hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
文書データに出現する地名の意味認識システムの研究

我々は,これまでに,文書データに出現する地名表現をそれが指すランドマークの緯度経度に翻訳するための技術(ジオ・コーディング技術)追求を行ってきた.その技術の特徴は,空間的文脈認識を伴って地名の指すランドマークの緯度経度を自動算出することにある.ここで,空間的文脈とは,説明文を構成する語群のうち,文書に含まれる地名表現が指し示す意味(緯度経度)を特定するのに貢献する語群を表す.しかしながら,我々のジオ・コーディング技術は,ランドマークに関する知識メタデータベース(ランドマーク・メタデータベース)を前提とするため,そのメタデータベースに登録されていないランドマークの緯度経度を指す地名を含む文書データを翻訳対象外としてきた.本研究開発では,文書データベースを対象としたランドマーク・メタデータベースを自動生成するためのシステムの実現方式を実現した.本実現方式の主要な特徴は次の点にある:文書データベースから得られるランドマーク-単語間共起関係に基づいたランドマーク・メタデータ自動生成メカニズムの実現.これにより,先行研究で実現したジオ・コーディング技術の適用範囲を拡大することが可能になる.つまり,地理空間上に自動配置可能な文書数を大幅に増大させる.実験により,本実現方式の妥当性を明らかにした.我々は,これまでに,文書データに出現する地名表現をそれが指すランドマークの緯度経度に翻訳するための技術(ジオ・コーディング技術)追求を行ってきた.その技術の特徴は,空間的文脈認識を伴って地名の指すランドマークの緯度経度を自動算出することにある.ここで,空間的文脈とは,説明文を構成する語群のうち,文書に含まれる地名表現が指し示す意味(緯度経度)を特定するのに貢献する語群を表す.しかしながら,我々のジオ・コーディング技術は,ランドマークに関する知識メタデータベース(ランドマーク・メタデータベース)を前提とするため,そのメタデータベースに登録されていないランドマークの緯度経度を指す地名を含む文書データを翻訳対象外としてきた.本研究開発では,文書データベースを対象としたランドマーク・メタデータベースを自動生成するためのシステムの実現方式を実現した.本実現方式の主要な特徴は次の点にある:文書データベースから得られるランドマーク-単語間共起関係に基づいたランドマーク・メタデータ自動生成メカニズムの実現.これにより,先行研究で実現したジオ・コーディング技術の適用範囲を拡大することが可能になる.つまり,地理空間上に自動配置可能な文書数を大幅に増大させる.実験により,本実現方式の妥当性を明らかにした.本年度は,文書中に出現する地名の意味を認識するための基礎となるテスト・プログラムの開発と,文書中に含まれる地名の意味を特定するのに貢献しそうな語(特徴語)の特定に関わる関連研究の調査に従事した.作成したプログラムは次の3機能群からなる:(1)文書中から抽出する特徴語として,名詞を対象とすることとし,特に複合名詞を抽出する機能,(2)建物名と住所の対集合からなる「建物名-住所名」データベースに対する検索機能,(3)(1)と(2)を組み合わせて,(文書の識別子,地名,それと共起する名詞,その出現回数)の組集合からなる文書統計データベースを構築する機能.本年度に構築するテスト・プログラムの最終目標を文書統計データベースの構築としたのは,文書に含まれる語の意味を認識するための多くの技術が語の出現頻度に基づいているためである.これは,文書検索分野,ならびに,データベース分野に対する研究発表を調査することにより得られた.特に,(1)の複合名詞抽出機能を評価実験を行いやすくできるように設計・開発を行った.これは,地名の意味の認識精度が複合名詞の抽出方法に依存することを考慮し,次年度以降の評価実験を円滑に進めるためである.本研究課題に必要なテスト・プログラムには,先に述べた機能により構築された文書統計データベースを分析する機能が必要であるが,この機能自体は,研究調査により,統計値に基づいて動作するものが多く,作成にそれほど手間がかからないので,本年度の目標であった次年度以降の検証実験を遂行するための土台構築を完遂できたと言える.本年度の研究費は,テスト・プログラム開発のための計算機環境整備と関連研究動向調査のための旅費に使用した.本年度は,文書中に出現する地名の意味を認識するための基本モジュール群の開発,そのモジュールの出力結果の制度を計測するために,正解データをデータベース化するための実験補助システム,ならびに,正解データの作成を行った.作成した基本モジュールとは,文書データに含まれる単語の出現回数に代表される単語に関する各種統計情報を入力として,出現するランドマーク名と文書に含まれる単語間の共起回数などからランドマークの特徴となりうる単語群を新聞記事群から抽出するための基礎を成すものである.我々が実現する文書に含まれる地名の意味認識機能は,本年度実現した基本モジュールを組み合わせることにより定義される.さらに,文書に含まれる地名の意味認識機能の精度を計測すべく,新聞記事に含まれる地名が指す正解ランドマークを本研究代表者自ら抽出し,正解集の作成を行った.総数として約4,000の新聞記事に含まれる地名を対象とした正解集作成を目指しているが,本年度はその4分の1にあたる約1,000文書からの正解集作成を行った.ただし,この正解集は毎日新聞2002年1月から2002年3月までの冬季の記事に限定されており,評価を行うには,春季,夏季,秋季の記事を対象とした正解集作成が必須と考えている.残りの正解集作成については,最終年度の前期中に完成させる予定である.

また,新聞記事に含まれるランドマーク名が非常に少ないことが判明したため, Webからランドマークに関する文書を収集するためのプログラム開発を行った,このプログラムは,ランドマーク名をキーとしてYahoo!検索エンジンに与え,その結果を収集するものである.本年度の研究費は,プログラム開発,ランドマークに関するWebページ収集のための計算機環境整備と関連研究動向調査のための旅費に使用した.本研究課題は,緯度経度と関連付けられていないが,地名を含む文書データに,その地名が指す緯度経度(地名の意味)を自動認識し,それを含む文書に付与するための技術開発を行うものである.現在,インターネット上には,地名を含むが緯度経度が関連付けられていない文書データが数多く存在しているが,それらに緯度経度を付与できれば,モバイル・ユビキタス・ネットワーグ環境における場所に応じた文書活用機会を大幅に向上させることが可能になる.本年度は,文書中に出現する地名の意味を認識するためのプログラム開発,正解データと照合しその正解率を算出するための補助ソフトウェア,ならびに,正解データの作成を行った.作成したプログラムとは,新聞記事において,ランドマークと共起する単語群の統計情報収集,ならびに,収集した情報を元に,ILF(Inverse Landmark Frequency)という提案指標に基づいて,ランドマークの特徴を表す語の自動判別,ならびに,その特徴量算出を行うものである.ここでILFとは,複数のランドマークの特徴になりえる語の特徴量を減じる効果をもたらすものである.文書に含まれる地名の意味認識機能の精度を計測すべく,本研究開発において作成した提案システムと,文書検索分野における既存の語の特徴量算出に基づく比較対象システム,さらに,ILFと既存手法を組み合わせた計8システムを実装し,それらの意味認識精度の比較を行った.その結果,ILFと既存手法を組み合わせた方式が最も高性能(80%を超える意味認識率)であり,提案方式の妥当性を明らかにした.本年度の研究費は,特に,8システムの比較評価において,多数の文書解析処理を必要とすることから,その時間軽減のために,各システムの性能評価を行うための複数台のパソコン購入に充てた.さらに,その成果発表のための旅費に使用した.
アクションリサーチによる筋萎縮性側索硬化症療養者の在宅終末期ケアの開発

本研究は、人工呼吸器非装着のALS療養者の在宅終末期ケアの開発を目的とした。病状の急激な悪化による予期せぬ死亡、病状悪化時に人工呼吸器装着により延命となるなど、生命予測が不能な状況がある。本人と家族が望む療養場所で看取るには、医療処置と療養場所の選択に関する本人と家族の意思決定支援、チームにおける緩和ケア目標の共有、本人と家族とチームメンバーを支え合う多職種連携、苦痛緩和技術の提供、ならびに病状悪化に備えて、早期から事前意思表明の対応が必要である。今後は、呼吸不全の対症療法別による在宅終末期ケアの検討が求められる。筋萎縮性側索硬化症(ALS)は、原因不明で治療法が未確立の難病であり、病状の悪化進行を特徴とする。病状進行に伴って生じる呼吸不全に対して人工呼吸器を装着しない場合には、患者の生存期間は約25年と言われている。病気をかかえながら前向きに生きるための支援やQOLを高めるための支援と同時に、終末期を視野に入れた支援の提供が求められる。在宅終末期ケアを開発するにあたり、昨年度は訪問看護を利用した在宅療養のうえ、死亡したALS療養者の死亡状況を明らかにする質問票調査を実施した。今年度はこの調査の結果のまとめを行った。対象は、関東地区6県の訪問看護ステーション709ヵ所の管理者に郵送法による質問票調査を実施し、232通(回収率32.9%)が回収され、49事例のALS死亡状況についての回答が得られた。結果、死因は他の文献と同様に、呼吸不全が最多であったが、心疾患やがんによるものが数例みられた。急変・頓死が約5割を占めていた。麻薬が使用されたのは3例のみであった。アセスメントや緩和ケアの充実が必要であることが示唆された。加えて、この質問票調査により把握された、死亡したALS療養者を支援し、かつ面接調査の協力に同意の得られた訪問看護ステーションの担当訪問看護師もしくは管理者を対象にして、死亡状況の詳細を明らかにするための面接調査を実施した。対象は関東地域4県の11ヵ所の訪問看護ステーションであり、14名の死亡事例についてデータ収集を行った。14名の死亡場所は、6例が自宅、8例が病院であった。面接調査結果は現在、分析中である。さらに、終末期ケアにあたっては、療養者と家族の呼吸処置に対する意思決定が重要であるとのエビデンスから、事前意思確認書を作成し、意思決定支援を円滑にするためのツールとして、A大学病院の臨床実践に導入した。その導入による成果については、今後まとめていく予定である。3年目の本年度は、終末期にある筋萎縮性側索硬化症者(ALS)の在宅終末期ケアから看取りまでのケアを検討するにあたり、前年の調査結果をまとめて、国際学会発表と英語論文として成果発表を行った。また本学附属病院にて事前意思確認書の導入がはかれたことから、導入から9か月間の実施状況をもとに、アウトカム評価を行い、その運用方法について提言内容をまとめて学会発表を行った。県内数カ所の病院より、問い合わせがあり、その病院での運用の検討が行われた。また、療養過程では、最期まで食べたいという気持ちに寄り添えるよう、摂食・嚥下認定看護師との協働を行い、その活動について学会発表した。また、終末期ケアを検討するにあたっては、本人と家族の呼吸処置に対する意思決定が重要であるため、意思決定支援のための有効ツールとして事前意思確認書の導入の必要性、ならびに頓死(死期の予測が困難)が多い事実が明らかとなったことをふまえて、本年度は、病状急変に対するALS患者・家族の認識と緊急入院経験者から緊急時対応の状況を明らかにする質問票調査を実施した。質問票は42例より回収され(回収率56%)、うち15名が緊急入院を経験していた。現在は集計・分析中であるが、終末期ケアの考え方には、病状の受け入れが大きく影響していることが考えられた。さらに、日本難病看護学会学術集会にて、終末期ケアに関するセッションを担当し、人工呼吸器不装着で死亡されたALS患者の訪問看護の立場からの事例発表を行い、聴取者と意見交換を行い、学会誌に報告をした。医療費の高騰化や適正入院による在院日数の短縮化などにより、在宅医療が推進される今日であるが、我が国の病院死亡率は、依然として全死亡の約8割を占めており、諸外国に比べてかなり高率である。超高齢・多死社会の到来のため、国は病院以外での看取りを積極的に推進している。難病中の難病である筋萎縮性側索硬化症(ALS)であっても、本人と家族が住み慣れた自宅で最期を迎えたいという希望があればそれをかなえられるよう、またこれ以上の医療処置を受けることを臨まないという意思決定を下している患者・家族には、在宅死が平和的に迎えられるように、ALSの在宅終末期ケアを開発する必要がある。

そのためには、ALSの死亡状況を明らかにする必要があるが、世界的に見ても、フランスやオランダ、イギリス、アメリカ、中国からの報告があるに過ぎない。文化的背景が異なる日本における調査が必要である。本研究は、先行研究とは違い、訪問看護の立場から、ALSの終末期と死亡時の状況を明らかにしようと考えた。本年度の調査は、訪問看護を利用する在宅ALS療養者の死亡状況を明らかにすることを目的として、郵送法による質問票調査を実施した。対象は、関東地区6県の訪問看護ステーション約700カ所の管理者とした。232通が回収された。死亡したALS患者49名に関する終末期の状況、ならびに終末期支援における訪問看護師が経験した困難点について、データ収集がされた。また、これら患者の数名に関して、担当の訪問看護師を対象に、在宅ALS患者の臨死期の状態と看護支援の実態を把握する面接調査を実施した。研究期間内にアクションリサーチの対象となったのは2例で、いずれも呼吸不全に対する医療処置を希望せずに自然死を迎えた事例であった。1例に関しては症例報告をまとめている。もう1例は、研究協力が得られなかったため、実践のみを行った形となった。筋萎縮性側索硬化症(ALS)療養者の終末期は、がんと比べ、予測が難しい。突然死や急激な呼吸機能の悪化があるに加え、呼吸不全に対する医療処置についての患者と家族の意思決定によって死期が大きく左右される。身体的アセスメント能力に加え、意思決定支援力が死期予測に関連すると言える。そのため、不確実性が高く介入に困難を要することから、やがて訪れる呼吸不全に対する医療処置について、はやめはやめにコミュニケーションをとりながら、意思決定支援を行う重要性が示唆される。最終年度は、これまでの研究から得られたこれらの知見をふまえて、以下の2つの調査を行った。1ALS療養者の緊急入院事例に関する分析A病院で3年間に緊急入院したALS事例は15名に対して診療録調査を行った。死亡は2例、自宅退院は5名、転院は8名であった。死亡例のうち、1例は病勢がはやく意思決定をしていなかった。本人の意識はなく、家族が呼吸器をつけずに苦しまないようにしてもらいたいと意思決定をし、死亡した。もう1例は、気管切開と人工呼吸器装着を希望しないと意思決定をしていたが、誤嚥性肺炎を繰り返していたが何回も抗生剤で持ち直していた状況であったため、緊急搬送となったが死亡退院した。2ALS支援経験の豊富な訪問看護師を対象にして、死亡したALS療養者に対する支援経験を振り返ってもらい、死亡経過と死期予測について検討するための面接調査を行った。現在、調査結果を分析中である。神経難病看護学在宅終末期ケアの実態を明らかにするための質問票調査および面接調査は順調に遂行でき、学会発表や論文化も行えている。しかし、筋萎縮性側索硬化症療養者の数が少ない上、突然死や急死例が多くタイミングがつかめないことや、療養場所の変更や、受診先の変更などの理由で、対象となる事例が得られず、アクション(担当の訪問看護ステーション看護師への教育)が行えていない点がある。本年度は、アクションリサーチの対象候補者として1名が見つかり、二酸化炭素濃度の測定等を行うなど地域医療者への支援を開始したが、患者本人の状況否定があったため、研究対象とすることができなかった。
マウス血圧を決定する遺伝子座の解析

我々はまずC57BL/6J(B6)とA/J(A)との基礎収縮期血圧値差に注目し、両系統間の子孫を用いてゲノムワイドな血圧QTL解析を試みた。QTL解析はトラディショナルな解析方法と我々が新規に発表した相互作用QTL解析方法とを用い行った。結果、Bpq16まで合計6個の血圧QTLが同定された。第1染色体上に単独に作用する2つのBpq1(D1Mit33)とBpq2(D1Mit14)、第4染色体上に単独で作用するBpq3(D4Mit164)、第5染色体上に単独で作用するBpq4(D5Mit31)、第6染色体上にBp6と相互作用するBpq5(D6Mit15)、第15染色体上にBp5と相互作用するBpq6(D15Mit152)がマップされた。興味深いことに今回明らかになった6個のマウス血圧QTLのうち5個がラット高血圧QTLとまた4つがヒト高血圧QTLと相同な領域にマップされた。このことはマウス血圧QTL解析がヒト高血圧責任遣伝子の解明のために有用であることを示す結果となった。我々は次にCBA/CaJとBALB/cJ間のF2子孫を約200匹用い血圧、心拍、心重量と連鎖するQTLの解析を行った。両系統の収縮期血圧値の差は僅か8mmHgであり2SDunits以内であるため、通常はQTL解析には不十分な形質であると考えられた。しかし、この交配が他の解析の目的によって行われたこと、さらにF2子孫における血圧形質が広い分布を示したことより、我々はQTL解析が成功すると考え、マウス血圧、心拍および心重量QTLのゲノムワイドな解析を試みた。結果、血圧と連鎖するQTLが2つ同定され、第15染色体上にBpq6(D15Mit175:バッククロスBで同定されたQTLと同等)、第7染色体上にBpq7(D7Mit31)がマップされた。また、我々は心拍と連鎖するQTL、第2染色体上のHrq1(D2Mit304)と第15染色体上のHrq2(D15Mit184)を同定した。さらに遺伝子・遺伝子相互作用するQTLとして第1染色体上にHqr3(D1Mit10、Hrq1と相互作用する)をあわせて同定した。心重量についても第14染色体上にHwq1(D14Mit167)を同定した。Bpq6およびBpq7はヒト高血圧QTLおよびラット高血圧QTLと相同な領域にマップされ、改めてマウス血圧QTL解析の重要性が明らかとなった。高血圧は致死的血管病を引き起こす極めて危険な疾病のひとつである。

この疾病は遺伝的素因がもととなり環境因子が作用し発症すると考えられているが、病因遺伝子は同定されていない。近交系ラットは血圧に連鎖する量的形質遺伝子座(Quantitative Trait Loci, QTL)の解析が進められている。しかしながら、ラット以上に数多くの近交系統が存在するマウスにおいて血圧QTLの解析は現在まで試みられていない。そこで申請者らは、マウス血圧形質の明確化とマウス血圧QTL解析のため、A)今年度は数種近交系マウスの血圧形質を検討した。その結果、B)のQTL解析を実施した。B)CBA/CaJおよびBALB/cJの2種系統間の子孫を作成し、マイクロサテライトを用いたGenome-wide scanにより、マウス血圧QTLを解析した。1)2系統間における血圧形質:ジャクソン研究所よりCBA/CaJおよびBALB/cJを導入し、収縮期血圧データを採取した。2系統間で平均収縮期血圧に大きな差は観察されなかった。しかし、予備実験よりF2世代の血圧標準偏差値に大きなばらつきが観察され、血圧の量的形質遺伝子座にエピスタシスが存在する可能性が考えられた。2)F2世代の作製と血圧形質採取:CBA/CaJ・BALB/cJのF1におけるインタークロスにて合計250匹の子孫を作製し血圧形質のデータを取った。3)遺伝子型の解析:子孫全体の15%を占める低い血圧形質を示す個体および15%の高い血圧形質を示す個体よりゲノムを抽出した。親系統間にて多型のあるマイクロサテライトを20cM間隔にてY染色体をのぞく全ての染色体にて決定した。各マイクロサテライトの遺伝子型を決定した。遺伝型と血圧形質をもとに統計学的なQTL解析を行った。結果、第15染色体のセントロメアより9.9cM上にあるD15Mit175に血圧と有意に連鎖する遺伝子座を明らかにした。我々は昨年度マウス血圧と連鎖する遺伝子座を幾つか同定した。しかし収縮期血圧、拡張期血圧、心拍数や左心室重量などの心血管系の量的形質を規定している遺伝的な機構について未だ十分には理解していない。そこで本年度は、遺伝的に異なるマウス系統の心血管系量的形質を決定するため、マウス系統(近交系11系統および自然発症変異系統2系統)における各量的形質の特徴化を実施するとともに、一部系統における昇圧機構の解析も併せ実施した。合計13系統のマウスについて心血管系量的形質について検査を行った。収縮期血圧は約100mmHgから120mmHgであり、系統毎固有の収縮期血圧値を示した。拡張期血圧は最も低いのがC3H/HeJの67mmHgであり、最も高いのがC57BLKsJ Jcl-dbm db/db(db)の87mmHgであった。収縮期および拡張期血圧とも系統間において最低と最高の間に約20mmHgの差が観察された。両血圧とも最高値を示したのはdbであった。そこでこの昇圧機構を理解するため、dbの尿アドレナリン排泄量を計測したところ、アドレナリン排泄量が極度に増加していた。従って、このマウスの血圧上昇が神経系の興奮によってもたらされている可能性が示唆された。心拍数についても系統間で大きな幅があり、最低がBALB/cの530beat/min、最高がKK-Ayの675beat/minであった。心重量についても系統間に相違が観察され、74mgから109mgまでの範囲の広がりが観察された。さらに特定の系統(DBA/2J)において心臓石灰沈着が高頻度に観察された。殆ど同じ環境下において飼育された遺伝的背景の異なるマウスにおいて系統間で連続的かつブロードな収縮期血圧、拡張期血圧、心拍数、心臓重量が示された。そして各量的形質において有意な差は多種系統間において存在した。これらの形質の系統間における差は遺伝的な違いによるものであり、マウス心血管系量的形質を規定する遺伝子同定のためのこれらマウス系統は重要な資源であることが明らかとなった。
小児中耳炎の難治化の病態解明とウイルスと細菌の相互作用に関する研究

急性中耳炎におけるウイルスと細菌の関連について研究を行った。急性中耳炎患児から得られた中耳貯留液の9. 7%から気道ウイルスが検出された。中耳貯留液中のhuman vocavirus(HBoV)と肺炎球菌が正相関することが明らかとなった。HBoVは小児急性中耳炎において臨床症状を増悪させ、臨床経過を延長する可能性があることが分かった。二次的な細菌感染の前に中耳内にウイルスが感染し、急性中耳炎の改善を遅延させることが分かった。急性中耳炎におけるウイルス感染および細菌感染の関与について、急性中耳炎患児の中耳貯留液あるいは鼻咽腔からのウイルスおよび細菌の検出を行うとともに、Multiplex PCR法によるウイルスおよび肺炎球菌血清型検出のためのプライマーおよび条件設定の検討を行った。急性中耳炎患児の鼻咽腔洗浄液および中耳貯留液からのウイルスおよび細菌の分離同定をPCR法(DNAウイルス)およびRT-PCR法(RNAウイルス)による検出を行った。目的とするウイルスは、インフルエンザウイルス、RSウイルス、アデノウイルス、ヒトメタニューモウイルス、ヒトBocaウイルスを対象とした。今年度は近年報告された気道感染ウイルスであるヒトメタニューモウイルスおよびヒトBocaウイルスについてnested-PCR法により検討を行った。小児急性中耳炎患児179症例から得られた鼻咽腔スワブ179検体、中耳貯留液129検体について細菌およびウイルスを、従来の細菌培養法、PCR法により検討した。中耳貯留液からは細菌が69%に検出されたが、鼻咽腔からは98.3%と非常に高率に細菌が検出された。ウイルスは中耳貯留液の17.1%に、鼻咽腔において33%に検出された。ウイルスと細菌の検出様式では13.2%に両者が検出され(混合)、ウイルスのみ(単独)は3.9%であった。一方、鼻咽腔では32.4%が混合、0.6%がウイルス単独であった。ウイルスと細菌との関連をみると、ヒトBocaウイルス検出群では検出されなかった群と比較して有意に高率に肺炎球菌が検出されていた。同様にヒトBocaウイルス検出群でも検出されなかった群と比較して有意に高率に肺炎球菌が検出された。インフルエンザ菌やモラクセラ菌では同様の結果は見られず、また、他のウイルスでも特定の細菌との関連性は認めなかった。(1)マウス鼻咽腔感染モデルを用いた肺炎球菌ノイラミニダーゼの役割の検討肺炎球菌TIGR4株(血清型4型:細胞表面非結合型ノイラミニダーゼ)およびD39株(血清型2型:細胞表面結合型ノイラミニダーゼ)を用い、それぞれのノイラミニダーゼ欠損株をinsertion duplication mutanogenesis法により作成する。TIGR4ノイラミニダーゼ欠損株は、すでに共同研究者であるDavid E Birlesと我々の共同研究により作成されており、今後D39株を用いた欠損株を作成する。ノイラミニダーゼ欠損株および野生株をマウス(CBA/NおよびBALB/c bjy、46週齢、雌)に経鼻接種した後、17日目にマウスを屠殺し、鼻咽腔洗浄液および洗浄後鼻粘膜組織、肺、血液、嗅球、大脳を採取し、それぞれの肺炎球菌コロニー数を検討する。すでに行った予備実験で鼻咽腔洗浄液中および洗浄後の鼻粘膜組織中の肺炎球菌コロニー数の評価では、ノイラミニダーゼ欠損株では、肺炎球菌の鼻咽腔コロニー形成が不良であった。これらのことより、肺炎球菌感染にはノイラミニダーゼが必須であることが示唆され、今後、さらなる検討を加えるとともに、肺、血液、嗅球、大脳におけるコロニーについても検討する予定である。(2)肺炎球菌ノイラミニダーゼ欠損株の感染おけるノイラミニダーゼ前処置の効果(1)で示された肺炎球菌の感染におけるノイラミニダーゼの役割について、他のノイラミニダーゼとの比較検討を行う。すなわち、マウス(CBA/NおよびBALB/c bjy、46週齢、雌)に肺炎球菌ノイラミニダーゼ欠損株接種12時間、6時間、1時間前にノイラミニダーゼを経鼻投与する。ノイラミニダーゼ処理後に肺炎球菌ノイラミニダーゼ欠損株を経鼻感染させ、鼻咽腔洗浄液および鼻粘膜組織中の経時的な肺炎球菌頃に数の検討を行う。使用するノイラミニダーゼは、i遺伝子組み換え肺炎球菌ノイラミニダーゼ、iiインフルエンザウイルスノイラミニダーゼ、iii Clostridum perfringes由来のノイラミニダーゼの3種類を用いる。本実験により肺炎球菌感染におけるノイラミニダーゼの役割とインフルエンザウイルスノイラミニダーゼの関係について解明する予定である。上気道感染症の多くは急性上気道炎に続発して発症することが多く、ウイルス感染のあとに二次的に細菌感染が起こる。

上気道炎症状を発症してから、おおむね7日以内に細菌感染を発症するが、ウイルス感染が細菌感染を引き起こす基盤となる。しかし現在のところ、ウイルス感染と細菌感染の相互関係に関する報告は少ない。急性中耳炎患児の中耳貯留液、および鼻腔洗浄液からウイルスをPCR法により検討すると、鼻腔洗浄液からはウイルス単独で検出された例はなく、ウイルスと細菌の混合感染が22.2%に認められた。一方、中耳貯留液からはウイルス単独で検出された症例が1.1%、ウイルスと細菌の混合感染であった症例が8.6%であり、ウイルスが関与したと考えられる症例は全体の9.7%であった。細菌が単独で検出された症例は47.3%に認められた。検出されたウイルスとしてはrespiratory syncytialvirus(RSV)、human metapneumovirus(hMPV)が主なものであった。小児急性中耳炎の中等症例および重症例222例において、human vocavirus(hBoV)の検出は鼻咽腔洗浄液6.3%、中耳貯留液2.7%であり、肺炎球菌との混合感染はhBoVが検出された症例で72.7%であり、検出されなかった症例の28.5%と比べ、有意に多かった。また、急性中耳炎の臨床経過の検討をおこなった結果ではhBoVの検出された症例で、検出されなかった症例にくらべ、有意に中耳貯留液改善率が不良であった。これらのことからウイルス感染が細菌感染を続発させ、臨床経過を不良とする原因となると考えられた。
嗅覚系軸索投射における嗅覚受容体シグナルの役割

マウス嗅神経細胞において、cAMPシグナルは軸索投射位置のglobalな位置決めと、localな軸索の選り分けという異なるステップを制御している。本研究では、globalな位置決めには幼弱な嗅神経細胞で発現するGsが3量体Gタンパク質として使われており、一方、より成熟した嗅神経細胞においてはGolfが使われているということが判明した。また、本研究では、軸索投射位置のglobalな位置決めのロジックに関して、軸索間相互作用が重要な役割を果たしているということを見いだした。基盤Cマウス嗅神経細胞において、cAMPシグナルは軸索投射位置のglobalな位置決めと、localな軸索の選り分けという異なるステップを制御している。マウス嗅神経細胞において、cAMPシグナルは軸索投射位置のglobalな位置決めと、10calな軸索の選り分けという異なるステップを制御している。それぞれのステップでは、cAMPシグナルは異なる種類の軸索ガイダンス分子の遺伝子発現を異なる様式で制御している。同じcAMPというセカンドメッセンジャーがこれら二つのステップをどのように区別して制御しているのかを遺伝学的に調べたところ、globalな位置決めには幼弱な嗅神経細胞で発現するGsが3量体Gタンパク質として使われており、一方、より成熟した嗅神経細胞においてはGolfが使われているということが判明した。GsとGolfは互いによく似たGタンパク質でともにcAMPシグナルの産生を正に制御しているが、幼弱な嗅神経細胞と成熟した嗅細胞とではどのようにして異なる種類の軸索ガイダンス分子が異なる発現様式で制御されているのだろうか?成熟細胞においてGolfを介して入力されるcAMPシグナルは匂い刺激による影響を大きく受けることが明らかとなったが、一方、未成熟嗅神経細胞においてGsを介して入力されるcAMPシグナルは外界の匂い刺激の影響を全く受けないことが判明してきている。そこで、申請者らは、未成熟嗅神経細胞におけるcAMPシグナルは、嗅覚受容体からのリガンド非依存性シグナル(basalsignal)によって生じるのではないかと考えている。今後、basalsigna1について解析することで嗅覚受容体依存的な軸索投射位置決定の分子基盤が明らかになると期待される。培養細胞の系で様々なGsとGolfの活性の特性について調べたところ、Gsはbasal activityが高く、Golfは低いことが明らかとなった。更に、様々な嗅覚受容体におけるbasal activityを測定したところ、嗅覚受容体の種類毎に固有のbasal activityを有している事が明らかとなった。これらの結果は、幼弱嗅神経細胞において、嗅覚受容体がリガンド非依存的なbasal activityによってGsを活性化し、種々の軸索ガイダンス分子の発現制御を行っている可能性を示唆している。今後、これらの結果を踏まえてin vivoにおけるbasal activityの計測を行う予定である。培養細胞の系でリガンド非存在下でのbasal activityを測定すると嗅覚受容体ごとに異なるレベルの活性が見られることから、これがGs依存性のシグナルの実体である可能性である。一方、Golf依存性のシグナルについては、現在嗅神経細胞のin vivoでのカルシウムイメージングを行う為のGCaMP3マウスが現在樹立できつつあり、近く解析できると期待している。基盤C
裸子植物グネツム綱から被子植物型負重力屈性の由来と進化を探る

今年度は、傾斜樹幹を有するグネツムグネモン成木個体について、主としてセルロース特性が引張の成長応力の大きさに及ぼす影響を解析した。(1)木部特性:木粉を用いた定量解析の結果、セルロース量(比率)と引張の繊維方向成長応力との間に相関関係は認められなかった。さらに、平均ミクロフィブリル傾角(平均MFA)と成長応力との関係を考察した。傾斜の上側における平均MFAは、鉛直樹幹のそれと同じであり、(他樹種の例と比較して)共に小さいと言えるが、引張の成長応力は傾斜上側で明らかに大きくなっていた。特筆すべきは、傾斜の上側でセルロース結晶化度が有意に増加しており、その値は引張の成長応力に対し高い相関関係を示した。なお、傾斜下側では平均MFAは明らかに増加しており、成長応力はほぼゼロとなっていた。またセルロース結晶化度は鉛直樹幹と同じであった。(2)師部特性:二次師部(樹皮)では、傾斜上側で、セルロース純度の高いゼラチン繊維の発達が認められた。それにより、傾斜上側では平均MFAはゼロに近く、またセルロース結晶化度は特異的に大きくなっており、その値は樹皮における引張の成長応力の大きさに相関していた(注:成長応力の測定は昨年度に実施)。グネツムグネモン傾斜樹幹の上側の木部に大きな引張応力が発生するメカニズムは、もともと木部繊維細胞壁のMFAが小さいことに加え、細胞壁成熟過程(木化)でセルロースの結晶化が進行し、これがセルロースミクロフィブリル(CMF)に引張応力を引き起こすと考えることで説明できる。この説明は、傾斜樹幹の上側の師部に発生している大きな引張応力にも適用される。以上が、グネツムグネモンにおける負重力屈性の発現機構であるが、その様子は、イチョウや針葉樹類などの裸子植物の挙動とは大きく異なっている。なおセルロースの結晶化度が不均一となる理由は謎であり、さらなる研究の実施を模索している。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。当該年度は、ジャワ島(2か所)にて成木に関する調査・サンプリングを行った。調査地を西ジャワ州クニンガン県およびジョグジャカルタ近郊(いずれも植林地)に定めた。2016年10月、11月に、協力研究者(ユスフ・スド・ハディ、スリ・ヌグロホ・マルスム両教授)とともに、調査対象個体(鉛直樹幹を有する2個体、傾斜樹幹を有する5個体)を選定し、成長応力測定と木部試料サンプリングに供した。胸高位置の木部表面および内樹皮表面を露出し、円周に沿って812点、ひずみゲージを貼付し、その周囲を切り込むことで得られる表面応力解放ひずみを記録した。測定後、ひずみ測定点を含む木部(あるいは師部)試料(さらには樹幹円盤)を採取し、所定の手続きの後、日本へと郵送した。名古屋大学の実験室にて、顕微鏡観察と材料試験を含む、細胞壁特性の解析を行った。以下の結果が得られた。(1)二次成長の不均一性(偏心肥大成長)の様子:傾斜して生育する樹幹では、例外なく、木部、師部とも、上側で肥大成長の顕著な促進が見られた。(2)木部表面成長応力解放ひずみ:傾斜して生育する樹幹では、傾斜の上側で-0.11-0.15%程度の収縮の解放ひずみが測定されたのに対し、傾斜の下側では-0.01-0.03%程度にとどまった。鉛直に生育する樹幹では、円周状に一様に、-0.05-0.07%程度の収縮の値であった。例外は見られなかった。(3)内樹皮表面成長応力解放ひずみ:傾斜の程度に関係なく、値は大きくばらついた。総じて大きな負の値であったが、傾斜との関連性は見られなかった。測定方法に何らかの問題があったものと思われる。(4)顕微鏡組織観察:二次木部に道管要素の発達が認められた(従来の知見通り)。以上から、G.gnemonの成木は、裸子植物であるにもかかわらず、被子植物型の負重力屈性発現挙動を示すことが、ほぼ確定的となった。成木個体を対象とする現地調査とサンプリングについては、おおむね順調に終了した。表面成長応力の円周分布の不均一性と偏心肥大成長の不均一性については、予測通りの結果(裸子植物型ではなく、被子植物型)であることが“証明"できた。しかしながら、内樹皮が発生する成長応力については、測定における失敗が多く、内樹皮(生組織)表面の暴露方法に、何らかの工夫が必要である。さらに、当初の予定では、細胞壁二次壁におけるセルロースミクロフィブリルの配向角度を実測する予定であったが、当研究室所有のエックス線回折計の不調により、その測定が大幅に遅れている。2017年度に、他部局所有の同装置の使用を予定しており、その遂行を急ぐ。裸子植物であるが、二次木部に道管要素や多列放射組織を有するグネモンノキ成木樹幹を対象に、あて材組織が裸子植物的か或るいは被子植物的かを解明し、もって、被子植物型のあて(および負重力屈性発現様式)の起源を解明することが、本研究計画の目的である。本年度までに明らかとなった結果を、以下、詳細に述べる。

平成28年度(本研究計画初年度)は、成木7個体を供試した。傾斜樹幹における偏心二次成長、不均一表面成長応力の円周分布パターン、同じく木部繊維におけるミクロフィブリル傾角の円周分布パターンが、原始的な被子植物であるモクレン目の場合に類似していることを明らかにした。しかしながら、同時に樹皮(二次師部)が傾斜の上側で発達するため、その寄与を解明する必要性があることを強く意識した。そこで平成29年度では、傾斜4個体について(いずれも成木)、樹皮の外層、中層、内層における内部ひずみ(成長応力解放ひずみ)を実測し、さらに解剖学的特徴をも調べた。その結果、傾斜の上側に沿って肥厚する樹皮では、とくに内層部分でセルロースに富む繊維(ゼラチン繊維)が発達すること、そこには大きな引張応力が発生していることを明らかにした。該当する繊維組織をエックス線回折分析に供したところ、高結晶性のセルロースIが主体であり、セルロースミクロフィブリルの配向は、繊維長軸方向にほぼ平行であることが分かった。このことから、樹皮の肥厚とそこに形成されるゼラチン繊維は、生体内においては繊維軸方向に大きな引張応力を発生し、このことは負重力屈性の発現に寄与するものと結論した。肥厚した樹皮におけるゼラチン繊維の関与は、直径の小さい未成熟個体において顕著であるものと予想される。本年度までの実績を踏まえ、平成30年度は、幼木6固体について、樹皮(外層と内層)と木部表面における成長応力解放ひずみを実測することとした。当初の計画では、第2年次に、直径の小さい未成熟個体を対象に、木部および師部の解剖学的変異と成長応力の役割を解明する予定であった。このことは、未実施のまま据え置かれている。当初の予定以上に、成熟個体におけるデータの蓄積に力を注いだためである(このことは、成熟個体における負重力屈性発現には、木部の解剖学的変異と特異な成長応力がより主体的となっていると言う結論を強固することとなった)。成熟個体についての試料は十分に揃ったので、30年度は、未成熟個体の調査に力を注ぐ予定である。また平成28年度から遅れていたミクロフィブリル傾角の測定については、機器上の問題を解決することにより(研究機関内の他部局の装置を改良使用することにより)、順調に予定をこなしつつある(まだ若干遅れている)。今年度は、傾斜樹幹を有するグネツムグネモン成木個体について、主としてセルロース特性が引張の成長応力の大きさに及ぼす影響を解析した。(1)木部特性:木粉を用いた定量解析の結果、セルロース量(比率)と引張の繊維方向成長応力との間に相関関係は認められなかった。さらに、平均ミクロフィブリル傾角(平均MFA)と成長応力との関係を考察した。傾斜の上側における平均MFAは、鉛直樹幹のそれと同じであり、(他樹種の例と比較して)共に小さいと言えるが、引張の成長応力は傾斜上側で明らかに大きくなっていた。特筆すべきは、傾斜の上側でセルロース結晶化度が有意に増加しており、その値は引張の成長応力に対し高い相関関係を示した。なお、傾斜下側では平均MFAは明らかに増加しており、成長応力はほぼゼロとなっていた。またセルロース結晶化度は鉛直樹幹と同じであった。(2)師部特性:二次師部(樹皮)では、傾斜上側で、セルロース純度の高いゼラチン繊維の発達が認められた。それにより、傾斜上側では平均MFAはゼロに近く、またセルロース結晶化度は特異的に大きくなっており、その値は樹皮における引張の成長応力の大きさに相関していた(注:成長応力の測定は昨年度に実施)。
質量分析法による脱法ドラッグの構造解析に関する研究

わが国で乱用される脱法ドラッグの大部分を占める合成カンナビノイド類と合成カチノン類のうち、合成カチノン類について、ガスクロマトグラフィー質量分析(GC-MS)によるデータを蓄積すると共にそのスペクトルを詳細に解析することで、これらの薬物各々に共通するスペクトルの特徴あるいは構造推定に有用となる特徴を見出し、MSにより迅速かつ正確に構造の推定が可能となる分析法の構築を試みた。GC-MSによるEIマススペクトルでは、アミンの□開裂に由来する非常に強度の強いフラグメントイオンが観察されるだけの単純なMSスペクトルで、その他構造に特徴的なイオンが非常に少なく、しかもその強度が非常に弱い。しかし、強度が低いものの構造を反映した以下の有用なフラグメン機構に基づくイオンも多数観察さ、カチノン類の構造を推定する上で非常に有用であることが判明した。1α開裂により生成したインモニウムイオンからのオレフィン分子の脱離。2ケトンのα-開裂と更に生成したカチオンからのCO分子の脱離反応。3メインピークを生成するα開裂とは逆側のα開裂によるインモニウムイオンの生成。1の脱離反応は、側鎖がC4以上である場合、あるいはNに付いたアルキル基がエチル基より大きい場合に起こり、特にアルキル鎖が長くなるほど進行しやすくなることが判明し、アルキル側鎖の推定に有用である。また、2の反応は、カチノン類の大きな特徴であり、構造が酷似した他のフェネチルアミン系薬物との識別をする上で有力な手掛かりとなる。また、芳香環側の構造の推定にも有効となることも判明した。3の開裂は、強度は弱いもののメインとなるα-開裂によって生成するフラグメントイオンと組み合わせることで芳香環に結合しているアルキル鎖の識別が可能となった。
英語語彙表構築法についての研究

英語語彙の基礎データベースとしてLongman Dictionary of Contemporary English 5th edition (以下, LDOCE5)のXML版を採用し、新英語語彙表のための分析を行った。その為に、動詞に関する音声情報、文法情報、意味情報、語用論的情報がどのような場所に、どのような形でLDOCE5に格納されているかについての分析を進めた。それに基づいて、以下の動詞に関する情報の抽出と動詞の分類に関する研究を進めた。(1)同綴りの名詞が存在する動詞をLDOCE5から網羅的に抽出した。その数は約2200であった。この同形の動詞と名詞の対、約2200の1つひとつについて、動詞と名詞の意味関係を観察し分類を進めた。現在のところ1200の対についての分類が終了している。その結果、動詞と名詞の意味関係は少数のパターンに分類できる見通しがついた。(2)LDOCE5に見出し語として記載されている約6000の動詞について、形態的観点から粗い分類を行った。その結果は、複合動詞140,接辞動詞1785,句動詞1017,名詞転換動詞1300,形容詞転換動詞400,その他であった。(3)日本人が英語語彙を学習する際にLとRの区別が重要であるが、このことと英語語彙表の関係について研究を行った。具体的には、この問題についてのサーベイを行い、さらに、LDOCE5からLとRの最小対の網羅的抽出を行った。(1)句動詞の分析が予定通り進行していない。当初の予定では初年度において、辞書に記述されている動詞と前置詞・不変化詞の結合を網羅的に抽出し、それらを分類分析する予定であった。現在のところ、動詞と前置詞・不変化詞の結合について、辞書内のいくつかの場所に分散して記述されていることが明らかになった。これらを網羅的に抽出する作業はまだ開始できていない。(2)動詞の意味の分析と分類については、概念意味論からの研究やLevinらの語彙意味論を援用する予定であったが、この方面の作業も当初の予定からは遅れている。これは、Karin Kipperらによる英語動詞の意味分類の研究(VerbNet)について、サーベイを行うことが必要になったためである。(3)名詞に基づく動詞の全容を明らかにする作業は、上記「研究実績の概要」に書いたとおりすべて終了していない。英語語彙の基礎データベースとしてLongman Dictionary of Contemporary English (3rd and 5th eds,以下LDOCE)を採用し、Pythonを用いる最新のデータ分析環境であるJupyter Notebook上で分析を行った。この結果、LDOCEの記述は言語学的に信頼性が高いばかりでなく、比較的新しい言語学研究を反映するものであることを確認した。特に動詞の記述については、個々の意味を基本単位として、意味ごとに当該の動詞がどのような項構造を取り、どのような統語的な枠の中に生起するかが明示的に記述されていることが分かった。このことは、Beth Levin (1993)などのdiathesis alternationに基づく動詞分類を、LDOCEのみに基づいて遂行する可能性を開いた。また、動詞語彙全体の分類を試みた。複合動詞、接辞により派生された動詞、名詞や形容詞と同綴りの動詞、句動詞に参加する動詞などを量的に把握することができた。さらに、同族あるいは派生関係にある動詞と名詞の間の意味関係についても、分析を行った。この分析の副次的結果として、オノマトペや普通名詞から派生される、いわゆる「イメージに基づく」動詞群を同定することができた。この動詞群は、ラテン系の動詞でもゲルマン系の動詞でもなく、語彙表においても教育的にも別個に扱われるべき語群であることが明らかになった。さらに、L音とR音の対立についても体系的に調査を行い、日本人がこれらの音を区別できないことによってどのような影響を受けているのかを、辞書データに基づいて語彙的に明確にした。これらにより辞書情報の分析が教育用語彙表の改善に役立つことを実証した。以下のような手順と方策を用いて今後の研究を進める。(1)句動詞、転換動詞、オノマトペ、接辞動詞についての分類を終了させる。(2)上記に基づいて、動詞と関連する名詞の分類の可能性を探る。このときには、LDOCE5に加えて、各種コーパスを用いる。(3)動詞の分類作業の結果にもとづき、最終的な目標である、語彙学習における学習負担量を定量的に取り扱う研究の端緒を得たい。英語学予定していたコンピュータのための予算が、予定よりも小額になったため。コンピュータのソフトウェア代として使用する予定である。
量子ビーム複合利用による最先端微細加工材料のナノ化学の研究

半導体製造用リソグラフィでは、電離放射線による11nm以下の大量生産の実現に向け開発が進められている。レジストには、感度とともに、現像後のパターン側壁のラフネスを1nm以下に抑えることが要求される。本研究では1化学反応の時間分解計測からの化学種空間分布の時間変化抽出、2化学反応後の空間分解計測からの化学種空間分布の時間変化抽出、3化学反応のスパーオーバラップ計測(空間と時間の重なりの解析)、4シミュレーションコードの作製と解析の4つの手法により、ナノスケールの空間領域に誘起される化学反応の解析を行い、11nm以下の解像度による半導体大量生産を実現するための材料設計指針を得た。レジスト【微細加工材料】には、感度とともに、現像後のパターン側壁のラフネス【ラインエッジラフネス】を1nm以下に抑えることが要求されるため、11nm以下の加工の実現は、開かれた系に電離放射線を使って限られた量のエネルギーを局所的に与えた後、(拡散を伴う)化学反応を11nm以下の領域で1nm以下の精度で制御することを意味する。本研究では、極短パルス放射線による放射線誘起反応の時間分解計測に、極微電子線による空間分解計測を組み合わせた独自の手法により、最先端微細加工材料中のナノ空間で誘起される化学反応を解明し、11nm以下の解像度による半導体大量生産を実現するための材料設計指針を得る。以上の目的を達成するため、本研究では1化学反応の時間分解計測からの化学種空間分布の時間変化抽出、2化学反応後の空間分解計測からの化学種空間分布の時間変化抽出、3化学反応のスパーオーバラップ計測(空間と時間の重なりの解析)、4シミュレーションコードの作製と解析の4つの手法により、ナノスケールの空間領域に誘起される化学反応の解析を行う。平成24年度は、スチレン系レジストを対象にQCMによる現像速度測定、GPCによる反応前後での分子量変化測定を実施し、データを収集した。さらに、アクリル系レジストを対象に、電子線リソグラフィを用いた化学反応の空間分解計測を実施し、ラインエッジラフネスと反応生成物の空間分布との関係を明らかにした。本研究は1化学反応の時間分解計測からの化学種空間分布の時間変化抽出、2化学反応後の空間分解計測からの化学種空間分布の時間変化抽出、3化学反応のスパーオーバラップ計測(空間と時間の重なりの解析)、4シミュレーションコードの作製と解析の4つの手法により、ナノスケールの空間領域に誘起される化学反応の解析を行う。1ー4の手法で得られるナノメータースケールの化学反応情報とGPCによる反応前後での分子量変化、高速AFMによる現像その場観察、NMRおよびFTIRによる保護基密度変化、QCMによる現像速度測定等により得られるデータを加え、シミュレーションを介して結合することにより、反応の詳細を解明する。本年度は、新規導入した電子線照射装置(EB-ENGINE)を用い材料情報を収集するとともに、ラインエッジラフネスの分子量依存性を明らかにした。また、酸の拡散の活性化エネルギーの影響を調べるため、酸アニオンを高分子に結合したレジストの感光機構を明らかにした。本年度は、無機レジスト及びヘテロ原子を導入した高吸収レジストや近年注目を集めつつある自己組織化を念頭に新規材料の探索を行った。

特に、光分解性塩基とアニオン結合型レジスト高分子の反応に注目し、反応機構及び微細加工性能に与える影響を明らかにした。年度当初に想定していた材料に関して、解析を行えたので、おおむね順調に進展していると判断した。半導体製造用リソグラフィでは、電離放射線による11nm以下の大量生産の実現に向け開発が進められている。レジスト【微細加工材料】には、感度とともに、現像後のパターン側壁のラフネス【ラインエッジラフネス】を1nm以下に抑えることが要求されるため、11nm以下の加工の実現は、開かれた系に電離放射線を使って限られた量のエネルギーを局所的に与えた後、(拡散を伴う)化学反応を11nm以下の領域で1nm以下の精度で制御することを意味する。本研究は、極短パルス放射線による放射線誘起反応の時間分解計測に、極微電子線による空間分解計測を組み合わせた独自の手法により、最先端微細加工材料中のナノ空間で誘起される化学反応を解明し、11nm以下の解像度による半導体大量生産を実現するための材料設計指針を得ることを目的に実施した。本研究は1化学反応の時間分解計測からの化学種空間分布の時間変化抽出、2化学反応後の空間分解計測からの化学種空間分布の時間変化抽出、3化学反応のスパーオーバラップ計測(空間と時間の重なりの解析)、4シミュレーションコードの作製と解析の4つの手法により、ナノスケールの空間領域に誘起される化学反応の解析を行った。本年度は、化学増幅型レジストに関しては、光分解性塩基の効果を従来型塩基の効果との比較において明確にした。新規材料に関しては、ヘテロ原子及び金属含有レジストの放射線誘起反応の解明を行った。また、自己組織化のレジストプロセスへの適用を念頭に自己組織化関連材料の反応機構の解明を行った。年度当初に想定していた研究項目に関して、解析を行えたので、おおむね順調に進展していると判断した。
ACPディファレンシャルディスプレイ法によるエナメル芽細胞関連遺伝子の研究

エナメル芽細胞は分化の過程でその形態、性質が大きく変化する。このエナメル芽細胞の分化の過程で発現量の変化する遺伝子を同定するために、基質形成期エナメル芽細胞と成熟期エナメル芽細胞を分離、採取し、アニーリングプライマーディファレンシャルディスプレー法(ACP-DD)を用いて増幅される発現遺伝子パターンを比較した。同定された39個の遺伝子のうち21個の遺伝子のこれまでに歯牙組織では全く報告されていない遺伝子であった。その中の一つ、カルサイクリンのラット切歯および臼歯におけるエナメル芽細胞の分化における発現プロファイルを明らかにした。基質形成期エナメル芽細胞から成熟期エナメル芽細胞への分化では、発現している遺伝子が変化していることは容易に推測できる。このエナメル芽細胞の分化の過程で発現量の変化する遺伝子を同定するために、基質形成期エナメル芽細胞と成熟期エナメル芽細胞を分離、採取し、アニーリングプライマーディファレンシャルディスプレー法(ACP-DD)を用いて増幅される発現遺伝子パターンを比較し、発現に差のある39個の遺伝子断片すべての相同検索を終了した。同定された39個の遺伝子のうち18個の遺伝子が既にエナメル質形成に関与することが報告されている遣伝子であったことから、本実験アプローチの有効性を確認し、さらに、その他に21個の遺伝子のこれまでに歯牙組織では全く報告されていない遺伝子を同定するのに成功した。その中の一つであるカルサイクリン(DIG17)は細胞内カルシウムの代謝、セルシグナリング、イオン輸送に関与するとされ、ラット切歯におけるエナメル芽細胞の分化における発現プロファイル、および、歯牙発生時の発現を明らかにするため、免疫組織化学的に観察した。生後1日では、星状綱と基質形成期エナメル芽細胞に分化しつつあるエナメル芽細胞に弱い免疫陽性反応が観察された、生後3日では、同様のエナメル芽細胞に弱い免疫反応が、それに加えて、エナメルフリーエリアエナメル芽細胞に強い陽性反応が観察された。生後6日では、エナメルフリーエリアエナメル芽細胞に強い免疫反応が、また、分化した咬頭頂部象牙芽細胞にも免疫陽性反応が見られるようになった、しかしながら、基質形成期エナメル芽細胞では免疫陽性反応は消失した。生後15日では、成熟期エナメル芽細胞に強い免疫陽性反応が見られるようになった。またこの時期、歯根表面のセメント芽細胞にも免疫陽性反応が見られた。同定された39個の遺伝子のうち18個の遺伝子が既にエナメル質形成に関与することが報告されている遺伝子であったことから、本実験アプローチの有効性を確認し、さらに、その他に21個の遺伝子のこれまでに歯牙組織では全く報告されていない遺伝子を同定するのに成功した。生後1日では、星状網と基質形成期エナメル芽細胞に分化しつつあるエナメル芽細胞に弱い免疫陽性反応が観察された、生後3日では、同様のエナメル芽細胞に弱い免疫反応が、それに加えて、エナメルフリーエリアエナメル芽細胞に強い陽性反応が観察された。生後6日では、エナメルフリーエリアエナメル芽細胞に強い免疫反応が、また、分化した咬頭頂部象牙芽細胞にも免疫陽性反応が見られるようになった。しかしながら、基質形成期エナメル芽細胞では免疫陽性反応は消失した。