hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
感覚障害に対する言語情報伝達の補助手段

本総合研究では、感覚障害に対する言語情報伝達の補助手段の研究の全領域を包含するように、次のような8項目の役割分担を設定した。A.視覚障害に対する文字情報伝達:1.視覚補償のための文字情報処理、2.文字情報の触覚・聴覚表示、3.点字情報処理、4.音声入出力による視覚の代行。B.聴覚障害に対する音声情報伝達:5.聴覚補償のための音声情報処理、6.音声情報の視覚・触覚表示、7.手話情報処理、8.文字入出力による聴覚の代行。そしてこれらの役割分担の各項目についての研究の現状を、各研究分担者が詳細に調査して分析したうえで、第1年度(昭和63年度)から第3年度(平成2年度)までの各年度毎に、この組織の工学の研究者を中心に、研究を進めるうえで協力を得ることが必要になる教育学・心理学・医学などの諸分野の研究者も加えて、関連の学会・研究会とも連携して、研究打合せのための会合を開いた。そして、各研究分担者がそれまでの調査と分析の結果を提供し、それにもとずいて、我が国でのこの領域の研究活動を効率良く組織化するための将来計画について討議した。これらの結果は、「言語情報伝達のための感覚補助の研究の動向の分析と将来の展望」と題する報告書の形成で、国内・国外での従来からの関連する研究の文献デ-タベ-スと併せて刊行する予定である。本年度(第1年度)は、研究分担者および障害児教育の分野からの研究協力者が協同して、感覚障害に対する言語情報伝達の補助手段についての研究状況の調査を行った。調査にあたっては、視覚・聴覚障害に対する文字・音声情報伝達の補助手段の開発のための研究の全体を包含するように、次のような分担項目を設定した。A.視覚障害に対する文字情報伝達:残存視覚のための文字情報処理、文字情報の触覚表示、文字情報の聴覚表示、点字情報処理、文字の触読訓練、音声入出力による視覚の代行。B.聴覚障害に対する音声情報伝達:残存聴覚のための音声情報処理、聴能訓練、音声情報の視覚表示、音声情報の触覚表示、発話訓練、読話訓練、手話情報処理、文字入出力による聴覚の代行、言語訓練。そして、それぞれの分担項目について、国内、国外の関連する学会・研究会の文献情報のデータベースを作成したうえで、研究動行の分析と将来の展望のための討議資料を作成した。そして、1989年3月18日に東京で研究打ち合わせのための会合を開いて、この分野における研究の問題点を整理し、今後のこの研究課題の発展の方向を検討した。なお、これらの文献表と討論資料は、全国の関係者に配布した。本研究では、感覚障害に対する言語情報伝達の補助手段に関連した研究を現在個々に続けている全国の主要な研究者が、その研究成果を相互に提供して、研究状況の調査、研究の組織化の検討、シンポジウムの開催などを通して、この分野の研究の有効な進展を計ることを目的としている。これによって、この分野での研究の遅れの無循環を断ち切ると同時に、感覚障害に関連する医学・心理学・教育学などの領域での将来の研究にも見通しを与えることができると考えられる。平成元年度(第2年度)は、第1年度の研究状況の調査にもとずいて、感覚障害に対する言語情報伝達の補助手段の研究を組織化する可能性について検討を進めた。このために、視覚障害に対する文字情報伝達の役割分担の研究分担者と、聴覚障害に対する音声情報伝達の役割分担の研究分担者が、それぞれに研究打合せのための会合を開き、さらに、合同の研究打合せのための会合を開いて、この分野の研究状況の調査のための文献情報の分析を重ねながら、関連の種々の学会・研究会における今後の長期的な活動方針を提案した。なお、研究状況の調査の資料と研究の組織化の検討の結果は、詳細な研究成果報告書の形式に編集して、関係者に配布して、今後の研究活動の基礎資料として共通に活用できるようにする予定である。本総合研究では、視覚・聴覚障害に対する文字・音声情報伝達の補助手段の開発のための研究の対象の全体を包含するように、次のような合計10項目の役割分担を設定した。A.視覚障害に対する文字情報伝達:(1)視覚補償のための文字情報処理、(2)文字情報の触覚・聴覚表示、(3)点字情報処理、

(4)音声入出力による視覚の代行。B.聴覚障害に対する音声情報伝達:(5)聴覚補償のための音声情報処理、(6)音声情報の視覚・触覚表示、(7)手話情報処理、(8)文字入出力による聴覚の代行。そして、昭和63年度(第1年度)・平成元年度(第2年度)から継続して、これらの役割分担について、研究分担者が協同して、研究状況の調査や研究の組織化の検討を進めてきた。平成2年度(第3年度)は、これらの研究状況の調査や研究の組織化の検討の結果をとりまとめて、感覚障害に対する言語情報伝達の補助手段についてのシンポジウムを、関連の学会・研究会などとも連携して、東京で開催する(平成3年3月下旬)。そして、本総合研究の研究分担者が、それぞれの役割分担についての国内・国外の従来からの研究成果を解説し、また、研究の組織化の検討の結果を報告する。これらに対して、研究組織以外の工学の研究者、および、この分野の研究を進めるうえで協力を得ることが必要になる教育学・心理学・医学などの諸領域の関係者にも、本総合研究の研究目的について広く理解を求め、意見を交換する予定である。また、第1年度末に暫定的な様式ですでに印刷・配布した報告書、感覚障害に対する言語情報伝達の補助手段ー研究の動向の分析と将来の展望ーpp.V1ー1H8ー8,1989.3.18,ー関連文献表〔国内〕ーpp.1ー98,1989.3.18.に、さらに詳細な追加・修正をして、学術出版物として刊行する予定である。
新規ペプチドダイアリシス法を応用した身体運動による生物時計調節メカニズムの解明

本研究では、高分子神経ペプチドを回収可能なペプチドダイアイリシス法を用いて、生物時計中枢である視床下部視交叉上核(SCN)の液性出力因子であるAVPの概日リズムを測定し、in vivo条件下でAVPの機能解析を試みた。雄性野生型マウスを用い、12時間明・12時間暗の明暗周期、恒常暗下で2-4日間飼育し、ダイアリシスサンプルを回収した。プローブがSCN先端に接していた一部のマウスでは、明期前半にAVP濃度が上昇する概日リズムが観察されたが、多くのマウスではプローブの挿入位置に関わらずAVP濃度に明瞭なリズムは検出されなかった。今後、技術面でのさらなる改良が必要と思われる。平成25年度は、マウス視交叉上核を対象としたペプチドダイアリシスシテムを確立し、視交叉上核からアルギニンバゾプレッシン(AVP)や血管作動性腸管ポリペプチド(VIP)といった神経ペプチドのリズムを測定することを目標に以下の実験を行った。1行動リズム測定実験脳定位固定装置を使用し、視交叉上核付近にダイアリスプローブを挿入したマウスの自発行動リズムを24時間の明暗周期環境および恒常暗環境下で測定した。その結果、プローブ挿入下においても明瞭な同調リズムおよびフリーランリズムが観察された。また、恒常暗条件下で主観的暗期前半の光パルスにより行動リズムの位相変化がみられることを確認した。2マウス視交叉上核からのAVP放出リズムの測定視交叉上核付近にダイアリシスプローブを挿入したマウスを用意し、12時館明期、12時間暗期の24時間明暗周期環境下で72時間にわたってダイアイリシスサンプルを回収した。回収したダイアリシスサンプル中のAVP濃度をラジオイムノアッセイ法により定量した。その結果、ダイアイリシスサンプルから主観的明期に高くなる24時間リズムが観察された。しかし、プローブが視交叉上核外に挿入された個体ではAVPの変化は認められず、低いレベルであった。平成25年度の実験から、ペプチドダイアリシスシステムを使用し、視交叉上核の産生する神経ペプチドであるAVPのリズムを測定できる可能性が示唆された。しかし、当初の研究目的であった複数のペプチドリズムを測定するにはダイアリシスサンプルの回収条件、ラジオイムノアッセイの条件等を最適化する必要がある。本研究では、哺乳類の生物時計中枢である視交叉上核内で合成され細胞外へ放出される液性出力因子と行動リズムを高分子ペプチドダイアリシス法を用いて無麻酔・無拘束条件下で同時測定するシステムを立ち上げ、運動の視交叉上核に対する作用機序を個体レベルで明らかにすることを目標とし実験を進めている。平成26年度は、脳ペプチドダイアリシスシステムおよび行動リズム測定システムを導入すると共に、実験条件の最適化を目標に以下の実験を行った。まず、ダイアリシスプローブのペプチド回収率を検証するため、ダイアリシスプローブを定量したペプチド(アルギニンバゾプレッシン:AVP)溶液中に浸し、潅流速度を1μl/min5μl/minまで変化させ、ペプチド回収率を計算した。その際、AVP溶液を室温あるいは恒温槽で37°Cに設定した。その結果、AVPの回収率は14μl/minの間では3034%、5μl/minでは24%(37°C)であった。また、有意な差は認められなかったが室温に比較して37°Cでは回収率は高くなった。そして、回収率が最も高かった2μl/minを本実験での潅流速度に決定した。ダイアリシスサンプルと行動リズムの同時測定が可能かを検討するため、ダイアリシスプローブを視床下部視交叉上核付近に挿入したマウスを用意し、2μl/minでダイアシリスサンプルの回収と同時に行動リズムを赤外線センサーを用いて測定した。その結果、0.15%リンゲルBSA溶液を2μl/minで潅流させた際には行動リズムがみられなかったが、BSA濃度を0.1%に低下させることで行動リズムの測定が可能となった。最適化した実験条件に従い、明暗条件下および恒常暗条件下での視交叉上核液性出力因子と行動リズムを同時に測定する実験を進めている。明暗周期環境および恒常暗条件下での行動リズムとSCNアルギニンバゾプレッシン(AVP)の同時計測に挑戦した。実験には、4ヶ月齢の雄性成獣マウス(C57BL6/JJcl)を使用した。実験開始時にマウスは、イソフルラン麻酔下で脳定位固定装置を用いて、ガイドカニューレを挿入する手術を行い、実験開始まではダミープローブを挿入して飼育した。挿入位置は、ダイアイリシスプローブ先端がガイドカニューレより1mm露出することを考慮し、SCNの1mm上部を目標とした。実験開始時、ダイアリシスプローブを挿入し、人工脳脊髄液(ACSF)を1μl/minの流速で潅流し、フラクションコレクタにより1時間おきにサンプルを回収した。マウスは12時間明期、12時間暗暗の24時間明暗周期下で2-4日間飼育した後、恒常暗に移行しさらに2-4日間飼育した。実験終了後、プローブ挿入位置を確認するため還流固定を行い、後日クリオスタットで50μmごとに冠状断スライスを作成し、CB染色によりプローブ位置を確認した。サンプル中のAVP濃度は、RIA法により定量した。

本研究では、SCN付近にプローブが接していたかに関わらずAVP濃度は安定せず、濃度の急な上昇(低下)がみられ、明瞭な24時間リズムは検出されなかった。この結果について、プローブがSCNに比較して大きいためにSCNの物理的な損傷やACSF還流時のプッシュ側とプル側が常に均一化されていないことがAVPに影響したのかもしれない。そこで、プローブ膜サイズが小さくプッシュのみで回収が可能なマイクロダイアリシス用プローブ(直径0.4mm)に変更し、現在AVPリズムの検出が可能かを検討する実験を進めている。本研究では研究期間全体を通じて、当初の計画に対し研究を十分に進めることができなかったが、今後、測定条件を最適化することによりin vivo条件下での行動、摂食、代謝リズムと脳内に複数存在する神経ペプチドとの関連性を検証していくことが可能になると期待している。本研究では、高分子神経ペプチドを回収可能なペプチドダイアイリシス法を用いて、生物時計中枢である視床下部視交叉上核(SCN)の液性出力因子であるAVPの概日リズムを測定し、in vivo条件下でAVPの機能解析を試みた。雄性野生型マウスを用い、12時間明・12時間暗の明暗周期、恒常暗下で2-4日間飼育し、ダイアリシスサンプルを回収した。プローブがSCN先端に接していた一部のマウスでは、明期前半にAVP濃度が上昇する概日リズムが観察されたが、多くのマウスではプローブの挿入位置に関わらずAVP濃度に明瞭なリズムは検出されなかった。今後、技術面でのさらなる改良が必要と思われる。実験条件の最適化に多くの時間を費やしたため、当初予定していた実験を開始するのが遅れてしまった。また、本システムは1台しかなく、同時に複数の実験を進めることができない。時間生物学実験条件が定まったので、平成27年度は交付申請時の実験計画に従い順次実験を進めていく。実験に使用するペプチドダイアリシスシステムを精査するデモ実験に多くの時間が費やされたため。当初予定していた実験回数に至らなかったため当初の研究計画に従い、行動リズムと神経ペプチドリズムの同時測定系を確立をめざす。課題となった複数の神経ペプチドを同一サンプルから測定できる実験条件を確立するため、ダイアシスの条件を再検討する実験を行う。具体的には、実験に使用するプローブを定量したAVP、VIP溶液にいれてローラーポンプを使用して回収し、AVP、VIPの回収率を検討するin vitro実験を行う。その際、灌流速度をふり現在の1μl/minから段階的、(2μl/min→4μl/min)に増やした際に回収できるペプチド濃度を確認する。ダイアリシス実験関連の消耗品購入に使用する予定である購入予定であったペプチドダイアリシスシステム(1式180万円)の精査に時間をかけたことで、平成25年度中に購入することができなかったため次年度使用額が生じた。購入予定であったペプチドダイアリシスシテムを平成26年度に購入する
Cherished Possessionsの適応機能に関する臨床社会心理学的研究

Cherished possessionsとは、個人にとって重要な所有物を意味し、物質的な自我の一部を構成していると考えられる。本研究は、環境移行事態における個人の適応過程の中で、Cherished possessionsがどのような意味や機能を果たすのかについて、主に質問紙調査法により明らかにした。まず、大学生ならびに小学生を対象として、質問紙法により、Cherished possessionsの意味と機能に関する基礎的研究を行い、その研究成果を日本グループ・ダイナミックス学会、中国四国心理学会にて発表した。本研究によって得られた新たな知見は、Cherished possessionsを「何かを行うための道具、身体によって操作するAction Object(AO)と「熟考の対象として意味を持つもの」としてのContemplationobject(CO)に分けた場合に、性差に注目してみれば、男性は女性に比べてAOが多い。逆にCO占める比率は女性に高い。また発達差でいえば、大学生になるに従いAOの割合は低下するが、COの割合は一定である。とりわけ、小学生の男子にAOの占める割合が高いのが特徴である。またCherished possessionsの意味としては、AOは有用性、COは、思い出の意味カテゴリーと関連していることが明らかになった。更に留学生を対象としたCherished possessionsの適応機能についての研究では、Cherished possessionsの種類としては、本(辞書、雑誌)、衣類、パスポート、カード、金といった、有用性に関係したAOが多いという特徴が見られた。こうした結果から、Cherished possessionsは、留学生が新環境において適応してゆく過程で、現実生活を送るための手段や効用という側面で大きな役割を果たしていることが推察される。今後の課題としては、適応の測度との関係でCherished possessionsの適応機能についての研究が必要である。Cherished Possessionsとは、個人にとって重要な所有物を意味し、拡大自我の一部とも考えられる。本研究は、環境移行事態への適応過程の中で、Cherished Possessionsがどのような意味や機能を果たすのかについて、主に質問紙調査法により明らかにした。大学生ならびに小学生を対象としてCherished Possessionsの意味と機能に関する基礎的研究を行ない、その研究成果は日本グループダイナミックス学会、中国四国心理学会にて発表した。新たに得られた知見は、Cherished Possessionsを「何かを行なうための道具、身体によって操作する」Action Object(AO)と「熟考の対象として意味を持つもの」としてのContemplation Object(CO)に分けた場合に、男性はAOが多く、女性はAOとCOに差が無く、またCherished Possessionsの意味としては、AOは有用性、COは思い出としての意味があることが明らかになった。更に在日留学生を対象とした調査は既に実施済みで、現在データを解析中である。現在のところで得られた知見は、留学生の場合には本、衣類、カード、金といった、有用性に関係したACが多いという特徴が見られる。Cherished Possessionsの適応機能に関する研究は、現在計画中であり、Cherished Possessionsの定義と測定については問題はないが、適応過程をどのように定義し、測定するのかについて若干の問題点がある。本研究は、環境移行事態への適応過程の中でCherished Possessionsがどのような意味や機能を果たすのかについて、主に質問紙調査法により明らかにした。大学生ならびに小学生を対象としてCherished Possessionsの意味と機能に関する基礎的研究を行ない、その研究成果は日本グループダイナミック学会中国四国心理学会にて発表した。新たに得られた知見は、Cherished Possessionsを「何かを行なうための道具、身体によって操作する」

Action Object(AO)と「熟考の対象として意味を持つもの」としてのContemplation Object(CO)に分けた場合に男性はAOが多く、女性にはAOとCOに差が無く、またCherished Possessionsの意味としては、AOは有用性、COは思い出としての意味があることが明らかになった。更に在日留学生を対象とした調査は既に実施済みで、現在のところで得られた知見は留学生の場合には本(辞書、雑誌)、衣類、パスポート、カード、金といった有用性に関係したAOが多いという特徴が見られる。こうした結果からCherished Possessionsの適応機能は主に有用性や道具性の側面に限定されるようである。今後の課題としては、Cherished Possessionsの定義と測定については問題はないが、適応過程をどのように定義し、測定するのかについて若干の問題点がある。
レプリケーション方式の確率モデル適用に関する研究

近年,災害等によるデータ損失へ対応し,レプリケーションと呼ばれるネットワークを介して遠隔地にバックアップデータを保存する手法が運用されている.本研究では,ログファイルとデータベースファイルのハイブリッドで一貫性の取れたデータベースの状態に回復できるハイブリッド転送方式や応答時間の短縮と通信負荷の平滑化ができる中継バッファ方式について,マルコフ再生過程を用いた確率モデルにより解析的に分析し,さらに被災による復旧動作やレプリケーションによるコスト変動を解析的に考察してデータベースのバックアップに関する管理・運営について最適方策を提案してきた.成果は国際会議や国際的な学会論文誌に公表してきた.近年,災害等によるデータ損失へ対応し,レプリケーションと呼ばれるネットワークを介して遠隔地(リモートサイト)にバックアップデータを保存する手法が運用されている.本研究では,さまざまなレプリケーション方式(大和純一ら[2004],菅真樹ら[2005])について,マルコフ再生過程を用いた確率モデル(Osaki[1992])により解析的に分析し,さらに被災による復旧動作やレプリケーションによるさまざまなコスト変動を解析的に考察してデータベースのバックアップに関する管理・運営について最適方策を提案することを目的としている.平成25年度では,メインサイトとリモートサイトの間に配置した中継装置のバッファにデータを格納することにより,応答時間の短縮と通信負荷の平滑化ができる中継バッファ方式について,中継装置のバッファにアクセスするコスト等を考慮した総合的コストを最小にする最適なレプリケーション間隔について議論した.特に先行研究では同期型レプリケーションと中継バッファ方式のレスポンスタイムの比較により,中継バッファ方式の有効性の検証は行われているものの,レプリケーションの実行に伴うコストやデータ更新による中継装置にアクセスするコストの変動を解析的に考察しているものはない.また,データ更新やサーバのダウンは不確定的に発生するため,データ更新やそれに伴うレプリケーションの実行,さらにサーバダウンに伴うシステムのすべての挙動に確率過程を仮定してレプリケーション方式を評価するモデルは重要であり,意義あるものと考え論文としてまとめた.実際にこれらの成果は国際会議や国際的な学会論文誌に認められ,公表してきた.近年,災害等によるデータ損失へ対応し,レプリケーションと呼ばれるネットワークを介して遠隔地にバックアップデータを保存する手法が運用されている.本研究では,ログファイルとデータベースファイルのハイブリッドで一貫性の取れたデータベースの状態に回復できるハイブリッド転送方式や応答時間の短縮と通信負荷の平滑化ができる中継バッファ方式について,マルコフ再生過程を用いた確率モデルにより解析的に分析し,さらに被災による復旧動作やレプリケーションによるコスト変動を解析的に考察してデータベースのバックアップに関する管理・運営について最適方策を提案してきた.成果は国際会議や国際的な学会論文誌に公表してきた.近年,災害等によるデータ損失へ対応し,レプリケーションと呼ばれるネットワークを介して遠隔地(リモートサイト)にバックアップデータを保存する手法が運用されている.本研究では,さまざまなレプリケーション方式(大和純一ら[2004],菅真樹ら[2005])について,マルコフ再生過程を用いた確率モデル(Osaki[1992])により解析的に分析し,さらに被災による復旧動作やレプリケーションによるさまざまなコスト変動を解析的に考察してデータベースのバックアップに関する管理・運営について最適方策を提案することを目的としている.平成24年度では,ログファイルとデータベースファイルのハイブリッドで一貫性の取れたデータベースの状態に回復できるハイブリッド転送方式について,データベースのバックアップすなわちレプリケーションの平均回数やログファイルの平均転送回数を解析的に導出し,これらの挙動に伴う総合コストを最小にする最適なレプリケーション間隔について議論した.さらに,メインサイトとリモートサイトの間に配置した中継装置のバッファにデータを格納することにより,応答時間の短縮と通信負荷の平滑化ができる中継バッファ方式について,中継装置のバッファにアクセスするコスト等を考慮した総合的コストを最小にする最適なレプリケーション間隔について議論した.このような議論について,先行研究では被災により失われるクライアントの更新データの損失コストやレプリケーションを実行することによるコストの変動を解析的に考察しているものはなく,被災によるサーバのダウンは不確定的に発生するため,サーバのダウンに伴うシステムの挙動に確率過程を仮定してレプリケーション方式を評価するモデルは重要であり,意義あるものと考え論文としてまとめた.実際にこれらの成果は国際会議や国際的な学会論文誌に認められ,公表してきた.本研究では,ネットワークを介してリモートサイトにバックアップデータを保存する手法であるレプリケーションについて,有効とされているハイブリッド転送方式や中継バッファ方式に着目した.特にこれらの方式を適用したサーバシステムをマルコフ再生過程(Osaki[1992].)を用いて確率モデルを構築し,サーバダウンの発生やレプリケーションの時期などに関わる相互関連性を解析的に考察した.平成24年度はこれらのモデルの設定方法や解析方法について検証することを主眼として,信頼性解析の研究者らが集まる研究会などで発表を行い,議論を行った.その結果データベースの管理運営における基本モデルとして国際学会や国際的な論文誌に公表することができた.しかし,実際のデータベースシステムの管理運営における現実に近い値での数値計算を行うまでには至らなかった.さまざまな用途でデータベースの管理運営がされている中,クライアントのデータ更新要求の発生分布やそれに伴い発生するジャーナリングファイルの転送分布を調査することは困難であるが,これらの傾向を調べてモデルに反映することは可能ではないかと考えている.しかし,このモデルの汎用性に重点を置いて考え,現在提案している基本モデルをいかに現実に近いモデルに拡張するかに主眼を置いた方が研究として意義あるものではないかと考えている.平成24年度に構築した基本モデルの改良、修正点を洗い出し,理論モデルの再構築を行う.さらに様々なレプリケーション方式を適用した理論モデルの提案し,これらのモデルの比較検討を軸に研究を進める.さらに実務面からの意見を取り入れ

現実に近いモデルへ近づけるため,サーバ関連など金融機関などでデータベース構築を経験した研究者らが集まる国内外の研究会(学会の全国大会など)や国際会議で発表を行い,モデルの設定方法や解析方法について知見を広めて,検証する.さらにクライアントのデータ更新要求の発生分布やそれに伴い発生するジャーナリングファイルの転送分布等のパラメータ特性が適切であるかを検討するため,最尤推定法(R.A.Fisher[1935])により最尤推定値を用いたり,適用している分布関数が適切かどうかを検討し,ワイブル分布やガンマ分布等など,より現実に近い分布関数を適用して確率モデルを再構築する等,代替案も想定する.パラメータを動かしたときのサーバシステム全体の挙動を理解するために、再度解析結果を用いてプログラミングを行い、数値計算を行ってパラメータ特性の相互関連性の調査を行う.該当なし
慢性閉塞性肺疾患に併存するやせ、糖脂質代謝異常、動脈硬化症への新規治療法の開発

本研究は、COPD患者の予後規定因子である体重減少とCOPD併存症に対する新しい治療法の開発を、皮下脂肪の役割に着眼し行った。まずCOPDモデルマウスを用いて、COPDにおける皮下脂肪減少に脂肪組織の血管新生の低下が関与することを同定した。次に、高脂肪食下のCOPDモデルマウスにおいて、皮下脂肪量減少とともに内臓脂肪蓄積及び糖代謝異常といった併存症を認め、血管新生刺激剤による皮下脂肪量増加→皮下脂肪のエネルギー貯蔵能力増加を介して、これらの併存症が改善することを同定した。本研究は、COPD患者の体重減少とCOPD併存症に対する血管新生刺激剤による新規治療法の可能性を提示した。6ヶ月タバコ煙曝露によるCOPDモデルマウスは皮下脂肪量が減少する。機序として、タバコ煙曝露→皮下脂肪組織内マクロファージ浸潤→皮下脂肪組織内MMP-12活性亢進→皮下脂肪組織内エンドスタチン増加→皮下脂肪組織内VEGF減少→皮下脂肪組織内血管量減少→皮下脂肪量減少、を同定しAmerican journal of respiratory cell and molecular biologyに投稿中である。エラスターゼ気道内注入によるCOPDモデルマウスも皮下脂肪量が減少する。機序として、皮下脂肪組織内MMP-12活性亢進→皮下脂肪組織内エンドスタチン増加→皮下脂肪組織内VEGF減少→皮下脂肪組織内血管量減少→皮下脂肪量減少、を同定しProstaglandins & other lipid mediatorsに投稿中である。COPDにおける血管内皮障害の一因として、過剰な酸化ストレスによる血管内皮細胞のDNA障害が考えられる。6ヶ月タバコ煙曝露によるCOPDモデルマウスの皮下脂肪組織内において、DNA障害の指標であるγH2AXの発現が血管内皮細胞で亢進するか免疫組織学的に現在検討中である。臨床応用への発展のため、HumanでのCOPDの皮下、内臓脂肪組織の検討を目的とし、当院におけるCOPD及び非COPD患者に合併する肺癌手術時に得られる皮下及び内臓脂肪を用いた検討を予定する。これに対する当院倫理委員会の承認を得た。血管内皮障害以外のCOPDにおける内臓脂肪増加の機序として高CO2血症が関わる仮説を考える。in vitroにおいてヒト由来内臓脂肪細胞を高CO2環境で培養すると内臓脂肪細胞の過形成、肥大を認めた。この作用は付随するpH変動によるものではなく、高CO2血症が内臓脂肪量の増加に関与すると考えられ、その機序の検討及び再現実験を行っている。目的1:血管内皮障害によるCOPDにおける皮下脂肪減少の機序の解明目的2:皮下脂肪減少がCOPDの全身併存症の原因となる仮説の証明エラスターゼ気道内注入によるCOPDマウスにおいて、皮下脂肪量減少とともに、内臓脂肪組織の脂肪細胞のサイズ増加や内臓/皮下脂肪量比の上昇などの異所性脂肪の蓄積、及びインシュリン感受性低下に伴う糖代謝異常を認めた。機序として、血管新生低下に伴う脂肪量減少による皮下脂肪組織のエネルギー貯蔵能力低下を考え、血管新生刺激剤であるEP2受容体作動薬の全身投与が異所性脂肪蓄積及びインシュリン感受性低下を改善することを同定した。今後のHumanにおける検討を目的とし、当院倫理委員会の承認のもとCOPD症例10例、非COPD症例10例の皮下及び内臓脂肪組織の集積を完了した。in vitroにて、ヒト由来内臓脂肪細胞を高CO2環境下で培養し内臓脂肪細胞の過形成を認めた。機序として、高CO2血症→soluble adenyl cyclaseの活性化→cAMPの上昇→adipogensis亢進を考えた。やせを認めないCOPD患者の内臓脂肪量増加の機序として高CO2血症の関与が示唆される。目的2:皮下脂肪減少がCOPDの全身併存症の原因となる仮説の証明:エラスターゼ気道内注入によるCOPDマウスにおいて、皮下脂肪量減少とともに、内臓脂肪組織の脂肪細胞のサイズ増加や内臓/皮下脂肪量比の上昇などの異所性脂肪の蓄積、及びインシュリン感受性低下に伴う糖代謝異常を認めた。機序として、血管新生低下に伴う脂肪量減少による皮下脂肪組織のエネルギー貯蔵能力低下を考え、血管新生刺激剤であるEP2受容体作動薬の全身投与が異所性脂肪蓄積及びインシュリン感受性低下を改善することを同定し、論文投稿準備をほぼ完了した。目的1、2のHumanにおける証明を目的とし、当院倫理委員会の承認のもとCOPD症例10例、非COPD症例10例の皮下及び内臓脂肪組織の集積を完了し、皮下及び内臓脂肪組織の組織切片に対し免疫染色学的検討を行っている。目的1:血管内皮障害によるCOPDにおける皮下脂肪減少の機序の解明

タバコ煙曝露とエラスターゼ気道内注入による異なる2つのCOPDモデルマウスを用い、COPDにおける皮下脂肪量減少の機序に血管新生低下が関与する論文報告を行なった。これにより、COPDの全身併存症である皮下脂肪量減少を、血管内皮障害説によって説明する仮説をin vivoにおいて強固にした。in vivoの結果を臨床応用へ発展すべく、当院倫理委員会の承認の下にCOPD症例10例、非COPD症例10例の皮下及び内臓脂肪組織の集積を完了した。目的1への達成度は順調に進展している。目的2:皮下脂肪減少がCOPDの全身併存症の原因となる仮説の証明エラスターゼ気道内注入によるCOPDマウスにて、皮下脂肪量減少とともに異所性脂肪の蓄積及び糖代謝異常を認め、血管新生刺激剤であるEP2受容体作動薬の全身投与にて改善することを同定した。以上より、血管内皮障害による皮下脂肪減少がCOPDの全身併存症の原因となる仮説を強固にし、血管新生刺激剤の全身投与がCOPD併存症の治療薬になる可能性を呈示した。動脈硬化性病変の検討に関しては、エラスターゼ気道内注入し高脂肪食投与したアポEノックアウトマウスにても動脈硬化性病変作成は難しく、報告された他論文(Khedoe PP, et al. PLoS One 8(11):e80196, 2013)と同様であった。内臓脂肪細胞を用いたin vitroの検討により、内臓脂肪増加の機序として高CO2血症が関与する結果を得た。これは、やせをしめさないCOPD患者の内臓脂肪蓄積の機序の一つと考えられ、COPD併存症を脂肪組織の観点から説明し(本研究の独創性)、COPDの併存症治療に結びつける(本研究の方向性)に沿う結果であり、達成度は概ね順調に進展している。目的1:血管内皮障害によるCOPDにおける皮下脂肪減少の機序の解明2報の論文にて報告したin vivoにおける理論をhumanにおいて立証していく。すなわち、当院倫理委員会の承認の下に集積を完了したCOPD症例10例、非COPD症例10例の皮下脂肪組織において、血管床の減少がCOPDにおいて有意に認められるか免疫組織学的手法を用いて検討する。同時に内臓脂肪サイズなど異所性脂肪蓄積について検討する。皮下脂肪組織の血管床減少の機序として、in vivoにおいて同定した理論(MMP-12活性亢進→エンドスタチン増加→VEGF減少→血管量減少→脂肪量減少)がhumanにて説明出来るか免疫組織学的手法を用いて検討する。また、血管内皮障害の原因としてDNA障害の関与も併せて検討し、DNA障害の指標であるγH2AXの発現がCOPDにおいて血管内皮細胞で亢進するか検討を行い、いずれも学会発表を目指す。目的2:皮下脂肪減少がCOPDの全身併存症の原因となる仮説の証明エラスターゼ気道内注入によるCOPDマウスにおいて、皮下脂肪量減少とともに、内臓脂肪組織の脂肪細胞のサイズ増加や内臓/皮下脂肪量比の上昇などの異所性脂肪の蓄積、及びインシュリン感受性低下に伴う糖代謝異常を認めた。
アンドロゲン誘導性癌増殖因子の構造と作用機構

アンドロゲン応答性マウス乳癌(シオノギ癌115)由来の培養細胞株(SC-3)を得た。この細胞を無血清培地下でテストステロンで刺激した。このconditioned medium(CM)を濃縮し、CM cellulose,Heparin Sepharose,Cupper Affinity Column,Heparin Seharose,C_4(Reverse Phase)Columnに連続的にかけた。各々のカラムからの溶出液中の増殖刺激活性を、SC-3細胞を標的細胞と測定した(自己増殖因子活性)。最後のC_4カラムからは35%アセトニトリルで増殖因子が溶出された。又ゲルロ過カラムでは、分子量39Kの所に溶出された。この増殖因子の合成分泌は、アンドロゲンとグルココルチコイドで促進され、TGF-β_1により抑制された。又培地中に、抗FGF抗体を添加すると、アンドロゲン及びグルココルチコイド依存性増殖は抑制された。この結果は、アンドロゲンもグルココルチコイドも同じ増殖因子を誘導しうること、この増殖因子はFGFと同じepitopeを持つことを示唆している。しかし、rat bFGF,mouse Int-2,mouse hst等のプロ-ブを用いた検索では、既知のFGFファミリ-に属する遺伝子の発現は同定できなかった。しかし、この増殖因子はSC-3細胞の細胞膜に存在するFGFレセプタ-と結合し得ることが以下の実験より明らかとなった。即ち、〔^<125>〕FGFがSC-3細胞に結合するのを阻害すること、(^<125>〕FGFがレセプタ-蛋白(130K)に結合するのを阻害すること(cross linking実験)等が判明した。以上の結果は増殖因子がFGFレセプタ-と結合することにより効果を発現することを強く示唆するが、この過程において修飾因子が存在することが明らかとなった。培地中にリノレイン酸を添加すると、単独では効果を示さないが、増殖因子の作用を34倍増強した(Thymidtneの取り込みを指標にして)。FGFレセプタ-のリガンド結合能には影響しなかった。以上の結果は、増殖因子の効果発現に、不飽和脂肪酸が重要な役割をはたしていることを示唆する。現在FGFレセプタ-のtyrosine knase活性への影響を検討中である。
アリの社会性行動を制御する神経メカニズムの解明

本研究は、社会性昆虫であるアリが生来備える高度な社会性行動に着目し、個体間相互作用に基づき各個体の社会性行動が柔軟に制御されるメカニズムを分子生物学的に明らかにすることを目的とする研究課題である。これまでに、アリにおけるオキシトシン・バソプレシンホモログであるイノトシンの発現解析、及び機能解析を行った。イノトシンとその受容体は労働アリにおいて高く発現し、イノトシン前駆体は中枢神経において特異的な神経細胞に局在が観察され、合成されたイノトシンの機能性ペプチドは全身に発現することがわかった。また、その作用部位として、イノトシン受容体が腹部に存在するエノサイトと呼ばれる細胞に高く発現することを見出した。昆虫においてエノサイトは体表に発現する炭化水素を合成する場であることが知られている。dsRNAを用いた遺伝子発現ノックダウン実験、及び化合物ライブラリを用いた網羅的スクリーニングによりイノトシンシグナル阻害剤を同定し、薬理学的な阻害実験を行うことにより、イノトシンは体表炭化水素合成に必須な酵素であるCYP4G1の発現制御を介して炭化水素合成を制御することが明らかとなった。また、炭化水素の合成制御を介して労働アリの乾燥環境への耐性獲得に寄与する可能性を見出し、これらの研究実績は2019年3月にPNAS誌に発表した。平成29年度が最終年度であるため、記入しない。本研究は、社会性昆虫であるアリが生来備える高度な社会性行動に着目し、個体間相互作用に基づき各個体の社会性行動が柔軟に制御されるメカニズムを分子生物学的に明らかにすることを目的とする。近年、ヒトを含む霊長類やげっ歯類において、神経ペプチドであるオキシトシンが社会性行動へ関与することが明らかにされた。さらに、オキシトシンの昆虫ホモログであるイノトシン(Inotocin)が複数種のアリにおいて高度に保存されていることが報告された(Gruber, 2013)。本研究では、アリの労働分化形成におけるイノトシンシグナルの生理機能解明を目指している。これまでに定量PCR法を用いた遺伝子発現解析により、中枢神経系、および末梢組織の中でも特に脂肪体にイノトシン、および受容体が高く発現することが明らかとなった。またイノトシンおよび受容体を特異的に検出する抗体を作成し、組織中において限られた細胞種が高い発現を示すことが明らかとなった。また、イノトシンシグナルを人為的に操作する実験系の構築として、化合物ライブラリーからイノトシンシグナルを阻害する因子を網羅的に探索し、いくつかの候補化合物を得ることに成功した。dsRNA投与による遺伝子発現抑制実験については、dsRNAをインジェクション投与することにより、その発現を67割程度にまで下げることに成功している。今後はこれらの人為操作実験をより詳細に評価し、その効果を行動アッセイや寿命測定、生理機能解析により明らかにすることを目指す。これまでに社会性昆虫アリにおいて、特に労働アリでイノトシンおよびその受容体が高く発現することが明らかとなった。また、抗体作成により、これらのシグナルを高く発現する細胞種を中枢神経系、および末梢組織において同定することに成功した。これらの細胞においてイノトシンシグナルを人為的に操作し、その生理機能の解明を目指している。薬理学的な操作実験として東京大学創薬機構が保有するおよそ22万の化合物ライブラリーを用い、イノトシンシグナルの活性阻害効果を培養細胞系にて検証した。その結果、イノトシンシグナルに対して阻害効果を持ち、一方で構造の類似性が高い哺乳類オキシトシン、およびバソプレシンシグナルに対しては同等の効果を持たないものとして、これまでに4種まで候補化合物を絞り込むことに成功した。以上の結果から、本研究はおおむね順調に進展していると考える。今後はこれまでに得た4つのイノトシンシグナル阻害化合物についてより詳細な評価を行う。具体的には、イノトシン受容体を強制発現するトランスジェニックショウジョウバエを利用し、その活性阻害効果をより生体に近い状態で検証する。またこれまでにイノトシン受容体が高く発現することがわかっている労働アリの脂肪体組織において、これらの化合物投与による活性化アッセイを行う。

また、合成イノトシンペプチドの投与により行動にどのような変化が生じるかを検証することで、イノトシンシグナルの労働アリにおける生理機能、および行動制御における機能を解明する。平成29年度が最終年度であるため、記入しない。
リラクサー系強誘電体によるフォトリフラクティブ材料の研究

研究成果は下記のとおりに要約される。1.結晶の育成とサンプル化(a)リラクサー系強誘電体0.91Pb(Zn_<1/3>Nb_<2/3>)O_3-0.09PbTiO_3をフラックス法により育成した。(b)結晶の切り出し、方位出し、研磨、およびポーリングを行い,鉛系リラクサー系誘電体としては初めてのフォトリフラクティブ効果を観測した。(c)種々の濃度でFe、Mn、Rhをドープした結晶を、それぞれ上記と同様に育成し、フォトリフラクティブ効果の評価を行った。(d)[110]方向にポーリングすることにより散乱が著しく減少し、光学結晶として実用に耐えうる特性が得られることを発見した。これも本研究により初めて得られた知見である。2.フォトリフラクティブ効果の評価(a)電気光学効果の測定を行い、いずれの結晶も約200pm/Vという大きな値を得た。(b)不純物ドープを行わない結晶、および3種の不純物ドープ結晶につき、フォトリフラクティブ効果の応答速度、二光波混合利得の測定を行った。二光波混合利得としては、最大20cm^<-1>という大きな値が得られた。(c)ドープ無の結晶のICPによる元素分析の結果、不純物は検出されず、何らかの欠陥準位がフォトリフラクティブ中心となっていると推定される。(d)二光波混合でのエネルギー移動の方向と電気光学定数の符号から、主要キャリアは正孔であることがわかった。(e)FeおよびRhイオンのドープによりフォトリフラクティブ効果の約2倍の増強が見られた。(f)FeおよびRhドープ結晶でフォトクロミズムが観測された。これは2波長書き込みによる記録の不揮発化の可能性を示すものである。(g)Rhイオンをドープした結晶で600nm以上の長波長域での感度の増大が観測された。(h)光起電力効果を測定し、この結果から結晶を電気的に短絡することにより回折効率の増大を実現した。リラクサー型強誘電体0.91Pb(Zn_<1/3>Nb_<2/3>)O_3-0.09PbTiO_3をフラックス法により育成し、これを切り出し、方位出し、研磨の後[111]方向にポーリングすることにより、この材料が大きなフォトリフラクティブ効果を示すことを明らかにした。これは鉛系リラクサー型誘電体としては世界で初めての観測である。電気光学定数の測定の結果、270pm/Vという大きな値が得られた。フォトリフラクティブ効果としては、波長476nm,光強度1W/cm^2での立ち上がり時定数は12sであった。二光波混合利得は、同じ波長で16cm^<-1>であり、これは強誘電体系のフォトリフラクティブ材料としては最大級の値である。フォトリフラクティブ中心の同定のため、ICPによる元素分析を行ったが、不純物は検出されなかった。このため何らかの欠陥準位がフォトリフラクティブ中心となっていると考えられる。二光波混合でのエネルギー移動の方向と電気光学定数の符号から、主要キャリアは正孔であることがわかった。また二光波混合利得の干渉縞ピッチ依存性の測定から、デバイ波長は0,9μmであることがわかった。

第1段階としては特に不純物をドープしない結晶で測定を行ったが、より大きな効果を得るために現在鉄をドープした場合のフォトリフラクティブ効果を測定中である。また[111]方向にポーリングしたサンプルでは、光の散乱が大きく光学的な応用には不向きであるため、現在[110]方向にポーリングした場合の結晶を検討中である。これらの測定結果については、近く発表する予定である。前年度に引き続き、リラクサー型強誘電体0.91Pb(Zn_<1/3>Nb_<2/3>)O_3-0.09PbTiO_3をフラックス法により育成し、これを切り出し、方位出し、研磨の後、ポーリングすることにより、大きなフォトリフラクティブ効果を発現させた。本年度の主な成果は、下記のとおりである。(1)ポーリングの方向を[111]あるいは[001]方向から[110]方向に変えることにより、散乱を劇的に減少させ、実用上無視できる程度まで散乱を抑えることが出来た。(2)鉄(Fe)イオンをドープした結晶を育成し、下記の結果を得た。(2-1)フォトリフラクティブ効果の増強ドープ無しに比べて実効的な2光波混合定数が約2倍になった。(2-2)フォトクロミズムの発現これは2波長書き込みによる記録の不揮発化の可能性を示すものである。(2-3)光伝導度の測定光伝導度の測定により不純物ドープと応答速度の変化の関係を検証した。(3)ロジウム(Rh)イオンをドープした結晶を育成し、下記の結果を得た。(3-1)長波長域での感度の増大を試みた。633nm、780nmではドープなし、鉄ドープと比べて感度の増大が観測された。今後、ドープ量、アニール条件等の最適化を行い、さらに長波長での感度の増大を目指して研究を進める。(4)結晶としての基本特性の測定(4-1)ポーリング前の結晶に電場を加えた場合の電流の測定ポーリングメカニズムの解明を行うために、ポーリング電流の測定を行っている。継続中の課題である。(4-2)光起電力効果の測定基本特性として光起電力効果の測定を行った。最終年度は赤外域での感度向上を狙って、Rhをドープした0.91Pb(Zn_<1/3>Nb_<2/3>)O_3-0.09PbTiO_3(PZN-PT)を中心に評価を行った。Rhの濃度は0.01wt.%と0.2wt.%とし、フラックス法にて育成した。結晶は方位出し、切り出し、研磨を行った後、[110]方向にポーリングした。Rh濃度の増加とともに、吸収スペクトルは吸収端付近で大きく増加した。電気光学定数は無添加結晶とほぼ同じ、200pm/Vとなった。フォトリフラクティブ効果に関する測定の結果は以下のとおりである。波長488nmと633nmでの主キャリアはホールであった。波長488nmではRh0.01wt.%サンプルが最も二光波混合利得が大きく、最大で21cm^<-1>であった。吸収も小さく、実効的利得でもほぼ20cm^<-1>という非常に大きな値が得られた。波長633nmでは相対的に吸収の大きなRh0.2wt.%添加サンプルで最大の二光波混合利得が得られた。波長788nmと1064nmでも二光波混合利得の測定を行ったが、いずれもRh0.2wt.%のゲインが最大となった。応答速度はRh濃度の増加とともに遅くなる、という結果が得られたが、その原因についてはまだ明らかになっていない。その他、光伝導度、光起電力効果についても測定を行った。
混合型有限要素法のinf-sup条件と大変形解析におけるロバストネス

ゴムなどの高分子材料などに代表される非/微圧縮性固体を精度よく解析するためには,混合変分原理に基づく混合型有限要素法が不可欠であり,混合型有限要素解の健全性を保証する条件として,inf-sup条件が知られている.非圧縮性固体を変位/圧力混合変分法を用いて定式化した場合,剛性マトリックスは,ひずみエネルギーから導かれる項(A),変位の発散から導かれる項(B〉及びその転置(Bt)に分解することができる.inf-sup条件はB,Btと,変位,圧力のノルムを表すマトリックスを組み合わせることによって得られる固有値問題の非零の最小固有値が,有限要素メッシュを細分したときに有限な値に収束することと同値である.また,通常の変位のノルムと,Aを用いたノルムは同値なノルムであるため,上記の固有値問題は,変位のノルムに換えてAを用いても同じ結果を導く.このとき固有値及び固有ベクトルは,全体の剛性マトリックスと対応関係を持ち,特にinf-sup条件を満たさず,メッシュを細分したときに非零の最小固有値が零に漸近することと,その固有値に対応する全体の剛性マトリックスの最小固有値が零に漸近し全体剛性が特異になることが同値であることが証明できる.そのため,全体剛性マトリックスにその固有モードを補償するような項を追加しすれば,合理的にinf-sup条件を満たすようにできることがわかった.上記の研究と並行してポストプロセッサーの開発も行った.この際に,近年WWWでの三次元データの提示手法として注目されるVRMLを用いて,データの可搬性を向上し,また遠隔地からもデータの閲覧が可能にした.ゴムなどの高分子材料などに代表される非/微圧縮性固体を精度よく解析するためには,混合変分原理に基づく,混合型有限要素法が不可欠であり,線形の範囲に限定すれば,混合型有限要素解の健全性を保証する条件として,inf-sup条件が知られているが,これまでの研究で,inf-sup条件を満たす要素でも大変形解析を行った際に,境界条件などによっては不合理な変位振動を起こすことが知られている.本研究の目的は,非線形解析,特に大変形解析を安定に信頼性高く行いうる能力の高い混合型有限要素を開発することにある.本年度の研究では,線形の範囲に限定されたinf-sup条件の数値判定法を,代表的な非線形問題である超弾性体に拡張した数値判定法を開発した.また実際にいくつかの要素について評価も行い,特に前述の大変形解析を行った際に現れる不合理な変位振動は,inf-sup条件が満たされなくなるため発生しているのではないという結果を得ており,現在変位振動の発生メカニズムについて検討を行っている.ただし非線形問題は,初期変位項や初期応力項の影響があるため,この結果の検証にはさらに多くの境界条件での評価が必要である.また,変形経路に依存しない超弾性体以外に,変形経路に依存する弾塑性体でも検討を行う必要がある.上記の研究と並行して,新たな要素を開発すると既存のポストプロセッサーでは適切な表示ができないため,ポストプロセッサーの開発も行った.この際に,データの可搬性を向上し,また遠隔地からもデータの閲覧が可能なように,近年WWWでの三次元データの提示手法として注目されるVRMLを用いている.ゴムなどの高分子材料などに代表される非/微圧縮性固体を精度よく解析するためには,混合変分原理に基づく混合型有限要素法が不可欠であり,混合型有限要素解の健全性を保証する条件として,inf-sup条件が知られている.非圧縮性固体を変位/圧力混合変分法を用いて定式化した場合,剛性マトリックスは,ひずみエネルギーから導かれる項(A),変位の発散から導かれる項(B〉及びその転置(Bt)に分解することができる.inf-sup条件はB,Btと,変位,圧力のノルムを表すマトリックスを組み合わせることによって得られる固有値問題の非零の最小固有値が,有限要素メッシュを細分したときに有限な値に収束することと同値である.また,通常の変位のノルムと,Aを用いたノルムは同値なノルムであるため,上記の固有値問題は,変位のノルムに換えてAを用いても同じ結果を導く.このとき固有値及び固有ベクトルは,全体の剛性マトリックスと対応関係を持ち,特にinf-sup条件を満たさず,メッシュを細分したときに非零の最小固有値が零に漸近することと,その固有値に対応する全体の剛性マトリックスの最小固有値が零に漸近し全体剛性が特異になることが同値であることが証明できる.そのため,全体剛性マトリックスにその固有モードを補償するような項を追加しすれば,合理的にinf-sup条件を満たすようにできることがわかった.上記の研究と並行してポストプロセッサーの開発も行った.この際に,近年WWWでの三次元データの提示手法として注目されるVRMLを用いて,データの可搬性を向上し,また遠隔地からもデータの閲覧が可能にした.