比較を調べた、独自の研究である。(2)のNational Solar Observatory/Dunn Solar Telescopeで観測されたデータの解析論文は、2010年2月にSolar Physics Journalへ投稿し、現在改訂作業を進めている。(3)ノルウェーオスロ大学への滞在は、予定通り9月から12月までの3ヶ月間行ない、スペインのSwedish Solar Telescopeでの観測にも参加した。3週間の観測期間中、一度も黒点が現れなかったため当初予定していた黒点ではなくスピキュールの解析に携わった。解析した結果は受け入れ教官であるMats Carlsson氏が論文にまとめている。スピキュールの解析は、オスロ滞在中にほぼ全て終了している。(4)Lyαロケット実験は、2009年12月にNASAへプロポーザルを提出するにあたり、CLASPロケット実験という正式名に決定した。私はCLASPに載せる偏光解析装置の設計と開発を担当し、年に4回行なわれた分子科学研究所・極端紫外光研究施設での紫外光を用いた実験にすべて参加した。設計に必要なデータは集まっており、今年度中にフライトモデルの試作品を制作する。平成22年度の交付申請書には研究実施計画として4つのテーマを挙げた。(1)アメリカNational SolarObservatoryの研究者との共同観測の結果を論文にまとめ、再投稿し出版する(2)スペイン・グラナダへの2ヶ月滞在と、共同研究(3)国立天文台でのCLASPロケット実験のための装置開発.(4)Swedish Solar Telescopeのデータを用いたエラーマンボムの解析の4つである。それぞれ、目標がどこまで達成されたかを記述する。(2)2010年9月26日から11月27日の約2ヶ月も渡り、京都大学GCOE双方向プログラムでスペインのグラナダにあるInstitute de Astroftsica de Andaluciaに滞在した。オスロ大学とスペインが協同で観測した2008年の黒点観測データを解析し、受け入れ教官であるLuis R. BellotRubioとほぼ毎日議論を繰り返した。黒点の微細構造の時間変化を追う事が出来るデータは貴重で、磁場の空間変化に興味深い現象を発見した。一から始めたデータ解析は、2ヶ月で論文の形になるレベルまで完成させた。

現在The Astrophysical Journalに提出するための論文を執筆しており、今年度中の出版を目標としている。(3)日米共同ロケット実験であるChromospheric Lyman-Alpha Spectro-Polarimeter (CLASP)は2014年夏の打ち上げを予定し、現在光学系の設計を進めている。私が担当しているのはCLASPに搭載する偏光解析装置の設計と開発であり、今年度はそのcomponent(波長板、偏光アナライザー、ビーム・スプリッター)開発と、Engineering modelの製作と検証試験を行なった。Engineering modelは機械精度と測定精度の両方において設計公差を満たしており、偏光解析装置のデザインがほぼ完成した。(4)昨年からオスロ大学の研究者とともに始めたEllerman bombの観測論文は、2010年2月に査読論文のThe Astrophysical Journalへ提出した。主な結果は、"Ellerman bombは光球での磁気リコネクションであることの形態的な証拠を発見した"ことである。現在はreferee reportを受け取り、それ、に基づいた改訂を行なっている所である。Referee reportでは"worthy of being published"と高い評価を受けている。本年度は太陽黒点微細構造の分光的性質の時間変化を知るということを目的に解析を行なった。アンブラルドットはサイズが小さく寿命も短いため、その分光性質の時間発展を求めるには現在の観測技術では限界に近い程の高い時間・空間分解能が必要となる。スペインのLuis Bellot Rubio教授から提供を受けたデータは、黒点を撮影した世界最高級のデータであり、このデータを得た事で、アンブラルドットの時間発展の統計的調査に世界で初めて取り組むことができた。その結果、「背景磁場の弱い所では、アンブラルドットに伴ったローカルな磁場強度の減少と磁力線の傾斜が観測されたが、背景磁場の強い所では、逆にローカルな磁場強度の増加と磁力線が垂直に近づく様子が観測された」といった、これまでに報告されていなかった結果を得た。申請者は理論モデルとして、黒点の太陽表面上での位置とスペクトル線の形成領域の変化を取り入れた新しいモデルを提案した。これらの結果をまとめた論文は、The Astrophysical Journalに2011年12月に提出され、2012年1月にレフェリーレポートを受け取った。レフェリーのコメントは非常に好意的であり、現在改訂論文を準備中である。また、博士課程で行なった研究の集大成として博士論文を執筆、提出した。内容は、太陽黒点に関するイントロダクションの他に三章立てで[1]移動速度の速いアンブラルドットの時間変化[2]アンブラルドットの背景磁場への特徴依存性[3]アンブラルドットの速度場・磁場の時間変化という構成にした。
刑事訴訟における「事実・証拠の量」と訴因・争点設定の相関関係に関する理論的考察

本研究の目的は,刑事訴訟において裁判所が有罪判決を下す際に必要となる「事実・証拠の量」(どの程度の詳細さがあれば,有罪判決の基礎となる事実があると認定することができるのか,またその際どの程度の量の証拠が必要とされるのか)」を,審判対象設定・争点の設定の仕方という訴訟当事者の活動との相関関係のうちに分析し,あるべき運用の理論的枠組みを明らかとすることである.その方法として,国内外の文献を研究するとともに,わが国の裁判例の分析や,刑事裁判に携わる法律実務家の相場観を探る.本研究の目的は,刑事訴訟において裁判所が有罪判決を下す際に必要となる「事実・証拠の量」(どの程度の詳細さがあれば,有罪判決の基礎となる事実があると認定することができるのか,またその際どの程度の量の証拠が必要とされるのか)」を,審判対象設定・争点の設定の仕方という訴訟当事者の活動との相関関係のうちに分析し,あるべき運用の理論的枠組みを明らかとすることである.その方法として,国内外の文献を研究するとともに,わが国の裁判例の分析や,刑事裁判に携わる法律実務家の相場観を探る.
室内における人体形状の形態係数と熱放射特性に関する研究

本研究は建築熱環境に関するもので、人体と居室の熱放射環境について明らかにすることを目的としている。熱放射量や強度は人体形状、室形状、室表面温度分布により決定される。本研究では特に人体形状と室形状に重点をおいて、人体に関する形態係数についてシミュレーションを中心に研究を行った。非接触型3次元デジタイザにより、22歳成人男子と7歳児童のモデルを作成した。人体形状は部位別に分割を行った。形態係数計算は立体各投射の原理による方法を用いた。人体の表面上から周辺環境の形態係数を計算するプログラムを開発した。これにより人体表面上の形態係数分布を得ることが可能になった。高速に計算を行うために、クラスタを構築し並列計算により形態係数計算を可能とした。人体から見たオフィス用の机・イスの形態係数は約0.4であった。学校生徒用イス・机の形態係数は成人男子で0.2、7歳児童で0.29であった。人体の形態係数に関する基礎的データとして、人体全身および部位の表面積、有効放射面積など示した。人体モデル16種類と平面8種類に関する形態係数について示した。合計128種類のシミュレーションを行いグラフに示し、平面の形態係数が容易にわかるようした。部屋形状による形態係数変化を知るために、部屋の天井高が変化した場合、部屋の面積が変化した場合、相似形状の部屋の場合、部屋の面積が一定の場合についてシミュレーションを行い、その変化の様子を明らかにした。人体の在室位置による室内面の形態係数の変化についても示した。人体と周辺環境の形態係数シミュレーションにより、複雑な環境における人体の熱放射特性を解明することを目的とする。従来、人体と室内表面(床、天井、壁など)との関係だけが示されてきたが、実際の室内空間では、室内にイス、机、棚などが人体と壁面の間に存在し、純粋に人体と壁面のみという場合はあまり多くない。平成17年度は、3次元デジタイザを用いて被験者の3次元形状を測定し、シミュレーション用の3次元人体モデルを作成した。人体形状の測定は、青年男子1人を被験者として裸体と着衣の状態で立位と椅座位の測定を行い、4モデル(裸体・立位、裸体・椅座位、着衣・立位、着衣・椅座位)作成した。各モデルは人体の部位別形態係数が計算できるようにCADソフトにより部位別(頭部、胴体前部、胴体後部、上腕、下腕、上腿、下腿、足)にカットした。人体形状モデルの表面上からみた周辺環境の形態係数を計算することで、人体と周辺環境の形態係数を求める。人体を構成する各3角形の中心点を計算点として、人体全身において形態係数計算を実行する。人体形態係数シミュレーションとして、座位の人体モデルを部屋中央に位置し、イス・机を使用した場合の形態係数計算を行った。その結果は、形態係数の可視化画像で表示した。可視化は計算結果と人体形状データからVRMLファイルを作成し、VRML表示ソフトにより画像表示を行った。イス・机を使用している人体表面における各室内面(天井、床、前壁、後壁、左壁、右壁)の形態係数分布、イスと机の人体表面における形態係数分布を示すことができた。これらの画像表示により、人間がイスや机を使用したときの形態係数への影響を明らかにすることができた。平成18年度は、シミュレーションを実施するために昨年度に引き続き複数のPCサーバを導入しPCクラスタの拡張を行った。形態係数シミュレーションの並列計算機用の基本プログラムは昨年度開発済みである。今年度はこれらのプログラムをさらに柔軟で規模の大きな計算ができるように改良を行った。これまで、当研究室で作製しているモデルは成人男子のものであった。今年度は、児童を対象として3次元デジタイザにより3次元モデル作製を行った。成人と児童の形態係数の違いを明らかにするためにシミュレーションを実施した。床面との形態係数では成人より児童の方が大きく、天井面はその反対であることは容易に想像できるが、シミュレーションによりこれらの形態係数の差を具体的に得ることができた。

人体の形態係数に関しては、Fangerにより示された人体と面の形態係数のグラフが世界的に有名である。7m離れた場所からのカメラ撮影を元に作成されたもので、実際は近距離になると誤差が発生する。これらの図表はオフィスの壁面を想定したものであるが、障害物は一切ない状態のものである。しかし、オフィスや教室であれば、必ず机やイスなどの家具が存在する。本研究においては、従来のFangerと同様の計算を行うと同時に、机やイスを加えた実際と同じ状態でシミュレーションを行った。その結果、家具がある状態において、人体と壁面の形態係数を示すことができた。人体は、裸体・立位、裸体・椅座位、着衣・立位、着衣・椅座位の4種類のものを成人と児童についてシミュレーションを行った。成人男子着衣で今回のオフィスモデルとして使用した机・イスの場合、人体から見た机・イスの形態係数は約0.4であった。これらの基礎的シミュレーションにより、熱放射に関する壁面・部屋に関する人体形状の特性としてこれらをまとめた。
トリプルネガティブ乳癌の免疫応答を制御するSOCS1を標的とした新規治療法の開発

2018年度としてトリプルネガティブ乳癌(TNBC)におけるSOCS1(suppressor of cytokine signaling 1)のmRNA発現について検討し、以下の結果を得た。1)術前化学療法を施行したTNBC 17例におけるreal time qPCRによるSOCS1mRNAの発現解析を行った。アンスラサイクリン系・タキサン系レジメンによる治療後、摘出標本の残存腫瘍について病理学的効果判定を行った。その結果、奏効群6例では非奏効群11例に比して、SOCS1mRNAの発現が有意に低値であった。2)術前化学療法を施行したTNBCを含む初発乳癌55例について免疫組織染色によるSOCS1の蛋白発現について検討した。化学療法のレジメンは上記と同様であり、摘出標本の残存腫瘍について病理学的効果判定を行った。その結果、奏効群24例と非奏効群31例についてSOCS1の蛋白発現に差を認めなかった。現在、腫瘍浸潤リンパ球(TIL)など腫瘍周囲の宿主免疫応答を含めて解析作業を進めている。術前化学療法が奏効したTNBCにおいてSOCS1mRNA発現の低下を認めたことから、宿主免疫応答を誘導する際のSOCS1の重要性が示唆された。また、SOCS1蛋白発現におけるサブタイプとTILによる術前化学療法の奏効の差異についても検討することで、TNBCと他のサブタイプによるSOCS1発現の臨床的意義を解明していく。令和元年度はSOCS1がTNBCにおいて免疫寛容を誘導できるかどうかをヒト乳癌細胞株とT細胞との両面共培養システムにより検討する。方法として、サイトカインによるT細胞の活性化とsiRNAによるSOCS1のノックダウンによる細胞増殖に及ぼす影響を検討する。さらにマクロファージのpolarizationの観点からも検討する。さらに、令和2年度はTNBC細胞株によるxenograftモデルを作成し、SOCS1の阻害試験により治療への寄与について検討する。初年度の研究費として物品費と人件費・謝金について予定使用額を下回ったが、2019年度予定の実験系における物品費に充填する予定である。
米国スモールスクール運動にみる地域コミュニティ再生と学校制度空間設計の連関

本年度は、昨年度に行った研究進捗状況を鑑みて、次の二つの調査研究を実施した。第一に、米国都市学区における学校再編への都市再開発政策の影響と課題に関する調査研究である。近年の米国学校再編政策は、単に学校を変えるだけでなく、住宅政策や経済政策等の他領域の諸政策との相乗効果によって、居住者・住宅を含む地域空間を一変させ、新たな経済開発をねらいうる方途になっている。本研究では、このような、学校再編と都市再開発の過程=「ジェントリフィケーション(gentrification)」との連関を明らかにするとともに、その結びつきの下で、学校再編政策がいかに動かされているかを捉えた。分析からは、グローバル経済下においては、教育行政が都市再開発レジームに組み込まれ、一定の役割が期待されることで、教育の理念や理想が貫かれないほどに、その存立構造が脆弱になっていることが明らかになった。その結果、児童生徒の成長発達の具体的な姿を左右する「生活経験」「教育経験」が大きく揺るがされている。さらに、本動向には、ある特定の教育への「空間的統御」という側面があることも指摘しえた。以上の成果は、学会で発表するとともに学術論文(投稿中)として取りまとめた。第二に、上記との対比事例として、教育行政を中心として多機関連携を進め、学区全体で児童生徒の福祉の向上を目指す、オークランド統合学区の「フルサービス・コミュニティ学区」政策を取り上げて調査・分析を行った。これは、過度な「学校の自律性」強調や行政スリム化を図る昨今の米国教育行政の流れの揺り戻しと捉えうる政策でもある。具体的には、教育委員会事務局による学区全体での諸資源再配置や、医療・福祉などの他分野職員との連携を図る新たな職位の校内配置と彼らの学校間連携などが進められている。これは、地域における子どもを中心とした教育空間再編を実践している事例として注目に値する。26年度が最終年度であるため、記入しない。本年度は、米国学区教育委員会の学校再編配置施策に焦点を当て、地域再生との連動について検討した。近年の米国では、新段階を予期させる動向が出現し理論的にも注目を集めつつあるため、それらを個別に考察し論考としてまとめた。第一に、スモールスクール改革を進めた多くの米国都市学区で「ポートフォリオマネジメント」という新たな学区運営手法が開発・導入されていることに着目し、オークランド統合学区の事例からその特質を解明した。これは、学区全体の教育ニーズの変動や資源の有限性を鑑みて、全所管学校の改善支援と配置の両方を戦略的・調整的に計画・実施するものである。さらに、その過程に住民一教育専門家間や学校間での対話・相互学習が組み込まれ、学校改善や再編配置を通じて地域内での新たな教育関係の形成・組織化が目指される点も重要である。これらには学校支援・再編配置施策において従来は的確に位置づけられていなかった、資源・ニーズの"地域総合調整"的な視点の貫徹を読み取ることができた。第二に、同取り組みの意義を一層明瞭にする対比事例として、ワシントンD.C.で強権的に進められた学校再編・統廃合施策に着目し、これを可能にした制度的基盤と政治過程について検討した。D.C.では2007年に、首長の影響力強化の下で権力発現を容易にする教育行政体制が構築された。その背景には、公立学校に対する市民の不信・不満や成果達成への期待があり、これが後押しとなって関係者の反発・意向が十分な影響力を持たないまま改革が推進される様相を見て取れた。近年では、子どもの包括的ケアや地域再生の観点から、首長関与による領域横断的・地域総合的な政策形成・実施への期待もあるが、第一の事例とは異なりD.C.の事例からは、それが具体的な学校の諸活動・人間関係の吟味や市民の学習を伴わなければ、むしろ民意の名を借りた形式的な学校再編・地域再生を拙速に生み出しかねないことを指摘しえた。これは、過度な「学校の自律性」

強調や行政スリム化を図る昨今の米国教育行政の流れの揺り戻しと捉えうる政策でもある。具体的には、教育委員会事務局による学区全体での諸資源再配置や、医療・福祉などの他分野職員との連携を図る新たな職位の校内配置と彼らの学校間連携などが進められている。これは、地域における子どもを中心とした教育空間再編を実践している事例として注目に値する。26年度が最終年度であるため、記入しない。まず資料収集面では、国内外での資料収集と米国研究者等への聞き取り調査を通じて、本研究の理論枠組形成と実践分析を進める上で有益な、期待を上回る知見を得ることができた。また、成果取りまとめの面では、学術論文2編を執筆し,学会発表も2回行うことができた。調査事例追加や訪問先の都合等により一部計画変更もあったが、研究深化と成果達成ともに初期の計画を上回る進捗状況であったため、自己評価は上記の通りとした。次年度は、まず本年度に入手した本研究の理論的フレームの形成に示唆的な諸論考を解析し、米国における「教育改革を通じた地域コミュニティ再生」に関する方法論的考察をまとめる。第二に、オークランド統合学区のスモールスクール改革にみる住民組織化過程・政治過程について、資料解析を継続しつつ不足資料を追加収集し、論考にまとめる。第三に、具体的素材として米国都市学区における学校再構築とジェントリフィケーションとの連関を取り上げ、事例研究を行う。同素材は初期計画に組み入れていなかったものの、研究を進めるうちに本テーマを深化する上で必要と考えられたため追加することにした。すでにシカゴ在住の研究者を訪問して予備調査を行っているため引き続き連絡を取り、具体的な検討対象校・対象地域を選定して現地調査し、事例分析を進める予定である。
嚥下機能評価アルゴリズムの検討

本研究では、人間の生存に関わる基本活動である「モノを飲み込み胃に送り込む」という嚥下機能を、ファジィ理論を用いて音や呼吸に関する情報を解析し、非侵襲かつ身体的・心理的ストレスフリーな方法でセンシングして、嚥下障害の簡易診断システムを開発した。現状の嚥下機能検査は、X線造影検査が一般的であるが、本システムでは、計測精度を従来と同程度に維持することを目的とした上で場所、時間、体位・動作等の制限や拘束が少なく、さらにX線取り扱い技術が不要な、安価で簡便な検査を実現した。解析結果を被験者にフィードバックすることにより健康維持のため、健康管理にも役立てた。誤嚥性肺炎は咽頭、副鼻腔、歯周、口腔に常在する病原体が、嚥下障害のために唾液などの分泌物とともに気管に入り込んで、気道内に感染して引き起こされるが、臥位状態の嚥下信号は非常に弱く、嚥下検出できないという課題が生じている。現状、ベッド上に座位の状態でペットボトルの水を口に含み再び臥位になって飲み込んだ場合、嚥下識別率(=陽性的中度:TP/(FP+TP))は、約67%であった。嚥下活動の長時間無拘束モニタリング装置を開発したが、さらに精度を向上させた嚥下検出アルゴリズム開発が必要であることが判明し、本研究においてさらに高精度(同条件下で識別率90%以上)な嚥下検出アルゴリズム構築を目的として、嚥下障害診断・評価支援システムの開発を行っている。計測信号情報である音情報、呼吸情報についての個別の解析を実施し、嚥下抽出のための原理の確認を行った。音情報からは周波数解析により正常な嚥下であること判断し、呼吸情報からは誤嚥のリスクが高いとされる「吸息中の嚥下時」、「嚥下から次の吸息までの潜時」を抽出するために嚥下前後の呼気吸気を判別した。さらにソフトコンピューティング技術を駆使し、嚥下認識法、抽出法を明らかにするためにこれらの情報を組み合わせファジィ推論におけるシステム構築を行った結果、特異度(=TN/(TN+FP))84.75%の改善された良い評価が得られ、本手法が有効であることが明らかになった。本研究では、人間の生存に関わる基本活動である「モノを飲み込み胃に送り込む」という嚥下機能を、ファジィ理論を用いて音や呼吸に関する情報を解析し、非侵襲かつ身体的・心理的ストレスフリーな方法でセンシングして、嚥下障害の簡易診断システム開発を目的とした。現状の嚥下機能検査は、X線造影検査が一般的であるが、本システムでは、計測精度を従来と同程度に維持した上で場所、時間、体位・動作等の制限や拘束が少なく、さらにX線取り扱い技術が不要な、安価で簡便な検査を実現する。それにより健康維持のため、健康管理にも役立てられる。本研究では、鼻腔カニューレと圧電センサを被験者に装着し、それぞれから呼吸情報と音情報から嚥下抽出システムを構築した。方法1では音情報のみ、方法2では呼吸情報のみ、方法3では音情報と呼吸情報の2種類の情報を用いて嚥下区間を推定した。音情報は、フーリエ変換を適用することによって周波数領域で観測する。呼吸情報からは、誤嚥のリスクが高いとされる「吸息中の嚥下」、「嚥下から次の吸息までの潜時」を抽出する。また、嚥下反射時、食塊が舌により口蓋に押し付けられると、鼻腔へ食塊が誤って入らないように、軟口蓋が挙上して鼻腔が閉鎖され、気管は喉頭蓋により閉鎖される。その間、呼吸が0.5-0.7秒間停止する。本システムでは、この呼吸停止区間を用いて嚥下区間を抽出する。その結果、方法3にて特異度86.36%の最も良い評価が得られた。呼吸情報を用いない解析手法の場合、特異度28.03%の結果であったことより嚥下抽出時には、呼吸情報が非常に有用であることも確認できた。診断結果をフィードバックすることで、個人適応したリハビリテーションプログラムに繋げて自主的な健康管理を促すことも可能にした。昨年度では音情報と呼吸情報との組み合わせによるファジィ論理を用いた嚥下抽出アルゴリズムを構築することを目標としていた。その結果、パイロット試験において良好な結果が得られているので、このまま臨床データを組み込んでシステムを発展させていく。臨床データ取得および機能評価アルゴリズム構築に向けてのソフトウエアの開発がおおむね順調に進んでいると考える。27年度が最終年度であるため、記入しない。工学平成26年度における試験を継続的に行う。

嚥下呼吸状態および嚥下の回数、吸息相で起こる嚥下の割合、嚥下後吸息相が再開するまでの潜時の情報から誤嚥のリスク評価と睡眠時無呼吸の評価を同時に行う。さらに、被験者の背景や嚥下状態の関係を検討することにより、どういった場合に誤嚥が起こる可能性が高くなるのかを明らかにする。いびき、発声、首振りなどのアーチファクトと嚥下を区別する。それによって、夜間の呼吸状態および嚥下の回数、吸息相で起こる嚥下の割合、嚥下後吸息相が再開するまでの潜時を検出できる。嚥下に伴う動きといびき、発声、首振りなどの信号を分離するために、平成26年度で得た技術、知識をもとにアルゴリズムを開発する。また、音の指向性についても検討する。27年度が最終年度であるため、記入しない。
上代と中古日本語における統語変化

平成19年には、論文集に4本の論文を掲載し、二つの論文集の編集に携わった。1)古代日本語から近現代日本語にかけての資料の調査に基づいて、「の」の機能がコピュラや属格から名詞化という機能に発展したことを主張する論文を1本発表した。2)古代日本語の格標示のシステムについて、2本の論文を共著で発表した。格助詞「を」の用法は、能格的ではなくて対格を標示すると考えるのが妥当であることを主張した。その上で、2本目の論文で、「を」格だけではなく、「が」格、「の」格、無助詞を含めた総括的な格体系について論じた。3)アジアの諸言語における名詞節の形成の歴史的・類型的研究を行った。平成18年に雑誌論文を3件投稿した。1)本稿では上代日本語における係り結び構造に左方wh-またはフォーカス-移動が存在しないと論ずる。渡辺明の諸論文によると係助詞が受ける句は左方移動して、ノ・ガ助詞により表記される主語よりたかい位置に置かれている。渡辺の説に対して本稿では左方移動の代わりにノとガにより表記される主語が連体形の動詞に隣接すると考えられる。2)本稿では奈良時代から江戸時代まで"サ"派生語の展開を調べた。"サ"は派生語だけではなくて、上代日本語から間投節を作る機能も持っている。これはアジア諸言語と比べると同様の通時的発展である。3)本稿では形式名詞"コト"が否定存在形容詞"ナシ"と複文を構成するとメタ言語的否定(Metalinguistic negation)の意味が現れると論ずる。これは上代日本語の一つの特徴である。中古日本語の時代に入り、この構造からはメタ言語的否定の意味が失われる。
B細胞初期分化におけるc-FosやBCL6遺伝子の機能解析

本研究はc-FosやBCL6遺伝子を発現誘導型にしたトランスジェニックマウスや、それらの遺伝子を欠損させたノックアウトマウスにおけるB細胞初期分化能を解析することにより、それらの遺伝子産物のB細胞初期分化における機能を明らかにすることを目的とした。発現誘導型のMx-c-fosマウス由来の骨髄細胞をPA6ストローマ細胞とIL-7を用いたInvitroの系で培養する系に、発現誘導剤を加えて外因性c-Fosの発現を誘導した時の幼若B細胞の細胞周期をFACSにより解析した。その結果、G2/M期での細胞周期の停止とともに、アポトーシスに陥るB細胞の増加が観察された。この幼若B細胞から粗RNAを抽出し、その中における細胞死を誘導するFasやBax、細胞死を阻害するBcl-2やBcl-XLの発現をRT-PCR法により解析した。その結果、これらのアポトーシス関連遺伝子の発現には著しい変化は見られなかった。しかし、幼若B細胞の分化過程で必須の遺伝子であるRag-1やRag-2の発現が過剰のc-Fosの発現誘導により、著しく抑制されていた。この結果から、過剰のc-Fosは幼若B細胞の細胞周期を停止させることによりアポトーシスを誘導することが示唆された。不活性型のマウスBCL6遺伝子をES細胞に導入して内因性のBCL6遺伝子と標的遺伝子組み換えをしたのちキメラマウスを作製し、最終的にノックアウトマウスを作製した。このマウスは、生後8週以内に心筋細胞の壊死をおこして死亡してしまう(投稿中)。そこで、BCL6の成熟B細胞からメモリーB細胞への分化過程における機能を調べる目的で、このKOマウス由来の骨髄細胞を放射線照射したrag-1 KOマウスに移植して骨髄キメラを作製した。このキメラマウスの胸腺や脾臓におけるリンパ球の表面抗原解析では異常が見られていなかったことから、BCL6はリンパ球の初期分化にはあまり関与していないと考えられた。
Sec63コンディショナルノックアウトマウスを使用した腎嚢胞、肝嚢胞の解析

Sec63コンディショナルノックアウトマウスを解析する事により、常染色体優性多発性肝嚢胞でどの様にして嚢胞形成がされるのかを明らかにした。また、Sec63遺伝子をノックアウトすることで、アポトーシスがさかんとなり、嚢胞形成の原因となるだけではなく、網膜変性など多臓器に影響を及ぼす事が明らかとなった。常染色体優性多発肝嚢胞(ADPLD)の疾患モデルでマウスであるSec63コンディショナルノックアウトマウスの解析を行った。Sec63^<lox/lox> : ksp-creマウスを様々な時期で観察し、嚢胞の発達、進行度を解析した。腎嚢胞は生後2週頃より主に腎髄質より形成され、徐々に増大し、腎重量体重比も大きくなっていった.しかし、生後1ヶ月を過ぎると嚢胞は増悪し続けるが、腎臓は萎縮して行き、嚢胞とともに腎臓のサイズが増大し続ける経過をとる表染色体優性多発嚢胞腎(ADPKD)とは異なった経過をとることが明らかとなった。ADPKDでは嚢胞形成及び増大の機序には細胞増殖が関与しているとされている。Sec63^<lox/lox> : ksp-creマウスでは、生後1ヶ月までは嚢胞上皮細胞にて細胞増殖が盛んであったが、以降はアポトーシスが盛んとなることにより腎臓が萎縮することが明らかとなり、これはADPKDの機序とは異なるものである。ADPKDの原因遺伝子であるPkd1、Pkd2はcilia関連遺伝子であり、ciliaの欠損、機能異常が嚢胞形成に重要であるとされている。Sec63はERタンパクである。Sec63^<lox/lox> : ksp-creマウスの嚢胞上皮のciliaは形態学的に異常ない事は確認した。ADPLDの嚢胞形成機序として、cilia関連蛋白の発現が低下しているだけでなく、更なる別の機序が関連している可能性があり、更なる解析を行っている。嚢胞以外の表現型として、水腎症の解析を行った。水腎症は胎生期では認められず、生後2週目頃からみられ、後天的であることが分かった。水腎症を認めたマウスの尿浸透圧は非常に低く、アクアポリン2、Na-KATPaseなどの発現が低下していており、この事が水腎症の原因となっている可能性があり、解析を進めている。常染色体優性多発肝嚢胞(ADPLD)の疾患モデルでマウスであるSec63コンディショナルノックアウトマウスの解析を行っている。昨年までの結果でSec63^<lox/lox>:ksp-creマウスを解析した結果、嚢胞形成の初期には細胞増殖が関与し、後期にはアポトーシスが大きく関与している事を示した。そこで、細胞増殖、アポトーシスについてウエスタンブロッティングを用いてさらに検討を行った。その結果、嚢胞初期の細胞増殖に関してはpERKの発現が高く、常染色体優性遺伝性多発性嚢胞腎と同様にMAPKの経路の関与がある事が明らかとなった。また、アポトーシスに関してはCaspase-6を介した経路が関与している事が明らかとなった。常染色体優性遺伝性多発性嚢胞腎ではMPAK阻害剤が嚢胞を抑制するという報告が認められる。また、細胞増殖を抑える薬物としてmTOR阻害薬も近年注目されてきている。今回の結果から常染色体優性多発性嚢胞肝にもこれらの薬剤の効果がある可能性があり、今後投薬実験を進めようと考えている。また、アポトーシスに関しては、ERストレスの関与についても検討を行っている。視神経細胞に発現するChx10プロモーターを使用したCreマウス(Chx10-creマウス)と交配したSec63^<lox/lox>:Chx10-creマウスの解析にて網膜変性の表現型を得ていたが、今回、視細胞のアポトーシスが原因である事を明らかとした。今後、視細胞でのアポトーシスの原因について更に検討を続け、網膜角素変性症の治療法の解明につなげたいと考えている。昨年までの結果でSec63^<lox/lox>:ksp-creマウスの腎臓をウエスタンブロッティングで解析を行ったところ、ノックアウトマウスの腎臓でADPKDの原因遺伝子であるPkd2の遺伝子産物であるポリシスチン2の発現が低下していることが示された。それ以外の膜蛋白(Na-K ATPaseなど)についても解析したが、発現が低下していたことから、Sec63がノックアウトされることで膜蛋白のフォールディングがうまくいかず、ADPKDや常染色体劣性遺伝性多発嚢胞腎の原因遺伝子であるPkd1、Pkd2、PKHD1などの遺伝子の発現が低下することで腎嚢胞、肝嚢胞が形成されるのではないかと考えた。そこでSec63コンディショナルノックアウトマウスとPkd1コンディショナルノックアウトマウスを交配し、遺伝子の濃度により表現型が変化するかを確認した。Sec63^<lox/lox>:ksp-

creマウスが最も表現型が軽く、Sec63^<lox/lox>Pkd1^<lox/+>:ksp-creマウス、Sec63^<lox/+>Pkd1^<lox/lox>:ksp-cre、Sec63^<lox/lox>Pkd1^<lox/lox>:ksp-creの順に表現型は強くなった。通常Pkd1^<lox/+>:ksp-creマウスは嚢胞が形成されないが、Sec63がノックアウトされることで、表現型が強くなっており、嚢胞形成はPkd1の濃度依存的であることが証明された。これはADPLDの嚢胞形成機序の一つとして非常に重要である。
免疫寛容導入による凍結保存Allo血管移植後の成長及び遠隔期拒絶反応

凍結保存Allo血管移植においては、いまだ遠隔期に石灰化,瘤化等の問題を残しており,これらの反応は凍結保存及び解凍と慢性期拒絶反応に起因するものと考えられている.今回,ドナー骨髄細胞により特異的免疫寛容を誘導し凍結保存Allo血管移植における影響を検討した.ドナーとしてBrown Norway(以下BN)ラットの胸部大動脈を採取し,レシピエントとしてLewis(以下LEW)ラットの腎動脈下腹部大動脈に端々吻合にて移植し,6週間後に移植大動脈を採取し検討した.Fresh(F)群(n=5):新鮮Allo血管移植群.Cryo(C)群(n=6):凍結保存Allo血管移植群.Inoculation(I)群(n=5):BNラットの骨髄細胞をLEWラットの胸腺内に大量注入し,同時に抗リンパ球血清を腹腔内投与し、免疫寛容を誘導した1週間後に凍結保存Allo血管を移植した群について以下の検討を行った.形態計測学的検討ではC群が有意に狭窄していた.中膜面積の比率が各群間に有意差がなく,内膜と中膜の面積比においてC群が有意に大きいことより狭窄の原因は内膜の増殖肥厚によるもので,I群ではその抑制効果が認められた.病理組織学的検討では中膜においてC群が有意に拒絶反応が強く,I群では拒絶反応の抑制効果が認められた.また外膜においては拒絶反応がF群で強い傾向を認めた.走査電子顕微鏡像にて凍結保存血管は解凍直後には内皮細胞の剥離を認め,これが内膜の増殖肥厚の一因と考えられ,また外膜では細胞脱水を来しており,より早期に中膜に拒絶反応が進むと考えられた.免疫染色ではLEWラットの胸腺内にドナー抗原陽性細胞を認めマイクロキメリズムが成立していた.凍結保存Allo血管移植において免疫寛容の導入が慢性期拒絶反応抑制に有効であり,凍結保存及び解凍技術の改善により保存状態の良好なグラフトに免疫寛容を導入することがより効果的と考えられた.凍結保存Allo血管移植においては、いまだ遠隔期に石灰化瘤化等の問題を残しており,これらの反応は凍結保存及び解凍と慢性期拒絶反応に起因するものと考えられている.今回,ドナー骨髄細胞により特異的免疫寛容を誘導し凍結保存Allo血管移植における影響を検討した.ドナーとしてBrown Norway(以下BN)ラットの胸部大動脈を採取し,レシピエントとしてLewls(以下LEW)ラットの腎動脈下腹部大動脈に端々吻合にて移植し,6週間後に移植大動脈を採取し検討した.Fresh(F)群(n=5):新鮮Allo血管移植群.Cryo(C)群(n=6):凍結保存Allo血管移植群.Inoculation(I)群(n=5):BNラットの骨髄細胞をLEWラットの胸腺内に大量注入し、同時に抗リンパ球血清を腹腔内投与し、免疫寛容を誘導した1週間後に凍結保存Allo血管を移植した群について以下の検討を行った.形態計測学的検討ではC群が有意に狭窄していた.中膜面積の比率が各群間に有意差がなく,内膜と中膜の面積比においてC群が有意に大きいことより狭窄の原因は内膜の増殖肥厚によるもので,I群ではその抑制効果が認められた.病理組織学的検討では中膜においてC群が有意に拒絶反応が強く,I群では拒絶反応の抑制効果が認められた.また外膜においては拒絶反応がF群で強い傾向を認めた.走査電子顕微鏡像にて凍結保存血管は解凍直後には内皮細胞の剥離を認め,これが内膜の増殖肥厚の一因と考えられ,また外膜では細胞脱水を来しており.より早期に中膜に拒絶反応が進むと考えられた.免疫染色ではLEWラットの胸腺内にドナー抗原陽性細胞を認めマイクロキメリズムが成立していた.凍結保存Allo血管移植において免疫寛容の導入が慢性期拒絶反応抑制に有効であり,凍結保存及び解凍技術の改善により保存状態の良好なグラフトに免疫寛容を導入することがより効果的と考えられた.凍結保存Allo血管移植においては、いまだ遠隔期に石灰化,瘤化等の問題を残しており,これらの反応は凍結保存及び解凍と慢性期拒絶反応に起因するものと考えられている.今回,ドナー骨髄細胞により特異的免疫寛容を誘導し凍結保存Allo血管移植における影響を検討した.ドナーとしてBrown Norway(以下BN)ラットの胸部大動脈を採取し,レシピエントとしてLewis(以下LEW)ラットの腎動脈下腹部大動脈に端々吻合にて移植し,6週間後に移植大動脈を採取し検討した.Fresh(F)群(n=5):新鮮Allo血管移植群.Cryo(C)群(n=6):凍結保存Allo血管移植群.Inoculation(I)群(n=5):BNラットの骨髄細胞をLEWラットの胸腺内に大量注入し,同時に抗リンパ球血清を腹腔内投与し、免疫寛容を誘導した1週間後に凍結保存Allo血管を移植した群について以下の検討を行った.形態計測学的検討ではC群が有意に狭窄していた.

中膜面積の比率が各群間に有意差がなく,内膜と中膜の面積比においてC群が有意に大きいことより狭窄の原因は内膜の増殖肥厚によるもので,I群ではその抑制効果が認められた.病理組織学的検討では中膜においてC群が有意に拒絶反応が強く,I群では拒絶反応の抑制効果が認められた.また外膜においては拒絶反応がF群で強い傾向を認めた.走査電子顕微鏡像にて凍結保存血管は解凍直後には内皮細胞の剥離を認め,これが内膜の増殖肥厚の一因と考えられ,また外膜では細胞脱水を来しており,より早期に中膜に拒絶反応が進むと考えられた.免疫染色ではLEWラットの胸腺内にドナー抗原陽性細胞を認めマイクロキメリズムが成立していた.凍結保存Allo血管移植において免疫寛容の導入が慢性期拒絶反応抑制に有効であり,凍結保存及び解凍技術の改善により保存状態の良好なグラフトに免疫寛容を導入することがより効果的と考えられた.
自然言語処理と集合知によるデータ解析手法の分類方法の開発

昨今の測定技術の向上に伴い、生物学の分野などではデータドリブンな研究手法が注目されている。一方でコンピュータの高速化などに伴い、統計解析・データ解析手法は高度化し有用な解析手法が多数開発されている。これら2つの技術革新の融合はこれからの生物学研究に大きな影響を与えることが期待されるが、一方、大量データの測定・解析を行う実験研究者のような統計学の非専門家が先端的な解析手法にアクセスし正しく駆使することは容易ではない。この状況を改善する目的で、私は遺伝解析手法のデータベース(R Graphical Manual)を2006年より公開してきた。関数の実行結果の画像を使って関数の機能を一望できるという特徴を持っており、2008年の時点で月1050万page view,月8千1万unique IPほどのアクセス数を持っており、世界中の研究者から利用され一定の評価を得ていた。しかしデータ更新に大きな計算量が必要であるにもかかわらず、サーバ環境やソフトウェアが十分整備されていなかった。本研究において、このデータベースのサーバ環境、ソフトウェア環境を整えたことにより、2011年5月の時点で月20万page view,月5万unique IPとなり、unique IPが顕著に増加した。月間unique IPはDDBJが1万7千、京都大学のKEGGが20万であるから、アクセス数については当初予想よりも大幅に増加し国内の著名なデータベースと比肩するサイトに成長した。各種の統計学辞典や教科書およびR Graphical Manualの関数マニュアルなどをもとに分類軸を作成した。この分類軸にR Graphical Manual中の関数をマッピングする必要があるが、そのためにR Graphical Manualの全文書に対してNamed Entity Recognition(NER)を行い、統計学の専門用語を抽出し、それをもとにマッピングを行った。この目的でNERの精度を上げるために新しい方法を開発した。昨今の測定技術の向上に伴い、生物学の分野などではデータドリブンな研究法が注目されている。一方でデジタルコンピュータの高速化などに伴い、統計解析・データ解析手法は高度化し有用な解析手法が多数開発されている。これら2つの技術革新の融合はこれからの生物学研究に大きな影響を与えることが期待されるが、一方、大量データの測定・解析を行う実験研究者のような統計学の非専門家が最近の解析手法にアクセスし正しく駆使することは容易ではない。上記の状況を改善する目的で、我々は統計解析手法のデータベース(R Graphical Manual)内2006年から公開してきた。今年度は交付申請書の「研究の目的」に記したとおり、このデータベースの4万個を超える関数に対して分類を与えることにより、必要な関数を探しだすことを容易にするための研究開発を行った。今年度の研究で、まずこのDB中の全文書に対してNamed Entigy Recognitionを行い統計学の専門用語を抽出するプログラムを開発し、専門用語辞書を作成した。これは交付申請書の「研究実施計画」(1)関数の分類および(3)類似文書検索のための基本的なステップとであるる。しかしこのようにして自然言語処理によりとりだされた専門用語は粒度が一様でなく、特定の解析手法を表す用語と解析手法の集合を表す用語が混在していた.そこで統計学の専門用語に関して粒度(用語の一般性)に関してスコア付けを行う手法を開発した。研究実施計画(2)集合知の利用に関しては、データ更新の仕組みを作り直す作業を行った。現在インタフェイスの開発中である。

これら2つの技術革新の融合はこれからの生物学研究に大きな影響を与えることが期待されるが、一方、大量データの測定・解析を行う実験研究者のような統計学の非専門家が先端的な解析手法にアクセスし正しく駆使することは容易ではない。上記の状況を改善する目的で、私は統計解析手法のデータベース(R Graphical Manual)を2006年から公開してきた。交付申請書の「研究の目的」に示した通り、このデータベースの6万近い関数に関して分類を与えることにより、必要な関数を探し出すことを容易にするための研究開発を行った。研究計画(2)集合知の利用については、前年度からの続きでデータ更新機構の改善とwebインタフェイスの改善、web APIの開発を行った結果、アクセスが漸増して現在月間5万unique IP上のアクセス数になっている。これは国内の著名なDBと比肩するアクセス数であり、今後さらなる増加が期待される。また、(1)関数の分類については、今年度は分類の前提となる統計学の専門用語のNamed EntityRecognitionの精度を上げるための新しい計算手法の開発を行った。またそれとは独立に、文献をもとにした統計学のオントロジーの開発を行った。本データベースは利用者が多いので、興味を持った利用者の方々のコミュニティーで改良されていくことを期待している。
ニチニチソウアルカロイドを高効率に生産する光制御技術の探索と開発

ニチニチソウ葉に抗がん成分として知られるビンブラスチンをより高い濃度で蓄積させる光環境制御技術の開発を試みた.赤単色光は青単色光や赤青混合色光に比べてニチニチソウの成育を促進し,さらにビンブラスチンの前駆物質であるビンドリンとカタランチンの濃度を向上させた.150micro mol/m2/sの赤単色光で1か月栽培してから,10 W/m2のUV-A光を5日から7日間赤色光に加えて補光照射することで,株あたりのビンブラスチン収量を高めることができた.ニチニチソウの単量体アルカロイドであるビンドリンとカタランチンの株あたり収量が最も高くなる赤色光強度の探索を行った.赤色光強度を75,150,300,600 μmol/m2/sの4段階に設定して28日間栽培を行った.地上部新鮮重と全葉新鮮重が最も大であったのは,300 μmol/m2/sであり,その全葉新鮮重は12 g/plantであった.その他の光強度の全葉新鮮重は,およそ9 g/plantであった.600 μmol/m2/sの光強度では葉の黄化が観察され,その症状は特に下位葉で顕著であった.最大展開葉の新鮮重あたりビンドリン濃度あるいはカタランチン濃度は,150 μmol/m2/sで最も高かった.したがって,株あたりビンドリン収量およびカタランチン収量は150300 μmol/m2/sの範囲にあると推定された.この環境下で単量体を蓄積させたニチニチソウ株に,UV-A光あるいは青色光を7日間照射し,1日ごとにビンブラスチン濃度およびアンヒドロビンブラスチン濃度を測定した.赤色光のみを照射し続ける区をコントロールとした。UV-A光を照射した区では,UV-A照射後5日に葉乾物重あたり60 μgのビンブラスチン濃度が検出されたが,コントロールでは数μg程度であった.青色光照射は葉乾物重あたり20μg程度の蓄積をすることが可能であった.同一条件下において,ニチニチソウアルカロイド合成系酵素であるtryptophan decarboxylase,strictosidine synthase,desacetoxyvindoline 4-hydroxylase、2量体合成に関連する酵素peroxydase 1のmRNAを1日ごとに定量したところ,これらの発現量については光質処理区間に差は認められなかった.したがって,UV-A照射後5日において観察されたビンブラスチンの高濃度化は,アルカロイド合成系酵素の遺伝子発現量の増加に伴うものではないことが明確となった.これらの酵素の活性や活性化状態などに関わる可能性が考えられた.ニチニチソウの葉にビンブラスチン(以下、VLB)およびアンヒドロビンブラスチン(以下、AVLB)を高効率に蓄積させるUV-A光の照射条件を探索した。まず始めにこれまでの結果に従い、苗定植時からおよそ1か月間、150 umol/m2/sの赤単色光照射のみでニチニチソウを栽培し、VLBの前駆物質であるカタランチン(CAT)とビンドリン(VDL)を葉に十分に蓄積させた。その後、照射光を150 umol/m2/sの赤単色光に0、0.005、3.5および5 W/m2のUV-A光を混合した光照射に切り替えた。UV-A光の強度は、UVカットフィルムを使用して制御した。3.5および5 W/m2の照射区の間に有意差は認められなかったが、各処理区の平均値を比較すると、18.89 ±5.81(5 W/m2), 31.49 ±10.38(3.5 W/m2)および8.51 ±0.19(0.005 W/m2)であった。この結果から、葉にVLBあるいはAVLBを十分に蓄積させるには少なくとも3.5 W/m2以上のUV-A光を赤色光に補光して照射する必要があることが分かった。単量体前駆物質であるCATおよびVDLからVLBを縮合する際に、パーオキシダーゼ1酸化酵素活性が関与するとの報告がある。150 umol/m2/sの赤単色光に0および5 W/m2のUV-A光を混合した光照射条件下で、パーオキシダーゼ1酸化酵素遺伝子であるCrPRX1遺伝子の発現量を比較したところ、差は認められなかった。CrPRX1遺伝子の発現レベルでCATおよびVDLの縮合が制御されているわけではないことが明確とされた。ニチニチソウ着生葉においてビンブラスチンの縮合反応を促進させるためには少なくとも3.5W/m2のUV-A光を3日以上照射することが必要であることを見出してきた。今年度はさらにUV-A光の強度を高めて葉のビンブラスチン濃度を向上させられるかを検証した。葉面での受光のばらつきを防ぐために、若い完全展開葉からリーフディスクを作成し、照射面積のサイズを小さくしてサンプルとした。0, 1, 5および10 W/m2のUV-A光を150マイクロmol/m2/sの赤色光と混合して、リーフディスクにそれぞれ照射した。光強度が増すにつれ直線的に葉のビンブラスチン濃度は上昇した。10 W/m2照射下では500マイクロg/gDWを示し、これまでで最も高い濃度を記録した。