hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
早産の原因解明-羊水中感染微生物の迅速高感度検出システムの構築-

早産の主要因に子宮内感染に基づく絨毛膜羊膜炎があるが、従来の細菌培養法は、検査に時間を要するという問題があった。また種々の炎症性疾患で腸内細菌叢の変化が指摘されているが、早産については検討されていない。独自開発したTaq polymeraseを用い、子宮内病原微生物の迅速高感度検出法を構築した。従来法の約4倍の検出率で、検出時間は6日間から平均6時間に大幅に短縮した。切迫早産でウレアプラズマ、マイコプラズマ、細菌混合陽性例では、陰性例に比し有意に分娩週数が早く、子宮内炎症が高度で周産期予後不良だった。また、腸内細菌叢のクリストリジウム属が早産例で正常例より減少することがわかった。予後不良の在胎28週以前の早産の主要因として、子宮内感染に基づく絨毛膜羊膜炎(CAM)が知られている。腸内細菌叢、腟内細菌叢のアンバランスがCAMの一因と考えられているが、直接的な証明は未だなされていない。1)われわれが開発した高感度病原微生物同定検査(one step nested PCR法)、起因菌同定ITシステムをもちいて、切迫早産症例の羊水中病原微生物の同定が最短3時間で検出可能になった。2)切迫早産や頸管無力症に対する抗菌薬治療は効果がないとされているが、このシステムを用いて切迫早産症例で子宮内感染例のみを抽出し、適切な抗菌薬治療をおこなった(n=11)。過去の切迫早産症例で抗菌薬投与が不十分であった症例(n=13)に比較し、適切な抗菌薬治療例では、約2週間の妊娠延長効果が得られた。また、病原微生物陰性例に抗菌薬投与を行うと妊娠期間は短縮しており、切迫早産の不適切な抗菌薬使用は不利に作用する可能性が示された。34週以降の分娩と関連する因子を検討すると、適切な抗菌薬投与は、Odds比3.7,95%信頼区間1.3-12.1,p=0.0017で有意な因子であった。3)病原微生物の種類を検討すると、Ureaplasm,Mycoplasma属と細菌の重複感染例が、すべて陰性例より有意に早期に分娩となっており、子宮内の炎症性サイトカイン(IL-8)高値、CAM高率であり、新生児予後不良であった。4)分娩時の羊水および胎盤、臍帯血の病原微生物の検出も行った。適切な抗菌薬投与をおこなった症例で、分娩時に無菌的に羊水が採取できた(帝王切開)症例では、菌が消失していたのは3例中2例であった。5)切迫早産例、早産例、健常妊婦より便および腟分泌物を採取しDNAを抽出し、T-RFLPにより細菌叢解析を行っている。早産例と健常者で細菌叢がまったく異なることが判明しているが、現在症例を蓄積中である。予後不良の在胎28週以前の早産率は約30年で2倍以上に増加し、大きな社会問題となっている。早産の主要因として子宮内感染に基づく絨毛膜羊膜炎(CAM)が知られている。また、種々の炎症性疾患で腸内細菌叢の変化がその病態を引き起こすことが最近明らかになってきている。1)独自開発したTaq DNA Polymerase、masked Primer Dimer法、One Step nested PCR法を組合せ、細菌・真菌・マイコプラズマ・ウレアプラズマそれぞれのユニバーサル・プライマーを設計して、病原微生物それぞれを検出する高感度・高特異度な遺伝子検査法を構築した。2)切迫早産でUreaplasma, Mycoplasma属および細菌混合感染例では、病原微生物陰性例に比し有意に分娩週数が早く、NICU入院率が高く新生児重篤合併症が多いことを報告した。3)病原微生物陽性では、適切な抗菌薬投与は妊娠期間を延長する傾向があり、陰性例に抗菌薬を投与すると逆に妊娠期間を有意に短縮することがわかった。4)切迫早産例、早産例、健常妊婦より便および腟分泌物を採取しDNAを抽出し、T-RFLPにより細菌叢解析を行った。腸内細菌叢のうちクリストリジウム属は早産例で正常例より減少することを報告した。早産予防のためのProbiotic療法を行い、治療前後で腸内細菌叢の変化を比較する(富山大学倫理委員会承認済)。産婦人科1)迅速高感度同定システムの運用は順調であり、実用的である。2)羊水中サイトカインと羊水中病原微生物の関連性についての検討はできているが、菌量との相関はまだできていない。3)分娩時の羊水、胎盤、臍帯血の病原微生物の検討は今後症例を蓄積し、適切な抗菌薬投与により新生児予後への影響を評価する。

4)切迫早産、早産例、正常妊婦より便、腟分泌物採取しDNAを抽出後、T-RFLP法を行い、末梢血の制御性T細胞をフローサイトメトリーで検索する予定だが、現在症例を蓄積中である。1)さらに症例を蓄積する。2)分娩時の羊水ならびに胎盤および臍帯血における病原微生物の有無を確認する。子宮内感染のある症例で適切な抗菌薬投与をおこなった症例で、出産した早産児の予後について検討する。3)切迫早産例の腸内細菌叢をT-RFLPを用いて解析し、さらに症例を増加させ、免疫機能と対比するとともにProbiotics製剤を用いて腸内細菌叢が正常化するかを検証する。次年度に更なる症例の蓄積、実験の継続、および研究内容の発表のために必要だった。研究費の使用内訳は、1PCR,サイトカイン測定に必要な試薬の購入および研究助手への研究補助金、2研究成果の発表に必要な経費、である。
舗装ひび割れ点検のための低コスト・簡易型マシンビジョンシステムの開発

市町村においては,道路維持管理に関する予算,人,技術力の不足に直面している状況である.本研究では,低コスト・簡易型のマシンビジョンシステム導入に向けた,舗装ひび割れ点検手法の開発を行った.得られた成果は以下の通りである.1目視点検の精度検証の結果,ひび割れの評価正答率は80%と高く,また,複数回の点検による精度向上の可能性が示唆された.2Googleストリートビューを活用することで,調査が困難な遠方地に対して,簡易,事前的にひび割れ状況のマッピングが可能となることを示した.3都市計画基礎調査データに生存時間分析を適用し,舗装マネジメントに必要となる住宅の将来立地予測が可能となることを示した.本研究の目的である「舗装ひび割れの低コスト・簡易型マシンビジョンシステム」を構築するため,本年度では,1路面測定ユニットの構築,2ひび割れ解析ツールの構築,について検討した.1については,走行する車両内から前方路面を精度よく撮影するために,路面撮影に適したカメラおよび内部設定,設置方法等について検討した.また,GPSロガーやタブレットとの連携によるの自動シャッター方式について検討した.さらに,夜間撮影も可能なカメラ,設定について検討し,昼間・夜間に問わず路上調査を実施できる測定方法について検討を試みた.2においては,アプリケーション開発環境Visual Studioを用いて,路面画像の解析ソフトウェアを構築した.具体的には,路面の正射画像を作成するためマウス操作ツール,ひび割れを動的2値化処理で自動抽出する解析プログラム,その結果を目視で修正するマウス操作ツールなどを構築した.これにより,迅速かつ容易に,長距離区間のひび割れ率を求めることが可能となる.さらに,ひび割れと同時に撮影されるポットホールやパッチングの診断方法についても並行して検討している.なお,当年度では,本ソフトをベースとした道路景観画像の解析システムも構築し,その有効性と汎用性について確認している.また,上記の画像解析手法の精度検証および目視評価等を合わせた複合的な診断システムの構築に向けて,歩きながらの目視点検(歩行点検),走行車両からの目視点検(走行点検)の2方法を提案し,それらの精度について検討した.その結果,歩行点検の正解率は約80%,走行点検は約60%であり,点検回数を重ねると経験により正解率が向上することがわかった.次年度の目標「本システムの妥当性・有効性の確認」に向けて,当年度の上記2点の実績から,本研究は,おおむね順調に進展していると言える.1路面測定ユニットの構築については,昼間の撮影に関しては,カメラの設置位置や画像の構図を工夫することで,ひび割れをより明瞭に捉えることが可能となった.ただし,GPSロガーやタブレットとの連携については,ほぼ完成しているが,実調査でのテストはしていない.2ひび割れ解析ツールの構築では,解析アプリケーションを作成し,それを過去に用いた画像データに適用し,問題なく解析が行えることを確認した.ただし,画像解析の精度向上に余地があるため,さらなる検討が必要である.また,画像を調整するパラメータを少くしてシンプルな仕組みにする必要がある.本研究では,地方公共団体(特に市町村)において,持続可能な道路メンテナンスサイクルを実現させるために,道路維持管理の低コスト・省力化の面から,新たな舗装点検・診断システムの開発を行った.本年度は,以下の4つの検討を行った.(1)点検の低コスト化・簡易化のために,民生用カメラによる路面撮影方式について検討を行ない,画像処理による精度向上を行った.簡易な画像解析ツールとして,Windows上で利用できる「舗装ひび割れ解析アプリ」を構築した.路上で撮影した画像群に本アプリを適用することで,従来手作業で行っていた処理が半自動的に実現でき,細かいスケールでひび割れ率の空間的分布を可視化することが可能となる.(2)ひび割れだけではなく,目視点検の低コスト・簡易化についても検討し,目視点検ツールの開発および従事者による点検精度の検証実験を行った.(3)路面状況を広域的かつ迅速に把握するために,Googleストリートビューから得られる画像を導入する手法について検討した.一つの視点から前後の路面画像を取得できることから,路上調査を必要とせず迅速に現在の道路状況を把握できる可能性を示した.(4)上記手法によって把握される網羅的な路面状況と交通量状況を重ねることでメンテナンス優先度を設定するために,交通量推計のベースとなる住宅の空間的分布に関する将来予測手法についても検討した.市町村においては,道路維持管理に関する予算,人,技術力の不足に直面している状況である.本研究では,低コスト・簡易型のマシンビジョンシステム導入に向けた,舗装ひび割れ点検手法の開発を行った.得られた成果は以下の通りである.1目視点検の精度検証の結果,ひび割れの評価正答率は80%と高く,また,複数回の点検による精度向上の可能性が示唆された.2Googleストリートビューを活用することで,調査が困難な遠方地に対して,簡易,事前的にひび割れ状況のマッピングが可能となることを示した.3都市計画基礎調査データに生存時間分析を適用し,舗装マネジメントに必要となる住宅の将来立地予測が可能となることを示した.今後は,上記の残された課題を早急に解決し,調査対象路線を設定して,本システムの精度検証,妥当性,有効性について検討する.課題については,GPSロガーやタブレットの連携によるシステムのテストを急ぐ,画像解析の精度向上を同時進行で行うなどが挙げられる.また,ポットホールやパッチングも含めたひび割れ評価方法,目視による走行点検などについても検討し,これらも組み込んだ低コスト・簡易な路面状況診断システムを構築する.道路工学装置類が予定した金額よりも安価に購入できたため,残額が生じた.上記の残額は少額なため,次年度,必要な文具等の消耗品にあてる.
ABRを用いた新しい軟骨伝導補聴器の装用効果評価法

2017年11月より国内販売が開始された軟骨伝導補聴器の使用者は徐々に増加している。軟骨伝導補聴器の調整には正確な装用閾値の評価が必要であるが、小児などで装用閾値の測定が困難な例が少なくない。本研究では自覚的聴力検査が困難である例における軟骨伝導補聴器の調整の評価に、ABRを用いる方法の確立を目的とする。軟骨伝導振動子の出力にはJIS規格がない。そのため本研究では軟骨伝導振動子から刺激を与えてABRで閾値測定し、気導ABRの閾値などと比較して、刺激に対する基準値の設定を行う。基準値の設定後は軟骨伝導補聴器の装用閾値をABRで測定し、補聴器調整の評価として用いることができるかについて検討する。
変異遺伝子の組織細胞での正常化に基づくA群色素性乾皮症遺伝子治療の基礎研究

変異遺伝子の正常化には、染色体の特定部位に遺伝子を挿入することが必要である。そのためにDNA/RNAキメラ分子によるA群色素性乾皮症の変異の修正実験を試みることにした。A群色素性乾皮症の患者細胞XP2OSSVの変異は第3イントロンの3'acceptorsiteにおけるG->C変換が原因でフレームシフトをおこしたものであるのでこの部位を含むDNA/RNAキメラオリゴヌクレオチド(68mer)を合成し、HVJ-cationic liposomeで患者細胞に導入したが、変異は修正されなかった。次に、レトロウイルスのインテグラーゼとLTRを組み合わせた標的導入法の開発を試みた。マウス白血病ウイルスのインテグラーゼの組み換え体を作成し、これをフォスフォセルロースカラムで精製し、これをLTRを含む遺伝子とmixして複合体をつくらせ、その複合体をHVJ-リポソームで細胞内に導入したが、効率よい遺伝子挿入はおこらなかった。最後に、魚類のトランスポゾンとトランスポゼースの併用を試みたこれを用いると確かにHaLa細胞でのneo耐性安定形質転換株はトランスポゼースのない場合に比べて数十倍上昇する。しかもCationic liposomeによるlipofectionよりもHVJ-cationic liposomeによる方が数倍効果があった。そこでHVJ-anionic liposomeによりneo遺伝子をマウス肝臓に導入し、経時的にneo遺伝子の有無をPCRによって調べた。また解析中であるが、現在までに、トランスポゼースのない場合には、2週間後にneo遺伝子が検出できなくなったが、トランスポゼースとの共導入個体では6週間後においてもneo遺伝子が検出された。このシステムは非分裂細胞の多い組織中でも働く可能性があるので、導遺伝子のデザインを考案することによって標的部位導入が可能かもしれない。染色体の特定部位(AAVS1)に遺伝子を挿入できる能力はアデノ随伴ウイルスに認められ、反復配列ITRと核蛋白質Rep78が必要である。このウイルスは遺伝子治療用ベクターとして注目されてきたが、組換えベクターではRep78が欠損しており、AAVSlへの挿入は効率よくおこらない。そこで目的の遺伝子をITRを含むプラスミドにクローニングし、一方、Rep78遺伝子の発現プラスミドを作成し、これらをHVJ-liposomeを用いて共導入する試みを行った。ヒトHEK293細胞及びA群色素性乾皮症細胞に導入し、ルシフェラーゼ遺伝子の発現を経時的に測定していくとITR,Rep78のプラスミドが1:1のモル比で共導入されたときに最も安定な遺伝子発現が得られた。即ち、導入1週間後の遺伝子発現においてITRまたはRep78の一方しか含まない群、どちらも含まない群、ITR,Rep78をモル比で10:1で含む群に比較して、ITR,Rep78のプラスミドが1:1のモル比で共導入した群は約2-3倍の遺伝子発現のレベルが得られ、しかもそのレベルで維持された。そこでサザンブロットを行い遺伝子の組込みを調べたが、殆どが染色体外に維持されており、染色体への組込みは1週間の時点では見られなかった。このことは染色体外に安定に保たせるような工夫をすれば染色体への組込みの頻度もあがる可能性も示している。我々はEpstein-Barr Virus(EBV)の潜伏感染装置EBNA-1,Ori-Pを利用した長期遺伝子発現ベクターを作成し、核内安定保持に成功したが、EBNA-1,Ori-Pの賦与が遺伝子の染色体への挿入効率も高める可能性についても検討する必要がある。

A群色素性乾皮症の患者細胞XP20SSVの変異は第3イントロンの3'acceptor siteにおけるG->C変換が原因でフレームシフトをおこしたものであるのでこの部位を含むDNA/RNAキメラオリゴヌクレオチド(68mer)を合成し、HVJ-cationic liposomeで患者細胞に導入したが、変異は修正されなかった。次に、レトロウイルスのインテグラーゼとLTRを組み合わせた標的導入法の開発を試みた。マウス白血病ウイルスのインテグラーゼの組み換え体を作成し、これをフォスフォセルロースカラムで精製し、これをLTRを含む遺伝子とmixして複合体をつくらせ、その複合体をHVJ-リポソームで細胞内に導入したが、効率のよい遺伝子挿入はおこらなかった。最後に、魚類のトランスポゾンとトランスポゼースのない場合に比べて数十倍上昇する。しかもCationic liposomeによるlipofectionよりもHVJ-cationic liposomeによる方が数倍効果があった。そこでHVJ-anionic liposomeによりneo遺伝子をマウス肝臓に導入し、経時的にneo遺伝子の有無をPCRによって調べた。まだ解析中であるが、現在までに、トランスポゼースのない場合には、2週間後にneo遺伝子が検出できなくなったが、トランスポゼースとの共導入個体では6週間後においてもneo遺伝子が検出された。このシステムは非分裂細胞の多い組織中でも働く可能性があるので、導遺伝子のデザインを考案することによって標的部位導入が可能かもしれない。
オキシトシンによる社会性の障害の改善の脳基盤解明と、脳画像使用による改善効果の予測

恐怖、悲しみ、喜びの表情を観察する条件と模倣して一緒に演技する条件、そして相当する表情筋の運動のみの条件を含む課題を健常成人34名(男17名/女17名)に用いたfunctional MRIでの検討を行った。その結果、後部下前頭回、後部上側頭溝などの領域は模倣の際に運動よりも有意に強く活動した。また、観察する際にも模倣と類似した脳活動が多く得られたが、扁桃体、前部島皮質など情動処理に関与する部位は模倣で観察よりも有意に強く活動していた。さらに、女性では男性よりも左半球の後部上側頭溝などの賦活が有意に強かった。これらの対人知覚や情動に関与する脳領域の賦活によって共感という高次の感情が成立し、こうした脳活動には男女差があると考えられた。ダブルブラインドでオキシトシン噴霧剤と偽薬をクロスオーバーで無作為割付した臨床試験でも、これまでに10症例を対象に同様のfMRI実験を行った。実薬投与時には偽薬投与時に比べ、上側頭溝や下前頭回後部および島皮質などの脳部位で脳活動をより強く広範囲に認めた。一方で扁桃体については先行研究での表情刺激課題と同様に活動が低下していた。これらの結果から、オキシトシン投与が共感や他者の意図の理解を生み出す脳活動の賦活増強と関連することが示唆された。今後、更に対象を増やして結果を確定させる。急増する当該領域論文を概観し(Yamasue et al. 2009)、仮説とデザインの細部を洗練させ、東京大学医学部附属病院内でオキシトシン噴霧剤を用いた臨床試験として申請し承認を受けた。男女1名ずつの俳優が演技する、恐怖、悲しみ、喜びの表情を観察する条件と模倣して一緒に演技する条件、そして相当する表情筋の運動のみの条件を含む課題を健常成人34名(男17名/女17名)に用いたfunctional MRIでの予備的検討を行った。まだ観察する際にも模倣と類似した脳活動が多く得られたが、扁桃体、前部島皮質など情動処理に関与する部位は模倣で観察よりも有意に強く活動していた。さらに、女性では男性よりもこれらの扁桃体や前部島皮質などの賦活が有意に強かった。"Extreme malebrain theory of autism"に即して、男女差のある対人相互性の脳基盤を明らかにするために有効なこの表情模倣課題は、自閉症スペクトラム障害の対人相互性の障害やオキシトシンによる改善効果を検討する上で適していると考え、さらに俳優20名(男10名/女10名)の表情の撮影を追加し、心理課題を改良した。一方で、成人で高機能の自閉症スペクトラム障害患者の専門外来を立ち上げ、男性だけで40名程度の当事者が定期通院するまでに発展させた。また、国際的に妥当とされる診断面接(Autism Diagnostic Interviewrevised : ADI-R)の診断トレーニングを渡米して受講した。プラセボとオキシトシン経鼻噴霧剤の投与順序が半々になるようランダム化し、クロスオーバーでダブルブラインドの臨床試験を行なった。IRBに承認された方法で募集した出来るだけ服薬歴の少ない成人で高機能の自閉症スペクトラム障害男性当事者7名を対象とした。他者の感情の理解などの課題遂行中のfunctional-MRI(f-MRI)上の脳活動変化を投与効果の評価指標とした。精神科医師が毎回投与前後にブラインドでの診察を行った。いずれの症例でも有害事象は認めなかったが、実薬を偽薬の回と比較すると、MRIの騒音への不快感の訴えや検査の長さへの苦痛や疲労の訴えが半数の例で著明に減少した。こうした例の中には、心理課題で提示される俳優の表情も全体に好意的に友好的に感じられたという訴えも認めた。f-MRIでは、俳優が幸福または恐怖の感情を演技する表情の映像を被験者に提示した。

その際に、被験者にその表情を鑑賞する様に指示する条件(鑑賞)と俳優の表情を模倣して一緒に演技を行なう様に指示する条件(模倣)、および表情の一部分の表情筋の運動のみを指示する(運動)の条件を設定した。表情の模倣から運動の条件の差分を求めると、表情の模倣に要する表情筋の運動以外の脳活動成分が、上側頭溝や下前頭回後部および島皮質や扁桃体などの賦活として残った。類似の課題を用いた先行研究からこの成分は共感の成立に役立つと考えられている。今回、オキシトシン投与時にはプラセボ投与時に比べてこれらの脳部位のうち扁桃体以外では脳活動がより強くそして広範囲に拡大して認められた。一方で扁桃体については先行研究での表情刺激課題と同様に活動が低下していた。これらの結果から、オキシトシン投与が共感や他者の意図の理解を生み出す脳活動の賦活増強と関連することが示唆された。今後、更に対象を増やして結果を確定させる。
十九世紀前期女性作家とアニュアルに関する研究-ブロンテ姉妹を中心に

主に十九世紀前期に発行された年刊本(アニュアル)の特徴を明らかにし、当時の女性作家やブロンテ姉妹をはじめとする後代の女性作家にアニュアルが与えた影響を調査し、考察した。1820年代から1850年代にかけて出版されたアニュアルのうち、Frederick Winthrop FaxtonのLiteraryAnnuals and Gift Books:A Bibliography1823-1903.(1973)のリストに挙げられていないものも含め、主なアニュアルを特定し、それらの目次を入手して各作品の作者を確認することができた。また補助金で購入した携帯PCを利用し、内容を整理しながら、各年代の特徴を整理・分析している途中である。アニュアルは当時の女性作家のみならず、後代のヴィクトリア朝女性作家の幼少期に影響を与えたことが推察されるので、アニュアルの特徴と役割を明らかにすることによって、文学史上断絶したものとして捉えられがちだったロマン派からヴイクトリア朝への移行期に女性作家が果たした役割を解明する-助となることが期待される。平成19年度には、ブロンテ姉妹が愛読していたことが判明しているFriendship's Offering、Literary Souvenir、ForgetMeNotのうち、前二者を入手することができたので、平成20年度には未入手のものを確認し、それらがブロンテ姉妹に与えた影響を分析する予定である。また、アニュアルに頻繁に寄稿していたレティシア・エリザベス・ランドンやフェリシア・ヘマンズの作品についても、アニュアル掲載作品とそれ以外の作品の入手に勤め、特徴を分析している。本研究の目的は、18世紀後期から19世紀にかけて女性向けに数多く出版された年刊本(以下「アニュアル」)などの定期刊行物の特徴を明らかにし、当時の女性作家との影響関係を探究することである。両者の影響関係を探ることによって、文学史上断絶したものとして捉えられてきたロマン派時代とヴィクトリア朝時代を連続した流れとして捉え、従来軽視されてきたロマン派からヴィクトリア朝への移行期に女性作家が果たした役割を解明する一助となることを目指した。研究目的を達成するため、平成20年3月と8月に渡英し、大英図書館にて必要資料を収集することができたので、1820年代から40年代に英国内で発行されたアニュアルに関して時系列に体系的に整理することができた。アニュアルの特徴やアニュアル掲載作品の特徴についてまとめ、その結果を2008年7月に第10回国際学際的女性会議にて発表した。("Literary Annuals and Women Writers in Early Nineteenth-centuryEngland.")ブロンテ姉妹を中心に、アニュアルがヴィクトリア朝作家に与えた影響についても考察し、その結果を2009年3月にSetsunan Journal of English Education. Vol.3に『十九世紀初期リテラリー・アニュアルとブロンテ姉妹』という題で発表した。また、アニュアルに頻繁に掲載されていた女性作家フェリシア・ヘマンズとレティシア・ランドンに関する研究は、2009年5月に日本英文学会全国大会にて発表予定である。
楕円曲線の幾何学,及びL-関数について

本研究の目的は(1)楕円曲線のL-関数の高階微分のα=1での値と楕円曲線の有理点の関係(2)標数pの体上定義された楕円曲線のHasse不変量が2階のPicard-Fuchs型方程式の解となることの幾何学的説明,並びにこの現象のp進整数環への持ち上げについて研究することであった。(1)については得られたことは余りなかったが,(2)については進展があったので,以下それを報告する。S=Spec,EをS上定義された楕円曲線,H=H^1_<PR>(E/S)とすると,Hにはフロベニウス:Frpと可換な積分可能な接続:▽(Gauss-Marin接続)が入る。考えるHasse不変量Aは,A=Tr{Frp:H→H}と表わされ,C_1.C_2:Hのbaseを▽_1=▽_2=0ととっておくと,▽^2A=0を得るが,これがまさしく2階のPicard-Fuchs方程式に他ならない。これらの結果は一般に曲線の場合にも一般化可能である。これらの結果をP進整数環に持ち上げるためには、H^1_<PR>(E/S)の代わりにH^1_<CVIS>(E/S)を,Frpを適当に持ち上げてH^1_<CVIS>(E/S)へ作用させ,あとは,Gauss-Manin接続をFrpの持ち上げと可換になるように持ち上げれば良い所までに問題を追いつめた。
80年代、90年代、2000年代における世代間再分配政策の研究

本研究ではわが国における世代間再分配政策について世代会計の手法を用いて分析を行う。これまでの多くの世代会計を用いた研究は1時点での世代間格差の程度を分析し、また世代間格差を改善するためのシミュレーション分析を行うものであった。一方、本研究では1時点の世代間格差の分析ではなく時系列的な分析を行う。推計結果は、90年代の行われた世代間再分配政策は20歳代を含めた現在世代の負担を軽くする一方で将来世代へ負担を先送りしていた。このような政策は2000年代の前半まで続くが、2000年代後半に変化する。現在世代の生涯純負担額は増加する一方で将来世代の生涯純負担額は低下した。しかし、それらは現在世代でも退職した世代ではなく若い世代の負担が重くなることで達成されたものであった。さらに、1992年から2002年の人口推計の下方修正は将来世代の生涯純負担額を32%近く上昇させる結果となった。本研究ではわが国における所得再分配政策について定量分析を行うことを目的としている。研究成果の一つ目は「1990年代の世代間再分配政策の変遷-世代会計を用いた分析」(井堀利宏編『バブル/デフレ期の日本経済と経済政策5財政政策と社会保障』、内閣府経済社会総合研究所、第8章、pp.253-pp.275.)である。この研究では世代会計の手法を用いて時系列的に世代間の再分配について分析を行っている。推計結果からは90年代は一貫して将来世代に負担を先送りする分配政策が取られていたことが分かった。また、将来世代の負担の増加は人口推計の下方修正だけが問題ではないことも分かった。二つ目の研究成果は"The Optimal Size of Japan's Public Pensions: An Analysis Considering the Risk of Longevity and Volatilityreturn on Assets"(Japan and the World Economy, Vol.22, No.1, pp.31-39.)である。この研究では不確実性を取り入れたシミュレーション分析に基づき、公的年金の最適な所得代替率、つまり最適な確定給付部分を分析した。結果は所得代替率20%から30%が最適であり、2004年の公的年金改革の際に提示された所得代替率50%より下回る水準が最適という結果となった。研究成果としては昨年、「1990年代の世代間再分配政策の変遷-世代会計を用いた分析」(井堀利宏編『バブル/デフレ期の日本経済と経済政策5財政政策と社会保障』、内閣府経済社会総合研究所、第8章、pp.253-pp.275.)をまとめた。ただし、上記研究では2000年代の所得再分配政策について分析できていなかったので、本年度は2000年代についても分析を行った。分析結果から90年代は一貫して将来世代に負担を先送りする分配政策が取られていたことが、2000年代後半になると、将来世代の負担が軽くなる一方で、現在世代の負担は増える結果になった。その他の研究成果として、「労働市場のデータを用いたValue of a Statistical Lifeの推計」(『日本経済研究』、2010年、No.63、pp.1-28.)がある。この研究では医療政策といった人の生死にかかわる政策の際に利用されるvalue of statistical lifeを推計したものである。研究成果としては昨年、「1990年代の世代間再分配政策の変遷-世代会計を用いた分析」(井堀利宏編『バブル/デフレ期の日本経済と経済政策5財政政策と社会保障』、内閣府経済社会総合研究所、第8章、pp.253-pp275.)をまとめた。この研究は"Intergenerational redistribution policies of the 1990s and 2000s in Japan:An analysis using generational accounting"として、人口学のNational Transfer Accountの国際学会で報告した。
地域在住高齢者の感覚器コホート研究：介護予防、認知症予防の観点から

感覚器障害をターゲットとしたcommunity-basedなコホート研究により、感覚器機能障害がNegative well-beingに及ぼす影響の検討、難聴に係る因子の探索を行った。また、日光(紫外線+可視光)個人曝露システムの開発を実施した。研究成果より、自己評価式難聴が将来のIADL低下に関連すること、耳鳴りが抑うつ症状より先行すること、日光曝露や、HbA1cレベルが将来の難聴と関連すること等を示した。さらに、開発中の日光曝露個人評価システムを用いてオフィス作業者の定量評価を行い、職種や行動により大きな曝露レベルの差があることを明らかにした。本研究ではコホートの追跡を延長してアウトカム情報を継続的入手し、感覚器機能の変化、さらに認知機能、日光個人曝露等新規項目の測定を付与し、世界的にも稀有な感覚器コホート研究を完成させ、1)感覚器機能障害が個別Negativewell-being指標に及ぼす影響の検討、2)感覚器障害と認知機能の関連に関する検討、3)危険因子としての酸化ストレスの役割解明を行うことを目的としている。本年度は当初の計画通り、アウトカム情報(要介護、入所、死亡等)の入手に加えて、郵送による質問票調査を地域在住高齢者約1400名を対象に実施した。これまでの取組から既にプロトタイプの完成した日光個人曝露評価システムに関しては、本研究費で購入した分光放射装置などを使用して精度および妥当性の検証を実施した。この結果、本システムの高時間分解能、広レンジ性能、高帯域分解能が確認できた。また、作成した個々のシステム間における誤差が極めて小さいことから(変動係数3%未満)、フィールド測定を行うに十分な性能を有すると判断した。さらに本システムは、曝露光の波長帯域組成、強度、時間変動から、被験者の場所、行動を推定することも可能である。今後、より大人数での検証を経た後、職業や作業環境、業務内容の違いにおいて生じる紫外光およびBlue Lightの個人曝露量の推定を検討したいと考えている。本課題に関連して、本年度3本の論文発表、4本の学会発表(うち一つは国際学会での発表)を行った。平成25年度は当初の計画通り、平成24年度と同様にアウトカム情報(要介護、入所、死亡等)の入手に加えて、郵送による質問票調査を地域在住高齢者約1400名を対象に実施した。さらに、これまで開発してきた日光個人曝露評価システムに関しては、精度及び実用性の検証を行った。その結果、本システムは高い測定精度と時間分解能を有し、実用性にも問題がないことが確認できた。今後の課題としては、黄斑部への照射光の推定、縮散瞳における眼球入射光への影響検討、センサーの分光分解能の向上などが考えられた。この成果は、論文として公表した(日本衛生学雑誌68:118-125.2013)。加えて、業務内容の異なるoffice workerおよそ40名を対象に、紫外光およびBlue Lightの個人曝露量の推定を行った。解析の上、学会発表、論文化を予定している。本年度、課題に関連して本年度4本の論文発表、3本の学会発表(うち2つは国際学会での発表)を行った。本研究は、疫学エビデンスが著しく不足する感覚器障害をターゲットとしたcommunity-basedなコホート研究である。本研究費の最終年度にあたる本年度は、継続的にアウトカム情報を入手し、感覚器障害がNegative well-beingに及ぼす影響についての分析を継続実施した。また、本コホートデータを用いて、ヘモグロビンA1cレベルが将来の難聴と関連することを、地域住民の追跡デザインにより、知る限り世界で初めて明らかにできた。本成果は、J Am Geriatr Soc誌に掲載された。さらに、感覚器障害の危険因子と示唆された日光曝露の個人レベル評価が必要であり、その測定システムの開発が課題であった。これに対し、連携研究者の工学者と協同し、開発中の眼鏡型システムを用いて職種の違いによる曝露レベルの相違などを明らかにする研究を実施し、学会で発表するとともに成果を取りまとめ現在投稿準備中である。本年度、合計で6回の学会発表と1本の論文発表を行った。26年度が最終年度であるため、記入しない。衛生学26年度が最終年度であるため、記入しない。3年計画の初年度として、計画通りに進捗している。日光個人曝露評価システムについては、精度、妥当性の検証を実施することができ、予想以上の結果を得た。

対象者人数をより拡大してのシステムの検証を行う次のステップに進むことができる。3本の論文発表、4本の学会発表は、想定以上である。3年計画の2年目として、計画通りに進捗している。日光個人曝露評価システムについては、精度、実用性の検証を実施、これを論文としてまとめることができた。継時的に可視光、紫外光の視器への曝露推定をできるシステムとしては、世界初の成果である。さらに、このシステムを用いて、職域でのフィールド研究へと発展できた。4本の論文発表、3本の学会発表(うち2本は国際学会)は、想定を大きく上回る。26年度が最終年度であるため、記入しない。本課題は、現在進行形のコホート研究であり、アウトカム情報(要介護、入所、死亡等)の定期的な入手が重要である。フィールド地域とは10年超の信頼関係があり、また公式な委託契約も締結済みであることから、進捗に関しての不安はない。日光個人曝露評価システムについては、次のステップとして、対象者人数をより拡大してのシステムの検証を予定している.本課題は、現在進行形のコホート研究であり、アウトカム情報(要介護、入所、死亡等)の定期的な入手が重要である。平成26年度は課題の最終年度にあたるため、当初目的に応じた種々の解析を実施する予定である。日光個人曝露評価システムについては、職域で実施した応用研究についてデータを解析し、学会発表および論文化する予定である。当初予定していた印刷費用および出張旅費が想定額を下回ったため、160,536円を次年度に繰り越した。来年度予定している訪問調査の費用の一部に充当する予定である。当初予定していた物品費が想定額を下回ったため、40186円を次年度に繰り越した。
一次知覚ニューロンのフコシル糖鎖抗原の発現とそれに対応するレクチンの精製

われわれはヒトおよびウサギ後根神経節の一次知覚ニューロンのフコースを含む糖鎖抗原(フコシル糖鎖抗原)について、抗fucosyl-GM1抗体とUEA-1レクチンを用いて検索し、ウサギについてはさらに発生学的検討もおこなってきた。本年度はfucosyl-GM1特異的モノクローナル抗体(CRD73-6)により、従来の4%formalin in PBSによる固定の他にアセトン固定切片も用いて、ヒトおよびウサギ後根神経筋と脊髄の免疫組織染色を行なった。その結果4%formalin in PBSによる固定ではこれまでの結果を再確認した。一方アセトン固定後の染色では新たな知見が得られた。ヒトでは後根の無髄神経線維の染色が明らかとなり、脊髄では無髄線維のterminalである後角のsubstantia gelatinosaの染色がみられた。ウサギは生後1ヶ月と6ヶ月について検索したが、後根神経節内および後根内の神経線維の染色が著明となった。生後1ヶ月では小径の有髄線維がミエリンも含めて強く染色され、また大径線維の一部のミエリンも薄く染色された。しかしこの時期にはほとんどの後根神経節細胞が染色されていることと比較して染色されない大径線維の比率は高く、大径線維をもつ細胞では細胞体は染色されるが線維は染色されていないと解釈された。生後6ヶ月では1ヶ月と異なり有髄線維の染色はごく少数となり、染色がみられるのは大部分が無髄線維であった。またアセトン固定では生後1ヶ月と6ヶ月のどちらにおいても、脊髄前角神経細胞の染色が明らかになった。さらに染色陽性の前角細胞の周囲の組織も同時に染色された。Fucosy GM1の発生過程における発現の変化や、隣接するものに同時に表現されるという事実は、この物質が神経細胞の分化、組織構築、ミエリン形成やシナプス形成などに重要な役割を果たしている可能性を考えさせるものである。これらフコシル糖鎖抗原を認識するレクチンの存在が推定され、現在検索をすすめている。
エッジコンピューティングで実現するモバイルタイルドディスプレイの開発

本研究では,複数の携帯デバイスを物理的かつ論理的に連携させたモバイルタイルドディスプレイの開発を行う。HD映像や4K映像などの高精細ストリームを対象とし,リアルタイムストリーム制御や携帯デバイス連携制御(セキュアグループの定義,再生同期)にエッジコンピューティングを応用する。本システムの開発と実験的評価を通して,通信遅延や帯域変動等の外的要因に対する提案手法の効果や利用者に対する利便性・操作性への影響について明らかにする。2018年度は,「エッジサーバにおける属性ベース暗号を用いたデバイスグループ管理手法の提案」と「デバイスレイアウトを考慮した高精細映像ストリーム分割機能の実装」を行った。デバイスグループ管理は,エッジサーバ配下で許可したデバイスのみがオフロード処理可能となるような,適切な権限に基づくデバイスのグループ管理を検討した。具体的には,暗号文ポリシー属性ベース暗号を利用したセキュアかつ柔軟な構成管理を実現するための機構について検討し,代表者によるルームへのアクセス権付与時間とルームにアクセスする際の認可時間について計測した。さらに,ストリームアプリケーションの一例として仮想デスクトップを想定した共有・権限管理機構について実装を行った。また「ストリーム分割機能の実装」では,定義したグループ情報を利用してエッジサーバで動的にストリーム分割・配信する機能を実装した。当初の計画通り,「エッジサーバにおける属性ベース暗号を用いたデバイスグループ管理手法」に関しては,属性ベース暗号を用いた端末特性に基づく動的グルーピング手法を提案した。端末の解像度やサイズなどの端末特性や端末が接続するネットワーク状態(帯域や遅延など)をモバイルタイルドディスプレイの構成端末の属性と定義し,その組みあわせで表現される条件(アクセス権)を満たす端末のグループのみがタイルドディスプレイを構成できる。本年度は,デバイスグループ管理機能とインターネット上の指定された動画像ストリームを取得し分割可能なストリーム分割機能を実装し,プロトタイプシステムの基礎評価を行った。プロトタイプシステムはストリーミングサーバ,エッジサーバ,任意の端末特性を取得可能なモバイル端末,モバイル端末から得られる端末特性に応じた鍵の発行/配布を行う鍵発行局によって構成される。デバイスグループ管理機能の性能評価では,代表者によるルーム(モバイルタイルドディスプレイを構成する端末が参加する仮想領域)へのアクセス権付与時間とルームにアクセスする際の認可時間について計測した。実験結果より,代表者によるルームへのアクセス権付与は要素数やデバイス数が変化してもほぼ一定であることを示した。また,ルームアクセス時の認可時間で最も支配的な秘密鍵作成部分は使用したCP-ABEのライブラリに依存するため,現在の実装においては秘密鍵に付与する属性が増加すると該当処理時間も増加することを示した。ルームアクセスの認可時間はアクセス端末に依存しないせずに約4秒であった。このことからタイルドディスプレイを構築する端末数が増加した場合でもシステムの処理時間は大きくならないため,実用的に使用できる可能があることを示した。本年度は,昨年度に引き続き,デバイスグループ機能について動的に参加・離脱する際のアルゴリズムについて検討を行う。また,エッジサーバによる複数デバイス間再生同期機能とインタラクティブ機能についての検討を行い,一部機能について実装および評価を行う予定である。具体的には,タイルドディスプレイを構成するデバイス間の再生同期,およびリサイズ(縮小・拡大)やクロップ(切り抜き)のインタラクティブ機能を,伝送遅延リスクを抑え,かつユーザビリティを確保した状態で実現することを目指す。

また,ルームアクセス時の認可時間で最も支配的な秘密鍵作成部分は使用したCP-ABEのライブラリに依存するため,現在の実装においては秘密鍵に付与する属性が増加すると該当処理時間も増加することを示した。ルームアクセスの認可時間はアクセス端末に依存しないせずに約4秒であった。このことからタイルドディスプレイを構築する端末数が増加した場合でもシステムの処理時間は大きくならないため,実用的に使用できる可能があることを示した。本年度は,昨年度に引き続き,デバイスグループ機能について動的に参加・離脱する際のアルゴリズムについて検討を行う。また,エッジサーバによる複数デバイス間再生同期機能とインタラクティブ機能についての検討を行い,一部機能について実装および評価を行う予定である。具体的には,タイルドディスプレイを構成するデバイス間の再生同期,およびリサイズ(縮小・拡大)やクロップ(切り抜き)のインタラクティブ機能を,伝送遅延リスクを抑え,かつユーザビリティを確保した状態で実現することを目指す。(次年度使用額が生じた理由)平成30年度は既存設備を利用して研究室内での開発および評価を行い,エッジコンピューティング環境の実装および実験で利用するサーバ装置の購入を次年度に行うこととしたため,次年度使用額が生じている。よって,研究計画に大きな変更が生じるものではない。(使用計画)エッジコンピューティング環境の準備を行うため,平成30年度に未購入のサーバ装置と合わせてコンピューティング資源を調達する。研究計画の進捗によってはクラウドサービスの活用も視野に入れている。また,国内外の研究会等での情報収集および成果発表のための旅費を計上する。
協同作業型ソフトウェアにおける動作モデルに関する研究

本研究では,近年注目されているグループウェア(組織の協同作業を支援するシステム)のための動作モデルを提案し,それい基づくアプリケーションを開発することによりモデルの評価を行ってきた.本モデルは,協同作業に独立なメンバ管理モジュールと,協同作業の対象となるデータに依存する共有データ管理モジュールおよびアプリケーション・モジュールからなる.メンバ管理モジュールは,グループに所属するメンバを管理し現在の状態を保持する.また,メンバからの状態問い合わせに応答したり,協同作業要求をメンバに通知する.共有データ管理モジュールは,協同作業の対象となるデータ構造に依存し,データの参照・更新を行う.メンバは他のメンバと同期・非同期に共通の情報(共有データ)を参照できる.また,共有データの変更においては,協同作業に参加しているメンバの多数決によって決定され,共有データの変更履歴を管理する.アプリケーション・モジュールは,協同作業の内容に依存し,データの視覚的表示および操作,計算を行う.今回は,ネットワーク接続されたUNIXワークステーションやX端末間で,複数ユーザが図形と文字を共有しながら対話を行うアプリケーションを試作した.ソニー社とSUN社のワークステーション及び数社のX端末上での動作を確認している.現在,共有データ管理モジュールとアプリケーション・モジュールの分離が完全ではない.今後データベース管理システムの導入により,モジュール間の依存度を減らすとともに,メンバ管理機能の強化および本モデルに基づくプログラム開発支援ツールの研究を行いたい.本研究では,近年注目されているグループウェア(組織の協同作業を支援するシステム)のための動作モデルを提案し,それい基づくアプリケーションを開発することによりモデルの評価を行ってきた.本モデルは,協同作業に独立なメンバ管理モジュールと,協同作業の対象となるデータに依存する共有データ管理モジュールおよびアプリケーション・モジュールからなる.メンバ管理モジュールは,グループに所属するメンバを管理し現在の状態を保持する.また,メンバからの状態問い合わせに応答したり,協同作業要求をメンバに通知する.共有データ管理モジュールは,協同作業の対象となるデータ構造に依存し,データの参照・更新を行う.メンバは他のメンバと同期・非同期に共通の情報(共有データ)を参照できる.また,共有データの変更においては,協同作業に参加しているメンバの多数決によって決定され,共有データの変更履歴を管理する.アプリケーション・モジュールは,協同作業の内容に依存し,データの視覚的表示および操作,計算を行う.今回は,ネットワーク接続されたUNIXワークステーションやX端末間で,複数ユーザが図形と文字を共有しながら対話を行うアプリケーションを試作した.ソニー社とSUN社のワークステーション及び数社のX端末上での動作を確認している.現在,共有データ管理モジュールとアプリケーション・モジュールの分離が完全ではない.今後データベース管理システムの導入により,モジュール間の依存度を減らすとともに,メンバ管理機能の強化および本モデルに基づくプログラム開発支援ツールの研究を行いたい.
ゾル-ゲル法によって作製される薄膜の表面組織の制御と応用

本研究は、ゾル-ゲル法による酸化物薄膜の作製において、液相法の特徴を生かして薄膜表面の組織をナノメーター領域で制御することによって、薄膜に機能性を付与した新しい材料を創製することを目的とし、以下の成果を得た。(1)SiO_2-TiO_2系ゲル膜を沸騰水に浸漬した場合、膜表面にアナターゼ微結晶が析出し、微細な凹凸が形成されることがわかった。この薄膜は、高い触媒活性を示すことを確認した。また、温水処理温度の低温化について検討した結果、60°Cの乾燥後、55°Cの温水処理によって、アナターゼが膜表面に析出することがわかった。さらに、この温水処理時に基板に振動を与えることによって、層状構造を持つチタン酸ナノシート微結晶が析出することを見出した。このシート状結晶は、表面に微細な凹凸が形成され、水に対する接触角が5度以下の超親水性を示した。この超親水性は、暗所に2000時間保持した後も維持することを確認した。(2)アセチルアセトンで化学修飾したチタンアルコキシドを用いて作製したシリカ-チタニアゲル膜に紫外光を照射すると、種々の溶液に対する溶解性が未照射部分より低くなることがわかった。この現象を利用し、フォトマスクを介してUV照射し、エッチングすることにより、シリカ-チタニア系ゲル膜のマイクロパターニングを行った。さらに、この膜を温水処理すると膜表面にアナターゼナノ微結晶生成することがわかった。(3)アセト酢酸エチルで化学修飾したアルミニウムアルコキシドから作製したアルミナゲル膜を温水で処理することによって形成される、表面に微細な凹凸形状を持つ花弁状組織において、温水処理の低温化について検討した結果、40°Cの処理でもこの花弁状組織が形成されることがわかった。一方、これらの薄膜が非常に低い光反射率を示すことがわかった。本研究は、ゾルーゲル法による酸化物薄膜の作製において、液相法の特徴を生かして薄膜表面の組織をナノメーター領域で制御することによって、薄膜に機能性を付与した新しい材料を創製することを目的として行ったものである。今年度は、以下のような成果を得た。そして、この薄膜は、高い触媒活性を示すことを確認した。様々な組成の膜についてこの沸騰水処理を行ったところ、TiO_2含量が25mol%のときに最も多くアナターゼ微結晶が析出し、光触媒活性も最も高くなることがわかった。(2)SiO_2-TiO_2系ゲル膜の温水処理温度の低温化について検討した結果、60°Cの乾燥後、55°Cの温水処理によって、アナターゼが膜表面に析出することがわかった。このような低温の処理でアナターゼ微結晶が析出することから、耐熱性の低い様々な材料へのコーティングが可能となった。(3)アセト酢酸エチルで化学修飾したアルミニウムアルコキシドから作製したアルミナゲル膜を温水で処理すると、擬ベーマイト相が析出し、表面に微細な凹凸形状を持つ花弁状組織が形成される。温水処理の低温化について検討した結果、40°Cの処理でもこの花弁状組織が形成されることがわかった。アルミナゲル膜が一旦溶出し、擬ベーマイト相が再析出することによって微細な凹凸形状は形成されており、温度を下げることによってアルミナゲル膜の水に対する溶解性が低下するため、同様の凹凸構造を持つ薄膜を作製するためには、より長時間の処理が必要であることがわかった。

本年度得られた成果の概要を以下に示す。1.アセチルアセトンで化学修飾したチタンアルコキシドを用いて作製したシリカ・チタニアゲル膜に紫外光を照射すると、種々の溶液に対する溶解性が未照射部分より低くなることがわかった。この現象を利用し、フォトマスクを介してUV照射し、エッチングすることにより、シリカ-チタニア系ゲル膜のマイクロパターニングを行った。さらに、この膜を温水処理すると膜表面にアナターゼナノ微結晶生成することがわかった。これによって、紫外光を照射した任意の場所にアナターゼ微結晶を析出させる手法を開発することができた。2.ゾルーゲル法によって作製したシリカ-チタニア系ゲル膜を温水処理すると、アナターゼ微結晶が析出することをすでに見出しているが、この温水処理時に基板に振動を与えることによって、層状構造を持つチタン酸ナノシート微結晶が析出することを見出した。このシート状結晶は、表面に微細な凹凸が形成され、水に対する接触角が5度以下の超親水性を示した。この超親水性は、暗所に2000時間保持した後も維持することを確認した。一方で、この表面をフルオロアルキルシランによって撥水処理を行うと、超撥水性を示すことがわかった。3.アルミナゲル薄膜を温水処理することによって得られる、数十nmの微細な凹凸形状を持つ花弁状アルミナ薄膜は、非常に低い光反射率を示すことがわかった。膜厚および温水処理時間を制御することによって、通常の多孔質膜を利用した低反射コーティング膜に比べて、可視光から近赤外領域にわたる非常に幅広い波長領域で、低い反射率(例えば、反射率0.5%以下)を示すことがわかった。
蛍光・発光イメージングによる神経－免疫シナプスの分子機能解析

神経ー免疫シナプスの分子機能解析のために以下の研究を行った。1)マスト細胞には、細胞内にヒスタミンやセロトニンを含む分泌顆粒が存在しており、抗原刺激によってこれらが放出される脱顆粒が起こる。マスト細胞の脱顆粒をリアルタイムで観察するため、発光イメージングによる測定系を確立した。具体的には、分泌顆粒に存在することが知られているニューロペプチドYとルシフェラーゼの融合タンパク質(NPY-GLase)を発現させたマスト細胞を作製した。そして、細胞外に基質セレンテラジンを存在させておき、脱顆粒によって細胞外に放出されるNPY-GLaseとの酵素反応を生物化学発光により半定量的に検出することに成功した。また、この測定法は、厚みのある細胞外マトリックス上に存在する細胞の脱顆粒の測定にも応用できることを見いだした。2)我々は、これまで神経ー免疫シナプスの分子機能をガラスまたはプラスティックなどの硬い素材の上で観察してきた。本研究では、生体の組織の硬さに近い細胞外マトリックス上でのシナプスの形成過程及び機能の解析を行うことにした。そのために、まず、ハイドロゲル上でのマスト細胞の刺激応答を追究した。その結果、ハイドロゲル上では、抗原刺激に伴う細胞内カルシウムイオン濃度上昇はガラス基板上と同程度に起こるものの、脱顆粒が顕著に抑制されることを明らかにした。それには、微小管の翻訳後修飾の一つであるアセチル化の減少が関わっていると考えられる結果を得た。当初は、これまで通り、プラスティックまたはガラス基板上で神経ー免疫シナプスの機能解析を行う計画であった。しかし、研究を進める過程で、より生体組織の硬さに近い環境下で細胞機能の計測を遂行することが重要であると考えるに至った。それには、発光イメージングでは、厚みのある細胞外マトリックス上での開口放出の検出が可能であることが分かったことも理由の一つになっている。今年度はハイドロゲル上での細胞応答を中心に解析を進めており、神経ー免疫シナプスの追究には至っていない。ハイドロゲルなどの生体組織の硬さに近い細胞外マトリックス上での神経ー免疫シナプス形成過程における分子群の局在解析、および、マスト細胞の脱顆粒に果たす神経ー免疫シナプスの役割の追究を行い、神経原性炎症疾患に対する治療薬の新規標的分子の探索につなげる。1)比較的研究が進んでいた神経ー膵島α細胞の細胞間相互作用を追究し、その結果を神経ー免疫相互作用の研究に反映させようとした。膵島α細胞にはグルカゴン含有顆粒が細胞内に存在しており、低濃度グルコース刺激によってグルカゴンの分泌が起こる。ところが、α細胞を神経細胞と共存培養し、神経突起と接着しているα細胞の顆粒動態をスピニングディスク共焦点顕微鏡で解析すると、定常状態での分泌顆粒の移動速度が減少していることが分かった。さらに、低濃度グルコース刺激によるグルカゴン分泌が、神経突起と接着しているα細胞からはほとんど起こらないことが明らかになった。この結果は、原著論文に発表した。2)マスト細胞にも、細胞内にヒスタミンやセロトニンを含む分泌顆粒が存在しており、抗原刺激によってこれらが放出される脱顆粒が起こる。そして、細胞外に基質セレンテラジンを存在させておき、脱顆粒によって細胞外に放出されるNPY-GLaseとの酵素反応を生物化学発光により検出することに成功した。この結果は、原著論文として投稿中である。マスト細胞の脱顆粒を生物発光イメージングによって検出する手法を確立した。また、マスト細胞の分泌顆粒の細胞内動態を観察することにも成功している。今後は、神経との接着部位における分子の局在、および、細胞応答の局在について研究を進めていく予定であり、研究はおおむね順調に進展している。