hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
歯科におけるX線CT検査の品質基準の確立

X線診断の最適化には線量と画質、両面の研究が必要である。そこで、歯科特有で検査頻度の高いインプラント術前CT検査の品質基準の確立を目的とした。品質基準は、診断参考レベル、画像品質基準、および最適な撮影条件例で構成される。インプラント術前CT検査および歯科用コーンビームCTにおける診断参考レベルを得るために患者線量調査および線量測定をおこなった。画像品質基準をアンケート調査等により確立したので以下に示す。また、併せて、QA/QCツールとして有用な新たなCT線量計の特性を測定し、CT検査時の患者実効線量推定用プログラムの利用法について検討した。<画像品質基準>1)頬骨突起2)大口蓋孔3)上顎結節4)翼状突起5)翼口蓋窩6)上顎骨梁構造1)上顎洞底2)上顎洞前壁3)上顎洞後壁4)上顎洞内側壁5)上顎洞隔壁6)鼻腔底7)切歯管8)犬歯窩9)側頭突起10)上顎骨の形態11)上顎皮質骨の厚さ12)抜歯窩1)下顎下縁2)顎下腺窩3)舌下腺窩4)切歯枝5)舌側孔1)オトガイ孔2)下顎管3)下顎骨の形態4)下顎骨梁構造5)下顎皮質骨の厚さ6)抜歯窩X線診断の最適化には線量と画質、両面の研究が必要である。<画像品質基準>1)頬骨突起2)大口蓋孔3)上顎結節4)翼状突起5)翼口蓋窩6)上顎骨梁構造1)上顎洞底2)上顎洞前壁3)上顎洞後壁4)上顎洞内側壁5)上顎洞隔壁6)鼻腔底7)切歯管8)犬歯窩9)側頭突起10)上顎骨の形態11)上顎皮質骨の厚さ12)抜歯窩1)下顎下縁2)顎下腺窩3)舌下腺窩4)切歯枝5)舌側孔1)オトガイ孔2)下顎管3)下顎骨の形態4)下顎骨梁構造5)下顎皮質骨の厚さ6)抜歯窩1.診断参考レベルDRLを評価するために必要な荷重CT線量指数CTDIwと線積分線量DLPを各撮影ごとに以下の機種について電離箱型CT線量計と頭頸部標準アクリルファントムを用いて計測した(今後も他の機種について計測する予定である)。2)コーンビームCT2.AsteionとPSR9000Nにおける撮影目的毎のCT画像、撮影条件(管電圧、管電流、撮影領域)、および患者情報(性別、年齢、体重、身長)を収集した(現在も継続中である)。3.ノイズ、高コントラスト分解能、および総合的画質などの評価用画像を上記収集画像から抽出する作業を現在行っている。1.診断参考レベルDRLを評価するために必要なCTDI_<air>、CTDI_w、DLPおよび半価層を17年度に引き続き電離型CT線量計と頭部・腹部標準ファントムを用いて測定を行った。機種は以下の通りである。(1)一般CT:(1)Toshiba社製64列(2)Siemens社製64列(2)歯科用CT:Yoshida社製FineCube2.CT患者線量計算プログラムImpactDoseを用いて、各撮影条件パラメータを変化させた際の標準成人患者の臓器線量とICRP60で定義されている実効線量を求め、DLPから実効線量を推定するための変換係数を求めた。3.一般CTにおけるインプラントCT検査の画像・線量品質基準の一次案を作成した。以下に示す。・上顎インプラント:眼窩下縁、上顎中切歯歯冠、上顎大臼歯歯冠・下顎インプラント:下顎下縁、下顎中切歯歯冠、下顎大臼歯歯冠・上下顎インプラント:眼窩下縁、下顎下縁、中切歯歯冠、大臼歯歯冠・上顎インプラント:上顎洞下縁、上顎歯槽(頂)、上顎歯根・下顎インプラント:下顎管、下顎歯槽(頂)、下顎歯根・上下顎インプラント:上顎洞下縁、歯槽(頂)、歯根、下顎管・上顎インプラント:上顎骨梁・下顎インプラント:下顎骨梁・上下顎インプラント:上下顎骨梁(4)患者線量の品質基準1.患者および線量データ2000年10月から2007年3月まで本大学病院で行われたインプラントCT検査の患者および線量について評価した。撮影条件は120kV、スライス厚1mm、ピッチ1、1スキャン0.75secである。

管電流はCT導入時から2007年3月まで200、180、および150mAへ段階的に低く設定されている。全期間における件数は988件(男性363、女性625)、平均年齢は女性では52.4±19.8歳、男性では53.3±12.1歳であった。管電流200、180、および150mAにおける片顎検査(上下顎同時検査)の件数は287(50)、90(17)、および509件(35件)であり、全期間では片顎検査が約90%を占めた。各期間における平均線積分線量(dose-length product, DLP)はそれぞれ245.3±45.7(453.4±33.0)、236.3±48.7(439.7±13.3)、および184.2±23.2(354.6±20.7mGycmであり、片顎と上下顎同時検査を合わせた平均DLPはそれぞれ276.2±86.2、236.3±87.2、および195.1±47.8mGycmであった。2.画像品質基準昨年度作成した「インプラントCT検査の画像品質基準」を用いて患者10名について歯科医2名による観察試験(yes, no)を行いスコア化し、各患者および29項目の画像品質基準を評価した。上顎では患者Gのスコアが47.1%と最も低く、他の患者では87.5-94.1%と高いスコアを示した。上顎では品質基準18項目中8項目で100%を示した。下顎では患者スコアは63.6-90.9%の範囲であった。品質基準では舌下腺窩と切歯枝が42.9、下顎下縁が57.1、抜歯窩が83.3および顎下腺窩と下顎管が85.7%であり、その他の5項目は100%であった。
模擬宇宙環境における心・肺循環動態の調節とその破綻

head downtilt法により模擬微小重力環境を作成した。対外的に冠動脈血流を連続的に測定できる慢性犬を作成した。上記実験モデルを用いて模擬微小重力空間における冠循環調節機構を解析した。そのような環境下においても反応性充血には変化を認めず、冠予備能の減少は見られなかった。しかし、微小重力空間において、静脈還流増加に伴う左室容積拡大はわずかであったが、β受容体遮断薬投与により、左室容積増大は著明となり、冠動脈血流量も増加した。これは左室心筋酸素需要の増大を示していると思われた。アセチルコリンによる全身血圧低下反応は、1-NAMEによりついでムスカリン1受容体遮断薬により段階的に抑制されたが、アセチルコリンによる冠動脈抵抗血管の拡張反応は、1-NAMEによりわずかに抑制、Pirenzepineにて強く抑制された。このことから、冠動脈抵抗血管のムスカリン1受容体が、血管内皮を介したNOのみならず、血管拡張反応に大きく作用することが推察された。循環不全例においては、微小重力空間は血液質量の減少により、左室の駆出のための左室仕事量が減少し冠循環に良好な効果を有すると推定されるが、静脈還流の増大を将来し、左室機能低下例のように前負荷予備のない場合には悪化させる可能性がある。代償不全が存在するときには、前負荷増大に伴う心筋酸素需要増大は無視できないものであり、β遮断薬を使用している虚血性心筋症例では、微小重力空間はむしろ病態を悪化させる可能性があることが示唆された。高加重状態の肺循環動態に及ぼす影響を解明するために以下に述べる様な基礎的検討をすすめた。1)EDRF測定法の確立、2)重力依存性肺血流分布に対する肺胞低酸素ならびに肺動脈血低酸素の影響。種々の検討の結果、本法のEDRF測定限界は0.1mcM以下であることが判明した。さらに。肺胞低換気酸素酸素、肺動脈血低酸素は重力に拮抗して血流を下肺野から上肺野へ再分布させる作用を有することが判明した。さらに。【目的】宇宙での微小重力環境、ならびに宇宙ロケット打ち上げ時及び地球への帰還時の加重環境が心・肺循環動態調節機構に対して如何なる影響を与えるかに関しては十分なる検討がなされていない。本研究においては宇宙飛行士が遭遇すると予想される種々の環境変化において心・肺循環動態の調節機構がどの様に変化・破綻するかを模擬的実験条件下で明らかにすることを試みた。平成5年度においては実験目的を達成するのに必要な実験モデルの作成、予備実験ならびに機器の開発を施行した。【方法】1).体循環・冠循環・肺循環動態解析のための慢性犬モデルの作成:ビーグル犬を開胸し、冠動脈左前下行枝にドプラー血流計ならびにカフォクルーダを装着した。下大静脈にカフォクルーダ、大動脈にドプラー血流計を装着し、左心室心尖部よりコンダンクタンス・カテーテルと左室圧測定用のカテ先マノメータを挿入した。右房から肺動脈カテーテルを留置し、左鎖骨下動脈より大動脈へ動脈圧測定用のカテ先マノメータを挿入した。全ての導線を背部より体外に出し閉胸した後動物を覚醒させた。2).肺循環・ガス交換動態解析のための質量分析の開発:肺内換気・血流比分布をreal timeで計測するための質量分析計を開発した。

質量分析計による血中不活性ガス濃度の測定に必要な高感度血液プローベを試作した。3).血管内皮細胞由来の血管弛緩因子(EDRF)の血中濃度を分光光度法を用いて測定することを試みた。【結果】1).軽麻酔下で慢性犬をいわゆる“head down"位に保ち微小重力疑似環境におくと体循環・冠循環、肺循環諸指標が少なからず変化することが判明した。2).肺内換気・・血流比不均等分布の程度は微小重力疑似環境下で有意に低下した。3).微小重力環境下では肺動脈血ならびに左室内血液のEDRF光度が有意に変化する傾向を示した。微小重力空間においては、下肢の血液が重力を失うため、躯幹へ血液が集中し、そのために静脈還流量が増加する。冠動脈血流を連続的に測定できるドプラ血流計と体外から冠動脈を閉塞できるオクル-ダを装着した慢性犬を用いて模擬微小重力空間における冠循環調節機構を解析した。冠循環はそのような模擬微小重力空間においても反応性充血には変化を認めず、冠予備能の減少は見られなかった。微小重力空間において、静脈還流増加に伴う左室容積拡大はわずかであったが、β受容体遮断薬投与により、左室容積増大は著明となり、冠動脈血流量も増加した。これは左室心筋酸素需要の増大を示していると思われた。アセチルコリンによる全身血圧低下反応は、1-NAMEによりついでムスカリン1受容体遮断薬Pirenzepineにて段階的に抑制されたが、アセチルコリンによる冠動脈抵抗血管の拡張反応は、1-NAMEによりわずかに抑制、Pirenzepineにて強く抑制された。このことから、冠動脈抵抗血管のムスカリン1受容体が、血管内皮を介したNOのみならず、血管拡張反応に大きく作用することが推察された。高加重状態の肺循環動態に及ぼす影響を解明するために以下に述べる様な基礎的検討をすすめた。1)EDRF測定法の確立、2)重力依存性肺血流分布に対する肺胞低酸素ならびに肺動脈血低酸素の影響。種々の検討の結果、本法のEDRF測定限界は0.1mcM以下であることが判明した。さらに。肺胞低換気酸素酸素、肺動脈血低酸素は重量に拮抗して血流を下肺野から上肺野へ再分布させる作用を有することが判明した。
学習カウンセリングを活用した小学校外国語活動学習者支援

本研究において、適切な学習カウンセリングを受ければ、外国語活動に興味や自信をもつ児童、また、苦手意識や嫌悪感を抱く児童も後の学習にさらに積極的に関われるようになることが明らかになった。これまでに、児童が英語嫌いにならないようにするために指導内容や方法の改善について多くの教育実践や研究がなされてきた。しかし、児童が取り組む外国語活動への学習支援は、あまり行われてこなかった。本研究では、特に、外国語活動を得意とする児童と苦手とする児童に焦点を当て抽出し、継続的に学習カウンセリングを行ってきた。また学習カウンセリングに関連させながら、児童にとって無理のない授業づくりを行った。授業は、ネイティブスピーカー講師と筆者とのティーム・ティーチングで実施した。授業での児童観察を行い、外部評価テスト(児童英検)の結果も参考にしながら対象となる児童の抽出をした。学習カウンセリングでは、どのように外国語活動に取り組んでいくのか指針が得られるように工夫した。例えば、聞こえてくる英語の全てを理解するのではなく、聞き取れるところから全体の意味を類推したり、ジェスチャーや表情、映像などの視覚情報にも頼ったりして理解することに児童自身が意識できるようにした。さらに、授業では見通しをもって学習に参加できるように工夫した。具体的には、授業のウォームアップとして毎回、Aから順番にアルファベットから始まる英語を考える活動を組み入れた。これにより次の授業で出るアルファベットが分かり、外来語などを手がかりにして授業前の学習カウンセリング時に支援することができた。結果的に児童は外国語活動に対して好意的に取り組めるようになったり、学習意欲を高めたりできた。また、小学校外国語教育で日本より長い歴史をもつオーストラリア・ビクトリア州にある先進校を視察し、ギフトタレンティッド教育について知見を得ることができた。高い能力を発揮できる児童には、積極的にその能力を生かすことができる場を設定していた。例えば、日本の学校と交流の際、児童代表の挨拶をしたり、日本語スピーチ大会を実施し参加したりしていることが分かった。日本でも小学生対象の英語によるスピーチコンテストやパフォーマンスコンテストを計画する段階にきていると実感した。帰国後、訪問した学校とインターネットを利用したテレビ会議システムを行った。その中で、希望者のみのスピーチやパフォーマンスの場面を組み入れることもできた。
偏光顕微ラマン分光法によるセラミックス多結晶のマイクロ応力解析

1.単結晶サファイアの,鋭い切欠き材のひずみ分布を顕微ラマン法を用いて測定した.ラマン法での測定領域は約2μmである.この測定ひずみを3次元異方性弾性論による有限要素法を基にした計算結果と比較し,よい一致を得ることができ,切欠き部の鋭い応力集中を十分に検知することを確認した.2.顕微ラマン法で多結晶アルミナ中の各結晶粒内のひずみ分布を求めた.645cm^<-1>と418cm^<-1>のラマンシフトをもとに,結晶のc軸方向の垂直ひずみε_<33>を決定した.ひずみ分布は,結晶間の方位差に依存して大きくなり,熱膨張係数の異方性に起因する残留マイクロひずみ測定が可能となった.3.ひずみの3成分を分離して測定するため,偏光ラマン光を用いたが,ラマン散乱光のスプリティングの高精度測定にはいたらなかった.今後の検出器の改良が望まれる.4.X線回折法を使用して,結晶面が100の単結晶シリコンウエーハを実験材料として単結晶の応力測定法の開発を行った.結晶方位の特徴を考慮し,333面および511面の回折を利用すると従来のsin^2ψ法と同様の高精度の応力測定が可能であることを,4点曲げにより既知の応力を負荷したときの負荷応力とX線測定した応力との比較検討より実証した.5.マイクロ領域の応力測定法として,放射光施設Spring-8の高強度,高指向性の単色X線ビームを使用して応力測定を行った.負荷応力検定においては測定応力と負荷応力との間によい一致が得られ,マイクロ領域の応力測定法として有力であること確かめられたが,照射位置の決定法の向上および照射中の遥動機能の必要性が認識された.6.アルミナ/ジルコニア複合材料中のミクロ応力分布および相応力分布を有限要素法により計算した.結晶粒数が20個以上であると計算された弾性定数は,マクロな値に一致する.相応力のX線測定においては,0.1mm程度の照射領域が必要であり,それ以下では照射域の大きさに依存した測定値となる.1.単結晶アルミナの平滑試験片に4点曲げ荷重を負荷したときの,ラマン分光法におけるスペクトル645と418cm^<-1>のシフトは三方晶のc軸方向のひずみε_<33>に比例しており,この比例乗数つまりひずみ係数は645cm^<-1>よりも418cm^<-1>に対するものの方が大きい.つまり後者の方がひずみ感度が高い.2.単結晶のアルミナでc軸方向を3方向に替えた3種類の鋭い切欠きを有する試験片に4点曲げ負荷を行った.このときの切欠き底近傍のラマンシフトの分布を,ラマン光のビーム寸法を2μmとして測定した.このラマンシフト量に,上記で決定したひずみ係数を乗ずることによってひずみ分布に変換した.c軸方向のひずみ分布が3種類の試験片の結果より3方向について決定することが出来た.3.曲げ試験で用いた3種類の鋭い切欠き試験片対して,異方性弾性論に基づく3次元有限要素法解析を行った.この有限要素法によるによる計算結果とラマン法よるひずみの実測測定結果とはよく一致し,顕微ラマン法によりき裂先端近傍などの急激なひずみ勾配を的確に測定することに成功した.4.多結晶セラミックスの応力測定法としてX線法があるが,この方法において負荷応力とX線ひずみとを関係付けるX線弾性定数の測定値をもとに,多結晶を構成する単結晶の弾性定数を決定する方法を提案した.この手法を窒化ケイ素に応用し単結晶の弾性定数を決定することに成功した.この値は,測定ひずみから応力を計算するときに有効に利用される.5.セラミックスのミクロ応力とマクロ応力の関係を計算機シュミュレーションにより,多結晶モデルを作成し,弾性特性の単結晶から多結晶への遷移挙動を検討した.その結果,結晶の集合体が十分のマクロ特性をもつためには,一辺あたり約20個程度の結晶粒数を持つ体積が必要であることがわかった.1.単結晶サファイアの,鋭い切欠き材のひずみ分布を顕微ラマン法を用いて測定した.ラマン法での測定領域は約2μmである.この測定ひずみを3次元異方性弾性論による有限要素法を基にした計算結果と比較し,よい一致を得ることができ,切欠き部の鋭い応力集中を十分に検知することを確認した.2.顕微ラマン法で多結晶アルミナ中の各結晶粒内のひずみ分布を求めた.645cm^<-1>と418cm^<-1>のラマンシフトをもとに,結晶のc軸方向の垂直ひずみε_<33>を決定した.ひずみ分布は,結晶間の方位差に依存して大きくなり,熱膨張係数の異方性に起因する残留マイクロひずみ測定が可能となった.3.ひずみの3成分を分離して測定するため,偏光ラマン光を用いたが,ラマン散乱光のスプリティングの高精度測定にはいたらなかった.今後の検出器の改良が望まれる.

4.X線回折法を使用して,結晶面が100の単結晶シリコンウエーハを実験材料として単結晶の応力測定法の開発を行った.結晶方位の特徴を考慮し,333面および511面の回折を利用すると従来のsin^2ψ法と同様の高精度の応力測定が可能であることを,4点曲げにより既知の応力を負荷したときの負荷応力とX線測定した応力との比較検討より実証した.5.マイクロ領域の応力測定法として,放射光施設Spring-8の高強度,高指向性の単色X線ビームを使用して応力測定を行った.負荷応力検定においては測定応力と負荷応力との間によい一致が得られ,マイクロ領域の応力測定法として有力であること確かめられたが,照射位置の決定法の向上および照射中の遥動機能の必要性が認識された.6.アルミナ/ジルコニア複合材料中のミクロ応力分布および相応力分布を有限要素法により計算した.結晶粒数が20個以上であると計算された弾性定数は,マクロな値に一致する.相応力のX線測定においては,0.1mm程度の照射領域が必要であり,それ以下では照射域の大きさに依存した測定値となる.
代数曲線符号の設計距離までの高速限界距離復号法

任意の1点代数曲線符号について、Feng-Rao設計距離までの完全な高速限界距離復号アルゴリズムを確立した。符号長をnとすると、代数曲線符号の復号法として最も基本的なFeng-Raoアルゴリズムの時間計算量がn^3であるのに対し、本手法のそれはHermite曲線符号の場合n^<7/3>であり、一般の空間曲線符号でもn^3より小さいことが示される。この効率は現在までに知られている中で最良のものである。これらの成果の一部は、平成6年6月、IEEE Int.Symp.Inform.Theory、同年7月、IEEE Int.Workshop Inform.Theory、および、国内の研究会において口頭発表した。その主要な内容は、一部がFinite Fields and Their Applications,Vol.1,(1995)に掲載出版され、近々発行予定のIEEE Trans.Inform.Theoryの代数幾何符号特集号に掲載される。なお、理論の詳細は大学紀要論文として出版した。これらの理論的研究と並行しつつ、本高速復号法を計算機上にソフトウエアとして実現し、符号の具体例に適用して、その実際的な性能を調べるための実験を行った。2次元Hermite曲線符号とその3次元拡大曲線符号を対象とし、多数の誤りパターンについてシミュレーションを実行した。これらの実験結果は、計算量の基本単位である有限体演算(加減乗除)の回数、計算機上での実際の計算時間の両者とも、理論的計算量に極めて近い傾向を示しており、理論の正しさの傍証を与えるだけでなく、将来の実用化に際しての有効な指針となるものと考えられる。また、場合によって、本手法が設計限界を越える訂正能力をもつことが確認され、今後の理論的な研究への示唆を得ることができた。一方、本研究課題を含むより広い代数幾何符号一般についての知見をまとめ、応用数理Vol.4(1994)に発表した。なお、本研究の発展的テーマとして、本復号法のハードウエア実現のための並列処理アーキテクチャ、および、誤りと消失の両者を訂正するための高速復号法についての研究を進めつつある。これらの研究の一部は、平成7年7月、AAECC-11、同年9月、IEE Int.Symp.Inform.Theory、および、国内の研究会で口頭発表した。1点代数曲線符号の成形距離までの効率的復号法の基本的なアルゴリズムを確立し、その成果をデンマーク工科大学のグループとの共著により2篇の論文にまとめた。その内正則平面曲線符号に関する1篇は、平成6年6月にNorwayで開催されたIEEE Internataional Symposium on Information Theoryで発表すると共に、IEEE Transactions on Information Theoryの代数幾何符号特集号に投稿し、掲載が受理され、近々出版される予定である。もう1篇は、三浦等が導いた、より広い符号クラスに関するもので、そちらはFinite Fields and Their Applications,Vol.1,No.1(1995)に掲載出版された。任意の1点符号クラスに対する最終版の理論的成果は、平成6年7月Russiaで開催されたIEEE Internataional Workshop on Information Theoryにおいて一部発表し、その全貌を論文としてまとめつつある。

一方、我々の高速復号法を計算機上に実現し、具体的によりその実際的な性能評価を行うことは、ようやく準備に入った段階で、本研究課題の最終年度である平成7年度に実施する運びである。なお、本研究を進めるに当たって得られた、より広い代数幾何符号一般についての知見をまとめ、応用数理Vol.4(1994)に発表した。一方、これらの符号が将来使用されるときの、いくつかの関連する問題についても、新たな検討を開始した。その一つは、これら符号の復号のハードウエア化に関する基本問題である。すなわち、より高速な情報通信に対処するための並列処理アーキテクチヤの導入に当たって、その効率化の問題を検討し、現在のReed-Solomon符号でも用いられているシストリック・アレイ型の構成法を代数幾何符号にも適用できる形に拡張することを試みた。その基礎となる成果は、平成6年11月Australiaで開催された国際情報理論とその応用シンポジウムで発表した。実際の代数幾何符号へのこの方法の具体化については、研究分担者との共著により、電子情報通信学会の情報理論研究会等で口頭発表し、さらに、平成7年秋にCanadaで開催されるIEEE Internataional Symposium on Information Theoryで発表する予定である。任意の1点代数曲線符号について、Feng-Rao設計距離までの完全な高速限界距離復号アルゴリズムを確立した。符号長をnとすると、代数曲線符号の復号法として最も基本的なFeng-Raoアルゴリズムの時間計算量がn^3であるのに対し、本手法のそれはHermite曲線符号の場合n7/3であり、一般の空間曲線符号でもn^3より小さいことが示される。この効率は現在までに知られている中で最良のものである。これらの成果の一部は、平成6年6月、IEEE Int.Symp.Inform.Theory、同年7月、IEEE Int.Workshop Inform.Theory、および、国内の研究会において口頭発表した。その主要な内容は、一部がFinite Fields and Applications,Vol.1,(1995)に掲載出版され、近々発行予定のIEEE Trans.Inform.Theoryの代数幾何符号特集号に掲載される。なお、理論の詳細は大学紀要論文として出版した。これらの理論的研究と並行しつつ、本高速復号法を計算機上にソフトウエアとして実現し、符号の具体例に適用して、その実際的な性能を調べるための実験を行った。2次元Hermite曲線符号とその3次元拡大曲線符号を対象とし、多数の誤りパターンについてシミュレーションを実行した。これらの実験結果は、計算量の基本単位である有限体演算(加減乗除)の回数、計算機上での実際の計算時間の両者とも、理論的計算量に極めて近い傾向を示しており、理論の正しさの傍証を与えるだけでなく、将来の実用化に際しての有効な指針となるものと考えられる。
グローバル化のもとでの日本の教育改革 : 言説空間と改革の受容過程

グローバル化が日本の教育に及ぼしたインパクトに関する私の研究は、最終段階となったので、下記に主要な4つの論文を挙げ、その内容と意義について述べる。第一に、本年4月、「Reimagining Japanese Education : borders, transfers, circulations, and the comparative」と題する書籍を編纂、出版した。この書籍では、世界各国の7名の著名な研究者が執筆し、過去20年にわたって、グローバル化が日本の教育に与えた「実際のインパクト」と「想像のインパクト」の間に見られる違いについて、分析を行った。私の過去の研究では、「ディスコースとしてのグローバル化」と「実際のグローバル化」の違いを分析するモデルと方法論を築いたが、本書籍では、それらをもとに、それぞれの研究者が、ゆとり教育、道徳教育改革、教育基本法の改訂、移民と多様化、高等教育のグローバル化などといった日本の教育の様々な側面について分析を行った。いくつかの書評において、こうしたアプローチは、日本の教育を理解し、分析する上で、極めて重要なシフトであると評されている。第二に、苅谷剛彦教授(東京大学、現オックスフォード大学)と共著した書籍において、教育が所謂'catch-up'に果たす役割に関する歴史の長い議論を分析した。この書籍で、我々が使用した歴史分析の方法論は、私が過去2年にわたって行った研究に基づくもので、教育に関連する政治的なディスコースと、所謂「西洋」からのアイディアの「移転:transfer」に注視するものである。第三は、2012年初めに出版予定の「世界教育年鑑:the World Yearbook on Education」への寄稿である。世界教育年鑑は3年ごとに出版され、世界の教育研究において極めて重要なものであるが、私が執筆した章では、私が日本滞在中に収集したデータを使用し、日本の政策決定者が、教育改革に際して、英国を参考にした事例を分析している。第四としては、論文「World Culture Theory and Comparative Education」が2012年の5月に発表予定であり、ここでは、国際比較教育学で現在優勢な理論モデルに対して、私の研究において収集したデータを用いて、批評している。以上を総括すると、最後の6カ月間は、私の発見、モデルを、日本の教育の様々な側面の分析に活用することが出来、さらには国際比較教育学における重要な理論構築に寄与出来た機会であったと考える。学術振興会の援助を受けて行った本年度の学術研究では、グローバル化と日本の教育改革についての研究の発展に貢献することができた。まず過去20年の日本における3つの大きな教育改革(臨教審、国民会議、教育再生会議).についての政策資料を1ヶ月かけて収集した。これらの資料を通じて、教育改革がどのような言説空間において生まれたかを明らかにすることが出来た。この研究をもとに、2009年11月に苅谷剛彦教授との共同研究を実施し、言説空間上でグローバル化によってもたらされたと定義されるもののうち「事実」と「想像」は何かを明らかにした。2010年1月には、日本を「例」としてグローバル化の理論を説明する招待講演を行い、海外における教育改革を日本が「借りる」という現象についての歴史的分析を提供した。同様のテーマで北米比較国際教育学会(Comparative Education Society Conference:CIES)でも発表した。これらの研究発表が注目された結果、西アジアにおける教育とグローバル化についての共同研究本の執筆依頼をうけ2010年3月に発表した。また同様に来る6月に行われる国際比較教育学会(World Conference for Comparative Education)での講演依頼も受けるに至った。上記の研究と並行して、2009年12月から2010年1月にかけて、シンクタンクやロビイストとよばれる存在がいかに日本の教育に影響を与えてきたかを研究した。経団連、世界を考える京都座会、日本会議、ベネッセ教育開発センターを含む教育に関わってきた機関への訪問、研究資料の収集を行い、1980年代から1990年代のアメリカとイギリスにおけるシンクタンクの教育改革への影響と比較した。この研究結果を第54回Annual Comparative Education Society Conference(2010年3月、シカゴ)で発表した。また、この研究を通じてシンクタンクやロビイストにとどまらず政治家、官僚、メディア及び学者が教育改革に及ぼす影響への研究も必要であることが明らかにされた。他にも、EUでの教育政策を「借りて」実際に慶応大学が行った試みを分析するプロジェクトに、慶応大学及びテンプル大学の研究者とともに関わった。また現在は、2010年6月の国際比較教育学会(World Conference for Comparative Education)でのパネル準備および、オックスフォード出版(Oxford Studies in Comparative Education)で出されることが決定した著書の準備に取り組んでいる。まず過去21年の日本における3つの大きな教育改革(臨教審、国民会議、教育再生会議).についての政策資料を1ヶ月かけて収集した。

グローバル化が日本の教育に及ぼしたインパクトに関する私の研究は、最終段階となったので、下記に主要な4つの論文を挙げ、その内容と意義について述べる。第一に、本年4月、「Reimagining Japanese Education : borders, transfers, circulations, and the comparative」と題する書籍を編纂、出版した。この書籍では、世界各国の7名の著名な研究者が執筆し、過去20年にわたって、グローバル化が日本の教育に与えた「実際のインパクト」と「想像のインパクト」の間に見られる違いについて、分析を行った。私の過去の研究では、「ディスコースとしてのグローバル化」と「実際のグローバル化」の違いを分析するモデルと方法論を築いたが、本書籍では、それらをもとに、それぞれの研究者が、ゆとり教育、道徳教育改革、教育基本法の改訂、移民と多様化、高等教育のグローバル化などといった日本の教育の様々な側面について分析を行った。いくつかの書評において、こうしたアプローチは、日本の教育を理解し、分析する上で、極めて重要なシフトであると評されている。第二に、苅谷剛彦教授(東京大学、現オックスフォード大学)と共著した書籍において、教育が所謂'catch-up'に果たす役割に関する歴史の長い議論を分析した。この書籍で、我々が使用した歴史分析の方法論は、私が過去2年にわたって行った研究に基づくもので、教育に関連する政治的なディスコースと、所謂「西洋」からのアイディアの「移転:transfer」に注視するものである。第三は、2012年初めに出版予定の「世界教育年鑑:the World Yearbook on Education」への寄稿である。世界教育年鑑は3年ごとに出版され、世界の教育研究において極めて重要なものであるが、私が執筆した章では、私が日本滞在中に収集したデータを使用し、日本の政策決定者が、教育改革に際して、英国を参考にした事例を分析している。第四としては、論文「World Culture Theory and Comparative Education」が2012年の5月に発表予定であり、ここでは、国際比較教育学で現在優勢な理論モデルに対して、私の研究において収集したデータを用いて、批評している。以上を総括すると、最後の6カ月間は、私の発見、モデルを、日本の教育の様々な側面の分析に活用することが出来、さらには国際比較教育学における重要な理論構築に寄与出来た機会であったと考える。
曲線のモジュライ空間における標準的ブラウン運動の構成とその確率解析的研究の例示

タイヒミュラー空間とよばれる幾何学的に重要な空間上の標準的な拡散現象を記述する確率過程の候補を2通りの方法で構成した。その応用の例示には至らなかったが、副産物として、2点問の距離を拡大する関数の拡大率を最適化する尺度の通有的性質、写像トーラスと呼ばれる幾何的対象の上のランダム現象と背後にある力学系との対応、および、ノイズをもった区間上の時間発展現象とノイズのランダムネスの関係に関する成果を得た。タイヒミュラー空間上の標準的ブラウン運動構成に向けて次の5通りの構成法を試みた。(1)フィンスラー計量に関しても十分な滑らかさを仮定すればそれに付随する接触リーマン計量を用いてラプラス作用素が定義できる。これに着目し、タイヒミュラー計量は期待できるほどの滑らかさは備えてはいないもののラプラス作用素の局所表示に現れる諸量は定義可能であることを確認し、滑らかではないが'ほとんどいたるところ'連続な係数をもつ拡散生成作用素を構成した。(2)本質的に(1)と同様であるが、(1)の作用素が形式的な計算で適当な測度に対して発散形であることを示し、対応する対称形式を導き拡散過程を構成した。(3)タイヒミュラー距離から出発してSturmの手法によって飛躍過程のディリクレ形式のΓ極限として局所的なディリクレ形式を導き拡散過程を構成した。(4)(3)の方法を確率過程の収束の枠組みで議論することにも着手したが、今だ最終結果には至っていない。(5)調和関数の平均値の定理を念頭において漸近的平均値によるラプラス作用素の定義を試みた。もし、タイヒミュラー計量が滑らかであればこれは(1)で与えたラプラス作用素と一致するのだが、滑らかさに難点があるため厳密証明が課題として残った。この他、上記の研究の副産物として、写像トーラス上の調和測度の特徴付けに関する結果を得て、平成22年10月広島大学で開催された研究集会「最近の解析学の話題とその周辺から」での招待講演Harmonicmeasures for a class of mappingtoriで発表した。次の(1)(5)の拡散過程構成法を再検討し、得られた拡散過程の大域挙動を比較することを目標としていた。(1)タイヒミュラー計量から自然な方法で定まる'ほとんどいたるところ'連続な係数をもつ拡散生成作用素に対応する拡散過程。(2)(1)の作用素から形式的な計算で導き出された対称形式に対応する拡散過程。(3)タイヒミュラー距離から出発して(Sturmの手法によって飛躍過程のディリクレ形式のΓ極限として得られる局所的なディリクレ形式に対応する拡散過程。(4)(3)の方法を確率過程の収束の枠組みで議論することによる構成法。(5)調和関数の平均値の定理を念頭において漸近的平均値によるラプラス作用素を定義する。(1)、(2)の構成法による拡散過程の同一性については比較的容易に検証が終わったが、それらと(3)の拡散過程との同一性を厳密に検証するには至ってはいない。(4)のDonskerの不変原理に対応する構成法と、(5)の球面平均性と関連した構成法については証明に不十分な点ががあり、これを解消するということに関しては、技術的な手法の適用手順を明らかにした。これらの研究を遂行する過程において得られた副産物として、コンパクト多様体上の拡大的写像の最大化測度の-意性やエントロピーに関する結果と、葉層空間の調和測度と各葉ブラウン運動の滞在時間に関するある種の不変原理がある。前者は徳永裕介氏との共同研究であり、連名で'2010年9月に開催された日本数学会秋季総合分科会の一般講演として発表した。後者については論文にまとめる予定である。当初の目的は、平成22年度までに得られたいくつかの拡散過程のいずれかに確率解析を応用してKeane-Thurston予想の確率解析的別証明を与えることを試みることであったが、それらの拡散過程に付随する容量については拡散係数の正則性に関する難点があり、一意エルゴード的でない水平葉層構造をもつアーベル微分全体の次元の評価にはいたらなかった。ただし、これらの研究を遂行する過程において得られた副産物として、一般化されたLasota-Yorke写像(以下、GLY写像という)のランダムな反復合成から定義されるランダム力学系に関して本研究代表者が過去に行なった研究結果の改良版が得られた。具体的には,必ずしも独立ではない定常過程にしたがって各時刻毎にGLY写像をランダムに選択し、写像の合成を反復することによって与えられるランダム力学系を考える。このとき、ランダムネスを与える定常過程のエルゴード理論的性質の強度に応じて、ランダム力学系に対応する歪積変換がもつエルゴード理論的性質が次のように影響される。ランダムネスがエルゴード性をもつならば、歪積変換は有限個のエルゴード成分をもち、それぞれのエルゴード成分は歪積変換の有限回の反復合成によって全エルゴード的成分に分かれる。

さらに、ランダムネスのエルゴード理論的な性質を、弱混合性、混合性、完全性と強めていくと,歪積変換の全エルゴード成分もこれに応じて、弱混合的成分、混合的成分、完全成分となる。この結果については2011年8月末に北海道大学で開催された研究集会:Control and Noise in Dynamical Systemsでの招待講演「Spectral decomposition of one-dimensional random dynamical systems」において報告した。
磁気軸受加振によるロータクラック検出と有限要素解析を併用したその位置・深さの推定

ロータクラックの検出に関する有限要素モデルの開発と検証,計算の高速化と高精度化,それを用いた数値シミュレーションの検証,および実験を行った.有限要素モデルの開発においては,昨年度検討したクラックの開閉をシグモイド関数を用いた連続関数で表現し,そのパラメータの影響を検討した.従来の成果で明らかにしていたクラックロータを周期的に加振したときに発生する非線形共振現象を数値シミュレーションで調べた.数値シミュレーションにおいては,プログラム中のクラック開閉の判断に関する部分を改良し,計算時間の向上を得た.そして,数値シミュレーションにより,クラック位置やクラックの深さの影響を詳細に調べ,それらがクラックに起因する非線形共振の発生周波数や振動振幅に変化を与えることを示した.実験装置は,3円板を取り付けた弾性軸の両端を玉軸受で支持した回転軸装置を用い,クラックは微少なスリットを初期的に入れた回転軸に実際に疲労試験を行い作成した.加振装置として磁気アクチュエータを選択し,危険速度から離れた回転速度で運転中の回転軸に,磁気アクチュエータから微小な周期的外力を加え,その周波数を変化させ,その周波数の変化に対する回転軸の振動振幅を計測した.有限要素モデルを用いたシミュレーションであらかじめ求めたクラックによる非線形共振の発生予想周波数で加振時に,実験においても共振現象が発生することを確認した.そして,その実験データのスペクトルも理論解析結果と一致することを確かめ,外力の周波数の印可によりクラックの有無が確かめられることを実験的にも明らかにした.さらに,数値シミュレーションでは,クラックに起因した非線形共振の発生周波数に着目し,第1次モードと第2次モードの非線形共振の周波数から,クラックの位置と深さを推定する方法を検討・開発した.そして,その有効性を,数値シミュレーションにより確認した.今年度は,クラックを有するロータの有限要素モデルを構築し,クラックロータの特性を明らかにした.また,加振周波数を掃引下時に発生する各種のクラックに起因する共振を観察し,その共振点からクラック位置および深さを検出する手法を提案し,シミュレーションによる検討を行った.FEMを用いたシミュレーション解析では,クラック要素のモデル化を様々な関数を用いて行い,結果として,シグモイド関数を用いたモデル化により良い結果を得ることができた.そして,このFEMモデルを用い,集中定数モデルでは不可能であった加振位置やクラック位置の影響を調べ,とくに,クラックに起因して発生する共振の発生周波数の特徴を明らかにした.さらに,FEM解析により,2次モードまでに対応する共振を調べ,その結果を併用することにより,クラックの位置と深さを求める方法を考案した.数値シミュレーションでは,クラックの位置が軸中央部に近い場合にはある程度精度良く推定できることを明らかにした.実験装置は,円板を3つを取り付けた弾性軸を玉軸受で支持した回転軸装置を製作し,疲労試験により実際にクラックを発生させることに成功した.そして,加振装置として一対の電磁石を用い,電磁石により加える周期的外力の加振周波数を変化させ,実際に疲労クラックを入れた回転軸の振動振幅を計測した.クラックロータを用いた実験結果とFEMモデルのシミュレーション結果と比較・検討し,FEM解析結果と同様に実験結果でもクラックに起因する非線形共振現象が発生すること,また,推定した共振周波数において発生することを確認した.ロータクラックの検出に関する有限要素モデルの開発と検証,計算の高速化と高精度化,それを用いた数値シミュレーションの検証,および実験を行った.有限要素モデルの開発においては,昨年度検討したクラックの開閉をシグモイド関数を用いた連続関数で表現し,そのパラメータの影響を検討した.従来の成果で明らかにしていたクラックロータを周期的に加振したときに発生する非線形共振現象を数値シミュレーションで調べた.数値シミュレーションにおいては,プログラム中のクラック開閉の判断に関する部分を改良し,計算時間の向上を得た.そして,数値シミュレーションにより,クラック位置やクラックの深さの影響を詳細に調べ,それらがクラックに起因する非線形共振の発生周波数や振動振幅に変化を与えることを示した.実験装置は,3円板を取り付けた弾性軸の両端を玉軸受で支持した回転軸装置を用い,クラックは微少なスリットを初期的に入れた回転軸に実際に疲労試験を行い作成した.加振装置として磁気アクチュエータを選択し,危険速度から離れた回転速度で運転中の回転軸に,磁気アクチュエータから微小な周期的外力を加え,その周波数を変化させ,その周波数の変化に対する回転軸の振動振幅を計測した.有限要素モデルを用いたシミュレーションであらかじめ求めたクラックによる非線形共振の発生予想周波数で加振時に,実験においても共振現象が発生することを確認した.そして,その実験データのスペクトルも理論解析結果と一致することを確かめ,外力の周波数の印可によりクラックの有無が確かめられることを実験的にも明らかにした.さらに,数値シミュレーションでは,クラックに起因した非線形共振の発生周波数に着目し,第1次モードと第2次モードの非線形共振の周波数から,クラックの位置と深さを推定する方法を検討・開発した.そして,その有効性を,数値シミュレーションにより確認した.
片麻痺患者の起立動作における筋シナジー構造の同定とリハビリテーション手法の構築

本研究では,ヒトが感覚情報によって筋シナジーを適切に制御しているという作業仮説を立て,研究を進めてきた.平成28年度には,筋活動,身体軌道,床反力計の同時計測システムを構築し,片麻痺患者の運動を計測し,その結果筋シナジーの変性を同定してきた.平成29年度は,筋シナジーの変性を引き起こしている可能性のある感覚情報の同定を行った.具体的には約10名の健常若年者を対象に,視覚情報と前庭感覚を阻害した時に運動がいかに変化するのかを調べた.その際には平成28年度までに構築した運動計測システムを用いた.視覚情報を阻害する際には,フレンツェル眼鏡を装着し,目の焦点が合わないようにし,部屋の照明を暗くし,外部からの情報が入らないようにした.次に前庭感覚を阻害するために,本研究ではカロリックテストと呼ばれる耳に冷水を入れる手法を用いた.各被験者には,感覚を阻害しない条件,視覚情報を阻害する条件,前庭感覚を阻害する条件の順に運動を行ってもらい,身体軌道や筋シナジーの変化を調べた.その結果,視覚や前庭感覚が阻害されても,筋シナジーにおける筋協調の組み合わせ(空間パターン)は変化しなかったが,各筋シナジーの時系列重みは変化していることが分かった.具体的には視覚を阻害した条件では,4つ存在する筋シナジーの最後の姿勢制御を担うものの振幅が大きくなり,より安定化が必要となることがわかった.それに対して前庭感覚が阻害されると筋シナジーの振幅には変化がないが,離床して全身を伸展させるまでの時間が長くなることが分かった.本基盤研究は,片麻痺患者における筋シナジー構造の変性を同定し,またその変性が感覚情報に起因するものと仮定し,人がいかに感覚情報を活用しているか解明することを目的としてきた.本年度には健常者を対象に,視覚情報と前庭感覚が立ち上がり動作に与える影響を調べることができ,順調に進展しているといえる.今後の研究では,まず第一に異なる感覚情報の影響を調べる.特に足裏から得られる情報は立ち上がり動作に重要である.片麻痺患者では麻痺した足の感覚が弱くなることが考えられるため,足裏の情報が運動に与える影響を調べる.次に片麻痺患者に対して,衰えた感覚情報を同定し,それに対するリハビリテーション手法の構築を行う.平成28年度は,片麻痺患者の筋シナジー構造の同定を行うために,無線筋電計,光学式モーションキャプチャ,床反力計を用いて,筋活動・身体軌道・床反力を同時に計測するシステムを構築した.筋活動の計測では,足・膝・股・腰関節の伸展・屈曲に寄与する16種の筋を計測し,特に片麻痺患者においては,運動が左右で非対称になることに着目し,両側に筋電計を貼り付けた.身体軌道の計測では,HelenHayesのマーカーセットに基づいた身体部位の計測をし,筋骨格モデルを用いて重心軌道の算出をした.実際の片麻痺患者を対象に起立動作の計測実験を行った.得られた筋活動データから筋シナジーを抽出し,関節角度や重心軌道の計算を行った.また片麻痺の主たる原因である脳卒中などは高齢者に多く見られることから,同年齢帯の健常高齢者においても同様の運動計測を行い,筋シナジー構造や運動の比較を行った.その結果,健常高齢者では若年者と同様に,4つの筋シナジーが存在し,上体の前屈,離床,全身の離臀,姿勢の制御を担っていることが分かった.それに対して片麻痺患者では健常高齢者と比べてより上体を前屈させており,足裏に重心を乗せてから全身を伸展させているということがわかった.それと対応して,4つの筋シナジーのうち特に2番目の離床を担う筋シナジーの活動タイミングが片麻痺患者では遅れていることがわかった.また患者の重症度によっては,4つの筋シナジーを個々に活動させることができず,一部の筋シナジーが統合してしまうという現象が起こることがわかった.本基盤研究の目的の1つは,片麻痺患者における筋シナジーの変性構造の同定である.平成28年度では片麻痺患者の立ち上がり動作を安全に計測するシステムを構築することができた.またその計測システムを用いて片麻痺患者とその比較対象である健常高齢者の運動を計測し,実際に片麻痺患者における筋シナジー構造の変化を同定することができ,研究は順調に進んでいる.本研究では,ヒトが感覚情報によって筋シナジーを適切に制御しているという作業仮説を立て,研究を進めてきた.平成28年度には,筋活動,身体軌道,床反力計の同時計測システムを構築し,片麻痺患者の運動を計測し,その結果筋シナジーの変性を同定してきた.平成29年度は,筋シナジーの変性を引き起こしている可能性のある感覚情報の同定を行った.具体的には約10名の健常若年者を対象に,視覚情報と前庭感覚を阻害した時に運動がいかに変化するのかを調べた.その際には平成28年度までに構築した運動計測システムを用いた.視覚情報を阻害する際には,フレンツェル眼鏡を装着し,目の焦点が合わないようにし,部屋の照明を暗くし,外部からの情報が入らないようにした.次に前庭感覚を阻害するために,本研究ではカロリックテストと呼ばれる耳に冷水を入れる手法を用いた.各被験者には,感覚を阻害しない条件,視覚情報を阻害する条件,前庭感覚を阻害する条件の順に運動を行ってもらい,身体軌道や筋シナジーの変化を調べた.その結果,視覚や前庭感覚が阻害されても,筋シナジーにおける筋協調の組み合わせ(空間パターン)は変化しなかったが,各筋シナジーの時系列重みは変化していることが分かった.

具体的には視覚を阻害した条件では,4つ存在する筋シナジーの最後の姿勢制御を担うものの振幅が大きくなり,より安定化が必要となることがわかった.それに対して前庭感覚が阻害されると筋シナジーの振幅には変化がないが,離床して全身を伸展させるまでの時間が長くなることが分かった.本基盤研究は,片麻痺患者における筋シナジー構造の変性を同定し,またその変性が感覚情報に起因するものと仮定し,人がいかに感覚情報を活用しているか解明することを目的としてきた.本年度には健常者を対象に,視覚情報と前庭感覚が立ち上がり動作に与える影響を調べることができ,順調に進展しているといえる.今後は本基盤研究の目的の1つである筋シナジーを制御する感覚情報の解明に取り組む.片麻痺患者の運動障害は感覚情報の阻害が原因の1つであると考えられるため,各筋シナジーを制御する感覚の同定を行う.具体的には健常者を対象に,前庭感覚や体性感覚を阻害した時の運動を計測し,筋シナジーの変化を調べることとする.今後の研究では,まず第一に異なる感覚情報の影響を調べる.特に足裏から得られる情報は立ち上がり動作に重要である.片麻痺患者では麻痺した足の感覚が弱くなることが考えられるため,足裏の情報が運動に与える影響を調べる.次に片麻痺患者に対して,衰えた感覚情報を同定し,それに対するリハビリテーション手法の構築を行う.
CpG-DNAの塩基配列に依存したヒト標的細胞活性化機構の解明

ヒトpDCではNF-κB p65とp50が構成的に活性化されており、構成的に活性化されているNF-κBはIFN regulatory factor (IRF)-7およびCCL3(MIP-1α)の構成的発現に関わっていることが示唆された。CpG DNA刺激pDCでは、TLR9下流で活性化されたNF-κBとp38 MAPKが共同して、IRF-7、CXCL10(IP-10)、CCL3の発現亢進に関わった。この経路にtype I IFNシグナルは必要とされなかった。構成的IRF-7およびあらたに誘導されたIRF-7はNF-κB非依性に活性化され、その結果、IFN-αが発現した。一旦産生されたIFN-αはpDCにフィードバックしてIRF-7の発現増強をもたらした。その経路にNF-κBは関わらなかった。CpG DNA刺激pDCはIgE産生を抑制した。これらの結果より、(1)pDCにIFN-αを誘導するCpG DNAは、NF-κBを活性化してtype I IFN誘導性遺伝子(IRF-7,CXCL10,CCL3)の発現を誘導する作用と、NF-κB非依存性にIRF-7を活性化する作用のあることが示された。(2)NF-κBの活性化を阻害するとIFN-αの発現が損なわれたことから、CpG DNAによるIFN-αの産生にはtype I IFN非依存性に誘導されるIRF-7が重要であると考えられた。(3)pDCを標的とするCpG DNAがアレルギー治療薬の創製に有望なツールとなり得ることが示された。「目的」非メチル化CpG DNAの免疫活性は塩基配列に依存して発現するがその機構は不明である。そのため本研究では、塩基配列の異なるCpG DNAの細胞活性化を検討して標的蛋白を明かにすることを目的とした。16年度はヒト形質細胞様樹状細胞(PDC)に強いIFN-α誘導活性を示すA-ODNと弱い活性を示すB-ODNについてシグナル伝達の相違を検討した。「成績」まず、昨年度に続きA-ODNによるPDCの活性化機構を検討した。PDCはIRF-3,5,7,8を構成的に発現しており、そのうちIRF-5,7,8の発現はNF-κBに制御されていることを明らかにした。A-ODNで刺激するとIRF-7のみが誘導された。CpG DNAの細胞内取込みやTLR9シグナリングの経路を遮断するとIRF-7の発現、およびその下流のIFN-α、IL-10の発現が阻害された。また、これらの発現にはp38MAPKとNF-κBの相互活性化が必要であった。次に、PDCをB-ODNで刺激してA-ODNによるシグナル伝達との違いを検討した。短時間(5時間)培養ではIRF-7,IFN-α,IP-10がA-ODNと同様に誘導されたが、その後発現は亢進せず、16時間の培養ではいずれの発現もA-ODNに比べて著しく低いことが示された。「結論」A-ODNとB-ODNは異なった様式でPDCを活性化すると考えられた。活性化経路の相違点を明らかにするため検討を続けている。尚、16年度に予定していた誘導される獲得免疫の違いについては、1ドナーから得られる細胞数が少ないため実験データの蓄積がはかどらず、次年度に継続した。「目的」形質細胞様樹状細胞(pDC)はTLR9下流でNF-κB/p38MAPKを活性化してIRF-7を発現する(H16)。本年度はその活性化機構を検討した(1)。

また、CpG DNAによる獲得免疫制御を、IgE産生を対象に検討した(2)。「成績」(1)TLR9は細胞内に取り込まれたCpG DNAをエンドゾームで認識するが、エンドゾームには、IRF-7がTLR9アダプター分子であるMyD88およびTRAF6と複合体を形成して集積する。そこで、CpG DNA刺激pDCでは、IRF-7はエンドゾーム付近で活性化されると推測し、その機構へのNF-κB/p38 MAPK経路およびエンドゾームの関与をそれぞれの阻害剤を用いて検討した。その結果、構成的IRF-7およびpalGACGA1010刺激により発現したIRF-7のいずれも、NF-κB/p38 MAPK経路に依存しない機構で、エンドゾームまたはその近傍で活性化されて核へ移行し、その結果、IFN-αが産生されることが示された。この活性化と塩基配列の関係は検討中である。(2)CpG DNAによるIgE産生の抑制にpalGACGA1010で活性化されたpDCが関わることが示された。