hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
消化管癌に対する新しいレーザー光線力学的診断の基礎的・臨床的研究

株MKN-45、MKN-74、KatoIIIを用いて5-ALA-PDDの蛍光差異を検討した。UV照射および臨床用プローブで観察し、いずれも明瞭な赤色蛍光は観察されなかった。マウス皮下移植モデルでは、in vitroの検討で顕著でなく、同所移植モデルの方が有用と思われ変更した。研究3)癌分化度によるPDD蛍光差異の検討:MKN-45とMKN-74細胞のPEPT1、ABCG2発現をqPCRにて確認し、PEPT1はMKN-45細胞で、ABCG2はMKN-74細胞でより高発現で差異があった。しかし、実際の蛍光強度には差異はなかった。胃癌臨床症例の5-ALAによるPDDでは、症例を追加し検討した。27病変ではPDD陽性、印鑑細胞癌を含む8病変ではPDD陰性であった。蛍光視認性向上のために、富士フィルム社製内視鏡システムの分光推定処理FICE画像を用いたが、蛍光強調にはいたらず、フィルターの工夫が必要である。臨床組織検体においてPEPT-1、ABCG2、CPOXの免疫染色を追加検討した。PEPT1では高分化癌で高発現、CPOXは印鑑細胞癌では全く発現が見られず、5-ALAの細胞内の取り込みと排泄、ポルフィリン代謝の差異が分化度によるPDD蛍光強度差異に関与していることを明らかにした。光線力学的診断法(photodynamic diagnosis:以下PDD)は、がん細胞に集まる光感受性物質を投与した後、病変部にレーザー光(励起光)を照射して、がんを蛍光発色させることで腫瘍の局在を同定することができる。早期癌に対する簡便で侵襲の低い診断法として有利である。また、この原理を用いた光線力学療法(PDT)へとつながる。本研究では消化管癌におけるPDDの有用性を検証した。胃癌、バレット食道癌では病変の同定に有用であることが確認された。ただし、分化度が低い胃癌では検出率が低く、その原因はがん細胞における光感受性物質の代謝が影響しているということを明らかにした。1)早期胃癌におけるPDDの蛍光が弱く視認性が不十分である問題に対して、専用プローブの技術的改良により高出力となり、蛍光強度を上げる予定である。その後、胃癌症例のPDD視認性が向上するか追加検討する。下部消化管疾患(潰瘍性大腸炎、大腸癌)の臨床症例におけるPDDの有用性についても、胃癌・食道癌の検討と同様の手法で症例集積する。食道癌については、光感受性物質として、5-ALAとタラポルフィリンナトリウムの両者で有用性を検討したい。2)PDD蛍光が癌の分化度により差異が生じる原因について、代謝経路における他の代謝酵素の発現異常についても免疫組織学的手法やWestern blotなどを用いて追加検討する。食道癌に関しては、タラポルフィリンナトリウムによるPDD診断が有用であるか、臨床上の応用を目指して症例を増やしていきたい。他の癌種における5-ALAのPDD発光と代謝経路の酵素発現についてひきつづき検討する。臨床応用が有用な癌種が確認できた場合は、消化管癌皮下移植モデルマウスを作成し、PDD蛍光強度を確認したい。
昆虫の学習における認知的過程の神経基盤

研究代表者は、昆虫が学習した行動を遂行するためには学習した内容の想起が必要であるとの仮説を提案している。本仮説の重要な予測の1つは、繰り返して訓練を行うと学習内容の想起なしに学習行動が遂行されるようになることである。コオロギを材料とした研究により、この予測の正しさを確認する成果が得られた。さらにゴキブリを材料とした研究により、脳の連合中枢の1つであるキノコ体の垂直葉に投射するオクトパミンニューロンがこの記憶想起に関わることが判り、この仮説の神経基盤の一端が明らかになった。申請者は、昆虫が学習した行動を遂行するためには、学習した内容の想起が必要であることを明らかにした。これは、昆虫の学習行動が一種の「条件反射」であるとの従来の説に反し、哺乳類の学習において想定されている「認知的」な過程が昆虫の学習にも関わることを示唆している。この現象を説明するために、申請者は新たな学習モデル、すなわちMizunami-Unokiモデルを提案した。このモデルの検証とその神経基盤の解明が本研究の目的である。この学習モデルからの注目すべき予測の1つは、学習成立後も訓練を繰り返すと、習慣形成と呼ばれる現象がおこることである。すなわち、過剰な訓練をおこなうと、記憶テストの前にオクトパミン阻害剤を投与し学習内容の想起が出来ないようにしても、記憶の読み出しが妨げられなくなると予測される。本年度はこの可能性についての検証実験を行った。フタホシコオロギに1セッション2回の学習訓練を8時間以上の間隔をあけて3セッション繰り返すと、記憶テスト前にオクトパミン阻害剤を投与しても、記憶の読み出しが妨げられないことが分かった。すなわち訓練により長期記憶が生成されたのち、さらに同じ訓練が繰り返される、これが3回おこると、学習内容の想起なしに学習行動が遂行されるようになる、すなわち習慣形成が起こるのである。従来、連合学習における習慣形成はオペラント条件付けにのみでおこると考えられていた。本研究により、習慣形成が古典的条件付けにおいても習慣形成が起こることが始めて明らかになった。本研究の主な目標であるMizunami-Unokiモデルの検証のためには、嗅覚学習および嗅覚記憶の読み出しに関わる脳領域の同定が不可欠である。申請者は、前年度までの研究により、ワモンゴキブリにおいて、嗅覚学習にケニオン細胞が関わる可能性を示唆する証拠を得ている。またゴキブリにオクトパミン受容体の阻害剤を投与すると匂いと報酬(砂糖水)の連合学習が阻害されることから、オクトパミン作動性ニューロンが砂糖水の報酬情報を伝える事を示唆する結果を得ている。本年度はまず、オクトパミン阻害剤を用いた実験により、ゴキブリにおいてオクトパミン作動性ニューロンが匂い記憶の形成のみならず読み出しにも関わることを明らかにした。次に、嗅覚記憶の読み出しに脳のどの領域が関わるのかを、薬物の局所投与により検討した。オクトパミン受容体の阻害剤をキノコ体の垂直葉(出力部位)に局所投与すると、記憶の読み出しが阻害されることが分かった。キノコ体の傘(入力部位)や触角葉(一次嗅覚中枢)への局所投与は効果がなかった。このことは、キノコ体の垂直葉に投射するオクトパミン作動性ニューロンが記憶の読み出しに関わることを示唆していた。免疫組織化学によりキノコ体垂直葉に投射するオクトパミン免疫陽性ニューロンの形慮を調べた結果、それらのニューロンは垂直葉のγ層で終末する事が分かった。この層は発生の初期に出現するγケニオン細胞が終末する領域であり、匂い記憶の読み出しにγケニオン細胞が主要な役割を果たす事が初めて明らかになった。申請者は、昨年度までの研究により、コオロギに過剰な古典的条件付け訓練を繰り返すと学習内容の想起なしに学習行動が起こるようになること、すなわち習慣形成が起こることを明らかにした。これはMizunami-Unokiモデルの予測の通りであった。そこで本年度は、コオロギに過剰な訓練を行って習慣形成を成立させた後に消去訓練を行うと、記憶読み出しに報酬情報をコードするオクトパミンニューロンの活性化が必要となるのか、すなわち習慣形成前と同様に記憶読み出しに学習内容の想起が必要になるのかについて検討した。種々の実験を総合した結果、充分な回数の消去訓練を行ったコオロギでは、オクトパミン阻害剤を投与すると記憶読み出しが阻害されることが明らかになった。これは、消去訓練後には、記憶読み出しに報酬情報をコードするオクトパミンニューロンの活性化が必要なこと、すなわち、記憶の読み出しに学習内容の想起が必要となる事を示している。この結果から、過剰訓練により習慣形成が起こっても、習慣形成前と同様に報酬刺激によって報酬情報をコードするオクトパミン

ニューロンは活性化されるが、その活性化が学習行動の遂行には必要ではなくなること、また消去訓練を行うとその必要性が回復し、習慣形成前の状態に可逆的に戻ることが示唆された。この成果は、Mizunami-Unokiモデルの妥当性とその神経基盤を明らかにしたのみならず、昆虫の古典的条件付けにおける習慣形成が哺乳類(ラットやマウス)で報告されている習慣形成とは全く異なる性質をもつ現象であることを示すものであり、昆虫の学習のユニークな特徴を明らかにした成果と言える。
ネバンリンナ理論の他分野への移植

主として平面上で定義された有理型函数の値分布に関する諸性質を記述する理論として知られているR. Nevanlinnaによる理論を、実数直線上で定義された区分的線型な連続関数のmax-plus代数に関する値分布論として移植することに成功した。それによりNevanlinna理論を適用して得られる複素常微分方程式の有理型函数解に関するいくつかの結果を超離散方程式の区分的に線形な連続関数解に関する性質として再現した。特に整函数の級数表現の超離散化を行い、その係数による増大度の評価式を導出した。全平面で定義される超越的有理型函数が満たす微分または差分方程式に関する研究は、R.Nevanlinnaによる値分布理論を用いてこれまで多様な成果が得られている。一方で、部分領域特に単位円板上に正規化された定義域をもつ有理型函数についても、単位円板内における値分布論が同様に成立することから、殆どの結果に対し類似する成果が得られている。本研究では、単位円板上の有理型函数に対して、値分布理論のみならず関数空間的な手法を用いて多くの良い結果を得ているJ.Heittokangas博士と共同で、単位円板上の特に微分・差分方程式に関して、平面上で予測されるものとは全く異なる現象を確認することを目的として研究を実施した。その結果、正しいと広く信じられているBank-Laine予想という、整函数A(z)を係数とする二階線型常微分方程式y"+A(z)y=0の解の零点分布と係数:の位数:に期待されている関係が、単位円板では成立し得ないことを発見した。勿論、これによって上記の予想が否定的に解決できるということでは決してないものの、少なくとも微分方程式に関しては、ある程度の穏やかな条件を其々に仮定すれば、平面上で成立する定理は単位円板上に於ける主張として書き換えることが可能である、との経験則を否定する結果となった。本研究課題ではこれまで、ネバンリンナ理論を実1変数の区分的に線形な連続関数の成すmax-plus semiring上の有理型関数族に対する値分布理論として移植しているが、今回の研究成果は定義域が有界区間であるトロピカル有理型関数族に対して同様な考察を行おうとする際の重要な知見を与えたと考えている。以上により、繰り越しとなっていた研究目的は計画通り達成された。海外研究協力者であるUniversity of Eastern FinlandのIlpo Laine名誉教授・Risto Korhonen教授・Janne Heittokangas博士と次のテーマで共同研究を実施した:1)実数直線上で定義されたトロピカル有理型関数に対するネバンリンナ理論を有限区間上の理論へと拡張する。これは単位円板又は円環領域上の差分版ネバンリンナ理論の移植に対応する。2)実数直線から実射影空間へのトロピカルな正則写像に対する値分布理論を完成する。これは複素数直線から複素射影空間への正則曲線に関する差分版のカルタン理論の移植に対応する。その応用としてトロピカル有理型関数に対する第二主要定理の簡潔な別証明を与える。3)差分版のネバンリンナ理論を有理数列に対するある種の値分布理論としてディオファントス近似の研究の分野に移植する。4)指数多項式に対する或る精密な評価式を用いて、それらを係数とする微分方程式の解となっている有理型関数の零点分布に関する問題を解決する。これらはほぼ計画通り目的を達成し2つある状態で、各成果を仮題ながら以下の論文にまとめるべく準備をしている:[1]I.Laine, K.Tohge : Tropical Nevanlinna theory in a single variable. [2]R.Korhonen, K.Tohge : TropicalNevanlinna-Cartan theory. [3] R.Korhonen, K.Tohge : A.Diophantine analogue of the second maintheorem for the difference operator. [4] J.Heittokangas, I.Laine, K.Tohge : Exponentialpolynomial and differential equations.尚、Tropical Nevanlinna Theoryに関しては海外の出版社からLecture Notes執筆の打診があり、最近Laine,Korhonen各教授とその下準備を始めたところである。そこには本研究課題の成果の多くが含められる予定である。また国内では、連携研究者の石崎克也教授(日本工業大学)とq-差分方程式の整函数解の増大度評価に適用する目的で、対数的位数・対数的タイプの概念を導入して研究した。位数0をもつ整函数のテイラー係数を用いた精密な評価式を導出し、通常の位数・タイプに関する古典的な結果と類似した関係式が同様に成立することを発見した。増大度は小さいものの超越的である有理型函数が対象となる複素力学系などの関連領域における研究での応用も期待している。東フィンランド大学のI. Laine教授とR. Korhonen教授とトロピカル・ネバンリンナ理論に関する研究で成果を挙げた。Laine教授とは、共著論文であるトロピカル・ネバンリンナ理論と超離散方程式に関する研究結果をより理解しやすい形に改良する試みを行い、その成果についてNEEDS2012で招待講演を行った。

またKorhonen教授とは、R. Halburd教授との3人の共同研究成果である複素射影空間への正則曲線に関するH. Cartanの理論の差分版に対応する理論を、max-plus代数上の射影空間への区分的線型な連続関数のなす系に関する値分布理論としてほぼ満足できる形で移植した。これらの共同研究を通して、複素解析学における特に整函数に関する基本定理の多くが、超離散化を経た同様な手法で実一変数区分的線型な連続関数に対する主張として示すことができた。さらには、連携研究者の石崎克也氏との共同研究である整函数のTaylor係数列と増大度に関する評価が、トロピカル整関数のmax-plusの意味での無限級数表示に現れる係数列と関数の増大度の関係にそのままの形で移植できることを発見し、論文に纏めている。そこで得た評価式を用いれば、楕円函数の超離散化や超離散パンルベ方程式u-PIII等に対して発見されている超離散化された超幾何級数解がいずれも位数2を持つことが示されるなど、複素函数に対する既知の結果との良い対応を見出せる。これにより、複素解析的結果や手法の単なる移植に留まらない何か本質的な対応関係が存在する可能性の証拠の一端が得られたと考え、今後の研究について大きな勇気づけを得た。紆余曲折を経て、本研究では複素解析とその超離散化との自然な親和性を実感した。これらを論文或いは図書に可視化する作業は次年度からになるが、その多くの重要な知見が本年度の研究実績と言えることを強調したい。項目9に記載した海外共同研究者3名が、それぞれ外国人研究者再招へい事業・自身の研究費・本課題の繰越し承認課題により金沢大学に滞在し極めて重要な研究活動を実施できた。その一方で家庭と公務に関する事情から、その後すぐに研究代表者がFinlandのJoensuu市に各氏を訪ねてそれらの研究成果の更なる精密化と論文執筆に関する取り纏めができなかったことで、区分(1)の進展であるとの自己点検評価には至っていない。24年度が最終年度であるため、記入しない。昨年度は各共同研究者の家庭の諸事情と研究機関における用務が重なったことから、研究連絡の頻度に斑が生じた。然し、今後については全員について状況が改善される見通しである。したがって特別な研究計画の変更が必要であるとは考えていない。
水生植物と根圏細菌の共生系を活用した芳香族化合物汚染の浄化手法の開発

水生植物と根圏微生物の共生メカニズムの解明とその芳香族化合物汚染の浄化への応用を目的として、下記の2点について検討を進めた。(1)様々な芳香族化合物汚染への根圏浄化法適用の可能性の検討:ノニルフェノール(NP)及びビスフェノールF(BPF)への根圏浄化法適用を試みた。環境水に3 mg/LのNPを添加し、ウキクサ(Spirodela polyrhiza)を栽培したところ、ウキクサを栽培しなかった実験系では6日間で20%のNPが除去されたのに対し、ウキクサを栽培した実験系において65%のNPを除去することに成功した。この実験系より単離された細菌PW1、PW3、及びPR1は、いずれも好気条件下でNPを分解し増殖するNP資化細菌であった。また、BPFを用いて同様の検討を行ったところ、初期に添加した10mg/LのBPFのうち75%が除去され、この実験系からBPF分解菌として10菌株を取得することができた。(2)ウキクサの根分泌物の化学的特徴付けと根分泌物への根圏微生物の誘引:ウキクサの根分泌物を回収し分析したところ、有機酸としてはクエン酸、リンゴ酸、ピルビン酸、コハク酸が、糖類としてはグルコース、キシロースが、アミノ酸としては、セリン、ロイシンが多く含まれることが明らかとなった。ウキクサ根圏より単離されたアルキルフェノール分解細菌OMI株の走化性試験を行ったところ、OMI株はロイシン及びセリンに特に強く誘引されることが示された。これらの結果より、ウキクサの根分泌物に含まれるロイシンおよびセリンが、根圏への芳香族化合物分解細菌の集積に強く関与することが示唆された。26年度が最終年度であるため、記入しない。当初計画していた、水生植物と根圏細菌の共生系による模擬汚染水の浄化を達成した他、根圏細菌の水生植物への誘引メカニズムについて明らかにしつつあるため。
2脚歩行ロボットの受動車輪による高速滑走の実用化

2脚歩行ロボットに受動の(モータで駆動しない)市輪を追加するのみで、歩行に比べて高速な車輪移動を実現する手法にっいて、原理にほぼ一致する動作を実現した。移動に必要な動作は脚の既存自由度(駆動関節)のみを使用するため、部材追加や制御量の増加が少なく、移動速度の向上を低コストに総重量の増加を抑えて実現することが可能である。この検証のため、人間サイズの脚を有する歩行・走行ロボットを開発した。本課題は、2脚歩行ロボットの平坦地における高速移動を目的としたものである。モータ付きの能動車輪を脚部等に取り付ければ、高速移動できることは当然であるが、重量の増加、制御装置などの増加などの弊害がある。そこで、足部に受動の車輪のみを取り付け、脚の自由度を有効活用した足先運動にて、推進力を発生させ、高速移動を行う。目標は5%以内の重量、部品数、コスト、制御演算で5倍の速度向上である。4脚ロボットでは[ローラーウォーク]が広く知られているが、これを2脚に応用するものである。本年度はその初年度として、新しい実証機の開発を進めている。原理は以前の研究で、簡易的なロボットを用いて有効性を確認したが、剛性の低さから十分な実験ができなかった。そこで、ACサーボモータ、ハーモニックドライブを採用した、本格的な脚ロボットを開発している。これと並行して、「2脚歩行の研究はまず自分の体で確認する」原則に則り、受動車輪機構を人間が使用できる大きさ、強度に設計、製作し、実験を行っている。これはロボット用のプロトタイプでもある。これにより、従来は2脚とも接地して運動していたが、単脚による滑走や急速ターンが可能であることを人間で確認した。ロボット本体が完成後、ロボットにも制御則として導入する予定である。逆に、これまでロボットに実装していた移動のための脚運動は人間にとっては過酷なものであることも判明した。本年度は主に、予算はロボットの部材購入と、高速度撮影が可能なディジタルカメラに使用した。なお、カメラは研究申請時に比べて極めて安価に購入できたが、運動解析に十分な性能を有していた。本研究は2脚歩行ロボットの受動車輪による高速移動を目的としたものである。すでに小型のロボットで実証試験を行っていたが精度が悪く検証が不十分であったため、本補助金による計画の第一の柱は理論検証に耐えうる高精度なロボットの開発である。本年度は前年の基礎開発の成果を受け、ロボット本体の開発を行った。具体的には、人間の脚とほぼ同サイズの脚を有する12自由度のロボットであり、股関節がヨー・ロール・ピッチ、膝がピッチ、足首関節がピッチ・ロールの軸をもつ。股関節、足首関節は一点で直交している。駆動は80WのACサーボモータとハーモニックドライブにより、胴体内部にモータの制御系を搭載した。構造部には超々ジュラルミンを搭載し、保守性の良い機体設計を行った。外部から有線で電力と関節の目標角度を供給して動作する。足部には前年開発した曲率可変台車を改良した物を取り付けた。本ロボットにより、歩行実験および受動車輪と脚運動を組み合わせた走行(ローラーウォーク)実験を行い、いずれでも数値的な目標値との誤差がほぼない動作ができることを確認し、開発の目標を果たした。次いで、本ロボットを用いて、ローラーウォーク軌道の生成に関する検討を行った。具体的にはこれまで正弦波を用いて生成していたために軌道の修正が難しかったが、これをパラメトリックなベジェ曲線に代替し、制御点の修正によって動的に軌道変更できるめどをつけた。次年度は本ロボットによるリアルタイムの軌道生成を可能とする手法の開発を主たる目標として研究を進める。本研究の目的は、片脚6自由度、合計12自由度の2脚歩行ロボットを開発し、このロボットの足部に受動車輪によるローラースケートを装着、ローラーウォークと呼ばれる手法によって、脚の運動によって推進力を発生させることにある。地面に設置する部分である足部に新たに能動自由度を追加することなく、簡易な機構の追加のみによって車輪移動を可能とし、平坦地で歩行に比較して高速な移動を可能とすることが最大の利点である。同系統の研究はいくつかあるが、特殊な車軸機構を用いることで滑らかで、事前の計算からの誤差の少ない移動ができることが本研究の特徴である。前年までの研究によって、ロボット本体はほぼ完成している。本年度は若干の予算を継続させることで、主にソフト面の改善を図ることとした。本課題の始まる以前より継続して行ってきていた研究では、ロボット全体の運動を計画制御するソフトウエア(他にロボット本体上で局所制御を行うソフトもあるが)は、それぞれの目的ごとに書き起こしており、共通部分は多いものの、個別のソフトウエアであった。このままでは保守性や開発性が悪いため、今後の研究のために、まずはシステムをRTミドルウエアをベースとしたものに再構築することとして、技術の収拾および検証をすすめた。

また、その過程で動力学シミュレータであるOpenHRP3も検討し、大型化したロボットの安全な運用のための実機前検証に有効であった。本課題は本年度をもって終了するが、今後は歩行と車輪移動のシームレスな運用や車輪移動のより効果的な運動生成について研究を続ける。
アミン類の新規酸化的修飾法の開発とペプチド修飾及びボカンジミンの合成研究への応用

今年度は、voacandimine Aの単量体ユニットであるdeoxoapodineの不斉全合成を達成した。アミンの酸化を経た渡環反応によるアスピドスペルマ骨格の構築法は古くから知られているが、有機化学が発展した現代においても大きな進展はみられていない。今回、酸素雰囲気下、鉄フタロシアニンオクタカルボン酸を用いる独自に開発したアミンの酸化反応を9員環アミンに適用することで、位置および化学選択的なアミンの酸化反応が進行し、6環性アスピドスペルマ骨格の構築に成功した。その後の変換によりdeoxoapodineの全合成を達成した。このように、今回確立した酸化反応は、歴史あるアスピドスペルマ化合物の合成に強力な合成手法を提供するものである。これにより、本合成の総工程数は、既存の合成の半分以下の10工程まで短縮され、効率性の高い合成経路となっている。また、不斉合成に向けて不斉ブロモ環化反応の検討も行なった。その結果、キラルアニオン相間移動性触媒による不斉反応が有効なことを見出し、望みのブロモ環化体を71%、84% eeで得ることに成功した。本変換は、5-endo型の不斉ブロモ環化反応において初の例であり、触媒と基質の相互作用が生じにくい不斉ハロエーテル環化反応である点も興味深い。さらに、確立したdeoxoapodineのラセミ合成経路を用いて、非天然型の絶対立体配置を有する(+)-deoxoapodineの不斉全合成を達成した。29年度が最終年度であるため、記入しない。今年度は、まず、酸素を化学量論的酸化剤とする、鉄フタロシアニン触媒を用いたアミノ酸の新規酸化的修飾法に関して、求核剤や基質一般性の検証を行った。その結果、アリル基、プロパルギル基、およびアリール基などの種々の求核剤の導入に成功した。次に、本反応を無保護のヒドロキシ基、チオメチル基およびアミノ基などをはじめとする、様々な官能基を有するジペプチドへ応用し、新たに開発した酸化的修飾法が、従来の酸化反応にはない高い化学選択性を有することを見出した。さらに、本反応の適用により、生理活性ペプチドであるleucine enkephalin誘導体やβ-casomorphin誘導体のピンポイントな誘導化にも成功した。以上より、本反応は、官能基共存性の点において、既存の手法とは一線を画している。次に、二量体型voacandimine Aの全合成に向けて、voacandimine Aの単量体であるdeoxoapodineの合成研究を行った。すなわち、合成終盤における酸化的環化反応を鍵とする、新規アスピドスペルマ骨格構築法の検討を行った。まず、市販のカルボン酸から5工程の変換で得られるアルコールを、ブロモエーテル環化反応とKeckアリル化条件に付すことで、第四級炭素中心を有する、二環性ピペリジンユニットへと導いた。その後、鈴木カップリング反応により、二環性ピペリジンユニットとインドールユニットを連結し、鍵反応前駆体の全炭素骨格構築に成功した。本年度は、酸素を化学量論的酸化剤とする、鉄フタロシアニン触媒を用いたアミノ酸およびペプチドの新規酸化的修飾法について、基質適用範囲の拡大を目指した。まず、既に確立したアミノ酸の酸化的修飾法に関して、求核剤の検討を行った。その結果、求核剤のアリルスズを適宜変更することで、リバースプレニル基、プロパルギル基、およびアリール基の導入に成功した。また、本反応条件を無保護のヒドロキシ基、チオメチル基、およびアミノ基をはじめとする様々な官能基を有するジペプチドに適用したところ、これら反応性の高い官能基を損なうことなく、化学選択的な酸化的修飾に成功した。アミノ酸およびペプチドの酸化的誘導化は、いくつか報告例があるものの、これらの官能基を有する基質への適用例は未だ報告されていない。さらに本反応を、生理活性ペプチドであるleicine enkephalin誘導体やβ-casomorphin誘導体へ適用し、本反応のさらなる有用性を示すことができた。以上の結果より、本反応は、官能基共存性の点において、既存の手法とは一線を画している。次に、二量体型アルカロイドvoacandimine Aの全合成研究に着手した。まず、voacandimine Aの単量体であるdeoxoapodineの新規合成法の検討を行った。市販のカルボン酸から5工程の変換で得られるアルコールを、ブロモエーテル環化反応とKeckアリル化条件に付すことで、第四級炭素中心を有する、二環性ピペリジンユニットへと導いた。本年度は、主にvoacandimine Aの全合成へ向け、単量体ユニッットであるdeoxoapodineの合成を行った。最初に、モデル基質を用いて9員環形成反応を検討した。本反応は困難を極めたが、アルキルヨージドをBachらによって報告されているインドール2位でのC-Hアルキル化条件に付すと、低収率ながら目的の9員環ラクタムが得られた。本反応条件を中員環形成に用いた例はなく、新たな知見を得ることができた。次に、quebrachamineを用いて、アミンの酸化的環化反応条件の確立を目指した。本鍵反応の課題として、アミンの酸化の位置選択性、および無保護のインドール環との化学選択性などが挙げられる。

様々な検討の結果、光触媒と嵩低い酸化剤を用いた酸化反応が有効であることを見出し、5環性化合物を得た。以上より、鍵反応が進行することがわかったので、deoxoapodineの全合成を目指すこととした。市販品から5工程の変換で得られるアルコールに、NBSを用いたブロモエーテル化反応を適用し、テトラヒドロフラン環を構築した。本反応は、溶媒の選択が重要で、極性溶媒であるニトロエタンを用いると再現性よく成績体を得ることができた。続いて、得られたブロモエーテルにKeckラジカル的アリル化条件を適用することで、第四級炭素中心を構築した。縮環部の構造は、アリル基のメチレン水素と縮環部のメチン水素とのNOE相関により、cis配置であると決定した。その後の数工程の変換により、インドールユニットと連結した。続いて、Appel反応を用いてブロモアルカンとし、確立した反応条件に付すことで、9員環ラクタムを得ることに成功した。今後は、酸化的環化反応により、アスピドスペルマ骨格を構築し、deoxoapodineの全合成を達成する予定である。今年度は、二量体型インドールアルカロイドvoacandimine Aとその単量体であるdeoxoapodineの合成研究を行った。Deoxoapodineの合成を行う上で、合成終盤における酸化的環化反応を鍵工程とする新規アスピドスペルマ骨格構築法の確立を目指した。まず、モデル化合物を用いて、9員環構築とアミンの酸化的環化反応を検討した。9員環構築は困難を極めたが、インドールの2位選択的なC-Hアルキル化反応を中員環構築に適用し、目的物を得ることに成功した。本手法を中員環構築に応用した報告例は未だなく、新たな知見を得ることができた。さらに、アミンの酸化的環化反応に関しては、光触媒と嵩低い酸化剤であるブロモトリクロロメタンあるいは酸素との組み合わせが有効なことを見出した。次に、確立した9員環構築法をテトラヒドロフラン環を有する基質に適用し、9員環ラクタムの合成に成功した。今年度は、voacandimine Aの単量体ユニットであるdeoxoapodineの不斉全合成を達成した。アミンの酸化を経た渡環反応によるアスピドスペルマ骨格の構築法は古くから知られているが、有機化学が発展した現代においても大きな進展はみられていない。今回、酸素雰囲気下、鉄フタロシアニンオクタカルボン酸を用いる独自に開発したアミンの酸化反応を9員環アミンに適用することで、位置および化学選択的なアミンの酸化反応が進行し、6環性アスピドスペルマ骨格の構築に成功した。その後の変換によりdeoxoapodineの全合成を達成した。このように、今回確立した酸化反応は、歴史あるアスピドスペルマ化合物の合成に強力な合成手法を提供するものである。これにより、本合成の総工程数は、既存の合成の半分以下の10工程まで短縮され、効率性の高い合成経路となっている。また、不斉合成に向けて不斉ブロモ環化反応の検討も行なった。その結果、キラルアニオン相間移動性触媒による不斉反応が有効なことを見出し、望みのブロモ環化体を71%、84% eeで得ることに成功した。
糖鎖結合ペプチドによる糖脂質の集合/分散状態の識別手法の開発

動物細胞形質膜における、複合糖質を含むドメインのナノスケールでの挙動を解析した。マイクロドメインへの原子間力顕微鏡(AFM)による直接観察:Hl7年度に確立した手法をもとに、脂質組成とドメイン形成の相関について検討した。脂質としてはスフィンゴミエリンとコレステロールがラフトの最小構成成分であることが既に知られているため、この検証を行った。この他にマトリックス成分として、不飽和リン脂質を混合した脂質膜を作成し、二分子膜でのAFM観察を行った。膜の面積比と混合比率の割合から、スフィンゴミエリンとコレステロールが豊富なラフト様ドメインが形成された。このドメインは不飽和リン脂質よりも高い膜を形成し、より「固い」膜であり、これまでの知見を支持する結果となった。次にスフィンゴ糖脂質を混合すると、このスフィンゴミエリン/コレステロール膜内でより高いドメインとして自己集合することがわかった。このドメインは65nm平均の直径であり、その濃度に依存せず、一定の大きさのドメインを形成した。この結果は新しい知見であり、新しい膜ドメインモデルとして提唱できることが明らかとなった。糖鎖認識ペプチドの分子進化:昨年作製したファージ変異ライブラリーを用い、脂質膜面における糖鎖クラスター(集合体)を認識するペプチドを分子進化させる実験を行った。ガングリオシドGM3単分子膜をLangmuirトラフで調製し、ファージライブラリーと相互作用させた。溶出条件を検討し、数回の親和性選択操作を行った。新たに同定された数種類のペプチド配列を得ることができたが、結合活性そのものは向上せず、その活性自体はこの長さのペプチドでは限界である可能性が示唆された。しかし他の糖鎖への結合性を評価したところ、GM3糖鎖への結合選択性があることが明らかになった。変異および選択操作によって。結合選択性における分子進化に成功した。本研究は動物細胞形質膜における、複合糖質を含むマイクロドメインのナノスケールでの挙動を解析する手法を開発している。1.マイクロドメインへの原子間力顕微鏡(AFM)による直接観察まずペプチドおよびレクチンなどの糖脂質ドメインへの結合をAFM観察する技術を確立した。Langmuirトラフを用いて脂質成分を気-水界面単分子膜を作成し、マイカ基板に固定化すると、一層目は脂質膜の親水部をマイカ側に、二層目は疎水部を一層目の疎水側にして二分子膜を調製することができた。このような作業を行うことで、脂質組成が確かで液中観察が可能となった。この状態でAFMによって表面トポロジーを画像化し、得られた画像は解析ソフトを用いて高さ情報をヒストグラム化した。するとトポロジーを半定量的ながら、ドメインの大きさ/分布が数値化できることがわかった。この膜面とペプチドなどと相互作用させると、分子の結合を観察することができた。ドメインへの分子の結合の直接的な証拠を得ることができた。2.糖鎖認識ペプチドの分子進化の準備ドメイン認識させるペプチドの糖鎖認識を向上させるため、これまでに得られた糖鎖クラスター認識ペプチドを分子進化させる準備を行った。元のアミノ酸配列を原型に、ランダム変異を行ったライブラリーを作成した。原型のDNA配列にerror-proneによる変異を導入し、変異の入ったDNAをファージミドに挿入、宿主菌に遺伝子導入してファージ変異ライブラリーを作製することができた。3.学会発表本研究についての成果を国内学会で2件発表し、うち1件でポスター賞を受賞した。国際学会は1件、関連研究2件で計3件発表した。
乳幼児期における行動制御の発達プロセスおよびメカニズムの解明

本年度は、研究(1)他者の行動や心的状態が乳児の行動制御およびその発達にいかなる影響を与えるのか、と研究(2)乳児期における行動制御の能力と、就学前の時期の行動制御の能力との関連の検討、を並行して行った。以下に、それぞれの実施状況について記載する。研究(1)では、特に、乳児における社会的場面での行動制御の発達的変化の検討を行った。乳児の行動制御に他者が影響を与えるか、また、その影響は他者に限ったものなのか、それとも、他者以外の存在も影響を与えうるのかを検証した。本実験には、他者条件、マジックハンド条件、統制条件の3つの条件があった。他者条件では、乳児は箱Aに玩具が隠され、成人の実験者が箱Aから玩具を取り出す様子を観察した。マジックハンド条件では、乳児は、成人の実験者の代わりに、マジックハンドが箱Aから玩具を取り出す様子を観察した。統制条件では、乳児は何も観察しなかった。その後、全ての条件の乳児は、箱Bに玩具が隠される様子を観察した際に、箱Aと箱Bのいずれを探索するかを検討した。その結果、他者条件の乳児は箱Aを探索しやすかったが、マジックハンド条件と統制条件の乳児は箱Bを探索する傾向にあった。この結果は、乳児の行動制御が他者に強い影響を受けることを示唆している。研究(2)では、幼児の行動制御能力を検討した。行動実験に加えて、幼児の脳活動が指標として使用できるかどうかを検討した。近赤外分光法を用いて、幼児が行動制御能力を測定する課題に取り組んでいる際の脳活動を調べた。その結果、幼児の前頭前野の活動と行動制御能力を測定する課題の成績との間に相関があることが示された。この結果は、幼児の脳活動も指標として用いられる可能性を示している。
構造方程式モデリングを用いて統合失調症末梢血の研究成果を統合し、病態解明に繋げる

これまでに統合失調症患者46人(男性27人、女性19人、平均年齢54.9±11.4、喫煙18人、平均罹病期間29.2±12.8年,平均教育年数11.8±2.1年,クロルプロマジン換算抗精神病薬服用量814.7±634.0mg, PANSS得点74.3±16.9[陽性尺度14.5±5.1陰性尺度23.8±5.7]、BACS-J得点48.7±48.7)の血漿中Glu, Gln, L-Ser, D-Ser, Glyを因子としたパス図を作成し、構造方程式モデリング法で解析を行ったところ、たところBACS-Jは年齢(p<0.01)及びGln濃度(p=0.37)と関連がみられた。PANSS得点とアミノ酸に関係はなく、陽性尺度および陰性尺度は共にGly濃度と有意な関係が認められた(各々p=0.12、p<0.01)。モデルのCFIはすべて0.92と妥当であった(CFI: comparative fitindex:通常0.9以上が求められる)。今回の結果は、Glyと臨床症状、Glnと認知機能に何らかの本質的な関係があることを示しているのかもしれない。しかし今回検討されていない物質もあるなど、検討が必要な点が残されている。なお統計解析はSPSS Amos ver. 22.0を使用した。更に現在のところ85名でセリン合成酵素(PHGDH, PSPH, PSAT1)の遺伝子配列をリシークエンスしたところ、それぞれに変位を認め、特にPHGDHでは希な変位を伴ってL-セリン濃度が健常人の2SDを超えて上昇している被験者一名と健常人の1SDを超えて低下している被験者一名を見出した。各々の被験者の臨床症状の評価は終了しており、今後これら遺伝子変異の機能を培養細胞などを用いて確認する予定としている。平成30年度までに収集できた検体は統合失調症患者150名、健常被験者150名を超えている。患者に対してはPositive and Negative Syndrome Scale: PANSSにて臨床症状を、Brief Assessment of Cognition in Schizophrenia: BACSにて認知機能が測定できている。予定をしていた各種物質の血中濃度測定に関しては、High performance liquid chromatography (HPLC)やElectro-chemiluminescence immunoassay (ECLIA)法を用いており、すでに手技が確立している。一部対象者についてはすでに血中濃度測定が終了しており現在も継続中である(測定をしている物質:グルタミン酸、グルタミン、L-セリン、D-セリン、グリシン、メチオニン、ホモシステイン、アラニン、バリン、ロイシン、イソロイシン、スレオニン、アスパラギン酸、アスパラギン、アルギニン、プロリン、ヒスチジン、ビタミンB12、葉酸、スフィンゴ脂質)。尚一部結果を用いてすでに測定された物質間の関係性をAmos ver.22.0を用いて構造方程式モデリング法(SEM)にて解析し(内服内容、年齢、性別、罹病期間、喫煙習慣を外生因子として加えることで補正)、一定の結果を得ている。さらには予定通り平成30年度には一部遺伝子のリシークエンスやmRNA発現量測定を始めており、すでに興味深い遺伝子変異を2つ見出している。今後遺伝子変異の機能を解析する予定としており、全体として予定通りに研究が進んでいるといえる。現在得られている結果から更に例数を増加して構造方程式モデリング法(SEM)によって健常者で有意な関係があって統合失調症では有意な関係が無い反応経路の検討を行う。問題があると思われる経路を見いだせば、その経路に関連する酵素やその酵素の発現・機能調節に関連するタンパクや補酵素などをデータベースなどで特定し、それらの遺伝情報(DNA配列やメチル化パターンなど)などを解析する。具体的には下記手法を予定しておりすでに一部は結果を得ている。●遺伝子情報の収集のための実験:・遺伝子配列に関してはコーディング部分やプロモーター部位に関連する部分はリシークエンスを行う遺伝子配列を対象者ごとに決定する。リシークエンスには確実性や効率性を求めて、次世代シークエンサーであるサーモフィッシャーサイエンス社のIon PGE及びIon Protonを使用する。・mRNA発現量は定量的PCR法を用delta-deltaCt法を用いる。プローブはApplied Biosystems社の既製品を用る。・メチレーションパターンの決定はパイロシークエンス法を用いる。●実験結果の解析:数学的解析で得られた結果を説明するような遺伝子配列やDNAメチル化の状態などを求めると共にmRNA発現量に関しても独立に健常者と評価することで状況を総合的に観察する。評価の際には患者群全体のみならず各個人や小集団で特定の問題点がないかも検討する。こうして得られた情報は統合失調症の病態につながる情報と考えられ、下記の展望に繋げてゆく。臨床症状との関連に関しても検討を行い、これまでの報告されている生物学的な指標と臨床症状との関連を俯瞰的に評価する、こうして得られた情報も最終的には下記のような発展過程へと還元し、疾患克服へつなげてゆく。現在までに得られている知見を考察を含め次に示す:統合失調症患者46人(男性27人、女性19人、平均年齢54.9±11.4、喫煙18人、平均罹病期間

29.2±12.8年,平均教育年数11.8±2.1年,クロルプロマジン換算抗精神病薬服用量814.7±634.0mg, PANSS得点74.3±16.9[陽性尺度14.5±5.1陰性尺度23.8±5.7]、BACS-J得点48.7±48.7)。各対象者から昼食前に採血をし、分離された血漿を対象にHPLCにて以下のアミノ酸(Glu, Gln, L-Ser, D-Ser, Gly, His, Asn, Asp, Arg, Thr, Ala, Pro, Met, Val, Leu, Ile)を測定した。また、PANSS・BACS-Jを測定した。統計解析はSPSS Amos ver. 22.0を使用した。解析の結果すべての因子を含むパス図はモデルが不適格であった(CFI: comparative fit index=0.41、通常0.9以上が求められる)。因子をGlu, Gln, L-Ser, D-Ser, Glyのみとしたときにモデルは適切であった。教育年数および罹病期間もモデルには組み込めなかった。BACS-Jは年齢(p<0.01)及びGln濃度(p=0.37)と関連がみられた。PANSS得点とアミノ酸に関係はなく、陽性尺度および陰性尺度は共にGly濃度と有意な関係が認められた(各々p=0.12、p<0.01)。モデルのCFIはすべて0.92と妥当であった。今回の結果は、Glyと臨床症状、Glnと認知機能に何らかの本質的な関係があることを示しているのかもしれない。しかし今回検討されていない物質もあるなど、検討が必要な点が残されている。平成29年度は主に検体の収集を行うとともに、各種物質濃度の測定を並行して行う予定としていた。検体の収集は順調に進行して、統合失調症患者100名、健常被験者100名を超えている。患者に対してはPositive and Negative Syndrome Scale: PANSSにて臨床症状を、Brief Assessment of Cognition in Schizophrenia: BACSにて認知機能を測定している。予定をしていた各種物質の血中濃度測定に関しては、High performance liquid chromatography (HPLC)やElectro-chemiluminescence immunoassay (ECLIA)法を用いており、すでに手技が確立している。一部対象者についてはすでに血中濃度測定が終了しており現在も継続中である(測定をしている物質:グルタミン酸、グルタミン、L-セリン、D-セリン、グリシン、メチオニン、ホモシステイン、アラニン、バリン、ロイシン、イソロイシン、スレオニン、アスパラギン酸、アスパラギン、アルギニン、プロリン、ヒスチジン、ビタミンB12、葉酸、スフィンゴ脂質)。尚一部結果を用いてすでに測定された物質間の関係性をAmos ver.22.0を用いて構造方程式モデリング法(SEM)にて解析し(内服内容、年齢、性別、罹病期間、喫煙習慣を外生因子として加えることで補正)、一定の結果を得ている。さらには平成30年度に施行予定としていた一部遺伝子のリシークエンスやmRNA発現量測定をすでに開始しており、結果の一部を第39回日本生物学的精神医学会・第47回日本神経精神薬理学会合同年会にて報告している。
脂質由来の細胞間シグナルを介した茎頂分裂組織の維持機構の解明

これまでに超長鎖脂肪酸の合成阻害が植物組織内部の細胞分裂を亢進させることが明らかになっていたが、この表現型がクチクラワックスの合成阻害に依るものかどうかは明らかでなかったので、平成22年度は超長鎖脂肪酸合成の阻害剤であるカフェンストロールで野生型シロイヌナズナを処理した際のクチクラ形成について電子顕微鏡を用いて観察した。その結果、低濃度のカフェンストロール処理ではクチクラ層の形成異常が見られないにも関わらず、組織内側の細胞分裂は亢進することが明らかになった。そこで、この細胞分裂の亢進が維管束におけるサイトカイニン合成に由来するかどうかを明らかにするために、ATHB8プロモーターによりサイトカイニンオキシダーゼ(CKX)遺伝子を発現させ、維管束特異的に活性型サイトカイニンを分解させる実験を行った。その結果、この形質転換体ではカフェンストロール処理しても細胞分裂の亢進は起きないことが示された。一方、表皮特異的なプロモーターでCKX遺伝子を発現させると、細胞分裂の亢進が野生型植物と同様に見られた。以上の結果から、表皮で合成される超長鎖脂肪酸が維管束でのサイトカイニン合成を抑制し、それにより組織内側での細胞分裂を抑制していることが示された。この結果は、表皮から植物体の軸である維管束に向けて何らかの未知のシグナルが流れ、これがサイトカイニン合成を抑制し細胞増殖活性を一定レベルで抑えていることを示唆するものであり、器官サイズを制御する新奇な制御機構と言える。これまで超長鎖脂肪酸合成酵素をコードするPAS2遺伝子に注目して、主にそのシロイヌナズナ変異体を利用して細胞増殖と超長鎖脂肪酸との関連性を解析してきた。平成21年度は新たに超長鎖脂肪酸合成の阻害剤であるカフェンストロールを利用することにより、past変異体で見られた表現型を再現できることを明らかにした。つまりカフェンストロール投与により、組織内層において細胞増殖が活性化すること、またA型レスポンスレギュレーターであるARR6遺伝子の発現が上昇することを見出した。これらの結果からサイトカイニンが関与していることが考えられたため、pas2変異体およびカフェンストロール処理した野生型植物体で植物ホルモンの定量を行ったところ、サイトカイニン量が顕著に増大していることが明らかとなった。また、ブラシノライドやジベレリンの量的変化も観察された。サイトカイニンが最も顕著な変動を示したため、サイトカイニン合成酵素であるIPT3遺伝子の発現をGUSレポーター遺伝子を用いて解析した結果、この遺伝子発現も有為に増加していることが示された。以上の結果より、超長鎖脂肪酸由来の何らかのシグナルが下流でサイトカイニン合成を制御し、細胞増殖を抑制していることが強く示唆された。今後は、これらの結果を踏まえて、内生のサイトカイニン量を減少させた際にpas2変異体の表現型は抑圧されるかどうか調べる予定である。
持続可能な開発に向けた国際都市の空間構造の動的比較・評価分析手法の構築

本研究では、象徴的である国際的な沿岸都市を対象とし、都市内レベルの様々な要因や特性において共通する空間構造と時間的誘因を同定することを目的とする。ケーススタディを通した都市の内部構造の同定により、都市機能の統合、交通パターン、社会経済的発展などに関係する空間的不均衡を見出し、そして理解することが可能になる。分析においては、特に、都市の発展に影響を及ぼした機会だけではなく、その潜在的リスクの評価も行うことが特徴である。空間構造の同定により、空間的差異を引き起こす主因の役割を明確化することができ、その結果、持続可能な都市開発への提言に寄与することが期待される。本研究では、都市間の比較分析を通して、構造の不変的な特徴や空間依存の特徴を抽出する。今年度は、社会人口構成に関するケーススタディを行い、クラスタリングに基づく分析手法を開発した。これまで分析を行ってきた大阪およびマルセイユのフィールド調査により、分析結果のさらなる検証を行い、都市化パターンやその動態への知見を得ることができた。これまでに開発した都市の基礎構造やネットワーク中心性の分析に加え、社会人口構成に関するケーススタディを行い、クラスタリングに基づく分析手法を統合した。フィールドとして、特に大阪およびマルセイユに焦点を絞り、分析結果のさらなる検証を行うと同時に、現地での知見に対する意見交換をニース大学の研究グループと行い、構築したモデルの修正を行った。それらの比較分析結果に基づき、ヨーロッパでの実務への還元策を模索するための検討も行った。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。本研究では、世界の3都市を比較分析し、構造の不変的な特徴や空間依存の特徴を抽出する。初年度は、まず、各種データベースおよび文献調査により、データの利用可能性の整理を行った。データ整理結果、および対象3都市(大阪、リオデジャネイロ、バルセロナ)の行政レベルより、最も適した分析の空間スケールを決定した。その空間スケールに基づき、収集データの空間的・時間的整理に資するとともに、空間分析の基礎となる55,000ポリゴンを作成した。ここで作成したポリゴンによる隣接性の分析、および国勢調査などのデータベースから、各地域での都市部の定義を検討した。また、今後の現地調査の関係から、各都市に対して、協力研究機関とのパートナーシップを築いた。加えて、さらなるデータ収集のために、都市の空間関係を記述するコンセプトモデルを試作した。モデルにおいては、都市内レベルの特徴量として、3カテゴリー(人口構成、位置関係、都市化・交通レベル)を設定した。人口構成については、対象都市の国勢調査に基づき、データ作成を進めているところである。研究計画通りに、分析の前提となるデータの整理を行うことができた。さらに、データ整理・分析の基礎となる、膨大な空間ポリゴンの作成も行った。次年度以降の計画推進の準備として、コンセプトモデルのパイロットスタディや関係機関との連携も築いている。以上より、当初の計画通り、順調に進展していると判断できる。今年度は、特に、大阪とマルセイユに着目した。空間情報科学研究センター(日本)およびニース大学(フランス)との共同研究により、比較分析のためのデータベースが利用可能になった。理論的なコンセプトモデルに基づき、分析データの選別を行い、都市の基礎構造・ネットワーク中心性・社会的人口構成の3カテゴリーへの分類を行った。分類のための都市の基礎構造の自動特定手法を開発するとともに、その分析アルゴリズムを構築した。これらの成果は2編の国際会議において公表している。ネットワーク中心性に関しては、延伸性や直線性等の指標を用いた分析アルゴリズムを開発した。特に大阪におけるデータは膨大なため、まずは、対象範囲を限定し、提案手法の有効性を確認した。また、提案手法を適用し、2都市間の比較分析を行った。ここでは、均一性を評価するためのクラスタリング手法の開発も行った。研究計画通りに、理論的なコンセプトモデルの設定を行い、それに基づき、都市の基礎構造分類・特性分析手法、およびネットワーク中心性分析手法の開発を行うことができた。データの利用可能性や精度の面から、比較対象を一部変更して分析を行ったが、コンセプトモデルから各種分析手法の検証も行うことができた。

また、研究期間中に築いてきた関係機関との連携も有効に機能し、分析のためのデータベースとの利用可能性も高まった。以上より、当初の計画通り、順調に進展していると判断できる。本研究では、象徴的である国際的な沿岸都市を対象とし、都市内レベルの様々な要因や特性において共通する空間構造と時間的誘因を同定することを目的とする。ケーススタディを通した都市の内部構造の同定により、都市機能の統合、交通パターン、社会経済的発展などに関係する空間的不均衡を見出し、そして理解することが可能になる。分析においては、特に、都市の発展に影響を及ぼした機会だけではなく、その潜在的リスクの評価も行うことが特徴である。空間構造の同定により、空間的差異を引き起こす主因の役割を明確化することができ、その結果、持続可能な都市開発への提言に寄与することが期待される。本研究では、都市間の比較分析を通して、構造の不変的な特徴や空間依存の特徴を抽出する。今年度は、社会人口構成に関するケーススタディを行い、クラスタリングに基づく分析手法を開発した。これまで分析を行ってきた大阪およびマルセイユのフィールド調査により、分析結果のさらなる検証を行い、都市化パターンやその動態への知見を得ることができた。これまでに開発した都市の基礎構造やネットワーク中心性の分析に加え、社会人口構成に関するケーススタディを行い、クラスタリングに基づく分析手法を統合した。フィールドとして、特に大阪およびマルセイユに焦点を絞り、分析結果のさらなる検証を行うと同時に、現地での知見に対する意見交換をニース大学の研究グループと行い、構築したモデルの修正を行った。それらの比較分析結果に基づき、ヨーロッパでの実務への還元策を模索するための検討も行った。収集データは膨大になるため、整理・分析するためのデータ処理(データコーディング)を行う。データコーディングについては、RやPythonのプログラミング言語を使用可能なエンジニアにより集中的・効率的に進める予定である。これにより、3つの対象都市に対する統合データベースが作成可能になる。さらに、空間統計解析の専門家とも議論し、作成したデータベースと分析モデルの整合性を担保する。ここでは、分析手法の方針の決定も含むものとする。さらに、フィールドワークを通してモデルの検証を行う。既に都市の基礎構造やネットワーク中心性の分析は、その有効性も確認でき、一定の成果をおさめている。これらの成果は、論文としても公表している。今後は、それらの成果に加え、社会人口構成に関するケーススタディを行い、クラスタリングに基づく分析手法を開発する。さらに、これまでに開発した手法と次年度の手法の全手法を統合する予定である。そして、これまで分析を行ってきた大阪およびマルセイユのフィールド調査により、分析結果のさらなる検証を行う予定である。