hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
データマイニングにおけるデータ収集過程の見習い獲得手法

本研究では、データ処理だけではなく、ユーザがデータ構造を認識し、処理目標を決定するデータ解析も前処理の支援範囲とする。データ解析ではデータの視認性が大切であり、そのためにデータの階層関係を木構造で可視化するインタフェースを開発した。さらに、前処理のプロセスを「基本的な前処理」と「特別な前処理」の二つに分けた。前者はデータの初期設定とデータクリーニングであり、マイニング結果に依存しにくいプロセスである。後者はマイニング結果に応じてフィードバックのかかる処理である。GIANTには評価結果をフィードバックさせることにより、ルールの重み(=ネットワークのリンクの重み)を調整する機能がある。これを用いて特別な前処理のプロセスを制御する試みを行った。データマイニングの要素モジュールもかなりの計算資源を消費するが、GIANTではそれを要素とするデータマイニングの過程自体を学習するような一種のメタ学習を行う。これにより、データマイニングの処理手順自体を学習により獲得するための目処を得ることができた。最後に、前処理支援システムを実際のデータでテストし、問題点を徹底的に洗い出した。また、実際に医療データを用いて、ユーザにシステムを試用してもらい、前処理過程の抽出を行った。処理ステップ数を典型的なデータベースソフトであるAccessと比較し、本システムを用いることにより、処理ステップ数が少なくなっていることを確認した。GIANTのネットワークは元々Webやニュースのフィルタリングを行うように作られている。これにデータマイニングの要素モジュールを組込む作業を初年度に購入するパーソナルコンピュータネットワーク上で行った。具体的には、決定木の学習システムC4.5,相関ルールの生成システム、前処理の各種基本演算をGIANTのネットワークに組み込んだ。GIANTでは、ネットワークのリンクをルールで記述するようになっている。これにより、モジュール間のデータの受け渡しおよび各種計算がルールで表現できる。したがって、上の作業により、前処理の流れをルールで記述できるようになった。ルールには重みがついており、重みに応じて試行錯誤的な処理が記述される。現在、海外の学会ではデータマイニングの技術を評価するため、共通課題によるマイニングが盛んである。本技術の中間的な成果について、外国旅費を用いて海外の学会で発表すると同時に、これらの共通課題にも取り組んだ。データに関しては、平成11年度に感染症についてのかなり大規模で詳細な医療情報を収集している。さらに、データマイニング関係の研究会において、継続的に医療情報が提供されている。それらの中には前処理の方法も含まれているので、これをルール化して知識ベースを作成する作業を行った。そのようなデータ収集を行うため、調査、研究旅費を用いて、収集現場に出向き、打合せおよび作業を行った。さらにデータマイニングの結果を(半)自動的に評価するための評価ルールも作成した。前年度に作成した前処理支援システムを実際のデータでテストし、問題点を徹底的に洗い出した。これまで情報収集および前処理のデータ形式として,テキスト形式とXML形式について検討してきた.

これらは広く普及しているが,前処理の内容にまで踏み込むには,XML形式やテキスト形式の中にさらに高度な表現形式を組み込んでいく必要がある.その第一歩として,前処理結果の論理式による表現を試みた.具体的には,データを論理式で表現し,マイニングを行った.その結果,時系列データが適切に扱えることが示せた.化学薬品データについては、関係マイニング手法を改善することにより,前処理に要する手間を減らせることも確かめられた.また,論理式のような,高度な表現形式を扱う口コミ支援システムについても,検討を行った.関係マイニングは高度な関係の発見のために用いられてきたが,背景知識を組み込めることから,前処理を簡単化しやすいという利点もある.本研究では,前処理を簡単化するマイニングアルゴリズムの開発という観点からも,研究を続けていく.情報伝達や前処理過程への重み付けを行うことにより,マイニングにおける人の関与を減らすことができるとの考え方で,前処理を含んだマイニングプロセス全体について研究を行った.その一環として,実例に重み付けすることにより,マイニング過程を制御する実験を行った.帰納論理プログラミングの一種であるFOILシステムはシンプルで強力なことでよく知られているが,トップダウン方式をとっているために,近視眼的な探索を行いやすいという欠点がある.ところが,複数インスタンス学習(multiple instance learning)で用いられている評価関数に基づいて,例に重み付けを行うことにより,ボトムアップ手法よりもよい結果が得られることが示せた.具体的には,化学薬品データについて,実験を行ったところ,専門家の納得する結果が短期間で得られた.これにより,情報収集とマイニングの連携に寄与できた.情報収集のデータ形式として,テキスト形式とXML形式について検討したこれらは広く普及しているが,対象の内容にまで踏み込むには,XML形式やテキスト形式の中にさらに高度な表現形式を組み込んでいく必要がある.その第一歩として,論理式による表現を試みた.具体的には,データを論理式で表現し,マイニングを行った.その結果を参考にして,時系列のデータマイニング技術を開発した.化学薬品データについては,関係マイニング手法を改善することにより,データ収集の手間を減らせることが分かったので,さらに詳細なデータを用いて,検証を行った.関係マイニングは高度な関係の発見のために用いられてきたが,背景知識を組み込めることから,前処理を簡単化しやすいという利点もある.
リウマトイド因子のmimotopeの合成と産生機序解析への応用

リウマトイド因子(RF)の産生機序を明らかにする目的で、以下の3点について検討した。まず、我々は一部のRFがヘルペス科ウイルスのFc結合蛋白の抗イディオタイプ抗体として産生されうるのではないか、との仮説を検討してきたが、本年度は、この仮説が成立するための必要条件である、慢性関節リウマチ(RA)患者血清および関節液中の抗ウイルスFc結合蛋白抗体の存在を、サイトメガロウイルス(CMV)を抗原として用いて検討し、RA患者に有意に高率にCMVのFc結合蛋白に対する抗体が存在することを明らかにした。次に、RA患者ではIgG結合糖鎖のガラクトース(Ga1)が有意に高率に欠損し、糖鎖末端にG1cNAcを発現したIgGが増加していることが知られているが、この現象とRF産生との関連性を検討する目的で、近年報告されたG1cNAc特異的レクチンであるPVLを用いた糖鎖異常の迅速かつ高感度の測定系を作製した。この方法を用い、多数の健常人およびRA患者血清をスクリーニングし、RA患者IgGに顕著なG1cNAc発現の増強を検出した。この現象はRAの活動性と相関を示し、RF陽性患者では陰性患者と比較してより顕著に認められたが、非活動性、RF陰性患者群でも健常人と比較すると有意な異常が認められた。また、RAの関節液IgGでは血清と比較して有意にG1cNAcを発現の亢進が認められた。血清IgGをサブクラス別に比較すると、IgG1,IgG2,IgG4にG1cNac発現が強く、IgG3では健常人との間に有意差が見られなかった。これらの結果から、RFが糖鎖異常を持つIgG3と優先的に反応し、処理している可能性を考え、さらに検討中である。さらに、現在RFに対する抗原の立体構造と類似した構造を有するペプチド(mimotope)をデザイン中である。この情報が得られれば、上記の2点に関してもさらに詳細な検討を加えうることが期待される。
未来時間の研究-人間関係における時間展望の働き

【質問紙調査法による研究】1.未来に起こるイベントを収集するため、男女大学生(468名)を対象にした質問紙調査をおこなった。被調査者は、思いつく限りのイベントを自由に書き出し、さらに各イベントについて起こると思われる時期と起こるであろう確実さ、およびその反復の度合いについて記入した。また、各イベントに対する準備の必要性の程度について段階点尺度上に評価をおこなった。2.調査1の分析結果から、出来事の起こる時点の特定性と不特定性、および動機の側面から、イベントについての準備の必要性の程度の要因を考慮して15のイベントを選び、質問紙を構成した。質問は、各イベントについて5項目合計75項目からなっている。被調査者は、男女大学生(1,215名)であった。結果の分析は、現在進行中である。【実験による研究】1.本実験に入る前の予備的実験をおこなった。集団課題解決における集団の持続という点から見た人間関係の時間展望と課題解決のエッキスパートとしてのリーダーとの関係についての実験室実験を、女子大学生を対象にして、5名からなる4グループでおこなった。課題は、折り紙細工で難易2種類を用い、集団の業績としてその作品の量を他の集団と競わせる状況を設定した。測度は、課題に取り組む態度と作品量を用いた。しかし実験に欠席する学生が生じ、実験結果を得るにいたらなかった。【質問紙調査法による研究】1.平成7年10月までに、468名の男女大学生を対象に、未来に起こるイベントをできるだけ多く挙げさせ、それぞれの特性、起こる時期や確信などを自由に記述させ、その結果の内容分析を行った。2.それらの結果に基づき、大学生を対象に、イベントの特性という観点から、一つは、イベントの起こる時点の特定-不特定性と準備の必要性の程度に関して(682名)、もう一つは、イベントの反復性と準備の必要性の程度について(533名)、それぞれ15のイベントを取り上げ、75項目の質問紙調査を行い、分析した。これらの結果は、Motivation Induced Method(MIM)尺度の基礎を構成すると考えられる。【実験による研究】1.実験室実験に先立って、親しさと人間関係についての時間的展望に関する4条件のシナリオ実験を行った。被験者は各条件50名、合計200名で。その結果、人間関係における時間的要因を見出すことができた。2.集団課題解決における時間展望と、リーダーシップとの関係についての実験室実験を、5名からなる4グループで8日間にわたって行ったが、課題の選択の不適切さと、実験途中で被験者に欠員が生じたことなどがあって、必ずしも良い結果とならなかった。平成8年度に、新たに、検討を加えて実験を再度行う予定である。メンバーが長期にわたって関係を持ち、しかも今後とも、利害関係が続く集団と、一過性の集団におけるメンバーの行動について実験法を用いて比較検討した。しかしながら、予定された5名から成る20グループのうち、データが得られたのが1/4の4グループにすぎなく、実験室実験を今回はあきらめざるをえなかった。そこで、方法を変更して、シナリオ実験を試みることにした。用いられた変数は、友人集団における現在の人間関係、と今後の付き合いの時間展望および人間関係をつなぐイベントである。これらを組み合わせ、8条件を独立した被験者(男女合計832名)に集団状況で答えさせた。測度は、感情面、認知面、行動面からみた友人に対する態度に関わる質問紙(4段階の質問15項目)によった。結果は、友人関係の持続の見通し(時間展望)によって態度の表れ方が異なる傾向がみられた。
1光子検出かつ1分子感度を有する先端増強近接場分光法の開発

平成27年度は“1光子検出"の開発、平成28年度は“1分子感度"の開発に注力した。平成29年度は、これら高感度検出系と自作の高安定性常温大気中不活性ガス環境制御下STMを融合し、分光イメージングを試みた。試料として、金単結晶Au(111)面にCVD成長させたグラフェンを用いた。結果、0.6nm程度というサブナノメートル空間分解能でラマン分光イメージングを可能とした。近接場特有の選択則を見いだし、ラマン不活性である、Dバンドおよび2フォノンモードであるD+D'バンドを無欠陥グラフェンからの検出に成功した。また、超高真空極低温STMにも応用し、銅ナフタロシアニンの単一分子ラマン測定に成功した。平成27年度は研究課題名である「1光子検出かつ1分子感度を有する先端増強近接場分光法の開発」における、“1光子検出"の開発に注力した。時間分解光子計測を可能とする、PicoQuant社のHydraHarpを研究費により購入し、1光子計測が可能となるかを実験的に検証した。光源にはパルスレーザー光源が必要となり、ピコ秒パルスレーザー光源をPicoQuant社からデモ機として借用することができたため、色素分子(ローダミン6G)を試料として、時間分解光子計数方により蛍光寿命を測定することを確認した。また、カーボンナノチューブと色素分子を混ぜた試料を用いて、時間分解光子計数測定をすることで、カーボンナノチューブからのラマン散乱と色素分子からの蛍光を分離検出し、1光子感度でカーボンナノチューブのラマン散乱光を検出できることが示された。本システムと原子間力顕微鏡を用いた近接場プローブの共振周波数を変調信号としてトリガー動作させることを達成し、HydraHarpの時間ゲートにより、近接場信号と背景光の分離検出に成功した。また、1報の査読付き論文を報告し、3件の国際学会招待講演、3件の国内学会招待講演を行った。平成27年度は1光子検出を可能とすることを集中的に開発項目として掲げ、研究費にて購入した時間分解計測装置により、種々のテストサンプルを用いて、1光子検出が可能であることを実証することができた。また、実際のプローブ顕微鏡の動作と連動して機能するこも確認できたことから、当初の計画は達成されたといえる。しかし、平成27年度に開発した本時間分解光子計数法の動作にはパルスレーザー光源が必須であることから、デモ機対応では限界があるため、平成28年度には、パルスレーザー光源を購入し、より多くのデータ取得を効率よく進めていきたいまた、研究課題と関連して計6件の招待講演を受け、本研究課題をアピールし、認知度もかなり高くなっていると認識できた。研究課題名である「1光子検出かつ1分子感度を有する先端増強近接場分光法の開発」において、平成27年度は“1光子検出"の開発に注力したことに続き、平成28年度は“1分子感度"の開発に注力した。この感度には、信号感度と空間分解能の感度の2つを考慮する必要があり、特に後者の開発を行った。即ち、常温大気中不活性ガス環境制御下での高安定性を有する走査トンネル顕微鏡(STM)の開発を自作により行った。研究費により環境制御用小型チャンバー、STM用ピエゾ素子および高電圧アンプ、低熱膨張合金等を購入し、極めて安定性の高いSTMを作製した。また、小型チャンバー内に収まるコンパクトかつ遠隔操作可能な光学系を構築し、STM探針による先端増強ラマン散乱(TERS)が得られることを確認した。また、所属研究室に既存のUHV-LT(超高真空・極低温環境)STMを使用させて頂く幸運にも恵まれたことから、UHV-LT-STMに、独自に光学系を設計・設置し、銀単結晶(Ag(111))上にポルフィリン分子を吸着させ、単一分子およびその自己組織化単層膜の作製に成功し、STM像を取得した。現在、単一分子からのSTM-TERS信号の取得を試みている段階であり、そのためには信号感度の最適化、即ちSTM探針の最適化が必須となり、そのプロトコルの構築が来年度への課題である。以上の開発状況により、常温大気中ガス環境制御下超高真空・極低温環境と総合的に装置開発を行い、互いにノウハウをフィードバックし、分析装置として多様な試料に適した測定環境を提供できると期待される。平成28年度は“1分子感度"の開発に注力した。さらに、UHV-LT-STMを使用できるという想定外の幸運にも恵まれ、より効率のよい開発が行えるようになった。常温大気中ガス環境制御下での開発では、オリジナルの新規チャンバー内に、自作STMおよび光学系を構築し、高安定かつSTM-TERS信号の取得を確認した。UHV-LT環境下での開発では、単一分子試料の作製に成功し、STM像の取得を確認した。また、光学系を構築し、単一分子TERS信号の取得を試みる段階に達している。最終年度である平成29年度は、これら高感度検出系と、自作の高安定性常温大気中不活性ガス環境制御下走査トンネル顕微鏡(STM)とを融合し、高感度高空間分解能分光イメージングを試みた。

結果、2次元材料であるグラフェンを0.6nm程度というサブナノメートル空間分解能でラマン分光イメージングを可能とした。さらに近接場特有の選択則を見いだし、ラマン不活性である、Dバンドおよび2フォノンモードであるD+D'バンドを無欠陥グラフェンからの検出に成功した(Balois, Hayazawa, et al.,投稿準備中)。また、超高真空極低温(UHV-LT)STMにも、同様の高感度検出系を展開し、0次元材料と言える単一分子・銅ナフタロシアニン(Cu-Nc)をAg(111)面およびAg(111)に成膜した3層のNaCl膜の上にそれぞれ分散し、STM-TERS分光イメージングを行った。結果、サブナノメートル分解能での単一分子からのラマン分光およびイメージングに成功した。さらに、NaCl膜が基板との相互作用を抑制する効果があることから、NaCl上ではCu-Nc本来の共鳴ラマン効果により測定可能であるが、Ag(111)上の分子では、基板との化学吸着により特にHOMOがSTSスペクトルからも消失しており、共鳴ラマン効果が得られる、TERS測定が不可能であることがわかった。これらは、共鳴ラマン効果を単一分子レベルで厳密に制御したラマン測定として、論文投稿準備中である(Jaculbia, Hayazawa, et al.,投稿準備中)。平成27年度は“1光子検出"の開発、平成28年度は“1分子感度"の開発に注力した。平成29年度は、これら高感度検出系と自作の高安定性常温大気中不活性ガス環境制御下STMを融合し、分光イメージングを試みた。試料として、金単結晶Au(111)面にCVD成長させたグラフェンを用いた。結果、0.6nm程度というサブナノメートル空間分解能でラマン分光イメージングを可能とした。近接場特有の選択則を見いだし、ラマン不活性である、Dバンドおよび2フォノンモードであるD+D'バンドを無欠陥グラフェンからの検出に成功した。また、超高真空極低温STMにも応用し、銅ナフタロシアニンの単一分子ラマン測定に成功した。平成28年度は信号の増幅に取り組む。具体的には、自作した走査型トンネル顕微鏡(STM)の金属プローブと金属基板に吸着した分子により金属プローブ-分子-金属基板を構成し、金属ギャップに分子を配置する。STMの高い距離制御技術により1nm程度のギャップに分子を精密に配置することができる。このギャップにレーザー光を照射することで、ギャップモードプラズモンが励起され、極めて高い電場の増強効果がギャップで期待される。プラズモンの共鳴周波数はプローブの先端径に依存した複数のモードが想定され、そのモードの中で特に強い増強を生み出すのは、プローブ最先端の原子レベルの構造で決定されると考えられる。以下のことから2つのプロジェクトを予定している。1)プローブの最適化:励起波長は固定であるため、この波長に共鳴周波数を対応させる必要がある。作成したプローブの最適化をトンネル電流励起によるSTM発光を観察することで行う。この発光はプラズモンモードを反映したピークを持つことから、STMのフィードバックを遮断した上で、さらに高バイアスを印加することで、先端の構造を変化させる。この行程を繰り返すことで、所望の共鳴周波数を持つプローブを作成する。2)単分子からのSTM-TERS
学校教育における心身の健康に関連するからだの理解の指導現状と今後の在り方の検討

次世代の子どもの健康を守るために、保護者や子ども自身への健康教育が必要と考えられることより、子育てに必要なの保健知識の定着度、学校での保健科教育の現状等についての調査を行った。保護者の健康についての知識については保育園児を持つ保護者766名に対して調査を行った。その結果、学校で病気についての授業を受けた経験のあるものは約25%で、その内その授業を理解できたものは約12%であった。しかし、実際の子育てをした際に学校教育の知識だけでは子育てができず、約88%の保護者が新たに学習を行っていた。さらに、約6割の保護者が病院で医師から説明される子どもの病状が理解できない経験を持ち、医師840名に行った調査でも保護者が病状説明を理解していないと感じる医師が80%いた。また、現代の学校教育の中での児童・生徒の健康に関する知識について、中学生1年生609名に小学校での保健教育、高校1年生813名に中学校での保健教育、大学1年生383名に高校での保健教育についての調査を行った。その結果、体の器官の名称とその機能を正確に理解しているものは少なく、疾患については病気の名前は知っていてもその症状を知らなかったり、応急手当の知識については外傷・火傷の手当は中学生、高校生、大学生ともに約9割の学生が理解していたが、心肺蘇生法についてその正しい手順を理解しているものは高校生で0.2%、大学生で0.5%であった。しかし、子どもたちの保健知識の情報源としては、多くのものが学校の保健の授業をあげていること、また学校での保健授業による知識はその後の定着度が高いことを考慮し、これらの結果を基に、今後の学校保健教育の中で、子どもたちが自分の健康に関する知識をより理解するために、何をどのように教えるべきか再検討する必要があると考える。本年度は次の3つの調査を行い,以下の結果を得た.1.全国の高等学校保健体育科教諭に対する調査(平成11年89月)2.全国の小・中・高等学校の養護教諭に対する調査(平成11年89月)3.福岡県,東京都,千葉県の保育園児を持つ保護者に対する調査(平成12年1月)○児童生徒の状況として,からだのしくみや疾病に関する学習内容がよく理解されていない,自分の健康は自分で守るという認識をあまり持っていない,健康を保持増進するための判断力があまりない,と考えている保体教諭や養護教諭が多い.○学校におけるからだのしくみや疾病についての指導の状況として,保体教諭,養護教諭とも,指導は充分ではないと考えている者が多い.理由として教える側の知識の不足,指導時間の不足,実践力に結びつく内容ではないなどがあげられた.○指導する側の状況として,保体教諭,養護教諭ともに,からだのしくみや疾病に関する指導が難しく感じると自信がややあるに二分されていた.○育児を行う若い親の状況として,子どもの疾病に関する授業を受けた覚えがある者が4分の1,授業内容が理解できた者はそのうちの半分であった.また子どもの診療に際して医師の説明が理解できなかった経験のある者は3分の2であった.以上のことから,現在学校で行われている子どものからだのしくみや疾病に関する学習の現状には,教育を受ける側,行う側の双方に大きな間題が存在していること,実際に子育てを行うようになって困難な場面に直面していることが明らかになった.健康教育の目標は個々が健康の保持増進に努めるための実践力を身に付けることであるため,今後のそのあり方について検討を行う必要性があることが確認された.現在,小・中・高校の理科,家庭科,保健体育の教科書内容の調査検討に着手している.

また,子どものからだや疾病に関する知識をしっかり身に付けることにより育児不安の解消につながると考えられた.次世代の子どもの健康を守るための健康教育が必要と考えられることより、子育てに必要な知識の定着度などについて保護者766名に対して調査を行った。その結果、学校で病気についての授業を受けたと答えた者は184名(24.2%)で、この内よく理解できた者は10名(1.3%)、ほぼ理解できた者が81名(10.7%)の合計91名の12.0%のみであった。授業を受けていない者が393名(51.7%)、覚えていないが171名(22.5%)などであった。しかし、実際の子育てに際して新たに学習を必要とし、大いに行った者が262名(34.5%)、行ったが407名(53.6%)で、全体の88%が学校教育の知識だけでは子育てができずに新たに学習を行っていた。また、子どもが病気に際して医師の病状説明について理解できない経験がたびたびあった者が68名(8.9%)、時にあった者が400名(52.6%)で全体の6割以上の保護者が子どもの病状説明が理解できなかった経験を持っていた。医師に対する調査(N=840)でも保護者が病状説明を理解していないと感じる医師が636名の80%以上見られ、噛み砕いた説明や時間をかけて説明していた。疾病や体の仕組みに関する学校での教育効果についての考え方は、余り効果があがっていないが423名(51.1%)、ほとんど効果があがっていないが152名(18.4%)で80%近くの医師が教育効果について疑問を持っていた。今後の健康教育の改善方法として、教育内容をより実際に役立つように変更が593名(71.6%)、医師などの専門家の授業への参加が433名(52.3%)、教育内容を増やすが66名(8.0%)などであった。また、北九州市や神戸市で行った保護者(N=1251)への調査でも学校で病気に関する授業を受け理解できた者は148名の11.8%のみで同様の結果であった。これらの調査結果より、現在の健康教育は十分に機能しておらず、特に子育てに際して不十分とされた。次世代の子どもの健康を守るために、保護者や子ども自身への健康教育が必要と考えられることより、子育てに必要なの保健知識の定着度、学校での保健科教育の現状等についての調査を行った。保護者の健康についての知識については保育園児を持つ保護者766名に対して調査を行った。その結果、学校で病気についての授業を受けた経験のあるものは約25%で、その内その授業を理解できたものは約12%であった。しかし、実際の子育てをした際に学校教育の知識だけでは子育てができず、約88%の保護者が新たに学習を行っていた。さらに、約6割の保護者が病院で医師から説明される子どもの病状が理解できない経験を持ち、医師840名に行った調査でも保護者が病状説明を理解していないと感じる医師が80%いた。また、現代の学校教育の中での児童・生徒の健康に関する知識について、中学生1年生609名に小学校での保健教育、高校1年生813名に中学校での保健教育、大学1年生383名に高校での保健教育についての調査を行った。その結果、体の器官の名称とその機能を正確に理解しているものは少なく、疾患については病気の名前は知っていてもその症状を知らなかったり、応急手当の知識については外傷・火傷の手当は中学生、高校生、大学生ともに約9割の学生が理解していたが、心肺蘇生法についてその正しい手順を理解しているものは高校生で0.2%、大学生で0.5%であった。
パンルベ方程式の解に付随した特殊多項式の組合せ論

Painleve型方程式の解に付随した特殊多項式の組合せ論的構造の解明を目指して,可積分系,対称関数のいくつかの側面を扱った.1. KP階層の\tau関数の展開係数を特徴づけるGiambelli型行列式を見出し,Schur関数の新たな行列式表示を与えた.2.有理Schur関数に対応するSchur Q関数の2通りの一般化の間の関係を明らかにした.また,C型ルート系に付随したSchur Q関数に対するさまざまな関係式,正値性予想を与えた.Painleve方程式は新しい特殊関数の探求を動機として19世紀末に発見された2階常微分方程式であるが,現在ではq-Painleve方程式,楕円Painleve方程式などの一般化も導入されている.この研究では,これらのPainleve型方程式の解のタウ関数として現れる特殊多項式(梅村多項式など)の組合せ論的構造を解析し,その組合せ論的構造の由来を明らかにすることを目標としている.2015年度の研究では,いくつかのPainleve型方程式に対して,特殊多項式の組合せ論的明示公式の発見を目指して計算機実験を行い,証明には至っていないが古典群の既約指標との関係など興味深い現象を見出した.また,対称関数の側面からの研究も行い,C型ルート系に付随したSchurのQ関数に対して,Pfaffianを用いた表示式やtableauxを用いた表示式(Hamel-King予想)を証明することができた.いくつかのPainleve型方程式に対して,証明には至っていないが特殊多項式と古典群の既約指標との関係など興味深い現象を見出した.また,C型のルート系に付随したSchurのQ関数の組合せ論的構造も明らかにした.Painleve方程式は新しい特殊関数の探求を動機として19世紀末に発見された2階常微分方程式であるが,現在ではq-Painleve方程式,楕円Painleve方程式などの一般化も導入されている.この研究では,これらのPainleve型方程式の解のタウ関数として現れる特殊多項式(梅村多項式など)の組合せ論的構造を解析し,その組合せ論的構造の由来を明らかにすることを目標としている.2016年度は,Painleve方程式がソリトン方程式の相似簡約として得られることに着目して,KP階層のタウ関数と対称関数との関係から研究を進めた.執行,中屋敷との共同研究において,KP階層のタウ関数で原点で0となるものをSchur関数によって展開したときの展開係数が行列式で表されること,そしてこの行列式表示によって解が特徴づけられることを証明した.また,Sylvesterの公式の一般化,Giambelliの公式のskew Schur関数への一般化,およびそのPfaffian版,Q関数版を見出した.さらに,C型ルート系に付随したQ関数(Hall-Littlewood関数においてt=-1としたもの)については,積に関する構造定数の正値性などのいくつかの予想を得るとともに,特別な場合を証明した.UC階層に関連して,分割の対に対して定まる有理型Q関数の性質を明らかにした.KP階層のタウ関数の研究を通じて,行列式に対するPlucker関係式のFrobenius表示を用いた定式化や,Sylvesterの公式の一般化を得ることができた.これらの研究成果はさまざまな場面で応用できることが期待される.Painleve方程式は新しい特殊関数の探求を動機として19世紀末に発見された2階常微分方程式であるが,現在ではq-Painleve方程式,楕円Painleve方程式などの一般化も導入されている.この研究では,これらのPainleve型方程式の解のタウ関数として現れる特殊多項式(梅村多項式など)の組合せ論的構造を解析し,その組合せ論的構造の由来を明らかにすることを目標としている.2017年度は,前年度の研究に引き続いて,次のような研究成果を得た.前年度の研究において予想したC型ルート系に付随したQ関数(Hall-Littlewood関数においてt=-1としたもの)の積に関する構造定数の正値性の証明を目指して研究を進め,Pieri型公式を証明するとともに,同様の手法を用いることによって,factorial Q関数のfactorialパラメータが異なる場合のPieri型公式を与えた.また,KP階層に関連して前年度の研究ではskew Schur関数に対するGiambelli型公式を扱ったが,Schur多項式(と有理Schur多項式)について,新たな行列式による表示式を見出すことによって行列式に対するSylvesterの公式を用いるとGiambelliの公式が直ちに導かれることを示し,行列式に対する新しいCauchy--Binet型の公式を与え,歪Schur関数に対するLascoux--Pragaczの公式に簡明な別証明を与えた.さらに,UC階層に関連して,分割の対に対して定まる有理型Q関数について,Hall--Littlewood多項式の特殊化として定義されるものと,Cauchy型公式から定義されるものとの間の関係を明らかにした.Painleve型方程式の解に付随した特殊多項式の組合せ論的構造の解明を目指して,可積分系,対称関数のいくつかの側面を扱った.1. KP階層の\tau関数の展開係数を特徴づけるGiambelli型行列式を見出し,Schur関数の新たな行列式表示を与えた.2.有理Schur関数に対応するSchur Q関数の2通りの一般化の間の関係を明らかにした.また,C型ルート系に付随したSchur Q関数に対するさまざまな関係式,正値性予想を与えた.Painleve方程式に付随した特殊多項式と古典群の既約指標の関係について,その組合せ論的構造を定式化し証明する.2016年度の研究で得られた行列式,Pfaffianの公式の応用も視野に入れる.組合せ論,表現論

旅費(航空運賃)が予想していたより安くすんだため.参加を予定していた研究集会の開催時期が重なりそのうちの1つにしか参加できなかったため.次年度の旅費として使用する.共同研究者との研究打ち合わせを実施し,関連する研究集会に参加するための旅費として使用する.
文化財保存修復におけるナノテクノロジー

ナノライム(水酸化カルシウム)を合成した。楮紙、雁皮紙および木材パルプ紙の脱酸性処理を行ったところ、ナノライムと通常の水酸化カルシウム溶液処理は効果に差が無かった。モルタル、煉瓦、人工石材(砂岩、花崗岩、凝灰岩)の強化処置を通常の処理方法と比較した。ナノライムの炭酸化が処理後も表面の3mm程度に留まっていたため最終的な効果は現在のところ不明であるが、砂岩や凝灰岩には有効であり、市販の強化剤と同等(パラロイド)か、より効果的(ワッカー、アラルダイト)でありそうである。完全に炭酸化後に再度評価を行う。本研究では水酸化カルシウム(Ca(OH)_2)ナノ粒子の合成と、このナノ粒子の楮紙および雁皮紙の脱酸性処理への応用およびモルタル漆喰および煉瓦の強化への応用を目指す。紙の場合には長期間の劣化処理とシートおよび大量脱酸性処理の試行を含む。モルタル漆喰および煉瓦の強化は伝統的な強化剤とその複合処理の比較を含み、劣化試験による適合性研究も行う。以上の研究から、水酸化カルシウムナノ粒子の文化財への応用を図ることを目的とする。本年度は、イタリア、フィレンチェのコロイドおよび界面科学センターの研究者と現地あるいは他の学会の折に、ナノ粒子の合成方法に関して協議を行った上で、研究に必要なCa(OH)_2ナノ粒子の合成を開始した。はじめに合成に必要な混合機遠心分離器などの機材および各種材料に関して詳細な調査を行った後に、購入した。現在、合成したナノ粒子の物性を測定しながら、より望ましい製造方法を検討中である。また実際の処理モデルを作成するための基礎的研究として、敦煌莫高窟の調査、和紙製造法の調査を実施した。紙に関しては、機械漉の楮紙および雁皮紙を選択し、これらにドウサ引きを行い、酸性紙モデルを作成した。昨年購入した機材を用いて研究に必要な水酸化カルシウム(Ca(OH)_2)ナノ粒子の合成法を確立した。このナノ粒子の楮紙および雁皮紙の脱酸性処理への応用およびモルタル漆喰および煉瓦の強化への応用に関する実験を行った。自製の合成水酸化カルシウムナノ粒子と一般的な消石灰を老化させた粒子をレザー光散乱による粒子経分布測定(堀場製作所)、SEM,STEMによる高分解能での観察および元素分析(物質・材料研究機構)、X線回折分析(ハンガリー科学アカデミー化学研究センター)により、物理化学的性状(大きさ、形状、結晶系)を明らかにした。水酸化カルシウム粒子のサイズ分布は二山を示す。合成ナノ粒子は不安定で、凝集しやすく、数ヶ月後にはかなり大きくなっていることが分かった。この現象には可逆的変化と非可逆的変化があり、非可逆的変化は結晶方向への付着による粗大化であり、超音波処理によっても元の小結晶粒子には戻らない。他の結晶方位以外での凝集粒子は超音波処理によって再分散する。楮紙、雁皮紙および酸性木材化学パルプ紙を水酸化カルシウムナノ粒子で処理し、湿熱劣化(80°C、65%rh、2ヶ月)した。現在、その物性(耐折強さなど)および紙のpH変化を測定し始めた。日本のモルタルおよび漆喰に関する文献調査を終了し、そのモデル試料の作成を開始した。イタリア、フィレンチェのコロイドおよび界面科学センターを訪問し、水酸化カルシウムナノ粒子に関する意見交換を行った。また、韓国での文化財調査と国内での和紙製造所の調査も行った。文化財分野への応用を目的として、前年度までに確立した50-400nmのナノライム(水酸化カルシウム)による紙の脱酸性処置と石材等の強化処置を検討し、以下の結果を得た。楮紙および雁皮紙にドーサ引きした酸性紙および酸性木材パルプ紙への脱酸性処理をナノライムおよび通常サイズのライム粒子で行い4ヶ月間の湿熱劣化処理(80^。C、65% rh)を行ったところ、強度低下(比引張強さや、比引裂強さ、耐折強さ)や変色を抑制する脱酸性効果は認められたが、両者の効果にはほとんど差が無かった。漆喰、煉瓦、人工石材の計約500点及び天然石材(大谷石、琉球石灰石、インドネシア産安山岩)約100点の強化に対するナノライムアルコール懸濁液の効果を。現在良く用いられているWacker SILRES^。BS OH 100(非水性ナノ粒子)、Araldite 2020およびParaloid^<TM>B-72の効果と比較した。処理は1回および3回処理とし、引張強さ、超音波伝達速度(p-wave)およびEquotip動的堅さ試験により評価した。ナノライム水懸濁液で処理しても機械強度はほとんど改善されなかった。そこで、フェノールフタレイン試薬を試料断面にスプレーして、炭酸化の進行度を検討した。

その結果、ライムが炭酸カルシウムへと変化して生じる強度上昇が試料表面2-3mmにしか生じていなかったたことがわかった。そのため、二酸化炭素雰囲気に室温、3ヶ月間保持したが、炭酸化はほとんど進まず、本法での強化処置は困難であった。
光環境による樹木の細根生産の変化が土壌動物群集の構造とその機能に与える影響

本研究の目的は「植物が細根を通して土壌動物群集に与える影響と土壌動物の機能に与える影響」を総合的に解明することである。森林生態系において植物と土壌生物は、植物光合成生産による炭素と分解系で放出される窒素の流れを介してリンクしている。このリンクの重要な経路の一つとして、養分獲得機能と有機物供給機能の両方を併せ持つ植物の細根が挙げられるが、細根が量的に重要であるにもかかわらずこのような観点からの研究例は非常に少ない。本年度は、植物成長に対するトビムシの機能を調べるために昨年より続行中であるビニルハウス内ポット苗実験の最終サンプリング試料の化学分析を行った。加えて、これまでの研究成果を投稿論文にまとめた。化学分析は、土壌DOC濃度、土壌微生物バイオマス、土壌無機態窒素濃度、植物体窒素濃度について行い、その他に植物各部位重量、菌根化率、細根形態を測定した。明暗両条件においてトビムシ入り処理で植物の成長が良くなったが、その効果は暗条件よりも明条件で大きかった。また、明暗両条件下でトビムシ入り処理の植物細根の比根長や比根端数が大きくなり、土壌無機態窒素濃度が減少した。植物体窒素濃度はトビムシの有無で差が検出されなかったので、植物に取り込まれた窒素量はトビムシ入り処理で高かったと考えられる。これらの結果よりトビムシの機能は植物細根形態に作用することで植物の養分吸収能力を高め、植物成長を促進するものであったと考えられる。この機能は明暗両条件下で検出されたが、その効果は暗条件よりも明条件で大きく、このことからトビムシが植物に及ぼす影響は植物の生産量を決定する地上部の光環境に律速されていると考えられた。本研究において細根に着目して土壌動物と植物成長の関係を調べたことで、植物成長に対するトビムシの機能が細根の形態変化を介したものであることが示された。本研究計画の目的は「植物が細根を通して土壌動物群集に与える影響と土壌動物の機能に与える影響を総合的に解明する」ことである。細根は土壌動物にとっては炭素供給源、植物にとっては養水分吸収器官として機能しており、地上部と地下部を行き来する物質の経路となっている。光環境は植物のみならず、これら細根を経由した物質のフローを変えることで土壌の炭素/養分バランスに大きく影響を与えていると考えられる。この土壌中の炭素/養分バランスの改変は土壌動物にも影響を与え、土壌動物がもつ窒素(N)無機化促進などの機能、それによる植物体へのフィードバックにも大きく関与してくると考えられる。本研究では、下位の栄養段階にあり、植物からの影響を受けやすく、微生物を摂食することで菌糸成長や微生物間の競争関係に関与して、窒素無機化速度や植物の成長に影響を与えることが知られているトビムシ目を実験動物として用いた。本年度は光条件を操作したビニルハウスにおけるポット実験系を設立し、光条件が土壌中CNバランスやトビムシの機能に与える影響について調べた。土壌サンプリングの結果、明るい条件では土壌中の無機態N濃度が低くなることが明らかになった。これは光条件が植物のN吸収能力に影響を与えたためと思われる。トビムシの効果は微生物を摂食し、無機態N濃度を低下させるというものであった。無機態N濃度の変化は、トビムシが微生物を過度に摂食したことにより、N無機化速度が落ちたためか、植物-微生物間の競争が緩和され植物によるN吸収量が増えたためという二つのメカニズムが考えられ、これは実験終了時に破壊調査により植物体のN含有量の測定を行えば明らかになると考えられる。また、これらのトビムシの効果は暗い条件下で程度が大きくなった。明条件では無機態N濃度が極めて低かったために微生物活性が低く、そのためにトビムシの活性も低くなったのかもしれない。本研究計画の目的は「植物が細根を通して土壌動物群集に与える影響と土壌動物の機能に与える影響」を総合的に解明することである。細根と土壌動物の関係は、そのリンクの重要性が近年注目されてきているがまだ未解明な点が多い。本年度は、光条件が細根を介してトビムシの機能に与える影響について調べるために昨年より続行していたポット実験の最終サンプリングを行った。その結果、明暗両条件においてトビムシ入り処理では土壌中の微生物量が減少し植物の成長が良くなり、またその効果は暗条件よりも明条件で大きくなった。この研究はまだ完結していないが、この結果はトビムシが微生物を摂食することで植物-微生物間窒素獲得競争が植物側に有利に働いたということを示唆し、その効果の強さが地上部の光環境で変化するということを示す。今後、植物養分濃度、土壌C/N等の分析を行ってそのメカニズムを推定する予定である。また、上記の実験に加えて、植物が細根を介してトビムシの群集組成に与える影響を野外操作実験により調べた。ヒノキ林林床において根がある場合とない場合の2処理を作りだし、各処理間のトビムシ群集組成の比較と各処理において群集を制御する要因を調べた。根の有無によってトビムシ目全体の個体数、種数、優占種の順位に大きな違いはなかった。しかし、根が無い場合はトビムシの種によって個体数の制御要因(pH、C/N等)が異なっていたのに対し、根がある場合は多くの優占種が光合成生産の指標である植物の葉重量に制御され、PCAにより算出された1軸も葉重量とのみ高い相関をもった。

この結果より、トビムシの生育にとって根は必要不可欠なものではないが、根がある場合には、葉における炭素生産が根を介してトビムシ群集を制限するようになると推察される。本研究の目的は「植物が細根を通して土壌動物群集に与える影響と土壌動物の機能に与える影響」を総合的に解明することである。森林生態系において植物と土壌生物は、植物光合成生産による炭素と分解系で放出される窒素の流れを介してリンクしている。このリンクの重要な経路の一つとして、養分獲得機能と有機物供給機能の両方を併せ持つ植物の細根が挙げられるが、細根が量的に重要であるにもかかわらずこのような観点からの研究例は非常に少ない。本年度は、植物成長に対するトビムシの機能を調べるために昨年より続行中であるビニルハウス内ポット苗実験の最終サンプリング試料の化学分析を行った。加えて、これまでの研究成果を投稿論文にまとめた。化学分析は、土壌DOC濃度、土壌微生物バイオマス、土壌無機態窒素濃度、植物体窒素濃度について行い、その他に植物各部位重量、菌根化率、細根形態を測定した。明暗両条件においてトビムシ入り処理で植物の成長が良くなったが、その効果は暗条件よりも明条件で大きかった。また、明暗両条件下でトビムシ入り処理の植物細根の比根長や比根端数が大きくなり、土壌無機態窒素濃度が減少した。植物体窒素濃度はトビムシの有無で差が検出されなかったので、植物に取り込まれた窒素量はトビムシ入り処理で高かったと考えられる。これらの結果よりトビムシの機能は植物細根形態に作用することで植物の養分吸収能力を高め、植物成長を促進するものであったと考えられる。この機能は明暗両条件下で検出されたが、その効果は暗条件よりも明条件で大きく、このことからトビムシが植物に及ぼす影響は植物の生産量を決定する地上部の光環境に律速されていると考えられた。本研究において細根に着目して土壌動物と植物成長の関係を調べたことで、植物成長に対するトビムシの機能が細根の形態変化を介したものであることが示された。
光波の周波数領域干渉計を用いた分光計測

光波の周波数領域での干渉効果について明らかにするとともに、これを各種光計測へ応用することを目的として,データ解析手法の確立および高安定な干渉計を実現するための理論解析および実証実験を行った.本年度行って得られた研究実績は以下のとおりである。1.周波数領域干渉計測法における光学系の構成およびデータ解析法について,実験的・理論的に検討し,明らかにした.・白色光源を用いた干渉計と分光計を用いて,周期的に変化したスペクトル(チャネルスペクトル)が広い周波数領域にわたって得られることを示した。・チャネルスペクトルの周期的な成分のみ抽出し、その周期関数の位相変調成分を解析することによって,分散測定が可能なことを示した.・チャネルスペクトルをフーリエ変換法を用いて解析することにより,不要な干渉成分の除去,および,情報の多重化が可能なことを示し,実証実験を行った.・測定分解能が,用いる光源の周波数帯域幅によって制限されることを明らかにした.・測定誤差・精度が,主に用いる分光計の周波数分解能および確度によって決定されることを示した.2.周波数領域干渉計測の応用実験を行って,その性能を調べるとともに,その有用性を確認した.・複屈折単一モード光ファイバの多点型および分布型のセンサを構成して,動作確認を行うとともに,測定分解能と測定可能な条件を求めた.・周波数領域偏波干渉計を用いて,複屈折単一モード光ファイバの偏波モード分散測定を行い,誤差について解析した.・プリズムを用いて試作した高安定な周波数領域干渉計を改良し,測定精度を使用した分光計によって決まる限界値まで高めた.・分散を示す試料[ガラス(BK7),色素(ロ-ダミンB)]の分散測定を行って、本手法による周波数領域干渉計測の有用性を確認した.光波の周波数領域での干渉効果について明らかにするとともに、これを各種光計測へ応用することを目的として,データ解析手法の確立および高安定な干渉計を実現するための理論解析および実証実験を行った.本年度行って得られた研究実績は以下のとおりである。・チャネルスペクトルの周期的な成分のみ抽出し、その周期関数の位相変調成分を解析することによって,分散測定が可能なことを示した.・チャネルスペクトルをフーリエ変換法を用いて解析することにより,不要な干渉成分の除去,および,情報の多重化が可能なことを示し,実証実験を行った.・測定分解能が,用いる光源の周波数帯域幅によって制限されることを明らかにした.・測定誤差・精度が,主に用いる分光計の周波数分解能および確度によって決定されることを示した.2.周波数領域干渉計測の応用実験を行って,その性能を調べるとともに,その有用性を確認した.・複屈折単一モード光ファイバの多点型および分布型のセンサを構成して,動作確認を行うとともに,測定分解能と測定可能な条件を求めた.・周波数領域偏波干渉計を用いて,複屈折単一モード光ファイバの偏波モード分散測定を行い,誤差について解析した.・プリズムを用いて試作した高安定な周波数領域干渉計を改良し,測定精度を使用した分光計によって決まる限界値まで高めた.・分散を示す試料[ガラス(BK7),色素(ロ-ダミンB)]の分散測定を行って、本手法による周波数領域干渉計測の有用性を確認した.
Th2型の炎症性腸疾患におけるリゾホスファチジン酸受容体の役割解明

多様な生理活性を持つリゾホスファチジン酸(LPA)の受容体の一つであるLPA5は腸管免疫系やマスト細胞で高発現が示されている。LPA5欠損マウスに各種炎症性腸炎モデルを試験した結果、Th2応答優位のオキサゾロン誘導性腸炎モデルで感受性が高いことを見出した。Th2応答に関連し、マスト細胞の関与する全身性受動アナフィラキシー応答でも増悪化が見られた。腹腔洗浄液のFACS解析では、LPA5欠損のマスト細胞の数に異常はなかったが、細胞密度を示すSSCが高く、FcεRIαが高発現していた。またマクロファージ数が減少し、B細胞が増加しており、LPA5欠損マウスではTh2優位に偏っている可能性が示唆された。生理活性脂質の一つであるリゾホスファチジン酸(Lysophosphatidic acid: LPA)は血中および腸管内で産生される。ヒト炎症性腸疾患やマウス腸炎モデルでは血中LPA産生が亢進して炎症部位へのリンパ球浸潤が活性化される一方で、LPA腸管投与には創傷治癒・粘膜保護作用があることがマウスで明らかにされているが、LPA受容体を介したシグナリングは不明点が多い。本研究では比較的最近発見された3種類の非Edg型LPA受容体LPA46に着目し、それらの欠損マウスに炎症性腸炎を励起することで、その病態形成機序の一端をあきらかにすることを目的としている。申請者は炎症性腸炎モデルとして自然免疫応答優位のDSS経口投与、Th1応答優位のTNBS直腸投与、Th2応答優位のオキサゾロン直腸投与を試験しており、このうちオキサゾロン誘導性腸炎モデルにおいて、LPA46の中でも特に腸管免疫系での発現が優位であるLPA5の欠損マウスで感受性が高いことを見出した。一方LPA4欠損マウス、LPA6欠損マウスでは各腸炎モデルにおいて炎症応答の変化は見られなかった。LPA5欠損マウスにおける炎症応答やT細胞分化制御へのLPA受容体欠損の影響を調べるため、腸炎時の腸管組織からmRNAを抽出し、定量的RT-PCR法を用いて、特に重視されるTh2応答関連のサイトカインや免疫グロブリンであるIL-4、IL-5、IL-13、IL-25に加えTNF-α、IFN-γ、TGF-β、IL-12αおよびβ,IL-6、IL-1β、IL-2、IL-10、IL-17α、IL23αといったT細胞分化に関与する炎症性・抗炎症性サイトカインレベルを比較したところ、IL-4が有意に増加していることが見いだされた。ヒト炎症性腸炎疾患やマウス腸炎モデルであは血中LPA産生が亢進して炎症部位へのリンパ球浸潤が活性化される一方で、LPA腸管投与には創傷治癒・粘膜保護作用があることがマウスで明らかにされているが、LPA受容体を介したリグナリングは不明点が多い。本研究では比較的最近発見された3種類の非Edg型LPA受容体LPA46に着目し、それらの欠損マウスに炎症性腸炎を惹起することで、その病態形成機序の一端を明らかにすることを目的としている。腸炎時のLPA5欠損マウスではTh2応答関連のサイトカインであるIL-4が有為に増加していることが見出された。FACS解析によりマクロファージとB細胞数を比較したところ、LPA5欠損マウスの腹腔洗浄液中ではマクロファージ数が減少し、B細胞数が増加していることが判明した。これに関連してLPA5欠損マウスでは抗原特異的な受動アナフィラキシー応答が増悪化しており、マウス個体レベルでTh2応答の増強があることが示唆された。Th2応答による炎症であるオキサゾロン誘導性腸炎はTh1応答優位なC57BL/6背景では炎症応答が弱いため、LPA5応答優位なBalb/c背景に変更したところ十分に強い炎症を引き起こすことに成功した。Balb/c背景のLPA5欠損マウスでは生存率、炎症スコアで増悪化が見られた。ただし野生型でも強い応答があり、実験ロットによってはLPA5欠損マウスでの増悪化が見えなくなる場合があったため、C57BL/6背景の併用が必要である。C57BL6背景ではLPA5遺伝子欠損マウスでは炎症時にIL4発現増加が見られたことなどから、Th応答の指向性がナイーブな状態でもTh2に偏っている可能性を調べるためにFACS解析によりマクロファージとB細胞数を比較したところ、LPA5欠損マウスの腹腔洗浄液中ではマクロファージ数が減少し、B細胞数が増加していることが判明した。これに関連してLPA5欠損マウスでは抗原特異的な受動アナフィラキシー応答が増悪化していることが判明し、同様にTh2応答優位な細胞応答であるマスト細胞の解析を視野に入れる方針である。

一方抗炎症サイトカインIL-10の欠損マウスとの交配によるLPA5/IL-10ダブル欠損マウスで生じる腸炎は有為な結果は得られていない。生理活性脂質の一つであるリゾホスファチジン酸(Lysophosphatidic acid: LPA)は血中および腸管内で産生される。ヒト炎症性腸炎疾患やマウス腸炎モデルであは血中LPA産生が亢進して炎症部位へのリンパ球浸潤が活性化される一方で、LPA腸管投与には創傷治癒・粘膜保護作用があることがマウスで明らかにされているが、LPA受容体を介したシグナリングは不明点が多い。本研究では比較的最近発見された3種類の非Edg型LPA受容体LPA46に着目し、それらの欠損マウスに炎症性腸炎を惹起することで、その病態形成機序の一端を明らかにすることを目的としている。申請者は炎症性腸炎モデルとして自然免疫応答優位のDSS経口投与、Th1応答優位のTNBS直腸投与、Th2応答優位のオキサゾロン直腸投与を試験しており、このうちオキサゾロン誘導性腸炎モデルにおいて、LPA46の中でも特に腸管免疫系での発現が優位であるLPA5の欠損マウスで感受性が高いことを見出した。一方LPA4欠損マウス、LPA6欠損マウスでは各腸炎モデルにおいて炎症応答の変化は見られなかった。Th2応答に関連し、マスト細胞の関与する全身性受動アナフィラキシー応答でLPA5欠損マウスのみで増悪化が見られ、LPA4欠損マウス、LPA6欠損マウスでは見られなかった。腹腔中のLPA5欠損の結合組織型マスト細胞は組織中の数は同程度でも細胞のサイズが大きく、細胞内のヒスタミンレベルが上昇していた。マスト細胞が関連するTh2応答の増強の要因と考えられ、同様の変化が粘膜マスト細胞でも起きている可能性があることが示唆された。多様な生理活性を持つリゾホスファチジン酸(LPA)の受容体の一つであるLPA5は腸管免疫系やマスト細胞で高発現が示されている。LPA5欠損マウスに各種炎症性腸炎モデルを試験した結果、Th2応答優位のオキサゾロン誘導性腸炎モデルで感受性が高いことを見出した。Th2応答に関連し、マスト細胞の関与する全身性受動アナフィラキシー応答でも増悪化が見られた。腹腔洗浄液のFACS解析では、LPA5欠損のマスト細胞の数に異常はなかったが、細胞密度を示すSSCが高く、FcεRIαが高発現していた。またマクロファージ数が減少し、B細胞が増加しており、LPA5欠損マウスではTh2優位に偏っている可能性が示唆された。Th2応答関連のサイトカインであるIL-4が有意に増加していることを見出すことができたが、それ以外の炎症性サイトカインでは優位差がなく、また炎症スコアからもLPA5欠損マウスで有為な増悪化は認められるものの全体的に炎症が弱いと考えられたため、マウス背景をTh1応答優位なC57BL6からTh2応答優位なBalb/cに変更する必要があると考えている。ただしこれは想定内でありBalb/c背景への戻し交配は26年度中に完了している。一方、T細胞分化に関わる転写因子の発現解析や、T細胞およびB細胞が消失した免疫不全であるRAG-1欠損マウスに正常なCD4+CD45RBhigh細胞(ナイーブTh細胞)を導入し、制御性T細胞の不在による腸炎を引き起こすモデルの解析は計画通りに行ったが、有意な結果は得られていない。Th1応答優位なC57BL6背景とTh2応答優位なBalb/c背景いずれのLPA